作出合格设计.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MqL2/24，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 500072002[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 500102002[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 952003[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 32002[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 987[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 792002[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。 4、施工图设计开始前应由专业负责人会同审核人、审定人确定设计技术条件或措施。 5、管理制度、岗位责任制设计人、制图人、校核人、专业负责人、审核人、审定人，均应由本专业人员担任，注册工程师签章宜是专业负责人，起码是参与本工程的，图纸、计算书至少“三签字”，签字不要滥竽充数（笔者审查过的工程，就有结构校核人由建筑专业人员担任的，也有所有岗位的签字为同一人的笔迹，也有大型专业设计院的总工程师签建筑、结构、给排水、电气、通动等所有专业的审定人，制图人甚至签字为“CAD”，这样的签字有什么意义）；有的设计单位不设置“专业负责人”岗位，不妥。 6、工作责任心、一丝不苟的工作态度、精益求精、对自己的签名（名字）负责。设计人自校最重要。 7、设计经验非常重要老中青，传帮带；学习、汲取别人、前人的经验（包括订杂志）；总工程师、主任工程师、施工图审查人员必须具有丰富的设计经验；审定人、审核人、施工图审查人员如果对规范不熟悉又缺乏设计经验，怎么能审查别人的设计 8、自我保护意识不能听任建筑专业、业主的无理要求，进行违规设计。 9、对建筑（土木）工程设计是高风险行业应有充分的认识。结构设计担负房屋安全的大部责任；终生责任制；全额索赔；严重的负刑事责任。但不少设计人员对此并没有真正认识。我们应正确对待不害怕，精心设计。推行设计保险。 1）建筑（土木）工程事故会造成群死群伤、财产损失巨大。国内每年都有大大小小的事故，国外也有不少事故。除施工方特别恶意的严重偷工减料外，房屋垮塌可以说都是设计不当造成的。 （1）1995年12月8日德阳棉麻公司综合楼垮塌，死13人完全是设计原因（见建筑结构2003年3期笔者论文[7]柱周直剪破坏），如当时有施工图审查应可避免。 （2）1997年7月12日上午9时37分浙江常山棉纺厂五层住宅楼垮塌，死36人。 （3）1999年1月4日年重庆綦江虹桥垮塌，死40人，伤14人；事过5年重庆市政设计院退休职工赵国勋被追诉，至此虹桥案被起诉的责任被告达15人。 （4）2000年福建莆田住宅垮塌，死伤数十人。 （5）2004年春东北某小学垮楼（加层、换窗削弱窗间墙）。 （6）2003年12月21衡阳大火垮楼，消防官兵死20人，结构设计人员将被追究刑事责任。 （7）2004年初上海隧道管涌事故（损失约1亿）。 （8）2004年3月22日四川某地新建17m长4.7m高砖砌围墙（墙厚240mm，带壁柱370mm╳370mm﹫3000 mm）在施工时垮塌死6人、伤10余人，笔者分析其原因是围墙无基础（砖围墙直接砌在三合土地坪上），估算施工阶段容许高度仅达1.98m，围墙附近拔除一根混凝土电杆夯实填土时的振动引起围墙垮塌。 （9）2004年3月30日中央电视台今日说法报道武汉市郊农民为日后政府征地能获得高额赔偿在自己的宅基地周围见缝插针突击低成本建房（4层空斗墙农房，要求造价不超过150元/m2）垮塌死3人、伤10余人；武汉市郊此类违章建筑已达数十万平方米（武汉市某区已强制拆除数万平方米）。 （10）2005年4月26日延吉市局子街15号原白马江旧楼发生重大坍塌事故，造成5人死亡、7人受伤，直接经济损失约200万元，当天该工程大承包人王俊杰、李玉成、结构设计工程师、延吉市建筑设计院副总工程师康桂鑫均被警方带回协助调查，第二天产权方延吉市美丽得公司董事长崔哲松被警方控制。 （11）2005年7月24日广州江南大道一工地 龙泉王府花园 泸州 （10）1995年6月韩国汉城三丰百货商场垮塌，其原因是屋面使用荷载（空调机组及冷却塔）达10kN/m2超过原设计荷载2倍，屋面垮塌致使下面各层楼面陆续垮塌至地面层（地下室未垮塌）（类同于美国911事件世界贸易大厦垮塌），死700多人。 （11）2004年5月24日法国戴高乐机场屋顶垮塌，死4人，据2005年2月7日法国巴黎人报报道设计失误是重大原因（较详细的报道可参见南方周末2005年3月17日D25版）。 工程事故很多很多，不胜枚举。 2）房屋倾斜，墙体、楼板开裂经常发生。 3）设计不管施工，施工质量设计人无法控制。 4）结构设计受制于建筑专业、业主；建筑专业、业主又大多不懂结构；如建筑抗震设计规范GB 500112001[8]第3.4.1条（强制性条文）规定“建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案”，第3.4.2条讲建筑平面、立面和竖向剖面宜规则，谁来把关建筑说了算结构说了算笔者认为，建筑（特别是高层建筑）设计方案应该由结构专业定案，但在国内实际上往往无法实施。 国际大师林同炎设计的尼加拉瓜马那瓜市18层美洲银行采用对称布置的剪力墙核心筒结构，在1972年12月23日6.5级地震（9度）中只有8～17层核心筒体的连系梁上有轻微的斜裂缝，其它都完好，而相距很近的15层中央银行采用双柱框架（框架梁跨度达12.50m）结构并将两个电梯井筒偏置在一端，破坏严重，修复费用高达房屋造价的80％[9]，这充分证明结构概念设计的重要性。 5）施工质量出问题，牵连设计、勘察单位，如2000年上海某工程楼面浇注混凝土时支模跨塌死13人，施工、设计、勘察单位均被吊销执照。 6）中国规范安全度远低于发达国家。 7）结构专业需学习、掌握的知识太多。中国有关结构设计及施工验收的规范（规程）多达数百本，既细又不细，熟悉不容易，互相矛盾的也不少，对规范理解各人不同，执行起来千差万别。 8）主管部门设计质量抽查及发生质量事故时对设计单位及执业人员的处罚罚款、停业整顿、吊销执照。 9）火灾消防是由建筑、水、电设计负主要责任，但结构专业也可能受牵连，衡阳大火垮楼即是明证。 10、正确认识计算机及设计、计算软件的作用。现在的设计或计算软件远未达智能化，它只是一个设计或计算工具（相当于古老的算盘、计算尺）而已，你输入的结构体系和结构布置不管是什么样的（包括违反规范规定的），也不管你的电算总信息是否牛头不对马嘴，它都能计算，判断正确与否还是要靠人的大脑。特别是现在年轻的一代设计人员，不少人盲目信赖计算机，而不重视概念设计，是不可能作出合格的结构设计的。 四、电算问题 1、总信息取值前提条件、很重要，否则计算无意义。虽然各种电算程序对总信息的取值都有详细的说明或规定，但不少设计人员并未充分了解其含义，取值不妥屡有发生。 1）混凝土容重宜取27～30梁、柱、剪力墙等考虑粉刷或装饰面层后的容重应大于25kN/m3，如考虑粉面20厚砂浆，柱400400γ（4402-4002）20/4002254.22529.2，柱600600γ（6402-6002）20/6002252.75552527.8，柱10001000γ（10402-10002）20/10002251.6322526.632，梁250500（板厚按100mm计）γ（290420-250400）20/（250500）253.4882528.5，梁300800（板厚按100mm计）γ（340720-300700）20/（300800）252.92527.9，剪力墙厚200γ4020/2002542529，剪力墙厚300γ4020/300252.672527.67，可见，梁、柱、剪力墙截面尺寸越小容重越大，如贴面砖、花岗石，容重还要加大，设计人应综合考虑本工程梁、柱、剪力墙的截面尺寸大小及面层材料，确定一个较合适的混凝土容重值。 2）周期折减系数Tc必须折减，否则使地震作用偏小，应根据本工程填充墙的多少来确定周期折减系数值，填充墙多取小值，填充墙少取大值，高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 320023.3.16条规定“计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减”是强制性条文，一般框架结构取0.6～0.9，剪力墙结构取0.9～0.99，框剪结构取0.7～0.9，高规3.3.17条规定剪力墙0.9～1是不妥的，应0.9～0.99，1就是不折减了，算不算违反强制性条文但如是全剪力墙（即无非承重墙体的）结构，周期折减系数取1是应可以的。 