2016平法讲座-陈青来
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全国高等教育界热烈讨论的“钱学森 之问”: “为什么中国的大学在1949年 后没有产生一个世界级的原创性思想家或 有创见的科学家?”
“长期封闭科学认识第二维度是我国初等、 中等和高等教育的严重失误”论点,是山 东大学陈青来教授关于 “钱学森之问” 理论解答的核心内容。
建筑结构界存普遍在五个方面的问题
构造原理提示五:跨界节点与节点刚性
11 、特殊情况:①互为主体节点(如井字梁的交叉部位);
②互为客体节点(如独立基础与条形基础相连);③主客体 条件换位节点(主要涉及支承关系不定节点);④相邻但非 相连节点;⑤跨界节点(如框架梁与剪力墙连接);等等。
续B:混凝土结构设计规范、抗震设计规 范对钢筋计算的影响、平法原理讲解
3.框架梁的安全隐患。抗震必须做到“三强三弱”,其中就有 “强锚固弱杆件”,即框架梁纵筋的锚固一定要强,确保地 震发生时锚固可靠,故严格规定框架梁下部纵筋锚固长度 必须满足抗震锚长并过柱中线5d。如此严格的规定,却把 混凝土忘了。柱两侧框架梁下部钢筋配置很密,两侧梁底 筋向柱支座中锚固时互相插空,结果成了一块“钢板”,混 凝土根本浇不下去,只能在一层紧并钢筋的上面沾一沾, 下面沾一沾,粘结强度连50%都不到,锚固力不到设计要 求的一半,地震发时钢筋很容易被拉出,虚假的“强锚固” 原形毕露,框架梁被轻易破坏。
续A:混凝土结构设计规范、抗震设计规 范对钢筋计算的影响、平法原理讲解
2.剪力墙的安全隐患。剪力墙抵抗地震冲击力时,左右反复 晃动,晃动时一侧边缘承受巨大拉力,同时另一侧边缘承 受巨大压力,反复轮换。规范为了保证剪力墙地震时不被 破坏,严格规定设置边缘构件抗拉和抗压,就是这最关键 的边缘构件存在安全隐患。边缘构件里的钢筋地震时为足 强度受拉或足强度受压,但规范却未禁止采用搭接连接, 这种错误的搭接方式无法足强度受力,规范严格限制不能 在框架柱受力最大处搭接,但在剪力墙边缘构件中找不到 “受力较小处”,结果造成全国已建成建筑的剪力墙边缘构 件统统采用接触性搭接连接,地震发生时剪力墙无法满足 抗震受力要求,所有的抗震措施统统实效。
由陈青来教授全面创作,曾获全国工程建设标准 设计金奖的《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》系列国家建筑标准设计 荣获大奖,且位于全国10项大奖首位
全国工程勘察设计行业国庆60周年 作用显著标准设计项目大奖名单
《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》系列 《国家电网公司输变电工程通用设计》 《2001年200亿斤国家储备粮库通用图》 《时速350公里客运专线铁路无碴轨道后张法预应力混凝土双线简支 箱梁》 《公路桥梁上部结构通用图》 《建筑构造通用图集》 《60kg/m钢轨12号单开道岔、混凝土岔枕及12、18号单开道岔转换 设备安装图集》 《燃煤、燃气(油)锅炉房工程设计施工图》 《建筑图集合订本3》 《多层砖房抗震构造图集》
构造原理提示一:分清本体构造与节点构造
1、将钢筋混凝土结构构造分为“本体构造”和“节点构造”两
大部分。明确分为两部分的工程意义之一,是解决错把本体构 造当成节点构造的问题。
2、关于本体构造的关键点:本体构造指单一构件本体的构造,
具体构造包括:①纵向钢筋延伸长度(截断点);②纵向钢筋 连接位置和连接方式;③横向钢筋设置范围;④横向钢筋构造 形式;⑤纵向钢筋、横向钢筋的本体加强构造,如剪力墙边缘 位置加强(暗柱、端柱及框支梁),剪力墙楼层位置加强(暗 梁),主梁在次梁交叉部位加强(附加箍筋或吊筋)等。
平法国家建筑标准设计11G101-3原创解读
将陆续出版发行的 全国答复类著作 陈青来教授: 全国平法讲座现场提问答复
讲座内容的三条主线
1. 讲授结构与构造的功能
2. 解析伪科学的构造设计 3. 推出科学用钢技术方法
主线贯穿批判伪科学的理论依据
