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        訪我國“平法”創始人陳青來

        發布時間:2015-06-18

        平法———建筑結構領域的成功之作
         

              關于平法 

              混凝土結構施工圖平面整體表示方法(簡稱平法)是把結構構件的尺寸和鋼筋等,按照平面整體表示方法制圖規則,整體直接表達在各類構件的結構平面布置圖上,再與標準構造詳圖相配合,即構成一套完整的結構施工圖的方法。它改變了傳統的那種將構件從結構平面布置圖中索引出來,再逐個繪制配筋詳圖的繁瑣方法,是混凝土結構施工圖設計方法的重大改革。由建設部批準發布的國家建筑標準設計圖集(G101即平法圖集),是國家重點推廣的科技成果,已在全國廣泛使用。 


              世界上不存在結果,只存在一個接一個的過程,或者說無數的結果匯集成了過程。平法極其重視過程,因此實現了自身的可持續發展?!惽鄟?nbsp;

              1995年8月8日,一篇題為《結構設計的一次飛躍》的文章在《中國建設報》頭版顯著位置的刊登,在我國建筑界產生了強烈的反響。因為,10天前剛通過建設部科技成果鑒定的“建筑結構施工圖平面整體設計方法”(下稱“平法”),與傳統方法相比可使圖紙量減少65~80%;若以工程數量計,這相當于使繪圖儀的壽命提高三四倍;而設計質量通病也大幅度減少;以往施工中逐層驗收梁的鋼筋時需反復查閱大宗圖紙,現在只要一張圖就包括了一層梁的全部數據,因此大受施工和監理人員的歡迎。 

              彈指一揮間,十年倏忽過。迄今為止,作為平法的創始人,山東大學教授陳青來先生已先后出版有關平法的國家標準設計技術專著及論文達35篇、冊,其中系列國家建筑標準設計累計發行數量逾百萬冊。接受全國各地建設行政主管部門、建筑學會、土木工程學會、各大設計院、大專院校之邀,陳青來教授已做平法講座70余場次。 

              2005年3月29日,應上海魯班軟件有限公司廣州分公司的邀請,陳青來教授十年之后再次來廣東就平法的應用技術進行推廣講學,趁此機會,本報記者在上海魯班廣州分公司總經理馮天秀的安排下對其進行了專訪。 

              新視野啟發新思路 

              從事建筑行業的人,特別是從事建筑結構設計的人都知道,我國的建筑結構施工圖設計經歷了三個時期:一是建國初期至90年代末的詳圖法(又稱配筋圖);二是80年代初期至90年代初在我國東南沿海開放城市應用的梁表法;三是90年代至今普及的平法。作為梁表法的配套軟件,1986年開發的結構CAD軟件即以詳圖法和梁表法為編制依據。它的出現,從形式上替代了人工制圖,對提高我國結構設計效率起到重要作用。然而,隨著我國基本建設的飛速發展,結構CAD軟件在實際運用中的弊病也越來越突出。這表現在如下幾個方面:建筑結構設計人員的工作量劇增,其中70—80%用于畫圖;計算機的普遍使用表面上將設計人員從繁重的計算工作中解放出來,但從整體止看,全國大多數設計項目仍以人工制圖為主;即使利用計算機繪圖,由于現有的CAD軟件依據傳統設計方法編寫,表達繁瑣,圖紙量比手工繪制還多,設計成本反而更高。也是因為這個原因,設計中的“錯、漏、碰、缺”成為質量通病。另外,工程項目設計過程中建筑專業經常半路調整和修改平面,結構設計不得不作相應改變,而框架、剪力墻等是豎向表達的,由于這個專業間的表達不一致,變更設計時牽一發而動全身。如若在緊張狀態下出圖,往往顧此失彼,形成新的“錯、漏、碰、缺”。這與傳統設計方法的不科學性有一定聯系。 

