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【摘 要】 土木工程专业毕业设计是实现培养目标的重要教学环节，是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现。本文介绍了荷载及其效应计算中的常见问题，结构平面布置施工图中的常见问题以及结构截面设计中的常见问题。
【关键词】 土木工程;毕业设计;计算
引言：
土木工程专业毕业设计是实现培养目标的重要教学环节，是教育与生产劳动与社会实践相结合的重要体现。
一、荷载及其效应计算中的常见问题
1、活荷载的折算与折减。
对于单向板肋梁楼盖中的连续梁板，往往忽略次梁对板、主梁对次梁的约束作用而采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，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。这在用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，但设计按照活载满布方式求内力，所以不需考虑活载折算，用弹性法只需将跨中弯矩扩大1.1～1.2倍进行调整，用1.2倍。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。对于教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊室等建筑。2、地震作用计算时结构自振周期的计算。
设计质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，手算地震作用采用底部剪力法，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。《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于底部剪力法的规定明确指出基本周期应按照顶点位移法计算。
3、每榀框架上的层间剪力计算。
有些同学只针对一榀框架进行重力荷载代表值的统计，从而求出地震作用和层间剪力，用于内力计算。这样简化计算其实概念上非常不明确，是将结构问题简化成了力学问题。按照结构单元进行每层的重力荷载代表值统计，计算结构单元的自振周期、结构单元上作用的地震作用和层间剪力，然后根据侧移刚度的比例将层间剪力分配到所选的框架上再计算内力。
4、抗震组合中不考虑屋面活荷载。
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，所以二者中只取较大值进行计算。在进行内力组合时，非抗震组合中的活载内力应是根据屋面活载与雪荷载较大值计算出的，而抗震组合中的活载内力应是取屋面雪荷载计算出的。
5、内力组合中的“有利”问题。
构件截面内力组合中出错最多的是某种荷载效应对组合目标内力来说是“有利”的，但仍然按照“不利”时的分项系数计算，特别是以“轴力最小”为目标进行柱截面内力组合时最容易出错。《建筑结构可靠度设计统一标准》中7.0.4（《荷载规范》3.2.4）条规定当荷载效应对结构构件承载力“有利”时，永久荷载的分项系数取1.0，不考虑可变荷载。在进行内力组合时，必须进行组合目标内力与竖向荷载内力之间的符号关系判别（水平荷载内力左右均考虑，选取不利值即可），若二者符号一致，此竖向内力应对结构不利，若二者符号相反，则此竖向内力应对结构“有利”再区分此竖向内力是由永久荷还是可变荷引起的，正确选取分项系数进行内力组合。
6、梁弯矩调幅中跨中弯矩的处理。
在计算竖向荷载作用下的框架内力时，需要考虑梁端负弯矩调幅。在进行框架梁设计时，可以主动考虑塑性内力重分布，对梁端负弯矩进行适当调幅，达到调整配筋分布、节约材料、方便施工的目的。当降低梁端负弯矩后，塑性内力重分布就会提前出现，梁的最终承载能力主要取决于跨中截面的弹性承载能力，所以跨中弯矩需要按照平衡条件相应增大，才能保证框架梁的总体承载能力不变。
二、结构平面布置施工图中的常见问题
1、构件布置位置及编号不明确。
在工程设计中往往将结构平面布置与板的配筋表达在同一张图上，学生的图纸往往依照电算结果图主要绘制板的配筋，而忽略了结构平面布置的表达，主要问题体现在以下几个方面：
（1）没有构件编号或编号不全
一般的本科毕业设计要求进行一榀平面框架的结构计算和截面设计，许多同学没有在结构平面布置图上表达出框架编号及其余构件的编号，失去了图纸之间的关联。也有些同学误以为轴线编号就是框架编号，其实构件布置及负荷面积一致的平面框架应编为同号，从左向右或从下往上依次进行框架编号。框架中已经包含了框架梁及框架柱，其余构件如：次梁、构造柱等构件再进行归并和编号。平面图中出现的结构构件都应该有编号。
（2）构件的定位尺寸不够齐全
图上主要表达的是轴线位置，而梁的偏轴尺寸和截面尺寸往往不标注，难以确定梁的具体位置和板的真实尺寸。不标注柱的截面尺寸或定位尺寸，难以确定相邻柱之间的关系。
2、楼梯结构平面布置图中的问题。
