发布时间:2022-05-02 03:37:57
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了1篇的建筑结构设计论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
一工程概况的地基基础
某项目地上建筑面积为13.45万m,地下建筑面积为4.3万m,总建筑面积为17.75万m。根据岩土工程勘察报告,本工程场地地基土层为第四纪冲海积的黏土和淤泥层,基底岩性为侏罗纪熔结凝灰岩,场地内无液化土层。宾馆塔楼柱下荷载最大达3.8×104kn,商务塔楼柱下荷载最大达3.5×104kn,采用大直径灌注桩,平板式桩筏基础。经优化比较,桩径 700~1100较为合理。商务楼和宾馆塔楼下筏板厚度为3m,其他位置底板采用厚板式,板厚为1.2m。针对本工程塔楼和辅楼预期存在的沉降差异问题,在各塔楼与辅房之间设置后浇带,并配合相应的后浇带处理措施和大体积混凝土浇筑措施,解决了超长结构混凝土的收缩裂缝问题和塔楼与辅楼间的沉降差异在基础底板中产生过大内力的问题。
二结构设计与计算
⑴结构体系。塔楼外框架柱采用现浇钢筋混凝土柱,钢筋混凝土柱外框架体系将作为有效的承重支撑,大部分竖向荷载通过轴力方式向下传递,而混凝土核心筒除了承受竖向荷载外,其主要功能是提供强大的抗侧力能力。《建筑抗震设计规范》规定:6度区现浇钢筋混凝土框架一核心筒结构适用的最大高度为150m,本工程两塔楼的房屋高度均为161.1in,仅超过11.1m;本工程属b级高度,而《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:6度区框架一核心筒结构b级高度建筑的最大适用高度为210m,还有48.9m才超限;大跨度钢结构连廊的存在使得本工程属于特殊类型的高层建筑(大跨度连体)。但由于本工程塔楼高宽比h/b为4.4并不大,两塔楼的平面及竖向结构特性变化较少,且连廊与塔楼采用弱连接,对塔楼耦合影响小。计算分析结果也表明无异常薄弱层出现,且以风荷载为控制水平作用。综上所述,本工程有两项轻微超限,设计时采取必要的抗震加强措施,在技术上是可行的,顺利通过设计审。
⑵弹性计算。本工程采用中国建筑科学研究院编制的《多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件sat–we》、《特殊多、高层建筑结构分析与设计软件pm—sap))及美国csi公司的国际通用结构分析与设计软件etabs等三个程序进行整体计算,均采用抗震耦联分析并考虑偶然偏心。用satwe程序进行弹性动力时程分析。两塔楼的自振特性计算结果见表1和表2,三个软件的计算结果较接近,从侧面反映出结构模型和分析的正确性。结构的主要振型以平动为主,扭转为主的第1自振周期与平动为主的第1自振周期之比,宾馆塔楼分别为0.577、0.605、0.538,商务塔楼分别为0.593、0.603、0.529,均小于0.85,满足《高层建筑混凝土结构技术规程(jgj3—2002)》的要求。
风荷载及多遇地震作用下的结构反应计算是结构设计中的重要内容,结构在风荷载及多遇地震作用下结构最大点位移和最大的层间位移角,可见在风荷载和地震作用下的层间位移角度均小于规范限值。两塔楼产生的最大屋面位移及最大层间位移角均是x方向风荷载作用下产生的,其中商务塔楼最屋面位移为93.44mm,最大层间位移角为1/1537;宾馆塔楼最大屋面位移为82.83mm,最大层间位移角为1/1743。最大层间位移角均小乎规范所规定的限值1/800。本工程塔楼属于风荷载为控制水平作用,在考虑偶然偏心影响的水平地震作用下,楼层竖向构件最大水平位移和层间位移与其平均值之比小于规范限值,说明结构具有很好的抗扭刚度。
地震作用下楼层剪重比也是结构整体分析的重要内容,计算结果表明,两塔楼各层x方向和y方向的层间地震剪力均满足规范的最小剪重比要求。宾馆塔基底框架和核心筒的x方向倾覆力矩分别为2.83×105kn•m,6.55x105kn•m;y方向倾覆力矩分别为2.66×105kn•m,8.09×105kn•m。商务塔基底框架和核心筒的x方向倾覆力矩分别为3.21×105kn•m,6.08×105kn•m;y方向倾覆力矩分别为2.37×105kn•m,7.66×105kn•m。核心筒所占倾覆力矩沿结构高度始终大于总地震倾覆力矩的50%,表明对于整体结构安全度是可靠的。
⑶弹性时程分析。按照《岩土工程勘察报告》确定的场地类别,采用《工程场地地震安全性评价报告》提供的地震动参数,选择两组实际地震记录波和一组人工模拟地震波进行弹性动力时程分析。每条时程曲线计算所得的结构底部剪力大于cqc法求得的底部剪力的65%,三条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值大于cqc法求得的底部剪力的80%。cqc法计算结果基本包络三条时程曲线计算所得的平均值,仅在结构顶部的少数楼层地震剪力偏小,说明设计反应谱在长周期阶段的人为调整以及计算中对高阶振型的影响估计不足,设计时将对顶部楼层的地震剪力进行调整,满足对时程分析法的内力包络要求。除此以外,结构内力和配筋可直接按cqc法计算结果采用。
⑷中震不屈服分析和动力弹塑性分析。如前所述,本工程平面及竖向结构特性变化较少,多遇地震下的计算结果也无超限情况出现,鉴于本工程建筑等级较高为确保结构安全可靠,我们依然对其进行了中震不屈服验算,使剪力墙、柱、连梁和框架梁等重要抗震构件在中震作用下不屈服。
通过中震不屈服计算和判断,两塔楼结构体系中竖向构件在中震作用下保持着良好的弹性性能,而水平构件特别是连梁则有部分进入屈服状态,通过调整连梁和框架梁的配筋和对部分连梁截面进行调整,才使所有主要水平构件不进入屈服状态。这从设计上保证了中震不屈服的落实,体现了地震中各构件的屈服顺序基本上是首先连梁屈服,其次有部分框架梁屈服,而竖向构件则未出现屈服情况。
三主要技术及措施
⑴空中连廊支承结构抗震加强措施。连廊弱连接支座留足连廊两端活动空间确保不出现下坠,采用抗拉铰接万向支座,并用侧面限位器固定,确保水平荷载直接传递到塔楼主结构。支承连廊的框架柱抗震等级提高为一级,以确保安全性。
⑵连廊及顶部塔楼结构抗震加强措施。连廊采用空间钢结构桁架,钢筋混凝土楼板的形式,并进行专门设计。顶部莲花座高度较高且外形复杂,采用将芯筒适度上升,外复钢结构形成莲花座外形的结构设计,能极大地减轻自重保证结构强度,从而有效克服鞭梢效应,且施工方便。
⑶平面扭转不规则抗震加强措施。主要采取调整抗侧力构件的布置,使质心与刚心尽量重合,并加大结构的扭转刚度,以减小结构扭转效应,使结构各楼层的位移比不大于1.4。例如由于塔楼平面存在局部凸出圆弧,部分楼层的x向最大水平位移与平均层间位移比值超b级高度的1.4,最大达到1.47,最终通过适当加宽圆弧内柱子x向柱宽,并加强两柱联系梁刚度得以解决。
⑷侧向刚度不规则抗震加强措施。适当加大立面变化处楼层的板厚及配筋,并采用双层双向配筋,加强与立面变化楼层相交的竖向构件的配筋,如25层局部凸出圆弧结束,竖向构件截面变化则避开25层,并适当加强24~26层竖向构件配筋。
四结束
超高层建筑双塔结构是一种非常复杂的结构体系,如何科学合理地设计超高层建筑结构已成为一个急需解决的问题。超高层建筑应采用合理的计算模型,通过多种分析进行比较,证明结构设计是可靠的,因此设计者要足够重视抗震设计。
摘要:我国目前发展飞速,其中建筑行业的发展是最快速、最明显的。我国建筑行业实际施工的水平和安全性是与土木工程建筑结构设计水平直接相关的。积极的探索土木工程的结构设计对于土木工程建筑的长远发展是有利的。文章主要以土木工程建筑结构设计作为核心,分析在设计的过程中所存在的问题,并且根据这些问题仔细的研究,然后进行改进推动土木工程建筑的发展。
关键词:土木工程;建筑;结构设计
1建筑结构设计原则
1.1建筑结构的合理性
对于建筑设计的起始初期,一定要对结构有一定的要求,需要保证整个工程的安全性能,并且要将建筑的结构设计的比较合理。因为建筑结构的设计将于整个土木工程有着直接的联系,设计的好坏关系到工程的安全性和质量保障。对于刚开始起步阶段,要着手与工程的特点,对其特点进行详细的分析;然后去实际施工现场做一个了解,研究一建筑工工程场地的特点,并且根据实际情况来研究工程结构,这样的设计建筑工程能够满足设计方案的合理性和安全性。设计方案的设计人员必须根据现场施工的情况和周围环境进行综合考虑,在了解全面请款以后进行科学的建设[1]。
1.2建筑结构的高效性
在设计整个方案的时候,首先要明确设计图标,并且保证设计方案有根据性。在实际执行的过程中可以获取到详细根源信息,要能够体现土木工程的建筑结构,并且是所有的建筑物信息的整合资源。与此同时还需要设计人员凸显建筑施工过程中的难点,分析难点,对难点进行探索和研究,这些基础工作完毕以后在进行土木工程的建筑方案设计。在设计的时候要保证设计方案的精准度,避免不必要的过错[2]。
1.3建筑结构的完整性
在体现土木工程设计价值的时候,相关工作人员需要集中性考虑各方面问题,以防各种漏洞与不足。而且设计人员在设计方案完成以后需要整体的分析和调整,对于工程建设中环节比较薄弱的地方要特别关注,并且严格按照国家的标准进行相关的审核,这样实施对于土木工程建筑结构的整体性有很大的帮助,并能够让施工现场稳定的开展下去。
2工程建筑结构中的不足
2.1施工图纸方面
在施工的时候首先要做的就是画好图纸,因为它是整个项目的框架,是指引施工人员的方向,同时对于整个项目起到了很重要的作用。一旦图纸没有做好会直接影响到整个工程的进度和质量。因为我国的建筑行业施工人员普遍没有太高的文化,综合素质也不强,所以在施工的时候难免对图纸的了解不够成分,对于图纸的完成非常潦草敷衍,并没有精益求精的效果。而且施工人员的文化程度限制了他们对于图纸的认识程度,所以导致在实际施工过程中发挥不到很好的效果,设计的图纸水平也是很低的,没有一定的专业程度,带动不了其他人。这些问题对于土木工程和建筑的发展是有极为大的不利影响[3]。
2.2地址的选择
选址也是建筑工程的基本工作,选择的地方固定下来,不会长期更换,这对于后期的建设也是有很大的益处的。只有给后续的建筑提供良好的基础条件,才可以把建筑物的安全系数提高。而在土木工程建建筑的选址当中,没有专业的人员进行相关的知道和讲解,对于这方面的知识匮乏导致选址不当,对于后续的建设存留了极大的隐患,一旦没发现将会出现重大问题。