3）计算结构的周期、位移、层刚度比时，应采用刚性楼板假定。如楼板开有大洞或楼板不连续，应再按弹性楼板计算结构内力。 4）振型数采用刚性楼板假定时，平动≤计算层数，耦联≤计算层数3。笔者见到一个计算层数为10层的框架结构，采用刚性楼板假定，不考虑耦联分析，振型数填12，输出的第11、12振型周期竟达146.5、56.6秒，说明第11、12振型周期本来是不存在的，计算机只得随机抓取数据填充，这样的计算分析结果自然是不能采用的。当按弹性楼板计算时，振型数可超过上述限值。 5）梁刚度增大系数中梁2、边梁1.5（高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 320025.2.2条规定1.3～2.0），否则使地震作用偏小。 6）梁端弯矩调幅系数0.8～0.9（高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 320025.2.2条），一般可填0.85。有些设计人员（包括大型甲级设计院的技术负责人）规定梁端弯矩不调幅，是不大恰当的，因为更容易引起梁端负弯矩钢筋过大、根数过多，影响混凝土浇筑，且配筋率更容易超过2.5％（强制性条文）及梁下部钢筋与梁端负弯矩钢筋的比值不满足规范要求（强制性条文），再者，梁端负弯矩一般均比梁跨中下部弯矩大得较多，试举一例梁端负弯矩800kN.m，梁跨中弯矩400kN.m，如取梁端弯矩调幅系数0.85，则梁跨中弯矩应为4008000.15400420520kN.m，如不考虑梁端弯矩调幅，梁跨中弯矩增大1.2倍，则梁跨中弯矩为4001.2480＜520kN.m，使梁下部钢筋偏小，不妥。 7）梁端弯矩考虑柱宽影响标志当已填梁端弯矩调幅系数，则不宜再考虑柱宽作为刚域对梁端负弯矩的折减。 8）梁跨中弯矩增大系数1～1.4，一般可填1，配筋时再酌情加大1.2～1.4倍。如程序设定为“梁弯矩增大系数”，即正、负弯矩都增大，则应填1，程序设定考虑负弯矩调辐后又将负弯矩增大是没有道理的。 9）梁扭矩折减系数0.4，填扭矩刚度折减对梁扭矩的折减效果较小。 10）连梁刚度折减系数0.5～0.55（建筑抗震设计规范GB 5001120016.2.13条2款、高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 320025.2.1条都规定不宜小于0.5）。 11）0.2Q0力调整框剪结构对框架柱必须调整。 12）小塔楼地震作用放大系数SATWE、TAT 平动时3～5振型≤3，6～9振型时≤1.5，耦联时9～11振型≤3，12～15振型时≤1.5；TBSA不放大。 13）基本风压取50年一遇，高≥60m及对风敏感的结构取100年一遇，基本风压值见荷载规范。注意新规范没有对基本风压进行修正（即对高层建筑取1.1倍基本风压）的说法了。 14）地面粗糙度D（4）类（密集高层市区）慎用，只有当本工程的四周均有高于本工程的建筑物时，才可填D（4）类。 15）风载体型分段数应分段，一般可每隔3层左右分1段，如多、高层建筑，只填1段，则风载偏大。有些电算程序（如SATWE、TAT）规定最多只能分3段。笔者见到1幢12层的房子，分1段，最高层数错填为8，上面4层无风载，属不安全。 16）混凝土保护层厚度梁25（混凝土C20时30），柱30。 17）P-△效应高层建筑应考虑（高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 320025.4.1条、5.4.2条）。多层建筑要考虑，应是可以的。 18）偶然偏心高层建筑计算单向地震时应考虑偶然偏心（高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 320023.3.3条），按双向地震计算时就可不考虑偶然偏心了。 19）活载应考虑不利组合。 