PKPMCAD在人防地下室结构计算及绘图中的应用

PKPMCAD在人防地下室结构计算及绘图中的应用（精选5篇）

PKPMCAD在人防地下室结构计算及绘图中的应用 第1篇

结构设计：PKPMCAD在人防地下室结构计算及绘图中的应用 引 言

人防地下室建设是我国经济建设时期人民防空工程建设的重要内容，也是城市地下空间开发利用的组成部分。1997年1月1日开始施行的“中华人民共和国人民防空法”明确提出：“人民防空实行长期准备、重点建设、平战结合的方针，贯彻与经济建设协调发展，与城市建设相结合的原则”；并规定“城市新建民用建筑，按照国家有关规定修建战时可用于防空的地下室”。结合民用建筑修建战时可用于防空的地下室是一项长期的战略任务，而防空地下室的设计关系到战时人民群众的生命安全，因此必收稿日期：2002—12—10

作者简介：刘俊希．工程设计院高级工程师。须严格执行国家的设计规范。1995年建设部发布了国家标准“人民防空地下室设计规范【GB50038—94]”，对防空地下室的设计做了明确的规定。由于该规范在结构设计中的规定与现有的钢筋混凝土规范有所不同，在使用PKPMCAD进行结构计算时，该软件只考虑了整体结构计算时的问题，对于人防地下室的底板和顶板的计算和绘图没有专门的方法，所以设计人员都是通过手算的方法来解决这些问题，因此在做板的配筋施工图时也不能直接使用PM 直接成图，给结构设计工作带来了很多麻烦。

由北京矿冶研究总院承接的北京四中教学楼和石狮妇女儿童活动中心的工程设计都涉及到人防地下室的结构计算和绘图。为了能充分地使用计算机维普资讯 http://• 100 • 矿 冶

绘图和计算的功能，经过对规范和PKPMCAD软件的分析，采用调整系数的方法解决了以上的问题，该方法的使用通过了北京市和泉州人防办的审查认可。人防地下室顶板和底板的结构形式

与荷载取值

2．1 顶板

防空地下室结构顶板，一般都是由人防荷载起控制作用。作用在顶板上等效静荷载值除了与抗力等级有关外，还与顶板结构最大短边净跨及覆土厚度有关，对5、6级防空地下室顶板还应区分是否考虑上部建筑物的影响。平顶顶板结构，可根据不同情况按规范表4．5。2规定的顶板等效静荷载值取用。在确定顶板厚度时，应注意满足防早期核辐射要求。规范表3．2．3系将其折合成土体最小防护厚度给出满足防早期核辐射所需要的值，在具体设计中可用规范3．2．3式把土体与混凝土厚度根据两者的比值进行换算。由于材料重力密度愈大，对早期核辐射削弱作用愈显著，所以用混凝土材料防早期核辐射可比用土所需厚度小。当防空地下室上部为普通地下室或管道层时，如满足规范3．2．4条规定的条件，可考虑该层顶板对早期核辐射的防护作用，在确定防空地下室结构顶板防早期核辐射所需厚度时，可把上层顶板厚度计算在内。

防空地下室结构顶板一般采用叠合板、现浇整体式梁板或无梁楼盖等结构形式，在北京四中教学楼和石狮妇女儿童活动中心的工程设计中均按现浇整体式梁板进行设计。

2．2 底板

在核爆动荷载作用下可不验算地基强度与变形，因此防空地下室基础底面积由平时荷载确定。在核爆动荷载作用下，只需验算基础强度。由于规范规定对整体基础底按均布荷载考虑，因此在人防荷载作用下可按刚性基础分析内力。底板等效静荷载值一般可按规范表4．5．5确定，当不满足该表给出的条件时，应根据顶板荷载值另行计算确定。规范规定计人上部建筑物影响的，5级防空地下室顶板上超压取0．95 P、6级取1．0jb。因此，对5级防

空地下室底板，当不计入上部建筑物影响时，其等效静荷载值，应在相应的计人上部建筑物影响底板等效静荷载值再除以0．95系数后取用。而对6级防空地下室底板，不论是否计人上部建筑物影响均可取同一数值。由于在核爆动荷载作用下，地基反力是由被动土压力产生，因此当基础位于地下水位以上时，仅由独立基础承受核爆动荷载作用；如独立基础可能位于地下水位以下时，因在人防荷载作用下可能会产生较大位移，故不宜采用独立基础，而应按整体底板计算。

