房屋设计分析模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇房屋设计分析，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。

篇1

随着建筑技术的不断发展，建筑的结构和形式也开始朝多样化发展，无论是审美还是使用功能都有了很大的飞跃。而多门式刚架轻型钢结构作为轻型钢架结构中的一种，在现代建筑行业得到了很大的发展。在门式刚架轻型钢结构房屋设计方面，也有了很高的要求。这就需要设计人员根据工程的实际情况，充分掌握门式刚架轻型钢结构房屋设计的特点、适用范围、结构形式等，同时，还需要对门式刚架的塑性设计与计算、节点设计和支撑布置等方面的知识有充分的了解。

1.刚架特点

刚架结构是梁柱单元构件的组合体，形式种类多样。根据不同的建筑，又有不同的使用范畴。一般而言，单跨、双跨或多跨的单、双坡门式刚架，在单层工业与民用房屋的钢结构中，应用较多。

单跨、双跨门式刚架的斜梁和柱常为刚接，而柱的底部多数为铰接。在工程需要的情况下，在多跨刚架中间柱与斜梁的连接部，可以考虑采用铰接。而多跨刚架，通常需要采用双坡或单坡屋盖，如果工程有需要，也可采用由多个双坡单跨相连的多跨刚架形式。

与屋架结构相比，门式刚架的整个构件的截面尺寸较小，这样就方便我们更好、更有效地利用建筑空间，不仅能够有效的降低房屋的高度，也可以有效的减小建筑体积，同时也对建筑造型起到美观作用。

一般的门式刚架用于跨度为9～36m、柱距为6m、柱高为4.5～9m，而且设有起重量较小的悬挂吊车的单层工业房屋，或者公共建筑。需要架设桥式吊车时，其起重量控制在20t以内，属于A1～A5中、轻级工作制吊车；而在设置悬挂吊车时，起重量控制在3t以内。

2.结构形式

从类型上看，门式刚架的结构形式有很多种。按构件体系分，有实腹式与格构式；按横截面形式分，有等截面与变截面；按结构选材分，有普通型钢、薄壁型钢、钢管或钢板焊成。一般来说，实腹式刚架的横截面是工字形，当然，也有少数是z形；而一般而言，格构式刚架的横截面是矩形或者三角形。

2.1建筑尺寸

通常情况下门式刚架轻型房屋钢结构的尺寸应该满足下列规定：1）门式刚架的跨度取值标准为，横向刚架柱轴线间的距离。2）门式刚架的高度的取值标准，应该是地坪至柱轴线与斜梁轴线交点的高度。当然，具体的高度需要安装使用要求的内净高确定。3）在柱的轴线选择上，一般可以通过柱下端中心的竖向轴线。如果是工业建筑边柱的定位轴线，则应该考虑取柱外皮。斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。4）门式刚架轻型房屋的檐口高度，应该按照地坪至房屋外侧檩条上缘的高度来取定。其最大高度，一般由地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度决定，而房屋侧墙墙梁外皮之间的距离，则为宽度应取的距离，长度则按照两端山墙墙梁外皮之间的距离作为标准取值。

通常来说，门式刚架的跨度应该为9～36m，如果边柱的宽度不等，那就需要把外侧对齐。而一般的高度应该在4.5～9.0m之间，如果有桥式吊车时，就不能超过12m。间距，也就是柱网轴线在纵向的距离一般要采用6～9m。挑檐长度可根据使用要求确定，但是通常是在为0.5～1.2m之间取值，其上翼缘坡度宜与斜梁坡度相同。

2.2结构平面布置

（1）门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度必须要满足这两个规定：1）纵向温度区段不大于300m；2）横向温度区段不大于150m。当然，这只是参照值，如果有计算依据和需要时，温度区段长度可根据工程的实际需要适当加大。

（2）在多跨刚架局部抽掉中间柱，或者边柱处需要考虑布置托架梁。

（3）屋面檩条的布置应考虑天窗、屋面材料、采光带、通风屋脊、檩条供货规格等因素的影响，屋面压型钢板厚度和檩条间距应按计算确定。

（4）山墙可设置由抗风柱、斜梁、墙梁及其支撑组成的山墙墙架，或采用门式刚架。

3.门式刚架的塑性设计与计算

3.1门式刚架荷载

门式刚架的荷载一般有三类：一是屋面结构等的自重，即永久荷载；二是屋面活荷载和雪荷载中的较大者；三是风荷载。在一般的弹性设计中，可以根据各类荷载单独计算刚架中的内力，最后再有目的的对各个构件进行内力组合，求出最不利的内力设计值。而在塑性设

计中，找到结构中形成机构的塑性铰位置，进而求得构件截面的塑性弯矩M，是机构分析的目的。当然，在实际的计算中，避免对分析结果进行叠加，而是要首先进行荷载组合，然后才能进一步对每种组合进行内力分析。

因为屋面部分风荷载的体型系数是负值，风力为吸力，其方向是与屋面活荷载或雪荷载相反的，所以，在进行无吊车荷载的门式刚架设计时，需要考虑的荷载基本组合为两个：1）永久荷载+屋面活荷载（或雪荷载）；2）永久荷载+屋面活荷载（或雪荷载）+风荷载。要特别强调的是，对于“永久荷载+风荷载”，通常情况下不需要进行控制组合，只有当风荷载特别大，而且可能产生内力变号的情况下，才有必要进行考虑。

3.2门式刚架的机构分析

利用简单塑性理论进行刚架内力分析的方法很多，本文只介绍较为常用的静力法。所谓的静力法，指的是通过求解静力平衡方程，来确定塑性铰位置和塑性弯矩的方法。具体的步骤是：1）为了形成静定结构，应该去除构件中的超静定赘余反力，然后绘制荷载作用下此静定结构的弯矩图。2）把赘余反力作用在静定刚架上，然后在根据具体要求画出由赘余反力产生的弯矩图。3）把前面的两弯矩图叠加，求得成机构的塑性铰位置，求得截面的最大全塑性弯矩MP。按照唯一性原理，塑性分析的唯一结果，也就是在破坏情况下的弯矩分配

必须要同时符合平衡、机构、屈服这3个条件。

根据上述静力法的分析，一定可以使得平衡条件和机构条件得到满足，当然，如果找错了塑性铰位置，那就很有可能在所确定的塑性铰位置以外的其他截面上产生大于MP的弯矩，此时，也就完成背离了屈服条件。所以，求得MP后，还需要进行检查，确保构件的任何一个截面的弯矩的绝对值不超过MP。

3.3门式刚架的截面设计

一般来说，在完成通过内力分析确定截面的塑性弯矩MP后，就可以接着进行截面的初选。尽管门式刚架的柱子和斜梁都是压弯构件，但是，根据相关的原理，我们在进行截面的初选时，仍然可以将它们各看做受弯构件，也就是要忽略轴力的影响。而对于纯弯构件，在荷载使梁处于全塑性工作阶段的背景下，截面上的应力图形为两块矩形，形成塑性铰，截面上的弯矩为全塑性弯矩，简称塑性弯矩，记为 （式中： 为塑性截面模量， 为截面形状系数，Wp为弹性截面模量，对工字形截面 =1.10～1.17，随截面尺寸不同而变化）。引入荷载分项系数和抗力分项系数后，得 。由此可求得所需构件截面的弹性截面模量： ，由 即可初选构件的截面。

参考文献：

[1]朱勇军.门式刚架轻型钢结构设计初探[J].建筑知识.2001（02）

[2]张遥.浅谈门式刚架轻型钢结构工业建筑设计的入门之道[J].武汉勘察设计.2012（10）

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中图分类号：TU2文献标识码： A

一．房屋建筑设计存在的问题

现阶段我国现代房屋设计的问题主要表现在以下两方面：

首先，在进行房屋设计的过程中，很多设计师不重视房屋产品与建筑设计之间的配合，我国很多住宅建筑建设还处于分散且自然发展的初级阶段，建筑物的建设具有盲目性和自发性的特点，这就已严重影响到了建筑自身所具有的特点的体现，建筑设计与住宅产品模式之间缺乏协调性，生产配套不完善，严重影响了住宅建筑设计的质量。

其次，目前我国建筑设计观念较落后，大多数住宅建筑设计者在建筑设计过程中存在急功近利的心理，对居民用户的各种需求考虑不足，过分于考虑建筑开发商的利益，这就导致很多房屋建筑的设计功能不全或者功能性较差，不能满足当下人们对房屋建筑的设计质量的要求。另外，房屋户型设计单调，空间设计缺少灵活性，没有自身特色，后期室内空间改造更新困难，很难满足现代人对生活方式和居住模式的多样性的需求。

