时间:2023-03-22 17:47:52
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇房屋结构设计论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2结构设计优化技术的现实意义
结构设计优化技术能够在很大的程度上满足人们对于房屋的多方面要求,具有较强的现实意义。作为购房者希望能够得到一所价格适中,外观美,安全的房屋,而通过结构设计优化技术应用后的房屋则能够保证房屋的适用性、经济型、安全性,能够建造出满足人们要求的房屋。此外作为房屋的建造商来说,能够使建造出的房屋迎合购房者的胃口,并且能够在很大的程度上降低建造的成本,实现经济效益的最大化是其根本目的是可遇而不可求的。以往的房屋设计很难满足建造上的所有要求,经常出现不可兼得的局面,但是当结构设计优化技术得到运用后,建造商的一系列愿望都得以实现。由此看来,结构设计优化技术具有加强的现实意义。
3结构设计优化技术
在建筑结构设计中的步骤房屋工程结构优化通常包括以下几个方面:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、维护结构方案的优化设计以及结构细部设计的优化设计。这些方面的设计优化内容还包括选型、受力分析、造价分析等,在实际的施工中密切的结合实际的施工情况,追求优化的实际应用性,围绕提升房屋的综合价值进行优化设计。使设计出来的房屋造型美观同时还能够满足人们对于安全、经济的要求,设计出真正的经济适用房。
3.1建立结构优化模型
结构优化设计通常情况下分为两部分,一部分是结构优化设计模型,另一部分就是结构优化计算方案。所谓的结构设计优化就是变量中选择出主要的参数,然后根据数据分析建立起函数模型,运用函数模型借助较为科学的方法计算出最优解。建立模型的步骤一般有以下几步:一、选择合理的设计变量。设计变量的选择对于模型的构建具有重要的意义,设计变量的选择将会影响到对设计要求影响较大的参数的选择,进一步涉及到参数重要性的区分问题。选择出了合理的设计变量在很大的程度上能够减少计算编程的工作量;二、确定目标函数。首先找出满足函数条件的最优解,然后确定约束条件。在房屋的优化设计中存在着很多的约束条件,其中有:应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从弹塑性约束等,在进行优化设计时要确保所有的约束条件都在规定的范围内,能够满足设计规范,即在规范条件内满足约束条件。
3.2设定优化设计
计算方案结构的优化涉及到很多的约束条件以及变量,因此在进行计算时需要将所有的约束条件转化成非约束条件,充分的考虑变量因素,运用各种数学计算方法做好计算方案的设计工作。
3.3程序设计
在构建好结构优化模型、设定好优化设计计算方案后就可以在以上基础上进行程序的编写,然后将编写好的程序导入计算机中,在进行计算时只需要将相关的数据输入相关的变成或者是系统中,通过计算机程序的自行计算便能得出相关的结果。
3.4结果分析
在得出计算结果后,对其进行分析,进而确定出最佳的方案。在实施结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤时,要注意各方面的因素,要能从多方面进行考虑,保证所有的问题的难度降到最低。房屋的建设本身就是一项花费资金较多、耗费人力较大的工程,实施结构设计优化技术的主要目的就是为了将相关的成本降到最低,同时保证房屋的质量以及美观。因此在建造是要注意以下几个方面:处理好经济与技术之间的矛盾。在进行设计时,肯定会涉及到经济的问题,并且技术在一定的程度上与经济也会存在这矛盾,技术的引用和实施必然会涉及到经济因素,但是最为建造商对此要有充分的认识,能够认识到经济与技术之间矛盾存在的必然性,能够理解到技术做带来的经济方面的节约量将会远远超过耗费量,要大力的引用技术。
4结构设计优化技术的实践应用
中要注意的问题结构设计优化技术的实践应用能够带来巨大的经济效益,但是要注意的是实践应用的过程中有很多的问题是不能够忽略的,作为设计者和建造者对于这些问题应该要投入一定的关注。
4.1前期的参与
前期方案的制定将会直接的关系到建筑的总投资问题,但是,当前房屋建设工程中存在的问题就是结构设计优化技术并没有参与到前期方案的确定中,这种情况下,设计人员往往会忽略其实际应用性和经济性,在最后的实践过程中得以证实的是结构设计优化技术根本就没有发挥到节约建造成本的目的,导致这个问题的主要原因就是缺乏前期的参与,因此一定要注意结构设计优化在方案制定时的前期参与。
4.2概念设计
结合细部结构设计优化概念设计与结合实际情况进行设计具有重要的区别,一般概念设计都是脱离实际数据的,不具有准确性,因此在进行计算式难免会出现较大的差异。在进行概念性设计时,作为设计人员要充分的认识到数据的重要性,将相关的数值运用到设计中,作为辅助依据。在设计时,设计人员既要在宏观上把握整体的设计,与此同时在细节方面也要注意,做好细部结构的设计优化工作,保证细部工作的无误,从而保证整体的效果。比如:材料强度、抗拉能力等多方面细部因素的考虑能够在很大的程度上保证结构优化设计技术的实践应用。
一。设计方面
1.屋面活荷载取值
框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年,但屋面结构,包括屋面板和檩条,其活荷载要提高到0.5kN/m2.《钢结构设计规范》规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2,但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6.门式刚架一般符合此条件,所以可用0.3kN/m2,与钢结构设计规范保持一致。国外这类,要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载,而我们无此规定,遇到超载情况,就要出安全问题。设计时可适当提高至0.5kN/m2.现在有的框架梁太细,檩条太小,明显有人为减少荷载情况,应特别注意,决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。
2.屋脊垂度要控制
框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180,除验算坡面斜梁挠度外,是否要验算跨中下垂度?过去不明确,可能不包括屋脊点垂度。现在应该是计算的。一般是将构件分段,用等截面程序计算,每段都要计算水平和竖向位移,不能大于允许值,等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度,刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小,脊点下垂后引起屋面漏水,是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小,第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡,使屋面变形。本人有此想法,刚架侧移后,当山尖下垂对坡度影响较大时(例如使坡度小于1/20),要验算山尖垂度,以便对屋面刚度进行控制。
3.钢柱换砼柱
少数设计的门式刚架,采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成,斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连,形成刚接,目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中,的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架,但此时梁柱只能铰接,不能刚接。多高层建筑中,钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料,虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力,但在连接部位,它的抗拉、抗冲切的性能很并,在外力作用下很容易松动和破坏。有些设计,在门式刚架设计好之后,又根据业主要求将钢柱换成砼柱,而梁截面不变。应当指出,砼柱加钢梁作成排架是可以的,但将刚架的钢柱换成砼柱,而钢梁不变,是不行的。由于连接不同,构件内力也不同,要的工程斜梁很细,可能与此有关。
