土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中常見問題的分析與總結(jié)

1、    土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中常見問題的分析與總結(jié)    王宇輝 陳春霞【摘 要】畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要組成部分，也是專業(yè)認(rèn)證和教學(xué)評(píng)估的重要環(huán)節(jié)。本文以多層框架結(jié)構(gòu)為例，從建筑施工圖，結(jié)構(gòu)計(jì)算和結(jié)構(gòu)施工圖三個(gè)方面，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的常見問題進(jìn)行了總結(jié)分析，為畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)提供參考?！娟P(guān)鍵詞】土木工程;畢業(yè)設(shè)計(jì);多層框架結(jié)構(gòu);施工圖;結(jié)構(gòu)計(jì)算： tu-4 ： a ： 2095-2457（2019）23-0105-002doi：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.23.047【abstract】graduatio

2、n design is an important part of practical teaching of civil engineering specialty， and is also an important process of professional certification and teaching evaluation. taking multi-storey frame structure as an example， this paper summarizes the common problems in graduation design from building

3、construction drawings， structural calculation and structural construction drawings， which provides reference for the teaching of graduation design.【key words】civil engineering; graduation design; multi-storey frame structure; construction drawings; structural calculation畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)非常重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，是檢驗(yàn)學(xué)

4、生理論研究水平和創(chuàng)新能力的重要手段。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，可以提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)獨(dú)立分析并解決工程實(shí)踐問題的能力1。畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量是高校教學(xué)質(zhì)量的直接體現(xiàn)，也是土木工程專業(yè)教育評(píng)估和專業(yè)認(rèn)證的重要環(huán)節(jié)。因此，如何有效地提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，切實(shí)提升學(xué)生的實(shí)踐能力就成為土木工程專業(yè)教學(xué)中一個(gè)重要的課題。本文以土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)中常見的、最具代表性的多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，對(duì)學(xué)生在設(shè)計(jì)中經(jīng)常出錯(cuò)的問題做了總結(jié)分析，以期為畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)提供參考。1 畢業(yè)設(shè)計(jì)面臨困境畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體過程是培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)理念，掌握一般工程設(shè)計(jì)的程序和方法2。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成需要學(xué)生將工程制圖、房屋建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力

5、學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高層、抗震、基礎(chǔ)工程、設(shè)計(jì)軟件等課程的專業(yè)知識(shí)及現(xiàn)行規(guī)范密切結(jié)合運(yùn)用，建立起土木工程專業(yè)系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。然而，由于多數(shù)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)，規(guī)范、軟件和設(shè)計(jì)思路不熟悉，造成在設(shè)計(jì)過程中照搬照套，出現(xiàn)不少的錯(cuò)誤和問題，為了避免連續(xù)幾屆學(xué)生在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中頻繁出現(xiàn)同樣的錯(cuò)誤，為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，本文針對(duì)多年畢業(yè)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了分析總結(jié)，希望能對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)過程和教師的指導(dǎo)過程提供一定的參考。2 畢業(yè)設(shè)計(jì)中常見問題多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程基本為，先進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，繪制建筑施工圖，根據(jù)建筑施工圖進(jìn)行一榀框架的結(jié)構(gòu)計(jì)算，然后進(jìn)行板梁柱

6、和基礎(chǔ)的截面設(shè)計(jì)，再用pkpm進(jìn)行核算并繪制結(jié)構(gòu)施工圖。畢業(yè)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題經(jīng)常是共性的，下面從建筑施工圖、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)施工圖三個(gè)方面，對(duì)常見問題做了總結(jié)。2.1 建筑施工圖中常見問題同學(xué)們?cè)诮ㄖ桨冈O(shè)計(jì)中易犯的錯(cuò)誤是建筑方案設(shè)計(jì)過于主觀、隨意，不查找規(guī)范，不進(jìn)行實(shí)際工程的調(diào)查，對(duì)建筑設(shè)計(jì)主觀臆斷，態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，不具有專業(yè)素養(yǎng)。建筑設(shè)計(jì)要滿足基本的要求和遵守一定的設(shè)計(jì)依據(jù)，應(yīng)該根據(jù)建筑的功能要求進(jìn)行建筑平面布置，根據(jù)房間的主次分配朝向、通風(fēng)，根據(jù)房間的功能確定房間的大小和尺寸;根據(jù)安全疏散的要求確定樓梯的位置和數(shù)量，走道的寬度等。而在建筑施工圖中常見問題則有：（1）在建筑總平面圖中，學(xué)生對(duì)