二．房屋建筑设计的发展措施

1. 房屋建筑舒适性的提高

房屋建筑设计的首要目的在于满足居民的生活需要，以人为本，为此，房屋建筑设计人员应该除了要充分了解房屋建筑的面积、户型特点外，还应根据房屋建筑用户的自身需要，结合建筑物的自身空间结构特点，进行合理的结构划分，保证房屋建筑空间的高效合理使用。为了不断提高房屋建筑的舒适度，房屋结构设计一方面要充分保证室内环境质量，确保房屋可以进行较好的采光和通风，同时也要保证室内各个空间的相对私密性；另一方面，对于房屋建筑的外部空间环境设计，设计师要保证居民交往空间设计的舒适得当，多种设计方式相结合，私密空间与半私密空间相结合，搭配得当，例如房屋建筑的设计者可以充分利用广场、走廊、绿化带等元素构成一个统一的景观结构，为居民构造一个安静祥和的小区环境，同时也方便居民之间的日常交往。

2. 房屋建筑使用寿命的增长

现阶段国内的房屋建筑使用寿命一般都在50年左右，但是受目前中国房屋价格普遍较高的影响，人们一般需要花费十几年甚至几十年代时间来购买一套住宅，房屋建筑使用寿命达到之后如果进行拆除，人们的正常生活便得不到有效保证，所以我国迫切需要提高房屋建筑是使用寿命，增加建筑物的耐久性。然而，伴随建筑行业的不断发展，超耐久型混凝土的研究正在发展，相信在不久的将来，混凝土的使用寿命会大大延长，这样就会相应的提高国内房屋建筑的使用寿命，保证人们的正常生活，给国家和人们带来巨大的经济效益和社会效益，同时也有利于社会的安定团结和长期稳定发展。

3.坚持可持续发展的设计原则

目前，党和政府正在全国倡导贯彻实施可持续发展战略，对房屋建筑设计而言，也应该坚持贯彻可持续发展的设计原则，保证建筑设计的可持续性。这就要求房屋建筑设计人员在进行房屋建筑设计之前要加强对房屋建筑周围的风土人情的了解，重视当地的地域特色，保证房屋建筑设计与当地的地域特点相融合；在房屋建筑设计过程中，要注意选择环保型建筑材料，增强自身的环保意识，避免使用各种含有放射性物质或各种有害化学元素的建筑材料，优先选择具有可再生性的建筑材料；另外，要注重完善房屋建筑设计的灵活性，尽量减少建筑物的体量，保证房屋建筑物的设计空间还可以根据居住者的不同需要进行进一步的改革。在房屋建筑设计实施阶段，一定要尽量减少资源浪费，确保资源的高效合理使用，优化资源配置，减少建设过程中对环境的污染和破坏，促进社会的长期可持续发展。

4.提高房屋建筑设计的功能性

受房屋建筑居住者的文化层次、价值取向、审美观、家庭结构等的不同，居民对房屋建筑设计功能性的要求也各不相同；而对于同一个居住者来说，受不同时期家庭结构的不同对房屋建筑空间结构的要求也会出现不同。所以设计者在进行房屋建筑设计时一定要注重空间结构设计的灵活性，保证房屋建筑的空间结构可以使用各种差异性的改造，不断提高房屋建筑功能空间的专用程度。一般而言，按分室标准要求，起居与主卧室分开，食寝分开，工作与学习空间应该相对独立。

对于固定的卫生间、厨房、单元的形状，按照居住者的不同需要，设计者要进行空间布局的不同划分，对厨房而言，厨房是居民家务劳动最集中的地方，通常情况下，厨房的适用与否取决于厨房的使用面积，以及厨房的形状和尺寸，厨房的台面一般会设计为H型或者L型，保证有足够充裕的空间来放置各种家电。对于卫生间的设计，设计人员应该随着套型面积的扩大增加相应的洗刷用具，特别是盥洗室分设之后，上部空间一般可以设置吊柜，同时也可以和厨房入口相结合，合理而高效的利用空间。

三. 房屋建筑设计中的如何运用节能措施

1.我国房屋建设节能设计的现状

根据相关材料显示：我国房屋建筑节能设计起步落后于西方发达国家，一定程度上造成了能源浪费。其主要表现为：（1）在建筑设计过程中没有较强的节能意识，只顾外观美观以及奇异性，忽略房屋的合理性，从而增加了能耗。（2）保温结构技术应用不足。

2.在实际工程设计中如何运用房屋建筑设计的节能措施

（1）房屋建筑设计中的基础节能措施。房屋建筑设计阶段的节能措施一般分为建筑形体、建筑维护结构及屋顶的节能设计措施。需要严格按照相关的施工标准进行操作，其中不得偷工减料也不得以次充好，才能保质保量，初步实现房屋建筑的节能。

（2）节能房屋设计中空间空气对流设计。在房屋的平面布置设计时需注意：门窗的位置、大小、户型的设计要充分考虑空气对流和穿堂风的组织，避免气流的转折，使气流通畅均匀。自然通风能够很好的改善人体热舒适、降低气温，为主动的调节措施，有明显的节能效益和生态作用。值得一提的是：保持通风开口面积的平衡。在实际设计中发现，除通风效果外，冬天也有利于集热的效果，北向窗在北方可小些但在南方炎热地区则不宜过小。窗户开启方式（平开窗立轴旋转窗）及活动式侧墙可影响风向提高通风效果。

（3）景观设计在房屋建筑中的节能应用。在多个房屋建筑体中场地景观设计和建筑节能密切相关。景观设计是根据住宅建筑所处的纬度、气候特点、风向类型进行植物配置，在不同的季节为建筑提供良好的宜居环境；它还可以结合门窗位置设计场地和绿化，借助树木形成的空气流动来提高建筑室内通风效果。譬如：在住宅建筑冬季主导风向布置常绿植物（马尾松、枫杨、榆树、榉树、水杉、台湾相思树等）可达到防风效果；在房屋建筑东西向布置落叶乔灌木起遮荫效果；植物的合理配置可有效减弱高层建筑间的强风效果。

（4）节能房屋建筑中遮阳设计。建筑遮阳构件多种多样，如何保证其功能性的同时也节能？简单介绍一下实际中常用的节能遮阳的基本形式有：①水平式遮阳能遮挡高度角较大。从窗户上方照射下来的阳光,适用于南向窗口。②垂直式遮阳能遮挡高度角较小。从窗口两侧斜射过来的阳光,适用于东北向和西北向窗口。③综合式遮阳遮挡效果较好，能遮挡高度角中等从窗口上方和两侧斜射过来的阳光,适用于东南向和西南向窗口。

此外，还有多种多样形式的遮阳系统，例如人们经常使用的折叠、滑动或介于闭与开之间的百叶窗、能调节叶片角度的百叶窗、遮阳窗帘等可调节式遮阳夏天可遮阳，冬天可减少夜间窗户散热，改善室内热环境，其节能效果显著，是住宅建筑设计中应该考虑的一大因素。

四．结语

随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对房屋建筑设计的质量要求逐渐提高，对房屋的安全感、舒适度、使用功能等也越来越关注，这也就意味着设计单位在设计过程中要不断提高对房屋建筑设计质量的把控，以满足社会对房屋设计更高的要求。本文通过对现阶段国内在房屋建筑设计中存在诸多问题进行论述，提出相应的发展思路与措施，以给建筑设计者在设计工作中提供一些有益借鉴。

篇3

1 地震相关知识

地震是由于在地球地壳中蕴含着巨大的能量，当这股巨大的能量作用在地球内部的岩层上时，就会因为其力量导致岩层产生巨大的歪曲、变形，进而造成错动。当这种力量传至地球表面，就会发生地震。在地震中，地壳岩层发生变形的部位叫做震源，而在震源之上，也就是地震效果最强烈的地区，就叫做震中。地震的大小是由震级进行区分的，它由地震现象释放出的能量大小进行评定。在我国的抗震要求中，明确规定了要在建筑物的正常使用年限内，要对不同强度的地震具有各不相同的抗震能力。

2 地震对工程结构的破坏

在地震发生时，对人们的生命安全造成直接危害的就是工程结构的损坏，工程结构的破坏原因同抗震措施和结构类型都有很大程度的关系，其主要情况有下列几种：

2.1 由于承重结构的承载力不足而引起的破坏

在地震发生时，由于地壳中强大的力量直接作用在建筑物上，而由于建筑的承载力不足以抵住这股力量，从而使其发生变形，进而使墙体发生变形、裂缝。

2.2由于结构整体性差而引起的破坏

在地震灾害发生时，如果建筑结构的各个节点支撑不足、延性不够、强度不够，就会使整个建筑结构整体性遭受破坏。

2.3 由于地基问题的破坏

在地震灾害中，也有这样的情况存在，即建筑物本身情况良好，但是由于地基承载力的变低或者地基土特殊情况而造成整个建筑物发生倒塌的现象。

3 抗震设计中存在的问题

3.1柱端弯矩增大系数问题

“强剪弱弯，强柱弱梁”这种设计理念，在汶川地震中显示出了其存在的重要性，其通过避免建筑物的支撑柱在地震发生时过早发生坍塌，对建筑建构的变形能力进行了一定的改善，可以有效的防止在强级别地震中坍塌的危险。那么，在实际建筑施工中，如何真正的实现“强柱弱梁”也是一个需要注意的问题。在我国当前的建筑业中，通常会采用增大弯矩设计值方法来实现这个目的。不同的端弯矩系数代表着各不相同的防震性能。在我国制定的相关抗震规范中，都对端弯矩系数明确的进行了规定。

