建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題匯編及分析

【摘要】在34年的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校對(duì)、審核、外部施工圖審查過程中，在工地處理現(xiàn)場(chǎng)問題中，遇到了很多涉及結(jié)構(gòu)安全及違反強(qiáng)條的內(nèi)容，整理出來以供參考。

【關(guān)鍵詞】常見問題；荷載；結(jié)構(gòu)布置；計(jì)算參數(shù)

筆者在多年的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)部審核、審定，外部施工圖審查過程中，遇到了很多涉及結(jié)構(gòu)安全及違反強(qiáng)條的內(nèi)容，現(xiàn)按荷載、結(jié)構(gòu)布置 、計(jì)算參數(shù)共3類整理出來，以供設(shè)計(jì)人員參考。

1、荷載

荷載的重要性，大家都知道，一個(gè)結(jié)構(gòu)單體，荷載弄清楚并輸入正確了，那么作為一個(gè)受過專業(yè)訓(xùn)練的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，自己心里面就有底了，房屋安全就不會(huì)有大問題了。

重力荷載：結(jié)構(gòu)主要功能就是承載重力荷載。重力荷載不能漏，特別是長(zhǎng)期作用于結(jié)構(gòu)的填充墻墻體荷載、水箱、自動(dòng)扶梯、冷卻塔風(fēng)機(jī)等設(shè)備。下面列出幾個(gè)易漏荷載的情況。

1.1建筑專業(yè)在出圖前，臨時(shí)加墻或墻體移位而沒有通知結(jié)構(gòu)專業(yè)或通知了而結(jié)構(gòu)專業(yè)沒補(bǔ)強(qiáng)。重力荷載中的墻荷載不能漏，特別是有的公建如大型商業(yè)，層高高，墻荷載大，建筑后期調(diào)整急于出圖，容易產(chǎn)生此類問題。

1.2出屋面樓梯間的四周墻體，小屋面?zhèn)鞯搅荷系暮奢d。因?yàn)槲菝嬉话阒挥信畠簤Γ鑫菝鏄翘蓍g不但有墻，還是材質(zhì)比較重的外墻，不是內(nèi)墻那種輕質(zhì)填充墻的，同時(shí)出屋面樓梯間的頂蓋也有荷載通過梁上起柱，最終傳到屋面大梁上（見圖1）。有時(shí)建筑有造型要求，屋面構(gòu)架或女兒墻較高，經(jīng)常遇到有6m高的造型的女兒墻，按6m高外墻計(jì)算，線荷載達(dá)到24KN/m左右，經(jīng)常壓在正面南向樓頂，樓頂?shù)年?yáng)臺(tái)頂雨棚邊梁及挑梁上，荷載計(jì)算不足，有嚴(yán)重的安全隱患。

1.3陽(yáng)臺(tái)挑梁尖上的建筑線條或轉(zhuǎn)角墻重量。這個(gè)作用在挑梁尖的集中力，對(duì)挑梁彎矩及配筋影響較大，應(yīng)注意安全隱患。

1.4樓梯間剪刀梯跑之間的防火墻重量。這片防火墻每層抬，但是建筑通高均有，按100m的高層住宅計(jì)算，其重量對(duì)底層豎向構(gòu)件及基礎(chǔ)均有較大影響。

1.5墻在樓板上，墻底未布置梁，直接落在板上，用均布荷載代替墻重，均布荷載考慮不足，墻走向平行于梁、板配筋加強(qiáng)不夠。設(shè)計(jì)中，經(jīng)常見到設(shè)計(jì)人員用均布荷載代替隔墻荷載，這也不是不行，優(yōu)點(diǎn)是小梁布置少，導(dǎo)荷后對(duì)框架主梁的影響不大，后期受建筑分隔變化影響少，設(shè)計(jì)速度快，但是，有些公建如大型商業(yè)，層高高，有些墻體又不能用輕質(zhì)墻，如前室的防火墻，荷載大，不能這樣直接落在板上，應(yīng)布置小梁。（見圖5）

1.6設(shè)備荷載按均布考慮計(jì)算梁配筋，實(shí)際為集中荷載，導(dǎo)荷不同，受力改變，梁配筋不夠。

1.7施工圖審查易查出問題的地方--面荷載，

（1）如陽(yáng)臺(tái)、衛(wèi)生間經(jīng)常還按2.0KN/m2取值。

（2）儲(chǔ)藏室、設(shè)備房、食堂冷庫(kù)面荷載按自動(dòng)輸入的默認(rèn)值如2.0KN/m2，未調(diào)整。

（3）模型中的平面網(wǎng)格改動(dòng)，荷載會(huì)回到默認(rèn)值，應(yīng)復(fù)核調(diào)整。

（4）設(shè)計(jì)墻、柱、基礎(chǔ)時(shí)荷載折減問題，荷載規(guī)范表5.1.1條第一項(xiàng)適用，其它按梁折減。

（5）人防底板，人防荷載與水壓按規(guī)范4.9.1條（理論上）應(yīng)同時(shí)作用。

2、結(jié)構(gòu)布置

結(jié)構(gòu)布置，原則上要傳力直接、簡(jiǎn)單、傳力途徑短、盡量避免平面外受力、盡量避免過大的扭矩等復(fù)合受力狀態(tài)，同時(shí)應(yīng)考慮樓屋蓋豎向剛度及振動(dòng)問題，確保計(jì)算模型的簡(jiǎn)化合理。/下面舉幾個(gè)結(jié)構(gòu)布置欠合理的例子。

