设计软件结构设计论文

一、基础选型与设计

工程中结构基础的投资约占结构整体造价的30％左右，而且基础属于隐蔽工程，一旦施工结束后将进行掩埋，在设计阶段如若考虑不周将会给整体结构留下很大的隐患，使用阶段进行修复或改造很困难，会增加很大的费用和成本。现以应用较为普遍的桩基为例，桩基础的设计主要优化环节在于桩型和桩长的选择上：1.现阶段常用桩型主要有：人工挖孔灌注桩、预制桩、沉管灌注桩和钻孔灌注桩等，设计人员设计时要综合考虑荷载、土层、环境及工期等因素，任何一个环节除了问题都将导致后期成本较大变动。2.桩长的选择除了考虑桩自身的承载力外，设计初期就应从概念设计的角度上把握后期使用效果，桩基础要能起到减小差异变形、降低承台内力和上部结构次内力，提高建筑物使用寿命的作用，如目前中高层建筑由于设计有电梯，多数采用框架-核心筒结构，针对此种结构采用变刚度调平原则，不同部位采用不同桩长、不同桩距布置，即将桩相对集中布置于核心筒和柱下，对于框架区应适当弱化，最终能节省投资约30％左右。在桩长选择上概念设计也非常重要。

二、设计软件缺陷修正与参数选取

目前设计院结构设计软件以PKPM为主，由于软件的使用，导致多数设计人员的基本设计理论知识淡化，过度依赖于软件设计，而对软件设计的基本原理关注较少，所设计图纸中多以软件结果为主，很少进行较为深入的修正。

1.软件固有的不足与缺陷

在绘制施工图时，多数设计人员会直接把梁端下部钢筋全部锚固于节点处或全部贯通节点，没有进行必要的截断修正处理，这种做法一会导致结构的配筋量增多费用加大，二会使结构在地震时处于危险的状态，主要是因为在结构设计时要用“强柱弱梁”的理念来引导设计，规范也有相关规定，但是在设计时，软件的处理方式却跟我们想要的结果有一定的差异，设计软件会选取柱中心点的弯矩作为梁端弯矩的计算值，而实际梁端弯矩为柱内侧弯矩值，软件选择裂缝控制配筋会对计算值进行一次放大，软件系统自动配筋时又会对计算值进行一次放大(1.1倍)，根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)11.4.1-11.4.5条规定柱端弯矩设计值为梁端弯矩乘大于1的倍数，而此处的梁端弯矩为计算值，并非实际的配筋值，软件给出的结果是梁端部的配筋偏大，这样就导致了实际配筋时无法达到“强柱弱梁”的设计效果，抗震结构早就引入了“强柱弱梁”的延性理念，但是实际效果却差强人意，如汶川地震框架结构破坏，该破坏模式很大一部分原因就是设计缺陷——梁端部配筋上没有处理好。设计人员应该利用自己的专业理论知识去弥补软件的不足和缺陷。

2.计算参数的选取

PKPM结构分析需补充的SATWE参数有10项：总信息、风荷载信息、地震信息、活荷载信息、调整信息、设计信息、配筋信息、荷载组合、地下室信息和砌体结构，每一项都对应一些参数的设置，这些参数都会在一定程度上影响结构的造价和安全储备，设计时应该综合在安全储备和经济性上做一些对比分析，才能取得较好的综合效益。结构截面配筋图绘制前也有参数设置，这些参数的选取对结构造价也不可忽略，如：楼层梁、柱归并系数等。

三、结语

结构设计作为工程建设的一个核心环节，在此阶段不仅要注重安全也要从经济的角度去进行设计优化，此阶段的优化对整个建设项目无论直接和间接经济效益的影响都是长远的。尤其是面对计算机辅助设计日益普及的时代，结构设计人员更应该具备扎实的理论基础知识储备和设计涵养，在保证质量的同时力求达到最大的投入产出比。

作者：孔伟 单位：中国矿业大学审计处