本文是筆者在施工圖審查中發(fā)現(xiàn)的一些問題以及平時與設計人員的交流中的一些體會和心得,在文中主要對結構設計總說明中應注意的問題、房屋高寬比、基礎設計中的荷載取值等作了討論。
  
       本文是筆者在施工圖審查中發(fā)現(xiàn)的一些問題以及平時與設計人員的交流中的一些體會和心得,由于涉及的內容分散,相互間的關聯(lián)性不大,故采取問答的方式來敘述。
       

        1、 什么樣的結構專業(yè)施工圖才算完整?
        一套完整的結構專業(yè)施工圖除滿足建設部頒布的《建筑工程設計文件編制深度規(guī)定》外,還要滿足以下條件:

 (1) 是指導施工的設計文件,施工單位和監(jiān)理能按照圖紙準確地實現(xiàn)工程師的設計意圖。

 (2) 讓審查工程師能明白無誤的了解與結構設計相關的一些基本信息:如在設計總說明中注明風荷載和雪荷載的取值、場地土的類別、抗震設防烈度等。
 (3) 讓業(yè)主明白該樓房在使用期間的注意事項:如在設計總說明中注明“未經技術鑒定或設計許可,不得改變結構的用途和使用環(huán)境”、“樓面允許的裝修荷載”等。
       

         2、 現(xiàn)階段結構專業(yè)在施工圖審查中的把握尺度是什么?
        結構專業(yè)施工圖審查的目的就是保證房屋結構在設計壽命內的安全性,對結構的經濟性一般沒有要求。例如:框架結構的抗震等級本應是四級而設計人為提高到三級,這是允許的。但是反過來,如果抗震等級本應是三級的框架而設計定為四級則是違反了強條。
      

         3、 在結構設計總說明中應注意的問題有哪些?

