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如何作出合格的结构设计

2011-7-12 16:00| 发布者: RdSWYz| 查看: 187| 评论: 0

摘要: 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 ...

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,这是强制性条文,因此高层建筑的构件配筋少于计算值,就应该认为是违反强制性条文,但不少人不同意笔者的观点。原《建筑结构荷载规范GBJ 9—87》[6] 第2.2.2条γ0S≤R是2000年版强制性条文的内容,但2002年版强制性条文将此条取消了),不大重要的是强条,如《地基基础设计规范》[2]8.2.7条4款及8.4.13条都规定当基础或基础梁的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时应验算柱在基础或基础梁顶面的局部受压承载力是强制性条文,不验算就算违反强制性条文?不通(如规定局部受压承载力应满足要求是强制性条文是可以的),而几乎所有的情况验算都可以满足;将“应验算”作为强制性条文的还有很多,如《地基基础设计规范》[2]3.0.2条2款、3款、4款、5款、6款、8.2.7条2款、8.4.9条、8.5.18条、8.5.19条、《建筑地基处理技术规范JGJ 79—2002》[6]3.0.5条、3.0.6条等。又如《地基基础设计规范》[2]3.0.4条(强制性条文)规定:确定基础底面面积或按单桩承载力确定桩数时,应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,如设计时按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,使基础底面面积偏大或桩数偏多,就算违反强制性条文?不应该吧!
总工程师、主任工程师、审定人、施工图审查人员必须熟悉规范,一个小单位有一个人熟悉规范,就好办了。
3、结构方案应是集体智慧的结晶,要讨论、集思广益,然后定案。


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