在北京四中教学楼和石狮妇女儿童活动中心的工程设计中，均按现浇整体底板进行设计。3 人防地下室顶板和底板的计算方法

3．1 结构荷载组合的取值

可以根据地下室的抗力等级，查“人民防空地下室设计规范[GB50038—94]”中的表4．3．14，得到荷

载组合值，其中各项荷载的标准值的取用可按该规范的要求选取，本文不再赘述。

3．2 承载力计算方法

人防地下室结构在确定等效荷载和静荷载后，可按静力计算方法进行结构内力分析，对于超静定的钢筋混凝土结构，可按由非弹性变形产生的塑性内力重分布计算内力。

其承载力设计应采用如下极限状态设计表达式：

yo(yGSGK+~QSQK)≤ R(1)R ： R(厂 d，? ?)(2)式中：yo是结构重要性系数，取1．0；7G是永久荷载分项系数，当其效应对结构不利时取1．

2、有利时取1．0；SGK是永久荷载效应标准值；yQ是等效静荷载分项系数，取1．0；SoK为等效静荷载效应标准值；R为结构构件承载力设计值；R(•)为结构构件承载力函数；厂cd、分别为混凝土和钢筋的动力强度设计值；ak为几何参数标准值，当几何参数的变异性对结构性能有明显影响时，可另增加一个计人其不利影响的附加值a0。

3．3 材料动力强度设计值

在核爆动荷载与静荷载同时作用或核爆动荷载单独作用下，材料动力强度设计值可取静荷载作用下材料强度设计值乘以材料强度综合调整系数yd，y 按“人民防空地下室设计规范”表4．6．3的规定取值。

3．4 弹性模量

在核爆动荷载与静荷载同时作用或核爆动荷载单独作用下，混凝土和砌体的弹性模量可取静荷载作用时的1．2倍；钢材的弹性模量及各种材料的泊松比，均可取静荷载作用时的数值。

3．5 折减系数

维普资讯 http://刘俊希：PKPMCAD 在人防地下室结构计算及绘图中的应用 •101 •

当板的周边支座横向伸长受到约束时，其跨中截面的计算弯矩值可乘以折减系数0．7；如在板的计算中已计入轴力的作用，则不应再乘折减系数。4 用PMCAD 对防空地下室顶板的计算和绘图

在使用PMCAD对防空地下室现浇整体式梁板结构顶板进行计算时，要在主菜单的构件定义中将混凝土的强度等级按“人民防空地下室设计规范”表4．6．3的规定，取静荷载作用下材料强度设计值乘以材料强度综合调整系数yd，按混凝土规范中混凝土强度等级相应的值替代。

在主菜单的荷载定义中应将顶板荷载按人防荷载组合值输入，在程序运行到画结构平面图的主菜单时，程序显示4项菜单提示修改计算楼板配筋和画结构平面图的有关参数，可用光标点取修改配筋参数一项，将钢筋的强度等级按“人民防空地下室设计规范”表4．6．3的规定，取静荷载作用下材料强度设计值乘以材料强度综合调整系数y，按混凝土规范中钢筋强度等级相应的值替代。

然后程序就可以按一般的现浇整体式梁板结构对防空地下室现浇整体式梁板结构顶板进行计算，并在PM 中直接绘制出顶板的配筋图，从而省去了手算的麻烦。用PMCAD 对防空地下室底板的计算和绘图

在对防空地下室现浇整体式筏板结构底板进行计算时，首先要将整个建筑物按正常荷载组合作用下用PKPM 系列中的SATwE计算出传人基础的内力值，然后再按人防荷载组合作用下用PKPM 系列中的SATwE计算出传入基础的内力值。比较二者产生的基底均布荷载的大小，如果正常荷载组合作用下的荷载大于人防荷载组合作用下的荷载，那就按正常荷载组合对防空地下室现浇整体式筏板结构底板进行计算；如果正常荷载组合作用下的荷载小于人防荷载组合作用下的荷载，那就按人防荷载组合对防空地下室现浇整体式筏板结构底板进行计算。计算时将底板看作是倒置的顶板，计算的方法同顶板一样，同样需要按人防规范对混凝土和钢筋的强度等级进行修订，操作的程序和顶板也相同。但必须记住的是，计算出来的结果和绘制的图都是反向的，因此在出施工图时要将PM 生成的配筋图进行修改，按受力的实际情况处理。

对位于地下水位以下的底板，在内力计算中是否考虑水压的问题，一般可按以下原则处理：如在计算结构自重时，未减去浮力影响，则在底板内力计算中不必计入水压力；反之，如在结构自重计算中已计入了浮力作用，则在底板内力计算中应计入水压力。

