前言
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)考驗(yàn)結(jié)構(gòu)工程師結(jié)構(gòu)概念的工作，隨著設(shè)計(jì)師工作年限的增長，結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)至關(guān)重要。但我們?cè)谂囵B(yǎng)結(jié)構(gòu)概念這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大局觀的同時(shí)，往往會(huì)忽略一些平時(shí)不受重視的細(xì)節(jié)問題，這篇文章，通過工作中的總結(jié)，帶大家梳理下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的誤區(qū)與禁忌，希望對(duì)于大家平時(shí)工作有所幫助，少走彎路。
地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的常見錯(cuò)誤
❒ 豎向構(gòu)件在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固長度不足
在層數(shù)不高、荷載不大或地質(zhì)條件較好的工程中，我們?cè)谠O(shè)計(jì)獨(dú)立基礎(chǔ)或者筏板厚度時(shí)，往往考慮的是豎向構(gòu)件對(duì)基礎(chǔ)的沖切問題，再考慮防水等問題，350~400的基礎(chǔ)厚度在設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)。較薄的基礎(chǔ)厚度雖然能夠滿足基礎(chǔ)受彎、受剪和受沖切承載力要求，但豎向構(gòu)
根據(jù)《地基基礎(chǔ)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，錨固長度的計(jì)算如下：
同樣，在16g101-3圖集中，柱在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固長度如下圖：
圖集中規(guī)定的直線段錨固長度為≥0.6labE及20d ，顯然當(dāng)豎向構(gòu)件鋼筋直徑較大且基礎(chǔ)底板較薄時(shí)，無法滿足鋼筋錨固要求，需要構(gòu)造加厚。
❒ 基礎(chǔ)兩向鋼筋位置放置錯(cuò)誤
對(duì)于正方形獨(dú)立基礎(chǔ)，兩向鋼筋均置于底部，但對(duì)于長方形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)短向?yàn)槭芰Ψ较�，短向鋼筋�?yīng)置于下部，對(duì)于新手設(shè)計(jì)師往往容易忽略。
❒ 獨(dú)基0.9倍下料長度未注明
根據(jù)《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）8.2.1第5款，當(dāng)柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)的寬度大于等于2.5m時(shí)，底板受力鋼筋的長度可取邊長或?qū)挾鹊?.9倍，并宜交錯(cuò)布置。
由此可見，當(dāng)基礎(chǔ)邊長較大時(shí)，受力鋼筋的長度可適當(dāng)減小并交錯(cuò)布置，此條在設(shè)計(jì)時(shí)不注明時(shí)也不能算錯(cuò)誤，但一般校審都會(huì)要求注明。
❒ 對(duì)沖切和受剪理解不當(dāng)