3.2梁内力计算问题？

在现今建筑相关规范中，要求在计算惯性矩的过程中要充分考虑到楼板的因素。在建筑框架中，梁近支座部分由于在梁跨中位置受到正弯矩作用，而在近支座部分则受到负弯矩的作用，其所造成的影响是不相同的。在建设方对建筑整体框架进行设计的过程中，要充分考虑到竖向荷载下楼板的作用，需要通过使柱端弯矩减小来对梁惯性矩进行增大，而在水平荷载下，则需要重点考虑楼板因素，需要通过减小弯矩来使层间的位移更小。而上述这些过程却与我们一直依据的“强柱弱梁”不尽相同。另外，由于混凝土结构的特殊属性，在对建筑的框架进行设计过程中，还需要对梁弯矩进行一定程度的调幅，从而实现“强柱弱梁”的机制。而在实际地震灾害中，经常是水平地震的组合效应，在地震发生的情况下这种框架能不能起到应有的作用也是有待商榷的。

3.3 梁抗弯刚度问题？

在对梁抗进行设计时，要充分考虑到其承载能力和对抗弯能力。在实际设计过程中，要按照不同的设计系数对梁抗弯刚度进行增强。在目前的设计中，往往只考虑到地震时梁端对楼板的影响，而忽视了跨中截面的设计，而在实际地震灾害中，这两部分都会受到影响，如果仅仅重视了梁端的影响而忽视了截面内的影响，则会导致建筑的梁抗弯度大于截面的弯度，不能很好的实现“强柱弱梁”的原则。这种情况直接反应在汶川地震中，为人们带来了惨痛的教训。

4 对抗震中问题的改进措施

在地震发生之后，众多相关科技人员都会对地震的资料、数据与框架结构进行细致的分析，在通过对其进行系统的研究之后，针对在目前我国建筑抗震设计中存在的一些问题，主要有以下几种改进措施。

4.1 选择合适的梁、柱配筋率

在框架结构的设计中，梁、柱配筋率是非常重要的因素之一，其直接影响到了整个建筑抗震能力的强弱。而在实际的设计中，配筋率的选择对外力的受力情况也有非常重要的联系，在实际设计过程中，应当严格把握适中的原则。配筋率除了直接关系到抗震等级之外，还同钢筋的抗拉强度有着直接关系，在实际的设计工作中也要注意。而通常柱子的配筋率相对较低，但是在地震灾害发生时，柱子要承受到巨大的扭转力和拉力，还要受到双向偏心的压制，另外还有基础沉降、温度等因素的影响。在上述多种内力与因素的共同影响下，则需要对配筋的计算方式进行重新调整，从而根据实际情况选取合适的配筋率。

4.2 适当的调整内力计算模式

在现今的建筑工作中，对内力计算时应当严格按照相关规范的规定，此时可以通过计算机等科学技术进行工作的辅助计算与分析，但是这种单一的计算方法有时不够灵活，达不到对实际工作状况的动态分析，从而在实际的施工过程中可能形成安全隐患。同时由于计算模型力分布和传递过程的缺陷，对板配筋的承载能力缺少相应的计算，则容易造成“强梁弱柱”的现象发生。所以在框架的结构设计过程中，还需要对内力模型进行调整，从而充分对建筑各部位的力分布与传播路径进行把握，通过各个方面的精确计算与调整，形成在地震灾害中可以产生巨大作用的“强柱弱梁”机制。

4.3 加强框架抗震的结构检验计算

框架抗震的结构检验计算的过程中，主要包括对罕遇地震的验算与多遇地震的验算。多遇地震的验算主要是针对于顶层与层间的计算，而罕见的地震验算则关注建筑的薄弱层方面。在实际的设计过程中，设计者需要充分的对层与层之间的限值进行综合的考虑，从而提高对于建筑物抗震反应的计算分析水平，提高建筑抗震设计成果，保证房屋建筑具备良好的结构延性、韧性和抗性。

5 结束语

地震灾害是对人类危害非常严重的灾害之一，每次重大地震灾害都会由于房屋的倒塌对人们产生重大的伤亡，为了保证人们在重大地震灾害中的存活率，保障人类生活的安全稳定，则一定要从建筑的抗震性能着手，在对建筑的设计过程中充分对建筑结构的受力性进行考虑，并对其内力计算模型进行适当的优化与调整，从而为建筑的抗震框架设计提供更有效、更实用的数据基础与理论技术，从而实现合格、合理、安全性强的抗震机制。

参考文献

[1]杨杰，张敏，李红培.概念设计在建筑抗震设计中的重要性和实现方法[J].四川建筑.2010（04）

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1房屋建筑节能设计的重要意义

我国是世界建筑消耗最大的国家，每年都有近20亿平米的新建面积，其中住宅和一些公共建筑在建造和使用过程中的存在严重资源浪费的问题，这与我国的国情很不适应。因此，发展“节能建筑”、“绿色建筑”，是实现国民经济可持续发展的重要方面。节能建筑的科学定义，是在建筑过程中要充分利用阳光、雨水等可再生能源，最大限度地节水节电。而建筑行业是用能大户，因此，发展节能建筑正好适应了整个建筑行业发展的需要。现在，居民对于建筑的设计不仅只考虑美观舒适，还会注重设计个性以及“以人为本”“环保节能”等方面了。在建筑设计中重视节能问题，能有效缓解我国社会经济快速发展与资源能源供应紧张之间的矛盾，有利于保障国家能源安全、提高人民生活质量、保护环境、以及加快循环经济的发展，从而更合理地利用和促进能源资源的节约和利用。

2建筑节能设计的原则

2.1自然通风

建筑节能设计需要注意的一个很重要的问题就是如何组织好建筑物室内外春秋季和夏季凉爽时间的自然通风。良好的自然通风不仅有利于改善室内的舒适程度，而且可减少开空调的时间有利于降低建筑物的实际使用能耗，因此，在建筑单体设计和群体总平面布置时，考虑自然通风是十分必要的。

2.2建筑物的朝向

在建筑单体设计和群体总平面布置时，考虑朝向也是十分重要的。朝向对建筑能耗的影响，除了风之外，还有太阳辐射。太阳辐射得热对建筑能耗的影响很大，夏季太阳辐射得热增加制冷负荷，冬季太阳辐射得热降低采暖负荷。总体而言，由于太阳高度角和方位角的变化规律，在夏热冬冷地区。南北朝向的建筑夏季可以减少太阳辐射得热，冬季可以增加太阳辐射得热，是最有利的建筑朝向。在规划条件允许的情况下，应该优先采用南北或接近南北朝向。

2.3建筑物的体形系数

建筑物体形系数是指建筑物的外表面积和外表面积所包的体积之比。体形系数的大小对建筑能耗的影响非常显著。体形系数越小，单位建筑面积对应的外表面积越小，护结构的传热损失越小。从降低建筑能耗的角度出发，应该将体形系数控制在一个较低的水平上。但是，体形系数不只是影响护结构的传热损失，它还与建筑造型、平面布局、采光通风等紧密相关。体形系数过小，将制约建筑师的创造性，造成建筑造型呆板，平面布局困难，甚至损害建筑功能。因此在具体的设计过程中，要注意权衡利弊，兼顾不同类型的建筑造型，将条式建筑的体形系数定在标准规定的范围内。条式建筑物的体形系数不应超过O.35，点式建筑物的体形系数不应超过0.40。

3房屋建筑节能设计的措施分析

3.1房屋外墙保温节能的设计

在建筑的基本形式不能改变的情况下，房屋建筑节能设计可采用外墙外保温技术的建筑节能改造模式，改造时可多考虑节能保温涂料与轻型保温板材等技术的复合运用。目前，高效建筑绝热材料的使用和复合墙体的做法在国内不断推广，其中，性能最好的还是聚氨酯保温材料及其施工技术，施工实践证明，粘贴聚苯板外墙外保温体系和浇筑聚苯板外墙外保温体系相比，聚氨酯硬质泡沫的保温性能更优越、更接近于节能65%的要求。对某些较为重视建筑视觉形象的特殊工程，节能设计可采用外墙外保温技术和外墙内保温技术相结合的节能改造模式。改造时，因其支撑结构相对独立，各种技术运用的空间较大，可考虑以原有墙体作保温加固处理后再进行外包，宜采用各类型节能保温板材辅以保温辅料，并配合节能保温门窗等共同使用。

