平法應(yīng)用技術(shù)講座課件

混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體設(shè)計(jì)方法

（暨工程設(shè)計(jì)方法）應(yīng)用技術(shù)講座主講人:山東大學(xué)陳青來(lái)教授郵箱：講座主要內(nèi)容:混凝土結(jié)構(gòu)基本原理平法基本原理平法規(guī)則與構(gòu)造應(yīng)用要點(diǎn)平法制圖規(guī)則與施工構(gòu)造現(xiàn)場(chǎng)答復(fù)問題

現(xiàn)狀：混凝土結(jié)構(gòu)基本原理承載的鋼筋與混凝土兩種材料各自特性與共同工作原理，是相對(duì)比較豐富、比較成熟的內(nèi)容?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理承載的可靠度理論，由30年前的半經(jīng)驗(yàn)半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法過渡到現(xiàn)在的近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，該理論對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的適用程度（缺少支持正態(tài)分布曲線的實(shí)際試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料），以及在理論上究竟前進(jìn)了多少尚難定論?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理承載的經(jīng)典力學(xué)理論，其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況存在較大差異。原因是混凝土結(jié)構(gòu)桿件的截面較大，存在剛性區(qū)域與簡(jiǎn)化成單線形狀的計(jì)算簡(jiǎn)圖有很大差異，尤其反映在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方面。再者，荷載的力學(xué)簡(jiǎn)化存在較大的誤差?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理承載的抗力理論是教科書中的主要內(nèi)容，但主要為“構(gòu)件”的抗力理論而非“結(jié)構(gòu)”的抗力理論。其內(nèi)容主要有三部分：一部分是“正截面”問題，解決構(gòu)件的彎、拉、壓、偏拉、偏壓；一部分是“斜截面”問題，解決構(gòu)件的抗剪；一部分是“螺旋面”問題，解決構(gòu)件的抗扭?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理承載的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造理論現(xiàn)階段幾乎是空白，研究缺口非常大，給人造成“構(gòu)件的簡(jiǎn)單組合即為結(jié)構(gòu)”的錯(cuò)誤感覺，不符合整體大于部分之和的自然法則。結(jié)構(gòu)工程界的板塊構(gòu)成結(jié)構(gòu)工程界的五板塊劃分：1、科學(xué)板塊：基礎(chǔ)理論和應(yīng)用理論；2、技術(shù)板塊：工程技術(shù)類專著和技術(shù)方法；3、規(guī)范規(guī)程板塊：國(guó)家的工程技術(shù)法規(guī)；4、技術(shù)規(guī)則板塊：政府主管部門發(fā)布的技術(shù)指導(dǎo)性文件規(guī)定；5、工程板塊：包括設(shè)計(jì)、造價(jià)、施工、監(jiān)理等。

