時間:2023-03-20 16:19:56
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇建筑設計工程師論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
摘要:隨著國家社會經濟與技術的飛速進步發展,高層建筑在我國各大城市越來越多。高層建筑結構設計給工程設計人員提出了更高的要求,本文就結構設計中常見的幾個問題進行探討。
關鍵詞:高層建筑結構設計 問題
1高層建筑結構受力性能對于一個建筑物的最初的方案設計,建筑師考慮更多的是它的空間組成特點,而不是詳細地確定它的具體結構。 建筑物底面對建筑物空間形式的豎向穩定和水平方向的穩定都是非常重要的,由于建筑物是由一些大而重的構件所組成,因此結構必須能將它本身的重量傳至地面,結構的荷載總是向下作用于地面的,而建筑設計的一個基本要求就是要搞清楚所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關系,所以,在建筑設計的方案階段,就必須對主要的承重柱和承重墻的數量和分布作出總體設想。 對于低層、多層和高層建筑,豎向和水平向結構體系的設計基本原理都是相同的,但是,隨著高度的不斷增加。豎向結構體系成為設計的控制因素,其原因有兩個:其一,較大的垂直荷載要求有較大的柱、墻或者井筒;其二,側向力所產生的傾覆力矩和剪切變形要大得多。 與豎向荷載相比,側向荷載對建筑物的效應不是線性增加的,而隨建筑高度的增高迅速增大。例如,在所有條件相同時,在風荷載作用下,建筑物基底的傾覆力矩近似與建筑物高度的平方成正比,而其頂部的側向位移與高度的四次方成正比,地震的作用效應更加明顯。在高層建筑中,問題不僅僅是抗剪,而更重要的是整體抗彎和抵抗變形,可見,高層建筑的結構受力性能與低層建筑有很大的差異。 2結構選型階段 對于高層結構而言,在工程設計的結構選型階段,結構工程師應該注意以下幾點: 2.1結構的規則性問題。 新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動,新規范在這方面增添了相當多的限制條件,例如:平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規范采用強制性條文明確規定“建筑不應采用嚴重不規則的設計方案?!币虼?,結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意,以避免后期施工圖設計階段工作的被動。 2.2結構的超高問題。 在抗震規范與高規中。對結構的總高度都有嚴格的限制,尤其是新規范中針對以前的超高問題,除了將原來的限制高度設定為A級高度的建筑外,增加了B級高度的建筑,因此。必須對結構的該項控制因素嚴格注意,一旦結構為B級高度建筑甚或超過了B級高度,其設計方法和處理措施將有較大的變化。 在實際工程設計中,出現過由于結構類型的變更而忽略該問題。導致施工圖審查時未予通過,必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況,對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。 2.3嵌固端的設置問題。由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設置在地下室頂板,也有可能設置在人防頂板等位置,因此,在這個問題上,結構設計工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等等問題,而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。 2.4短肢剪力墻的設置問題。在新規范中, 對墻肢截面高厚比為5-8的墻定義為短肢剪力墻。且根據實驗資料和實際經驗,對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制,因此,在高層建筑設計中,結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。 3地基與基礎設計方面 地基與基礎設計一直是結構工程師比較重視的方面,不僅僅由于該階段設計過程的好與壞將直接影響后期設計工作的進行,同時,也是因為地基基礎也是整個工程造價的決定性因素,因此,在這一階段,所出現的問題也有可能更加嚴重甚至造成無法估量的損失。 在地基基礎設計中要注意地方性規范的重要性問題。由于我國占地面積較廣,地質條件相當復雜,作為國家標準,僅僅一本《地基基礎設計規范》無法對全國各地的地基基礎都進行詳細的描述和規定,因此,作為建立在國家標準之下的地方標準。 地方性的“地基基礎設計規范”能夠將各地方的地基基礎類型和設計處理方法等一些成熟的經驗描述和規定得更為詳細和準確,所以,在進行地基基礎設計時,一定要對地方規范進行深入地學習,以避免對整個結構設計或后期設計工作造成較大的影響。 轉貼于 中國論文4結構計算與分析方面 在結構計算與分析階段,如何準確,高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理,是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進,因此,結構工程師也應該相當地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。 4.1結構整體計算的軟件選擇。目前比較通用的計算軟件有:SATWE、TAT、TBSA或ETABS、SAP等,但是,由于各軟件在采用的計算模型上存在著一定的差異,因此導致了各軟件的計算結果有或大或小的不同。所以,在進行工程整體結構計算和分析時必須依據結構類型和計算軟件模型的特點選擇合理的計算軟件,并從不同軟件相差較大的計算結果中,判斷哪個是合理的、哪個是可以作為參考的,哪個又是意義不大的,這將是結構工程師在設計工作中首要的工作。否則,如果選擇了不合適的計算軟件,不但會浪費大量的時間和精力,而且有可能使結構有不安全的隱患存在。 4.2是否需要地震力放大,考慮建筑隔墻等對自振周期的影響。 該部分內容實際上在新老規范中都有提及,只是,在新規范中根據大量工程的實測周期明確提出了各種結構體系下高層建筑結構計算自振周期折減系數。 4.3振型數目是否足夠。 在新規范中增加一個振型參與系數的概念,并明確提出了該參數的限值。由于在舊規范設計中,并未提出振型參與系數的概念,或即使有該概念,該參數的限值也未必一定符合新規范的要求,因此,在計算分析階段必須對計算結果中該參數的結果進行判斷,并決定是否要調整振型數目的取值。 4.4多塔之間各地震周期的互相干擾,是否需要分開計算。一段時間以來,大底盤,多塔樓的高層建筑類型大量涌現,而在計算分析該類型高層建筑時,是將結構作為一個整體并按多塔類型進行計算,還是將結構人為地分開進行計算,是結構工程師必須注意的問題。如果多塔間剛度相差較大,就有可能出現即使振型參與系數滿足要求,但是對某一座塔樓的地震力計算誤差仍然有可能較大,從而便結構出現不安全的隱患。 4.5非結構構件的計算與設計。在高層建筑中,往往存在一些由于建筑美觀或功能要求且非主體承重骨架體系以內的非結構構件。對這部分內容,尤其是高層建筑屋頂處的裝飾構件進行設計時,由于高層建筑的地震作用和風荷載均較大。因此,必須嚴格按照新規范中增加的非結構構件的計算處理措施進行設計。5結束語 總之,在高層建筑結構設計中,結構工程師不能僅僅重視結構計算的準確性而忽略結構方案的實際情況,應做出合理的結構方案選擇。高層建筑結構設計人員應該根據具體情況進行具體分析,處理建筑設計中遇到的各種問題。
參考文獻 [1]肖峻,高層建筑結構分析與設計[J],中化建設,2008[2]范小平,高層建筑結構概念設計中相關的幾個問題應用分析[J]福建建材,2008 [3]李國勝,多高層鋼筋混凝土結構設計中疑難問題的處理及算例,中國建筑工業出版社,2004 中國論文下載中心 省略
論文關鍵詞:知識經濟,現代化,生態建筑
1、知識經濟推動建筑技術的變革
知識經濟被定義成以知識為基礎的經濟, 亦即是指以現代科學技術為核心的,建立在知識和信息的生產、分配和使用之上的經濟,是和農業經濟、工業經濟相對應的一個概念[[1]]。知識經濟時代的到來,意味著知識的獲取、信息的交流和創造性思維的迸發對人類社會的發展比以往任何時候都更為重要。
知識經濟中的知識,第一方面包括了平常所說的關于知識和能力兩個方面;第二方面包括科學和技術兩個方面;第三方面指對社會關系的認識,也就是關于管理的知識和能力;總之包括科學、技術、能力、管理等各方面現代化,其中更強調知識中的能力。我們今天就以建筑行業中的生態建筑為例來分析知識經濟對社會發展的沖擊和震撼。
