模块化建筑结构范文

导语：如何才能写好一篇模块化建筑结构，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：模块化；建筑结构；分析

中图分类号： TU8文献标识码： A

模块化通常运用于计算机领域。模块化建筑，就是将复杂的建筑结构进行分解，制作成各类构件。分解过后能有效降低结构的建设难度。在建筑行业对建筑结构进行模块化，能显著提升建筑工程的施工速度，只需要明确建筑工程的施工次序，然后依次将其拼装完成。这种新型建筑模式能迅速推动我国建筑施工技术的发展。

一、模块化建筑发展的必要性

社会经济的不断发展对生活的各方各面都产生了深远的影响，也对建筑物的各方各面提出了更高的要求。建筑模式的多样性对促进建筑行业的的发展能起到十分重要的作用，模块化建筑是建筑的一种新模式，应用前景十分广阔。由于传统砖混结构对耕地可能造成的破坏，相关政策已经明确规定不能在建筑物中继续使用粘土砖，这种情况下新型建筑模式由于其技术上的优越性能取得更进一步的发展。

目前我国建筑产业的发展速度较快，市场对建筑的需求量较大，但是由于传统建筑施工技术建设周期长的特点，无法满足当前我国居民的建筑物需求，并且由于我国制定的可持续发展战略对见地建筑物施工过程中的环境资源消耗量提出了更高的要求，所以发展以及推广模块化建筑是十分必要的。

二、盒子式建筑

目前阶段，模块化建筑中应用范围最广的就是盒子式建筑，盒子式建筑的外形也最符合模块化建筑的特点。盒子式建筑，其外形就像一个方盒子，线条简洁明了，能很好的符合未来建筑外部轮廓直线化的发展趋势。

（一）盒子式建筑概述

盒子式建筑的材质多变，能根据具体需要选择钢筋混凝土、铝材、木材、玻璃钢甚至塑料等进行构件制作。制作的构件通常是一个长方体，有顶板、底板以及四面墙体（可以根据需求少制作一面或者两面墙）。这些构件在工程设计完成后，只需要运输至施工现场进行组装，其中的水电、暖气等部分，甚至放置在房屋中的家具都能在整体构件中制作完成，所以需要的施工时间较传统建筑施工来说非常短。此种建筑模式的特点就是能满足批量生产的需求、现场施工用时少、工人劳动强度小、工作效率较高、工期不受或者少受外部环境的影响、建筑建设效率高，并且其安全性有保障，抗震系数较高，施工材料用量较少，建筑建成后可使用的空间较大，建筑整体质量较小。但是其生产及施工对构件生产设备以及交通运输能力有较高的要求，在建筑组装环节还需要用到较多的起重设备。

目前世界各国对盒子式建筑技术都有所应用。盒子式建筑构件的材质各有特点：①钢筋混凝土材质的盒子刚度与强度相对较大，使用期限较长，批量生产效率较高。但是由于其重量较大，运输难度较大，拼装时需要利用吨位较大的起重设备。②轻质混凝土就是利用各种轻质混凝土制成，这种构件多用于低层或者独栋建筑的搭建。③金属骨架型盒子构件的制作多使用各类钢材，例如普通钢、轻型钢或者铝合金等。在搭建好的骨架上铺设水泥板或者石棉、模板或者金属板皆可。使用这种方式制成的盒子运输较方便、组装难度较小，使用的起重设备吨位较小。④木盒子应用时间较长，发展较为成熟，在美国地区应用的较多。森林资源丰富的地区可以选用此中材质制作盒子构件。⑤塑料盒子，由于塑料的强度较低，可用期限较短，目前多用于制作灾区安置点。

通常情况下，盒子构建会被制作成四边形，此中盒子由于与传统建筑模式较为贴近，受到大部分人的喜爱。但是目前人们对建筑物的外形有了不同的需求，许多人会将盒子构件制作成五边形或者六边形。六边形的盒子构件自身也存在一定的优点，例如由于其墙面增多，能拥有更多的窗口，对于通风能更好的满足需求，并且由于此种形状自身的特点，能很好的实现自身房屋的相对封闭性，隔音性能较好，能有效屏蔽邻居传来的噪音。

