概念设计非常重要，用钢量大了结构反而不安全的实例及分析

今年参加上海市的注册结构师继续教育培训，课堂上老师反复强调概念设计、延性设计的重要性。并对现在部分设计人员（包括审图公司）过分依赖程序，对规范的理解机械刻板、不求甚解的态度表示担忧。

为什么要重视概念设计呢？因为现有的各种计算理论、计算假定、计算模型、计算方法还不够完善，都是近似的。程序不是万能的，程序是有使用条件和适用范围的，程序也会有缺陷（特别是PKPM），程序计算出来的结果不一定完全准确，不一定都与事实相符，程序计算通过了并非就可以高枕无忧了。对程序计算结果，设计师应根据力学概念和工程经验进行判断，确认合理有效后再实施。不掌握概念设计的精髓，不理解规范的意图，不知道从宏观上控制结构安全，那么很可能出现设计出来的结构在6度时计算可以通过，烈度一增大到7度，结构马上就倒塌了，那是不行的。因为实际地震发生时，它的烈度是不确定的，很有可能大于设防烈度，如果你只能满足设防烈度的要求，说明你的设计不是好的设计。真正好的设计，应该是在设防烈度（弹性）下不坏，大于设防烈度（进入弹塑性)情况下也能最大程度的减小震害。

为什么要重视延性设计呢？因为延性设计是概念设计的一部分，是保证结构在超过设防烈度的地震作用下仍旧有良好的变形能力，通过耗能，减小地震作用的破坏，最大程度的保护生命财产安全。延性设计的目的是控制破坏形态，规范中有很多属于概念设计的延性措施，如强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件。拿强柱弱梁来说，其目的就是让梁先坏来保证柱不坏以防止结构发生整体垮塌。如果设计者不理解规范的意图，通过盲目加大材料用量来解决安全问题，以为结构更安全了，实际上起了反作用，使结构变的更不安全了。

下面以强柱弱梁为例，说明现在设计中普遍容易犯的错误。

"强柱弱梁"的实现一定要保证柱的实际抗弯能力大于梁的实际抗弯能力，实际抗弯能力应用实际配筋计算。这里特别强调“实际”两字，因为现实设计中设计人员往往喜欢放大梁端配筋，实配钢筋远远大于计算配筋，设计师认为这样更安全，实际情况恰恰相反。由于梁配筋增加幅度远大于柱配筋增大幅度，使得梁的实际抗弯能力大大高于柱的抗弯能力，这样在中震情况下，首先是柱而不是梁出现塑性铰，造成结构垮塌。在汶川地震震害调查时，因“强梁弱柱”而引起结构破坏的情况比比皆是，这充分说明目前设计人员对于规范的理解不够透彻，对延性设计的概念不够清晰，盲目放大配筋，造成了严重的后果。这都是血的教训！

也许有人会说，梁端配筋放大是为了满足梁抗裂要求造成的，这又是一种不求甚解、不负责任、偷懒和片面的观点。我们知道，SATWE 计算配筋和裂缝时都是按单筋矩形梁计算的，而工程中实际的梁基本上都是有翼缘的，受压区也是有配筋的。如果计算裂缝时考虑受拉区楼板参与工作并考虑受压区配筋的贡献，那么绝大多数情况下梁按强度计算结果所配钢筋是满足0.3mm的抗裂要求的。还有一个事实大家容易忽略，那就是梁的配筋是按弯矩包络图中的最大值计算的，在计算梁的裂缝时应选用正常使用情况下的竖向荷载计算，不能用极限工况下的弯矩计算裂缝，而按正常使用工况计算的梁裂缝都是很小的。真的发生地震了，梁端出现裂缝对“强柱弱梁”是有利的，根本没有必要用PKPM控制裂缝。况且satwe的计算结果本身有很大富裕量。所以，梁配筋只要满足计算结果就行了，不好选筋时，配筋适当降低一点也是可以的，但千万不要随意放大，放大幅度最大不要超过10%，否则强柱弱梁就无法实现了。

有人会说，裂缝计算通不过，审图公司不同意怎么办？培训老师的建议是，送审时根本就不要送裂缝计算书，实在要送时，就挑选几个重点断面提供手算计算书，手算时可以考虑楼板和受压区钢筋的贡献，这样配筋和裂缝都可以满足规范要求，审图公司就不会有意见了。
补充一条：重要构件和预应力构件建议依据规范原理手工复核一下裂缝。本文不是反对计算裂缝，而是主张不要用pkpm计算裂缝。如果设计师不放心，一定要放大支座负筋，建议柱的钢筋同步放大，否则强柱弱梁很难实现，就会顾此失彼，得不偿失。

超配筋都是人为原因造成的，后果很严重，须引起设计人员足够重视。
通过深入领会规范精神和编制意图，合理判断和修正计算结果，这些错误都是可以避免的。
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[ 本帖最后由 alaska 于 2011-5-12 12:29 编辑 ]