4.檩条计算不安全
檩条计算问题较大。檩要是冷弯薄壁构件,受压板件或压弯板件的宽厚比大,在受力时要屈曲,强度计算应采用有效宽度,对原有截面要减弱,不能象热轧型钢那样全截面有效。有效宽度理论是在《冷弯薄壁型钢构件技术规范》(GB50018-2002)中讲的,有的设计人员恐怕还不了解,甚至有些设计软件也未考虑。但是,设计光靠软件不行,还要能判断。软件未考虑的,自己要考虑。再有,设计人员往往忽略强度计算要用净断面,忽略钉孔减弱。这种减弱,一般达到6-15%,对小截面窄翼缘的梁影响较大。刚架整体分析采用的是全截面,如果强度计算不用净截面,实际应力将高于计算值。《规范》4.1.8、9条规定:“结构构件的受拉强度应按净截面计算;受压强度应按有效截面计算;稳定性应按有效截面计算。变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。有的单位看到国外资料中檩条很薄,也想用薄的。国外檩条普遍采用高强度低合金钢,但我国低合金钢Q345的冲压性能不行,只有用Q235的。国外是按有效截面计算承载力的。如果用Q235的,又想用得薄,计算时还不考虑有效截面,荷载稍大时檩条就要垮。二。施工方面
1.柱子拔出
有的刚架在大风时柱子被拔起,这是实际中常出现的事故。主要原因不是刚架计算失误,而且设计柱间支撑时,未考虑支撑传给柱脚的拉力。尤其是房屋纵向尺度较小时,只设置少量柱间支撑来抵抗纵向风荷载,支撑传给柱脚的拉力很大,而柱脚又没有采取可靠的抗拔措施,很可能将柱子拔起。,因此,在风荷载较大的地区刚架柱受拉时,在柱脚应考虑抗拔构造,例如锚栓端部设锚板等。
2.没有柱间支撑
这种情况最近较多,这样肯定不行。目前没有任何一本规范允许不设支撑。特别是柱间支撑,受力较大,绝不能省略。
3.端板合不上
端板连接是结构的重要部位。由于加工要求不严,而腹板与端板间夹角又,有的工程两块端板完全对不上,合不起来。强行用螺栓拉在一起,仍留下很宽缝隙,严惩影响工程质量。
4.锚栓不铅直
框架柱柱脚底板水平度差,锚栓不铅直,柱子安装后不在一条直线上,东倒西歪,使房屋外观很难着,这种情况不少。锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平,再用用无收缩砂浆二次灌浆填实。
5.保温材吸水超重
使用寿命在房屋建筑工程中是一个非常重要的问题,多数房屋在使用过程中因为受到使用功能的改变、火灾、地基不均匀沉降、超载等不同因素的影响,寿命缩短的很严重,而结构加固技术的使用正好可以有效延长建筑的使用时间。
1.2增强房屋建筑耐久性
房屋建筑在使用过程中,因为受到多种因素的影响,其耐久性受到了严重的影响,结构加固技术的使用可以从结构上使建筑物耐久性得到加大。
1.3提高房屋建筑抗震性
作为一种自然灾害,地震的发生为社会发生造成了严重影响,近年来我国地震频现,因此在房屋建筑使用过程中应该对抗震性给予充分重视,结构加固技术的使用可以使既有房屋建筑稳定性得到大大加强,有效提高建筑的抗震能力,进而更好的与现代社会发展的需要相适应。
2我国房屋建筑施工加固设计的使用现状
2.1房屋建筑施工加固技术体制不合理
目前我国的施工技术与管理方式比较粗放,同时密集化与专业化的程度也不高,尚未形成相应的技术创新体系。在房屋建筑施工过程中应该在技术人才培养机制上进行不断的创新,同时对房屋建筑施工技术体系进行不断的完善与创新,进行体系建设。正因为房屋建筑行业存在一定的特殊性,因此不能完全依靠传统体制,这样会使产业升级技术的更新换代受到影响,或者产业升级速度太慢等问题的存在都会对市场创新受到影响,加上房屋建筑施工技术在创新上存在一定的滞后性,需要进行大量的创新实践和运用,这样才能对施工进度与施工质量进行有效保证。值得一提的是,建筑施工技术创新很容易会不适应实际的市场需求,加上一些新的技术成果容易受到相关政策的影响,进而不能及时进入到建筑施工之中。
2.2建筑施工技术与理念非常落后
科学的理论与正确的理念是行动的先导,在建筑行业中也是如此,企业领导、项目负责人以及施工人员在工作中都离不开科学的理论与正确的思想作指导。从目前房屋建筑施工中来看,很多企业领导者、项目负责人不重视施工技术、材料的创新性,严重忽视了施工过程中的创新理念,在这种情况下,整个工程建设在设计与施工过程中始终沿用着传统的思路,不重视引进先进的理念与技术,在理念与施工上不能与时代要求相适应。施工企业严重忽视了建筑技术在创新工作上的重要性,以上这些因素是造成房屋建筑创新性缺乏的重要原因。
3房屋建筑工程中经常使用的几种加固设计技术
3.1粘贴钢板加固技术
这项技术在建筑加工施工中十分常见,这项技术的优点主要在于加固施工的时间比较短、钢筋混凝土结构不需要加湿、外观损害比较少等,因此不能对建筑物的正常使用造成影响。但是因为加固技术的效果主要由建筑结构胶的质量所决定,所以粘合的材料与施工水平都会随建筑物的加固效果产生影响。因此一般来说这种技术经常在钢筋混凝土构件薄弱部位以及受拉区的静态固件中使用。
3.2增补受拉钢筋技术
这项技术主要是指在房屋建筑主体结构中一些受力集中的地区,使受拉钢筋得到增加,利用这种方法对梁体结构的承载力水平进行改善。在这样的过程中,增补钢筋和既有梁体结构之间的连接可以利用全焊接与半焊接等方式来实现。在二者连接的过程中,可以与实际情况相结合,在干法外包与湿法外包两种方式之间进行灵活的选择。
3.3外包型钢加固技术
这项技术主要是指用型钢外包在钢筋混凝土结构的四角上,这样一来原来的结构构件的承载能力就会得到大大的提高。这种技术主要可以分为干式与湿式两种外包方法,一般来说湿式外包型钢法比较常用,这种方法可以使结构承载力得到有效提高。外包型钢法的受力非常可靠,同时施工方法也非常简单,但是需要用到的钢材量非常大,同时加固施工的成本也非常高,因此,一般房屋建筑的加固不会使用这种方法,而选择将这种技术用在建筑物梁、柱等位置上。
3.4碳纤维加固技术
这项技术主要是指通过树脂胶结合擦聊将碳纤维板粘贴在结构的表面上,通过这种方式促进结构承载力得到提高,这种技术的优点主要在于它的强度比较高、材料的重量比较小,在使用过程中不需要对材料腐蚀等问题进行考虑,此外适用的领域也非常广,施工材料价格比较低,因此成为现代结构加固设计中比较常用的一种加固技术。但是因为这种技术的耐高温性能并不强,一般来说要求在温度环境60℃以内使用,否则就需要采取一些保护性的措施。
3.5预应力加固技术
这项技术主要是指利用施加预应力的钢绞线、钢拉杆等对结构构件承载力进行提高,它是一种集加固、卸载以及改变结构受力于一身的加固方法。因为受到荷载与预应力的双重作用,使拉杆出现了轴向拉力预应力偏心受压的情况,在这种情况下构件的抗弯能力得到了增加,同时外荷载效应得到了减少,最终使结构受弯变形的程度得到了有效控制,同时也大大提高了构件斜截面的承载力。这种技术的缺点在于在加固施工过程中需要专门的施工机具设备与工序,并要求在60℃以内的温度环境中应用,否则就需要采取一些保护性的措施。
前言
随着我国经济的快速发展,社会的进步,人民生活水平的提高,对房屋建筑结构提出了更高的要求,已经由过去只注重质量过渡到不但对质量提出更高的要求,而且对房屋建筑的外型、结构也提出了很多要求。近些年来,虽然我国的房屋建筑有所发展,有所提高,但同发达国家相比,还存在很多不足之处,在房屋设计中还存在一些问题,亟待解决。因此,本文主要对房屋建筑结构设计中常见的问题进行探讨。
一、房屋结构设计的基本方法
房屋结构设计的基本方法指的是设计图,如何设计房屋的图纸,对于房屋建筑是十分重要的,不可马虎。首先是结构平面图的绘制,需要考虑的是是否输入结构软件进行建模是由建筑地处抗震设防的烈度决定的,当建筑地处抗震设防的烈度为6度区时,可以输入也可以不输入,这是因为依据建筑抗震设计规范,只要符合有关的抗震措施,并在设计中注意受压和局部受压的问题,是完全可以不用在软件中建模的。但是需要知道的是,如果时间允许,相对来说,输入建模是较好的,它能够用来进行荷载导算。当建筑地处抗震设防的烈度为7度及以上时,这就没有考虑的必要了,必须要输入软件建模计算的。
其次,是屋顶结构图的绘制,绘制这部分的图纸时,需要设计人员具备一定的空间概念,并且能够正确理解建筑图纸和意图,这样有助于加强施工人员对图纸的理解。当建筑是坡屋面时,结构的处理方式分为梁板式(主要用于建筑平面不规整,板跨度较大,屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面)和折板式(主要用于建筑平面规整,板跨度较小,屋面坡度及屋脊线转折相对简单的坡屋面)两种。两种形式的板都是偏心受拉构件。其中,梁板的折角处钢筋的布置还需要大样示意图,而坡屋面板的平面画法,则需要剖面示意图和大样示意图两种表示方法。
