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關鍵詞:建筑結構;安全性;實現(xiàn)方法,
Abstract: Building structure safety and the safety of the building are inseparable, the key point of structural design is to use appropriate safety margin to made the structure can meet the functional requirements of the best within a predetermined period. The safety is the most important and basic problems in building structure design. So we want choose the optimal design according to the specific engineering and construction characteristics, to ensure the safety of building structure design.
Key words: building structure; safety; implementation method
中圖分類號:TU3文獻標識碼:A 文章編號:
建筑結構的安全等級,是用來區(qū)別在近似概率論極限狀態(tài)設計方法中,針對重要性不同的建筑物,采用不同的結構可靠度而提出的。
在規(guī)定的時間和條件下,工程結構完成預定功能的概率,是工程結構可靠性的概率度量。工程結構可靠性,是指在規(guī)定時間和條件下,工程結構具有的滿足預期的安全性、適用性和耐久性等功能的能力。由于影響可靠性的各種因素存在著不定性,如荷載、材料性能等的變異,計算模型的不完善,制作質量的差異等,而且這些影響因素是隨機的,因而工程結構完成預定功能的能力只能用概率度量。結構能夠完成預定功能的概率,稱為可靠概率;結構不能完成預定功能的概率,稱為失效概率。工程結構設計的目的,就是力求最佳的經(jīng)濟效益,將失效概率限制在人們實踐所能接受的適當程度上。失效概率愈小,可靠度愈大,兩者是互補的。
1. 建筑結構安全性的含義
建筑結構是建筑物最重要的設計,它的結構由建材連接從而完成建筑物的功能需要,起到承重作用。一般說來,結構的設計往往是為了通過最經(jīng)濟合理的途徑來滿足建筑物的功能,以達到安全性與實際性。安全性是一個宏觀的概念,不能直觀的呈現(xiàn)出數(shù)據(jù),而結構的性能可以通過受力極限來檢驗。確定結構的安全性能指標,并進一步找到相應的資料反應設計方法,才能確保安全性。結構安全性的標準是“在其設計使用年限內都具有――結構在正常施工和正常使用時,能承受可能出現(xiàn)的各種作用而不發(fā)生破壞;在設計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后,仍能保持必要的整體穩(wěn)定性;在正常維護下具有足夠的耐久性”。安全性是建筑結構追求的主要目的。
2. 建筑結構的設計方案
結構設計安全度的高低,是一個國家經(jīng)濟以及資源狀況的形象縮影,確定工程的安全度在一定程度上需要以概率和統(tǒng)計為基礎,但更多的是依靠經(jīng)驗,工程判斷及綜合考慮。與國際水平相比,我國的建筑安全規(guī)范較偏低,主要體現(xiàn)在混凝土的結構設計規(guī)范和強度上。所以我們可以將現(xiàn)行水平適當提高,這樣投入不大,收益可觀。
3. 建筑結構中的新型材料應用
建筑材料決定了建筑形式和施工方法,理想的建筑材料應使所用材料最大限度的發(fā)揮其效能。隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,給新型建材的發(fā)展提供了良好的機遇和廣闊的市場。幾千年來,建筑材料產(chǎn)品有了長足的進展,從最早的土坯發(fā)展到現(xiàn)在門類繁多,充滿技術含量。各個歷史時代都有代表各個時代風貌的建筑,也有與之相匹配的建筑材料。新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎上產(chǎn)生的新一代建筑材料,主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。我國新型建材工業(yè)是伴隨著改革開放的不斷深入而發(fā)展起來的,從 1979―1998年是我國新型建材發(fā)展的重要歷史時期。經(jīng)過20年的發(fā)展,我國新型建材工業(yè)基本完成了從無到有、從小到大的發(fā)展過程,在全國范圍內形成了一個新興的行業(yè),成為建材工業(yè)中重要產(chǎn)品門類和新的經(jīng)濟增長點。建筑材料應該具備怎樣的特性才能讓人們感覺更舒適,才能適合時代的要求呢?那就是具有時代價值,而且綠色環(huán)保,還要便捷舒適。
4.新型建筑材料與建筑結構安全性的關系
新型建筑材料多種多樣,按化學成分可分為無機材料、有機材料和復合材料。無機材料又分為金屬材料和非金屬材料。按使用功能可分為結構材料,圍護材料、裝飾材料和功能材料。按建筑部位又可分為外墻材料、頂棚材料、內墻材料、地面材料和結構材料。建筑結構與建筑材料之間存在著密切的聯(lián)系。1,新型建筑結構的發(fā)展對建筑材料提出了更高的要求近年,我國出現(xiàn)了許多新的結構型式,如網(wǎng)架結構、平板結構、門式剛架結構、拱結構、簡體結構、懸掛結構、薄殼結構、懸索結構等。新的結構型式有利于高層和大跨結構的實現(xiàn),同時對建筑材料也提出了更高的要求:(1)新型結構體系要求新型建材輕質高強。近年來,高層建筑發(fā)展迅速,高層建筑首要解決的是抗水平力,地震作用是一種很強烈的水平作用,對高層建筑的危害很大。新型建筑材料能合理地減輕結構的自重,從而有效地減少了地震力的作用,使結構的高度得以繼續(xù)上升。(2)新型建材應盡量環(huán)保節(jié)能,以適應社會發(fā)展。(3)新型建材可以是易轉移的便捷性材料,創(chuàng)造更多的可能性。
5.新型材料在高層建筑中的使用
我國高層建筑中常采用的結構體系有:框架、框架-剪力墻、剪力墻和筒體等幾種體系,這也是其他國家高層建筑采用的主要體系。但國外,特別地震區(qū),是以剛結構為主,而在我國鋼筋混凝土結構幾混合結構卻占了90%.如此高的鋼筋混凝土結構及混合結構,國內外都還沒有經(jīng)受較大的考驗。鋼結構同混凝土結構相比,具有優(yōu)越的強度、韌性和延性,強度重量比,總體上看抗震性能好,抗震能力強。
在超過一定高度后,由于鋼結構質量較輕而且較柔,為減小風振而需要采用混凝土材料,鋼骨(鋼管)混凝土,通常作為首選。工程經(jīng)驗表明:利用鋼管混凝土承重柱自重可減輕65%左右,由于柱截面減小而相應增加使用面積,鋼材消耗指標與鋼筋混凝土結構相近,而工程造價和鋼筋混凝土結構相比可降低15%左右,工程施工工期縮短1/2.此外鋼管混凝土結構顯示出良好的延性和韌性。三、關于新型結構與材料的探討和應用
脊骨結構特別適用于具有高大門廳、空曠地下車庫,頂部階梯式的高層建筑。脊骨結構根據(jù)建筑布置條件可由支撐、外伸框架或單跨空腹梁構成,可采用全鋼或鋼筋混凝土組合體系。由于抗側力構件沿高度連續(xù),避免了薄弱樓層,有利于結構抗震,保證剛度和穩(wěn)定的抗側力構件是高層建筑的脊骨,包括豎向構件抵抗由傾覆力矩引起的軸力及由對角支撐或剛性連接的構件或抗側力的墻組成剪離膜,一個脊骨結構包括位于建筑外端少數(shù)鋼、混凝土或組合巨型柱,這些柱不應影響各樓層的使用。巨型柱由支撐、空腹桁架或剛性連接的外伸框架梁連接成為一個脊骨結構,以下是脊骨結構組成的幾個要點。
1)為了有效的抗傾覆力矩及剪力,脊骨結構應當是上下貫通的。
2)為了有效的抗傾覆力矩,巨型柱相距越遠越好。
3)脊骨結構主軸應與結構主軸相重合。
4)樓板結構應能直接將樓層荷載傳到巨型柱以提高抗傾覆能力。
5)脊骨結構在平面上包括的面積應能提供良好的抗扭剛度,否則應附設周邊框架。
6)剪力膜(空腹梁、支撐、剛性連梁及作為脊骨的豎向構件)應不影響地下空間(車庫)并應與建筑設計相適應。
鋼纖維混凝土是一種性能良好的新型復合材料,由于鋼纖維阻滯帶基體混凝土裂縫的開展,從而使其抗拉、抗彎、抗剪強度等較普通混凝土顯著提高,其抗沖擊、抗疲勞、裂后韌性和耐久性也有較大改善。鋼纖維對基體混凝土的增強作用隨著纖維的體積含量、長徑比的增大而增大,但在工程實際中,纖維含量有一定限值,超過這一限值,用一般方法攪拌、成型就有困難。對于一般常用的鋼纖維混凝土,其體積含量建議取1.0%-2.0%,長徑比建議取值。應用于一些結構部位(如柱梁節(jié)點、柱子、扁梁柱節(jié)點、樁基承臺、屋面板、轉換梁、筏形基礎等)。采用鋼纖維混凝土梁柱節(jié)點的框架與普通鋼筋混凝土框架相比,結構的延性提高57%,耗能能力提高130%,荷載循環(huán)次數(shù)提高了15%,在框架梁柱節(jié)點采用鋼纖維混凝土可代替部分箍筋,既改善了節(jié)點區(qū)的抗震性能,又解決了鋼筋過密,施工困難等問題。鋼釬維幾何參數(shù)參考范圍表3鋼纖維混凝土工程類別長度(mm)等效直徑長徑比一般澆注鋼纖維混凝土20~600.3~0.930~80鋼纖維混凝土抗震框架節(jié)點35~600.3~0.950~80
