一、結(jié)構(gòu)計算應(yīng)注意的問題
1、采用程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計算時,對計算參數(shù)及計算假定選用不當(dāng),影響了計算結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性,甚至影響了結(jié)構(gòu)的安全性。
1)計算中對是否點取“對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”選用不當(dāng)。在計算中應(yīng)采用符合實際情況的樓板剛度計算假定;當(dāng)結(jié)構(gòu)存在樓板開大洞、不連續(xù)、弱連接等情況,不符合剛性樓板假定時,應(yīng)采用“彈性樓板假定”計算,同時地震作用應(yīng)采用總剛分析方法計算;而計算結(jié)構(gòu)的位移比時,則應(yīng)選用“對所有樓層強(qiáng)制采用剛性樓板假定”進(jìn)行補(bǔ)充計算。
2)在計算框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)時,計算層剛度比選用“剪切剛度”不妥,宜選用“剪彎剛度”計算各層側(cè)向剛度比。
3)在輸入風(fēng)荷載信息中,結(jié)構(gòu)基本周期取值與結(jié)構(gòu)計算第1周期相差過大。結(jié)構(gòu)基本周期可直接取用經(jīng)計算得到的結(jié)構(gòu)第1周期數(shù)值填入,再對結(jié)構(gòu)重新計算,以使結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載的計算更為準(zhǔn)確。
4)多層混凝土結(jié)構(gòu)整體計算,當(dāng)樓層的彈性水平位移比大于1.3時,仍未計入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》,當(dāng)樓層的彈性水平位移比大于1.2時,結(jié)構(gòu)屬于平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則,質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)計入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。建議當(dāng)樓層的彈性水平位移比大于1.2時,宜計入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。
5)計算有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當(dāng)其斜交角度大于15°時,未增加相應(yīng)斜向抗側(cè)力構(gòu)件的水平地震作用計算?拐鹨(guī)范規(guī)定,對有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當(dāng)相交角度大于15°時,應(yīng)分別計算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。
6)在結(jié)構(gòu)整體計算時,設(shè)計未考慮最不利地震作用方向的影響。地震沿著不同方向作用時,結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)一般也不同,當(dāng)計算給出的最不利地震作用方向與計算方向的夾角較大時,設(shè)計人員應(yīng)將最不利地震作用方向作為附加地震作用方向,驗算該方向的地震作用對整體結(jié)構(gòu)的影響。
7)計算豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)時,要注意是否有薄弱層。當(dāng)某層結(jié)構(gòu)的抗剪承載力小于其上一層的80%,不符合規(guī)范要求,設(shè)計需在計算總信息中強(qiáng)制定義此層為薄弱層,以使計算能夠按照規(guī)范規(guī)定增大薄弱層的地震剪力;例如計算某高層建筑,其第3計算層的抗剪承載力與相鄰上一樓層的比值在兩個方向分別為0.73和0.59,均小于規(guī)范限值0.8,設(shè)計需要定義此層為薄弱層;一般情況,結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層為計算薄弱層。
