混凝土結構構件在施工圖設計中存在的問題及分析

鄒 淼（中聯西北工程設計研究院有限公司，陜西 西安 710077）

1 概述

近年來，隨著建筑行業的飛速發展，建設方對于建筑結構的要求日益增多，結構設計的難度也在逐漸加大，這就造成設計人員在結構設計過程中需要關注的難點、要點越來越多，而合理的建筑結構則離不開各專業設計人員之間的密切配合。影響建筑結構合理性的因素有很多，比如設計標準、場地環境、結構布置、功能要求、構造方式、方案經濟性等[1]。建筑結構的功能包括安全性、適用性和耐久性[2]。結合近些年實際設計工作來看，結構施工圖設計在這些方面中仍有很多缺陷和問題，設計人員必須引起足夠重視，結合工程實際不斷總結并深刻分析問題原因，提出解決方案，不斷完善個人的設計水平，從而確保施工圖紙的質量。

2 混凝土結構構件在施工圖設計中存在的問題及分析

2.1 梁

梁端縱向鋼筋配筋率大于2%時，箍筋最小直徑未按照規范要求加大2mm；結構抗震等級為二級，當有懸挑梁時，懸挑端支座配筋往往比計算值放大1.3～1.5倍，配筋加大后會導致相鄰內側框架梁縱筋配筋率大于2%，但箍筋加密區最小箍筋直徑沒有加大2mm，違反規范強制性條文[3]。究其原因，設計人員在放大支座配筋并且鋼筋通過支座伸入內側框架梁后，往往會忘記重新復核縱筋配筋率，或者在復核配筋率時，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足要求。還有一點需要注意的是，懸挑端支座筋放大后，一般底筋最好滿足頂筋的1/3，更利于結構的安全性。這就需要設計人員在設計中對于有支座配筋放大的情況時，及時對縱筋配筋率及箍筋最小直徑進行復核，且充分認知梁截面高度全截面和有效截面的概念。

連梁配筋率不滿足規范最小配筋率的要求。在設計高層剪力墻結構時，墻柱、梁、板的混凝土強度往往隨著樓層的高度而發生變化。如某一級剪力墻結構，四層以下的墻柱混凝土等級為C55，而梁的混凝土強度為C35，對于一根跨高比大于1.5，梁截面為200mm×750mm的連梁來說，頂筋配2Φ20，違反規范強制性條文。初看此配筋似乎并無不妥，配筋可以滿足一級框架梁0.4%的最小配筋率，但設計人員往往忽略連梁的混凝土強度同本層墻柱構件的混凝土強度一致。規范規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度為C55，按照公式計算最小配筋率應取0.436%而非0.4%，如此一來配筋取2Φ20的話確實不能滿足規范的要求。所以，跨高比大于1.5的連梁配筋時，應格外注意其混凝土強度等級的變化，尤其是在高層建筑中的底部加強區及以下樓層的配筋，很容易出現此類問題。

人防區域梁縱筋直徑與箍筋間距不滿足規范要求。人防頂板區域梁截面為200mm×400mm，框架梁或連續梁縱筋直徑為16mm、18mm，加密區箍筋間距為100mm，不滿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。在設計過程中，一級抗震時梁箍筋加密區間距應滿足6倍的縱筋直徑，二、三、四級抗震時，梁箍筋加密區間距應滿足8倍的縱筋直徑，框架梁箍筋加密區間距采用100mm也是結構設計中十分常用的數值。而且并非所有工程項目都會涉及人防設計，所以設計人員對此方面知識規范有所欠缺。值得注意的是規范中所提到的h0指的是梁有效截面高度，所以在人防設計時尤其是梁截面高度小于500mm時，就很容易出錯。在設計中人防區域梁截面高度不低于500mm，縱筋直徑不低于20mm，但當經濟性有所要求或者是建筑條件無法滿足加高梁截面時，就應格外注意人防區域的配筋是否能夠滿足規范要求，另一方面就是應該加強對人防規范的宣貫，加強校審圖紙力度。

在梁施工圖設計中，除了以上分析的具體問題，在日常工作中發現還有以下幾個問題也容易出錯，在設計中應該多加注意。

（1）在住宅設計中，當梁寬大于建筑砌體墻寬時，偏梁的方向是否正確。一般來說當偏梁無法避免時，設計時盡量保證客廳、主臥室不漏梁。

（2）梁高設置是否合理，有無壓窗、擋門情況，公共走道能否滿足凈高要求。

（3）設備專業套管是否有打斷梁縱筋的情況，且套管位置應位于梁高中間三分之一處。

（4）在地下室梁配筋時，主樓周邊兩跨的抗震等級在一定的條件下同主樓的，應注意在這種情況下梁是否能夠滿足構造要求。

（5）托柱轉換梁問題。轉換梁作為樓層間的傳力轉化構件，不論轉換梁是否連接下一層柱，都必須按照框架梁要求進行設計[4]。

2.2 豎向構件

異形柱箍筋加密區箍筋不滿足構造要求。一級抗震剪力墻結構住宅，屋面以上采用L型柱子的形式搭起屋架，配筋時采用了直徑大小為18mm的縱筋，箍筋采用Φ10@100，違反規范強制性條文。當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，那么該柱子就為異形柱。屋面異形柱的數量通常比較少，設計人員制圖時按照一貫的設計思路，往往忽略異形柱的這條規范要求。異形柱的構造要求比普通框架柱更為嚴格，一級抗震時，異形柱箍筋最大間距應滿足5倍的縱筋直徑，而普通框架柱為6倍的縱筋直徑；二級抗震時，異形柱箍筋最大間距應滿足6倍的縱筋直徑，而普通框架柱為8倍的縱筋直徑；三、四級抗震時，異形柱箍筋最大間距應滿足7倍的縱筋直徑，而普通框架柱為8倍的縱筋直徑。所以當結構有復雜屋架或者門廳柱時，應格外注意是否設置了異形柱，異形柱的配筋設計是否滿足構造要求。