最后,是楼梯示意图的绘制,对于楼梯的绘制需要注意的细节较多,一是梯梁的梁下高度要尽量符合建筑物的要求。二是梯梁的位置,要确保上下楼层的位置是统一的。三是折板楼梯,不可以使局部的应力过于集中,要将钢筋在内折角处断开,并分别锚固。四是梯板基础的沉降,这是需要注意的,不可以突然进行,如果需要应该设梯梁。
二、房屋结构设计中常见的问题及解决措施
1. 房屋建筑的地质勘测较少
对于房屋机构设计中存在的一个问题是,多层房屋建筑的地质勘测较少,更谈不上是详细。设计人员往往依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料来进行施工图的设计,而且有时仅凭地耐力这一数据作为参考依据,并私自认为将地耐力的容许值取得小一些就可以达到要求。由此可见,设计缺少详细的资料,适用程度较低。
解决措施:对于地基与基础的设计必须要做到合理,设计人员在进行图纸的设计前,必须要依据详细的地质勘察资料,并且要进行统一考察,将应该考虑的因素进行全方面的考虑,在一切准备妥当之后,才可以进行基础类型和上部结构的设计。
2. 承重柱截面高度设计过小
承重柱截面高度设计过小多发生在六度抗震设防区。一些结构设计者仅仅考虑受力分析的方便,而错误地认为六度设防不是设防,从而按照这种理念设计出的柱子的截面高度过小,梁柱的线刚度比加大。这种做法对于房屋结构是非常不利的,因为它不但忽略了梁柱间的刚结作用,而且也未曾考虑这种做法后所带来的安全隐患。柱对消化酶的约束弯矩被忽略,再加上柱截面的配筋都较小,如果受力较大,就会造成柱子附近出现裂缝。这不仅仅会影响房屋的耐久性,也会使房屋的使用寿命降低,严重时甚至会出现倒塌现象。
解决措施:首先,设计者要遵循抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。其次,要重新考虑六度抗震设防的概念,不能只为了分析方便,而设计出一些违背设计原则的建筑结构。在设计时,设计者应该将能考虑的因素进行全面的考虑,从而提高房屋结构设计的安全性与实用性。
3. 结构布置不合理
房屋的结构主要包含建筑的平立面外形尺寸、质量分布、抗侧力构件布置以及直至承载力分布等多方面因素,但是由于多种因素造成以上这些方面出现问题。一是设计人员对结构抗震概念设计的了解甚少,但在设计之前,并没有进行自主学习,加强对结构抗震概念的理解,而是一意孤行,继续设计,结果可想而知,为房屋结构设计埋下安全隐患。
二是设计人员对结构规则性把握不准确。三是在设计时,缺乏规范依据及相应的设计规定。由于这些原因,造成房屋结构规则性较差,结构抗震能力十分弱等问题。
解决措施:结构布置是结构设计中十分重要的环节,并且容易出现问题,这就需要设计人员对结构抗震概念有一个全面的了解,从而加强他们对结构规则性的把握。同时设计人员在设计时,需要有规范的依据和相应的设计规定,不可以按照自己的理解随心所欲的进行错误的设计。如:对于超长结构的设计时,由于这些超长结构不能或不便设置温度伸缩缝,因此不能只进行留设施工后浇带这一项措施,还要增加一些辅助措施。就像可以加强顶层屋面的保温隔热措施;而对于受温度变化影响较大的部位:一是可以考虑适当的配置间距较密、直径较小的温度筋。二是可以通过采用预应力混凝土结构来达到自己的目的。
三、结束语:
综上所述,房屋建筑结构设计之所以会出现一系列的问题,主要是由于设计者的设计出现问题所引起的,这就需要结构设计者,具有扎实的理论知识功底,灵活的、创新的思维以及认真严肃的工作态度。如果在设计中出现问题,设计人员要进行研究与辨识,在不断总结与探索中提高自己的设计能力与水平。而且建筑人员在建筑时发现问题,要及时与设计人员沟通,并及时的想出切实可行的方法加以解决。相信通过这样的方法,我国的房屋结构设计的问题会逐渐减少,房屋建筑的质量也会有更大的提高。
参考文献:
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[3]于桂萍.关于多层建筑结构设计中的主要问题分析[J].中国高新技术企业,2008(22).
Abstract: This paper combine with the new portal frame light house steel technical regulations discussed portal frame design in a number of issues.Key words: building construction; portal frame structure; design
中图分类号:TU209 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
门式刚架轻型房屋自重轻,用钢省,造价低;抗震性能好,在抗震设防烈度为7度及以下地区不考虑抗震设计;可跨越较大跨度;制作简单,施工周期短且不需要大型施工机具;形式美观有现代感,能充分满足使用要求。广泛应用于具有轻型屋盖和轻型外墙;刚架跨度不大于36米,檐口高度不大于15米;无吊车或起重量不大于20吨的A1~A5工作级别吊车的单层房屋钢结构。
1. 门式刚架结构平面布置
1.1门式刚架轻型房屋结构的温度区段长度:纵向温度区段不大于300米;横向温度区段不大于150米。
当需要设置横向伸缩缝时,可用两种做法:一种简单但比较昂贵的处理办法是在伸缩缝处采用双刚架,刚架的间距以保证柱脚底板不相碰为依据。以双刚架为界,结构两边各自具有独立的檩条、支撑和维护板系统,其中屋面板和墙面板使用可伸缩的连接件相连。在纵向伸缩缝处需要设置防火墙的情况下,这种处理方法是必须的。
另一种方法较为经济,具体办法是:在伸缩缝处只设置一榀刚架,而在伸缩缝处的檩条上,设置椭圆长孔来吸收该点的热位移。
1.2单层门式刚架的跨度,一般情况下以跨度为21~30米时比较经济。
1.3刚架的合理间距
刚架的用钢量一般来说随其间距额度增大而减小,但吊车梁,檩条,墙梁的用钢量则随刚架间距的增大而增大。对于无桥式吊车的单层门式刚架轻型房屋,刚架间距以6~9米为宜;通常,大跨度刚架宜采用大间距,跨度与间距的比一般以3.5~5为宜。对于有10吨以上吊车或较大的悬挂荷载的单层门式刚架轻型房屋,刚架间距以6米为宜。
2.门式刚架轻型房屋钢结构形式
2.1在门式刚架轻型房屋钢结构体系中,屋盖宜采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檩条,主刚架可采用变截面实腹刚架,外墙宜采用压型钢板墙面和冷弯薄壁型钢墙梁。住刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘出平面的稳定性,由与檩条和墙梁相连接的隅撑来保证。主刚架间的交叉支撑可采用张紧的圆钢。
2.2根据跨度,高度和荷载不同,门式刚架的梁,柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形单轴对称或双轴对称截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时,柱宜采用等截面构件。变截面构件通常改变腹板的高度做成楔形。结构构件在一个安装单元内一般不改变翼缘截面,当必要时,可改变翼缘厚度;邻接的运输单元可采用不同的翼缘截面,两单元相邻截面高度宜相等。
2.3门式刚架的柱脚多铰接支承设计,通常为平板支座,设一对或两对地脚锚栓。当用于工业厂房且有5吨以上桥式吊车时,宜将柱脚设计成刚接。对于有桥式吊车的房屋,中柱不宜采用摇摆柱。
2.4门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取1/8~1/20,在雨水较多的地区宜取较大值。
3. 基础形式的选择
基础应根据建筑物所在地的工程地质情况和建筑物上部结构型式等几个方面综合考虑,对于轻钢结构而言,由于柱网尺寸较大,又上部结构传至柱脚的内力较小,一般以独立基础为主。若地质条件较差,可考虑采用条形基础,遇到不良地质情况,可考虑采用桩基础。钢架柱脚在地面以下的部分应采用强度等级较低的混凝土包裹(C15、C20混凝土即可,保护层厚度不应小于50mm),并应使包裹的混凝土高出地面不小于150mm。当柱脚底面在地面以上时,柱脚底面应高出地面不小于100mm。钢架柱脚与基础连接的预埋螺栓不应采用冷拔钢筋,应采用Q235钢或Q345钢。锚栓的直径不宜小于24mm,且应采用双螺帽。
4. 支撑体系的布置
