建筑工程結構設計中存在主要問題

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建筑工程結構設計中存在主要問題

新疆藍圖勘察設計圖審查中心      鄭志峰

    一、貫徹執(zhí)行中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部《建筑工程設計文件編制深度規(guī)定》建質[2008]216號文：
 1、不少單位，尤其是專業(yè)設計院的圖紙不符合第4章.4.1.2條5款“編制單位法定代表人，技術總負責人和項目總負責人的姓名及其簽字或授權蓋章”；主要原因：（1）有些單位封面設計不合理，沒有注意到此條要求；（2）有些是掛靠設計，則主體單位的法人和技術總負責人疏于管理，也不簽字形式上可以免去法律責任，但從制度上講，仍然要負法律責任。建議各單位應嚴格執(zhí)行貫標要求，執(zhí)行各項制度，把好工程質量關。
 2、4.4.2條，圖紙目錄中缺少選用的重復利用圖和標準圖。
 3、4.4.3條工程概況中內(nèi)容缺失較多的，工程地點，各單體建筑的長、寬、高、地上和地下層數(shù)，各層層高，主要結構跨度，工業(yè)廠房的吊車噸位等，主要原因是結構認為有些內(nèi)容建筑圖上已有，結構說明可以不交代，有些不熟悉結構應交代什么，如吊車噸位，1/3以上的圖紙不交代，則結構設計可以說是錯誤的。
 4、結構設計圖中只說明采用了那個單位的工程勘察報告，而沒有按4.4.3第8條第1）款交代工程地質和水文地質概況：“各主要土層的壓縮模量及承載力特征值等”，大多數(shù)設計只交代持力層的特征值，少數(shù)工程連持力層是那一層地基土都不交代。
 5、對于超限高層建筑，應有超限高層建筑工程抗震設防專項審查意見。
 6、在主要荷載（作用）取值一節(jié)中，第7）款，溫度作用及地下室水浮力的有關設計參數(shù)大部分工程均未交代。
 7、基礎大體積混凝土的施工要求均未交代，基礎及地下室工程的第5）條。
 8、鋼筋混凝土工程中未交代后澆帶或后澆塊的施工要求（包括補澆時間要求），一般只交代砼強度是不夠的。
 9、對于高層建筑或大跨度建筑不交代沉降觀測和施工期間的監(jiān)測要求。
 10、當采用人工復合地基時，應給出復合地基的處理范圍和深度，注明復合地基的承載力特征值和變形控制值等有關參數(shù)和檢測要求，此部分在新疆經(jīng)常由有設計資質的巖土工程單位設計，而該設計應有雙方認可，目前巖土工程設計單位只提出承載力特征值，而不提供變形控制值，這樣對結構工程可能會產(chǎn)生不安全。
 建設部發(fā)布的《建筑工程設計文件編制深度規(guī)定》相當多，也相當仔細，如果設計人認真的貫徹此深度規(guī)定的要求，結構安全可大大提高和施工單位施工也很清楚，出現(xiàn)了工程質量事故，設計方由于交代清楚可以擺脫自己的責任。
 二、貫徹《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223-2008中的問題：
 1、1.0.3條“抗震設防區(qū)的所有建筑工程應確定其抗震設防類別”，目前施工圖中屬于標準設防類（丙類）的建筑工程大多數(shù)均不明確其抗震設防類別，違反了強條。
 2、關于醫(yī)療建筑的設計，標準中規(guī)定“二、三級醫(yī)院的門診，醫(yī)技，住院用房，具有外科手術室或急診科的鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的醫(yī)療用房，”為重點設防類（乙類），而個別設計院將烏市中的社區(qū)衛(wèi)生院也按乙類設計，超出了上述要求。