结 语

防空地下室的设计在民用建筑中经常出现。在确保战备效益的前提下，充分考虑平时使用的各种功能要求，实现战备效益、社会效益和经济效益的统一，同时确保战时人民群众的生命安全是我们结构工程师应该考虑的问题。采用本文所论述的方法对防空地下室进行计算，不仅保证了结构的安全，同时也提高了计算和绘图的效率。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设部，国家人民防空办公室．人民防空地下室设计规范[GB50038—94儿S]．北京：中国建筑工业出版社，1995．

[2]中国建筑科学研究院PKPMCAD 工程部．结构平面计算机辅助设计软件PMCAD[M]．北京：中国建筑科学研究院。2002．

[3]中国建筑科学研究院PKPMCAD工程部．高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE[M]．北京：中国建筑科学研究院，2002．

[4]中华人民共和国建设部．混凝土结构设计规范[GBS0010—2002][S]．北京：中国建筑工业出版社，2001．

PKPMCAD在人防地下室结构计算及绘图中的应用 第2篇

1 地下室结构的设计要点

带有地下室的多高层建筑是一个由上部结构与地下室结构共同组成的完整受力体系,具有共同的位移场,相互协调变形。地下室与地上建筑并没有本质的区别,在计算机建模和计算分析方面,地下室与地上结构基本相同。例如SATWE计算软件可以将地下室与上部结构作为一个整体同时考虑,这不仅使计算分析更符合工程实际情况,也大大提高了设计效率。

当然,地下室与上部结构的受力及分析也有许多不同之处,需要在设计中加以考虑,主要体现在:地下室受力因素不同,有回填土的约束作用,需要考虑外墙和人防设计,以及确定嵌固端部位等。

1.1 地下室受力分析

应用SATWE软件计算时,地下室与上部结构应整体分析。此法不仅可以正确完成全楼的竖向导荷及内力计算,而且可以考虑地下室位移和变形对上部结构的影响,使计算分析结果更符合真实情况。

在参数输入的过程中应注意以下几点:

1)恒、活荷载。

如果地下室上部是没有建筑物的空旷场地,地下室顶板的附加荷载除考虑覆土重量外,还应考虑施工过程中和使用过程中可能出现的载重车荷载,与消防车荷载比较取大值。

2)土压力。

土压力引起的效应为永久荷载效应与可变荷载效应控制的组合时,土压力的荷载分项系数取1.2;为永久荷载效应控制的组合时,其荷载分项系数取1.35。对于地面活荷载,同样应乘侧压力系数。地下室底板强度计算时,根据GB 50009-2001建筑结构荷载规范第3.2.5条板、覆土的自重荷载分项系数取1.0。抗浮计算时,板、覆土的自重荷载分项系数应取0.9。地下室外墙的土压力应为静止土压力,根据土性的不同分别采用不同的计算方法,黏性土采用水土合算,砂性土采用水土分算。

3)风荷载。

地下室地面以下,不受风荷载的影响。SATWE软件总信息中设有“地下室层数”选项,输入了地下层数后,程序自动取地下室部分的基本风压为零,地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点,上部结构风荷载计算中自动扣除地下室部分的高度。结构在风荷载作用下的反应(位移、内力)受地下室外的回填土约束。

4)地震作用。

由地下室质量产生的地震作用主要被室外回填土吸收,只有少部分由地下室构件承担,因此按GB 50007-2002建筑抗震设计规范第5.2.5条进行地震剪力调整时,如地下室部分的最小地震剪力系数不满足要求也可以不予调整。

5)计算高度。

对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度,才能不计其层数,总高度才能从室外地面算起。

1.2 回填土作用

地下室外围的回填土对地下室有约束作用,而且仅约束水平位移,不约束竖向位移和竖向转到。鉴于目前规范的反应谱理论是基于刚性地基假定的,建议将上部结构与地下室作为一个整体考虑,嵌固端取在基础地板处,采用如下两种分析方法考虑回填土的约束作用:

1)嵌固水平位移法。根据地下室与相邻上部结构楼层侧向刚度比的大小,确定合适位置限定水平位移为零。SATWE中设有选项“回填土对地下室约束作用的相对(弹簧)刚度比”若取值为0,表示不考虑回填土的约束作用;若取值在1～5之间,表示回填土对地下室有一定的约束作用,约束越强取值越大;若取值为负数m,表示地下室有嵌固部位,地下室下部m层无水平位移。