（二）盒子构件的组合方式

1、全盒子建筑。通常情况下，全盒子建筑中的承重盒子都是钢筋混凝土材质的，将盒子构建组合起来时，其重量会沿着构件四周向下传递，完成承重。全盒子构件的组合方式有两类，重叠组合以及交错组合。重叠组合就是讲盒子构件一个一个的堆叠起来，这种方式形成的盒子建筑刚度强、施工现场环节少，有效利用了工厂的批量化生产设备。但是在堆叠完成后楼层、各组件之间有两层楼板，在对其进行后续处理时较复杂。交错组合就是讲各构件错开排列，在墙面缺失的地方使用墙板补齐。

2、板材盒子建筑。板材盒子建筑由盒子构建、大型楼板以及墙板和设计承重的卫生间、厨房构件组成，用楼板隔开各个盒子，用墙板划分各个房间。

3、筒体盒子建筑。在楼层中间部分设置一个承重的筒，然后使各构件的重量施加到此筒体上。筒体盒子建筑中，构件大都被固定在中央的筒上，可以使用的固定方式有将构件用工具焊接或者使用螺栓固定、利用筒体上设置的吊杆将构件吊起或者利用筒体上设置的悬臂装置对构件进行固定。由于技术原因，此种建筑方式的总楼层不能超过12层。

三、模块化建筑结构综述

（一）模块化建筑设计的特点及优点

严格意义上来说，模块化建筑的建造不算是一种建筑施工技术，只能算是一种建筑组装技术。其将事先制作完成的各类构件组装在一起，形成房屋。其发展来源于目前建筑资源的紧缺，许多资金有限、对房屋灵活性要求较高的客户对模块化建筑需求度较高。模块化建筑从接受订单到完成建筑的制作只需要几个月甚至更短的时间，并且由于其构件组装以及拆卸的方便性，能很好的满足客户未来的扩充或者改装要求。工业化的生产让其构件的精度有了更好的保证，对所有材料能有效利用，成本低廉、品质有保证，未来发展的潜力巨大。目前由于顾客对此中建筑工艺的深入了解，对其也提出了更多样化的要求，也进一步促进了其技术的进步。

相较于传统建筑施工工艺，模块化建筑施工周期短，并且对于住房急缺这类问题能迅速解决。由于其施工周期短，对企业的流动资金能很好的利用。并且高度的工业化使其对人力资源的需求较小，需要付出的人工成本更少。对于天气的依赖程度较低，生产环节在室内进行，不受天气影响，组装环节耗时较短，受天气影响较小。总而言之，模块化建筑本身拥有常规建筑的绝大部分优点，在日常生活中的使用甚至更方便更灵活，是未来建筑模式的发展方向。

（二）模块化建筑设计施工方面应遵守的原则

与传统建筑设计原则一样，模块化建筑设计的一般原则同样是适用、经济、坚固以及美观。因为建筑在日常生活中起到了非常重要的作用，使用过程中的体验对此模式的未来发展有决定性作用。并且由于模块化建筑的先进性，在满足上述条件之后，还需要在传统的基础上进行发展创新。自古以来建筑在人们生活中都扮演了十分重要的角色。作为新型技术需要对建筑内部的舒适性有更高的追求，让此种建筑模式在市场经济中更具竞争力。由于模块式建筑大都是可移动的，可能会给客户造成不稳定、不安全的负面印象，所以需要在设计时对建筑的安全性、稳定性更加重视。

结束语

目前我国部分省市正在大力发展构件生产厂，这对推动我国模块化建筑的发展十分有利。由于模块化建筑的特殊性，以及我国目前阶段的特殊国情，应用潜力巨大，目前能使用此技术的领域有住宅修建、旅游地区的旅馆建设以及各类公共服务设施例如养老院以及学校的建设等。

参考文献：

[1]郭艳艳.模块化房屋建筑结构[J].城市建设理论研究（电子版）,2011(23)

[2]梁佳，高辉，张海涛等.模块化建造体系新特点――以SDE2010竞赛的小型住宅建筑为例[J].新建筑,2012(4)

[3]刘晓升，吴延宏，王开强等.模块化低位顶升钢平台模架体系在超高层建筑施工中的应用管理[J].施工技术,2012(15)

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大型公共建筑需提供大面积开放空间以满流、休憩等需求，同时还需保证室内环境的舒适性，对能源的需求量极大。设计时应因地制宜，充分利用周围的自然环境，使建筑立面设计、护设计、自然采光、通风技术、智能照明系统、采暖和制冷系统等设计与环境、气候协调，实现建筑低能耗、低污染的目标。