              也許正應了生逢其時這句話,1982年從湖南大學工業與民用建筑專業本科畢業的陳青來,在實際工作中敏銳地感覺到,由于按傳統方法和傳統CAD軟件繪制的施工圖內容中存在大量的“同值性重復”和“同比值性重復”,使得傳統的設計方法效率低,質量難以控制。1991年下半年,有了先后兩次在日本和挪威研修、留學和考察的陳青來經過比對發現,發達國家設計事務所完成的結構圖紙通常沒有節點構造詳圖,節點構造詳圖通常由建筑公司(施工單位)進行二次設計,設計效率高、質量得以保證;有些結構設計甚至只給出配筋面積,具體配筋方式由建筑公司搞,出圖效率更快。據此,他認為中國傳統的設計方法必須改革。而此時,平法已經在他心里有了最初的萌芽。 

               平法理念的“超凡脫俗” 

              實踐告訴陳青來,構造做法主要有兩大部分,即構件節點構造和構件節點外的桿件構造。這兩大部分構造做法不屬于設計工程師的創造性設計內容,通常只要直接遵照規范的規定和借鑒某些版本的構造設計資料來繪制即可,因之,傳統設計中存在的大量重復,且大部分是離散的信息中構造做法的簡單重復也就不足為奇了。如果改變傳統的“構件標準化”為“構造標準化”,不僅能夠大幅度提高標準化率和減少設計工程師的重復性勞動,同時,由于設計圖紙中減少了重復,從而相應地會大幅度降低出錯概率。這樣,既可大幅度提高設計效率,同時又提高了設計質量。 

              基于上述的認識,平法的思路在陳青來的腦海中已經越來越清晰,并且很快形成了一條新型標準化的思路,沿著這條思路,陳青來走向了另一片結構標準化領域。在這個新領域中,不存在任何完整的標準化構件,但卻包羅結構必須存在的節點構造和節點外構造標準設計。這兩大類構造可適用于所有的構件,但卻與構件具體的凈跨度、凈高度、具體截面尺寸無限制性的關系;與構件所承受的荷載無直接關系;與構件截面中的內力無直接關系;與設計師根據承載力要求所配置鋼筋的規格數量也無直接關系。根據以上思路,陳青來就將具體工程中大量采用,理論與實踐均比較成熟的構造做法編制成建筑結構標準設計,對各類結構構件的節點內和節點外的構造做法實行大規模標準化。這樣的標準化方式不僅適用范圍廣,而且不替代結構設計工程師的責任與權利,完全尊重結構設計工程師的創造性勞動。這種新型標準化方式,相對于“構件標準化”可定義為“廣義標準化”方式。該方式對于現澆鋼筋混凝土結構,其標準化率可高于30%。廣義標準化方式在解決傳統結構施工圖存在大量重復問題上明顯取得重大突破。 

              千條理由不及一個事實 

              1991年,對陳青來來說,是一個非同尋常的年份。 

              這年10月初,山東省濟寧市工商銀行因為要將營業樓的建設納入本年度的資金使用計劃,要求山東省建筑設計研究院必須在三個月內完成設計。當年,以三個月不到的時間由一人完成16000平方米的結構設計相當困難。按照慣例,即使是最優秀的設計師平均每天最多也只能完成100平方米的工作量,也就是說,16000平方米由一人做最快也要160天才能完成。 

              陳青來在看過對方提供的各項資料后,感到這是實踐平法的一次良機。他不僅欣然接受了任務,并承諾能夠按時完成任務。但他向有關方面提出了一個要求:不得干涉我使用哪種方法。 

              利用自創的已經思考成熟的“平法”進行操作,40天時間陳青來如期完成任務。一位負責圖紙審核、1958年畢業于同濟大學的高級工程師發現只有薄薄的一沓圖紙———習慣上圖紙數量應該是目前的3倍,且運用的方式與以往的迥然不同,感到事不尋常,便更加認真地審核,但幾乎未發現“錯漏碰缺”。高興之余,這位老工程師贊揚道:“真是天衣無縫!” 

