貫徹《工程建設標準強制性條文》保證結構專業(yè)設計質量

1、貫徹工程建設標準強制性條文保證結構專業(yè)設計質量上海市勘察設計協(xié)會組織了結構專業(yè)業(yè)務學習， 要我講述近幾年中參加結構設計質量檢查、住宅設計監(jiān)理中所遇見的“常見病”。我想同時結合自己院里審圖中所遇見的“常見病” 一講與大家進行一次交流。企盼通過這次交流能促進我們更好地貫徹工程建設標準強制性條文，進一步保證與提高結構專業(yè)設計質量。以下談及的“常見病”有些是由于個別設計人員基本力學概念模糊。有些是由于個別設計人員經驗不足、也有些是由于個別設計人員工作責任性不強所造成的。一、地基與基礎：1.施工圖設計前結構設計人員必須具備工程所在地的工程地質詳勘報告，這是結構設計的依據(jù)性資料，同時應認真查閱詳勘報告中的

2、如下內容：(1)勘探孔間距是否滿足規(guī)范要求：A.天然地基：3050m同時，還要求布置一定量的小鉆孔。一般為控制地基持力層頂面起伏與厚度變化、查明填上及表層不良地質現(xiàn)象時，小鉆孔問距取io- 15m為控制暗洪邊界時，小鉆孔間距取2 3m。B.樁基：20 35mC. 一般單幢的高層建筑的勘探是不應少于 4個。（ 2）勘探孔應沿建筑物周邊或主要基礎柱列線布置。（ 3）控制性勘探孔的深度應在地基壓縮層計算厚度以下1 2m。（ 4）主要土層的原狀土試樣數(shù)不應少于6 件。主要土層是指持力層及壓縮區(qū)范圍內的土層。（5）當建筑物地基范圍，一般考慮地面以下 15m深度范圍內，存在飽和砂土或飽和砂質粉土時，應通過

3、標準貫入試驗或靜力觸探試驗進行土層液化可能性的判別，判定整個地基的液化危險性等級，并分段給出液化強度比Fle 。（ 6）檢查各土層的主要物理力學指標是否有異常情況。如含水量與密度；壓縮模量與標貫擊數(shù)、比貫入阻力等是否匹配。如對上述內容有異疑時，應通過建設方要求勘察單位進行補充說明或補勘。2地基基礎承載能力：（ 1）按承載能力極限狀態(tài)計算地基承載力時，應采用荷載效應的基本組合。抗震設防時， 應計入地震作用效應組合。一般天然地基的基底面積、樁基的總樁數(shù)都是由靜、活荷載組合來估算的，但常常需要復該風荷載及地震作用下的天然地基的邊緣層力或邊樁、角樁的承載力，尤其是對高寬比較大的房屋。（ 2）對于具有軟

4、弱下臥層的地基除應進行基礎持力層承載力驗算外，還應進行軟弱下臥層的承載力驗算。即上海地基基礎設計規(guī)范中 4 2 5條的內容，當持力層h1 與基礎寬度6 之比小于0 25時， 按下臥層指標計算地基承載力，計算時采用實際基礎的埋置深度。當0. 25<h1/b<0. 7時，要考慮軟弱下臥層對持力層地基承載力的影響。 值得注意的是：當條形基礎間距較近時基礎寬度應取等效基礎寬度b1 代替b。這部分的內容在條文說明的第51 頁有詳細介紹。（ 3）對于樁身大部分位于閼淤泥質上中且持力層為第5 層灰色粘性上的預制樁（包括微型樁），單樁豎向承載力計算中，應取工程地質勘察報告中樁側極限摩阻力與樁端極限

