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中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的基本原則
在進行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的過程中需要遵循一定的原則,講求方法,才能夠確保設(shè)計方案的科學性和可行性。為此,設(shè)計的過程中需要遵循以下原則。
(一)確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有必要的性能
在進行抗震設(shè)計的過程中,一定要保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有一定的承載能力、穩(wěn)定性、剛度和延性等性能。結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要遵循強柱弱梁、強剪弱彎、強底層柱、強節(jié)點弱構(gòu)件的設(shè)計原則,在設(shè)計中對于可能會造成構(gòu)件相對薄弱的部位,需要采取從事提高其抗震能力,對于承受豎向荷載的主要構(gòu)件則最好不作為主要的耗能構(gòu)件。
(二)盡量多的設(shè)置抗震防線
一個抗震結(jié)構(gòu)體系需要有多個延性較好的分體系組合而成,并且由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框剪結(jié)構(gòu)就是由延性框架和剪力墻兩個分體組成,雙肢或者多肢剪力墻體系組成的。由于在一次地震之后將會伴隨著多次余震的出現(xiàn),如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計時只有一道防線,那么在建筑遭到第一次破壞之后再遭余震,就會因為損傷積累導致建筑物坍塌??拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有最大可能數(shù)量的內(nèi)部和外部冗余度,在設(shè)計中需要有意識的建立起一系列分布的屈服區(qū),這樣能夠使結(jié)構(gòu)吸收和消耗大量的地震能量,從而能夠提高建筑的抗震性能。
(三)恰當?shù)奶幚斫ㄖY(jié)構(gòu)的構(gòu)件強弱關(guān)系
在設(shè)計的過程中需要正確的處理好構(gòu)件的強弱關(guān)系,在統(tǒng)一樓層內(nèi)使主要耗能構(gòu)件屈服之后,其他抗側(cè)力構(gòu)件則仍然處于彈性階段,這樣能夠使得有效屈服保持較長的階段,能夠保證建筑結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌的能力。需要注意的是,如果在抗震設(shè)計中一部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計超強,那么就會導致結(jié)構(gòu)的其他部位出現(xiàn)相對薄弱的現(xiàn)象,所以說在設(shè)計的過程中需要恰當?shù)奶幚斫Y(jié)構(gòu)的強弱關(guān)系,對于不合理的加強的作法或者是在施工中以大代小,改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的這些做法都需要盡量的避免。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計方法
(一)建筑場地的選擇
當前地震的發(fā)生雖然可以預測,但是還是會給建筑物造成很大程度的損壞,地震發(fā)生的過程中,由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,就使得整個建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,嚴重的話會直接導致整個建筑物倒塌。所以,為了能夠有效地減小地震對房屋建筑的損壞,我們必須選擇好施工場地。
(1)由于我國地理條件比較復雜,最佳的施工場地應(yīng)該選擇在地勢平坦、開闊的地區(qū),這樣能夠減少地震時的沉降度,提高建筑物的穩(wěn)定性,進而減少建筑物的坍塌情況。
(2)有些地區(qū)的地形本身就容易受到地震的破壞,例如,河流、山川附近、地形不均勻地區(qū)等等,如果在這樣的土地上建設(shè)建筑物,一旦發(fā)生地震,就會直接導致建筑物倒塌。在選擇施工場地的時候應(yīng)該盡量避開這些地區(qū),如果不能避開,就必須做好抗震措施。
(3)有些危險地區(qū)能夠直接主觀判斷出來,例如容易發(fā)生泥石流、滑坡等地區(qū),建筑物一定不能在這些地區(qū)建設(shè),如果把房屋建筑在這些地區(qū),一旦發(fā)生地震就會引發(fā)一些其他的自然災(zāi)害,給人們的生命安全造成更大的危害。此外,建筑場地土地的性能也和建筑物的抗震性有直接關(guān)系。通過大量的實踐數(shù)據(jù)顯示,土質(zhì)越堅硬,抗震性能就越好。
(二)地基和基礎(chǔ)設(shè)計
(1)為了全面的加強房屋建筑整體的剛性,增強建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性。在房屋建造的過程中,同一個建筑單元不能夠建設(shè)在不同性質(zhì)的地基上,也不能夠采用不同的方式,要么就全部采用天然地基的方式,要么就全部采用樁基方式,不能一半采用天然地基,一半采用樁基。
(2)房屋建筑物的基礎(chǔ)的埋置要有一定的深度,埋置過淺就會使建筑物的嵌固作用減小,從而使建筑物在地震中的振幅增大,極易發(fā)生震害。所以,在對建筑物的基礎(chǔ)進行埋置時,要盡可能的增加埋置的深度,同時做好基槽的回填和夯實工作,使回填土與基礎(chǔ)的側(cè)面發(fā)生緊密的接觸,更好地提高地基的穩(wěn)定性。
(3)基礎(chǔ)和上部建筑構(gòu)成了房屋建筑的整體,為了加強兩部分建筑之間的整體性,基礎(chǔ)在室外的地坪下不宜做內(nèi)外交圈的基礎(chǔ)圈梁。同時為了使上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間的連接更加的牢固,就要把上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱鋼筋插入到基礎(chǔ)的圈梁中。當?shù)鼗耐临|(zhì)剛度不強時,還應(yīng)該在基底的底部布置圈梁。
(三)建筑設(shè)計和建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性
(1)房屋的高度和寬度。不論是房屋建筑的高度還是寬度都不能夠單獨影響抗震性能,而是高寬比。房屋建筑的抗震性能和高寬比成反比,也就是說,建筑物的高寬比越大,建筑物的抗震性能越不好,受到地震損害的程度就越高。此外建筑物受到地震損壞的程度還和層高有關(guān)系,層數(shù)越高,損害程度就越大。所以為了減小建筑物受到地震損害的程度,對建筑物實行限高政策。此外,在抗震性能設(shè)計的時候,還應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況選擇最佳的高度和寬度。
(2)房屋建筑的結(jié)構(gòu)體系。在對房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,要盡量的使結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布的均勻,而且使建筑的平面和立體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)規(guī)則的感覺。如果平面設(shè)計的過于復雜,就會使質(zhì)量和剛度分布的不均勻,在發(fā)生地震時,就會使建筑物發(fā)生嚴重的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象,加重地震對房屋的破壞。另一個影響抗震效果的因素就是結(jié)構(gòu)的整體布置,不規(guī)則的房屋,在地震中更容易發(fā)生扭轉(zhuǎn),而且如果采用的是錯落的立面,也會由于高度過高而產(chǎn)生“鞭稍效應(yīng)”。
(3)縱橫墻的分布。在房屋建筑物中,最主要的承重構(gòu)件就是墻體,墻體在地震中很容易產(chǎn)生裂縫甚至是倒塌,所以要對縱橫墻進行合理的配置。在對房屋進行設(shè)計時,要使橫墻和縱墻分布均勻,共同承擔房屋的重量。通常來說,墻體的剛度決定建筑物的剛度,如果房屋建筑中承重墻比較少,就會使得墻體之間的空間變大,建筑物的剛度就很小,抗震能力就會弱。所以應(yīng)該根據(jù)實際工程情況來確定好房屋建筑的墻體,保證建筑物的剛度。
(4)建筑懸挑梁梁高度選用。有一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員經(jīng)常對梁饒度計算這一環(huán)節(jié)進行忽略,在對建筑物進行正常使用這一狀態(tài)下,梁高的選用往往都比較小,這也就造成了建筑物梁截面受壓區(qū)應(yīng)力過高,梁截面受壓區(qū)也就產(chǎn)生了非線性的徐變 。如果我們進一步發(fā)展挑梁變形,梁支座的截面上部的受拉區(qū)也就經(jīng)常會出現(xiàn)一些豎向裂縫,這些豎向裂縫的跨度也就比較大。受到了支座附近剪彎作用影響,豎向裂縫也就不斷的向下延伸,進而成為了斜裂縫,這時,建筑物的梁也就已經(jīng)接近了毀壞的程度,建筑物裂縫在梁支座位置的斜向延伸,那些靠近上部的縫寬度也就越大。
(四)墻體和屋頂?shù)目拐鹪O(shè)計要求
房屋建筑的質(zhì)量越輕,其遭受地震破壞的程度也就越小,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也就越強,房屋的安全性也就越高。所以為了減輕房屋建筑在地震中受到的破壞,就要把結(jié)構(gòu)的各部分做得輕一些。房屋建筑的上部建筑主要是墻體和屋蓋。
(1)要使房屋建筑結(jié)構(gòu)的圍護結(jié)構(gòu)變輕,就要使房屋的墻體變輕。如果墻體的重量過大,其抗震性能就會變得很弱,發(fā)生地震時,就會很容易遭到破壞。所以,應(yīng)該控制墻體重量材料的特性。
(2)在屋蓋的設(shè)計中,屋蓋要盡可能用材質(zhì)比較輕的材料,并且盡量不要在屋頂增加沉重的附屬物,那樣不僅增加了屋蓋的重量,還增加了房屋的高度,加大了房屋建筑的高寬比,影響房屋的抗震性能。如果是必須建造的,也要盡量做得矮些、牢固些,或者是用重量較輕的材料。
(五)砌體結(jié)構(gòu)中的圈梁和構(gòu)造柱的布置
圈梁對于減輕震害有著極大的作用,無論是地基中的圈梁還是墻體中的圈梁。圈梁能夠使墻體之間的連接更加的牢固,有效的增強房屋建筑的整體性和穩(wěn)固性,也可以在一定程度上阻礙墻體裂縫的產(chǎn)生,同時還能夠阻止建筑地基的不均勻沉降而使結(jié)構(gòu)遭到破壞。構(gòu)造柱的設(shè)置也對房屋建筑的抗震有很大的作用,構(gòu)造柱的設(shè)置能夠提高墻體的抗剪能力,同時能夠增加結(jié)構(gòu)的變形能力,使結(jié)構(gòu)在較小外力的作用下只是發(fā)生變形,而不影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。在房屋建筑的特性保持不變的同時,構(gòu)造柱的數(shù)量要根據(jù)《抗震規(guī)范》來進行設(shè)置,但是在墻體交叉的地方,都要設(shè)置構(gòu)造柱,這樣就會使墻體的材料從脆性向著延性發(fā)展。