              然而,老工程師贊賞未能換來當時陳青來所在單位有關領導的支持。對此他本人并無怨言,他認為任何一件新生事物都不可能在很短的時間內被人理解和接受,這是人類社會在認識事物方面的客觀規律。陳青來堅信,一項好的技術會不脛而走,不必費力推廣;一項并非先進的技術即便全力推廣也不會真正奏效。 

              從1992年到1994年,在沒有任何推廣措施且有關領導持低調態度的情況下,平法在山東省建筑設計研究院竟然“自然普及”。1994年底陳青來受北京有關部門邀請為在京的一百所中央、地方和部隊大型設計院做平法講座,首場便引起轟動效應,他的名字也從此傳到我國政治文化中心,繼而傳遍全國結構工程界。 

              六大效果驗證平法科學性 

              從1991年10月平法的首次運用于濟寧工商銀行營業樓,到此后的三年在幾十項工程設計上的成功實踐,平法的理論與方法體系向全社會推廣的時機已然成熟。 

              1995年7月26日,由建設部組織的“《建筑結構施工圖平面整體設計方法》科研成果鑒定”在北京舉行,會上,我國結構工程界的眾多知名專家對平法的六大效果一致認同,這六大效果是: 

              夠簡單平法采用標準化的設計制圖規則,結構施工圖表達數字化、符號化,單張圖紙的信息量較大并且集中;構件分類明確,層次清晰,表達準確,設計速度快,效率成倍提高;平法使設計者易掌握全局,易進行平衡調整,易修改,易校審,改圖可不牽連其它構件,易控制設計質量;平法能適應業主分階段分層提圖施工的要求,亦可適應在主體結構開始施工后又進行大幅度調整的特殊情況。平法分結構層設計的圖紙與水平逐層施工的順序完全一致,對標準層可實現單張圖紙施工,施工工程師對結構比較容易形成整體概念,有利于施工質量管理。 

              易操作平法采用標準化的構造詳圖,形象、直觀,施工易懂、易操作;標準構造詳圖可集國內較成熟、可靠的常規節點構造之大成,集中分類歸納后編制成國家建筑標準設計圖集供設計選用,可避免構造做法反復抄襲及伴生的設計失誤,保證節點構造在設計與施工兩個方面均達到高質量。此外,對節點構造的研究、設計和施工實現專門化提出了更高的要求。 

              低能耗平法大幅度降低設計成本,降低設計消耗,節約自然資源。平法施工圖是有序化定量化的設計圖紙,與其配套使用的標準設計圖集可以重復使用,與傳統方法相比圖紙量減少70%左右,綜合設計工日減少三分之二以上,每十萬平方米設計面積可降低設計成本27萬元,在節約人力資源的同時還節約了自然資源。 

              高效率平法大幅度提高設計效率可以立竿見影,能快速解放生產力,迅速緩解基本建設高峰時期結構設計人員緊缺的局面。在推廣平法比較早的建筑設計院,建筑設計人員與結構設計人員的比例已明顯改變,結構設計人員在數量上已經低于建筑設計人員,有些設計院結構設計人員僅為建筑設計人員的二分之一至四分之一,結構設計周期明顯縮短,結構設計人員的工作強度已顯著降低。 

              改變用人結構平法促進人才分布格局的改變,實質性地影響了建筑結構領域的人才結構。設計單位對工民建專業大學畢業生的需求量已經明顯減少,為施工單位招聘結構人才留出了相當空間,大量工民建專業畢業生到施工部門擇業漸成普遍現象,使人才流向發生了比較明顯的轉變,人才分布趨向合理。隨著時間的推移,高校培養的大批土建高級技術人才必將對施工建設領域的科技進步產生積極作用。 

              促進人才競爭平法促動設計院內的人才競爭,促進結構設計水平的提高。設計單位對年度畢業生的需求有限,自然形成了人才的就業競爭,競爭的結果自然應為比較優秀的人才有較多機會進入設計單位,長此以往,可有效提高結構設計隊伍的整體素質。 

              時隔12天,一篇題為《結構設計的一次飛躍》的文章在《中國建設報》頭版顯著位置刊出,一時間在中國建筑設計界產生了強烈共鳴。 

              時隔十年,平法已在我國全面普及。實踐是檢驗真理的唯一標準,平法當年提出的各種新理念已經得到業界的普遍認同。 

              平法將會進入大學課程 

              當記者向陳青來求證平法的理想境界時,他坦陳,平法追求的是合理,而從不追求完美。因為從某種意義上講,完美意味著終結。因此,平法追求的是一個過程,而非目標。在這個過程中平法會不斷地否定自身,這也符合技術科學在否定之否定中前進的自然法則。按照發展規律,在未來數年的時間內,平法將會進入我國的大學課程。 

