三、抗震与非抗震剪力墙暗梁钢筋构造 274 四、抗震与非抗震剪力墙框支梁钢筋构造 278 第七节剪力墙洞口与壁钢筋构造 279 一、抗震与非抗震剪力墙身洞口钢筋构造 279 二、抗震与非抗震剪力墙连梁洞口钢筋构造 *.282 三、抗震与非抗震剪力墙身壁与墙身局部加厚钢筋构造 282 五章梁平法施工图设计与施工规则 285 第一节梁平法施工图设计规则. ..285 一、关于梁平面布置图 ..285 二、梁编号规定 :286 三、梁平面注写方式 287 四、梁截面注写方式· 294 五、平法设计与施工的其他规定 294 第二节设计注意事项· 301 一，应用平法设计时的注意事项 301 二、关于梁几何尺寸方面的注意事项· 303 三、关于梁配筋方面的注意事项 303 第三节梁钢筋构造分类 一、梁钢筋构造的主系统 305 二、梁钢筋构造分类表 306 第四节梁本体钢筋构造 "，307 一、抗震框架梁上部与下部纵筋和箍筋构造 308 二、非抗震框架梁上部与下部纵筋和箍筋构造 312 三、框架梁下部纵筋不伸人柱支座构造 ：314 四、非框架梁上部与下部纵筋和箍筋构造· ..314 五、非框架梁下部纵筋不伸人梁支座构造 316 六、井字梁上部与下部纵筋和箍筋构造· ..317 七、悬挑梁（悬挑端）上部与下部纵筋和箍筋构造· ..318 八、各类梁侧面纵筋（构造筋或受扭筋）及拉筋构造 : 319 第五节梁柱（梁墙）节点钢筋构造 ...321 、双向框架梁纵筋柱内交叉构造 …321 二、框架梁柱侧面相平纵筋交叉构造·.· .323 三、楼层和屋面框架梁纵筋端节点构造 324 四、楼层和屋面框架梁纵筋中间节点构造 五、框架梁根部加腋构造 334 六、楼层框架梁悬挑端与框架柱节点构造 335

七、单纯芯挑梁与框架柱节点构造 第六节梁与梁交叉节点钢筋构造· 336 一、次梁端支座纵筋锚人主梁构造·· 337 二、次梁中间支座纵筋贯通和锚人主梁构造 . ：338 三、附加箍筋与吊筋构造 340 四、井字梁本体交叉钢筋构造 341 五、悬挑梁（悬挑端）支承边梁箍筋构造 ·342 六、框架梁侧腋构造 ：342 七、梁支座跨界构造修正 343

施工安全资料第一节我国建筑结构设计与施工存在的普遍性问题

一、建筑结构领域五个板块概况

为基础，由结构专家广泛参与，对工程实例进行归纳、总结、编著、创作形成的结构工程 技术类著作，其功能为结构专业工程技术人员在具体工程项目的实施中提供参考。 结构工程板块： 该板块是结构领域中最大的实践板块，包括具体工程项目的设计、施工、监理、造 价、峻工验收、交付使用、维修保养等实质内容。上面所述结构科学理论与技术概念板 块、结构规范与规程板块、结构技术规则板块、结构技术措施板块，是多层次支承结构工 程板块的可靠基础。国家各级注册结构工程师、建造师、造价师和相关结构专业技术人 员，是该板块运作的主要技术群体

程板块的可靠基础。国家各级注册结构工程师、建造师、造价师和相关结构专业技术人 员，是该板块运作的主要技术群体。 （一）关于结构科学理论与技术概念板块 结构科学理论与技术概念板块，包括结构科学研究与技术研究两方面形成的研究成 果。该板块应当是其他所有板块的基础，就是说结构规范与规程、结构技术规则、结构技 术措施和结构工程板块，都应以结构科学理论与技术概念板块为基础。 结构科学研究属于应用理论的研究范畴，结构技术研究属于实用概念的研究范畴。应 着重指出的是，科学与技术的属性不同，其研究方法和研究成果的属性亦截然不同。结构 科学研究的主要目标，是发现结构的物质属性和运动规律，然后对其做出理论解释，形成 应用理论，从哲学视角来看是解决科学认识结构的认识论问题。结构技术研究的主要目 标，是研究技术如何完成对科学理论的承载，形成结构实用概念，从哲学视角来看是解决 科学理论不是真理，是人类认识客观世界过程中的阶段性成果。由于人们在认识事物 和使用语言描述所认识事物时永远存在的局限性，导致所形成的理论、概念均包含谬误。 我们平时所讲的科学理论的正确性，系指在当前时间和有限的空间内近似为真，随着时间 的推移和空间的扩展，新的理论和概念将不断修正其谬误升科学进步是一个认识上的正确 程度不断提高的过程，且这样的过程永无完结。因此，科学理论为追求真理过程的阶段性 成果，但其本身并非真理，需要不断修正。 技术概念在其正确程度的高低上并非突出问题。技术概念的形成，要求尽可能准确承 载现有科学理论，但其中包含的谬误实际源于所承载的科学理论中的谬误。技术概念与科 学理论的不同之处在于二者研究的主要目标不同。技术概念的目标为不断增强技术的功能 性、适用性和易用性。技术进步的实质，就是功能性、适用性和易用性不断提高的过程， 且这样的过程永无完结。 在此应指出，技术并非一定要“产生于科学之后”。许多有效的技术之所以有效，应 是顺应了客观规律；但在技术发明出来的当时，人们却并不一定清楚其所承载的科学原 理，这就是很有研究价值的“难言技术”问题。难言技术问题，在现行结构技术概念， 技术规则和技术措施中并不少见，在现代社会的诸多领域中，相当多行之有效的技术至今

（一）关于结构科学理论与技术概念板块

0中国古代的指南针、火药等重大技术发明，有效且实用，但在发明后的很长时期内并不知晓其科学原理。

仍然难以讲清楚科学道理的例子不胜枚举。 由于建筑结构不是自然界里的客观存在，纯粹是人为创造的事物，因此，结构科学属 于应用科学而非基础科学，即结构理论研究的主要内容是应用理论，而应用理论实际上是 结构科学与结构技术的交叉，与结构技术概念并无实质区别。结构科学理论其实就是结构 技术概念中的上游概念，也就是说，由于建筑结构的基本属性是人类改造客观世界而不是 发现客观世界，因此，结构科学研究与结构技术研究并无实质区别，不是两条线。 由于科学理论主要是发现世界和解释世界，因此，科学理论并不具备实践的功能。科 学理论需要通过技术方法才能用于实践，方法是连通理论与实践的桥梁。如果仅有结构理 论而无结构方法，现代结构的创造则无从谈起。由此可见，对结构方法进行深人研究非常 重要。 如果混淆了上述概念，或对上述概念处于亚清晰状态，将导致结构理论的研究严重脱 离实际。结构方法属于结构技术的范畴，结构技术的研究离不开结构试验，那种从概念出 发综合各种概念从而形成的所谓新概念，是一种“概念游戏”，其“成果”往往是原有概 念中所含谬误的叠加或复合，对结构科学与技术的发展并无实际意义。我国结构科学教育 界每年产生的成千上万篇研究论文，多数形成于对现有理论和概念的重新排列组合，研究 重心并没有放在创新思路与结构试验上面。这种错把方法当理论，错把技术当科学的研究 成果，对实实在在的结构工程不太可能产生正面影响。 概念的形成标志着感性认识的结束和理性认识的开始，结构概念就是结构理性认识的 表现形式和内容。但任何概念都不可能完美地表述客观现象，人们对客观事物的理性认 识总带有谬误。因此，所有技术概念也都包含谬误。但客观事物和客观反应不会存在谬 误。结构试验是强迫试验模型做出的客观自然反应，这种反应不应存在谬误，仅存在测量 误差，谬误与误差的定义不同。因此，结构技术研究必须基于结构试验，才能使研究结果 符合客观规律。否则，研究结果必然脱离实际。 综上所述，我国目前的状况是结构科学理论与结构技术概念板块仍然薄弱，现行的混 凝土结构理论至今尚未完成从“构件理论”向“结构理论”的整体进化。例如，在我国高 校教材关于“混凝土结构设计基本原理”的概念群中，占绝对比重的是“构件”的设计方 法而非“结构”设计基本原理，带有非常明显的一个世纪前的机械论特征。总之，我国 的结构科学理论与结构技术概念板块，在现阶段尚不能对结构规范与规程、结构技术规 则、结构技术措施和结构工程板块实现强力支承，且已不合理地让位于本来不应居于技术 前沿的规范与规程板块。 （二）关于结构规范与规程板块 结构规范与规程板块，属王国家为保证建筑结构达到给定水准的安全性、活用性和耐