2、現代生態建筑的發展需要知識經濟的支撐
當人類進入工業化社會,隨著生產力迅速發展,城市化進程加快, 導致大規模、大批量的建筑活動,也帶來了建筑材料、結構、技術的突飛猛進。例如目前我國正處在城鎮化水平和城市建設高速發展時期,每年新建建筑面積約10億平方米,城鎮建設投資每年高達數萬億元,規模巨大。但是,這些建筑在建造和使用過程中,耗用了大量土地, 直接消耗的能源約占全社會總能耗的30% ,用水約占城市用水的47% ,使用鋼材約占全國用鋼量的30% ,水泥約占25%。傳統的建筑技術在大量消耗自然資源的基礎上,為人類文明的發展做出了貢獻,但由此卻帶來了資源枯竭、環境污染和物種消亡等一系列的生態問題。
生態建筑發展觀要求做到“ 既滿足當代人的需要, 又不對后代人滿足其需要的能力構成危害”, 這實際上是在一定技術經濟條件下的一種均衡。二十世紀九十年代國家開始提倡的“綠色建筑”、“生態建筑”延續到最近深層次的“低碳建筑”,其特點均在于, 面對建設事業飛速發展的形勢,怎樣在城市建設中切實做到節約土地、節約能源、節約用水、節約材料和環境保護,對于建設節約型社會影響深遠。同時人們已經充分認識到建筑節能概念并非不要消耗能源,而是需要大大提高能源的利用效率,同時大幅度減少對環境的污染,減少溫室氣體的排放,這種把建筑耗能與自然生態、科學技術和人類社會的可持續發展結合起來,是當前最具積極意義的節能概念,實際上也就是生態建筑觀的重要內涵論文怎么寫。
2.1、知識經濟助推生態建筑效應之一———建筑節能技術開發
生態建筑系統工程需要依靠知識經濟的支撐,生態建筑要想卓有成效地得以推進與普及,除了需要資金的傾注、政策導向的引導和必要的管理手段外,還呼喚將高科技技術不斷滲透以全面提升建筑節能技術,這些新技術主要包括新型保溫材料、遮陽技術、太陽能利用技術、自然及機械通風技術、新型采暖空調設備、燃料電池、微型燃氣輪機、計算機控制技術等等。許多生態建筑充分利用了這些新技術,并把他們合理地糅合在一起,做到了舒適和節能的高度統一。
以我國北方采暖地區城鎮居民住宅建筑為例,在建筑外圍護結構中,通過外墻和屋頂的傳熱的熱損失達70 %~80 %,而通過門窗能耗約占20%~30% ,顯然提高整個建筑外圍護結構的熱工性能,減少采暖與空調能耗勢在必行[[2]]。從我們20 世紀80 年代至今的外墻保溫隔熱技術的研究結果來看,提高外墻熱工性能的技術類型包括傳統技術、現代技術和高技術三類。而傳統的技術遠遠不能滿足現代城鎮建筑高效節能標準的客觀要求。以北方陜西地區而論,要達到我國《民用建筑節能設計標準》(居住建筑部分) 的要求,其城鎮居住建筑外墻的熱阻限值須達1.00m2·K/ W。要實現這一節能技術目標,若采用傳統的粘土實心磚墻,其厚度必需達到490mm 以上。其結果,不僅外墻的力學性能不能得以充分發揮,而且墻體耗材劇增,占用室內空間面積過多,造成資源浪費。
國內外建筑節能和墻材改革的大量技術理論研究和應用實踐一再證明,外墻的高技術復合化途徑是建筑外墻節能技術發展的必然趨勢。復合外墻是指外墻在材料與構造上,由承重結構部分和保溫隔熱部分經組合而成,能充分發揮兩種材料的各自特性,在達到節能建筑外墻熱工指標的前提下,有效地減薄外墻的厚度,藉以節能節資。同在我國華北部地區,若采用復合外墻,僅需采用240mm 厚粘土實心磚墻,180~200mm 厚的鋼筋混凝土墻,另加厚約20~40mm 厚的優質保溫材料層,其總熱阻值即可完全滿足節能技術指標要求[[3]]。試想如果沒有高效能、低成本、成熟配套的建筑節能技術,要全面推進生態建筑是極不現實的。毫無疑問,隨著知識經濟不斷發展狀大,將不斷帶動我國建筑節能技術的全面進步。
2.2、知識經濟助推生態建筑效應之二———生命周期成本實施
生命周期成本(LCC,Lifecycle Costing)原本來自于經濟學,主要是指在產品經濟有效使用期間所發生的與該產品有關的所有成本,包括開發、生產以及后勤支持。運用在建筑領域的定義是:“當存在若干個可以達到客戶目標,且具有不同的初始成本和運營成本的可供選擇的方案時,幫助客戶對建筑工程的成本性能進行評估的一種工具”現代化,作為在建筑方案經濟性能評價領域里的一種新的成本—價值評價體系,要求在評價建筑物的經濟性能時,要考慮建筑物的全過程,也即從項目的構思、策劃、設計、建造、使用、維護、修建直至拆除的整個生命周期內所發生的全部費用。關注建筑的生命周期,意味著不僅在規劃設計階段充分考慮并利用環境因素,而且確保施工過程中對環境的影響最低,運營管理階段能為人們提供健康、舒適、低耗的無害空間,拆除后又對環境危害降到最低,并使拆除材料盡可能的再循環利用。
生態建筑一般都具有初始投資較大而運行與維護費用較低的特點,以往房地產開發商總是把短期經濟效益放在首位, 對他們而言, 生態建筑、節能和環保往往只是一種促銷手段。業主兼住戶則不僅關心項目的初投資, 而且十分注重建筑物的環保、節能效果和運行、維護費用。顯然, 后者應用生命周期成本法的積極性要比前者高得多。因此在項目初期即采用生命周期成本法進行經濟性能評價,從長遠的角度出發綜合考慮建筑物的經濟性能, 有助于改變投資者的成本觀,對生態建筑的評價和實施都十分有利[[4]]。比如,在現代生態建筑中,建筑設備在建筑物造價中占有相當高的比重,采用生命周期成本法,在各種機電設備的設計、選型、采購和安裝上進行分析,是比較客觀的。知識經濟時代的產業革命與技術革新,為建筑技術的全面創新適時地提供有力的扶助論文怎么寫。
2.3、知識經濟助推生態建筑效應之三———一體化設計方式
知識經濟學體系中注重理論和應用兩個層次的結合,主要是研究知識活動的經濟問題及其經濟規律。它把知識的生產、分配和應用看成一種經濟現象,用經濟學的方法來探討科學、技術、信息、知識的活動過程及規律現代化,既研究知識活動的經濟問題,又研究經濟活動的知識作用問題,既分析知識活動的經濟因素與經濟后果,又考察經濟活動的知識動因與知識效應。在一定意義上,其實是一種新的交叉邊緣學科。
在建筑設計領域長期以來,建設項目的設計工作按照專業化分工的要求被分解為若干階段:由建筑師提出建筑方案, 然后結構工程師和其他專業工程師分別完成結構設計和水、暖、電的系統設計。隨著知識經濟的到來, 特別是計算機輔助設計軟件的廣泛應用, 建筑設計領域專業化分工的程度越來越高, 以至于造成各專業之間的隔閡,對生態建筑的設計實施尤為不利。一體化設計是在現有的成本約束條件下進行綠色設計的整合化途徑,它要求與項目有關的各類人員, 包括建筑師、土木工程師、暖通工程師、電氣工程師, 甚至包括承包商和物業管理人員從一開始就介入設計過程,將專業間的隔閡降至最低,充分交換意見、共享信息, 從而增加采用“ 綠色” 方案的可能性, 同時可以減少因采用“ 綠色” 方案而造成的初投資的增加值。日本在這方面已取得顯著成效。在川崎市一座大型寫字樓的建設中, 新的成本觀、價值觀和方法論發揮了很好的作用, 建筑師、業主和承包商共同組成生態委員會, 下設環境管理、資源循環利用和二氧化碳排放控制個分委員會, 完善的組織和激勵措施保證了綠色建筑方案的實施, 使該建筑的能量消耗減少32%, 生命周期CO2排放量降低約38%。
3、結語
工業發達國家的經驗證明,節能新產品的開發研究、生命周期成本的實施以及一體化設計等措施有利于轉變人們傳統的思想觀念和價值體系, 克服傳統的成本、價值體系的弊端, 促進生態建筑的發展。這些都離不開知識經濟的發展現代化,知識經濟以生產過程更多的創新知識投入和產出、生產,在生態建筑節能技術領域,開發出更多、更新、性能更優的技術產品,從而突破傳統理念傳統技術的禁錮,使我國建筑節能系統工程早日實現跨越式發展的目標。可以預測,21世紀在知識經濟的強大沖擊力對建筑節能及其技術體系的激發下,人們賴以生息的人居環境將更加舒適宜人,社會經濟和自然生態必將步入協調、共生、可持續發展的良性運行軌道。
1. 馬 寧 女 年齡:35歲(廣州,510520)
工作單位:廣東工程職業技術學院建筑工程系(GuangDong Engineering Technical College,Guangzhou 510520,China)
最高學歷:華南理工大學建筑學院博士研究生
職稱:講師、經濟師
2. 壽勁秋 男 年齡:35歲(廣州,510640)
工作單位:華南理工大學建筑設計研究院(The Architectural Design & Research Institute of South ChinaUniversity of Technology ,Guangzhou 510640,China )
最高學歷:華南理工大學建筑學院博士研究生
職稱:一級注冊建筑師、工程師
參考文獻:
[[1]]陳志生,知識經濟概念的哲學辨析,學術論壇[J],2007(02):21-25.
