探讨建筑结构设计应用
- 格式:doc
- 大小:28.00 KB
- 文档页数:4
建筑结构设计中框架结构设计的应用
框架结构是建筑结构设计中常见的一种设计形式,它通过构件之间的相互连接而形成一个稳定的整体。
框架结构具有以下应用:
1. 高层建筑:框架结构在高层建筑中得到广泛应用。
高层建筑的框架结构通常由纵向的柱子和横向的梁构成,柱子负责承重,将荷载传递到地基上,梁则起到连接和稳定的作用。
框架结构能够确保高层建筑的整体稳定性和安全性。
2. 建筑群体:框架结构也可以用于建筑群体中,例如商业综合体、办公楼、住宅小区等。
通过采用框架结构,可以将各个建筑之间进行连通,形成一个整体的群体。
框架结构还可以为群体中的建筑提供稳定的支撑和保护。
3. 桥梁:框架结构在桥梁设计中也有广泛的应用。
桥梁的主要功能是承载车辆和行人的重量并跨越水体、河谷等障碍物。
桥梁的框架结构可以通过合理的布置和连接来保证桥梁的稳定性和承载能力。
4. 大跨度结构:框架结构还常被用于大跨度结构的设计中,例如体育馆、展览馆、机场候机楼等。
大跨度结构需要能够承担较大的荷载和提供较大的空间,而框架结构能够提供稳定的支撑同时充分利用空间。
5. 工业建筑:框架结构在工业建筑中也得到广泛应用,例如工厂、仓库等。
工业建筑通常需要具备较大的空间,能够容纳大型设备和储存物品。
框架结构可以提供稳定的支撑,以满足工业建筑的需求。
框架结构是建筑结构设计中常见的一种设计形式,它在各个领域都有广泛的应用。
通过合理的布置和连接,框架结构能够提供建筑的稳定性和安全性,同时充分利用空间,满足建筑的功能需求。
建筑中的材料与结构在建筑设计和建造中,材料与结构是两个至关重要的方面。
材料是构建建筑物所需的基本元素,而结构则是确保建筑物稳固、安全的框架。
本文将探讨建筑中常用的材料和结构,以及它们在建筑设计中的应用。
一、砖石和混凝土砖石和混凝土是建筑中最常见的材料之一。
砖石具有耐久性强、隔热性好的特点,常用于建造墙体和地基。
混凝土则是一种由水泥、沙子和石子混合而成的材料,具有高强度和耐久性。
它常被用于建造楼板、柱子和梁等结构。
二、钢铁钢铁是建筑中另一个常用的材料。
它具有高强度、耐腐蚀和可塑性强的特点,常用于建造框架结构和支撑系统。
钢铁的使用可以为建筑物提供更大的开放空间和灵活性,使得建筑设计更具创意。
三、玻璃玻璃是建筑中常用的透明材料,用于制造窗户、幕墙等部件。
它具有透光性好、隔音和隔热性能较差的特点。
随着技术的发展,现代建筑中使用的玻璃越来越多样化,如低辐射玻璃、夹层玻璃等,可以满足不同的功能和设计需求。
四、木材木材在建筑中已有数千年的应用历史。
它具有良好的保温性能和装饰效果,常用于建造墙壁、屋顶和地板等。
同时,木材也是一种可再生的材料,对环境影响较小,因此在可持续建筑中得到广泛应用。
五、结构类型在建筑设计中,结构类型的选择对建筑物的稳定性和安全性至关重要。
常见的结构类型有框架结构、桁架结构、拱形结构等。
框架结构由柱子和梁组成,适用于大跨度的建筑;桁架结构由水平和竖直构件组成,适用于大跨度和高负荷的建筑;拱形结构则利用曲线形状的构件来分担荷载,适用于大跨度的建筑,如拱桥等。
六、基础设计在建筑设计中,基础是确保整个建筑物稳定的重要部分。
常见的基础类型包括承台基础、桩基和板桩基础等。
承台基础适用于较小的建筑物,由承台和地基构成;桩基则适用于承载较大荷载的建筑物,通过将桩子插入地下来承载荷载;板桩基础则由竖直的深层桩和水平的支撑板组成,适用于较软土地区。
总结起来,建筑中的材料和结构是相互关联的,它们共同决定了建筑物的外观、功能和性能。
建筑结构设计中框架结构设计的应用框架结构是建筑结构设计中常见的一种结构形式,它以框架为基础,通过布置在空间中的柱、梁、墙等构件来承载楼板和屋顶的重力荷载,并将其传递到地基上。
