钢筋混凝土无梁楼板自动化设计：Oasys GSA 计算结果的迭代后处理

在伦敦多个住宅总体规划项目中，Arup开发了一套基于Oasys GSA分析结果的平面板RC框架设计的数字工作流程，实现了GSA应用程序接口（API）和GSA-Grasshopper插件的使用。总体规划由5至32层的RC框架块组成，共用地下室和基座层，均基于GSA分析结果进行完整设计。为提升可重复楼板的设计效率，团队开发了专门针对不规则网格结构设计的自动化工具，涵盖平板的弯曲加固和冲剪剪切检查。工作流程包含多个脚本，包括柱式、桩顶式和平板设计，以及自动创建使用GSA-Grasshopper从CAD/BIM文件生成的GSA模型的脚本。这些工具现已在多个项目中成功测试，显著加快了设计流程。展示GSA许多优秀功能的脚本是平面板设计工具。

使用平面板设计工具设计的RC框架示例

示例楼板——额外顶部钢板的设计

        根据BS EN 1992-1-1 9.4.2（1）要求计算的边缘和角柱，自动进行额外的弯曲加固检查，以提供b范围内弹性柱力矩的有效加固。计算基于从GSA模型中提取的弹性柱力矩和板状几何形状，以识别边缘和角柱。 

      从GSA提取的额外钢筋检查被用作Visual Studio对柱子进行穿孔剪切检查的输入，使用Punchear，以考虑弯曲加固在占用区的额外剪切能力。打孔剪切检查基于柱力、力矩和几何形状，包括提取板状空洞，这些均通过API从GSA模型中提取。脚本找到关键载荷情况，通过增加钢筋补丁尺寸和钢筋直径的减少进行迭代，然后添加剪力连接。下一步是在指定布置内，迭代所需周长数量和连接直径。脚本会持续迭代加固配置，直到达到期望利用率或检测区域无法加固为止。 

      最后，Rhino生成自动加固细节图，涵盖上下加固补丁及剪力连接布置。Rhino RDI既适用于传统二维细节设计，也作为自动化三维细节的基础。RDI通过GS-Grasshopper叠加在GSA 2D混凝土板加固等高线图上。

RDI输出示例

使用GSA RC Slab Designer轮廓图验证脚本结果——除了基垫外，还包括顶部加固补丁

示例A – GSA RC板设计者GSA顶钢结果

本无梁楼板设计工具基于 GSA 混凝土楼板配筋模块，通过 Grasshopper 与 Visual Studio 脚本实现 GSA 计算结果的自动化后处理，重点针对不规则网格结构完成抗弯配筋设计与冲切验算。工具通过迭代优化配筋布置与抗剪箍筋排布，在 Rhino 中自动生成深化设计意图，并生成包含用户模块的 GSA 输出模型，以验证结果精度。

“实践表明，无梁楼板设计工具可显著提升设计效率、减少人工验算工作量。该工作流已在多个项目中成功应用，并具备更广泛的应用潜力，例如可利用该工具解读 GSA 二维混凝土楼板配筋结果，实现混凝土剪力墙等稳定体系的设计。”

在此感谢奥雅纳结构工程师 Karolina Makarewicz 与我们分享此项成果。

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