[[2]]壽勁秋、馬寧,淺論知識經濟時代下的現代生態建筑,建筑科學[J],2009(12):34
[[3]]許志中,曹雙梅,我國建筑節能技術的研究開發與發展前景探討,工業建筑[J],2004 (4) :73-75.
[[4]]沙凱遜,成本與價值:綠色建筑的經濟學思考,中國環境管理[J],2003(03):20-23
Abstract: At present, the high-rise building occupies larger and larger proportion in our city’s construction, and due to the variety of the building structure design, there are many new structure design scheme presented in our city construction of the fast speed. With the more and more complicated building types and functions, and the increasing number of high-rise building, the structure systems of the high-rise building is also more and more diverse. Thus, the high-rise building structure design has become the diffecult and key point. Facing with the situation, we should put the high-rise building structural design on the first place, and do some study. And there puts forward higher request for engineering design personnel. This paper discusses a few matters needing attention of the structure design.
Keywords: high-rise building; structure design
中圖分類號:TU761.6 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
1 高層建筑結構設計方面的原則 1.1 選用適當的計算簡圖:結構計算式在計算簡圖的基礎上進行的,計算簡圖選用不當則會導致結構安全的事故常常發生,所以選擇適當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件。計算簡圖還應有相應的構造措施來保證。實際結構的節點不可能是純粹的鉸結點和剛結點,但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。 1.2 選擇合適的基礎方案:基礎設計應根據工程地質條件,上部結構類型與載荷分布,相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析,選擇經濟合理的基礎方案,設計時宜最大限度地發揮地基的潛力,必要時應進行地基變形驗算。基礎設計應有詳盡的地質勘察報告,對一些缺少地質報告的建筑應進行現場查看和參考臨近建筑資料。通常情況下,同一結構單元不宜采用兩種不同的基礎類型。 1.3 合理選擇結構方案:一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案,也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力、傳力明確。同一結構單元不宜采用不同結構體系,地震區應力求平面和豎向規則。總而言之,必須對工程的設計要求、材料供應、地理環境、施工條件等情況進行綜合分析,并與建筑、電氣、給排水、暖通等專業充分協商,在此基礎上進行結構選型,確定結構方案,必要時應進行多方案比較,擇優選用。 1.4 正確分析計算結果:在結構設計中普遍采用計算機技術,但是由于目前軟件種類繁多,不同軟件往往會導致不同的計算結果。因此設計師應對程序的適用范圍、條件等進行全面了解。在計算機輔助設計時,由于結構實際情況與程序不相符合,或人工輸入有誤,或軟件本身有缺陷均會導致錯誤的計算結果,因而要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析,慎重校核,做出合理判斷。 1.5 采取相應的構造措施:結構設計始終要牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉” 原則,注意構件的延性性能;加強薄弱部位;注意鋼筋的錨固長度,尤其是鋼筋的直段錨固長度;考慮溫度應力的影響力等等。 2 高層建筑結構設計的特點 2.1 軸向變形不容忽視:高層建筑中,豎向載荷很大,能在柱中引起較大的軸向變形,對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩減小,跨中正彎矩和端支座負彎矩值增大;此外還會對預測構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整;另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。 2.2 結構延性是重要設計指標:相對于底層建筑而言,高層建筑的結構更柔和一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。 2.3 水平荷載成為決定因素:一方面,因為高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎向構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度變化。
3 高層建筑結構的相關問題分析3.1 結構的超高問題:在抗震規范和高層規程中,對結構的總高度有著嚴格的限制,尤其是新規范中針對以前的超高問題,除了將原來的限制高度設定為A級高度以外,增加了B級高度,處理措施與設計方法都有較大改變。在實際工程設計中,出現過由于結構類型的變更而忽略該問題,導致施工圖審查時未予通過,必須重新進行設計或需要開專家會議進行論證等工作的情況,對工程工期、造價等整體規劃的影響相當巨大。 轉貼于 中國論文下載中心 h3.2 短肢剪力墻的設置問題:在新規范中,對墻肢截面高厚比為4~8的墻定義為短肢剪力墻,且根據實驗數據和實際經驗,對短肢剪力墻在高層建筑中的應用增加了相當多的限制,因此,在高層建筑設計中,結構工程師應盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設計工作增加不必要的麻煩。 3.3 嵌固端的設置問題:
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設置在地下室頂板,也有可能設置在人防頂板等位置,因此,在這個問題上,結構工程師往往忽視了由嵌固端的設置帶來的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協調等問題,而忽略其中任何一個方面都有可能導致后期設計工作的大量修改或埋下安全隱患。 3.4 結構的規則性問題:新舊規范在這方面的內容出現了較大的變動,新規范在這方面增添了相當多的限制條件,例如:平面規則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規范采用強制性條文明確規定“高層建筑不應采用嚴重不規則的結構體系。”因此,結構工程師在遵循新規范的這些限制條件上必須嚴格注意,以避免后期施工圖設計階段工作的被動。
關鍵詞:土木工程;強化工程素質;實踐教學;改革
作者簡介:袁康(1982-),男,重慶人,石河子大學水利建筑工程學院,副教授,國家一級注冊結構工程師。(新疆 石河子 832003)
基金項目:本文系石河子大學校級教改項目“土木工程專業實踐教學團隊建設”、兵團精品課建設項目“混凝土結構”的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0188-02
