做好结构设计，需要警惕的第二个思维陷阱

有 个超高层 项目，我们做结构咨询，某境外公司做方案+初设。 在控制风载作用下的层间位移角时，外企结构负责人认为，连梁刚度折减系数应取为0.5。

他们给出了两点理由：1）这栋楼50年一遇的风载效应明显大于小震作用的地震效应，对应地，连梁开裂程度也大于小震。风载连梁刚度不折减，会过高估计结构刚度；2）如果按中国规范取1.0，连梁的计算配筋太大，极容易超筋。

他们建议：采用弯矩-曲率分析方法复核连梁在不同受力情况下的开裂刚度，目前，按美国性能化设计指南及其他项目经验，可以取为0.5。

美国工程师Mark Sarkisican写了一本书《DESIGNING TALL BUILDINGS：STRUCTURE AS ARCHITECTURE》，其中给出了一栋设计实例（办公楼），设防地震作用下，连梁抗弯刚度折减系数取0.2，剪力墙取0.5；频遇地震作用下，连梁抗弯刚度折减系数取0.3，剪力墙取0.75。

如果遵从“真实性”，我认为他们是对的。超高层办公楼，连梁超筋我们也经常碰到，不止是抗剪超，抗弯也超，设计院普遍采用加强措施，比如采用对角斜筋/暗撑，布置钢片或设置型钢。

为何国内设计院不对“连梁刚度折减系数的真实性”质疑？

看中国规范是怎么规定的。

《高规》（2010版）5.2.1条条文说明，“本次修订进一步明确了仅在计算地震作用效应时可以对连梁刚度进行折减，如对重力荷载、风荷载作用效应计算不宜考虑连梁刚度折减。”

广东省《高规》，5.2.1条，“高层建筑结构计算时，框架-剪力墙结构、剪力墙结构中的连梁刚度可予以折减，抗风控制时，折减系数不宜小于0.8；抗震设计控制时，折减系数不宜小于0.5.”条文说明：“计算地震内力时，抗震墙连梁刚度可折减；计算位移时，连梁刚度可不折减。”

总得来说，计算层间位移角时，中国规范主张不折减，或少折减。

最近接触的十几栋超高层建筑，风载作用下的层间位移角计算，连梁刚度都不折减，这对深圳地区的超限专家来说，习以为常。要知道，深圳地区的超高层，几乎都是风控。

50年一遇的地震或风荷载作用，连梁刚度必然有退化，从逻辑上讲，刚度应该折减，甚至应该较大幅度折减。那广东省乃至全国，层间位移角都算错了吧？

这里面有一个关键问题，层间位移角限值，和承载力验算不同，它本质是一个比较虚的指标，水分较大。 南北两派的结构专家，对规范层间位移角限值争论不休，他们争论的，其实就是水深水浅的问题，而结构安全，尚是水底的石头。

碰到这种虚指标，不可太较真。最简单的逻辑，按照规定的条件，规定的方式，计算出层间位移角，然后和规定限值做比较。前者是公式的左边，后者是公式的右边，清清楚楚。

广东省专家，一直想动公式的右边。

历史上，有一份非常有名的东莞会议纪要（2016年4月27~28日），将风载作用下，最大层间位移角限值放宽至1/400；但前两年，这份会议纪要被废除了。

最近，广东省新版《高规》初稿，将最大层间位移角限值放宽至1/450，目前尚未正式发布。

插句题外话，目前在广东省，按照现行的设计文件，层间位移角放宽是没有设计依据的。凡是试图将最大层间位移角突破至1/400，都需要额外论证。

所以，正常的超限分析，层间位移角限值基本是没有放宽的。但是，风载作用下的层间位移角限值可以放宽，这对广东省超限专家来说，几乎是共识。

在这种条件下，连梁刚度不折减（或折得少），虽然不够真实，但其结果无非是层间位移角算小了，但这又有什么关系呢？因为标准本来就偏严格了。

我甚至怀疑，国标支持层间位移角计算不考虑连梁刚度折减，是否也有这种考量。

说到底，这其实就是一个玩公式的游戏，既然右边动不得，那就动动左边，毕竟，收获是一样的。

我知道，还是有很多认真的工程师，执着于指标计算的真实性，那我们看看，层间位移角计算不真实，会有什么问题？

过去几年，广东省做了大量的1:1超高层模型，按照50年一遇风载加载，试验结果表明，没什么问题，我们甚至没有看到因为层间位移角偏大，出现室内隔墙破坏， 建筑幕墙破坏，电梯井运行故障等问题。

这个试验发生在2018年9月份，风洞试验的主角是台风“山竹”。我在南方沿海城市学习工作了将近15年，这是迄今为止，我看到过的破坏力最大的一次台风。事后，我和一些深圳的结构老专家沟通，他们认为，这次台风至少是50年一遇的级别。

认真的结构工程师，很容易掉进“真实性”陷阱。更何况，很多时候，我们脑子中的“真实”，其实是要打引号的。

你别说，即便是结构设计规范，若要谈及“真实”，同样遍地尴尬。

随着计算机性能的提升，以前很多计算假定，现在其实已经不存在了。在逼近“真实性”这条路上，结构工程师已经可以走得更远了。

之前也是一个超高层，结构指标由风载作用下的层间位移角控制，我们认为，可以用不带地下室的模型去控制，设计院认为，一定要带地下室，因为这样更真实。

差别有多大呢？如果带地下室控制层间位移角，必须要设置加强层，或者，将竖向构件截面增大20%.