對(duì)于雙向受力接近方形的構(gòu)件是驗(yàn)算沖切的，而對(duì)于單向受力的長條形構(gòu)件是驗(yàn)算剪切力的，這是很重要結(jié)構(gòu)概念。對(duì)于獨(dú)基，規(guī)范規(guī)定很明確，僅當(dāng)基礎(chǔ)短邊尺寸小于等于柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度時(shí)，才需驗(yàn)算受剪承載力，其余情況驗(yàn)算受沖切承載力，可見對(duì)于獨(dú)立基礎(chǔ)規(guī)范對(duì)受剪和受沖切區(qū)分明確。但對(duì)于筏板基礎(chǔ)，規(guī)范要求沖切和受剪均要驗(yàn)算，并取計(jì)算厚度的大者設(shè)計(jì)板厚。此處，筆者個(gè)人認(rèn)為沒有必要，筏板的每個(gè)板塊均屬于雙向受力構(gòu)件，應(yīng)驗(yàn)算沖切承載力，但驗(yàn)算受剪似乎沒有大的必要。
梁板柱配筋常見錯(cuò)誤
❒ 支座處板的上部鋼筋長度不平衡的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤
當(dāng)相鄰板塊跨度相差較大時(shí)，設(shè)計(jì)師經(jīng)常將板兩邊支座鋼筋設(shè)計(jì)為不等長（即各自板短跨的1/4），這看起來很細(xì)致和節(jié)約了，其實(shí)這是機(jī)械套用規(guī)范導(dǎo)致的一個(gè)常見構(gòu)造錯(cuò)誤。見下圖：
正確的設(shè)計(jì)是將兩邊支座鋼筋設(shè)計(jì)為等長，兩邊均應(yīng)按照大板短跨的1/4取值，這是因?yàn)橹虚g支座處的彎矩是連續(xù)的，右側(cè)若按照小板跨設(shè)計(jì)長度，有可能無法完全覆蓋小板跨的彎矩包絡(luò)圖。
❒ 不知道哪些地方的板厚需要加厚加強(qiáng)
各本規(guī)范在很多地方規(guī)定需要加強(qiáng)板厚及配筋率的情況，例如嵌固端、地下室頂板、轉(zhuǎn)換層、裙房頂板等。那么，具體這些地方有何特別之處很多設(shè)計(jì)師搞不清楚。其實(shí)，如果仔細(xì)分析可以看出，這些部位均為豎向剛度突變而可能產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中處，加大板厚和配筋率是為了保證水平力的有效傳遞。
❒ 梁配筋忽略頂?shù)卒摻畋戎档囊?/p>
規(guī)范對(duì)于頂?shù)卒摻畹谋戎狄笠娤聢D：
此處，規(guī)范的目的是保證梁的變形能力，防止梁底在出現(xiàn)正彎矩時(shí)過早屈服或破壞嚴(yán)重，很多設(shè)計(jì)師認(rèn)為對(duì)于框架梁，只要滿足底部和頂部的比值就行了，但筆者認(rèn)為，由于水平地震力和風(fēng)荷載的不確定性，導(dǎo)致荷載組合后構(gòu)件受拉區(qū)和受壓區(qū)的不確定性，頂部與底部的比值也應(yīng)參照此條規(guī)定取值。
關(guān)于此條的延伸：對(duì)于懸挑梁，底部受壓鋼筋需要滿足頂部鋼筋一定的比例嗎?
懸挑梁由于其受力性質(zhì)，往往上部鋼筋是我們?cè)O(shè)計(jì)計(jì)算的重點(diǎn)，而我們一般會(huì)忽視下部鋼筋的作用，雖然規(guī)范沒有就懸挑梁的底部與頂部鋼筋比值進(jìn)行規(guī)定，但大量的文獻(xiàn)建議要保證下部鋼筋的數(shù)量，至少不小于0.5倍上部鋼筋，以減小徐變產(chǎn)生的附加撓度。
❒ 忽略了梁配筋率很大時(shí)，箍筋直徑需增大的規(guī)定
本條為強(qiáng)制性規(guī)定，但此條款是設(shè)計(jì)中最為容易忽略，也是校審最容易看出來的錯(cuò)誤。筆者這次不做過多展開，建議設(shè)計(jì)師在配筋完成后，在模型中篩選出配筋率較大的位置，再次復(fù)核。
❒ 梁上有集中荷載時(shí)一定要設(shè)置附加箍筋嗎？
我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)遇到梁上有集中荷載的情況，往往都會(huì)在集中荷載處設(shè)置橫向附加箍筋，但這真的是合理的設(shè)計(jì)嗎？
規(guī)范對(duì)于附加橫向鋼筋的規(guī)定如下：
