鄒 淼(中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院有限公司,陜西 西安 710077)
近年來(lái),隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,建設(shè)方對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的要求日益增多,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度也在逐漸加大,這就造成設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要關(guān)注的難點(diǎn)、要點(diǎn)越來(lái)越多,而合理的建筑結(jié)構(gòu)則離不開(kāi)各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員之間的密切配合。影響建筑結(jié)構(gòu)合理性的因素有很多,比如設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、場(chǎng)地環(huán)境、結(jié)構(gòu)布置、功能要求、構(gòu)造方式、方案經(jīng)濟(jì)性等[1]。建筑結(jié)構(gòu)的功能包括安全性、適用性和耐久性[2]。結(jié)合近些年實(shí)際設(shè)計(jì)工作來(lái)看,結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)在這些方面中仍有很多缺陷和問(wèn)題,設(shè)計(jì)人員必須引起足夠重視,結(jié)合工程實(shí)際不斷總結(jié)并深刻分析問(wèn)題原因,提出解決方案,不斷完善個(gè)人的設(shè)計(jì)水平,從而確保施工圖紙的質(zhì)量。
梁端縱向鋼筋配筋率大于2%時(shí),箍筋最小直徑未按照規(guī)范要求加大2mm;結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為二級(jí),當(dāng)有懸挑梁時(shí),懸挑端支座配筋往往比計(jì)算值放大1.3~1.5倍,配筋加大后會(huì)導(dǎo)致相鄰內(nèi)側(cè)框架梁縱筋配筋率大于2%,但箍筋加密區(qū)最小箍筋直徑?jīng)]有加大2mm,違反規(guī)范強(qiáng)制性條文[3]。究其原因,設(shè)計(jì)人員在放大支座配筋并且鋼筋通過(guò)支座伸入內(nèi)側(cè)框架梁后,往往會(huì)忘記重新復(fù)核縱筋配筋率,或者在復(fù)核配筋率時(shí),梁截面高度采用的是全截面而非有效截面,從而誤以為受拉鋼筋配筋率及箍筋直徑大小滿(mǎn)足要求。還有一點(diǎn)需要注意的是,懸挑端支座筋放大后,一般底筋最好滿(mǎn)足頂筋的1/3,更利于結(jié)構(gòu)的安全性。這就需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中對(duì)于有支座配筋放大的情況時(shí),及時(shí)對(duì)縱筋配筋率及箍筋最小直徑進(jìn)行復(fù)核,且充分認(rèn)知梁截面高度全截面和有效截面的概念。
連梁配筋率不滿(mǎn)足規(guī)范最小配筋率的要求。在設(shè)計(jì)高層剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí),墻柱、梁、板的混凝土強(qiáng)度往往隨著樓層的高度而發(fā)生變化。如某一級(jí)剪力墻結(jié)構(gòu),四層以下的墻柱混凝土等級(jí)為C55,而梁的混凝土強(qiáng)度為C35,對(duì)于一根跨高比大于1.5,梁截面為200mm×750mm的連梁來(lái)說(shuō),頂筋配2Φ20,違反規(guī)范強(qiáng)制性條文。初看此配筋似乎并無(wú)不妥,配筋可以滿(mǎn)足一級(jí)框架梁0.4%的最小配筋率,但設(shè)計(jì)人員往往忽略連梁的混凝土強(qiáng)度同本層墻柱構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度一致。規(guī)范規(guī)定的框架梁支座最小配筋率為0.4%和80ft/fy之間的較大值,該案例中連梁混凝土強(qiáng)度為C55,按照公式計(jì)算最小配筋率應(yīng)取0.436%而非0.4%,如此一來(lái)配筋取2Φ20的話(huà)確實(shí)不能滿(mǎn)足規(guī)范的要求。所以,跨高比大于1.5的連梁配筋時(shí),應(yīng)格外注意其混凝土強(qiáng)度等級(jí)的變化,尤其是在高層建筑中的底部加強(qiáng)區(qū)及以下樓層的配筋,很容易出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題。