一、恩格斯:“伟大的阶级,正如伟大的民族一样, 无论从哪方面学习,都不如从自己所犯的错误 中学习来得快。” 二、学习的基本属性,是对未知事物的认识。对未知 事物的认识,应当有两个维度: ● 第一维度:理解、吸收、掌握、遵循,达到学 以致用; ● 第二维度:质疑、反思、批判、否定,能够改 革创新; ● 我国教育体制长期封闭了认识事物的第二维度, 使学生学者强于模仿,而严重丧失了创新能力。
5 、关于节点主体构件: 节点属于节点主体构件,节点主体构件
的功能是支承节点客体构件;任何情况下节点主体构件的纵向钢 筋和横向钢筋必须完全贯通节点,节点混凝土标号与主体构件混 凝土标号相同。
6 、关于节点客体构件: 节点不属于客体构件,节点客体构件的
钢筋根据其与节点主体的关联强度来决定;节点客体构件在节点 内的锚固构造与本体构造以节点边缘分界。
1. 未充分掌握结构的功能与概念;
2. 未充分掌握构件的功能与概念;
3. 未充分掌握构造的功能与概念; 4. 未充分掌握材料的功能与概念; 5. 未充分掌握与结构、构件、构造、材料密 切相关的抗震与非抗震概念
平法的基础理论
平法创新建立了解构理论, 以其作为平法设计规则与 构造规则的基础理论。
结构理论与解构理论的区别
构造原理提示四:节点的常规与非常规配合
9、节点主体与客体的常规配合。节点主体与客体的常规配合,
属于具有普遍性的构造。例如:框架梁与框架柱常规配合、 连梁与剪力墙常规配合、次梁与主梁常规配合;屋面框架梁 与柱顶常规配合;等等。
10、节点主体与客体的非常规配合。节点主体与客体的非常
规配合,属于具有特殊性的构造或称为跨界构造。跨界节点 客体的锚固构造取决于节点主体与何种构件常规配合,即按 常规配合的节点客体构件的锚固构造。例如,多跨框架梁与 剪力墙的连接属于非常规配合,由于剪力墙常规配合的构件 是连梁,所以该框架梁与剪力墙的连接锚固构造应按连梁, 而不应按在框架柱中的锚固构造。
3、关于“名义构件(伪构件)”的概念:名义构件为非独立构
件,如剪力墙边缘暗柱、端柱、暗梁、边框梁等,其实质为构 件本体边缘或特定部位加强构造,与节点连接构造完全不同。
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构造原理提示二:分清节点主体与节点客体
4、掌握“节点构造”的关键,为根据构件与构件之间的支承关系, 判断与节点关联的两构件中何构件为节点主体,何构件为节点客 体,如基础支撑柱,基础为节点主体柱为节点客体;柱支承梁, 柱为节点主体梁为节点客体;主梁支承次梁,主梁为节点主体次 梁为节点客体;梁支承板,梁为节点主体板为节点客体。
3.结构理论建立的科学概念体系可进行争论,对概念的认识、 理解不同可据理争辩;解构理论建立的科学规则体系则不 进行争论,因此使规则具有科学性是建立规则体系的重中 之重。
■混凝土结构设计规范、抗震设计规范 对钢筋计算的影响、平法原理讲解
●我国规范在抗震规定方面存在三大问题,这三大问题导致 中国已经建成的所有钢筋混凝土楼房均未满足抗震要求。
钢筋混凝土结构的基本原则与 抗震结构的基本原则
钢筋混凝土结构的基本原则为: 极限状态设计原则
(结构材料的强度采用极限强度)
抗震结构的基本原则为: 确保结构的整体性原则
(必须可靠传递和抵抗横向力)
受力钢筋的平法构造原则
●1、主要功能原则——由主要功能决定构造方式 ●2、足强度锚固原则——受力钢筋必须足强度锚固 ●3、足强度连接原则——受力钢筋必须足强度连接 ●4、全包裹混凝土原则——受力钢筋必须被混凝土全包裹
1.框架柱的安全隐患。规范为了抗震,严格规定了钢筋的连接 区和非连接区,非连接区是地震破坏的重灾区,规范严格要 求钢筋不准在重灾区范围连接,这方面规范是对的,但规范 竟然把混凝土给漏掉了,每层框架柱的柱顶(梁底)部位是 地震灾难的重灾区,就在这个重灾区混凝土留了施工缝。柱 顶梁底留施工缝的做法是非抗震做法,施工缝是混凝土的连 接位置,比柱身薄弱。规范只顾了钢筋忘记了混凝土,而钢 筋混凝土结构是两种材料构成的,且地震发生时都是混凝土 先被挤碎,钢筋随后被压屈,结构便破坏了。