結(jié)語
地震是人們正常生活的嚴重安全隱患,建筑設(shè)計人員必須認真研究以往地震災(zāi)害中建筑的破壞原因和狀態(tài),在房屋建筑結(jié)構(gòu)中強化抗震設(shè)計,不斷的總結(jié)經(jīng)驗和優(yōu)化設(shè)計,提高建筑的抗震能力,最大程度的降低因地震造成的損失。
參考文獻
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A
據(jù)統(tǒng)計,每年世界范圍內(nèi)發(fā)生地震的次數(shù)已達50 萬多次,而國內(nèi)的地震次數(shù)便占了當中的 1/3。地震災(zāi)害嚴重損害了國內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展與社會發(fā)展,并帶來了嚴重災(zāi)難。因此在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需對結(jié)構(gòu)的抗震性能充分考慮。針對地震災(zāi)害采取有關(guān)預防措施,盡可能減少地震災(zāi)害對于房屋建筑的損害,確保人們的生命安全與財產(chǎn)安全。本文就對房屋建筑在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計上的若干要求展開了研究。
一、 合理選擇建筑場地
受地震災(zāi)害影響,地震范圍內(nèi)的建筑物會被嚴重破壞。由于地震而引起的地質(zhì)運動可導致建筑直接面臨結(jié)構(gòu)破壞,由此可見,地質(zhì)條件也屬于房屋建筑受損的一個重要因素。因此在房屋建筑設(shè)計中,需對建筑場地進行合理選擇。一方面,應(yīng)首選地質(zhì)堅硬、地勢開闊等有利于抗震的地質(zhì)條件,從而減少地基土在地震期間的沉陷程度,預防房屋建筑發(fā)生坍塌不良現(xiàn)象。另一方面,盡可能避免山坡邊緣、河岸等地質(zhì)軟不利于抗震的地段,以免在地震期間,在地質(zhì)條件的共同影響下,導致房屋建筑出現(xiàn)倒塌的情況。若實在無法避免此類地段,則需要采取相應(yīng)的有效抗震措施。第三,不應(yīng)選擇自然災(zāi)害并發(fā)區(qū)域等危險地段(如地陷、滑坡以及泥石流等地段)作為房屋建筑的建造地段,以避免地震災(zāi)害并發(fā)其他自然災(zāi)害而導致房屋建筑破損程度加重。最后,建筑場地的土質(zhì)剛度、覆蓋層厚度等也屬于建筑物受到地震損害的一項重要因素。有關(guān)研究指出,建筑地段的土質(zhì)堅硬、覆蓋層薄屬于減少地震災(zāi)害對于房屋建筑損害程度的一項重要原因。因此在選址時,還需要對土質(zhì)及其覆蓋厚度進行考察。
二、 房屋建筑的地基和基礎(chǔ)設(shè)計
首先,在建造房屋建筑期間,同一個房屋建筑結(jié)構(gòu)單元不允許建造在性質(zhì)不同的地基上。并且在地基選擇和處理上,盡量全部應(yīng)用天然地基或是樁基,盡可能避免出現(xiàn)兩種地基各一半的狀況。從而可以避免不利因素,保證房屋建筑的抗震性能。
其次,在埋置房屋建筑的基礎(chǔ)時,需注意其埋置深度的控制。若基礎(chǔ)埋置深度過淺,將會減少房屋建筑的嵌固作用,增大房屋建筑在地震期間的振幅,提高震害發(fā)生幾率。因此在設(shè)計房屋建筑的基礎(chǔ)埋置深度時,應(yīng)盡量增加其埋置深度。并認真做好基槽回填工作以及夯實工作,確?;靥钔梁突A(chǔ)的側(cè)面緊密接觸,提高房屋建筑基礎(chǔ)部分的穩(wěn)定性。
另外,對于砌體結(jié)構(gòu)的房屋建筑是由上部建筑、基礎(chǔ)兩個部分所構(gòu)成的一個整體。因此在建筑室外地坪下,不應(yīng)應(yīng)用內(nèi)外交圈基礎(chǔ)圈梁,以免影響上部建筑和基礎(chǔ)的整體性。此外,應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱鋼筋嵌入基礎(chǔ)圈梁內(nèi),從而加強上部建筑和基礎(chǔ)的連接牢固性。若建筑建造地段的土質(zhì)剛度較弱,則還需設(shè)置圈梁在基底底部。
三、 房屋建筑屋頂與墻體的抗震設(shè)計
在地震期間,房屋建筑的受損程度與建筑質(zhì)量之間呈正比關(guān)系。也就是建筑質(zhì)量越重,建筑的受震害程度則越嚴重。反之,若建筑質(zhì)量越輕,那么其受震害程度將會越小。其次,建筑結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定,其在地震災(zāi)害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)盡可能最小化建筑質(zhì)量,以達到最小化減小房屋建筑受震害程度的目的。一方面,減輕房屋建筑圍護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量,從而達到減輕房屋建筑墻體質(zhì)量的目的。若建筑的墻體質(zhì)量過重,將會降低建筑的抗震性能,使得建筑在面臨地震災(zāi)害時,易受破壞。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需對減輕墻體重量這一點進行考慮。另一方面,在建筑屋蓋設(shè)計期間,應(yīng)盡量選擇質(zhì)量較輕的材質(zhì)。并且不要在建筑屋頂設(shè)計中添加不必要的附屬物,以免增加屋蓋重量,間接增加建
筑高度,對房屋建筑抗震性能產(chǎn)生不良影響。若在屋蓋設(shè)計期間,個別突出形狀是必須建造的,則需要通過設(shè)計盡可能降低其高度,并增強牢固性。選擇質(zhì)量輕的材料,從而提高建筑的抗震性能。
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)則性
1. 合理控制房屋建筑高寬比
對于房屋建筑而言,其受震害程度與建筑本身的高寬比具有一定的關(guān)系。受地震作用影響,房屋建筑的傾斜程度(側(cè)移程度)會因為其本身高寬比越大而越嚴重。同時,房屋建筑的層數(shù)越多,其在地震災(zāi)害中所面臨的破壞也會越嚴重。因此,為了保障房屋建筑對于地震破壞的抵抗能力。在設(shè)計期間,需對其建筑的高度與寬度進行合理控制。結(jié)合房屋建筑的實際情況,在保障房屋建筑的抗震要求的條件下,對房屋建筑層數(shù)進行合理調(diào)整。
2. 規(guī)則性設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)
在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計上,均勻分布結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量、規(guī)則設(shè)計建筑平面與豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置等是保障建筑抗震性能的一個重要環(huán)節(jié)。若房屋建筑具有平面設(shè)計復雜,而質(zhì)量、剛度等分布不規(guī)則的情況,在面臨地震時,房屋建筑將會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)情況,水平體系構(gòu)件應(yīng)力突變導致房屋建筑主要受力構(gòu)件受到嚴重破壞。其次,在建筑豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計中,抗側(cè)力體系的剛度和承載力有明顯的突變,在地震期間發(fā)生嚴重震害的可能性較大。并且若建筑采用復雜的建筑體型,也會導致在地震中發(fā)生嚴重破壞;其中頂部局部突起將會因為高度過高而引起鞭梢效應(yīng)。
3. 合理處理房屋建筑的防震縫
若房屋建筑結(jié)構(gòu)平面或者豎向不規(guī)則,需處理好建筑的防震縫。設(shè)置防震縫期間,可將房屋建筑劃分為相互獨立且規(guī)則的結(jié)構(gòu)。防震縫兩邊結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)置足夠?qū)挾鹊目p,徹底分開防震縫兩邊的上部建構(gòu)。防震縫寬順著建筑高度的增加而放大,同時可以在防震縫兩側(cè)布置垂直相交的抗撞墻體。
4. 合理布置砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的縱橫墻
墻體屬于砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的主要承重構(gòu)件,由于房屋建筑的剛度大小主要取決于墻體數(shù)量,若承重墻體布置時隨意加大墻體間距和不均勻布置,將會降低房屋建筑的剛度以及抗震能力。因此在設(shè)計期間,需均勻分布房屋建筑的橫墻以及縱墻,從而確保房屋建筑的整體抗震性能。
5. 合理布置砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的構(gòu)造柱以及圈梁
構(gòu)造柱、圈梁等均屬于提高砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑抗震性能的重要組成部分。其中構(gòu)造柱有利于增強建筑墻體的抗剪性能,并改善建筑結(jié)構(gòu)變形能力,提高建筑物的整體剛度從而使建筑結(jié)構(gòu)在外力作用下僅發(fā)生局部變形,不對建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此,在布置構(gòu)造柱時,需以《抗震規(guī)范》作為布置依據(jù),在墻體交叉處均設(shè)置構(gòu)造柱,促使墻體材料由脆性演變?yōu)檠有?。另外,圈梁也可以提高墻體之間的連接牢固性,對于增強房屋穩(wěn)固性、整體性等可起到明顯的促進作用。在一定情況下,還可抑制墻體產(chǎn)生裂縫。
五、 結(jié)語
目前,抗震技術(shù)屬于房屋建筑設(shè)計當中的一項主要技術(shù),抗震設(shè)計的好壞將會直接影響到房屋建筑的抗震性能。因此在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需根據(jù)抗震設(shè)計的相關(guān)要求,對房屋建筑進行合理設(shè)計,滿足房屋抗震設(shè)計的相關(guān)要求。盡可能提高房屋的抗震能力,減少地震災(zāi)害對于房屋建筑的損害。本文只從基本概念做出闡述,實際設(shè)計還要運用靜力和動力的數(shù)值計算手段,用數(shù)值計算結(jié)果來量化宏觀指標,幫助工程師合理設(shè)計。
參考文獻
[1]唐與拓,金燕,于得水.多層磚混房屋震害分析及抗震加固措施[J].山西建筑,2009(12).
