如何作出合格的结构设计（30年经验谈）..doc

如何作出合格的结构设计 一、设计（审查）质量不容乐观： 笔者近几年主要从事施工图设计文件审查工作，已审查了数百个工程（设计单位除四川省境内的以外，还有北京、上海、重庆、湖北、云南、广东等省、市及香港地区的设计单位，其中不乏大型甲级设计单位），所有的结构设计（如结构体系、结构布置、地基基础方案、荷载取值、结构计算、电算总信息、钢筋混凝土构造等）均存在或多或少或大或小的问题，构件配筋少于计算值更是时有发现，可以说没有一个工程的电算总信息是完全正确的，有些设计需进行整改方可施工。建筑设计市场混乱，行贿索贿、压价竞争、业余设计、挂靠设计普遍存在。设计周期严重短于国家规定更是司空见惯。特别是上世纪八十年代以后成立的中、小设计单位和县级施工图审查机构，由于设计（审查）人员配备不足、缺乏完善的管理制度（审校制度）和设计经验，设计（审查）质量更是存在较大的问题。如四川某市2002年度共进行施工图审查690个项目，一次合格（通过）率只有19.9％，违反强制性条文1390条；抽查2002（2003）年度的设计（已通过施工图审查）质量和审查质量，设计项目80（80）项，合格率只有58.8（80.0）％，审查项目82（90）项，合格率只有61（85）％，也可见设计（审查）质量逐年有所提高。这充分说明，并不是有设计（包括计算和绘图）程序就能作出合格的设计。 二、结构设计（审查）的基本原则：符合规范、安全可靠、合理经济、施工方便。 1、结构体系、结构布置、荷载、强度、刚度、构造、计算，等等，均应符合规范要求（规范用词为“宜”、“可”的，也应尽可能执行，有不少设计人员认为可不执行，是不对的），不能只要求不违反规范的强制性条文。《建设工程质量管理条例》（2000年1月30日国务院令第279号）和《建设工程勘察设计管理条例》（2000年9月25日国务院令第293号）都规定：“设计单位未按照工程建设强制性标准进行设计的”，要“责令改正，处10万元以上30万元以下罚款”，我国的国家设计规范都是强制性标准。 2、规范未列入的结构体系（如异形柱框架结构，当地已有地方规程的除外）及超高超限建筑应进行专项审查。 3、要安全可靠，但不要太浪费保守，要合理经济，在正常施工条件下，按我国规范设计是能够保证工程安全的。笔者1972年设计5层砖混结构办公楼，非抗震，条石基础，用钢量只有4.6kg/m2，至今完好无损。 4、要方便施工：如混凝土强度等级种类不要太多（商品混凝土1个强度等级级差，价格约差10元/m3，大约影响建筑造价2元/m2，在一个构件内配筋不要太复杂（钢筋直径及根数不要有太多种）。 5、设计要考虑施工质量等因素，如民工素质、压价竞争、行贿送礼、偷工减料、伪劣建材（如地条钢屡禁不绝）、垂直度偏差、混凝土保护层厚度偏差，等等，施工的结果与设计的理论条件是有较大差距的，切不要太理想化。 三、做好设计（审查）工作的前提条件： 1、“三基”：基本知识、基本理论、基本技能。力的概念、传力途径、基本计算公式等应掌握。 1）梁上起柱，是否要加附加横向钢筋？可以不加[1]。 2）有楼梯计算程序在计算梯板的负弯矩时取M=qL2/24，没有根据。 3）偏心受压基础计算：除考虑柱脚弯矩外，还应考虑柱脚水平剪力V产生的附加弯矩，不少设计人员就未考虑，使基础面积、配筋偏小。 2、熟悉规范，并应正确理解规范的含义及意图（如梁附加横向钢筋的作用及设置[1]），规范也有不少不妥之处，规范之间也有矛盾，对规范就高不就低，按“大规范”不按“小规范”。如《地基基础设计规范GB 50007—2002》[2]第8.2.2条规定扩展基础的最低混凝土强度等级为C20，而《混凝土结构设计规范GB 50010—2002》[3]第3.4.2条规定基础在二a类（二b类、三类）环境中的最低混凝土强度等级为C25（C30），笔者认为应采用C25（C30）。又如《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程JGJ 95—2003》[4]第6.1.2条规定纵向受拉钢筋锚固长度La的最小值为200mm、第7.3.3条规定纵向受拉钢筋搭接长度LL的最小值为250mm，就与混凝土结构设计规范规定的250mm、300mm矛盾，但它在表7.3.3注6中又说：“纵向受拉钢筋搭接接头的相关要求，尚应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定”，这真是有点滑稽了，那它为什么又要规定纵向受拉钢筋搭接长度LL的最小值为250mm呢？笔者认为应执行混凝土结构设计规范的规定。 规范对强制性条文定得也有点问题，重要的、影响结构安全的（如多层建筑的构件配筋少于计算值）不是强条（《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3—2002》[5]第4.7.1条规定结构构件承载力应不小于构件承载力设计值，即无地震作用组合时γ0S≤R，有地震作用组合时S≤R/γRE，这是