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1、1 解读“平法”施工图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，却并无很多创造性。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。中、高级设计人员主要进行结构计算分析. 结构施工图的绘制则可由一般设计人员来完成。关于结构施工图设计中存在的问题在我国未推行平法结构设计之前，各设计阶段所耗费时间占整个设计周期的比例：结构方案设计阶段约为2% ， 结构计算分析阶段约为15% 20% ， 结构施工图设计阶段
2、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，形成过大反差。单从这一表面现象，亦可反映出结构施工图传统设计方法的效率明显偏低。1.4 结构施工图传统表示方法存在的问题1.4.1 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。工程技术人员将以往的设计方法。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的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，直观地展示构件内部的钢筋形
3、状，其教学目的是给初学者以直观印象，使其比较容易地对钢筋混凝土构件的内部钢筋布置方式，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代代相传。研究适合结构设计工作中使用的设计方法，能够大幅度减少重复，提高设计效率，使结构设计表达方式更加科学化。这显然是一项具有重大意义的研究活动，遗憾的是，在已经过去的近半个世纪里，我国的高等教育界却将工程界直接反映的客观现象，排除在其视距之外，没有看到结构设计表示方法蕴含着的巨大的研究价值。用传统方法设计结构平面布置图时，通常按结构标准层分
4、别绘制。对于主体结构的标准层，按构件的种类可划分为：柱结构标准层，剪力墙结构标准层，梁结构标准层，以及板结构标准层。2 柱、剪力墙、梁三大类结构的标准层往往并不统一，实际绘制时，习惯上以梁结构标准层为准。此外，由于“板随梁走” ，板结构标准层通常与梁结构标准层相对应。传统方法”进行结构施工图设计的两个具体步骤：第一步：设计绘制结构各层(标准层 ) 的平面布置图，在结构平面布置图上将所有构件进行编号和索引构件详图所在的图号，或者将整榀框架进行编号并索引框架详图所在的图号，见图 1。第二步：绘制构件详图或者整榀框架详图，又称为“大样图”，并在详图上注明被索引的结构平面布置图的图号，见图2。传统方法
5、设计的构件详图，通常包括两部分内容：第一部分：构件的正投影透视图。绘制时，一般在该图上采用图示和加注数字与文字的方式注明：1构件编号及所在平面布置图的图号；2正投影透视图的轮廓、几何尺寸和标高；3构件配筋；4钢筋锚固、连接等构造；5构件截面剖切位置及编号；6必要的文字说明等等，见图3 第二部分：构件的截面详图。绘制时，通常在其上用图示及文字注明1截面编号；2截面几何尺寸；3截面配筋；4必要的注解等等，见图4 1.4.2 结构施工图传统方法在设计方面存在的问题1. 对于一项具体工程， 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量相当大，其图纸量往往是结构平面布置图的数倍到数十倍
6、。2. 结构专业设计必须与建筑专业设计相配合，在空间、造型诸多方面不得与建筑专业设计相左，通常情况下必须顺应建筑专业设计内容的变更而做相应变更。建筑师开始进行建筑立面、平面、内部空间等细部设计时，建筑师往往会萌发新的创作思想而改变局部设计甚至较大幅度地改变原定建筑方案。这一举动对于建筑设计的升华自然无可厚非，但是，建筑师的自我否定，往往相应否定了结构工程师已经完成的阶段性工作。3. 由于传统的结构施工图设计既烦琐又复杂，牵一发而动全身，改动一处往往连带许多张结构设计图作废，给结构设计工程师本来繁重的绘图工作又增加了额外负担。假如建筑师在施工图设计阶段，决定抽去支承楼梯间的一根框架柱以获得某种空
7、间效果，其结果必然导致结构设计被迫做相应改动，除需要重新进行计算分析外，还要连带已3 经设计好的两根框架梁全部作废，见图。4. 由于结构施工图设计很费时间，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的时间等候建筑师将整体与细部完全考虑成熟后再进入结构施工图设计阶段，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而发生工作上的矛盾，在建筑设计院内不胜枚举，司空见惯。1.4.3 结构施工图传统设计在表示方法方面存在的问题1. 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、
8、设计效率低，质量难以控制，设计成本高，校对、审核工作量大，过程修改废图量大。2. 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。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柱一次； 再如，每张梁的详图上都多次重复绘制了类同的节点构造和构件本体构造，多次重复地标注了钢筋的连接、锚固长度、抗震箍筋加密区范围等等。3. 由于结构专业的设计阶段相应滞后于建筑学专业，加上采用传统结构设计方法导致的低效率，致使结构专业经常在工