20）活载折减系数如SATWE、TAT等程序内定的折减系数系按建筑结构荷载规范GB 50009-2001表4.1.2编制，千万注意只适用建筑结构荷载规范GB 50009-2001表4.1.1中的1（1）项房屋，即住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园，对其它房屋一概不适用，否则（如对商业用房、多层厂房）就违反了强制性条文。 21）柱计算长度计算原则（SATWE等程序本意是对钢柱）宜填“有侧移”，因为框架结构、剪力墙结构、框剪结构等都是有侧移的，如填“无侧移”，似乎无道理。 22）平动与耦联一般取耦联，但有时平动也有可能比耦联不利。 23）柱配筋计算原则单偏压与双偏压，二者计算结果有时差别较大，应分别按单偏压、双偏压作两次计算，按大值配筋。 24）当抗震设防类别为乙类时，计算地震烈度不提高，但抗震措施应提高1度，如抗震等级应按提高1度查表，轴压比限制值也减小了，抗震构造措施也提高了，如砌体拉墙筋长度也增大了，等等。 25）地下室全连在一起，上面设缝分为几个独立的结构单元，可不按多塔结构计算。一幢房子的屋面上有几个出屋面的楼、电梯间，更不是多塔结构。 2、形参即梁柱平面布置 1）应合理简化、应与建施图吻合，应与结施图一致（结构布置、截面大小），电梯机房错层应算2层。 2）基础梁可作为1层输入电算（宜填1层地下室，否则风荷载会偏大），也可另行单独计算。 3）地下室墙可输墙，也可输深梁（梁高等于层高）。 4）层高应取楼板面至楼板面（独立基础应算至基础顶面）。 5）混凝土结构上面有钢结构构架等，应参与整体分析，不能只输入重量，结果差别大（特别在地震区，边稍效应影响更大）。 3、荷载（是强制性条文） 1）静、活，面载、线载、集中力。 2）荷载要合理偏大无必要，偏小更不行。楼面装修面层（除找平层、板底抹面外）1～1.5kN/m2，消防楼梯3.5 kN/m2，不上人屋面0.5kN/m2是否太小建筑结构荷载规范GB 50009-20014.3.1条（强制性条文）注1不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用，建议按施工荷载1.5～2 kN/m2取值；轻钢结构的刚架＞60m2才可用0.3kN/m2，檩条仍是0.5kN/m2（强制性条文），钢结构设计规范 GB 50017-20033.2.1条（强制性条文）注“对支承轻屋面的构件或结构（檩条、屋架、狂架等），当仅有一个可变荷载且受荷水平投影面积超过60m2时，屋面均布活荷载标准值应取为0.3kN/m2”，檩条的受荷水平投影面积怎么会超过60m2笔者对此感到不可理解。 4、电算结果打印 1）总信息、周期、周期比、位移、剪重比、刚度比、超筋超限信息、底层轴力等。 2）形参平面图。 3）荷载输入平面图（不必打印荷载的中间结果）。 4）配筋结果平面图。 5）剪力V包络图（用于配置梁的附加横向钢筋），不必打印弯矩M及其他数据文件。 6）JCCAD计算结果不能所有的柱脚都打印，应选取与J1、J2、对应的计算结果，且应考虑Nmax、Mmax、Vmax三种组合，如打印JCCAD计算的所有组合计算结果，简直是“天书”。JCCAD计算结果未显示是否读取柱脚剪力V，如未考虑柱脚剪力V，则基础面积及基础配筋偏小。如基础梁未作为1层输入电算，则不能用JCCAD计算基础，因为还要考虑基础梁传来的荷重（包括隔墙）。 7）钢结构、网架等电算结果不能都是数据文件，应有图形文件。 5、对电算结果要分析，不能不管对不对。 五、地基基础设计 1、正确使用地勘报告，基础选型由自己定，而不能地勘报告建议什么基础型式就用什么型式，总的来说，结构设计人员对地基基础设计比地勘人员内行。 2、冲击振动沉管灌注桩慎用缩颈现象较普遍。 3、人工挖孔桩在砂夹卵石层内施工（特别是扩孔）跨孔的可能性较大，施工有危险。桩太短（如小于6m），不能按桩算，应按墩算。 4、地基处理换填、振冲、CFG桩（应算沉降，地基处理规范9.1.3条）。 5、地下室底板不按筏板设计，而采用所谓“抗水板”，其厚度不宜小于300，除地下水浮力，还有地基反力，应计算其配筋及裂缝宽度不应大于0.2mm（地下工程防水技术规范GB 50108-2001第4.1.6条2款）。 6、伸缩缝、抗震缝处可不必设沉降缝。笔者见有一砌体结构6层住宅，设有100mm宽抗震缝兼沉降缝，因此抗震缝两边的条形基础为大偏心基础，极为不妥。 7、地下室底板下的垫层应采用C15混凝土（地下工程防水技术规范4.1.5条）。 