內容簡介
《平法國傢建築標準設計11G101-2原創解讀》為平法創建者山東大學陳青來教授對11G101-2標準設計中的製圖規則和構造詳圖進行原創解讀。
《平法國傢建築標準設計11G101-2原創解讀》基於結構科學理論和國傢規範,對11G101-2的樓梯製圖規則和構造詳圖在科學概念與實用功能上進行瞭深度分析和梳理。本書首推的樓梯間結構竪嚮桁架模型分析,對樓梯參與結構整體地震作用分析,提齣科學閤理的理論模型。
閱讀本書,可加深理解平法樓梯製圖規則和構造設計的理論依據,顯著提高鑒彆僞科學概念及構造謬誤的識彆能力,更為熟練地應用平法樓梯製圖規則和構造,有效升級自身技術水平。
本書可供建築結構設計、施工、造價、監理等專業人員閱讀及在具體工程項目中直接應用,並可供土木工程專業本科生和研究生學習參考。
作者簡介
陳青來,平法鋼筋創始人。享受國務院政府特殊津貼;本人科技成果“平法”列為國傢級“九五”科技成果重點推廣項目;國內講座培訓人數超萬人。
內頁插圖
目錄
第一部分 平法製圖規則總則解讀
第二部分 闆式樓梯平法施工圖製圖規則解讀
第三部分 通用綜閤構造解讀
第四部分 AT~ET型樓梯解讀
第五部分 FT~HT型樓梯解讀
第六部分 ATa~ATc型樓梯解讀
第七部分 其他樓梯構造圖解讀
前言/序言
本書為11G101-1至-3原創解讀係列的第二冊。書中對各型樓梯平法製圖規則和構造詳圖,進行瞭較詳盡的科學解讀。
“平法”是本書作者的科技成果“建築結構平麵整體設計方法”的簡稱。
平法成果1995年榮獲山東省科技進步奬、1997年榮獲建設部科技進步奬並由國傢科委列為《“九五”國傢級科技成果重點推廣計劃》項目、由建設部列為一九九六年科技成果重點推廣項目。
自1996年至2009年,作者陸續完成瞭G101係列平法建築標準設計的全部創作。該係列於1999榮獲建設部全國工程建設標準設計金奬,2008年榮獲住房和城鄉建設部全國優秀工程設計金奬,並在2009年榮獲全國工程勘察設計行業國慶六十周年作用顯著標準設計項目大奬。自1991年底首次推齣平法,曆經20多年的持續研究和推廣,平法已在全國建築結構工程界全麵普及。
平法的成功推廣與可持續發展,應當感謝結構界的眾多專傢學者和廣大技術人員。
1995至1999年,是平法嚮全國推廣的重要基礎階段。在此階段,建設部前設計司吳亦良司長和鄭春源副司長、國傢計委前設計局左煥黔副局長、中國建築設計研究院總工程師暨國務院參事吳學敏教授、中國建築標準設計研究所陳重所長、山東省建築設計研究院薛一琴院長等數位大師級、學者型官員,在平法列為建設部科技成果重點推廣項目、列入國傢級科技成果重點推廣計劃、榮獲建設部科技進步奬和創作G101係列國傢建築標準設計等重大事項上,發揮瞭重要的行政作用。
在平法十幾年的發展過程中,有眾多專傢學者直接或間接地發揮瞭重要作用。本人在此真誠感謝鄧潘榮、周廷垣、盛遠猷、唐景春、吳學敏、陳幼璠、劉其祥教授,真誠感謝成文山、樂荷卿、瀋蒲生教授,真誠感謝陳健、陳遠椿、侯光瑜、程懋堃、薑學詩、徐有鄰、張幼啓教授,真誠感謝曾經參加平法係列國傢建築標準設計技術審查會和校審平法係列圖集的所有專傢、學者和教授。
在此,還應真誠感謝工作在結構設計、建造、預算和監理第一綫,曾經參加本人平法講座的數萬名土建技術人員和管理人員。是他們將實踐中發現的實際問題與本人交流,不僅使平法研究目標落到實處,而且始終未偏離存在決定意識的哲學思路。
在世界各國設計領域,通常有相應專業技術的“設計標準”,但並無“標準設計”。在滿足同一設計標準的原則下,同一設計目標可以多種設計形式實現同樣功能,即在滿足設計可靠度的原則下,繁榮創作形成技術競爭和進步。平法G101係列雖獲成功,但若長期缺乏競爭會形成壟斷技術平颱,從而妨礙技術創新。
在我國由計劃經濟嚮市場經濟轉型過程中曾發揮一定積極作用的平法係列標準設計,已經完成既定使命。平法研製者堅持與時俱進,適時迴歸平法原本為通用設計的科學屬性,堅持求真務實的誠實勞動持續進行平法通用設計圖集的研究創作,以確保平法可持續發展,促進技術競爭,推動科技進步。
在工程技術界,科學與僞科學的矛盾客觀存在,不以人的意誌為轉移。利用業界普遍歡迎的平法科技平颱塞入僞科學糟粕在業界快速傳播,是近年來科技腐敗的錶現形式之一。
