建筑结构专业施工图审查中常见问题(2)

建筑结构专业施工图审查中的常见问题(2)。

4.上部结构设计存在的问题

4.1超限问题:高层建筑应根据建设部建质[2003]46号文规定审查是否属于超限建筑工程,尤其文中的特别不规则超限经常被忽视,计算结果某些参数超限虽然不违反强条,但属于超限工程,超限建筑工程应进行抗震专项审查

4.2基本风压值的取值:《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)中对基本风压值未明确的地区较多,50年一遇基本风压值不应小于30年一遇基本风压值的1.1倍,对于山区的建筑物,风压高度变化系数应考虑地形条件的修正。对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑,其基本风压应按100年重现期的风压值采用。

4.3地震动参数取值问题:凡福建省境内的建筑工程应按福建省建设厅、地震局文件《关于贯彻执行〈中国地震动参数区划图〉(GB18306—2001)的通知》(闽建设[2002]37号)执行。该文附件2中,特征周期为0.35s、0.40s的地区,属设计地震分组第一组,0.45s属设计地震分组第二组。设计采用的特征周期值Tg不应直接按《国地震动参数区划图》取值,应根据设计地震分组和建筑场地类别按《建筑抗震设计规范》GB50011第5.1.4条表5.1.4.2确定。

4.4竖向不规则问题施工图审查中常见框架结构底层层高很大,二层层高较小的情况,且底层作为车库或者架空花园使用,隔墙很少或者无任何隔墙,侧向刚度突变(高层建筑中还常见设备层层高较小,相邻下一层层高较大的情况),对抗震极为不利,应采取加强措施处理,计算时应强制按薄弱层处理。底层层高很大且设有夹层,二层层高较小,软件计算未反映出该位置的侧向刚度变化,应进行必要的补充计算(宜按不带夹层的模型复核),并按竖向不规则处理(地震剪力系数放大1.15倍并加强抗震构造措施)。对于底层无隔墙,上部楼层有较多隔墙的框架结构设计方案,如何考虑隔墙刚度的影响进行计算是个难点,现有计算软件未解决这个问题,要算清楚很麻烦,所以建议底层尽量予以加强。对于底层侧向刚度远小于相邻上一层的框架结构,必要时可在底层加设剪力墙或者斜向支撑予以加强。

4.5底层嵌固端问题:无地下室且基础埋深较大、基础梁标高与基础不一至时,对于嵌固端的选择、底层计算高度取值及采取的相关措施,各设计院做法不一,有的基础梁以下按一层地下室计算,有的加强基础梁与基础或承台间的构造(基础梁与基础连成整体,基础梁与基础间不存在柱段)、把底层嵌固端设在基础梁面,这两种方法应该是可行的。

4.6半地下室设计的问题:建在山坡上的建筑,经常设置一侧开口的半地下室,土层侧压力直接作用在主体结构上,当建筑物层数不多时,存在抗倾覆和抗滑移的问题,应进行验算。尚应考虑土压力对主体结构计算的影响。建议挡土墙与主体分开设计,以简化主体结构设计。挡土墙与主体未分开时,由于墙体不对称布置造成严重扭转,应该避免采用该方案。

4.7地面错层问题:高层建筑底层室内外高差较大时,作为嵌固端的地面层室内外板面标高变化处不应形成错层(高差变化超过梁高范围),超过时应采取措施处理(如梁加腋以增强高差处传递水平剪力的能力)。

4.8地面层两端层高不一样问题:由于场地标高变化或者特殊使用要求,建筑物底层两端层高一端很大、一端很小,层高大的一端抗侧刚度小、层高小的一端抗侧刚度大,存在严重扭转不规则的问题,应在层高大的一端提高抗侧刚度,可加大梁柱断面尺寸、加设短肢剪力墙或者斜向支撑。

4.9大跨度空旷结构的扭转问题:如体育馆、影剧院、礼堂等,当与附属用房连在一起未设缝断开,且刚度较大的附属用房在一侧布置时,扭转严重,对抗震十分不利,应加大大跨度结构的抗侧刚度(在框架中加设斜撑等措施),或在两者间设缝断开,减小扭转影响。

4.10托柱转换梁:经常发现托柱转换梁的设计方案,转换梁作为上一层柱的传力转换构件参与抗侧力作用,不管该梁是否与下一层柱相连,均应按框架梁要求设计,转换位置柱底应在两个方向布梁,否则转换梁在上一层柱底弯矩作用下扭转严重,极为不利。托柱转换梁主要承受集中力作用,箍筋应通长加密,并配置不小于 16—200的腰筋。