框架结构设计的应用广泛,可以用于各类建筑,包括住宅、商业建筑、工业建筑等。
框架结构的应用主要体现在以下几个方面:1. 跨度大、净高要求高的场所:框架结构可以提供较大的跨度,能够满足大空间内的布局需求,减少柱子对空间的影响。
框架结构常被应用于大型展览馆、体育馆、机场等场所。
2. 大厦建筑:框架结构设计非常适用于高层建筑,尤其是超高层建筑。
由于其承载能力强、刚度大,可以抵抗高层建筑受风力和地震力的影响,确保建筑的稳定和安全。
3. 配电站和工业厂房:框架结构的设计简洁、灵活,适应于不同功能和使用要求的工业建筑。
它能够提供足够的层高和开放空间,便于设备的布置和操作。
4. 建筑群和整体规划:框架结构设计常被用于建筑群和大型建筑项目的整体规划中。
通过统一的框架结构,不仅可以保持建筑群的风格一致性,还能够方便建筑之间的连通和交通流线的布置。
在框架结构设计中,还会应用一些具体的设计技术和方法,以确保结构的合理性和安全性。
1. 结构分析和计算:在框架结构的设计中,需要进行详细的结构分析和计算,包括受力分析、刚度分析、稳定性计算等。
通过这些分析和计算,可以确定合理的材料使用和结构尺寸,保证结构的安全和经济性。
2. 建筑材料选择:框架结构设计中,材料的选择非常重要。
常见的结构材料包括钢材、混凝土、木材等。
不同材料具有不同的力学性能和特点,需要根据具体的使用环境和要求来进行选择。
3. 框架节点设计:框架结构的节点是连接构件的重要部分,关系到结构的整体刚度和稳定性。
框架节点设计需要考虑力学性能、施工难度和经济性等因素,确保节点的强度和刚度满足要求。
框架结构设计在建筑领域中具有广泛的应用。
它不仅可以满足不同建筑的结构要求,还能够通过合理的设计和施工,保证建筑的安全和功能性。
建筑结构课题研究报告建筑结构课题研究报告一、课题背景随着城市化进程的不断加快,建筑物的规模和高度也不断增加。
因此,对建筑结构的研究和分析变得尤为重要。
建筑结构研究可以帮助我们理解建筑物的力学行为,从而在设计和施工过程中提高建筑物的安全性和稳定性。
二、研究目的本课题旨在研究建筑结构的基本原理和力学行为,探讨不同类型建筑结构的特点和优缺点,并对常见建筑结构在实际应用中的设计和施工进行分析。
三、研究内容1. 建筑结构的基本原理:介绍建筑结构的力学基础,包括受力原理、结构行为和力学模型等。
2. 建筑结构类型的特点:对常见的建筑结构类型进行介绍,如框架结构、桁架结构、拱形结构和悬挑结构等,分析它们的优势和局限性。
3. 建筑结构的设计和施工:探讨建筑结构在设计和施工过程中的关键问题,如荷载计算、结构设计、连接方式和施工工艺等。
4. 案例分析:选取几个典型的建筑结构案例进行详细的分析和评价,比较它们的设计和施工差异,总结经验教训。
四、研究方法1. 文献资料调研:查阅相关的书籍、论文和技术手册,获取建筑结构设计和施工方面的理论知识。
2. 案例研究:选择几个具有代表性的建筑结构案例,深入研究其设计和施工细节,分析其结构特点和技术难点。
3. 数值模拟:借助计算机建模软件,进行建筑结构的力学分析和模拟,验证设计方案的合理性和稳定性。
五、预期效果通过对建筑结构的课题研究,预期能够达到以下效果:1. 提高对建筑结构基本原理的理解,掌握建筑结构的力学行为和模型分析方法。
2. 充分了解不同类型建筑结构的特点和优缺点,为结构设计和工程实践提供参考依据。
3. 分析和评价实际建筑结构案例,总结设计和施工经验,提高工程质量和安全性。
4. 掌握建筑结构的数值模拟方法,能够进行结构力学分析和优化设计。
六、结论建筑结构是建筑领域中的重要组成部分,对建筑物的安全性和稳定性起着至关重要的作用。
通过对建筑结构的深入研究和分析,可以提高建筑物的设计质量和施工效果。
