CAD結構設計教程 從入門到熟練

　　一.結構設計的過程(了解)

　　本文適合剛接觸結構設計及希望從事結構設計的新手，其目的是使新手們對結構設計的過程以及結構設計所包括的內容有一個大致的了解。

　　1.看懂建築圖

　　結構設計，就是對建築物的結構構造進行設計，首先當然要有建築施工圖，還要能真正看懂建築施工圖，了解建築師的設計意圖以及建築各部分的功能及做法，建築物是一個復雜物體，所涉及的面也很廣，所以在看建築圖的同時，作為一個結構師，需要和建築，水電，暖通空調，勘察等各專業進行咨詢了解各專業的各項指標。在看懂建築圖後，作為一個結構師，這個時候心裡應該對整個結構的選型及基本框架有了一個大致的思路了.

　　2.建模(以框架結構為例)(關鍵)

　　當結構師對整個建築有了一定的了解後，可以考慮建模了，建模就是利用軟件，把心中對建築物的構思在電腦上再現出來，然後再利用軟件的計算功能進行適當的調整，使之符合現行規范以及滿足各方面的需要.現在進行結構設計的軟件很多，常用的有PKPM，廣廈，TBSA等，大致都差不多。這裡不對軟件的具體操作做過多的描述，有興趣的可以看看，每個軟件的操作說明書(好厚好厚的，買起來會破產)。每個軟件都差不多，首先要建軸網，這個簡單，反正建築已經把軸網定好了，輸進去就行了，然後就是定柱截面及布置柱子。柱截面的大小的確定需要一定的經驗，作為新手，剛開始無法確定也沒什麼，隨便定一個，慢慢再調整也行。柱子布置也需要結構師對整個建築的受力合理性有一定的結構理念，柱子布置的合理性對整個建築的安全與否以及造價的高低起決定性作用...不過建築師在建築圖中基本已經布好了柱網，作為結構師只需要對布好的柱網進行研究其是否合理.適當的時候需要建議建築更改柱網.當布好了柱網以後就是梁截面以及主次梁的布置.梁截面相對容易確定一點，主梁按1/8~1/12跨度考慮，次梁可以相對取大一點主次梁的高度要有一定的差別，這個規范上都有要求。而主次梁的布置就是一門學問，這也是一個涉及安全及造價的一個大的方面.總的原則的要求傳力明確,次梁傳到主梁，主梁傳到柱.力求使各部分受力均勻。還有，根據建築物各部分功能的不同，考慮梁布置及梁高的確定(比如住宅，在房中間做一道梁，本來層就只有3米，一道梁去掉幾十公分，那業主不罵人才怪...)。梁布完後，基本上板也就被劃分出來了，當然懸挑板什麼的現在還沒有，需要以後再加上...,梁板柱布置完後就要輸入基本的參數啦，比如混凝土強度啊，每一標准層的層高啊，板厚啊，保護層啊，這個每個軟件設置的都不同，但輸入原則是嚴格按規范執行.當整個三維線框構架完成，就需要加入荷載及設置各種參數了，比如板厚啊，板的受力方式啊，懸挑板的位置及荷載啊什麼的，這時候模形也可以講基本完成了，生成三維線框看看效果吧，可以很形象的表現出原來在結構師腦中那個虛構的框架.

　　二.計算

　　計算過程就是軟件對結構師所建模型進行導荷及配筋的過程，在計算的時候我們需要根據實際情況調整軟件的各種參數，以符合實際情況及安全保證,如果先前所建模型不滿足要求，就可以通過計算出的各種圖形看出，結構師可以通過對計算出的受力圖，內力圖，彎矩圖等等對電算結果進行分析，找出模型中的不足並加以調整，反復至電算結果滿足要求為止，這時模型也就完全的確定了.然後再根據電算結果生成施工圖，導出到CAD中修改就行了，通常電算的只是上部結構，也就是梁板柱的施工圖，基礎通常需要手算，手工畫圖,現在通常采用平面法出圖了，也大大簡化了圖紙有利於施工.

　　三.繪圖

　　當然，軟件導出的圖紙是不能夠指導施工的,需要結構師根據現行制圖標准進行修改，這就看每個人的繪圖功底了，施工圖是工程師的語言，要想讓別人了解自己的設計，就需要更為詳細的說明，出圖前結構師要確定，別人根據施工圖能夠完整的將整個建築物再現於實際中，這是個復雜的過程，需要仔細再仔細，認真再認真。結構師在繪圖時還需要針對電算的配筋及截面大小進一步的確定，適當加強薄弱環節，使施工圖更符合實際情況，畢竟模型不能完完全全與實際相符.最後還需要根據現行各種規范對施工圖的每一個細節進行核對，宗旨就是完全符合規范，結構設計本就是一個規范化的事情.我們的設計依據就是那幾十本規范，如果施工圖中有不符合規范要求的地方，那發生事故，設計者要負完全責任的......總的來講，結構施工圖包括設計總說明，基礎平面布置及基礎大樣圖，如果是樁基礎就還有樁位圖，柱網布置及柱平面法大樣圖，每層的梁平法配筋圖，每層板配筋圖，層面梁板的配筋圖，樓梯大樣圖等，其中根據建築復雜程度，有幾個到幾十個結點大樣圖.

