做好設計(審查)工作的前提條件有哪些?
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=ql2/24,沒有根據。
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(如梁附加橫向鋼筋的作用及設置[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《地基基礎設計規(guī)范gb 50007—2002》[2]第8.2.2條規(guī)定擴展基礎的最低混凝土強度等級為c20,而《混凝土結構設計規(guī)范gb 50010—2002》[3]第3.4.2條規(guī)定基礎在二a類(二b類、三類)環(huán)境中的最低混凝土強度等級為c25(c30),筆者認為應采用c25(c30)。又如《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規(guī)程jgj 95—2003》[4]第6.1.2條規(guī)定縱向受拉鋼筋錨固長度la的最小值為200mm、第7.3.3條規(guī)定縱向受拉鋼筋搭接長度ll的最小值為250mm,就與混凝土結構設計規(guī)范規(guī)定的250mm、300mm矛盾,但它在表7.3.3注6中又說:“縱向受拉鋼筋搭接接頭的相關要求,尚應符合現行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》gb50010的規(guī)定”,這真是有點滑稽了,那它為什么又要規(guī)定縱向受拉鋼筋搭接長度ll的最小值為250mm呢?筆者認為應執(zhí)行混凝土結構設計規(guī)范的規(guī)定。
規(guī)范對強制性條文定得也有點問題,重要的、影響結構安全的(如多層建筑的構件配筋少于計算值)不是強條(《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程jgj 3—2002》[5]第4.7.1條規(guī)定結構構件承載力應不小于構件承載力設計值,即無地震作用組合時γ0s≤r,有地震作用組合時s≤r/γre,這是強制性條文,因此高層建筑的構件配筋少于計算值,就應該認為是違反強制性條文,但不少人不同意筆者的觀點。原《建筑結構荷載規(guī)范gbj 9—87》[6] 第2.2.2條γ0s≤r是2000年版強制性條文的內容,但2002年版強制性條文將此條取消了),不大重要的是強條,如《地基基礎設計規(guī)范》[2]8.2.7條4款及8.4.13條都規(guī)定當基礎或基礎梁的混凝土強度等級小于柱的混凝土強度等級時應驗算柱在基礎或基礎梁頂面的局部受壓承載力是強制性條文,不驗算就算違反強制性條文?不通(如規(guī)定局部受壓承載力應滿足要求是強制性條文是可以的),而幾乎所有的情況驗算都可以滿足;將“應驗算”作為強制性條文的還有很多,如《地基基礎設計規(guī)范》[2]3.0.2條2款、3款、4款、5款、6款、8.2.7條2款、8.4.9條、8.5.18條、8.5.19條、《建筑地基處理技術規(guī)范jgj 79—2002》[6]3.0.5條、3.0.6條等。又如《地基基礎設計規(guī)范》[2]3.0.4條(強制性條文)規(guī)定:確定基礎底面面積或按單樁承載力確定樁數時,應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的標準組合,如設計時按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合,使基礎底面面積偏大或樁數偏多,就算違反強制性條文?不應該吧!
總工程師、主任工程師、審定人、施工圖審查人員必須熟悉規(guī)范,一個小單位有一個人熟悉規(guī)范,就好辦了。
3、結構方案應是集體智慧的結晶,要討論、集思廣益,然后定案。
4、施工圖設計開始前應由專業(yè)負責人會同審核人、審定人確定設計技術條件或措施。
5、管理制度、崗位責任制:設計人、制圖人、校核人、專業(yè)負責人、審核人、審定人,均應由本專業(yè)人員擔任,注冊工程師簽章宜是專業(yè)負責人,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(筆者審查過的工程,就有結構校核人由建筑專業(yè)人員擔任的,也有所有崗位的簽字為同一人的筆跡,也有大型專業(yè)設計院的總工程師簽建筑、結構、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?);有的設計單位不設置“專業(yè)負責人”崗位,不妥。
6、工作責任心、一絲不茍的工作態(tài)度、精益求精、對自己的簽名(名字)負責。設計人自校最重要。
7、設計經驗非常重要:老中青,傳幫帶;學習、汲取別人、前人的經驗(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計經驗;審定人、審核人、施工圖審查人員如果對規(guī)范不熟悉又缺乏設計經驗,怎么能審查別人的設計?
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)設計。
9、對建筑(土木)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。
1)建筑(土木)工程事故會造成群死群傷、財產損失巨大。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偷工減料外,房屋垮塌可以說都是設計不當造成的。
(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,死傷數十人。
(5)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﹫3000 mm)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1.98m,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十萬平方米(武漢市某區(qū)已強制拆除數萬平方米)。
(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,第二天產權方延吉市美麗得公司董事長崔哲松被警方控制。
(11)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10kn/m2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。
(12)2004年5月24日法國戴高樂機場屋頂垮塌,死4人,據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)范gb 50011—2001》[8]》第3.4.1條(強制性條文)規(guī)定:“建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案”,第3.4.2條講建筑平面、立面和豎向剖面宜規(guī)則,誰來把關?建筑說了算?結構說了算?筆者認為,建筑(特別是高層建筑)設計方案應該由結構專業(yè)定案,但在國內實際上往往無法實施。
國際大師林同炎設計的尼加拉瓜馬那瓜市18層美洲銀行采用對稱布置的剪力墻核心筒結構,在1972年12月23日6.5級地震(9度)中只有8~17層核心筒體的連系梁上有輕微的斜裂縫,其它都完好,而相距很近的15層中央銀行采用雙柱框架(框架梁跨度達12.50m)結構并將兩個電梯井筒偏置在一端,破壞嚴重,修復費用高達房屋造價的80%[9],這充分證明結構概念設計的重要性。
5)施工質量出問題,牽連設計、勘察單位,如2000年上海某工程樓面澆注混凝土時支??缢?3人,施工、設計、勘察單位均被吊銷執(zhí)照。
6)中國規(guī)范安全度遠低于發(fā)達國家。
7)結構專業(yè)需學習、掌握的知識太多。中國有關結構設計及施工驗收的規(guī)范(規(guī)程)多達數百本,既細又不細,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)主管部門設計質量抽查及發(fā)生質量事故時對設計單位及執(zhí)業(yè)人員的處罰:罰款、停業(yè)整頓、吊銷執(zhí)照。
9)火災:消防是由建筑、水、電設計負主要責任,但結構專業(yè)也可能受牽連,衡陽大火垮樓即是明證。
10、正確認識計算機及設計、計算軟件的作用?,F在的設計或計算軟件遠未達智能化,它只是一個設計或計算工具(相當于古老的算盤、計算尺)而已,你輸入的結構體系和結構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。特別是現在年輕的一代設計人員,不少人盲目信賴計算機,而不重視概念設計,是不可能作出合格的結構設計的。