结构设计安全的温馨提示

以下给出的提示多数是辛辛苦苦、认认真真做了设计，到头来还是不能满足规范的安全要求的各种情况。
欢迎设计人员、专业总工、单位法人及施工图审查、政府管理、责任保险、软件开发、规范制定、质量管理、质量（事故）鉴定、法律、房地产等相关部门讨论。
提示依据的规范如下：
《工程结构可靠性设计统一标准》
GB 50153-2008
《建筑结构可靠度设计统一标准》
GB 50068-2001
《建筑结构荷载规范》
GB 50009-2006
《建筑抗震设计规范》
GB 50011-2001（2008年版）
《混凝土结构设计规范》
GB 50010-2002
《钢结构设计规范》
GB 50017-2003
《建筑地基基础设计规范》
GB 50007-2002

提示一：
《工程结构可靠性设计统一标准》 GB 50153-2008 第 4.3.4 条要求：
“对每一种作用组合，工程结构的设计均应采用其最不利的效应设计值进行。”
《工程结构可靠性设计统一标准》 GB 50153-2008 第 4.3.6 条还要求：
“ 结构按极限状态设计应符合下列要求：
g (X1,X2,…,Xn) ≥ 0
当采用结构的作用效应和结构的抗力作为综和基本变量时，结构按极限状态设计应符合下列要求
:
R-S ≥ 0 (4.3.5-2)
式中
R —结构的抗力；
S —结构的作用效应。 ”
这样，结构的作用效应 S 和结构的抗力 R 对于结构设计安全是非常重要的。本文仅讨论结构的作用效应设计值计算不当所造成的结构设计安全缺陷。

提示二：
现行设计中，作用与作用效应是非线性关系时也在使用作用与作用效应按线性关系考虑的相关组合的效应设计值表达式，这样会造成结构设计可靠度不能满足规范要求；如混凝土结构偏心受压构件承载力计算，钢结构压弯构件稳定性计算等。

提示三：
现行设计中，荷载组合时，一般以单项内力极值法（ Nmax 、 Nmin 、 Mmax 、 Mmin…… ）计算最不利荷载（直接作用）组合，以该方法求其最不利荷载组合可找到最不利荷载组合工况的概率很低，一般是找不到最不利荷载组合工况的，也会造成结构设计可靠度不能满足规范要求。如混凝土结构及钢结构柱等复合受力构件承载力计算一般都有该问题，而单项内力的梁构件没有该问题。

提示四：
现行设计中，抗震设计时，《建筑抗震设计规范》要求钢筋混凝土结构调整构件的组合内力设计值，但多数设计没有按规范的公式计算，使结构“强柱弱梁”得不到保证。规范 6.2.2 条要求：“一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于 0.15 者及框支梁与框支柱节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：
∑Mc=ηc∑Mb
……
当反弯点不在柱的层高范围内，柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。”实际设计中，未区分 Mc ，一律将柱端截面组合的弯矩设计值直接乘以上述柱端弯矩增大系数，一般使 ∑Mc偏小，给 “强柱弱梁”打了折扣，汶川地震已有了惨痛的教训。

提示五：
现行桥梁设计影响线动态规划法对于复合受力构件承载力计算只能计算 Nmax 、 Nmin 、 Mmax 、 Mmin…… 等，多数情况计算不出最不利工况。

提示六：
仅梁考虑柱未考虑荷载不利布置，由于对软件了解不透造成的。

提示七：
当前的地震力最不利方向计算，由于提示三的原因，结果也是强梁弱柱。
另外，梁的振型组合结果是安全的，柱的振型组合结果是不安全的。

提示八：
由于提示四的原因，尽管梁建模时考虑部分楼板的刚度及钢筋，实质上又作了一次强梁。因为现行方法 ∑Mc与∑Mb无关。

在我国持续大规模基本建设时期，加之我国强地震区域分布范围又比较广阔，尤其当前是汶川地震震后重建时期，希望上面提示能对广大设计者及相关人员有所帮助。
仅供参考。
待续。
(针对后续内容的位置偶有变更，为方便同行审阅指导，本人将及时把新位置更正如下）
细说提示四详见34F
细说提示三详见48F
回复16# 详见54F
细说提示五详见65F
“工程结构可靠性设计统一标准 GB 50153——2008”有关新条文详见73F
关注各结构软件新规范版是否执行了“GB 50153——2008”新标准详见82F
回复83# 具体非线性问题详见85#
核对时间：2010-09-22