普通高校土木工程專業是以培養適應社會主義現代化建設和現代科學技術發展需要、掌握土木工程學科的基本理論和基本知識、獲得工程師基本訓練并具有創新精神的應用型高級工程技術人才為目標,畢業生應具有從事土木工程設計、施工與管理工作的能力以及初步的項目規劃、研究開發的能力。[1]土木工程專業是一門實踐性非常強的學科,因此在實現培養目標的過程中實踐教學環節顯得尤為重要,它是提高專業人才創新能力、動手能力和專業素質的關鍵途徑與手段。[2]石河子大學土木工程專業建設過程中結合新疆經濟社會發展需求,以及學校自身辦學條件,主要注重在建筑工程設計、施工、管理等方面培養人才,多年來培養了大批優秀工程技術人才,得到了用人單位的一致好評。通過“請進來、走出去”――即邀請工程單位參與到實踐教學環節中,讓學生走出校園參與到工程實踐中去的探索思路,與兵團設計院、天筑建設集團等多家工程實踐單位建立了合作關系,逐漸建立一套基于“強化工程素質”為出發點的土木工程專業全程(涵蓋實驗教學、課程設計、畢業設計、認識實習、生產實習、專業競賽)實踐教學體系,如圖1所示。本文將闡述石河子大學土木工程專業實踐教學體系改革探索經驗,以供參考。
一、實驗教學環節改革
土木工程專業開設的實驗主要有材料實驗和結構實驗,傳統的實驗課程相對獨立的從屬于各自的理論課程,學時量小,學生在課程中往往缺乏主動性和積極性,只是按照實驗指導書的步驟去完成,對于實驗的目的、重要性等都缺乏深入的理解,甚至有些實驗逐步演化成演示實驗,其弊端顯而易見,急需改變。目前,石河子大學在教學過程中主要從優化實驗內容和改變教學方式兩方面入手進行改革。
1.優化整合實驗教學內容
實驗課程從材料性質到結構性能實驗,其過程有其內在邏輯性,學生必須在深入了解材料的物理力學性能后才能將材料制作為各種受力構件,并通過結構實驗去認識構件的受力性能。因此,在實驗內容的設置上可以將材料實驗和結構實驗進行統籌安排。例如,混凝土結構構件實驗與混凝土實驗、鋼材力學性能實驗可以進行綜合設置,提前給出一個按實際工程受荷、選材的構件,讓學生通過所學建筑材料、混凝土結構、土木工程施工等課程知識來循序漸進地完成該構件的混凝土制作、鋼筋指標測驗、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、承載力實驗,并與理論計算進行比較。通過一個細小的構件完成,讓學生充分實踐到結構設計和施工的過程中。
2.以學生為主體的實驗教學方式改革
在實驗教學方式方面,始終以學生為主體,激發學生的創造性,鍛煉學生綜合運用所學知識解決工程實際問題的能力。具體采用:
(1)減少驗證性實驗,增開設計性、綜合性實驗。
(2)實驗過程中強調學生的參與性,從構件制作、實驗操作都以學生摸索為主,老師只提供《混凝土結構設計規范》、[3]《普通混凝土力學性能試驗方法標準》[4]等相關規范和標準。
(3)應對實驗結果與理論分析的異同與學生進行深入探討,啟發學生的創新思維意識。
(4)針對實驗內容,到工地、質監站等相關聯合培養基地進行觀摩,讓學生聆聽各項實驗在工程實踐中的意義,強化學生工程意識。
二、推進校企聯合模式的實習改革
實習是土木工程實踐教學體系中十分重要的一環,是學生在學習階段第一次直接接觸工程實踐,也是校企聯合培養優勢體現最為明顯的環節。石河子大學的實習分為認識實習和生產實習(包括測量實習和工地生產實習)兩個環節,在實習方面主要進行了以下探索:
1.集中與分散相結合的認識實習,使學生對工程有感性認識
所謂集中認識實習,即是在老師的帶領和講解下對已建和在建的各種結構形式的建筑有一個初步的認識。石河子大學土木工程專業集中認識實習為期一周,開設時間在大三的第一周,主要在聯合培養單位完成,實習的開展既是對已學知識的實踐認知,也是為后續課程的順利開展奠定基礎,所以在實習科目的安排上應盡可能地做到廣泛和全面。另外,考慮到專業課程的抽象性,石河子大學在改善教學方法上亦有嘗試,即將部分理論課時與分散的認識實習結合,開展工程現場教學。例如,在混凝土課程講解鋼筋的布置時將學生帶到施工現場進行講解,使得原本抽象的內容變得生動。在講述梁格布置時,直接以所在教學樓結構布置為例進行分析,充分調動了學生的好奇心和求知欲。
2.“雙導師制”、“專題討論”、“循環實習”提高工地生產實習成效
工地生產實習是指學生進入施工現場對在建建筑進行跟蹤實習,是學生第一次與實際工程的親密接觸,讓學生了解工程人員的艱辛與責任,也是學生走上工作崗位之前最為接近實際的實踐環節。如何使學生在實習過程中真正將理論知識與實踐相結合,增長實踐經驗是生產實習的主要目的,主要采取以下措施:
(1)采用“雙導師制”進行實習指導,即學校老師和施工技術人員共同指導學生實習,使學生既可以從施工技術人員處獲取實踐經驗,也可以從老師處獲取相關實踐內容的理論解答。
(2)適當引入“專題討論”,學生進入的可能是不同結構形式的工地,如有框架、剪力墻、底框、鋼結構等等,也有可能進入的是不同的施工階段,有的在主體階段,有的在裝修階段等等。針對不同的實習環境,可以事先設置一些專業性的問題讓學生帶著問題去實習,并在實習過程中查閱資料解決問題,使學生解決問題的能力得到鍛煉。
(3)為使學生在較短時間充分參與工程施工的各個環節,采取了“循環實習”的方式,即每組學生在一個工地上實習一定時間后,與在其他不同結構形式或不同施工階段的學生進行交換。該措施使得學生的實習成效進一步增強。
三、強化設計環節的實戰性
1.系統化設置課程設計群,模擬工程設計和施工流程
課程設計是鍛煉學生專業技能的重要步驟,也是畢業設計前必要的分解練習。因此,對課程設計環節應尤為重視,主要從以下方面進行改革:
(1)選題上選擇應用最為廣泛的工業、民用建筑。
(2)在課程設計先后順序上的安排也按照實際工程的建設程序進行設置,按照建筑設計、結構設計、施工組織設計、概預算的步驟逐步開展。
(3)在設計深度上基本與工程實際貼合,同時強調作為工程人員的重要素質――手算和手工繪圖的能力。通過課程設計這一實踐環節使學生更好地掌握和理解各門專業課程的基本理論與方法,進一步提高學生查閱技術資料、繪制工程圖的能力,為后續的畢業設計奠定基礎。
2.以就業去向為依據,突出畢業設計實戰性
畢業設計是學生對大學四年所學知識的綜合運用,也是學生走上工作崗位前最為重要的實戰演習。經過畢業設計,知識變得更加系統,學會了如何查閱規范、圖集等相關資料,綜合運用所學課程知識分析工程實際問題和解決問題的能力得到了提高。為了讓畢業設計更加具有針對行、實踐性,主要進行了以下探索:
(1)考慮目前我校畢業生流向主要有設計院、施工單位以及繼續深造三個方面,畢業設計分設建筑結構組、結構施工組、論文組。其中,建筑結構組主要完成建筑設計、結構設計工作,為學生進入設計院后從事建筑設計或結構設計奠定寬泛的基礎;結構施工組主要完成結構設計、工程施工組織設計、概預算等內容,為有意去建設單位就業的同學提供一次寶貴的鍛煉機會;論文組主要針對畢業后將進一步深造的同學而設置,論文題目組要和相關指導教師課題相結合。
(2)畢業設計題目應充分反映社會的需求,通過與設計單位經常性保持溝通,課程組對畢業設計相關資料不斷進行更新和完善,目前積累各種實際工程建筑施工圖100余份供學生選擇進行結構設計。畢業設計題目涵蓋了住宅、商場、辦公樓、車站、會議中心、展廳、醫院等與人們生活密切相關的項目。
(3)邀請了設計院資深專家和專業教師共同參與畢業設計指導和答辯工作,達到了理論與實踐相互彌補和促進,最終使廣大學生受益的目的。同時,也使專業教師的實踐水平得到提高。
四、專業競賽鍛煉動手能力,培養創新精神,建立團隊意識
土木工程專業的實踐性、復雜性要求畢業學生具備較高的綜合素質才能完成工作中遇到的各種復雜、挑戰性強的工程任務,專業競賽為學生提供了一個提前模擬工程實踐的平臺。石河子大學主要設置了“建筑模型大賽”和“結構設計大賽”兩項競賽,要求參賽學生按分組在規定的時間、規定的條件下完成模型的構思、設計、計算、制作等流程,并撰寫設計說明和計算書,最后在現場進行模型的展示和答辯。通過整個過程基本模擬了工程的規劃、設計、施工等建設程序,培養了學生的動手能力、創新精神和團隊意識。在競賽過程中邀請相關單位的工程技術專家參與指導、現場點評,使學生進一步開拓視野。
五、結語
綜上所述,石河子大學以“請進來、走出去”為指導思想,經過多年的摸索和建設,逐步建立了貫穿全程的實踐教學體系,根據工程單位的反饋意見不斷對實踐教學內容和方式進行改革,確保了土木工程專業培養目標的實現,為新疆生產建設兵團建設行業輸送了大批的工程技術人才,為兵團經濟和社會發展作出了重要貢獻。
參考文獻:
[1]張玫,潘志忠,趙艷.淺析土木工程專業的實踐教學改革[J].沈陽建筑大學學報(社科版),2008,10(3):373-375.