6. C101-6,适用于独立基础、条形基础、桩基承台 (2015年出版)
已出版发行的 平法通用设计C系列与解读类著作
C系列:混凝土主体结构平法通用设计C101-1 混凝土楼梯平法通用设计C101-2 11G101-1、-2、-3解读系列:
平法国家建筑标准设计11G101-1原创解读 平法国家建筑标准设计11G101-2原创解读
续C:抗震框架柱、剪力墙、框架梁 各自存在安全隐患的根源
●三大安全隐患的根源,一是忽略了钢筋混凝土结构的混凝 土材料,二是错误钢筋的搭接连接方式。 搭接连接最早在1951年从前苏联引进(前苏联援建工程), 但其连接为“捆绑式”搭接,将两根钢筋重叠一段用粗铁丝 密密匝匝地捆起来。捆绑搭接的实质是不需混凝土粘结强 度传力的特殊机械连接,我国将其演变成接触性搭接连接, 搭接范围仅用三道细铁丝固定,大错特错。全世界没有这 种搭接方式,如果不做密匝捆绑,必须将两根搭接钢筋保 留一英寸净距,让混凝土完全握裹钢筋,以实现最高粘结 强度,通过混凝土把力传过去。接触搭接使混凝土无法完 全握裹钢筋,不仅传力效果低于60%,且在构件中形成 一条通缝,造成安全隐患。
构造原理提示三:节点外形与相应连接方式
7、根据节点外形特点:分为宽主体节点、宽客体节点、等宽度
节点、单侧同面节点。节点客体构件纵筋在宽主体节点内锚固 效果最好,而在宽客体节点内的锚固效果较差。
8、①当为宽主体节点时,客体构件的纵筋锚入或贯通节点,而
箍筋通常不需要进入节点;②当为宽客体节点时,客体构件纵 筋锚入或贯通节点,且应设置节点内附加箍筋约束节点之外的 纵筋;③当为等宽度节点时,客体构件纵筋锚固将与主体构件 纵筋发生冲突,应将两构件外侧纵筋科学分层避免钢筋冲突; 等宽度节点客体构件的纵筋锚固应遵循“高可靠度”原则在主 体构件纵筋内侧锚固可靠度高,走外侧应设附加箍筋配合且可 靠度较低; ④当为单侧同面节点时,客体构件与主体构件的同 面一侧纵筋发生冲突,应采用适宜的锚固或贯通方式合理解决 单侧钢筋冲突。
●5、非接触搭接原则——受力钢筋必须采用非接触搭接
●6、非接触锚固原则——受力钢筋必须采用非接触锚固 ●7、配筋不重叠原则——构造加强筋与普通筋不重叠设置
●8、界内锚固原则——非常规支承构件按常规支承构件锚固
●9、能通则通原则——有连通条件则应连通减少连接锚固 ●10、科学用钢原则——所有钢筋构造必须具有科学依据
1.结构理论从部分到整体、从微观到宏观、从个性到共性, 建立科学概念体系;解构理论从整体到部分、从宏观到微 观、从共性到个性,建立科学规则体系。二者互逆。 2.科学概念体系从一层次推导出下一层次概念,二者通常仅 需为充分条件,可由意识推测存在;科学规则体系从一层 次导引出下一层次规则,二者则应为充分必要条件,必须 由存在决定意识。
将陆续出版发行的中国建筑通用设计
1. C101-1,适用于框架、剪力墙、框架—剪力墙、框支剪 力墙结构;(已出版) 2. C101-2,适用于混凝土板式楼梯;(已出版) 3. C101-3,适用于现浇混凝土有梁和无梁楼面及屋面板; (2014年底出版) 4. C101-4,适用于板式和梁板式筏形基础;(2015年出版) 5. C101-5,适用于箱形基础和地下室结构;(2015年出版)
平法研究课题与C101-X及G101-X 全系列通用设计及标准设计的创建者
山东大学
陈青来 教授
qlchen@sdu.edu.cn
平法系列国家建筑标准设计 荣获国庆60周年行业大奖
2009年10月,中国勘察设计协会文件公布了“荣 获全国工程勘察设计行业国庆60周年作用显著标 准设计项目大奖名单” 大奖评选是从历届全国优秀工程建设标准设计金 奖项目中“优中选优”,共评选出10项大奖
已获大奖的国家建筑标准设计
1. 03G101-1,适用于框架、剪力墙、框架—剪力 墙、框支剪力墙结构; 2. 03G101-2,适用于混凝土板式楼梯; 3. 04G101-3 ,适用于现浇混凝土楼面板和屋面板; 4. 04G101-4,适用于板式和梁板式筏形基础; 5. 08G101-5,适用于箱形基础和地下室结构; 6. 06G101-6,适用于独立基础、条形基础、桩基 承台