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
框架—剪力墻結(jié)構(gòu)具有剛度比較大、抗震效果好、建筑用料省、工程造價低等優(yōu)點,它被廣泛地應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中??蚣堋袅Y(jié)構(gòu)是將框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)相結(jié)合的一種建筑結(jié)構(gòu),它能夠?qū)⒖蚣芙Y(jié)構(gòu)的功能同剪力墻結(jié)構(gòu)的功能結(jié)合起來,從而達到增強框架—剪力墻結(jié)構(gòu)抗震能力的目的。由于地震作用形式的多樣性以及框架—剪力墻結(jié)構(gòu)本身的復雜性,框架—剪力墻在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用中仍然存在很多問題。要想解決好該問題,必須要對框架—剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法進行進一步的完善。
一、分析在地震作用下框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布以及變形情況
框架—剪力墻結(jié)構(gòu)是一種具有良好抗震性能的結(jié)構(gòu),它能夠?qū)⒖蚣芘c剪力墻這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點融合在一起,具有更強的抗側(cè)向力、更好的延展性。在強度比較大的地震的作用下,框架—剪力墻結(jié)構(gòu)由彈性階段轉(zhuǎn)為彈塑性階段,與彈性階段相比,這一時期的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布以及變形情況都有了很大的不同。經(jīng)過相關(guān)研究人員的理論分析以及試驗論證,剛度特征值以及樓層與樓層之間發(fā)生位移時的位移角度是了解與闡述彈塑性階段的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布以及變形情況的兩個關(guān)鍵性能參數(shù)。
二、框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同原理
框架—剪力墻結(jié)構(gòu)是將框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)相結(jié)合的一種建筑結(jié)構(gòu),它能夠?qū)⒖蚣芙Y(jié)構(gòu)的抗側(cè)力功能同剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力功能結(jié)合起來,從而達到增強框架—剪力墻結(jié)構(gòu)抗震能力的目的。其中,框架結(jié)構(gòu)采用剪切型,剪力墻結(jié)構(gòu)采用彎曲型。單獨的剪力墻結(jié)構(gòu)的受力情況與豎直方向擺放的懸臂梁的受力狀況是相似的,當它受到因地震作用而產(chǎn)生的側(cè)向力時,其結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生變形現(xiàn)象,受力曲線呈現(xiàn)彎曲型。單獨剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點是上部結(jié)構(gòu)的層間位移角度大于下部結(jié)構(gòu)的層間位移角度,呈現(xiàn)從上而下依次減小的趨勢。單獨的框架結(jié)構(gòu)在受到因地震作用而產(chǎn)生的側(cè)向力時,其結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變形現(xiàn)象,但其受力曲線呈現(xiàn)剪切型。單獨框架結(jié)構(gòu)的受力特點是上部結(jié)構(gòu)的層間位移角度小于下部結(jié)構(gòu)的層間位移角度,呈現(xiàn)從上而下依次增大的趨勢。這兩種結(jié)構(gòu)的功能相互補充,將這兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來具有更強的抗側(cè)向力能力。
三、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法
1.從性能角度出發(fā)進行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。
從性能角度出發(fā)進行框架—剪力墻的抗震設(shè)計,就是在進行抗震設(shè)計時,要以“投資—效益”為基礎(chǔ),來對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能進行分析,將框架—剪力墻結(jié)構(gòu)進行有關(guān)抗震性能的分類,將其劃分為不同的種類,并與我國相關(guān)法律法規(guī)要求的設(shè)防標準以及現(xiàn)實中業(yè)主對于設(shè)防標準的要求相適應(yīng)。在應(yīng)業(yè)主的要求對框架—剪力墻進行抗震性能的設(shè)計時,選擇符合現(xiàn)實需求的設(shè)防標準,根據(jù)設(shè)防標準確定框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級,并進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。綜上所述,與傳統(tǒng)的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法相比,從性能角度出發(fā)進行的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法,業(yè)主更具有選擇的自主性,可以提出自己的要求,由相關(guān)設(shè)計人員對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計。從性能角度出發(fā)進行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計,實現(xiàn)了設(shè)防標準由單級向多級的轉(zhuǎn)變,更具有個性、多樣性以及創(chuàng)新性,能夠更好地促進技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展、更好地實現(xiàn)設(shè)計方案的優(yōu)化以及更好地發(fā)揮框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能,這是建筑行業(yè)的一個進步。傳統(tǒng)的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法與從性能角度出發(fā)進行的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法是共性與個性之間的關(guān)系??蚣堋袅Y(jié)構(gòu)的設(shè)計過程主要包括以下三方面的內(nèi)容:明確設(shè)防標準、確定框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法。這一具有明顯個性的抗震設(shè)計方法的出現(xiàn),必將會顛覆原有的傳統(tǒng)抗震設(shè)計方法。
當前,建筑行業(yè)通常都采取傳統(tǒng)的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法,主要包括底部剪力法以及振型分解反應(yīng)譜法,這兩種方法都應(yīng)用了反應(yīng)譜理論,都將承載力這一參數(shù)作為具有決定性意義的控制參數(shù)。傳統(tǒng)意義上的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法在對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)進行抗震性能的設(shè)計時,首先必須要進行加速度反應(yīng)譜的設(shè)計,并以此為基礎(chǔ)來進行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的設(shè)計。進行加速度反應(yīng)譜的設(shè)計是當前建筑行業(yè)內(nèi)最為主要也是最為基本的對抗震性能進行計算的方法。以承載力這個參數(shù)作為具有決定性的控制參數(shù)來對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)進行抗震性能的設(shè)計具有一定的缺點,它不能夠準確描述當框架—剪力墻結(jié)構(gòu)處于彈塑性工作階段時能否具有正常的工作狀態(tài),也不能控制框架—剪力墻結(jié)構(gòu)在承受地震作用力狀態(tài)下的損害程度,是一種極其被動的抗震設(shè)計方法。從能量平衡角度出發(fā)的極限設(shè)計方法、從延性角度出發(fā)的設(shè)計方法,以及從損傷角度的設(shè)計方法,分別以能量參數(shù)、延性參數(shù)以及損傷參數(shù)作為具有決定性質(zhì)的控制參數(shù),這三種抗震設(shè)計方法能夠克服以承載力這一參數(shù)為主要控制參數(shù)的抗震設(shè)計方法的缺點,但同時它們也存在自己的缺點。在采用這三種方法進行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計時,設(shè)計人員在設(shè)計過程不能夠明確掌握設(shè)計參數(shù),不利于保證設(shè)計方案與設(shè)計人員的思路的一致性。綜上所述,在進行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計時,最好采取變形參數(shù)來作為主要的控制參數(shù),一方面可以使設(shè)計人員在設(shè)計過程中能夠明確掌握設(shè)計參數(shù),保證實際設(shè)計方案與其本身的思路相符合,另一方面,可以對具有非結(jié)構(gòu)性質(zhì)的構(gòu)件進行性能水平的控制。經(jīng)過對以往地震災(zāi)害的綜合分析,相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn),框架—剪力墻結(jié)構(gòu)之所以會出現(xiàn)損壞、倒塌的現(xiàn)象,主要是因為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)所承受的作用力大小已經(jīng)超過了其塑性變形的極限,從而使框架—剪力墻結(jié)構(gòu)變形程度過大。通過綜合分析,并經(jīng)過相應(yīng)的理論驗證之后,從變形角度出發(fā)進行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能的設(shè)計是目前最具實用性的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法。
從位移角度出發(fā)進行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計。
從位移角度出發(fā)進行框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計方法將框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能分為三大類:使用狀態(tài)良好的抗震性能、能夠抱證人身財產(chǎn)安全的抗震性能以及能夠防止框架—剪力墻結(jié)構(gòu)倒塌的抗震性能,同時用層與層之間的位移角度將這三種抗震性能具體化。首先,將呈現(xiàn)水平分布規(guī)律并以倒三角形式發(fā)生作用的側(cè)移曲線來作為初始的側(cè)移模式。對于具有使用狀態(tài)良好的抗震性能的框架—剪力墻結(jié)構(gòu),在其側(cè)移曲線上,首先找出其反彎點,并找出反彎點在實際情況中所代表的樓層,然后確定樓層間的位移角度,當位移角度達到相應(yīng)的數(shù)值時,將這時的側(cè)移曲線作為目標,并依據(jù)此時的相關(guān)數(shù)據(jù)計算出等效參數(shù)以及基底剪力和水平方面的地震作用力。對于能夠保證人身財產(chǎn)安全的抗震性能以及能夠防止框架—剪力墻結(jié)構(gòu)倒塌的抗震性能,主要是以Pushover曲線以及需求曲線之間的關(guān)系,來調(diào)整框架—剪力墻結(jié)構(gòu),使框架—剪力墻具有能夠保證人身財產(chǎn)安全的抗震性能或者是能夠防止框架—剪力墻結(jié)構(gòu)倒塌的抗震性能。
結(jié)語:
框架—剪力墻結(jié)構(gòu)是一種將框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)合起來、具有很強抗震能力的建筑結(jié)構(gòu)?;诳蚣堋袅Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)抗震性能的設(shè)計方法,是多年來世界各國共同關(guān)注的一個問題,必須要重視并加強對于房屋框架—剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計方法的進一步研究與完善。
參考文獻:
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,我國酒吧發(fā)現(xiàn)了多起群死群傷的火災(zāi)事故,原因是多方面的,但筆者認為究其主要原因是消防設(shè)施不足造成的,本文希望采用性能化設(shè)計的方法對比目前我國建筑防火設(shè)計是依據(jù)有關(guān)國家技術(shù)規(guī)范進行的 “規(guī)范設(shè)計”,指出“規(guī)范設(shè)計”在歌舞廳防火設(shè)計的不足,從而使人們認識到歌舞廳防火性能化設(shè)計的必要性。