7、擬建建筑物周圍的環(huán)境綠化道路很重視，但忽視了總平面中要反映的最核心的信息，缺失了擬建建筑物的室外和室內(nèi)首層地面的絕對(duì)標(biāo)高，以及擬建建筑物在整個(gè)平面中的位置。（2）在建筑平面圖中，易缺失標(biāo)高（衛(wèi)生間標(biāo)高和樓梯平臺(tái)標(biāo)高）;疏散門的開啟方向出錯(cuò);首層平面圖中易缺失剖切符號(hào)，指北針;屋面排水圖中坡度，排水組織和落水管的位置和數(shù)量不恰當(dāng)。（3）在建筑立面圖中，易缺失臺(tái)階，雨篷，外墻做法，落水管。（4）剖面圖中，門窗過梁容易缺失，還有柱與墻的投影線表達(dá)容易出錯(cuò)，搞不清剖到的是墻還是柱;剖面圖中室內(nèi)外地面的畫法容易出錯(cuò)。（5）樓梯詳圖中，分不清梁式樓梯和板式樓梯在畫法上的區(qū)別;還有樓梯平臺(tái)進(jìn)深和梯段寬度之間

8、的尺寸關(guān)系易出錯(cuò)。2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中常見問題框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算流程是準(zhǔn)備需要的設(shè)計(jì)資料、結(jié)構(gòu)布置、估算板梁柱截面尺寸、確定計(jì)算簡圖、荷載統(tǒng)計(jì)、水平荷載（風(fēng)荷載、地震作用）作用下側(cè)移驗(yàn)算和內(nèi)力計(jì)算，恒載荷活載作用下的內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合、截面設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)過程中有許多需要注意的細(xì)節(jié)，同學(xué)們沒有掌握，導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤，總結(jié)如下：（1）建筑物當(dāng)?shù)氐幕狙?、基本風(fēng)壓和抗震設(shè)防烈度，以及建筑的抗震等級(jí)等與建筑物的情況不相符。這些參數(shù)應(yīng)該根據(jù)建筑物所在的位置和所在位置的地形、地貌、土質(zhì)情況，以及建筑物的重要性等查取規(guī)范，確定該地區(qū)的基本雪壓、基本風(fēng)壓和該建筑物的抗震等級(jí)。（2）框架梁的截面寬度和高

9、度確定中，當(dāng)框架梁各跨跨度相差較大時(shí)，雖然按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的截面寬度會(huì)不同，但我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該把框架梁各跨的截面寬度統(tǒng)一起來，以便鋼筋的貫通和錨固;而框架梁各跨的截面高度應(yīng)該取不同值，跨度較小跨的截面高度要減小，讓梁各跨的線剛度不要相差過大，使梁的受力趨于合理。另外，框架梁柱的截面尺寸并非越大越安全，而是應(yīng)該適當(dāng)。否則，截面尺寸越大，框架剛度越大，地震作用越大，會(huì)難滿足抗震要求。（3）框架梁截面慣性矩確定時(shí)，對(duì)于中框架梁的慣性矩?cái)U(kuò)大系數(shù)為2，邊框架的擴(kuò)大系數(shù)為1.5，但同學(xué)們會(huì)把中框架梁和邊框架梁錯(cuò)誤理解為中跨和邊框，導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。（4）計(jì)算簡圖中首層柱的高度h，框架柱截面設(shè)計(jì)時(shí)各層柱的計(jì)算長

10、度l0，以及風(fēng)荷載計(jì)算中確定不同樓層的風(fēng)壓高度變化系數(shù)z時(shí)用的高度z容易混淆出錯(cuò)。在計(jì)算簡圖中，首層柱的高度h是從基礎(chǔ)頂面到樓蓋頂面的高度，而其他各層柱的h是上、下兩層樓蓋頂面之間的高度。而在框架柱截面設(shè)計(jì)時(shí)，各層柱的計(jì)算長度l0，對(duì)現(xiàn)澆樓蓋，底層柱為h，而其他各層柱為1.25h。而風(fēng)荷載計(jì)算時(shí)，確定每個(gè)樓層的風(fēng)壓高度變化系數(shù)z時(shí)用的高度z，則是從室外地面算起的。（5）水平荷載作用側(cè)移驗(yàn)算應(yīng)該放在豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算之前。因?yàn)橹孛娴拇笮。纫獫M足最小截面和軸壓比外，還要滿足側(cè)移限值，所以通過最小截面和軸壓比預(yù)估了柱截面外，馬上進(jìn)行側(cè)移驗(yàn)算，如何不滿足，可調(diào)整柱截面直至滿足側(cè)移要求后，再

