结构杂谈

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题记:人所要听见的,是他想要听见的,其余的一概不听!(Still,a man hears what he wants to hear. And disregards the rest.)——Paul Simon,The Boxer。
先祝大家节日快乐!
时间过得真快啊,还有362天就到2022年了,你是否实现了自己的梦想?又是否因浪费时间、碌碌无为而羞愧?
跟着我来反思既往、作作总结,安睡一觉为后面的362天蓄能吧!
先说下面几个议题,再提炼下感受。
1、 最近被审图提的问题
30日接到一个工程的审图意见,本来是困惑,但电话沟通后却让我大为光火:
1) 应考虑双向地震作用的计算。What?曰:地震作用就是双向的,反正软件里有勾选项,你就勾选一下就得了。哎!这种话也能说出口,好吧我顺了。相应要求在抗规5.1.1条3款,“质量和刚度分布明显不对称的结构,应计入双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响”。我的建筑基本双向对称、荷载均匀,计算双向地震作用有点多余。
2) 屋面活荷载不应小于基本雪压。我回答,活荷载和雪压是两种不同工况,虽然我仅计算了较大的雪压,但我说明并分别列出没问题啊?回曰:你的图纸表达活荷载,甲方以后按较小荷载使用怎么办?你就改下总说明嘛!哎!不可理喻,我又从了。
3) 模型中次梁与主梁交接处点铰,与实际工作状态不符,次梁传给边跨主梁的扭矩被人为忽略,偏于不安全。我问,点铰是因为次梁负筋不能保证锚固长度,故做零应力法处理,回曰:次梁你不要管它,主梁应考虑扭矩。这点上我承认,他说得对,但考虑多少他没讲,我来掌握吧。
4) 楼梯采用滑动模型,构造复杂,容易出问题,应按固结设计。这个我真没法接受了,这个工作量太大了。答曰:软件里有选项,你勾选下再复核配筋就行嘛!去,你大爷的,这工作量算谁的?没法接受,消极对抗吧!如果采用固结做法,造成无地下室的框架里,±0.00米以下和顶层因为缺乏楼梯斜撑,客观上形成薄弱部位。
从这几个小问题上看,这位审图人力学概念上还可以,实践经验太少,可左可右的方法他要求都按其想法执行,把审图工作当成一个唯我独尊的舞台,实不可取。这是我举的第一个例子。
2、 最小配筋率该怎么用?
这也是被审图时遇到的问题,独基不能满足最小配筋率,混规8.5.2条规定,“卧置于地基上的混凝土板,板中受拉钢筋的最小配筋率可适当降低,但不应小于0.15%。”8.5.1条注5规定“受弯构件一侧受拉钢筋的配筋率按全截面面积计算”。
其实这个问题已经是被审图第二次提了,怪自己疏忽。这两次有共性,都是直接用Jccad生成,独基的弯矩小,都是面积控制底面积。其实原因我知道,是软件如何理解规范条文的问题,只是没想到到5.1.2版了还是没解决!怪我没找客服吗?就算我找了,也不会改变的,因为软件真的是按规范执行的。
原理是这样的:配筋率怎么来的?是用配筋面积÷有效截面高度h0;最小配筋率呢?用全截面高度h计算。这样就形成一个现象,保护层越大,配筋率越高,也就越容易满足最小配筋率。但事实真的如此吗? 这是错的,应该通过最小配筋率来计算最小配筋量,也就是说用最小配筋率去×截面总尺寸,得出最小配筋量,用实配钢筋去对比最小配筋量才符合规范中保障最低配筋的初衷。如果软件是对的,那么好吧,我又发现一个省钢筋优化的方法,算是对工程界的一个贡献吧。这是第二个例子。
雨篷属于次要构件,一般不会引起大的事故,但真出了事故,往往是丢命丢脸的大事。框架结构,常常底层层高较大,一些低矮的雨篷如何进行抗倾覆设计逐渐成了突出问题。一般有三种方式,多采用方案二:
1) 一是砌体自己抗,砌体规范里挑梁和雨篷的抗倾覆单独有一节来讲,照章执行就可以了,这种计算因为填充墙自重较轻,抗倾覆力矩过小,计算很难满足。
2) 二是做门柱,这个从严格概念上讲,其实就是小框架柱,柱上设抗扭梁抵抗扭矩,这根梁是弯剪扭构件,相连一般设构造柱,只要起墙面外受弯作用。整体上不会传递给主框架太大集中弯矩。这里需要注意门旁柱需要上下锚入梁中,因为某些多层框架构造柱可无根,仅深入地下-0.5米即可,容易形成传力不连续漏洞。
3) 三是做横向梁锚入两侧框架柱中,靠柱来抗,概念上看,因为容易出现短柱,不建议采用。
一般情况下,雨篷都是检修荷载组合配筋的。雨篷活荷载0.5KN/m2(以下均略去单位),积雪一般不超过1.0。检修荷载为每米一个1.0。 如果考虑反檐积水,则可能在2.5左右,这就和阳台不相上下了,不在本文考虑范围。如悬挑在1.5米内,最大雪压情况下,根部弯矩为1.125,检修荷载为1.5,所以说——雨篷受检修荷载组合控制。但无论如何,都建议和建筑专业协商,尽量减小悬挑长、减少上反檐高度。
4、 其它问题
1) 框架结构的次梁主梁均悬挑,还有封边梁的情况下,应该加强哪条梁?