一、酒吧的火災(zāi)特點
歌舞廳中人員密集,走道狹窄,且多采用易燃可燃材料裝修,這樣,一旦發(fā)生起火,燃燒速度快,火災(zāi)溫度高,火勢蔓延迅速,容易形成立體燃燒,且還會產(chǎn)生大量煙氣甚至是有毒氣體,會造成人員疏散困難,而出現(xiàn)群死群傷。
二、現(xiàn)行規(guī)范要求
我國建筑防火設(shè)計是依據(jù)有關(guān)《規(guī)范》進行的,這種設(shè)計被稱為“規(guī)范設(shè)計”。就歌舞廳而言,其消防設(shè)計通常涉及以下規(guī)范:《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》等。這里,我們將一些主要規(guī)范針對歌舞廳的規(guī)定和要求進行整理:
1、疏散距離
房間內(nèi)任一點到該房間直接通向疏散走道的疏散門的距離不應(yīng)大于22米。
2、安全出口
歌舞娛樂放映游藝場所的疏散走道、安全出口、疏散樓梯以及房間疏散門的各自總寬度,應(yīng)按下列規(guī)定經(jīng)計算確定:
每層疏散走道、安全出口、疏散樓梯以及房間疏散門的每100人凈寬度不應(yīng)小于表一的規(guī)定;當每層人數(shù)不等時,疏散樓梯的總寬度可分層計算,地上建筑中下層樓梯的總寬度應(yīng)按其上層人數(shù)最多一層的人數(shù)計算;地下建筑中上層樓梯的總寬度應(yīng)按其下層人數(shù)最多一層的人數(shù)計算; 當人員密集的廳、室以及歌舞娛樂放映游藝場所設(shè)置在地下或半地下時,其疏散走道、安全出口、疏散樓梯以及房間疏散門的各自總寬度,應(yīng)按其通過人數(shù)每100人不小于1.0m 計算確定。
表二
3、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)
設(shè)置在地下、半地下或地上四層及四層以上或設(shè)置在建筑的首層、二層和三層且任一層建筑面積大于300m2的地上歌舞娛樂放映游藝場所(游泳場所除外)應(yīng)設(shè)置自動滅火系統(tǒng);設(shè)置在地下、半地下或建筑的地上四層及四層以上的歌舞娛樂放映游藝場所應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。
4、防排煙系統(tǒng)
設(shè)置在一、二、三層且房間建筑面積大于200m2或設(shè)置在四層及四層以上或地下、半地下的歌舞娛樂放映游藝場所應(yīng)設(shè)置排煙設(shè)施。
三、兩種設(shè)計的對比
為了更好地對比“規(guī)范設(shè)計”和“性能化設(shè)計”,我們在這里模擬一個歌舞廳模型,運用以火災(zāi)安全工程學為基礎(chǔ)的性能化計算來對這兩種設(shè)計進行對比,從而看出孰優(yōu)孰劣。
現(xiàn)以一個典型的歌舞廳情況作為模擬對象,情況如下:
歌舞廳位于1幢3層建筑物的第三層,內(nèi)設(shè)有一個255平方米大廳(8.5米×30米),有相距5米的兩個安全出口,每個寬1.4米,均位于大廳一側(cè),大廳遠離出口的另一側(cè)還有一個舞臺,整個酒吧只有干粉滅火器。酒吧內(nèi)每晚會有200名顧客在里面喝酒、跳舞。上述歌舞廳與“舞王”俱樂部環(huán)境相似,具體布局如下圖1:
圖1
(一)、現(xiàn)在分析一下該歌舞廳符不符合規(guī)范要求:
大廳的最遠一點離安全出口有30米,符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第5.3.13條;相距5米的兩個安全出口,符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第5.3.8條;建筑體總體積不超過10000立方米,可不設(shè)置室內(nèi)消火栓,符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第8.3.1條;沒有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)和機械防排煙系統(tǒng),但符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第8.5.1條、第9.1.3條、第11.4.1條。這樣,該歌舞廳是符合現(xiàn)行國家技術(shù)標準。
(二)、現(xiàn)對歌舞廳進行火災(zāi)模擬分析
上述的歌舞廳設(shè)計是否就安全了嗎?我們現(xiàn)根據(jù)該歌舞廳的總體建筑特點和人員分布,計算在最不利情況下,各防火分區(qū)人員疏散所需要時間和建筑物所能提供的疏散時間以及對應(yīng)的疏散通道寬度和距離,為最佳人員疏散方案提供參考依據(jù)。
建筑防火性能化設(shè)計是通過對隨機建筑的綜合防火性能評定,設(shè)計出特定的符合該建筑的防火安全系統(tǒng)模式,以實現(xiàn)火災(zāi)時,保證該建筑物內(nèi)的人員生命安全和有效控制財產(chǎn)損失的總目標。建筑防火性能化設(shè)計方法是建立在消防安全工程學基礎(chǔ)上的一種新的建筑防火設(shè)計方法,它運用消防安全工程學的原理和方法,根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、用途、內(nèi)部裝修、火災(zāi)荷載等的具體情況,由設(shè)計者根據(jù)建筑物的各個不同的空間條件、功能條件及其他相關(guān)條件,自由選擇為達到消防安全目的而采取的各種防火措施,并將其有機地組織起來,構(gòu)成該建筑物的總體防火安全設(shè)計方案,然后對建筑火災(zāi)危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得出最優(yōu)化的防火設(shè)計方案,為該場所提供最合理的防火保護。
我們現(xiàn)在模擬舞臺的背景布發(fā)生火災(zāi),引燃其它室內(nèi)可燃物,造成火災(zāi)。我們通過火災(zāi)模型計算,酒吧按上面規(guī)范設(shè)計能否達到安全目標——人員安全疏散:
1、人員疏散時間的計算:
(1)疏散開始時間(Tstart)的預測
疏散開始時間即從起火到開始的時間
Tstart=
(2)疏散行動時間(Taction)
Taction=Ttravel+Tqueue
Ttravel=max(∑L/V)
Tqueue=∑pA/∑NB
表二
根據(jù)“舞王”俱樂部火災(zāi)的經(jīng)驗,火災(zāi)只用了十七秒就漫延到整個大廳,就是說大廳的危險來臨時間只有17秒,而模型中疏散時間為108秒,遠遠超過危險來臨時間,所以上述的模型是不安全的。
(三)這種場所的改進措施
1、增設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)
增設(shè)火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可加快場所內(nèi)人員感知火災(zāi)發(fā)生的時間,縮短疏散開始時間(tstart),使人員對火災(zāi)快速作出反應(yīng)。
2、安裝自動噴水滅火系統(tǒng)
自動噴淋滅火系統(tǒng)的基本功能的控火和滅火、抗煙。
(1)對火勢的作用
通過降低火焰產(chǎn)生的輻射,減少熱對流量,冷卻材料表面溫度等一系統(tǒng)作用,影響可燃物的發(fā)熱速度、火災(zāi)初期成長率,從而達到控火、滅火的效果。
(2)對煙氣的影響
設(shè)備灑水水滴吸取了煙層中的熱,讓煙的溫度也降低。
自動噴水滅火系統(tǒng)的安裝,通過控火和滅火、抗煙等功能,大大延長危險來臨時間,為人員的疏散提供充足的時間,有助避免出現(xiàn)群死群傷的慘劇。
3、采用機械排煙設(shè)備
歌舞廳等公共娛樂場所一般都有很多易燃可燃材料,這些材料燃燒會產(chǎn)生大量煙,嚴重影響人員的疏散逃生能力,還會由于煙氣有毒而造成人員吸入毒氣死亡。機械排煙設(shè)備能很好地將煙氣吸收排出室外,避免煙氣影響場所內(nèi)的人員。
4、增加安全出口的總寬度
從表一可以看出疏散時間最長的是通過出口的時間,所以增加安全出口的寬度是提高場所安全性的一種必要的。
四、通過上述的對比,按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定設(shè)計已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代公共娛樂場所的發(fā)展,還需要采用一定的改進措施來確保場所的安全。
性能化防火設(shè)計是建立在更加理性條件上的一種以消防安全工程學為基礎(chǔ)的設(shè)計方法,能根據(jù)場所實際情況進行防火性能設(shè)計,在經(jīng)濟和安全方面能找到一個很好的平衡點。因此,性能化防火設(shè)計在發(fā)展迅速的公共娛樂場所防火設(shè)計中應(yīng)用前景是十分廣寬的。
現(xiàn)在,要推行在公共娛樂場所的防火設(shè)計中運用這種新方法,就要結(jié)合公共娛樂場所的特點,應(yīng)用科學的方法對此類場所的火災(zāi)危險和導致的后果進行定性、定量的預測與評估,為其提供更加合理的防火設(shè)計方案和防火保護。
實現(xiàn)公共娛樂場所性能化防火設(shè)計,今后應(yīng)加強以下幾方面工作的研究:
1、建立公共娛樂場所的火災(zāi)荷載數(shù)據(jù)庫。火災(zāi)荷載數(shù)據(jù)的確定對防火系統(tǒng)的性能化設(shè)計具有至關(guān)重要的影響。
(試 行)
一、 網(wǎng)絡(luò)類題目的特點
學生絡(luò)類題目的特點主要以校園網(wǎng)、小型企業(yè)網(wǎng)、大型企業(yè)網(wǎng)(多地互聯(lián))為應(yīng)用場合,進行網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計類或網(wǎng)絡(luò)安全類論文的寫作。
二、 網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計類論文的寫作
1.論文寫作要求
類似于投標書,但有不同于投標書,不要有商務(wù)性質(zhì)的內(nèi)容(項目培訓、售后服務(wù)、產(chǎn)品說明書、產(chǎn)品報價……),也一般不考慮具體綜合布線(職院學校的要求),主要傾向于其技術(shù)實現(xiàn)。
2.論文寫作基本環(huán)節(jié)
采用工程業(yè)務(wù)流程,類似于軟件工程:
1)需求分析
2)功能要求
3)邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(設(shè)計原則、拓撲結(jié)構(gòu)圖、背景技術(shù)簡介、IP地址規(guī)劃表),也稱為總體設(shè)計
4)物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(實現(xiàn)原則、技術(shù)方案對比,一般考慮結(jié)構(gòu)化布線),也稱為詳細設(shè)計
5)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)(設(shè)備選型和綜合布線屬于這個階段,但我們主要強調(diào)各種設(shè)備的配置與動態(tài)聯(lián)調(diào)以實現(xiàn)具體目標)
6)網(wǎng)絡(luò)測試(比較測試預期結(jié)果與實際結(jié)果)
具體實現(xiàn)通過采用Dynamips 模擬平臺和Cisco Packet Tracer(PT)模擬平臺。
3.注意事項
1)抓住題目主旨和側(cè)重點(類似題目的需求不同,取材角度不同、參考資料的取舍也不同。不同的應(yīng)用場合會采用不同的拓撲結(jié)構(gòu)、路由技術(shù)(BGP、RIP、單區(qū)域和多區(qū)域的OSPF)、交換技術(shù)(Vlan、生成樹、鏈路聚合、堆疊)、訪問(接入)技術(shù)、安全技術(shù)等,只有這樣題目才能各有千秋,否則就都變成了XX公司(校園)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。)
2)不要有商務(wù)性質(zhì)的內(nèi)容(項目培訓、售后服務(wù)……)
3)不要產(chǎn)品使用說明書和安裝調(diào)試說明書
4)不建議包含綜合布線的整個過程。
4.存在的問題與案例分析
1)結(jié)構(gòu)不太清楚,有些環(huán)節(jié)沒有
2)不應(yīng)有產(chǎn)品說明書,具體實現(xiàn)要更清楚
三、 網(wǎng)絡(luò)安全類論文的寫作
1.論文寫作基本環(huán)節(jié)與要求
從技術(shù)上講主要有:
1)Internet安全接入防火墻訪問控制;
2)用戶認證系統(tǒng);
3)入侵檢測系統(tǒng);
4)網(wǎng)絡(luò)防病毒系統(tǒng);
5)VPN加密系統(tǒng);
6)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及服務(wù)器加固;
7)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng);
從模型層次上講主要有:
1)物理層安全風險
2)網(wǎng)絡(luò)層安全風險
3)系統(tǒng)層安全風險
不同的應(yīng)用需求采用不同的技術(shù)。
2. 存在的問題與案例分析
1)選題有些過于復雜而有些過于簡單
2)只是簡單敘述各種安全技術(shù),沒有具體實現(xiàn)
四、 論文答辯要求
1)論文格式:從總體上,論文的格式是否滿足《韶關(guān)學院本科畢業(yè)設(shè)計規(guī)范》的要求?