5、端承力指標的下限值。（ 4）可液化地基中的低承臺樁基，在單樁豎向承載力抗震驗算中，樁周液化土層的摩阻力應乘以液化影響折減系數(shù)。對于有地下室的樁基礎，在計算總樁數(shù)時，應計入水浮力。（ 5）施工圖中應明確地基處理及樁基的檢測方法、間隙時間、數(shù)量等，并明確地基處理后的承載力設計值，樁基的豎向承載力設計值。（ 6）在決定樁基方案時，應力求樁的地基承載力與樁身強度的匹配。3沉降計算：（ 1）按正常使用極限狀態(tài)進行沉降計算。計算應采用荷載的長期效應組合。（ 2）上海地基基礎設計規(guī)范中規(guī)定的可不進行沉降計算的建筑物的范圍是：以天然地基為持力層的三層及三層以下的房屋；當天然地基土層厚度及性質均勻，無不良地質現(xiàn)

6、氛建筑物長敲、知吁等于2 5，縱墻不轉折或少轉折，內橫墻間距不大，外墻、內縱墻及所有承重墻均設置鋼筋砼圈梁并在平面內聯(lián)成封閉系統(tǒng)。（ 3）建筑物地基容許變形值：對不同的結構形式，規(guī)范中都給出了地基容許變形的范圍如：A.砌體承重結構：基石中心計算沉降量 150 200mmB.多層框架結構：基石中心計算沉降量 150 250mmC.高層樁基結構：基石中心計算沉降量 100 200mm應注意的是對體型復雜的，縱向剛度較差的建筑物其沉降變形值應從嚴控制；對于設沉降縫及溫度縫的建筑物，其留縫寬度，應考慮建筑物沉降引起縫兩側建筑向內傾斜而使縫寬度變小后還能滿足抗震縫的要求。另外當幾幢樓相距較近時，沉降計算

7、必須考慮樓與樓之間的相互影響。（ 4）建筑物重心與基礎底面形心或建筑物重心與群樁的樁心的偏心距，應控制在建筑物寬度的15%。以內。（ 5）施工圖中，應指明沉降觀測點的位置、說明沉降觀測要求，并在圖中寫明建筑物基礎中心計算沉降量。（ 6）對于沉降控制復合樁基，要注意其適用范圍：A.軟土地基上8層以下的多層建筑；B.樁身截面小于等于乃0mm長綱比80左右，樁距不宜小于56倍樁截面邊長C.樁端應穿過高壓縮性淤泥質土層，且進入壓縮性相對較低但不十分堅硬的土層作為持力層。4基礎埋深。在(鋼筋砼高層建筑結構設計與施工規(guī)程)中，對高層建筑基礎埋深問題指出：基礎埋深必須滿足地基變形和穩(wěn)定的要求，以減少建筑的整

8、體傾斜，防止傾復及滑移。埋置深度， 采用天然地基時可不小于建筑高度的1/12 ， 采用樁基時可不小于建筑高度的1/15 。去年“高規(guī)”修編的第三稿中，改為對有樁的基礎，埋深不宜小于建筑物高度的 1/20 。上海市標準鋼筋砼高層建筑筒體結構設計規(guī)程指出：高層建筑筒體結構宜設置一層地下室，承臺板底的埋置深度不宜小于建筑物地面以上高度的1/15 ； 當有可靠錨固措施時，埋深可以適當減小，條文說明中補充指出：可放松至建筑物出地面高度的1/20。 2000年 12月修編的送審稿中規(guī)程正文指出：樁承臺板板底的埋深不直小于建筑物出地面高度的1/20 。5構造措施：(1)樁基礎中，樁頂嵌入承臺的長度問題。一般

9、嵌入長度不小于 10Qmn但當樁徑小 于400mm寸，可減為不小于50mm至于樁的縱向主筋錨入承臺的問題， 如采用沉降控 制的復合樁基，當條形基礎加微型樁，且樁沿軸線兩側雙排或多排布置時；或當筏板基礎加微型樁時，可以不將樁的縱向主筋錨人承臺。其他情況一般都應將樁的縱向主筋錨入承臺內。（ 2）樁基加條基的工程，當樁沿軸線方向單排布置時，設計應注意樁垂直于軸線方向的偏位造成基礎梁扭轉的不利因素，必要時可增加基礎梁截面或增設連梁。（ 3）沉降縫兩側基礎的處理：一般說來，地下至或基礎筏板、條基等若不是因為上部結構質量相差太大的情況，宜盡可能不設沉降縫而在上0 00附近開始，設溫度縫兼抗震縫。若設沉降縫