在每个温度区段或分区建设的区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
柱间支撑宜于屋盖横向水平支撑布置在同一开间,以组成几何不变体系。如不能布置在同一开间,则应加设刚性系杆传力。各道支撑的间距,当无吊车时宜取30~45米。有吊车时,可在适当加大支撑间距的同时提高支撑的刚度,一般宜设在温度区段中部,或当温度区段较长时设在三分点处,且间距不宜大于60米。
当建筑宽度大于60米时,在内柱列宜适当增加柱间支撑,当不能设置交叉支撑时,可设置纵向刚架或刚架式门式支撑。
当有驾驶室的吊车吨位大于15吨时,应在屋盖边缘设置纵向水平支撑。
当无吊车且檐口高度不大于9米时,宜仅设单层柱间支撑;当檐口高度大于9米时,可根据支撑的夹角设置双层柱间支撑。交叉支撑与水平夹角以45度为佳,不宜大于55度。有吊车时,应以吊车梁兼做纵向系杆设置上下两层柱间支撑,端开间可不设置下层支撑以减少吊车梁的温度应力。所有横向支撑纵向支撑均应与屋盖梁天窗架等构件及纵向杆系组成几何不变的桁架形式。
5. 钢材质量等级和焊缝质量等级
门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235B、Q345B及以上等级的碳素结构钢和低合金高强度结构钢,质量等级为A级的钢材不适宜做焊接连接的构件。原因是这种类型的钢材不保证焊接要求的含碳量限值,不保证冲击韧性和延性。比如檩条,不焊接,用普通螺栓连接,可采用Q235A。根据构件的重要性和受力性能及焊缝的受力情况确定焊缝等级。通常板材的等强对接焊缝(梁柱端板的对接焊缝)、梁上受拉、受弯的对接焊缝应采用剖口全熔透对接焊缝,其焊缝质量等级为一、二级,其它角焊缝因其应力集中较严重,内部探伤困难,其质量等级一般只能是三级。
6. 梁柱连接节点
少数设计的门式刚架,想节省钢材,采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成,但混凝土是一种脆性材料,虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力,但在连接部位,它的抗拉、抗冲切的性能很差,在外力作用下很容易松动和破坏。所以此时梁柱只能铰接,不能刚接。有些设计,在门式刚架设计好之后,又根据业主要求将钢柱换成砼柱,而梁截面不变,是不可行的。由于连接不同,构件内力也不同,有的工程斜梁很细,就是这个原因造成的。
门式刚架斜梁与柱的连接,可采用端板竖放、端板横放和端板斜放三种形式。端板竖放适用于局部等截面柱。当竖向荷载起控制作用时,将端板横放可减少节点的设计剪力,同时充分利用柱的压力对节点受力的有力作用。如果节点弯矩很大,可采用端板斜放形式,加长抗弯连接的力臂,有利于布置螺栓。端板拼接连接形式有外伸式和平齐式两种情况,端板外伸式节点受力合理,承载力高于平齐式节点,因此应尽量采取外伸式端板连接,同时应在结点板外伸部分设置加劲肋,使靠近受拉翼缘两侧的螺栓受力均匀,接近一致,提高节点的抗剪能力,有效减少节点板的变形。
7. 拉条和撑杆
摘 要:残疾人公共文化服务体系是公共文化服务体系特殊的一部分,完善的残疾人公共文化服务体系可以很好地保障残疾人群体的基本文化权益,满足残疾人群体的基本文化需求。但是,我国的残疾人公共文化服务体系的建设和发展还很不完善。以结构功能主义方法论为理论基础,研究和分析残疾人公共文化服务体系建设的结构和功能,使残疾人公共文化服务体系建设能够更加科学、更加完善。
关键词 :残疾人;残疾人公共文化服务体系;结构;功能
中图分类号:G127 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.11.039
*基金项目:2014年国家级大学生创新创业训练计划项目资助(项目编号:2014049719003)
收稿日期:2015-04-16
1 结构功能主义方法论与残疾人公共文化服务体系
在2006年“公共文化服务”这一重要概念被国家提出以后,无论是政府还是个人都越来越意识到公共文化服务对于文化生活的重要性。加快残疾人公共文化服务体系建设的步伐,明确残疾人公共文化服务体系应该具备的各项功能,对当前我国残疾人公共文化服务体系的建设具有不可忽视的指导作用。
结构功能主义,是现代西文社会学中一个发展历程较短,但受重视程度较高的理论流派。它认为,社会是具有一定结构或组织化的系统,各组成部分以有序的方式相互关联,并对社会整体发挥着必要的功能。整体上它是以平衡的状态存在着,任何组成部分的变化都会趋于新的平衡。
残疾人公共文化服务体系内外结构所具有的功能不是单个的分割开来的,它们的功能是相互作用、相互连接的,只有各个功能获得最大程度的整合,残疾人公共文化服务体系的整体价值和功能才能实现。可以说,作为整体社会结构的一个必不可少的组成结构,在它的建设和长远的发展过程中,结构功能主义都应作为重要的理论和方法论贯穿始终。
2 残疾人公共文化服务体系建设的结构体系
根据结构功能主义的理论和方法,结合现有的社会资源和社会经验,残疾人公共文化服务体系要建设的结构体系由残疾人公共文化服务政策保障体系、产品生产运营体系、信息集成体系、资金保障运行体系、人才体系组成。
2.1 残疾人公共文化服务政策保障体系
在这一体系中需要政府承担主要的责任,积极为残疾人制定和实施基本文化权益保障政策。为了确保政府出台的相关政策切实有效,就要尽可能地征求各方面的意见,特别是残疾人自己的意见,最好是能够开通一个征集各方意见和收集相关信息的渠道,这样既方便了群众发表意见,也方便了政府收集信息。各级人大、残联等相关的组织或单位应充分发挥自己的作用,积极履行自己的职责,使出台的相关政策都能有效施行。与此同时,政府应该重视相关理论研究人才的培养,可以对残疾人公共文化服务体系进行行之有效的理论研究,使政策实践能够获得深厚的理论支撑。
2.2 残疾人公共文化服务产品生产运营体系
残疾人公共文化服务产品生产运营体系是指专门针对残疾人进行文化服务的包括产品选择、产品设计、产品生产、产品营销等环节的体系。这一体系的关键作用在于相关企业能够长期为残疾人提供丰富的文化产品供给。这一体系在产品选择和产品设计方面,应有效地与政策保障体系和信息集散体系相结合,时刻关注国家颁布的相关政策,了解信息集散体系收集的有关残疾人文化需求方面的相关意见,同时也能听取相关专家的建议,做到产品选择契合残疾人的文化需求,产品设计吸引残疾人的文化兴趣。在产品生产方面,要做到保质保量,让残疾人能够买时放心,用时舒心。在产品营销方面,要使用合适的宣传手段,积极开拓销售市场,让尽可能多的残疾人享受到文化产品服务。
2.3 残疾人公共文化服务信息集成体系
这一体系的主要作用是面向不同的人群收集、、传播公共文化、文化服务相关方面的有效信息,这些人群包括残疾人群体、文化服务相关的工作人员、专门从事文化服务研究工作的有关专家、企业人员以及一般的非残疾人群体,在这些人群中残疾人群体的相关信息的收集、和传播是重中之重。相关的机构或组织可以借助互联网、新闻媒体、电视、广播等媒介进行公共文化、文化服务信息的收集、、传播。同时,其他非残疾人群体也要充分发挥自己的作用,积极配合政府、残联等做好相关信息的集成工作。
2.4 残疾人公共文化服务资金保障运行体系
这一保障体系主要包括资金投入和资金运行两个方面。关于资金投入主要是政府的财政投入,政府在进行财政投入的时候应该进行合理的考量,比如在建设文化服务设施、投资文化产品的生产、培养文化服务人才等方面要进行合理分配,分清轻重缓急,比较重要的方面在财政投入方面可以放宽,不是特别重要的方面则可以缓一缓,从而做到张弛有度,有的放矢,另外从中央到地方的资金投入比例也要合理分配,而不能有所偏颇。在资金运行方面,要建立保障资金安全运行的有效机制,从上到下的资金能够足额发放、及时到位,并有效监督各级政府能够将资金用到实处,确保资金保障运行体系能够支撑其他体系的正常运行。
2.5 残疾人公共文化服务人才体系
这一体系是培养残疾人公共文化服务各方面的人才。不仅包括高素质的专业干部、技术人员等,还包括能够走向基层的人才队伍。目前,我国的残疾人公共文化服务体系建设还没有全面完成,还需要从各方面加以完善,人才体系的建设还存在很多不完善的方面。因此,应未雨绸缪,确立明确合适的目标,竭力提高各方面、各层面的人员素质,使残疾人公共文化服务人才体系逐步完善。
3 残疾人公共文化服务体系的整合功能
残疾人公共文化服务体系的整合功能事实上是由它自身所具备的结构体系决定的,共包含三部分的内容,分别为残疾人公共文化服务体系的显功能即公共文化服务功能,残疾人公共文化服务体系的正功能即社会管理功能,残疾人公共文化服务体系的潜功能即弘扬和创新文化的功能。