中圖分類號:TU-80文獻標識碼:A文章編號:1673-0038(2015)52-0102-01
隨著人們審美文化意識的不斷增強,越來越重視建筑的藝術(shù)審美功能,并將其作為不斷追求的目標,建筑已經(jīng)成為了人們?nèi)粘I钪械闹匾囆g(shù)審美對象之一。建筑與美有著較強的聯(lián)系,在房屋設(shè)計時需要在基礎(chǔ)內(nèi)容和重要環(huán)節(jié)上,將建筑美學特征體現(xiàn)出來。
1建筑美學的意義
1.1提升審美效果
協(xié)調(diào)人與自然、社會的關(guān)系,是建筑美學的重要功能。我國建筑都非常講究審美特性,在房屋設(shè)計中應(yīng)用建筑美學,能夠營造出有特色的文化氛圍,并凸顯生態(tài)美學與可持續(xù)發(fā)展的美學。此外,還可以提升房屋的審美效應(yīng),讓建筑與自然有機結(jié)合在一起。房屋設(shè)計形式的不同,其審美效果也不一樣,能夠?qū)⒉煌ㄖ娘L格與特色呈現(xiàn)出來。
1.2美化房屋環(huán)境
房屋設(shè)計中造型和色彩是重要的視覺要素,將兩者統(tǒng)一起來,能夠真正表達出建筑的意義。美學色彩的敏感度較強,能夠?qū)Ψ课菰煨捅容^加以調(diào)整,解決造型的缺陷[1]。此外,在視覺效應(yīng)下,能夠改變建筑體積,調(diào)整建筑的比例。美學元素能夠?qū)⒎课萃L口、落水管等不理想之處加以掩飾,以此實現(xiàn)美化房屋環(huán)境的目的。
1.3彰顯地域特色
由于社會發(fā)展水平、自然條件不同,會形成不同地域特色的建筑風格。將建筑美學應(yīng)用到房屋設(shè)計中,能夠較好的與地域特色相結(jié)合,比如具有地域特色的色彩、圖形、圖案等。因此,在進行房屋設(shè)計時,需要對地域文化特點加以考慮,融入更多的地域文化元素,這樣才能夠房屋建筑更具地域特色,并帶來更具強烈的審美效果,提升房屋建筑的藝術(shù)感,加深人們對其的印象。
2房屋設(shè)計中建筑美學的應(yīng)用
2.1均衡性設(shè)計
房屋的高低大小、材料質(zhì)感、色彩深淺、虛實變化等都能體現(xiàn)均衡性。房屋設(shè)計過程中,其外部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部空間、使用功能應(yīng)該聚恒,重點強調(diào)房屋的均衡中心,將房屋均衡的特點闡釋出來,呈現(xiàn)出均衡之美。為確保房屋的均衡性,輕與重之間要保持平衡,如體積較大、高度較高、材料較硬、色彩較暗、實體性強的房屋,會讓人產(chǎn)生重的感覺。而體積較小、高度較低、材料光潔、色彩明快、空靈性強的房屋,會讓人產(chǎn)生輕的感覺。如果房屋整體感覺較輕,可以選擇底層架空設(shè)計方式,借助懸壁結(jié)構(gòu)特性,采用濃郁的色彩和粗糙的材料質(zhì)感,可以有效增強房屋的厚重感,這樣有利于將房屋的均衡性體現(xiàn)出來。
2.2布局設(shè)計
房屋布局的設(shè)計,主要包括規(guī)則布局和不規(guī)則布局兩種,其中規(guī)則布局既可以體現(xiàn)莊重、爽直、明確的建筑設(shè)計空間,還能呈現(xiàn)出房屋建筑的風格,讓建筑充滿美感。而不規(guī)則形式可以為房屋增添活力,讓房屋顯得靈動而富有藝術(shù)感,體現(xiàn)出房屋的設(shè)計的形式與風格。通過對房屋進行合理的布局設(shè)計,可以讓人們感受到建筑的美感,并形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的房屋建筑氛圍[2]。因此,重視房屋建筑的布局設(shè)計,讓房屋的實用性、藝術(shù)性和文化性更好的結(jié)合在一起,這樣才能讓房屋建筑更富有藝術(shù)氣息。
2.3比例設(shè)計
建筑美學與房屋比例有著密切的關(guān)系,建筑整體與局部、局部與局部之間都有一定的比例關(guān)系。只有讓這種比例恰到好處,才能讓人更好的感受到房屋的完美與協(xié)調(diào),如果比例不當,則會讓人產(chǎn)生不舒服的感覺。一般來說,為將房屋的美感呈現(xiàn)出來,長、寬、高三個數(shù)據(jù)的大小關(guān)系要均衡,其主要尺寸要有較好的比例,從而有利于建立協(xié)調(diào)的比例關(guān)系。
2.4韻律設(shè)計
建筑美學中韻律性特點較為重要,是房屋設(shè)計中需要重點突出的環(huán)境,有較好韻律的房屋,可以讓人更好的感受建筑之美。房屋設(shè)計時要重視應(yīng)用好韻律性,主要表現(xiàn)在構(gòu)圖、色彩和視覺等方面,以此提升房屋建筑的美學效果。在實際房屋設(shè)計中,要重點控制好重復特征明顯的部分,如陽臺、墻面和門窗結(jié)構(gòu)等,體現(xiàn)出韻律性,從整體上增加房屋的美學特點。在房屋室內(nèi)設(shè)計中,要采用封閉、遮擋等方法,讓室內(nèi)空間更有韻律性,從而讓房屋設(shè)計與建筑美學更好的結(jié)合在一起。此外,在體現(xiàn)房屋的韻律性時,要具備靈活、開放式的設(shè)計理念,如房屋建筑比較復雜,可利用漸變的設(shè)計方法,讓韻律感相互交替,營造出有秩序的變化效果,提升房屋的感染力與藝術(shù)性。
3結(jié)語
總之,在房屋設(shè)計中合理應(yīng)用建筑美學,能夠更好的體現(xiàn)出房屋的特色。不同風格、色彩的房屋建筑,會讓城市顯得更加繽紛,充分藝術(shù)之感。因此,要把握好美學與房屋建筑設(shè)計的關(guān)系,讓房屋建筑更具文化背景和文化內(nèi)涵,這樣房屋才可以折射出地方文化傳統(tǒng)和人文精神,并將美的概念充分詮釋出來。
參考文獻
一、綠色建筑概念及特征
綠色建筑中的"綠色",指的不是通常意義的綠化,而是一種概念和象征,是指在建筑可以滿足居民使用需求的前提下,不會破壞生態(tài)環(huán)境的基本平衡,而且對人體健康無害。
1、綠色建筑概念。所謂的綠色建筑指的是在建筑壽命周期里,盡可能最大限度地節(jié)約資源,保護自然環(huán)境,減少污染,給人們提供一個健康、舒適、高效的空間,和自然和諧共存的建筑。綠色建筑對環(huán)境沒有破壞性,可以充分利用自然資源,不會影響生態(tài)平衡。
2、綠色建筑特征。綠色建筑遵循當?shù)氐淖匀?、人文和氣候,就地取材、因地制宜,所以在建筑時沒有明確的規(guī)則、模式。綠色建筑對自然進行充分地利用,比如陽光、空氣、綠地,有效地聯(lián)通內(nèi)部和外部,布局十分開放,這跟傳統(tǒng)封建式建筑布局是有很大差別的。與傳統(tǒng)的建筑相比較,綠色建筑本身的耗能大大減少了。在建設(shè)綠色建筑過程之中要時刻注重環(huán)保。(1)節(jié)約環(huán)保。節(jié)約環(huán)保指的是人們在建造、使用建筑的時候,盡可能地節(jié)省資源利用,保護周圍環(huán)境,呵護生態(tài),減少對環(huán)境的污染,把由于人類對建筑建造與使用活動造成的對環(huán)境和資源的負荷與影響減到最小程度和生態(tài)再創(chuàng)造能力的范圍內(nèi)。(2)健康舒適。建立一個健康舒適的生活工作環(huán)境,是人們建造、使用建筑的基本要求。要給人們提供健康、舒適和高效的空間。(3)自然和諧。自然和諧就是人們在建造、使用建筑的過程里,愛護、親近所處的自然環(huán)境,使人、自然、建筑三者和諧共存。只有如此才可以兼顧協(xié)調(diào)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益;才可以實現(xiàn)人類社會、生態(tài)環(huán)境、國民經(jīng)濟的快速可持續(xù)發(fā)展。
二、綠色建筑設(shè)計原則
1、節(jié)約能源原則。目前我國人口還在不斷增長,能源需求日益增長,所以建造房屋的時候,需要十分重視能源使用情況。綠色建筑的設(shè)計理念給建筑節(jié)能方面提出了更嚴格要求,既會運用新型材料,還會建立新節(jié)能體系,增強建筑的綜合性能,防止能源的浪費。
2、保護環(huán)境原則。保護環(huán)境是綠色建筑設(shè)計理念的核心原則,這點對綠色建筑產(chǎn)業(yè)來說意義重大。在建筑房屋以前,設(shè)計人士必須對施工場地進行大規(guī)模數(shù)據(jù)勘查,然后整理出詳盡的信息,再制定環(huán)保方案,由材料、結(jié)構(gòu)和外觀等大方面分析整體建筑綠色設(shè)計理念,以免有害建筑的出現(xiàn)。
3、消除污染原則。對污染進行消除是綠色建筑的設(shè)計理念里的重要內(nèi)容,同時也是保護生態(tài)環(huán)境的一方面,在房屋建筑中,提出與應(yīng)用消除污染的觀點意義十分重大。在建筑的內(nèi)部裝設(shè)除污系統(tǒng),除去煙塵污染,保證空氣能夠正常流通,與此同時在施工的時候要采取各種方法,降低噪音污染,以保護生態(tài)環(huán)境。
4、低消耗原則。影響房屋建筑的內(nèi)部環(huán)境因素之一就是熱能損耗,特別明顯地體現(xiàn)在傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計之中,找不到很好的辦法進行處理。綠色建筑遵循低耗能原則,良好地控制建筑內(nèi)外的熱能,維護工業(yè)生產(chǎn)的良好環(huán)境。
三、傳統(tǒng)房屋設(shè)計中存在的問題
1、房建過程中污染問題。如今我國提出節(jié)能減排的理念,房屋建設(shè)也要朝著這個方向發(fā)展,以優(yōu)化改造房建行業(yè)。在傳統(tǒng)設(shè)計中會產(chǎn)生很多污染,嚴重情況下會對環(huán)境造成不可挽回的影響。設(shè)計者沒有考慮綠色設(shè)計理念的運用,忽略了防污處理措施,因此加重了生態(tài)環(huán)境負擔,對附近人們的生活環(huán)境造成了嚴重的影響。
2、房屋質(zhì)量問題。建筑設(shè)計中首要問題就是質(zhì)量問題,在房建設(shè)計階段要進行評估、考量,保障建筑的質(zhì)量。在傳統(tǒng)房屋設(shè)計中,忽略了質(zhì)量問題,為以后的重建、返工留下了伏筆,不僅加大了房建成本,還會加重污染與資源浪費。
3、房建的成本問題。所有企業(yè)都想贏利,都會關(guān)注成本方面問題,房建行業(yè)也如此,而且房建的項目要投入大量資金,若不控制成本,可能會血本無歸,對項目經(jīng)濟效益造成影響。房建初始階段就影響到成本問題,設(shè)計者需要有很強的成本控制意識,對項目進行詳細考量、規(guī)劃,把成本控制在合理范圍以內(nèi)。但是,當前很多設(shè)計者沒有合理分配材料,沒有合理設(shè)計房屋的結(jié)構(gòu),導致工程返修,造成了大量人力和物力的浪費。
四、在房屋設(shè)計中綠色設(shè)計理念的體現(xiàn)
房屋設(shè)計為迎合時展的要求,根據(jù)房建中的問題將綠色的設(shè)計理念導入房屋設(shè)計之中,給整體建筑發(fā)揮其良好性能奠定了堅實的基礎(chǔ),如今這一理念在房屋設(shè)計中的具體體現(xiàn)為以下幾點:
1、改造房屋設(shè)計工藝。在綠色設(shè)計理念的指引下,設(shè)計方要優(yōu)化改進房屋建筑的建造工藝,這樣不僅可以確保后期建設(shè)與建筑設(shè)計要求相符,還可以提升建筑的現(xiàn)代氣息。其中最常見到的改造手段是簡化工藝,即確保建筑設(shè)計質(zhì)量前提下,調(diào)整那些比較粗陋的工藝,使房屋建設(shè)可以與節(jié)能降耗的要求相符合,與此同時還可以在短期之內(nèi)完成預定工作量。
2、改良房屋建設(shè)所使用的原料。只有對房屋建設(shè)使用原料進行不斷地更新,才能與建筑業(yè)對環(huán)保的要求相符合,使用、普及大量綠色材料,實現(xiàn)了建筑節(jié)能,也體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑的特點、風格。在房建時改造混凝土材料,除滿足基本建設(shè)需求,設(shè)計人員還添加了綠色設(shè)計,讓它們成本更低、材質(zhì)更好、性能更強。