 3、“商業(yè)建筑中，人流密集的大型的多層商場抗震設防類別應劃為重點設防類。”條文解釋中“大型商場指一個區(qū)段人流5000人，換算的建筑面積約17000㎡或營業(yè)面積7000㎡以上的商業(yè)建筑。這類商業(yè)建筑一般須同時滿足人員密集、建筑面積或營業(yè)面積達到大型商場的標準、多層建筑等條件”。根據(jù)條文解釋，一般應掌控人員密集，特別是超市，營業(yè)面積7000㎡，或建筑面積17000㎡就是乙類工程，如果是綜合樓注意商業(yè)部位的營業(yè)面積或建筑面積，不包括其上部的其它性質用房，而在個別設計單位設計中不核算其按規(guī)定計算的商業(yè)面積，將乙類工程按丙類設計。
 三、貫徹《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2001和《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ3-2002中的問題：
 1、對于高層建筑混凝土結構，不注意那些是超限工程，只認為超過“高規(guī)”A類或B類是超限工程，其實不然。如高層建筑混凝土結構的層間最大位移與平均位移比超過了1.4，其一項就是超限工程。所以應該認真學習、掌握建設部文件建質[2006]220號，關于印發(fā)《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》的通知，客觀地講，能不做超限工程的盡量改變建筑、結構方案，使其不超限，以節(jié)約造價。
 2、關于結構體系中，目前概念最模糊的是剪力墻結構，許多單位在設計剪力墻結構時，認為只要墻長與墻厚比大于8倍，即為剪力墻結構，為了迎合業(yè)主的降低造價的要求，實際做成了南北二片。這種作法實際比短肢剪力墻結構還要不利。
 《高規(guī)》7.1.2條“高層建筑結構不應采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結構。短肢剪力墻較多時，應布置筒體（或一般剪力墻），形成短肢剪力墻與筒體（或一般剪力墻）共同抵抗水平力的剪力墻結構，并應符合下列規(guī)定：8條（略）”。下面的8條也很嚴，而目前有些設計單位設計的剪力墻結構，層數(shù)達25～28層，認為只有墻長比短肢墻長那么20～30cm，避開了短肢墻，就可以任意設計了，實際上違背了《高規(guī)》的原意。
 我認為剪力墻結構應在寬度方向有足夠的墻體拉通方可成立，（當然不包括墻長大于8m時，開設結構洞，此洞寬度不要超過1m，以0.9m為宜）。
 3、帶裙樓的框剪結構剪力墻布置，如果裙樓出主樓平面較大，裙樓部分設置一些剪力墻，以保證地震時樓層的位移協(xié)調(diào)，否則，裙樓與主樓脫開。
 4、在結構施工圖對鋼筋的材料要求時，應注明《抗規(guī)》3.9.2.2-2）（強條）特別是2008年版新增的“且鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9%”大多數(shù)設計單位沒有補充在設計說明中。
 5、近二年，建設部質量檢查專家提出，即使場地無液化可能，在地勘報告及工程設計圖中均應注明場地無液化可能。
 6、結構設計時，作過抗震安評工程的地震動參數(shù)小于規(guī)范的地震動參數(shù)的，用規(guī)范地震動參數(shù)，大于規(guī)范地震動參數(shù)的，應用安評中的地震動參數(shù)，總之，以取大值為原則。
 7、計算中場地類別應嚴格按地勘報告中的場地類別采用，不得隨意改變，如Ⅷ度區(qū)，Ⅱ類場地，按Ⅰ類場地計算，地震作用力差35%會造成結構不安全。
 8、有斜交抗側力構件的結構，當相交角度大于15°時，應分別計算各抗側力構件方向的水平地震作用，而設計中往往不計算。
 9、當計算中，層間水平最大位移與平均位移比大于1.2時，應計算雙向水平地震作用下的扭轉影響，而從我們看到的計算書中，不是不計算雙向地震作用，或者不計算偶然偏心，應指明的是，偶然偏心是必須計算的。
 10、該計算豎向地震作用的，不計算。
 11、結構計算中，計算位移時，采用剛性樓板假定，而計算配筋時，應采用彈性樓板的假定，當結構開大洞時，或平面特別不規(guī)則，應采用薄膜理論計算，對開洞周邊的板和框梁以及平面凹凸嚴重的相關板及梁應予以加強，并且對有些板應計算傳遞水平剪力強度。
