(一)结构施工图设计传统表示方法
用传统方法设计的构件详图,通常包括二个部分内容:

第一部分:构件的正投影透视图。

一般在图上采用图示和加注数字与文字的方式注明,包括构件编号及所在平面布置图的图号;正投影透视图的轮廓、几何尺寸和标高;构件配筋;构件锚固、连接等构造;构件截面剖切位置及编号;必要的文字说明等等。

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:截面编号,截面几何尺寸;截面配筋;必要的注解等等。


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。


这种“单构件正投影表示方法”在结构施工图的实际设计工作中,同类构件中的相同构造做法与异类构件中的类似构造做法,将不可避免的出现大批量的重复,这些重复通常为简单重复或低级重复,其结果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。不仅设计繁琐,设计完成后的校对、审核二道工序也相应繁琐。

 

(二)“构造”标准化
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一起。显然,我们只要解决了重复性问题,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中存在大量重复,大部分是离散分布的构造做法的简单重复。构造做法主要有二大部分:1、节点内的钢筋锚固和贯通构造(简称节点构造);2、节点外构件内的钢筋布置和连接构造(简称构件本体构造)。设计工程师对这二大类构造,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,设计时多处雷同,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。如果将二大类构造相关的“构造标准化”就能够大幅度提高标准化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,有可大幅度降低出错概率,所以,可实现既能提高设计效率,又能提高设计质量的双重目标。

这二大类构造可适用于所有构件,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。根据以上的思路,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,集中编制成标准设计,对节点构造和构件本体构造实行大规模标准化。这样的标准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。

(三)混凝土结构施工图平面整体表示方法
1、混凝土结构施工图平面整体表示方法(简称平法)是把结构构件的尺寸和钢筋等,按照平面整体表示方法制图规则,整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上,再与标准构造详图相配合,即构成一套完整的结构施工图的方法。


2、平法的创始人:山东大学教授陈青来先生


3、平法的发展历程

1996年11月,建设部向全国推广发行国家建筑标准设计图集96G101《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-剪力墙、框支剪力墙结构)。

2000年7月,将96G101修版为00G101。

2003年1月,将00G101依据国家2000系列混凝土结构新规范修版为03G101-1《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-剪力墙、框支剪力墙结构)。

2003年7月,向全国推广发行国家建筑标准设计图集03G101-2《混凝土结构平面整体表示方法制图规则和构造详图》(现浇混凝土板式楼梯)。

2004年2月,向全国推广发行国家建筑标准设计图集04G101-3《混凝土结构平面整体表示方法制图规则和构造详图》(筏板基础)。

2004年11月,向全国推广发行国家建筑标准设计图集04G101-4《混凝土结构平面整体表示方法制图规则和构造详图》(现浇混凝土楼面与屋面板)。

2006年9月,向全国推广发行国家建筑标准设计图集06G101-6《混凝土结构平面整体表示方法制图规则和构造详图》(独立基础、条形基础、桩基承台)。

2009年1月,向全国推广发行国家建筑标准设计图集08G101-5《混凝土结构平面整体表示方法制图规则和构造详图》(箱型基础和地下室结构)。

平法创造十几年,G101-X国家建筑标准设计已经成为系列。平法系列国家建筑标准设计的累计发行数量已经超过百万册,全国采用平法设计和施工的建筑有数十万幢。

4、平法的基本原理
平法的基本理论:以结构设计者的知识产权归属为依据,将结构设计分为创造性设计内容与重复性设计内容二部分,设计工程师采用数字化、符号化的平面整体设计方法制图规则完成其创造性设计内容部分,重复性设计内容部分则采用标准构造设计,两部分为对应互补关系,合并构成完整的结构设计。

平法的系统构成:视结构施工图设计为一个完整的主系统,主系统由多个子系统构成:(1)结构设计总说明(2)基础及地下结构(3)柱、墙结构(4)梁结构(5)板结构;各子系统有明确的:层次性;关联性;相对完整性。
a)各子系统的层次性,表现在按特定顺序实现自身功能,表现为:

1)设计总说明为下面各子系统做出整体介绍和统一规定,为该项结构设计的纲领;

2)基础及地下结构设计,属于全部结构的底部支承体系,须首先施工;

3)柱及剪力墙结构设计,属于竖向支承体系,须紧接基础施工之后开始施工;

4)梁结构设计,属于水平支承体系,须逐层在柱、墙施工之后(或同时开始但不能超前)开始施工;

5)楼板与楼梯设计,属于平面支承体系,须在梁、墙施工之后(或同时)开始施工。

以上5个层次的结构设计依次排列,使平法施工图成为有序化的设计文件。
b)各子系统的关联性

1)结构设计总说明,与基础、柱和墙、梁、板关联;

2)基础及地下结构作为柱和墙的支座,与其所支承的柱和墙关联;

3)柱、墙作为梁(板)的支座,与其所支承的梁(板)关联;

4)梁作为板的支座,与其所支承的楼板或楼梯关联;

5)楼板及楼梯结构是末级子结构,通常仅与上一级子系统关联。

各子系统之间有确定的关联顺序,通常不存在交叉关联,如下图。

 

(图9 各子系统的层次性)

c) 各子系统的相对完整性

1) 结构设计总说明是工程项目结构专业设计文件的完整文字部分,内容包括:场区地质状况,地基处理措施;基础结构类型;基础结构选用材料的强度等级;基础结构的荷载分布情况与荷载取值;主体结构体系;结构总层数,总高度,总面积;结构安全等级,抗震设防烈度,混凝土结构的结构抗震等级;主体结构选用材料的强度等级;主体结构的荷载分布情况与荷载取值;钢筋工程和混凝土工程的具体要求,施工技术方面的特殊要求;与其他专业的施工配合;其他注意事项等等。其内容相对独立、完整。

2) 基础及地下结构平法施工图,完整的表达了全部基础构件的几何尺寸、配筋和文字说明,以及其所支承的柱或剪力墙构件的定位尺寸和锚固空间条件,而无其所支承的柱或剪力墙构件本身的设计要素,其内容相对独立、完整。

3) 柱及剪力墙结构平法施工图,完整的表达了全部柱及剪力墙构件的几何尺寸、配筋和文字说明,以及其所支承的梁或楼板构件的定位尺寸和锚固空间条件,而无其所支承的梁或楼板构件本身的设计要素,其内容相对独立、完整。

4) 梁结构平法施工图,完整的表达了全部梁构件的几何尺寸、配筋和文字说明,以及其所支承的楼板或楼梯构件的定位尺寸和锚固空间条件,而无其所支承的楼板或楼梯构件本身的设计要素,其内容相对独立、完整。

5) 楼板或楼梯结构平法施工图,完整的表达了全部楼板或楼梯构件的几何尺寸、配筋和文字说明,而无其他构件设计要素,其内容相对独立、完整。

由此可见,各类型构件的几何尺寸、配筋和文字说明,都在本类型构件的平法结构施工图中完整的表达,且没有其他类型构件的设计要素,各类构件设计内容相对完整性非常明显。

4.平法的适用范围

03G101-1《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-剪力墙、框支剪力墙结构)。

03G101-2(现浇混凝土板式楼梯)。

04G101-3(筏板基础)。

04G101-4(现浇混凝土楼面板与屋面板)。

06G101-6(独立基础、条形基础、桩基承台)。

08G101-5(箱型基础和地下室结构)。