        結構設計總說明是整套施工圖的綱領性文件,該部分違反強條的概率占總數的70~80%,所以應引起高度的重視,常易出現(xiàn)的問題是漏寫或錯寫了以下內容:
(1) 設計使用年限(一般是50年) GB50068-2001: 1.0.5(強條)
(2) 建筑結構安全等級(一般是二級)GB50068-2001:1.0.8(強條)
(3) 基礎設計等級(甲、乙、丙級)   GB50007-2002:  3.0.1
樁基安全等級(一、二、三級)〔一般≥20層為一級〕
            JGJ94-94 :  3.3.3
(4) 武漢市的設防烈度為6度。GB50011-2001: 1.0.2、1.0.4(強條)
(5) 建筑抗震設防分類(一般為丙類)  GB50011-2001:  3.1.1(強條)
(6) 建筑的場地類別(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類)  GB50011-2001:  4.1.6(強條)
(7) 樓、屋面設計荷載  GB50009-2001:  4.1.1  4.3.1(強條)
① 應注意二次裝修荷載。
② 六層及以下住宅樓梯的活荷載為2.0kN/m2,其他情況下為消防疏散樓梯,其活荷載為3.5kN/m2。
(8) 基本雪壓和基本風壓  GB50009-2001:  6.1.2   7.1.2(強條)
① 高度≥60M的高層建筑,結構的設計使用年限50年,設計文件未交待Wo≥0.40KN/m2時納入結構安全性問題審查(JGJ3-2002:  3.2.2)
② 結構的設計使用年限100年的高層建筑,按JGJ3-2002§3.2.2條規(guī)定,設計文件未交待Wo≥0.40KN/m2時納入《強條》方面的問題審查;
(9) 各項工程在設計前必須有巖土工程勘察報告。  GB50021-2001:  1.0.3(強條)
(10) 當地下水埋藏較淺,或存在上部滯水時,建筑地下室或地下構筑物存在上浮問題應進行抗浮驗算。  GB50007-2002:  3.0.2-6(強條)
(11) 對于天然基礎的持力層,基槽開挖后應進行基槽檢驗,。  GB50007-2002:  10.1.1(強條)
(12) 抗震結構對材料和施工質量的特別要求,應在設計文件上注明。  GB50011-2001:  3.9.1(強條)
(13) 鋼筋混凝土結構抗震等級的確定:
① 一般按GB50011-2001:   6.1.2或JGJ3-2002: 4.8.1.
(強條)
②在框架剪力墻中當框架部分承受的地震傾覆彎矩大于50%時,其框架部分的抗震等級應按框架結構確定。GB50011-2001:  6.1.3
(14) 混凝土結構的環(huán)境類別 GB50010-2002: 3.4.1。
結構混凝土耐久性的基本要求。GB50010-2002:3.4.2
(15) 未經技術鑒定或設計許可,不得改變結構的用途和使用環(huán)境。GB50010-2002: 3.1.8(強條)(設計文件未交待時,對居住建筑可納入其他問題提出;對公共建筑應納入結構安全性問題審查)
(16) 混凝土的基本要求:
① 框支梁、框支柱、一級抗震的框架梁、柱、節(jié)點不應低于C30,構造柱、芯柱、圈梁及其他各類構件不應低于C20。  GB50011-2001:3.9.2 (強條)
② 轉換層的混凝土強度等級不應低于C30。JGJ3-2002:10.1.6
③ 錯層處剪力墻的混凝土強度等級不應低于C30。水平和豎向分布鋼筋的配筋率不應小于0.5%。JGJ3-2002:10.4.5
④ 筏型基礎的混凝土強度等級不應低于C30。GB50007-2002: 8.4.3
(17) 鋼筋的基本要求:
① 一、二級框架結構,其縱向鋼筋采用普通鋼筋時,鋼筋抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小于1.25,且鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大于1.3。(強條) GB50011-2001:3.9.2
② 設計文件未交待“鋼筋的強度標準值應具有≥95%的保證率”可納入其他問題提出。(《強條》GB 50010§4.2.2條)
③ 受力預埋件的錨筋應采用HPB235、HRB335、HRB400,嚴禁采用冷加工鋼筋。(強條) GB50010-2001:10.9.3
④ 預制構件的吊環(huán)應采用HPB235級鋼筋制作,嚴禁采用冷加工鋼筋。吊環(huán)的錨固長度不應小于30d,并應焊接或綁扎在鋼筋骨架上。(強條)GB50010-2001:10.9.8
⑤ 框架梁、柱的縱向鋼筋不應與箍筋、拉筋及預埋件等焊接。 JGJ3-2002:  6.3.6、6.4.5
(18) 防水混凝土的抗?jié)B設計等級和防水等級。GB50108-2001:4.1.3和3.2.1。(強條)
防水混凝土結構底板的混凝土墊層強度等級不應小于C15,厚度不應小于100mm,在軟弱土層中不應小于150mm。
(19) 鋼筋的混凝土保護層的基本要求。 GB50010-2001:9.2.1(強條) 防水混凝土迎水面鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于50mm,保護層厚度增加后應采取有效措施防止混凝土開裂。GB50108-2001:4.1.6(強條)
(20) 鋼筋的錨固。GB50010-2002:  9.3.1、9.3.3、10.1.5、11.1.7-1
(21) 鋼筋的連接。GB50010-2002:  9.4.3~9.4.10
軸心受拉及小偏心受拉構件的縱向受力鋼筋不得采用綁扎搭接接頭。GB50010-2002:  9.4.2(強條)
(22) 設計文件中主要結構材料(砼強度等級、鋼筋種類、砌體強度等級等)和施工質量要求(沉降觀測、砌體施工質量控制等級、鋼筋錨固和接頭要求等)未作交待可納入結構安全性問題審查,嚴重的應納入《強條》方面的問題審查。
(23) 砌體結構的材料強度要求:
① GB50003-2001: 3.1.1  GB50011-2001: 3.9.2  GB50003-2001: 6.2.1  6.2.2(強條)
② GB50011-2001: 7.5.6~7.5.7
③ 砌體結構的施工質量等級為B級。GB5003-2001: 3.2.1(強條)
(24) 《強條》GB 50003-2001§6.2.2條(砌體結構) :
① 地面以下及防潮層以下砌體材料最低強度等級低于表6.2.2稍潮濕程度時納入《強條》問題審查。
② 地面以下及防潮層以下砌體材料最低強度等級低于很潮濕的或含水飽和程度時納入結構安全性的問題審查。
③ 自承重砌體(如鋼筋砼結構的填充砌體)材料不應按GB 50003§6.2.2條要求控制其強度等級。
(25) 當有地下室時,應注明上部結構的嵌固部位。
      