3、在房屋設(shè)計中安裝除污系統(tǒng)。在房屋設(shè)計中除了要進行環(huán)保節(jié)能設(shè)計以外,還應(yīng)安設(shè)除污系統(tǒng),結(jié)合居民使用實際情況和出現(xiàn)的污染問題,安裝專業(yè)除污控制系統(tǒng),確??諝饬魍ê臀鬯E欧?。有時房屋建設(shè)也會用在工業(yè)方面,這就需要安裝專業(yè)的給排水系統(tǒng)和排煙系統(tǒng),確保生產(chǎn)過程里空氣和水質(zhì)量良好,及時地處理、凈化,避免產(chǎn)生嚴重的污染。
4、優(yōu)化房屋設(shè)計結(jié)構(gòu)。從目前的房建來看,建筑的結(jié)構(gòu)主要有單層建筑與多層建筑兩種,如果引入綠色設(shè)計的理念,能全面優(yōu)化每種形式的建筑,既確保滿足建筑性能需求,同時還能升級整體結(jié)構(gòu)形式。特別是居民住宅,設(shè)計者更要重視結(jié)構(gòu)空間使用,把層高調(diào)節(jié)到合適的高度,不要影響居民視線和居住舒適度,還要在規(guī)定范圍高度上合理設(shè)置房屋層數(shù),降低結(jié)構(gòu)的承載,強化結(jié)構(gòu)構(gòu)件,加強房屋抗震能力和抗病害能力。
五、結(jié)束語:
總之,在房屋設(shè)計中,越來越重視應(yīng)用新的材料與技術(shù),建造耗材少、幾何外形美觀的建筑物,展現(xiàn)建筑的時代氣息。綠色建筑設(shè)計的理念也隨之深入到城市建設(shè)中,同時這個理念也被廣泛應(yīng)用到了房屋的設(shè)計中,如今很多產(chǎn)業(yè)基地在設(shè)計項目的時候,很大程度上應(yīng)用了這樣的理念,特別是強調(diào)了除污環(huán)保和節(jié)能低耗的設(shè)計思想。
參考文獻:
2結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的現(xiàn)實意義
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)能夠在很大的程度上滿足人們對于房屋的多方面要求,具有較強的現(xiàn)實意義。作為購房者希望能夠得到一所價格適中,外觀美,安全的房屋,而通過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用后的房屋則能夠保證房屋的適用性、經(jīng)濟型、安全性,能夠建造出滿足人們要求的房屋。此外作為房屋的建造商來說,能夠使建造出的房屋迎合購房者的胃口,并且能夠在很大的程度上降低建造的成本,實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化是其根本目的是可遇而不可求的。以往的房屋設(shè)計很難滿足建造上的所有要求,經(jīng)常出現(xiàn)不可兼得的局面,但是當結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)得到運用后,建造商的一系列愿望都得以實現(xiàn)。由此看來,結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)具有加強的現(xiàn)實意義。
3結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的步驟房屋工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化通常包括以下幾個方面:基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計、維護結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計以及結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計。這些方面的設(shè)計優(yōu)化內(nèi)容還包括選型、受力分析、造價分析等,在實際的施工中密切的結(jié)合實際的施工情況,追求優(yōu)化的實際應(yīng)用性,圍繞提升房屋的綜合價值進行優(yōu)化設(shè)計。使設(shè)計出來的房屋造型美觀同時還能夠滿足人們對于安全、經(jīng)濟的要求,設(shè)計出真正的經(jīng)濟適用房。
3.1建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計通常情況下分為兩部分,一部分是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型,另一部分就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算方案。所謂的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化就是變量中選擇出主要的參數(shù),然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析建立起函數(shù)模型,運用函數(shù)模型借助較為科學的方法計算出最優(yōu)解。建立模型的步驟一般有以下幾步:一、選擇合理的設(shè)計變量。設(shè)計變量的選擇對于模型的構(gòu)建具有重要的意義,設(shè)計變量的選擇將會影響到對設(shè)計要求影響較大的參數(shù)的選擇,進一步涉及到參數(shù)重要性的區(qū)分問題。選擇出了合理的設(shè)計變量在很大的程度上能夠減少計算編程的工作量;二、確定目標函數(shù)。首先找出滿足函數(shù)條件的最優(yōu)解,然后確定約束條件。在房屋的優(yōu)化設(shè)計中存在著很多的約束條件,其中有:應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強度約束、尺寸約束、從彈塑性約束等,在進行優(yōu)化設(shè)計時要確保所有的約束條件都在規(guī)定的范圍內(nèi),能夠滿足設(shè)計規(guī)范,即在規(guī)范條件內(nèi)滿足約束條件。
3.2設(shè)定優(yōu)化設(shè)計
計算方案結(jié)構(gòu)的優(yōu)化涉及到很多的約束條件以及變量,因此在進行計算時需要將所有的約束條件轉(zhuǎn)化成非約束條件,充分的考慮變量因素,運用各種數(shù)學計算方法做好計算方案的設(shè)計工作。
3.3程序設(shè)計
在構(gòu)建好結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型、設(shè)定好優(yōu)化設(shè)計計算方案后就可以在以上基礎(chǔ)上進行程序的編寫,然后將編寫好的程序?qū)胗嬎銠C中,在進行計算時只需要將相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入相關(guān)的變成或者是系統(tǒng)中,通過計算機程序的自行計算便能得出相關(guān)的結(jié)果。
3.4結(jié)果分析
在得出計算結(jié)果后,對其進行分析,進而確定出最佳的方案。在實施結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的步驟時,要注意各方面的因素,要能從多方面進行考慮,保證所有的問題的難度降到最低。房屋的建設(shè)本身就是一項花費資金較多、耗費人力較大的工程,實施結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的主要目的就是為了將相關(guān)的成本降到最低,同時保證房屋的質(zhì)量以及美觀。因此在建造是要注意以下幾個方面:處理好經(jīng)濟與技術(shù)之間的矛盾。在進行設(shè)計時,肯定會涉及到經(jīng)濟的問題,并且技術(shù)在一定的程度上與經(jīng)濟也會存在這矛盾,技術(shù)的引用和實施必然會涉及到經(jīng)濟因素,但是最為建造商對此要有充分的認識,能夠認識到經(jīng)濟與技術(shù)之間矛盾存在的必然性,能夠理解到技術(shù)做帶來的經(jīng)濟方面的節(jié)約量將會遠遠超過耗費量,要大力的引用技術(shù)。
4結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用
中要注意的問題結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用能夠帶來巨大的經(jīng)濟效益,但是要注意的是實踐應(yīng)用的過程中有很多的問題是不能夠忽略的,作為設(shè)計者和建造者對于這些問題應(yīng)該要投入一定的關(guān)注。
4.1前期的參與
前期方案的制定將會直接的關(guān)系到建筑的總投資問題,但是,當前房屋建設(shè)工程中存在的問題就是結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)并沒有參與到前期方案的確定中,這種情況下,設(shè)計人員往往會忽略其實際應(yīng)用性和經(jīng)濟性,在最后的實踐過程中得以證實的是結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)根本就沒有發(fā)揮到節(jié)約建造成本的目的,導致這個問題的主要原因就是缺乏前期的參與,因此一定要注意結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在方案制定時的前期參與。
4.2概念設(shè)計
結(jié)合細部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化概念設(shè)計與結(jié)合實際情況進行設(shè)計具有重要的區(qū)別,一般概念設(shè)計都是脫離實際數(shù)據(jù)的,不具有準確性,因此在進行計算式難免會出現(xiàn)較大的差異。在進行概念性設(shè)計時,作為設(shè)計人員要充分的認識到數(shù)據(jù)的重要性,將相關(guān)的數(shù)值運用到設(shè)計中,作為輔助依據(jù)。在設(shè)計時,設(shè)計人員既要在宏觀上把握整體的設(shè)計,與此同時在細節(jié)方面也要注意,做好細部結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化工作,保證細部工作的無誤,從而保證整體的效果。比如:材料強度、抗拉能力等多方面細部因素的考慮能夠在很大的程度上保證結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)的實踐應(yīng)用。
2鋼筋混凝土房屋設(shè)計中存在的問題與對策分析
2.1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面
2.1.1地下室底板由于土地資源的緊張,業(yè)主為了最大限度地利用有限的土地資源,在進行鋼筋混凝土房屋設(shè)計的過程當中,往往會選擇加筑地下室,以擴充可使用的空間。對于存在地下室的鋼筋混凝土房屋而言,如果在設(shè)計的過程當中不注重地下室樓板的承載能力,很有可能會造成建筑物發(fā)生沉降或者是傾斜的問題,增加安全隱患。當?shù)叵率覙前逶O(shè)計承載力與實際承載力誤差大于20%的時候,混凝土底板就會出現(xiàn)裂縫,裂縫持續(xù)擴大,危及房屋與業(yè)主的安全。為了避免因地下室底板承載力不足而造成沉降,設(shè)計人員在進行設(shè)計的過程當中,可以著重在持力層與地下板之間規(guī)定要布置褥墊進行施工,降低附加應(yīng)力的影響。
2.1.2防水功能鋼筋混凝土房屋的防水功能主要立足于柱下承臺的形式基礎(chǔ)方面,受柱下承臺的形式基礎(chǔ)的制約,整個房屋的基槽地模形狀往往會產(chǎn)生很大的變化,例如放坡、陰陽角等的位置與數(shù)量都會相應(yīng)地改變與增多,增加防水工序的施工難度。為了進一步確保鋼筋混凝土房屋的防水性能,提高業(yè)主的居住質(zhì)量,設(shè)計人員需要就柱下承臺的形式基礎(chǔ)作出充分的調(diào)整,將自然因素納入設(shè)計考慮的范疇,如雨季與旱季的防水性能的要求,關(guān)鍵在于繪制包絡(luò)圖,參照包絡(luò)圖的相關(guān)數(shù)據(jù),對柱下承臺的形式基礎(chǔ)作出改變,使放坡以及陰陽角的位置與數(shù)量都趨于穩(wěn)定,彰顯鋼筋混凝土房屋防水功能的規(guī)律性,降低施工難度。