2.3建筑基地设计
在土木工程建设的方案当中,地质的稳定性非常重要,如果没有非常稳定的地质,那么真个建筑物的质量将会非常的低甚至是没有保障的。所以一定要保证地质稳定性,在众多的设计当中对基地影响最大的就是地下室设计,很多设计人员为了达到良好的基地建设质量,渐渐的开始优化和完善地下设计。据悉,当前很多土木工程建筑设计机构当中对于地下室的设计都不是按照标准要求来执行的,地下室的墙体厚度和强度系数非常低,还有一部分土木工程建筑设计只是盲目的去设计,并没有真实的了解地下室的设计要求,如此一来大大降低了土木工程建筑设计的质量,并且给基地的建设造成了一系列的隐患,导致整个土木工程建筑结果设计在实际操作中没有安全保障。
3土木工程建筑结果的对策
3.1对建筑结构设计改进
土木工程在设计的时候要把工程质量放在首位,必须以工程质量和核心主体,并且要最大化的控制整个工程建筑的经济成本,还要保证工程建设的经济成本在建设方可以承受的范围之内。要清晰准确的认识经济效益和建筑质量件的关系这是土木工程建筑投资者需要做到的,并且对于企业的回报和建筑物质量之间的关系需要明确,这样土木工程建筑结构的设计人员才可以不断的完善建筑图纸,并且在控制建筑经济成本的同时还能够保证工程建设的质量,让建筑投资方和对此次的工程建筑结构设计有一个满意的态度。
3.2互相交流
在土木工程结构设计方案的前期,首先要做的是进行互相的沟通和交流。结构方案设计人员需要跟投资人以及施工负责人进行相应的沟通和了解,并且要充分的知道在设计的执行中需要哪些条件,把这些需要满足的条件纳入方案当中,还需要对施工现场有足够的了解,对于建筑物的特点和周围的环境都需要做一个参考和分析,这样对于建筑结构的设计方案会更加精准和贴切。
3.3需要明确参数
土木工程在建筑设计的初期阶段,会用到很多的专业术语,土木工程建筑实际施工过程的当中需要把握好这类词语的运用。一旦设计人员失去了相应的标准性,就会出现一系列的问题,比如说施工的图纸和施工现场不吻合的情况,这些事情对于建筑工程的发展都是有较大的影响的。想要更加直观的判断工程的图纸内容,必须在实际的施工环节当中有明确的参数定义;相关的设计人员必须要有明确的参数含义,对于部分的参数是可合理的进行设计,设计人员在实际的施工环节当中要非常明确比较重要的参数,必须达到一个让在场所有工作人员都非常了解这些参数的含义达到目标。土木建筑工程建设也是根据正确的设计来确定方案设计内容的,这样保证设计的方案和现场施工情况是一致的。
4结束语
经过以上的分析和研究,建筑工程是综合包含各方面的内容,对于施工现场的设计方案也是需要很多思路和构造的,难度系数比较大。因此该注意的地方不能够懈怠,否则会给土木建筑工程的发展带来不好的影响。
作者:郭岚岚 单位:盐城市规划市政设计院有限公司
【摘要】在现阶段市政基础设施的建设过程中,仍存在很多问题,比如规划设计不合理,对工程的监管不到位,相关制度不健全。因此,在进行市政基础设施的建设过程中,施工方必须从多方位对施工进行严格的监管,不断地对市政基础设施的建设进行优化改良,推动我国新型城镇化建设的顺利发展。
【关键词】土木工程;结构设计;市政基础设施;问题
1引言
城市的基础设施建筑体系和城市未来的经济社会发展方向密切相关,也在很大的程度上关系着整个城市的规划布局,对城市建筑体系的运作有非常大的影响。施工方要保证相关市政基础设施的质量安全,对城市基础设施的科学规划也迫在眉睫。因此,必须对现在以及将来进行的土木工程建筑结构设计加强监管,提高设计水平和建筑质量,避免城市基础设施建设质量和设计方面出现问题,给社会以及城市经济带来负面的影响。
2建筑结构设计中的原则
2.1基础方案要突出合理性
进行土木工程项目建设的重要基础是设计单位对相关建筑结构进行合理的规划设计。对建筑结构进行规划也是为了避免出现安全事故,保障工程施工期间的安全。因此,施工前,设计人员要仔细全面地对施工现场的地质情况进行勘察,还要对项目建设的具体情况进行总体的了解与掌握,使项目规划设计更加科学合理,更有利于项目的施工建设。
2.2核算图表需突出高效性
在土木工程的建设过程中,施工单位在对相关项目建设图表进行整体规划设计时,要对大量的数据进行充分的理解和把握,然后,对这些数据进行全面的解析,再对土木工程的施工场地以及施工过程中要利用的各种技术手段进行全面的分析和考察,以便制作图表时突出其高效性与精简性。因此,在工程的设计规划过程中,设计单位要将土木工程建筑的结构节点和普通的钢铰节点区分开[1]。除此以外,设计单位对土木工程项目的施工建筑的重要结构节点进行全面而细致的把握,以便提高相关图表的准确性,进一步减少图表中数据的误差。
2.3结构方案要突出完善性
在土木工程的建设过程中,要制定科学、完整的基础设计方案,并且在对项目进行规划设计时,施工方要提高对其的重视程度。否则,在规划设计时会不可避免地存在一些问题。
3土木工程建筑结构设计中面临的问题
3.1建筑选址
所有的工程建设,第一步也是最重要的内容就是建筑物的选址。施工单位必须综合考虑多方面的因素完成建筑物的选址。如果建筑物的地址选得不恰当,会给施工过程带来许多安全隐患,从而降低建筑物的安全性,甚至在工程竣工后出现楼体崩塌的安全事故。
3.2结构不合理和资源浪费严重
在土木工程的施工过程中,工程的安全质量与建筑的结构有着密切的关系。在国内的相关项目的施工过程中,存在很多问题,比如建筑的结构缺乏良好的稳定性、可靠性低,这些问题严重束缚了整个行业的发展;并且国内的安全标准与国际上相比较低,因此,很多施工人员在工作过程中没有遵循施工标准,玩忽职守,这就让施工方很难对施工过程中的每一个细节进行全面地掌控,从而很难提升土木工程的整体施工质量;由于国内的建筑企业缺乏对环保的重视,因此,当施工过程对环境造成了严重的污染时,由于缺少专业的环保人员的监督,使这种现象得不到有效的控制,造成了大量的资源浪费[2]。
4建筑结构设计中的应对策略
4.1对工程建筑设计规划进行优化
当承建单位对建筑进行规划设计和后期监管时,应做到以下几点:(1)承建单位必须严格遵守相关法律法规,大力引进国外先进的施工技术,并加强对国外技术的学习借鉴,为我国自主研发土木工程建筑项目标准体系添砖加瓦,不断提高土木工程项目在施工过程中的质量和安全性能,给整个行业带来可观的经济效益和社会效益;(2)在施工过程中,承建单位要不断提高施工过程中的环保意识和节约意识,让整个施工过程与以前相比更具有环保性;(3)施工过程中,施工单位要严格掌控项目的成本预算,争取在保障整个项目安全质量得到提高的同时,尽可能地减少施工过程中的成本支出,让低成本与高质量同时得到实现。
4.2建立健全专业化规划职员的培训机制
要保证土木工程项目的安全和质量,需要多部门的联合掌控,对施工过程进行全方位的监管,还需要专业的规划,使职员发挥自己的工作价值。在现在的市场环境下,竞争的核心要素是人才,一个专业素养强悍、创新能力强的规划团队是保证企业在市场竞争中战胜对手的重要砝码[3]。因此,在现阶段,企业要不断地健全专业规划人员的培养制度,尽快培养出一批专业素养高,创新能力强的工程规划团队。不断地对现有的职员开展相关的培训,提高他们的安全意识、专业素养和质量意识,能确保这些职员在工程规划建设的过程中发挥自己的作用,掌控好工程质量,让企业在市场的竞争中获得胜利。
5结语
综上所述,土木工程建筑项目的设计工作,是一个极其烦琐但又必不可少的过程。因此,企业要不断地进行专业规划人才的培养,确保项目的规划设计的质量得到可靠的保证。在项目的施工过程中,相关部门要加强监管力度,以减少安全事故的发生,确保工程的顺利进行。
作者:刘万杰 单位:衡水公路工程监理咨询公司
摘要:
工业建筑是建筑的一种类型,其结构设计具有较高的复杂性和安全性。本文基于大量文献和实践经验,首先简要分析了工业建筑的概念及特点,然后基于工业建筑结构设计的复复杂性与安全性,对工业建筑结构设计内容进行了探讨,具体包括工业建筑结构选型、平面布置、生产工艺要求、防腐蚀设计、防震设计等相关内容,凸显出工业建筑结构设计的复杂性和安全性要求。
关键词:
工业建筑;结构设计;复杂性;安全性
对于工业建筑而言,其结构设计合理与否,不仅决定着工业建筑建设质量,也影响着工业建筑建设资金投入。只有科学的设计,工业建筑结构才会合理,与生产活动和工艺要求等相适应。工业建筑与民用住宅建筑不同,其结构设计更复杂,安全性要求更高,要适应生产活动和工艺要求。介于此,进行工业建筑结构设计的复杂性与安全性分析是必要的,利于加深对工业建筑结构的认识。
1工业建筑简述
1.1概念
工业建筑,指的是提供人民从事各类生产活动的建筑物或构筑物[1]。其中,构筑无有烟囱、水塔等,建筑物有化工厂房、纺织厂房、医药厂房等各类型厂房。
1.2特点
工业建筑主要特点:(1)要有足够的面积和空间;(2)符合生产工艺要求,安全性要求很高;(3)具体的生产活动不同,工业建筑结构形式也不同,要根据生产活动及其特点进行结构设计;(4)屋面排水、通风、采光及构造处理等方面复杂性较高。
2工业建筑结构设计的复杂性与安全性
2.1结构选型
由于工业厂房建成后的使用用途不同,不同的工业厂房,其生产工艺等方面要求是不同的[2]。所以,进行工业厂房结构选型时,要充分考虑工业厂房的使用用途、施工条件等因素,不仅要使用材质好、寿命长的材料,还要确保建成后的工业厂房结构能够灵活的适应的生产容量等方面变化。下面对工业建筑常用的结构形式进行了分析:第一,钢筋混凝土结构。钢筋混凝土结构,具有建材采购方便、施工便利、耐火耐蚀、现场建筑、成本低等优势。而且,按照这种结构建造出来的建筑,有着很广的适用性,很多厂房都采用钢筋混凝土结构。第二,钢结构。钢结构一般采用工业化体系建设,工期短、成本低、施工方便,且适用于大跨度、大空间的工业厂房。但是受材质限制,这种结构防火、防腐蚀性能较差,如果工业建筑采用这种结构类型,必须注重防火、防腐蚀方面设计。从以上内容可以看出,一般情况下,工业建筑结构建议采用钢筋混凝土结构,因为这种建筑结构优势明显,不需要特别注意防火、防腐蚀方面的设计,安全性较高。但是如果是大跨度、大空间、振动较大的工业建筑,适宜采用钢结构。
2.2平面布置
确定工业建筑选址后,以生产工艺流程为依据进行建筑总平面设计,合理确定各分区、竖向设计、公用设施等[3]。进行工业建筑总平面布置时,除了以生产工艺流程为依据外,还要考虑职工生活用户、生产经营管理用房、福利设施用房,以及污染问题,按照全局角度考虑平面布置。为了确保总平面布置的合理性,设计者可以采用计算机软件辅助设计,如建筑信息模型,基于同一模型设计多种设计方案,优选出最佳平面布置方案。
