如何作出合格的結構設計(30年經(jīng)驗談)

1、如何作出合格的結構設計一、設計一、設計（審查）（審查）質量不容樂觀：質量不容樂觀：筆者近幾年主要從事施工圖設計文件審查工作，已審查了數(shù)百個工程（設計單位除四川省境內的以外，還有北京、上海、重慶、湖北、云南、廣東等省、市及香港地區(qū)的設計單位，其中不乏大型甲級設計單位），所有的結構設計（如結構體系、結構布置、地基基礎方案、荷載取值、結構計算、電算總信息、鋼筋混凝土構造等）均存在或多或少或大或小的問題，構件配筋少于計算值更是時有發(fā)現(xiàn)，可以說沒

2、有一個工程的電算總信息是完全正確的，有些設計需進行整改方可施工。建筑設計市場混亂，行賄索賄、壓價競爭、業(yè)余設計、掛靠設計普遍存在。設計周期嚴重短于國家規(guī)定更是司空見慣。特別是上世紀八十年代以后成立的中、小設計單位和縣級施工圖審查機構，由于設計（審查）人員配備不足、缺乏完善的管理制度（審校制度）和設計經(jīng)驗，設計（審查）質量更是存在較大的問題。如四川某市2002年度共進行施工圖審查690個項目，一次合格（通過）率只有19.9％，違反強制性條

3、文強制性條文1390條；抽查2002（2003）年度的設計（已通過施工圖審查）質量和審查質量，設計項目80（80）項，合格率只有58.8（80.0）％，審查項目82（90）項，合格率只有61（85）％，也可見設計（審查）質量逐年有所提高。這充分說明，并不是有設計（包括計算和繪圖）程序就能作出合格的設計。二、結構設計（審查）的基本原則二、結構設計（審查）的基本原則：符合規(guī)范、安全可靠、合理經(jīng)濟、施工方便。：符合規(guī)范、安全可靠、合理經(jīng)濟、施

4、工方便。1、結構體系、結構布置、荷載、強度、剛度、構造、計算，等等，均應符合規(guī)范要求（規(guī)范用詞為“宜”、“可”的，也應盡可能執(zhí)行，有不少設計人員認為可不執(zhí)行，是不對的），不能只要求不違反規(guī)范的強制性條文。強制性條文?！督ㄔO工程質量管理條例》（2000年1月30日國務院令第279號）和《建設工程勘察設計管理條例》（2000年9月25日國務院令第293號）都規(guī)定：“設計單位未按照工程建設強制性標準進行設計的”，要“責令改正，處10萬元以上3

5、0萬元以下罰款”，我國的國家設計規(guī)范都是強制性標準。2、規(guī)范未列入的結構體系（如異形柱框架結構，當?shù)匾延械胤揭?guī)程的除外）及超高超限建筑應進行專項審查。3、要安全可靠，但不要太浪費保守，要合理經(jīng)濟，在正常施工條件下，按我國規(guī)范設計是能夠保證工程安全的。筆者1972年設計5層磚混結構辦公樓，非抗震，條石基礎，用鋼量只有4.6kgm2，至今完好無損。4、要方便施工：如混凝土強度等級種類不要太多（商品混凝土1個強度等級級差，價格約差10元m3，

6、大約影響建筑造價2元m2，在一個構件內配筋不要太復雜（鋼筋直徑及根數(shù)不要有太多種）。5、設計要考慮施工質量等因素，如民工素質、壓價競爭、行賄送禮、偷工減料、偽劣建材（如地條鋼屢禁不絕）、垂直度偏差、混凝土保護層厚度偏差，等等，施工的結果與設計的理論條件是有較大差距的，切不要太理想化。三、做好設計（審查）工作的前提條件：三、做好設計（審查）工作的前提條件：1、“三基三基”：基本知識、基本理論、基本技能。力的概念、傳力途徑、基本計算公式等應

7、掌握。1）梁上起柱，是否要加附加橫向鋼筋？可以不加[1]。2）有樓梯計算程序在計算梯板的負彎矩時取M=qL224，沒有根據(jù)。3）偏心受壓基礎計算：除考慮柱腳彎矩外，還應考慮柱腳水平剪力V產(chǎn)生的附加彎矩，不少設計人員就未考慮，使基礎面積、配筋偏小。2、熟悉規(guī)范，并應正確理解規(guī)范的含義及意圖、熟悉規(guī)范，并應正確理解規(guī)范的含義及意圖（如梁附加橫向鋼筋的作用及設置[1]），規(guī)范也有9、對建筑（土木）工程設計是高風險行業(yè)應有充分的認識。對建筑（土

