时间:2023-08-06 10:30:17
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇结构设计基本步骤,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。
Abstract: this paper combined with years of the architectural design experience and related material, puts forward the structure design of the basic concept and the conceptual design of the specific steps and the important meaning. Discusses the structure design of quality concrete measures. Refers for the colleague.
Keywords: architecture; Structure design; The conceptual design; Quality; The measure; explore
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
一、引言
随着我国城市化进程的加快,我国的房地产市场交易日益活跃,房屋价格节节攀升,对于老百姓而言,买房是平生的头等大事,几乎花掉大半生的积蓄,与此同时我国内陆地震频发(2008年5月12日汶川地震,里氏7.8级;2010年4月14日玉树地震,里氏7.1级),因此房屋的质量不仅关系到人们的切身利益,还在危急时刻直接影响到生命财产安全。作为一名结构工程师,我们必须把设计质量放到最最重要的位置,设计前深思熟虑,设计中一丝不苟,尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”。采取有效的措施确保并提高建筑结构设计质量。下面就以上问题和提高建筑结构设计质量措施展开具体探讨。
二、建筑结构设计的基本概念简介
结构设计的具体程序是需要严格遵守的。建筑物的设计工作实际上存在诸多分支,这些分支具体涵盖了结构设计、电气设计、建筑设计、暖气通风设计、给排水设计等。每个分支的具体设计过程都必须围绕四个根本目标:审美要求、功能要求、环保要求以及经济要求。建筑的结构是建筑物发挥其使用功能的基本条件,因而,结构设计也是建筑物设计过程中极为重要的组成部分之一,结构设计细分为以下四个步骤:设计结构方案、结构分析、设计构件、绘制施工图纸。
建筑结构的类型这一概念相对而言范围广、内容丰富。根据不同建筑物在具体功能要求上的差异,随着科学技术的发展,逐渐产生了诸多结构类型与结构的分类方法。从建筑物具体用途的角度,可以划分为民用建筑与工业建筑。如果依据建筑物的层数来分类,则可以分为超高层、高层、多层、单层建筑。建筑物使用的结构材料是有所区别的,从结构类型的角度来分类,大体上有:混合结构、砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等。此外,建筑物的结构构件组成方式也存在较大的区别,从这个角度,可以划分为框筒结构、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、束筒结构等。由此可见,建筑结构类型的划分方法颇多,内容也相对复杂。
而建筑结构设计中还有一个很重要的名词:概念设计。概念设计的具体含义指的是通过清晰、明确的概念结构,在不进行数值计算的情况下,根据分系统与整体结构系统间的结构破坏机理、力学关系、实验现象、震害以及工程经验所获得的原始设计思想与基本设计原则,对结构的计算结果做出合理、准确的分析,同时将计算假设与结构的实际受力状况间的差异也考虑在内,对结构或构造进行设计,尽可能保证建筑物的受力更安全、更合理、更协调。
三、概念设计的具体步骤与重要意义
在结构设计中,概念设计占据极其重要的地位,结构设计步骤通常可以划分为三步:前期选择方案阶段,中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计,以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段,也就是建筑设计方案确定阶段,先按照自身的经验和专业基础,在心里经历一段优化过程,应用概念设计手段,能够快速、合理地构思,比较,抉择每一个结构体系,并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式,想要的使用,构筑和形象功能,且将其定为目标,同建筑师共同决定建筑的总体结构方案,此外,还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性,从而避免了后期不必要的运算,经济可靠性能较好。另外,这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心,概念设计统领着整个结构设计过程,也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用,可以从全局上明确结构的各项性能,从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用,确保了设计过程中工程师的主体地位。
四、提高建筑结构设计质量的具体措施
建筑工程的一个特点就是受到地理因素的制约与影响,这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例有:基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定,又如墙体围护的主材在不同地区存在差异,工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前,设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范,根据具体的工程类型、地域条件确定具体参数,这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时,避免参数不合理、参数错误造成的返工、浪费等现象。
建模计算的前期处理是提高结构设计质量的重要措施之一。对荷载的计算要保证准确有效,估计、推测等无依据的做法是需要每个工程师尽可能避免的。建模的过程要严格按照科学的方法来给定输入,楼梯洞口输入处的局部开洞处理,转换层构件与悬挑构件设计中活荷载的不利影响,飘窗部分的荷载分析等都是需要格外注意的步骤。
在尚未了解各个参数具体含义的情况下,毫无依据的对参数进行盲目的修改是结构建模过程中的一个大忌。在调整参数的过程中,要格外注意不同参数的具体适用范围,具体的某一项参数大多具有较为严格的适用性,砖混结构下准确的参数,很可能不适用于框架结构,多层结构下准确的参数,对高层结构的适用性也未必能够保证。对相关计算软件的应用也要注意这个问题。不同的计算理论是具有其特定的假设条件的,软件的编制默认状态下均符合这些特定条件,为了避免出现参数不匹配、不适用的问题,在使用软件前必须了解清楚这款软件的具体技术条件,即使是最熟悉的PKPM软件系列也不能忽略这个问题。缺乏对于软件技术条件的深刻理解,就无法合理、正确的应用软件进行实际设计。因过分信任计算机的计算结果,而忽视结构概念导致的严重错误,近年来在结构设计领域也屡见不鲜。相关领域工作者在必要的情况下要进行手算复核,而不是迷信软件的计算结果,这种情况对于带转换的构件设计工作最为重要。
在结构设计的过程中,建筑物计算分析的结果是为了确保在静力荷载以及自然灾害造成的动力荷载作用下具有较强的整体安全性。然而,仅仅依靠计算分析结果展开的设计,在实际生活中是很难避免荷载作用下建筑物局部开裂、破坏等现象的。针对不同的自然灾害,要进行专门的防护性设计。以地震为例,可以根据工程抗震等级的要求指标,按照设计规范中的具体要求,在结构设计过程中采用必要的构造措施。特别是针对计算性相对比较弱的结构类型时,多数的设计都要求通过构造措施保证建筑的安全性。
五、小结语
通过文章中的分析,概念设计在建筑结构设计的过程中扮演了很重要的角色。除此之外,针对软件计算参数、计算结果的荷载分析、数学建模工作的有效进行,都是提高建筑结构设计质量的好办法。
参考文献:
[1]闵小双.概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技资讯,2006(34):213.
[2]柳强.王玉玲.浅谈概念设计在结构设计中运用[J].新疆化工,2006(1):25~27.
[3]王顺卿.谈建筑结构设计中的概念设计[J].山西建筑,2006(8):39-40.
[4]颜兴强.浅谈建筑结构设计方法[J].沿海企业与科技,2009(5).
