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平法剪力墻鋼筋標注的新方法探討

山西省自動化研究所  陳達飛

    內容提要：

    在剪力墻的鋼筋標注中，最為復雜的是暗柱節點和端柱節點的鋼筋標注。國內處理這類問題普遍采用“大樣圖法”。

剪力墻結構的鋼筋標注具有極其豐富的內涵，它包括：剪力墻的墻身、端柱、暗柱、連梁、暗梁、邊框梁等構件的鋼筋標注。

    在剪力墻的鋼筋標注中，為數最多的、變化最復雜的就是剪力墻的暗柱節點。其實，剪力墻的暗柱節點就是剪力墻墻肢的交叉節點。在純剪結構中，每一面墻都是剪力墻。由于建筑物的平面布置的隨意性很大（這正是建筑師發揮才能的所在），所以，墻面的交叉節點的種類和形狀是千差萬別的，這影響到剪力墻暗柱的種類和形狀的千變萬化。

    然而到目前為止，國內許多知名軟件都是采用“大樣圖法”來解決剪力墻的鋼筋標注的。所謂“大樣法”就是把常見的暗柱節點大樣圖編制成表格，用戶在鋼筋標注時查表找出自己需要的暗柱節點圖表，再在圖表中進行鋼筋數據的輸入。這樣一來，“大樣圖表”中所存貯的節點圖形少了，會造成“不夠用”；“大樣圖表”中所存貯的節點圖形多了，會增加用戶查找圖表的時間。用戶是“人”，“人”來執行查表工作就可能會出錯，萬一找錯了對象，會造成后面計算的全盤皆錯。有的軟件設定了十幾個這樣的暗柱大樣圖，有的軟件則增加至二十幾個，然而，誰又能保證這些有限的節點大樣形狀能夠涵蓋千變萬化的建筑平面圖呢？

    我們可以從理論上來探討一下，采用“節點大樣法”來定義剪力墻暗柱，這只是過去平法誕生以前的“索引詳圖方法”的延續，這不符合平法的基本精神。我們可以分析一下暗柱的構造特點。例如，“單節點暗柱”是從一個中心點出發，向周圍的墻肢方向上伸出暗柱的翼緣。因此，我們從這個最基本的概念出發，設計了我們獨特的暗柱節點標注方法。

    我們軟件的暗柱節點標注方法不需要設置任何一個“暗柱節點大樣圖”，這正所謂“此時無招勝有招”，我們不去定義任何具體招式的定式，而是直接在平面基圖上進行操作，按照與該暗柱中心點相連的墻肢的自然走向來定義暗柱的翼緣走向和標注翼緣長度，從而能夠適應千變萬化的建筑平面圖。這是名副其實的“平法”操作。

    從這個基本概念出發，運用根據墻肢自然走向來定義暗柱翼緣的方法，我們不但順利地解決了“單節點暗柱”的鋼筋標注，而且還解決了“多節點暗柱”的鋼筋標注，后者在03G101-1 標準圖集里還找不到具體的節點大樣的圖例。

    所以，我們的平法鋼筋自動計算軟件對剪力墻暗柱的平法標注方法，不但在軟件標注方法上是一個創新，而且在平法暗柱表現技術上也是一個創新。

     毫無疑問，平法作為一個早在十年前就被國家科委和建設部聯合推廣的一項創新技術，是我國在結構設計表現方法上的一項重大技術改革。然而，平法技術的發展也是不平衡的，在“平法梁”的設計表現方法上早已相當完善，而且為廣大設計人員和施工人員所樂于應用。但是，在“平法剪力墻”的設計表現方法上，卻仍然使用著傳統的“節點大樣圖”。

    現在，隨便拿起一份高層剪力墻結構房屋的施工圖紙，其中剪力墻暗柱和端柱的節點圖就有兩三大張，里面密密麻麻地畫著各種各樣的大樣圖，只要兩個柱稍有一點兒變化，就得另畫一張圖，最后達到幾乎每一個暗柱或端柱都要畫出節點大樣圖這個地步。真是畫起來也麻煩，看起來也麻煩。

    想要不麻煩也沒辦法。打開03G101-1圖集看看，里面給出了兩種剪力墻結構的表示方法：列表注寫方式和截面注寫方式。列表注寫方式就是給出一張大大的“剪力墻墻柱表”，里面畫出各種暗柱和端柱的編號、截面形狀和尺寸、標高、縱筋的規格和根數、箍筋的規格和間距、拉筋的根數和位置等等。而截面注寫方式也只不過把“剪力墻墻柱表”中的上述內容搬到平面圖上，選用適當比例原位放大繪制上述這些大樣圖。這樣的“平法標注”方式，和傳統的結構平面圖索引構造詳圖的設計表現方式又有什么兩樣？

    對比之下，梁的平法標注方式改革得何等徹底啊！框架梁的集中標注和原位標注的表現方式，采用了一套完整的符號表示規則和標準構造詳圖，成為平法技術中的典范。能不能參考平法梁的注寫方式，創造出一種簡潔方便的平法剪力墻注寫方式呢？

    我們分析一下剪力墻暗柱的節點構造。其實，暗柱的結構很簡單，就是由柱縱筋、箍筋和拉筋構成。暗柱的復雜性在于不同數目、不同方向的墻肢的組合，能夠形成不同形狀和尺寸的暗柱節點。端柱的情況也是一樣，由于不同數目、不同方向的墻肢與端柱連接，再加上位置正中和偏中的變化，也形成了不同形狀和尺寸的端柱節點。由于建筑設計的多樣性，決定了這些墻暗柱和端柱節點的多樣性。所以，企圖在軟件中采用“標準的節點大樣圖”來套住豐富多彩的建筑設計，不是一個好主意。

    考慮到暗柱和端柱節點的多樣性是由不同數目、不同方向的不同墻肢在柱節點上連接而成的，因此，我們可以在剪力墻結構的平面圖中，沿著墻肢的走向來標注暗柱和端柱的翼緣長度，還可以在其上標注其配筋數據。這就是“墻肢自然走向法”的由來。

    在“墻肢自然走向法”中，暗柱和端柱的翼緣長度可以按下列規則來進行標注：對于轉角墻柱和翼墻柱的翼緣長度，可以從相交墻的中心線開始，算到翼緣的端點；對于“一”字形的端柱，可以從端柱的中心線開始，算到翼緣的端點；對于“一”字形的端部暗柱，則標注其翼緣的實際長度。

    至于暗柱和端柱節點中的各墻肢的方向和位置，那是無須標注的，在平面圖中已經一目了然。

    關于翼緣上的柱縱筋規格和根數、拉筋規格和根數，可以標注在翼緣長度的下面。至于拉筋的位置，可以制定一個一般的規則，例如“隔一拉一”。對于某些特殊情況，可以在標準圖集中繪制一些標準詳圖。在這些標準詳圖中，可以傳達一些有關數據的規定，例如《建筑抗震設計規范》的有關規定：約束邊緣構件沿墻肢長度Lc的有關規定；有翼墻或端柱時尚不應小于翼墻厚度或端柱沿墻肢方向截面高度加300；箍筋或拉筋沿豎向間距，一級不宜大于100mm，二級不宜大于150mm；如此等等。

     以上這些方法，已經在我們的“平法鋼筋自動計算軟件”中得到了成功的應用，我們更希望能夠在結構施工圖的設計中得到推廣。我們希望，通過大家的努力，能夠讓“平法剪力墻”的標注，如同“平法梁”的標注一樣簡單方便，為廣大的設計人員和施工人員所歡迎，那就皆大歡喜了。