10、，則應避免如下錯誤：A.將上部結構的柱、墻偏心作用在沉降縫兩側的基礎上；B.縫兩側的基礎形心與建筑物重心產生較大的偏心；C.縫一側建筑物的懸挑基礎梁底與縫另一側基礎面之間的間隙沒有留足，造成縫兩 側基礎的相碰，沉降縫沒有起到應有的作用；D.對于樁基，縫兩側的樁的間距沒有滿足樁的最小間距的要求。（ 4）地下室底板與外墻的砼強度等級不宜用得過高，不然容易開裂。6其他：1）同一結構單元中，天然地基與樁基不應混用。如有些多層框架結構，邊上帶有一跨單層框架。在多層部分采用樁基而單層部分采用天然地基，結果天然地基部分的 建筑物沉降大于樁基部分的建筑物，造成建筑物開裂。又如單層工業(yè)廠房中，排架柱由于作用有吊

11、車荷載的作用，其組合軸力較大，采用樁 基礎而山墻的抗風柱下采用天然地基，結果山墻的沉降大于縱墻的沉降，造成廠房墻體的開裂。（ 2）為減小基底的附加壓力，常在片筏基礎上擱置架空板，作為補償試基礎。但有 時，局部區(qū)格不用架空板，而采用回填土上做地坪，例如住宅底層的廁所、廚房和有 管線穿越的房間等。還有外墻以外的懸挑筏板上面也常有復土。在計算基底以上所有 荷載的重心位置時，常常容易把這些復土的重量遺忘，造成重心位置計算的結果與實際情況偏離，嚴重的會造成建筑物的傾斜。另一方面，在對基礎底板及基礎梁承載能力與正常使用極限狀態(tài)計算時，常易忘記將 復土重量及梁、板自重扣除，造成計算荷載偏大。（ 3）當上部結

12、構柱子底部軸力相差較大時，在計算基礎底板上沿軸線布置的十字形 或條形連續(xù)的基礎梁時，常容易犯簡單化的毛病。即不加區(qū)別地把所有柱都當作倒梁 法計算的不動鉸支點看待，其計算結果可能與實際受力情況相差較多，個別截面還可 能出現(xiàn)不安全隱患。比較接近實際狀況的計算方法，可采用彈性地基梁的方法計算，若用反梁法計算，則可以把柱底軸力較小的柱，當作一個與地基反力方向相反的力作 用在基礎梁上，代替不動鉸支點。二、上部結構：1 結構設計的基本質量要求：結構設計的基本質量要求是：（1）保證結構構件能可靠地承受外加的各種作用，包括直接作用和間接作用。（2）保證結構具有必要的整體穩(wěn)定性，盡可能避免局部性的破壞導至整體的

13、破壞。對于相同的建筑方案，可以選用不同的結構方案：包括選用不同的結構材料和結構型式； 包括結構單元的劃分、伸縮縫、 沉降縫和抗震縫的設置；包括抗側力體系的布置、主樓與裙房的關系、轉換層的布置等等。這些內容一般均在方案設計與初步設計中要求解決的，一個優(yōu)秀的結構方案，原則上應在可靠性與經濟性之間取得最佳平衡，要 達到這一目的光靠規(guī)范是不夠的，還要靠結構工程師的智慧與大量的實踐經驗。要注意的是在決定結構方案時，同一結構單元應采用一種結構形式，除規(guī)范明確規(guī)定的多層內框架和底層框架砌體房屋外。2結構計算：（ 1）荷載取值是否恰當：荷載取值的大小，直接影響計算結果的大小，所以不能忽略。譬如建筑師決定的樓面