2.1.3外墻配筋在以往的鋼筋混凝土房屋設(shè)計工作當中,設(shè)計人員經(jīng)常采用的都是底部固結(jié)和頂部鉸接的計算模型以及單向板的計算方式,但是卻忽略了鋼筋結(jié)構(gòu)的影響因素,如雙向板、梁柱鋼筋籠等方面,導致了計算結(jié)果與實際情況存在很大的誤差,無法保證外墻配筋比例的合理性與科學性。鑒于此,由于在鋼筋混凝土房屋設(shè)計當中,外墻配筋的計算方法多種多樣,缺乏統(tǒng)一的標準,筆者建議設(shè)計人員先行建立統(tǒng)一的計算方法使用制度,明確使用底部固結(jié)和頂部鉸接的計算模型以及單向板的計算方式的具體情況,縮小計算結(jié)果與實際情況的客觀誤差。
2.1.4獨立基礎(chǔ)鋼筋混凝土房屋的獨立基礎(chǔ)主要是天然地基錐體獨立基礎(chǔ),存在明顯的基礎(chǔ)坡面,在以往的設(shè)計工作當中,存在著的明顯問題就是以1∶3的比例進行坡度規(guī)劃。而1∶3的比例由于基礎(chǔ)坡面的坡度過大,施工人員在進行混凝土搗實的時候,施工難度非常大,施工設(shè)備上不去,只能采用人工搗實的方法,施工效率低,搗實的質(zhì)量不理想。為了克服基礎(chǔ)坡面過大的問題,可以嘗試如下兩種的設(shè)計方法:一是按照1∶1的比例進行坡度規(guī)劃,使坡度盡量保持平緩。二是直接廢除椎體獨立地基的設(shè)計方法,建議采用階梯型基礎(chǔ)的設(shè)計方法,以保證鋼筋混凝土房屋獨立基礎(chǔ)的設(shè)計質(zhì)量。
2.2上部結(jié)構(gòu)方面
2.2.1挑梁與墻體鋼筋混凝土房屋設(shè)計中挑梁與墻體部分的問題集中表現(xiàn)在挑梁變形與墻體外閃方面,因為鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)的受力情況不均勻,容易出現(xiàn)局部受力過大的問題。為了避免挑梁變形與墻體外閃,設(shè)計人員可以在挑梁端頭設(shè)計的時候添加構(gòu)造柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計,所謂的構(gòu)造柱,即是通過在挑梁附近加筑一條梁柱,將每層的挑梁連接在一起,避免因局部受力過大而導致出現(xiàn)挑梁變形與墻體外閃的問題,其中的物理原理是:將本來集中在挑梁的壓力通過構(gòu)造柱卸載到各層結(jié)構(gòu)當中,將壓力分散,繼而消除挑梁變形與墻體外閃的問題。
2.2.2梁柱強度以往的鋼筋混凝土房屋設(shè)計工作普遍存在著“強柱強梁”的問題,“強柱強梁”即是立柱與橫梁的強度過大,對整個房屋結(jié)構(gòu)造成硬性破壞。鑒于此,為了減輕房屋結(jié)構(gòu)的硬性破壞,設(shè)計人員應(yīng)該采用“強柱弱梁”的設(shè)計方法,即是立柱的強度系數(shù)略高于橫梁的強度系數(shù),這種設(shè)計方法,主要是針對在強烈地震之下,將損失降到最低而產(chǎn)生的,根木目標在于避免梁柱同時倒塌,使整個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋瞬間崩潰,以保證梁先倒塌,柱后倒塌,提高鋼筋混凝土房屋的抗震性能,具體內(nèi)容可參閱《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(建標[2006377號])。
2.2.3鋼筋保護層厚度鋼筋混凝土構(gòu)件的保護層厚度一直存在著取值過小的問題,舊版03G101標準圖集規(guī)定的混凝土保護層是從縱筋的最外皮到混凝土邊緣的距離,而新版11G101標準圖集規(guī)定的混凝土保護層則是從箍筋的最外皮到混凝土邊緣的距離,由于測量的具置發(fā)生了較大的變化,因此保護層的具體數(shù)值也要作出相應(yīng)的調(diào)整,鋼筋的混凝土保護層厚度從墊層頂面算起應(yīng)大于42mm,對梁類構(gòu)件為-7—+10mm;對板類構(gòu)件為-5—+8mm,其中的合理誤差在(1.00±0.85)之間。
2.2.4剪力墻目前,鋼筋混凝土房屋設(shè)計中剪力墻部分普遍存在的問題就是單肢剛度偏大,并且布置非常不均勻,為梁板等構(gòu)件的設(shè)計帶來負面的影響,剪力墻單肢剛度偏大所造成的直接結(jié)果就是容易發(fā)生應(yīng)力破壞。鑒于此,設(shè)計人員在進行第一級別剛度的剪力墻設(shè)計的時候,將其單肢剛度控制在4.5以上,同時總肢數(shù)應(yīng)當在5以上,依照整體的框架結(jié)構(gòu),合理設(shè)計剪力墻。
Abstract: the design of building structure design of the building structure optimization is the use of the least cost and limited resources, space, realize building security, is applicability, economy, and beautiful integrated optimization. This article through the building structure design optimization method and significance, building structure design optimization technology, building structure optimization design of building structural design steps and the economy of the four aspects to building structural design of the optimization design of the building structure is analyzed.
Keywords: houses; Structure design; Optimization analysis
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化就是最大程度上利用有限的資源和空間,以最低的工程造價,實現(xiàn)房屋安全性、經(jīng)濟性、適用性和美觀性等的綜合最優(yōu)化[1]。采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法,在使房屋內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的同時,有效降低工程的造價。房屋建設(shè)是一項投資巨大的工程,因此,房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計必須要全方位且多角度地考慮各方面的因素,正確處理房屋經(jīng)濟性與技術(shù)功能的對立統(tǒng)一關(guān)系。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要盡量避免以下兩種情況:一是過分強調(diào)經(jīng)濟性,重視資金節(jié)約和減低造價,忽略房屋設(shè)計的技術(shù)、功能要求。二是過分強調(diào)房屋的技術(shù)和功能,忽略房屋的造價,造成資金的浪費。
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法及意義
1. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法分為對房屋的分部結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法和對房屋總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法[2]。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化一般包含以下幾個方面的內(nèi)容:對房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化;對房屋頂部結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化;對房屋的護圍支撐結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化以及對房屋總體設(shè)計結(jié)構(gòu)及細節(jié)部分進行優(yōu)化;最重要的是在房屋設(shè)計要求及設(shè)計規(guī)范內(nèi),在滿足房屋功能及技術(shù)要求的前提下,合理降低工程造價,即對房屋的造價進行最優(yōu)化設(shè)計。
2. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義在于可以最大程度地充分利用資源與空間,高效利用材料與設(shè)備,使房屋結(jié)構(gòu)功能合理、協(xié)調(diào),安全可靠。實現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的“安全性、適用性、經(jīng)濟性、美觀性”的最優(yōu)化設(shè)計。
二、房屋設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的技術(shù)
1.概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)與房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化相結(jié)合
概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)就是設(shè)計人員根據(jù)設(shè)計的一般規(guī)律和實踐經(jīng)驗,對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的多種方案進行分析并擇優(yōu)選擇方案的過程。建筑物的結(jié)構(gòu)布置,房屋細節(jié)部位的處理,載荷的確定及儀器設(shè)備參數(shù)的選取等都需要設(shè)計人員進行概念設(shè)計。概念設(shè)計需要設(shè)計人員對方案進行全面的、綜合的分析,從而選擇出最佳方案。
2. 概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)與實際建筑的設(shè)計問題相結(jié)合
在地震等不可預期的自然災(zāi)害中,房屋一旦倒塌或損壞,將會對人們的生命財產(chǎn)造成嚴重的損失。因此,房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。對房屋的抗震設(shè)計而言,概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)尤為重要。因為地震發(fā)生的復雜性和強度的不確定性,使得計算設(shè)計很難進行。而概念設(shè)計是綜合考慮決定抗震性能的各種因素和造價因素,選擇抗震性和經(jīng)濟性最強的方案[3]。房屋抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中概念設(shè)計的指導思想是小震不壞、中震可修、大震不倒的分類設(shè)防抗震思想和多道設(shè)防思想。多道設(shè)防思想是指在發(fā)生大地震時,先破壞房屋次要的結(jié)構(gòu),消耗地震能量,盡量保證房屋的主體結(jié)構(gòu)不遭到破壞。通過概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù),結(jié)合房屋建筑的實際情況,使房屋在各種不確定的外部災(zāi)害的作用下避免坍塌和損壞,盡量將損壞程度及經(jīng)濟損失減小到最低。
三、房屋設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的步驟
1.構(gòu)造結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型。
設(shè)計優(yōu)化模型的構(gòu)造一般分為三步進行。第一步是選擇合適的設(shè)計變量。一般選擇對建筑結(jié)構(gòu)影響較大的參數(shù)變,這樣可以有效簡化設(shè)計工作和減少計算量。第二步是確定目標函數(shù)。在滿足設(shè)計要求及規(guī)范的條件下,使房屋設(shè)計的造價最小。第三步是確定約束條件。約束條件包括各個方面,比如應(yīng)力約束條件、強度約束條件等。