8、木）工程設計是高風險行業(yè)應有充分的認識。結構設計擔負房屋安全的大部責任；終生責任制；全額索賠；嚴重的負刑事責任。但不少設計人員對此并沒有真正認識。我們應正確對待：不害怕，精心設計。推行設計保險推行設計保險。1）建筑（土木）工程事故會造成群死群傷、財產(chǎn)損失巨大。國內每年都有大大小小的事故，國外也有不少事故。除施工方特別惡意的嚴重除施工方特別惡意的嚴重偷工減料外，偷工減料外，房屋垮塌房屋垮塌可以說都是設計不當造成的?？梢哉f都是設計不當造成的

9、。（1）1995年12月8日德陽棉麻公司綜合樓垮塌，死13人：完全是設計原因（見《建筑結構》2003年3期筆者論文[7]：柱周直剪破壞），如當時有施工圖審查應可避免。（2）1997年7月12日上午9時37分浙江常山棉紡廠五層住宅樓垮塌，死36人。（3）1999年1月4日年重慶綦江虹橋垮塌，死40人，傷14人；事過5年重慶市政設計院退休職工趙國勛被追訴，至此虹橋案被起訴的責任被告達15人。（4）2000年福建莆田住宅垮塌，死傷數(shù)十人。（5

10、）2004年春東北某小學垮樓（加層、換窗削弱窗間墻）。（6）2003年12月21衡陽大火垮樓，消防官兵死20人，結構設計人員將被追究刑事責任。（7）2004年初上海隧道管涌事故（損失約1億）。（8）2004年3月22日四川某地新建17m長4.7m高磚砌圍墻（墻厚240mm，帶壁柱370mm╳370mm﹫3000mm）在施工時垮塌死6人、傷10余人，筆者分析其原因是：圍墻無基礎（磚圍墻直接砌在三合土地坪上），估算施工階段容許高度僅達1.9

11、8m，圍墻附近拔除一根混凝土電桿夯實填土時的振動引起圍墻垮塌。（9）2004年3月30日中央電視臺《今日說法》報道武漢市郊農(nóng)民為日后政府征地能獲得高額賠償在自己的宅基地周圍見縫插針突擊低成本建房（4層空斗墻農(nóng)房，要求造價不超過150元m2）垮塌死3人、傷10余人；武漢市郊此類違章建筑已達數(shù)十萬平方米（武漢市某區(qū)已強制拆除數(shù)萬平方米）。（10）2005年4月26日延吉市局子街15號原白馬江舊樓發(fā)生重大坍塌事故，造成5人死亡、7人受傷，直接

12、經(jīng)濟損失約200萬元，當天該工程大承包人王俊杰、李玉成、結構設計工程師、延吉市建筑設計院副總工程師康桂鑫均被警方帶回協(xié)助調查，第二天產(chǎn)權方延吉市美麗得公司董事長崔哲松被警方控制。（11）2005年7月24日廣州江南大道一工地？？？？？？？？？？？？？？？？？龍泉王府花園瀘州（10）1995年6月韓國漢城三豐百貨商場垮塌，其原因是屋面使用荷載（空調機組及冷卻塔）達10kNm2超過原設計荷載2倍，屋面垮塌致使下面各層樓面陸續(xù)垮塌至地面層（地

13、下室未垮塌）（類同于美國911事件世界貿易大廈垮塌），死700多人。（11）2004年5月24日法國戴高樂機場屋頂垮塌，死4人，據(jù)2005年2月7日法國《巴黎人報》報道設計失誤是重大原因（較詳細的報道可參見《南方周末》2005年3月17日D25版）。工程事故很多很多，不勝枚舉。2）房屋傾斜，墻體、樓板開裂經(jīng)常發(fā)生。3）設計不管施工，施工質量設計人無法控制。4）結構設計受制于建筑專業(yè)、業(yè)主；建筑專業(yè)、業(yè)主又大多不懂結構；如《建筑抗震設計規(guī)