做出合格的結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、設(shè)計（審查）質(zhì)量不容樂觀：

筆者近幾年主要從事施工圖設(shè)計文件審查工作，已審查了數(shù)百個工程（設(shè)計單位除四川省境內(nèi)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(shè)計單位，其中不乏大型甲級設(shè)計單位），所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計（如結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、地基基礎(chǔ)方案、荷載取值、結(jié)構(gòu)計算、電算總信息、鋼筋混凝土構(gòu)造等）均存在或多或少或大或小的問題，構(gòu)件配筋少于計算值更是時有發(fā)現(xiàn)，可以說沒有一個工程的電算總信息是完全正確的，有些設(shè)計需進行整改方可施工。建筑設(shè)計市場混亂，行賄索賄、壓價競爭、業(yè)余設(shè)計、掛靠設(shè)計普遍存在。設(shè)計周期嚴(yán)重短于國家規(guī)定更是司空見慣。特別是上世紀(jì)八十年代以后成立的中、小設(shè)計單位和縣級施工圖審查機構(gòu)，由于設(shè)計（審查）人員配備不足、缺乏完善的管理制度（審校制度）和設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計（審查）質(zhì)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％，違反強制性條文1390條；抽查2002（2003）年度的設(shè)計（已通過施工圖審查）質(zhì)量和審查質(zhì)量，設(shè)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(shè)計（審查）質(zhì)量逐年有所提高。這充分說明，并不是有設(shè)計（包括計算和繪圖）程序就能作出合格的設(shè)計。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)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。

1、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)布置、荷載、強度、剛度、構(gòu)造、計算，等等，均應(yīng)符合規(guī)范要求（規(guī)范用詞為“宜”、“可”的，也應(yīng)盡可能執(zhí)行，有不少設(shè)計人員認(rèn)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?！督ㄔO(shè)工程質(zhì)量管理條例》（2000年1月30日國務(wù)院令第279號）和《建設(shè)工程勘察設(shè)計管理條例》（2000年9月25日國務(wù)院令第293號）都規(guī)定：“設(shè)計單位未按照工程建設(shè)強制性標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計的”，要“責(zé)令改正，處10萬元以上30萬元以下罰款”，我國的國家設(shè)計規(guī)范都是強制性標(biāo)準(zhǔn)。

2、規(guī)范未列入的結(jié)構(gòu)體系（如異形柱框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)匾延械胤揭?guī)程的除外）及超高超限建筑應(yīng)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(shè)計是能夠保證工程安全的。筆者1972年設(shè)計5層磚混結(jié)構(gòu)辦公樓，非抗震，條石基礎(chǔ)，用鋼量只有4.6kg/m2，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，大約影響建筑造價2元/m2，在一個構(gòu)件內(nèi)配筋不要太復(fù)雜（鋼筋直徑及根數(shù)不要有太多種）。

5、設(shè)計要考慮施工質(zhì)量等因素，如民工素質(zhì)、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(jié)果與設(shè)計的理論條件是有較大差距的，切不要太理想化。

三、做好設(shè)計（審查）工作的前提條件：

1、“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(yīng)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(fù)彎矩時取M=qL2/24，沒有根據(jù)。

3）偏心受壓基礎(chǔ)計算：除考慮柱腳彎矩外，還應(yīng)考慮柱腳水平剪力V產(chǎn)生的附加彎矩，不少設(shè)計人員就未考慮，使基礎(chǔ)面積、配筋偏小。

2、熟悉規(guī)范，并應(yīng)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(shè)置[1]），規(guī)范也有不少不妥之處，規(guī)范之間也有矛盾，對規(guī)范就高不就低，按“大規(guī)范”不按“小規(guī)范”。如《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007—2002》[2]第混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定的250mm、300mm（）但2002年版強制性條文將此條取消了），不大重要的是強條必須熟悉規(guī)范，一個小單位有一個人熟悉規(guī)范，就好辦了。

3、結(jié)構(gòu)方案應(yīng)是集體智慧的結(jié)晶，要討論、集思廣益，然后定案。

4、施工圖設(shè)計開始前應(yīng)由專業(yè)負(fù)責(zé)人會同審核人、審定人確定設(shè)計技術(shù)條件或措施。

5、管理制度、崗位責(zé)任制：設(shè)計人、制圖人、校核人、專業(yè)負(fù)責(zé)人、審核人、審定人，均應(yīng)由本專業(yè)人員擔(dān)任，注冊工程師簽章宜是專業(yè)負(fù)責(zé)人，起碼是參與本工程的，圖紙、計算書至少“三簽字”，簽字不要濫竽充數(shù)（筆者審查過的工程，就有結(jié)構(gòu)校核人由建筑專業(yè)人員擔(dān)任的，也有所有崗位的簽字為同一人的筆跡，也有大型專業(yè)設(shè)計院的總工程師簽建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、通動等所有專業(yè)的審定人，制圖人甚至簽字為“CAD”，這樣的簽字有什么意義？）；有的設(shè)計單位不設(shè)置“專業(yè)負(fù)責(zé)人”崗位，不妥。