6.結構設計中安全性的實現(xiàn)
1)做好建筑結構的概念設計
結構的概念設計是設計的原則和思想。根據(jù)對不同建筑物的結構分析及總體把握 ,在一定的空間條件下結合力學特征對建筑進行快速有效的結構分析,從整體角度來確定建筑結構的總體布置和細部措施的宏觀控制。具體方案體現(xiàn)在選出合適的豎向結構體系、水平分體系、基礎類型、確定結構總體方案的布置、相應得分體系以及他們之間的關系、結構的計算模型等,在初步設計前就構想出概念性的總體方案,以保證施工的順利,并避免不必要的損失。
結構方案的好壞在根本程度上決定了其安全性,好的結構方案是實現(xiàn)安全性的基本保障,結構方案的設計是一個創(chuàng)造性的經(jīng)過,從無到有。選取結構的設計簡圖只能是根據(jù)結構的概念、力學原理進行沒有辦法通過計算選取。結構設計中,根據(jù)結構概念設計的原則,為保證結構的安全性,作為結構計算的前提和補充,對結構和非結構構件的各部分采取的細部措施,是結構的構造措施。選取的計算簡圖能否代替結構原型,取決于設計者對結構體系及構造,結構力學模型,結構力學響應等。結構的計算簡圖是結構計算的基礎,只有選定的簡圖與原型較相符,最后的計算結果才有效。
2)做好建筑結構計算上的設計
較好的結構方案是實現(xiàn)結構安全的基礎,在此基礎上選取合適的計算模型對結構進行分析計算,進行構件承載力的設計或校核是實現(xiàn)結構安全性的重要方法和步驟。即結構計算設計分為結構分析和截面設計。
在結構設計中進行的建筑結構的分析,是將預測出的結構設計基準期內施加于結構的各種作用代表值施加于前面所述的建筑結構方案的簡化后得出的計算簡圖,并求解結構在各種工況下的效應――軸力,剪矩,截面的位移、裂縫、正應力等,并選擇合適的參量作為控制構件截面承載力、變形設計的依據(jù)。在設計過程中,我們要注意對于作用預測的是否準確,結構分析的對象結果是否滿足真實的力學響應。我們還要完善現(xiàn)行相關規(guī)范,通過截面計算設計實現(xiàn)結構安全等相關問題。
5)結構使用中安全性的實現(xiàn)
結構的實際使用狀態(tài)對結構的安全性的影響是長遠的,不合理的使用會造成結構安全性降低甚至破壞,比如隨意修改建筑物的用途或者在裝修過程中根據(jù)自己的使用要求擅自改造結構或者改變結構傳力途徑等等。合理的使用和定期的檢修是保證結構安全性的重要前提,我們應該適當加強對交付使用建筑結構的管理,防止出現(xiàn)安全問題。
6)建筑結構的耐久性
建筑結構的耐久性是安全問題中最重要的一支,現(xiàn)在有不良的傾向,設計中考慮強度多而考慮耐久性少,重視強度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài),重視新建筑的建造而不重視舊建筑的維護。所謂“安全”,包括保證人員財產(chǎn)不受損失和保證結構功能的正常運行。
我國土建結構的設計與施工規(guī)范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環(huán)境因素作用下的耐久性要求則考慮相對較少?;炷两Y構因鋼筋銹蝕導致的安全事故,其嚴重度已遠大于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害,所以這個問題必須引起重視。
7.結語
總之,安全性是建筑結構設計中最重要的基本問題。結構設計人員應針對具體工程,選用高于規(guī)范規(guī)定的最低要求,并考慮耐久性的要求。此外,還要從化結構的體系、構造、材料選擇設計以及施工和使用中的各個環(huán)節(jié)保證結構的安全性。
參考文獻
1. 陳肇元混凝土結構的安全性與規(guī)范
2. 程耿東,基于功能的結構抗震設計中的一些問題
3. 馬宏旺,呂西林建筑結構基于性能抗震設計的幾個方面
關鍵詞:房屋建筑結構;施工;建筑構件
這幾年,中國房地產(chǎn)的飛速發(fā)展有目共睹,在國家政策的支持和大量資金的涌入的前提下更是達到了火爆的程度。不可否認的是,自從2010年開始,國家開始意識到房地產(chǎn)發(fā)展的速度過快,也加大了對房地產(chǎn)業(yè)的調控力度,只是效果甚微,房地產(chǎn)業(yè)依然以飛快的速度發(fā)展壯大。其實,細究原因,還是由于中國房地產(chǎn)業(yè)的落后引起的,當然中國人傳統(tǒng)觀念里對房子的認知也是房地產(chǎn)市場飛速成長的關鍵因素。正是因為房屋如此重要,其建筑結構施工的安全性才使人們非常關心的議題,如果建筑結構施工中出現(xiàn)了任何哪怕非常細小的問題都有可能發(fā)生“蝴蝶效應”,會嚴重影響建筑物的質量。這里不得不提的就是上海一度轟動的樓倒倒事件。鑒于此,及時發(fā)現(xiàn)房屋建筑結構施工中所存在的問題并對問題進行歸納總結和合理分析,意義非常重大。
一、 房屋建筑結構施工質量水平對建筑結構安全性的影響
1、 建筑結構材料的質量的影響
建筑材料對建筑結構安全性能的影響非常重大,這里所提到的建筑材料的質量不單單指材料的完整性、抗壓性等等,還要考慮到材料的尺寸大小是否與建筑需求匹配,特別是多采用鋼筋混凝土的現(xiàn)代建筑中,經(jīng)常會使用到模具,如果建筑材料的尺寸大小不合適,質量問題隨之就會浮出水面。
2、 結構構件鋼筋布置均勻性的影響
縱觀現(xiàn)代城市中的高樓大廈,隨處可見鋼筋,可以說鋼筋已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑中不可或缺的一部分,如此廣泛的應用也使得鋼筋使用情況對建筑物質量的影響日益重大。正常符合標準的鋼筋結構構件是不會出現(xiàn)問題的,但是建筑材料中經(jīng)常會出現(xiàn)偷工減料的事件,這直接導致了因鋼筋本身的質量問題而引起建筑物質量問題的現(xiàn)象。主筋是保證受力均勻的主力軍,它是整個建筑結構質量的核心力量,如果主筋的配置出現(xiàn)不均勻的狀況,那么實際的承重力就會出現(xiàn)嚴重偏差,一旦由外部破壞力加在這樣的建筑物上,那么后果很嚴重。箍筋的話主要是約束固定混凝土,但是在承重力方面的作用也不可小覷,其分布也是需要重點注意的。
3、 建筑結構的外在環(huán)境及內在質量的影響
外部環(huán)境也是影響建筑解構安全性的重要因素,舉個例子來說,青藏高原等高寒地區(qū)的混凝土的冷凝時間相對就會長一些,這樣的話強度就會大打折扣;在潮濕地區(qū),空氣中水氣較重,會腐蝕鋼筋從而影響到整個建筑的穩(wěn)定性和耐久性。所以外部環(huán)境對建筑結構安全性的影響還是比較大的。內在質量的重要性更不必說了,只有內部緊實整個建筑結構才是安全的。
4、 建筑構件軸線偏差的影響
在建筑結構施工中,人為操作失誤經(jīng)常會使得建筑構件軸線出現(xiàn)偏差,直接后果就是建筑受力出現(xiàn)偏差,嚴重的話會導致建筑物坍塌,所以這方面的防治一定要提高要求并加大力度。
二、 在磚混結構方面的常見問題
磚混結構主要出現(xiàn)在農村建筑中,其特點主要是建筑材料和施工工藝都比較簡單,當然了,也有很多細節(jié)需要確認和提高警惕的。
1、建筑過程中一定要保證符合設計要求的砂漿標號,這會是施工耳環(huán)將來驗收的重點,正常情況下砂漿標號需要按設計要求提高15%進行試配,一定不能照本宣科,一味嫌麻煩而導致最后的砂漿強度低或者標號高等問題
2、堅決禁用干磚,這是因為粘土磚的強度隨含水量的增多而提高,所以禁用干磚實際提高了建筑物的強度
3、鋼筋混凝土圈梁的施工中一定要協(xié)調好斷面尺寸、配筋強度,最重要的是要重視節(jié)點鋼筋的連接,這是決定建筑結構整體性和強度的重要部分。
三、 現(xiàn)澆鋼筋結構的常見問題
現(xiàn)澆鋼筋結構的歷史悠遠,大概可以追溯到上世紀60年代了,它的優(yōu)點很明顯,比如說制作過程比較簡單,施工的時候比較快捷等等,因為這些優(yōu)點才使得現(xiàn)澆鋼筋的應用范圍越來越廣。當然了,事物都有兩面性,現(xiàn)澆鋼筋也存在許多的缺點,最顯著的就是現(xiàn)澆鋼筋結構手混凝土強度的影響很大,這樣的話就對混凝土強度產(chǎn)生了依賴,一旦混凝土強度低就會受到震害,所以這種結構的施工安全是個大問題。施工過程中一定要把握好混凝土的配比,這是保證混凝土強度的前提。如果配比不準確的話極易導致混凝土強度過高或者過低,都不利于建筑物的安全和穩(wěn)定。
四、 結語
國內房地產(chǎn)行業(yè)的飛速發(fā)展無疑讓建筑結構的質量問題擺在了大眾的視線范圍之內,成為人們買房過程中最關注的焦點問題,尤其國內房價居高不下,房子已不單單是生活必需品,頗有些奢侈品的意味,沒有人希望如此之高的房價買來了有質量問題的房子。但是,影響房屋建筑結構的安全性的因素千千萬萬,不管是對于材料的鑄造和選擇,還是施工過程中的工藝,都應該盡量遵循標準和規(guī)范,這是提高建筑結構安全的重要方法。我們在建筑施工過程中,除了要考慮到建筑物的外觀外,一定要更加注意到建筑物的安全性和質量。在看不到的建筑物內部構造處盡量追求完善,這樣才能夠真正提升建筑結構的安全性和穩(wěn)定性,才能真正對得起業(yè)主,而這也是提高國內建筑水平的過程。
參考文獻:
[1]陳偉民. 淺析房屋建筑結構施工中常見問題[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010.