 12、今年審查一個工程，位于0.15g的Ⅲ類場地土上，按規(guī)范要求提高到Ⅷ度構造，而由于計算是按Ⅶ度取用的抗震墻等級采用的，機子成圖，而忽略了構造要求。
 13、抗震墻加強層范圍往往漏注。
 14、關于抗規(guī)6.1.4條，地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，……其樓板厚度不宜小于180mm，（高規(guī)是不應）……地下室柱截面每側的縱向鋼筋面積，除應滿足計算要求外，不應少于地上一層對應柱每側縱筋面積的1.1倍……。
 許多設計單位在設計時，不是按照室內(nèi)外高差，結構的實際情況，人為地確定地下室頂板是否作為嵌固，而盲目地按業(yè)主省錢的要求去作，這種作法是非常不好的，我大略計算，高規(guī)中要求高層地下室頂板厚度不能小于160mm，只差20mm，對20層樓，混凝土每平方只省1mm，而不顧其可能出現(xiàn)的安全隱患值得嗎？
 對于鋼筋，個別單位甚至地下室柱鋼筋比一層柱鋼筋還少，這種作法實際上損害了廣大用戶的利益，危害了公共安全。
 15、抗規(guī)6.3.3條，1款，梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應大于2.5%。5款，當梁端縱向受拉鋼筋配筋率大于2%時，表中箍筋最小直徑數(shù)值應增大2mm，這種情況發(fā)生有二種常見的錯誤：（1）挑梁鋼筋大，而延伸到柱內(nèi)框架上；（2）鋼筋配筋調(diào)整時，未計算配筋率。
 16、柱的箍筋肢距超過抗規(guī)6.3.11條要求，此情況較普遍，個別單位設計的沒有按至少每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋的約束。
 17、抗震墻的厚度在底部由于層高較大，墻厚比規(guī)范要求薄，片面強調(diào)計算平面外穩(wěn)定，是不恰當?shù)模@里有一個度的問題，即不能小太多。
 18、剪力墻應復核軸壓比，特別是小墻垛的軸壓比，及剪力墻長與寬比小于3時按柱構造不注意，抗規(guī)6.4.5條。
 19、現(xiàn)在許多高層建筑，在一字墻端部有許多梁擱上，特別是垂直于墻的梁（有相當跨度的梁）擱上，墻端是不安全的，我們知道，在計算中沒有考慮墻的偏心荷載影響。
 20、剪力墻轉角節(jié)點，或剪力墻二個洞口邊相連的一個節(jié)點，縱向配筋按一側計算值取用，差太多。
 21、剪力墻節(jié)點不復查縱向鋼筋的配筋率和配筋率，經(jīng)常鋼筋不夠。
 22、框剪結構中，剪力墻位置布置不合理，或剪力墻邊就是大洞口，剪力無法傳遞到剪力墻上。
 23、當框梁一端支承有較大的次梁或主梁兩側的次梁不在一直線上時，應考慮其次梁傳來的支座彎矩轉化的梁扭矩，此時，計算中扭矩折減系數(shù)改為1.0。
 24、當豎向構件不連續(xù)時，梁上托有剪力墻或柱的，應按框支柱，框支梁設計，此時計算中應點取特殊信息，如果不點取，則計算時不按框支構件計算，很不安全。
 25、砌體結構中少數(shù)單位仍有做豎向承重構件不連續(xù)，即常稱的懸墻結構，這是不允許的。
 26、砌體結構帶有地下室的工程抗震設計時，許多單位既不將地下室作嵌固，而構造柱設置時又不按加地下室的層數(shù)配置，這樣二個都占是不合適的。
 27、構造柱鋼筋配置沒有按抗規(guī)7.3.2條第一款執(zhí)行，設計人強調(diào)是宜就不執(zhí)行，這是不符合規(guī)范精神的，如Ⅷ區(qū)，從表7.3.1，五、六層構造柱設置是相同的，但六層比五層增加了一層。7.3.2條將構造柱鋼筋適當加大，即考慮了其不利因素，我們在設計量應吃透規(guī)范的精神。
 28、底框結構，應認真執(zhí)行規(guī)范，主要違反規(guī)范在托墻梁和上下層剛度比，有些人認為上面剛度小，即好，這也是不對的，這是將危險點上移到砌體的底層，而在規(guī)范中未考慮此部分設計加強措施。