　　四.校對審核出圖

　　當然，一個人做如此復雜的事情往往還是會出錯，也對安全不利，所以結構師在完成施工圖後，需要一個校對人對整個施工圖進行仔細的校對工作，校對通常比較仔細資格也比較老，水平也比較高，設計中的問題多是校對發現的，校對出了問題後返回設計者修改。修改完畢交總工審核，總工進一步發現問題返回設計者修改，通常修改完畢後的施工圖，有錯誤的可能性就很低了，就是有錯誤，也對整個結構不會產生災難性的後果...然後簽完字，蓋完出圖章和注冊章，拿去曬圖吧...

　　五.聯系單或設計變更

　　在建築物的施工過程中，有時候實際情況與設計考慮的情況不符或，設計的施工難度過大，施工無法滿足就需要設計變更，由甲方或施工隊提出問題，返回設計修改，在施工過程中，設計也需要多次到工地現場進行檢查，看施工是否是按照自己的設計意圖來做的，不對的地方及時指出修改...

　　一. 地質報告看什麼

　　1、先看清楚地質資料中對場地的評價和基礎選型的建議，好對場地的大致情況有一個大概的了解;

　　2、根據地質剖面圖和各土層的物理指標對場地的地質結構、土層分布、場地穩定性、均勻性進行評價和了解;

　　3、確定基礎形式;

　　4、根據基礎形式，確定地基持力層、基礎埋深、土層數據等;

　　5、沉降數據分析;

　　6、是否發現影響基礎的不利地質情況，如土洞、溶洞、軟弱土、地下水情況.......等等。注意有關地下水地質報告中經常有這樣一句“勘察期間未見地下水 “，如果帶地下室，而且場地為不透水土層，例如巖石，設計時必須考慮水壓，因為基坑一旦進水，而水又無處可去，如果設計時未加考慮那就麻煩了。

　　二. 鋼筋驗收驗什麼

　　1鋼筋數量與直徑;

　　2鋼筋錨固;

　　3 鋼筋間距;

　　4 鋼筋保護層;

　　5 箍筋彎鉤;

　　6 後澆帶鋼筋;

　　7 拉結筋;

　　8 鋼筋搭接長度及接頭率;

　　9 鋼筋接頭部位;

　　10 鋼筋合格證及試驗報告。

　　三 驗槽到底該驗什麼

　　驗槽是為了普遍探明基槽的土質和特殊土情況，據此判斷異常地基的局部處理;原鑽探是否需補充，原基礎設計是否需修正，對自己所接受的資料和工程的外部環境進行確認。

　　1 地基土層是否是到達設計時由地質部門給的數據的土層，是否有差別，主要由勘察人員負責;

　　2 基礎深度是否達設計深度，持力層是否到位或超挖，基坑尺寸是否正確，軸線位置及偏差、基礎尺寸;

　　3 驗證地質報告，有不相符的情況下協商解決，修改設計方案;

　　4 基坑是否積水，基底土層是否被攪動;

　　5 有無其他影響基礎施工質量的因素(如基坑放坡是否合適，有無塌方)

　　四. 主體驗收驗什麼

　　主體驗收，結構工程師主要注意的內容有：

　　1、梁柱板尺寸定位是否設計要求，其成形質量如何，是否有蜂窩麻面等。還有是否有修補的痕跡，如果有，應詢問修補的原因，是否對結構有影響。

　　2、預埋件是否准確埋設，插筋是否預留，雨水管過水洞是否留設准確，衛生間等設備是否按要求留設，對後封的洞板鋼筋是否預留等。

　　3、砌體工程的砂漿是否飽滿，強度是否夠(可以用手扳一下)，砌體的放樣如何，是否平直，牆面是否平整。砌體中的構造柱是否設槎，框架梁下砌體是否密實，圈梁是否按要求設置。牆面的砂漿找平層厚度是否過厚。等等。

　　4、看看各層施工時的沉降記錄如何，是否有過大的差異沉降。每層增加的沉降量，及各觀測點間的沉降差如何。如有差異過大，首先加大觀測密度。

　　5、查看施工記錄,各種材料合格證,試件的強度檢驗報告等

　　五 結構專業擴初說明包含什麼

　　一、設計依據：

　　1.主要設計規范和規定

　　2. 巖土工程勘察

　　二、自然條件：

　　基本風壓值、建築物抗震設防烈度、建築物抗震重要性分類、建築物安全等級、場地土類型、地震作用、抗震措施、場地穩定性、場地土層描述。

　　三、基礎

　　1.擬建建築物地基基礎設計等級;基礎持力層。

　　2.擬建建築物基礎形式。

　　3.場地地下水對混凝土結構和鋼筋混凝土中鋼筋有無腐蝕性及措施。

　　四、上部結構形式及平面布置說明

　　五、材料

　　1.混凝土強度等級

　　2.隔牆材料

　　六、使用荷載標准值

　　七、計算方法和結果

　　1 計算軟件

　　2 主要技術參數：自震周期、 層間位移、剪重比、總質量G。

　　六 結構施工圖主要畫什麼

　　1 結構設計說明;

　　2 基礎平面圖及詳圖：基礎尺寸定位、暖溝圖及基礎留洞圖;

　　3 ▲結構平面圖及詳圖:主要包括模板圖、現澆板的配筋(預制板的布置)、特殊節點詳圖、過梁布置、雨蓬、陽台、挑檐布置和其剖面詳圖、樓梯布置、板頂標高、梁布置及其編號、板上開洞洞口尺寸及其附加筋、屋面上人孔、通氣孔位置及詳圖;

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