现在的结构设计已经离不开结构计算软件了。目前主流的计算软件，不需要设计人了解各种结构概念、理论假定、计算公式，只要按照已经布置好的墙柱梁板，一步一步的输入即可，不但能计算并一键生成计算书，甚至简单的工程都可以直接生成可以使用的施工图，极大的简化了计算过程、提高了出图速度。
可是完全依靠软件计算出的结果有时却与预想的不同，有时甚至非常奇怪。容柏生院士在《提高建筑结构设计水平的若干问题》中提到：“不自觉地失去了控制能力，这一点在普遍使用电脑进行设计的情况下往往容易出现。原因是有些人过于甚至于盲目相信电脑，对电脑的计算结果或者成图不作检查分析和判断，有时还被电脑的结果牵着走。其实电脑程序有一定的适用条件，而且它是根据计算简图和所输入的数据去工作的，适用条件不符、计算简图不能反映实际结构或者输入数据不正确，其结果就不准确甚至可能是错误的，盲目使用就等于失去控制，失去工程师的主导作用。”
下面是三个比较简单的例子，都是在实际工程中发生的。
第一个是参数输入的问题
这个是沈阳的一个多层住宅，地上6层地下2层，采用筏板基础，持力层为粉质黏土，地基承载力KPa。下表是各层土的压缩模量,地基剖面见下图。
第一次沉降的计算结果见下图
计算结果沉降很大，最大沉降达到mm，平均值都在mm以上，如果按照这个沉降量需要进行地基处理了。
可是仔细分析发现，虽然土的压缩模量确实不大，但本楼所在的自然地面标高即为室外地面，两层地下室埋深近6m，土重大概就能抵消6层楼的附加压力了，剩下两层楼加地库传来的荷载，沉降不会这么夸张。
后来仔细核对输入参数，发现是孔口标高输低了，土的标高是从筏板底算起的，所以沉降过大。调整后最终沉降大都在10~20mm之间，见下图所示。
第二个是结构假定的问题
现在建错层是比较方便的，但用错层计算经常出现的问题就是柱的剪力异常。下面这个地下车库，局部上抬00mm，周边的框架柱出现了剪力异常的情况，如下图所示，但如果不按错层建模就没有问题。
这里用构件信息单点还看不到超限（因为点的是下段框柱），需要在三维配筋中查看。
那一般如果设计时看到超限或超筋，最常用的办法就是加大截面。但层高仅提高00，柱的剪力到底为什么出现突变呢？
YJK的官方解释是不同标高的刚性板，面内刚度无穷大，在水平力的作用下错层处的柱子会产生很大的水平剪力，是由于刚性楼板假定造成的。他们建议采用弹性膜或弹性板6计算。经过弹性板6复核，框柱的抗剪截面确实满足要求了，但配筋依然很大。
考虑到两侧梁顶高差仅00，在2倍梁宽、一个梁高范围内（梁高为和），最后实际工程仅将节点核心区的箍筋构造加强。
第三个是软件编制的问题
一个沈阳的住宅小区，地下车库的抗震等级高层相关范围是三级，多层相关范围和纯地库是四级。但实际设计时却发现，多层部分的地库梁配筋明显大于高层部分的，也就是四级框架梁配筋大于三级的，柱配筋没有变化。下图是在不修改任何参数只改抗震等级情况下的对比结果，上面是三级，下面是四级：
查询截图中红框范围的框梁信息，梁两端的负弯矩完全相同，但配筋却不一样。通过其他软件复核，原来对于三级框架梁，若前面勾选了“框架梁端考虑受压钢筋的影响”，加上原本三级框架梁有ζb≤0.5的要求，所以程序按照双筋梁的计算方法，直接令X=0.5h0从而得到受压筋和受拉筋。而四级框架虽然也勾选了考虑受压筋影响，但程序会先判别当X0.h0才考虑受压钢筋,否则均按单筋梁配筋。应该说软件的编制还是符合规范的，只是不太符合常理。我们把三级框架梁的“框架梁端考虑受压钢筋的影响”选掉后计算一遍，结果与四级梁配筋相同。
智能化、人性化的计算软件对于结构工程师，就如同好毛笔对于书法家、好球拍对于运动员一样，是我们的工具而不是拐杖。
这就要求我们对程序的适用范围、编制依据、计算假定和简化处理等都有了解。其次还需加强概念分析，将复杂的结构化繁为简，将一个建筑拆分成整体、构件、构件间的相互作用及连接三方面分别考虑，确保大的方向不出问题。同时还要重视计算结果的分析和对比，一旦发现异常一定要认真对待。
希望我们大家都能不被越来越智能的软件所奴役，而把软件变成我们的“计算器”！
-END-
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