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工程項目中都占有很大的比例，其設(shè)計的水平及完成進(jìn)度的快慢對于項目建設(shè)的優(yōu)劣及整體進(jìn)度起到關(guān)鍵的控制作用，隨著越來越多的中國工程及設(shè)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(dāng)?shù)貏诠さ脑?，目前在國?nèi)普遍被接受的平法出圖表達(dá)方式在國外承包項目的土建施工圖設(shè)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(jìn)行設(shè)計輸出，給設(shè)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(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

隨著越來越多的中國工程及設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范或當(dāng)?shù)貒覙?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行土建設(shè)計，對于混凝土結(jié)構(gòu)的施工圖，國外業(yè)主及咨詢商通常不認(rèn)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(jié)構(gòu)施工圖標(biāo)識深度為構(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(dá)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(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較長的設(shè)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(jié)構(gòu)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(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)范在計算分析上的區(qū)別，而只從其計算結(jié)果入手，在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上考慮各國規(guī)范對于混凝土框架結(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)，在此我們以國際通用的結(jié)構(gòu)計算程序SAP2000及國內(nèi)某公司軟件的計算結(jié)果為根據(jù)（其他軟件的設(shè)計結(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(shè)計計算結(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)行二次計算，要求其計算結(jié)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(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)即可滿足對應(yīng)的中、美、歐等國家規(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)計工程量的功能。

（3）編制工具箱。為了便于對出具的材料表進(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。

以上方案實現(xiàn)的技術(shù)流程見圖1。首先讀取結(jié)構(gòu)計算分析的配筋結(jié)果文件，以平法方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化輸出，在此過程中涉及選筋的過程。在平法輸出圖的結(jié)果上，可調(diào)整構(gòu)件編號及配筋結(jié)果?？倕?shù)表和分參數(shù)表分別對構(gòu)件抽筋圖出圖進(jìn)行控制，總參數(shù)表控制鋼筋種類、錨長等對整體結(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、框架柱等多個子表，以期對每種結(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，以對材料表進(jìn)行補充完善，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(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。對此，我們決定與經(jīng)驗豐富且在國內(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)計數(shù)據(jù)或某軟件設(shè)計數(shù)據(jù)。根據(jù)指定數(shù)據(jù)源配筋，接力SAP2000設(shè)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(gòu)件的自動歸并、分組、編號及各種鋼筋的交互修改與調(diào)整。從SAP2000導(dǎo)入的計算結(jié)果文件以平法表達(dá)的形式進(jìn)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(diào)整，通過修改構(gòu)件名稱，可以方便地調(diào)整構(gòu)件的分組編號，改名時可選擇修改整組構(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)件從原來的同名構(gòu)件組中拆分出來，若改名時遇到同名構(gòu)件，軟件會提示是否將原來的兩組構(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(shè)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(xì)部構(gòu)造參數(shù)，如箍筋加密區(qū)、彎鉤長度等，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?？蓪崿F(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(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

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(nèi)外項目具有深遠(yuǎn)的意義，可以滿足國內(nèi)外項目結(jié)構(gòu)設(shè)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(yīng)用前景廣闊。

[1]GB50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(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)計研究院有限公司，天津300400；

2016-06-14；編輯：孫娟