二、新型预制装配整体式住宅绿色施工

我国人口众多，住宅建筑需求量大，当前的混凝土结构住宅建筑施工主要是在现场完成，属于粗放型作业，建材、能源损耗大，环境污染严重，迫切需要对这种粗放型施工技术进行创新改进，达到绿色施工，实现施工节能。通过对混凝土结构住宅工业化制造的研究，完善了混凝土构件工厂标准化生产、特定环境下养护、现场拼装这一绿色装配整体式住宅施工技术，在保证了结构安全的前提下，提高了建筑质量，节省了大量的模板，降低了混凝土等建材的损耗。该技术应用在万科府前万科府前花园EF组团住宅建造应用，与传统生产方式相比，工业化制造方式在节能、减损，减排方面都有了巨大进步。

三、超高层模块化盒子结构模式的推广与应用

超高层模块化建筑技术为澳大利亚Hickory集团第六代模块化建筑技术，该技术目前已应用到澳大利亚墨尔本的拉特罗布街大厦—43层高的商业住宅项目，该项目共294个模块，目前已开始加工制造，计划2015年10月完工，该建筑完工后，将是世界第一个商业化超高层模块化建筑。技该术通过将建筑合理划分为模块化单元，模块化单元在工厂进行流水化生产（包括模块化单元的精装修加工），预制比例可高达95%。模块化单元加工完成后运输至现场，通过提升设备将其吊放到位，并通过专业连接方式组装成建筑整体。与传统建筑相比，模块化建筑采用工厂预制，现场组装的施工方式，具有如下优点：低碳节能：模块化建筑采用新型环保节能建筑材料、工厂标准化生产等，可以实现节能47%以上，减少二氧化碳排放51%以上，并且模块化建筑的的材料可以100%回收利用。节省工期：模块化建筑现场基础施工与工程制造可同步进行，同时施工也不受天气及季节变化等的影响，大幅度缩短建造周期，按照国外的统计发现模块化建筑的建造周期比传统的建造模式至少减少一半时间以上。质量优良：模块化建筑材料由专业工厂标准化进行建造，在避免劣质材料和恶劣天气影响施工质量的同时，可以通过标准化控制，现代化检测以及工业化生产等手段保证建筑质量及其稳定性。经济适用：模块化建筑的建造成本可以通过加工前的优化设计、快速的建造过程、工厂可控环境下加工、降低项目建设过程中的不可预见因素实现有效控制；根据用户的不同需求进行装修，实现用户的直接入住，而无需二次装修。安全施工：模块化建筑的大部分构件都在工厂事先完成，建筑结构、外层装修和玻璃幕墙施工没有高空作业，提高了现场施工的安全性；并且工厂环境下施工便于对施工安全进行有效控制。

四、高性能建筑保温隔热材料

建筑保温隔热材料是建筑节能的基础，建筑护结构是建筑内部与外界环境能量传递的直接途径，通过改进护结构的保温隔热性能，大幅度地降低其传热系数，是建材节能创新研究最有效的途径。气凝胶作为一种新型的轻质纳米多孔性固态材料，具有超低的导热性系数（导热系数低于无对流空气的导热系数），但气凝胶材料制备工艺复杂、成本高，且强度低、韧性差，制约了其在建筑隔热保温领域的应用。针对这些问题，通过四因素、三水平的正交实验，得到SiO2气凝胶的低成本与快速制备工艺的优化工艺条件，制备得到性能优异的SiO2气凝胶；其次采用纤维增强整体成型技术，制备出具有良好力学性能、较低导热系数、隔声减震、耐火不燃等高性能气凝胶隔热保温材料，最后根据不同的工程场合要求，研发出气凝胶隔热玻璃、气凝胶隔热保温毡、气凝胶隔热保温涂料、气凝胶隔热保温腻子等高性能建筑隔热保温材料。其中气凝胶隔热玻璃与市场上其他三种玻璃相比，具有超强的保温隔热性能。

五、光伏发电技术的新应用

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关键词：数据处理中心，IDC，机房工程 ，数据处理中心架构模型

1、数据处理中心的概念

目前数据处理中心业界还没有一个权威的定义。数据处理中心的建设目标也随着上层应用及服务方式变化而在不同时期呈现出不同的内容。

数据处理中心是伴随着互联网发展的需求而发展起来的，为企业、应用服务提供商、内容服务提供商、系统集成商、ISP等提供大规模、高质量、安全可靠的业务处理、服务器托管、租用以及增值服务的互联网新型业务。数据处理中心不仅是一个服务概念，还是一个网络概念，它构成了网络基础资源的一部分，提供了一种高端的数据传输服务和高速接入服务。它改变了以往互联网的运作和经营模式，使得参加互联网的每一方都能专注其特长。