         4、 房屋高寬比是否作為超限高層建筑抗震專項審查的依據?
        房屋高寬比不作為超限高層建筑抗震專項審查的依據。高層建筑的高寬比規(guī)定,是對結構整體剛度、抗傾覆能力、整體穩(wěn)定、承載能力以及經濟合理性的宏觀控制性指標,是過去工程經驗的總結。在《混凝土高規(guī)》中,對這些性能中的絕大部分已有專門規(guī)定,如承載力、側向位移、穩(wěn)定、傾覆等,因此不再將其作為超限高層建筑的一個判斷指標,《混凝土高規(guī)》中的相應用詞是“不宜超過”規(guī)定值,不是必須滿足的條件。
   一般情況下,結構平面寬度可按平面最小投影寬度計算。大底盤結構的高寬比,可對整體結構和底盤以上的塔樓結構分別進行核算!痘炷粮咭(guī)》條文說明中,裙樓剛度和面積“較大”,是相對塔樓面積而言的,不便于量化,可依據工程經驗和規(guī)則程度確定。


         5、 如何理解和掌握裙房抗震等級不低于主樓的抗震等級?
         高層建筑往往帶有裙房,有時裙房平面面積還較大,當裙房與主樓在結構上完全分開時,主樓與裙房分別按各自的結構體系、房屋高度確定抗震等級。當主樓和裙房連接為整體時,裙房除按自身條件確定抗震等級外,還不應低于主樓的抗震等級。例如,裙房為純框架、主樓為剪力墻結構且連為整體時,主樓按剪力墻結構確定抗震等級,裙樓框架的抗震等級除按自身條件外,尚不應低于主樓剪力墻的抗震等級。
   當主樓為部分框支剪力墻結構時,框支框架按部分框支剪力墻結構確定抗震等級,裙樓可按框架-剪力墻結構確定抗震等級,若低于主樓框支框架的框支等級,則與框支框架直接相連的非框支框架應適當加強抗震構造措施。


        6、 “抗震規(guī)范”中對鋼筋混凝土框架結構的角柱有一些特殊要求,是不是轉角處的框架柱均應按角柱對待?
       考慮到角柱承受雙向地震作用,扭轉效應對內力影響較大且受力復雜等因素,抗震設計中對其抗震措施和抗震構造措施有一些專門的要求。“抗震規(guī)范”中的角柱是指位于建筑角部、與柱的正交方向各只有一根框架梁與這相連接的框架柱。因此位于建筑平面凸角處的框架柱一般均為角柱,而位于建筑平面凹角處框架柱,若柱的四邊各有一根框架梁與之相連,則可不按角柱對待。


        7、 是否所有短肢剪力墻的構造均應滿足《混凝土高規(guī)》第7.1.2條的要求?
        不是所有短肢剪力墻的構造都必須滿足《混凝土高規(guī)》第7.1.2條的要求,《混凝土高規(guī)》第7.1.2條在條文的開始就明確的對該條文的使用范圍做了限定,即僅適用于剪力墻結構中“短肢剪力墻較多”的情況。換句話說就是當剪力墻結構中短肢剪力墻較少時就可以不必滿足《混凝土高規(guī)》第7.1.2條的規(guī)定。
那么如何判定剪力墻結構中短肢剪力墻的多少呢?一般情況下,短肢剪力墻較多的剪力墻結構中,短肢剪力墻承受的傾覆力矩可占結構總傾覆力矩的40%~50%。因此我們可以偏安全的取下限值40%來考慮,即當剪力墻結構中,若短肢剪力墻承受的傾覆力矩占結構總傾覆力矩的不大于40%時,我們可以認為該剪力墻結構屬于短肢剪力墻較少的情況。
在短肢剪力墻的設計中,設計人員有時將短肢剪力墻設計成一個大暗柱,而且將短肢剪力墻的水平鋼筋按照剪力墻暗柱箍筋的要求來配置,這時往往不滿足剪力墻水平鋼筋的配筋率要求,這是經常容易忽略的問題。