8)計算柱、墻和基礎(chǔ)時,設(shè)計忽略了實際活荷載折減系數(shù)與程序內(nèi)定值的不同,未進(jìn)行人工調(diào)整;程序內(nèi)定的活荷載折減系數(shù)為《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》,按規(guī)范第4.1.2條,當(dāng)建筑的使用功能不屬于表4.1.1(1)項時,活荷載折減應(yīng)符合規(guī)范第4.1.2條的相應(yīng)規(guī)定;例如當(dāng)計算住宅建筑含有3層底商用房時,則底商層的活荷載折減系數(shù)均應(yīng)取0.9或不折減。
9)抗震計算的振型數(shù)取用過多,造成結(jié)構(gòu)計算周期不準(zhǔn)確,地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力異常;例如計算某4層較為規(guī)則的混凝土框架結(jié)構(gòu),采用剛性樓板計算假定,地震作用振型數(shù)取用了15個,使計算結(jié)果異常;地震作用振型數(shù)量的取用多少與結(jié)構(gòu)層數(shù)及型式有關(guān),計算振型數(shù)要保證振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%,一般當(dāng)采用剛性樓板計算假定,取用的振型數(shù)不大于3倍層數(shù)。
二、其他計算應(yīng)注意的問題
1)計算框架或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時,當(dāng)框架梁與柱偏心較大(偏心距大于柱寬的1/4)時,設(shè)計未采取結(jié)構(gòu)措施考慮梁柱偏心對節(jié)點核心區(qū)的不利影響。建議計算上按實際梁柱偏心情況建模,并應(yīng)參照抗震規(guī)范附錄D的驗算方法進(jìn)行核心區(qū)截面抗震驗算;構(gòu)造上可在梁支座處采取增設(shè)水平加腋措施,也可適當(dāng)減小柱的軸壓比控制值,提高框架柱延性;設(shè)計應(yīng)特別注意,在9度抗震設(shè)計時,高層建筑不應(yīng)采用梁柱偏心較大的結(jié)構(gòu),見混凝土高規(guī)6.1.3條的條文說明。
2)計算長懸臂結(jié)構(gòu)時忽略了豎向地震作用影響。按抗震規(guī)范第5.1.1.4條,長懸臂結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮豎向地震作用;按抗震規(guī)范第5.3.3條,豎向地震作用可采用靜力法計算,即增加豎向等效荷載;豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值:在8度和9度地震區(qū)可分別取該結(jié)構(gòu)重力荷載代表值的10%和20%。
3)結(jié)構(gòu)整體計算時,樓梯間荷載一概按等效均布荷載輸入,使有些情況下計算分配至樓梯周邊梁上的荷載與實際受力相差很大,造成某些樓梯邊梁不滿足設(shè)計要求;尤其計算自動扶梯邊梁時,必須按照廠家提供的荷載作用計算。
4)在計算有較小高差的樓板配筋時(如高差≤300mm),對板在高差處的支座按簡支模型計算和配筋。筆者認(rèn)為此種情況不同于錯層樓板計算模型,建議設(shè)計可按無高差連續(xù)板簡化計算,高差處的兩邊板支座受拉鋼筋可參照此計算結(jié)果配置,設(shè)計也可根據(jù)高差和支座抗扭剛度等因素,對高差支座彎矩適當(dāng)調(diào)幅,同時加大相應(yīng)的跨中彎矩。對于計算較大跨度懸挑板結(jié)構(gòu),當(dāng)懸挑板厚度大于支座內(nèi)跨板厚度時,設(shè)計應(yīng)注意:懸挑板根部的內(nèi)跨板支座抗彎承載力應(yīng)滿足懸挑板根部彎矩的要求。
5)在設(shè)計純地下室頂板上支立的擋土墻或游泳池側(cè)壁墻體等結(jié)構(gòu)時,計算應(yīng)注意不僅墻體本身應(yīng)滿足承載力要求,同時應(yīng)考慮墻體根部外力對下部支撐結(jié)構(gòu)的影響,滿足節(jié)點平衡的受力要求。
6)在設(shè)計擋土墻時,應(yīng)注意區(qū)分不同計算工況的荷載分項系數(shù)。當(dāng)驗算擋土墻的傾覆和滑移時,應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,但荷載分項系數(shù)均為1.0,見地基規(guī)范第3.0.4-3條要求;當(dāng)進(jìn)行擋土墻的截面、強(qiáng)度設(shè)計時,應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,并采用相應(yīng)荷載分項系數(shù),見地基規(guī)范3.0.4-4條要求。