从哲学角度看，对客观世界的认识不可能存在完美，因为完美意味着终结。而人类对客观世界的认识、再 过程永无终结。 应注意，高校教材中包含构件的设计方法，有“方法”但缺少反映其普遍性规律的“方法论”

久性，并适当考虑经济性而制定的技术法规。结构规范与规程应当以结构科学理论和结构 技术概念为基础。大量的结构科学理论与技术概念，经过一定时期的研讨、沉淀，以及在 特定范围内经过实践检验，当证明比较可靠，并在结构学术界取得共识，相对成熟后，便 由国家集合提炼为结构规范与规程，以作为结构工程的技术法规。其中规范的等级高于规 程，规范是较高的技术纲领可通用于某行业，规程则属次一级的技术纲领适用于某行业的 特定结构类型。 自从1979年中国启动改革开放以来，在特殊历史条件下，我国的结构规范主要走了 追踪、弓引进国外规范，进行适当消化再结合结构技术措施，形成我国新规范系列的路子 由手应当作为结构规范与规程板块基础的结构科学理论与技术概念板块末相应地走追踪 进国外先进科学理论与技术概念的路子，使我国的结构科学理论与结构技术概念板块与 发达国家相比，整体上相对薄弱的状况并未得到根本改变。我国相对薄弱的结构科学理论 与结构技术概念板块无力支承新系列规范规程板块，使板块的自然顺序出现了明显错位， 本来结构科学理论与结构技术概念板块应当属于基础科学依据且应位于结构科学的前沿位 置，结果结构规范与规程板块却位于我国结构技术领域的最前沿，出现了板块错位。 于是，随之出现了我国特殊历史阶段中非常典型的特殊现象：大量占压倒比重的技术 著作都在讲如何学习应用规范，大量学术会议和技术培训都在讨论、贯彻规范（俗称“贯 标”）；国家一级注册结构工程师、建造师、监理师、造价师等考试几乎都在考规范中的条 文规定；全国范围的结构工程设计与施工人员每天都在争论谁对规范理解的更正确；大量 结构理论与方法都在佐证规范；国家顶级的结构专家、学者集合在一起用相当多的时间讨 论、编写、修订、审核规范和答复全国客地结构技术人员的疑问；连大学教科书的内容 也随着规范部分内容的修订而改写，再版后竞然标明本教材与新规范保持一致。全国的 结构领域似乎一切向规范看齐，一切与规范保持一致，甚至一些“左手端茶杯正确还是右 手端茶杯正确”不属于同题的向题也以规范用那只手端广茶杯为准，规范已不折不扣地位 居所有结构板块运作的核心。 这些现象错了吗？由于有其客观存在的特殊历史条件故似乎没有错。结构规范与规程 板块位于最前沿，是我国为了加速建设科技进步以适应基本建设大规模高速发展的需要在 特殊时间和空间人为采取的特殊国策。将结构规范与规程置于所有板块的前沿，必然出现 上述板块错位现象。我们在正视这一客观现象的同时，应当清醒地意识到当前的板块错位 是一个过程，预计二、三十年后应当发生改变，回归自然进程。问题在于如何把握在这个 持殊历史过程中的深层次脉络，如何处理由此产生的矛盾，才能使结构专业的发展少走弯 路和顺应客观规律。 令人遗憾的是，从1986年我国首次推出极限状态理论架构的规范体系，至本书第二 版出版的2018年，已经过去了30年，本书指出的不合理状况却并未得到改变，非但未得

竟然形成了独具中国特色却并无实际科技进步意义的“贯标”活动。 ?此为令技术先进国家同行无法理解的非常奇怪的现象。

到改变，反而在2010年之后修订的《混凝土结构设计规范》不知以何为依据，竟然将与 中国规范和美国规范所依据“极限状态设计原则”有明显不同的欧洲规范所依据的“容许 应力设计原则”的某些构造规定掺入其中。。 恩格斯讲，“科学史就是把比较荒诞的谬论更换为新的，但始终是比较不荒诞的历 史”。恩格斯揭示了科学理论和技术概念都包含谬误的客观实质。在结构科学理论与结 构技术概念板块，人们可以提出各种不同的甚至荒谬的理论、概念在其所属领域充分讨 论、争辩，（在现阶段）只有正确程度比较高的理论才能在一定时期内经得住实践的检 验，获得结构科技界的认同。当结构科技界对某种理论和方法取得共识，并在一段时期内 经过实践检验后，才被编入结构规范与规程之中，这属于正常的良性循环。编入结构规范 与规程中的内容，由于在时间和空间上已经通过在结构科学理论与技术概念板块中的洗 练，因此具有相对稳定性。 随着时间的推移，曾经是正确的理论都将被证明包含谬误，因为在时间面前，任何理 论概念都是脆弱的，都经不住时间的考验而必须进行更新。在位于前沿的结构科学与技术 研究中，允许提出带有谬误的理论与概念，甚至允许出现谬论。新的理论和概念经过一定 时间的沉淀后，谬误自然能够显现并被修正，论自然会被抛弃，然后，将比较成熟的其 正确程度较高的理论与概念收编入规范规程。只有如此，规范规程在一定时期内才能够具 有相对稳定性。 问题是若把结构规范与规程板块推到所有板块的前沿，由于缺少科学理论板块的支 承，在并不长的时期内发现规范规程中存在题的概率自然就高了起来，对规范规程包含 的明显谬误的修订也必然变得频繁。我国从1986年逐渐推出新的结构规范与规程系列以 来，对规范规程作修订，就是板块错位带来的必然现象。该现象的存在虽未违反客观规 律，但在结构科学技术的发展过程中明显增加了“折腾”的代价。 由于历史沿革，在我国受几十年指令性计划经济的影响，结构规范与规程几乎成为结 构技术入员的尚方宝剑，导致所有结构技术概念统统以规范规程为准，一切围绕着规范规 程转。长期以来，规范规程在我国结构技术人员的思想中已具有恒定的法规地位，使规范 规程在稳定结构设计与施工质量方面起到了一定正面作用。但不可忽视的负面作用是，结 构技术人员通常发现不了其中存在的谬误，即便发现了，受传统观念的束缚也难以与其相 左，无力纠正其谬。从科学观念出发，结构科学理论与技术概念的研究显然不应以规范规 程为准，否则，将对结构科学技术的创新带来严重的负面效应。