3.1 残疾人公共文化服务体系的显功能——公共文化服务功能
积极发展残疾人公共文化服务事业,有利于维护残疾人的文化权利、丰富残疾人的文化生活、培养残疾人的文化兴趣、开阔残疾人的文化眼界、加深残疾人的文化内涵。积极建设残疾人公共文化服务体系是对残疾人公共文化服务事业的大力支持,它对政府、对残疾人等最明显的作用就是面向残疾人所具备的公共文化服务功能。
就残疾人的公共文化服务功能来说,相关人员应该在文化服务理念上,树立想残疾人所想,急残疾人所急的社会主义服务理念,并结合当今社会,为残疾人提供多元化的文化服务内容,比如服务产品的多元化、服务设施的多元化、服务方式的多元化等等。同时政府、残联、企业等机构能够积极宣传和践行公共文化服务,在全社会的范围内营造为残疾人进行文化服务的良好氛围,并积极拓宽为残疾人提供文化服务的途径。现在常见的提供文化服务就是通过博物馆、文化馆、广播这样的途径为向残疾人提供文化服务,但是在全社会快速发展的今天显然是不足以全面满足残疾人的文化需求的。
3.2 残疾人公共文化服务体系的正功能——社会管理功能
残疾人群体本身属于弱势群体,他们各方面的合法权益仅凭借其自身的能力很难得到基本的保障,尤其是他们的文化权益更容易被忽略。但是,残疾人的文化权益也是残疾人应该获得的重要权益。残疾人公共文化服务体系在建设过程中会为残疾人提供健全的公共文化服务、公共文化活动场所、文化产品等健康向上的文化内容,在政策、资金、人才、技术等方面向残疾人群体倾斜,使文化资源能够均衡布局、合理配置。
除此之外,残疾人由于相对于非残疾人而言较少接触社会,从而也比较缺乏维权意识和法律意识等。残疾人公共文化服务体系具备的文化服务性质,不仅能在潜移默化的过程中逐步培养残疾人长久性地、积极主动地参与社会活动的能力,在积极参与社会活动的过程中充分发挥残疾人潜在的创造力和自我约束力,并且能够有效的向残疾人传播一些法律知识和社会行为规则,这可以说是传播法律知识的一条捷径,使残疾人不仅提高了内在文化素养、培养了残疾人必要的维权意识,也从一定程度上提高了残疾人抵制犯罪的能力,降低残疾人犯罪的概率,从而维护社会秩序和社会稳定。
3.3 残疾人公共文化服务体系的潜功能——弘扬和创新文化的功能
面向全体残疾人所建设的残疾人公共文化服务体系可以针对残疾人群体,提供一个民族文化的传承与发扬的平台。这个平台可以为残疾人群体提供丰富多彩的文化服务,吸引更多的残疾人对本土文化的兴趣,在提升他们的文化修养的同时培养他们的文化自豪感和责任感,让残疾人群体感受到我国本土文化的优越性,积极推动本土文化的传播并努力发展本土文化。
现在,人们的整体生活水平越来越高,与此同时对文化的要求也越来越高,其中就包含对文化创新要求的提高。关于文化的创新,可以从我国传统文化和世界文明两方面入手,既要去粗取精吸收优秀传统文化,又要海纳百川借鉴世界其他文明,从而形成不仅可以满足人们的文化需求,还可以体现自身特色的文化内容和形式。不过,文化的内核一般来说是比较稳定的,而文化的形式则会随着历史的变化而变化。所以,当今的文化创新主要体现在文化形式上的创新。建设残疾人公共文化服务体系,利用当今的网络技术、电子技术等手段,面向残疾人群体提供文化内容的多种表达和传播方式,在创新文化形式的基础上创新文化,实现文化的现代化。在现在的生活中,人们对于传统文化越来越少的接触或者了解,比如书法、剪纸等。对于残疾人群体来说,他们比非残疾人更少的接触这些优秀文化。所以,残疾人公共文化服务体系就要在稳定的文化内容的基础上创新出有吸引力、易于接受的文化表达形式,以此传递深层文化内涵,让更多的残疾人受益于本国文化,热衷于本国文化。
参考文献
1 J.H.特纳.社会学理论的结构[M].杭州:浙江人民出版社,1987
2 周怡.社会结构:由“形构”到“解构”——结构功能主义、结构主义和后结构主义理论之走向[J].社会学研究,2000(3)
Reform and practice on course of building structure design facing engineering ability training
Liu Jianping, Jia Zhirong, Shi Jun
Shandong university of technology, Zibo, 255049, China
Abstract: College students' engineering capacity cultivation of higher engineering education is the important part. Articles combining CDIO engineering education concept, to building structure design course students' engineering capabilities in the process of teaching and improving students' creativity as a starting point, from reforming course system, optimization of teaching contents, improving teaching methods, strengthening practice teaching, attention to teacher training for project explores ways and means of building structure design course construction.
Key words: engineering capacity; training; teaching reform; course
重视学生工程能力的培养已成为世界各国高等工程教育的共识和趋势。CDIO是国际上先进的教育教学理念,也是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[1]。随着现代科学技术的学科交叉、渗透与综合,现代工程的社会性、复杂性、实践性、创新性等特点更加突出。土木行业的发展对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求。在这样的环境下,如何以工程能力培养为主线,进行教学改革,调动学生学习的积极性、主动性,重视学生的个性发展,提高学生的创新意识和探索精神,是值得我们深入研究的课题[2]。
房屋结构设计是土木工程专业建筑工程方向的专业课,是混凝土结构基本原理的后续课程,在土木工程本科培养计划中有着举足轻重的地位。该课程内容包括绪论、梁板结构、单层厂房结构、多层框架结构和砌体结构等五部分,内容丰富,理论性、实践性和综合性强,从改革课程体系、优化教学内容、改进教学方法、加强实践教学、重视教师工程能力的培养,尤其是注重学生工程能力的培养等方面探索了房屋结构设计课程建设的途径和方法。
1 面向工程实际,改革课程体系
基于CDIO培养大纲要求,以强化学生工程素质和创新能力培养为主线,按照房屋结构设计课程知识的内在逻辑结构,将房屋结构设计课程的教学分为结构概念设计、结构分析、结构设计和新结构新技术四大模块,对其知识模块进行优化组合。将土木工程传统知识与最新技术进展相结合,将专业知识与现代信息技术相结合,将书本知识与教师的科研成果相结合,将基本概念与工程案例教学相结合。同时,对课程设计、生产实习、毕业设计和课外实践教学等环节,按“分阶段、递进式”模式进行了研究和改革,形成了“多模块、多类型协同发展”的课程体系。
2 优化教学内容,增强工程意识
CDIO教育模式重视培养学生的工程能力,因此知识的连贯性、承接性和互补性变得非常重要,在教学中要紧贴工程实际,优化教学内容,适时、适量地补充新技术、新方法、新规范、新标准等,充分体现教学内容的适应性和时效性。
2.1 整合教学内容,优化知识结构
在教学中以“结构布置―计算简图―截面设计―构造处理―施工图绘制”为主线,避免重复,重讲概念、讲思路、讲动向,剔除或减少与力学、高层房屋结构设计等课程内容重复或相近的成分。如框架结构的内力计算方法(分层法、反弯点法、D值法)、肋梁楼盖结构连续梁按弹性理论的内力计算方法、单层厂房排架结构的内力计算方法,其基本的计算方法在结构力学中已经学习,再将理想状态下的力学方法引入具体的结构中来,需要一个过渡和熟练应用的训练。因此,将此内容安排在房屋结构设计课程中,只讲计算要点,过程不重复,遇到建筑抗震设计、高层房屋结构设计等此类问题,就可略去不讲。