建筑物的结构规范要求及应用在建筑物设计和建造的过程中,结构规范是非常重要的。
结构规范要求确保建筑物具备足够的稳定性和安全性,以承担预期的荷载负荷并抵御自然灾害的影响。
本文将探讨建筑物的结构规范要求以及这些规范在实际应用中的重要性。
一、结构规范的基本要求结构规范是一套具有法律约束力的标准,包括了建筑物设计、材料选用、施工工艺等方面的要求。
这些规范旨在确保建筑物在使用寿命内,能够保持结构的完整性和稳定性,以及提供足够的安全保障。
因此,建筑物的结构规范要求必须符合以下几个基本原则:1. 承载力要求:建筑物的结构必须足够强大以承受其应该承受的各种荷载,包括建筑自重、人员荷载、风荷载、地震荷载以及其他外部荷载等。
规范要求在设计过程中进行合理的荷载计算和结构验证,以确保建筑物的强度和稳定性。
2. 稳定性要求:建筑物的结构必须足够稳定,以防止发生倾覆、坍塌或失稳等危险。
规范要求合理的结构形式和布局,采用适当的抵抗倾覆和坍塌的措施,确保建筑物在各种情况下都能保持稳定。
3. 安全性要求:建筑物的结构必须保证在正常使用和突发灾害情况下的安全。
规范要求采用合适的措施来预防火灾、爆炸、地震等灾害事件对建筑物的影响,以确保人员和财产的安全。
4. 耐久性要求:建筑物的结构必须具有足够的耐久性,能够抵御年久养成的劣化和腐蚀,以及气候变化和环境影响。
规范要求选用合适的材料和施工工艺,以确保建筑物的使用寿命。
二、结构规范的应用结构规范在建筑物设计和建造的全过程都起着非常重要的作用。
以下是结构规范在建筑物设计、施工和维护阶段的应用:1. 建筑物设计阶段:在建筑物设计阶段,结构规范提供了合理的设计准则和荷载计算方法。
设计师必须根据规范的要求进行结构分析和设计,确保建筑物的稳定性和安全性。
2. 施工阶段:在建筑物施工阶段,结构规范指导了施工人员的操作和施工工艺。
规范要求施工人员按照安全和质量的要求进行操作,包括合理的材料选用、正确的施工顺序和规范的施工方法。
浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术摘要:目前,在我国综合国力不断提升的大背景下,高层建筑在全国各地快速拔地而起,在建筑物的选择与布置上兼顾其实用性与安全性,同时兼顾其经济性与艺术性,以满足其多元化的需求。
住宅的建筑结构构造与很多方面有关,既要确保住宅建造的总体品质,又要通过最优方案来减少住宅中的钢筋,减少住宅造价,取得较好的经济效益。
关键词:房屋建筑;结构设计;应用;优化技术引言随着城市化的发展和建筑技术的持续创新,建筑结构的安全性显得尤为重要。
本文将探讨在建筑结构设计中提高安全性的关键措施,涵盖了抗灾性设计、灵活性与可调整性设计、材料性能与可靠性、多层次的监测系统以及多层次的荷载考虑等方面,旨在呼吁更多关注和实践,以创造更安全可靠的建筑环境。
1建筑结构设计技术优化概述1.1基础结构设计优化重点基础质量的好坏直接影响到建筑物基础的稳定性,设计单位既要对以往的设计经验进行总结,又要与建筑施工单位密切配合、有效地沟通,广泛吸纳建筑基层设计及施工方面的专业人士的观点,最终制定出一份适合于项目实际的基层施工方案。
因此,在进行房屋的结构设计时,既要考虑抗震要求,又要考虑基础的构造形式,从而使基础的构造更加科学合理。
1.2建筑整体结构设计优化重点建筑工程的总体结构的设计质量和总体结构的设计水平对建筑工程的各个方面都有很大的影响,如建筑结构的抗震性能、抗剪能力、建筑资源消耗情况等。
所以在进行建筑整体结构设计时,一定要根据工程需要,有针对性地对建筑设计方案进行技术上的优化。
因此,在进行建筑设计时,要根据建筑产品的使用目标以及建设项目的实际条件,对其所包括的各项因素进行科学合理的技术优化。