4.11计算荷载和计算模型问题:楼面计算荷载偏小或者局部隔墙计算荷载遗漏、构件设计截面尺寸或材料强度等级与计算不符,几乎是每个工程都有发现的问题,主要是由于建筑、结构专业配合不密切,以及设计和审核把关不严引起的。对该问题进行整改时往往要重新电算,修改时打印计算书的工作量很大。

4.12关于实配钢筋计算书的一致性问题施工图审查时核对构件实际配筋是否满足计算要求是一项非常繁重的工作。由于审查周期很短,审查师不可能对所有构件一一核对,只能对主要构件进行抽查。但是设计人员整改时往往只针对审查师指明的某一构件问题进行修改,未指明的其余构件的实配钢筋比电算值少就没有自行认真核对整改。

4.13超配筋问题:对于一级框架结构抗震规范和高规均规定应根据梁的实际配筋面积进行强柱弱梁验算,SATWE软件计算时可输入梁超配筋参数,梁实际配筋时应与此相符,即实配钢筋不应大于计算值与梁超配筋参数的乘积。有的工程框架支座负筋实配钢筋面积比电算值多出很多,而梁的箍筋与柱子的配筋按电算配筋,其结果形成强梁弱柱、强弯弱剪,与抗震设计原则相违背,对抗震极为不利。且由于支座负筋面积增大之后,又使得梁支座负筋配筋率超过2.5%,或超过2%而箍筋直径又未增大2mm,反而违反强制性条文规定。

4.14连梁问题剪力墙交叉位置、一端为剪力墙另一端为框架柱位置的梁,当跨高比不小于5时应按连梁设计,连梁与剪力墙正交位置计算时宜按铰接处理,如下图所示:

4.15一字形剪力墙:规范中的“一字形剪力墙”可参照下图所示确定:

4.16约束边缘构件配筋范围:框架柱、剪力墙边缘构造体积配箍率计算时,箍筋配筋量应去掉重叠部分,断面尺寸应去掉保护层。剪力墙由多个墙段组成时,约束边缘构件配筋范围lc的计算方法可参照下图所示确定(计算时hw应取各墙段总长,中间位置约束边缘构件配筋范围不应与两端头相同):

4.17顶层空旷房间:高规规定结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时,应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施,其中有效构造措施应包括柱箍筋全高加密。

4.18平面不规则问题抗震规范和高规对建筑物的平面不规则作出了明确的定义和限制。其中凹凸不规则定义为结构平面凹进的一侧尺寸大于相应投影方向总尺寸的30%,楼板局部不连续定义为楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,并规定不应采用某项不规则程度超过规定很多的设计方案。在实际工程中,入口门厅、越层会议室和餐厅、立面开洞等设计方案根本做不到上述要求,所以凹凸不规则和楼板局部不连续应理解为大部分楼层不规则,局部楼层可不受该条文限制,但应采取有效加强措施(如加密开洞四周梁板配筋构造,开洞很大时尚宜加强相邻楼层梁板配筋构造)。

4.19框剪结构最大适用高度问题:高规规定,框架剪力墙结构在基本振型地震作用下,框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时,其框架部分的抗震等级应按框架结构采用,其最大适用高度和高宽比限值可比框架结构适当增加。其中放宽要求后的最大适用高度和高宽比限值可按下式计算

式中:

ρ — 框剪结构框架部分承受的地震倾覆力矩占结构总地震倾覆力矩的百分比;。

H、λ — 框剪结构当ρ50%时的最大适用高度、最大高宽比;。

H1、λ1 — 框架结构的最大适用高度、最大高宽比;。

H2、λ2 — 剪力墙结构的最大适用高度、最大高宽比。

4.20短肢剪力墙问题:高规对短肢剪力墙较多时高层建筑的抗震措施作出了明确的规定,短肢剪力墙较少时(局部短肢剪力墙)不必满足该规定的全部要求,只需对其轴压比、配筋率进行控制即可,不必提高抗震等级。较常见短肢剪力墙截面的全部纵向钢筋配筋率偏小的问题,短肢剪力墙底部加强部位不宜小于1.2%,其他部位不宜小于1.0%。

4.21板的计算模型问题:有的工程楼屋面板电算配筋时,对边梁的截面尺寸、相邻板块的布置与跨度大小不加区分约束条件进行分析,一律按嵌固边支座约束条件计算(如大跨度板,板厚较大,相邻板厚相对小很多,不应为固定支座),其结果有的板面支座负筋配的很多钢筋,而板跨中和内跨支座板面负筋配筋不够,一般大、小跨板相邻时大跨度板底配筋均宜加强。

