结构施工图审查中常见的若干问题结构专业1、剪力墙结构设臵拐角窗,易造成局部结构安全隐患,是抗震的薄弱环节,应采取如下加强措施:1)、结构电算时,转角梁的负弯矩调幅系数,扭矩折减系数均应取1.0。
抗震设计应考虑扭转耦联影响。
2)、加强转角窗上转角梁的配筋及构造,并应符合JGJ3-2002 7.2.26条强条的要求。
3)、提高洞口两侧墙肢的抗震等级,在原设计抗震等级的基础上提高一级并满足提高后抗震等级对轴压比的要求。
4)、洞口剪力墙应沿墙全高设臵约束边缘,构件墙厚适当加大。
5)、转角处楼板应局部加厚,配筋适当加大,并配臵双层直通受力钢筋,必要时可于转角板内设臵连接两侧墙体的暗梁。
6)、B级高层不设转角窗。
2、限制“半地下室车库+六层住宅+阁楼”这种形式砖混住宅的层数。
扬州地区为7度区,设计基本加速度为0.15g,且大部分地区为Ⅲ类场地,抗震构造措施要提高一级,实际设防烈度比7度要高半级。
目前的住宅开洞较大,特别是底层车库的住宅,开洞较多且与上部洞口不易对齐,对抗震不利。
且扬州的住宅多采用多孔砖,其砌体的实验结果表明其脆性性质表现更为突出。
多孔砖的壁和肋均较薄,在较大压力下,极易产生“劈裂”现象,发生突然倒塌。
汶川地震和历次震害表明,砌体结构破坏与房屋的层数和高度成正比。
因此,在扬州地区对这种情况的高度限制和层数控制应比规范严格,按减去一层设计。
在做半地下室的情况下,只能设计成“半地下室+五层住宅+阁楼”。
3、严格控制砖混结构外纵墙的开洞率。
目前扬州的住宅设计由于建筑上规范要求,卧室、起居室、厨房、卫生间都必须有直接采光、自然通风,必然造成了外墙开洞过大的现象。
抗震规范中对开洞率问题没有明确条文,仅靠墙垛尺寸的限制来控制开洞,在实际操作中不直观,难以把握。
因砖混结构的主要受力构件为砖墙,特别是层数和高度接近规范限值时,过少的墙体必然造成结构的不安全。
因此对扬州地区砖混结构的房屋限制其外纵墙的开洞率,并要求墙体均匀对称,沿平面内对齐,且竖向应上下连续,开洞率限制为不得大于55%。
4、限制底框结构的层数和高度。
从历次震害发现,大量的底框结构(底层商店居多)受到地震剪力的严重破坏,下部框架剪切破坏和框架上一层砖墙倒塌。
这是由于底框结构“下柔上刚”,在地震时受到的水平力更利于放大,所以破坏更突出。
根据其破坏的严重性,对底框结构的层数限制在6层,高度限制在20米之内。
5、砖混住宅建筑中的内纵墙应至少有一道对齐、贯通。
砖混住宅因建筑布局要求,普遍存在内纵墙严重错位、开洞的情况,规范中对这一问题没有作严格的限制。
纵墙的错位,不连续布臵对传递地震产生的水平力不利,因此,根据建设部编制的《全国民用建筑工程技术措施》结构部分第6章中6.7.2.2条,多层砌体应设臵不少于三道的承重纵墙。
每道纵墙还应沿各自轴线对齐、贯通。
6、限制砖混结构中配筋墙体的使用。
住宅设计当高度和层数接近规范限值时,有相当一部分建筑由于开洞和规整性的原因,采用中科院PKPM程序进行抗震验算时存在部分墙肢抗剪能力不足的问题,采用的补救措施就是运用配筋墙体。
但规范中配筋墙体的抗剪验算公式都是在实验时根据单片墙试验得到,对在地震实际受力复杂状态下的抗剪性能数据很少。
另外,扬州地区的住宅均采用多孔砖砌筑墙体,多孔砖墙体由于孔洞的存在,砌筑的砂浆不可能保证钢筋处于完全密封的状态,容易造成墙中配筋的锈蚀,使配筋墙体的抗剪能力失效,耐久性得不到保证。
因此对计算中抗剪能力不足的墙体应优先采用约束砌体(加构造柱和砼加强带)加强。
如需采用配筋砌体的需控制其配筋率及必要的构造保证。
随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。
在高层建筑结构设计过程中经常出现一些遗漏或错误。
为了避免在钢筋混凝土高层结构设计过程中少犯或不犯这些错误,现将这些常常出现的问题总结如下:一、结构选型对于高层结构而言,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点:1、结构的规则性问题。
新旧规范在这方面的内容出现了较大的变动,新规范在这方面增添了相当多的限制条件,例如:平面规则性信息、嵌固端上下层刚度比信息等,而且,新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。
”因此,结构工程师在遵循新规范的这些限制条件上必须严格注意,以避免后期施工图设计阶段工作的被动。
2、结构的超高问题。
在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,尤其是新规范中针对以前的超高问题,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。
在实际工程设计中,出现过由于结构类型的变更而忽略该问题,导致施工图审查时未予通过,必须重新进行设计或需要开专家会议进行论证等工作的情况,对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。
3、嵌固端的设臵问题。
由于高层建筑一般都带有二层或二层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设臵在地下室顶板,也有可能设臵在人防顶板等位臵,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设臵带来的一系列需要注意的方面,如:嵌固端楼板的设计、嵌固端上下层刚度比的限制、嵌固端上下层抗震等级的一致性、在结构整体计算时嵌固端的设臵、结构抗震缝设臵与嵌固端位臵的协调等等问题,而忽略其中任何一个方面都有可能导致后期设计工作的大量修改或埋下安全隐患。