1.3建筑结构细部设计优化重点在建筑结构中,将多个矩形板彼此相连,以增加结构上的应力。
同时,通过多个矩形板的组合方式,可以很好地控制墙体的角缝。
此外,由于抗震墙体主要使用的是冷轧带肋钢筋,因此,在结构抗震墙体的设计过程中,应将其用量保持在一定的范围内,以便于后期的现场施工作业,并减少工程造价成本。
建筑双曲率曲面结构设计与应用研究在建筑设计领域,双曲率曲面结构是一种非常有吸引力的设计理念。
它不仅能够提供独特的外观,还具有优异的结构性能和空间适应能力。
本文将探讨建筑双曲率曲面结构的设计原理、应用领域以及未来研究方向。
首先,我们来了解一下双曲率曲面结构的设计原理。
双曲线是一种数学曲线,其特点是曲率在切点处具有相反方向。
当将多个双曲线组合在一起时,就可以形成双曲率曲面。
这种曲面结构能够在空间中自由组合,形成丰富多样的形态。
双曲率曲面结构的设计过程需要综合考虑多个因素,如结构力学性能、材料可行性、制造工艺等。
在结构力学方面,曲面的双曲率能够在承受外力的情况下实现自稳定,从而减少材料的使用量,提高结构的稳定性。
同时,双曲率曲面还具有较高的刚度和抗震性能,使得其在地震活跃地区的建筑设计中具有潜在的应用前景。
其次,建筑双曲率曲面结构在实际应用中具有广泛的领域。
首先是大跨度建筑。
双曲率曲面结构能够提供较大的内部空间,减少柱子和墙壁的使用,从而实现自由开放的空间布局。
这一特点使得双曲率曲面结构成为体育馆、会展中心以及航站楼等建筑类型的理想选择。
其次是景观建筑。
双曲率曲面结构能够与自然环境相融合,创造出独特的景观效果。
例如,在公园、广场等场所中,使用双曲率曲面结构的建筑能够营造出流线型的形态,增强人们对于自然环境的感知和体验。
此外,双曲率曲面结构还可以用于桥梁、雨棚、室内装饰等领域,为建筑景观设计带来更多的可能性。
然而,虽然双曲率曲面结构在建筑设计领域具有广泛的应用潜力,但目前还存在一些挑战和待解决的问题。
首先是制造工艺的复杂性。
双曲率曲面结构的制造需要高精度的工艺和先进的技术支持。
传统的建筑施工方法可能无法满足曲面结构的要求,因此需要开发出新的制造方法,并完善相应的施工工艺。
其次是材料的选择和性能。
双曲率曲面结构对材料的性能要求较高,如耐候性、抗腐蚀性以及可塑性等。
因此,研究人员需要对各种材料进行测试和评估,以确保其在双曲率曲面结构中能够发挥最佳性能。
建筑结构设计中的创新技术与应用建筑结构设计是现代建筑领域中至关重要的一部分,它关乎着建筑物的安全性、稳定性和可持续性。
随着科技的不断发展,建筑结构设计中的创新技术与应用也在不断涌现和发展。
一、数字化设计与模拟技术数字化设计与模拟技术在建筑结构设计中扮演着重要的角色。
它可以通过计算机辅助设计软件帮助设计师更加直观地进行建筑结构设计,并且能够对各种可能的负载、力学和环境因素进行精确的模拟和分析。
这种技术在大型复杂建筑项目中尤为重要,可以帮助设计师快速、准确地做出决策,从而提高建筑结构设计的效率和质量。
二、可持续建筑材料的应用随着全球对环境保护的重视,可持续建筑材料的应用在建筑结构设计中得到了越来越多的关注。
传统的建筑材料如钢筋混凝土和砖石在使用过程中会产生大量的能源消耗和环境污染。
而可持续建筑材料如生物基复合材料、可再生材料和再生材料等具有更好的环境适应性和低碳排放性能。
通过应用这些可持续建筑材料,可以降低建筑结构对能源的依赖,减少对环境的损害。
三、超高层建筑结构设计随着城市化进程的加速,超高层建筑的兴建已成为现代建筑的一种趋势。
超高层建筑的结构设计需要克服许多技术难题,如结构稳定性、抗风性能和地震响应等。
为了解决这些问题,工程师们提出了一系列创新的技术与应用。
例如,采用钢筋混凝土复合结构、钢结构系统和混合结构系统等,可以提高超高层建筑的结构强度和抗震性能,同时降低建筑物的自重。
