在實際工程中,不同程度地存在著忽視抗震概念設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計的問題。例:某6 度抗震區(qū)建筑,設(shè)計為6 層帶半地下室磚混住宅,上部結(jié)構(gòu)布置均勻規(guī)整,但是上部作為主要承重和抗震墻體的內(nèi)縱墻卻沒有基礎(chǔ),而是坐落于地下室的內(nèi)橫墻上,也就是說,上部6 層墻體的線荷載,變?yōu)榧泻奢d(點) 傳于地下室橫墻上,這種結(jié)構(gòu)的傳力路線是最為不利的。再如:某6 層磚混結(jié)構(gòu)商品樓,下部3 層為商業(yè)網(wǎng)點,上部3 層為住宅,初看起來好象并無不妥,但是下部1 層均為貫通整個進(jìn)深的單間門市部,開間為3 000～3 900 mm ,實際上就是1 層只有橫墻而沒有縱墻,這樣的建筑其縱向的抗震能力很小,是不能夠按磚混結(jié)構(gòu)來設(shè)計的。其設(shè)計者認(rèn)為按磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計,層數(shù)及高度均不超規(guī)范,結(jié)構(gòu)是可行的。殊不知它的抗震性能是極差的,是不能滿足抗震要求的。
建筑物抗震設(shè)計包括三部分內(nèi)容,即概念設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算。眾所周知,地震是一種復(fù)雜的自然現(xiàn)象,我們對建筑物的地震破壞機理還不十分清楚,對地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認(rèn)識階段,建筑物抗震計算的原理只是一種近似方法。所以,我們在進(jìn)行建筑物抗震設(shè)計時,一定要遵循“抗規(guī)”提出的抗震設(shè)計原則和抗震設(shè)計構(gòu)造要求來正確應(yīng)用CAD 軟件提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量進(jìn)行設(shè)計,例如底層框架結(jié)構(gòu)上部的磚房的構(gòu)造措施比多層磚房的構(gòu)造措施要嚴(yán)格一些,要求構(gòu)造柱的縱向鋼筋不宜小于4<14 ,箍筋間距不宜大于200mm 等,不能按磚房的抗震措施來設(shè)計,也不能單憑計算結(jié)果來判斷結(jié)構(gòu)的可靠性,象上述的兩個例子,結(jié)構(gòu)的靜力計算是沒有問題的,而縱向抗震能力明顯不足。
113 對軟件技術(shù)條件不清,導(dǎo)致計算和繪圖結(jié)果錯誤
每一種計算理論都有它的假定條件,每一個軟件的編制都符合特定的技術(shù)條件,我們熟悉的PKPM系列軟件也不例外,如果沒有很好地理解軟件技術(shù)條件便不能很好地利用軟件來解決實際問題。一些對結(jié)構(gòu)概念不很清楚的設(shè)計人員可能會過分地相信計算機而出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)計錯誤。6 層磚混結(jié)構(gòu),其中第6 層為大空間會議室,而且第6 層沿縱墻外挑1200 mm。也就是說,第6 層的屋面、墻體等荷載最終傳于5層的外挑梁上,而挑梁向內(nèi)的平衡長度不夠或挑梁上的平衡荷載不足,顯然挑梁的抗傾覆能力不足。設(shè)計者認(rèn)為:挑梁的計算數(shù)據(jù)是由PMCAD 軟件生成的,其配筋是經(jīng)過PK軟件計算的,計算結(jié)果沒有問題。其實,由于設(shè)計者對軟件技術(shù)條件不明,在操作時有荷載漏項,導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤。
2 設(shè)計中應(yīng)注意的問題
211 結(jié)構(gòu)平面輔助設(shè)計軟件PMCAD 的應(yīng)用
PMCAD 是PKPM系列軟件的核心模塊,是建筑與結(jié)構(gòu)連接的接口軟件,也是結(jié)構(gòu)平面設(shè)計軟件,在這個模塊中建立的結(jié)構(gòu)模型應(yīng)力求準(zhǔn)確,能夠反應(yīng)結(jié)構(gòu)的實際情況。