2.3生产工艺要求
建造后的工业建筑是用于生产活动的,为了生产活动的正常运作,工业建筑结构设计必要以生产工艺为依据,将生产工艺和生产活动做出结构设计的出发点,这样才能保证工业建筑结构设计合理。对于工业建筑而言,其生产工艺要求主要体现在三个方面:(1)生产流程。生产流程影响着各部门、各工段平面的次序和相关关系;(2)运输方式及工具。运输方式及工具影响着工业建筑结构类型选用、平面布置等设计工作;(3)生产特点。生产活动具有污染、易燃易爆等特点,做好生产环境、防腐蚀等方面的设计工作。
2.4防腐蚀设计
工业建筑建成投入使用后,受生产工艺和生产活动影响,生产过程中经常使用或产生酸碱盐类物质,容易腐蚀建筑物。所以,进行工业建筑结构设计时,要特别注重防腐蚀设计。第一,选用防腐性能好的材料,或对建材采用防腐措施。如,门窗使用木质、塑料、玻璃钢等防腐性能好的材料;金属挂件涂抹耐腐蚀的涂料,在金属表面形成防腐层;地面采用沥青混凝土、花岗岩等材料。第二,结构构件采用钢筋混凝土材质,同时是混凝土表面涂抹耐腐蚀的涂料。如果结构构件使用钢材,务必要做好防腐蚀措施,必须在钢表面涂抹环氧树脂漆等材质的防腐蚀涂料。第三,带有腐蚀性的生产活动要集中布置在下风侧或水流的下游,限制酸碱盐类物质腐蚀工业建筑结构。
2.5防震设计
防震设计是关键的,它在工业建筑结构设计上占据首要位置,因为它直接决定着工业建筑后结构的安全性。根据我国相关规定,工业建筑方防震设计要求比较高,如果不能达到安全性要求,一旦遭受意外的冲击振动,所造成的后果是严重的,特别是生产活动具有易燃易爆特点的,危及工业建筑区内及周围范围内的人员生命安全。因此,进行工业建筑结构设计时,必须合理进行防震设计,符合抗震要求。当工业建筑结构规则、对称,整体性比较好时,按照工业建筑结构及其抗侧力结构进行抗震设计;当工业建筑结构整体性比较差使,要按照工业建筑结构抗震设计要求采用相应的加强措施,增强工业建筑结构的抗震性;当工业建筑厂房的结构高差比较大时,必须将生产用房与生活用房、管理用房等分开来布置,并分开相邻的抗震缝,便于提高结构的抗震性。此外,抗震缝两侧要布置墙等构件,并按照设计要求合理控制抗震缝宽度。
3结论
综上所述,工业建筑不同于民用住宅建筑,其结构设计具有较高的复杂性与安全性。为满足工业建筑结构设计的复杂性与安全性要求,要认真的进行工业建筑结构选型、总平面布置、防腐蚀设计、防震设计等工作,使工业建筑结构设计符合生产工艺要求,满足建造后的使用用途,达到相关设计标准。
作者:田相凯 单位:中海油石化工程有限公司
摘要:
经济的不断发展,现代化工业生产的施工工艺和技术也在不断更新,原本单一功能的厂房现在逐渐成为了多功能厂房,工业建筑结构也在朝着多样化的方向发展。另外,结构设计的要求也越来越高,越来越复杂,这样的情况导致设计人员在设计时难免会出现一些错误,所以要求设计人员需要不断地检查和审视。本文主要通过工业建筑结构选型的原则、工业建筑结构设计中常犯的错误以及对错误的分析进行了详细的探讨。
关键词:
工业建筑;结构设计;分析;错误
1引言
在工业生产中,为了顺应工业生产以及建筑工艺更新的速度,越来越多的综合性厂房出现在人们的视野中,这种综合性的工业厂房对结构的要求也越来越高,所以工业建筑结构设计就显得比较重要。工业建筑也因为其结构的复杂性,构件以及预埋件较多等,设计人员在设计时极易出现各种错误,不仅给施工带来不便,也给业主带来麻烦,甚至会影响结构的稳定性和安全性。
2工业建筑结构选型的要点
在工业建筑结构设计的过程中:①要确保建筑能够灵活地应对各种生产内容以及设备的改变。②建筑物以及设备要确保经久耐用,并且保证设计不超过工业建筑的预算价格。所以,只有合理的选择建筑结构的类型,才能做好工业建筑的结构设计工作,结构选型应该具备以下几个要点:(1)预应力混凝土装配式钢结构应该作为首选目标,没有特殊要求的情况下也可选用现浇混凝土结构。(2)以下情况应该采用砖混结构:建筑结构跨度不大于15m,柱距不大于4m的单层厂房,且柱顶的高度不大于6.5m无吊车的厂房;吊车起重量小于等于3t的轻级、中级工作制厂房。
3关于结构设计在施工中遇到的问题
①结构的设计人员没有与其他设计人员(比如工艺设计人员)沟通协调好,这样的情况会导致工艺设备和基础的距离相对较近,从而增加了施工的困难也导致设备基础在运行的时候会给主体基础带来影响。②结构设计人员在设计时没有考虑工业厂房防火防爆的特殊要求,对于有特殊要求的厂房应该设计成敞开式或者半敞开式。结构设计中在这一方面经常遇到的问题就是忽视了防爆厂房的泄压面积。若是泄压面积达不到规范规定的要求,将会给以后的结构设计工作造成很大的麻烦。③预埋件布置的问题,许许多多的工业厂房经常在梁上面预埋吊环,但是对于这一方面的工作,设计规范根本达不到要求,所以这也是结构设计在施工中常常遇到的问题。
4关于工业建筑结构设计的常犯错误分析
4.1梁扭矩折减系数取值错误
现代化的工业厂房,尤其是化工厂房,因为吊装设备非常多,而且楼面的开洞较多,很多设计工作人员为了避免麻烦,经常用PKPM软件中的SATWE模块进行配筋计算,但是,梁扭矩折减系数不应该选用PKPM软件中的默认值,应该按照楼面开洞的大小程度进行选取,范围一般在0.4~1.0之间进行选取。
4.2活载组合值系数取值错误
PKPM软件中SATWE模块活载组合值系数的默认值是0.7。按规范要求许多建筑的活载组合值系数应该选用0.7,但是有些建筑的活载组合值系数不是0.7,比如,仪器的生产车间、棉纺织造车间等选取0.8,仓库的库房、电梯机房等选取0.9,金工车间、半导体器件车间以及粮食加工车间等选取1.0,设计人员应该按照厂房的实际情况对活载组合值系数进行选择。
4.3结构设计在施工方面的常犯问题分析
(1)工艺设计者和建筑结构设计人员没有进行充分的沟通与交流,导致在施工过程中,工艺设备的布置距离基础非常近,在一定程度上使得两基础之间发生冲突。因为设备基础若是和建筑结构基础的距离太近,就会导致施工的困难程度加大,而且会对建筑结构基础产生一定的影响,所以,那些振幅过大或者重量过大的设备不要离建筑结构基础太近,从而防止造成无法正常使用的情况。
(2)没有合理选择预埋件的位置。预埋件的位置通常是在梁上方埋置一半,然后在楼板下埋置一半。工业厂房是一个综合性的建筑,里面需要安装各种各样的设备,因此需要布置很多的预埋件。在布置预埋件的时候,应该结合有关的设计图纸合理安排预埋件的位置。建筑结构设计人员应该对结构有关的图纸进行全面仔细的审查,一旦发现预埋件的布置有不合理的地方,就要及时的与施工人员进行协商调整。另外,结构设计人员应该在图纸中给出预埋件的尺寸以及规格。楼梯预埋件是施工时常常被忽略的地方,所以结构设计人员一定要在设计图纸中明确指出,如果造成忽略现象,施工时需要补埋,浪费时间浪费力气。在进行技术交底工作时,应该向施工单位明确指出预埋件的应该达到的要求。最后一点,预埋件要具备一定的承压能力,而且对于预埋件的安装工作不能敷衍了事,否则会导致日后的结构设计工作难以进行。
(3)结构设计中有四个支脚的设备,错误地把总设备荷载四等分,把每一等分当作每个支脚的应该承受的荷载。因为施工的缘故,支脚的支撑面应该不在同一个高程上,所以设备的支脚可能不是四个支撑面,而是三个支撑面或者两个支撑面,因此计算每个支脚的设备荷载时,正确的做法是将总的设备荷载三等分或二等分。
(4)没有对工业厂房防火防爆的要求进行充分的考虑。结构设计人员在进行设计工作之前应该对厂房的功能进行了解,若是厂房在使用过程中存在爆炸的可能,那么厂房就应该设计成成敞开式或者是半敞开式的厂房。对于存在特殊用途的部分厂房,应该设计成全封闭的,这种情况下一般会忽略防爆厂房的泄压面积问题。如果泄压面积达不到规范规定的要求,就会给后期工作带来麻烦,而且这些问题处理起来也非常困难。所以,在设计全封闭式厂房时,应该充分考虑有没有充足的泄压面积,并且要多安装一些窗户。如果是地下建筑中的地下锅炉这一类的的防爆厂房,要特别留意泄压面积的充足性。除此之外,就是防爆厂房泄压设施的选择,一定要选择可以脱落的、轻巧的窗、门及其屋盖,泄压设施应该选择在爆炸源的周边,一定要远离人集中的地方和不占用通道的地方,并且要均匀分布。所以,在结构设计时,一定要考虑厂房的防爆设计,在防爆厂房的设计方面一定不能出现错误,一旦出现错误就会造成无法挽回的局面,因此在设计防爆厂房泄压面积时,要做到充分考虑。
(5)在进行结构设计的过程中,结构设计人员的缺乏一定的经验,没有考虑和排水设计人员协调工作,常常忽略要留出一定的孔洞,这样的情况下往往会给以后的安装工作带来困难,严重时还会对建筑物的使用产生巨大的影响,特别是室内排水的情况。所以,如果要使排水管道可以顺利的穿过基础,通常会采取下面两种措施:一种是适当降低基础梁顶高程来达到室内排水的要求,另一种是基础梁中应该预埋相应套管。
(6)没有考虑电缆沟的防水工作。变配电所里面的每个房间都具备复杂性极强的电缆沟。针对室内的电缆沟,若是埋置深度不是很深,地下水位也没有那么高,地面也没有明显的沉降,我们就可以利用混凝土地沟,分别在混凝土沟的沟壁沟底做好防水处理工作。相反如果地面的沉降明显,并且很可能发生不均匀的沉降,地下水位太高,这时候我们应该选用钢筋混凝土地沟。
5总结
工业结构设计中出现错误是很正常的现象,但是我们应该采取措施进行补救,防止结构出现质量问题。为了确保结构的安全性、适用性、耐久性,合理的结构设计是目前的主要任务。工业结构设计过程中,首先应该保证合理的选择结构的类型,然后是要根据结构设计的实际情况选择适当的计算系数,与此同时,也要符合相关的规范要求。结构设计人员在设计过程中应该全面考虑,不放过每一个细节,严格遵守相关的设计要求,研究和分析可能存在的设计问题,以及预先做好出现问题时应该采取的措施,只有这样,在以后的结构设计中才不容易出现这样或者那样的问题,才会使施工的质量得到保障,才会使施工得以顺利地进行,缩短工期。本文对工业建筑结构设计的常犯错误进行了简单的阐述和探讨,希望可以给相关设计人员带来一些启发。
作者:黄建华 单位:广西壮族自治区工业设计院
摘要:
在国民经济和科学技术的大力推动下,工业建设得到了高效的发展。为了满足现代工业建筑越来越高的要求,工业建筑的结构和各种因素要进行全面的分析和研究以达到优化工业建筑的设计结构的目的是十分必要的,保障工业建筑的安全性、可靠性和功能性。工业建筑的设计风格各不相同,主要是根据功能性的不同,设计者也会相对应的设计出不同形式的建筑主体。我国目前的工业建筑大多是采用钢筋混凝土结构和钢结构来构筑的。