 29、進廳和樓梯間的梁的支座長度不應小于500，很多人都忽略，或認為有構造柱就不執(zhí)行。
 四、執(zhí)行《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2002中的問題：
 1、新疆地基一般說比較好，但也有不少地區(qū)地基情況不良，而在設計中對5.3節(jié)的變形計算不重視，特別是有些進行地基處理后，對軟弱下臥層計算承載力和整體變形不重視。
 2、對于筏基處于地下水位以下時，其筏基計算應考慮地下水的影響，而擋土墻承擔水的側壓力。
 3、我們要十分重視處于地下水位以下時，只有地下室或地上層數(shù)很少的抗浮設計，疆內(nèi)已有個別工程出現(xiàn)了事故。
 4、獨立基礎設計中，伸出長度與高度之比過去一般控制在2.5之內(nèi)，現(xiàn)在有些人越做越大，雖然規(guī)范沒有要求，但是請大家考慮，由于基礎剛度不夠，會不會造成地反力的曲線與假設不符。
 5、在做一柱一墩的擴底墩基礎中，要求雙向加地梁，以平衡柱底彎矩、剪力，而在單廠中，柱底剪力較大，而且只能一個方向加地梁，而其柱底剪力沒有交代，眾所周知，目前擴底墩只計算垂直力，不計算水平力，那么其水平力無法交代。
 6、目前設計的擴底墩均為端承樁，根據(jù)8.5.2-7.3）條，應通長配筋，個別單位未通長配筋。
 7、當高層與裙樓相連時，地基處理有些認為高層滿足即可，裙樓部分不處理，這樣作法不很妥當，應有交接，并且計算變形滿足表5.3.4規(guī)定的數(shù)值。
 8、有些構造柱承擔了許多梁的重量，俗稱受力構造柱，該構造柱要設計基礎，或作獨立柱基，或作在條形基礎上的柱基，該基礎應滿足：（1）基礎置于的下部基礎結構的局部受壓；（2）該基礎下傳到基底的力加上擴散角上部的墻體等重量滿足地基承載力要求。
 五、執(zhí)行《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001中的問題：
 1、消防車的荷載，根據(jù)表4.1.1條，雙向板樓蓋（板跨不小于6m×6m）和無梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸不小于6m×6m）時用20KN/㎡，否則應用35KN/㎡，故設計中可以根據(jù)柱網(wǎng)尺寸，框架部分用20KN/㎡，而板及次梁用35KN/㎡。
 2、屋面雪荷載沒有按表6.2.1執(zhí)行，特別是6.2.2條1款“屋面板和檁條按積雪不均勻分布的最不利情況采用”，當高低跨屋面時，沒有執(zhí)行表中第82頁規(guī)定，在輕鋼廠房中，造成該檁條不安全。
 3、剪力墻結構中，砼容重輸入未考慮抹灰重量或考慮不足。
 六、執(zhí)行《砌體結構設計規(guī)范》GB50003-2001中的問題：
 1、當采用粘土多孔磚時，根據(jù)孔洞率其抗剪、抗壓強度折減不重視（程序中要設計人輸入）。
 2、單層磚砌體結構中，廠房、倉庫等沒有按4.2節(jié)方法進行計算，而用SATWe計算，概念錯誤，此問題講過幾次，經(jīng)常有人出錯。
 3、砌體結構不打印墻體的高厚比，當然一般住宅等高厚比不會超標，但作為一項內(nèi)容應給出。
 4、對6.2節(jié)中的個別條款不重視，如梁跨大于等于6m時，240墻要加壁柱或采取其它加強措施。
 5、表6.3.1執(zhí)行不嚴，許多人總想超長，這是不恰當?shù)?，如果產(chǎn)生了裂縫，即使不是由于超長引起的，也是會作為設計失誤要承擔一部分責任。
 6、防止和減輕墻體裂縫措施執(zhí)行不嚴，整個6.3節(jié)均是，但大家不重視，往往只寫了一部分，這樣出了問題，講不清楚，我們看規(guī)范用詞是防止和減輕墻體開裂的主要措施，從標題看，沒有講完全防止，所以我們要有足夠的認識。
 7、關于挑梁的抗傾復問題，由于高層多了，對此條可能忘了，許多單層砌體結構的挑梁不計算抗傾復，非常冒險，眾所周知，在結構中，懸挑結構的傾復問題是最多的，近幾年聽到少了，是單層少了。