7)在計算建筑物的地基變形時,傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合,不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震作用,見地基規(guī)范第3.0.4-2條要求。
8)設(shè)計高層建筑帶大底盤裙房的地基基礎(chǔ)時,當(dāng)高層建筑主樓和大底盤基礎(chǔ)質(zhì)量偏心較大時,可分別計算主樓與裙房的基底壓力,并應(yīng)分別滿足地基承載力要求,同時應(yīng)控制主樓和裙房的基礎(chǔ)差異變形。
9)計算獨立柱基+防水板基礎(chǔ)時,防水板計算簡圖和方法不當(dāng)?shù)膯栴},防水板采用四邊簡支板計算,使計算模型與實際受力相差很大。
10)在計算文件中,設(shè)計人員應(yīng)對各種特殊活荷載及有特殊使用要求的荷載取用提供依據(jù),對荷載考慮及計算過程要清晰易查,便于校審或歸檔后進(jìn)行相關(guān)荷載查詢;例如計算室外地面的地下室頂板荷載、大型設(shè)備荷載、屋頂花園荷載、游泳池的水深等。
11)提供施工圖審查的計算書有漏項、缺項,計算結(jié)果未給全等問題:如未提供大跨鋼筋混凝土梁(包括大跨懸挑梁)的撓度及裂縫驗算,未提供大跨鋼筋混凝土樓板(包括現(xiàn)澆混凝土空心樓板)的撓度及裂縫驗算;未提供鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的薄弱層驗算;未提供結(jié)構(gòu)超筋超限信息;未提供鋼筋混凝土框-剪結(jié)構(gòu)中框架承擔(dān)的傾覆力矩占總傾覆力矩的比例信息;剪力墻厚度不滿足抗震規(guī)范要求時,未補(bǔ)充驗算墻體穩(wěn)定;未提供梁板式筏基底板受沖切、受剪承載力驗算,見地基規(guī)范8.4.5條。
三、結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)注意的問題
1、地上結(jié)構(gòu)
1)在設(shè)計中,經(jīng)常遇到結(jié)構(gòu)平面凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)等情況,使結(jié)構(gòu)平面出現(xiàn)細(xì)腰、弱連接部位;這種情況除計算考慮弱連接樓板變形影響外(如考慮彈性樓板計算),構(gòu)造上應(yīng)對弱連接部位的梁板采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施:如適當(dāng)加厚弱連接樓板的板厚,對弱連接處的梁、板配筋適當(dāng)加強(qiáng)并將上下縱筋拉通,適當(dāng)加大弱連接處邊梁兩側(cè)的腰筋以提高梁的抗扭能力和弱連接樓板平面內(nèi)的承載能力。
2)建筑疏散樓梯是結(jié)構(gòu)抗震的重要構(gòu)件,一般樓梯板為拉彎或壓彎構(gòu)件,建議設(shè)計考慮設(shè)置板面構(gòu)造拉通鋼筋。由于樓梯斜板對混凝土框架結(jié)構(gòu)的影響較大,建議計算考慮其影響。
3)設(shè)計人員對一、二級框架梁配筋構(gòu)造要求容易疏忽的問題:
① 梁端截面底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值分別小于0.5和0.3,不符合抗震規(guī)范第6.3.3-2條要求;
② 沿梁全長的頂面拉通鋼筋少于梁兩端頂縱向配筋中較大截面面積的1/4,不符合抗震3規(guī)范6.3.4-1條要求;
③ 當(dāng)梁端縱向受拉鋼筋配筋率>2%時,按抗震規(guī)范第6.3.3-3條,要注意梁箍筋直徑應(yīng)比表6.3.3的要求增大2mm;
④ 出現(xiàn)梁端縱向受拉鋼筋配筋率>2.5%情況,不符合抗震規(guī)范第6.3.3-1條要求,設(shè)計可考慮受壓鋼筋按雙筋梁設(shè)計,減小支座縱向受拉鋼筋,也可適當(dāng)加大梁截面或設(shè)置加腋等。
4)高層建筑框支梁所配腰筋直徑取為14mm,不符合高規(guī)10.2.8條構(gòu)造要求,應(yīng)按要求調(diào)整框支梁腰筋直徑≥16mm。
5)在設(shè)計各種弧形梁、板時,要注意在轉(zhuǎn)彎處放射鋼筋間距對內(nèi)弧邊和外弧邊是不同的,甚至相差很大;設(shè)計時要注意標(biāo)注鋼筋間距所參照的位置,控制最大箍筋間距,一般可按外弧邊計算和控制放射鋼筋間距。