6、工作責(zé)任心、一絲不茍的工作態(tài)度、精益求精、對自己的簽名（名字）負(fù)責(zé)。設(shè)計人自校最重要。

7、設(shè)計經(jīng)驗非常重要：老中青，傳幫帶；學(xué)習(xí)、汲取別人、前人的經(jīng)驗（包括訂雜志）；總工程師、主任工程師、施工圖審查人員必須具有豐富的設(shè)計經(jīng)驗；審定人、審核人、施工圖審查人員如果對規(guī)范不熟悉又缺乏設(shè)計經(jīng)驗，怎么能審查別人的設(shè)計？

8、自我保護意識：不能聽任建筑專業(yè)、業(yè)主的無理要求，進行違規(guī)設(shè)計。

9、對建筑（土木）工程設(shè)計是高風(fēng)險行業(yè)應(yīng)有充分的認(rèn)識。結(jié)構(gòu)設(shè)計擔(dān)負(fù)房屋安全的大部責(zé)任；終生責(zé)任制；全額索賠；嚴(yán)重的負(fù)刑事責(zé)任。但不少設(shè)計人員對此并沒有真正認(rèn)識。我們應(yīng)正確對待：不害怕，精心設(shè)計。推行設(shè)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(nèi)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(yán)重偷工減料外，房屋垮塌可以說都是設(shè)計不當(dāng)造成的。

（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(shè)計原因（見《建筑結(jié)構(gòu)》2003年3期筆者論文[7]：柱周直剪破壞），如當(dāng)時有施工圖審查應(yīng)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(shè)計院退休職工趙國勛被追訴，至此虹橋案被起訴的責(zé)任被告達(dá)15人。

（4）2000年福建莆田住宅垮塌，死傷數(shù)十人。

（5）2004年春東北某小學(xué)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(jié)構(gòu)設(shè)計人員將被追究刑事責(zé)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(chǔ)（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(dá)1.98m，圍墻附近拔除一根混凝土電桿夯實填土?xí)r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(dá)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，直接經(jīng)濟損失約200萬元，當(dāng)天該工程大承包人王俊杰、李玉成、結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師、延吉市建筑設(shè)計院副總工程師康桂鑫均被警方帶回協(xié)助調(diào)查，第二天產(chǎn)權(quán)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(diào)機組及冷卻塔）達(dá)10kN/m2超過原設(shè)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（地下室未垮塌）（類同于美國911事件世界貿(mào)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(shè)計失誤是重大原因（較詳細(xì)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(shè)計不管施工，施工質(zhì)量設(shè)計人無法控制。施工質(zhì)量出問題，牽連設(shè)計、勘察單位，如2000年上海某工程樓面澆注混凝土?xí)r支模跨塌死13人，施工、設(shè)計、勘察單位均被吊銷執(zhí)照。

6）中國規(guī)范安全度遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。

7）結(jié)構(gòu)專業(yè)需學(xué)習(xí)、掌握的知識太多。中國有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工驗收的規(guī)范（規(guī)程）多達(dá)數(shù)百本，既細(xì)又不細(xì)，熟悉不容易，互相矛盾的也不少，對規(guī)范理解各人不同，執(zhí)行起來千差萬別。

8）主管部門設(shè)計質(zhì)量抽查及發(fā)生質(zhì)量事故時對設(shè)計單位及執(zhí)業(yè)人員的處罰：罰款、停業(yè)整頓、吊銷執(zhí)照。

9）火災(zāi)：消防是由建筑、水、電設(shè)計負(fù)主要責(zé)任，但結(jié)構(gòu)專業(yè)也可能受牽連，衡陽大火垮樓即是明證。

10、正確認(rèn)識計算機及設(shè)計、計算軟件的作用?，F(xiàn)在的設(shè)計或計算軟件遠(yuǎn)未達(dá)智能化，它只是一個設(shè)計或計算工具（相當(dāng)于古老的算盤、計算尺）而已，你輸入的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置不管是什么樣的（包括違反規(guī)范規(guī)定的），也不管你的電算總信息是否牛頭不對馬嘴，它都能計算，判斷正確與否還是要靠人的大腦。特別是現(xiàn)在年輕的一代設(shè)計人員，不少人盲目信賴計算機，而不重視概念設(shè)計，是不可能作出合格的結(jié)構(gòu)設(shè)計的。

