钢筋与混凝土两种建筑材料的结合为人类建筑史开辟了新纪元。自此,高层建筑与大跨度的桥梁开始批量建造;建筑物的寿命也提升至50—60年甚至100年。钢筋与混凝土之所以可以共同使用,是由其自身的材料性质决定的。首先,钢筋与混凝土有着近似相同的线膨胀系数,不会由于环境不同而产生过大的应力。其次,混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境在钢筋表面形成了一层钝化保护膜,使钢筋在中性与酸性环境中不易腐蚀。另外,从力学角度讲,钢筋主要承受的是压力,而混凝土主要承受的是拉力,两者的受力相互补短。
在进行混凝土的结构设计时,结构工程师先根据经验绘制出混凝土构件,然后进行结构计算(手算或计算机辅助计算),计算其结构是否合理,并计算其单位面积的含钢量,最后根据含钢量,在混凝土构件上配筋,绘制出结构施工图。
我国结构施工图(钢筋混凝土结构体系)的绘制大体有三种方法:一是中华人民共和国成立初期至20世纪90年代末的“详图法”(又称“配筋图”);二是20世纪80年代初至90年代初在我国东南沿海开放城市应用的“梁表法”;三是20世纪90年代至今普及的“平法”。
陈青来教授把结构构件的尺寸和钢筋等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,即构成一套完整的结构施工图。这种方法改变了传统采用的将构件从结构平面布置图中索引出来,再逐个绘制配筋详图的烦琐方法,是混凝土结构施工图设计方法的重大改革。这种方法即“平法”。使用“平法”进行设计、施工和算量,从20世纪90年代一直沿用至今。《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则》(简称“平法”)作为我国国家建筑标准设计图集,目前已更新到22版(图集编号:22G101)。
“平法”,顾名思义,就是在平面上画图并进行标注。但在教学中,很难将新建的钢筋与“平法”绘制的图形标注一一对应,老师不好描述,学生不好想象,也不好理解。
使用Revit建立钢筋模型有两个问题:一是在设计时不能生成符合“平法”的钢筋标注;二是在建模时不能根据“平法”自动生成钢筋。用Revit建立钢筋模型时,有的设置好参数之后可以生成钢筋网,但大部分情况下需要一根一根地建。一根一根地建是钢筋设计的基本功,制图人员可以很直观地了解这根钢筋的形状、弯钩、伸入支座的距离和锚固的长度等。只有经过这样的学习,打好基础之后才可以选用一些基于“平法”的Revit钢筋插件进行操作。
使用Revit建立钢筋模型必须要在混凝土构件中完成。换句话说,Revit新建的钢筋一定要附着在混凝土构件中。本书实例涉及的混凝土构件代码、材质名称和构件颜色详见表1。使用Revit新建钢筋,要在剖面视图中操作(在平面视图、立面视图和三维视图中皆无法操作)。因为篇幅所限,本书不介绍混凝土构件的绘制,也不介绍如何新建与调整剖面视图,这些内容请读者参看笔者出版的其他相关著作。