四、建筑结构智能化随着物联网和人工智能技术的不断发展,建筑结构智能化正在成为建筑领域的一项新兴技术。
通过在建筑结构中植入传感器和智能控制系统,可以实现对建筑结构监测和控制的智能化管理。
这种智能化技术可以实时监测建筑物的结构变形和应力变化,预测潜在的问题,从而及时采取措施,保证建筑物的安全性和可靠性。
总之,在建筑结构设计中,创新技术与应用的不断推进,为现代建筑的发展和进步提供了有力支持。
数字化设计与模拟技术、可持续建筑材料的应用、超高层建筑结构设计和建筑结构智能化等方面的创新,将为未来的建筑设计带来更多的可能性和机遇。
剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用剪力墙结构是一种比较常用的建筑结构设计方案,其应用范围涵盖了多种建筑类型,包括住宅、商业、医院、办公楼等。
以下是剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用分析。
1. 剪力墙结构设计原理剪力墙结构是一种以墙体作为承载结构的建筑设计,墙体承担了建筑的重量和荷载,形成一个整体结构。
剪力墙结构的设计原理是通过加强墙体的耐力能力,抗震性能和抗风能力,提高房屋的整体结构强度和稳定性。
剪力墙结构具有布局灵活、空间利用率高、结构强度高、稳定性好、抗震性能优秀等特点。
其墙体具有较好的承载能力和抗震性能,适用于高层建筑和大型建筑物的结构设计,可以大大提高建筑物的安全性和稳定性。
剪力墙结构设计应用广泛,包括住宅、商业、医院、办公楼等建筑物类型。
比如,高层住宅多采用剪力墙结构,可增加建筑物整体的强度和稳定性,提高抗震性能,保障居民的生命财产安全。
商业建筑物中的超市、购物广场等也多采用剪力墙结构,以达到更好的结构稳定性和抗震性能。
医院、办公楼等建筑物也是剪力墙结构的常见应用领域。
剪力墙结构设计需要注意以下几点:(1)墙体的布局和位置应合理,不应影响建筑物的空间利用率和美观度;(2)墙体的厚度和质量应足够,以满足承载和抗震能力要求;(3)墙体应与建筑物的其他结构件紧密连接,形成一个整体结构,提高整体稳定性。
综上所述,剪力墙结构是建筑结构设计中常用的一种方案,其应用领域广泛,具有较好的地震抗性和稳定性。
在剪力墙结构设计中,需要注重布局、墙体厚度和质量以及墙体与其他结构件的连接,以保障建筑物的整体结构性能。
大跨度结构在建筑设计中的应用分析建筑设计是一门综合性极强的学科,既要考虑实用性,还要考虑美学效果,而大跨度结构的应用则可以提升建筑的视觉效果和空间感,同时也为建筑的实用性提供了更多的可能性。
本文将探讨大跨度结构在建筑设计中的应用分析。
一、大跨度结构的定义大跨度结构是指宽度在25米以上的单跨或连续构件,其使用可以使建筑物获得较大的空间自由度,更为适合大型建筑。
在工程设计中,大跨度结构的采用可以降低建筑支撑结构的体量、减小建筑物的自重、提升建筑的空间利用率,同时也可以增强建筑的整体感。
二、大跨度结构在建筑设计中的应用1. 建筑轻量化在传统的建筑结构中,建筑的轻量化主要是通过采用轻质材料、新型建筑构件和减小截面尺寸等来实现。
而大跨度结构的应用则可以从根本上降低建筑结构的体量,并且能够达到更好的轻量化效果。
例如钢结构、空间网壳等大跨度结构,可以大幅减少建筑结构的体积从而达到轻量化的目的。
2. 建筑美学效果的提升大跨度结构的运用可以在建筑的外形、造型上进行创新,增强建筑的视觉效果。
例如近年来广泛应用的钢架结构,由于其说明性强,材料轻盈,整体造型具有时尚感和现代感,因此受到设计师和业主的广泛青睐。
此外,空间壳体结构与网架结构也能够带来非常具有观赏性的美学效果。