这个问题很大。

其实，想想看，过去几年，大家算塔楼总指标的时候，都是用不带地下室模型来确定，然后用计算结果和规范层间位移角限值匹配。

现在，带地下室模型计算太容易了，所以，有人就提出，层间位移角按带地下室模型控制，因为这样更真实，但这无形中改变了规范的匹配关系，相当于控制标准变严格了。

追求真实性，我们不好反对。但我认为，更重要地，应该是关注公式两边，注意规则的适用性。

设计院坚持“真实性”的标准不放松。我提醒他们，按照“真实性”原则，层间位移角不能用单塔来计算，应该按带大底盘、带地下室的整体模型计算，因为单塔模型本来就是虚拟的。

这样的话，你看，层间位移角基本就满足限值了。

如果追求“真实性”，楼面梁板设计，不能分开，应该按弹性板带偏移的模型计算，梁的配筋大幅减小，板计算需要考虑轴力，配筋增加。

如果追求“真实性”，倾覆力矩计算，用轴力法更合理，但如何控制呢？用抗规法的判别标准，是否真实？

如果追求“真实性”，楼面梁用壳元梁计算，是否更真实？我曾看到过，某设计院为提高结构刚度，控制层间位移角限值，将剪力墙结构边梁（框架梁）全部点为壳元梁，他们的理由也是，壳元梁更真实。

.... ...

我可以列举出很多更加真实的操作手段。如果我们执意追求“真实”，过去大量的设计习惯、设计规范都会轰然倒塌。

技术发展，从来不是只关注公式的左边就可以达成，而是需要我们同时关注公式的左右两边，关注到系统和体系，关注到习惯、文化、历史，心理因素等方方面面。

今年8月21日，省高规修编会在广州召开，王亚勇大师也被邀请了过来，王大师讲了《抗规》的编制过程。了解了编制历史，我就深深感受到，规范中的很多参数，都是牵一发而动全身（我们能看到的多数是冰山一角），改规范这件事，比我们想象中要复杂得多。

追求真实性，本身值得鼓励，但规则也同样值得敬畏。结构工程，作为一门应用科学，我们需要谨慎平衡“真实性”与“规则性”之间的关系。

做结构设计，过于“较真”不行，过于“教条”也不行。事实上，我看到不少聪明的工程师，他们不太容易犯这两个错，但却容易走到“自我”的极端。

什么意思？

我发现，我们总是倾向为自己的观点找证据，总是想要证明自己是正确的。一旦我们习惯并接受一个观点，我们会不自觉地捍卫它。

比如，项目早期，我们给出了一个技术判断，这个判断会变成自己的 心锚 ，在项目推进的过程中，我们会不断收集证据，证明当初判断的正确性，并不断强化它。

但是，证明自己正确性的本能，可能蒙蔽自己的双眼，让我们罔顾事实，忽视规则。

还是以层间位移角计算为例。

外企负责人认为，连梁刚度折减系数取0.5更真实。我在他们的报告中看到，他们的中震和大震计算，阻尼比取2.5%，理由是根据美国的研究结论，这样取比较符合实际。

我反问，如果这样的话，那50年一遇的地震和风载位移角计算，阻尼比应该更小，为何还是取4%？

他们说，取4%其实也有问题，按照美标的设计参数，真实的应该取1.5%，但中国规范是4%，现在按4%计算，层间位移角刚好满足预设的限值且略有富裕，如果按1.5%，层间位移角就不满足了。

我恍然大悟，原来他们追求的不是真实性，也不是规则，而是“层间位移角完美接近限值”的观点，也就是为了证明“这个结构体系侧向刚度刚好满足规范”的预判。

哇，一名值得尊敬的结构工程师，一名训练有素、经验丰富的结构负责人，也会在这种问题上掉坑。

你看，如果追求真实性，剪力墙的刚度都应该折减，还记得我引用的Mark Sarkisican书上的例子吗？如若如此，层间位移角必然不满足之前预设的限值。

但这有问题吗？

如果用美国的设计参数，那应该用美国的限值去检验，比如用顶点位移来判断，结论应该也是没问题的。

如果要套中国的限值，就用中国的参数去计算，这也是没问题的。

这是两个相对独立的系统，过去，基于这两个系统，都建立了很多超高层建筑，这两个系统都是经历过实践检验的。

为了证明自己的正确性，我们忽视了基本的逻辑，我们摘取对自己有利的事实，选择对自己有利的规则。这事发生在结构设计领域，难道不可怕吗？

通过剪辑事实，混淆规则，从而证明自己观点的正确性。这是我认为的，我们需要警惕的第二个思维陷阱。

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JIE 构生活 ，是以一名结构工程师的视角，分享他在结构设计、咨询，学习以及生活等方面的见闻及思考。旨在吸引更多志同道合的 朋友 共同进步。 扫码关注 ，欢迎转发！