8、地下室墙竖筋及水平筋应注意最小配筋率ρmin。 9、地下室墙应有水平施工缝。 10、超长地下室只留后浇带不能解决使用期间的温度及混凝土收缩问题，应采取加强配筋、加防裂剂、采用预应力混凝土等措施。地下室外墙、底板、顶板的钢筋间距不宜大于150mm。 11、沉降观测点应布置并应有观测点大样，观测方法应有说明，不能只说按某规范。 12、地基软弱下卧层验算可用地基基础设计规范GB 50007-20025.2.7条简化公式（应力扩散角θ），但Es1/Es2＜3时查不到θ，也可用基底应力公式计算。 13、桩基（包括桩身质量、单桩承载力）检测，应有检测方法、检测数量等说明，不能只说按某规范。 14、无上部结构的纯地下室在地震区应不应该进行抗震设计这个问题本来规范已有明确说法，如建筑抗震设计规范 GB 50010-2002第6.1.3条3款规定“地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级”，高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 3-2002第4.8.5条也规定“地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。”但北京市建筑设计标准化办公室2004年12月出版的北京市地方标准北京市建筑设计技术细则 结构专业第5.2.1条4.2）款规定“无上部结构之地下建筑，如地下车库等，可按非抗震设计。”对这条规定，笔者及我院不少资深结构设计人士都感到不可理解。众所周知，地震发生时，地震作用（能量）是以地震波的形式由地面传播的，而不是由空气传播的，地表以下也都会出现破坏现象，如“滑坡、崩塌、液化（喷砂）、震陷”和地表撕裂等，说明地表以下仍然存在地震的破坏作用，所以基础工程也会受到破坏。北京市的大部分地区抗震设防烈度为8度，对无上部结构之地下建筑怎么可以按非抗震设计呢 15、其余，见笔者的钢筋混凝土结构构造讨论（五）。 六、框架结构设计 1、柱、梁截面应合理由位移、轴压比、配筋率等控制，梁大跨取大截面，小跨取小截面，连续跨梁截面宽度宜相同。柱截面应每隔3层左右收小一次，以节约投资，每次收小时应每侧不小于50mm，以方便支模，也不宜大于200mm，以免刚度突变，最上段（顶上几层）可用300mm300mm（应满足计算要求）。收小柱截面，也可相应增加使用面积。 2、混凝土强度等级宜≥C25（留有余地），柱梁宜同，变柱截面处不变混凝土强度等级，以免刚度突变。板不宜高于C40（高规4.5.2条规定）、 上海市控制住宅工程钢筋混凝土现浇楼板裂缝的技术导则（2001年12月20日以沪建建（2001）第0907号文发布）一.7条规定“现浇楼板的混凝土强度等级不宜大于C30”，中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会混凝土质量专业委员会、高强与高性能混凝土专业委员会编的钢筋混凝土结构裂缝控制指南（化学工业出版社2004年4月第一版）也建议“楼板、屋面板采用普通混凝土时，其强度等级不宜大于C30，基础底板、地下室外墙不宜大于C35”，其原因是为了控制水泥用量，混凝土强度等级越高，水泥用量也越多就越容易开裂。 3、柱设计 1）混凝土设计规范10.3.1条1款纵筋配筋率不宜大于5﹪，10.3.2条4款纵筋配筋率大于3﹪时对箍筋直径、间距、弯钩有要求，也可焊成封闭环式（与89规范规定必须焊成封闭环式不同了），11.1.13条抗震设计时不应大于5﹪；高规6.4.4条3款不宜大于5﹪、不应大于6﹪，抗震设计时不应大于5﹪，6.4.9条4款同混凝土规范10.3.2条4款，但未要求箍筋可焊成封闭环式。 2）纵筋净间距应≥50mm（混凝土设计规范10.3.1条3款），抗震设计时，截面尺寸大于400mm的柱，纵筋间距不宜大于200mm。 3）一个截面宜一种直径，宜对称配筋，方便施工，自己设计也简单；钢筋直径不宜上大下小。有个2层的小工程，共16根柱子，KZ1～16，1、2层配筋还有不同，共有32种截面，何苦呢 4）强柱弱梁，纵筋不要太小，除一、二层框架可用φ16、φ18外，最好用φ20以上。 5）箍筋肢距一级抗震等级不宜大于200mm及20d（d为箍筋直径）的较大值，二、三级抗震等级不宜大于250mm（89规范三级300mm）及20d的较大值，四级抗震等级不宜大于300mm。