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 ]

万层大厦

2009年12月09日 14:33:29

42楼

柱子钢筋应该归并放大，梁跨中可以放大，支座没有特殊原因最好不要放大:handshake

hanchenghao006

2009年12月10日 14:08:05

43楼

设计中倾向了研究，上述观点很有道理

ganqiuderen

2009年12月10日 17:33:35

44楼

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？

zaishui_zl

2009年12月11日 15:34:05

45楼

确实哦，这样看来还真的是呀。强强

nengneng16

2009年12月14日 08:57:22

46楼

楼主比较适合做研究工作，建议出版专著，可以推动现行设计方法的进一步发展

lcom

2009年12月14日 22:29:34

47楼

提示三细说：
重复一下提示三：
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。

直接的说，现行设计中，荷载效应组合基本存在两个问题：
1. 以一维受力（梁）构件的荷载效应组合方法，去解决多维受力（柱）构件的荷载效应组合。
受力维数的确定，以空间框架为例，当梁按单向受弯计算时为一维受力构件，当梁按双向受弯计算时为二维受力构件，斜拉桥主梁为压弯二维受力构件，轴心受压柱为一维受力构件，偏心受压柱为二维受力构件或为三维受力构件。
多维受力即《工程结构可靠性设计统一标准》 GB 50153-2008 中的向量，如该规范8.8.2中Sd—作用组合的效应（如轴力、弯矩或表示几个轴力、弯矩的向量）设计值。

2. 用仅适用于荷载与荷载效应为线性情况的组合方法，去解决荷载与荷载效应为为非线性情况的荷载效应组合。
《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB 50068-2001 7 极限状态设计表达式一节及《建筑结构荷载规范》 GB 50009-2001 3.2 荷载组合一节均多处表示各种组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性情况，但混凝土结构柱的荷载效应组合确是荷载与荷载效应为为非线性情况的。

由于以上两个问题的存在，会使一些荷载效应组合工况落在极限状态方程失效区一边，最终使结构设计可靠度不能满足规范要求。