< 四轮驱动”,做好结构专业施工图审查工作

BB视讯

资讯天地

四轮驱动”,做好结构专业施工图审查工作

                              “四轮驱动”,做好结构专业施工图审查工作

                                 江阴市建设工程施工图审查中心  邓宏凯
 
    【摘要】 通过把结构专业施工图审查划分为四个阶段,并抓住每个阶段的主要审查内容和要点,四个阶段相互轮动,达到提高审查效率和质量的目的。
    【关键词】结构专业;施工图审查;四个阶段;四轮驱动
现阶段,我国正处在城市化的加速期,各类新型建筑层出不穷,这对结构专业提出巨大挑战。由于众所周知的原因,整个设计行业鱼龙混杂,市场极不规范,结构专业设计人员的工作态度、理论水平、设计经验参差不齐,施工图审查作为国家控制设计质量的最后一道防线,使命光荣,责任重大,但在目前业务饱满情况下,优质高效地完成审查任务的确是个难题。如采取“拉大网”式的方法进行审查,很容易眉毛胡子一把抓,顾此失彼,往往被千头万绪的问题淹没。其实,施工图审查象建筑抗震一样,应采取多道设防,整体审查的办法,具体讲可针对结构专业的特点,分为四个阶段,每一阶段都有自己的审查内容及要点,并对上阶段的审查发现的问题着重审查,同时为下阶段审查作为铺垫,找出下阶段审查应重视的地方,环环相扣,“四轮驱动”,达到事半功倍的目标。
一、阶段一:对应建筑图,审查结构计算荷载输入
    这一阶段的审查主要内容有:1、通过对照建筑图审查荷载输入的过程,掌握建筑的基本信息,如层数、层高、总高、高宽比等,确定抗震类型。2、掌握各结构段划分及结构构件布置,审查各结构段长度及各抗震变形缝位置和宽度,明确各结构类型,抗震等级。3、初步对结构的平面立面规则性作为判断,查找今后应重点审查的薄弱部位。4、按照各类建筑做法及建材容重,审查楼面恒载及梁墙等荷载,按照建筑使用功能审查楼面活载。5、核对结构设计与建筑设计的一致性。
    这一阶段应特别重视的问题有:1、结构平面布置、竖向布置及构件布置是否合理,如出现平面细长、突出部分尺寸过长,结构平面角部重叠或成细腰状,楼板有较大凹入或开洞,结构竖向出现过大外挑或内收、竖向抗侧力构件不连续出现转换时,应特别重视,并在今后各阶段加强对这些部位的审查工作。如发现是带转换层、加强层的高层建筑结构,或是错层、连体、多塔的高层建筑结构,应按复杂高层建筑的有关要求进行审查工作。2、楼电梯位置的结构布置是否合理,楼梯的结构计算模型及荷载输入是否和实际的传力路径一致,特别是剪刀楼梯和多跑楼梯。这是因为楼电梯部位一般是结构中最薄弱,受力最复杂、发生灾害时又是重要的逃生通道的特点决定的。
    荷载输入容易出的问题有:有浴缸的卫生间活载不应小于4kn/ ,工业建筑楼梯活载不应小于3.5 kn/ ,有大型消防车作用的楼板计算活载不应小于20kn/ ,后期需封堵的各管井楼板荷载应考虑,屋面水箱荷载应按水箱的受力特点及传力路径输入荷载,屋面构架或广告牌不应仅考虑其自重等。
    第一阶段审查工作是以后各阶段工作的基础,关系概念设计的诸多内容,是审查工作的基础和出发点,可以比作“四轮驱动”中的“动力轮”。
二、阶段二:审查结构整体输入信息及分析结果,查找结构薄弱环节