2)弹簧刚度法。在每层地下室的楼板处引入水平弹簧刚度,其值的大小反映回填土对地下室约束作用的强弱。应考虑地下室最高集成回填土约束作用相对较弱,允许设计人员忽略地下室上部回填土的约束作用,将弹簧刚度加到地下室下部的指定楼层。

1.3 外墙设计

地下室外墙除承受上部结构传递来的恒、活、风荷载和地震作用外,还有地下室本身的竖向荷载、地面活荷载、侧向土压力和地下水压力。

在实际工程中,风荷载和地震作用产生的内力一般不起控制作用,墙体平面外配筋主要由垂直于墙面的水平荷载产生的弯矩和竖向荷载产生的轴力组合的压弯作用控制。

2 地下室嵌固部位的确定

2.1 嵌固部位的概念

结构嵌固部位是多高层建筑计算模型中的一个重要假定,嵌固部位额的正确设计直接关系到结构计算模型与结构实际受力状态的符合程度,构件内力及结构侧移等极端结构的准确性。所谓嵌固部位就是预期塑性铰出现的部位,从理论上讲,结构下部的嵌固部位应能限制结构上部构件在3个水平方向的平动位移和转角位移,并将上部结构的剪力全部传递给地下室,因此对作为主体结构嵌固部位地下室楼层的整体刚度和承载力应加以控制。确定嵌固部位可以通过对结构刚度和承载力的调整,迫使塑性铰出现在预定部位来实现。

对带有地下室的建筑物,由于地下室周边的挡土墙在平面内有很大的刚度,墙外土体对地下室有很强的约束作用,限制了侧向位移,高层建筑在地下室顶部产生刚度突变,在地震作用下,很可能使塑性铰由基础顶面转移到地下室顶部或地下室的某一楼层以上。正确分析计算嵌固部位的位置及合理提高嵌固楼层的构件刚度,对地下室结构设计至关重要。

2.2 无人防要求地下室嵌固部位的设计步骤

1)进行方案设计。

将地下室欲设置为嵌固部位的楼层,按规范要求采用合理的设计方案,并对相关构件采取加强措施。

2)计算层间侧向刚度比。

将上部结构与地下室作为一个整体考虑,嵌固部位暂定在基础底板处,不考虑回填土对回填土的影响,进行第一次试算。考察计算结果,地下室结构的楼层侧向刚度是否有地下室某层的侧向刚度比不小于相邻上部结构楼层侧向刚度比的2倍,如有大于2倍的楼层,可将其改成顶板作为嵌固部位;如果没有大于2倍的楼层,需要时可以增加该层地下室的侧向刚度重新验算,或将主体结构的嵌固端下移到符合要求的部位。

3)设定回填土约束刚度比。

按工程实际情况设定地下室层数,如果地下室满足嵌固条件,按确定的嵌固部位填入相应的层数,用嵌固水平位移法进行后续计算。如果地下室各层都不满足嵌固条件,一般应将嵌固部位设定在基础底板处,并根据回填土约束刚度的大小按弹簧刚度法进行后续计算。

地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位,规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板,但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算,并应包括地下层。

3 结语

文中是对地下室结构计算的一些心得体会,愿与广大设计人员分享,其不妥之处欢迎批评指正。

参考文献

[1]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范[S].

[2]JGJ 3-2002,高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]GB 50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].

地下人防工程结构内力计算的特点 第3篇

关键词：地下人防工程结构,设计特点,内力计算,特点

随着城市的发展,高层建筑已经遍布在城市中的各个角落。如何利用好地下建筑,已经成为建筑设计中至关重要的一部分。根据国家人防部门的要求,城市建筑中,人防设计是必不可少的,高层建筑基础埋深都很大,为了有效利用建筑基础,一般都将高层建筑的地下室部分做成人防工程。另外,城市建设的要求越来越高,地上已经没有空间来满足建筑配套车位的要求,很多建筑都将地下部分设计为地下车库,配合人防工程后,将普通的地下车库,设计成平战结合的人防车库。可以说人防地下室设计已经成了建筑设计和结构设计的一个重要部分,需要建筑设计人员熟练掌握其设计方法。但是长期以来,由于人防工程设计方法复杂,设计的参考资料非常少,国家相关规范更新较快,使得工程设计人员对人防工程设计的方法和概念存在很多模糊认识。通过总结人防工程的设计经验,对下面几个基本的概念谈谈我们的认识。