因此，数据处理中心不仅要提供服务器硬件、快速安全的网络，还要提供对服务器的监管服务、有关网络的管理及服务品质保证，而且要有高度可靠的安全的机房网络环境。

2、 数据处理中心建设的误区

在技术应用方面，数据处理中心的建设涉及了建筑、装饰、强电、弱电、网络、主机、软件等多个IT领域及非IT领域的关键性技术；在功能应用方面，数据处理中心则涵盖了业务保障、主机托管、数据存储、能源支撑、安全保障、运维管理等多种功能。因此，数据处理中心的建设是一个涉及面广、技术难度高、集成性强的综合性一体化系统工程。

业内的从业企业主要由过去从事传统IT行业、机房工程专业、甚至是强电、装修等单一专业的公司组成。谈到数据处理中心的建设时，往往会造成以下误区：

误区一：数据处理中心建设=机房工程。这种误区主要是由于对数据处理中心的片面性理解造成的，将数据处理中心与普通IT机房等同起来。

误区二：关键投资的偏移。建设一个服务面广、功能完整、数据关键性高的数据处理中心，从需求调研、功能定位到方案规划、详细设计再到工程实施、调试开通将是一笔巨大的投资。从机房平台一体化建设在整个数据处理中心构架的位置及与其他支撑系统的关系来看，其主要作用是为上层的平台与应用提供可靠、纯净的能源支撑和安全、丰富、方便的操作、管理环境。然而，往往有一种建设误区将装修工程等华而不实的系统做为建设与投资重点，而轻视了为上层平台及应用提供关键性支撑的系统建设。

误区三：短视和缺乏系统的需求分析。在数据处理中心的建设中往往存在“只看局部、不看整体”、“只看显性、不看隐性”、“只看目前、不看未来”的建设误区，造成了数据处理中心的扩展性不强，下层支撑系统无法跟上上层业务系统的发展节奏的问题。

3、 数据处理中心整体构架

数据处理中心构架模型（Data Center Structure Model）是对数据处理中心的建设内容进行层次化抽象与归纳，以便于更系统、全面的对各功能模块进行规划与设计。具体见下图：

3.1建筑结构层

建筑结构层位于数据处理中心构架模型的最底层，主要是通过对建筑结构的合理性规划及装修工程来保证数据处理中心科学、合理的物理环境，建设内容主要包括：

a) 建筑结构及平面分割子系统

建筑结构包括建筑外立面、建筑屋面防水、建筑承重、电梯尺寸和承重、抗震和抗裂的等级、房间功能设置等要求。

平面分割子系统包括机房区域划分和机房通道设计。其中机房区域划分主要包括主机房区域、网络机房区域、运维监控区域、操作中心区域、辅助设施区域、通讯机房区域、开发中心区域、数据存储区域、设备仓库区域、培训中心区域；机房通道设计主要包括设备通道、参观通道、人员通道、消防通道等。

b) 装饰工程子系统

通常包括：装饰选材、机房标高、机房承重、天花吊顶工程、隔断及墙面工程、地面工程等。

3.2 机房平台层

机房平台层位于建筑结构层与业务支撑平台层之间，主要作用是为上层的支撑平台设备提供可靠、纯净的能源支撑，为管理人员提供安全、丰富、方便的操作、管理环境。

从功能上划分，主要分为四个模块，分别为能源支撑模块、安全保障模块、运维管理模块、配套服务模块。其中能源支撑模块包括：低压自动切换系统（ATS）、低压配电系统、不间断电源系统（UPS）、空调系统、后备发电系统（油机）；安全保障模块包括：安全防范系统（SA）、消防报警系统（FA）、消防灭火系统、门禁管理系统、电气保护系统；运维管理模块包括：环境监控系统（PSMS）、网络监测管理系统、平台监测管理系统、生产监控系统、集中切换系统（KVM）、指挥调度系统；配套服务模块包括：结构化综合布线系统（PDS）、有线电视分配网系统（CATV）、紧急广播系统（PA）、语音通讯系统（PBX）、专用卫星通讯系统（VSAT）、培训中心系统。