关键词:
工业建筑;优化设计;钢筋;结构
现代工业建筑结构的设计风格多种多样,不同建筑的功能性也大不相同,依据设计角度的不同,工业建筑的结构优化设计需要依据具体情况来制定的。工业建筑的建设是十分复杂的,对于建筑的荷载也是比较大的,为了解决在工业运作上高分贝的噪音和污染物等情况需要对于工业建筑的建筑工艺结构进行更高层次的优化设计。
1工业建筑结构优化设计的探讨
1.1工业建筑优化设计的目的
在现代工业建筑的优化设计中,根据不同建筑优化需求的目标不同可以将其分为两种。第一种是传统概念上的建筑结构的设计和优化,其中包含了对于结构成本结构设计优化、设计质量的提升以及能够保障结构设计的科学性和合理性,完全满足现代社会低碳环保的要求。第二种是通过建筑结构的设计的优化目的来达到企业工业的生产目标的要求,实现对于建筑整体结构的布局和设备的放置以及施工流程数据的分析和处理,以提高工业生产的工作效率,增加企业的市场竞争力。
1.2工业建筑结构优化设计的队伍建设
受到建筑结构优化设计对设计优化人员的要求具备专业性和技术性的影响,工业建筑结构设计的优化需要企业建立科学合理的优化设计队伍为中心开展工业建筑结构的优化设计工作。工业建筑结构优化的团队应该包括专业的建筑工程师来对于建筑结构的主体结构进行分析和设计,还有要具备工艺技术人员来完成对于工艺布局和工艺流程的数据分析理解[1],对于建筑结构的要求进行解读,分析所设计的建筑结构的优化方案的可行性和合理性。基础团队中还需要配备相应的工程机械设备工程,来完成对于设备的安置和使用和结构布局等进行分析处理,最终确保设备能够安全合理的运行。工业建筑的结构优化需要做到以基础团队为核心开展工作,才能确保在工业建筑的结构设计优化工作的科学发展。
1.3工业建筑结构优化设计中存在的问题
在现代工业建筑结构设计优化的经验研讨和共享中,多数设计团队和建筑工程师都对工业建筑结构的提出了不同的见解。首先建筑物内部钢结构的应用对空间美学的设计会造成产生巨大的影响。除此之外,在工业建筑结构设计优化的项目中,会因为部分设计人员因为经验不足缺乏对整体建筑结构布局的认知,从而导致对建筑工艺的使用和了解不足,造成建筑结构优化设计的成果不突出,进而会出现许多企业对工业建筑结构设计优化的工作不支持、不认可等问题。在上述工业建筑结构优化中,工业建筑物内部对钢结构的设计是所有建筑结构优化设计中最重要的方向。工业建筑施工建设的项目中占据总成本七成以上的是材料的费用,其中钢材料的价格就达到几千元一吨。在保障建筑物整体工程质量的基础上采用科学、合理的方式减少建筑物中钢材料的使用比例可以有效的降低工程造价。因此对工业建筑结构的优化中要合理优化和使用钢材料,实现降低成本的目标,确保企业的经济效益的增长。我国工业建筑结构的优化设计中,由于部分工业建筑在概念性的优化设计在整体设计方向上缺乏量化标准,所以建筑结构的设计优化中会存在较大的差异,严重影响了建筑物整体的设计和施工,针对这一特殊情况的产生,工业建筑结构在优化设计上应该更加灵活的应用和制定建筑结构设计优化的具体方案,以具体的建筑数据作为参考依据来对建筑结构的整体设计进行优化处理,以提高优化效果。工业建筑结构的优化设计中,由于工业结构的特殊性,所以会对建筑物内部的管理工作需求以及数字化办公产生一定的影响,在工业建筑使用之后仍然会有各岗位的人员不断出入来操纵内部各设备和软件,因此在工业建筑结构设计优化上需要充分考虑结构布局的影响。综合考虑各建筑内部的设备使用和工作管理的需求,对工业建筑的结构设计进行充分的分析和研究,提高企业的工作效率和工作质量,降低企业对成本的投入,提高企业的发展和进步。
2工业建筑结构优化的方法
2.1结构优化模型和设计方案
工业建筑优化设计可以在基础结构方案、围护结构设计方案和屋盖系统方案这三个方向上对建筑结构模型进行优化分析。可以在型号的选择、受力分析时和资金等方面投入等实施的过程中围绕结构优化的总体目标进行优化,以便最终能达到经济适用、安全可靠、高效环保、以人为本的要求。通过参数的选择和确定的方式来建筑工程的结构进行优化设计,在过程中可以通过设计多个变量和约束条件的来对非线性结构设计进行优化处理。在方案结束后,通过编制来进行运算就可以实现对于建筑结构优化的最终确立。[3]
2.2建筑结构优化的注意事项
现阶段的建筑结构优化过程中,我国大部分建筑师都不会参与到前期方案的制定和设计上,对于结构合理性和可行性的问题充分的认知,在后期的工程建设和方案的设计中增加了困难,这就需要加大对于工程的投入和使用。在工程结构设计前期就引入结构优化的设计理念,这样不仅能够从全局的角度来分析和理解工程优化设计的需求和作用,还能降低企业资金的投入,在工程的前期就进行有效的控制。根据不同的建筑工程所处的地理环境、周边位置以及选择合适的地基基础结构来制定工业建筑的设计优化方案。把握对于工业建筑内部的细部结构设计,例如在钢筋的选择上,要符合对于扭转力和抗拉力的要求。[4]工业建筑的结构优化能够通过对于优化活动的开展情况,来降低在管理过程中对人力、物力和移动距离的投入,提高企业的工作效率,降低企业对于工业的建筑结构的成本投入。现工业建筑内部的钢结构的应用日益增多。对于工业建筑的结构设计中,设计人员缺乏对于钢结构工艺的深入了解和探讨,十分容易造成优化设计的效果不突出,达不到预期的工业建筑结构优化设计的标准。
2.3建立完善的工业建筑结构优化体系
目前国内的工业建筑结构的优化设计中,由于对各工业建筑结构的优化设计缺乏一个统一的指导和管理,就会出现建筑内结构优化不合理的问题。因此在对工业建筑结构进行优化之前就必须建立一个完整的管理体系,通过管理体系和工业建筑结构优化中出现地问题进行相互验证,来及时掌握管理体系中存在的问题,及时发现及时解决,并对管理体系进行完善,相关岗位的工业人员也要针对管理体系的建立来采取更加合理的管理方式,不断完善工作内容,以此实现对工业建筑结构设计优化质量管理的目标,提高工业建筑结构的优化设计的质量和后期的使用效率。
3结束语
我国工业化的发展速度在不断的提高,工业领军企业的规模也在逐步的扩大,新的工业园区对于园区内的工业建筑的相关要求也更加的严格。针对工业建筑结构的复杂性和特殊性,相关企业应该重视对建筑结构优化设计的关注度。充分利用工业建筑结构的优化设计方案来优化技巧、降低对于工业建筑的整体投入,节约成本,降低工程总资本的投入。同时要满足工业建筑结构中设计优化过程中对工业职能的需求。随着市场竞争逐步朝向白热化的发展趋势,企业的经营管理成本已经成为影响企业在未来发展重要因素。
作者:吴琦 单位:大地工程开发(集团)有限公司南京分公司
摘要:
近几年来,随着生活质量水平的不断提高,人们对建筑结构设计提出了更高的要求。建筑结构要在安全的基础上,增加更多的实用功能,满足人们的生产、生活需要。但是,当前土木工程建筑结构设计难以满足时展需要,其结构设计还存在一些问题,亟须探讨有效的措施对建筑结构进行优化。
关键词:
土木工程;建筑结构设计;存在的问题
1土木工程建筑结构设计的基本原则
1.1设计图表高效性原则
施工图表对建筑施工而言具有重要的指导作用,所有土木工程建设都是依据图表进行施工,基于此,图表设计的准确性将直接影响工程施工质量。在进行图表设计时,设计人员应对施工现场进行充分的调查和了解,掌握建筑结构节点特点,收集必要的数据信息,通过对数据进行分析、精练、整合等,高效率地制定准确的施工图纸。
1.2设计方案合理性原则
对建筑结构进行设计,制定合理的设计方案是关键,往往建筑施工设计方案需要制定多个,通过对不同方案进行优化选择,找出最为合理的方案进行施工。在进行设计方案制定时,不仅需要结合实际的建筑功能需要,选择合理的施工材料,确定建筑的骨架结构,同时也要依据现有的施工技术水平,结合施工条件的实际情况,制定切合实际的设计方案。
1.3结构设计完整性原则
当前,部分设计人员对建筑结构进行设计时,出现了忽略结构完整性的情况,致使设计方案出现缺陷,影响建筑施工的正常进行。基于此,进行结构设计时应保证结构设计的完整性,做到结构措施的完善。首先,严格把握设计的各个环节,特别是对于薄弱环节更要密切关注,避免任何环节出现缺陷。其次,对于建筑结构的性质要充分了解,对于设计中结构的延展性问题加以研究,确保各结构组件安全可靠。
2当前土木工程建筑结构设计面临的主要问题
2.1设计图纸不严谨
设计图纸是施工的重要依据,应给予其足够的重视,但是目前部分设计人员对待设计工作缺乏责任心,没有经过缜密的核算和分析,仅凭个人的实际经验进行设计,造成设计图纸不够严谨,设计内容也存在不合理之处。例如,有些设计人员采用的建筑施工图不标准,对于结构节点等信息标注不详细,建筑梁柱的结构数据不严谨。一旦设计图纸存在问题,将直接影响今后的施工质量,给土木工程施工带来不必要的困难。
2.2设计中忽视了环境影响
对于工程建设而言,外界环境往往会给施工带来诸多影响,可能会阻碍施工正常进行,延缓施工进度,同时也会降低建筑结构的安全使用功能。然而,在进行结构设计时,环境因素却极易被忽略,影响建筑结构的安全性能,严重将缩短建筑结构的使用寿命。比如,施工场地的土壤性质、施工天气情况等,都是影响土木工程安全性的因素,在进行结构设计时应充分考虑土壤酸碱度问题,以及施工天气情况。
2.3承重柱与构造柱区别问题
建筑结构中梁柱构造具有重大意义,梁柱是建筑的重要支柱,其承受荷载的能力确保了建筑物的安全稳定,使建筑物具有了抗震性能。在进行结构设计时,应对建筑梁柱进行合理设计,确保结构的科学性,这样才能提高建筑的安全稳定。但是,在实际的结构设计中,仍存在部分施工人员混淆承重柱和构造柱的情况,由于对两者区分不清,造成建筑物抗震性能降低,严重时会在地震发生时出现开裂,造成建筑物倒塌。
3对土木工程建筑结构设计的优化对策
3.1完善建筑设计规划安全监测体系
城市建筑不断增多,工程安全事故时有发生,不仅拖延了施工工期,同时也带来重大的经济损失和人员伤亡,土木工程建筑事业面临重大的压力。基于此,应不断完善设计规划安全监测体系建设,通过监测机制严格控制结构设计质量,对结构设计的每一环节进行监测,确保结构设计科学合理,避免带来不必要的施工困难。与此同时,要加强对施工现场的动态关注,保证施工严格按照设计要求进行,提高土木工程施工质量。
3.2借助先进的技术手段进行结构设计