中图分类号:TU3 文献标识码:A
1、结构设计优化方法的理论体现
当我们进行结构设计以及工程项目的相关设计的时候,不仅要对设计对象的安全性可靠性以及其基本使用功能进行必要的考虑外,设计还要尽可能的突出建筑的美感,这些便是结构以及工程项目的最优化的相关问题。也就是说利用相应的数学上的方法,对所有设计方案进行必要的分析比较,得出最满意的设计方案,以满足预期的目标。
从理论上对结构设计优化方法进行相关的分析可知,房屋工程结构总体的优化设计以及房屋工程分部结构的优化设计是结构设计优化方法在实际应用中具体的表现。房屋工程结构总体的优化设计主要是对围护结构、屋盖系统以及结构细部等进行相应的设计方案的优化设
计。在设计的时候还必须考虑到相应的布置、选型、造价以及受力等方面的问题,然后根据工程的实际情况以及结合房屋建筑相应的经济性,对建筑结构进行相应的优化设计。
为了适应时展的要求,建筑的结构形式必须不断的进行必要的创新。对于建筑结构的设计师来说,要确保建筑结构具有一定的安全保证,在此基本上考虑设计出新的结构形式。
对于建筑结构的设计,我们要求尽量缩小质量中心和刚度中心的差异以及建筑的平面结构尽量对称与规则,不过这些必须满足设计师的基本设计意图。还要要求在水平荷载作用下建筑物不会产生很大的扭转效应。必须在满足建筑相应的功能条件下,在竖直方向布置尽量让竖直方向的相应的承重构件上下贯通。在结构设计中,为了减少结构设计与分析上的难度以及经济性,我们应该尽量避免使用转换层结构。对竖直方向的刚度也有着相应的要求,要求刚度的变化必须是渐变的而不是突变的,否则在刚度突变的地方会出现严重的应力集中,这不利于建筑结构抵抗水平方向的动力载荷作用。
2、结构设计优化技术的现实意义
对建筑结构的设计进行必要的优化,在对于房屋结构相关的设计中的应用意义重大,不仅能够满足了建筑的实用与美观,而且还可以有效地对工程造价进行控制。对于建筑商来说,其当然希望用最少的投资,而获得最大的收益,然而又必须对建筑结构的科学性、可靠性以及安全性做出保证,这必然要求对结构设计进行优化。
结构设计优化和传统房屋结构设计进行比较我们可以发现:运用设计优化的技术能够降低建筑的工程造价(6 ~ 35%)。结构设计优化技术能够使得建筑结构内部的每个单元都得到最佳的协调,并可以对材料的性能进行最合理的利用。这样不仅能够保证相关规定的安全系数,还能够实现对建筑结构设计的经济性与实用性。
3、结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤
3.1建立结构优化的模型
在我们对房屋结构整体进行必要的优化设计时候,可以分成三步进行建筑结构的设计优化。下面将对每一步骤进行详细的介绍:
3.1.1要对设计变量进行合理的选择
通常在对设计变量进行选择时,我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数(损失的期望C2和结构的造价C1)和约束控制相关参数(结构的可靠度PS)等;然而还有一些影响不是太大,其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数,我们可以用预定参数来表示,这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。
3.1.2对目标函数进行确定
在进行结构设计优化的时候,我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数,使得工程造价最少。
3.1.3对约束条件进行确定
对于房屋的结构的设计优化来说,必须确保结构的可靠度,来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定,设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候,我们必须对目标约束条件与实际的约束条件进行相应的比较与分析,再确保每个约束条件都必须满足相关要求,以实现最佳的设计。
3.2对优化设计的计算方案进行设定
根据可靠度进行的房屋结构的优化设计具有多约束且非线性的优化问题以及复杂的多变量,在进行相应的分析计算中,一般把有约束的优化问题转换成无约束优化问题的求解。常用的优化设计的计算方法有拉氏乘子法、复合形法、Powell法等。
3.3进行程序的相关设计
根据可靠度进行的房屋结构的优化设计的基本模型以及所使用的优化设计的计算方法,可以编写一个具有运算速度快以及功能齐全的综合应用程序。
3.4结果分析
我们必须对相应的计算结果进行必要的分析比较,然后选择出最佳的设计方案。在这个过程中,我们考虑问题必须全面,并且要对问题进行多角度的考虑。这一步骤在建筑结构设计优化中尤其重要,合理的选择设计方案,不仅能够确保结构的美观、安全性、合理性以及实用性,还能够对施工中的资金的投入有着重大的影响。在结构设计优化中只强调经济上的节约,而忽略技术上的相关要求,是不正确的;同样只考虑技术上的要求,而不考虑经济的要求,也是不合理的。我们必须对两者进行合理的配置,才能达到相关要求。
4、结构设计优化技术的实践应用
对于项目的前期设计、整体设计、旧房改造以及抗震设计方面均能够采用结构设计优化设计的方法。下面对实践应用中的问题进行必要的说明:
4.1结构设计优化应注意前期参与
前期方案直接会影响到工程的造价,然而很多结构设计忽略了这一点,所以我们应该注意。前期参与能够让我选择合理的结构形式以及合理的设计方案。
4.2概念设计结合细部结构设计优化
在没有具体数值量化的情况下,我们可以使用概念设计。例如,对地震的烈度进行设防时,由于它存在这不确定的因素,所以我们无法找到与实际相符合的计算式,所以在进行设计优化的时候我们可以使用概念设计的方法,把相应的数值作为参考与辅助相关的依据。同时在设计过程中,相关结构设计人员必须合理并灵活的使用结构设计优化的方法,从而达到最佳的效果。
在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设计优化,例如,在现浇的混凝土异形的板料,其拐弯处容易开裂,我们可以简化成矩形板,然后再合理的选择钢筋,在满足其结构的基本要求条件下,达到既安全又经济的目的。
4.3下部地基基础结构的设计优化
中图分类号:TU318 文献标识码:A 文章编号:
1 结构设计优化方法的理论体现
当我们进行结构设计以及工程项目的相关设计的时候,不仅要对设计对象的安全性可靠性以及其基本使用功能进行必要的考虑外,设计还要尽可能的突出建筑的美感,这些便是结构以及工程项目的最优化的相关问题。也就是说利用相应的数学上的方法,对所有设计方案进行必要的分析比较,得出最满意的设计方案,以满足预期的目标。
从理论上对结构设计优化方法进行相关的分析可知,房屋工程结构总体的优化设计以及房屋工程分部结构的优化设计是结构设计优化方法在实际应用中具体的表现。房屋工程结构总体的优化设计主要是对围护结构、屋盖系统以及结构细部等进行相应的设计方案的优化设计。在设计的时候还必须考虑到相应的布置、选型、造价以及受力等方面的问题,然后根据工程的实际情况以及结合房屋建筑相应的经济性,对建筑结构进行相应的优化设计。
为了适应时展的要求,建筑的结构形式必须不断的进行必要的创新。对于建筑结构的设计师来说,要确保建筑结构具有一定的安全保证,在此基本上考虑设计出新的结构形式。
对于建筑结构的设计,我们要求尽量缩小质量中心和刚度中心的差异以及建筑的平面结构尽量对称与规则,不过这些必须满足设计师的基本设计意图。还要要求在水平荷载作用下建筑物不会产生很大的扭转效应。必须在满足建筑相应的功能条件下,在竖直方向布置尽量让竖直方向的相应的承重构件上下贯通。在结构设计中,为了减少结构设计与分析上的难度以及经济性,我们应该尽量避免使用转换层结构。对竖直方向的刚度也有着相应的要求,要求刚度的变化必须是渐变的而不是突变的,否则在刚度突变的地方会出现严重的应力集中,这不利于建筑结构抵抗水平方向的动力载荷作用。
2 结构设计优化技术的现实意义
对建筑结构的设计进行必要的优化,在对于房屋结构相关的设计中的应用意义重大,不仅能够满足了建筑的实用与美观,而且还可以有效地对工程造价进行控制。对于建筑商来说,其当然希望用最少的投资,而获得最大的收益,然而又必须对建筑结构的科学性、可靠性以及安全性做出保证,这必然要求对结构设计进行优化。
