做出合格的结构设计

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GB50007—2002》[2]第混凝土结构设计规范规定的250mm、300mm（）但2002年版强制性条文将此条取消了），不大重要的是强条必须熟悉规范，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﹫3000mm）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。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：前提条件振型数：采用刚性楼板假定时，平动≤计算层数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。△Ⅱ级应为二级，抗震设防烈度七度、Ⅻ度、7°应为7度，抗震等级3级、Ⅲ级应为三级，建筑场地土类别应为建筑场地类别，二类、2类应为Ⅱ类，地基基础设计等级二级应为乙级，等等）。

十二、修改图格式：

1、

四川省建筑设计院对修改图作出了较好的规定：必须有设计更改通知单，设计更改通知单应有编号，并写明“共×页第×页”，在设计更改通知单中应有更改原因、更改内容简述，如更改内容可用文字或小图表示，设计更改通知单可加附页，如更改内容要用大图表示，则在更改通知单首页中列出更改图纸目录，并应说明原设计那些图作废，签字同结施首页（另加原设计人、修改人，必须有各专业会签），应以蓝图发出，加盖出图章及注册结构工程师章。因为房屋设计是多专业协同作业的结果，任何一个专业的修改设计都可能影响到其它专业，因此各专业负责人及设总均应知晓并签字，其它专业需作相应修改的应一并修改，原设计人及部门行政负责人也应签字。

2、现有少数设计单位学习国外的办法，用版本号表示图纸的修改次数，如第一版（原始设计）编为A，第二版编为B，第三版编为C，依次类推，修改后的版本应在图框的右上角写明修改原因及修改内容，日期？？？？？？？？？？？？？？？？？？

3、笔者审查了上百个大中小设计单位的修改图，没有符合上述要求的。如没有设计修改通知单，或有设计修改通知单而无编号，或修改图无目录（不知修改图到底有多少张），或者没有修改原因，或者没有各专业（包括设总）会签、没有原设计人签字，或者盖“技术专用章”或“技术处”公章，或未盖注册结构工程师章，或用白纸复印，等等。

4、修改图的日期不应同第一版

十三、计算书归档：

1、

内容：所有受力构件均应有计算书（包括荷载计算、电算书）。

2、应装订成册并写明册数、应编页码（并有总页数）、应有封面（写明工程及子项名称、各岗位人员签字，不应用电脑打印名字）。

3、计算书归档后，应严格管理制度，未经批准，不得擅自修改。

十四、正确对待施工图审查：

1、

由于各种原因，现设计质量普遍不高，设计单位各岗位人员应在结构方案、体系、构造、计算等方面多下工夫，并切实加强审校，不应把审校工作主要寄希望于施工图审查机构。

2、

施工图审查的方法各地不同。如上海要求所有问题在原图上修改后重审，其审查意见是写：什么什么问题通过审查得到了更正，这样是最好的；大部分地区除重大问题要复审外，一般问题（包括配筋远小于计算等）只写出意见而不管是否更改，也没有监督更改的机构；有些审查人员水平较低，审不出问题，在小地方甚至有审查人就是设计人或跨专业审查（如注册建筑师审查结构施工图），中南某市结构专业不审查计算书，有少数审查机构为多揽任务而放宽标准，笔者就曾见到1个工程结构专业的审查意见只有4个字：“符合要求”，但笔者在设计、审查质量检查时发现该工程结构专业的设计不妥有8处之多，这样的施工图审查就值得商榷了。

3、