新时期,各种先进技术手段应运而生,促进了各行业的快速发展,同时对土木工程建筑结构设计也做出了突出贡献。进行建筑结构设计时,可以有效地利用各种先进技术,提高结构设计的科学准确性。首先,充分利用工程测量技术。当前应用最为普遍的有GPS测量技术,该种技术具有精准度高、操作方便等优势特点,可以为结构设计提供精准详细的数据信息。其次,借助计算机技术,实现对数据的分析和图纸设计。当前应用较多的有MIS技术以及CAC技术等,通过对计算机技术的具体应用,可以提高设计效率和质量。最后,图纸的精准度对施工质量有着重要影响。随着技术水平的不断提高,绘图工具也不断推陈出新,应充分利用新型绘图软件和各种绘图工具,提高施工图的高效性。
3.3建筑结构设计要考虑综合效益
随着市场竞争的不断加剧,土木工程建筑事业面临的竞争压力也越来越大,在进行结构设计时应充分考虑综合效益,提高企业的综合竞争实力。首先,设计人员要及时掌握先进的设计理论,对结构设计方法进行创新,针对以往设计出现的各种质量问题进行总结,探讨更为有效的设计手段。其次,在进行土木工程建筑结构设计时,规划方要在遵守国家法律法规要求的基础上,规范建筑项目的体系标准,做好成本控制工作,对工程造价进行严格把关,提高企业的经济效益。最后,提升建筑结构设计的质量,培养设计人员的服务意识,进行结构设计时要综合考虑多方面因素,确保建筑结构的安全和稳定。
3.4构建职员培训机制,提高设计人员专业水平
建筑结构设计的质量好坏,将直接取决于设计团队的综合素质水平,提高设计人员的专业水平至关重要。基于此,规划方应加强构建职员的培训机制,通过相关技术培训,提高设计人员的专业水平,同时培养设计人员的服务意识和质量意识,增强其工作责任心,在进行建筑结构设计时能够发挥其自身实际水平,提高结构设计的质量。
4结语
国民经济的快速发展,带动了我国建筑事业的不断进步。当前建筑物数量和规模不断的增加,楼层逐渐变高,建筑结构不仅更加美观,使用功能也越来越多。然而,受某些因素影响,土木工程建筑结构设计还存在一些问题,需要不断地进行优化创新,才能满足社会发展的更多需求。
作者:宋泽民 单位:黑龙江省建工集团
1建筑结构设计阶段对工程造价成本的影响
1.1设计过程对工程造价成本的影响
在建筑结构设计过程中进行建筑结构形式选取的过程中,工程结构细节性的处理以及对建筑工程现场实际情况的了解和掌握程度也会对工程造价控制产生相应的影响作用。例如在进行建筑结构设计的过程中,根据工程设计要求的不同,选取合理的钢筋尺寸、截面形状以及焊接方式等,会对其他类型的建筑材料特别是混凝土材料的使用量造成影响,截面面积增大的情况下混凝土材料的使用量也会相应的增加,从而作用于建筑工程造价控制。
1.2设计质量对工程造价成本的影响
建筑结构设计质量的低下、结构设计中的较多不合理性问题的存在以及施工图纸设计精度问题和实际施工适应性等方面的不合理,都会造成实际施工过程中相应矛盾的产生,最终带来了较大的工程质量安全隐患,造成工程返工或者是停工处理,在造成了大量的资源浪费的同时,也相应的增加了工程施工成本。
2建筑结构设计阶段工程造价的成本控制方法
2.1生命全周期控制法
建筑工程项目主要是由策划阶段、施工阶段、设计阶段、使用阶段以及维护阶段构成的,一般意义上的工程造价控制主要是对施工阶段的造价控制。但是从造价控制的影响因素来看,设计阶段的内容直接占到了工程总造价的30%-70%,同时在项目设计阶段其对项目造价的影响作用是巨大的。生命全周期法,除了要对工程设计及施工阶段的造价进行严格控制外,还应相应的进行后期的维护费用的预算与控制处理,从而有效的减少决策或者是设计阶段不合理所带来的对工程造价控制的不良影响。
2.2系统控制法
作为建筑工程最为重要的几项要素,工程造价、质量以及进度等是相互对立和统一的关系。例如对于有着较高质量要求以及功能建设齐全的建筑项目来说,其在建筑结构设计与施工过程中就需要较为优良的建筑材料,与同类型的建筑项目相比其造价成本势必会有所增加。从另一个角度来看,在进行建筑结构设计的过程中如果片面的强调工程造价控制,可能会造成工程采用劣质材料、偷工减料情况的出现,该种情况下势必会对工程建设质量产生较大的影响。
3设计阶段造价成本优化控制方案
3.1设计方案及材料的优化
设计方案的合理性是确保造价控制成效性的前提和基础条件,例如对于层高和层数、基础类型以及结构形式的不同选择都会涉及到较多的技术性与经济性问题。其次是在进行建筑材料特别是混凝土材料选择的过程中,应严格按照工程质量要求进行建材材料的合理选择,重点是对混凝土材料的性能、价格以及技术指标等进行明确了解的基础上,选用最为经济适用的建筑材料和配料。通常情况应本着就近取材的原则,以此减少材料运输过程中产生的成本。
3.2基础形式和结构形式的优化
建筑结构设计阶段对于基础形式的选择,对工程造价总成本有着较大的影响关系,其甚至能占到工程造价总成本的1/3,因此对基础形式的合理选择不仅能实现造价控制的最优处理,还能够有效的节约施工工期,使得维护工序更为高效简便。其次结构形式的选择与建筑工程地质条件有着较为直接的影响关系,在进行结构形式设计的过程中应加强对地质的勘测处理,并对基础的埋深以及截面面积进行重点控制,以此实现成本的优化控制目标。对于结构形式的选取应通过不同结构的受力体系以及布置方案和经济性能对比分析的基础上,选取最为合理的结构形式。例如对于混合结构来说,其更适合在7层以下的建筑物中采用,其成本大约仅为钢筋混凝土框架结构成本的60%-70%。
3.3构件截面以及配筋率的选取
构件截面与配筋率在通常情况下是成反比的,即在截面尺寸越小的情况下,配筋率是越大的,在该种情况下钢筋以及混凝土的使用量势必会有所增加,反之亦然。但是在截面变大的情况下,钢筋的使用量虽然相应的减低,但是其混凝土用量只会增加,从而也同时造成了建筑物荷重的增加。其次,对于配筋率的控制应首先在确保工程质量安全以及结构稳定性和耐久性都能够达到标准要求的基础上,对配筋率进行优化处理,从而达到工程成本控制的目的。特别是在当前钢筋、混凝土材料价格不断上涨的情况下,在确保满足建筑总体施工布局的情况下,在确保结构规范限值范围内,对长宽高比例以及平面凹凸尺寸等进行控制,从而避免立面刚度的变化,也能够达到减少钢筋用量、优化工程成本的目的。
4案例分析
以广东某小区六层住宅楼设计为例,其底板平面尺寸22.30m×18.5m,层高2.7m,总高17.7m,建筑面积2915.53㎡。结构设计及布置方案参照《广东省建筑工程综合定额(2006)》计算规则进行施工图预算编制。
5结语
在建筑结构设计阶段还需要加强对于混凝土配比设计的控制,通过对于混凝土原材料施工配比的调整,同时提升混凝土浇筑设计和振捣设计水平,加强对混凝土结构的变形控制,并进行有效的混凝土后期养护处理措施的制定,也能够有效的起到建筑结构设计造价成本优化控制的目的。
作者:郑庆辉
1钢结构与工艺设计的协调性
钢结构的工业厂房是为生产企业提供生产的重要地点,是生产中必不可少的重要部分。很多工业厂房的钢结构设计质量相对较差,主要体现在钢支架的分布不合理、墙体的规格参数不满足标准要求等。钢结构的厂房包括很多方面,设计者需要根据企业的使用需求来进行合理的结构选择,对于一些相对较大的结构需要采用合理的网架结构从而能够更好的减少建筑整体的压力。另外,在结构的选择上也可以通过使用不同的材料来实现支撑结构,这也是降低厂房压力的重要措施。
如无缝钢管有着很好的空截面,在进行输送流体时可用作管道;钢管和卿钢等相比,强度相对较弱,但是其质量相对较低,稳定性相对较好。所以,设计者在设计过程中,首先要考虑设计的工艺需求。对于整体的结构设计,在方案选择中就要广泛的选择,同时多了解工艺的布置,明确工艺使用的具体条件,从而能够减少施工中出现的不必要的问题。
2影响结构计算的因素多
结构设计的结构计算是一项重要的步骤,大多数的设计者都会采用计算结果来进行分析和评价,从而对结构设计的合理性进行判断。而影响结构计算的因素相对较多,其结果也直接关系着施工工艺的荷载问题,对于整个结构设计来说有着非常重要的作用,因此就要全面的进行综合考虑,把影响结构计算的因素全面的考虑在内。
目前我国的厂房质量还有待提高,尤其表现在近年来因天气情况出现的暴雨暴雪而产生的厂房坍塌现象。所以,厂房结构的设计要更加注重其使用的安全性,尤其是要把这些外界的影响因素考虑在内,从而提高厂房的荷载值,这样才能够更好的提高厂房使用的安全性。另外,很多厂房的设计构件都能够达到使用的需求,但是很多问题都出现在节点上,在发生外界干扰时,这些节点很容易发生问题,不能够承担起高符合的作用,而厂房的梁柱中心线通常都是不重合的,这样对节点的压力也相对较大,从而使整体的性能受到影响,所以,对于这些额外的影响因素应当格外的注意。
3厂房的防火设计问题
钢结构的厂房在防火的能力方面相对较差,刚才在受热的过程中,其抗拉的强度会逐渐降低,从而出现变形的现象。而在温度过高时,刚才的强度就会随着温度的变化而逐渐的软化,从而失去了其应有的作用,导致厂房发生坍塌。所以,我们一方面要意识到钢结构厂房防火能力差的特点,同时还要明确钢结构的耐火要求。我国在钢结构厂房设计中也有了明确的规范,要求设计人员在进行设计的过程中严格按照防火保护的方案来对钢结构进行保护,这样才能更好的提高厂房的使用质量。当前,钢结构的厂房通常都会在钢结构材料中加入防火的涂料来作为防火的保护措施,在发生火灾时,这些涂料能够为钢结构提供一层隔热膜,从而加强钢结构的抗热能力,也能够更好的满足国家的相关规范要求。
4结语
工业建筑结构虽然相当的复杂,但是在设计中如果严格遵循设计原则和设计要求,并且不断进行优化,将能够熟练掌握设计规范,设计出安全、经济的优秀作品。
作者:张大威 单位:中冶焦耐工程技术有限公司
一、地基承载力深度修正的问题
(1)当高层主楼采用筏板或箱型基础时,在主楼纵、横两个方向上,若B1、B2均大于2B0,才能考虑裙楼荷载对地基土产生的超载作用,将超载折算成土体厚度d2,(两侧超载不同时,取小值),此时d=d0+d2,若b1、b2中有一值大于2B0,而另一值小于2B0时,或均小于2B0时,裙楼荷载作为超载折算为土体厚度d2,当d=d0+d2≥d1时,取d=d1,当d=d0+d2<d1时,取d=d0+d2。