3.2房屋外结构保温隔热相关节能设计

一般情况下，建筑结构温度最高的部分为结构，结构由于面积较大，能够实现对建筑结构的节能设计与处理十分重要，一般来说，房屋屋面的节能设计是否达到目标对改善高层建筑室内温度环境、实现节能降耗具有十分重要的意义。对此，现阶段我国房屋建筑设计工作者一般采用轻质高效保温材料，通过在防水层和屋面板之间放置轻质高效保温材料达到屋面保温节能效果。一般来说选用的轻质高效保温材料要达到低容重、低导热系数、低吸水率等技术指标。这种做法称为正辅法，当然还有倒辅法，倒辅法就是将保温层设置在防水层上，采用倒辅法可以实现对保温材料的良好保护，减小防水材料由于环境原因而造成的自然或者人为损坏，进而实现提高防水材料使用寿命的目的。但是这种方法成本较大。目前，浅色坡房面是我国房屋建筑主要采用的节能设计手段，借助这种技术可以将高效排水、阻止渗漏、保温隔热、节能降耗等目标同时实现，日照对深暗色屋顶的反射率不到30%，与深暗色屋顶设计相比，其他非深暗色屋顶的反射率高达65%，反射率高可以节约能源消耗。

3.3建筑门窗结构节能设计

在对房屋建筑节能设计时要重视门户的保温效果，建筑设计工作人员要不断的降低门窗结构的导热性，只有这样才能提高其房屋的整体保温性能。房屋建筑设计人员可以通过各种有效途径如增加玻璃层数或者厚度，采用新型建筑节能材料等方法。现阶段我国房屋建筑节能设计中采用密封中空玻璃或者平板片玻璃较多，设计时一般采用隔框进行分开，以进行密封，使玻璃层形成干燥空间，还可以借助在密封空间放置干燥剂实现玻璃内表面和外表面温差平衡，从而保持建筑窗户有良好的透明度和洁净度，密封空间内部的空气具有静止的特点，可以提高整个窗户的保温性，同时，建筑房屋的窗户大小也对房屋的整体保温效果产生影响，建筑窗户的大小要根据相关设计的比例，主要是参考建筑设计门窗比例，只有保持合适的窗墙比例才能最大限度的实现节能降耗、提高入住舒适度的目标。

3.4利用太阳能的节能设计

太阳能是一种可再生清洁能源，通过对太阳能资源的开发和利用，可以提高建筑的节能效果，现代房屋建筑设计都十分重视对太阳能这种可再生清洁能源的利用。我国幅员辽阔，太阳能资源比较丰富，我国大部分地区日照量充足，并且有十分良好的日照强度，这为我国充分利用太阳能资源提供了良好的自然条件，我国房屋设计人员在进行房屋设计时，要充分考虑和利用我国现有的丰富太阳能资源，提高房屋的整体节能水平，太阳能资源有着十分广阔的运用空间，如可以利用太阳能为房屋供暖、供电照明、供热水等。随着技术的不断进步，太阳能资源将在房屋节能设计中扮演更加重要的角色，太阳能节能设计在我国将会有广阔的发展空间，因为太阳能有其他能源无可比拟的优点，我国房屋设计人员要重视太阳能资源在我国房屋节能设计中发挥的作用，要将太阳能节能设计广泛的运用到我国房屋建筑节能设计中去，为我国房屋节能降耗做出应有的贡献。

4房屋建筑节能设计的发展前景分析

节能对建筑业有巨大的经济效益，面对全球能源的日益紧张，世界各国特别是欧美发达国家对节能技术给予了充分的重视。而我国的房屋建筑节能设计工作从20世纪90年代初才刚刚启动。首先，在设计技术节能方面，积极采用节能建材、新型节能墙体、屋面的保温隔热技术、节能门窗的保温隔热和密闭技术。加大新能源和可再生能源如太阳能和低热能在房屋建筑中的应用，并进―步推广不同能源的热泵技术、产品以及回收废热、余热技术；其次，在房屋建筑节能设计管理方面，加强房屋建筑节能标准化工作，严格实行房屋建筑的节能设计，要把房屋建筑节能设计作为房屋建筑设计是否达标的重要考核项目；最后，在房屋建筑设备产品的使用方面，应采用节能型供热、空调设备，并提高设备运行时的能源利用率，以达到更好节能的目的。

5结束语

建筑节能更是国家发展的基本国策之一，随着我国建筑节能工作的开展，以及人们对发送建筑热环境的迫切需求，建筑节能技术必将得到迅速发展。因此，抓好房屋建筑的节能设计，合理地使用节能设计方法，提高能源的有效利用率，不断进行自我完善，必将会带动国家和地方的建筑节能事业，促进全社会建筑节能技术的进步，让我国的建筑节能技术走向世界。

参考文献：

[1]彭关中，廖小平.建筑节能技术探讨[J].节能2005（11）.

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中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

房屋结构设计是房屋设计中最基础的环节，也是最关键的环节。如果结构设计不合理，那么将直接导致房屋建构出现问题，不仅影响施工进程，更重要的是影响施工质量，严重的会使整个工程无法进展。所以，房屋结构设计必须要科学而合理，设计单位必须要根据房屋建筑工程的实际情况进行设计，以保证地基的承载力及建筑结构的稳定性。本文就房屋结构设计中的设计要点进行分析，以期提高建筑房屋的效率和质量。

二、住宅建筑设计的新要求

1、材料和资金的节省

随着土地、能源和材料价格的持续上涨，以致开发商往往要求设计单位必须注意材料和资金的节约，这一点符合结构设计“安全适用，经济合理”的指导思想。要真正做好节约资本，结构设计人员必须把握好建筑结构的概念设计。概念设计是依据理论知识工作经验，结合建筑功能要求与建筑工程条件，在特定的建筑问题中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识处理构件与结构、结构与结构之间的关系的定性设计方法。一幢住宅建筑的设计没有经过正确的概念设计，是难以实现效果最好、造价最低的结构方案的。

2、户型内部空间个性化

每个业主都具有个性化的思维方式和审美意识，不同时期住户建筑空间有不同的要求。在建筑结构设计上应该、考虑让住户拥有建筑内部的空间划分以及楼梯和楼梯间、建筑分户墙、外墙或固定的厨房和卫生间设置的权利。竖向受力构件的布置时，应使其与卫生隔墙结合设置，避免在户型内部其他部位出现。这样既在开间进深两个方向保留了较大的灵活性，也充分利用了承重墙隔音好的性能。同时外墙部位的梁、柱、墙的设置，要为窗户的灵活布置创造条件；楼板的设计，也必须考虑隔墙位置的调整。

三、房屋建筑结构设计的基本方法

1、当结构平面图在绘制结构平面布置图时，需要输入结构软件进行建模。建筑物根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度进行相应的计算和构造措施要求。注意“地震作用”、“抗震措施”与“抗震构造措施”，提高地震作用，则结构的各构件均全面增加材料；抗震措施指除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施，其中的一般规定及计算要点中的地震作用效应(内力和变形)调整的规定均属于抗震措施，提高抗震措施，着眼于把财力、物力用在增加结构薄弱部位的抗震能力上，是经济而有效的方法；抗震构造措施指根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。设计中需要注意受压和局部受压的一些问题。

2、屋顶(面)结构图当建筑是坡屋面时，结构处理方式有梁板与及折板式两种。梁板式适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，折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明，结构设计者必须要具备一定的空间概念，正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高，要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。

四、房屋建筑结构设计中的要点分析

1、地基设计

随着经济的快速发展，科学技术有较大的进步，在房屋建筑结构设计中的应用也越来越多，为提高房屋建筑结构设计的质量做出了较大的贡，但是，设计单位在设计房屋建筑结构时对科学技术的应用还比较片面。设计人员在对房屋建筑设计之前，应当首先对当地的水文地质状况进行研究分析，并充分搜集当地的房屋建筑资料，以找出其中存在的设计优点与缺点，从而保证房屋建筑设计的质量，并符合房屋建筑工程的要求。但是，当前的设计单位在进行房屋建筑结构设计时，对于当地的水文地质资料研究不够深入，也没有充分搜集当地的房屋建筑结构设计资料，从而导致对房屋建筑结构的影响因素了解不清楚，在进行结构设计时没有避开当地影响建筑结构的不利因素，严重影响到了建筑结构设计的质量，也对后续的建筑结构工程施工造成了严重的影响。

2、楼板设计

在建筑工程设计中，板是其中较为重要的承重构件，主要是依靠板将露面的承载力转到周围的墙面上，由此可见，楼板的设计势必会对整个建筑结构的梁、柱等构件的安全产生较大的影响，与建筑工程施工的稳定息相关。对于楼板的设计，设计人员需要综合考虑墙、梁、柱等构件的设计，以保证建筑结构设计的稳定性及高质量。但是，在当前的建筑结构设计中，设计单位在对楼板进行设计时，仅考虑了其自身的承载力，而对于周围的构件却没有充分考虑，由此导致在设计楼板的承载力时，设计数值较小，从而难以满足整体结构的负荷，这就为房屋建筑工程的施工埋下了隐患，难以实现后续工程施工的质量和效率的提高。