3. 建筑空间设计的拓展大跨度结构在建筑设计中的还可以大幅度拓展建筑的空间设计,增加建筑的空间自由度。
例如,空间网壳可以带来更加通透的空间感,空旷而富有未来感的大厅,同时也能够催生更多创新的空间布局方案,例如在使用钢结构的建筑中,可以较为灵活地通过变化的悬挑长度和悬挑高度创造出各种不同的空间。
三、大跨度结构的优势与不足优势:大跨度结构可以降低和优化建筑的结构体量,提高建筑的空间利用率,在不同的建筑类型中具有较高的灵活性,在美学效果上也非常独特。
不足:大跨度结构通常需要实现较高的技术水平和技术成熟度,因此具有较高的成本,制作难度大。
此外,由于大跨度结构的底部支承点较少,弯曲、挤压和剪切效应等所产生的力量会较大,需要采用钢材、混凝土等高强度材料,加大材料成本和施工难度。
探讨建筑结构设计应用
【摘要】近年来,随着我国经济建设和城市建设的飞速发展。
民用建筑设计工作繁重而又责任重大,直接影响到建筑物的安全性、舒适性、耐久和经济性。
在新形势下研究民用建筑设计技术就显得尤为重要。
特别是社会对建筑使用功能和民用建筑防火功能的要求不断提高,许多诸如建筑防火设计与建筑使用功能设计和结构设计之间的矛盾不断出现,在满足建筑结构长远效益的前提下,应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。
【关键词】结构设计:民用建筑;应用
1 建筑结构设计优化方法的应用及实践价值
1.1 结构设计优化方法的应用。
结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。
其中房屋工程分部结构的优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖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。
对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容.并应在满足设计规范和使用要求的前提下,要结合具体工程的实际情况,围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。
1.2 结构设计优化方法的实践价值。
笔者认为,在满足建筑结构长远效益的前提下。
应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。
与传统设计相比,采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%一30%。
优化技术的实现,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、安全和经济”目标的有效途径。
2 民用建筑结构设计与经济性的关系
2.1 结构设计与用地的关系多层或高层住宅建筑中,总建筑面积是各层建筑面积的总和,层数越多,单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。
但随着建筑层数的增加,房屋的总高度也增加,房屋之间的间距也必须增大。
因此,用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。
2.2 结构设计与造价的关系建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响,但影响程度对各分部结构却是不同的。
屋盖部分,不管层数多少,都共用一个屋盖,并不因层数增加而使屋盖的投资增加。
因此,屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。