【關鍵詞】:建筑結構;影響因素;建議
1.前言
建筑結構安全性是建筑結構可靠性的三項要求之一,建筑質量的提高關鍵在于其安全性的提高。由此可見建筑結構安全度提高的重要性。下文就此問題進行深入研究。
2.建筑結構安全度設計的定義
建筑結構的安全度設計主要達到的目標就是具有安全性、適用性以及耐久性。所謂安全性主要就是指即使建筑物受到再大的負荷仍然能夠安然無恙,如具有良好的抗震作用或者防潮等作用,不危及人身及財物安全。所謂適用性主要是指建筑物的功能得到最大限度的發(fā)揮,具有各種各樣的用途。所謂耐久性就是建筑物的使用年限盡可能的長,而且能夠正常使用,當然是在定時維護的情況下。以上三點就是建筑結構安全度的重要內容。
3.影響建筑結構安全度的主要因素
3.1建筑材料方面存在的問題
偷工減料現(xiàn)象是造成建筑物質量差的重要原因,因此成為影響建筑物結構安全度的重要因素之一。有些單位為了節(jié)省資金,獲得不義之財,在進行建筑結構設計的時候會千方百計節(jié)省開支來中飽私囊。由于建筑材料質量的不過關,或某些建筑部位需要大量的工料卻被減了許多,使得建筑物的質量無法保障。如國家對鋼材量在建筑物中比例有嚴格的規(guī)定,其比例要規(guī)范合理。建筑工程實施過程中既要考慮到鋼材的質量又要考慮鋼材在建筑材料中的比例。[1]
與工程事故具有密切聯(lián)系的就是建筑結構的安全度。我國是地震頻發(fā)國,許多地區(qū)都處于地震區(qū)。由于社會生活的巨大變化,人們的物質財富不斷增長,因此由地震造成的經(jīng)濟損失就越來越嚴重。因而提高建筑物的抗震能力越來越具有其必要性。而我國建筑物結構的設計除了設防烈度低之外,許多方面相對于外國有很大差距。如在具體抗震設計計算方法和構造規(guī)定上的保守程度。此外,我國許多工程師習慣挖掘建筑物的潛力以此來降低工程的成本,而不思考如何提高建筑物的質量。原本設防烈度已經(jīng)很低了,而建筑師還要竭盡全力深挖潛力,由此而造成的結果就是安全度越來越低。如果我們國家繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)在的抗震設計標準,那么地震對人們造成的危害會愈演愈烈。
3.2缺少合理的結構設計
結構設計的不合理性可以從兩個方面進行分析。一是建筑結構設計人員素質的相對低下。在設計過程中片面強調美觀和適用性,而忽略了最為重要的安全性和質量。在設計過程中缺少強有力的科學依據(jù)做支撐,許多建筑物的結構不太合理,由此而造成安全度的下降。二是建筑企業(yè)的管理人員,未對設計人員所提供的設計圖進行嚴格的審查,未即時做出修正和完善,因此使得本缺少實施資格的設計方案得到了使用和執(zhí)行。因此帶來了許多損失。因此,一個完美的建筑物需要一個強有力的設計團隊和實施團隊。
3.3建筑結構的安全度的確定
國家的資源狀況以及經(jīng)濟發(fā)展水平,設計施工人員的整體素質與社會財富的變化綜合起來可以反映出結構設計安全度的高低。確定建筑物的安全度在一定程度上而言可以以統(tǒng)計和概率為基礎,但是更應該進行綜合考慮,工程判斷以及依靠豐富的經(jīng)驗。我國許多建筑材料的通用標準相比起其他國家有一定的差距。比如說我國混凝土的結構規(guī)范設定的安全度水平相比起其他國家的通用度水平較低,而材料的強度值較其他國家而言相對較高,但是據(jù)有關人員估計結構的承載力如果用公式計算其安全度會低于國外,甚至于在某些情況下會不安全,而我國對建筑物構造的規(guī)定又比國外低很多。
雖然我國現(xiàn)行的規(guī)范安全度相對于國際較低,但這是我國數(shù)十年來成千上萬的建筑物的長期實踐證明的,所以是可以接受的,但我們應當考慮到現(xiàn)在社會客觀形勢的變化,我國經(jīng)濟實力不斷增強以及住宅改革制度不斷完善,因此我國有經(jīng)濟實力將現(xiàn)在建筑的可靠度水平進行適當?shù)奶岣撸@樣做不會造成投入的大量增加,但是對我們的長遠利益具有重大作用。
3.4規(guī)范的制定要依據(jù)國家政策
一個國家經(jīng)濟條件的直接反映就是一個國家的規(guī)范。而國家規(guī)范既是技術性的又是政策性的。所以我國所規(guī)范的建筑材料的用量比發(fā)達國家低一點,也就是說安全度會稍微低一點。在這一方面可以說我國過去的設計標準是符合我國的國情的。我國現(xiàn)在許多地區(qū)出現(xiàn)了許多的豆腐渣工程,引發(fā)了眾多關于建筑物結構設計安全度的討論,使許多人認為我們中國的建筑設計結構是不合理的。我國在建筑設計的某些方面確實存在一些不足,但是我們的結構設計是經(jīng)過時間的磨練的,安全度是基本上能滿足人們居住與生活需要的。我們需要的是在原有基礎上的改正而不是全盤否定。這樣就應該避免某些設計人員盲目增加用鋼量,造成不必要的浪費。
4.提高安全度的建議
4.1建筑結構設計人員的整體素質需要提高
建筑物的成功與否關鍵在于建筑物結構設計,而影響建筑結構設計的好壞關鍵在于設計人員,因此建筑結構設計人員的整體素質具有至關重要的作用。有些技術設計人員對建筑結構安全設計的安全度的理論不了解,而且缺少參與設計的機會與經(jīng)驗,因而會導致一些安全問題的產(chǎn)生,因此建筑公司的相關部門要加強對設計人員的相應的考核和培訓,加強相關設計人員對安全度的認識,提高他們進行設計的能力,多提供機會,挖掘設計人員的潛力。
4.2對建筑材料進行適當?shù)墓?jié)省
在建筑設計理念中重要的一點就是節(jié)省建筑材料,避免并不必要的浪費,以此來提高相關部門的經(jīng)濟效益,如果設計不合理會造成大量的資源浪費,因此材料的合理節(jié)省是至關重要的[2]。最佳的設計方案就是既能保證建筑物質量的優(yōu)良,又要盡量減少建筑材料的使用。但一定要在保證質量的前提下,不要因為節(jié)約一點材料而建成豆腐渣工程,如果那樣不但對人們財產(chǎn)造成損失,還會威脅到人們的人身安全。
4.3善于引進新技術
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,人們審美水平和生活需要的變化,建筑業(yè)得到了長足的發(fā)展。若要在如此激烈的建筑業(yè)中立于不敗之地,必須改變設計理念,引進新技術。以前的設計方式已經(jīng)不能滿足人們的需要。比如,有一些建筑物結構設計及很復雜,但是原有的建筑物結構模型是不能明確的計算出差生偏差和建筑物結構的承載力,以此造成的就是眾多建筑物的安全性造成嚴重的影響。而現(xiàn)在隨著信息技術的快速發(fā)展,可以將建筑物的結構設計和計算機緊密結合起來,利用計算機對建筑物進行合理設計。使計算機成為建筑結構設計的重要手段,而且能夠使安全度設計得到強有力的保障[3]。因此建筑設計師要多學習計算機知識,并與自己建筑設計緊密結合起來,然后在進行結構設計的時候運用新技術,以此來保證建筑物的可靠性和安全性[4]。
4.4按照國家規(guī)定進行相應具體的調整
我國關于建筑物的結構設計有一定的規(guī)范,但是需要具體情況具體分析,比如說設計和施工人員要根據(jù)具體情況對國家的相應規(guī)定進行相應的調整。比如,國家對用鋼量有相應的規(guī)定,但是設計和施工人員可以根據(jù)結構的重要性進行適量的增加。
5.結語
建筑物結構設計安全度對于我們國家和個人都具有很重要的意義,它關系著我們的財產(chǎn)和生命安全。因此我國一定要加強對建筑安全度的認識,改進現(xiàn)有的結構設計,大力引進先進技術,提高相關工作人員的技術水平,設計出出更多既美觀又安全的建筑物。
【參考文獻】
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關鍵詞:建筑結構;抗震措施;設計規(guī)范;
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A
1、建筑結構的主要隔震措施
建筑物的抗震設計中,我們通常是對地基進行特殊處理,設置抗震裝置,對建筑的上部結進行防震設計,在這里,我們對建筑設計中抗震的基本類型、主要措施結合具體實踐經(jīng)驗進行研究,這幾種措施通常是混合使用的,但是我們結合地震構造特點及建筑物本身結構,會有側重的在關鍵部位設置隔震層,依據(jù)隔震層的位置不同我們把建筑物的隔震設計分為以下幾種。
1.1建筑物地基采用特殊材
料隔震建筑物基礎隔震,主要是對建筑物的基礎部分進行特殊處理,削弱地震時的地震波,從而減少地震對建筑物的損害。傳統(tǒng)上是在建筑物的基礎部分交替鋪上粘土、砂子,直接設置粘土或砂子墊層。在中國建筑史上,曾經(jīng)有人以糯米為原材料,在建筑物的基礎部分設
置墊層,減少地震對建筑物的損害。近年來,有關部門在這方面的研究已經(jīng)取得了突破性進展,以瀝青為原料研究出一種特殊材料,以此設置隔震層效果更好。
1.2建筑物基礎設置隔震裝置減震
這一種隔震措施主要是在建筑物的基礎與上部建筑之間設置特殊裝置,減少地震向上傳遞,最高可減少地震對建筑物傳遞能量的2/3,但是,這種措施的缺陷是不適用于高層建筑,因為在高層建筑設置這種裝置會延長建筑結構自身的自振周期,起不到減小地震對建筑物損
害的目的。通常采用的辦法有:摩擦滑移隔震、粘彈性隔震等幾種,設置的裝置有橡膠墊、混合隔震裝置等。通過在基礎結構和上部結構之間設置隔震層,其中隔震支座能夠安定持續(xù)地支撐建筑物重量,并且具有適當彈性恢復力,吸收地震輸入能量。
1.3建筑物層間隔震措施
層間隔震這種方法主要適用于舊房改建,在施工方面具有簡單、易操作的特點。與建筑物基礎部分設置隔震裝置的辦法相比,層間隔震的效果不是非常明顯,減震的效果可以達到0.2~0.3的范圍。這種方法主要是依靠設置在建筑結構各層間隔的減震裝置吸收或者削弱地震能量,從而減小地震對建筑物的危害,設置的裝置基本與基礎隔震的相同。這也就是通過引入隔震裝置來延長結構的周期,避開地震能量相對集中的頻段,改變結構動力特性,并利用耗能裝置來抑制結構的位移。
1.4建筑物結構懸掛隔震
懸掛隔震是將建筑物的大部分或者整個結構懸掛起來,也就是我們通常所說的懸掛結構,這樣,當?shù)卣饋砼R時,地震的能量不會傳遞給懸掛起來的結構,從而達到減小地震損害的目的。這種隔震方式最常見于大型鋼結構,大型鋼結構總是采用鋼結構懸掛體系,以此隔震。大型鋼結構一般分為主框架和子框架,在懸掛體系中,子框架通過索鏈或者吊桿懸掛于主框架上,當?shù)卣饋砼R時,主框架會隨著地殼運動發(fā)生搖擺,但是,子框架和主框架之間是能夠活動的索鏈和吊桿,地震的能量到達這個部位的時候就會削弱,不至于傳遞到子結構產(chǎn)生慣性力。