自11G101-2圖集齣版後,業界通過各種方式,嚮原創平法圖集作者本人對其內容提齣諸多質疑。本著誠實、嚴謹、負責、務實的科學觀念,作者推齣本原創解讀。
本原創解讀對11G101-2圖集中各型樓梯的平法設計製圖規則和構造詳圖,較深入地解析結構技術新概念,從概念到方法逐一做齣科學解讀。本書供建築結構設計、施工、監理、造價等人員閱讀應用,也可作大學土木工程專業學生與研究人員的專業參考資料。平法圖集在具體工程的應用過程中,讀者可對照解讀內容明晰概念,鑒彆真僞,有利於提高自身技術水平。
《建築結構設計基礎與實踐:以11G101-2為參照》 引言 建築,作為人類文明的載體,其宏偉與堅固離不開精密的結構設計。結構設計,是建築藝術與工程科學的交匯點,它不僅要滿足建築的功能需求,更要確保建築在各種自然力和荷載作用下的安全與穩定。而國傢建築標準設計圖集,則是中國建築行業在結構設計領域積纍的智慧結晶,它為無數工程項目提供瞭統一、規範、可靠的設計依據。《平法國傢建築標準設計11G101-2》便是其中一本廣為應用的圖集,涵蓋瞭鋼筋混凝土結構構件的設計詳圖與構造要求。 本書《建築結構設計基礎與實踐:以11G101-2為參照》並非直接對11G101-2圖集進行逐條解讀或重復羅列,而是旨在從更廣闊的視角,深入淺齣地闡釋鋼筋混凝土結構設計的基本原理、核心概念、常用方法以及實際應用中的關鍵考量。我們將以11G101-2圖集所體現的設計理念和規範要求為齣發點,結閤建築結構工程的普遍規律,為讀者構建一個係統、完整的知識框架,幫助他們理解圖集背後蘊含的科學邏輯,掌握結構設計的精髓,並在實際工作中靈活運用。 第一部分:鋼筋混凝土結構設計的基本原理 1. 材料的力學特性與作用機製 混凝土: 深入探討混凝土的抗壓強度、抗拉強度、彈性模量、收縮徐變等基本力學性能。分析混凝土在受力狀態下的破壞機理,包括壓碎、開裂等。理解混凝土配閤比設計對強度、耐久性和經濟性的影響。 鋼筋: 詳細介紹各種類型鋼筋(如HRB400、HPB300等)的屈服強度、抗拉強度、伸長率等關鍵力學指標。闡述鋼筋在受力時如何通過屈服變形來承擔拉力,以及鋼筋與混凝土之間的粘結錨固作用。 鋼筋混凝土協同工作: 重點闡釋鋼筋與混凝土共同受力、協同工作的原理。分析混凝土的抗壓能力和鋼筋的抗拉能力如何互補,形成高強度的復閤材料。理解鋼筋混凝土的受力性能是材料力學、結構力學和粘結力學的綜閤體現。 2. 荷載與作用 荷載的分類與取值: 詳細介紹各種作用在建築結構上的荷載,包括恒荷載(自重)、活荷載(使用荷載、人群荷載等)、風荷載、雪荷載、地震作用等。解釋如何根據建築的功能、地理位置、使用年限等因素,按照現行國傢標準(如《建築結構荷載規範》)科學地取用荷載的代錶值、頻遇值、基本值等。 荷載組閤與設計值: 闡述在結構設計中,需要考慮不同荷載組閤産生的最不利效應。講解如何根據概率論和統計學原理,對荷載進行組閤,並乘以相應的荷載分項係數,得到結構設計的荷載設計值。強調荷載組閤的閤理性是結構安全性的基礎。 作用效應的計算: 簡述如何通過結構力學方法,如靜力分析、動力分析等,計算結構構件在各種荷載組閤下的內力(彎矩、剪力、軸力)和變形。 3. 結構分析的基本方法 靜力分析: 介紹經典的靜力分析方法,如虛功原理、位移法、荷載法等,用於計算靜荷載作用下的結構內力與位移。 動力分析: 探討在地震、風振等動力作用下,結構的響應分析方法。介紹模態分析、時程分析等基本概念,以及如何考慮結構的動力特性(質量、剛度、阻尼)。 數值分析方法: 簡述有限元分析(FEA)等現代數值計算方法在復雜結構分析中的應用,以及其在實際工程中的重要性。 第二部分:鋼筋混凝土結構構件的設計原則與構造要求 1. 受彎構件(梁、闆)的設計 受力機理: 詳細分析梁、闆在彎矩和剪力作用下的應力分布和破壞模式。區分受壓區混凝土、受拉區鋼筋以及剪力鋼筋的作用。 配筋原則: 闡述受彎構件的受力鋼筋(主筋)配置原則,包括計算配筋麵積、確定鋼筋直徑和數量、保證鋼筋的最小配筋率和最大配筋率。講解受力鋼筋在梁端和跨中的布置要求。 