[2]王建平,胡長明,李慧民.土木工程專業實踐教學中存在的問題與對策[J].西安建筑科技大學學報(社科版),2007,26(3):122-124.
關鍵詞:概念設計、結構措施、建筑
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
概念設計的關鍵,以顯示先進的設計理念,建筑使用的整體方案設計的整體結構的概念,在一個特定的空間結構工程師的主要任務,自覺處理的部件和結構,結構和結構設計成果。普遍認為,良好的概念設計與他的不懈追求,其結構的概念,結構工程師將隨他的年齡和實踐中成長,已成為日益多樣化,越來越多的創新和完善。今天的節目集成的綜合應用,計算機的結果顯然是不合理的,甚至是錯誤不能被及時發現。隨著年齡的增加,導致孤立他們在大學學到的概念逐漸被遺忘,就更不用說了不斷創新的設計成果。
概念設計的重要性
概念設計的重要性,主要還因為現行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性,比如對混凝土結構設計,內力計算是基于彈性理論的計算方法,而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態設計方法,這一矛盾使計算結果與結構的實際受力狀態差之甚遠,為了彌補這類計算理論的缺陷,或者實現對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計,都需要優秀的概念設計與結構措施來滿足結構設計的目的。同時計算機結果的高精度特點,往往給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解,結構工程師只有加強結構概念的培養,才能比較客觀、真實地理解結構的工作性能。
概念設計之所以重要,還在于在方案設計階段,初步設計過程是不能借助于計算機來實現的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念,選擇效果最好、造價最低的結構方案,為此,需要工程師不斷地豐富自己的結構概念,深入、深刻了解各類結構的性能,并能有意識地、靈活地運用它們。
協同工作的概念廣泛存在于工業產品的設計和制造中,對于任一個工業產品,我們均不希望其在遠未達到其設計壽命(負荷、功能)時,它的某些部件(或零件)即出現破壞。對于建筑結構,協同工作的概念即是要求結構內部的各個構件相互配合,共同工作。這不僅要求結構構件在承載能力極限狀態能共同受力,協同工作,同時達到極限狀態,還要求他們能有共同的耐久壽命。結構的協同工作表現在基礎與上部結構的關系上,必須視基礎與上部結構為一個有機的整體,不能把兩者割裂開來處理。舉例而言,對磚混結構 ,必須依靠圈梁和構造柱將上部結構與基礎連接成一個整體,而不能單純依靠基礎自身的剛度來抵御不均勻沉降,所有圈梁和構造柱的設置,都必須圍繞這個中心。
二、概念設計的原理
在進行結構概念設計時,應該遵循的第一個原則就是全面考慮的原則,要巨無細遺的考慮到建筑設計中的方方面面,包括建筑結構和施工方面的考慮,從整體到局部都要進行很好的把握,更不能忽視他們之間的關系,還有建筑完成后帶給使用者在視覺感受、功能使用方面、成本預算方面等的考慮。從實際出發,結合當地的地域性特點,根據建筑即將坐落地區的自然條件、人文條件、歷史文化、資源和材料限制等方面從現實的角度考慮建筑的結構概念。高層建筑擁有自己的自重特點,要從減輕自重的原則出發,建筑結構所承受的荷載大部分都是來自建筑物本身的自重,減輕自重也就減輕了結構的負荷。要讓建筑結構合理受力,荷載均勻分布,多跨連續、空間作用、剛性連接、超靜定的受理系統都可以使結構的受力狀況均勻分布,分析結構的受力狀況時,還要從各部分結構構件的直接受力狀況和整體結構的宏觀受力狀況分析。材料盡可能的選用以軸向應力為主的受力狀態,合理的組織構件的截面。優先選型,就是要優化結構體系,根據實際條件優化選擇合適的基本構件,并確定他們的聯系,確定構件的基本支撐做法。
三、結構概念設計的主要措施
為了保證結構具有足夠的抗震可靠性而對建筑工程結構做的概念設計主要考慮了以下因素:場地條件和場地土的穩定性;建筑物的平、立面布置及其外形尺寸;抗震結構體系的選取、抗側力構件的布置以及結構質量的分布;非結構構件與主體結構的關系及其兩者之間的錨拉;材料與施工質量等。
1、選擇對建筑抗震有利的場地,宜避開對建筑抗震不利的地段,不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。對于不利地段,結構工程師應提出避開要求,當無法避開時,應采取有效措施,這就考慮了地震因場地條件間接引起結構破壞的原因,諸如地基土的不均勻沉陷、地震引起的地表錯動與地裂。
2、建筑的平立面布置應符合概念設計的要求,不應采用嚴重不規則的方案。不規則的建筑,在結構設計時要進行水平地震作用計算和內力調整,并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施。借鑒國際的通行做法,參考外國規范,使我們的設計更加完善合理。
3、結構材料選擇與結構體系的確定應符合抗震結構的要求。采用哪一種結構材料,什么樣的結構體系,經技術經濟條件比較綜合確定。同時力求結構的延性好、強度與重力比值大、勻質性好、正交各向同性,盡量降低房屋重心,充分發揮材料的強度,并提出了結構兩個主軸方向的動力特性(周期和振型)相近的抗震概念。
4、盡可能設置多道抗震防線。地震有一定的持續時間,而且可能多次往復作用,根據地震后倒塌的建筑物的分析,我們知道地震的往復作用使結構遭到嚴重破壞,而最后倒塌則是結構因破壞而喪失了承受重力荷載的能力。適當處理構件的強弱關系,使其形成多道防線,是增加結構抗震能力的重要措施。例如單一的框架結構,框架就成為唯一的抗側力構件,那么采用“強柱弱梁”型延性框架,在水平地震作用下,梁的屈服先于柱的屈服,就可以做到利用梁的變形消耗地震能量,使框架柱退居到第二道防線的位置。
5、具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。提高結構的抗側移剛度,往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物在遭受強烈地震時,具有很強的抗倒塌能力,最理想的是使結構中的所有構件及構件中的所有桿件都具有較高的延性,然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿作的延性是比較經濟有效的辦法。例如上剛下柔的框支墻結構,應重點提高轉換層以下的各層的構件延性。對于框架和框架筒體,應優先提高柱的延性。在工程設計中另一種提高結構延性的辦法是結構承載力無明顯降低的前提下,控制構件的破壞形態,減小受壓構件的軸壓比(同時還應注意適當降低剪壓比),提高柱的延性。
6、確保結構的整體性,各構件之間的連接必須可靠。
結束語:
從人們從事建筑設計開始,就不斷的在進行實踐活動,雖然會遇到各種各樣的問題,但它是解決這些問題的過程中,人類將繼續取得進展高層建筑結構,無論在設計或計算一項復雜的任務。這就要求設計師都具有堅實的理論基礎,而且還具體實際的基礎上,加上一定程度的概念設計,只有這樣才可以設計出外觀、實用、高效和創造性的高層建筑。
參考文獻:
[1]劉鵬、高劍平、許開成,建筑結構概念設計淺析[J].山西建筑,2004-1 1.30
[2]楊杰、張敏、李紅培,概念設計在建筑抗震設計中的重要性和實現方法[期刊論文]-四川建筑 2010(4)
關鍵詞:高層建筑;結構設計;
Abstract: along with the diversification of the rapid development of social economy and the building function,increase of city population and construction land increasingly nervous and city planning, promote the rapid development of high-rise building. Nowadays, people'smaterial life level unceasing enhancement, the continuous improvement of living conditions, such as bamboo shoots after a spring rain high-rise residential blocks after another.The design of a building structure is often the best combination of excellent application, security, economic,beautiful and convenient for construction. In this paper,based on the characteristics of high-rise buildings and the design principle of high-rise building structure described,puts forward some personal views on how to do project of high-rise building structure design, for reference.