    结构设计时,总信息输入与荷载输入相比工作量较小,也较简单,但实际上是更重要。个别构件荷载有缺漏,尚属于局部问题,总信息输入有问题,则是总体问题,审查中常发现的问题有:1、风荷载信息错误,如房屋高度超过60M时,基本风压未按100年一遇采用;地面粗糙度类别错误,这是外地设计单位易发生的错误;结构基本周期未采用结构的计算周期修正。2、周期折减系数错误。常发现结构计算时周期根本就不折减。同时,剪力墙结构在6、7度区越来越与框剪结构趋同,此时,其周期也应考虑折减。3、当存在交角大于15°的斜交抗侧力构件时,应增加各抗侧力构件方向的水平地震作用。4、多塔结构应采用定义多塔后的计算结果设计。5、特殊构件未补充定义,如有转换层时,转换梁框支柱应定义,并提高这些构件的抗震等级。复杂楼板进一步计算时应定义为弹性板等。
    如果说第一阶段对结构概念设计的审查是定性判断,那么对照结构整体分析结果,分析结构是否合理是必不可少的定量分析,应逐次核对建筑层高、累计高度,梁、柱、剪力墙混凝土标号,各层刚心、偏心率,相邻层抗侧移刚度比、高位转换时转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比、结构整体稳定验算、楼层抗剪承载力及承载力比值,各震型特征参数、等效各楼层的地震作用、剪力、剪重比、弯矩,各类工况下楼层位移,框剪结构、短肢剪力墙结构框架柱或短肢剪力墙所承担的地震倾覆弯矩及地震剪力等进行审查,并以此复合并修正第一阶段审查时的判定,验证总信息输入的正确性。如:通过审查结构楼层层间抗侧力结构的承载力与其上层之比,可以发现薄弱层;楼层最大弹性位移大于该楼层平均值的1.2倍时,结构平面可以认为不规则;在基本振型作用下,框剪结构的框架部分承受的地震倾覆力矩大于总倾覆力矩的50%时,其框架部分抗震等级应按框架结构采用;剪力墙结构中如短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占总倾覆力矩40%~50%时,可以认为是短肢剪力墙较多的剪力墙结构。要强调的是既要重视各指标的定量分析,但不能拘泥于计算数字,如分析楼层位移比时,尚应结合楼层位移值综合判定。
    第二阶段的审查工作是第一阶段审查工作的延续和验证,又是第三阶段审查的前提和依据,同时又分别与前后两阶段有所交集,起着承上启下的作用,是“四轮驱动”的“传动轮”。
三、阶段三:对照各层构件具体计算结果,审查各构件设计
    有了前二个阶段的审查铺垫,审查人员已经对整个建筑有了较深刻的认识,这时开始对基础及上部结构审查是水到渠成。
在掌握了建筑结构型式、特点、底层柱与剪力墙底内力标准组合的条件下,对照勘察报告,可以很快判定基础方案的合理性。具体讲如采用桩基,可结合勘察报告着重审查桩基设计等级、桩型、桩长、桩端持力层及桩进入持力层深度、桩身强度、桩基形式及计算(包括沉降验算),并对沉桩可行性、试桩及工程桩检测的相关内容做出审查;如采用天然地基础,应着重审查基础设计等级、持力层、基础形式及计算。如果建筑有地下室,尚应审查涉及地下工程防水方面的内容,可重点注意以下问题:地下室尺寸过大时应有控制收缩裂缝及温度裂缝的措施,应有控制主楼与裙房间沉降差的技术措施,纯地下室的抗浮及各结构段间防水节点等问题。