錯層位置，墻體配筋率不滿足錯層墻的構造要求。某二級抗震剪力墻結構住宅，主樓周邊帶有底商，與主樓有1m左右高差，設計與商業相接的周邊剪力墻配筋時，仍然按照二級抗震構造，墻厚200mm，且剪力墻配筋率僅滿足0.25%，違反規范要求。當存在錯層墻、錯層柱時，抗震等級應該提高一級采用，抗震設計時，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小于250mm厚。一般在分配設計任務時，當主樓住宅體量較大時，往往會將周邊商業或地下室部分分給不同設計人員，而主樓在進行施工圖設計時也會分版塊，豎向構件和平面關系的設計往往不是同一個設計人員,這就會造成部分信息遺漏，如果各方設計人員都能夠做到互相提醒各自版塊的特殊情況，那么就會大大降低出現此種錯誤的概率。

體積配箍率、箍筋非加密區箍筋間距不滿足要求。二級抗震框架結構，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），違反規范條文；由于錯層原因，部分框架柱為錯層柱，抗震等級提高到一級，柱子縱筋直徑18mm，箍筋采用Φ10@100/200，箍筋非加密區間距違反規范條文。對于短柱、剪跨比小于2的框架柱，箍筋應該全高加密，絕大多數的設計人員都有這個概念，但很多設計人員往往忽略了在全高加密的同時，柱子的體積配箍率不應小于1.2%這個要求，從而導致錯誤。對于第二個錯誤，柱子非加密區間距不應大于加密區間距的2倍，一級、二級時不應大于10倍的縱筋直徑，所以采用200mm的非加密區箍筋間距不能滿足該條規范的要求。設計人員往往對柱子箍筋加密區范圍、加密區間距與柱子縱筋直徑的對應關系會格外注意，而忽略了規范對于非加密區的要求，再就是該條規范為一般性條文而非強制性條文，很多設計人員并沒有加強關注，從而造成錯誤。對于上述兩種問題的原因，都是設計人員對規范理解不夠深刻、不夠全面造成的，所以設計單位對于規范中易忽略的知識點的理解，在后續工作中還是應該加強宣貫，從而加強設計質量。

在豎向構件的施工圖設計中，除了以上分析的具體問題，筆者從日常工作中總結出還有以下幾個問題也容易出錯，在設計中應該多加注意。

（1）核對門廳柱標高、屋架標高、帶底商的樓棟柱子頂標高及其他特殊標高部位是否與結構平面布置圖一致。圖紙設計從最初的初設到最后的施工圖往往會經過多次修改，這些特殊位置的標高可能會發生變化，容易被設計人員遺漏。

（2）人防構件配筋率是否滿足相應規范要求。人防構件的配筋率大于普通豎向構件，應注意規范上對于人防構件配筋率的要求。

（3）地下室有消防水池的，水池側壁是否經過單獨計算且單獨標注。水池側壁不同于普通墻，應兼顧防水要求，再就是要根據水池的蓄水高度，單獨核算配筋是否滿足要求。

（4）地下室外墻采用分離式配筋，水平鋼筋置于外側。普通墻的水平筋都在內側，而地下室外墻臨土為了抗裂，水平筋應置于外側。

（5）設備留洞是否與建筑、設備專業一致，留洞尺寸和位置是否合理。暖通專業在地下室部分通常會留有較大的洞口，若有較大洞口，結構設計人員應復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）是否按照規范要求合理設置沉降觀測點。設置沉降觀測點是規范中的強制性條文，設計中經常會被遺忘，校審中應多加留意。

2.3 樓梯

樓梯平臺處或梯段處不滿足凈高要求。樓梯平臺上部及下部過道處的凈高不應小于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踏步前緣線以外0.3m范圍內)量至突出物下緣間的垂直高度。設計人員容易忽略前緣線以外0.3m范圍內的凈高，還有一種情況，有些項目在負一層上正負零標高時，會變成單跑樓梯，若樓梯設計人員在樓梯剖面處沒有把正負零樓板表示出來的話，就很容易忽略該處的凈高，從而發生樓梯碰頭問題。

結構樓梯梯柱擋門或擋窗。結構設計時，平面圖和樓梯詳圖的繪制通常不是同一個設計師，結構工程師在繪制樓梯時，只是考慮了樓梯的做法，未核對建筑的平面布置，未搞清楚建筑的空間關系，再就是建筑繪制樓梯平面圖時沒有把門窗表示出來或表示有誤，導致梯柱與外窗或者休息平臺下方的門打架，輕則影響建筑效果，重則影響疏散寬度。

3 結語

本文結合工程實例，分析了混凝土結構構件在施工圖設計中常見的問題及應該關注的易錯點，結構施工圖的設計水平嚴重影響著建設工程的后期質量。因此，對建設工程結構施工圖設計中存在的問題進行分析具有重要的意義，設計單位也應加強圖紙校審環節、提升設計人員專業能力、增加對易錯點的宣貫，從而提高建設工程結構施工圖設計的總體水平。結構施工圖中存在的問題也不止上述分析到的幾個方面，還有結構計算、基礎、地基處理、樓板設計、墻身節點設計等，在后續工作中，也應關注這些方面存在的問題，以保障建筑施工的順利開展。