1.5建筑物走向設計抗震問題
地震是由于地殼的運動而引起的,與地質結構有非常重要的關系。在建筑物選址的時候,應該充分考慮當?shù)氐刭|條件,分析當?shù)氐卣鸬恼鹣?,讓建筑物的走向與地震震向垂直,盡量避免兩個走向平行。從汶川地震和玉樹地震的實際情況來看,與地震震向平行的建筑物的倒
塌率更高,與之相反,與地震震向垂直的建筑物就不太容易倒塌。研究發(fā)現(xiàn),與地震震向平行的建筑物,在地震發(fā)生時,隨地震波運動的幅度更大,因此更容易倒塌。我們在建筑設計中有關抗震都是堅持了小震不塌、大震能修的原則,雖然設計方面在抗震方面也采取了很多措施,但是,由于各種原因,還是不可避免的出現(xiàn)了在地震中因為建筑結構方面的問題而給人們帶來巨大損失,建筑物走向設計抗震問題也是建筑物修建不容忽視的一面。
2、我國建筑設計的現(xiàn)狀
近年來我國建筑層數(shù)和建筑高度增加,利用結構空間作用,又發(fā)展了框架,簡體結構、簡中簡結構、多簡結構和巨型結構等多種結構體系。高層建筑結構的承載能力、側移剛度、抗震性能、材料用量和造價高低,與其采用結構體系有著密切關系。不同結構體系,適用于不同層數(shù)、高度和功能的建筑。在高層結構設計中,水平力是控制的因素,在地震區(qū)水平力是高層建筑結構設計的決定因素。剪力墻結構剛度大、周期短、地震作用大,在設計中應注意調整結構剛度。近年來出現(xiàn)了一系列新的結構體系,其中有巨型框架結構、巨型桁架結構、
懸掛和懸挑結構。目前采用這些結構體系的工程尚較少,對于這些結構的研究也不夠深入、成熟尚不能普遍推廣于設計與施工中。
2.1高層建筑設計的特點。在相同的建設場地中,建造高層建筑可以獲得更多的建筑面積,建筑結構要抵抗豎向荷載和水平荷載,在低層和多層結構設計中,往往是以重力為代表的豎向荷載起控制作用,對于高層結構的設計,盡管豎向荷載仍對結構設計產(chǎn)生重要作用,但起控制作用的是水平荷載。因此,在高層建筑結構設計中,抗側力的設計是關鍵,水平荷載是決定因素。對于一定高度的建筑物,作為其水平荷載的風荷載和地震作用將隨結構動力特性的不同而有顯著的變化。
2.2抗震設計要求更高。在高層建筑結構的抗震設防設計時,要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載,還必須使建筑結構具有良好的抗震性能,做到小震不壞、中震可修、大震不倒。計算結構的延性是困難的,結構或構件的延性是通過一系列的構造措施實現(xiàn)的。在高層建筑設計中,為使結構具有良好的延性,構件要有足夠大的截面尺寸,柱的軸壓比、梁和剪力墻的剪壓比、構件的配筋率都要適宜,應遵照規(guī)范、規(guī)程的要求。此外,高層結構中的剪力墻的截面也往往很大。因此,剪切變形的影響不可忽略。
2.3防震措施中減輕高層建筑自重比多層建筑更重要減輕高層建筑的自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮,如果在同樣的地基或樁基情況下,減輕房屋自重意味著在不增加基礎的造價和處理措施的前提下,可以多建層數(shù),這在軟弱土層上可能具有突出的經(jīng)濟效益。地震效應與建筑的自重成正比,減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑的質量大了,不僅作用于結構上的地層剪力大,還由于重心高、地震作用傾覆力矩大對豎向構件產(chǎn)生很大的附加軸力,也造成很大的附加彎矩。
3、我國建筑設計技術不完善
3.1傳統(tǒng)的建筑抗震設計
傳統(tǒng)的建筑抗震設計只能保證結構本身具有足夠的強度、剛度和延性。
(1)沒有塑性變形能力的結構遭受大地震時,容易發(fā)生脆性破壞,造成人員傷亡。
(2)有一定柔性的結構可以保證人身安全,但發(fā)生震災后也會造成結構物傾斜,以致地震后不能維持其功能。更重要的并不是提高結構的強度就能解決問題的,結構強度大時,結構內部的加速度反應相應隨之增大,引起傾覆、重要機器的破損等。而我們的建筑防震主要
還是停留在增加其結構強度上。因此,在建筑設計防震部門應從長遠利益出發(fā),依據(jù)當?shù)氐牡乩憝h(huán)境,地形等將結合,把建筑物與地面隔離開,即使地面出現(xiàn)振動,建筑物也不會受影響。
3.2我國建筑材料方面的差異
中國目前使用的基本都是傳統(tǒng)材料中的鋼筋混凝土材料、磚混材料。在墳川地震中,大量磚混結構發(fā)生整體倒塌,甚至是粉碎性倒塌,造成了慘重的人員損失。日本在大量使用傳統(tǒng)建筑材料的同時,也在積極開發(fā)新的建筑材料,據(jù)傳統(tǒng)材料中,日本防震建筑大多采用木材、
鋼材、鋼筋混泥土等材料。而鋼筋混土材料是當今中日兩國都大量采用的建筑材料,因為鋼筋抗拉性能好,混凝土的抗壓性能好,鋼筋混凝土材料將兩者結合起來,使它們的力學性能得到合理的應用。但是同時也是地震災害的罪魁禍首。在我國地震帶地區(qū),今后可以廣泛設
計推廣免震建筑,并且不斷開發(fā)利用新型的建筑材料。
4、結語
建筑物的抗震問題是目前建筑結構設計界討論比較多的話題之一,也是涉及到人類生命財產(chǎn)安全的重要問題,因此,我們在對建筑物進行結構設計的時候,必須把建筑物的抗震問題放到非常重要的位置,并采取適當?shù)拇胧?,盡量避免地震對建筑物的損壞。我國目前的抗震
烈度定得偏低,為增強我國建筑的抗震能力,首先要提高建筑抗震設防標準,將每個城市的建筑抗震設防烈度水平,并在此基礎上進一步推廣運用抗震技術,要求更多的城市建筑按照抗震設防標準進行設計和建造。
參考文獻:
關鍵詞:建筑結構設計;造價成本;影響;優(yōu)化措施
建筑結構設計是建筑工程造價控制的重要技術指標,同時也是實現(xiàn)建筑企業(yè)利潤擴大化的有效手段。建筑造價成本控制,應當從基本的建筑結構環(huán)節(jié)開始,將建筑結構與工程設計相互結合。面對日益激烈的建筑市場競爭,建筑設計工作人員應在盡可能保障建筑工程安全性與規(guī)范化的基本前提下,通過對結構設計優(yōu)化來達到控制造價成本的目的。
1建筑結構設計和造價成本之間的關系
建筑結構設計和建筑工程之間存有密切的關系,一言以蔽之,建筑結構設計對建筑工程的安全性與經(jīng)濟性兩大方面有著重大的影響。而建筑結構設計與建筑造價成本之間,則體現(xiàn)如下幾個方面的關系特征:其一,設計方案和工程投資之間的關系。選擇合理的設計方案,建筑材料會相應的節(jié)省許多,建筑材料節(jié)省了,資金投入相應也節(jié)省了,從而極大的提升了建筑工程的經(jīng)濟性。比如常見的高層底商,如果能合理布置上部結構墻肢,可以使得底部轉換減少,從而大大減小用鋼量。其二,設計過程和工程成本之間的關系。選擇了設計方案,進而需要全面、細致的進行設計工作。對于建筑的每一個環(huán)節(jié)、細節(jié),均要做到認真的研究。在考量造價成本的同時,也需要考量設計的合理性,從而確保后期工程的質量。其三,設計質量和造價成本之間的關系。工程建設中,設計質量是重中之重。許多建筑事故時有發(fā)生,究其原因,大部分是由于建筑設計質量不過關引發(fā)。
2影響建筑造價成本的因素
我國的城鎮(zhèn)化進程在不斷向前推進,因而各類建筑變得越來越多。社會多元化的今天,人們在追求建筑質量、舒適、便捷及美觀之外,還會重點關注建筑的性價比。而作為建筑經(jīng)營企業(yè),更加會考量建筑的造價成本投入。建筑工程的造價成本,受多個方面或者環(huán)節(jié)的因素所影響,可歸納為以下幾個方面:其一,基礎形式?;A一般會占到結構成本的20~30%左右,合理的基礎形式不僅影響到成本還關系到施工的進度。如在基礎持力層較深的地方,往往采用樁基礎經(jīng)濟較好,但深度超過一定范圍,反而采用地基處理或筏板基礎又會比較經(jīng)濟。同樣的樁基礎采用機械樁和人工樁,成本又會有所差別。其二,結構形式。不同的結構形式,其對應的施工材料及施工面積大相徑庭。如在抗震低烈度地區(qū),常見的轉換結構,如果在滿足轉換墻肢小于總墻肢面積10%的情況下可不用按照框支轉換的抗震等級,如能在設計中注意到這一點,使整棟樓抗震等級降低,能大大節(jié)約鋼材用量。其三,材料強度?,F(xiàn)代建筑隨著高度的增加及結構的復雜,對建筑材料要求越來越高。在超高層建筑中底部墻肢軸力往往都在幾萬千牛甚至十幾萬千牛,在采用傳統(tǒng)的高強混凝土,型鋼混凝土還是鋼管混凝土等高強度的材料上,往往對成本有著很大的影響。
3建筑結構設計中有效控制造價成本的主要對策
3.1增強建筑結構設計成本控制意識
意識決定行為。增強建筑結構設計成本控制意識,是有效控制造價成本的重要途徑。無論是建筑企業(yè)的管理者,還是各部門具體工作人員,均要在工作中一以貫之建筑設計成本控制意識。在建筑企業(yè)的日常運轉中,首先要加強設計成本控制的宣傳工作,潛移默化,由淺入深的提高每一個員工的建筑設計成本控制意識。其次,制度是企業(yè)運轉的基石,應從制度建設方面滲透建筑設計成本控制,便于員工在具體工作中做到心中有數(shù),有的放矢。最后,為了激勵員工落實或者創(chuàng)新建筑設計成本理念,可將成本控制納入員工考核之中。
3.2加強建筑結構設計優(yōu)化
我們知道,即便是兩個完全相同的建筑工程,但由于兩者的設計方案不盡相同,則兩個建筑工程的質量效果與造價成本相距甚大。為此,對建筑設計方案進行優(yōu)化設計意義重大。對建筑工程的設計方案優(yōu)化,基于造價成本的考量,應重視以下三個方面:其一,建筑結構受力狀態(tài)。為了實現(xiàn)建筑結構受力狀態(tài)最佳,要從設計的角度做好結構與普通構件之間的關系。其二,建筑結構的穩(wěn)定與安全性。建筑結構應盡可能簡化受力途徑,從而確保建筑結構的穩(wěn)定與安全。簡化受力途徑,在建筑結構受力的基礎上,可有效降低建筑的造價成本投入。其三,建筑結構的美觀與協(xié)調。設計方案中,不可避免會出現(xiàn)‘沖突’之處,而建筑結構的協(xié)調一致性,則可凸顯建筑工程的美觀性,促使建筑工程達到最佳設計標準。
3.3將價值工程應用于建筑結構設計當中