    上部结构审查时,可先审查设计采用材料与计算是否一致,应针对前二阶段审查中发现的薄弱环节及有疑问处着重审查,其中柱可重点审查底部柱,柱截面或混凝土强度等级有变化处的柱,顶部受梁端弯矩影响较大的边柱、角柱,错层柱、短柱、框支柱,及梁上立柱的根部固定等。梁可重点审查挑梁及固定纯悬挑梁的竖向构件,大跨度梁,有较大集中荷载作用梁,无楼板嵌固约束的临空梁,折梁,框支梁及梁上立柱梁等。剪力墙审查应按“均匀、分散、对称、周边”的原则,重点放在剪力墙布置及门窗洞口设置的规则性上,特别是对短肢剪力墙(尤其是一字形短肢剪力墙)的适用范围、抗震等级、轴压比、纵分配筋率及墙肢平面外方向有较大跨度楼面梁搁置的剪力墙加强审查。对无法修改有较大凹入或大面积开洞的楼面,着重审查水平力传递是否顺畅可靠,加强措施是否合理到位,各薄弱环节是否得到了有效加强。构件审查既要全面,又要突出重点。同时对审查中发现的计算异常或配筋超限构件应重点关注,分析产生原因,进一步验证设计的合理性。
第三阶段主要审查计算结果在设计中是否得到了很好落实,审查工作量最大,也最繁琐,马虎不得。可以比作“四轮驱动”中的“负重轮”。
四、阶段四:汇总审查成果,出具审查意见
    前三阶段审查时必须同时留下相关审查记录,我个人的习惯是在发现问题的计算书及设计图纸上分别作出标识,并统一将草拟审查意见直接写在出现问题的设计图纸上。这是因为计算是设计的依据,我们审查的核心是施工图设计,将意见标在有问题设计图纸上,更直观形象,更有连贯性。而计算中发现的问题也须标出,以便于与设计中的问题相对应,即以在计算书和图纸中标识为经纬,草拟的意见为节点,形成完整的网络。
    虽然我们已分阶段有序地进行了前三个阶段审查,草拟了审查意见。但审查意见汇总是非常重要的。可对应草拟意见再次翻阅设计图纸及计算书,进一步查漏补缺,检查是否有漏审项,同时对应规范公正合理恰如其分地将审查意见归类,拟定正式审查意见。工作的难点是对规范标准的把握,提出的审查意见既要切中要害,又要态度诚恳,松严适度,以利于设计人员接受和整改。可以把这个阶段的总结平衡工作比作“四轮驱动”中的“平衡轮”。
五、后记
    分四个阶段进行结构专业施工图审查是针对结构专业审查的特点提出来的,主要是从理顺审查顺序入手,抓住各阶段审查的要点,力争做到层层铺垫,前阶段审查是后阶段审查的基础和预判,后阶段审查是前阶段审查的延续和复核,突出重点,尽可能地避免漏审项。当然这四个阶段次序也不是一成不变,也可针对工程实际情况相互穿插,前后调整。
同样条件下,多道设防的建筑抗震性能优于单一设防建筑;同样条件下四轮驱动的汽车越野性能优于一般汽车。我们应该抓住结构专业施工图审查的各个环节,前后轮动,努力完成党和人民交给我们的任务。
参考文献
【1】GB50011-2001建筑抗震规范(2008版)
【2】JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程
【3】北京市建筑设计研究院编建筑结构专业技术措施
【4】中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所著 PKPM结构软件若干常见问题剖析