（针对会员提出规范版本应更新问题，版主做了相应调整，其他提示尊重作者愿意，未做修改）
（提示三细说详见68F）
（提示四细说详见43F）
(建议关注81F)
(建议关注并讨论87F、88F 概念设计问题）
(建议关注并讨论90F、91F “严格按照规范要求，是绝对不会出问题的”观点）

[ 本帖最后由 lcom 于 2010-9-22 11:48 编辑 ]

阿土怕瓦落地

2009年12月04日 13:47:28

32楼

现实的情况下工期短，设计费用底，设计人员都变成了电脑绘图员，安全还有人考虑么，静载下楼不坏就行吧！个人觉得规范还要什么宜不宜做，都是强条算了，安全性还高点，让楼主多研究吧，给规范组写封信！

lh117me

2009年12月04日 23:07:48

33楼

楼主对规范研究得很透彻，不错

lcom

2009年12月05日 10:31:17

34楼

感谢版主的关照与鼓励；感谢同行的关注。
笔者所讨论的问题基本是现行设计不能满足相关规范要求的问题，暂不涉及现行规范本身有无这样或那样问题，因当判定设计责任时的依据是现行国家标准。
现在先交流一下八个提示中我个人认为最为重要的问题。
重复一下提示四：
　　"现行设计中，抗震设计时，《建筑抗震设计规范》要求钢筋混凝土结构调整构件的组合内力设计值，但多数设计没有按规范的公式计算，使结构“强柱弱梁”得不到保证。规范6.2.2条要求：“一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：
∑Mc=ηc∑Mb
……
当反弯点不在柱的层高范围内，柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。”实际设计中，未区分Mc，一律将柱端截面组合的弯矩设计值直接乘以上述柱端弯矩增大系数，一般使∑Mc偏小，给“强柱弱梁”打了折扣，汶川地震已有了惨痛的教训。"

规范说得很清楚，要按公式
∑Mc=ηc∑Mb
计算，但是大家仔细阅读一下相关软件技术手册等，或进一步向软件开发单位咨询一下，恐怕多数软件未按规范公式编程，他们的理由是太麻烦。这样就将柱端截面组合的弯矩设计值直接乘以上述柱端弯矩增大系数，一般情况下使设计不能满足规范“强柱弱梁”的要求。汶川地震震害倒塌这么多建筑，几乎未见“强柱弱梁”破坏的，分析原因有很多，这一步计算失误总不能排除在外吧。

这样做危害之二：大家在震害分析中注意到，所以很难见到梁铰机制破坏，是建模计算时，梁的刚度未计入楼板的刚度增强作用是原因之一，比较一致的认识是今后设计中，建模计算时，一定要考虑楼板对梁的刚度增加的作用。但是，现在多数软件柱端组合的弯矩设计值∑Mc的调整与梁端组合的弯矩设计值∑Mb无关，反而进入恶性循环。

敬请大家交流。

凡按规范公式∑Mc=ηc∑Mb编程软件的开发单位或用户，也请迅速通报交流（个人所见有限），以使大家提高结构抗震设计的安全性。

下次拟细说提示三。

001xierunhua

2009年12月06日 19:06:55

35楼

主是在设计中倾向了研究，上述观点很有道理。
但实际中规范里还是有安全储备的，我们在计算中多数情况是无法做得精确计算的，
最不利的取值也是在经验范围之内，也可以说是在已知的知识条件下，
土力学就可以看出，目前还没完善的计算方法，这些还是一两百年前前人的东西，
这也是为什么现在强调概念设计的原因。
但现实的情况下工期短，设计费用底，设计人员都变成了电脑绘图员，
一切都变味了。