混凝土结构设计中常见错误的统计分析

摘 要：通过对混凝土结构工程施工图审查发现的问题进行统计分析，列出容易出现问题和违反规范的地方，在施工图设计中应予避免，以保障结构设计的安全。

关键词：混凝土结构；分类错误

建设工程的结构施工图的设计，关系到建筑物的安全、建造、经济等方面，是工程建设的重要组成部分。结构施工图的设计，涉及到的规范多、资料多、细节多，需要结构工程师认真细致的工作，需要不断地学习和总结。笔者通过对近来审查过的130个混凝土结构工程发现的问题进行了统计，并结合自身多年的设计经历，对混凝土结构设计工作中容易出现和忽视的问题按照构件类别进行分类，作一些分析小结，希望对同行有借鉴之用。

1、梁。在混凝土结构的图纸中，有近35%的问题是梁的设计错误，所占比例最大。

梁是钢砼结构中数量最多的构件，尺寸和涉及的荷载繁多，配筋结果核对工作量大，在一定程度上造成了83%的图纸里都有梁的设计错误。

梁的配筋不足，是最为常见的错误。以下几种情况是设计人员容易忽视而造成梁配筋不足的：（1）合并梁时，未核对所有同梁号的梁配筋结果，未按照最大的计算值进行配筋。（2）在高层建筑中，横向梁和纵向梁随楼层的变化规律不同，通常不是在同一个楼层同时达到峰值，设计师往往只是选取某一个楼层的计算配筋文件来对多个楼层的梁进行配筋，就会造成有一些梁在某些楼层配筋不足。（3）漏荷载和计算荷载不足，多见于坡屋顶处、建筑中砌体墙厚不同的地方和建筑造型线条较大型复杂处，此外施工图的楼板厚度比计算板厚增加时没有调整计算书也造成了相关的梁荷载有误。（4）抗震等级高、受力大的梁，底筋和面筋面积的比值不足（强条）。（5）梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和箍筋最小直径，不满足强条的要求也不少见，特别是“当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，表中箍筋最小直径应增大2mm”这条容易出错。（6）不注意跨高比，混淆连梁和框架梁，箍筋配置错误；如果连梁中有梁高大于700mm或跨高比不大于2.5时，腰筋的直径和配筋率不满足规范要求亦常见。（7）当屋顶的女儿墙和线条采用钢砼悬臂结构设计，整体计算时对应的屋面仅考虑了女儿墙和线条的自重，没有计算风荷带来的扭矩，就会造成配筋不足和隐患。（8）由于梁配筋计算结果文件中，跨中的梁面配筋一般显示为零，设计师惯于把梁顶的通长钢筋设定为两条Φ12或Φ14。当抗震等级是一、二级时就容易不满足规范对通长钢筋的要求：“钢筋直径不应小于14mm，且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向受力钢筋中较大截面面积的1/4”，特别是这个1/4的要求。（9）框支梁未沿梁高配置间距不大于200mm、直径不小于16mm的腰筋。

2、楼板。有关楼板的错误占图纸错误的18%。

楼板，相对比其他构件是在设计最为简单的，就是因为简单，往往设计师不重视甚至不设计，于是就出现了问题，出错比例排第二。我们知道，楼板是承受、传递平面荷载的第一道构件，应予重视。在设计中，设计师为求出图快，有两种常见的错误做法：一是楼板厚度一致取为100厚，然后在施工图中再凭经验和规范的构造要求改板厚，在高层建筑中累计下来的自重就不是个小数字，会导致对应的梁配筋不足、下部墙柱配筋不足和基础承载力不足。二是不进行楼板配筋计算，仅以文字说明楼板统一的配筋，这一做法往往造成大跨板和同层中的大荷载板的负筋不足。另外有一种错误做法容易忽视：在建筑中不方便布置梁的地方，结构师在该处的楼板配了一些附加筋成“暗梁”，并把对应的楼板当成了两块楼板进行配筋，导致垂直暗梁方向楼板的负筋长度不足。