抗剪構造: 深入分析剪力在梁、闆中的傳遞機製,講解箍筋(剪力鋼筋)的作用,包括其形式(單肢、雙肢、多肢箍)、間距、直徑的確定方法。闡述局部受壓、斜截麵受剪等破壞模式及其構造措施。 構造要求: 詳細介紹梁、闆的鋼筋錨固、搭接、保護層厚度、闆的分布筋配置、洞口加強筋等關鍵構造要求,確保構件的整體性和耐久性。 2. 受壓構件(柱)的設計 受力機理: 分析柱在軸力、彎矩(偏心受壓)作用下的應力分布和破壞模式。區分受壓區混凝土、受拉鋼筋(若有)和箍筋的作用。 配筋原則: 講解柱的縱嚮受力鋼筋的配置原則,包括計算配筋麵積、鋼筋直徑和數量的選取,以及最小配筋率和最大配筋率的限製。 箍筋構造: 闡述箍筋在柱中的重要作用,包括抵抗彎矩和剪力,限製混凝土的剪切破壞,以及防止縱嚮鋼筋的屈麯(“捏麯”)。講解箍筋的形式、間距、直徑的確定方法,特彆是在地震區對箍筋加密的要求。 構造要求: 介紹柱的鋼筋錨固、搭接、保護層厚度,以及梁柱節點域的構造要求,以確保結構的整體性和抗震性能。 3. 基礎的設計與構造 基礎的作用與類型: 介紹基礎作為上部結構與地基之間的連接構件,其承受和傳遞荷載的功能。簡述條形基礎、獨立基礎、樁基礎等常見基礎類型。 地基承載力與基礎設計: 闡述基礎設計時必須考慮地基的承載能力,以及如何通過基礎的尺寸、形狀設計,將上部結構的荷載安全地傳遞到地基。 鋼筋混凝土基礎的配筋與構造: 詳細介紹獨立基礎、條形基礎的底闆和梁的配筋原則,包括受力鋼筋、分布鋼筋的配置,以及基礎的錨固、連接、保護層等構造要求。 4. 牆體結構的設計與構造 承重牆與剪力牆: 區分承重牆(主要承受竪嚮荷載)和剪力牆(主要抵抗水平荷載),闡述其不同的設計側重點。 剪力牆的配筋與構造: 詳細介紹剪力牆的竪嚮鋼筋、水平鋼筋的布置要求,以及牆體邊緣構件(暗柱、暗梁)的作用和構造。闡述剪力牆的連接、洞口處理等構造細節。 第三部分:設計實踐與工程應用 1. 規範與圖集在實際應用中的角色 規範的指導性: 強調國傢建築設計標準(如《混凝土結構設計規範》)是結構設計的根本依據,規定瞭安全、可靠、經濟的總體要求。 圖集的實用性: 闡釋圖集(如11G101-2)是如何將抽象的規範要求轉化為具體的、可操作的設計圖紙和構造節點,極大地提高瞭設計效率和標準化水平。 圖集與計算的結閤: 說明在實際設計中,設計人員需要根據計算結果,參照圖集中的典型構造,並根據實際情況進行適當調整和補充。 2. 結構設計過程中的關鍵環節 荷載的準確把握: 強調前期準確、全麵地收集和分析建築物的荷載信息是結構設計成功的前提。 構件配筋的優化: 探討如何在滿足安全要求的前提下,通過優化配筋,實現結構經濟性和材料利用率的最佳化。 節點構造的精細化: 強調節點是結構傳遞力的關鍵部位,其構造設計的閤理與否直接影響結構的整體性能,特彆是在抗震設計中。 施工圖深化設計: 介紹施工圖設計是將初步設計轉化為施工依據的關鍵步驟,需要詳細標注所有鋼筋的規格、位置、連接方式等,確保施工的準確性。 3. 結構設計中的常見問題與對策 混凝土裂縫控製: 分析混凝土裂縫産生的原因(收縮、拉應力、溫度變化等),並介紹相應的構造措施,如配筋加密、提高混凝土抗裂性、控製溫差等。 鋼筋錨固與搭接: 強調鋼筋錨固長度和搭接長度的閤理計算與施工,是保證鋼筋有效傳遞力的關鍵。 結構變形控製: 討論如何通過調整構件截麵尺寸、配筋等,控製結構的撓度、沉降等變形,滿足使用功能和美觀要求。 抗震設計的特殊考量: 簡述在地震區,結構設計需要遵循特殊的抗震構造要求,如延性設計、構件抗震等級的確定、加密箍筋的應用等。 結論 《建築結構設計基礎與實踐:以11G101-2為參照》旨在為讀者提供一個理解鋼筋混凝土結構設計原理和實踐的係統框架。我們通過深入剖析材料特性、荷載作用、設計方法,並結閤梁、闆、柱、基礎、牆體等典型構件的設計原則與構造要求,希望幫助讀者不僅能夠讀懂圖集,更能理解圖集背後的科學原理和設計邏輯。結構設計是一項嚴謹而充滿挑戰的工作,需要紮實的理論基礎、豐富的實踐經驗和對規範的深刻理解。通過掌握本書所闡述的核心概念和實踐方法,讀者將能夠更自信地應對各類建築結構設計任務,為建造安全、可靠、經濟、美觀的建築貢獻力量。