適合中美歐規(guī)范的混凝土框架結(jié)構(gòu)后處理程序的開發(fā)

適合中美歐規(guī)范的混凝土框架結(jié)構(gòu)后處理程序的開發(fā)

Development of Post-processing Program of Concrete Frame Structure Suitable for Chinese,American and European Standard

李紅雨

在建筑行業(yè)（工業(yè)建筑、民用建筑）的各種結(jié)構(gòu)形式中，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在數(shù)量及工程量上在整個(gè)工程項(xiàng)目中都占有很大的比例，其設(shè)計(jì)的水平及完成進(jìn)度的快慢對(duì)于項(xiàng)目建設(shè)的優(yōu)劣及整體進(jìn)度起到關(guān)鍵的控制作用，隨著越來(lái)越多的中國(guó)工程及設(shè)計(jì)公司走出國(guó)門，承接的國(guó)外總包及非總包項(xiàng)目越來(lái)越多。由于采用國(guó)外規(guī)范、審批或當(dāng)?shù)貏诠さ脑颍壳霸趪?guó)內(nèi)普遍被接受的平法出圖表達(dá)方式在國(guó)外承包項(xiàng)目的土建施工圖設(shè)計(jì)中不再或很難被接受，需要采用抽筋圖及材料表的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)輸出，給設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的困擾。本文介紹了適合中美歐等國(guó)家規(guī)范的混凝土框架結(jié)構(gòu)后處理程序的技術(shù)路線及軟件的開發(fā)。

混凝土框架；中美歐規(guī)范；抽筋圖；后處理程序

1 前言

隨著越來(lái)越多的中國(guó)工程及設(shè)計(jì)公司走出國(guó)門，其承接的國(guó)外總承包及非總承包項(xiàng)目也越來(lái)越多。大多數(shù)國(guó)外項(xiàng)目的業(yè)主要求采用美、歐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范或當(dāng)?shù)貒?guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行土建設(shè)計(jì)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的施工圖，國(guó)外業(yè)主及咨詢商通常不認(rèn)可平法出圖方式，國(guó)外項(xiàng)目的監(jiān)理、施工方也對(duì)此持有異議，均要求結(jié)構(gòu)施工圖標(biāo)識(shí)深度為構(gòu)件圖深度，且需要出具抽筋圖及材料表，此種表示方法更為直觀，便于現(xiàn)場(chǎng)施工下料及過(guò)程管理，對(duì)施工人員的要求也降到最低。

目前采用常規(guī)的平法表達(dá)出圖模式已不能滿足國(guó)外項(xiàng)目的要求，給項(xiàng)目審批及施工帶來(lái)了一系列的問(wèn)題，有時(shí)甚至影響到整個(gè)工程項(xiàng)目的進(jìn)度。采用抽筋另加材料表的出圖方式將占用大量的人力并花費(fèi)較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)時(shí)間，而如果采取外包方式執(zhí)行，其外包費(fèi)用及完成時(shí)間有時(shí)卻不是我們能控制的。

2 混凝土框架結(jié)構(gòu)后處理程序的開發(fā)

為了滿足國(guó)外項(xiàng)目的要求，同時(shí)節(jié)省人力及時(shí)間、加快出圖進(jìn)度及減少外包投入，滿足相關(guān)規(guī)范（中美歐等規(guī)范）的構(gòu)造要求，我們專門開發(fā)了一款接口出圖軟件。作為一款后處理軟件，我們可以不用考慮中、美、歐規(guī)范在計(jì)算分析上的區(qū)別，而只從其計(jì)算結(jié)果入手，在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上考慮各國(guó)規(guī)范對(duì)于混凝土框架結(jié)構(gòu)中鋼筋的相應(yīng)構(gòu)造要求及表達(dá)形式。為達(dá)到這一目的，需要以計(jì)算軟件的模型及配筋結(jié)果數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在此我們以國(guó)際通用的結(jié)構(gòu)計(jì)算程序SAP2000及國(guó)內(nèi)某公司軟件的計(jì)算結(jié)果為根據(jù)（其他軟件的設(shè)計(jì)結(jié)果后處理模式也是一樣的），開發(fā)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)（梁、柱）后處理抽筋出圖程序，該程序具備出具材料表和統(tǒng)計(jì)工程量的功能。

2.1 完善后處理軟件的方案

（1）配備SAP2000軟件接口工具。其接口處理方式有兩種：一種方式為真實(shí)讀入SAP2000的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，另一方式為完全讀入模型（包括構(gòu)件、支座、荷載等各種信息）導(dǎo)入其他分析軟件進(jìn)行二次計(jì)算，要求其計(jì)算結(jié)果對(duì)比真實(shí)有效，能滿足工程需要。

（2）開發(fā)鋼筋混凝土框架-抽筋圖、材料表及工程量統(tǒng)計(jì)功能。將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理并進(jìn)行二次開發(fā)，以平法表達(dá)的方式進(jìn)行配筋控制，做出對(duì)梁、柱構(gòu)件控制出圖的相應(yīng)關(guān)鍵參數(shù)表，調(diào)整此表相應(yīng)參數(shù)即可滿足對(duì)應(yīng)的中、美、歐等國(guó)家規(guī)范的構(gòu)造要求，繼而出具構(gòu)件抽筋圖及材料表，并具備統(tǒng)計(jì)工程量的功能。