结构设计优化和传统房屋结构设计进行比较我们可以发现:运用设计优化的技术能够降低建筑的工程造价(6~35%)。结构设计优化技术能够使得建筑结构内部的每个单元都得到最佳的协调,并可以对材料的性能进行最合理的利用。这样不仅能够保证相关规定的安全系数,还能够实现对建筑结构设计的经济性与实用性。
3 结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤
3.1 建立结构优化的模型
在我们对房屋结构整体进行必要的优化设计时候,可以分成三步进行建筑结构的设计优化。下面将对每一步骤进行详细的介绍:
3.1.1 要对设计变量进行合理的选择
通常在对设计变量进行选择时,我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数(损失的期望C2 和结构的造价C1)和约束控制相关参数(结构的可靠度PS)等;然而还有一些影响不是太大,其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数,我们可以用预定参数来表示,这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。
3.1.2 对目标函数进行确定
在进行结构设计优化的时候,我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数,使得工程造价最少。
3.1.3 对约束条件进行确定
对于房屋的结构的设计优化来说,必须确保结构的可靠度,来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定,设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束等约束条件。在进行结构设计的时候,我们必须对目标约束条件与实际的约束条件进行相应的比较与分析,再确保每个约束条件都必须满足相关要求,以实现最佳的设计。
3.2 对优化设计的计算方案进行设定
根据可靠度进行的房屋结构的优化设计具有多约束且非线性的优化问题以及复杂的多变量,在进行相应的分析计算中,一般把有约束的优化问题转换成无约束优化问题的求解。常用的优化设计的计算方法有拉氏乘子法、复合形法、Powell 法等。
3.3 进行程序的相关设计
根据可靠度进行的房屋结构的优化设计的基本模型以及所使用的优化设计的计算方法,可以编写一个具有运算速度快以及功能齐全的综合应用程序。
3.4 结果分析
我们必须对相应的计算结果进行必要的分析比较,然后选择出最佳的设计方案。在这个过程中,我们考虑问题必须全面,并且要对问题进行多角度的考虑。这一步骤在建筑结构设计优化中尤其重要,合理的选择设计方案,不仅能够确保结构的美观、安全性、合理性以及实用性,还能够对施工中的资金的投入有着重大的影响。在结构设计优化中只强调经济上的节约,而忽略技术上的相关要求,是不正确的;同样只考虑技术上的要求,而不考虑经济的要求,也是不合理的。我们必须对两者进行合理的配置,才能达到相关要求。
4 结构设计优化技术的实践应用
对于项目的前期设计、整体设计、旧房改造以及抗震设计方面均能够采用结构设计优化设计的方法。下面对实践应用中的问题进行必要的说明:
4.1 结构设计优化应注意前期参与
前期方案直接会影响到工程的造价,然而很多结构设计忽略了这一点,所以我们应该注意。前期参与能够让我选择合理的结构形式以及合理的设计方案。
4.2 概念设计结合细部结构设计优化
在没有具体数值量化的情况下,我们可以使用概念设计。例如,对地震的烈度进行设防时,由于它存在这不确定的因素,所以我们无法找到与实际相符合的计算式,所以在进行设计优化的时候我们可以使用概念设计的方法,把相应的数值作为参考与辅助相关的依据。同时在设计过程中,相关结构设计人员必须合理并灵活的使用结构设计优化的方法,从而达到最佳的效果。
在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设计优化,例如,在现浇的混凝土异形的板料,其拐弯处容易开裂,我们可以简化成矩形板,然后再合理的选择钢筋,在满足其结构的基本要求条件下,达到既安全又经济的目的。
4.3 下部地基基础结构的设计优化
本工程位于湛江市开发区的某小区。总用地面积17062.13m2,总建筑面积82351.57m2(其中地下建筑面积为12829.25m2,地上建筑面积为69522.32m2)。另外本工程设计使用年限为50年,结构安全等级为二级,抗震设防类别为丙类。
1.2场地自然条件
(1)风荷载:基本风压按50年重现期取0.8kN/m2,地面粗糙度B类。(2)本工程设计地震分组为第一组,抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度值0.1g,地类别为Ⅲ类,属于中软场地土。
2结构设计
2.1地基基础
由于业主未提供详细地质资料,基础设计待业主提供详细地质资料后确定。本院根据当地工程经验,本工程拟采用桩基础。
2.2上部结构设计
根据建筑使用功能的要求并结合本工程的特点,本工程结构形式为:1~3栋采用框架-剪力墙结构;4栋采用剪力墙结构,其中剪力墙及框架抗震等级均为二级。本工程混凝土强度等级为C50~C30,钢筋采用HRB400级钢筋。
2.3PKPM系列结构软件分析
在本次湛江市开发区的某小区的结构设计中采用PKPM系列结构软件进行结构分析。具体来讲本设计所采用的计算机程序为中国建筑科学研究院PKPM-SATWE,版本型号是2010版,这也是在目前设计院住宅结构设计中较为常用的一款软件,并且该转件的结构计算结果较为可靠。本次住宅的结构采取较为常用的框架加剪力墙结构,目前这种结构在现有的高层住宅设计中被广泛的应用,这种形式结合了框架和剪力墙两种结构的优点,具有受力稳定,造价相对经济的特点。同样的为了保证整个结构的稳定性,在住宅建筑的-1~3层对结构进行了加强。整体结构的嵌固位置为地下室的顶板。每个建筑的结构在计算的过程中都会对灾害进行预估,提前计算其所受的荷载,并在设计过程中采取相应的措施。在本次住宅小区的结构设计中,对于五十年一遇的大风,预估的基本风压值为Wo=0.8kN/m2,建筑物地面的粗糙程度按照B类设计,以一号住宅楼为例,其承载风荷载效应时的放大系数为1.1,最终建筑物的体型系数采取1.4来进行计算。其次,对于地震灾害中的受力,在建筑结构的整体设计中也是应当考虑的,本项目的所处的地质环境要求建筑物按照Ⅶ度抗震烈度进行设防,所以在结构设计中按照其相应的抗震烈度设防地震分组为第一组,场地的类别为三类,建筑物的抗震设防类别为丙类,并且需要考虑在地震作用下构的偏心问题,以及双向地震作用力的问题。在地震作用下:计算振型个数为15,重力荷载代表值的活载组合值系数为0.5,周期折减系数为0.75,结构的阻尼比为5%,特征周期Tg为0.45,地震影响系数最大值为0.08。具体来讲混凝土框架的抗震等级为二级,剪力墙的抗震等级为二级,综合来讲其抗震结构措施为二级设计。最后在计算的过程中还需要对一些系数进行调整和修改:梁端负弯矩调幅系数为0.85;梁活荷载内力放大系数为1;梁扭矩折减系数为0.4;托墙梁刚度增大系数为1;实配钢筋超筋系数为1.15;连梁刚度折减系数为1.0(注:风荷载控制),0.6(地震荷载控制);梁刚度放大系数按2010规范取值;并且柱配筋的计算按照双偏压来进行设计。
3本工程的结构计算
本工程位于湛江市开发区的某小区,在进行结构计算的过程中采用的活载标准值按照《建筑结构荷载规范》(GB5009-2012),取值见表1。
4展望
对于实际的居住区工程来说,好的结构设计往往是整个项目成功的关键所在,合理的结构设计不仅可以使形体优美的建筑得以成为现实,更是为建设的设计者提供新的构思机会,因为合理的结构设计通常与美学的要求不谋而合。所以本文通过对实际项目结构计算过程中的地基基础、上部结构设计、PKPM系列结构软件分析等重要步骤的解析,探讨住宅小区在结构设计的过程中应当注意的关键点,对居住小区结构设计的方法进行了验证,希望可以对实际的居住区的建筑的结构设计提供一些灵感。
作者:潘伟朝 单位:广东省建科建筑设计院有限公司
参考文献
[1]梅丽娜.浅谈结构设计的几项基本原则[J].黑龙江科技信息,2010(15).