2.2 教学内容与现行规范相结合,注重知识的融会贯通
作为一个土木工程师,必须掌握国家的有关规范、规程。本课程的教学涉及了混凝土结构设计规范、建筑结构荷载规范、建筑地基基础设计规范等,学生学习本课程的基本原理有助于理解这些规范。因此,教学中既要对结构设计方法进行重点讲解,又要介绍规范条文,引导学生对规范条文在理解的基础上灵活运用,培养学生正确运用规范的能力。
2.3 加强概念设计内容,注重学生概念设计能力培养
结构概念设计不是某种具体方法[3],它贯穿在结构设计的整个过程中,包括结构方案的选定和布置、荷载传递路径的设置、关键部位和薄弱环节的判断和加强以及承载力和结构刚度沿高度的均匀分布等,它是结构工程师的基本功。一个合理的结构设计往往是结构概念设计、结构计算分析、构造措施三部分内容的有机结合,概念设计是结构设计的灵魂。因此,教学中应重视概念设计,引导学生从整体上把握结构布置和细部构造的关系。
2.4 增设新结构、新技术模块,拓宽学生的工程视野
从CDIO的角度上改造房屋结构设计课程的教学内容和体系设置,除了要大力加强课程间的横向联系和交叉综合外,还要考虑根据房屋结构设计课程的工程应用背景,增设新结构、新技术教学模块作为该课程的延续和深入,如增加了现浇混凝土空心楼盖、混凝土叠合箱网梁楼盖、新时代下的办公建筑、商业建筑、多功能综合建筑的概念设计等新技术专题,并给出相应典型实例,既提高了学生的学习兴趣,又拓宽学生的工程视野。
3 改进教学方法,培养工程思维能力
3.1 基于工程实际的案例教学
在教学中将大量的工程图纸、图片和资料引入课堂,在教学中增加工程因素、工程内容,使理论知识具体化、实体化,培养学生工程意识和工程思维方式。同时,介绍国内外典型的建筑结构设计实例,开展课堂讨论,引导学生积极参与,主动学习,通过多方案比较解决问题,提高学生主动学习能力、交流能力和创新能力。
3.2 基于项目的“做中学”教学方法
在课程教学过程中,全面探索基于项目的教学方法,采取以问题为导向,以大作业、课程论文、文献综述报告等为载体的探索式学习模式,培养学生从工程全局出发,综合运用多学科知识和工具解决工程实际问题的能力,培养学生的自学能力、创新能力、动手能力、协作能力和探索未知的能力。
3.3 基于问题的启发式、讨论式和讲评式教学
积极实践启发式、讨论式和讲评式的教学方法,注重发挥学生在教学中的主体地位,调动学生学习积极性、主动性和创造性,按照“提出问题、分析问题、解决问题、结论和讨论”的思路,组织课堂教学[4]。
4 加强实践教学,强化工程能力培养
4.1 将CAD/CAE软件引入实践教学中,提高学生计算机软件应用能力
实践教学环节是培养学生综合素质和工程实践能力的重要阶段,在课程设计、毕业设计阶段,开展专项训练和引导,培养学生综合运用专业基本理论和基本技能,使学生受到结构工程师所必需的综合训练,如查资料、结构方案布置、结构分析、结构施工图绘制等,并将PKPM,天正建筑CAD,ANSYS等CAD/CAE软件引入课程设计、毕业设计、课外科技活动中,提高学生工程素质和计算机软件应用能力。
4.2 搭建结构设计大赛平台,提升学生工程实践能力与创新精神
积极引导学生参加学科前沿讲座和学术交流活动,不断开阔视野,激发学习兴趣,增强活力;鼓励学生积极参加结构设计大赛、大学生创新立项等第二课堂活动,培养学生的工程意识、科学思维、合作精神、实践能力、创新能力。
4.3 通过参与教师的科研项目,提高学生研究问题的能力
学生参与教师科研项目,是我们培养学生应用能力和创新意识的另一有效途径。通过把在课内实践性教学环节中表现出研究兴趣和潜质的学生组织起来,有针对性地指导他们参与教师科研课题的研究,进一步培养他们研究问题的能力,提高他们的创新意识。
5 重视教师工程能力的培养
教师工程素质的高低是工程教育成败的关键因素之一。课程组每个青年教师都制定了相应的培养计划,实行指导教师责任制,青年教师通过组织、指导学生的设计竞赛、课外科研及其他实践性环节,使自身的知识面得以扩大,并提高了工程实践能力;积极鼓励专业教师取得相关的执业资格证书,在理论知识达标的基础上,检验教师工程实践能力是否达标;鼓励教师到国内相关行(企)业参加工程实践、科技开发或兼职,在搞好技术服务的同时使得自身的工程实践能力得到提高。
6 基于注册考试制度的试题改革
土木工程行业已实行注册师执业制度,结合国家一级注册结构工程师专业考试大纲要求[5],本课程考试中,试题题型、覆盖率接近注册工程师考试试题,且大幅度增加连锁计算题、综合概念题的比例。比如混凝土结构的设计,涉及计算简图、内力计算、内力调整、内力组合、正截面承载力计算、斜截面承载力计算、钢筋直径、间距、根数等构造要求的确定等方面,每个题目涉及内容广泛,需要综合知识和技能,注重对学生综合能力的考察。
7 结束语
房屋结构设计课程在土木工程专业本科生工程能力的培养中起着至关重要的作用,通过以上各种途径的教学改革,激发了学生的学习兴趣,使学生在理论知识、综合应用、工程能力等方面得到了很好的训练,提高了教学效果。
参考文献
[1] 郝智秀,季林红,冯涓.基于CDIO的低年级学生工程能力培养探索―机械基础实践教学案例[J].高等工程教育研究,2009,5:36-40.
[2] 吴鸣,熊光晶.以工程能力培养为导向的桥梁工程教学改革[J].广东交通职业技术学院学报,2010,4:83-86.
1)课题的来源
根据指导老师布置的《浙江大学毕业设计(论文)任务书》。此次毕业设计来源于工程实际:南方某市沿街道地段新建一旅馆;地基面积80m×60m=4800m2。
2)目的意义
目的:此次毕业设计资料来源于工程实际:南方某市沿街道地段新建一旅馆,通过毕业设计全面掌握建筑结构设计、结构设计图、建筑施工图及施工图概预算的原理,编制施工组织是设计和概预算;
意义:1、巩固本人三年来在校期间所学的基本理论和专业知识;巩固、深化、拓宽所学过的基础课程、专业基础课和专业课知识,提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力;以及锻炼自己画图、识图能力;
2、解决土木建筑工程设计中各方面问题所需的综合能力和创新能力,达到初步了解与掌握一个建筑方案设计和结构工程的实际工作内容和设计工作的方法与步骤;
3、充分理解和正确掌握多层房屋结构的受力特点和内力分析计算方法,熟悉建筑及结构设计方面相应的规范和规程,以及掌握方案设计和结构设计软件中天正及cad的性能及其操作使用方法。
4、通过毕业设计全面掌握建筑设计的基本原理,绘制建筑结构施工图.全面掌握建筑中旅馆设计的基本原理、功能组合,完成一栋建筑的结构设计,绘制建筑结构图和建筑施工图,并进行相应的机构布置.。
3)国内外现状及水平
国内:基础国内一般采用人工挖孔桩基础:人力消耗较大,比较落后;在机械挖孔方面技术比较先进,但是推广面较窄;主体结构施工方面,大多是采用钢筋砼,在帮扎施工上,手工施工较多;砼浇筑技术在国际上比较先进的,商品砼浇筑方便、简洁;砌体结构施工与国际接轨,采用人工砌筑;但是在脚手架的安装方面采用折叠式里脚手架,安全稳定,转运灵活方便;防水工程普遍采用改性沥青防水卷材柔性防水。
国外:德国建设矿井井筒采用7层防水工艺,即混凝土、砌块、沥青石渣、不锈钢板、沥青石渣、砌块、混凝土。造价是中国自防水井筒工程4-5倍。瑞典、加拿大在渗水环境中锚喷,采用放水支护法,用钢丝和橡胶制成半圆型胶管,用粘结剂粘在渗淋水处,51lunwen.com/tuijiankaiti/排至基础面盲沟,在管外锚喷,把管埋在喷层之内,喷层是外混凝土内部流水的现状。日本多采用改性水玻璃——水泥浆等,有计划的设计压力、输浆量、封水效果等。俄罗斯采用粘土浆,无约束注浆法施工,即不设计压力、输入量,只是把设备安好,一直注,什么时候压不进浆则停工,无帷幕防区,工期长,治水率低。
二、课题研究的主要内容、基本要求、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施
主要内容:建筑方案设计、建筑技术设计、建筑结构设计、施工组织设计
基本要求:每人独立完成毕业设计全部任务,要求每人完成一套建筑结构设计施工图和相关的建筑说明及结构计算书,编制施工组织设计,严禁抄袭。
①建筑结构施工图要求:图幅采用2号图纸,比例:1:100(节点详图,构件配筋图除外)
②建筑结构施工图表达方式:采用cad绘制,打印成图.
③图纸装订:按设计说明,建筑施工图,结构施工顺序装订.
④设计资料装订:建筑设计说明,机构计算书,施工组织设计文件一并严格规范要求成册.
⑤图纸的内容标注必须规范符合制图标准.
