第一章 平法识图与钢筋计算基础知识
第一节 平法识图的基本知识
一、平法的基本概念
1.平法概念
平法是对结构设计技术方法的理论化、系统化,是对传统设计方法的一次深刻变革。平法是“混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图”的简称,包括制图规则和构造详图两大部分。就是把结构构件的尺寸和配筋等,按照平面整体表示方法的制图规则,整体直接表达在各类构件的结构平面布置图上,再与标准构造详图相配合,即构成一套新型完整的结构施工图。把钢筋直接表示在结构平面图上,并附之以各种节点构造详图,设计师可以用较少的元素,准确地表达丰富的设计意图,这是一种科学合理、简洁高效的结构设计方法。具体体现在:图纸的数量少、层次清晰;识图、记忆、查找、核对、审核、验收较方便;图纸与施工顺序一致;对结构易形成整体概念。
平法将结构设计分为创造性设计内容与重复性(非创造性)设计内容两部分。设计师采用制图规则中标准符号、数字来体现其设计内容,属于创造性的设计内容;传统设计中大量重复表达的内容,如节点详图,搭接、锚固值,加密范围等,属于重复性通用性设计内容。重复性设计内容部分(主要是节点构造和构件构造)以“广义标准化方式”编制成国家建筑标准构造设计有其现实合理性,符合现阶段的中国国情。标准构造的实质是图形化的构造规则;由设计师来进行构造设计缺少充分必要条件:①结构分析结果不包括节点内的应力;②以节点边界内力进行节点设计的理论依据并不充分;③节点设计缺少足够的试验依据。构造设计缺少试验依据是普遍现象,现阶段由国家建筑标准设计将其统一起来,是一种理性的选择。
2.平法的原理
平法的系统科学原理在于:平法视全部设计过程与施工过程为一个完整的主系统,主系统由多个子系统构成,主要包括以下几个子系统:基础结构、柱墙结构、梁结构、板结构,各子系统有明确的层次性、关联性、相对完整性。
(1)层次性。基础、柱墙、梁、板,均为完整的子系统。
(2)关联性。柱、墙以基础为支座——柱、墙与基础关联;梁以柱为支座——梁与柱关联;板以梁为支座梁——板与梁关联。
(3)相对完整性。对于基础自成体系,仅有自身的设计内容而无柱或墙的设计内容;对于柱、墙自成体系,仅有自身的设计内容(包括在支座内的锚固纵筋)而无梁的设计内容;对于梁自成体系,仅有自身的设计内容(包括锚固在支座内的纵筋)而无板的设计内容;对于板自成体系,仅有板自身的设计内容(包括锚固在支座内的纵筋)。在设计出图的表现形式上它们都是独立的板块。
二、平法制图与传统图示方法的区别
平法施工图把结构构件的尺寸和配筋等,按照平面整体表示方法的制图规则,整体直接地表示在各类构件的结构布置平面图上,再与标准构造详图配合,结合成了一套新型完整的结构设计表示方法。它改变了传统的那种将构件(柱、剪力墙、梁)从结构平面设计图中索引出来,再逐个绘制模板详图和配筋详图的烦琐办法。
平法适用的结构构件为柱、剪力墙、梁三种。内容包括两大部分,即平面整体表示图和标准构造详图。在平面布置图上表示各种构件尺寸和配筋方式。表示方法分平面注写方式、列表注写方式和截面注写方式三种。
三、平法图集的适用范围
任何一本标准图集都有它的适用范围,超越范围的应用可能会产生错误的结果。
从03G101—1图集的封面说起。03G101—1标准图集的全称叫做:混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、框架-剪力墙、框支剪力墙结构)。这就概括了03G101—1图集的适用范围。
框架结构就是由框架柱和框架梁组成的空间结构。
框架-剪力墙结构,俗称为框-剪结构,就是在框架结构中设置一些剪力墙,以加强结构抵抗水平地震作用(03G101—1图集第31页所提供的例子工程,就是一个“框架-剪力墙结构”的工程)。
剪力墙结构,俗称为纯剪结构,就是整个建筑物都采用剪力墙结构,包括墙身、墙柱(暗柱和端柱)、墙梁(连梁、暗梁、边框梁)。
框支剪力墙和落地剪力墙共同组成底层大空间剪力墙结构。这种框支剪力墙下部是框支柱(KZZ)和框支梁(KZL),上部是剪力墙。因此,现在也有把这种结构称为“部分框支剪力墙”的。
2011年9月1日起实施的新的平法图集,把过去发布的六本图集合并为以下三本标准图集:
《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)》(11G101—1);
《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土板式楼梯)》(11G101—2);
《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(独立基础、条形基础、筏形基础及桩基承台)》(11G101—3)。
从《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)》(11G101—1)图集第11页(框架柱平法标注图)即图1-1,可以看出,框架柱的标注是从“-0.030”开始的,也就是从一层地面开始的。在《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图(现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板)》(11G101—1)图集第57页(抗震框架柱纵向钢筋连接构造)即图1-2,有一个“嵌固部位”的标高指示,这是一个很重要的标高,它直接影响到框架柱基础插筋的长度。施工人员和预算人员是不可能自行确定这个“嵌固部位”的具体位置的,必须由设计人员在结构施工图的总说明中明确这个“嵌固部位”的具体位置。
图1-1 框架柱平法标注图
图1-2 抗震框架柱纵向钢筋连接构造
注:1.柱相邻纵向钢筋连接接头相互错开。在同一截面内钢筋接头面积百分率不宜大于50%。
2.图中hc为柱截面长边尺寸(圆柱为截面直径),Hn为所在楼层的柱净高。
3.轴心受拉及小偏心受拉柱内的纵向钢筋不得采用绑扎搭接接头,设计者应在柱平法结构施工图中注明其平面位置及层数。