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)08(b)-0000-00
引言
PKPM土木建筑设计系列软件是我国建筑科学研究院研发,集建筑、结构、设备(给排水、电气、暖通)设计于一体的大型集成化CAD系统,是目前国内各设计院结构设计中使用最广泛的结构计算软件之一,为我国土木建筑行业设计实现甩掉尺规、图板;提高设计效率作出了突出贡献,成为结构设计人员必须熟练掌握的基本技能。因此,《PKPM建筑结构设计》课程是高校建筑工程专业必须开设的一门专业基础课,它集专业知识理论和实践操作为一体,学好该课程不仅要求学生能够熟练操作软件工具和命令,而且要求学生储备足够的专业理论知识并能进行迁移应用以便准确设置相关的计算分析参数,所以《PKPM建筑结构设计》课程虽然是一门计算机实践性课程,想教好、学好都不容易。因此,有必要对《PKPM建筑结构设计》课程教学中存在的问题进行总结,分析问题的原因,探索有效的解决措施,改进教学效果【1】,从而切实培养出与企业需求相符的专业应用人才。
1 《PKPM建筑结构设计》课程教学内容
建筑结构的结构体系形式多样,教学学时有限,《PKPM建筑结构设计》课程教学无法覆盖所有结构体系,通常以最为常见的现浇框架结构为建模对象组织开展教学内容,同时结合所教学的具体专业进行PKPM教学模块的取舍。
具体课程教学过程围绕现浇框架工程实例,利用模块一PMCAD创建全楼模型,施加楼面、屋面恒、活荷载,进行楼面布置及楼面荷载传导计算;接PMCAD模型数据生成模块二SATWE分析数据,进行分析与设计参数设置,启动分析进行结构内力配筋等计算,查看分析结果图形和文本;利用模块三绘制梁、柱结构施工图以及模块一绘制结构平面施工图;以柱下独立基础为例,接SATWE上部计算数据进行柱下独立基础设计计算,并绘制基础平面施工图及基础详图。以上教学内容选择和教学过程的安排主要依据建筑结构设计过程,通过对各功能模块下各菜单命令的操作和讲解,让学生了解和掌握PKPM结构设计的基本步骤。
2 《PKPM建筑结构设计》课程教学中的问题
2.1功能模块一PMCAD学习中的问题
本模块中有些命令工具与AutoCAD相同,命令的掌握并不难,本模块操作中存在的主要问题有:
(1)不能正确区分结构体系中的承重构件与非承重构件:建立框架结构模型时除了在轴上布置梁、柱构件外,还额外布置填充墙;
(2)不理解标准楼层含义:建立框架结构模型时,不考虑各楼层的平面布局实际情况,框架结构共有几层就相应建立多少个标准层;
(3)不清楚楼面和屋面:部分同学不清楚楼面和屋面的区别,因此不能正确的布置相应的楼面和屋面恒活荷载。
(4)不清楚梁间荷载:不清楚框架梁梁间荷载的来源也不知道如何根据所给设计条件进行估算。
以上问题涉及到学生前期所学课程中的一些基本的概念和基础知识,针对上述问题课堂教学过程中适当补充讲解相关知识点,基本可以在实践上机操作练习中避免出现同样的问题。
2.2功能模块二SATWE分析中的问题
SATWE是PKPM结构设计模块的核心功能模块,本模块启动计算分析前需要进行多项设计参数设置,计算分析完成后需要查看分析结果图形和文本文件。设计参数设置和查看分析结构是SATWE模块的关键步骤,这两大步骤是学生最难把握而最容易选择忽视的地方。
(1)设计参数设置:几乎每项各项参数设置都对应着相应的不同规范条文――荷载规范、抗震规范、混凝土规范等。虽然学生在前期的专业课程中有所涉及,但都是零散、分散的知识点,而且几乎都忘记了;授课教师备课时可以对相关的专业知识、规范条文进行充分的准备;但规范的讲解比较枯燥乏味,而且学生手中缺少相应的规范,短时间集中灌输大量信息,学生很难集中注意力认真听讲。
(2)查看分析结果图形和文本文件:学生上机操作时在老师的要求下会打开混凝土构件配筋图、WMASS.OUT、WZQ.OUT、WDISP.OUT等图形、文本文件查看,但不知道看什么,怎么看,不理解编号、符号的含义以及如何根据结果进行评估判断。
SATWE模块的操作非常简单,最关键的就是参数设置和查看分析结果,但由于上述问题的存在, PKPM的学习和运用仅停留在基本命令操作使用的初级层面上。
2.3功能模块三绘制梁、柱施工图中的问题
模块三要求在完成模块一、二的基础上,绘制梁、柱的平法施工图,该模块操作比较简单,学生都能熟练掌握,但仅满足于完成出图操作,缺少读图识图能力,因而忽视图识图过程。
这与专业课重理论轻实践有关,相关专业课教学主要向学生讲解构件内力计算、截面配筋计算,而缺乏足够绘制截面配筋图以及读图、识图训练。
2.4功能模块四JCCAD学习中的问题
本模块在教学中主要讲解柱下独立基础的设计操作,相对比较简单,学生易于掌握,存在的问题和功能模块三相同,读图识图能力欠缺;另外,基础类型多样――墙下条基、筏板基础、桩基础,这些基础类型不能逐一讲解,一方面是由于PKPM学习课时有限,另一方面学生在学习基础相关课程的时候也没有系统学习每一种基础类型,缺乏相应的知识储备。
3 《PKPM建筑结构设计》课程教学改进探讨
上述各模块教学存在的问题可以归纳为两个主要方面:一是学生缺少系统的专业知识储备;二是专业实践、实训能力不足,这也是目前高校本科生培养中普遍存在的两大问题。要改进PKPM课程的教学效果,需要克服上述两大问题,而解决这两大问题,仅靠本门课程授课老师去克服显然不现实,它需要建筑专业各专业任课老师共同努力。针对第一大问题,任课老师可以根据讲授过程中出现的问题,把它们归类到相应的专业课程中去,并把它反馈给专业课程任课老师,让他们在讲解相关知识点的时候着重强调。第二大问题PKPM教学中所需要的读图和识图能力,可以通过开设建筑识图课程、加强实训锻炼来解决。
结语
PKPM系列CAD软件作为辅助设计软件,操作简便、计算精确、运行效率高、设计修改方便,国内大多数设计院的结构设计都采用该软件来完成,成为建筑工程专业毕业生必备的技能。《PKPM建筑结构设计》课程虽然是一门计算机辅助设计课程,初级层面的菜单、命令操作容易掌握,但由于它的操作和运行建立在专业理论知识基础之上,因此不可避免在学习过程中会存在上述影响教学效果的问题。即使前述问题都得到了解决,那也只能表明学生具备了运用和操作PKPM软件的基本能力,而做出一个受力合理、经济适用的结构设计还需要足够的工程实践经验进行辅助判断、手算校核以及设计修正【3】。因此,熟练掌握和运用PKPM是一个长期的学习过程,课堂教学只是引导入门的过程。
参考文献
Abstract: with the development and progress, the construction enterprise also won the rapid development, strengthen the structure design of the research, become the important way to improve building quality. The conceptual design as the main ways of building design innovation, in building structural design of a wide range of applications, based on the analysis of the connotation of the concept design, construction of conceptual design in the structural design of the application strategies are analyzed. In this study, so as to improve the level of structure design, to provide the theory reference.