3、框架设计

当前，人们对于房屋建筑结构的要求不断增高，尤其是防震要求。在现行的建筑抗震设计中，一般是根据主轴的方向进行分别计算，而且抗震作用应当由各个构件的抗侧力来承担，以保证地震作用的分散，从而达到抗震的目的。但是，在当前的设计过程中，一些结构设计者并没有将框架结构中的纵向框架和横向框架放在同等重要的位置，其设计仅着重于对横向框架的设计，而对纵向框架则仅按照普通要求进行设计，从而导致在设计的建筑结构设计中出现梁的跨中箍筋和纵筋配置不合理，对建筑结构的稳定性造成了不利的影响。此种设计方法不仅会导致建筑结构出现稳定性问题，也不能够真正的起到良好的抗震作用，也就不能够满足人们的要求。

4、梁高设计

在房屋建筑结构设计中，梁是较为重要的房屋建筑构件，对于支撑整个房屋建筑有着重要的作用，因此，在进行梁的设计时，要对其进行全面考虑。但是，当前在对梁进行设计时，考虑的只有梁的强度和刚度，而对于粱挠度的考虑却不多，从而导致其稳定性较差，不利于提高建筑物的稳定性。如果对于梁的高选用过小，就会导致梁截面所受到的应力过高，如果在正常的受力状态下，就会导致梁截面的承载力较差，不利于维持房屋建筑的稳定性。

五、结语

随着经济的发展，房屋建筑功能也在不断完善，众多因素导致工程设计也变得复杂起来。高房价和选择面的拓展使得百姓在购房时更是对房屋的外观、性能、质量等方面抱有较高的期待。房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展，将先进的技术不断的应用于实际，在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料，应用于房屋建筑的结构设计中去，提高了房屋建筑的安全性和适用性，使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。

参考文献：

[1]李伟，罗虎.谈在房屋建筑结构设计中常见问题[J].科技致富向导，2010，(15).

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Abstract: With the rapid development of China's national economy, the improvement of people's living standard, the development that the building industry, but also to meet the people's life and material needs. Although there are significant to improve the development of housing construction, but the construction industry structure design is the existence of common problems. In order to improve the development of city, people's living needs, should be of advanced technology to strengthen the better, the building structure design to the development of safer and more reliable direction.

Keywords: building structure design; design method; problem analysis;

中图分类号:TU3文献标识码：A文章编号：

引言

随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，城市的发展也是日新月异，新建筑的建设如雨后春。房屋建筑功能不断完善，造型上新颖别致，众多因素导致工程设计也变得复杂起来。高房价和选择面的拓展使得百姓在购房时更是对房屋的外观、性能、质量等方面抱有较高的期待。房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展，将先进的术不断的应用于实际，在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料，应用于房屋建筑的结构设计中去，提高屋建筑的安全性、适用性，使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。

1建筑结构设计的基本概念

建筑结构设计是建筑设计的重要组成部分，它建立在建筑设计的基础上，根据建筑工程的实际功能及使用情况，确定建筑物的结构类型和结构体系，进行结构设计分析，再以分析结果和相关结构设计规范为依据，进行施工图设计。建筑结构设计主要包括方案设计，结构选型，结构计算与分析，构件设计，施工图绘制这几部分。

2建筑结构设计的基本方法

2.1关于平面结构图的设计

在平面结构图的绘制进行中，首先要考虑的是在运用结构设计软件是否要进行建模。比如有一建筑基地位于抗震辐射地区的时候，我们就要以是否符合抗震措施的基本要求来规定抗震设计规范是否可以使用建模软件。但是有一些建筑物是不需要软件来建模的，可以直接进行设计，如砌体结构的建筑物，虽然此建筑物可以直接设计但还要考虑建筑物整体与局部受压的问题。但是，如果时间允许我们最好还是采用软件建模进行设计比较好。

2.2关于屋顶结构图的设计方法

当把建筑建成是坡面的时候，结构设计图有两种方法——梁板式和折板式。梁板式的结构一般是用于建筑面不是很规整、板跨度比较大的坡屋面；而折板式则是与与梁板式相反的建筑结构设计当中。一般梁板式和折板式的板的厚度不能小于120毫米那是因为梁板式和折板式的结构是受拉构件的。

2.3基础的设计方法

首先应根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，确定地基基础设计的等级。高层建筑的基础选择应考虑以下条件综合各方面因素选定:(1)上部结构的类型、整体性和结构刚度；(2)地下结构使用功能要求；(3)地基的工程地质条件；(4)抗震设防要求；(5)施工技术、基础造价和工期；(6)周围建筑物和环境条件。在进行高层建筑基础方案选择时，应进行多种基础方案的分析比较，选择出既安全可靠又经济合理的基础形式。在进行基础设计时，为确保建筑物的安全和正常使用，必须满足下述方面要求:(1)基地压力小于或等于地基的允许承载力；桩基础或复合桩基础要求基地总荷载小于或等于桩基承载力与桩间地基土承载力的总和。(2)地基计算变形量小于建筑物允许变形值。(3)水平力作用时满足稳定性要求。(4)为保证高层建筑在垂直载荷和水平载荷作用下的稳定性，高层建筑基础应满足一定的埋置深度要求。在确定埋置深度时，应考虑建筑物的高度、体形、地基土质、抗震设防烈度等因素。埋深从室外地面算至基础底面，宜符合下列要求：a 天然地基或复合地基：埋深大于等于建筑物高度的1/15。b桩基础：埋深大于等于建筑物高度的1/8（桩长不计在内）。

在满足地基承载力、稳定性要求并满足基地零应力区要求的前提下，基础应尽量浅埋。

3当前房屋建筑结构设计中的常见问题

3.1桩间距过小桩间距过小，不满足规范对桩的最小中心距的规定。特别是试桩、锚桩之间的间距，往往被设计人员忽视，这直接影响了试桩结果的正确性。

3.2桩身钢筋笼长度不足对挤土灌注桩，桩身钢筋笼长度没有穿越软弱土层的层底深度，不能满足桩基规范第4.1.1.2条“对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于软弱土层层底深度”的规定，这也是工程设计中常见的问题。

3.3房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值，甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中，对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑，应按超限高层建筑进行设计。同时，另一点不容忽视的问题是，房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外，还与场地类别与结构是否规则等因素有关，当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时，其最大适用高度应适当降低（一般降低20%）。

3.4结构布置不合理、不规则结构尽可能规则，结构的布置才能更趋于合理，这是结构设计中十分重要的环节，这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至承载力分布等诸多因素的综合要求。由于引起结构不规则的因素太多，特别是对于复杂的建筑体型，很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。

3.5结构缝设置不合理，缝宽度不足对于超长建筑物，为减少温度变化对结构的不利影响，合理地设置伸缩缝是必要的。有些设计人员用后浇带代替伸缩缝，其实这种做法存在一定的问题。因为后浇带仅能减少混凝土材料干缩的影响，不能解决温度变化的影响。后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。对于不能或不便设置温度伸缩缝的超长结构，除留设施工后浇带外，还应采取其它构造加强措施，如加强顶层屋面的保温隔热措施，对受温度变化影响较大的部位适当配置直径较小、间距较密的温度筋，或采用预应力混凝土结构等。

4结语

总之，结构设计是个全面、系统的工作，需要设计人员具备扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。设计人员要从一个个基本的构件算起，做到知其所以然，深刻理解规范和规程的含义，并密切配合其它专业来进行设计。设计人员应有较好的力学知识，具备较强的手算能力，不要一味的依靠软件，以概念设计为主，提高民用建筑结构设计水平，确保建筑设计质量不断提升，努力做到民用建筑的结构设计工作更安全、更适用，更美观。

参考文献：

[1]纪荣洋，王文可.潘可明《建筑结构设计经验探讨》[J].低温建筑技术.2008（5）.

[2]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）.

[3]莫雪辉《深度探讨如何提高建筑结构设计水平》[J].科技资讯.2008（28）.