结构技术规则是本书着重提出的新概念。

0规范有自身的基本设计原则，依据不同基本设计原则的不同规范系列中的规定不宜混编杂交。 ?恩格斯《致康.施密特（1890年10月27日）》“全集”第37页。 ③从哲学视角看，任何人为形成的概念均不可能经受住长时间的检验。随着时间的推移，不符合自然法则的 误必然会暴露出来。

提出结构技术规则概念的出发点，是我国的结构规范与规程并不适合承担结构技术规 则的功能，而我国结构工程板块非常需要技术规则。 技术规则与规范规程的功能有区别。在某种意义上，规范规程是“纲”，技术规则是 “目”；规范规程类似于“法”，技术规则类似于法的“实施细则”；规范规程通常规定至 “范围”，技术规则需要明确至“点和线”；规范规程对结构工程具有技术约束作用，技术 规则对结构工程具有技术指导作用。应着重指出，结构技术规则在我国现阶段尚未真正形 成独立的板块。 结构规范与规程的表达方式，是条文规定和计算、验算公式以及构造的一般要求。具 体到结构细节部分，尤其是包罗万象的各类结构的细部构造，若用文字条文方式表达会非 常困难；若勉强表达，将使结构规范与规程变得厚重，且难以表达完整。在这种情况下， 通用化、图形化的技术规则便显出很高的功能性、适用性和易用性。 规范规程中的条文规定，通常是规定某一范围内的技术要求，而在每个范围内往往会 有许多种不同情况。针对这些不同情况的详细要求，并不适合规范规程这类技术纲领性的 文件加以表述，而结构技术规则却非常适合承担这种功能。 结构技术规则在具有一定技术指导作用的同时，能够非常有效地解决结构工程中非常 具体的细节问题。平法C101系列通用设计和G101系列建筑标准设计0，包括了各种技术 规则和图形化的细则，该系列通用设计和标准设计在全国范围的普遍应用，充分证明构建 结构技术规则板块是结构工程界的客观需要，

【四】关于结构技术措施板块

结构技术措施板块在我国比较完善。大量的以实际工程为例，通常载有生动、具体的 工程实例的工程技术类著作，在解决具体工程技术问题上起到非常好的作用。结构技术措 施板块直接指导结构工程板块的合理运作，在很大程度上弥补了我国结构科学理论与结构 技术概念板块、结构规范与规程板块和结构技术规则板块的不足。 结构技术措施板块的合理性在于其直接源于工程实践。工程实践是客观事物的直接反 快，相当于规模化“真题真做”的最大范围的技术实验。真实结构的客观反映，直接检验 了结构科学理论与结构技术概念的正确程度，检验了技术措施的功能性、适用性和易用 生。这种多重检验，为我国结构科学与结构技术研究提供了真实可靠的“试验”依据。半 个多世纪以来，结构技术措施板块在我国工程界已发挥巨大作用，但令人遗憾的是，结构 技术措施方面的鲜活知识却一直被排除在我国高等教育的教学内容之外。由于我国高等教 育与工程实践的联系远谈不上密切，若即若离似有似无，结构技术措施板块这一极为重要 的宏观结构科学资讯，整体来看却基本位于高校研究人员视距中的盲区。 （五）关于结构工程板块 我国值1979年启动改革开放以来，结构工程板块经历了豆天的体制变革，其突出特

二、结构设计的一般过程及存在的问题

结构设计在设计阶段的主要工作内容可分为三大部分：1.结构方案设计；2.结构 计算分析；3.结构施工图设计。 （一）关于结构方案设计 结构方案设计是结构设计工程师最富创造性的工作。通过方案设计，初步实现了结构 从无到有。在改造世界的创造性劳动中，建筑设计师与结构设计工程师是一对紧密合作 的搭档，他们创造性劳动的成果，就是在地球上赢立起一座座供人类居住、工作和休闲， 贮存、安置物产和设备的在自然界原本不存在的建筑。 结构方案设计与建筑方案设计是各自专业创造的开端，但创造的性质有所不同。建筑 方案属于原始创作，第一次构想出自然界里原来不存在的这座房屋的虚拟形态；结构方案 则属在建筑原创基础上的再创造，使这件构想中的新生事物具备了存在的可能。除某些结 构功能占绝对比重的构筑物外，房屋建筑的结构创作通常不独立于建筑创作。 建筑与结构两个专业在其创造性质上的区别，决定了建筑师的“龙头”主导地位，同 时在某种程度上限制了结构工程师的创造空间。但是，楼房的设计图纸属于虚拟阶段，建 筑设计若无结构设计和施工的配合，楼房绝无可能建造出来，这正是结构设计专业的必要 性所在。此外，受当代结构技术的限制，建筑师的创作空间也会同样受到结构技术的约 束。在这方面，可反映出人类在改造客观世界的过程中相互依存、共同进步的客观规律。 创新的开端通常最为困难。结构方案设计属于结构工程师的最高级劳动，优秀的结构

解构原理是平法的基础理论。解构原理将与现行结构原理共同构成结构的双向理论。 结构方案设计的主要内容是设计结构体系，包括所采用的结构类型，各构件的几何尺寸和采用建筑材料的 级，等等。 科学家的主要任务是发现世界，工程师的主要任务是改造世界，建筑设计师与结构设计工程师均属工程师

第一章平法基本原理—解构原理

方案既可以保证结构的可靠度，文能使结构受力合理，同时能够满足建筑功能、建筑空 间与造型等要求。 在我国，建筑设计院设置结构总工程师职务的制度已实施了半个多世纪，结构总工程 师的主要技术职能之一，就是指导和优化结构方案。结构方案的水平，很大程度上反映建 筑设计院结构专业的技术水平或结构总工程师的技术水平。近几年来，伴随我国结构工程 师执业注册制度的完善，设计公司内执业注册结构工程师的方案能力，在相当程度上可反 映公司的总体结构技术水平。 结构方案设计是否合理至关重要。从某种意义上讲，结构工程基本属于隐蔽工程，结 构施工完成后，总是要进行覆盖内外全部表面的建筑装饰。建筑装饰在给结构穿上外衣的 司时，也屏蔽了结构局部的优点和缺点。当结构设计基本满足建筑师所希望的空间要求， 且仅承受重力荷载时，结构设计的优劣在短时期内通常并不明显。但是，当经受非重力荷 载如温差、飓风、地震等作用时，或当经历一段较长时间后，结构设计的优劣将会突出显 现。高水平的结构设计工程师十分清楚，结构方案的合理与否，将决定整个结构设计的优 劣。优秀的结构方案将使结构设计的后续过程“一顺百顺”，将赋予结构一个健美的体魄 和灵魂，因为优秀的方案将为整个结构提供优秀的“基因”；而低水平的结构方案通常会 使结构设计的后续过程“磕磕嗑碰碰”，往往“先天不足，后天难补”。 对于如此重要的结构方案设计，结构设计工程师应花费足够的时间和精力密思考， 反复勘酌。在结构方案设计上所花费的时间应当在总的设计周期内占相当比重，才可与结 构方案自身的技术价值相称。遗憾的是，在我国普遍采用传统施工图设计方法时期（约 2000年以前），根据著者在1993年所做的不完全统计，用于结构方案设计的时间却仅占 全部设计周期的2%左右。由于传统设计方法极其繁琐，施工图设计阶段通常约占总设计 周期的80%，结构设计工程师为了赶工期，不得不将大部分时间用于绘图。这种因繁 的传统设计方法导致工作价值与所用时间不成比例的不合理状况，直到结构设计工程师普 遍采用平法后，才得到了根本改变。 （二）关于结构计算分析 结构方案设计完成后，结构设计进入计算分析阶段。 结构计算分析是结构工程师的重要工作，需要严谨的工作素质、扎实的理论基础和丰 富的设计经验，但其创新含量应低于结构方案设计。结构计算分析是在结构方案设计的基 础上，先尽量准确地简化荷载，并将简化后的荷载尽可能准确的作用到结构的相应部位， 继而采用适合本结构体系的力学计算方法求解结构内力，然后对内力组合的控制截面进行 构件的强度计算，以及必要时进行构件的刚度验算，经过这些主要步骤之后，所获得的计