Keywords: concept design; Building structure design; Promote; implementation
中图分类号: TU318 文献标识码:A 文章编号:
引言
在建筑事业不断发展的条件下,建筑结构设计的方法越来越多,概念设计作为创新设计的重要形式,其优点越来越多的体现出来,被更多的建筑结构设计师所发现和采纳,并成为当前至今后一段时间建筑结构设计的重要思想。所以,加强对建筑结构概念设计的研究,有着重要的理论和现实意义。
1建筑结构设计中概念设计的内涵
1.1概念设计的内容分析
概念设计指的是在建筑结构设计的开始阶段,建筑设计工程师按照已有的建筑设计理论,并根据工程的施工经验,从宏观的思维出发,对建筑结构设计的策略做概念性的评价与选择。设计师通过将整个建筑结构的系统布局做必要的抗震保护,以提升建筑结构设计的合理性。所得到的方案一般概念清晰,定位准确,便于进行手算,有效的避免后期设计过程中产生的一些繁琐的计算,提高建筑设计的经济性和可靠性。同时,概念设计也是进行计算机内力分析输出数据可靠性判断的主要依据。
1.2概念设计的基本步骤的分析
在建筑结构设计过程中,概念设计是在建筑设计师不断满意的过程中实现的,概念设计的过程可以划分为下面三个步骤:
第一个步骤:分析阶段,即对设计问题做全面理解的过程。分析阶段的主要特征是设计系统信息的模糊性,在进行分析的过程中,手中掌握的数据是不全面的,可供设计师使用的陈述同样需要进行陈述和充实。
第二个步骤:综合阶段,即实现解决方案的一个过程。在这一步骤实施的过程中,设计师通过使用各种专业知识,按照所积累的工程经验,将建筑设计的大体思路,借助于图纸的形式表达出来的过程。这一过程的主要特点是通过设计师的灵感和专业思维发挥主导作用,以实现建筑结构设计图纸的表达和产生。
第三个步骤:评估阶段,即对设计出的方案做有效判断和选择的过程。这一阶段的特点是循环的过程,该循环过程会持续到双方对方案满意为止。建筑结构设计人员在作出评估的时候,会通过各种功能模型、计算手段等对比各个方案的优势,以更好的获得建筑施工的经济性和建筑施工技术的可行性。
2概念设计的重要意义分析
概念设计师体现建筑设计师先进设计思想的关键,一个优秀的建筑结构设计师能够通过运用特定空间中的系统概念,来进行建筑结构总体方案的有效设计,并将建筑设计的目的有意识的同建筑构件与整体结构的关系进行巧妙的处理。一般情况下,优秀的建筑结构设计师其概念设计的创新是有效的,随着他们对建筑概念设计的研究,其设计的成果会越来越鲜明,设计的创新度也越来越高。当前在分工细化的市场环境下,大部分结构设计师更多的是依赖于各种建筑设计的规范、建筑结构设计手册、电脑程序等进行传统的建筑结构设计,这在一定程度上缺乏了有效的创新。在计算机一体化应用的今天,设计师往往不能够及时的发现建筑结构设计中的一些不合理的内容。随着设计师年龄的不断增长,使得他们已有的建筑设计概念逐渐模糊甚至遗忘,影响了建筑设计成果的创新。注重建筑结构概念设计的意义,还因为当前的建筑结构设计的理论同计算机理论之间存在一些缺陷和不足,例如在进行混凝土结构设计的时候,内力的计算是在弹性理论的计算方法基础上的,而建筑结构的截面设计却是在塑性理论的极限条件下进行设计的一种方法,这个矛盾的存在使得计算的结构,同建筑结构的实际手里状态有着很大的差异,为了对这种计算理论缺陷作出补偿,尤其需要建筑结构设计师优秀的概念设计措施来改正这些缺陷。
3概念设计的建筑结构设计中的应用
在建筑结构设计的过程中,协同工作概念,指的是要求整个建筑结构内部的每个构件,实现相互间的配合,共同支撑建筑结构质量,协同工作及要求建筑结构构件,能够有效的承载极限状态的受力,同时当受力达到极限状态的时候,还需要各个构件能够实现共同的耐久寿命。建筑结构的协同工作主要表现为:建筑基础同建筑上部结构的关系方面,一定要将建筑的基础同建筑的上部结构看成是一个系统,不能将这两部分分开来进行处理。比如,对于砖混结构的建筑物,一定要通过圈梁与构造柱,把建筑的上部结构同建筑基础连接到一起,而不能够单独依靠建筑基础的刚度来抵抗各种不均匀的沉降。
另外,当结构受力的时候,建筑结构中的各个构件能够保证较高的应力值。在进行多高层建筑结构设计的时候,要最大程度上避免短柱,这样能够保证同层的柱子在同一个水平位移的时候,能够同时发挥最大的承载力,但是因为建筑物高度和建筑楼层的增加,各种竖向的巨大荷载以及水平方向的荷载,使得建筑物底层柱截面不断的增大,因此使得高层建筑的产生了很多的短柱,为了更好的避免出现这些问题,针对较大截面的柱子,可以将柱截面进行开竖槽,将矩形柱变成田形柱,以更好的增大长细比例,避免短柱的产生。针对梁跨高比例的限制,大部分还没有充分的认识到,其实同长短柱混杂的结果是相同的,长短梁位于相同的框架中,是不利于建筑物稳定性的。同时因为梁的剪力增加,会导致支撑柱的周丽产生大幅度的增加,这一设计原则违背了协同工作的目的,并提高了建筑结构的工程造价。
进行多高层建筑结构设计的目的,是为了有效的抵抗水平力的作用,避免扭转的产生,为了实现抵抗水平力的功能,要尽量将平面上两个正交方向的尺寸接近,为的是更好的保证这个方向上的惯性矩实现相等,以避免因为一个方向强度储备过大,使得另一个方向较弱。所以,抗侧力结构最好设置在四周,以更好的提升系统的抗侧刚度,增大抗扭惯性矩。与此同时,要增加梁或者楼层的刚度,提高柱能承担更大的整体弯矩,即提高转换层的效果。有效防止扭转,是由于在扭转产生的时候,各个柱子的节点水平位移不等,距离扭转中心较远的角柱所受的剪力大,而中间柱子受的剪力小,产生的破坏从外到里。为了避免扭转的产生,抗侧力结构要进行对称步骤,最好设置在结构的两端,靠着四周进行设计,以有效的提升抗扭惯性矩。
结语
综上所述,在社会经济发展和人们生活水平不断提升的条件下,人们对建筑结构设计的要求也越来越高。研究科学先进的建筑计算理论,强化建筑设计的计算机使用效果,提高新型环保建筑材料的实用,提高建筑结构设计的经济性、安全性和可靠性成为重要的研究内容。概念设计作为建筑结构设计创新的主要途径,是充分发挥设计师创新思维,提升建筑结构设计效果的保证。
参考文献:
[1] 许燕禄. 概念设计在建筑结构设计中的应用[J]. 广东土木与建筑, 2005,(02) .