現(xiàn)狀：1、科學(xué)板塊：既基礎(chǔ)理論與應(yīng)用理論板塊，應(yīng)當(dāng)為其他板塊的基礎(chǔ)，但目前落后于規(guī)范規(guī)程板塊及技術(shù)規(guī)則板塊(包括大學(xué)教科書滯后），且至今尚未全面完成“構(gòu)件”到“結(jié)構(gòu)”的轉(zhuǎn)變，以及未解決好節(jié)點(diǎn)問題。2、技術(shù)板塊：是我國(guó)比較成熟的板塊，其內(nèi)容主要用于工程界，尚未收進(jìn)高等教育的教學(xué)內(nèi)容。3、規(guī)范規(guī)程板塊：改革開放以來(lái)，我國(guó)對(duì)規(guī)范規(guī)程采取追蹤、引進(jìn)國(guó)外版本的路子，在現(xiàn)階段奇怪地走在建筑科學(xué)技術(shù)的最前沿，而實(shí)際缺少國(guó)內(nèi)理論板塊的支撐，因此內(nèi)容不穩(wěn)定，修訂頻繁，出現(xiàn)明顯板塊錯(cuò)位，其失誤屬于自然結(jié)果。這種板塊錯(cuò)位現(xiàn)象是我國(guó)在特殊歷史發(fā)展階段的特殊現(xiàn)象，應(yīng)屬正常。4、技術(shù)規(guī)則板塊：是系規(guī)范規(guī)程的應(yīng)用細(xì)則延伸，更具體化和更加細(xì)化，具有明確且實(shí)際的技術(shù)指導(dǎo)作用。目前國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)承擔(dān)起了這個(gè)重要功能，如G101系列與G329。其內(nèi)容主要有設(shè)計(jì)制圖規(guī)則和作為圖形化的構(gòu)造規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造詳圖。5、工程板塊：當(dāng)前主要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)體制方面的變革，把遵守規(guī)范規(guī)程和技術(shù)規(guī)則放在首位。幾個(gè)容易混淆的概念：1、科學(xué)發(fā)展的過程，是以較小謬誤取代較大謬誤的過程，因而存在正確程度的問題?？茖W(xué)本身不是真理，科學(xué)是在追求真理的動(dòng)機(jī)下的隨著時(shí)間的延續(xù)而得到的發(fā)現(xiàn)和解釋自然的漸進(jìn)性成果。科學(xué)通常有發(fā)現(xiàn)而無(wú)發(fā)明。科學(xué)發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律，為有應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)奠定基礎(chǔ)。2、技術(shù)發(fā)展的過程，是以比較高的適用程度取代比較低的適用程度的問題，技術(shù)本質(zhì)上并不存在正確程度的高低。技術(shù)通常有發(fā)明而無(wú)發(fā)現(xiàn)。有應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)必然正確承載已發(fā)現(xiàn)的或尚未發(fā)現(xiàn)的客觀規(guī)律。3、科學(xué)與技術(shù)各位兩個(gè)“圓”（領(lǐng)域），這兩個(gè)“圓”符合“交叉圓”的自然法則。平法研究位于兩圓的交叉區(qū)域。4、基礎(chǔ)理論主要是科學(xué)研究的成果，基礎(chǔ)理論用于發(fā)現(xiàn)世界和解釋世界，存在發(fā)現(xiàn)、更新而非創(chuàng)新。5、應(yīng)用理論主要是技術(shù)研究的成果，應(yīng)用理論用于改造世界和建設(shè)非自然存在的物體，存在不斷創(chuàng)新。應(yīng)用理論的實(shí)質(zhì)屬于方法范疇。6、基礎(chǔ)理論不具備直接用于實(shí)踐的功能，基礎(chǔ)理論通過應(yīng)用理論即方法才可用于實(shí)踐。方法是連接基礎(chǔ)理論與實(shí)踐的橋梁。7、基礎(chǔ)理論的發(fā)展極其緩慢，而方法的發(fā)展非常迅速，日新月異。8、方法在人類社會(huì)生活中具相當(dāng)重要地位，很多問題的解決往往難在方法上，而不是難在基礎(chǔ)理論上。中國(guó)歷史上的四大發(fā)明均是方法的發(fā)明而不是理論的發(fā)明。

平法基本原理（1）平法的系統(tǒng)科學(xué)原理為：視全部設(shè)計(jì)過程與施工過程為一個(gè)完整的主系統(tǒng)，主系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、柱墻結(jié)構(gòu)、梁結(jié)構(gòu)、板結(jié)構(gòu)；各子系統(tǒng)有明確的層次性、關(guān)聯(lián)性、相對(duì)完整性。1、層次性：基礎(chǔ)、柱墻、梁、板，均為完整的子系統(tǒng)。2、關(guān)聯(lián)性：柱墻以基礎(chǔ)為支座——柱墻與基礎(chǔ)關(guān)聯(lián)；梁以柱為支座——梁與柱關(guān)聯(lián)；板以梁為支座梁——板與梁關(guān)聯(lián)。3、相對(duì)完整性：基礎(chǔ)自成體系，僅有自身的設(shè)計(jì)內(nèi)容而無(wú)柱或墻的設(shè)計(jì)內(nèi)容；柱墻自成體系，僅有自身的設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括在支座內(nèi)的錨固縱筋）而無(wú)梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容；梁自成體系，僅有自身的設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括在支座內(nèi)的錨固縱筋）而無(wú)板的設(shè)計(jì)內(nèi)容；板自成體系，僅有板自身的設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括在支座內(nèi)的錨固縱筋）。

平法基本原理（2）

平法的應(yīng)用理論三要點(diǎn)：1、將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為創(chuàng)造性設(shè)計(jì)內(nèi)容與重復(fù)性（非創(chuàng)造性）設(shè)計(jì)內(nèi)容兩部分，兩部分為對(duì)應(yīng)互補(bǔ)關(guān)系，合并構(gòu)成完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2、設(shè)計(jì)工程師以數(shù)字化、符號(hào)化的平面整體設(shè)計(jì)制圖規(guī)則完成其創(chuàng)造性設(shè)計(jì)內(nèi)容部分。3、重復(fù)性設(shè)計(jì)內(nèi)容部分（主要是節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和構(gòu)件構(gòu)造）以《廣義標(biāo)準(zhǔn)化》方式編制成國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是圖形化的構(gòu)造規(guī)則；由設(shè)計(jì)師完成構(gòu)造設(shè)計(jì)缺少充要條件：1、結(jié)構(gòu)分析結(jié)果不包括節(jié)點(diǎn)內(nèi)的應(yīng)力；2、以節(jié)點(diǎn)邊界內(nèi)力進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)并不充分；3、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)缺少足尺試驗(yàn)依據(jù)；構(gòu)造設(shè)計(jì)缺少試驗(yàn)依據(jù)是普遍現(xiàn)象，現(xiàn)階段由國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)將其統(tǒng)一起來(lái)符合現(xiàn)階段的中國(guó)國(guó)情。