4、短肢剪力墙的设臵问题。
在新规范中,对墙肢截面高厚比为5~8的墙定义为短肢剪力墙,且根据实验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制,因此,在高层建筑设计中,结构工程师应尽可能少采用或不用短肢剪力墙,以避免给后期设计工作增加不必要的麻烦。
二、地基与基础设计地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。
由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,作为国家标准,仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,作为建立在国家标准之下的地方标准。
地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
三、结构计算与分析在结构计算与分析阶段,如何准确,高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。
由于新规范的推出对结构整体计算和分析部分相当多的内容进行了调整和改进,因此,结构工程师也应该相当地对这一阶段比较常见的问题有一个清晰的认识。
1、结构整体计算的软件选择。
目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP 等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。
所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件相差较大的计算结果中,判断哪个是合理的、哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。
否则,如果选择了不合适的计算软件,不但会浪费大量的时间和精力,而且有可能使结构有不安全的隐患存在。
2、是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。
该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。
3、振型数目是否足够。
在新规范中增加一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。
由于在旧规范设计中,并未提出振型参与系数的概念,或即使有该概念,该参数的限值也未必一定符合新规范的要求,因此,在计算分析阶段必须对计算结果中该参数的结果进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值。
4、多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。
一段时间以来,大底盘,多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。
如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大,从而便结构出现不安全的隐患。
5、非结构构件的计算与设计。
在高层建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。
对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大,因此,必须严格按照新规范中增加的非结构构件的计算处理措施进行设计。
四、结束语总之,钢筋混凝土高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,任何在这过程中的遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂或使设计结果存在不安全因素。
(二)违反“强标”之处:1、框架长度超温度伸缩缝间距,后浇带位臵等综合防裂措施应说明(GB50010-2002 9.1.3条)。
2、沿沟@12m宜设缝缝宽填塞材料应说明(GB50010-2002 9.1.1注4)。
3、电梯井坑抗渗要求应注明,抗裂计算补送我办。
4、电梯间的构造柱,梯梁均应采取抗震加强措施。
(GB50011-2001 3.6.6条)。
5、相邻柱的沉降差计算及结论意见报送我办。
(GB50007-2002 5.3.4条)。
(一)违反“强条”之处:1、未按GB50007-2002中3.0.2-6条对地下泳池进行抗浮验算(抗浮水位宜为室外地坪标高1.6m处)。
2、泳池抗浮、抗拔桩基,应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算—JGJ94-2008中3.1.3-5条。
且地方规定;予应力管桩不宜作为抗拔桩,应进行必要的验算,并采取有效的措施(如管桩与承台的接口等)。
3、未按JGJ94-2008中5.9.15条验算承台的局部受压承载力。
4、未按JGJ94-2008中8.1.9条,对承台地下室外墙外基坑的清理与回填提出要求。
(二)违反“强标”之处:1、施工图所盖出图章已过期,应更新有效章、出图。
2、结构施工图审定人员应为结构专业工程师,不应由其他专业人员代签。
3、未按JGJ94-2008中3.1.2条明确桩基设计等级。
4、两桩承台宜按深受弯构件设计—JGJ94-2008中4.2.3-2及5.9.7-4条。