(2)当主楼采用柱下独立基础加防水板的形式时,则靠近地下室一侧的基础可考虑土的超载作用,d的取值同1,但主楼内的其他基础的埋深d=d0。合理确定用于深度修正的基础埋深值d,从而确定主体结构的地基承载力值fa,这样才能使结构的基础设计达到合理、经济,最优化。二、主次梁节点设计问题我们在工程设计的计算过程中不可避免地会出现主次梁相交的情况,时常会发现框架主梁扭矩很大,抗扭承载力不足,有些处理办法就是将次梁与主梁相交处设为铰接,释放扭矩,但这样处理是否合理,与实际的受力情况是否一致呢?个人以为:作为梁端铰接,就是要保证梁端有一定的转动能力;固接,就是要限制梁端的转动能力;而实际上没有完全的铰接也没有完全的固接,梁端铰接不能随意地人为设置。设置铰接梁,是允许此梁在两端形成朔性铰而产生裂缝,但是不会破坏,就是说形成朔性铰之后,此梁由超静定变成静定结构,结构设计一般都是超静定结构。这样一个破坏不会对整个结构体系影响很大,才能满足结构安全的冗余。如果主次梁截面相差较大,支座主梁对次梁约束不大的情况下可以设定为铰接,即使为铰接,《混凝土结构设计规范》10.2.6条对此做出了规定,要求上部配置构造钢筋,且构造钢筋截面面积不得小于下部钢筋的1/4,;如果主次梁截面相差不大,次梁高度只比主梁少50mm,这时候就不能完全忽略主梁对次梁的约束了,这种情况是最容易出现框架主梁配筋超筋、抗扭承载力不足。如何处理,首先我们应该考虑加高框架梁解决配筋超筋,加宽框架梁解决受扭不满足,如果条件所限不能加宽,那才可以看能不能铰接次梁了,但这里的铰是指的假想铰,而是要保证支座负筋首先屈服,造成内力的卸载和重分布,分布后达到和铰接类似的受力情况,此时的铰接就得要从构造措施上进行保证,现行国家标准图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》(11G101-1)第86页针对非框架梁(即次梁)的配筋构造做出了明确的示意。结构设计最重要的原则是:结构设计建模要立足于结构自身,主要力学模型要与实际构件接近,以保证计算结果能够真实反映结构状况,这样才能保证结构的安全。
二、地下室嵌固端的选择问题
在有地下室的结构设计时,地下室的顶板是否作为上部结构的嵌固是很重要的。这不仅仅是关系到计算结构的内力的大小,而且在某些工程中会整体结构成为一个超限建筑,对结构设计造成难点。嵌固的概念,这里所说的嵌固应该是强度嵌固而非力学嵌固;力学嵌固——完全刚性的固定,嵌固点以下刚度无穷大,嵌固点无平动、转动,实现了完全的约束。而强度嵌固——柱的塑性铰出现在地上一层的下端,而不是出现在梁柱节点两侧的梁上,即强梁弱柱.实现的方法:
(1)增大梁的抗弯能力;
(2)增大地下室柱顶的抗弯能力;
(3)满足规范的各项要求。嵌固端所在层楼板要求连续,这样才能保证水平地震力的传递。实际工程中常遇到地下室顶板开洞,甚至是大面积的开洞,此时必须要与建筑专业配合,避免将洞口设在主楼周边,开洞面积不宜大于嵌固端层楼板面积的30%,同时将洞口周边楼板加厚,以满足刚性楼板的要求。工程中还会碰到当地下室顶板的标高不一致的情况,以下沉式广场为代表,如果地下室顶板与地上一层高差小于层高的1/3,则只要地上一层的侧向刚度能满足规范要求,则地下室顶板可作为嵌固端,即使高差稍稍超过1/3层高,也可将主楼周边一跨的楼板适当抬高以满足高差,不过需进行加强处理:有错层部位加大梁的刚度,在错层处楼板加腋,以保证水平剪力的传递路径。
三、结语
建筑结构设计是建筑工程的开端,其需要设计师具有扎实理论功底和创新思维,以及严谨的设计工作态度。对于结构设计中出现的问题,设计师要积极采取相应的措施进行解决,保证建筑结构设计的合理性和科学性,以此来保证建筑结构的稳定性和建筑工程质量,推动建筑行业的不断向前发展。
作者:雍强 单位:煤炭科工集团杭州中宇建筑设计有限公司南京分公司
摘要:
随着社会经济的发展,我国建筑工程行业也得到了长足的发展。城市化建设中,建筑行业的支柱地位越来越明显,而在建筑工程行业中,结构设计对建筑工程造价成本有着极其重要的影响。科学的结构设计能够在一定成本上控制工程造价,并且提高建筑企业的经济效益与社会效益。本文在对建筑结构设计与造价成本关系的关系进行探讨的基础上,进一步具体分析了结构设计对建筑造价成本产生的影响,旨在推动建筑行业的可持续发展。
关键词:
建筑结构设计;建筑造价成本;影响
在建筑工程项目中,结构设计是极为重要的内容,其不仅是建筑工程功能的保障,更是建筑工程安全性与舒适性的保障,另外,结构设计对建筑工程整体造价也有着重要影响[1],科学合理的建筑结构设计能够有效控制建筑成本造价,从而保证建筑企业的经济效益。基于此,本文重点探讨建筑结构设计对建筑造价成本的影响。
一、建筑结构与造价成本的关系探讨
建筑结构与造价成本之间的关系主要包括以下三个方面:(1)建筑工程设计方案与工程投资之间有着密切联系。在建筑工程项目中,选定的设计方案直接对工程投资有着重要影响,优秀的建筑设计方案能够极大的节省建筑材料,从而在不影响建筑工程项目质量的前提下减少投资额,有效的提高建筑工程的经济性[2]。(2)建筑工程设计过程与工程造价成本之间存在密切联系。在明确建筑结构设计方案之后,就需要对设计方案进行展开,从而开始全面细致的设计建筑工程的方方面面,原则就是在达到经济性的基础上进行合理设计,从而确保建筑工程质量的同时控制造价成本。(3)建筑设计质量与成本造价之间的关系。近几年,社会中发生的建筑事故层出不穷,每一次建筑事故的发生都会造成人员伤亡和严重的经济损失。建筑事故发生的主要原因,根本上在于建筑工程设计质量不高,在缺乏过硬的设计质量的情况下动工,在施工过程中以及后期使用过程中就留下了安全隐患,造成损失之后,工程造价成本就很难得到有效的控制[3]。
二、结构设计对建筑造价成本产生的影响
具体而言,建筑结构设计对建筑工程造价的影响主要包括结构形式、基础形式、墙柱、梁柱、混凝土与钢筋强度、结构延性等因素。
1、结构形式的影响
首先是结构形式对建筑造价成本的影响。结构形式对建筑成本的影响是决定性的核心,主要影响表现为建筑结构的经济性和美观性方面。这就要求在结构设计中,需要满足规定要求的情况下强化突出建筑工程结构设计的主体功能,进一步提高建筑结构的稳定性与安全性,同时做出合理的结构形式设计,减少建筑工程额外的工程投资成本。
2、基础形式的影响
其次是基础形式对建筑成本的影响,基础形式也就是建筑的地基构造形式,属于建筑结构中的核心要素。通常,建筑地基构造可以分为天然地基与人工地基两种,对造价成本有着重要影响。就天然地基而言,其省去了大量的人工加固的过程,因此总体上的工程量会有明显的减少,从而可以实现控制成本的要求。但天然地基需要良好的地质条件,若是出现地基构造与结构设计之间的矛盾,就需要采用复合地基,以此保障建筑结构的稳定性。复合地基指的就是面对土质情况不佳,土层坚硬程度不足的施工环境时,在开展地基构造设计时,于天然地基中加入辅助性的加固材料或者进行土体加固,从而形成人工地基。
3、墙柱的影响
另外,建筑结构设计中,墙柱的设计方案对建筑造价成本也有着重要影响,通常而言,在建筑结构中,大多都是以剪力墙为主。而柱的设计通常需要能够满足建筑使用要求的基础上保证结构合理性与可行性,因此需要保证柱网中有着恰到好处的柱距,柱距过大会使得材料难以充分应用,并且难以保证建筑结构的稳定,而柱距过小又会导致材料使用量上升,提高工程成本,因此需要控制柱网中的柱距。
4、梁柱的影响
再次,梁和柱截面的尺寸设计方案也会影响到建筑总体造价成本。在建筑结构设计时,需要保证建筑施工标准的要求下对建筑结构中的梁、柱构件进行考量,包括其中钢筋混凝土的作用,以调整建筑梁、柱截面的尺寸来达到控制配筋率的目的。一般来说,若是配筋率过大,则说明截面尺寸过小,配筋较大,而若是截面配筋率过小则表明截面尺寸过大,配筋小,导致钢筋混凝土用量不断上升。因此,在建筑工程结构设计中,对梁和柱的截面尺寸进行不断优化设计,这对于控制建筑工程整体造价有着重要意义。
5、混凝土与钢筋强度的影响
钢筋混凝土强度对建筑工程造价的影响也不容忽视,当前来看,我国建筑工程结构设计与施工过程中主要选择的受力钢筋型号为HRB336,而辅助钢筋型号一般是HPB,混凝土则是C20-C40.与西方国家相比,我国建筑工程的钢筋混凝土强度还处于较低的水平。在建筑工程结构设计中,若是选择价格高昂的钢筋混凝土就会直接导致成本上升,而如果施工过程中采用高强度的混凝土也会造成构件截面尺寸变小,从而降低混凝土的用量,控制成本,而且还可以减少施工过程中的垂直运输成本。
6、结构延性的影响
结构延性主要是基于建筑工程抗震能力的需要,通常而言,建筑工程结构要想具有很强的抗震能力,就需要在结构设计中有一定程度的延性。选择科学合理的抗侧力结构,则建筑工程构件的延性增强,承载力降低,但遇到比较强的震动时,总体结构能够吸收较多的能量,虽然容易损坏,但却能够承受较大的变形,因而不会倒塌,而若是具备高强度而缺乏延性的结构,其相对就比较脆,能够吸收的能量比较小,因此一旦发生超过建筑结构设计水平的地震,建筑整体结构就会因而脆性而忽然倒塌。通常来说,无论是基于成本控制还是出于抗震性能,都需要选择良好的延性结构,从而达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计要求,并且在这基础上控制建筑造价成本。
三、总结
综述,建筑结构设计实际上就是建筑结构理论基础上进行实际施工经验分析的过程,其本质上属于结构的优化,而不是控制结构设计以实现控制建筑成本。在建筑结构设计审核环节里,需要经过不断的调整和完善来实现结构的优化,在工程投资理论值与实际值调整控制中实现造价控制,在限额设计不断完善中控制造价,从而进一步突出结构设计对建筑造价的控制意义。
作者:崔勇 单位:山西中方森特建筑工程设计研究院
摘要:如今,随着社会经济的迅猛发展,越来越多的建筑工程发展起来,因此需要大量的混凝土原材料用于工程中,在建筑工程中混凝土有着非常关键的地位。但是使用混凝土中经常会出现裂缝的情况,导致工程质量出现问题,因此,科学家们应该加快改善混凝土裂缝的问题。研究和解决混凝土中出现裂缝的现象,提出合理的方法,推动工程的质量,使建筑物的使用时间能够长久,能够进一步提高住房的舒服程度。因此,这篇文章主要为建筑施工中的混凝土裂缝问题找出解决方案。
关键词:建筑工程;混凝土结构;裂缝
1混凝土建筑中出现缝隙的类型
1.1干湿型裂缝
出现干湿型裂缝的原因是建筑后期没有对混凝土进行科学的维护和保养,所以就会导致建筑楼房发生裂缝。由于在施工过程中混凝土是建筑的主要成分,所以在混凝土浇筑以后一定要保证水分能够慢慢散发掉,定期对建筑物中的混凝土成分进行检查和维护。然而在现实的情况下混凝土是由内向外蒸发水分的,这种情况会使建筑物中混凝土出现内外力量不一致,所以就会产生缝隙,进一步影响建筑物的工程质量。
1.2化学型裂缝