6)設(shè)計時要注意對框架短柱(由于結(jié)構(gòu)錯層或樓梯間等標(biāo)高變化而形成的框架短柱)及一、二級抗震等級的框架角柱的箍筋應(yīng)沿柱全高加密;很多設(shè)計仍然忽略了這類構(gòu)件,未按規(guī)范要求加強(qiáng)這類框架柱的抗剪能力。
7)當(dāng)框架連續(xù)梁相鄰兩跨的梁跨度相差較大時,注意大小跨間的梁支座受力應(yīng)滿足彎矩平衡要求,對小跨支座縱向受拉鋼筋長度應(yīng)滿足相鄰長跨要求。
8)高層剪力墻結(jié)構(gòu)的連梁設(shè)計,當(dāng)連梁高度大于700mm時,設(shè)置的連梁腰筋直徑小于10mm,不滿足混凝土高規(guī)第7.2.26-4條要求,應(yīng)按規(guī)范要求調(diào)整。
9)高層建筑抗震設(shè)計時應(yīng)注意對下列結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級按規(guī)范規(guī)定提高:
① 部分框支剪力墻的高層建筑,當(dāng)轉(zhuǎn)換層的位置設(shè)置在3層及3層以上時,其框支柱、剪力墻底部加強(qiáng)部位的抗震等級宜提高一級采用,見混凝土高規(guī)第10.2.5條要求;
② 帶加強(qiáng)層的高層建筑,加強(qiáng)層及其相鄰層的框架柱和核心筒剪力墻的抗震等級應(yīng)提高一級,見混凝土高規(guī)第10.3.3條要求;
③ 錯層高層建筑,錯層處的框架柱和剪力墻的抗震等級應(yīng)提高一級;
④ 連體高層建筑,連接體及與連接體相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級應(yīng)提高一級;以上提高原則當(dāng)抗震等級為特一級時則不再提高。
10)框架-剪力墻結(jié)構(gòu),應(yīng)注意對單片剪力墻在每層的墻頂設(shè)置邊梁或暗梁,并與單片剪力墻的端柱組成剪力墻的邊框,以提高剪力墻的變形和耗能能力,見抗震規(guī)范第6.5.1條。
11)剪力墻結(jié)構(gòu)在角部設(shè)有轉(zhuǎn)角窗時,應(yīng)對角窗部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)件適當(dāng)加強(qiáng)。如角窗處樓板適當(dāng)加厚,且雙層雙向通長配筋;也可在角窗處板內(nèi)加設(shè)斜向暗梁或斜向配筋,斜向鋼筋錨入角窗兩邊的邊緣構(gòu)件;角窗兩邊的邊緣構(gòu)件適當(dāng)加強(qiáng)。
12)剪力墻或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計,當(dāng)剪力墻墻肢與其平面外方向較大跨度的樓面梁連接時,應(yīng)依據(jù)混凝土高規(guī)7.1.7條采取措施,減小梁端部彎矩對墻的不利影響;如墻厚不滿足梁縱向鋼筋的水平錨固長度時,宜盡量采用較小直徑鋼筋;根據(jù)具體情況,計算可考慮適當(dāng)調(diào)幅梁支座彎矩,或模型計算按梁與墻肢鉸接連接,相應(yīng)加大梁跨中彎矩。
13)剪力墻結(jié)構(gòu)的墻體拉接筋間距的設(shè)置不是墻體豎向和水平向鋼筋間距的倍數(shù),包括剪力墻約束邊緣構(gòu)件的λ/2區(qū)段的拉接鋼筋也有類同情況。按抗震要求,墻體拉接筋應(yīng)鉤住剪力墻最外側(cè)的鋼筋。
14)設(shè)計剪力墻結(jié)構(gòu),設(shè)計圖紙應(yīng)對結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的層數(shù)或標(biāo)高給予注明。
15)8度地震區(qū)的結(jié)構(gòu)填充墻設(shè)計,填充墻的拉結(jié)筋未按要求全長貫通,不符合抗震規(guī)范第13.3.3-2條。5.12汶川地震對房屋的震害表明,填充墻的破壞所造成的次生災(zāi)害十分嚴(yán)重,尤其當(dāng)填充墻的墻高或墻長較大時,設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行抗震規(guī)范對填充墻的拉結(jié)筋、構(gòu)造柱和水平系梁等構(gòu)造措施,對填充墻的抗震設(shè)計給予充分重視。
2、地下結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)
1)無地下室的框架結(jié)構(gòu),對于底層框架柱的設(shè)計,僅在基礎(chǔ)頂面上設(shè)置箍筋加密區(qū),未對±0.00剛性地面上下設(shè)置箍筋加密區(qū),不符合抗震規(guī)范第6.3.10-2條要求;應(yīng)按規(guī)范要求增設(shè)箍筋加密區(qū)。