四、電算問題：

1、總信息取值：前提條件振型數(shù)：采用剛性樓板假定時，平動≤計算層數(shù)梁端彎矩考慮柱寬影響標(biāo)志：當(dāng)已填梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)，則不宜再考慮柱寬作為剛域?qū)α憾素?fù)彎矩的折減。△Ⅱ級應(yīng)為二級，抗震設(shè)防烈度七度、Ⅻ度、7°應(yīng)為7度，抗震等級3級、Ⅲ級應(yīng)為三級，建筑場地土類別應(yīng)為建筑場地類別，二類、2類應(yīng)為Ⅱ類，地基基礎(chǔ)設(shè)計等級二級應(yīng)為乙級，等等）。

十二、修改圖格式：

1、

四川省建筑設(shè)計院對修改圖作出了較好的規(guī)定：必須有設(shè)計更改通知單，設(shè)計更改通知單應(yīng)有編號，并寫明“共×頁第×頁”，在設(shè)計更改通知單中應(yīng)有更改原因、更改內(nèi)容簡述，如更改內(nèi)容可用文字或小圖表示，設(shè)計更改通知單可加附頁，如更改內(nèi)容要用大圖表示，則在更改通知單首頁中列出更改圖紙目錄，并應(yīng)說明原設(shè)計那些圖作廢，簽字同結(jié)施首頁（另加原設(shè)計人、修改人，必須有各專業(yè)會簽），應(yīng)以藍(lán)圖發(fā)出，加蓋出圖章及注冊結(jié)構(gòu)工程師章。因為房屋設(shè)計是多專業(yè)協(xié)同作業(yè)的結(jié)果，任何一個專業(yè)的修改設(shè)計都可能影響到其它專業(yè)，因此各專業(yè)負(fù)責(zé)人及設(shè)總均應(yīng)知曉并簽字，其它專業(yè)需作相應(yīng)修改的應(yīng)一并修改，原設(shè)計人及部門行政負(fù)責(zé)人也應(yīng)簽字。

2、現(xiàn)有少數(shù)設(shè)計單位學(xué)習(xí)國外的辦法，用版本號表示圖紙的修改次數(shù)，如第一版（原始設(shè)計）編為A，第二版編為B，第三版編為C，依次類推，修改后的版本應(yīng)在圖框的右上角寫明修改原因及修改內(nèi)容，日期？？？？？？？？？？？？？？？？？？

3、筆者審查了上百個大中小設(shè)計單位的修改圖，沒有符合上述要求的。如沒有設(shè)計修改通知單，或有設(shè)計修改通知單而無編號，或修改圖無目錄（不知修改圖到底有多少張），或者沒有修改原因，或者沒有各專業(yè)（包括設(shè)總）會簽、沒有原設(shè)計人簽字，或者蓋“技術(shù)專用章”或“技術(shù)處”公章，或未蓋注冊結(jié)構(gòu)工程師章，或用白紙復(fù)印，等等。

4、修改圖的日期不應(yīng)同第一版

十三、計算書歸檔：

1、

內(nèi)容：所有受力構(gòu)件均應(yīng)有計算書（包括荷載計算、電算書）。

2、應(yīng)裝訂成冊并寫明冊數(shù)、應(yīng)編頁碼（并有總頁數(shù)）、應(yīng)有封面（寫明工程及子項名稱、各崗位人員簽字，不應(yīng)用電腦打印名字）。

3、計算書歸檔后，應(yīng)嚴(yán)格管理制度，未經(jīng)批準(zhǔn)，不得擅自修改。

十四、正確對待施工圖審查：

1、

由于各種原因，現(xiàn)設(shè)計質(zhì)量普遍不高，設(shè)計單位各崗位人員應(yīng)在結(jié)構(gòu)方案、體系、構(gòu)造、計算等方面多下工夫，并切實加強審校，不應(yīng)把審校工作主要寄希望于施工圖審查機構(gòu)。

2、

施工圖審查的方法各地不同。如上海要求所有問題在原圖上修改后重審，其審查意見是寫：什么什么問題通過審查得到了更正，這樣是最好的；大部分地區(qū)除重大問題要復(fù)審?fù)?，一般問題（包括配筋遠(yuǎn)小于計算等）只寫出意見而不管是否更改，也沒有監(jiān)督更改的機構(gòu)；有些審查人員水平較低，審不出問題，在小地方甚至有審查人就是設(shè)計人或跨專業(yè)審查（如注冊建筑師審查結(jié)構(gòu)施工圖），中南某市結(jié)構(gòu)專業(yè)不審查計算書，有少數(shù)審查機構(gòu)為多攬任務(wù)而放寬標(biāo)準(zhǔn)，筆者就曾見到1個工程結(jié)構(gòu)專業(yè)的審查意見只有4個字：“符合要求”，但筆者在設(shè)計、審查質(zhì)量檢查時發(fā)現(xiàn)該工程結(jié)構(gòu)專業(yè)的設(shè)計不妥有8處之多，這樣的施工圖審查就值得商榷了。

3、