出现化学型裂缝的原因是工人在建筑施工的时候常常会把提前制好的混凝土用来浇灌,这种方式叫做现场浇筑,因此建筑物就对混凝土的配置有了更高的需求,如果制作的混凝土不理想,经常出现化学问题,造成化学型裂缝。大多数来说,化学裂缝是竖着出现的,所以就会使混凝土出现质地疏松的问题,进一步摧毁建筑工程的坚固性。
1.3温度型裂缝
温度型裂缝也是经常出现的一种裂缝,工人在建筑工程中使用混凝土的技术,并且经常用于建筑中,由于建筑中使用的混凝土比较多,混凝土不能更好的散发热量和蒸发水份,就会导致建筑温度比较高,但是混凝土会因为外面的温度而减低水分的蒸发,就会使混凝土有温差。由于温度型的裂缝没有任何的规律性,因此大多数是以横竖交错展现出来的,但是会影响工人建筑工程的质量。
2如何解决处理裂缝
2.1掩饰裂缝
“掩饰裂缝”经常用于较轻的缝隙处理。比较轻的缝隙也被叫做无害裂缝,大多数的宽度比较小,高度也有一定的限度,一般情况下人的眼睛就可以看到。如何处理和解决:首先把混凝土建筑表面用钢丝打磨,处理混凝土上面的细小杂物;在用净水冲刷,等到水分完全蒸发完;最后一步用涂料涂满混凝土的缝隙。工程施工比较注重建筑物相交的坚固性。这样的处理方式非常方便;唯一不足的就是不能修补建筑物深处的缝隙,不能更好提高建筑物的质量
2.2修补裂缝
修补裂缝经常用于安全性高和比较宽的缝隙。解决的方式有凿槽修补、扒钉修补缝隙、自动控制愈合、模仿缝隙修补的方式。举个例子模仿缝隙修补的方式,它利用动物组织对自身出现创伤能够自愈的生物现象,就会自动愈合创伤的组织。在制作混凝土的时候除了需要加入基本材料还要加入具有粘合功能的材料,用于混凝土流出的液体部分,这样就能使混凝土的缝隙能够自动愈合。
2.3封闭裂缝
如果已经出现非常严重的缝隙情况,由于渗漏加大建筑物缝隙的严重情况。大多数解决的方式有灌注水泥浆、大力抽吸水泥浆等等。比如大力抽吸水泥浆,它主要利用抽吸空气和杂质进行对缝隙解决处理,把缝隙中放入水泥浆,进一步修补缝隙。
3为建筑工程中混凝土结构裂缝提出的措施
3.1严格监督材料采购,科学的使用材料
混凝土是建筑工程中不可缺少的原材料,承包工程的施工单位必须对混凝土重视和管理起来。使用混凝土的好坏直接影响建筑工程的质量。所以,在购买混凝土的时候,有关的监管单位和管理部门应该指定专业的工人去采购,并且购买混凝土以后对材料入库严格管理,避免出现残次品进入到库房。在进行混凝土的搭配时,必须要严格管理各种各样材料的搭配,进一步确保制作的混凝土质量能够合格。
3.2优化混凝土结构设计
现代社会中的建筑经常会使用混凝土用来施工,所以,建筑中也出现越来越多的缝隙情况。因此科学家们应该结合实际出现的问题,提出合理科学的方法用来解决混凝土中出现的状况,利用科学的方式方法,在一定程度上减少建筑物缝隙的出现。
3.3严格控制施工的环节,避免和减少施工中的错误
保证混凝土的质量好坏是决定建筑质量的重要条件,并且在一定程度上能够提高建筑工程的质量。降低建筑工程中的错误应该严加对承包单位的监管控制,制定和完善建筑管理系统,进一步加强施工团队的专业技术水平,能顾熟练把握施工的各种技能,在具有理论的同时也要注重实际的能力,在一定程度上避免建筑中混凝土出现缝隙的情况。
3.4如何配置混凝土能够使混凝土更加合理化
影响混凝土好坏的主要原因就是配置混凝土的比例。在进行配置混凝土的时候,不一样的配置方法能够决定混凝土的好坏,并且直接决定了建筑工程的施工质量。并且利用科学的方式,制作出最好的混凝土材料。在另一方面,就会对混凝土的坚固程度造成不良的作用,严重的就会增加混凝土开裂的次数,进一步降低混凝土建筑物的承担能力。
3.5如何对混凝土进行后期维护
在建筑中保证混凝土的质量还不够全面,并且一定要重视建筑混凝土的维护问题。还有一个非常关键的问题就是在建筑工程中必须要注重环境和温度的掌握,只要控制好对环境和温度的掌控,才能在一定程度上避免因为温度太高太低而产生的缝隙问题。如何对混凝土进行定期的修补也是一项非常重要的工作,它对于建筑质量有一定的影响,必须得到各个部门的大力支持。
4结束语
建筑施工中经常出现的混凝土缝隙情况对建筑物的施工和质量有一定的影响作用,并且在一定程度上给居住者和使用者带来了不必要的麻烦。因此在对建筑物工程中使用混凝土的时候,科学有效的制作混凝土材料,利用合理的方式对建筑物进行浇灌和维护,才能最大程度上提升建筑物中混凝土的承担能力。
作者:边志敏 单位:中煤科工集团重庆设计研究院有限公司
摘要:我国建筑行业的发展,建筑结构朝向多样化的方向发展,建筑结构设计中,积极引入软件应用,通过软件,实现模型自动转化,保障建筑结构设计的可靠性及合理性。建筑结构设计中的模型自动转化方法,体现了软件在建筑中的具体应用,改善了结构设计的方法,促使结构设计,更加符合建筑的实际要求。本文以建筑结构设计为研究对象,探讨模型自动转化的方法。
关键词:建筑结构;设计;模型;自动转化
我国计算机和信息技术的发展,推进了建筑行业的信息化进步。建筑结构设计中,采用模型自动转化的方法,提高设计的水平,减轻结构设计时的工作压力。模型自动转化方法中,涉及到大量软件操作,实现了软件之间的互通、互联,自动转化后的数据,直接应用到建筑结构设计的模型中,一来提高了建筑结构设计的水平,二来表明模型自动转化的实践价值。
1建筑结构设计中的模型自动转化
建筑结构设计方面,包含的信息量、数据量非常多,模型自动转化的过程中,要注意信息模型的应用,选择好相关的设计软件,保障模型自动转化在建筑结构设计中的有效性和高效性[1]。信息模型在自动转化方面,把控好计算数据之间的衔接性,避免有信息混乱的情况,模型自动转化中,要多次计算结构数据,避免结构设计上出现缺陷。模型自动转化在建筑结构设计中,具有导向和规范的作用,采用计算机,辅助建筑结构的设计。模型自动转化的应用,可以围绕建筑结构设计,构建数据库,提供可以计算的数据信息,模型自动转化中共享的数据,都要存储到计算机系统内,实现自动化的信息应用。模型自动转化的应用,丰富了建筑结构设计的信息,确保建筑结构设计数据,能够自动化的吻合,确保结构设计的协调性。建筑结构设计时,模型自动转化构建了数字化的三维几何模型,模型内写入的数据,都可以实现自动转化,为建筑结构的设计,提供准确的数据依据,计算机系统,根据建筑结构的需求,自动计算建筑结构设计的信息,构成了建筑结构的立面、平面以及剖面图,细化解释建筑结构设计中的共享数据。
2建筑结构设计中模型自动转化方法
首先建筑结构设计中,要选择模型自动转化方法,统一信息模型,模型中,涉及到很多模块的模型,包括便捷、物理、截面信息等。模型自动转化方法中,建筑结构要根据构件的之间的关系,构件相关的模型,管理好建筑结构设计中的信息。模型自动转化软件中,存储建筑结构设计的数据源,为结构设计,提供共享的信息,保证模型具备全局自动转化的特征[2]。建筑结构设计中,模型自动转化的模块,主要有建筑设计模型、结构分析模型、施工图设计模型、工程算量模型,实行自动转化,方便整个建筑结构设计,能够合理的运用模型信息。例如:建筑结构设计中的模型自动转化内,采用CAD与PKPM软件,通过相关转化,解释建筑结构设计的内容,促使设计人员,能够准确的了解建筑结构设计中各项信息的关联性。其次是结构模型的自动转化方法,建筑结构设计时,二维图纸的数量很多,设计时,就要注重结构图与施工图,通过图元识别,掌握建筑结构的轴网,导出结构模型的文件。结构模型自动转化中,准确定义建筑的材料与实体结构,围绕实体模型,识别材料的信息。然后建筑结构设计模型自动转化时,以结构模型设计为基础,转化为结构分析模型。结构模型设计后,就要进行结构的分析,分析时,模型自动转化采用了公开数据方式,控制模型的转化格式,简化了结构分析时的数据难度[3]。结构分析模型的自动转化,选择了不同的软件,软件中导出的结构分析数据,导入到模型内,根据建筑结构设计的定义,约束结构模型的条件和载荷,把数据存储到模型数据库内,匹配好建筑构件中的配筋信息,进而设计完整的结构分析图。最后建筑结构设计的信息,在模型自动转化作用下,构成工程算量的模型。模型自动转化方法中,建筑结构的工程算量模型,以结构设计的数据源为基础,完成工程算量的设计。模型自动转化方法中,利用文档类型定义的方法,辅助模板模式的定义设计,保障结构中,各项语言设计的一致性,同时还要保障建筑结构模型的可扩展性,以便更改或增加建筑结构的设计。
3建筑结构设计中模型自动转化测试
建筑结构设计中的模型自动转化,要采取测试的方法,评估结构设计是否合理。测试是模型自动转化中的重要途径,以建筑结构体系为依据,利用软件,构建测试的模型,输入建筑结构中的构件设计数据,软件测试的过程中,把信息文件以规定格式导出,直接生成结构模型[4]。软件测试后,利用转化接口,生成模型数据,接口导出了模型的基本文件,对建筑结构的设计结果进行分析,同时把文件,导入到数据库内,便于随意读取建筑结构的信息。
4结束语
建筑工程发展速度很快,增加了结构设计的难度,为了提升建筑结构设计的水平,应该积极落实模型自动转化,确保建筑结构设计的有效性和实践性。模型自动转化是以软件为基础,构成相互转化的模型,在自动化的作用下,促进软件之间的相互转化,满足建筑结构设计的根本需求,逐步解决建筑结构设计中的问题。
作者:张江文
摘要:随着我国建筑行业快速的发展,传统的建筑结构设计已经不能满足现阶段社会经济市场的要求,因此要提高建筑结构的设计水平,需要改变其结构设计的概念。本文主要探讨了建筑结构设计中概念设计的应用。
关键词:建筑结构;设计;概念设计
引言
概念设计具有战略性的特点,属于一种宏观概念的建筑结构设计,它与传统的建筑结构设计的出发点不同,它是从整体建筑结构设计的角度出发,不需要精细化的计算,其设计的主要的目的只是为了确定出战略性框架以及原则性的方式。在互联网信息快速发展的环境下,我国建筑行业要实现可持续性的发展,满足时展的要求,需要先改变传统单调的建筑结构设计方式。而概念设计的出现不但弥补了传统建筑结构设计的单调性,还是目前建筑设计师创新思维的具体表现。设计师对建筑结构进行概念设计,是将概念设计以及模糊的设计灵感落实到理性、清晰的设计方案中的一种过程。由于概念设计自身独特的设计理念,逐渐受到了从事建筑行业设计师们的高度重视。
1建筑结构设计中概念设计的核心作用
1.1从用户概念出发满足用户多发需求
