《型钢混凝土组合结构技术规程》存在安全问题

快乐的我

 据相关人员近几年审图统计，凡高度超过100米的高层建筑结构的框架柱，60%以上都部分或者全部采用了型钢混凝土或者钢管混凝土结构。但是这方面的设计规范还处于混乱状态，特别是存在安全问题的《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001）竟然很多设计院还在应用，他们既然不知道其中的抗震安全问题，如：有关弯矩与剪力设计计算公式中，抗震增大系数有的未计及，有的小于国家标准《建筑抗震设计规范》取值。这种行业规程标准低于国家标准的规定是违反《标准法》的；另外它依据的截面平衡法模型与国内外大多数科学试验结论不符。国内不少地方部门为此另外制定了设计规程，如：上海市工程建设规范DG/TJ08-015-2004 ，冶金行业标准YB9082-2006 ，中国工程建设协会标准CECS230:2008。但是(JGJ138-2001）十年来一直没有重新制定，也没有作必要更正，更严重的是在最近的《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-201X 的送审稿中，还将它列在引用的标准名录中，并且还在第11.5.11条中，不引人注目的提到“……其他截面承载力可按现行行业标准《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001）进行截面设计 ”。我们认为这是一个严重问题，必须直截了当把其中的问题提出来，让广大设计人员知道，现在它已经不是一个单纯学术争论问题了，因为现实已经关系到大量工程的抗震安全。

众所周知，《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001），存在一些安全问题，如：

   1) 有关弯矩与剪力设计计算公式中，抗震增大系数有的未计及，有的小于国家标准《建筑抗震设计规范》取值。这种行业规程标准低于国家标准的规定是违反《标准法》的。

   2）有关构件的承载力计算采用平截面假定，即型钢与混凝土变形协调，通过构件截面平衡方程求解构件承载力（即为截面平衡法），这要求“受压区型钢与混凝土之间始终没有相对滑移，构件截面始终保持为平面”，近几年来我国很多大学与科研部门对此作了大量试验研究，其结论是一致的，即型钢与混凝土之间在构件达到极限承载力之前，就会产生滑移，在振动和重复载荷下更甚，而且这种滑移对承载力造成的损失是不可恢复的。设置了栓钉以后虽然会改善其滑移趋势，但是栓钉的受弯受剪与混凝土在栓钉处的局部承压，使结构截面内部材料受力状态复杂化，我们对此的研究水平还远远没有达到理清其中传力机理这一步，而且会增加造价延长工期。所以我们认为，在现有的研究水平上要将“平衡法”应用到工程设计中是不够成熟的，也是不安全的。

   3）其中构件压弯承载力和裂缝计算是采用截面平衡法计算；但是，构件抗剪承载力计算、刚度计算又采用叠加法原理。在同一本技术规程中，构件抗剪和抗弯承载力计算，以及刚度计算采用了不同计算理论，这并不合理。

   4）考虑到《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001）存在以上的严重安全问题，所以国内很多部门、地区和行业在近几年来，对此从新编制了多种规程，他们全部摒弃了(JGJ138-2001）所采用的截面平衡法，而统一采用了叠加法来计算受弯、受压和受剪承载力，和刚度，而且与《建筑抗震设计规范》接轨，采用了相同的有关抗震增大系数。其中包括：上海市工程建设规范《高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程》DG/TJ08-015-2004 ，冶金行业标准《钢骨混凝土结构技术规程》YB9082-2006 ，中国工程建设协会标准《高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程》CECS230:2008 等等。而且大量国内外的工程实践说明叠加法概念直观、原理清楚、应用方便、安全可靠。但是，我们看到新编的《高层建筑混凝土结构技术规程》送审稿的有关引用的标准名录中，并未列入上述的三个规程，这是使人遗憾的。因此我认为这是一个严重的问题。并且提出如下建议：

   一）现在的问题已经不是学术争论问题，而是已经影响到我国很多高层建筑的抗震安全问题。因此应该尽快终止《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001）的应用，或者出一个简单的修改说明，依据该规程编制的计算机软件“SATWE”等应该尽快修改或补充叠加法的计算内容，以供选择。并且尽快制定新的统一的《型钢混凝土组合结构技术规程》。

   二）由于部里机构职能分工将工程抗震规范（规程）与其他工程规范（规程）的编制工作分属两个司管理，因此不易协调以上问题，因为大多数工程规范（规程）都与抗震有关，建议加强协调，或者以后改为由一个司统一负责管理。

   三）作为一个全国性的规程，应该包含全国各地、各行业、各单位的研究成果，特别是对不同学术观点的，对此希望能够慎重考虑。

   四）建议以后将新《规范》《规程》征求意见稿、送审稿、报批稿都要进行网上公示。