篇7

随着科学技术的快速发展，建筑工程正在朝智能化、结构化、功能多样化和形态美学化方向发展。然而，传统的建筑工程防火设计是按照“处方式”规范来进行的，这种“处方式”规范规定了详细的设计参数和指标，因而具有设计的局限性，使设计出来的建筑工程单调而呆板。性能化设计规范为设计人员提供了很大的灵活性，也使设计更加科学合理。由于性能化防火设计的方法与传统的“处方式”设计方法相比具有许多优越性，所以很快成为建筑防火的一种新理念，得到越来越广泛的应用。

1.性能化防火设计概述

所谓性能化防火设计，是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法，并采用被广泛认可或验证为可靠的分析工具和方法，对方案设计在建筑对象中的火灾场景进行确定性和随机性定量分析，以判断不同解决方案所体现的消防安全性能是否满足消防安全目标，从而得到最优化的防火设计方案，为建筑结构提供最合理的防火保护。它是传统消防设计方法的一种替代办法，描述能够达到某种规定性能水平的设计。建筑防火设计最终应达到的安全目标是：

（1）保护建筑结构不致因火灾而损失或波及邻房。

（2）为消防救援提供必要的设施。

（3）防止起火及火势扩大，减少财物损失。

（4）保证安全疏散，确保生命安全。

为此，建筑物防火安全设计须对建筑规划、结构耐火性能、防火分区划分、内部装修、防火设备、防排烟系统及避难对策等方面做出考虑。应该说现行的、条文式的设计方法对上述的问题都有相对独立、完整的考虑。但存在的最大弱点是没有清晰、统一的安全水准，无法体现各消防系统间的协同功效，并导致综合经济性低下。但是，消防安全的性能化设计方法能够考虑到项目所特有的危险和防护这些危险所特有的消防安全措施，可以实现综合性的消防对策，所有系统都综合其中，而不是分别独立设计的，人们除了可增进对潜在的损失了解外，这种综合性工程方法通常可提供更具体成本－效率的建筑防火设计方案。

2.性能化防火设计步骤

2.1确定性能化防火设计的工程范围与内容

首先要了解工程各方面的信息，如建筑的特征，使用功能等；其次对建筑的工艺特征做专门的研究，如非同一般的作业区、危险物品的使用或储存区、昂贵设备区以及零故障区等；再次就是不同使用功能的建筑，其使用者特征也不同（如住宅建筑与商业建筑），使用者特征包括年龄、智力、是否睡觉、体能状态等因素。

2.2确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标

在消防安全设计中，消防安全设计总体目标是一个范围比较广泛的概念，它表示的是社会所期望的安全水平。概括地说，消防安全应达到的总体目标应该是保护生命、保护财产、保护使用功能、保护环境不受火灾的有害影响。

2.3将定性的消防安全目标转化为定量的性能化判据

基本判据如下：a.生命安全判据。烟气层的高度下限、烟气层和火焰的温度上限、烟气层内毒性气体的浓度上限、烟气透过能见度下限、人员从建筑内最不利位置疏散到安全地点所需时间等。b.结构安全判据。对建筑结构安全起至关重要作用的重点构件的承温上限、耐火极限等。c.环境安全判据。烟气的浓度上限、腐蚀性燃烧生成物的浓度上限等。

2.4确定火灾场景

火灾场景是对某特定火灾从引燃或者从设定的燃烧到火灾增长到最高峰以及火灾所造成的破坏的描述。在建立火灾场景时，应考虑的因素包括：建筑的平面布局；火灾荷载及分布状态；火灾可能发生的位置；室内人员的分布与状态；火灾可能发生时的环境因素等。

2.5建立设计火灾“热释放速率-时间”变化曲线

综合考虑火灾场景中燃料、点火源、通风状况、空间分布、火灾发生时主动式消防系统的动作情况等因素，确定火灾载荷、火灾规模的大小和增长趋势、以及发生轰燃的可能性，采用火灾增长曲线，热释放速率随时间变化的典型火灾增长曲线，一般具有火灾增长期、最高热释放速率期、稳定燃烧期和衰减期等共同特征。每一个需要考虑的火灾场景都应该具有这样的设计火灾曲线。

2.6提出和评估设计方案

评估过程是一个不断反复的过程。在此过程中，许多消防安全措施的评估都是依据设计火灾曲线和设计目标进行的。像增加报警装置和自动喷淋装置、对通风特征的修改、变更建筑材料、内装修和建筑内部摆设等因素，都在该步骤进行评估。在评估不同的方案时，清楚地了解该方案是否达到了设计目标是很重要的。

3.与处方式消防安全设计的比较

从社会发展看，现形的“处方式”规范也存在着以下一些突出的问题：规范中有关条文之间常常出现互不沟通，相互矛盾的现象，条文与条文之间无法解释清楚；传统的设计只能给出局部保障，无法给出一个统一、清晰的整体安全度水准；部分技术问题国家消防技术标准尚未规定或未能涵盖,跟不上新技术、新工艺和新材料的发展；限制了设计人员主观创造力的发展，无法充分体现人的因素对整体安全度的影响。

性能化消防安全设计是运用消防安全工程学的原理和方法，考虑火灾本身发生、发展和蔓延的基本规律，结合实际火灾中积累的经验，通过对建筑物及其内部可燃物的火灾危险性进行综合分析和计算，从而确定性能指标和设计指标；然后再预设各种可能起火的条件和由此所造成的火、烟蔓延途径以及人员疏散情况来选择相应的消防安全工程措施并评估、核定预定的消防安全目标是否已达到；最后再视具体情况对设计方案作调整、优化。与传统的消防安全设计相比，性能化消防安全设计具有以下优点：

a.性能化设计体现了一座建筑的独特性能或用途、某个特定风险承担者的需要。

b.性能化设计注重安全目标的达到，而不考虑采取什么样的途径，有利于发挥防火设计人员的主观创造性。

c.性能化设计根据工程需要，为开发和选择替代消防方案提供了方法。

d.性能化设计可在安全水平方面与替代设计方案进行比较，通过这种对比机制，可确定安全等级与成本之间的最佳点。

e.性能化设计要求在分析中使用多种分析工具，从而提高了工程精度，并可产生更具有革新性的设计。

4.设计中的注意问题

从总体看，性能化设计是一个发展的方向，但就目前的技术支撑条件看，也存在一些问题。首先，社会各界对它的接受程度不一；另外，与“处方式”设计相比，性能化分析和设计过程需要在分析、计算和设计文件制作上花费更多的工程时间。增加了工程设计的人力投入，带来了较高的设计成本。综合起来看，目前使用性能化方法还存在一些技术问题：如性能判断标准不一致；对火灾中人员的行为假设的成分过多或预测性火灾模型中存在未得到很好证明或者没有广泛理解的局限性；火灾模型没有将不确定性因素考虑进去；设计过程常常要求专业人员在超出他们专业之外的领域工作。

5.结语

性能化防火设计是针对特定建筑对象确立消防安全目标，提出消防安全问题的解决方案。在实践中除文中论述之举措外，还有其他一些问题需要不断的去探索研究。由于作者水平有限，文中论述不到之处望行业同仁多多指正。　[科]

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摘 要：多晶X射线衍射分析法经常用到的基本仪器是X射线粉末衍射仪，它是很多研究院、实验室、学校以及产品质量监督检定部门的必需设备.本文介绍X射线粉末衍射仪的基本原理以及基于此仪器的多晶X射线衍射物相定性分析法和定量分析法.

关键词 ：X射线；布拉格衍射方程；物相分析；粉末衍射卡片集

中图分类号：O434文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）02-0026-02

1 引言

多晶X射线衍射分析法又被称为粉末X射线衍射分析法，利用此法时要先把样品制成很细的粉末，再对粉末进行压片制样.它有很多优点，例如：粉末X射线衍射分析法是一种非破坏性的分析方法，特别适合做物相分析；可以测定一些晶态物质的结构参数和晶体结构；同时也可以测定非晶态物质，因此，它是物理学中一种非常重要的实验方法.本实验室采用的衍射仪是BDX系列自动粉末X射线衍射仪，它是将衍射仪技术和计算机技术二者结合起来的一种先进的智能化和自动化的仪器，可以通过应用程序，在电脑上控制衍射仪，完成数据的采集、处理和分析，减少了操作者与仪器的接触时间，从而减轻了X射线对人体的伤害.

2 X射线衍射仪的基本原理

X射线的波长范围一般在10-2至102埃.X射线的频率约为可见光的103倍，所以X射线的光子比可见光的光子的能量大得多，能表现出非常明显的粒子性.由于X射线波长短，光子能量大的这两个特性，当X射线照射到物质上产生的效应和可见光照射到物质上所产生的效应是不同的.X射线也是一种电磁波，可以产生反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振和吸收等现象.X射线的反射在普通实验条件下是观察不到的.对所有介质来说，X射线的折射率都接近于1，但不会大于1，所以它不会像可见光那样可以用透镜成像.X射线可以产生全反射，但是掠射角很小，一般在20’～30’附近.由于X射线具有n≈1的特性，所以折射率对X射线通过介质的影响只在非常精密的工作下才需要考虑.在微观物质中，原子间和分子间的距离正好在X射线的波长范围内，当X射线照射到物质（特别是晶体）上时，其散射光和衍射光就会传递极为丰富的微观结构方面的信息，所以说，研究物质微观结构的主要方法就是X射线衍射.

因此，物质的X射线衍射图像与晶体结构有着相对应关系.每一种物质都有不同于其他物质的X射线衍射图像，即使是与其他物质混在一起也不会发生任何变化，这就是X射线衍射物相分析方法的根本依据.