Key words: high-rise building; structure design
中圖分類號:TU318文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012
社會經濟的不斷發展,城市化進程的不斷加快,以及工程和相關領域科學技術水平的提高,使得高層建筑的發展越來越快。對于一些新的建筑結構越來越來成為工程師關注的主要內容和焦點。在現有的科學技術的基礎上,人們往往希望用最經濟的手段來滿足各種設計所能達到自身預期的效果。只有在追求新穎的建筑結構形式才能進一步實現高層建筑的發展需要。安全性、適用性、耐久性是各種高層建筑結構所共同遵循的原則。
隨著科學技術的不斷進步,人們對自身的生活環境以及住房條件等精神需求也在逐漸提高,高層建筑的功能越來越趨向多樣化和復雜化。從建筑功能、建筑材料到結構形式、高度等方面都在不斷地發展變化。城市人口數量地不斷增多加劇了建設用地的日益緊張以及對城市規劃的要求越來越高。眾所周知,高層建筑不僅占地面積小,而且可以改變一座城市的面貌,相對地減少公共設施的投資?!耙虼耍邔咏ㄖ某霈F有利于緩解城市用地緊張以及激烈的商業競爭的局面。在高科技的逐漸開發和應用的過程中,建筑材料的質量也在不斷地改進,新的建筑設計理論和施工技術以及設備的不斷出現給高層建筑餓發展提供了良好的條件?!?/p>
一、高層建筑結構設計的特點
1.1 在相同的建設場地當中可以以較小的占地面積擁有更多的建筑面積。這樣既可以緩解城市的部分地區的用地緊張的局面,還可以抑制房價的過度高漲。如果高層建筑設計足夠的美觀精致還可以成為城市的一道亮麗的風景線。如果一座城市的高層建筑分布過于集中很容易造成熱島效應甚至會增加城市的污染。
1.2 高層建筑在分析和設計的過程中往往會比普通的多層建筑要更復雜。對于高層建筑的防火措施和設備的配備方面會有很高的要求,而且往往會增加造價的成本。
1.3 高層建筑在抗震設計方面不僅要考慮高抗震性,而且還要將正常使用的風荷載等因素列入考慮范圍。高層建筑一般都能夠保證其結構本身具有良好的抗震性能,因此,在地震強度比較小的時候對其也會有很大的損害,及時是發生了強烈的地震,高層建筑也不容易倒塌。
1.4 高層建筑的建設可以為城市提供更多的休閑場地。如果對這些場地進行充分合理地利用,例如可以將這些空余的場地用于綠化或者停車場地,不僅可以起到美化環境的效果, 而且有利于高層建筑的采光效果。
二、高層建筑結構設計的原則
2.1 在建筑施工之前,設計師要對所要建造的高層建筑采用適當的計算方式對其進行計算。對于在建筑過程當中可能存在的問題要及時提出應對和防范措施。因此, 設計師必須對結構進行精確地計算,在可允許的誤差內對圖紙進行合理地設計。
2.2 工程師和施工人員對于即將要施工的工程的基礎方案進行合理地選擇?!皬母邔咏ㄖ膱龅貤l件,以及工程的地質條件和施工條件都要進行綜合地考慮和分析。高層建筑在施工過程中所涉及的工價以及地基的發展潛力都要詳細地說明和記載在調查報告中。盡量和高層建筑周圍的其他建筑達到融合的狀態?!?/p>
2.3 設計師在對高層建筑進行程序涉及的時候往往會因為建筑結構的實際情況與設計程序不能相符合,或者是由于一些人為的因素而導致其在對工程的計算產生誤差。因此,設計師要對從計算機程序所獲得的計算結果進行認真地分析和檢查,從而進一步作出合理的判斷,避免產生嚴重的后果。
2.4 在高層建筑的配置結構方面,合理額的設計必須在可行性和實用性額的基礎上對與之有關的材料供應、施工的條件、以及電力和暖氣供應等方面提供多種方案。所有參與施工的人員要對每一種方案進行合理地分析,從而選擇出一種最為理想的方案并付諸于實施。
三、高層建筑結構的設計方法和策略分析
3.1 相對減輕高層建筑結構的重量
對于高層建筑而言,減輕結構的重量不僅可以減少企業在施工過程中的施工成本,而且還可以很好地減少地基下沉甚至變形的情況。同時,高層建筑結構的重量減輕也由利于提高其自身的抗震能力。
3.2 優化方法,以減輕重量
每一座高層建筑的結構都是不同的?!耙虼?,在如果對部分的結構形式進行優化設計,不僅可以減少項目的投資成本,而且還可以相應地改變結構的重量。例如,對于結構設計的元素、最低成本的預算以及對墻體的設計和穩定性的優化,都可以使得高層建筑在整體上得到最大的優化效果?!?/p>
3.3 使用輕質、高強材料
如今,在我國的很多高層建筑的施工當中都會使用一些輕質材料、鋼筋混凝土以及高強度的鋼材等輕質材料,而這些材料在使用的過程當中也可以相對地減輕高層建筑結構的重量。從國外的很多高層建筑可以發現輕質、高強的材料可以對建筑本身起著舉足輕重的作用。
四、高層建筑結構設計新技術的應用
4、1 使用高等級混凝土:C50混凝土用于七層以下的柱子和墻體,C45混凝土用于梁板的設計,C40混凝土用于地下室以及樁承臺的建造可以增大高層建筑的使用面積和空間,同時,又可以盡量地減少對基礎的負擔和結構尺寸。
4、2 使用勁性鋼骨混凝土柱:“在高層建筑的2~6層中部采用7根左右的鋼骨混凝土柱可以增強高層建筑的抗震能力以及提高結構的承載能力和延展性。通過對結構的精心計算和方案的比較,確定好鋼骨混凝土柱的使用數量和材料的質量。”尤其是在高層建筑的大廳和室內的景觀都可以考慮使用勁性鋼骨混凝土柱來增加其牢固性。
4、3 新Ⅲ使用:如果在高層建筑結構中的梁和柱主筋采用400MPa 新Ⅲ級鋼筋。可以顯著地提高建筑公司的經濟效益以及提高建筑本身的力學性能和性價比。除此之外,它很容易進行混凝土的澆筑和高強度的耐壓能力。
4、4 混凝土添加劑的使用:在高層建筑的地下室的施工過程中采用混凝土中摻用復合型膨脹劑JM-Ⅲ,混凝土的密實度可以逐漸地提高,同時可以增加整個結構的堅固程度。
五、結束語
