毕业设计中的常见结构计算问题分析

1. 前言

　　多层框架结构抗震设计完整的设计内容主要包括三方面：①根据建筑物的用途进行建筑方案设计和建筑施工图的绘制；②进行结构布置和结构计算（先手算后电算）；③绘制结构施工图。其中结构计算的内容较多，存在的问题也较多，特别是抗震设计中的问题较多。

　　从我校近五年（新规范实施以来）毕业设计情况来看，相当一部分同学对毕业设计重视程度不够，本该在近一个月多内完成的结构计算，有些同学十天就速成了，仔细一推敲就会发现计算中的错误点很多。毕业答辩时老师主要就明显的错误和问题进行提问和讲解，许多错误的概念就在不知不觉中留在了学生的印象中。结构设计中的常见错误点具有一定的规律性和普遍性，本文就这些问题进行简单分析。

2. 荷载及其效应计算中的常见问题分析

2.1 活荷载的折算与折减

　　设计中许多同学没有搞清楚活荷载折算和折减的根本原因，所以干脆就没有进行这个步骤，按照习惯了的"力学平衡法"进行了荷载及内力计算，使得设计与实际情况相差较大。

　　对于单向板肋梁楼盖中的连续梁板，往往忽略了次梁对板、主梁对次梁的约束采用铰支座确定其计算简图，当考虑楼面活荷载的最不利布置时，支座实际的转动将减小连续梁板的内力使得计算误差较大。此时应考虑活荷载的折算，也即在保持总荷载不变的前提下，将部分活载折算为恒载进行内力计算，减小计算简图带来的误差。这在考虑活荷载最不利布置进行楼板及次梁内力计算时一定要考虑，若按照活载满布方式求内力则不需考虑活载折算，只需将跨中弯矩扩大1.1~1.2倍进行调整（弹性法）。

　　在计算楼面梁和柱、基础时，考虑到楼面活荷载不可能以荷载规范给出的标准值同时满布在所有楼屋面上，需考虑活荷载的折减。对于住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园等建筑，楼面梁的从属面积超过25m2时，楼面梁的活荷载折减系数为0.9；设计柱及基础时依据《建筑结构荷载规范》中的表4.1.2进行折减（混凝土下册教材171页）。

　　对于教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊室等建筑，其楼面梁、柱和基础各自的从属面积超过50m2时，折减系数均为0.9，需要注意的是对于柱和基础，其从属面积指的是计算截面以上的楼屋面从属面积之和。

　　对于楼面梁的活荷折减可以在荷载统计时计入，但对柱和基础的活荷折减可以在活载内力求完后进行统一调整。

2.2 地震作用计算时结构自振周期的计算

　　毕业设计中许多同学采用了经验公式计算基本周期，用来进行地震作用计算，公式的表达多种多样，分不清正确与错误，混淆了基本概念。经验公式多来自于不同的参考资料及例题，一些同学也不注意经验公式的适用范围，用得很混乱。笔者只在《建筑结构荷载规范》附录E中查到了经验公式，但主要适用于高耸结构和高层建筑的风荷载计算。

　　手算规则框架的地震作用时一般采用底部剪力法，底部总剪力等于结构基本自振周期对应的地震影响系数与等效重力荷载代表值的乘积。在《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于底部剪力法的规定中明确指出基本周期应按照顶点位移法计算（B.0.2条），并应考虑填充墙的影响。即：。具体计算参考抗震教材p58-64中的例题3-7、3-9。

　　按照两种不同的方法计算出的基本周期有差别，对应的地震影响系数和底部剪力也相差较大。所以应明确概念，严格按照规范的规定采用顶点位移法进行计算。

2.3 屋面活载不应计入重力荷载代表值

　　在进行竖向荷载统计时，考虑到屋面活荷与雪荷载标准值同时出现的概率极小，《建筑结构荷载规范》4.3.1条规定：屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合，所以二者中只