價值工程的基本公式為:V=F/C,這里V表示價值,也可稱之為‘產(chǎn)出效應’;F表示功能,也可稱之為‘實現(xiàn)目標’;而C則代表成本投入。從公式中可以看出,當‘產(chǎn)出效應’一定時,‘實現(xiàn)目標’與成本投入呈現(xiàn)正相關特點。在建筑工程建設過程中,為提高經(jīng)濟效益,期望在達到‘實現(xiàn)目標’時,不斷提高工程的‘產(chǎn)出效應’,從而降低成本投入。建筑工程建設是一項十分復雜且專業(yè)性極強的系統(tǒng)性工程。通過價值工程理論研究,可合理的劃分建筑功能與成本之間的關系,從而實現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟效益最大化。
3.4引入招投標機制優(yōu)選設計方案
巴菲特曾言:“優(yōu)勢的本質是擁有最廣泛的選擇權?!蹦芊襁x擇適宜的建筑設計單位,不僅關乎到工程項目的順利運轉與實現(xiàn),更能體現(xiàn)出設計對建筑造價成本的有效控制力度。隨著我國建筑事業(yè)的不斷壯大,建筑設計單位也逐漸增加。面對眾多的設計單位,現(xiàn)行建筑工程對設計單位的選擇,主要有公開招標、委托設計及邀請招標三種方式。選擇設計單位時,應遵循或者說應著重于工程項目的屬性及要求。建筑工程牽一發(fā)而動全身,對群眾、生產(chǎn)和社會均存有較大的影響。為此,應選擇信譽度高、設計能力強且具有一定資質的設計單位。事實上,良好的設計單位,其所提供的優(yōu)秀設計方案,正是有效降低工程造價的重要依據(jù)。
3.5變傳統(tǒng)設計收費辦法
為優(yōu)獎劣罰的辦法一般而言,設計單位的取費形式,一是依據(jù)工程的總體造價,收取一定比例的費用;一是依據(jù)建筑工程的面積,收取一定的費用。不難想象,如果按照工程的總體造價收取設計費,則設計單位出于經(jīng)濟利益考量,自然不希望降低工程造價成本。反之,如果按照工程面積收費,由于設計費用相對固定,因而不利于激發(fā)設計工作者的積極性與主觀能動性。為此,對于建筑設計收費的形式,應變傳統(tǒng)方法為優(yōu)獎劣罰。具體為,在建筑造價成本不變,并保障建筑工程的質量、安全基礎上,設計單位可靈活運用價值工程等原理,通過比對設計方案的經(jīng)濟性和技術性,利用新工藝、新材料、新技術等手段,實現(xiàn)造價成本的節(jié)約。
3.6提供設計階段成本控制的第三方咨詢
所謂提供設計階段成本控制的第三方咨詢,也即是采取設計監(jiān)理制。建筑結構設計監(jiān)理制,是建筑造價成本控制的有效手段。眾所周知,對于建筑結構的設計工作,如果僅僅依賴于設計單位的自我管理和政府部門的監(jiān)控,難以做到有效的造價成本控制。通過采取設計監(jiān)理制,充分發(fā)揮出監(jiān)理部門的監(jiān)督作用,一方面,可督促設計單位優(yōu)化建筑的結構設計,提高建筑結構的設計水平;另一方面,監(jiān)理部門能極大保障建筑結構設計方案的科學性,并將建筑造價成本控制在趨于合理的范疇。
4結語
現(xiàn)代社會建筑行業(yè)之間的競爭愈來愈激烈。市場經(jīng)濟體制之下,建筑企業(yè)要取得競爭優(yōu)勢,必然需要在保障建筑質量、功能及美觀的前提下,盡可能的降低建筑造價成本。不言而喻,建筑結構設計對建筑造價成本有著不容小覷的影響。為此,建筑工程項目在起始階段,就必須重視建筑工程的結構設計。結合建筑工程周圍環(huán)境,按照規(guī)范要求嚴格進行設計。通過不斷提升、優(yōu)化建筑結構設計,來確保建筑工程的安全性、功能性及經(jīng)濟性,從而實現(xiàn)對建筑造價成本的有效控制,促進我國建筑事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻
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[2]李國強.關于建筑設計對工程造價影響的探討[J].財經(jīng)界(學術版),2015(19).
關鍵詞:房屋建筑;結構施工;通病分析;提高措施
中圖分類號:TU8文獻標識碼: A
引言
隨著房屋建筑市場的不斷發(fā)展和壯大,人們對房屋建筑的結構施工質量提出了越來越高的要求。然而房屋技術施工水平的高低直接影響著房屋建筑的施工質量。因此,提高房屋建筑的施工質量,對于提高施工的效率,加快施工工程的進度,促進建筑行業(yè)的發(fā)展以及社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展進程具有十分重要的意義。然而其結構施工中所存在的各種問題,使得其施工水平的提高還需很長的一段路要走。
一、建筑結構施工質量對于建筑結構安全性的影響分析
1、對建筑結構安全性產(chǎn)生影響的施工質量種類
建筑結構安全性的施工質量類型分為結構構件、建筑材料、結構施工質量水平、結構構件連接幾個部分,結構構件有構件外觀質量、截面尺寸、構件軸線偏差、截面尺寸、構件內部質量等。建筑材料則包括木材、鋼筋、砂漿、鋼型材、砌體、混凝土等,每一個部分都有著嚴格的內容與質量控制標準。
2、結構構件鋼筋布置均勻性對結構安全性能的影響
在現(xiàn)代建筑中,鋼筋的使用幾乎滲透到各種工程中,建筑物質量的好壞也與鋼筋的使用有著莫大的關系。當然,在型號尺寸上,鋼筋結構構件是不可出現(xiàn)任何問題的,曾經(jīng)有很多因為鋼筋方面偷工減料而出現(xiàn)建筑事故的例子,比如在汶川大地震中人們就發(fā)現(xiàn)很多建筑物的鋼筋只有筷子粗細,完全達不到建筑要求。除此之外,鋼筋的分布對建筑結構的安全性能也非常重要。對主筋來說,保證受力均勻是最基本的要求,也是整個建筑結構支撐面得以傳導的基礎。一旦主筋的配置不平衡,向一側偏離,就會導致實際承載力出現(xiàn)偏差,在外源破壞力存在的情況下會導致受力失衡而出現(xiàn)可怕的后果。至于箍筋,其所起的作用主要是約束混凝土的作用,但是在承載力方面其發(fā)揮的作用也不可忽視,是對主筋的有力支持,所以其分布一樣重要,既要保證能完全約束混凝土,要能保證在力的傳導中處于均衡狀態(tài),而且其間距也不可過大,在震后的一些建筑中我們發(fā)現(xiàn)箍筋間距過大的建筑往往都有主筋壓曲的情況出現(xiàn)。
3、建筑材料對于建筑安全性的影響
建筑材料是建筑構件的基礎要素,也直接影響著建筑物的安全性能。如果材料不符合要求,也就降低結構耐久性與承載能力。近年來,國家相關部門出臺了建筑材料的控制制度,這對規(guī)范建筑安全起到了一定的作用。
4、結構構件聯(lián)結件施工質量對于建筑安全的影響
在建筑物之中,結構構件聯(lián)結件的承載力必須要大于構件承載力,才能夠保證聯(lián)結件不會失效。例如在結構抗震的設計中,框架節(jié)點承載力必須要超過梁柱構件承載力,預埋件承載力也需要大于聯(lián)結構件承載力。從某種層面而言,構件聯(lián)結件施工質量也直接影響著建筑物的安全性能。
二、房屋建筑結構施工通病分析
1、現(xiàn)澆鋼筋結構施工常見問題
在房屋建筑中,現(xiàn)澆鋼筋結構比較容易受到地震的破壞,鋼筋混凝土框架結構的地震破壞原因主要是由于混凝土的強度不足和鋼筋配置不當引起的,或者是對于連接結構的重視程度不夠,延性降低,使得框架柱端和梁端及鋼筋裂縫、錯斷。混凝土的質量低劣對于建筑物結構施工中的抗震性能和安全性能產(chǎn)生很大的威脅,尤其是混凝土的配比強度和鋼筋質量達不到要求,造成了結構施工中問題的存在。
2、磚混結構施工常見問題
房屋建筑施工中的磚混結構應用最為廣泛的地區(qū)是在農村,這種結構對于材料的要求較低,且施工工藝也較為簡單,但是不能夠忽略其中的細節(jié),否則也會對施工質量產(chǎn)生威脅。在實際的結構施工中,也存在著一些細節(jié)上的問題,如一些施工者為了節(jié)省時間和工作強度,砌筑砂漿不能夠全部保證設計要求的砂漿標號,不顧實際情況使用砂質,直接按照書上的砂漿配合比進行配置,這樣會造成強度不足或者是標號太高,不僅浪費了材料,還會對結構施工產(chǎn)生影響。除此之外,一些施工單位在施工過程中為了省事,不按實際情況和施工部位,任意留直搓,陰搓或者是不加拉結筋,砂漿不能塞滿,接搓質量較差,這樣削弱了墻體的相互連接性,也會影響砌體的強度。這些都是在磚混結構施工中常見的問題,需要在今后的結構施工中采取恰當?shù)拇胧┘右愿恼?/p>
3、房屋在建筑后所出現(xiàn)的質量問題
隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,建筑行業(yè)也在不斷的進步,人民的生活水平也逐漸提高,但是房屋建筑的施工質量問題依然沒有得到很好的解決,一部分質量問題甚至還會威脅到房屋的安全性和使用性。比如說:房屋墻角處出現(xiàn)起砂、開裂、起皮、空鼓的現(xiàn)象,或門窗的縫隙慢慢變大,浴室和廁所的大面出現(xiàn)積水和倒坡問題,很嚴重的是有些房屋已經(jīng)整體坍塌,這些在施工質量上的不足嚴重給人民的安全帶來個危害,所以,在房屋在建筑的同時,質量這一關必須嚴實把守。如果發(fā)現(xiàn)施工質量上出現(xiàn)任何問題,施工單位要予以重視,不能敷衍了事。
三、提高房屋建筑結構施工質量的有效措施
1、制定合理的工程設計方案
工程設計方案是建筑施工得以進行的先決條件,在建筑施工前,制定一份切合實際,周密合理的工程設計方案是十分必要的。因此,在建筑施工進行之前,相關技術工作人員必須充分了解復雜的施工項目,并到施工場地積極進行實地考察,深入研究和分析施工過程中可能出現(xiàn)的各種問題,對于施工的流程,施工環(huán)境,每一道程序所選用的施工材料,施工設備及施工方法都進行討論和交流,以便制作出的工程設計方案,符合施工的要求,切合實際,能夠更好地對建筑施工工作進行指導和管理,便于施工過程中和后期的技術檢測和有效評估,促進建筑施工質量的提高。
2、合理選擇鋼結構
從房屋建筑結構施工宏觀和微觀的角度進行考慮,保證鋼結構的選型和布置能夠符合相關設計要求。如果出現(xiàn)移動荷載或者是比較大的懸掛荷載的情況,最好采用網(wǎng)架。在雪壓較大的區(qū)域,一定要使得所設計的屋面曲線能夠有助于積雪滑落。在對鋼結構布置完成后,就需要開始對梁柱和支撐截面的尺寸和形狀進行初步估算了。對于鋼梁來說,可以選擇使用槽鋼或者是H型鋼截面。在此過程中要對截面的寬度以及高度加以確定,然后便可以按照設計進行預估截面的板件厚度了。值得注意的是,對于鋼截面的選擇不必拘泥于某一種形式,相關設計人員可以在設計要求范圍內選擇物美價廉的剛截面,這樣便可以達到節(jié)約成本和賞心悅目的雙重目的。另外,對鋼截面節(jié)點的設計也是十分重要的。