 七、執(zhí)行《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002中的問題：
 1、關于受彎構件的撓度計算問題，我們一般對單梁，只要設定了撓度要求，計算機程序中解決了，但由于主次梁，次梁上再加次梁，造成了撓度疊加，這個問題考慮不周到，引起了個別梁裂縫，或輕質隔墻裂縫，或梁下砌體壓裂。這種事故真是不大不小，造成了事實，有些工程也很難處理。
 2、裂縫控制，表3.3.4中有要求，但在計算機計算配筋時，應點取裂縫寬度限值，特別大跨度梁應嚴格掌控。
 3、關于梁的剪扭計算，計算機出來的結果有時不十分正確，重要構件應該手工復核。
 4、規(guī)范表9.1.1鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距，規(guī)范規(guī)定較嚴，現(xiàn)在在地震區(qū)，根據(jù)震害，專家們主張少設縫，但是少設縫應有措施解決砼結構的熱脹冷縮問題，現(xiàn)在措施不到位。對于露天結構。長度又往往超過規(guī)定值，這應由嚴格按規(guī)范要求。
 5、關于鋼筋錨固，當梁支承在梁或砼墻上時，錨固長度不足，應按規(guī)范9.3.2條采取措施。
 6、板中的最小配筋率不按規(guī)范9.5.1條復核。
 7、板的負筋不滿足10.1.6條要求，而板的分布鋼筋不滿足規(guī)范10.1.8條，即鋼筋面積不小于受力鋼筋的15%，且不宜小于該方向板截面面積的0.15%，此問題很普遍。
 八、執(zhí)行《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程》CECS102：2002及普遍鋼結構廠房中的問題：
 1、許多結構設計圖中未標設計選用吊車的噸位、吊車型式、工作制、Lk等基本條件，基本上讓審圖人員去猜。
 2、選用非標吊車太多，工業(yè)廠房設計應按照工業(yè)建筑模數(shù)要求設計，這樣吊車可以選用標準跨距吊車，有一個工程吊車跨距只差幾公分，為什么不能用牛腿調(diào)整呢？
 3、大噸位吊車的柱子宜采用組合式柱或分離式柱，這樣，對大噸位吊車的吊車梁下直接傳到柱子上，不要采用牛腿，傳力直接，符合結構傳力要求，直接簡便的原則。
 4、當柱腳采用固接時，應注意錨栓的距離，保證固接的實現(xiàn)。
 5、風荷載計算往往只取中間跨，沒有校核端部跨的風載，因為門剛主要是風載控制，不驗算端部跨可能不安全。
 6、門剛規(guī)程的安全度偏低，設計人員又沒有留有余地，一味強調(diào)節(jié)約造價，可能會出現(xiàn)不安全事故。
 九、幕墻設計中的問題：
 1、幕墻設計中的風荷載計算沒有按規(guī)范要求對于角部采用（2.0），而只計算中間部分，這樣會造成桿件強度、剛度不足，見荷載規(guī)范7.3.3條。
 2、后置埋件往往在輕隔墻上設置，不符合要求置于C30砼上，見JGJ133-2002的5.8.3條。
 3、當采用槽鋼為立柱時，應槽鋼以X軸平行于墻面，而個別工程將X軸垂直于墻面，與計算模型不符，嚴重造成強度、剛度不足。
 4、采用方鋼管，其壁厚偏薄，小于規(guī)范規(guī)定的鋼型材截面主要受力部分的厚度不應小于3.5mm。
 5、采用鋁塑板，不注明上下兩層鋁皮厚度，規(guī)范要求不應小于0.5mm，為低價中標或偷工減料打埋伏。
 6、立柱與角碼，或橫梁與立柱焊接，違反了規(guī)范的5.6.6條及5.7.11條（強條）。
 7、橫梁與立柱通過角碼連接時，螺栓不應少于2個，有些工程只做一個，違反了5.6.6條（強條）。
 8、個別工程在轉角部位的橫梁設計是可變體系。
 
 以上問題是我近一、二年來，施工圖審查中發(fā)現(xiàn)的主要問題，具體問題還有很多，如常見的梁、柱配筋小于計算值，計算的鋼材種類與實際配筋不符等等，不能一一列舉，各工程的設計、校對、審核人員應加強責任心，以保證工程的安全。