结构方案设计完成后，结构设计进人计算分析阶段。 结构计算分析是结构工程师的重要工作，需要严谨的工作素质、扎实的理论基础和丰 富的设计经验，但其创新含量应低于结构方案设计。结构计算分析是在结构方案设计的基 础上，先尽量准确地简化荷载，并将简化后的荷载尽可能准确的作用到结构的相应部位， 继而采用适合本结构体系的力学计算方法求解结构内力，然后对内力组合的控制截面进行 构件的强度计算，以及必要时进行构件的刚度验算，经过这些主要步骤之后，所获得的计 算与验算结果将作为设计结构施工图的依据。 应该清楚的是，在直实的建筑结构计算分析中不存在精确解，只存在控制解。建筑工

0结构设计的技术日的，是满足结构的可靠度：结构可靠度是结构可靠性的近似概率度量；结构可靠性是 全性、适用性、耐久性的总称。

第一节我国建筑结构设计与施工存在的普遍性

程结构的计算分析有二个必须采取的主要步骤： 1，统计荷载，其体方法是将荷载以比较接近实际情况的方式予以简化（对钢混凝 土结构，其简化后的荷载作用类型不可能完全符合实际情况，但荷载量应尽量统计准确）， 然后作用到结构的各入相应部位： 2.采用比较适合所选用结构体系的计算方法，进行力学计算并求出组合内力； 3.选定各构件的内力控制截面，应用现行结构设计规范与混凝土结构设计原理中的 计算公式，进行强度计算和刚度验算。 对于钢筋混凝土结构，以上三个主要步骤的任何一个步骤所得出的结果，均不同程度 地存在误差，且均不属于精确结果，事实上永远不可能做到精确，我们只能尽可能将误差 控制在能够接受的范围。 当结构体系确定之后，结构设计工程师最关心的是如何获得既定结构体系中各部位的 真实内力。通常的概念是，只要能得到真实内力，将真实内力作为已知条件，根据现行结 构设计规范与混凝土结构设计原理中的计算公式进行构件的强度计算和刚度验算，使构件 抗力R大于构件控制截面的荷载作用效应S，那么，结构就可以满足可靠度要求了。应当 保持清醒的是，这种概念所能达到的目标，只可能做到尽量接近真实状况，但永远无法获 悉真实状况。 当我们实施结构计算分析的第1步骤一一进行荷载统计时，必须对荷载做简化处理， 否则无法利用现有计算手段求解内力，而只要进行简化就会伴生误差。例如，框架结构的 填充墙是简化为均布荷载作用到框架梁上的，实际上填充墙自身就有很好的交互性和拱效 应，且通常与框架柱有很好的拉结。将填充墙简化为作用到框架梁上的均布荷载与实际情 况有很大出人。还有，我们假定的可变荷载是一平均值，实际使用时不可能做到平均，而 在统计荷载时只能按平均值统计并施加于结构，与实际情况也存在较大误差，等等。 当我们实施结构计算分析的第2步骤一一进行内力计算时，选用不同的计算方法将会 得出差别明显的计算结果。由于各种计算方法的计算前提不同，结果甚至可能相差很大。 例如，我们计算钢筋混凝土结构通常采用开口薄壁杆系理论或有限元理论两种计算方法， 同样一个结构分别采这两种计算方法后得到的计算结果往往差别较大。人们通常的概念是 有限元计算理论比较精确，但常常忽略了有限元方法最适合计算的是由均质连续体材料构 成的钢结构。划分均质连续体材料计算单元与计算单元之间的边界条件的假设，能够做到 比较接近实际情况；而钢筋混凝土材料完全非均质，特别是受弯构件在正常工作状态下会 带裂缝工作，比较准确地假设单元与单元之间的边界条件非常困难，几乎不可能。因此 有限元方法比较适合钢结构的内力与变形计算。若简单地把有限元方法用来计算既非均质 体亦非连续体的钢筋混凝土结构，计算时单元与单元之间的边界条件非常复杂，采用有限 元计算方法得到的构件内力与变形误差，不一定低于采用开口薄壁杆件理论计算方法。 当我们实施结构计算分析的第3步骤一一进行强度和刚度计算时，主要依据现行混凝 土结构设计原理中的计算公式，但这些计算公式也存在很大偏差。例如，钢筋混凝土受弯 构件的强度计算和刚度计算的核心内容，是设法确定构件的混凝土受压区高度。当混凝土

受压区高度确定之后，配筋计算就变为相对简单的求解内力平衡方程。但是，就是在强 计算过程中确定混凝土受压区高度这个隐蔽环节上，由于所应用的承载能力极限状态计算 方法仅突出考虑了内力对构件截面的空间影响而忽略了时间影响，往往控制受弯构件配筋 的不是强度计算的配筋结果，而是正常使用极限状态下的控制裂缝宽度的计算结果，这种 情况在对跨度较大受弯构件的计算分析结果中几乎占绝对比重。 钢筋混凝土材料属于非均质体和非连续体的客观事实（正截面受弯、偏心受拉及轴心 受拉构件通常带裂缝工作），导致其力学特性有较高的离散性和弥漫性。在建立混凝土结 构设计原理的过程中，需要在各个环节上进行多项假定和简化才能形成简单、实用的计 算公式，因此，采用混凝土结构设计原理中的计算公式所得出的结果，通常只能满足宏 观上的控制要求，同样属于控制解而非精确解。事实上，采用属于“控制解”的内力值进 行强度计算和刚度验算，也只能得出“控制解”的结果，这是符合逻辑的结论。更何况在 强度计算和刚度验算时还有新的误差存在。 在结构设计中，当我们采用现行混凝土结构设计基本理论对结构进行强度计算和刚度 验算时，对选定计算截面内力的真实性通常不去做具体评价，正因为如此，使结构设计工 程师对他们所做计算工作的准确程度往往缺少清醒的认识，从而过于相信并非精确甚至达 不到准确级别而仅能起控制作用的计算结果，忽视了某种程度上更为重要的概念设计 方法。 以上论述表明，由于钢筋混凝土结构计算三个主要步骤的前两个步骤存在显明误差 使我们得到的只是接近真实内力的控制内力。将这个控制内力作为第三个步骤的已知条 件，进行构件的强度计算与刚度验算，那么，第三个步骤得出的结果也存在比较隐蔽的误 差。于是，比较中肯的答案是，我们只可能将误差控制在能够保证安全度的程度范围，但 误差不可避免。对于实验室以外的实际工程中客观存在的真实内力，我们只能做到尽可能 地趋近，却并不可能实际得到，甚至永远得不到。 欧美发达国家的高层建筑已有上百年历史，在其建筑设计史上，由于计算工具笨拙 最繁重的工作是结构的计算分析。现代电子计算机及相关技术的飞速发展，首先把结构设 计工程师从极其繁重的计算工作中解放出来，因此，发达国家的结构设计工程师对计算工 作的解放感受最为深刻。我国大规模基本建设和大量高层建筑的起步，始于20世纪的 1985年前后，当时电子计算技术已开始步入成熟期。伴随我国高层建筑的起步，计算分 析程序随之在结构设计中发挥巨大作用。客观地讲，我国的结构设计工程师尚未亲身体验 到结构分析尤其是对高层结构计算分析工作的繁重性，就不知不觉地获得了“第一次解 放”。或许因为如此，与发达国家的结构设计工程师相比，我国结构设计工程师对计算机 分析程序的计算模型和计算假定所导致的计算误差通常缺少必要警觉，对采用人工计算和