4.22悬挑板问题:有的工程设置跨度较大的悬挑板(最大时达1.5~2.0m),所在的边梁和内跨板设计时应考虑挑板传来的弯矩作用。常见的问题是:①挑板所在的内跨板厚远小于挑板厚度不合理,②悬挑。

配筋与内跨板配筋分开画,未考虑两者间的平衡,悬挑板支座负筋伸入相邻内的板的长度偏小,内跨板支座负筋不足,③边梁未考虑扭转影响,④悬臂板未按二a类环境控制裂缝宽度,⑤悬臂板在可能积水位置计算时未计入积水荷载,⑥二a类环境悬臂板上表面未按砼规范9.2.4条要求采取有效保护措施,悬挑板配筋直径小,开裂后容易锈蚀,因耐久性问题引起的工程事故较多,应予重视。

4.23大跨度配筋问题:大跨度支座负筋伸入相邻较小跨度板的长度,应根据弯跨包络图确定,常见的问题是:大小跨度支座负筋长度均取本板跨的1/4,即大跨度支座负筋伸入相邻较小跨度板的长度偏小不合理。有的大小跨度板间有30mm左右的高差,小跨度不考虑大跨度传来的负弯矩影响,我个人以为不合理。

4.24箍筋不足问题:有多根次梁集中力作用的框架梁,经常出现梁端在箍筋加密区以外,支座与集中力间配筋不够。

4.25剪力墙端柱:应满足框架柱的有关要求,常见剪力墙端柱未设箍筋加密区,紧靠抗震墙洞口的端柱未按要求全高加密箍筋。

4.26短柱问题:常见短柱体积配箍率不足1.2%。常见由于通长窗台填充墙约束形成净高不大于柱截面高度的4倍的框架柱,箍筋加密区范围未取全高。

4.27越层柱(连层柱)的纵筋、箍筋特殊要求未在图中注明(纵筋应拉通布置,箍筋加密区高度应根据连层高度确定)。

4.28地面层作为嵌固端时,地下层框架配筋量小于或等级地面层,未加大。

4.29附加横向钢筋:地下室顶、底板次梁集中力很大,常见附加横向钢筋仅按总说明要求配置偏小。

4.30屋顶水箱套用以旧规范编制的标准图,未按现行规范要求(配筋率、保护层厚度等)进行复核。

4.31二a类环境砼强度等级问题:现在大多工程设计总说明均直接套用省里统一编制的样本,其中内容不一定很全面,如对露天雨蓬、檐沟、女儿墙等结构砼强度等级未作规定,这些构件处于二a类环境,不应低于C25、并满足相应最小配筋率要求。

4.32非结构构件设计的问题:非结构构件的抗风、抗震设计普遍被忽视。有的工程建筑因为造型需要,在屋面上用砖砌筑较高的女儿墙,有的工程甚至局部女儿墙有4m多高,仅在墙体内设置钢筋砼构造柱与压顶梁,也不进行抗风与抗震的验算,在台风或地震作用下,有倒塌砸人或砸坏屋面板的可能,虽然是非结构构件,但是结构设计未采取可靠措施,将给工程留下安全隐患。屋顶高大女儿墙采用钢筋结构按悬臂结构设计时,作为嵌固端的边梁未考虑女儿墙传来的扭矩作用,相邻的屋面板也未加强,同样存在安全隐患。

5.结构整体电算分析:

5.1质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响(强制性条文),但规范未对“质量和刚度分布明显不对称的结构”作出明确的定义,根据福建省建设厅[2003]24号文规定,楼层的最大位移与该楼层两端位移平均值的比值为1.3 ~1.5时应计入双向水平地震作用下的扭转影响。

5.2有斜交抗侧力构件结构,当相交角度大于15度时,未分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用也是常见的问题

5.3弹性楼板假设不当。平面不规则的结构,未选用合适的计算软件进行结构计算。有的工程仅将某一板块假定为弹性楼板,或者仅在洞口四周部分范围内假定为弹性楼板,弹性楼板未在某一区段贯通,实际不起作用。

5.4对于框架结构,底层无填充墙的架空层计算时无法反映抗侧刚度较弱的实际情况,底层地震力宜放大。

5.5电算时某些框架柱按小墙段输入,导致剪力调整错误,抗震框架柱底层弯矩未按要求放大,并且导致框架刚度按连梁折减引起配筋不足等错误。

5.6复杂平面的建筑通过设置防震缝分为多块后,各块未分开单独计算或者按多塔模型进行计算,造成各块间变形一致,计算结果错误。

5.7多层钢筋框架结构住宅,有的工程周期折减系数取0.8~1.0计算,地震作用计算偏小,应当参照"高规" JGJ3—2002有关条文规定,框架结构考虑填充墙因素,周期折减系数需按0.6~0.7范围取值。高规规定框架结构可取0.6~0.7、框剪结构可取0.7~0.8、剪力墙结构可取0.9~1.0,实际应用时应注意填充墙较多时应取小位、填充墙较少时应取大值,框筒结构可按框剪结构取值,剪力墙结构一般不应折减,当剪力墙结构中的短肢剪力墙较多时可取0.9。