              陳青來教授進一步指出,隨著平法在全國的普及和向縱深發展,我國構造研究相對薄弱的矛盾將會漸漸突出。在國內幾十所建筑科學研究院所和幾百所高等院校的土木工程院系中,專門從事構造研究的專家、教授為數不多。目前國內普遍采用的構造設計,大部分是對幾十年前構造做法的逐步改進,其中概念設計的比重偏高,經過足尺試驗的例子較少,經過多次反復試驗取得更可靠數據的例子則更少??傊?,構造研究在我國還不成規模,成果尚不顯著。 

              我國高等工科院校側重于傳授結構設計基本原理,而構造原理講授的很少,甚至基本不講,新畢業的大學生基本不懂構造是不爭的事實。在平法基本理論和方法中,集成化的標準構造設計是非常重要的組成部分,當平法將來得以進入大學課堂,土建專業的學生開始普遍應用平法進行課程設計和畢業設計時,我國的結構設計將全面進入平法時代。到那時,必將有更多的專家、教授對設計方法和構造研究產生更廣泛的興趣,從而促進我國的構造研究專門化和結構領域系統科學的研究。 

              我們也衷心期待著這一現象的早日到來! 


        陳青來有關平法的主要著作和論文 

              10年來,有關平法的著作和論文陳青來先生寫了一大批,現擷其主要: 

              ▲國家建筑標準設計96G101《混凝土結構施工圖的平面整體表示方法和構造詳圖》(現澆混凝土框架、剪力墻、框架———剪力墻、框支剪力墻結構),1996年11月。 

              ▲國家建筑標準設計00G101《混凝土結構施工圖的平面整體表示方法和構造詳圖》(現澆混凝土框架、剪力墻、框支剪力墻結構),2000年7月。 

              ▲國家建筑標準設計03G101—1《混凝土結構施工圖的平面整體表示方法和構造詳圖》(現澆混凝土框架、剪力墻、框支剪力墻結構),2003年1月。 

             ▲國家建筑標準設計03G101—2《混凝土結構施工圖的平面整體表示方法和構造詳圖》(現澆混凝土板式樓梯),2003年7月。 

             ▲國家建筑標準設計04G101—3《混凝土結構施工圖的平面整體表示方法和構造詳圖》(筏形基礎),2004年2月。 

             ▲國家建筑標準設計04G101—4《混凝土結構施工圖的平面整體表示方法和構造詳圖》(現澆混凝土樓面板與屋面板),2004年11月。 

             ▲《鋼筋混凝土結構平法設計與施工構造》已在中國建筑工業出版社出版立項,計劃2005下半年全書脫稿。 

             ▲《混凝土結構施工圖的平面整體表示法》,湖南大學學報,1994年第12期。 

             ▲《柱平面整體配筋圖制圖規則》,建筑知識,1997年第5期。 

             ▲《關于平法柱標準構造詳圖的討論》,建筑知識,1997年第6期。 

             ▲《剪力平面整體配筋圖制圖規則》,建筑知識,1998年第1期。 

             ▲《關于平法剪力墻標準構造詳圖》,建筑知識,1998年第2期。 

             ▲《梁平面整體配音筋圖制圖規則(一)》,建筑知識,1998年第3期。 

             ▲《梁平面整體配音筋圖制圖規則(二)》,建筑知識,1998年第4期。 

             ▲《關于平法梁標準構造詳圖(一)》,建筑知識,1998年第5期。 

             ▲《關于平法梁標準構造詳圖(二)》,建筑知識,1998年第6期。 

             ▲《關于平法梁標準構造詳圖(三)》,建筑知識,1999年第1期。 

             ▲《關于平法梁標準構造詳圖(四)》,建筑知識,1999年第2期。 

             ▲《答96G101用戶問(一)》,建筑知識,1999年第4期。 

             ▲《答96G101用戶問(二)》,建筑知識,1999年第5期。 

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