2.選定結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案。
房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化問題是多變量、多約束條件的非線性優(yōu)化問題。在計算過程中,需要先將問題轉(zhuǎn)化為無約束條件的線性優(yōu)化問題。[4]一般來說,房屋設(shè)計優(yōu)化問題的求解過程比較復雜,需要通過計算機編程來實現(xiàn)。
3.進行計算機編程
根據(jù)建立的模型及優(yōu)化方案,進行計算機編程。計算機編程應(yīng)選擇運算速度快且功能較全的編程軟件。在編程時要選擇合適的方法,需考慮的因素有:編寫及形成程序所需花費的工作量及其他代價;解出所要求的最優(yōu)化問題,計算機執(zhí)行程序所花費的時間和費用;程序預期的可靠性,即是否有把握達到所期望的結(jié)果;程序的通用性,即是否可以用它來解決其他問題??傊?,應(yīng)從經(jīng)濟效益出發(fā),選擇合適的方法,使程序達到最優(yōu)的預期結(jié)果。
4.結(jié)果分析
通過結(jié)果分析,選出最佳的優(yōu)化設(shè)計方案。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化應(yīng)綜合考慮各種因素,以期達到安全、經(jīng)濟與實用的綜合最優(yōu)化。
四、房屋設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性
1.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中用地面積方面的經(jīng)濟性
隨著時代的發(fā)展,我國大中型城市出現(xiàn)了大批高層甚至超高層建筑結(jié)構(gòu)。此類房屋建筑的總面積是各層建筑的面積之和。因此,房屋層數(shù)越多,單位面積的房屋占用的建筑土地面積越小。但是隨著房屋層數(shù)的增多,房屋設(shè)計的總高度也會增加,這導致相鄰建筑的日照距離增加,使一定建筑面積房屋的總數(shù)目減少。此外,房屋層數(shù)越高,需要的投資越高,抗震設(shè)計難度及造價也顯著增大。綜上,單位房屋用地面積并不總是隨著房屋層數(shù)的增大而提高。因此,通過優(yōu)化設(shè)計,綜合考慮安全性和經(jīng)濟性等各個方面問題,選出最佳的房屋建筑層數(shù)。
2.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中造價方面的經(jīng)濟性
由于房屋的建筑層數(shù)直接影響單位面積房屋占用的建筑土地面積,則房屋建筑層數(shù)也會直接影響房屋單位面積的造價,進而影響整個建筑的經(jīng)濟性。隨著房屋設(shè)計的層數(shù)增加,房屋建筑的墻、柱的等承重結(jié)構(gòu)的載荷增大,抗震設(shè)計方面的造價會顯著增大,導致房屋建筑單位面積的造價升高[5]。此外,無論建筑物層數(shù)是多少,建筑物頂部的面積不會改變。因此,隨著房屋層數(shù)的增高,建筑物頂部單位面積的造價會降低。房屋的公共基礎(chǔ)部分是建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分。房屋層數(shù)增大,基礎(chǔ)承受的載荷也會相應(yīng)增大,導致造價的升高,同時,房屋建筑的總面積也顯著增大。一般來講,房屋建筑基礎(chǔ)單位面積的造價會隨著層數(shù)的增加呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢。綜上所述,需要采用設(shè)計優(yōu)化技術(shù),選取最適的建筑設(shè)計層數(shù)。
3.高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性
由上面的分析可知,隨著建筑層數(shù)的增加,住宅的墻體及柱體等支持結(jié)構(gòu)的面積會增加。這會使住宅的水、電、天然氣等的管線長度增加,增加造價。相反,降低建筑物層數(shù),一方面可以節(jié)約材料,有利于抗震設(shè)計,另一方面,可以減少房屋建筑的總高度,進而減少相鄰建筑物之間的日照距離,使有限建筑面積可建設(shè)的房屋總數(shù)目增加。
五、結(jié)束語
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化需要全方位、多角度地考慮各種因素,以達到安全性、適用性、經(jīng)濟性和美觀性的綜合最優(yōu)化。這幾個方面是矛盾統(tǒng)一的關(guān)系,結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化就是找到其最佳組合方式。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化要求我們在實踐中善于思考、敢于探索,努力實現(xiàn)用最低的造價實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益的優(yōu)化目標。
參考文獻:
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在房屋設(shè)計中進行節(jié)能設(shè)計是符合國家提出的可持續(xù)發(fā)展這樣的一個觀念的,由于人們在長久的生產(chǎn)生活中不斷的對大自然索取資源,導致現(xiàn)在資源出現(xiàn)短缺的現(xiàn)象,而在房屋中去進行節(jié)能設(shè)計可以緩解這樣的一個局勢,同時,在房屋設(shè)計中對其節(jié)能方面進行設(shè)計是建筑行業(yè)未來的一個發(fā)展趨勢。
1房屋進行節(jié)能設(shè)計產(chǎn)生的意義
隨著社會上相關(guān)學者對人與自然之間的研究不斷的深入,越來越多的人開始明白人類不可以一味的去向大自然去索取資源,這樣總有一天大自然的資源會被消耗殆盡,所以很多人開始倡導人與自然要去和諧發(fā)展這樣的觀念,而對于房屋設(shè)計中注重其節(jié)能設(shè)計就是體現(xiàn)了這樣的一個發(fā)展觀。在房屋設(shè)計中重視其對節(jié)能方面的設(shè)計,可以減少房屋建筑中對資源的消耗,同時也可以減少對于生態(tài)環(huán)境的破壞,促進社會發(fā)展成資源節(jié)約型社會。我國擁有的人口基數(shù)大,這樣一來在經(jīng)濟發(fā)展過程中對能源的消耗就會非常嚴重,而建筑行業(yè)對于能源的消耗會加重能源緊缺的情況,從而影響經(jīng)濟進行可持續(xù)發(fā)展。而且建筑行業(yè)也發(fā)展的越來越迅速,占用的能源也就會越來越多,所以,必須要去重視在房屋建筑設(shè)計中去進行節(jié)能設(shè)計,這樣才能減少能源的消耗,增強其在建筑市場的競爭力,同時也會促進國家經(jīng)濟的發(fā)展。
2影響房屋建筑進行節(jié)能設(shè)計的因素分析
2.1環(huán)境因素
環(huán)境對其影響的方面主要在三個方面,即空氣流通、降雨以及日照。日照量的大小在一定程度上影響了居民的舒適度,過多的日照量會使得房屋的溫度太高,過少則會讓房屋出現(xiàn)陰冷的情況,出現(xiàn)其中的任何一種情況都會讓人產(chǎn)生不同程度的不適感。但是,因為居住樓層的分布關(guān)系,不可能所有的居民所獲得的日照量都是適宜的,在這樣的情況下,人們就會采用空調(diào)電扇這樣一些電器來調(diào)節(jié)溫度,但是大量的使用這些電器就會消耗大量的電能。水資源也是人們?nèi)粘I钪斜仨氁玫降囊环N資源,如何將雨水這方面資源的利用率進行提高是在房屋設(shè)計中不能忽視的問題;還有在空氣流通方面,對建筑進行不同的設(shè)計就會產(chǎn)生不同性質(zhì)的空氣流通,空氣流通會對溫度產(chǎn)生影響從而對能源消耗方面產(chǎn)生影響。
2.2節(jié)能工藝
節(jié)能材料一般是氛圍兩種的,也就是隔熱材料和蓄熱材料。隔熱材料,顧名思義就是將某些物體的表面溫度進行轉(zhuǎn)椅從而使導熱系數(shù)降低的一種材料,通過使用這種材料可以減少室內(nèi)與室外之間的熱量傳遞,使室內(nèi)的溫度一直處于人體比較適宜的溫度狀態(tài),主要是可以起到一個隔熱以及保溫的作用,這樣就可以減少那些電器的使用,從而達到節(jié)約能源的目的。蓄熱材料指的是將日照對室內(nèi)溫度產(chǎn)生的影響進行延緩,減小室內(nèi)和室外溫度不同而產(chǎn)生的溫差,降低溫度帶來的損耗,從而減少對于能源的消耗。
3在房屋設(shè)計中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計的相關(guān)分析
3.1設(shè)計遮陽系統(tǒng)
對于遮陽系統(tǒng)方面的設(shè)計是實現(xiàn)房屋節(jié)能設(shè)計中的一個重要步驟。形成遮陽系統(tǒng)的相關(guān)構(gòu)件的種類各種各樣,對于房屋不同的部位進行設(shè)計的遮陽系統(tǒng)也會有所不同,具有相當強的針對性。通常來說遮陽類型可以分為三種,就是水平式、綜合式以及垂直式。水平式的這種遮陽設(shè)計具有比較大的一種遮陽高度角,可以遮擋來自門窗上面照進屋內(nèi)的陽關(guān)個,所以說這種類型的設(shè)計比較適合那些朝南的門窗。綜合式的這樣設(shè)計其表現(xiàn)出來的綜合遮陽這方面的效果比較好,可以對于上下以及側(cè)面照進來的陽關(guān)進行遮擋,所以這種類型的遮陽設(shè)計一般會運用在那些西南以及東南的門窗。垂直式類型的遮陽設(shè)計主要遮擋的是通過門窗兩邊斜射進來的陽光,所以一般會用在那些西南以及東北方向的門窗。對于遮陽系統(tǒng)進行設(shè)計是一件比較復雜的工作,因為其設(shè)計人員要考慮到的因素很多,比如房屋的布局、房屋所處的地形條件等,要對每一個因素都要考慮才會讓遮陽效果更佳。而且,在進行遮陽系統(tǒng)設(shè)計的時候需要遵循平面布局原則,也就是說房屋的設(shè)計不可以是東西方向這樣的設(shè)計,因為這樣朝向的房屋在夏天的時候會遇到太陽直射,室內(nèi)的溫度會非常的高。
3.2外墻保溫方面的設(shè)計
在我國房屋進行節(jié)能設(shè)計時存在的一個主要問題就是結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的熱損耗非常的大。外墻是房屋在進行建筑過程中的一個非常重要的組成部分,所以在外墻做好保溫設(shè)計可以降低很大一部分的能源消耗。對于外墻保溫方面?zhèn)鹘y(tǒng)運用的一種方式就是使用一些保溫隔熱效果比較好的建筑材料來進行建造外墻。對房屋外墻進行保溫設(shè)計不僅應(yīng)用在新建造的房屋上也可以應(yīng)用在已經(jīng)存在的房屋上,而且對房屋的形式不會產(chǎn)生變化,保溫板以及保溫涂料是很好的一種選擇。隨著科學技術(shù)的不斷向前發(fā)展,也出現(xiàn)了越來越多更加完善的隔熱材料及技術(shù)。比如說聚氨酯這種保溫材料,經(jīng)過很多的實踐發(fā)現(xiàn)這種材料的保溫效果比傳統(tǒng)保溫效果好,而且其節(jié)能性能超過了65%。有些房屋可能會對其外形方面有一些重點要求,遇到這種情況的時候,可以將施工技術(shù)與保溫材料進行相結(jié)合,通過對已經(jīng)存在的外墻結(jié)構(gòu)進行保溫加固方面的處理,再運用一些保溫材料來使其產(chǎn)生一個輔助保溫的作用,這樣就可以提升整個房屋的外墻保溫方面的效果。
4結(jié)語
建筑行業(yè)是一個消耗能源比較多的行業(yè),所以在房屋設(shè)計中進行節(jié)能設(shè)計可以降低其能源的消耗,也就是說會讓整個社會的能源消耗都會降低,所以,在房屋設(shè)計中進行節(jié)能設(shè)計是非常必要的。同時,國家應(yīng)該要支持相關(guān)人員進行新材料以及新工藝這方面的研發(fā),促進建筑行業(yè)可以更加健康綠色的發(fā)展。
參考文獻
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