3.3 业务支撑平台

业务支撑平台是为上层应用系统高效、稳定的运行提供支撑平台，主要由网络、主机、存储、备份等软硬件组成。

从主流行业的数据处理中心建设来看，主要应由以下功能区域组成：广域接入区、核心生产区、测试区、开发区、互联网服务托管区、办公OA区、MIS区、数据存储区、集中管理区、呼叫中心（Call Center）。

3.4 生产业务层

生产业务层主要由各类专业业务应用系统组成，用于完成交易，以及交易数据的统计与管理。

4、数据处理中心的建设重点和目标

由于IT业务快速发展的模式特点，如何针对行业数据处理中心设计出安全、可靠、稳定运行、可持续增长的机房环境将是数据处理中心建设中的重中之重建设重点和目标包括：

4.1高增长性

在规划设计中，应着重考虑以下几点以适应数据处理中心高增长性的特点：

采用标准化、模块化的设计。 随着数据处理中心环境的变化，电力基础设施和物理基础设施都必需适应并满足这些要求。

将数据处理中心总进线开关和进线电缆容量适当留有冗余，未来扩展时成本很低即可实现线路扩容，扩容仅需要加内部相应设备即可，不再需要整改机房内电气线路及桥架等；

在对行业业务充分了解的前提下，运用科学的分析方法，预测今后5到10年内的容量密度。系统设计中须结合用户实际情况提出合理的功率估算方法以及供配电扩容方法。

4.2高可用性

高可用性已成为了数据处理中心稳定运行的核心因素，作为支撑关键业务的数据处理中心，需要满足24×7×365的运行要求，达到99.99999%的运行效率。在设计时，应主要考虑以下几点：

增加平均无故障时间（MTBF）平均无故障时间，是指电源保护系统经过多少时间出现故障的平均小时数。可以通过增加系统中每个部件的可靠性和增加系统的冗余性两种途径来实现。

减少平均修复时间（MTTR）其主旨是为了降低电源保护系统和市电电源同时现出故障的风险。

系统的冗余设计系统的冗余设计应该从多方面考虑，将系统的单点故障降到最低，主要包括：能源的冗余、设备的冗余、网络接入的冗余。

减少人为故障据统计，系统54%的宕机是人为故障造成的。在系统设计中，应尽量考虑到减小系统复杂性；在项目实施中需做好竣工资料及技术培训工作。

减小UPS和关键负载之间的故障点大多数导致关键负载宕机的故障一般发生在UPS和关键负载之间。在 UPS 和关键负载之间存在多个断路器（单路径故障点）。

4.3高整合性

建筑结构的整合随着数据处理中心负载的增加，基础空间可能会被机械和电力基础设施占用（包括发电机组、UPS系统、电池系统、静态开关等），因此系统设计中须提出优化的机房空间分割方法。主机房、各类业务机房、各类辅助用房的设计时应考虑装饰风格、操作台设计、设备布局的统一与协调。

管道桥架的整合数据处理中心内涉及到管道桥架的系统较多，线路较复杂。因此，在严格遵守强、弱电线路管道桥架分开的前提下，应尽量考虑管道桥架的统一规划，方便施工与排障。

能源系统的整合在低压配电子系统、UPS子系统、空调子系统等能源系统的设计时，应尽量考虑各子系统及设备之间的兼容性和整合性，建议采用一体化解决方案，提高系统的整体运行效率。

业务支撑平台的整合建设一套高可靠、高可用性的支撑平台系统，采用逻辑隔离将各种应用区分开来。以生产业务系统应用为核心，同时满足安全保障、运维管理、配套服务相关系统对网络的应用。

4.4高安全性

建筑结构的安全保障在建筑结构设计前，应对数据处理中心的外立面、承重、屋面防水、抗震/抗裂等级提出要求。同时，对易发生危险的系统（如UPS系统）应进行特殊考虑，如将UPS主机室与电池室进行分隔，并对UPS电池室采用实墙隔断，从建筑结构层面保证数据处理中心的运行安全；

能源系统的安全保障数据处理中心内所有的能源支撑设备均需严格考虑接地与防雷系统，并在低压配电双输出系统中考虑采用负载同步控制器（LBS）防止关键负载设备的损坏；

技术上的安全保障建设安防（闭路电视监控、防盗报警、电子巡更）、门禁（3层门禁管理体系）、消防（消防报警、消防灭火）、电气保护等子系统从多方面综合保证数据处理中心的安全；