0混凝土结构设计基本原理中的核心内容，足进行构件的强度计算和刚度验算 ③工科的计算公式与理科的公理有本质的不同。混凝土结构设计原理中的计算公式并不能真实地反映白： 而是技术概念类公式，系为实现特定目标而构建的具备可摄作性的特定规则。

运用概念设计处理复杂结构问题未给予足够重视。通常没有意识到，电子计算机并未将钢 防混凝土结构的内力计算、强度计算与刚度验算得到的“控制解”升级为实际并不存在的 准确解”。 计算机的广泛使用与我国大规模基本建设几乎同步进行，的确大幅度提高了计算效 ，使结构设计工程师从一开始就未陷人繁重的计算工作之中。经不完全统计，我国结构 设计工程师用计算机进行结构分析所用工作时间，仅约占全部结构设计工作周期的 5%～20%。 （三）关于结构施工图设计 结构施工图设计的工作内容，是将结构方案设计、结构强度或刚度计算分析后的结 果，用具体的图形表达出来，形成施工图设计文件。结构施工图就是结构设计的物化产 品。该阶段的工作内容，相对于结构方案设计与结构计算分析这两个阶段，却并无多少创 告性。就是说，结构施工图设计不属于结构设计中富含创造性的高级劳动。结构设计人才 主结构设计三阶段中的合理使用，应是最高级设计人员主要进行结构方案设计，中、高级 设计人员主要进行结构计算分析，而结构施工图的绘制则可由一般设计人员来完成， 在我国未采用平法设计之前，经研究统计出的各设计阶段所耗费时间占整个设计周期 内比例：结构方案设计阶段约为2%，结构计算分析阶段约为15%～20%，结构施工图设 十阶段约为80%。显然，各设计阶段的工作耗时比例与其工作性质上重要性相比，明显 挂。单从这一表面现象即可反映结构施工图传统设计方法的效率明显偏低。

三、结构施工图传统表示方法存在的问题

（一】结构施工图设计的传统表示方法 所谓结构设计的传统表示方法，事实上并未在我国形成统一模式。只是工程技术人员 将平法普及应用之前的设计方法习惯称作传统设计表示方法。传统设计表示方法，系源 于我国高等教育的工业与民用建筑专业及中等专业教育中，关于土木工程专业的工程制图 教科书中的教学表示方法。 以钢筋混凝土结构为例，结构工程制图的教学表示方法一般指“单构件正投影表示 法”。该方法在钢筋混凝土构件的轮廓内，直观展示构件内部的钢筋形状，其教学目的是 给初学者以直观印象，使其对钢筋混凝土构件的内部钢筋布置方式较容易地直接产生感性 认识。工业与民用建筑专业或土木工程专业的学生在毕业之后，自然、习惯性地将这种在 课堂上进行初步专业训练的学习方法，照搬到了设计生产实践中，在近半个世纪的时间里 始终如此。 自然行为往往受直觉或潜意识支配，但通常会带有一定的盲且性。结构设计是改造客

此处所讲的结构设计方法有别于结 本属性也不同 未上升至方法论，而后者为关于结构基本属性和运动方式的认识论，详见本章第四节关于平法解构原理的概述

项具体工程，构件的种类少则几十种，多则数百种，构件详图的设计绘制工作 图纸量往往是结构平面布置图的数倍到数士倍

第一章平法基本原理——解构原理

将“单构件正投影表示方法”从专业教科书中“照搬”入结构施工图的实际设计中， 对同类构件中的相同构造做法与他类构件中的类似构造做法，将不可避免地出现大批量重 复，这些重复通常为简单重复，重复的结果必然造成结构施工图设计表达繁琐，图纸量巨 大，设计效率低，质量难以控制，设计成本高。传统方法不仅影响设计效率，连带设计完 成后的校对、审核两道工序也相应繁琐。 由于采用传统方法设计结构施工图很费时间，在建设业主与设计单位的签约设计周期 内，结构设计工程师没有多余时间等候建筑师将整体与细部完全考虑成熟后再进行结构施

工图设计，因此，建筑师在设计过程中对建筑“作业图”的任何变动，往往连带相关结构 施工图设计前功尽弃，废图量很大。建筑与结构两个设计专业因此发生工作上的矛盾，在 建筑设计院内不胜枚举，司空见惯

工图设计，因此，建筑师在设计过程中对建筑“作业图”的任何变动，往往连带相关结构 施工图设计前功尽弃，废图量很大。建筑与结构两个设计专业因此发生工作上的矛盾，在 建筑设计院内不胜枚举，司空见惯。 （二）结构施工图传统设计表示方法存在的问题 如前所述，结构施工图设计采用传统设计方法的直接后果，是表达繁琐，图纸量巨 大、设计效率低，质量难以控制，设计成本高，校对、审核工作量大，修改过程中的废图 量大。但这仅仅是问题的表面现象，如果据此对传统方法进行改革，尚缺少充分的理论依 据。因此，应探究导致问题发生的深层次原因。 1.传统方法将大量重复性内容与创造性设计内容混到了一起 在计划经济时期，建筑设计被错误的划归意识形态的上层建筑范畴，在其基本属性上 产生认识上的混乱。进入市场经济改革时期后，建筑设计的商品属性逐渐明晰，现已基本 形成社会共识。 建筑设计有成本，有价值和使用价值，通过货币方式进行物质交换，具有商品的普遍 特征。但建筑设计又不同于普通商品，它不是成批生产，而是逐个进行设计和建造。如果 同一项设计用于第二座甚至多座建筑的建造，那么，从第二座建筑开始，该设计已经失去 了“设计”意义而变为“套图”，其价值也相应减小。建筑设计的这一特殊属性，给我们 的重要提示为：建筑设计应以创造性设计内容为主，重复性内容应尽量减少。结构设计是 整个建筑设计的重要环节，结构设计也应以创造性设计内容为主，并尽可能地减少重复性 内容。由此可见，结构设计与建筑设计的特殊属性相同，都是以创造性为主的生产活动。 明确结构设计具有创造性的特殊属性后，问题趋于明朗化。传统表示方法以平面布置 图为中心，派生出多张构件详图来表达构件的设计内容，在中心图（平面布置图）与派生 图（构件详图）之间，存在多种重复，构件详图上的各详图之间又存在更多的简单重复。 例如，在梁的平面布置图上，已经注明了梁的跨度和顶面标高，但在梁的详图上还要 重复标注一次；再如，每张梁的详图上都多次重复绘制类同的节点构造和构件本体构 造0，多次重复标注了钢筋的连接、锚固长度、抗震箍筋加密区范围等等。这些重复不仅 大幅度降低了设计效率，而且也加大了出错概率。 由于平面布置图与构件详图多路重复性关联，当为配合建筑学专业的设计调整，或者 结构专业本身需要进行设计调整时，在紧张的设计工期下，往往改动了平面布置图，而漏 掉了构件详图中应做的相应改动，或者改动了构件详图而漏掉了平面布置图上的相应改 动。据不完全统计，在设计与施工进行“技术交底”时，施工方面发现结构设计图纸中的 “错漏碰缺”，约有三分之二左右与表达内容的重复有关。此外，由于结构专业的设计阶段 相应滞后于建筑设计专业，加之采用传统结构设计方法导致的低效率，致使结构专业经常