         8、 剪力墻高厚比的計算應注意什么問題?
        高規(guī)7.2.2條規(guī)定,剪力墻高厚比是指層高或剪力墻無支長度與墻厚的比值。這里面要引起注意的是要取層高或剪力墻無支長度兩者中的較小值來計算。所謂剪力墻的無支長度是指沿剪力墻長度方向沒有平面外橫向支承時的長度,即一直算到有平面外橫向支承為止的長度。支承可以是翼墻也可以是端柱,但兩者的截面尺寸是有要求的,根據高規(guī)表7.2.16注3的規(guī)定,翼墻長度小于其厚度3倍或端柱截面邊長小于墻厚的2倍時,視為無翼墻或無端柱。
還應注意的是,如果墻肢沒有翼墻或者端柱,則這段墻肢就沒有所謂的無支長度,其最小厚度只能按照層高來計算。


         9、 剪力墻連梁的設計應注意哪些問題?
         剪力墻連梁在抗震設計中屬于耗能構件,它的設計應引起我們高度的重視,常見的問題有:
(1) 將連梁和框架梁的編號混用,而按照“高規(guī)”第7.1.8條的規(guī)定,剪力墻開洞形成的跨高比小于5的梁,應按連梁進行設計,當跨高比不小于5時,宜按框架梁進行設計。
(2) 連梁的箍筋配置不正確,在連梁的配筋中箍筋還出現(xiàn)了非加密區(qū),如某連梁LL1(200×400),φ8@100/200,而正確的方法是連梁箍筋應沿全長加密,連梁的箍筋不應存在非加密區(qū)。
(3) 當剪力墻的水平鋼筋作為連梁的腰筋時,應注意剪力墻水平鋼筋的直徑和間距應滿足連梁腰筋的要求,分以下四種情況進行討論:
① 連梁截面高度≤700mm且跨高比>2.5:墻體水平分布鋼筋應作為連梁的腰筋在連梁范圍內拉通連續(xù)配置。
② 連梁截面高度≤700mm且跨高比≤2.5:墻體水平分布鋼筋應作為連梁的腰筋在連梁范圍內拉通連續(xù)配置,且梁兩側的縱向構造鋼筋(腰筋)的面積配筋率不應小于0.3%。
③ 連梁截面高度>700mm且跨高比>2.5,其兩側面沿梁高范圍設置的縱向構造鋼筋(腰筋)的直徑不應小于10mm,間距不應大于200mm。
④ 連梁截面高度>700mm且跨高比≤2.5,其兩側面沿梁高范圍設置的縱向構造鋼筋(腰筋)的直徑不應小于10mm,間距不應大于200mm。梁兩側的縱向構造鋼筋(腰筋)的面積配筋率不應小于0.3%。


       10、 在基礎設計中何時使用荷載標準值?何時使用荷載設計值?
        我們以樁-承臺為例說明標準值和設計值的使用:
② 當我們已知柱底內力和單樁承載力特征值,而要計算樁數時,樁數等于上部荷載標準值除以單樁承載力特征值,注意這里使用的是荷載標準值。
③ 當我們已知柱底內力、單樁承載力特征值和樁數來計算承臺厚度時,是使用設計值(注意不是標準值)。具體來說:樁對承臺的沖切用樁的承載力設計值來計算;柱對承臺的沖切是柱底內力設計值來計算。
④ 在驗算樁身承載力時,使用的是設計值。


        11、 地下室的抗浮計算應注意哪些問題?
        地下室在抗浮計算中,首先應注意地下水位的選取,不宜以地勘報告的地下水位為依據,應考慮在建成后50年的使用期內場地可能出現(xiàn)積水的最不利情況,一般宜取室外地面作為抗浮水位。其次當采取抗拔樁時,錨入承臺的鋼筋應滿足抗拔錨固長度的要求,還要驗算樁身的裂縫寬度是否滿足要求。最后,應注意驗算在水浮力的作用下,底板和地梁的承載力和裂縫寬度應滿足要求,在計算時應注意底板和地梁的迎水面混凝土的保護層厚度是取50mm,并需采取相應的防裂措施。