运维管理的安全保障利用数据处理中心的环境监控系统（PSMS）对机房内的温湿度、漏水、配电、UPS、空调、消防、安防等设备及子系统进行综合监控，实现实时的对机房环境运行参数进行监控。当环境运行参数发生重大异常时，通过指挥调度中心进行快速排障与维修。

4.5可迁移性

随着业务的不断拓展，可能需要对旧数据处理中心进行扩容，并进行新中心的建设。这时，就需要进行数据处理中心的搬迁工作。数据处理中心的共有特点是：业务集中、数据集中、海量数据容量（至少TB量级）、大业务量、业务连续性要求极高、关键业务数据可用性高。由于业务24×7的连续性需求和客户数据的重要性，保证业务连续性是数据处理中心迁移的核心要求。

因此在设计规划时，应尽量考虑到搬迁时最小的风险、最短的停机时间。主要从以下方面考虑：模块化设计方便搬迁时设备的拆卸和搬迁统筹规划；设计的灵活性灵活的设计使搬迁变得更加可行，也方便在新中心的灵活部署；提供宽大通畅的设备运输通道保证搬迁时的物理条件，提高搬迁方案的可实施性。

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[关键词]网架结构 设计 构件受力

中图分类号：TP417 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0276-01

网架结构是若干杆件组成的网架基本单元（包括三角锥、正方体、截头四角锥等）通过铰接形成的空间多次超静定结构。连接网架基本单元的结构叫做网架节点，根据其方式不同，通常分为焊接球节点、螺栓球节点以及钢板节点等。我国自1964年建成第一个平板网架建筑―上海师范大学球类房以来，网架结构已经广泛应用于各类建筑[2]。

一、网架结构的特点

（一）网架结构的功能性特点

本文所谓的功能性特点，指的是网架结构在使用功能、经济性能、美观功能和社会效益等方面区别于其他建筑结构形式的明显特征。这些特征主要包括经济合理、节能环保、大方美观、结构灵活等。

网架结构由于其都是模块化组装，施工周期较短、耗材相对较少，在人工、材料等方面相比框架结构、框架剪力墙结构等传统的建筑结构形式具有明显的经济合理性；另一方面，网架结构建筑由于易拆易建，适应于临时性场馆、展馆建筑，加之其减少了混凝土、砌块、砂石等材料的使用，使用材料和施工方式对环境污染较少，更有利于节能减排；再者网架结构由于是模块化组装，结构灵活、外形大方美观，在最近几年的高铁站建设上就有着明显的体现。

（二）网架结构的力学特点

如前文所述，网架结构属于高次超静定结构，其受力特点自然符合高次超静定结构的力学规律。网架结构的力学特点主要包括如下几个方面：

1.整体刚度大，不易变形，抗震性能好

由于高次超静定结构对于形变的约束往往由两个以上的作用力，因此增大了其整体刚度，从而增加了抗震性能[3]。

2.结构对单个杆件的依赖力较弱

如果是静定结构，一个杆件的破坏可能导致整个结构发生形变和破坏，而超静定结构则不然，一个杆的破坏只会改变受力传导方式，而由别的杆件受力从而保持结构的稳定。网架结构的这个力学特征是保证其稳定性的重要因素。

3.受力方式复杂

一是网架结构的受力体系复杂，一个杆件有可能在不同的时间段或者不同的荷载作用下承担不同方向的受力，即起到受压和受拉的双重作用。二是网架结构可变荷载的存在，导致了其受力的复杂性，如网架结构建筑，在风荷载、雪荷载等可变荷载的作用下，内部杆件的受力方式会发生改变，这种改变往往是动态的、偶然的，不易预测的。

二、网架结构优化设计思路与措施

传统的网架结构设计方法一般是根据网架的布置形式、杆件接点的材料与规格、荷载分布情况等进行建立力学模型验算其承载力，得出可行或不可行的结论。基于网架结构的上述特点，在网架结构设计过程中，用严谨、科学、创新的设计理念，对网架结构进行设计优化。

（一）多维度极限设计思想进行构件选型

多维度极限设计，指的是在设计过程中，假设多种不利因素均达到极限状态[4]，如：风荷载、雪荷载、构件的疲劳老化等。然后在这种极限状态的作用下，倒推计算网架结构构件的承载力，并依此作为构件选择的依据。在这种思想下，构件的承载力是极限状态下各种作用力的函数；同时构建的构件（如杆件）的规格、材质等又是构件极限状态承载力的函数；通过两次数学计算，即完成了对构件的选型。