人防區(qū)域梁縱筋直徑與箍筋間距不滿(mǎn)足規(guī)范要求。人防頂板區(qū)域梁截面為200mm×400mm,框架梁或連續(xù)梁縱筋直徑為16mm、18mm,加密區(qū)箍筋間距為100mm,不滿(mǎn)足箍筋間距不宜大于h0/4且不宜大于主筋直徑5倍的要求。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,一級(jí)抗震時(shí)梁箍筋加密區(qū)間距應(yīng)滿(mǎn)足6倍的縱筋直徑,二、三、四級(jí)抗震時(shí),梁箍筋加密區(qū)間距應(yīng)滿(mǎn)足8倍的縱筋直徑,框架梁箍筋加密區(qū)間距采用100mm也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分常用的數(shù)值。而且并非所有工程項(xiàng)目都會(huì)涉及人防設(shè)計(jì),所以設(shè)計(jì)人員對(duì)此方面知識(shí)規(guī)范有所欠缺。值得注意的是規(guī)范中所提到的h0指的是梁有效截面高度,所以在人防設(shè)計(jì)時(shí)尤其是梁截面高度小于500mm時(shí),就很容易出錯(cuò)。在設(shè)計(jì)中人防區(qū)域梁截面高度不低于500mm,縱筋直徑不低于20mm,但當(dāng)經(jīng)濟(jì)性有所要求或者是建筑條件無(wú)法滿(mǎn)足加高梁截面時(shí),就應(yīng)格外注意人防區(qū)域的配筋是否能夠滿(mǎn)足規(guī)范要求,另一方面就是應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)人防規(guī)范的宣貫,加強(qiáng)校審圖紙力度。
在梁施工圖設(shè)計(jì)中,除了以上分析的具體問(wèn)題,在日常工作中發(fā)現(xiàn)還有以下幾個(gè)問(wèn)題也容易出錯(cuò),在設(shè)計(jì)中應(yīng)該多加注意。
(1)在住宅設(shè)計(jì)中,當(dāng)梁寬大于建筑砌體墻寬時(shí),偏梁的方向是否正確。一般來(lái)說(shuō)當(dāng)偏梁無(wú)法避免時(shí),設(shè)計(jì)時(shí)盡量保證客廳、主臥室不漏梁。
(2)梁高設(shè)置是否合理,有無(wú)壓窗、擋門(mén)情況,公共走道能否滿(mǎn)足凈高要求。
(3)設(shè)備專(zhuān)業(yè)套管是否有打斷梁縱筋的情況,且套管位置應(yīng)位于梁高中間三分之一處。
(4)在地下室梁配筋時(shí),主樓周邊兩跨的抗震等級(jí)在一定的條件下同主樓的,應(yīng)注意在這種情況下梁是否能夠滿(mǎn)足構(gòu)造要求。
(5)托柱轉(zhuǎn)換梁?jiǎn)栴}。轉(zhuǎn)換梁作為樓層間的傳力轉(zhuǎn)化構(gòu)件,不論轉(zhuǎn)換梁是否連接下一層柱,都必須按照框架梁要求進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]。
異形柱箍筋加密區(qū)箍筋不滿(mǎn)足構(gòu)造要求。一級(jí)抗震剪力墻結(jié)構(gòu)住宅,屋面以上采用L型柱子的形式搭起屋架,配筋時(shí)采用了直徑大小為18mm的縱筋,箍筋采用Φ10@100,違反規(guī)范強(qiáng)制性條文。當(dāng)柱子截面非矩形而是L型、Z型、十字型、T型等截面,且各肢截面高度與厚度之比的最大值不大于4時(shí),那么該柱子就為異形柱。屋面異形柱的數(shù)量通常比較少,設(shè)計(jì)人員制圖時(shí)按照一貫的設(shè)計(jì)思路,往往忽略異形柱的這條規(guī)范要求。異形柱的構(gòu)造要求比普通框架柱更為嚴(yán)格,一級(jí)抗震時(shí),異形柱箍筋最大間距應(yīng)滿(mǎn)足5倍的縱筋直徑,而普通框架柱為6倍的縱筋直徑;二級(jí)抗震時(shí),異形柱箍筋最大間距應(yīng)滿(mǎn)足6倍的縱筋直徑,而普通框架柱為8倍的縱筋直徑;三、四級(jí)抗震時(shí),異形柱箍筋最大間距應(yīng)滿(mǎn)足7倍的縱筋直徑,而普通框架柱為8倍的縱筋直徑。所以當(dāng)結(jié)構(gòu)有復(fù)雜屋架或者門(mén)廳柱時(shí),應(yīng)格外注意是否設(shè)置了異形柱,異形柱的配筋設(shè)計(jì)是否滿(mǎn)足構(gòu)造要求。