3、加強對房屋建筑結構施工質量的監(jiān)管力度
在提高建筑設計水平的同時,要想提高和確保房屋建筑的質量,還必須進一步加大對其的監(jiān)督和管理力度。在建筑施工過程中,通常施工工期較長,并且各個施工環(huán)節(jié)相互聯(lián)系、密不可分。任何一個施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均有可能使得房屋建筑的質量下降,給人們的居住環(huán)境帶來很多安全隱患。因此,加強對房屋建筑質量的監(jiān)管力度具有十分重要的作用,建筑單位應對此予以重視。對房屋建筑結構施工的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)理,可以及時的發(fā)現(xiàn)隱蔽的質量通病并對其進行及時的治理,以便提高對施工質量的控制力度,不僅節(jié)省了施工成本,加快了施工進度,而且還為建筑結構質量的提高提供了堅實的后盾和基礎,取得了良好的施工效果。
結束語
綜上所述,建筑結構安全關系到很多方面,從材料選擇到施工工藝,很多因素都會影響到最終的安全性能。對施工方來說,一定要保持足夠的重視,將這些因素全部考慮在內,既要強調建筑結構的美觀,更要強調建筑工程的質量,不論是表面工程還是隱蔽工程都應該盡可能的處理完善,提升建筑結構的整體水平,長此以往,國內的建筑水平也會不斷因此提升。
參考文獻
[1]曹波.論房屋建筑施工中常見問題及對策[J].城市建設理論研究(電子版),2013,17(6):56-57.
關鍵詞:建筑工程;抗震施工;影響因素;措施分析
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
引言
如今建筑行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)蓬勃生機,人們對工程建筑的質量也有著愈發(fā)嚴格的要求。在進行工程項目的建設過程中,要想進行建筑抗震設計,首先就要打好建筑設計這一基礎,設計方案是否能夠抵抗地震的侵襲,是否能夠滿足人們的需要,是施工單位要重點解決的問題。這篇文章將簡要敘述建筑設計和抗震設計之間的關系,并將幾個關鍵問題拿出來分析,來提高我國建筑行業(yè)的整體抗震水平。
一、充分利用新型材料的抗震優(yōu)勢
目前,我國的建筑90%以上為鋼筋混凝土結構,采用的結構體系有:框架、框架剪力墻、剪力墻和筒體等幾種體系,這也是其他國家高層建筑采用的主要結構體系。但國外,特別是地震區(qū),是以鋼結構為主。因為鋼結構同混凝土結構相比,輕質高強,抗震性能好,協(xié)調變形能力強,施工質量容易控制,結構安全度高。鋼結構采用輕質的墻面及樓、屋面材料,結構自重輕,地震作用小。鋼結構可充分發(fā)揮鋼材的強度高、延性好、塑性變形能力強、各構件間協(xié)調變形能力好的特點,具有優(yōu)良的抗震性能和抗變形能力,結構安全度高。震害調查表明,鋼結構較少出現(xiàn)倒塌破壞情況。如今,隨著中國建筑鋼材市場迅猛發(fā)展,鋼材產(chǎn)量已居世界前列,鋼材的類型及品種也在逐漸增多,鋼結構的加工制造能力已有了很大提高,如有條件盡可能將鋼結構充分利用到建筑中,并采用型鋼混凝土結構(SRC)鋼管混凝土結構(CFS)或鋼結構,以減小柱斷面尺寸,并改善結構的抗震性能。
二、建筑抗震施工的影響因素
(一)相對住宅的抗震性能主要取決于建材質量的好壞,混凝土標號夠不夠,混凝土強度直接影響框架節(jié)點抗剪承載力,對于承受一定荷載的框架節(jié)點,混凝土強度越高,則梁、柱的截面尺寸越小,框架節(jié)點核芯區(qū)混凝土的承剪截面也相應減小,在一定配箍率下,對其抗震性能反而不利。鋼筋是否合格,有沒有偷工減料等都很重要,同時施工技術也十分關鍵,技術到位,房屋質量就好,抗震性能就好;否則設計再好,施工技術不到位也會出現(xiàn)質量問題。
(二)我國現(xiàn)行抗震鑒定標準的目標是確保結構在遭受到相當于設防烈度的地震作用時,一般不致倒塌傷人或砸壞重要生產(chǎn)設備經(jīng)修理后仍可繼續(xù)使用。一般較早的房屋依據(jù)的抗震設防標準相對較低,由于認識水平和財力的提高,后建的房屋抗震性能相對較強。
(三)房屋建筑抗震性能取決于建筑的抗震設防標準。抗震鑒定標準采用兩級鑒定方法逐級篩選的程序,若結構滿足第一級鑒定的各項要求即可不進行第二級鑒定。這種處理方式主要是為了簡化鑒定程序,減少鑒定工作量,但第一級鑒定僅針對建筑物中較少的構造措施進行核查,由此判定建筑物能夠達到現(xiàn)行鑒定標準的設防目標是一種過于粗略的處理方式。國家根據(jù)地震發(fā)生的可能性和震害的嚴重性確定各地區(qū)基本設防烈度,這是各地區(qū)抗震設計的基本參數(shù),設計基本地震加速度值的大小。
三、強化建筑抗震施工的重要措施
(一)加強概念設計
高層建筑鋼筋混凝土結構設計中應該多選擇一些新穎的建筑樣式,同時又要注意其抗震設計、抗風設計等基礎要素。應該加強概念設計,在高層建筑鋼筋混凝土結構的彈性設計上,盡量要滿足延展性的需求,這是高層建筑鋼筋混凝土結構設計發(fā)展的趨勢。
(二)建筑物建筑場地的選擇
在建筑結構工程抗震設計階段,建筑場地的選擇是抗震設計過程中必須要注意的關鍵技術性問題,抗震設計人員在設計時應深入到建筑場地,對建筑場地的地質情況和水文情況進行勘察,收集記錄數(shù)據(jù),認真研討在該建筑場地建筑房屋對抗震設計的影響因素,比如建筑場地處于地震頻發(fā)地段或者建筑場地的地基為軟弱地基等,所以在建筑場地選擇時應盡量避開這些地段,如果無法避開,就需要充分地運用建筑抗震設計理論知識,對建筑地基和結構進行強化和優(yōu)化設計,保證建筑整體結構的穩(wěn)固性,進而提升建筑的抗震能力。同時,根據(jù)建筑物地域性分布及結構特征選擇不同的建筑材料和抗震設計方案,如果建筑場地處在地震高發(fā)區(qū),建筑房屋的抗震防烈度要求高,這就需要對建筑結構的柔性和延展性進行考慮。
(三)加強處理防震縫
在房屋建筑結構抗震設計中,對于那些結構不規(guī)則的房屋建筑,應根據(jù)實際情況合理地在房屋建筑結構中設置防震縫。在設置防震縫時應注意將房屋建筑劃分為規(guī)則的獨立的單元結構。防震縫寬度應滿足房屋抗震要求,完全將上部結構分開,并且防震縫應根據(jù)房屋建筑的高度而設置,即房屋建筑高度有多高防震縫就設置多長。
(四)混凝土建筑構造上必須保證延性
經(jīng)歷過一些地震災害的影響之后,鋼筋混凝土建筑想要有效保證其建筑抗震能力,在進行抗震設計的時候就必須保證建筑物在地震環(huán)境中有足夠承載能力。由于地震的影響,建筑物結構就會進入塑形階段,非常容易產(chǎn)生變形。針對上述鋼筋混凝土的結構特點,為了能夠更好地進行抗震,處于地震多發(fā)帶的鋼筋混凝土建筑結構,一定要按照延性框架結構進行設計。在建筑物設計過程中,必須要首先保證建筑物薄弱區(qū)域的承受能力以及強度方面的質量,只有這樣才能夠有效保證整個建筑物的強度。另外,增加建筑結構的延展性也能夠有效提高建筑物的抗變形能力,將地震的破壞性降到最低,有效提高建筑物的抗震能力。
(五)明確規(guī)定建筑結構抗震等級
鋼筋混凝土建筑的抗震等級應符合相關建筑計算和構造的設計要求,抗震等級的設定應根據(jù)地震烈度、結構類型和建筑高度來確定。任何黏土磚和天然石砌體的建筑是不存在抗震抵御能力的,地震襲來后,這種堆積墻體極容易坍塌,就算不會坍塌,毀損程度也十分嚴重。為了防止發(fā)生嚴重的災害,應合理使用圈梁和構造柱。
(六)選擇適合的建筑結構體系
要確保建筑物各部分能維持整體性協(xié)調,最為重要的就是要選擇適合的建筑結構體系,因此在進行建筑結構抗震概念設計過程中,一定要讓所設計的建筑物的結構體系同時滿足這兩大條件:穩(wěn)定、合適。對于一個科學合理的建筑結構體系而言不僅可以有效滿足變形的要求,同時還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對自身的荷載起到一定的承受作用,從而有效避免變形的出現(xiàn)。此外在發(fā)生地震時才有可能對巨大的地震力起到有效緩沖作用,而達到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇房屋建筑物結構體系時,既要注意建筑物傳力途徑的明確性,同時又要注意受力計算的明確性。盡可能在建筑結構體系中不使用轉換層,這樣在發(fā)生地震時可以有效避免房屋建筑物傾斜或局部受損等現(xiàn)象的出現(xiàn)。
(七)選擇高質量的建筑結構材料
實踐表明建筑結構抗震性能,除了會受到建筑施工方案、建筑結構體系及抗震防線等因素的影響之外,在多數(shù)情況下還極大地受影響于房屋建筑的施工材料。通常,房屋建筑結構的抗震性能不僅會受到來自建筑材料強度,建筑材料剛度的影響,還會受到來自建筑材料連續(xù)性及建筑材料均衡性的影響。所以在選取建筑結構材料過程中,一定要認真、仔細考查房屋建筑施工材料的剛度和延伸性,最大限度確保建筑施工材料能與建筑結構體系相符合。此外對于建筑施工材料的經(jīng)濟性能也要予以足夠的重視,以便能最充分的發(fā)揮建筑施工材料的經(jīng)濟性能,從而達到房屋建筑物的單個性能與整體性能的最佳配合。
結束語
總之,要確保建筑結構中的抗震設計能高效完成,應在遵循相關建筑抗震規(guī)范要求的原則上,進行科學、合理地設計,確保建筑物具有穩(wěn)定的、可靠的抗震性能,達到建筑物小震不壞、中震可修、大震不倒的標準。相信,隨著相關技術,人員抗震設計水平的不斷提高,我國的建筑工程結構抗震設計也將會邁上更高更遠的臺階。
參考文獻:
摘要:文章介紹了建筑的基本特征,并詳述了古今中外建筑結構及建筑外形兩方面的重大成就,總結出建筑結構與建筑藝術之間的密切關系。
關鍵字:建筑結構;建筑藝術;造型
Abstract: the article introduces the basic characteristics of the building, detailing the ancient and modern, Chinese and foreign building structure and architectural appearance in two great achievements, sums up the building structure and the close relationship between the architectural art.