节点构造与构件本体构造的区别为 内造指不包括节点的构件自身构造及构件自由端构造，仅与构 租关：节点构造又分为节点主体构造和节点客体构造， 与两个或多个相连接的构件相关

采用列表法时，表格中的数据隐含着大量重复性内容，同时也隐蔽了“错漏碰缺”， 使校对（包括自校）与审核比采用传统“单构件正投影方法”更难发现问题。根据本书著 作者的调查，在采用列表法的结构设计中存在的“错漏碰缺”，通常很难在校对、审核以 及施工技术交底时普遍发现，只能随着施工进度，在施工的各个阶段逐步发现，随时处 理。列表法能满足建筑业主急于拿到设计图纸尽快开工的心理要求，但结构设计工程 师却为处理后续施工过程中逐步发现的大量问题，在时间和精力两方面付出了成倍 代价。 我国结构设计界流行多年的结构设计“错漏碰缺难免”的说法，一方面可作为结构设 计工程师自我开脱的无奈之词，另一方面非常逼真地反映结构设计出错率较高的事实。从 长远发展趋势来看，建筑设计的市场竞争必然趋于激烈化，市场竞争的实质，就是效率、 质量与成本的竞争。结构设计中的“错漏碰缺难免”必然随着市场竞争的普遍化而被逐步 克服，结构设计必须摆脱这种被动局面。 4.过于直观的传统设计为非专业人员从事建筑施工提供了方便 由于传统设计图纸的表达方法源于面向学生的教学示范方式，正投影透视图直观而耳 详尽，初步接受结构专业训练的人员会感到明白易懂，这正是教材所应具备的功能。而教 科书面向的接受教育的学生，与结构施工图设计面向的熟练技术人员，在专业素质上完全 不同。接受教学训练的人员属于无专业感性认识且无设计经验的初学者，而结构施工人员 则已具备相应专业技能和工作经验，已对结构构件有充分的感性认识。 大学里的任何一个班级的全体学生，统统是结构施工方面的生手，而任何一个建筑施 工队伍都不可能完全由新手组成。现代建筑技术具有相当高的科技含量，决非砖瓦、土 坏、干打垒等低级技术，根据全面质量管理的要求，未受过专门技术训练和专业技能未达 标的人员不允许从事专业技术工作。而传统结构设计图纸过于直观详尽的表达，客观上为 根本没有经受过结构专业训练的人自以为能“看懂”图纸提供了方便，或许无形中鼓励这 类人员敢于冒险承包建筑施工。 未经结构专业训练的人员能够“看懂”的图纸，不过是构件内部的钢筋形状，但他们 却不可能了解混凝土与钢筋各自的性能以及共同工作的原理，不懂得在施工阶段为保证混 凝土与钢筋共同工作所必须遵守的诸多技术规定。似乎“看懂”了钢筋的形状，客观上会 鼓励那些对混凝土的配合比、颗粒级配、搅拌、浇筑、振捣、养护等施工技术一知半解甚 至一旁不通的人员敢于从事具有相当技术含量的建筑施工，从而极有可能给建筑结构质量 理下产重隐惠。 5.传统设计对结构施工中的钢筋工程进行验收很不方便 结构施工中钢筋工程的质量，对于整体工程的质量举足轻重。钢筋工程属于隐蔽工 程，为确保施工质量，必须在浇铸混凝土之前对钢筋工程进行施工验收。通常的程序是， 当整个楼层的钢筋绑扎完毕后，质检人员开始对构件逐一检验。在检验时，质检人员首先 要在结构平面图上找到某根梁或柱的所在位置，然后翻找其配筋构造详图，查验现场绑扎 的钢筋；当检验完一个部位后，需要在结构平面图上再找到另一根梁或柱的所在位置，然

第一章平法基本原理解构原理

大学培养的结构人才到设计或施工单位就业之后，才发现实际工作中普遍使用的平法 与在学校所学方法竟然大不相同。这种工程界走到教育界前面的“平法现象”，也是我国 在经济体制转型期间必然产生的各种过渡性矛盾之一。随着时间的推移，按事物发展的客 观规律，这种过渡性矛盾应当能够逐步解决

结构设计与施工的系统科学

建筑结构设计是富含创造智慧的生产活动，是一种需要大量采集和处理信息，运用集 中与分散的控制方式，具有多级子结构的复杂的工作系统。对这个工作系统进行研究的目 的，是为结构设计提供组织、管理和决策的科学原则、思维方法和设计方式。平法研究将 为设计与施工人员提供简捷的设计方式、实用的技术方法与合理的构造规则，因此，特别 适合运用系统科学理论进行具有交叉性质的基础研究

系统科学是近儿十年发展起来的新兴学科，它在现代科学技术体系中古有特殊地位。 系统科学的形成和发展，以及在各个领域里的广泛应用，给自然科学、技术科学、工程技 术和社会科学提供了一种跨越学科界限，从整体上研究、分析和处理问题的新思想、新理 论和新方法。 各门科学都有自已的研究对象。通常，每一门科学所研究的对象都是一个或一些特定 的系统。在系统科学出现之前，所有这些学科并不研究离开具体的物质形态的一般系统。 系统科学则不同，它不研究特定形态的、具体的系统，而是撤开系统的具体形态，特定的 结构和功能，去研究系统的类型，性质，以及运动的机理和规律。 研究具体物质形态的一般系统，正是现代科学确定的研究目标。系统科学不去研究具 体物质形态，是对现代科学确定目标的创新拓展。系统科学的这一薪新特征，方面与将 逻辑量化为己任的数学有血缘关系，另一方面继承了以揭示思维规律为已任的西方哲学 基因。 本书著者将系统科学不去研究特定形态的、具体的系统，而去研究超越具体形态的系 统的类型、性质，以及运动机理和规律的原理，运用到平法的有交叉性质的基础研究方 面，便为平法的总体功能确定了走向，即：对平法总体功能的研究，并不锁定某些特定的 结构体系，无论混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构、或特殊结构等特定形态的、具 体的结构系统，都不在平法的系统科学基础研究的对象之列，而是撇开这些特定结构系统 的具体形态和功能，研究整个结构系统的类型、性质，以及运动的机理和规律。 系统科学所具有的哲学基因，决定了其是一种具有方法论性质的观察问题的方式。运 用系统科学方法研究某个系统时，不但系统本身各个要素相互之间的联系、要素和系统之 间的联系，而且系统和环境的各种联系、现在的联系和状态与未来的联系和状态等等，都 被纳人考察问题的参考系之中。系统科学在本质上是研究事物的功能行为的，简言之，它