何为“箍筋肢距”规范无定义，一般设计人员都认为是两根箍筋在水平方向之间的距离。箍筋肢距也不要太小，如600600柱用6肢箍、500500柱用5肢箍、400400柱用4肢箍太密，无必要，也影响混凝土浇注，可对主筋隔一拉一，节约钢筋。 6）配箍率新规范比89规范大，与柱轴压比、混凝土强度等级、箍筋抗拉设计强度有关。 7）用平法表示，不要用列表法（03G101-1 图集的列表法也不直观，审校不便）。 4、梁、板设计见本人发表于PKPM新天地2003年5期至2004年2期的钢筋混凝土结构构造讨论（一）～（四）及PKPM新天地2001年6期的钢筋混凝土梁裂缝预防对策探讨、PKPM新天地2002年1期的现浇钢筋混凝土楼板裂缝控制措施探讨等。 5、钢筋混凝土结构中的楼梯 1）不可用砌体支承。 2）用“小框架”支承，梁柱宜符合三级抗震要求（箍筋≥φ6＠150）。 6、钢筋混凝土结构中的构造柱（GZ） 1）上端与梁板应弱连接，不连应是可以的，也可用1φ12连接，GZ上端应与梁板离开20～30mm，否则会改变上端梁板的受力状况。 2）GZ的箍筋可不加密，它不是抗震构件（有些标准图集有加密的）。 3）GZ必须先砌填充墙（留马牙槎）后浇，施工单位有先浇的，极为不妥。 7、钢筋混凝土结构中的砌体填充墙的拉墙筋长度不可套用砌体结构，应按抗震设计规范13.3.3条2款6、7度时不应小于墙长的1/5且不小于700mm，8、9度时宜沿墙全长贯通。 8、钢筋混凝土结构中的电梯机房楼板、水箱等不可用砌体支承，高规是强条。 七、剪力墙结构 1、对剪力墙结构，建筑抗震设计规范、混凝土结构设计规范、高层建筑混凝土结构技术规程都有一些规定，高规的内容要多一些，且有关于短肢剪力墙的规定（7.1.2条共8款）。一般剪力墙为hw（墙肢截面高度，笔者认为此应称为“墙肢长度”，与高规表7.2.16注1及抗震设计规范6.4.9条与表6.4.7注4、混凝土结构设计规范表11.7.15注4统一）/bw（墙肢截面厚度）＞8，墙肢截面高度不宜大于8m，较长的剪力墙宜开设洞口（即所谓结构洞）（高规7.1.5条）。短肢剪力墙hw/bw5（笔者认为按老习惯取4较合理）～8，抗震等级应提高一级。hw/bw＜5（笔者认为按老习惯取4较合理），即为异形柱。L形、十字形剪力墙等，只要其中的一肢达到一般剪力墙的要求，则不应认为是短肢剪力墙。 2、高规7.1.1条规定“剪力墙结构的侧向刚度不宜过大”，笔者最近审查的一个剪力墙结构住宅，26层，建筑总高度79.50m，采用全剪力墙结构，即除门窗洞外均为剪力墙，无一片后砌的填充墙，第一周期只有1.02秒，侧向刚度过大，使地震作用过大，不经济，不合理。 3、关于底层剪力墙的厚度 高规7.1.2条规定“高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构”，当短肢剪力墙较多时，其第2款规定“抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于总底部地震倾覆力矩的50％”。SATWE程序在计算时，是将各个墙肢的高厚比进行单独计算，凡hw/bw5～8，即归入短肢剪力墙，这样算得的短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩就可能容易大于50％。而TAT程序在计算时，是将L形等剪力墙等只要其中的一肢达到一般剪力墙的要求，则不归入短肢剪力墙，在相同的结构中，这样算得的短肢剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩就有可能不大于50％，笔者建议宜按TAT计算该项指标。 4、剪力墙的计算配筋应为墙肢一端的配筋量，某设计单位2000年在上海某工程设计中，一端的配筋量取计算配筋量的一半，工程施工后，遇上海市设计质量抽查，问题被暴露，整改很困难。 5、在短肢剪力墙较多的剪力墙结构中，多数设计人员将较短的墙段都画为约束边缘构件或构造边缘构件，将计算需要的纵向钢筋均匀配置在整个墙段内，这是不妥的，因为配置在墙肢中和轴附近的钢筋并不能发挥作用，因此纵向钢筋应向墙肢端部集中，宜打印剪力墙边缘构件配筋计算结果复核。抗震设计规范6.4.9条规定“抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时，应按柱的要求进行设计，箍筋应沿全高加密”，SATWE等程序在计算时也是照此条规定办理。