楼板的最小配筋率不足，是设计中最为容易违反的强条，多见于厚度大于100mm的楼板。

楼板荷载常见错误：雨篷板经常有反梁，容易漏积水荷载。地下室顶板漏消防车荷载或消防车荷载区域与建筑图不对应。大面积屋顶采用建筑找坡时，坡顶区域楼板荷载偏小。地下室底板进行计算时的常见错误：在有地下水荷载参与的工况中，恒荷的分项系数仍然取为1.2，加入了不需要加入的活荷载。

合理的楼板构造，是保障建筑物整体性、抗裂性能的需要。有些东西不是常用程序能够计算出来的，个别设计师就选择忽视。

3、基础。有关基础的错误占图纸错误的17%。

在江门地区的工程，经常采用的是管桩基础和天然基础，这两种基础的计算都比较清晰、简便，但在以下地方发现的错误做法需避免：（1）在计算基础时，仅取用柱脚的轴力，柱脚的弯矩和剪力都不加入计算。这个错误较为常见；（2）忽略基础埋深；（3）在计算多条柱的联合基础时，未考虑各条柱对基础重心的偏心弯矩；（4）在大型住宅小区或厂区的设计中，常见一些设计师用一条基础承载力的算式通用各栋建筑物，并未根据各栋建筑物的场址对应的不同地质情况进行调整。

4、柱和剪力墙。竖向构件的错误占图纸错误的14%。

审查发现常见错误有：（1）混凝土标号和约束边缘构件的层数与计算书不同。由于结构计算层和建筑层、施工图的墙柱层号往往不同，20%设计师会忽视而出错。（2）在多层建筑中，一些设计师在首层不做结构层的情况下把首层的计算层高从±0.00算起，而不是从基础面算起，使首层柱的计算高度偏小而留下隐患。（3）当剪力墙与平面外方向的梁连接时，没有按照规范的要求在剪力墙中设置暗柱或其他有效的控制剪力墙平面外弯矩措施。（4）剪力墙结构的非底部加强区，设计师通常是统一配置一样的分布钢筋，当分布钢筋间距大于200mm或墙肢厚度大于200mm时，容易不满足高规的7.2.19条规定。（5）抗震等级是三级和四级的框架柱，柱端箍筋加密区最大间距须取8d和150的较小值，当柱的钢筋小于Φ20时，易出现箍筋加密区间距取为150的错误。（6）部分框支剪力墙结构，底部加强部位的水平和竖向分布钢筋的配筋率不足0.3%。（7）对于剪跨比小于2的柱即短柱，规范是强条规定箍筋间距不应大于100mm。在楼梯间、电梯机房、建筑错层处、高层建筑的塔楼与裙房交接处等短柱的常见部位，设计师忽视这一强条的错误时有发生。

当局部楼板开洞，造成个别柱子周边超过一层没有梁板连接而形成了跨层柱时，容易出问题。在整体建模后，程序有时是不能识别这些跨层柱的，设计师应当检查其计算长度（系数），并验算其配筋是否足够。

以上四类构件的错误合计占错误总数的84%，余下16%的错误，在此文不再展开论述。常见是以下几种情况：结构模型错误；程序录入的控制信息错误；节点构造错误和楼梯设计错误。

结语：

现时的混凝土工程结构设计，已经全面使用各种计算程序进行结构的整体计算。各个主流计算程序经过十几年的不断开发和完善，已经越来越智能化，不少结构规范中的条文经过计算程序的处理，已经得到很好的执行，使结构施工图基本不会违反这些条文。在上述施工图审查中发现的具体问题，常见的错误可以归纳为两大类：一类是非常规的、与结构整体模型有差异的或与计算假定条件不同的构件出现的问题。另一类是在对计算结果进行后处理和对构件进行配筋时出现的问题。我们进行工程结构设计，首先应根据建筑和地质等的要求布置合理的结构方案，按照有关程序的规定建立合理的模型、细致地输入各种荷载。对程序的计算结果应当进行合理性的分析判断，对特殊构件应进行处理和另行计算，施工图绘制不应全部交由程序包办。我们在对构件配筋时核查程序的计算结果，不仅可以保障配筋正确，也能检查计算结果的合理性、是否有漏荷载、构件建模是否正确等问题。

结构安全无小事，愿与各位同行共勉。

参考文献：

[1] 混凝土结构设计规范。

[2]高层建筑混凝土结构技术规程。

[3]建筑抗震设计规范。