根據(jù)條文說明，設(shè)置附加箍筋是為了將集中荷載傳遞到受壓區(qū)，基于混凝土的材料性質(zhì)，這樣做不容易開裂，但是不是只要是集中荷載就要設(shè)置呢？這就要考慮集中荷載類型和作用的位置了。例如，梁頂部托柱或承托預(yù)制混凝土梁、鋼梁、檁條等時(shí)，由于這些集中荷載可能本身就作用在混凝土受壓區(qū)，那么再設(shè)置附加箍筋就顯得沒有必要了。因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)籠統(tǒng)的一刀切的做法是有問題的。
❒ 懸挑梁上部鋼筋未放大
對(duì)于本條有一定爭議，有的設(shè)計(jì)院認(rèn)為只要荷載輸入準(zhǔn)確，懸挑梁不參與抗震，受力明確，不需要人為地將計(jì)算配筋放大。小編的設(shè)計(jì)院是要求提高至少1.3~1.5倍的，這么做的理由是，懸挑梁本身是比較重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在長期荷載作用下，撓度和裂縫會(huì)更加顯著，考慮適當(dāng)加強(qiáng)是合理的。
❒ 忽略柱箍筋肢距要求
當(dāng)柱縱向鋼筋配筋率較小時(shí)，柱單排鋼筋根數(shù)可能較小，設(shè)計(jì)師在配筋時(shí)經(jīng)常忽略箍筋肢距的要求，以一級(jí)抗震等級(jí)的500x500的方柱為例，往往柱子一側(cè)3根16的縱筋即可滿足計(jì)算要求，設(shè)計(jì)師往往會(huì)設(shè)置一道大箍筋的同時(shí)，中間設(shè)置一道拉筋，但顯然箍筋肢距不滿足最大200mm的規(guī)范要求。
樓梯設(shè)計(jì)常見誤區(qū)
❒ 梯柱擋路、梯梁擋窗、梯梁超過樓梯凈高控制線等
這些問題都是我們樓梯設(shè)計(jì)時(shí)的常見問題，此類問題往往是設(shè)計(jì)師經(jīng)驗(yàn)不足，只管埋頭整理樓梯結(jié)構(gòu)，而忽略了樓梯構(gòu)件與建筑的相應(yīng)關(guān)系，而這些問題一旦施工，就會(huì)造成比較大的后果，因此建議設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)樓梯時(shí)一定要反復(fù)對(duì)照建筑圖，避免此類問題的發(fā)生。
❒ 大于2跑的樓梯未加大荷載
樓梯荷載在模型中是按照板厚為0，折算板厚及面層厚度并考慮樓梯斜率后估算經(jīng)驗(yàn)值輸入到模型中的，對(duì)于相鄰樓層只有一個(gè)半平臺(tái)的2跑樓梯，我們一般不會(huì)輸錯(cuò)，但對(duì)于層高較高，例如首層下地下室的樓梯，建筑往往會(huì)設(shè)計(jì)成3跑、4跑或者更多，這樣每個(gè)樓層將不再平均承受一個(gè)梯段的重量，一定要考慮荷載的增加。
❒ 梯柱截面及梯柱配筋問題
梯柱截面通常在一般項(xiàng)目中會(huì)設(shè)計(jì)成200x400的截面，但新的防火規(guī)范要求，當(dāng)防火等級(jí)為一級(jí)時(shí)，梯柱截面不宜＜500，因此，梯柱最好以200x500的截面起步。
此外，梯柱一般都是短柱或者剪跨比小于2的柱，混凝土規(guī)范規(guī)定：
我們?cè)谄綍r(shí)的梯柱設(shè)計(jì)時(shí)，一般箍筋都會(huì)設(shè)計(jì)成8@100，但根據(jù)上述規(guī)定，當(dāng)縱筋小于等于16mm時(shí)，箍筋間距100顯然大于6d而不滿足規(guī)范要求要求。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)注重概念的工作，但設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)問題也應(yīng)受到結(jié)構(gòu)師的關(guān)注，我們?cè)谄綍r(shí)的設(shè)計(jì)中應(yīng)個(gè)“有心人“，深刻理解規(guī)范，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，讓設(shè)計(jì)成果具有更高的品質(zhì)。