5.8结构整体计算时振型数的取值,应保证最终时算结果的振型质量满足规范要求。

5.9高规规定结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85,超过时视为超限高层建筑。对于多塔结构,目前的计算软件输出结果中各塔楼的扭转周期无法判断,应把多塔结构切分开,按单塔结构控制扭转周期。

5.10框架结构采用PKPM —SATWE软件计算时,柱较普遍按单偏压输入电算,按"高规" JGJ3—2002第6.2.4条规定,抗震设计时,框架角柱应按双偏压计算。对跨度与柱距都比较大的多层框架结构,除了角柱应按双偏压计算复核外,其边柱也建议按双偏压计算复核。

5.11B级高度的高层建筑结构和复杂高层建筑结构,未采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算,未采用弹性时程分析法进行补充计算

5.12部分楼层的侧向刚度小于相邻上一层的70%或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%,未按有关规定进行弹塑性变形分析。

5.13框支梁截面尺寸一般由剪压比控制,未进行截面组合的最大剪压比验算。

5.14风荷载计算时,软件自动生成的结构基本周期与实际周期相差很大,应作人工干预,而且按实际周期复核后经常会有某些构件配筋量增加。

5.15常见住宅阳台外侧另设较大挑板的做法,计算时仅考虑挑板传未的竖向荷载作用,未考虑挑板传来的附加弯矩,挑梁配筋偏小,复核计算后挑梁的配筋量甚至会增加一倍以上。

5.16常见住宅阳台活荷载取2.0 kN/m2,应为2.5 kN/m2。常见走廊、门厅、楼梯活荷载取值偏小,违反强条。

5.17常见储藏间活荷载取值偏小常见花园荷载未计入花圃土石等材料自重偏小。

5.18常见檐沟(包括积水)和水箱荷载遗漏,外挑结构非上人位置可能积水时未考虑积水等荷载。

5.19顶层网架支承于柱上时,计算时未按铰接处理。

5.20大跨度空旷位结构(体育馆、影剧院、礼堂等)应按平面框架对抗侧力体系进行补充计算

5.21对于结构转换梁,未另行进行有限元分析。现在大部分软件都可以进行有限元计算,对于转换大梁配筋计算结果均小于整体计算结果,但其上部的抗震墙经常会出现配筋计算结果大于整体计算结果的现象,未引起注意。

6.其它构造问题

6.1施工图审查时最经常发现的违反强制性条文的构造问题主要有:

普通钢筋混凝土保护层厚度取值偏小(如C20板保护层厚度按15mm);。

配筋不满足受弯构件最小配筋百分率要求,人防墙、板配筋不满足受弯构件最小配筋百分率要求;。

框架柱全部纵向钢筋配筋率偏小;。

截面长宽比较大的框架柱纵向钢筋单侧配筋率小于0.20%;。

框架短柱(指剪跨比不大于2的框架柱,现有大部分计算软件未提供剪跨比计算结果,现仍按框架柱的净高是否大于柱截面高度的4倍判断)未全高加密箍筋;。

框架梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2.5%;。

框架梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时,箍筋直径未按要求增大2mm;。

框架梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值偏小;。

框架梁高小于400时加密区箍筋间距偏大(如采用@100,小于梁高的1/4);。

连梁按框架梁设计,沿连梁全长箍筋的构造未按框架梁梁端加密区箍筋的构造要求采用;。

剪力墙相连且跨高比小于5的梁未按连梁要求采取抗震构造措施;。

剪力墙连梁抗震等级应与剪力墙一致,当剪力墙抗震等级为一级时,连梁箍筋直径采用φ8偏小;。

外框筒梁和内筒连梁箍筋直径小于10mm;。

墙体水平分布钢筋未要求作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置;当连梁截面高度大于700mm时,其两侧面沿梁高范围设置。

的纵向构造钢筋的直径小于10mm;对跨高比不大于2.5的连梁,梁两侧的纵向构造钢筋(腰筋)的面积配筋率小于0.3%;。

框支梁未沿梁高配置间距不大于200mm、直径不小于16mm的腰筋;。

楼梯图中,与休息平台梁相连的两端框架短柱箍筋未全高加密,该休息平台梁又未按框架抗震构造要求配筋

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