下面做进一步的说明：

一方面，从布拉格方程可知，衍射图像上的每一个衍射峰都与一组间距为d的晶面对应，可表示为

另一方面，晶体的每一个衍射峰强度I正比于结构因子F模量的平方，即

I0是单位截面积上入射线的功率；V是晶体的体积；K是比例常数.在晶体结构中可能出现的d值与晶胞参数有关，衍射的方向就由这些晶胞参数决定.|F|2是由晶体结构决定，随晶胞内原子坐标的改变而改变，其决定了衍射强度.因为晶体结构决定了d和|F|2，所以，每种物质都有特定的衍射图像.由此可知，混合物的复杂衍射图像是由其各组成物相衍射图像简单的叠加，可以通过对此混合物衍射图像的分析来进行物相鉴定.从(2)式可知，晶体体积也决定了衍射峰的强度，对于混合物来说，可以通过衍射峰的强度来判断某种组成物相的含量，所以，用X射线衍射方法不仅可以进行物相定性分析，还可以完成定量分析.

3 物相分析方法

3.1 物相定性分析

从衍射仪中得到的数据图形是最原始的形式，如果直接用此数据进行物相分析，很难得出物质的组成成分.因此，必须要用图谱分析软件对数据处理，消除干扰数据，然后找出衍射峰对应的强度和角度.将处理好的数据与《粉末衍射卡片集》（PDF）对比，从而确定出样品与什么物质“有关”.

能够在PDF卡片库中记录的物质应满足的基本要求是:它必须是一种纯物质，衍射图能够重现；必须是单相的、经过精密的化学组成分析确定了其化学式的.PDF卡片库中的数据越丰富，鉴定工作越有把握，但是有可能在解释的过程中碰到很多的“似是而非”的物质，在可信度范围内出现的“嫌疑者”会更多.而这里所说的“有关”的意思是指：一方面，在样品的衍射谱中能找到该组成物相出现的衍射峰，而且实验的d值和PDF卡片库中的d值在所设定的误差范围内是一致的；另一方面，各条衍射峰相对强度对应顺序也应该是一致的.

因此，在进行物相定性分析的时候，样品的成份、来源、处理过程以及样品的物理、化学性质都对分析结论的确定十分重要；同时也应充分利用其他实验方法予以配合.有时由于存在固溶现象、类质同象、化学成份偏离、结构畸变等这些情况，有时会遇到待样品中某些组成相的衍射数据与PDF卡片库中的“标准数据”不一致的情况.因此，在分析样品的衍射图谱时，并不能单纯的看样品的实验数据是否和标准数据在实验误差范围内，还要考虑到被检出的物相结构其化学特点，有时可以允许有较大的偏离.

3.2 物性定量分析

定性分析只能说明样品是由什么物质组成的，如果是多相样品的话，想测量样品各种相的组成比，就得用物性定量分析的方法.比强度法是目前比较常用的物相定量分析方法.此方法有两个最基本公式，即内标方程和外标方程.

当分析一种由多种成分组成的样品中的某一个物相（i）的含量时，先在样品中先掺入一个已知量的参考物（s）作为第(n+1)个相，则

(3)式为内标方程，其中Xi表示掺入参考物（s）后的样品中物相（i）的重量分数；XS表示s相的重量分数；由(4)式定义的ki是一个常数，它以参考物（s）的一条衍射峰强度Is(k)为参照来表示物相（i）的某一条衍射线的强度，由为物相i对参考物s的比强度由物相i和参考物s本身组成和结构决定，与样品的总吸收性质无关，当xi=xs时，由(4)式得

可以由内标法直接定量测定某物相的含量，但实验时需要加入参考物，为了解决这个问题，可以采用外外标法.

当分析一种由已知的n个物相组成的多相样品时，如果各物相组成都有一个衍射峰的比强度能够被测定，且在该样品中这些衍射线的强度分别为I1，I2，…，Ii，…，In，共n个数据，则可得到其中任一物相的重量分数Xi的表达式，

式（6）称为比强度法的外标方程.

用内标方法进行物相定量分析时，不需在样品中加入某种参考物，只要先测定样品各组分物相对该参考物质的比强度即可.

从内标方程和外标方程中，可以看到确定一种标准化的比强度数据库是非常必要的，这样就可以随时利用X射线衍射仪的强度数据进行物相定量分析.因此，粉末衍射标准联合委员会（JCPDS）规定：以刚玉（α-Al2O3）作为参考物，以各物相的最强线对于刚玉的最强线的比强度I／Icol为“参考比强度”(RIR)，它可以由理论计算或通过实验直接测定得到.并将RIR做为物质的多晶衍射的基本数据而收入到PDF卡片库中.目前收集的RIR数据还不是特别的丰富，但是RIR数据库的建立有这非常重要的意思，它可以使人们更方便地、更广泛地应用X射线多晶衍射进行物相定量分析.除刚玉外，其他物质也可以被选为做参考物，比如，金红石（TiO2）、红锌矿（ZnO）和Cr2O3等都是不错的选择.使用这些不同参考物质的RIR，所得的结果与用刚玉时数据结果是一致的，因为其他的物质所提供的数据都可换算成对于刚玉的RIR数据，因为刚玉是应用最早的参考物，而这些做为参考的物质对刚玉的RIR是已知的.

在X射线衍射物相定量方法中，上述的以内标方程或外标方程为基础的方法，都属比强度法.因此，要使用这类方法对物质相做定量分析，一定要有比强度数据，也就是一定要有被测定物相的纯样品（也就是标准样品）.由于纯样品很难找到，所以这个要求有时是很难实现的.因此，在此基础上，还发现了一些其他的不要求事先准备标准样品的定量分析方法，如微量直接定量法、吸收/衍射直接定量法、无标样法和康普顿散射校正法等，但这些方法没有得到普遍的应用.

X射线物相定量分析的方法适用范围很广，能对样品中各组成物相进行直接测定.但也有一些缺点：比如，由于样品中的少量物相的衍射强度较弱，因此对这类物相不容易检出，也就是灵敏度不太高，这样的话，一些吸收系数相对比较大的样品中的物相就更难检出.目前应用比较普通的衍射用X射线发生器的功率下进行测量，检出限不会低于1％.

4 结论

X射线衍射实验在材料成分分析方面有着非常重要的作用，可以说是对晶态物质进行物相分析的比较权威的方法.而多晶X射线衍射物相分析方法原理简单，容易掌握，它又是一种非破坏性分析，不消耗样品.在工程和实验教学上具有广泛的应用.

参考文献：

〔1〕麦振洪.X射线衍射的发现及其历史意义[J].科学，2013：56-59.

篇9

随着改革开放的不断深入，我国建筑业得到了广泛的发展，高层建筑如雨后春笋般的涌现，特别是高层建筑的综合性增强，建筑设计达到了人居和环境的结合的效果，但是在建筑发挥其正常作用的同时，需要关注其防火安全，根据国内外高层建筑火灾事故统计数据表明，火灾伤亡人数有90%以上是被烟气窒息死亡的，因此在高层民用建筑防排烟设计中，需要做好防火排烟设计，当建筑物发生火灾后能够顺利的向室外进行疏散。笔者根据近几年的设计经验对高层建筑防火排烟设计进行简单的探讨。

1. 建筑防火中存在的不足

不同于低层建筑，高层建筑具有楼层多、总高度大，建筑结构复杂、防火防排烟设计内容多等特点，设计人员必须在严格综合各种因素全面考虑，才能避免建筑物投入使用后出现各类安全隐患。笔者对当前防火防排烟设计中常见的问题进行总结，帮助设计人员提高防火防排烟设计水平。

（1）消防设施不足。高层建筑楼层较高，出现火灾扑救困难，因此需要做好高层建筑的火灾报警设计，建设单位未对消防安全引起足够的重视，并考虑到造价因素，可能忽视这方面的设计，导致消防设施不足。一旦出现火灾，不能及时起到预警作用，导致高层建筑在火灾中受到较重的经济损失和人员伤亡。

（2）装修材料不当。设计人员对建筑防火防排烟设计观念不强，设计中只注重居住的舒适性，往往选择一些美观的材料，而这些材料往往是易燃材料，给建筑防火提出了巨大的挑战，当建筑建筑使用一段时间，可能会出现因电路老化出现短路，引起可燃材料的燃烧，最终酿成火灾。

（3）内部结构不妥。高层建筑的建筑面积大，为了减少火灾烟气的蔓延，应该对内部结构做好分区设置，但是设计人员未考虑到防火分区的要求，或在设计中分区不严格，往往会留下巨大的火灾隐患，火灾容易顺着横向走廊或竖向管道井而迅速蔓延，导致火灾防范形式严峻。

2. 建筑主体结构的耐火稳定性

高层建筑的主体结构往往采用钢筋混凝土，因为钢筋混凝土结构具有强度高、整体性好、稳定性好等优点，但是其耐火性较差，一旦出现火灾，钢材的抗拉和承载力会因为高温影响而迅速衰减，根据试验研究发现，当火灾温度达到400～700℃，钢筋就会迅速失去承载力，导致结构出现严重变形，建筑物由于失去承载力而倒塌。