Y=f（x1，x2，x3……） （1）

X=f（Y，z1，z2，z3……） （2）

上式中：

代表极限状态下的构件承载力；xi代表各种极限状态下的作用力；X和zi代表杆件的相关参数；在公式（2）中，Y就成了常量，公式（2）就是通过构件的既定参数确定未知参数的过程。

上述优化过程是多层次的，要根据受力传导体系进行分层、分单元计算，通过计算机建模、软件开发等手段实现精准测算；雪荷载、风荷载、地震荷载的确定要查阅当地历史资料，根据标准规范和实际需求采用合理的历史最大值数据（如50年一遇、100年一遇等）。

（二）将单位自重承载力系数作为网架结构优化指标

本文所指的单位自重承载能力，指的是一个重量单位自重的网架结构所承载的最大的作用力。引入这个系数，并将此作为衡量网架结构优化设计效果的重要参数。

网架结构在承担外部荷载作用的同时，自重也增加着构件的负载量。如何运用最小的自重承载最大的荷载，这需要设计者在结构优化、材料选型等方面进行分析探讨。

（三）推荐使用新技术、新材料、新工艺

新技术、新材料、新工艺的使用往往会在优化设计中起到立杆见影的作用，运用自重轻、刚度和强度使用要求的新型材料可以有效降低自重荷载，运用新的构建连接技术工艺，增加节点的力学性能，从而改变传统的网架结构布置格局。

新材料的选型要注重两个方面，一是要确保其力学性能优于传统材料，二要确保新材料的耐老化、耐腐蚀、耐疲劳等指标不得低于传统材料，既要注重其现实性能也要注重潜在性能；否则，就会顾此失彼，影响了网架结构的使用寿命和安全。

（四）运用合理的外形和措施降低或转移偶然自然荷载

偶然自然荷载，指的是雪荷载、风荷载、地震等，可以通过网架结构外形设计达到转移和减少这些荷载作用的效果。如可以根据当地的风力风向，设计有利于避风、疏风的外形结构。通过陡峭、错落的顶面设计，降低积雪积压，可以运用太阳能等新能源装置设计融雪清雪系统，及时转移和消除需荷载。在地震多发地带，设计整体性刚度大、但与地基柔性接触的网架结构建筑，通过柔性接触面释放地震荷载，保持主体建筑的稳定性和整体性，起到“以柔克刚”的效果。

（五）灵活模块化设计思想

设计者应该进一步发掘和创新网架结构建筑模块化和灵活性的特征，在易老化、易腐蚀、易损坏的部位，运用结构体积不大、多维度约束力共存、易于替换的模块，便于局部维修和更换。

三、结论

网架结构是超静定空间受力结构，在各种展馆、体育馆、机场、车站等建筑中有广泛的应用，与传统建筑结构形式相比，具备经济合理、节能环保、拆建灵活、大方美观等优点，同时具备整体性强、刚度大、抗震性能好、空间受力形式复杂、多单个杆件的依赖性弱等特点。基于其性能优点和力学特点，设计者要不断创新优化设计措施，运用创新、先进、合理的设计理念，对网架结构力学体系进行深入分析研究，从细节上入手，不断完善网架结构受力形式。通过多维度极限设计思想，充分保障构件选型的可靠性和安全性，引入网架结构单位承载力系数等指标，对设计优化进行评价评估，推荐使用新技术、新工艺、新材料，实现网架结构建筑的创新和性能完善，运用一定的设计思想和技术措施转移或减少偶然自然荷载对结构的影响和破坏，进一步探索其灵活性的开发潜力，以设计建造安全可靠、经济合理、时尚先进、美观大方的网架结构建筑。

参考文献

[1] 巩玉发，殷志祥，张世昆.网架结构优化设计极限分析[J]阜新矿业学院学报（自然科学版），2011（4）：110-112.

[2] 张玉萍，温欣.我国空间网架结构应用发展分析[J]山西建筑，2010（19）：70-71.