每一栋完整的建筑从设计、施工再到最后的竣工的过程中,一直都是为用户服务,设计师与建筑单位都需要落实到用户对建筑的多方要求,设计师要明白在这个过程中,自己个人的设计思想建立在与用户沟通的基础上,设计的方案应该能够满足用户的需求,因此其概念设计需要根据用户的需求来进行设计[1]。所以,设计师要明确自己在建筑设计过程中只是一个引路人的角色,用户是主角,在用户对设计要求出现不合理或不科学的情况下,要将用户引导到正确的轨道中。如果建筑结构设计师在准备设计时没有明确的结构概念和设计思路,会致使设计师在后期的建筑结构设计中出现概念模糊或思路混论的定性错误,从而导致用户的要求也不能得到满足。
1.2填补计算机程序操作的硬性问题
在计算机信息技术与社会经济共同发展的环境下,越来越多的信息化、智能化以及网络化的高科技设备走入到人们的生活、学习与工作中,为人们生活质量的提高提供了极大的便利。计算机信息技术的应用真正地实现了人们足不出户就能通过手机、电脑、电视了解到时展中最近的热点,还能够不通过书本就能够获取自己所需的信息。目前很多从事建筑结构设计的工作人员在运用计算机程序进行设计时,只看到其优点,对其带来的恶性效果却从未发现,加上设计软件的操作不合理,导致建筑结构设计的问题日益增多。而概念设计则可以解决计算机程序进行建筑结构设计过程中出现的问题。建筑结构设计师如果可以熟练地运用概念设计的知识,在实际的设计过程中,自身的工作效率会得到进一步的提高。在操作计算机程序期间,如果出现问题,设计师可以凭自身有关的概念设计知识来弥补其漏洞问题。
2概念设计与结构设计的区别
建筑设计师在对建筑结构进行概念设计的过程中,一般都是先根据自己以往的设计工作经验,然后再结合地质资料、建筑功能要求、抗震设防等级、结构安全等级、当地的自然环境以及材料进行定性设计。概念设计过程中常用到的构建是几何尺寸,其内容有埋深、三缝设置、基础形式以及结构体系。而结构设计在内容、方向上与概念设计都存在较大的差异,结构设计是根据概念设计的总体要求、数学原理以及力学来定量过度到定性的一个设计过程。将两者设计的要求以及过程进行比较,见表1。从表中,可以明确看出概念设计与结构设计之间区别,了解到结构设计是概念设计的一个逆向过程。
3概念设计在建筑结构设计中的应用
3.1概念设计在方案选择中的应用
在对建筑结构进行设计的过程中,选自合理且具有针对性的建筑结构方案是其设计的核心内容,同时也是构造一栋完整建筑不可或缺的一部分。由于其建筑结构较为复杂,加上其自身在建筑结构设计中的重要性,在一定程度上增加了结构方案的难度。没有选择与建筑实际情况相对应的结构方案,会直接致使建筑结构设计的整个过程中出现非常严重的问题。在选择结构方案时,概念设计不仅可以让结构方案在其设计过程中充分地发挥自身的作用,还可以保障结构方案的可靠性与合理性。在结构方案选择方案,应用概念设计,将选择的方式从整体到局部,再从局部到整体进行全方位的考虑,其应用的表现主要分为两点。①为建筑结构设计选择结构方案。首先需要对建筑施工现场的环境以及影响因素进行全方位研究与调查,例如地形条件、建筑场地的承载情况以及地质结构都是需要重点考虑的内容,然后再根据调查的内容进行分析,这些是概念设计整体要求的全部要求表现。②在选择结构方案时,要将用户对建筑结构设计的基本需求作为主要的选择放下,体现概念设计的主要特点以及作用,让设计师可以根据用户的基本需求进行具体化的设计,然后将其融入到结构方案中,确保其选择的准确性。
3.2概念设计在建筑结构设计分析计算中的应用
我国许多社会企业在生产的过程中,为了响应信息微时代的发展,将计算机信息技术应用到工作与业务任务中,其中也包括了建筑结构的设计,这也是目前形成建筑设计师过度依赖计算机程序完成结构设计的主要原因,同时自身的设计能力与结构概念学习的能力也在逐渐退化[2]。在对建筑结构进行设计的过程中,分析计算是其载体,加上目前处在一个计算机技术迅速发展的环境下,相关的计算机程序设计软件逐渐增多,而分析计算的作用也越来越的人关注,分析计算结果的准确性以及真实性决定了建筑结构整体设计的水平。通常情况下,在进行建筑结构设计期间,应用计算机技术,虽然有利于提高其分析计算的正确性,但从其设计的整体过程来看,如果在建筑结构在进行设计时没有选择合理的计算机设计软件,会致使分析计算建筑结构的准确率出现不合理的现象[3]。因此,在建筑结构设计进行分析计算时,首先要结合建筑结构的实际情况,然后选择满足其整体建筑设计要求的分析计算软件,这也是概念设计的一个本质要求。除此之外,准确把握分析计算的结果,并将其进行合理的应用,这些都要求引用到概念设计的理念,保证分析计算结果可以被充分以及合理地应用。
4结语
综上所述,在建筑结构设计中应用概念设计,让用户成为整个建筑过程中主角,而建筑师是其引路人,在用户提出不合理且不科学的建筑结构设计要求时,建筑师将用户引导到正确的轨道。因此,建筑结构设计概念设计要以用户的需求为其基础,根据用户对产品概念的了解规划一个设计框架,避免概念设计过程中发生概念模糊与设计思路混乱的定性错误,也实现了用户的需求。另外,在计算机信息技术迅速发展的环境下,越来越多的行业在运用过程中,将其作为生产的主力之一,其中要包括了建筑结构设计。过度依赖计算机程序设计建筑结构,会导致建筑师自身的设计能力与学习能力逐渐退化。因此设计师应该将概念设计应用到建筑结构设计中,以激发设计师的创作灵感。
作者:王林林 单位:张家界规划建筑设计院有限公司长沙分公司
摘要:社会的发展,推动建筑行业发展的步伐。然而,在进行建筑设计过程中,结构的安全问题是各界人士所关注的重点内容。从目前我国建筑行业的现状上看,在建筑结构设计过程中,仍然存在着诸多问题,建筑企业相关负责人必须要给予足够的重视,并且采取有效的措施进行解决,才能整体上提高建筑结构的安全性。本文将通过对建筑安全性的定义进行简要介绍,进而对建筑设计中存在安全隐患问题以及建筑结构设计中提高建筑安全性措施进行阐述,以供参考。
关键词:建筑结构设计;定义;安全性;隐患;措施
引言
随着科技的发展与社会的进步,建筑行业得到了快速的发展。与此同时,建筑结构的安全性也引起了各界人士的广泛关注,在进行建筑结构设计过程中,必须要从建筑工程的实际情况为主要的出发点,在设计中有效融入安全性设计理念,从而不仅能够提高建筑整体的安全性能,而且还能促进建筑物质量水平的提高。
1简要介绍建筑安全性的定义
在进行建筑设计过程中,其中涵盖多种学科性内容,建筑设计人员必须具有较强的专业性知识水平,举例来说,在进行建筑安全性能计算过程中,需要设计要建筑物承载力以及建筑学相关公式,并且建筑的结构以及组成构件进行充分的考虑,从而才能在一定提高建筑物的安全性能,保证人们的生命以及财产的安全性。因此,在进行建筑设计时必须要确其具有高效性、科学性以及合理性,在建筑设计前,必须要对建筑物承载力进行准确计算,确保建筑物位置、形状以及大小符合建筑建筑施工相关标准。除此之外,在进行建筑设计过程中,必须要对建筑的材料性能进行充分考虑,并且严格把控施工数据测量方面的信息内容,同时也要对施工的气温、季节以及气候条件进行综合考虑,从而不仅能够提高建筑设计的质量水平,也能在一定程度上增加建筑物的安全性能。
2建筑设计中存在安全隐患问题
2.1建筑结构设计不合理
建筑结构不合理是造成整个建筑施工安全性问题出现的主要原因。由于建筑结构设计的工程量相对比较大,并且设计过程相对比较复杂,同时在进行建筑结构设计过程中,所包含工程数据量也相对比较大,相关设计人员结合相关设计标准的基础上,还要进行大量的工程数据运算,由于建筑设计对于时间的要求比较高,因此,建筑结构设计也在一定程度上增加了建筑施工企业的时间成本。有些建筑施工为了能够在一定程度上节约建筑设计时间,往往采用简化结构设计的方式,对建筑相关计算进行一定的忽略,而且根据以往的工程设计的相关经验进行工程结构设计;或者是对建筑物的美观度作为其重点考虑对象,而对建筑的结构设计的合理性未能给予足够的重视,从而将会导致整个建筑施工工程质量以及安全性能达不到建筑设计的相关标准。
2.2安全意识不足
从目前我国建筑行业现状上看,建筑行业相关负责人普遍存在着对建筑安全意识不足的现象,这就会导致建筑施工过程中,出现诸多问题。①建筑企业安全性不足会直接导致整个建筑施工安全性能受到影响。我们国家虽然已经出台了相关规章制度对建筑安全性给予了明确的规定,并且也对建筑行业安全性能的设计标准做出了明确的规定,然而,大多数建筑施工企业常常会对建筑施工的安全性给予忽视,建筑施工企业为了能够节约建筑施工成本,提高建筑施工的经济效益,会私自对建筑施工结构进行设计,甚至一些建筑施工企业还会存在着偷工减料的现象,也将严重影响建筑施工工程结构的安全性能。②相关建筑设计人员安全意识不足也会导致建筑结构出现相关的安全问题。建筑设计人员作物整个工程结构设计的参与者,建筑结构是否具有安全性直接取决于其设计的合理性。目前,我国建筑行业的相关设计人员普遍存在着资质不足的现象,同时其对工程结构设计也未能给予足够的重视,这也是造成建筑工程结构安全性问题出现的主要原因。
3建筑结构设计中提高建筑安全性措施
3.1提高建筑结构设计的合理性
在进行加建筑结构涉及的过程中,不仅要遵循国家的相关的设计标准,而且还要将设计技术有效的融入到工程结构设计过程中,随着我国信息化程度的不断提高,一些先进的设计软件逐渐引进到工程结构设计过程中,因此,建筑结构相关设计人员要在确保能够熟练运用专业知识的基础上,重视这一新技术的运用,不仅能够提高建筑结构设计的工作效率,而且也能在一定程度上增强工程结构设计的合理性以及准确性。
3.2提高建筑结构设计的安全意识
在进行建筑工程结构设计过程中,提高建筑结构设计的安全意识主要是针对于建筑企业以及建筑相关设计人员二者而言。具有主要可以采取以下措施:①建筑施工企业必须要建筑结构设计的安全性给予足够的重视,充分认识到一旦建筑结构安全性出现问题,会对建筑施工企业自身的形象以及信誉度都有着直接的影响,因此,为了在一定程度上提高整个建筑工程结构设计的安全性能,必须要对引进先进的具有较高素质的专业人员进行对工程相关数据信息进行准确的计算,在满足建筑行业相关设计标准的前提下,以建筑施工工程的实际情况为出发点,最大程度的提高整个建筑施工工程结构设计的合理性;②相关建筑工程设计相关人员对于结构设计的安全性也必须给予足够的重视,在进行建筑结构设计的过程中,必须要谨记提高工程结构设计的相关标准,这是提高建筑设计安全性的重要保障。
4结语
综上所述,由于建筑工程结构设计工程量比较大,所涉及的内容多,并且工程相关数据信息有着一定的复杂性,在进行结构设计的过程中,难免会出现诸多问题,因此,建筑企业必须给予足够的重视,提高建筑结构设计的合理性以及安全性,从而才能在一定程度上提高企业形象以及信誉度,促进建筑企业的可持续发展。
作者:陆玉勇 单位:泗县建筑设计室