四轮驱动”,做好结构专业施工图审查工作

                              “四轮驱动”,做好结构专业施工图审查工作

                                 江阴市建设工程施工图审查中心  邓宏凯
 
    【摘要】 通过把结构专业施工图审查划分为四个阶段,并抓住每个阶段的主要审查内容和要点,四个阶段相互轮动,达到提高审查效率和质量的目的。
    【关键词】结构专业;施工图审查;四个阶段;四轮驱动
现阶段,我国正处在城市化的加速期,各类新型建筑层出不穷,这对结构专业提出巨大挑战。由于众所周知的原因,整个设计行业鱼龙混杂,市场极不规范,结构专业设计人员的工作态度、理论水平、设计经验参差不齐,施工图审查作为国家控制设计质量的最后一道防线,使命光荣,责任重大,但在目前业务饱满情况下,优质高效地完成审查任务的确是个难题。如采取“拉大网”式的方法进行审查,很容易眉毛胡子一把抓,顾此失彼,往往被千头万绪的问题淹没。其实,施工图审查象建筑抗震一样,应采取多道设防,整体审查的办法,具体讲可针对结构专业的特点,分为四个阶段,每一阶段都有自己的审查内容及要点,并对上阶段的审查发现的问题着重审查,同时为下阶段审查作为铺垫,找出下阶段审查应重视的地方,环环相扣,“四轮驱动”,达到事半功倍的目标。
一、阶段一:对应建筑图,审查结构计算荷载输入
    这一阶段的审查主要内容有:1、通过对照建筑图审查荷载输入的过程,掌握建筑的基本信息,如层数、层高、总高、高宽比等,确定抗震类型。2、掌握各结构段划分及结构构件布置,审查各结构段长度及各抗震变形缝位置和宽度,明确各结构类型,抗震等级。3、初步对结构的平面立面规则性作为判断,查找今后应重点审查的薄弱部位。4、按照各类建筑做法及建材容重,审查楼面恒载及梁墙等荷载,按照建筑使用功能审查楼面活载。5、核对结构设计与建筑设计的一致性。
    这一阶段应特别重视的问题有:1、结构平面布置、竖向布置及构件布置是否合理,如出现平面细长、突出部分尺寸过长,结构平面角部重叠或成细腰状,楼板有较大凹入或开洞,结构竖向出现过大外挑或内收、竖向抗侧力构件不连续出现转换时,应特别重视,并在今后各阶段加强对这些部位的审查工作。如发现是带转换层、加强层的高层建筑结构,或是错层、连体、多塔的高层建筑结构,应按复杂高层建筑的有关要求进行审查工作。2、楼电梯位置的结构布置是否合理,楼梯的结构计算模型及荷载输入是否和实际的传力路径一致,特别是剪刀楼梯和多跑楼梯。这是因为楼电梯部位一般是结构中最薄弱,受力最复杂、发生灾害时又是重要的逃生通道的特点决定的。
    荷载输入容易出的问题有:有浴缸的卫生间活载不应小于4kn/ ,工业建筑楼梯活载不应小于3.5 kn/ ,有大型消防车作用的楼板计算活载不应小于20kn/ ,后期需封堵的各管井楼板荷载应考虑,屋面水箱荷载应按水箱的受力特点及传力路径输入荷载,屋面构架或广告牌不应仅考虑其自重等。
    第一阶段审查工作是以后各阶段工作的基础,关系概念设计的诸多内容,是审查工作的基础和出发点,可以比作“四轮驱动”中的“动力轮”。
二、阶段二:审查结构整体输入信息及分析结果,查找结构薄弱环节
    结构设计时,总信息输入与荷载输入相比工作量较小,也较简单,但实际上是更重要。个别构件荷载有缺漏,尚属于局部问题,总信息输入有问题,则是总体问题,审查中常发现的问题有:1、风荷载信息错误,如房屋高度超过60M时,基本风压未按100年一遇采用;地面粗糙度类别错误,这是外地设计单位易发生的错误;结构基本周期未采用结构的计算周期修正。2、周期折减系数错误。常发现结构计算时周期根本就不折减。同时,剪力墙结构在6、7度区越来越与框剪结构趋同,此时,其周期也应考虑折减。3、当存在交角大于15°的斜交抗侧力构件时,应增加各抗侧力构件方向的水平地震作用。4、多塔结构应采用定义多塔后的计算结果设计。5、特殊构件未补充定义,如有转换层时,转换梁框支柱应定义,并提高这些构件的抗震等级。复杂楼板进一步计算时应定义为弹性板等。
    如果说第一阶段对结构概念设计的审查是定性判断,那么对照结构整体分析结果,分析结构是否合理是必不可少的定量分析,应逐次核对建筑层高、累计高度,梁、柱、剪力墙混凝土标号,各层刚心、偏心率,相邻层抗侧移刚度比、高位转换时转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比、结构整体稳定验算、楼层抗剪承载力及承载力比值,各震型特征参数、等效各楼层的地震作用、剪力、剪重比、弯矩,各类工况下楼层位移,框剪结构、短肢剪力墙结构框架柱或短肢剪力墙所承担的地震倾覆弯矩及地震剪力等进行审查,并以此复合并修正第一阶段审查时的判定,验证总信息输入的正确性。如:通过审查结构楼层层间抗侧力结构的承载力与其上层之比,可以发现薄弱层;楼层最大弹性位移大于该楼层平均值的1.2倍时,结构平面可以认为不规则;在基本振型作用下,框剪结构的框架部分承受的地震倾覆力矩大于总倾覆力矩的50%时,其框架部分抗震等级应按框架结构采用;剪力墙结构中如短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩占总倾覆力矩40%~50%时,可以认为是短肢剪力墙较多的剪力墙结构。要强调的是既要重视各指标的定量分析,但不能拘泥于计算数字,如分析楼层位移比时,尚应结合楼层位移值综合判定。