[2] 邓影,李秀辉. 虚拟现实技术与建筑结构概念、优化设计[J]. 建筑设计管理, 2007,(02) .
中图分类号:V215.21文献标志码:B
0引言
近年来,飞机结构优化在飞机结构设计中的应用越来越频繁.优化设计的基本思想是:在满足飞机强度、刚度等结构完整性要求的条件下,保证结构质量最轻.
复合材料结构以其比强度高、比刚度大、性能可设计等优点,已被广泛应用机结构设计.复合材料层压板是由单层板粘合在一起组成整体的结构板,复合材料层压板的特点在于它的可设计性.层压板的性能不仅与单层板的材料性能有关,而且与单层板的铺设方式有关.单层板的性能与纤维材料及纤维指向有关,如各单层板的纤维指向不同或铺层顺序不同,则可以得到各种性能的层压板,因此,在不改变单层材料的情况下,有可能设计出各种力学性能的层压板,满足工程上的不同需求.
铺层设计是复合材料结构设计中的重要内容,复合材料层压板的强度、刚度、稳定性和工艺等均与铺层有着十分重要的关系,对减重效果有重要影响,铺层设计的优劣在很大程度上决定结构设计的成败.本文基于航空上通用的MSC Nastran优化模块,对复合材料尾翼进行铺层优化设计,取得较好的结果.
1优化分析计算思路
在有限元程序实施过程中,复合材料结构优化设计的基本步骤为:优化区域定义关键单元选择设计变量定义优化控制条件.MSC Nastran优化设计流程见图1.
4结论
讨论复合材料结构优化的分析计算思路,采用MSC Nastran优化模块对复合材料尾翼进行优化计算,得到以下结论.
(1)以质量最轻为目标函数的结构优化,初始尺寸假设比较关键.初始尺寸较小,结构质量会随着迭代循环而增加.
(2)优化变量初值上、下限对优化结果影响较大,影响计算收敛和结果的准确性.
(3)对于复合材料结构稳定性考虑不足,按线性屈曲计算,会造成结构质量偏大.
(4)结构优化是个反复迭代的过程,不能期望一次就能给出合理的结果.
(5)复合材料影响因素较多,需要对优化结果进行较多的处理,需要有较丰富的工程经验.
(6)通过复合材料尾翼的优化计算,说明采用MSC Nastran对复合材料结构进行优化可行,有一定的工程应用价值,也为推动复合材料在飞机上的应用积累经验.
参考文献:
[1]刘兵山, 黄聪. Patran从入门到精通[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2003.
一、结构设计优化方法的理论体现
在从事工程项目和结构设计时,除了考虑设计对象的基本使用功能及安全可靠性外,还应该考虑到把它设计对象设计得尽可能完美。这就是工程和结构的最优化问题。用科学的语言来描述就是:利用确定的数学方法,在所有可能的设计方案中,找到能够满足预定目标的最好方案。结构设计优化方法从建设理论上分析,主要体现在建设工程结构的优化设计和工程结构总体的优化设计两方面。后者的优化设计包括:系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。穿插其中的,还包含选型、布置、受力分析、造价分析等项目,在实施过程中,还应该按照一切从实际出发的原则,根据工程的实际情况,围绕工程的综合经济效益的目标进行结构优化设计。设计者在保证安全的前提下,应该敢于挑战新的结构形式。在结构设计的过程中,在基本满足建筑师设计意图的基础上,平面布置应尽量规则,对称,尽量缩小质量中心和刚度中心的差异;使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上,在满足功能要求的前提下,尽量使竖向承重构件上下贯通;能不使用转换层的就应避免使用,以减小结构分析和设计上的困难,另外也不经济,还容易造成应力集中;竖向刚度最好不要突变,而要渐变,否则突变处在水平荷载作用下会出现严
重的应力集中现象,这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。
二、结构设计优化技术的现实意义
建筑结构设计优化技术在结构设计中,可以达到“物美价廉”的效果,不但实现了建筑的美观、实用,而且在节省造价方面也有突出的效果。每一个建筑商都希望,在满足建筑结构长远效益的前提下,最大程度地减少建筑结构的近期投资,同时保证建筑物结构的可靠度和科学合理性。如此,才能实现可持续发展,实现更多、更大的市场收益。与传统房屋结构设计相比,采用设计优化方法则可以使建筑工程造价降低 6% ~35%。优化方法的技术性实现,可以最合理的利用材料的性能,使建筑结构内部各单元得到最好的协调,并具有建筑规范所规定的安全度。同时,它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策,优化技术是实现建筑设计的“适用、经济和安全”目标的有效途径。
三、结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤
3.1 结构优化模型
房屋结构整体优化设计方法分以按 3个步骤进行。首先,选择设计变量。一般把对设计要求起主要影响作用的参数作为设计变量,如目标控制参数和约束控制参数;而将那些对设计要求来讲,变化范围不大或是根据结构要求或局部性的设计考虑就能满足设计要求的参数等作为预定参数,这可以大大减少设计、计算和编制程序的工作量;其次,确定目标函数。寻求一组满足预定条件的截面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率,从而使总费用最小;第三,确定约束条件。房屋结构基于可靠度优化设计的约束条件,则包括尺寸约束、结构强度约束、应力约束、变形约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中,要使结构优化设计应用于实际房屋结构工程,则是用房屋结构设计中实际的约束条件与目标约束条件相比较,保证各约束条件都符合现行规范的要求,以实现最优设计。
3.2优化设计方案
房屋结构基于可靠度的优化设计问题属于比较复杂的多变量、多约束非线性优化问题,在计算过程中,通常是将有约束优化问题转化为无约束问题求解。可以利用的优化设计计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell法等。
3.3 进行程序设计
根据基于可靠度的结构优化模型和选择的优化设计计算方法,编制功能齐全、运算速度快的综合程序。如:midas,etabs,strat等。
3.4 结果分析
分析计算结果,确定最好的设计方案。在执行以上步骤的过程中,必须要全方位、多角度考虑问题。这主要是因为建设投资是一项耗资巨大的工程,涉及到的方面比较复杂,因此,必须进行总法规和考虑,不能仅仅为了节约资金投入而忽视了设计的优化作用。要正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键环节。设计中既要反对片面强调节约,忽视技术上的合理要求,使项目达不到功能的倾向,又要反对重视技术,轻经济、设计保守浪费的现象。
中图分类号:TU37文献标识码: A
Abstract: The design principles and requirements of the concrete structure is analyzed, the basic method of design of concrete structures, and from the safety, shock resistance, durability starting structure to clarify the structural optimization measures to promote high-rise buildings of concrete structures Optimal design of improvement.