1 人防结构的设计特点

通常,地下建筑使用功能为平战结合人防地下室。地下人防工程上作用的荷载,平时正常使用时以静荷载为主,战时以爆炸冲击波产生的动荷载为人防工程的主要荷载。因此,人防工程结构设计,除了要满足一般的使用要求以外,同时还要满足战时能够承受规定爆炸荷载的效应组合要求。

钢筋混凝土结构构件可按弹塑性工作阶段进行设计。由于构件在塑性阶段工作可比仅在弹性阶段工作吸收更多的能量,因此可以充分发挥材料潜力。由于人防工程防护设计是将动荷载等效为静荷载进行分析,与此相适应的,人防工程的结构材料承载能力是按静载试验取得的,这些材料的强度在用于人防工程设计时,要将材料在动载下的强度提高因素考虑进去。因此,人防工程设计时的材料强度要用动荷载强度增强系数来进行调整后方可用于结构设计。这是人防工程结构设计的一个重要特点。

2 关于等效静荷载的设计概念

人防工程设计的核心问题是人防工程结构内力的计算方法和构件截面的设计方法。人防工程设计从程序上看,大体可以分成三个层次:结构方案、内力分析、截面设计。其中的内力分析是人防工程结构设计与一般建筑结构设计有较大的区别,而截面设计则与一般建筑结构设计方法基本相同。进行人防工程的结构分析,首先要根据建设单位的设计委托书中确定的工程的抗力等级,由此明确工程的防护要求。防护等级确定后,即可根据有关的规范来确定人防工程的各种荷载作用数值。

人防工程的荷载平时以静载为主,战时以动荷为主,这种动荷载是冲击荷载。那么人防工程的荷载是如何选用的呢?动荷载又是如何作用于结构上的呢,解决这一问题的思路是,把爆炸动荷载转化为等效的静荷载,然后根据荷载组合情况,按照一般静力结构力学的方法求出结构的设计内力。一般结构进行内力分析的方法是对结构从整体上进行分析,从整体结构到具体构件,而人防工程的内力分析是先将结构分解成为独立的构件,每种独立的构件分别按照不同的防护要求和防护等级,计算其等效静荷载,每种构件所受的荷载不再向其它构件传递。

等效静载法原则上只适用于单个构件。实际人防工程结构是由顶板、梁、外墙、柱等构件组成的多构件体系。用等效静载法设计时,一般将结构分解成独立的构件,求出各自的等效静载后,将复杂结构简化为基本结构或构件,即可按静力荷载作用下结构内力计算结构的内力。

这样一来,人防工程设计顶板时,不再考虑其它构件对顶板的影响,设计外墙时,不再考虑其它构件对外墙的影响。计算底板时,也不再考虑其它构件对底板的影响。另外,内部承重墙柱设计时也不再考虑所有其它构件的影响。

爆炸动荷载可以简化为等效的静荷载的原因,在于在爆炸荷载对于不同的工程部位并非同时达到荷载的最大值,因此可以不必把整个结构作为一个整体进行结构整体分析,而是独立地分别按照荷载的最大值分别设计计算各个构件。这是人防工程结构内力计算的基本特点。

3 几种人防结构构件上的荷载取值方法

上部建筑物对于人防地下室顶板是否有防护作用,结构设计人员常常存在模糊认识,似乎上部建筑物对于人防工程存在某种程度上的防护作用。其实,这种认识是错误的。上部建筑物对人防地下室顶板核爆动荷载的影响,应从爆炸冲击波与建筑物的相互作用来进行分析。当冲击波从迎爆面墙壁的各个窗孔冲入室内,由于从孔洞骤然进入一个较大的空间,冲击波峰值降低,经过了室内各个方向障碍面复杂的反射过程,形成了新的超压波形,地面建筑也相应由变形、开裂、失稳而最后倒塌。

由此分析,可以清楚地理解上部建筑物自重计算方法,也就明确了为什么在人防工程等效静荷载中,上部建筑物自重会作用于顶板。这是因为上部建筑物在爆炸的冲击波作用下遭受破坏,建筑物倒塌,或者被抛掷到远处。核爆时,上部的混凝土承重墙全部倒塌,压在地下人防工程的顶板上,这时上部建筑物的自重取其全部,而其余结构形式,由于建筑物被抛掷,因此,上部建筑物的自重取一半或不计。