方法:1、采用砖混结构。
2、从设计的功能上根据现代旅馆的设计要求,根据现代人的生活物质条件的提高,设计多种多样住宿环境,以满足不同人的住宿要求。
准备采取的措施:通过课题研究,收集必要的原始数据和勘测设计资料,综合考虑总体规划、基地环境、功能要求、建筑经济以及建筑艺术等多方面的问题,进行设计并绘制成图纸。
四、总的工作任务,进度安排以及预期结果
1)工作任务
独立完成该旅馆的建筑结构设计,为保证设计的准确性,方便与下步工作的顺利进行,在实际工作过程中进行检查,并在每项进度安排中进行对该项的总体检查,达到预期结果。
2)进度安排
2007年3月12日-2007年3月19日完成开题报告,建筑方案设计
2007年3月20日--2007年4月4日建筑技术设计
2007年4月5日--2007年5月5日建筑结构设计
2007年5月6日--2007年5月22日施工组织设计
2007年5月23日—2007年5月底毕业设计资料整理归档,准备毕业答辩资料
3)预期结果
1)全面掌握建筑结构设计的基本原理。
2)掌握普通旅馆的结构设计与施工设计。
引言
房屋的抗震性能最大程度上取决于房屋的抗震设防标准,抗震设防标准越高,房屋的抗震性能就越强。目前,已有数百位专家在研究讨论新的房屋抗震设防标准,以期修改沿用多年的房屋建造抗震标准,增强新建房屋的抗震能力。北京地区近日已率先将农房抗震要求提高到了能抵御8级地震的高标准。据测算,抗震设防标准每提高一级,建筑成本将随之提高8%-10%。 房屋的选址是房屋抗震性能的外部主要条件,初步总结四川地震的经验和教训可以发现,遭遇同等强度地震的不同位置的房屋,其抗震性能有所不同。位于地质断层附近的房屋比其他房屋更易被震塌。我国是一个地震多发国家,发生过破坏性地震的城市占全国城市总数的10%以上。因此,各地今后在房屋建筑设计与施工之前,必须充分重视房屋的选址应远离地质断层,防患于未然。 房屋结构设计与施工质量、房屋装修是决定房屋抗震性能中受人为影响最大的两个因素。在房屋结构设计中,一般而言,剪力墙结构的抗震性能优于框架结构,框架结构优于砖混结构。在施工质量中,建筑物必须严格根据抗震设计规范施工。 居住者在房屋装修时不得随意更改房屋结构,尤其是不可随意更改房屋承重墙等一些关键部位,更改结构时应得到专业人士的指导或相关许可,任何擅自改动都有可能降低房屋抗震性能,造成致命隐患。
1 建筑物的重要性决定了其不同程度上的抗震性能
不同结构型式是不同建筑物功能需求和性价比所决定的,不能单单片面的说地震来临时,哪种结构型式就一定好哪种结构型式就一定不好;因为按目前的抗震设防标准,它们有一个共同的设防目标:小震不坏 、中震可修 、大震不倒。
国家按建筑物发生灾害时对人民生命财产可能造成损失的程度,按建筑物分为甲乙丙丁四类。主要的、重要的水电站、医院、电力、通讯等生命救援保障和人员密集建筑被定为甲类或乙类,一般的住宅、办公等均定义为乙类,设防的目标也不同:丙类建筑在设计时按设防目标进行;甲乙类建筑设计时至少要提高1度,请注意,这里均指是烈度而不是震级,这也很好理解,好的地基要比差的地基抗震性能好,处在地震活动带的建筑自然发生地震的几率大,抗震性能也很难保证。
2 建筑物得抗震性能首先取决于建筑物的抗震设防标准
国家根据地震发生的可能性和震害的严重性确定各地区基本设防烈度,这是各地区抗震设计的基本参数,主要代表地面加速度的大小。设防烈度一般分6~9度,上海地区设防烈度主要为7度,崇明、金山为6度。对具体建筑物,需要结合建筑使用功能的重要性确定建筑的抗震设防标准,即确定设计烈度和抗震等级。对一般建筑,设计烈度就是本地区设防烈度。设计烈度愈高,抗震能力愈强,但建筑物造价也愈高。
2.1 房屋结构的抗震性能与合理的抗震设计密切相关。
抗震设计就是要选择合适的结构形式,确定合理的抗震措施,保证结构的抗震性能,确保建筑物满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。所谓中震,指设防烈度,小震比中震小约1.55度,而大震则比中震增加约1度。合理的抗震设计主要基于先进的抗震理念、系统的分析计算和恰当的抗震措施。既要注意控制抗震指标如轴压比、相对变形等,又要采取合适的抗震构造措施。
目前高层住宅主要采用现浇剪力墙结构、框架-核心筒或框架-剪力墙结构,具有较好的强度和变形能力,抗震性能相对较好。因此,无论板式住宅还是点式住宅,只要设计合理,都可满足抗震要求。多层住宅大部分采用砖混结构,目前多采用现浇楼板,并采取设构造柱和圈梁等抗震措施,或者采用框架结构,大大增强了抗震能力。部分建筑外形怪异,平立面不规则,传力体系复杂甚至需要多次结构转换,这既增加了建筑物造价,也影响了建筑物的抗震性能。
2.2 房屋抗震性能还与施工质量等其他因素有关。因此加强施工质量监督,规范既有建筑的使用管理是十分必要的。
3 建筑物抵抗地震的能力不确定性
为了搞好抗震结构的施工,首先要了解地震力对建筑物可能引起的破坏作用。因为地震时不确定性和复杂性,我们很难用“数值设计”来有效控制结构的抗震性能,因此不能完全依赖于计算。根据目前对地震规律的认识,抗震设计的指导思想是:房屋在使用期间,对不同强度的地震应具有不同的抵抗能力,一般小震发生的可能性较大,因此,要求做到结构不损坏,这在技术上,经济上是可以做到的。近几年台湾发生三次地震,福建沿海受其余震波影响,没有造成建筑物严重损坏。如果要求结构遭受大震时不损坏,这在经济上是不合理的,因此可以允许结构破坏。但是在任何情况下,不应导致建筑物倒塌,概括起来说,抗震设防的一般目标就是要做到“小震不坏,大震不倒”。从另一方面看,一个地区的基本地震烈度也是难以准确估计的,要根据当地的地址,地形和历史地震情况等确定,因此房屋抗震能力很难确定。那就要在结构强度上和构造上下功夫,才能做到建筑物裂而不倒。这种危中脱险的工作主要依赖于良好的结构设计和施工质量。
4 施工质量和房屋抗震性能的关系
在强烈地震的作用下,要使建筑物裂而不倒,关键在施工过程的控制,以保证结构本身具有足够的强度和各部件间有可靠的连接。对混合结构来说,一是砌体强度,也就是砖块本身和砂浆标号。二是内外砖墙的咬槎以及构造柱,圈梁和墙体的连接构造。对钢筋混凝土结构来说一是混凝土和钢筋本身的强度。二是节点间的连接构造,两者都和施工的质量密切相关,强度和构造连接的施工质量好,建筑就能抵抗地震,否则建筑物就要遭到严重破坏,以致倒塌,人民生命财产遭到严重损失。
5 目前影响建筑物抗震的施工质量问题
对于砖混结构的建筑物,在材料选用、施工质量上应当引起足够重视。砌体强度不足,砂浆不饱满,砂浆标号低,砌筑前砖块不湿润,冬季施工不浇水都会降低砂浆的粘结力和砌体的抗剪强度;加之砌体结构通常采用单块的材料和砂浆砌筑,抗拉压力低,且主要以手工操作,容易丧失承载能力。圈梁和构造柱的配筋不合理:圈梁和构造柱依靠其中的钢筋将建筑上下各层,各片墙体连在一起,哪里连接不好,哪里就容易出问题。我们在施工现场经常发现钢筋搭接长度不够,钢筋接头该错开的不错开,该弯钩的不弯钩,钢筋位置偏差大等等,都会直接影响到结构整体连接。 构造柱与墙体拉接筋放置不准确,构造柱混凝土振捣不密实,都直接影响构造柱的抗震能力,关系到砖混结构建筑物能否满足抗震要求。
对于混凝土结构的建筑物,当前钢筋混凝土结构的施工存在问题比较多,对结构的抗震性能极为不利。首先混凝土强度问题,混凝土水泥用量,水灰比和含砂率控制不严,对混凝土湿润养护不重视,振捣不密实,柱头施工缝遗留木屑、焊渣等造成柱的断层,这些都是削弱结构支撑竖向荷载能力的重要因素,严重影响房屋抗震能力。
6 总结
前面谈到影响房屋抗震的施工质量问题,这些都不是很难做到,只要我们在施工过程中认真负责,引起重视,发现问题及时整改,严格按照施工规程操作,控制好每一个分项、分部工程,绝不片面追求施工速度不顾工程质量,对人民的生命财产要有高度负责的态度。只有这样,才能使建筑物的抗震安全性能得到进一步保证,人民生命财产免遭损失。
参考文献:
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Abstract: the multi-layered brick houses in our country at present is most widely in building an architectural form, it has the material convenient, simple construction and time is short, the cost low characteristic. Vibration resistance for housing construction structure design is an important factor should consider when, this paper mainly discusses the multi-layered brick building structure in the seismic design process should be noted.