平法制圖規(guī)則與構(gòu)造的若干要點(diǎn)解析

平法制圖規(guī)則要點(diǎn)（以梁為例）要點(diǎn)一：梁的標(biāo)注分集中標(biāo)注和原位標(biāo)注兩部分。要點(diǎn)二：集中標(biāo)注包括：梁的代號(hào)和序號(hào)及跨數(shù)、梁截面尺寸、箍筋、上部跨中通長(zhǎng)筋（抗震）或架立筋（非抗震）、側(cè)面筋（側(cè)面構(gòu)造筋或抗扭筋）、和梁頂面相對(duì)標(biāo)高高差選注值。即：“構(gòu)件編號(hào)+幾何要素+配筋要素+補(bǔ)充要素”。要點(diǎn)三：梁的原位標(biāo)注主要表達(dá)支座上部負(fù)彎矩筋（包括該位置的通長(zhǎng)筋）和下部全跨通長(zhǎng)筋，除此之外，還可表達(dá)某部位與集中標(biāo)注某項(xiàng)的不同值（施工時(shí)原位標(biāo)注值取值優(yōu)先）。要點(diǎn)四：注意長(zhǎng)短跨相鄰時(shí)設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)的失誤。例如：當(dāng)短跨梁兩頭支座上部負(fù)彎矩筋按大跨凈跨度1/3分別向跨中延伸，在跨中“碰頭”甚至重疊但設(shè)計(jì)未加關(guān)注時(shí)，應(yīng)使其短跨全垮貫通。要點(diǎn)五：注意原位標(biāo)注的梁頂面相對(duì)標(biāo)高高差。當(dāng)某跨梁與相鄰跨有高差時(shí)，因支座上部負(fù)彎矩筋不能貫通支座，支座兩邊的上部負(fù)彎矩筋應(yīng)分別錨固入柱內(nèi)（此時(shí)鋼筋用量通常大于貫通）。

平法構(gòu)造關(guān)于鋼筋錨固的若干要點(diǎn)要點(diǎn)一：結(jié)構(gòu)各類構(gòu)件的連接關(guān)系（支座）問題。具體為：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為柱及剪力墻的支座，柱為框架梁的支座，梁為板的支座，剪力墻為板或梁的支座。要點(diǎn)二：抗震框架梁下部鋼筋在中間支座的直錨長(zhǎng)度，應(yīng)為過柱中線加5d與laE的較大者。如果貫穿支座到梁跨下某部位連接，應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)人出具變更。要點(diǎn)三：梁端支座縱筋在柱內(nèi)的止錨區(qū)寬度為過柱中線加5d至柱外邊縱筋內(nèi)側(cè)之間的一段距離?？拐鹆菏芾摻钤谶呏ё^固，當(dāng)直錨時(shí)錨長(zhǎng)應(yīng)≥laE且應(yīng)進(jìn)入止錨區(qū)后截?cái)?；?dāng)彎錨時(shí)應(yīng)使直錨段≥0.4laE且應(yīng)進(jìn)入止錨區(qū)后彎鉤，彎鉤長(zhǎng)度為15d即可。要點(diǎn)四：受力縱筋的錨固不應(yīng)全走混凝土保護(hù)層，如果不可避免，當(dāng)直錨時(shí)應(yīng)在≥laE的縱筋錨固長(zhǎng)度范圍設(shè)置箍筋，相當(dāng)于在錨固縱筋外側(cè)配置對(duì)其有約束效果的橫向鋼筋；當(dāng)彎錨時(shí)可使水平錨固段走保護(hù)層（水平錨固段最好也設(shè)置橫向約束鋼筋），并將彎鉤段扎入鋼筋混凝土內(nèi)（不應(yīng)再走保護(hù)層）。要點(diǎn)五：當(dāng)兩構(gòu)件配筋重疊時(shí)，同向鋼筋應(yīng)取較大者設(shè)置，不需要重復(fù)設(shè)置。要點(diǎn)六：剪力墻身第一根豎向筋距暗柱或端柱縱筋的距離，為墻身豎向筋間距的1/2；剪力墻第一根水平筋距暗梁縱筋的距離，為墻身水平筋間距的1/2；樓板的第一根鋼筋距相平行梁縱筋的距離，為板筋間距的1/2。要點(diǎn)七：節(jié)點(diǎn)內(nèi)同向錨固的鋼筋之間應(yīng)有最小凈距，不應(yīng)平行接觸。平法的意義平法，不單純是位于科學(xué)與技術(shù)交叉領(lǐng)域的一種技術(shù)；更重要的是，平法基于現(xiàn)代科學(xué)哲學(xué)