摘要： 在科技發(fā)展迅速的二十一世紀(jì)，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的不斷發(fā)展和建筑結(jié)構(gòu)分析理論的不斷完善，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。工程設(shè)計(jì)通過合理的應(yīng)用軟件使工程做到優(yōu)化，但不能完全依賴軟件設(shè)計(jì),本文就近幾年來發(fā)現(xiàn)一些工程問題及其原因,結(jié)合軟件的應(yīng)用作一些簡單的分析探討。

　　關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),軟件合理利用

　　1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

　　我國結(jié)構(gòu)計(jì)算理論經(jīng)歷了經(jīng)驗(yàn)估算，容許應(yīng)力法，破損階段計(jì)算，極限狀態(tài)計(jì)算，到目前普遍采用的概率極限狀態(tài)理論等階段，經(jīng)過多年大量的工程實(shí)踐與驗(yàn)證，人們積累了很多經(jīng)驗(yàn)，并將他們體現(xiàn)在規(guī)范、圖集等等，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我們在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)，雖然合理的利用軟件使設(shè)計(jì)時(shí)間大大縮短，但是過分相信計(jì)算機(jī)分析結(jié)果往往就會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)計(jì)算模型與實(shí)際建筑物的較大差別，影響設(shè)計(jì)結(jié)果;或者由于對軟件技術(shù)條件認(rèn)識不清而導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，這些將會影響施工圖出現(xiàn)一些非常不必要的錯(cuò)誤,有些錯(cuò)誤可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

　　2.合理利用軟件設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

　　2.1 設(shè)計(jì)人員應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中認(rèn)真思考怎樣合理的利用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而不是一味的依賴計(jì)算機(jī)，舉個(gè)簡單的例子，對于彈性摟板：(必需以房間為單元進(jìn)行定義，與板厚有關(guān))來說，在軟件設(shè)計(jì)程序中真實(shí)考慮樓板平面內(nèi)、外剛度對結(jié)構(gòu)的影響，采用殼單元，原則上適用于所有結(jié)構(gòu)，但是規(guī)范中規(guī)定：a、彈性摟板僅適用于高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。b、不適用于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)建筑。c、多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)建筑中存在有彈性摟板時(shí)，可近似的按開洞處理，但要注意人工將荷載分配到周邊梁上。這些程序中往往是忽略的，就需要設(shè)計(jì)人員自己思考修改，并且程序在采用彈性摟板6計(jì)算時(shí)，樓板和梁共同承擔(dān)平面外彎矩，其結(jié)果梁的配筋偏小，樓版承擔(dān)的平面外彎矩計(jì)算配又未考慮，這就需要我們認(rèn)識到軟件給我們帶來一些方便的同時(shí)也要注意到他的陷阱。

　　2.2 設(shè)計(jì)工作并是單一產(chǎn)品而且沒有唯一答案，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，這就需要設(shè)計(jì)人員反復(fù)進(jìn)行計(jì)算，并且通過調(diào)整結(jié)構(gòu)平面和豎向布置、構(gòu)件尺寸、材料強(qiáng)度等級等因素、比較材料用量的差別、結(jié)構(gòu)受力的合理性等，使我們觀察到計(jì)算結(jié)果(位移、裂縫等)是否符合規(guī)范，各工況下的荷載圖是否正確，結(jié)構(gòu)平面和豎向布置是否規(guī)則對稱，最終為所做項(xiàng)目選擇確定一種合理的方案，從而進(jìn)一步將設(shè)計(jì)做到最優(yōu)化水平。但是計(jì)算機(jī)不能代替我們判斷的實(shí)例也有許多，規(guī)范中難以確定的文題，依據(jù)整體結(jié)構(gòu)體系與各個(gè)體系之間力學(xué)關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理，試驗(yàn)結(jié)果以及長期工作積累經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則，考慮建筑總體布置等等， 例如，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層的外跳梁上,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。而對于設(shè)計(jì)人員來說，往往認(rèn)為挑梁的計(jì)算數(shù)據(jù)是由PMCAD 軟件生成的,其配筋是經(jīng)過PK軟件計(jì)算的,計(jì)算結(jié)果沒有問題。其實(shí),由于設(shè)計(jì)者對軟件技術(shù)條件不明,在操作時(shí)有荷載漏項(xiàng),導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤。

　　3.對設(shè)計(jì)人員的幾點(diǎn)建議

　　3.1 每個(gè)工程開始以前都需要做好充分的準(zhǔn)備工作，要正確認(rèn)識到軟件對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，哪些它能解決，而哪些是不能解決的。一些對結(jié)構(gòu)概念不很清楚的設(shè)計(jì)人員可能會過分地相信計(jì)算機(jī)或者盲目過度依賴，就可能會出現(xiàn)嚴(yán)重的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，并且將其應(yīng)用到工程中就會造成嚴(yán)重的后果。我們舉個(gè)簡單例子，一個(gè)梁在豎向荷載作用下，梁端彎距可以調(diào)幅，不僅可以減少梁端配筋數(shù)量，達(dá)到方便施工的目的，而且還可以提高柱的安全儲備，滿足“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則，考慮梁端由于塑性變形而產(chǎn)生的內(nèi)力重分布。對于現(xiàn)澆框架，大家對不同情跨下調(diào)幅系數(shù)0.8～0.9怎么取值?PKPM里面默認(rèn)的選項(xiàng)0.85，其實(shí)大家要是總結(jié)一下就會發(fā)現(xiàn)，實(shí)際工程中，梁的裂縫大部分都出現(xiàn)在跨中底部，很少出現(xiàn)在支座處。為什么會出現(xiàn)這種情況，因?yàn)榇蠹以谟?jì)算梁的時(shí)候，往往忽略了板的作用。板在支座處往往配有鋼筋，這部分鋼筋也應(yīng)該考慮進(jìn)去，但是現(xiàn)在的程序卻沒有辦法考慮這部分鋼筋的影響，所以在設(shè)計(jì)中，就應(yīng)該把這部分影響考慮到彎矩調(diào)幅系數(shù)里面。

　　3.2在工程設(shè)計(jì)中, 每一種計(jì)算理論都有它的假定條件,每一個(gè)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(shí)際問題。即從模型、荷載、結(jié)構(gòu)計(jì)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(jì)的每一環(huán)節(jié),盡量不要遺漏任何環(huán)節(jié)，反復(fù)調(diào)整系數(shù)來對比計(jì)算結(jié)果，保證計(jì)算模型的簡化與工程實(shí)際相符 ,并且注意設(shè)計(jì)軟件的適用條件及其技術(shù)條件 ,保證計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確;更要加強(qiáng)規(guī)范的學(xué)習(xí),加強(qiáng)概念設(shè)計(jì),保證結(jié)構(gòu)滿足各項(xiàng)構(gòu)造措施的要求，使建筑結(jié)構(gòu)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。

　　4.結(jié)束語

　　勘察設(shè)計(jì)市場的競爭，將是質(zhì)量和人才的競爭、品牌的競爭。因此，勘察設(shè)計(jì)單位，要在市場競爭中求生存、求發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)就必須要有創(chuàng)新，我們只有樹立質(zhì)量意識，強(qiáng)化質(zhì)量意識，才能不斷地提高工程設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)水平，只要我們積極發(fā)揮人的因素和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢，各取所長，就一定能把設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量提到更好的水平。

　　[1] GB50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.

　　[2] GB50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

　　[3] 中國建筑科學(xué)研究院PMCAD 結(jié)構(gòu)平面CAD 軟件用戶手冊及技術(shù)條件[D].