摘要：針對CAD 設計軟件使用過程中出現的問題,結合PKPM系列微機建築結構CAD 系統軟件的應用,指出了建築結構設計中存在的問題,分析了產生問題的原因,提出了今後設計中應注意的問題。
關鍵詞：CAD 底層框架 抗震設計 概念設計
隨着計算機硬件技術的發展和建築結構分析理論的日臻完善,計算機輔助設計(CAD) 系統在建築設計領域得到越來越廣泛的應用。尤其是近年來高層建築結構分析理論的逐步成熟,極大地推動了我國高層建築的發展。
在衆多的結構分析軟件中,平面框排架計算與繪圖軟件PK既是獨立的計算和繪圖軟件,又作爲PKPM系列其它高層分析程序的接口軟件,是結構工程師非常熟悉的。其它如結構平面計算機輔助設計PMCAD、剪力牆結構計算機輔助設計JLQ ,以薄壁杆件理論爲基礎的高層建築結構三維分析程序TAT,以及以牆元理論爲基礎的高精度空間有限元分析程序SATWE等。我們經過近十年的實踐應用,中國建築科學研究院PKPMCAD 工程部開發的PKPM系列微機建築工程CAD 系統,是一套比較優秀的建築設計軟件,而且涉及的內容比較全面,它是集建築APM) 、結構、設備(水WPM、暖HPM、電EPM、空調CPM) ,概預算(STAT) 和施工於一體的大型CAD 設計系統,各個模組之間既可進行數據轉換、接口,又可單獨使用。其中結構平面輔助設計軟件PMCAD、框排架計算及施工圖繪製軟件PK、高層空間分析軟件TAT和基礎設計軟件JC2CAD 等可組成一個高效率的結構分析、計算及繪圖系統。下面主要介紹這些結構軟件使用過程中容易出現的問題及設計時應注意的事項。
1 設計中存在的問題
我們在設計中及與其它設計單位交往的過程中發現,雖然採用了CAD ,但在結構施工圖中出現了許多概念性的錯誤和計算錯誤,有些錯誤可能會導致嚴重的後果。究其原因是由於許多結構設計人員並未接受過系統的專業知識學習,雖然初步掌握了一些建築結構設計軟件的使用能力,但是缺乏對整體結構概念的認識,過分相信計算機分析結果而出現結構計算模型與實際建築物的較大差別;或由於軟件技術條件認識不清而導致錯誤的計算結果。爲此,本文就近幾年來發現的這些問題及其原因,結合PKPM軟件的應用作一些簡單的分析,以便提高建築結構的設計質量。
111 超規範設計導致結構存在安全隱患
超規範設計問題對中小設計院來說是禁而未絕的問題。雖然建設主管部門三令五申的.強調,但是由於缺乏有效的管理手段和約束機制,有的地方設計審查流於形式,或對設計圖紙的審查只限於對建築造型的審查,使得一些超規範設計變成了聳立於城市街頭的建築物。當然,超規範設計有設計
單位主觀上的原因,也有的是客觀上造成的。超規範設計的問題主要表現在幾個方面:
(1) 磚混結構層數和高度超規範問題。在《建築抗震設計規範》(GBJ11289) (以下簡稱“抗規”) 中,多層砌體房屋由高度和層數兩個指標控制,一般認爲,超過其中的一個控制指標即是超規範設計。近年來,一些抗震設防地區所建磚混建築物相繼出現8 層帶半地下室磚混住宅。嚴格地講,按“抗
規”第51112 條規定,帶半地下室住宅房屋的高度和層數應從地下室地面算起,也就是說,8 層帶半地下室建築的實際層數應爲9 層。
(2) 底層框架磚房超規範設計問題。底層框架磚房除存在上述高度和層數超規範問題以外,還存在底層框架本身的設計超規範問題。“抗規”所謂的底層框架是指底層爲框架- 抗震牆承重的結構,且宜採用鋼筋混凝土抗震牆,但抗震烈度爲6 度和7 度地區可採用嵌砌於框架之間的磚牆。根
據瞭解的情況,有些工程底層框架雖有抗震牆但截面面積明顯不足。一些工程竟採用底層純框架結構,而且在抗震區總層數達到8 層。並有1 託7、2 託6、甚至3 託5 的底層純框架形式出現,並且在實際工程中底層有限的幾片磚牆還常常是按填充牆來考慮。這種結構形式大都出現在臨街的住宅設計中,尤其近年來在房地產開發商所建的商品房中居多,這種結構形式的建築在地震中的表現是非常脆弱的。所以,一旦有地震發生,其後果將是十分嚴重的。