主要不是研究“这是什么？”而是研究“它做什么”和“怎样做”的问题。 平法研究整体上所持有的系统科学的观察问题的方式，决定了其并不把具体的结构设 计项目作为观察对象，而是观察设计工作程序的进程和动态地研究它的功能行为。至于它 的研究对象的实体是什么，例如运用平法所设计的是什么样的建筑结构，却无关研究的整 体思路。系统科学所注重的是动态的、功能行为的方法的系统性与科学性。 平法研究立足于直接观察设计工作程序的过程，动态地研究设计工作程序的功能行 为，而不是在现有的结构科学概念中找出适合自身意图的概念，有选择地再度进行归纳和 演绎。之所以坚决摒弃这种“研究游戏”，其理论依据在于所有现行的结构科学概念都包 含谬误，而客观现象没有谬误。将现有的结构科学概念重新进行排列组合，得出的结果有 可能是谬误的叠加或谬误的复合，而直接研究没有谬误的客观现象，将为平法研究奠定客 观、自然的基础。 对结构的感性认识上升到理性认识之后，形成了结构科学理论和结构技术概念，在对 客观事物的认识上产生了飞跃，进人认识上的高级阶段。但在认识产生飞跃进人高级阶段 之后，却又脱离了客观现象。一个不争的事实是，既然现有的结构科学理论和结构技术概 念并没有解决结构设计效率低的问题，那么，平法若从已有概念入手进行研究，如何能够 得出改变现状的结论？令人振奋的是，来自非结构科学的系统科学的观点给本书著者的启 示，却照亮了平法研究之路。 上论述可知，运用系统科学方法，以结构施工图设计方法本身的功能行为作为研究 对象，是一条比较合理的科学技术路线。但问题是，平法是一种技术方法，具有生命力的 技术方法，首先必须准确承载科学理论。然而，本书著作者清楚地看到，现有的结构专业 理论，不适合做平法的理论基础。 结构原理是结构专业理论的主干，结构原理揭示结构的受力特征和描述结构的运动状 态，其基本属性是关于结构的认识论；而平法的功能是创造结构，平法需要基本属性为方 法论的专业理论作支撑，因为，认识论不等同于方法论，二者不是一回事。 在系统科学这盏明灯照亮的平法研究之路，作者却找不到能够支撑平法的基础理论， 系统科学能够辅助平法研究走向正确轨道，但其毕竟不是结构专业的基础理论和应用理 论，平法需要结构本专业的理论支撑，既然没有，只有创新。于是，作者创建了全新的 “解构原理”基础理论和“构造原理”应用理论支撑平法

二、科学方法的混合系统

当我们研究科学方法的总体结构时，有一种社会科学界与自然科学界广泛接受的划分 方式，就是按照科学方法的普遍性程度和适用范围的不同，将其分为三个层次。 第一层次：自然科学各门学科所持有的特殊研究方法。例如天文学中用于光谱红移来 侧定天体运动速度的方法；地质学中用古生物化石测定地层相对年代的方法；生物遗传学

0详见本章第四节“平法的系统构成与解构原理概述”

二节结构设计与施工的系统科学思路

中的杂交育种的方法，基因转移的方法；化学中利用催化剂来加快或延缓反应速度的 方法。 第二层次：适用于各门自然科学学科的一般研究方法，如实验方法、观察方法、模型 方法、假说方法等。 第三层次：适用于自然科学、社会科学、思维科学的最普遍的方法，如矛盾分析法 从抽象到具体的方法、美学与逻辑的方法等。这些方法主要是哲学研究的内容。 这三个层次依次为：特殊的研究方法→一般的研究方法→最普遍的研究方法。 当我们的目标是研究科学方法的总体结构时，或当我们研究科学方法的层次时，已经 自然而然地将全部科学方法作为一个系统对待了。因为结构是构成系统的主要特征，结构 不可能脱离系统而存在。同理，层次亦是系统的重要特征，层次亦不可能脱离系统而存 在。如果我们再一次假定就用以上划分三个层次的方式描述科学方法的总体结构，随之浮 出问题是，照以上的划分方法，科学方法的整体构成的是一个混合系统而非整合系统。 混合系统的特征与整合系统的相应特征有明显不同，两种系统的区别非常显明： 第一，混合系统总体结构的各层次的“层次性”模糊，各结构层次未处于一种有序的 联系之中。层次性与层次是两个不同的概念，混合系统有层次但似无层次性，而层次性是 对整合系统的某一特征的描述。层次性与整合系统的“关联性”、“功能性”以及相对“完 整性”是共同存在的。混合系统中有层次，但层次性却不分明。 第二，混合系统各层次的“关联性”不强，特殊方法与一般方法，一般方法与最普遍 方法之间未显必然联系。而关联性是整合系统的另一显明特征，对于系统的有序排列非常 重要，整合系统各要素间肯定存在质的关联。混合系统中有不同的质，但质的关联离散或 松散。 第三，混合系统各层次的划分，只将社会科学方法视为最普遍方法，而在一般方法与 持殊方法中却未有社会科学方法的位置，但似乎又未影响系统的整体质。混合系统的整体 质是各组成要素性质的简单线性叠加，这样的“整体质”不因某些要素的失去而受损。而 对于整合系统，失去任何一个要素都会影响系统的运作，且其影响是巨大的。混合系统需 要全部要素，但又并不在乎某些要素的缺席。 以上比较抽象的论述，似乎暗示着平法对目前通行的结构理论和方法有了看法。到 此，我们已经可以隐约感到，混凝土结构的理论和方法的“层次性”、“关联性”、“整体 质”似乎都有些问题。对于这些问题，我们将在继续探讨科学方法的整合系统之后，再来 表明平法的观点。 下面，让我们变换一下认识问题的方式，将全部科学方法视为一个完整的主系统，并 运用系统科学方法，从整体出发，对这一主系统进行分析研究。研究的直接目的，是为了 对传统结构设计与施工方式进行比较彻底的改革，奠定理论基础，

现在，让我们用系统科学的观点来认识科学方法的结构，研究科学方法的整合系统

章平法基本原理——解

著者认为、此处把数学归属丁科学并不严谨、容易导致亚清晰观念。数学研究自然界中光具体形态的数的逻 辑，科学研究自然界中的客观实在。应用数学是数学与科学技术的交叉，其可归属科学范畴。

抗露等级框架顶层端节点构

至四级抗虑等级框架顶层端

长（即切断点距离梁端越远），梁端塑性铰就越难形成，而为了满足该条件，需要通过试 验确定柱外侧纵向钢筋弯折伸人梁端上部的适宜长度。 （2）试验表明，当梁端上部纵向钢筋与柱上端外侧纵向钢筋弯折搭接的总搭接长度取 ≥60d（约为≥1.7laE），柱上端外侧纵向钢筋弯折伸入梁上部的长度取20d时，顶层框架 端节点试件具有良好的耗能性能，位移延性系数可达m△>6，即当使m△>6时，等效粘 带阻尼系数仍能稳定上升，试件在极限荷载阶段梁端将出现塑性铰而破坏。这显然是比较 理想的破坏状态。于是，将此种构造形式定为一级抗震等级框架顶层端节点的配筋构造， 上述试验结果即为主要依据。 2.对于二至四级抗震等级的框架顶层端节点，要求梁与柱外侧纵筋弯折搭接，单向 穿越节点核芯区（仅将柱外侧钢筋弯折后延伸人梁端上部）。据称该做法的依据是： （1）试验表明，当梁上部纵向钢筋与柱外皮纵向钢筋以梁底为搭接起点、总搭接长度 取≥60d（约为≥1.7La）、柱上端外侧纵向钢筋弯折伸人梁上部长度为10d至35d时（在 实际构造中设定为1.5倍梁高），均可使梁端屈服区外移，试件的位移延性系数m△>4， 但破坏通常发生在柱上端内侧的受压区，从而可避免节点核芯区发生破坏。 （2）由于纵筋搭接起点为梁底，符合施工缝留在梁底的寸惯，比双向穿越节点核芯区 施工方便。该方式与双向穿越节点核芯区的搭接方式的区别是，此种构造方式使柱上端外 则级纵筋搭接人梁，而不使梁上部级纵筋搭接入柱。由于柱纵筋伸人梁中较长，有可能不满足 前述实现“梁铰机制”的两个条件（“柱端截面的抗力与作用效应之比“R。/S。”，大于梁 端截面的抗力与作用效应之比“R/S，及“梁端截面的抗力与作用效应之比，大于柱 纵向钢筋弯折伸人梁内切断点截面的抗力与作用效应之比”），从而可能使塑性铰出现在柱 上端而非梁端。 这样引出的问题是，对一般框架结构，即使项层柱端出现塑性铰，实际也并不影响整 体结构“梁铰机制”的实现。实现“梁铰机制”的条件应更适用于框架结构的中间楼层， 将其用于框架顶层，宜加以修正。上述试验结果即为二、三、四级抗震等级框架顶层端节

