適合中美歐規(guī)范的混凝土框架結構后處理程序的開發(fā)

適合中美歐規(guī)范的混凝土框架結構后處理程序的開發(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）的各種結構形式中，鋼筋混凝土框架結構在數(shù)量及工程量上在整個工程項目中都占有很大的比例，其設計的水平及完成進度的快慢對于項目建設的優(yōu)劣及整體進度起到關鍵的控制作用，隨著越來越多的中國工程及設計公司走出國門，承接的國外總包及非總包項目越來越多。由于采用國外規(guī)范、審批或當?shù)貏诠さ脑颍壳霸趪鴥绕毡楸唤邮艿钠椒ǔ鰣D表達方式在國外承包項目的土建施工圖設計中不再或很難被接受，需要采用抽筋圖及材料表的方式進行設計輸出，給設計帶來了很大的困擾。本文介紹了適合中美歐等國家規(guī)范的混凝土框架結構后處理程序的技術路線及軟件的開發(fā)。

混凝土框架；中美歐規(guī)范；抽筋圖；后處理程序

1 前言

隨著越來越多的中國工程及設計公司走出國門，其承接的國外總承包及非總承包項目也越來越多。大多數(shù)國外項目的業(yè)主要求采用美、歐結構設計規(guī)范或當?shù)貒覙藴蔬M行土建設計，對于混凝土結構的施工圖，國外業(yè)主及咨詢商通常不認可平法出圖方式，國外項目的監(jiān)理、施工方也對此持有異議，均要求結構施工圖標識深度為構件圖深度，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)場施工下料及過程管理，對施工人員的要求也降到最低。

目前采用常規(guī)的平法表達出圖模式已不能滿足國外項目的要求，給項目審批及施工帶來了一系列的問題，有時甚至影響到整個工程項目的進度。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較長的設計時間，而如果采取外包方式執(zhí)行，其外包費用及完成時間有時卻不是我們能控制的。

2 混凝土框架結構后處理程序的開發(fā)

為了滿足國外項目的要求，同時節(jié)省人力及時間、加快出圖進度及減少外包投入，滿足相關規(guī)范（中美歐等規(guī)范）的構造要求，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)范在計算分析上的區(qū)別，而只從其計算結果入手，在計算結果的基礎上考慮各國規(guī)范對于混凝土框架結構中鋼筋的相應構造要求及表達形式。為達到這一目的，需要以計算軟件的模型及配筋結果數(shù)據(jù)為基礎，在此我們以國際通用的結構計算程序SAP2000及國內某公司軟件的計算結果為根據(jù)（其他軟件的設計結果后處理模式也是一樣的），開發(fā)鋼筋混凝土框架結構（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：一種方式為真實讀入SAP2000的設計計算結果，另一方式為完全讀入模型（包括構件、支座、荷載等各種信息）導入其他分析軟件進行二次計算，要求其計算結果對比真實有效，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)計功能。將計算結果進行后處理并進行二次開發(fā)，以平法表達的方式進行配筋控制，做出對梁、柱構件控制出圖的相應關鍵參數(shù)表，調整此表相應參數(shù)即可滿足對應的中、美、歐等國家規(guī)范的構造要求，繼而出具構件抽筋圖及材料表，并具備統(tǒng)計工程量的功能。

（3）編制工具箱。為了便于對出具的材料表進行調整或增減等操作，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。

以上方案實現(xiàn)的技術流程見圖1。首先讀取結構計算分析的配筋結果文件，以平法方式進行轉化輸出，在此過程中涉及選筋的過程。在平法輸出圖的結果上，可調整構件編號及配筋結果。總參數(shù)表和分參數(shù)表分別對構件抽筋圖出圖進行控制，總參數(shù)表控制鋼筋種類、錨長等對整體結構構件產(chǎn)生影響的因素，分參數(shù)表分為框架梁、非框架梁、框架柱等多個子表，以期對每種結構構件的關鍵配筋位置進行參數(shù)化控制，從而滿足中、美、歐等國家規(guī)范的構造要求。在所有參數(shù)調整完畢后可進行詳圖輸出，為了后續(xù)的細節(jié)調整及修改，增加了多種類型鋼筋的材料表的快速錄入工具，以對材料表進行補充完善，此快速錄入工具也可用于其他結構形式（如地溝、地坑等非框架結構形式）的材料表的制作，可有效縮短設計時間。

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工具箱，涉及內容相當廣泛，若要在短期內完成，其工作量是巨大的。對此，我們決定與經(jīng)驗豐富且在國內結構分析及后處理領域有一定影響力的某軟件公司合作，按上述技術流程進行后處理軟件開發(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設計數(shù)據(jù)或某軟件設計數(shù)據(jù)。根據(jù)指定數(shù)據(jù)源配筋，接力SAP2000設計數(shù)據(jù)時，不但可以正確讀入計算配筋面積，還可讀入SAP2000中輸入的配筋規(guī)格。

（2）程序可實現(xiàn)構件的自動歸并、分組、編號及各種鋼筋的交互修改與調整。從SAP2000導入的計算結果文件以平法表達的形式進行輸出，實現(xiàn)了各層梁的自動歸并、分組、編號及可交互式調整，通過修改構件名稱，可以方便地調整構件的分組編號，改名時可選擇修改整組構件的名稱或者僅修改一根構件的名稱，單根構件改名即相當于將此構件從原來的同名構件組中拆分出來，若改名時遇到同名構件，軟件會提示是否將原來的兩組構件歸并為一組。

參數(shù)化控制符合構造要求的鋼筋細節(jié)，此部分為整個后處理的核心所在。參數(shù)分為兩個方面：其一為選擇實配鋼筋時需要用到的繪圖及控制參數(shù)，如繪圖設置、搭接錨固長度等，其二為繪制立剖面詳圖時可以使用的細部構造參數(shù)，如箍筋加密區(qū)、彎鉤長度等，細部構造參數(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)計全樓的混凝土及鋼材用量，出施工圖后還可統(tǒng)計全樓的鋼筋用量，統(tǒng)計結果可以以文本形式匯總方式輸出。

圖2 多種鋼筋形式

3 結語

鋼筋混凝土框架后處理程序的開發(fā)對于各涉外公司承接國內外項目具有深遠的意義，可以滿足國內外項目結構設計的需求，為項目提供有力的支持，節(jié)省人力、提高工作效率、減少外包投入，對現(xiàn)場的施工也能起到良好的推動作用，應用前景廣闊。

[1]GB50010-2010，混凝土結構設計規(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]混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構造樣圖集11G101-1～4[S].■

TU375.4

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1001-6171（2017）01-0064-03

天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司，天津300400；

2016-06-14；編輯：孫娟