在设计构件截面时,要严格区分临空墙、扩散室墙、进出口楼梯、防倒塌棚架等各类构件的动荷载作用的区别。临空墙一侧在工程防护门以外受空气冲击波荷载作用、一侧在工程防护门以内不受冲击波荷载作用的影响。扩散室外与防护门外的通道相隔的临空墙,其外侧受到空气冲击波的强大压力荷载,墙的内侧还受到冲击波经过防爆活门进入扩散室的余压荷载。人防工程室内出入口楼梯核爆动荷载,应按构件正面和反而不同时受荷分别计算配筋。防倒塌棚架只是梁、柱等构件的迎爆面承受冲击波荷载,其余方向上均不受动荷载。

PKPMCAD在人防地下室结构计算及绘图中的应用 第4篇

关键词：直螺纹钢筋,地下工程,逆作法

近些年来, 随着中国经济的高速发展, 特别是近年来城市的大量配套设施工程的建设及人防工程设施建设, 认真贯彻党中央“长期准备, 重点建设, 平战结合”方针, 本着“人防建设与城市建设相结合”的战略意图。使人防工程建设在这些年形成了突飞猛进的发展。

城市人防工程的建设本着“长期准备, 重点建设, 平战结合”。其人防工程的建设特点往往是座落在商业密集地区, 且占用的往往是繁华的主要街道, 其建设工期的长短直接影响周边环境和交通。在多年的地下人防工程施工中有如下体会:

如采用大开挖的施工方法, 对人防工程的工程质量起到了可靠的保证, 但建设工期较长, 特别是市政工程的恢复工作和路面恢复工作大大滞后, 从而影响了主要街道的路面恢复通车时间。而采用逆作法在城市人防地下工程 (特别是在繁华的商业街区的地下人防工程, 宜优先选用逆作法来施工) 。可大大缩短顶板施工的作业时间, 从而保证了市政工程及主要街道的路面快速恢复。但在人防地下工程逆作法施工中, 保证刹肩钢筋连接及混凝土的高质量浇注一直是施工中的难题。

在逆作法施工中, 顶板上部钢筋和下返墙处的钢筋连接及下接墙钢筋接头形式以往主要采用绑扎搭接, 遇特殊情况无法绑扎时采取单面搭接电弧焊;施工采用绑扎和焊接接头时, 均无法完全满足施工规范的要求。

以往的施工方法:由于逆作法施工的特殊性, 下返墙竖向主筋绑扎搭接接头面积百分率如控制在25%以内, 将极大增加下返墙主筋砸筋时的施工难度, 不易保证施工质量。如果根据现行施工规范《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002规定, 钢筋绑扎接头的规定如表1。

钢筋纵向受拉钢筋最小锚固长度loa (mm) 规定 (三级抗震等级) 如表2。

抗爆结构受拉钢筋最小搭接长度Llb (mm) (见表3)

将工程墙内竖向主筋绑扎搭接接头面积百分率控制在不大于50%, 其最小搭接长度按25%接头百分率时数值乘以系数1.2取用。墙内水平钢筋每板墙之间连接采用绑扎连接 (接头长度50cm) , 接头数量较常规施工方法增加许多, 此部分接头消耗量定额不是按此施工方法考虑, 从而大大增加了施工钢筋增加用量及施工的操作难度, 也无形增加了下返墙中主筋间不同心产生的扭力矩, 使混凝土墙刹肩处宜产生微裂缝, 从而对墙体混凝土的结构及防水产生质量影响。

随着近几年来新技术、新工艺、新标准的推出, 特别是钢筋直螺纹连接技术的推广使用, 大大改善了逆作法施工中下返墙的钢筋施工工艺质量及施工速度, 且有效的保证了刹肩的施工质量, 并且节约了钢筋的不必要的消耗, 降低了工程成本和劳动力及材料消耗, 有效保证了逆作法的施工质量。在近几年地下人防工程中的运用, 直螺纹钢筋连接技术施工要点、施工方法及质量保证措施有如下体会:

逆作法施工中, 下接墙钢筋机械连接采用套筒直螺纹连接。这种连接具有接头可靠、操作简单、可全天候施工、对中性好、采用A级接头连接, 其接头百分率按施工规范不受限制, 可以完全满足施工规范的要求, 施工速度快等优点, 而且可连接各种钢筋, 不受钢筋种类、含碳量的限制, 有效解决了逆作法刹肩处的钢筋混凝土施工难点, 简化了施工操作步骤, 保证了施工质量, 加快了施工作业速度。

逆作法钢筋直螺纹连接施工操作要点、注意事项及相应机械选择如下:

机具设备的选择:

a.钢筋套丝机:钢筋套丝机是加工钢筋连接端的滚压螺纹用的一种专用设备, 可套制直径16～40Ⅱ、Ⅲ级钢筋。

b.扭力扳手:扭力扳手是保证钢筋连接质量的测力扳手。它可以按照钢筋直径大小规定的力矩值, 把钢筋与连接套拧紧, 并发生声响信号。

c.量规:量规包括牙形规、卡规和直螺纹塞规。牙规是用来检查钢筋连接端的直螺纹牙形加工质量的量规。卡规是用来检查钢筋连接端的直螺纹连接套加质量的量规。

直螺纹套筒的加工与检验:

a.直螺纹套筒的材质:对Ⅱ钢筋采用30～40号钢。

b.直螺纹套筒的加工, 宜在专业工厂进行, 以保证产品质量。各种规格的套筒外表面, 均应有明显的钢筋级别及规格标记。

c.直螺纹套筒的验收。应检查:套筒的规格、型号与标记;套筒的内螺纹圈数、螺距与齿高;螺纹有无破损、歪斜、不全、锈蚀等现象。

钢筋直螺纹的加工与检验:

a.钢筋下料时, 应采用无齿锯切割。其端头截面应与钢筋轴线垂直, 并不得翘曲。

b.将钢筋两端卡于套丝机上套丝。钢筋套丝所需的完整牙数应符合规定。套丝时要用水溶性切削, 冷却润滑液进行冷却润滑。对大直径钢筋要分次车削到规定的尺寸, 以保证丝扣精度, 避免损坏梳刀。

c.钢筋直螺纹的检查:对已加工的丝扣端要用牙形规定必须与牙形规吻合, 不超过卡规的允许误差, 否则, 要切掉后重新套丝。然后质检员要按3%的比例抽检。如有1根不合格, 要加倍抽检。

d.直螺纹检查合格后, 一端拧上塑料保护帽, 另一端拧上钢套筒与塑料封盖, 并用扭力扳手将套筒拧至规定的力矩, 以利保护与运输。

e.连接钢筋前, 将被连接钢筋上端的塑料保护帽拧下来露出丝扣, 并将丝扣上的水泥浆等污物清理干净。

f.连接钢筋时, 将已拧套筒的套丝钢筋拧到被连接的钢筋上, 并用扭力扳手按规定的力矩值把钢筋接头拧紧, 直到扭力扳手在调定的力矩值发出响声, 并随手画上油漆标记, 以防有的钢筋接头漏拧。扭力扳手每半年应标定一次。

g.钢筋拧紧力矩的检查:首先目测已做油漆标记的钢筋接头丝扣, 如发现有2个以上完整丝扣外露, 应责令工人重新拧紧或进行加固处理。然后用质检的扭力扳手对接头质量进行抽检。抽检数量对梁、柱构件为每根梁、柱1个接头;对板、墙、基础构件为3% (但不少于3个) 。抽检结果要求达到规定的力矩值。

h.钢筋接头强度的检查:在正式连接前, 按每种规格钢筋接头每300个为一批, 做3个接头试样做拉伸试验。当接头试样达到下列要求时, 即为合格接头:屈服强度实测值不小于钢筋的屈服强度标准值;抗拉强度实测值与钢筋屈服强度标准值的比值不小于1.35倍, 异径钢筋接头以小直径抗拉强度实测值为准。

连接下返墙钢筋前, 必须将刹肩处木板凿除, 刹肩处混凝土剔成内高外低约30度形状。将下返墙钢筋表面的泥土等杂物清理干净, 倾斜的钢筋调正后方可进行连接施工。

PKPMCAD在人防地下室结构计算及绘图中的应用 第5篇

计算机绘图考试多以机试为主，传统的判卷方式是将学生的电子绘图打印出后人工阅卷，速度慢，效率低，同时也容易出现主观失误导致误判。随着图像处理技术的发展，将其融入到计算机绘图考试的阅卷领域，实现自动客观判卷，提高教师的工作效率。目前，这种自动阅卷的考试方式已成为高校绘图考试发展的一个趋势，适应专业发展与课程建设的需要[1,2,3,4]。