錯(cuò)層位置,墻體配筋率不滿(mǎn)足錯(cuò)層墻的構(gòu)造要求。某二級(jí)抗震剪力墻結(jié)構(gòu)住宅,主樓周邊帶有底商,與主樓有1m左右高差,設(shè)計(jì)與商業(yè)相接的周邊剪力墻配筋時(shí),仍然按照二級(jí)抗震構(gòu)造,墻厚200mm,且剪力墻配筋率僅滿(mǎn)足0.25%,違反規(guī)范要求。當(dāng)存在錯(cuò)層墻、錯(cuò)層柱時(shí),抗震等級(jí)應(yīng)該提高一級(jí)采用,抗震設(shè)計(jì)時(shí),剪力墻水平和豎向分布鋼筋的配筋率也從普通的0.25%提高到0.5%,并且剪力墻的厚度也不應(yīng)小于250mm厚。一般在分配設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí),當(dāng)主樓住宅體量較大時(shí),往往會(huì)將周邊商業(yè)或地下室部分分給不同設(shè)計(jì)人員,而主樓在進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)分版塊,豎向構(gòu)件和平面關(guān)系的設(shè)計(jì)往往不是同一個(gè)設(shè)計(jì)人員,這就會(huì)造成部分信息遺漏,如果各方設(shè)計(jì)人員都能夠做到互相提醒各自版塊的特殊情況,那么就會(huì)大大降低出現(xiàn)此種錯(cuò)誤的概率。
體積配箍率、箍筋非加密區(qū)箍筋間距不滿(mǎn)足要求。二級(jí)抗震框架結(jié)構(gòu),某框架柱截面為600mm×600mm,剪跨比小于2,縱筋配筋為12Φ20,箍筋為Φ8@100(4×4),違反規(guī)范條文;由于錯(cuò)層原因,部分框架柱為錯(cuò)層柱,抗震等級(jí)提高到一級(jí),柱子縱筋直徑18mm,箍筋采用Φ10@100/200,箍筋非加密區(qū)間距違反規(guī)范條文。對(duì)于短柱、剪跨比小于2的框架柱,箍筋應(yīng)該全高加密,絕大多數(shù)的設(shè)計(jì)人員都有這個(gè)概念,但很多設(shè)計(jì)人員往往忽略了在全高加密的同時(shí),柱子的體積配箍率不應(yīng)小于1.2%這個(gè)要求,從而導(dǎo)致錯(cuò)誤。對(duì)于第二個(gè)錯(cuò)誤,柱子非加密區(qū)間距不應(yīng)大于加密區(qū)間距的2倍,一級(jí)、二級(jí)時(shí)不應(yīng)大于10倍的縱筋直徑,所以采用200mm的非加密區(qū)箍筋間距不能滿(mǎn)足該條規(guī)范的要求。設(shè)計(jì)人員往往對(duì)柱子箍筋加密區(qū)范圍、加密區(qū)間距與柱子縱筋直徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系會(huì)格外注意,而忽略了規(guī)范對(duì)于非加密區(qū)的要求,再就是該條規(guī)范為一般性條文而非強(qiáng)制性條文,很多設(shè)計(jì)人員并沒(méi)有加強(qiáng)關(guān)注,從而造成錯(cuò)誤。對(duì)于上述兩種問(wèn)題的原因,都是設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范理解不夠深刻、不夠全面造成的,所以設(shè)計(jì)單位對(duì)于規(guī)范中易忽略的知識(shí)點(diǎn)的理解,在后續(xù)工作中還是應(yīng)該加強(qiáng)宣貫,從而加強(qiáng)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
在豎向構(gòu)件的施工圖設(shè)計(jì)中,除了以上分析的具體問(wèn)題,筆者從日常工作中總結(jié)出還有以下幾個(gè)問(wèn)題也容易出錯(cuò),在設(shè)計(jì)中應(yīng)該多加注意。
(1)核對(duì)門(mén)廳柱標(biāo)高、屋架標(biāo)高、帶底商的樓棟柱子頂標(biāo)高及其他特殊標(biāo)高部位是否與結(jié)構(gòu)平面布置圖一致。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)從最初的初設(shè)到最后的施工圖往往會(huì)經(jīng)過(guò)多次修改,這些特殊位置的標(biāo)高可能會(huì)發(fā)生變化,容易被設(shè)計(jì)人員遺漏。