2)樁基礎(chǔ)設(shè)計,單樁承臺未在兩個互相垂直方向上設(shè)置聯(lián)系梁;有抗震要求的柱下獨立承臺未在兩個主軸方向設(shè)置聯(lián)系梁;一般情況下宜按地基規(guī)范第8.5.20條要求增設(shè)承臺聯(lián)系梁。
3)當(dāng)?shù)鼗旱酌嬖O(shè)置在冰凍線以上,且梁底土為凍脹性土?xí)r,設(shè)計應(yīng)采取構(gòu)造措施避免土體凍脹后使地基梁產(chǎn)生反拱影響。設(shè)計可根據(jù)地基土的凍脹性,對地基梁下一定厚度凍脹土采用非凍脹性的砂、砂石換填夯實;也可在地基梁與其下的凍脹土之間預(yù)留50~200mm的空隙,空隙兩側(cè)采用砌體封堵。
4)在設(shè)計獨立柱基礎(chǔ),當(dāng)基礎(chǔ)寬度≥2.5m時,基礎(chǔ)鋼筋長度宜按0.9基礎(chǔ)寬度交錯布置,為開發(fā)商節(jié)省基礎(chǔ)投資。
5)在設(shè)計基礎(chǔ)防水板時,應(yīng)注意防水板配筋除滿足抗浮要求外,應(yīng)滿足抗彎構(gòu)件最小配筋率要求,依據(jù)混凝土規(guī)范9.5.2條,配筋率應(yīng)不小于0.15%。
3、設(shè)計對施工要求及其他應(yīng)注意的問題
1)設(shè)計文件中出現(xiàn)“本工程中隔墻均采用······廠家······砌塊”等指定產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的字樣是不允許的,根據(jù)《建筑工程勘察設(shè)計管理條例》(國務(wù)院令第293號)第27條,設(shè)計不能指定產(chǎn)品生產(chǎn)廠家。
2)當(dāng)設(shè)計電梯及設(shè)備吊裝蓋板等吊鉤時,應(yīng)注明“嚴(yán)禁采用冷加工鋼筋”。
3)當(dāng)設(shè)計中引用標(biāo)準(zhǔn)圖做法時,宜注明圖集頁碼、范圍等,便于施工選用并避免誤選;當(dāng)設(shè)計采用地方標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件時,應(yīng)注明選用的地方標(biāo)準(zhǔn)圖集號;同時注意不要采用失效版本圖集。
4)在設(shè)計無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土板時,應(yīng)按《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ92—2004)第4.2條的相關(guān)要求,明確預(yù)應(yīng)力板的保護(hù)層厚度、對氯離子的控制和對預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的要求。
5)在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計詳圖中,應(yīng)對預(yù)應(yīng)力的張拉端、錨固端及預(yù)應(yīng)力錨具給予表示或說明。
6)人工挖孔灌注樁屬限用技術(shù),設(shè)計采用時應(yīng)充分論證,采取可靠措施確保施工過程安全及成樁質(zhì)量,并應(yīng)給出樁的護(hù)壁大樣圖。當(dāng)采用大直徑人工挖孔樁,且樁距較近時,設(shè)計應(yīng)注明要求施工跳挖。
7)當(dāng)工程有大體積混凝土澆注時,設(shè)計應(yīng)注明施工需采取可靠措施,解決大體積混凝土水化熱問題。
8)當(dāng)建設(shè)場地有降水要求時,設(shè)計應(yīng)注明對地下水的施工降水與停止降水時間要求;若有毗鄰建筑物時,應(yīng)充分論證工程降水對毗鄰建筑物的影響。
9)高層建筑的基礎(chǔ)埋深,當(dāng)按較低一側(cè)地面計算不滿足高規(guī)12.1.7.1條要求時,設(shè)計應(yīng)驗算整體結(jié)構(gòu)抗傾覆需滿足規(guī)范要求,并應(yīng)對基槽回填土的壓實系數(shù)及回填時間等提出要求,加強(qiáng)周邊土對基礎(chǔ)的側(cè)限約束。
10)當(dāng)建筑外立面造型要求采用大量裝飾預(yù)制構(gòu)件時,設(shè)計應(yīng)對預(yù)制構(gòu)件的連接構(gòu)造采取可靠的抗震、防腐蝕等措施,應(yīng)配合廠家提供預(yù)制構(gòu)件及連接大樣詳圖,并對設(shè)計圖紙復(fù)核確認(rèn)。