Key word: building structure; Architectural art; modelling
建筑起源于人類對生活的需求,一直以來,建筑為人類生活居住、工作學習、娛樂及從事生產(chǎn)提供了重要的場所。所謂建筑,就是利用固體材料造出一個空間,以滿足特定的功能要求與遮避外界風雨。建筑的三大基本要素分別是建筑功能、建筑的物質技術條件和建筑形象。
一、建筑的基本特征
1.建筑必須滿足物質要求和精神要求
建筑的主要目的就是要同時適應人們在物質與精神方面的使用要求,這在建筑的重要構成要素中起主導作用。
2.建筑必須具備一定的物質技術條件
建筑技術是建筑發(fā)展的重要因素,是房屋建造的基本手段,是建筑水平是否提高的重要標志。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)建筑的物質技術條件、建筑材料、結構技術、施工技術和設備技術等,主要考慮應該采用什么材料以及用這些材料如何去建造房屋的問題;
(2)建筑材料是房屋建造必不可缺的物質基礎;
(3)建筑結構是構成建筑空間環(huán)境的基本骨架;
(4)施工技術則是實現(xiàn)房屋建造的主要過程與方法;
(5)設備技術是確保建筑物達到某種技術要求的技術條件。
3.建筑必須具有良好的建筑外形條件
(1)建筑的體型、內外部的空間組合、立面構造、細部與重點部位的處理、材料的色彩、采光以及裝飾處理等,是構成建筑物形象的主要成分;
(2)如果建筑物的形象能夠處理得當,就會產(chǎn)生良好的藝術效果,給人以美的享受,即所謂 “建筑藝術”;
(3)建筑形象是功能與技術的綜合反映;
(4)優(yōu)秀的建筑藝術形象會使建筑展現(xiàn)出莊嚴雄偉、樸素大方、簡潔明朗的魅力。
4.建筑的基本要素具有時代色彩
(1)建筑的物質技術條件隨著經(jīng)濟的發(fā)展不斷地變化發(fā)展;
(2)建筑的藝術形象也不斷被時代賦予新的風格。
由此看來,探索建筑技術與建筑藝術之間存在著怎樣的關系,是矛盾還是統(tǒng)一,如何使建筑藝術和建筑技術更好的統(tǒng)一起來、協(xié)調工作具有重要的意義。
二、從古代建筑看建筑結構與建筑藝術的關系
縱觀至今尚存的古代建筑,從材料利用來看,盡管只局限于最原始的建筑材料土、木、磚、石等,但是所用材料的各項性能都得到了有效;從結構形式來看,雖然只用了簡單的砌筑方式,但沒有不符合基本力學要求的。這些建筑物憑借了自然界對人類的啟示以及人類長期認識總結積累的經(jīng)驗,其建筑結構與建筑藝術的統(tǒng)一與融合效果,幾乎是無懈可擊。下面介紹幾個世界知名的古建筑:
1.古埃及金字塔
作為世界四大古國的埃及,擁有著舉世聞名的神秘金字塔,其高度約146.6米,歷經(jīng)了4500余年而屹立依舊。
(1)金字塔采用抗壓強度高、耐風雨的石材作為建筑材料,同時設計成了極富平衡和穩(wěn)定狀態(tài)的正四棱錐體結構體型;
(2)埃及金字塔不但具有宏偉壯觀、氣勢磅礴的建筑藝術效果,而且其建筑藝術與建筑結構搭配的渾然一體。
2.古希臘建筑
(1)因為古代建筑局限于原始材料的性質與人類薄弱的力學功底,所以,不過是埃及魯克索神廟,還是希臘巴特農神殿,都只可以借助兩個石柱上架設石的梁柱結構形式,主要依據(jù)是石材做的簡支梁橫向抗彎強度決定了它的跨度,石材的脆性破壞性質導致建筑的跨度不會很大;
(2)隨著靜力學原理的發(fā)展,半圓拱與十字拱等利用水平推力取得靜力平衡的結構體系在古羅馬誕生,從而創(chuàng)造出梁柱體系無與倫比的內部空間,形成了古羅馬建筑的建筑學派別;
(3)羅馬建筑史上最著名的建筑――羅馬萬神廟,是古羅馬建筑中圓頂(半圓拱)結構的重要代表作。中央內殿圓頂直徑達43.5米,墻壁涂層采用的是石灰粉、火山、拌合碎石凝結而成的堅固不透水層,用圓頂?shù)撞壳度雺w6.2米的做法來承受圓頂產(chǎn)生的巨大水平推力;還在彎頂上方開設8.9米直徑的圓窗作為采光設備。整個建筑造型完美,內部空間莊嚴肅穆,明朗和諧,可稱為結構技術和建筑藝術的完美結合體。
3.拜占庭建筑
它的成功在于擁有一套完整的結構體系和伸展、復合式的建筑空間,比封閉式空間的古羅馬萬神廟有了很大的進步。圣索菲亞教堂為典型的拜占庭建筑,下面介紹是該教堂建筑的主要特征:
(1)全部采用磚結構,中央大廳面積為32.6米×68.6米,屋頂采用一個正圓彎頂與兩個半圓彎頂?shù)慕M合形式;
(2)橫向水平推力由側墻支承,縱向水平推力由兩個半圓彎頂支撐,整個彎頂通過拱體支撐在四個柱墩上;
(3)兩端柱墩、半圓拱、以及斜角上的小半圓拱共同承擔圓頂?shù)膫韧屏?,將之傳到兩側較矮拱頂上去;
(4)總的來說,它具有結構體系,構思獨特、受力合理以及空間層次井然和關系明確的特點,充分體現(xiàn)出匠師們對結構的受力特點和傳力方法有相當強的理解水平和設計構思。
4.古代西方的哥特建筑
(1)哥特建筑采用了拱肋和飛券的拱式結構,它的拱肋不但是裝飾線條,其本身既是結構的構成部分,又是結構造型的藝術渲染;
(2)艾克西特教堂,擁有別出心裁的受力構造,它是用垂直于主軸線的橫墻來承受拱腳傳來的水平推力,橫墻上方又砌磚墻,組成順次排列且面朝主教堂大廳的多個小教堂;
(3)主教堂屋頂采用“禮花式”拱肋來將拱頂部荷載傳到拱腳。
(4)哥特建筑中,一般中廳拱肋的拱腳較高,其傳力方式更是新穎,主要靠凌空騰越的飛券,將推力從高而下傳給標高較低的扶壁。
從古到今,除了建筑在不斷地演變發(fā)展,建筑設計師對建筑設計的認識也在不斷的更新:
(1)1725年,法國建筑師拉布魯斯特不贊成只拘泥于古典的方式,他憑借對新材料和新技術的認識,建議用新的材料和新的結構來創(chuàng)造新的建筑形式。于是,他用鐵、石混合結構和玻璃材料有機配合,成功設計出法國第一座完整的圖書館建筑;
(2)1854年,美國建筑師勃哥達斯運用生鐵框架作為承重結構,設計了紐約哈帕兄弟大廈,從此,美國建筑進入“生鐵時代”;
(3)1889年,以埃菲爾工程師為首的建筑設計團隊,用生鐵材料結合完美的結構造型藝術手段,建造了埃菲爾鐵塔。它也是新材料、新結構、新技術和新形式融為一體的杰作。
三、從近代建筑看建筑結構和建筑藝術的關系
1.19世紀以來至20世紀
(1)由于材料技術的迅速發(fā)展,各種新型建筑材料相繼問世,為建筑行業(yè)的在發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)越的先天條件;
(2)力學理論不斷創(chuàng)新,一次次取得重要的新成果,為新的結構形式與新的建筑設備的采用帶來了可能;
(3)計算機等新科學技術的快速發(fā)展,為現(xiàn)代建筑設計提供了廣闊的物質技術基礎;
(4)社會生產(chǎn)力的不斷提高與人們生活水平不斷改善,又為現(xiàn)代建筑設計提供了嶄新的精神風貌和先決背景。
2.二十世紀以來
(1)鋼材和新型混凝土的研究,使得鋼結構和鋼筋混凝土結構在建筑中得到了廣泛的應用。于是,高層及大跨度建筑迅猛發(fā)展,無數(shù)百米以上的高樓大廈和近百米跨度的大型建筑拔地而起;
(3)該時期內建筑的主要特點是:雖然功能要求較高,但整個建筑體形與結構造型融合性高,建筑形體規(guī)整、布局得體大方、造型肅穆壯觀、功能劃分恰當。結構井然有序、施工技術先進、受力明確合理、總體造價低廉。
因此,現(xiàn)代建筑較以往的建筑,已經(jīng)發(fā)生了飛躍性的突破。雖然技術進步為建筑發(fā)展提供了良好的物質基礎,但是,處理好新材料、新結構、新技術和新建筑外形的配合問題仍是現(xiàn)代建筑設計的迫切要求。如此,建筑和建筑藝術之間的關系也就變得更加緊密了。
四、結束語
建筑結構與建筑藝術的和諧統(tǒng)一會給人以美的享受,使人倍感親切,激動不已。所以,為了使我們生活的環(huán)境更加具有藝術魅力,我們不僅要清楚地認識到建筑結構與建筑藝術的統(tǒng)一關系,還應在實踐過程中更要給予更高程度的重視。
參考文獻:
【1】潘天波 胡玉康 建筑的表情,抑或風格――論建筑師威托德?黎辛斯基的“建筑表情” 美與時代 2011
關鍵詞:木結構;優(yōu)勢特點;發(fā)展前景;
中圖分類號:TU3文獻標識碼: A
一、木結構建筑的優(yōu)勢
(一)環(huán)境相容性