由于结构平面图的绘图比例所限，一般情况下都要求对楼梯间的结构布置及配筋图单独表达。楼梯间的结构平面布置及构件编号表达是每年毕业设计图纸中最易出错的地方，梯段梁和平台梁的位置及其支撑构件、平台板与围护墙体之间的关系表达的非常混乱，有的图纸干脆什么构件都不画，基本等同于一张建筑平面图。楼梯根据传荷方式的不同分为板式楼梯和梁式楼梯。因此，楼梯的结构平面布置图中一定要表达出梯段斜板、斜梁、平台梁、构造柱等构件的位置及其截面尺寸，通常绘出底层、标准层、顶层的平面来全面表达。为了使各种构件的编号更加明确、直观，也绘出楼梯结构剖面进行详尽表达。
3、顶层柱截面的表达。
房屋顶层的框架柱与框架梁整浇在一起，均被屋面板盖住了，所以除了部分伸至女儿墙顶的构造柱外，其余柱截面是直接看不到的，应以虚线绘出柱轮廓即可，而相当一部分同学不假思索的就将柱截面像楼层柱一样的涂黑，犯低级错误。
4、板面标高标注不准确、不全面。
部分图纸直接标注建筑标高或者什么也不标。结构标高应在钢筋混凝土板面处，而建筑标高在板面面层上部，中间相差一个面层厚度，也即楼地面做法的厚度，而卫生间的结构标高应比楼面标高相应降低20-30mm。
三、结构截面设计中的常见问题分析
1、框架柱的计算长度。
确定框架结构计算简图时取框架柱的长度为结构的层高，但实际上梁柱纵筋相互交叉形成的节点连接是介于刚接与铰接之间的，更接近于刚接。所以《混凝土结构设计规范》6.2.20）条规定了各种柱的计算长度，对于现浇框架的底层柱取l0=1.0H0，其余各层柱取l0=1.25H0。
2、场地类别对抗震等级的影响。
抗震等级对于框架截面设计的影响很大。一般情况下根据房屋高度和设防烈度从抗震规范中直接查出抗震等级，但对于“场地类别为Ⅰ类时，除6度外，可按表内降低1度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低”。当采用Ⅰ类场地时，抗震计算的抗震等级与采取抗震构造措施的抗震等级不一样，而笔者的毕业设计的场地类别为二类，按照原先的抗震构造措施。
四、結束语
土木工程专业毕业设计的实施过程，总结说就是一个结构概念的分析过程，一定要注意力学方法在结构计算中应用的近似性及结构设计规范对这种“近似”带来的误差的调整方法，学会分析结构问题，尽快熟悉土木相关规范，建立良好的工程习惯。
参考文献：
[1]中华人民共和国住建部.GB500102-2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]中华人民共和国住建部.GB500112-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3]中华人民共和国住建部.JCJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[4]中华人民共和国住建设.GB5009-2012建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[5]尚守平.结构抗震设计[M].北京：高等教育出版社，2003.
【关键词】 土木工程;毕业设计;计算
引言：
土木工程专业毕业设计是实现培养目标的重要教学环节，是教育与生产劳动与社会实践相结合的重要体现。
一、荷载及其效应计算中的常见问题
1、活荷载的折算与折减。
对于单向板肋梁楼盖中的连续梁板，往往忽略次梁对板、主梁对次梁的约束作用而采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，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。这在用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，但设计按照活载满布方式求内力，所以不需考虑活载折算，用弹性法只需将跨中弯矩扩大1.1～1.2倍进行调整，用1.2倍。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。对于教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊室等建筑。2、地震作用计算时结构自振周期的计算。
设计质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，手算地震作用采用底部剪力法，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。《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于底部剪力法的规定明确指出基本周期应按照顶点位移法计算。
3、每榀框架上的层间剪力计算。
有些同学只针对一榀框架进行重力荷载代表值的统计，从而求出地震作用和层间剪力，用于内力计算。这样简化计算其实概念上非常不明确，是将结构问题简化成了力学问题。按照结构单元进行每层的重力荷载代表值统计，计算结构单元的自振周期、结构单元上作用的地震作用和层间剪力，然后根据侧移刚度的比例将层间剪力分配到所选的框架上再计算内力。
4、抗震组合中不考虑屋面活荷载。
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，所以二者中只取较大值进行计算。在进行内力组合时，非抗震组合中的活载内力应是根据屋面活载与雪荷载较大值计算出的，而抗震组合中的活载内力应是取屋面雪荷载计算出的。