總而言之,隨著科技的進步與發展,高層建筑已逐步成為城市發展的標志,為了保證人民的生命財產安全,這就對工程師提出了更高的要求。然而,高層建筑結構設計是一個長期、復雜甚至循環往復的過程,任何在這過程中的遺漏或錯誤都有可能使整個設計過程變得更加復雜或使設計結果存在不安全因素。隨著我國高層建筑建設的快速發展,很多的城市已經紛紛涌現了大量的大型建筑物。不過,在很多的高層建筑的設計質量并不容樂觀。建筑設計師應該從現在的經濟形勢和發展趨勢出發,建立合理和實際的結構設計理念以及高度的責任感和和過硬的專業素質,這樣才能提高了建筑結構的設計質量,使得設計質量越來越朝著標準化方向發展。
參考文獻
[1]劉大海,楊翠如編著.高層建筑結構方案優選[M].中國建筑工業出版社,1996
[2]中國建筑科學研究院建筑結構研究所主編.高層建筑結構設計[M].科學出版社,1982
[3]康珍珍,高層建筑結構體系分析及結構選型模糊決策研究[D].遼寧工程技術大學 2006
【關鍵詞】建筑電氣,設計安裝,存在問題,解決措施
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一.前言
建設工程中,電氣設計和安裝質量的好壞輕則影響整體工程的質量,重則會危及用戶的安全,這就對電氣設計工程的設計人員和安裝人員提出了更高的要求,隨著我圍城市化進程的加速和人民生活水平的提高,居民對建筑的要求也越來越高,但是隨著建筑功能復雜性的增加,建筑中的防火問題和能耗問題也越來越嚴重。一直以來,建筑電氣安裝工程主要由電纜敷設,線管、線盒的預埋,配電箱(柜)的安裝,照明器具的安裝,配電箱(柜)的安裝,設備接線,系統調試等幾個分項組成。現在的建筑正在向電氣化、自動化、智能化方向發展。電氣設計安裝過程質量的好壞是直接影響建筑工程質量的一個重要因素,這就要把電氣設計安裝工程放在重要的位置上。
1電氣安裝施工工序
安裝準備管路預制加工箱盒定位管路連接穿帶鐵絲掃管帶護口穿線電纜敷設配電箱安裝照明器具安裝防雷接地安裝系統調試。
1、設計方面存在的問題
1.1建筑電氣防火設計不合理問題
建筑火災中,由電氣引發的火災占首要地位。引發電氣火災事故的主要原因有:使用不當造成的電氣火災,如架空進線時進入住戶時未采取防高壓電位侵人措施;電氣設備年久失修導致的電氣火災。不按照國家技術規范布置電氣引發的火災。
1.2建筑電氣中的能耗問題
目前建筑內用戶對建筑服務水平提出了更高要求,如住宅內生活熱水、家用電器的需求增大,將造成這建筑能耗的增長。隨著我目經濟發展和高收人人群的增加,此類高能耗住宅呈飛速增長的趨勢,成為我國建筑能耗增長的一個重要因素。目前夏季空調已廣泛普及,各地開始紛紛提出建設供熱系統,改善冬季室內熱環境的要求,這將帶來極為沉重的能源負擔,加劇我國能源供應緊缺的狀況。
2電氣安裝工程常見問題
2.1用電氣主要設備和材料問題
①導線電阻率高、熔點低、機械性能差、截面小于標稱值、絕緣差、溫度系數大、溫度系數大、尺寸不夠數等;②電纜耐壓低、絕緣電阻小、抗腐蝕性差、耐溫低。內部接頭多、絕緣層與線芯嚴密性差;③動力、照明、插座箱外觀差,幾何尺寸達不到要求,鋼板、塑殼厚度不夠,影響箱體強度,耐腐蝕性達不到要求;④開關、插座導電值與標稱值不符,導電金屬片彈性不強,接觸不好,易發熱,達不到安全要求,塑料產品阻燃低、耐溫、安全性能差等;⑤燈具、光源粗制濫造,機械強度差,防銹防腐性能差,使用壽命短等;⑥各種電線管壁薄,強度差,鍍鋅層質量不符合要求,耐折性差等。
2.2防雷接地問題
引下線、均壓環、避雷帶搭接處有夾渣、焊瘤、虛焊、咬肉、焊縫不飽滿等缺陷;焊渣不敲掉、避雷帶上的焊接處不刷防銹漆;用螺紋鋼代替圓鋼作搭接鋼筋;直接利用對頭焊接的主鋼筋作防雷引線。
2.3電線管敷設問題
①薄壁管代替厚壁管,黑鐵管代替鍍鋅管,PVC管代替金屬管;②穿線管彎曲半徑太小,并出現彎癟、彎皺,嚴重時出現“死彎”。管子轉彎不按規定設過渡盒;③金屬管口毛刺不處理,直接對口焊接,絲扣連接處和通過中間接線盒時不焊跨接鋼筋,或焊接長度不夠,“點焊”和焊穿管子現象嚴重。鍍鋅管和薄壁鋼管不用絲接,用焊接;④鋼管不接地或接地不牢;⑤管子埋墻、埋地深度不夠,預制板上敷管交叉太多,影響土建施工?,F澆板內敷管集中成排成捆影響結構安全;⑥管子通過結構伸縮縫及沉降縫不設過路箱,留下不安全的隱患;⑦明、暗管進箱進盒不順直,擠成一捆,露頭長度不合適,鋼管不套絲、PVC管無鎖緊“納子”。
2.4室外進戶管預埋問題
采用薄壁銅管代替厚壁銅管;預埋深度不夠,位置偏差較大;轉彎處用電焊燒彎,上墻管與水平進戶管網電焊駁接成90°角;進戶管與地下室外墻的防水處理不好。
3建筑電氣安裝工程中常見問題的原因分析
1)電氣市場混亂,假冒偽劣產品和無證產品多。采購人員識別真假能力差,把關不嚴;
2)操作人員責任心不強,焊接技術不熟練,他們多數人是電工班里的多面手焊工,對立焊的操作技能差;現場施工管理員對國家施工及驗收規范GB501692《接地裝置》有關規定執行力度不夠;
3)施工人員對施工規范不熟悉,或沒有進行過專業培訓,技術不過硬;操作中不認真負責,圖省事方便,監理工程師及現場管理人員要求不嚴,監督不夠;
4)材料采購員采購時不熟悉國家規范、標準,有的施工單位故意混淆以降低成本;施工管理員不嚴格或者對承包者的故意違規行為不敢持反對意見,不堅決執行規范和標準。
4建筑電氣安裝工程中常見問題的解決措施
4.1設計方面
4.1.1建筑電氣設計中的防火措施
遵守設計規范,重視技術細節
為有效防止接地電弧短路而引發的電氣火災,在民用建筑電氣設計中可以采用具有漏電保護功能的斷路器,由于該類對電弧短路電流有很高的動作靈敏性,能及時切斷電源,防止電氣火災的發生。
在建筑電氣設計時要充分考慮電氣負荷問題
在設計選型時電纜考慮遠期發展應適當放大,開關可根據近期負荷需要選擇整定電流,這樣既能滿足近期負荷需要也能滿足今后發展的要求,以有效避免線路過負荷運行,有效降低電氣火災隱患。
使用耐火耐熱配線