Keywords: concrete structure; basic design methods; design optimization measures
一、引言
在我国建筑工程混凝土结构设计方法中存在技术标准和安全系数差距过大,设计和实施过程中人为的错误,耐久性设计方法存在问题,设计方法中安全检测出现问题。针对这些问题提出以下措施,提高技术标准,加强安全系数,加强结构的耐久性和材料的耐久性,加强设计过程中的质量监管,提高设计方法中的安全检测,相信通过我们的努力,会使问题得到解决,提高混凝土结构设计方法的实施和应用。
二、混凝土结构设计的设计原则与要求
1.设计原则
当前时期,设计人员对高层建筑中的混凝土实施结构设计,必须遵循适用性、安全性、耐久性以及可靠性几个方面的原则,以保证此项结构设计的各项功能均达到预计要求。
2.设计要求
1)延展性。高层建筑的结构柔性比低层的楼房要高,一旦遭遇地震等问题,会发生更大幅度的作用变形,若要避免建筑在地震等作用下发生倒塌变形等问题,就必须在进行混凝土结构的设计时,使其结构具备足够的延展性能。
2)侧向力。目前,高层建筑的结构设计中,其结构内力与变形等问题,主要受到地震的水平作用力及外部环境中的风力等因素的影响,层数的不断增多会带动水平作用力的持续加大。所以,在设计混凝土结构时,必须要充分地将这些侧向力的影响考虑在内。
3) 刚度要求。高层建筑面临着众多的水平作用力影响,容易出现较大幅度的侧向位移,设计人员在进行混凝土结构设计时,必须在保证其具有足够强度的基础上,同时使其具备合理的刚度及自振频率,进而将楼层水平位移控制于允许范围。
三、混凝土结构设计的基本方法
1 完善单元结构的布局设计
独立的结构单元设计,是高层建筑中的主要结构设计内容,此结构设计工作适合采用简单、规则的平面形式,但平面的整体长度与突出部分的长度应当控制于适宜的范围,且具备均匀分布的承载力与刚度,同时,竖向结构适合采取均匀、规则的形式,以保证建筑的外挑与内收问题得到有效的控制。要达到这一目标,混凝土结构的设计者,应当在制定结构设计方案的阶段,便努力地将概念设计的理念与知识作为参考,使建筑的适用性与美观度等要求在得到满足的基础上,通过进行优化设计,使其结构的平面与竖向布局尽可能地实现简单、均匀与规则性,保证其结构刚度与承载力的合理分布,避免建筑独立结构单元出现过于集中的塑性变形或应力。
2 优化高强的混凝土与钢筋使用
高层建筑建设需要耗费较多的混凝土、钢等材料,若混凝土和钢的强度过大,势必会造成建筑材料总造价的超限,同时加大其他构件的造价,从而降低建筑建设的经济效益。因此,混凝土的结构设计人员应当对高强度的混凝土与钢筋的使用进行合理的优化控制。以软土地基上的高层建筑设计为例,该结构地基受到的荷载较高,设计人员可以通过优化高强度的混凝土以及钢筋的使用,使建筑中各构件的截面尺寸得到合理优化,从而减轻建筑的结构自重,使建筑的基础工程建设难度得到大幅度的削减,降低工程的地基处理工作造价。再以位于震区的高层建筑的结构设计为例,建筑的自重与地震作用程度成正比例关系,设计人员通过将高强度的混凝土与钢筋的使用量减少,可以在减轻其梁、板、墙、柱等构件自重的基础上,降低地震的作用力,进而保证建筑结构的安全程度,使建筑的整体安全度得以提升。
3 合理设计剪力墙平面结构
建筑结构设计人员对混凝土结构进行设计,还需要充分地重视剪力墙结构的平面布局问题,以保证建筑整体结构受力的均匀性,并使建筑在侧向力的影响下出现的位移控制于允许状态。具体来讲,剪力墙平面结构的优化设计主要为以下几个方面:1) 以建筑的各项基本结构功能为依据,在满足这些功能的前提下,尽可能地使剪力墙的布置实现相对的集中化与均匀化,对具有较高的恒载或者平面形式变化较大的部位设计剪力墙,应当尽量缩小其间距。2) 以建筑的主轴方向或者是其他方向为基准,对剪力墙进行双向的布置,且墙肢截面适合为具备较小的侧向刚度的简单规则的形式,在设计中还要尽量地减少对短肢剪力墙的使用。
四、混凝土结构设计的优化措施
1. 提高技术标准,加强安全系数
在建筑设计方法中要提高技术标准和安全系数,在设计前要先对技术标准进行相关计划,紧跟技术标准走,技术标准的设计不要过大,也不可过小。要达到安全的效果,并根据设计的技术标准制定相应的安全系数。具体来说,设计人员可以从以下几个方面开展结构的安全性设计:1) 设计人员应当在保证建筑各项功能的同时,通过考虑结构自身的抗震性能及外部人为因素可能造成的结构破坏,有目的地将高层建筑的抗震等级提升。同时,还要从整体上,加强结构设计的稳定性与牢固度,避免将砖砌体承重或者装配式的混凝土结构应用于高层的公用属性较高的建筑中,而要优先选取现浇的钢筋混凝土的结构。2) 设计人员要从建筑建设过程中及投入应用后的各个方面入手,综合考虑其荷载变化的状况,尽可能地将建筑结构的荷载标准值与构件承载力设置出较大的弹性裕度,并且为楼面等部位进行额外的增加荷载的设计,以保证建筑在各级的地震与火灾等灾害中,都可以实现对于自身结构安全的维护。
2. 加强结构的耐久性和材料的耐久性
在设计的方法中要加强对结构和材料的管理,加强材料的选择,材料的质量一定要过关,只有这样才能保证结构上的设计方法过关。使用的材料要经过检测方可实用,结构的混凝土的量一定要到,并且钢筋及混凝土的质量一定要达标,只有这样才能保证结构耐久性。设计中要对结构的耐久性和材料的耐久性制定相关的规程,让质量有规程保证,切记没有规矩不成方圆。耐久性是设计的要求,同样是质量上的要求,要服从大局,让设计方法完美无缺。
3.加强设计过程中的质量监管
在建筑混凝土结构设计方法中要加强设计工程中的质量监管。政府要投入相关的精力去完成。在设计中政府就应宣传质量过关的要求,并随时进行监督,并用相关的工程质量法作为监督的背景,投入到相关的执法中。同时设计人员也应减少人为的错误和差错,要以相关职业道德和职业操守为基础去完成每一次设计工作。要加强相关经验的积累,向经验丰富的设计者学习,并加强自我锻炼。同时设计公司要对每个设计师进行了解,清楚他们擅长的工作,让它们在自己擅长的领域工作,公司应严把质量关,对质量不合格的人员进行惩戒,并对质量合格的优秀员工进行奖励,做到一碗水端平,对质量水平切记不能放宽要求,在相关的质量监管中把设计方法的高质量设计更好的应用到每一次的设计中,做到用质量提高实际生产率,让质量带动设计方法。
4.提高设计方法的安全检测