11、進(jìn)行豎向荷載作用下的計(jì)算，就比較合理。如果順序反了，假如驗(yàn)算不滿足，就會(huì)造成設(shè)計(jì)返工，浪費(fèi)時(shí)間。（6）在豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算中，除了底層柱以外的所有柱線剛度取框架柱實(shí)際線剛度的0.9倍，并相應(yīng)地取傳遞系數(shù)為1/3，原因是各層柱子除底層柱下端為固定外，其他都介于鉸支和固支之間。（7）內(nèi)力組合前的彎矩調(diào)幅，是指在豎向荷載（恒載和活載）作用下，考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力充分利于抗震設(shè)計(jì)，對(duì)梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅，而梁跨中彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大。這里的調(diào)整應(yīng)該注意三點(diǎn)，第一：僅對(duì)豎向荷載作用下的梁端內(nèi)力調(diào)整，而柱端彎矩還是原來的，不調(diào)整。第二，僅指豎向荷載下，而對(duì)水平荷載下的內(nèi)力不調(diào)整。第三，還應(yīng)注意

12、在調(diào)整好梁端彎矩后，去求梁的跨中彎矩時(shí)，不可以按等效分布荷載計(jì)算，而應(yīng)該把支座彎矩和實(shí)際荷載分布在簡支梁上，按平衡條件計(jì)算跨中彎矩。另外，對(duì)于在活載作用下的內(nèi)力計(jì)算時(shí)，如果沒有考慮不利布置，而按活載滿布于所有梁簡化計(jì)算的，則框架梁跨中截面正彎矩應(yīng)擴(kuò)大1.1-1.2倍。（8）控制截面的位置容易錯(cuò)誤。在計(jì)算內(nèi)力時(shí)，梁端、柱端內(nèi)力是梁柱截面形心線處值，但梁支座截面的最不利位置在柱邊緣截面，而柱上、下端的危險(xiǎn)截面是梁底邊和梁頂邊處的柱截面。所以在內(nèi)力組合之前，應(yīng)先求出恒載、活載、風(fēng)荷載和地震作用下，梁、柱邊緣處的內(nèi)力值，再進(jìn)行組合。（9）在內(nèi)力組合后截面配筋設(shè)計(jì)前，考慮強(qiáng)柱弱梁，應(yīng)該在配筋時(shí)，對(duì)配筋所

13、采用的那組內(nèi)力進(jìn)行柱端彎矩的擴(kuò)大（頂層柱不調(diào)整）。而考慮強(qiáng)剪弱彎，則對(duì)梁端剪力和柱端剪力都進(jìn)行擴(kuò)大，來提高梁柱的抗剪能力。（10）配筋時(shí)，梁下部正彎矩鋼筋按t形截面計(jì)算，梁上部負(fù)彎矩按雙筋矩形截面計(jì)算。因?yàn)楫?dāng)梁、柱和板現(xiàn)澆時(shí)，板可視為梁的翼緣參加工作，中框架梁的截面形式為t形。（11）基礎(chǔ)底面積或樁的根數(shù)確定時(shí)進(jìn)行承載力驗(yàn)算，上部結(jié)構(gòu)傳下來的力用標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算;而基礎(chǔ)（或承臺(tái)）高度和配筋計(jì)算時(shí)用設(shè)計(jì)值計(jì)算，并且在算彎矩、沖切力和剪力時(shí)用基底凈反力來計(jì)算。（12）忽視構(gòu)造要求，除了進(jìn)行計(jì)算確定構(gòu)件截面的尺寸和配筋外，還需滿足構(gòu)造要求，例如構(gòu)件截面的最小尺寸和配筋時(shí)鋼筋的最小直徑和間距的最大和最小要求。2.3 結(jié)構(gòu)施工圖中常見問題結(jié)構(gòu)施工圖中常見問題：（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明不詳細(xì)。（2）對(duì)鋼筋直徑符號(hào)的表示不當(dāng)，不同強(qiáng)度等級(jí)的鋼筋直徑符號(hào)不同。（3）基礎(chǔ)施工圖中，對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)還是樁基礎(chǔ)，容易缺失基礎(chǔ)梁。（4）局部詳圖與平面布置圖尺寸不一致，圖紙中的配筋和計(jì)算書中的配筋不一致。3 結(jié)束語土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的專業(yè)知識(shí)多而廣，具有很強(qiáng)的綜合性，并且要求學(xué)生要養(yǎng)成查現(xiàn)行規(guī)范的好習(xí)慣，從而提高學(xué)生綜合