1 图像处理应用于自动阅卷

采用MATLAB来进行图形处理，是因为MATLAB在矩阵运算有很强的运算能力，而进行处理的图形都是用矩阵或者向量形式来表示的。

在实际考试过程中，学生主要作图是抄绘图形，对于作答完成之后的CAD图形，可以利用CAD打印功能，将作答完成后的图打印成图形的格式，利用计算图形相似度来衡量学生成绩，图像相似度计算主要用于对于两幅图像之间内容的相似程度进行打分，根据分数的高低来判断图像内容的相近程度。该思想是基于简单的数学上的向量之间的差异来进行图像相似程度的度量，是目前用的比较多的一种方法，因为利用直方图能够很好的实现归一化，计算量比较小，运算速度较快。其计算公式为：

其中G, S为目标图像和源图像直方图，N为颜色空间样点数，gi是目标图像分块区域的图像属性，si是源图像分块区域的图像属性。

针对直方图只是对图像中颜色全局分布的描述，而无法描述颜色的局部分布和色彩所处的位置的缺点，将图像进行规则分块，再对相应的小块进行相似度计算，最后根据各小块的平均相似度来反映整个图片的相似度，进行这样的改进后，算法已经能够在一定的程序上反映色彩的局部分布和颜色所处的位置，这样能够比较好的弥补全局直方图算法的不足。

2 对CAD图形进行MATLAB处理

在对CAD上机考试的成绩评阅中，大多数的教师采用的基本上是主观阅卷，主观阅卷有评分标准不一致的不足。对试卷采用相同的评价标准进行评价，有利于建立公平公正的成绩管理制度。利用MATLAB软件的图像处理功能，对学生作图答案和标准答案进行对比计算，从而得到学生的成绩。

利用MATLAB对图像进行处理，首先对学生做的图进行处理，需要将学生的图打印成图片格式，因学生图纸较多，手动打印工作量相对较大，利用CAD内置工具VBA编制批量打印程序，调用程序后，实现批量打印。

将学生作答CAD图处理成图片之后，可以利用MATLAB软件编程计算答案图与标准图进行相似度计算，得出学生的作图成绩。

3 应用实例

在实际的计算机绘图考试过程中，选取了两个学生做的图纸与标准图进行对比，同时也为验证程序的合理性，首先利用CAD批处理打印程序，将学生绘制的三种差别明显的CAD图形，打印成与标准图形相同规格大小的图片，保存在一个统一的文件夹内，然后利用相似度计算的程序，给出相应成绩。两个学生A、B的图纸读入之后程序给出结果如下图1、2所示。

输入的A学生图纸，该名学生完成了轴线、墙体、门窗，以及部分尺寸标注，缺少楼梯、家具布置，程序阅卷成绩为92.0603。人工阅卷教师给成绩92。输入的B学生图纸，该名学生完成了轴线、门窗、部分墙体和部分尺寸标注。缺少家具布置、楼梯、部分墙体，程序阅卷成绩为80.1783。人工阅卷教师给成绩80。由A、B学生的图纸输出成绩可以看出基于相似度原则的程序计算结果与人工阅卷的结果整数部分基本一致，小数点可采用四舍五入的原则。

4 结论

基于图像相似度计算原则，利用MATLAB对图形的处理功能，编制计算图形相似度的程序，将批处理过的考试图形与标准答案进行对比计算，通过三个完成不同的图形与标准答案进行对比，得出了相对比较理想的成绩成绩输出，能够实现CAD图形自动判分功能。相对于人工阅卷，判卷速度得到了很大提升，节省了很多时间，具有很好的实践应用前景。

摘要：高校中的计算机绘图考试近几年的考试方式基本上以上机为主, 来考察学生的作图能力。结合多年的教学实践, 针对评卷方式向计算机智能评判方式转化的发展趋势, 采用图像处理技术, 实现对图像关键信息的提取, 基于图像相似度的计算原则编制图像相似度程序, 对学生的作答图与标准图形进行对比, 进而实现CAD图形自动阅卷判分功能。通过实例计算, 得到的判卷成绩与人工阅卷成绩理想化的一致, 判分速度快, 提高了教师的工作效率。

关键词：图形处理,计算机绘图,信息提取,自动阅卷

参考文献

[1]王立克.基于网上阅卷的图像处理与识别应用[D].山东:山东大学, 2005.

[2]宋峥峥.自动化扫描阅卷系统的研究与实现[D].北京:华北电力大学 (北京) , 2008.

[3]赵晓娟.手写体数字与英文字符的识别研究[D].长春:东北师范大学, 2010.

[4]刘欣, 杨红培.基于灰度直方图与投影的数字图像信息组织与检索方法研究[J].许昌学院学报, 2007, 26 (2) :86-90.