(2)人防構(gòu)件配筋率是否滿(mǎn)足相應(yīng)規(guī)范要求。人防構(gòu)件的配筋率大于普通豎向構(gòu)件,應(yīng)注意規(guī)范上對(duì)于人防構(gòu)件配筋率的要求。
(3)地下室有消防水池的,水池側(cè)壁是否經(jīng)過(guò)單獨(dú)計(jì)算且單獨(dú)標(biāo)注。水池側(cè)壁不同于普通墻,應(yīng)兼顧防水要求,再就是要根據(jù)水池的蓄水高度,單獨(dú)核算配筋是否滿(mǎn)足要求。
(4)地下室外墻采用分離式配筋,水平鋼筋置于外側(cè)。普通墻的水平筋都在內(nèi)側(cè),而地下室外墻臨土為了抗裂,水平筋應(yīng)置于外側(cè)。
(5)設(shè)備留洞是否與建筑、設(shè)備專(zhuān)業(yè)一致,留洞尺寸和位置是否合理。暖通專(zhuān)業(yè)在地下室部分通常會(huì)留有較大的洞口,若有較大洞口,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)復(fù)核軸壓比和洞口位置是否合理、是否穿越剪力墻、是否穿越暗柱等。
(6)是否按照規(guī)范要求合理設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)是規(guī)范中的強(qiáng)制性條文,設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)被遺忘,校審中應(yīng)多加留意。
樓梯平臺(tái)處或梯段處不滿(mǎn)足凈高要求。樓梯平臺(tái)上部及下部過(guò)道處的凈高不應(yīng)小于2m,梯段凈高不宜小于2.2m[5]。值得注意的是,梯段凈高指的是自踏步前緣(包括最低和最高一級(jí)踏步前緣線(xiàn)以外0.3m范圍內(nèi))量至突出物下緣間的垂直高度。設(shè)計(jì)人員容易忽略前緣線(xiàn)以外0.3m范圍內(nèi)的凈高,還有一種情況,有些項(xiàng)目在負(fù)一層上正負(fù)零標(biāo)高時(shí),會(huì)變成單跑樓梯,若樓梯設(shè)計(jì)人員在樓梯剖面處沒(méi)有把正負(fù)零樓板表示出來(lái)的話(huà),就很容易忽略該處的凈高,從而發(fā)生樓梯碰頭問(wèn)題。
結(jié)構(gòu)樓梯梯柱擋門(mén)或擋窗。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),平面圖和樓梯詳圖的繪制通常不是同一個(gè)設(shè)計(jì)師,結(jié)構(gòu)工程師在繪制樓梯時(shí),只是考慮了樓梯的做法,未核對(duì)建筑的平面布置,未搞清楚建筑的空間關(guān)系,再就是建筑繪制樓梯平面圖時(shí)沒(méi)有把門(mén)窗表示出來(lái)或表示有誤,導(dǎo)致梯柱與外窗或者休息平臺(tái)下方的門(mén)打架,輕則影響建筑效果,重則影響疏散寬度。
本文結(jié)合工程實(shí)例,分析了混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施工圖設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題及應(yīng)該關(guān)注的易錯(cuò)點(diǎn),結(jié)構(gòu)施工圖的設(shè)計(jì)水平嚴(yán)重影響著建設(shè)工程的后期質(zhì)量。因此,對(duì)建設(shè)工程結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析具有重要的意義,設(shè)計(jì)單位也應(yīng)加強(qiáng)圖紙校審環(huán)節(jié)、提升設(shè)計(jì)人員專(zhuān)業(yè)能力、增加對(duì)易錯(cuò)點(diǎn)的宣貫,從而提高建設(shè)工程結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)的總體水平。結(jié)構(gòu)施工圖中存在的問(wèn)題也不止上述分析到的幾個(gè)方面,還有結(jié)構(gòu)計(jì)算、基礎(chǔ)、地基處理、樓板設(shè)計(jì)、墻身節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)等,在后續(xù)工作中,也應(yīng)關(guān)注這些方面存在的問(wèn)題,以保障建筑施工的順利開(kāi)展。