5、内力组合中的“有利”问题。
构件截面内力组合中出错最多的是某种荷载效应对组合目标内力来说是“有利”的，但仍然按照“不利”时的分项系数计算，特别是以“轴力最小”为目标进行柱截面内力组合时最容易出错。《建筑结构可靠度设计统一标准》中7.0.4（《荷载规范》3.2.4）条规定当荷载效应对结构构件承载力“有利”时，永久荷载的分项系数取1.0，不考虑可变荷载。在进行内力组合时，必须进行组合目标内力与竖向荷载内力之间的符号关系判别（水平荷载内力左右均考虑，选取不利值即可），若二者符号一致，此竖向内力应对结构不利，若二者符号相反，则此竖向内力应对结构“有利”再区分此竖向内力是由永久荷还是可变荷引起的，正确选取分项系数进行内力组合。
6、梁弯矩调幅中跨中弯矩的处理。
在计算竖向荷载作用下的框架内力时，需要考虑梁端负弯矩调幅。在进行框架梁设计时，可以主动考虑塑性内力重分布，对梁端负弯矩进行适当调幅，达到调整配筋分布、节约材料、方便施工的目的。当降低梁端负弯矩后，塑性内力重分布就会提前出现，梁的最终承载能力主要取决于跨中截面的弹性承载能力，所以跨中弯矩需要按照平衡条件相应增大，才能保证框架梁的总体承载能力不变。
二、结构平面布置施工图中的常见问题
1、构件布置位置及编号不明确。
在工程设计中往往将结构平面布置与板的配筋表达在同一张图上，学生的图纸往往依照电算结果图主要绘制板的配筋，而忽略了结构平面布置的表达，主要问题体现在以下几个方面：
（1）没有构件编号或编号不全
一般的本科毕业设计要求进行一榀平面框架的结构计算和截面设计，许多同学没有在结构平面布置图上表达出框架编号及其余构件的编号，失去了图纸之间的关联。也有些同学误以为轴线编号就是框架编号，其实构件布置及负荷面积一致的平面框架应编为同号，从左向右或从下往上依次进行框架编号。框架中已经包含了框架梁及框架柱，其余构件如：次梁、构造柱等构件再进行归并和编号。平面图中出现的结构构件都应该有编号。
（2）构件的定位尺寸不够齐全
图上主要表达的是轴线位置，而梁的偏轴尺寸和截面尺寸往往不标注，难以确定梁的具体位置和板的真实尺寸。不标注柱的截面尺寸或定位尺寸，难以确定相邻柱之间的关系。
2、楼梯结构平面布置图中的问题。
由于结构平面图的绘图比例所限，一般情况下都要求对楼梯间的结构布置及配筋图单独表达。楼梯间的结构平面布置及构件编号表达是每年毕业设计图纸中最易出错的地方，梯段梁和平台梁的位置及其支撑构件、平台板与围护墙体之间的关系表达的非常混乱，有的图纸干脆什么构件都不画，基本等同于一张建筑平面图。楼梯根据传荷方式的不同分为板式楼梯和梁式楼梯。因此，楼梯的结构平面布置图中一定要表达出梯段斜板、斜梁、平台梁、构造柱等构件的位置及其截面尺寸，通常绘出底层、标准层、顶层的平面来全面表达。为了使各种构件的编号更加明确、直观，也绘出楼梯结构剖面进行详尽表达。
3、顶层柱截面的表达。
房屋顶层的框架柱与框架梁整浇在一起，均被屋面板盖住了，所以除了部分伸至女儿墙顶的构造柱外，其余柱截面是直接看不到的，应以虚线绘出柱轮廓即可，而相当一部分同学不假思索的就将柱截面像楼层柱一样的涂黑，犯低级错误。
4、板面标高标注不准确、不全面。
部分图纸直接标注建筑标高或者什么也不标。结构标高应在钢筋混凝土板面处，而建筑标高在板面面层上部，中间相差一个面层厚度，也即楼地面做法的厚度，而卫生间的结构标高应比楼面标高相应降低20-30mm。
三、结构截面设计中的常见问题分析
1、框架柱的计算长度。
确定框架结构计算简图时取框架柱的长度为结构的层高，但实际上梁柱纵筋相互交叉形成的节点连接是介于刚接与铰接之间的，更接近于刚接。所以《混凝土结构设计规范》6.2.20）条规定了各种柱的计算长度，对于现浇框架的底层柱取l0=1.0H0，其余各层柱取l0=1.25H0。
2、场地类别对抗震等级的影响。
抗震等级对于框架截面设计的影响很大。一般情况下根据房屋高度和设防烈度从抗震规范中直接查出抗震等级，但对于“场地类别为Ⅰ类时，除6度外，可按表内降低1度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低”。当采用Ⅰ类场地时，抗震计算的抗震等级与采取抗震构造措施的抗震等级不一样，而笔者的毕业设计的场地类别为二类，按照原先的抗震构造措施。
四、結束语
土木工程专业毕业设计的实施过程，总结说就是一个结构概念的分析过程，一定要注意力学方法在结构计算中应用的近似性及结构设计规范对这种“近似”带来的误差的调整方法，学会分析结构问题，尽快熟悉土木相关规范，建立良好的工程习惯。
参考文献：
[1]中华人民共和国住建部.GB500102-2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]中华人民共和国住建部.GB500112-2010建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[3]中华人民共和国住建部.JCJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[4]中华人民共和国住建设.GB5009-2012建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[5]尚守平.结构抗震设计[M].北京：高等教育出版社，2003.