基础部分,各层共用基础,随着层数增加.基础结构的荷载加大,必须加大基础的承载力,虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低,但不如屋盖那样显著。
承重结构,如墙、柱、梁等.随层数增加而要增强承载能
力和抗震能力,这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。
2.3 高层住宅结构没计与经济性的关系住宅的层高直接影响住宅的造价,因为层高增加,墙体面积和柱体积增加,并增加结构的自重,会增加基础和柱的承载力。
并使水卫和电气的管线加长。
降低层高.可节省材料、节约能源,有利于抗震,节省造价。
同时,除降低层高可以减少住宅建筑总高度,缩小建筑之间的日照距离,所以降低层高能也取得节约用地的效果。
在相同建筑面积时,住宅建筑平面形状不同,住宅的外墙周长系数也不相同。
显然平面形状越接近方形或圆形.外墙周长系数越小,外墙砌体、基础、内外表面装修等也随之减少,并且受力性能好,造价会降低。
考虑到住宅的使用功能和方便性,通常单体住宅建筑的平面形状多为矩形。
3 结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用
3.1概念设计优化技术与建筑结构设计对于同一建筑方案。
可以有许多不同的结构布置设计;确定了结构布置的建筑物,即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的:建筑物细部的处理更是不尽相同,这些问题是计算机无法完全解决的,都需要设计人员自己作出判断。
而判断只能在结构设计的一般规律指导下,根据工程实践经验进行,这便是前面所说的概念设计。
因此,概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。
3.2 概念设计处理的实际建筑设计问题概念设计所要处理的问题多种多样。
但可以肯定的是希望通过概念设计,建筑结构能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏,或将破坏程度降至最低。
因此,分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。
其中,地震作用最为难以琢磨,破坏性也最大。
故而,建筑设计过程中就应该未雨绸缪,从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施,不利于抗震的作法则应尽量避免。
刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段;延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏;多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏.消耗一部分地震能量。
这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的首要指导思想。
4 对现行民用建筑防火技术体系存在问题的分析
4.1 对民用建筑的分类标准尚需细化
目前的民用建筑防火技术体系中对民用建筑的分类,仅限于按使用功能和建筑高度(楼层)区分。
对于不同类建筑的火灾危险特性.缺乏系统科学的分析判断标准。
如同样是商场,经营服装、纺织品、家电等易燃、可燃商品的商场与经营五金、机械零配件的商场其火灾危险特性是不同的;而大型综合性超市与小型专卖店的日常顾客流量也有明显区别。
4.2 对防火分区面积、人员疏散宽度和内装修防火等内容的强制规定。
造成防火设计与使用功能设计的诸多矛盾