        12、 在SATWE的計算中鋼筋砼構件的容重如何。
        鋼筋砼構件的質量,程序計算是以容重乘以構件體積計算的,一般取25KN/m3,但在結構計算時SATWE 總體信息要求設定鋼筋砼的容重,其目的是要設計人考慮由于建筑作法引起的鋼筋砼容重變異,如果在任何情況下都取25KN/m3,是偏于不安全的,這一點要引起大家的注意。一般情況下,框架結構取26KN/m3;剪力墻結構可取27-28KN/m3;框剪結構可取26-27KN/m3。


        13、 在SATWE的計算中梁剛度增大系數BK如何。
        對現(xiàn)澆砼結構,由于梁板連為一體,形成T型斷面,梁的線剛度比矩形斷面大許多,而程序計算時,梁剛是按矩形截面計算的。因此,應將梁剛度于以放大,以反映結構實際情況和保證結構計算的準確性。一般情況下,對現(xiàn)澆樓面邊梁BK取1.5,中間梁BK取2.0。如果不放大,則結構設計存在以下問題。
① 由于梁線剛度取值過小,導致結構的整體剛度偏小,從而導致所計算的地震力也偏小,給結構帶來安全隱患。
② 由于梁線剛度取值過小,在節(jié)點內力分配時,梁端分配內力過小,與實際情況不符。
③ 由于梁端內力過小,在配筋計算時,配筋量也將偏少,結構在使用中可能造成梁端開裂,且不能滿足耐久性使用要求。
鑒于上述二個原因,梁剛增大系數的取值應引起設計人員的注意


        14、 如何判斷結構扭轉為主的振型
       為了使結構的扭轉剛度不過弱,以免產生過大的扭轉效應,《混凝土高規(guī)》第4.3.5條,規(guī)定了結構扭轉為主的第一自振周期 與平動扭轉為主的第一自振周期 之比的限制性要求。因此,對每一個特定的結構,需要確定每一個振型的特征,判斷它是平動為主還是扭轉為主。
在SATWE的“周期、地震力與振型輸出文件”中,每個振型的扭轉系數大于0.5時,可判斷該振型為扭轉為主的振型;否則,可認為是平動為主的振型。當扭轉系數等于1時,即為純扭轉振型;當扭轉系數等于0時,即為純平動振型。扭轉系數大于0.5的物理意義可理解為樓層扭轉中心與質心的距離在樓層轉動半徑之內。


        15、 如何理解“高規(guī)”中“樓層位移比”和“層間位移角”?
      “樓層位移比”是指樓層的最大彈性水平位移(或層間位移)與樓層兩端彈性水平位移(或層間位移)平均值的比值;它的目的是限制結構的扭轉;它的計算要求是要考慮偶然偏心(注意:不考慮雙向地震)。
“層間位移角” 是指按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比;其目的是控制結構的側向剛度;它的計算要求是不考慮偶然偏心,不考慮雙向地震。
由此我們可以得出以下的結論:
(1) 現(xiàn)行規(guī)范通過兩個途徑實現(xiàn)對結構扭轉和側向剛度的控制,即通過對“樓層位移比”的控制,達到限制結構扭轉的目的;通過對“層間位移角”的控制,達到限制結構最小側向剛度的目的。
(2) 對“層間位移角”的限制是宏觀的。“層間位移角”計算時只需考慮結構自身的扭轉藕聯(lián),無需考慮偶然偏心及雙向地震。
(3) 雙向地震作用計算,本質是對抗側力構件承載力的一種放大,屬于承載能力計算范疇,不涉及對結構扭轉控制的判別和對結構抗側剛度大小的判斷。
(4)常有單位要求按雙向地震作用計算控制“樓層位移比”和“層間位移角”,這是沒有依據的。
  以上是筆者在施工圖審查中的一些體會,不足之處還請讀者批評指正