14、、屋面的做法、結構工程師必須在計算樓、屋面荷載時與之統(tǒng)一。（ 2）計算書中應寫清楚所用軟件的名稱、編制單位、版本等。并應提供輸入與輸出的主要數(shù)據(jù)：如總信息、荷載、主要結構布置圖、結構自振周期、振型、位移曲線、層間位移值、頂點位移值、底部總剪力與總質量的比值、轉換層上下的剛度比等等。如進行結構時程分析時，還要明確選用何種地震波。同時對電算成果應進行認真分析與判斷。特別應注意的是，所選計算程序的力學模型是否與結構實際受力情況一致。例如：在整體計算中連層柱在樓面處的約束有否解除；平面形狀復雜的樓面，凹口較深的部位周圍的樓板，是否如彈性板假定計算等等。（ 3）要重視構件的計算，尤其是一些重要的、較特殊

15、的構件計算。單獨構件在整體電算中，有時不可能全面反映其真實情況。如有些中庭中的柱子、有些跨度較大的梁的撓度、 裂縫寬度的計算等等通常應單獨取出用手算或小程序進行復算；為其單獨開“小炊”，以確保這些重要的、特殊構件的安全。（ 4）應對結構的兩主軸方向進行抗震計算，結構體型復雜時應考慮耦連計算。一般高層建筑采用振型分解反應譜法計算，當 7度設防，建筑物高度大于80m時或結構剛 度與質量沿豎向分布特別不均勻的高層建筑宜采用時程分析法進行補充計算。（ 5）框架一剪力墻結構的計算中，應考慮剪力墻和框架兩種結構類型的不同受力特點，按協(xié)同工作條件進行內力、位移分析?？蚣芙Y構中設置了電梯并、樓梯間或其他剪力墻

16、的抗測結構后，應按框架一剪力墻結構計算。有時雖然剪力墻的數(shù)量不多，但計算中若按純框架計算，不考慮設置的剪力墻所受的剪力，則框架結構的上部計算剪力將小于實際承受的剪力，使框架計算偏不安全。3構造：（ 1）當高層建筑的帶有地下室，上部結構的嵌固端若從地下室頂部算起，一般須滿足如下條件：A.地下室四周回填上必須分層夯實；B.地下室的層間側移剛度大于等于上部結構層間側移剛度的1. 5倍；C.地下室頂板厚度不小于200mm（ 2）懸挑陽臺板等嵌固端彎距，沒有明確的、足夠的約束使其平衡，如懸挑陽臺板厚度與其相鄰的樓板不等厚，前者大于后者，但負彎距鋼筋配筋卻一樣大小。（ 3）框架結構中，樓梯間周圍的框架住，

17、一般常為短柱，但設計中沒有按短柱考慮。（ 4）對于一些平面尺寸超長的建筑，設計中沒有采取有效的措施，以消除地基不均勻沉降、溫度變化、材料收縮等因素引起建筑物開裂。目前可采取的措施常有：A.減小基礎中心計算沉降;B.上部結構體型力求規(guī)則；C.加強屋面隔熱保溫措施，屋面板宜雙層雙向拉通配筋，板筋宜細而密布置；D.結構平面陽角處的房間及樓面開洞削弱處的樓板宜加強配筋；E.鋼筋硅剪力墻結構的外堰水平筋宜適當加強配置；砌體結構可適當增加鋼筋硅圈 梁及窗臺面宜增設加強帶等；F.現(xiàn)澆樓、屋面梁扳的硅強度等級不宜超過 C3Q6對施工單位進行施工圖交底時，應強調結構特點，希望施工單位采取相應措施， 減少墻、板開裂。(5)六層及六層以上房屋的外墻、潮濕房間的墻以及受振動或層高大于 6m的墻，傳 的強度等級應取大于等于 MVI0,砌塊的強度等級應取大于等于 MV5砂漿的強度等級 應取大子等于M2 5。6)底層框架砌體房屋：A.兩層或兩層以上框架，上部為砌體房屋要報抗震辦專門審查通過后才能進行施工圖設計。B.必須對兩個主軸方向作二層與底層的側移彈性總剛度比值的計算，具比值不應大于