4.2.1 现行民用建筑防火技术体系中对于防火分区的规定,对于许多大空间建筑防火设计来说,是一个非常棘手的难题。
防火分区的划分需要用防火分隔物,而目前规范中规定的防火分隔物只有防火墙和防火卷帘.设置防火墙显然会影响使用功能,而设置防火卷帘对于净高很高的建筑来说难度也很大,而且大跨度、大面积的防火卷帘在火灾时能否正常运行也是—个未知数。
4.2.2 现行民用建筑防火技术体系中对于人员疏散宽度的规定,使许多人员密集场所如商场、餐饮建筑防火设计中难以做到。
例如一个每层建筑面积5000M2的多层商场建筑,按现行规范计算的总疏散宽度约为16m.即应设置宽度为2m 的楼梯8部,这对于寸土寸金的商业建筑来说,是令建设投资方难以接受的。
4.2.3 现行民用建筑防火技术体系对于内装修材料的防火要求,使许多新型装饰装修材料的应用受到限制,从而也就使建筑内部装饰装修的效果大打折扣。
4.3 对主动防火系统在建筑防火技术体系中的作用需重新定位
主动防火系统是指以自动灭火系统、火灾自动报警系统及联动控制、防排烟系统、安全疏散诱导和应急照明系统组成的、能够自动探测扑救初起火灾的建筑自动消防系统。
在建筑防火中发挥着极其重要的作用。
在现行建筑防火技术体系中,仅对某些重要建筑或建筑部位提出强制设置自动消防设施的要求,而未将其作为一项提升建筑总体防火能力或作为弥补以提高建筑物耐火等级,严格划分防火分区等为主要内容的建筑被动防火体系的手段,因而从某种意义上来说也就限制了其在建筑防火中的广泛应用,从而也就出现了在大量设置防火卷帘的建筑中,用于防火卷帘保护水幕的用水量远大于自动喷水灭火系统用水量这一极不合理的现象。
4.4 对以钢结构为代表的新型建筑结构形式防火技术要求缺乏系统有效的指导
随着我国建筑行业迅猛发展,大量以钢结构为代表的、集经济与建设速度快等特点于一身的新型建筑结构形式不断出现,同时也给建筑防火技术带来了新的难题。
由于钢结构构件的耐火极限很低(约0.25h),在火灾情况下钢结构建筑有可能会出现跨塌.因此如何提高钢结构建筑的耐火等级是钢结构建筑防火技术的关键。
现行防火技术体系中对钢结构建筑防火手段仅限于对钢结构构件涂刷防火涂料、包敷不燃材料等简单措施,不仅效果不够理想,而且非常不经济。
5 解决民用建筑结构设计问题的几种途径及分析
现行建筑防火技术体系存在的诸多问题.给某些建筑工程的设计和消防审核验收工作带来了许多困难,目前解决问题的途径主是通过消防主管部门组织本部门和设计部门有关建筑防火专家对疑难问题进行研讨.提出修改、弥补.措施后
形成会议纪要,以作为设计的依据。
但这种方式存在以下两个方面的问题:一是法律地位问题。
即专家组的讨论意见能否取代国家消防技术标准而作为设计和审核依据尚有争论;二是技术可靠性问题,专家凭个人的知识和经验提出的意见缺乏科学实验和论证作支撑。
首先是性能化防火设计的途径。
性能化防火设计是于20世纪末兴起的一种全新的防火设计理念,与依据指令性规范的防火设计方式不同的是,它不是根据确定的,一成不变的模式进行设计.而是运用消防安全工程学的原理和方法制定整个建筑防火系统所应达到的目标,在对建筑进行火灾风险评估的基础上,寻找实现建筑防火安全的最佳方案。
但这种途径同样存在两个方面的问题:一是法律地位问题,我国现行的建筑及消防法律法规中对性能化防火设计暂无明确规定;二是经济问题,性能化防火设计涉及大量的分析、计算、设计文件制作和专业评估。
需要大量人力和物力投入,一般建设投资者难以接受。
最后是修订、完善现行防火技术体系的途径。
考虑到我国的经济水平和建筑防火设计、审核技术力量,以强制性防火设计规范或防火设计指南为主要依据的建筑防火技术体系,在很长一个时期内仍将是适合我国国情的、较为切实可行的途径。
但现行技术体系在实际应用中出现的种种问题。
说明必须对其进行深入的修订完善。