（1）在主樓投影范圍內(nèi)一層開大洞，嵌固層假定不成立，如車道、自動(dòng)扶梯等。

（2）頂層退臺(tái)，抬柱子轉(zhuǎn)換梁斷面太小。

（3）大跨度樓蓋主框梁斷面太小，梁剛度小，樓蓋有振動(dòng)問題。抬動(dòng)力設(shè)備的梁斷面太小，梁剛度小，樓、屋蓋有振動(dòng)問題。

（4）挑梁跨度大，撓度過大，邊梁抬墻體，墻體開裂滲水（水平裂縫在層高中間，窗間墻中間），（頂層梁底填充墻體裂縫一般為溫度問題）。挑梁跨度大，撓度過大，抬大跨度自動(dòng)扶梯，易產(chǎn)生振動(dòng)，易造成扶梯卡軌。

（5）盡量不布置剪力墻平面外單挑梁、盡量不布置梁平面外單挑梁。

（6）大小跨板相鄰，板厚不同時(shí)，梁支座處板頂配筋應(yīng)等彎矩配置。

（7）空心樓蓋的應(yīng)用問題，空心樓蓋用得好，可以節(jié)約造價(jià)。但應(yīng)注意應(yīng)用條件，在設(shè)備房，屋面，衛(wèi)生間等位置盡量少用。同時(shí)，也應(yīng)注意相關(guān)邊界條件。

（8）穿層柱的處理，1）計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)調(diào)整。2）建議用平面框架復(fù)核。

（9）輕鋼屋面，波形屋面板順?biāo)贾?，檁條則垂直于屋面板布置，當(dāng)主桁架平行于檁條時(shí)則應(yīng)設(shè)次梁轉(zhuǎn)換。

3、計(jì)算參數(shù)

結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件中，各種計(jì)算參數(shù)的設(shè)置直接影響計(jì)算結(jié)果，計(jì)算參數(shù)設(shè)置如出現(xiàn)問題，或不準(zhǔn)確，將直接導(dǎo)致對(duì)計(jì)算結(jié)果的誤判，甚至錯(cuò)了還不知道錯(cuò)在那里，現(xiàn)將計(jì)算參數(shù)易錯(cuò)點(diǎn)、計(jì)算結(jié)果應(yīng)用和判定、圖面表達(dá)誤差的問題歸納如下：

（1）場(chǎng)地類別及特征周期不對(duì)。有點(diǎn)地勘明明是3類場(chǎng)地，特征周期0.45S，計(jì)算時(shí)仍按2類場(chǎng)地，0.35s計(jì)算。

（2）風(fēng)載敏感的高層建筑，承載力設(shè)計(jì)時(shí)按基本風(fēng)壓的1.1倍采用，基本以60m為界。

（3）有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)，夾角>15度時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。這里指的是構(gòu)件之間有夾角 ，而不是計(jì)算軟件里輸出的最大地震力角度，有的設(shè)計(jì)人員往往搞混了。

（4）框剪結(jié)構(gòu)，0.2Q0剪力未調(diào)整，有的設(shè)計(jì)人員在軟件計(jì)算時(shí)，0.2Q0剪力調(diào)整段數(shù)填0，就是不調(diào)整，或調(diào)整起始層數(shù)未填，也是不調(diào)整，不對(duì)。

（5）墻、柱砼強(qiáng)度等級(jí)圖紙與計(jì)算不符，圖紙標(biāo)注低于計(jì)算書，特別在變標(biāo)號(hào)處層數(shù)不對(duì)，如計(jì)算書下面5層C50（不記地下層），而圖紙第4層樓面就變C45（只3層C50 ）

（6）商業(yè)錯(cuò)層處、架空層或局部通高的剪力墻墻肢，應(yīng)進(jìn)行墻體穩(wěn)定驗(yàn)算。特別是大堂局部通高的剪力墻墻肢，往往跨兩層高，如底層2層x3m=6m，剪力墻厚度200，一端一字墻，房子33層100m高，此處不能用調(diào)整計(jì)算長(zhǎng)度的方法復(fù)核墻體穩(wěn)定，應(yīng)該將底層層高設(shè)為實(shí)際層高6m計(jì)算墻體穩(wěn)定，否則有安全隱患。

（7）空心樓蓋考慮板平面外剛度計(jì)算時(shí)，對(duì)梁配筋的影響判定。

（8）空心樓蓋，無梁樓蓋邊梁?，F(xiàn)澆無梁樓蓋邊梁高度不小于板厚2.5倍，與半個(gè)柱上板帶共同承受彎矩及剪力，還承受扭矩。

（9）混凝土建筑中的坡屋頂鋼構(gòu)，風(fēng)荷載計(jì)算未考慮高度及陣風(fēng)影響。

結(jié)論：

上面列舉的，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算中的各類問題，均是在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)的，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員易犯錯(cuò)的地方，整理出來，以供設(shè)計(jì)人員參考。

作者簡(jiǎn)介：

張波（1964.08），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。