Keyword: brick building structure; Seismic; design
中图分类号:TU973+.31文献标识码:A 文章编号:
砖混房屋结构是目前我国多层建筑中应用最广泛的建筑形式,据统计,我国民用住宅建筑中有90%以上是采用这种形式。因砖混结构选材方便、施工简单、工期短、造价低,因此在农村地区,几乎所有的房屋都采用砖混结构这种建筑形式。砖混结构是指采用粘土砖和混合砂浆砌筑而成的建筑结构,属于砌体结构的一种。多层砖混房屋的建筑材料及连接方式是决定建筑抗震性能的主要因素。2008年5月12日,我国四川省汶川县发生了里氏8.0级地震。汶川地震是中国近年来破坏性最强的地震灾害,汶川地震中倒塌的学校大都是砖混结构,砌体结构材料的整体性差是导致校舍坍塌的主要原因。因此,在房屋的抗震设计过程中,我们主要是考虑建筑的整体性、抗剪能力以及结构的延性。根据现行建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范,本人从事房屋建筑结构设计多年,我认为,多层砖混房屋抗震设计应注意以下几个方面。
一、科学合理布局建筑的平面和立面
建筑平面和立面的设计是房屋设计中的基础内容。抗震设计中,建筑平面和立面应该遵循简洁、规则的原则,要保持结构质量中心和刚度中心一致。如果房屋的平面和立面设计不规则,那么建筑的结构质量中心和刚度中心不重合。一旦发生地震,由于地震产生的扭转效应,这样会加大地震的破坏力度。对于体型不规则的房屋,结构设计时我们要注意偏离结构刚心远端墙段的抗震验算。设计的时候,应该尽可能的降低房屋的重心,不能采用错落的立面。虽然按照人们的习惯,建设设计的造型应该力求新颖,但是考虑到抗震设计要求,通常建筑设计不应采用严重不规则的设计方案。对于体型复杂,平面又特别不规则的建筑,我们通常将建筑布局分割成几个相对规则的小单元,然后在适当的部位设置防震缝。在实际的建筑设计中,在满足使用功能要求的前提下,设计师应尽可能的兼顾建筑造型,使建筑的平面和立面尽可能设计得比较规则、简洁,从而提高房屋建筑的抗震性。
二、房屋的总层数及总高度不应该超限值
实践证明,砌体房屋的总层数与它的地震程度成正比,即房屋的总高度越高,那么发生地震时,它的破坏性也越大。因此,在建筑的设计过程中,我们要适当控制建筑的高度设计。我国多层砌体房屋的总高度及层数应满足现行建筑抗震设计规范(GB50011—2001),见表1:
建筑每增加一层对底部的倾覆力矩就会增大,如果倾覆力矩过大,就会使底部墙体产生过大的压力或剪切力而被破坏。因此,减少房屋层数是抗震性设计的有效途径之一。
三、增强房屋的刚度及整体性
多层砖混房屋结构的抗震性设计主要是考虑空间刚度结构体系的整体刚度和整体稳定性。楼板要有较大的水平刚度,尽量采用现浇钢筋混凝土楼板,不宜采用预制楼板。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖是目前应用最广泛的抗震构件,具有整体性好、水平刚度大的优点,而且可以消除滑移、散落等问题。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖可以增加房屋的整体性、增大楼板的刚度。而且采用现浇钢筋混凝土楼板及屋盖设计后,对平面上墙体对齐的要求也可以适当放宽。因为砌体结构是以剪切变形为主的,这种情况下,层间变形是我们可以控制的。较强的楼板及屋盖还是良好的荷载传递的良好构件,当上下墙体不对齐时,现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用。总之,现浇楼板及屋盖是一种较理想的抗震构件,能够提高房屋结构整体的稳定性,从而提高抗震性能。
四、合理布置纵墙和横墙
纵、横墙体是多层砖混房屋的主要承重构件,合理布置纵、墙体是提高房屋抗震性能的有效途径。多层砖混房屋的纵、横强体的应布置均匀,使得纵横墙共同承担房屋的重量。上面我们已经说到了抗震性能的高低取决于房屋空间整体刚度和整体稳定性。但是我们看到农村地区的许多多层砖混房屋大多采用纵墙或横墙承重,非承重方向的约束墙体少,这样的房屋空间刚度和整体性较差,抗震能力低。墙体布置时,我们应在两个方向适当布置纵横墙混合承重,这样一来限制了纵、横墙的侧向变形,对抗弯、抗剪都非常有利。我们通常采用纵墙贯通的平面布置方式,某些特殊情况下,纵墙不能贯通布置时,我们可以采用在纵、横墙交接的地方适当增设构造配筋,必要的时候还可以每隔一定高度放置水平拉结构筋。
五、适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度
历次震害表明,墙体面积越大,砂浆强度等级越高,多层砖混房屋的抗震能力就越强,因此,提高墙体面积和砂浆强度能够减轻地震的破坏程度。实验证明,若是6层砖混房屋,上面几层的地震作用较小,底下一层、二层的地震影响比较大,如果改变墙体的承载面积,如将部分的240mm宽的承重墙改为360mm,提高砂浆的强度等级,如将砂浆等级从M5体高到M10,则能够满足抗震要求。同样的,高层建筑也可以通过增加底部墙体面积和提高砂浆强度提高房屋的抗震性能。
六、有效设置房屋圈梁和构造柱
圈梁和构造柱是多层混转房屋一种有效的抗震措施。在多层砖混房屋中设置水平圈梁,可增加内外墙的连接,从而提高房屋的整体性。设置圈梁和构造柱以后,可以使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构,尤其对于预制的楼板,可以增加预制板的稳定性,防止预制板的散落,使砖墙出平面倒塌的可能性大大降低,以充分发挥各片墙体的抗震能力。设计的时候,圈梁一般作为边缘构件,它对装配式楼、屋盖在水平面内有约束作用,可以提高楼盖、屋面的水平刚度。圈梁和构造柱一起可以限制墙体裂缝的开展,提高墙体的抗剪能力。我国现行建筑抗震设计规范(GB50011—2001)对构造柱的设置也有相关要求,见表2:
七、在合理位置的墙段内设置水平钢筋
在抗震演算过程中,多层砖混房屋的底层往往不容易满足抗震要求,因此,我们要采取适当的措施增强底部的抗震能力。
我们常采用的方法是在抗震力不够的承重墙内配置水平钢筋,使得地震力由砌体和水平筋共同承担。而且在墙内设置水平筋可以减少墙体的脆性,增加延性,从而提高抗震能力。实验表明,水平钢筋宜采用HPB235、HRB335钢筋,配筋率不应小于0.07%,也不宜大于0.17%,间距不应大于400mm;钢筋锚固长度不宜小于180mm。
八.其他措施
以上七个内容是多层砖混房屋建筑抗震设计总体时应该注意的总体方向,下面我们再介绍一些设计过程中要注意的细节问题。例如,多层砖混房屋的楼梯间应设置在每个单元中部,不能靠近山墙处,对于突出屋顶的楼梯间设计,构造柱应延伸到顶部与顶部圈梁连接。如果需要设置电梯,电梯对楼板有较大的削弱作用,布置时应尽量避开端角和凹角。房屋的局部尺寸应满足抗震规范的限值要求。
总之,地震是破坏程度极大的自然灾害,给国家和人民带来巨大的损失,我们要吸取汶川地震的教训,防患于未然,建筑设计必须考虑房屋的抗震性。本文从八个方面,对多层砖混房屋结构抗震设计过程中应该注意的问题进行了总结,仅供同行参考。
参考文献
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