设计与施工的系统科学总

应，各构件间的关联，构件内部及外部的相应变化，构件正截面与斜截面的力学平衡状态 及关联等等。 例如在承载能力极限状态下，当结构承受来自竖向静力作用和横向地震作用时，整体 所承受的作用效应和部分所承受的作用效应；结构各构件之间有层次的关联特征，如底部 支承构件（基础）、竖向支承构件（柱与墙）、横向支承构件（梁）、平面支承构件（板） 上所要承受的作用效应之间的定向关联；等等。同理，在正常使用极限状态下，整体与部 分即结构与构件的作用、作用效应与抗力的相互关系，也形成于整合系统之中。 如果采用这样的整合系统架构的混凝土结构设计原理，那么，接受专业训练的人员从 开始就可以进人对结构建立整体概念的过程，这样，应该对培养学生未来的实际设计能 力具有显著的现实意义和长远意义

人们的认识，是一个不断由低级到高级的动态发展过程。在由低级向高级的认识过程 中，认识总是从简单到复杂，从部分到整体，从现象到概念然后回到现象再到更高级的概 念。人们受当代科学技术发展水平的制约以及认识习惯的影响，自然而然地会将复杂事物 分解为若干简单事物后分别进行认识和研究。当充分认识了这些简单事物之后，人们便把 它们组合起来，以期得出对复杂事物的结论，这应该符合产生于几个世纪以前的机械唯物 论原理。从历史唯物主义的观点看，机械唯物论的产生有其必然性，但是，现代科学证明 机械唯物论是比较初级的认识论，整体的特性决非部分所呈现特性的叠加或复合。从部分 得出整体的结论，将丢掉当整体运动时影响到部分上的特性，而这一部分特性往往至关 重要。 相对于专业理论的教学和研究人员，结构设计工程师更容易在后天形成整体观。当通 过长时间的大量实践，从无到有设计出一幢又一幢的完整结构之后，他们中的一部分人便 悟出了“结构”远重于“构件”，结构大于构件之和，整体大于部分之和的道理。于是， 工程师们逐步在实践中形成了整体观。在比较适宜的环境条件下，这部分人中的俊者， 便自然成长为结构总工程师，从整体上特别是在结构方案设计阶段为其他结构工程师进行 技术把关。从实践中形成整体观，恰恰是当感性认识上升为概念而概念脱离了客观现象之 后，对客观现象进行再认识后形成的更高级的整体概念。因此，整体观的后天性是过程而 非结果的客观反映。 随着市场经济的发展和执业注册制度的完善，勘察设计行业完全以具有执业资格的注 册结构工程师为主导的运做方式已为期不远。作为具体工程的设计者，由别人为自已把关 的时代也将成为过去。因此，执业注册结构工程师本身具有对建筑结构的整体观将更加必 要。“构件工程师”与“结构工程师”不属同一水平，整体观所特有的后天性，证明从事 结构设计的工程师有建立整体观的优越条件，而真正具有结构整体概念的工程师，才能更 好地承担起社会赋予的重大责任，

第三节构造设计与施工的通用化方式

一、关于传统的“构件”标准化

我国传统的结构标准化，通常采用“切块”方式，即将单个基础，单根柱，单榻屋 架，单根梁，单块楼板，单跑楼梯等从结构中“切出来”，编制成标准图，取代结构工程 的部分设计。结构设计者仅需根据层高、跨度、荷载、材料强度等简单要素，在标准设 计图集中进行选择，“对号入座”，即可将现成的标准设计补充到结构设计之中。设计者选 用标准化的构件设计，通常既不需要进行受力分析，也不需要进行强度计算和刚度验算， 标准设计取代了结构设计师的许多劳动。切块式的“构件标准化”在一定程度上提高了结 构设计效率，保证了构件质量，降低了设计成本。从19世纪新中国成立至今半个世纪里， 购件标准化在我国在计划经济模式下的工程界发挥了重要作用。由我国政府批准出版发行

二、关于“构造”通用化

采用传统设计方法影响设计质量与设计效率的主要原因，是设计内容上存在大量重 复，而深层次的原因，则是将创造性与重复性设计内容混在了一起。显然，只要解决了重 复问题，对传统设计方法的改革将会取得突破。 传统钢筋混凝土结构设计中存在的大量重复，大部分是离散分布的构造做法的简单重 复。构造做法主要有两大部分：1.节点内的钢筋锚固和贯通构造（简称节点构造）；2.节 点以外的构件内钢筋布置和连接构造（简称构件构造）。设计工程师对这两大类构造，通 常遵照规范的条文规定和借鉴某些版本的构造设计资料来绘制，在具体设计应用时致多处 雷同，反复抄绘。这样的设计内容，显然不属于设计工程师的创造性设计内容。如果将传

0此处的“通用化”在第一版中为“标准化”。随着研究的深人，平法认为对设计类创造性工作，只要满足结 构的可靠度要求，多样化可繁荣创作；但若将构造设计内容标准化，将会束缚创造力的发挥，阻碍技术进步。

第一章平法基本原理一 一解构原理

统的“构件标准化”改为与两大类构造相关的“构造通用化”，可大幅度提高应用率和减 少设计工程师的重复性劳动。由于设计图纸中减少了重复，又可大幅度降低出错概率，实 现既能提高设计效率，又能提高设计质量的双重目标。 于是，平法逐渐形成了一条新型通用化思路，沿着这条思路，我们走到另一片结构通 用化领域。在这个领域中，不存在任何完整的标准化构件，但却为结构必须的节点构造和 构件构造集中提供通用设计。节点构造和构件构造这两大类构造的通用设计能适用于所有 构件，但却与构件的具体跨度、高度、截面尺寸等无限制性关系，与构件所承受的荷载无 直接关系，与构件截面中的内力无直接关系，与设计师根据承载力要求所配置钢筋的规格 数量也无直接关系。 根据以上思路，我们可以将具体工程中大量采用、理论与实践均比较成熟的构造做 法，集中编制成通用设计，对节点构造和构件构造实行大规模通用化。这样的通用化方式 不仅适用范围广，而且并不替代结构设计工程师的责任与权利，完全尊重结构设计工程师 的创造性劳动。这种新方式，相对于传统的“构件标准化”，可定义为“通用化”方式。 该方式对于现浇钢筋混凝土结构可以得到很高的通用化率。通用化方式在解决传统结构施 工图存在大量重复的矛盾方面，明显取得了重大突破

兰、平面整体设计思路的形成

(A+B=高散的设计信息组合）

核电厂标准规范范本章平法基本原理 解构原理

十方法的广义通用化思路一制图规则与通

0与20多年前的传统方法比较，平法采用现浇混凝土结构的设计效率可达传统方法的5倍以上。

竣工资料梁结构平法施工图（完整的设计信息集成

第一章平法基本原理 一解构原理

种大同小异的设计表示方法。本来独树一帜的平法“工程师语言”，可能会演变为各地区 或部门的“设计方言”。 这里的尚题是： 1.在结构设计表示方法上要不要全国“百花齐放”？ 2.平法通用构造设计的基本属性是什么？ 3.制图规则与通用构造设计有没有共性？ 下面分别论述。