如墙厚为200mm，墙肢长度600～800mm，虽然墙肢长度达到墙厚的3～4倍，笔者认为仍宜按柱配筋。 6、有些人在电算总信息中输入分布筋的配筋率为0.30％（规范要求一、二、三级剪力墙最小0.25％，四级剪力墙最小0.20％，为强制性条文），但实际配筋小于0.30％，这就不对了，因为竖向分布筋的配筋率会影响剪力墙的配筋计算结果（见高规7.2.8～7.2.12条）。剪力墙的竖向、横向分布筋也不必太大，如墙厚为200或250mm，纵、横向分布筋都配φ12＠200双排（配筋率达0.565～0.452％）似无必要，但钢筋间距宜≤200mm，对防止剪力墙开裂有好处。 八、框架剪力墙结构 1、剪力墙应有边框边框梁（或暗梁）、边框柱（抗震设计规范6.5.1条，混凝土结构设计规范11.7.17条，高规8.2.2条）。不能只设几段剪力墙，就成框架剪力墙结构体系了。 2、 剪力墙承担的地震倾覆弯矩应≥50％，否则应按框架结构查抗震等级，其最大适用高度只可比框架结构适当增加（抗震设计规范6.1.3条1款）。 3、 框架剪力墙结构中不应采用短肢剪力墙 九、多层砌体结构 1、 砖最低MU10，砌块有MU7.5，石材5层以上MU30。 2、水泥砂浆强度折减。不宜用M5水泥砂浆。 3、施工质量等级宜为B级。当为C级时，折减系数0.89（砌体结构设计规范3.2.1条、3.2.2条4款、4.1.4条）。 4、窗（门）间墙宽度、转角墙长度≥1000，转角墙长度达不到1000时宜设L形构造柱。 5、不应设独立混凝土柱承重。 6、构造柱（GZ）（1）一、二层可不设；（2）拉墙筋长1000mm；（3）箍筋在楼面上下500mm范围内＠100mm。 7、挑梁砌体结构设计规范7.4.6条（原为强条，现在不是）1/2负筋伸至尾端，其余伸入2L1/3。 8、最好用手算受压强度，抗震验算用电算。 十、底框结构 1、抗震设计规范7.1.8条（强条）上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐（何谓“基本对齐”工程抗震杂志2002年第2期沙安 解答“每单元有不超过2道砌体墙不落在下面的框架梁或抗震墙上，可认为是基本对齐”，这里是指建筑单元还是结构单元该2道砌体墙的长度有无限制普遍认为这个标准不好掌握，成都市建筑抗震审查要点说 ）；6、7度≤5层可用砌体抗震墙（应符合7.5.6条的要求）；抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2.5（89规范为3），8度时不应大于2.0，且均不应小于1.0（如小于1.0，地震时第二层可能先于底层破坏，更危险）；底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层与底部第二层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2.0，8度时不应大于1.5，且均不应小于1.0。 2、 抗震设计规范7.1.5条抗震墙的间距6、7、8度时分别不应大于21、18、15m。 3、 抗震设计规范7.1.10条7度时底部框架及抗震墙的抗震等级为二级（89规范为三级）。 4、 抗震设计规范7.5.3条（强条）过渡层楼板≥120，洞口尺寸＞800应设边梁。 5、 抗震设计规范7.5.4条（强条）KL梁宽≥300 mm，梁高＞L/10（一般取L/6～8），箍筋≥φ8，腰筋≥φ14＠200，其第4款规定“梁的主筋和腰筋应按受拉钢筋的要求锚固在柱内，且支座上部的纵向钢筋在柱内的锚固长度应符合钢筋混凝土框支梁的要求”，但抗震设计规范并没有框支梁的规定，可参照高规图10.2.9的要求。 6、抗震设计规范7.5.5条抗震墙应设边框边框梁（或暗梁）、边框柱。 7、抗震设计规范7.5.1条GZ≥240240，4φ14，过渡层4φ16。 十一、关于结施图首页 1、如图纸不太多，图纸目录应与结构设计总说明一起编为结施1，图纸目录应排在左上角（不应在右上角或右下角），接着为选用图集目录，再接着排结构设计总说明（有人写“结构施工总说明”不妥），这是四川省建筑设计院的习惯（传统）排法，笔者认为符合逻辑关系，看一件东西，应先看“纲”，再看“目”，图纸目录应是“纲”，结构设计总说明是“目”。图纸