(1) 交互式結(jié)構(gòu)模型的建立。結(jié)構(gòu)模型中所有的構(gòu)件均在此項操作中輸入,應(yīng)當(dāng)注意的是:凡是結(jié)構(gòu)布置形式及構(gòu)件尺寸和荷載不同的結(jié)構(gòu)層均應(yīng)描述為不同的結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層,對于上下層柱變截面情況用構(gòu)件相對于節(jié)點的偏心描述,注意在節(jié)點過密的時候墻體及梁布置的連續(xù)性。在布置過兩個或更多的標(biāo)準(zhǔn)層后,不能使用圖案編輯菜單對某一層或某一部分拖動或平移,因為所有的節(jié)點位置都是用相對于原點的位置描述的,拖動或平移會造成上下層節(jié)點錯位。全樓的組裝必須是自下而上的標(biāo)準(zhǔn)層組裝,不能把后一個標(biāo)準(zhǔn)層組裝于前一個標(biāo)準(zhǔn)層之前。填充墻不能作為墻體輸入。在此輸入的荷載值應(yīng)是荷載標(biāo)準(zhǔn)值,不是設(shè)計值。
(2) PK文件的生成。對于磚混結(jié)構(gòu),按連梁生成的墻梁的PK文件,在沒有進(jìn)行磚混抗震驗算時梁上沒有上部墻體及以上層樓板傳來的荷載。底框磚房的底層框架梁不可以用生成連梁的方法生成PK文件,否則會引起框架上地震荷載的漏項,而用PK所畫的梁施工圖其節(jié)點構(gòu)造不滿足“抗規(guī)”要求。在此項操作中生成的連梁PK文件應(yīng)打開修改支座情況,主要是依據(jù)實際情況修改梁與柱的鉸接還是固接。在此菜單生成的框架PK文件應(yīng)打開修改梁慣性矩增大系數(shù)和梁端彎矩調(diào)幅系數(shù),否則PK軟件按梁混凝土彈性工作配筋,使支座鋼筋偏大而跨中鋼筋偏小。
212 平面框排架計算及繪圖軟件PK的應(yīng)用
PK是PKPM系列軟件的重要組成部分,不但可以單獨使用,而且還可以和SATWE、TAT等模塊聯(lián)合使
(1) 框架繪圖。有時計算結(jié)果顯示梁柱超筋時,往往能夠通過繪圖,但是要注意此時的繪圖結(jié)果有時是錯誤的,其顯示的配筋情況可能比計算小得多,必須修改計算數(shù)據(jù)文件后,梁柱計算都不超筋時其繪圖結(jié)果才是可信的。另外,在修改鋼筋操作中對梁鋼筋進(jìn)行了通長修改后,一定要對所形成的施工圖進(jìn)行檢查,使顯示結(jié)果與繪圖結(jié)果不一致。
(2) 注意審查每一個柱的軸壓比信息。PK軟件對柱的超筋控制是以最大配筋率來控制的,有時雖然軟件未顯示柱的超筋信息,但并不能說明我們所選的柱截面是合適的。
213 獨立基礎(chǔ)及條形基礎(chǔ)設(shè)計軟件JCCAD 的應(yīng)用
(1) 對磚混結(jié)構(gòu)而言,一般應(yīng)在荷載組合中加入經(jīng)PM2CAD 軟件進(jìn)行磚混抗震計算后的荷載。
(2) 對框架結(jié)構(gòu)而言,一般應(yīng)計入經(jīng)PK軟件計算的PK荷載,并在PK荷載中計入地震荷載組合,并經(jīng)縱橫兩個方向的驗算后確定基礎(chǔ)選用的合理值,或計入經(jīng)TAT、SATWE 計算的荷載組合。若只經(jīng)PM恒、活荷載計算,則結(jié)果在地震區(qū)會明顯偏小。
(3) 對彈性地基梁及筏板基礎(chǔ)的計算還應(yīng)注意以下幾個方面: ①應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場勘探情況利用軟件對地基進(jìn)行驗算; ②應(yīng)根據(jù)地基及設(shè)計情況不同選用適當(dāng)?shù)牡鼗鶆偠认禂?shù); ③根據(jù)上部結(jié)構(gòu)及場地情況,選取適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形式和計算方法;④經(jīng)過反復(fù)地試算,最后確定較為合適的梁截面和翼緣寬度。一般認(rèn)為,如果我們確定了一種梁截面或翼緣厚度時,加大或減小其截面尺寸都會引起配筋量的增加,那就說明我們選定的這個截面是較為合適的。
3 結(jié)束語
在工程設(shè)計時,即從模型簡化、荷載匯總、結(jié)構(gòu)計算到施工圖繪制的全過程中,我們應(yīng)認(rèn)真的考慮設(shè)計的每一環(huán)節(jié),不僅保證計算模型的簡化與工程實際相吻合,使計算假定與實際情況相一致,而且應(yīng)注意設(shè)計軟件的適用條件及其技術(shù)條件,正確的適用CAD 軟件,保證計算結(jié)果準(zhǔn)確,更要加強規(guī)范的學(xué)習(xí),加強概念設(shè)計,保證結(jié)構(gòu)滿足各項構(gòu)造措施的要求。使建筑結(jié)構(gòu)安全能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用,保證結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能和耐久性能。