    第二阶段的审查工作是第一阶段审查工作的延续和验证,又是第三阶段审查的前提和依据,同时又分别与前后两阶段有所交集,起着承上启下的作用,是“四轮驱动”的“传动轮”。
三、阶段三:对照各层构件具体计算结果,审查各构件设计
    有了前二个阶段的审查铺垫,审查人员已经对整个建筑有了较深刻的认识,这时开始对基础及上部结构审查是水到渠成。
在掌握了建筑结构型式、特点、底层柱与剪力墙底内力标准组合的条件下,对照勘察报告,可以很快判定基础方案的合理性。具体讲如采用桩基,可结合勘察报告着重审查桩基设计等级、桩型、桩长、桩端持力层及桩进入持力层深度、桩身强度、桩基形式及计算(包括沉降验算),并对沉桩可行性、试桩及工程桩检测的相关内容做出审查;如采用天然地基础,应着重审查基础设计等级、持力层、基础形式及计算。如果建筑有地下室,尚应审查涉及地下工程防水方面的内容,可重点注意以下问题:地下室尺寸过大时应有控制收缩裂缝及温度裂缝的措施,应有控制主楼与裙房间沉降差的技术措施,纯地下室的抗浮及各结构段间防水节点等问题。
    上部结构审查时,可先审查设计采用材料与计算是否一致,应针对前二阶段审查中发现的薄弱环节及有疑问处着重审查,其中柱可重点审查底部柱,柱截面或混凝土强度等级有变化处的柱,顶部受梁端弯矩影响较大的边柱、角柱,错层柱、短柱、框支柱,及梁上立柱的根部固定等。梁可重点审查挑梁及固定纯悬挑梁的竖向构件,大跨度梁,有较大集中荷载作用梁,无楼板嵌固约束的临空梁,折梁,框支梁及梁上立柱梁等。剪力墙审查应按“均匀、分散、对称、周边”的原则,重点放在剪力墙布置及门窗洞口设置的规则性上,特别是对短肢剪力墙(尤其是一字形短肢剪力墙)的适用范围、抗震等级、轴压比、纵分配筋率及墙肢平面外方向有较大跨度楼面梁搁置的剪力墙加强审查。对无法修改有较大凹入或大面积开洞的楼面,着重审查水平力传递是否顺畅可靠,加强措施是否合理到位,各薄弱环节是否得到了有效加强。构件审查既要全面,又要突出重点。同时对审查中发现的计算异常或配筋超限构件应重点关注,分析产生原因,进一步验证设计的合理性。
第三阶段主要审查计算结果在设计中是否得到了很好落实,审查工作量最大,也最繁琐,马虎不得。可以比作“四轮驱动”中的“负重轮”。
四、阶段四:汇总审查成果,出具审查意见
    前三阶段审查时必须同时留下相关审查记录,我个人的习惯是在发现问题的计算书及设计图纸上分别作出标识,并统一将草拟审查意见直接写在出现问题的设计图纸上。这是因为计算是设计的依据,我们审查的核心是施工图设计,将意见标在有问题设计图纸上,更直观形象,更有连贯性。而计算中发现的问题也须标出,以便于与设计中的问题相对应,即以在计算书和图纸中标识为经纬,草拟的意见为节点,形成完整的网络。
    虽然我们已分阶段有序地进行了前三个阶段审查,草拟了审查意见。但审查意见汇总是非常重要的。可对应草拟意见再次翻阅设计图纸及计算书,进一步查漏补缺,检查是否有漏审项,同时对应规范公正合理恰如其分地将审查意见归类,拟定正式审查意见。工作的难点是对规范标准的把握,提出的审查意见既要切中要害,又要态度诚恳,松严适度,以利于设计人员接受和整改。可以把这个阶段的总结平衡工作比作“四轮驱动”中的“平衡轮”。
五、后记
    分四个阶段进行结构专业施工图审查是针对结构专业审查的特点提出来的,主要是从理顺审查顺序入手,抓住各阶段审查的要点,力争做到层层铺垫,前阶段审查是后阶段审查的基础和预判,后阶段审查是前阶段审查的延续和复核,突出重点,尽可能地避免漏审项。当然这四个阶段次序也不是一成不变,也可针对工程实际情况相互穿插,前后调整。
同样条件下,多道设防的建筑抗震性能优于单一设防建筑;同样条件下四轮驱动的汽车越野性能优于一般汽车。我们应该抓住结构专业施工图审查的各个环节,前后轮动,努力完成党和人民交给我们的任务。
参考文献
【1】GB50011-2001建筑抗震规范(2008版)
【2】JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程
【3】北京市建筑设计研究院编建筑结构专业技术措施
【4】中国建筑科学研究院建筑工程软件研究所著 PKPM结构软件若干常见问题剖析