2.1选择良好的耐火等级。在高层建筑设计过程中，应该做好这方面的设计，必须考虑钢筋混凝土的耐火极限，因为耐火极限是建筑是否出现倒塌的关键因素。设计人员必须在耐火极限的基础上，严格按照设计标准做好分级设置，保证在合理的范围内选择钢筋材料，通过合理的设计和材料选择将构件从受到火灾作用到构件破坏的时间控制住在一定范围内。在材料的选择中，根据构件的材料能否燃烧可以分为燃烧体、难燃烧体、非燃烧体等形式。

2.2制定科学的构造方式。在防火防排烟设计中，应该对高层建筑内部结构、面积做合理的分区和优化。根据设计要求，一级耐火等级的承重墙、承重柱应选择耐火极限为3h的非燃烧体，主梁必须选择耐火极限为2h的非燃烧体；对与钢筋混凝土构件，一定要控制钢筋保护层的厚度，一般应≥30mm，这样才能有效保证钢筋混凝土结构的耐火稳定性，保证在出现火灾后，有足够的时间进行人员疏散，避免火势蔓延造成的人员伤亡。

2.3做好防火间距和防火分区设计。

（1）对于高层建筑防火设计中，定要合理的设计防火分区和防火建筑，因为这些是避免火势蔓延的主要方法，也是有效的，因为在发生火灾后，防火分区可以将火势控制在一定的范围内，防止火势发生蔓延，减小火灾的影响，同时为人员撤离、逃生预留出时间，具有良好的适用性。

（2）防火分区时采用防火分隔措施将建筑物划分成能在一定时间内，防止火灾向建筑的其余部分蔓延的局部区域。防火分区一般分为垂直分区和水平分区两个部分，大多数采用的是防火墙、防火卷帘以及钢筋混凝土楼板来得以实现。垂直防火分区应以具有一定耐火极限楼板及窗槛墙作分隔，对贯穿部分，如中厅、自动扶梯、楼梯、电梯等，而且须有相应耐火封闭措施。水平防火分区是指用防火墙、防火门和防火卷帘等防火分隔设施将各楼层在水平方向上分隔出防火区域，以此来阻止火灾在楼层水平方向的蔓延。

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中图分类号：TU39 文献标识码：A

概述

在我们国家，一方面钢结构房屋住宅建筑起步很晚，大规模研究开发，设计制造，施工安装钢结构住宅建筑还是近几年才逐步发展起来的。据不完全统计，目前已在北京、广州等大城市开展了低层、多层和高层钢结构住宅试点工程，但这些仅仅是处于研究和试点工程阶段，随着市场经济建设的实际需要，我们需要做的工作还有很多。

另一方面，我国的房屋施工面积目前已经达到32亿平方米，其中住宅施工面积是25亿平方米，商品住宅投资2.56万亿。特别是唐山、汶川大地震造成生命财产的巨大损失，对我国的房屋建筑体系和结构安全性能提出了极其重要、革命性课题。再有我国的钢铁原料充足，单从绿色、环保、可循环和可持续发展的先进理念出发，应当提倡鼓励发展钢结构住宅。基于这些，在我国钢结构房屋住宅建筑需求是十分可观的。

基于以上两点，为了推进我国住宅建筑的产业化，国务院曾于1999年在第72号文件中明确提出:发展钢结构住宅，有利于扩大钢结构住宅在我国的市场占有率，将会加速住宅产业化过程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。由此我们不难看出，钢结构房屋住宅建筑是我国生产力发展到一定阶段的必然产物，会成为住宅产业领域的一支新生力量。

1.钢结构房屋住宅建筑特点及标准规范

1.1 特点

在我国，钢结构住宅主要是以钢结构为骨架，配合多种复合材料的轻型墙体拼装而成。它具有自重轻，墙、梁、柱面积减小，在一定意义上来说还可降低基础费用、增加使用面积及便于管线布置；同时还具备重量轻、强度高、抗震好优点，适应结构变化和建筑外貌风格；还具有污染少，易维修改造并可循环利用，符合低碳、绿色环保和可持续发展总体要求。

1.2标准规范。在我国有关钢结构住宅政策及标准规范如下：《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见的通知》国办1998.8.20；《钢结构住宅设计规程》CECS261--2009；《上海市多高层钢结构住宅技术规程》DJ08-2029-2007；《莱钢钢结构绿色节能住宅建筑体系技术导则》JD14-002-2006 ；关于印发《钢结构住宅建筑产业化技术导则》的通知，建设部文件建科[2001]254号等。

2.钢结构房屋住宅建筑设计原则

为了推进我国钢结构房屋住宅建筑的产业化，规范化，市场化建设，在其建设中有必要遵循一定的设计原则，方能满足人类的实际需求。

2.1 钢结构房屋住宅建筑设计中要运用新技术、新材料、新的构造形式来满足使用者的各项需求。我们知道，住宅是为特定人群建设的，首先要满足人的需求，其建筑风格和形式要贴切反映人的使用方式、审美取向等。现行的建筑设计趋势即是要求住宅遵循“以人为本”的宗旨和根据使用者特征而细腻设计这一特点。

2.2 做好结构的稳定计算。目前在钢结构房屋住宅建筑设计单层和多层框架结构时，经常不作框架稳定分析而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种方法时，计算框架稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效力框架稳定计算。然而，实际框架多种多样，而设计中为了简化计算工作，需要设定一些典型条件。

2.3建筑师的重要性。在实际设计中，建筑师必须同结构工程师、机械工程师、设备工程师密切配合，才能保证建筑构思能够在特定的技术条件下得以实施，也只有在深入了解材料的特性、材料所能创造的结构形式及相应的技术措施以后，才能有更广泛的构思能力，才能使自己的构思更具有独特性和创造性，而且方案的可实施性才能更强。

3 钢结构房屋住宅建筑案例设计

3.1工程概况

某城市软体区1#商住楼建筑面积3.3万平方米，地下二层，地上二十层。在此建筑楼内，地下是车库，一到三层是公建部分，四层及其以上是居住楼，它的外窗使用PVC塑钢窗以及中空玻璃。其中承载重量的框架是箱形截面柱和H型梁。由于屋内的空间很大，可以精装修，这样更能发挥出钢结构的优势作用。介于是钢结构加工制作箱型柱，我们采用的是钢板。这样，对于加工以及钢结构构件的除锈和焊接必须在加工车间完成。

3．2箱型柱制作方法

3.21钢板的拼接。因为段柱高度均在12米以下，为了确保在下料后钢板的直线度，施工人员要做的是把两块钢板拼接在一起。

3.22 组装焊接。在这里施工人员采用的是H型钢作为暂时的组装平台，并组装焊接衬板以及在两个腹板上划上组装线。在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。将一腹板与隔板组对进行定位焊。

在焊接时，施工人员采用2台埋弧自动焊沿着相同的方向去焊接两条焊缝。在等一层焊接完成后要把箱体翻过来，焊另一面的两条焊缝。其方法与上述的相同。等到焊接完成再把箱体翻身去焊接另一面的两条焊缝去。焊接完成后，施工人员要把引熄弧板在离母材5毫米处切断。

3.3 钢结构的安装

3.31箱型柱的安装

在实际施工安装过程中，箱型柱的完成顺序是材料采购，加工，运输，吊装，连接，剪力墙框架立柱为150*150H型钢。其中立柱单根最长是12.5米，最短的是4.5米。

3.32 吊装顺序的基本思路是从中心向四周拓展，进而确保框架在安装时的对称以及牢固。立柱安装吊装采用QTZ-80型塔式起重机，利用柱顶临时设计连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进行连接，形成稳定的单元框架后调整焊接及UT检测。

3.33 钢梁安装。在这施工人员可以将其分为主梁安装，次梁安装以及外挑梁安装。同时要注意，在立柱形成单元后，主梁要使用捆绑串吊施工，依据此工程的设计要求吊装的数量应在两到四根。因为空间与接点的现实情况，次梁与剪力墙框架梁通常使用单根吊装。

4.总结与建议

目前，钢结构房屋住宅建筑被有关部门确定为重点推广应用的技术与产品，其诸多优点与符合可持续发展、循环经济，便于实现产业化推广等特性已得到更广泛的认可。通过地震造成建筑物损毁与重大人员伤亡的惨痛教训，在地震区更多采用重量轻、抗震性能好的钢结构住宅建筑已成为许多政府部门或建设主管部门的共识。

但在实际施工建设中我们要不断总结与交流经验，提高钢结构住宅的设计、建造的水平与质量，针对不同地区、差别的工程个案，应制定专门的设计、施工技术条件，通过采取优化技术与管理措施，切实为社会提供经济实用、性能优良的钢结构住房。

参考文献

[1]蔡玉春.面向产业化的钢结构住宅工程管理模式研究[D].武汉理工大学，2010.