9、程项目诸多专业关联设计阶段的时间控制中“拖后腿”。在建筑学、结构、给水排水、采暖通风、电气等各专业的设计配合中，结构设计专业经常处于被动状态。4. 传统结构设计方法导致建筑设计与结构设计专业人员的比例不合理在我国未推行平法以前，建筑设计院中结构与建筑学专业人员的比例约为3:2 ，而在日本等发达国家约可低至1:7 左右，与之相比竟然多出十几倍。虽然如此，我国结构设计人员却仍然经常性地超负荷工作，成为建筑设计院中风险责任最高，工作最辛苦，而工作报酬却相对较低的专业。5. 传统设计难以保证校对与审核质量校对与审核是结构设计非常重要的两个环节，对确保设计质量起重要控制作用。但是，由于传统设计表达过于繁
10、琐，实际设计工作中又不可能给最后阶段的校对与审核预留充足时间，因此，难以保证校对与审核质量。6. 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，正投影透视图直观而且详尽，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。但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。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。4 未经过结构专业训练的人员能够“看懂”的仅仅是构件内部的钢筋形状
11、，却并不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许多技术规定。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、震捣、养护等施工技术一知半解甚至一窍不通的人员敢于进行建筑施工，从而极有可能给建筑结构的质量埋下严重隐患。7. 传统设计对结构施工中的钢筋工程进行验收很不方便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。验收时，需要翻找其配筋构造详图，对照查验钢筋。如此反复进行，直到最后一个构件验收完毕。对传统结构设计施工图，质检人员普遍反映在验收时反复翻看图纸，工作量大，
12、效率低，图纸损坏很快，一项几十层楼房的结构设计经常会翻烂三、五套结构图纸，常需要加晒图纸才能满足施工要求。加晒数份图纸对一项工程增加的建设成本并不是很高，但对全国每年十几万工程项目而言，就不是一个小数目。 传统设计导致质检人员的工作效率不高，在施工进度加快时，有可能因时间关系疏于验收，影响隐蔽工程的质量。8. 传统设计表达信息离散不易形成结构的整体形象结构施工图设计文件，由施工工程师或工地技术人员具体实施，他们对建筑产品的物化质量负有直接责任。在施工正式开始的时候，施工工程师或工地技术人员所要做的第一件事情，就是研读设计文件。由于传统结构设计以平面结构布置图为中心，派生出许多构件详图，全面掌握
13、一个标准层的设计信息，需要来回翻看大量图纸。设计信息的离散分布，导致对相类似构件进行归并需要耗费大量时间。离散的信息也难以使施工技术人员形成空间结构的整体形象，在施工初期阶段不容易做到整体把握结构，不宜于全面控制施工质量。9. 传统设计方法限制了工民建专业学生的结构设计实践大专院校工民建专业学生在专业课程学习后期，需要做课程设计和毕业设计。当采用传统结构设计方法进行课程设计和毕业设计时，由于表达繁琐图纸量大，需要耗费大量时间绘图，而学校教学计划中给课程设计和毕业设计安排的课时有限，因而难以完成一项完整设计，不利于学生通过设计实践将所学知识系统化、成熟化。当他们完成学业到设计单位就业后，由于在学
14、校练习设计的设计项目通常不完整，往往在短期内不能独立承担工程设计。10. 结构设计界普遍采用的传统设计方法关于不同抗震等级框架结构顶层端节点的标准构造着矛盾。如图：1.5 “平法”的基本思路采用一种新的方式，将结构设计的几何要素和配筋要素在结构平面布置图上一次性表达清楚，则可以省去许多张派生图的绘制。一张中心图便可以表达所有的创造性设计内容，这样的效果应该是空前满意的。5 1.5 “平法”的新问题？2.1 平法创建 10 年大事记1995年 7 月，平法通过了建设部科技成果鉴定，鉴定意见为：建筑结构平面整体设计方法是结构设计领域的一项有创造性的改革。该方法数倍提高了设计效率，提高了设计质量，大
15、幅度降低了设计成本，达到了优质、高效、低消耗三项指标的要求，值得在全国推广。1996年 6 月，平法列为建设部一九九六年科技成果重点推广项目。1996年 9 月，平法被批准为国家级科技成果重点推广计划项目。1996年 11 月，建设部批准混凝土结构平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、框架一剪力墙、框支剪力墙结构 )为国家建筑标准设计图集96G101 ，在批准之日向全国出版发行。 1999 年 9 月，平法国家建筑标准设计96G101获全国第四届优秀工程建设标准设计金奖。2000年 7 月，平法国家建筑标准设计96G101修版为 00G101 。2003年 1 月，平法国
16、家建筑标准设计00G101依据国家 2000 系列混凝土结构新规范修版为 03G101-1。2003年 7 月，平法国家建筑标准设计03G101-2(现浇混凝土板式楼梯 ) 编制完成，经建设部批准。向全国出版发行。2004年 2 月，平法国家建筑标准设计04G101-3(筏形基础 ) 编制完成，经建设部批准向全国出版发行。2004年 11 月，平法国家建筑标准设计04G101-4(现浇混凝土楼面板与屋面板)编制完成，经建设部批准 ? 向全国出版发行。2006年 9 月，平法国家建筑标准设计06G101-6(独立基础， 条形基础， 桩基承台 ) 编制完成，经建设部批准。向全国发行。关于箱形基础与地下室结构的平法国家建筑标准设计，计划已在2007年完成编制工作。混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(03G101-1)( 现浇混凝土框架、剪力墙、框架一剪力墙、框支剪力墙结构) ；(03G101-2)( 现浇混凝土板式楼梯 ) ；(04G101-3)( 筏形基础 ) ；(04G101-4)( 现浇混凝土楼面与屋面板)；(08G101-5)( 箱形