（3）編制工具箱。為了便于對(duì)出具的材料表進(jìn)行調(diào)整或增減等操作，需編制具有各種鋼筋形狀的繪圖工具箱以完善后處理出圖程序的功能。

以上方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)流程見圖1。首先讀取結(jié)構(gòu)計(jì)算分析的配筋結(jié)果文件，以平法方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化輸出，在此過(guò)程中涉及選筋的過(guò)程。在平法輸出圖的結(jié)果上，可調(diào)整構(gòu)件編號(hào)及配筋結(jié)果。總參數(shù)表和分參數(shù)表分別對(duì)構(gòu)件抽筋圖出圖進(jìn)行控制，總參數(shù)表控制鋼筋種類、錨長(zhǎng)等對(duì)整體結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生影響的因素，分參數(shù)表分為框架梁、非框架梁、框架柱等多個(gè)子表，以期對(duì)每種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的關(guān)鍵配筋位置進(jìn)行參數(shù)化控制，從而滿足中、美、歐等國(guó)家規(guī)范的構(gòu)造要求。在所有參數(shù)調(diào)整完畢后可進(jìn)行詳圖輸出，為了后續(xù)的細(xì)節(jié)調(diào)整及修改，增加了多種類型鋼筋的材料表的快速錄入工具，以對(duì)材料表進(jìn)行補(bǔ)充完善，此快速錄入工具也可用于其他結(jié)構(gòu)形式（如地溝、地坑等非框架結(jié)構(gòu)形式）的材料表的制作，可有效縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

圖1 流程圖

該后處理程序包含軟件接口工具、混凝土框架抽筋出圖程序及相關(guān)工具箱，涉及內(nèi)容相當(dāng)廣泛，若要在短期內(nèi)完成，其工作量是巨大的。對(duì)此，我們決定與經(jīng)驗(yàn)豐富且在國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)分析及后處理領(lǐng)域有一定影響力的某軟件公司合作，按上述技術(shù)流程進(jìn)行后處理軟件開發(fā)，目前各功能的開發(fā)均已順利完成。

2.2 后處理軟件的核心功能

（1）程序可自由選擇接力SAP2000設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)或某軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。根據(jù)指定數(shù)據(jù)源配筋，接力SAP2000設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，不但可以正確讀入計(jì)算配筋面積，還可讀入SAP2000中輸入的配筋規(guī)格。

（2）程序可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的自動(dòng)歸并、分組、編號(hào)及各種鋼筋的交互修改與調(diào)整。從SAP2000導(dǎo)入的計(jì)算結(jié)果文件以平法表達(dá)的形式進(jìn)行輸出，實(shí)現(xiàn)了各層梁的自動(dòng)歸并、分組、編號(hào)及可交互式調(diào)整，通過(guò)修改構(gòu)件名稱，可以方便地調(diào)整構(gòu)件的分組編號(hào)，改名時(shí)可選擇修改整組構(gòu)件的名稱或者僅修改一根構(gòu)件的名稱，單根構(gòu)件改名即相當(dāng)于將此構(gòu)件從原來(lái)的同名構(gòu)件組中拆分出來(lái)，若改名時(shí)遇到同名構(gòu)件，軟件會(huì)提示是否將原來(lái)的兩組構(gòu)件歸并為一組。

參數(shù)化控制符合構(gòu)造要求的鋼筋細(xì)節(jié)，此部分為整個(gè)后處理的核心所在。參數(shù)分為兩個(gè)方面：其一為選擇實(shí)配鋼筋時(shí)需要用到的繪圖及控制參數(shù)，如繪圖設(shè)置、搭接錨固長(zhǎng)度等，其二為繪制立剖面詳圖時(shí)可以使用的細(xì)部構(gòu)造參數(shù)，如箍筋加密區(qū)、彎鉤長(zhǎng)度等，細(xì)部構(gòu)造參數(shù)使得詳圖的輸出更為靈活，由先畫圖后修改的工作模式變?yōu)槭褂霉交瘏?shù)控制自動(dòng)成圖的工作模式，大大減少了詳圖的修改工作量，提高了生產(chǎn)力。

（3）具備完善的立剖面抽筋詳圖表現(xiàn)形式，并可繪制完整準(zhǔn)確的鋼筋材料表。

（4）增加了鋼筋表的快速錄入工具，可以快速錄入需要修改及增加的鋼筋。可實(shí)現(xiàn)如圖2所示的多種鋼筋形式。

（5）軟件在建模完成后即可統(tǒng)計(jì)全樓的混凝土及鋼材用量，出施工圖后還可統(tǒng)計(jì)全樓的鋼筋用量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以以文本形式匯總方式輸出。

圖2 多種鋼筋形式

3 結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土框架后處理程序的開發(fā)對(duì)于各涉外公司承接國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目具有深遠(yuǎn)的意義，可以滿足國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求，為項(xiàng)目提供有力的支持，節(jié)省人力、提高工作效率、減少外包投入，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工也能起到良好的推動(dòng)作用，應(yīng)用前景廣闊。

[1]GB50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI 318-11) and Commentary101[S].

[3]BS EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2:Design of concrete structures [S].

[4]混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造樣圖集11G101-1～4[S].■

TU375.4

A

1001-6171（2017）01-0064-03

天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津300400；

2016-06-14；編輯：孫娟