这个问题是来自于《建筑结构设计问答及分析》第二版(第三版相应内容一致),其论点是“加强悬挑次梁”,原理被好多读者解释为考虑长期刚度及徐变等影响。我在过去推文中反驳过这个说法,最近读到一位工程师文章,说的更好,结论是:“应加强主框架的悬挑梁“,此处不累述,读者见参考文献[6]。
2) 框架边梁扭矩折减系数如何取值?
严格说来,这个定义是不妥的,应该称之为“边梁扭矩系数”才对,折减就是搞没了,但实际上却是还剩下多少,体育老师你告诉我,这定义是不是错了?这是皮毛,说说实质含义,我的观点是这个折减有板可以用,无板也可以用,具体数值的多少问题我准备写个专篇来细说。
3) 随着抗浮标准的实施,关于年中出现的地库抗浮失效事件,各种分析喷涌而出,良莠不齐,我也写了一篇事故分析,但时效性不足,观点亦不突出,留着自己欣赏了。
5、 未解决的问题
1)计算维护结构时风荷载局部体形系数μs1的问题
根据荷载规范8.1.1-2式
,第8.3.3-3中的其他房屋有比整体下放大1.25的要求,8.3.4条给出了μs1按其面积折减的相关要求;同时8.3.5条指出“计算围护构件风荷载时,建筑内部压力的局部体形系数,对封闭式建筑,其外表面风压的正负情况取-0.2或0.2”。8.3.4条的调整系数,是按μs1考虑完内外压差后的调整,还是按表面积调整完系数后再加减内外压差呢?这个问题一般书籍里都没有论述,注册考试资料里的答案各种解答都有(2018朱炳寅与张庆芳),让人困惑!
2)基底脱开下独基顶部是否配筋?
很想针对这个问题写篇文章的,总觉才算初窥门径,理论不能尚自圆其说,还需要再思考。
3)基础沉降计算,地规的分层总和法的改进?
2020年感觉有点成就感的事,是编制了个基底平均附加应力系数表格,基本还原了地规里的K.0.1-2,而且还进一步细分了区间。随着接触的深入,则发现分层总和法的一个缺陷:竟然不必考虑水位标高对附加应力的影响!虽然规范里说要在水线处分层,其实分不分的对计算没有任何影响。于是就希望找到种能真实的反应土层各深度的应力变化情况,从而得到真实沉降量的方法。但发现,只要用分层总和法就绕不过附加应力系数这个坑,待深入思考。
感想
1、全国逐步搞起建设领域放管服,趋势是逐渐取消审图机制,对还是错?设计、审图本来都是服务行业,为何部分审图人员还有高高在上挥斥方遒的霸气呢?如果说手中有的是权力,还不如说是责任,不明白该担的担,该放的放的道理,真的会被淘汰出局吧。
2、某些设计者对于工程界的大咖言论和软件之迷信程度有增无减,不能形成独立思维,陷入盲听盲从,人云亦云的误区。可能是我的结识的圈子比较窄,有识之士懒得发声的原因吧?有时甚至出现明明都清楚某个观点错误,但为了维护心中那个神论而争辩不弃的现象,如何能客观的面对质疑并且接受真是个哲学问题!
3、对于新闻事件,各种网络文章和应景的论文众说纷纭、甚嚣尘上,流量赚足但技术含量却普遍欠佳。这个时候需要先慎言,再进行搜集资料、建模模拟、分析数据,得出结论的步骤,从而由他人的事故中吸取教训。
4、结构设计两极化,一极是依赖软件分析,进行精细化的结果调整;另一极是凡例皆做精细化分析,由结论指导具体设计。无疑,后者的段位更高,但亦见某些不必要的方案反复,这现象常出现在大院的年轻工程师身上。理想过程是先概念定案,后调整,下一步进行精细化节点分析和具体设计构造。
Nvslch于2021-01-02
参考资料:
[1] nvslch结构空间(知识星球)[OL]https://wx.zsxq.com/dweb2/index/group/48415888482228
[2] GB 50009-2012 建筑结构荷载规范 [S]
[3] GB 50010-2010 混凝土结构设计规范(2015年版) [S]
[4] GB 50003-2011 砌体结构设计规范 [S]
[5] GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范 [S]
[6]目的地笔记 主次悬臂梁 [OL] https://mp.weixin.qq.com/s/aBwxT_P5UrpG5KkZUbSWAA
[7]朱炳寅 建筑结构设计问答及分析(第二版)[M] 北京:中国建筑工业出版社,2013:78