森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,在降低大氣中溫室氣體濃度、減緩全球氣候變暖中,具有十分重要的作用。CO:是全球氣候變暖的關鍵原因,而樹木在生長過程中,不斷從大氣中吸收COZ,然后利用太陽能將它轉化為建筑產(chǎn)品的原材料。木材作為地球生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的自然資源,屬于負碳性建筑材料,因為木材產(chǎn)品固化的碳比它在生產(chǎn)和使用過程中釋放的碳更多,因此,在建筑材料中多選用木材,將有助于抑制大氣中CO:含量的增長,減緩全球氣候變暖的趨勢,對人類的生存與發(fā)展具有重要意義。
首先,木材是綠色環(huán)保生物質材料,木材的制造、運輸和供應需要的能耗要低于鋼材或混凝土,并且其對環(huán)境所帶來的負荷是最小的。木結構建筑與環(huán)境親和,木結構件和連接件既可標準化生產(chǎn),又可以在工地上組裝形成了構件標準化和建造裝配化等特點,縮短了建筑周期。因此,施工安裝速度遠遠快于混凝土結構和磚石結構。其次,木結構建筑具有優(yōu)秀的保溫隔熱性能。因為木材本身是天然的絕熱材料,木材的蜂窩狀結構使保溫性能大大優(yōu)于密度大的鋼材和混凝土等材料。木材的熱阻值約是混凝土的9倍,鋼材無顯著熱阻。除此以外,輕型木結構的保溫隔熱性能還源于它的木龍骨空腔內(墻體、屋蓋和樓蓋的空腔內)可填充玻纖、礦棉等保溫材料。同時木材的可循環(huán)利用性,對困擾城市生態(tài)環(huán)境的問題也提供了有利的幫助。
(二)結構安全性
木結構的安全性在于它的韌性大,且因木結構的箱式結構能將力均分,自身結構輕,又有很強的彈性恢復性,對于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強的抵抗能力,所以,在地震中吸收的地震力小,結構在基礎發(fā)生位移時可由自身的彈性復位而不至于發(fā)生倒塌。因此,木結構建筑在地震中往往具有墻倒架不塌的特征。目前的合成材料應用技術比較成熟,可以添加一些合成材料以提高木材本身的強度,如復合木型材就克服了天然木材順紋剪切強度低的缺陷。另外,木材經(jīng)防火處理可達到建筑的防火要求,一旦發(fā)生火災能為人員逃逸爭取更長的時間。
由于現(xiàn)代輕型木結構建筑具有良好的抗震性能,因此,它對保護居住者的生命安全能起到重要的作用,尤其在地震多發(fā)區(qū),更顯露出木結構建筑的優(yōu)越性。
(三)空間利用性
輕型木結構建筑的墻和天花板組件都很緊湊。緊湊的組件能滿足建筑物外殼的一切需求。例如,木墻骨柱為38mmx140~的墻體,遠遠薄于框架填充墻及磚石結構的墻體厚度。在建筑占地面積相同的情況下,墻壁較薄就能增加內部的居住空間。
二、木結構建筑結構設計要求及方法
木結構建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代化城鎮(zhèn)建設的趨勢,該建筑結構部具有非常好的生態(tài)環(huán)保效果,經(jīng)濟效益較高,耐久性較好,對我國建筑建筑發(fā)展具有至關重要的作用。
(一)木結構建筑結構設計要求
1、木結構建筑結構高度不得高于三層:木結構建筑結構發(fā)展非常迅速,尤其是近年來,技術體系已經(jīng)得到了非常好的完善。但在上述發(fā)展過程中,其整體技術水平與歐美國家相比仍有一定差距,建筑高度只能夠達到三層左右。一旦超過上述高度,木結構建筑安全性將無法保障。
2、木結構建筑結構要與環(huán)境相協(xié)調:木結構建筑結構設計的過程中要做好對建設環(huán)境的分析,要把握好周圍環(huán)境狀況,確保設計內容與自然環(huán)境一致,真正實現(xiàn)建筑與生態(tài)的統(tǒng)一。
3、木結構建筑結構要符合可持續(xù)發(fā)展觀:木結構建筑結構設計過程中要對其材料、構件等進行科學選取,要保證材料、構件等內容能夠與生態(tài)建設需求相同,從而提升建筑結構的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。當前木結構建筑材料過程中主要從溫度、濕度、養(yǎng)分等方面進行防腐控制,通過結構設計完成木結構材料的保護。而在構件設計過程中主要從截面、尺寸等方面出發(fā),通過該內容改善材料使用效益,提升材料經(jīng)濟價值,提升木結構建筑結構可持續(xù)發(fā)展效益。
4、木結構建筑結構要符合力學原理:木結構建筑結構需要具有良好的抗震性及抗風性,要能夠承受外力的沖擊。在該結構設計過程中要做好力學原理分析,要對力學內容進行對應把握,從力學結構出發(fā)形成對應力學體系,如高次超靜定結構體系、次要結構受力體系等。由該力學內容出發(fā)進行合理設計,最終確定木結構建筑結構剛度、整體性等。
(二)木結構建筑結構設計方法
木結構建筑結構設計內容較為復雜,需要依照環(huán)境狀況對設計方法進行對應選取,只有實現(xiàn)上述方法的合理運用,木結構建筑結構設計才能夠真正符合城鎮(zhèn)建設需求。輕質木結構建筑結構設計方法主要為有限元分析法。
有限元分析法主要通過數(shù)學微分完成木結構建筑結構設計的分析及運算。該方法計算準確性和科學性較高,邏輯關系緊密,分析效益明顯高于其他數(shù)學分析方法,是輕質木結構建筑結構設計的核心計算內容。有限元分析法在進行木結構建筑結構設計時依照數(shù)值分析內容及差分分析內容對設計中的數(shù)據(jù)進行處理,由該處理內容確定結構之間的關系,建立數(shù)學模型,形成對應模擬體系,從而明確木結構建筑結構的設計性質及設計效益。在設計數(shù)學分析過程中人員要做好以下四方面內容:第一,對設計內容進行劃分。人員要依照具體木結構建筑結構狀況進行分析劃分,將結構劃分為形狀規(guī)則、內容單一的標準受力單元;第二,對單元內容特征進行分析。人員要依照有限元分析法對單元結構進行處理,由有限元分析處理確定單元之間受力狀況及特征;第三,對單元進行組裝,確定結構狀態(tài)。人員要依照上述單元性質對其整體結構剛度進行明確,將初始狀態(tài)及受力狀況數(shù)據(jù)帶入到微分方程中進行處理,確定最終設計結構效果;第四,實施CAD構圖。由關系內容及數(shù)據(jù)內容確定CAD構圖,以CAD系統(tǒng)確定最終設計方案。除此之外,在木結構建筑結構設計的過程中人員還常使用邊界元分析法及有限差分析法進行設計結構分析。上述兩種方法也是主要通過數(shù)學建模及CAD系統(tǒng)進行分析,主體分析方法與有限元分析一致。
三、木結構建筑在國內的發(fā)展情況
國內木結構修建始于20世紀80時代,尤其是這些年,國家倡議可持續(xù)發(fā)展,建造生態(tài)城市,大力支持開發(fā)健康環(huán)保、節(jié)能生態(tài)住宅,使其在大中城市悄然興起木結構建筑熱。跟著木結構建筑的應用,國家有關的技能標準和各種木結構規(guī)劃材料也相繼呈現(xiàn)。2003年,一項旨在規(guī)范和輔導建筑領域木結構用材和木結構規(guī)劃要求的國家標準GB50005-2003《木結構設計標準》通過,并于2004年1月1日起正式生效。2005年11月,中國建設部又出版發(fā)行了《木結構設計手冊》。該手冊由來自美國、加拿大、新西蘭、歐洲和中國本土的技能專家一起編寫完成。在內容上除了緊密結合木結構本身特色進行輔導外,還增加了有些國外木結構的先進技能和規(guī)劃應用經(jīng)驗,以供有關設計人員參閱。這兩部對于木結構建筑的標準填補了相關的空白,為工程技能人員在規(guī)劃木結構修建方面提供了的技能保證和理論依據(jù),為中國木結構建筑的發(fā)展起著推進效果。
環(huán)境問題已經(jīng)變?yōu)槿祟惞餐P注的經(jīng)濟社會問題,我們面臨的重大挑戰(zhàn)是如何使經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護有機地結合起來,從而促進建立一個可持續(xù)發(fā)展的社會。因此,可持續(xù)發(fā)展已成為新世紀全球性的發(fā)展戰(zhàn)略??沙掷m(xù)發(fā)展包括技術、經(jīng)濟和生態(tài)三方面的指標。技術是解決環(huán)境問題的根本方法和途徑;經(jīng)濟效益和市場需求是技術進步的動力和目標;生態(tài)環(huán)境則是這一目標的必然結果。
四、結語
木結構建筑作為我國城鎮(zhèn)建設的重要內容,對人們生活質量的提升具有非常積極的意義。該結構體系可以有效改善建筑抗震效果,提升環(huán)保效益,是建筑可持續(xù)發(fā)展建設的核心。
參考文獻:
[1]王澄燕,汪霄.我國木結構建筑的發(fā)展思考[J].林產(chǎn)工業(yè),2013,05:14-16+25.