在發生火災時,耐火耐熱配線可以阻止火焰蔓延,且能夠離開火源自熄,防止電氣線路發生短路、接地故障等事故,以保證消防設備的安全運行,使安全疏散和火災撲救上作順利進行。
4.1.2建筑電氣設計中的節能措施
合理計算建筑的用電負荷,達到節材、節能的目的
用電負荷計算方法可以按下列原則選取:在方案設計階段可采用單位指標法,在初步設計階段及施工圖設計階段采用需要系數法,對于住宅建設,在設計的各個階段均可采用單位指標法和單位面積法。
合理設置計量裝置
如單元總配電箱設置在首層,內設總計量表層配電箱內設置分戶電表,由總配電箱到各層的配電箱采用樹干式配電,各層的配電箱到各戶的分戶配電箱采用放射式配電。
合理選擇電線、電纜截面和照明控制方式
要盡可能計算出準確的電負荷,按照電線、電纜載流量應大于或等于保護開關整定值的l倍來選擇合理的電線、電纜截面。另外,要選擇合理的照明控制方式,面積較小的居住可采用一燈一控或二燈一控的方式,面積較大的房間宜采用多燈一控的方式,在采光不足的區域內宜采用光電控制的自動調光裝置,室外照明宜采用光電自動開關或光電定時開關控制,以有效降低能耗。
4.2電氣設備、材料方面
①電氣設備、材料進入施工現場后,保管員協同監理工程師,首先檢查貨場是否符合規范要求,核對設備、材料的型號、規格、性能參數是否與設計一致;②對主要材料,應有出廠合格證或質量證明書等。對材料質量發生懷疑時,應現場封樣,及時到當地有資質的檢測部門去檢驗,合格后方能進入現場投入使用。
4.3防雷接地方面
加強對焊工的技能培訓,要求做到搭接焊處焊縫飽滿、平整均勻,特別是對立焊、仰焊等難度較高的焊接進行培訓。增強管理人員和焊工的責任心,及時補焊不合格的焊縫,并及時敲掉焊渣,刷防銹漆。根據GB501692《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范》規定,避雷引下線的連接為搭接焊接,搭接長度為圓鋼直徑的6倍,因此,不允許用螺紋鋼代替圓鋼作搭接鋼筋。另外,作為引下線的主鋼筋土木建設如果是對頭碰焊的,應在碰焊處按規定補一搭接圓鋼。
4.4電線管敷設方面
①嚴格按設計和規范下料配管,監理專業工程師嚴格把關,管材不符合要求不準施工;②配管加工時要掌握:明配管只有一個90°彎時,彎曲半徑≥管外徑的4倍;2兩個或三個90°彎時,彎曲半徑≥管外徑的6倍;暗配管的彎曲半徑≥管外徑的6倍;埋入地下和混凝土內管子彎曲半徑≥管外徑的10倍;③鍍鋅管和薄壁鋼管內徑≤25mm的可選用不同規格的手動彎管器,內徑≥32mm的鋼管用液壓彎管器。PVC管子根據內徑選用不同規格的彈簧彎管,內徑≥32mm的管子煨彎,如大量加工時,可用專制彎管的烘箱加熱。做到管子彎曲后,管皮不皺、不裂、不變質。PVC對接時,建議采用整料套管對接法,并粘接牢固;④如果配管超過下列長度時可在適當位置加過線盒(此盒方便穿線,但不允許接線)。直線50m;30m,無彎曲;20m,一個90°彎;15m,二個90°彎;8m,三個90°彎;⑤禁止用割管器切割鋼管,用鋼鋸鋸口要平(不斜),管口用圓銼把毛刺處理干凈。直徑≥40mm的厚壁管對接時采用焊接方式,不允許管口直接對焊。直徑≤32mm管子應套絲連接,或用套管緊定螺釘連接,不應熔焊連接。連接處和中間放接線盒采用專用接地卡跨接;⑥明管、暗管必須按規范要求可靠接地,進入配電箱的鍍鋅管、薄壁管用專業接地線卡和≥2.5mm的雙色BV導線與箱體連接牢固。直徑≥40mm的管子進入配電箱可以用點焊法固定在箱體上,并注意防銹防腐;⑦管子埋入墻內或地面內,管子外表面距墻面、地面深度≥20mm,保證墻面、地面沿管子不裂縫。預制板上敷管盡量避免交叉,如果20mm管子穿線超過規定根數,可并放1根16mm管子分穿?,F澆樓板內敷管,禁止成捆敷設,應成排分開間隔放置,減少對地板結構的影響;⑧管子通過伸縮縫和沉降縫應按設計要求施工,過渡箱(盒)放置應平整牢固;⑨明管、暗管進箱、進盒內要順直。管子外徑如果與箱體預留孔眼相符應盡量使用,如果管徑比箱子孔眼小的較多,再用鉆孔器開孔,管徑比箱體孔眼大時,應在箱體孔眼的基礎上擴大。禁止用氣割或電焊吹孔。管子較多應成排進箱,并留有適當的間隔。管子進箱長度3-5mm,排列要整齊。
4.5室外進戶管預埋方面
進戶預埋管必須使用厚壁銅管或符合要求的PVC管。加強與土建和其他相關專業的協調和配合,明確室外地坪標高,確保預埋管埋深不少于0.7米。加強對承包隊伍領導和材料采購員有關法規的教育,監理人員要嚴格執行材料進場需檢驗這一規定,堵住漏洞。預埋鋼管上墻的彎頭必須用彎管機彎曲,不允許焊接和燒焊彎曲。鋼管在彎制后,不應有裂縫和顯著的凹痕現象,其彎扁程序不宜大于管子外徑的10%,彎曲半徑不應小于所穿入電纜的最小允許彎曲半徑。做好防水處理,請防水專業人員現場指導或由防水專業隊做防水處理。
5 結束語
在建筑建造過程中,電氣安裝過程是不可或缺的環節之一。高層建筑數量在各大中型城市呈現出了迅猛增長的態勢。高層建筑電氣設計問題在保證建筑施工質量方面就顯得越發重要。電氣設計成功合理與否,在很大程度上決定著高層建筑的安全性與可靠性。因此,高層建筑的電氣設計問題不可小視。我們在建筑電氣設計的過程中要注意它所存在的主要問題,參考已有的這些問題的解決對策,積極創新,構建安全可靠的電氣供電設備,它的重要性以及實用性不可或缺。而在電氣安裝的施工環節,設計以及施工人員應該了解國家規定,清楚材料和設備的型號和規格。最后,只有在整個安裝過程中不斷學習和積累經驗,才能更好地完成電氣安裝工程。
參考文獻:
[1]馮為東 從電氣工程施工看當前建筑電氣設計存在的問題 (被引用 2 次) [期刊論文] 《科技信息》 -2009年24期
[2]阮偉能 高層建筑消防電氣設計與安裝問題探析 [期刊論文] 《大觀周刊》 2012年8期
[3]彭代軍 高層住宅樓電氣設計的相關問題研究 (被引用 1 次) [期刊論文] 《渝西學院學報自然科學版》 -2005年3期PENG Dai-jun