在设计方法中要提高安检,每一步骤都要经过相应的安全检查,政府也要辅助进行安检。在公司安检后,政府也要相应的进行复查,让安检万无一失不存在任何的问题。设计方法中的安全检查是不可缺少的一个步骤,要加强安全措施,对不符合安全措施的设计要从开始就加以杜绝。安检是设计完成不可缺少的一步,也是关键的步骤,要编入设计流程。在政府和设计者的双管齐下监督下会让安全检测得到保证,为设计方法的正确投入做出贡献。
五、结语
建筑工程混凝土结构设计方法的不断优化为建筑注入了更多的血液,相信在问题的解决中和不断的探索中,我国的建筑工程混凝土结构设计方法将得到更高层次的优化,让建筑事业得到补充和延续,让我国的政治经济文化事业在建筑的强化下得到高度发展,让设计带动建设,让建设带动其他产业,共同蓬勃发展
参考文献
摘 要:在经济全球化的大背景下,降低成本和核心技术成为企业竞争的两大法宝。企业的人才结构发生重大改变,企业的薪酬结构引起社会和员工的广泛关注,这就需要企业建立战略性的薪酬结构。企业薪酬结构设计的影响因素和设计方法是重点,了解到这两方面,则大大利于企业薪酬结构的设计,为企业薪酬结构设计提供参考。
关键词 :企业薪酬结构;影响因素;结构设计
中图分类号:F275 文献标志码:A 文章编号:1000-8772(2014)34-0163-02
收稿日期:2014-10-29
基金项目:华南农业大学珠江学院经济管理系《我国企业薪酬结构与薪酬结构激励机制研究》项目研究成员之一。课题编号:省级大学生创新21。
作者简介:陆新颖(1994-),女,广东德清人,学生,主要从事公司法研究(指导老师:施新华)。
一、企业薪酬结构的内涵及其构成[1]
(一)企业薪酬结构的内涵
(1)狭义的薪酬结构:同一组织内部不同职位或不同技能之间薪酬水平的排列形式,主要是纵向的等级关系,包括薪酬等级的数目、薪酬级差、等级区间和级差决定标准等。
(2)广义的薪酬结构:广义的薪酬结构包括狭义的薪酬结构,还指不同薪酬形式的之间的比例关系,我们将其称为薪酬组合。
我们这里研究的主要是在同一组织内的薪酬结构。
(二)薪酬结构的构成
一个典型的薪酬结构的基本构成有:薪酬的等级数量、薪酬趋势线(最高薪酬线、中位薪酬线、最低薪酬线)、薪酬等级内部范围(薪酬幅度、薪酬中值、最高值、最低值),以及相邻薪酬等级的交叉或重叠程度等。[2]
二、影响企业薪酬结构设计的因素
(一)遵守企业薪酬结构设计的基本原则
(1)贯彻内部公平性,兼顾外部竞争性。 贯彻内部公平性,顾及员工的感受,有利于提高员工的工作积极性,提高工作效率。随着企业间人才竞争激烈,薪酬水平若低于市场水平,企业则难以吸收到优秀人才,薪酬结构设计的外部竞争性越显其重要性。
(2)具备动态调整性。薪酬结构并不是一成不变的,还受外部因素和企业自身因素变化的影响,需要定期的调整和更新薪酬结构。调整的依据是薪酬与绩效对等,即职位价值和员工能力对企业贡献的大小。
(3)按工作流程支付原则。工作流程可分为团队合作和个人任务组织。当工作需要团队合作时,则尽量减少员工的薪酬差距;当工作可个人任务组织时,可适当拉大个人的薪酬差距。
(二)与企业总体战略相符的原则
在创立期,企业流动资金比较短缺,一般都会控制薪酬成本,倾向于推行弹性较大,薪酬差距较小的薪酬结构;在发展阶段,企业在规模和资金储备方面都有了很大的提高,这时,企业需要员工充分发挥积极性和创造力,加强企业的创新和市场开拓能力,这时企业采取的薪酬结构要偏向于激励员工;在衰退期,企业注重控制成本,回收资金,企业的薪酬结构倾向于基本保障作用,维持稳定。
(三)建立企业精神[4]
企业精神能够使其在市场形成自己的特色,同时能使员工与企业形成共同目标,更好地为企业创造财富。企业精神是薪酬结构设计无形的影响因素,但却对于企业是举足轻重的。
三、企业薪酬结构设计的方法和基本步骤[5]
(二)薪酬结构设计的基本方法
(1)基准职位定价法。基准职位定价法是利用基准职位的市场薪酬水平和基准职位的工作评价结果建立薪酬政策线,从而确定薪酬结构。它能符合贯彻内部公平性和兼顾外部性的原则,广泛应用于与市场联系紧密和规范性的企业。
(2)直接定价法。这是完全市场导向性薪酬设计方法。企业内所有的职位薪酬完全由市场所决定,薪酬结构也是根据市场各职位的薪酬水平建立的。直接定价法体现了外部性,却忽略了内部公平性,适合市场主导的企业。
(3)设定工资调整法。设定工资调整法是企业根据自身经营状况而规定基准职位的调整薪酬标准,再根据工作表现来设计薪酬结构。
(4)当前工资调整法。企业根据目前的薪酬结构重新调整或重新设计,实际上是员工薪酬的再分配。
(二)企业薪酬结构设计的基本步骤
(1)薪酬政策线的制定。薪酬政策线是指薪酬中值点所形成的的趋势线,它的主要作用是确定企业薪酬的总体趋势。
(2)薪酬等级的确定。确定等级有:企业内部的一个薪酬结构划分了多少等级;确定最高薪酬等级与最低薪酬等级之间的差距;相邻两个薪酬等级的级差。
(3)薪酬等级范围的确定。 薪酬等级范围的确定是依照每个薪酬中确定最高值、最低值和不同等级的薪酬标准交叉或重叠度。
(4)薪酬结构的调整。它是指根据企业管理的其他特殊要求对薪酬结构进行局部和定期的调整。
四、研究企业薪酬结构影响因素的目的和意义
(1)在经济全球化的时代背景下,我国现已成为世界贸易大国,国外国内的企业竞争都很激烈,变革已经成为企业长青的重要因素。薪酬结构的研究与企业变革密切相关,研究企业薪酬结构的影响因素,合理分配企业资源,更是能促进企业深入变革,适应时代潮流。
(2)薪酬的观念已经发生了变化,从简单的人工成本转变为人力投资。把发放员工薪酬视为一种企业人力投资,并激励员工,充分发挥其主观能动性。研究薪酬结构设计影响因素,改变薪酬理念,跳出旧框架。
(3)薪酬是企业对员工给企业付出自己的体力与智力劳动后所支付的相应的酬劳和回报,实质是一种公平交易员工付出劳动并得到相应的报酬也是员工实现其自身价值的重要途径。研究薪酬结构设计影响因素最终能够实现激励员工,使员工更踏实地为企业工作。
参考文献:
[1] 孙静,林朝阳.企业薪酬管理[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2] 孙静,林朝阳.企业薪酬管理[M].北京:清华大学出版社,2009:123.
[3] 雷鸣.企业薪酬结构的影响因素[A]中国电力教育(下),2012(15).表2:33.