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方案构思：人文、现代

*以人为本，注重生态

医院的设计方案中，不仅关注为患者提供优良的医疗环境，还考虑为医务人员创造良好的工作氛围。

方案结合当地地域特点，在适当密集布置建筑群的同时，充分考虑利用自然通风与采光，门急诊、医技、住院楼组合围成多个内庭院。住院部具有良好规划与朝向，大部分病房朝南布置，护理单元各层留有开放式的室内活动场所，使患者有舒适的交流空间。门急诊、医技楼各单元通透的庭院景观体现了现代绿色生态建筑概念，为逐步建设成花园式医院创造了条件。

*科学合理，技术先进

在新建筑物内设计医院主街，使医院内门急诊部、医技科室、住院部、后勤保障部门分区明确。各有关部门布局合理，联系方便。

多通道式的影像放射科、生物洁污层流手术室、智能化综合布线、楼宇自动化、供应中心专用电梯系统等新概念、新技术的应用全面体现了现代医院的设计理念。

*安全卫生，经济高效

在分析人流物流的基础上。从整体到局部都做到洁污严格分区与分流，互不交叉混离，有效降低与控制院内交叉感染。

现代医疗设施运营成本较高，设计方案力求使医院内部交通短捷，工程布线合理，为日后降低日常运营成本创造条件。

*造型新颖，形态别致

方案外观努力体现端庄大方及现代化医疗亲切的个性。同时融入地域特色及蒙医文化，在简约现代的建筑风格中，在细部处理上增加蒙古族吉祥健康的图形文化。新建医院将成为和林格尔县富有现代建筑个性和优美庭院环境的崭新城市形态。

风格造型：民族、个性

*运用抽象化的民族符号

现代建筑风格，简洁明快，经济适用，庄重大方。以抽象化的民族符号，引发人们对蒙古族文化及蒙医科学的联想。

特别是门诊医技楼，水平舒展，通透流畅，似枝干，似哈达，隐喻蒙中医学文化在历史长河中源远流长。

*突出亲切自然的个性

造型力求轻盈端庄，不追求豪华装饰，方案设计在体现功能内涵基础上，利用功能布局体型，刻画出医院亲切自然的个性。尤其是住院楼，以核心筒为中心，两翼舒展，有分有合，高低错落。整个建筑大气庄重，又不乏亲切自然。

功能布局：明确、延展

规划布局遵循城市总体规划布局，合理利用基地与周边道路的高差，建筑顺应城市道路排列。

*分区明确，洁污分流

住院、急诊、医技、门诊、蒙医治疗等区域相对独立又联系紧密。各区之间以庭院连接，既解决采光又创造绿色宜人的室内外景观环境。

门诊部、急诊部出入口设于基地西侧；住院部出入口设于基地南侧；医护人员出入口设于规划的东北侧道路；污物出入口设于基地东南侧；另外在基地东南部设置传染门诊入口。

院区由北至南依次布置： 蒙中医、儿童门诊――普通门诊――医技急诊部――住院部。

*门厅高大舒适，医疗主街顺畅通达

门诊部、急诊部、医技部以医疗主街组织和联系，沿主街设电梯厅，形成竖向交通枢纽。主街上设计室内绿化及休息座椅，营造轻松活跃的休闲空间。

*门诊科室模块式布局，尽端式延展

各门诊科室分区明确，以主街连接，模块化布局，方便患者快速进入所在病区。

各科室尽端式布局，明确医护及患者通道，也为后续发展留有余地。

*放射科采用多通道式布局

患者使用的通道区域与医务人员的工作区域分开。在保证改善患者候诊环境条件下，改进了医务工作人员的工作环境，有利于提高效率。

结构设计：科学、合理

篇6

关键词：高层建筑；工程施工；技术

Abstract: with the rapid development of national economy, accelerating urbanization, the city land resources in short supply, high building by more and more city and the favour of people, opposite the building of construction technology of demand is also improved, and the engineers is also in constant research and development of new high-rise building construction technology, and constantly introduce and innovation of the domestic and international advanced construction technology and practical experience with your own theory, and making out the comparison of the construction unit with complete of the high-rise building project construction technology system, for our country in high-rise building project construction technology provide the further development of the power. This paper mainly summarizes high-rise building project construction technology of the relevant circumstances, and further discusses the high-rise building engineering construction technology, looking for the development of their own in high-rise building engineering construction new technology for the modernization construction of our country to make due contributions.

Keywords: high building; Engineering construction; technology

中图分类号： TU74 文献标识码：A 文章编号：

随着我国城市化进程的不断深入，房屋建筑质量不仅会影响到社会经济的发展，更关系到人民的生命健康。因此，在高层房屋建筑施工的过程中要严把每道施工的工序，保证施工的质量。特别是区域型经济的不断拓展和深化，建筑行业不断追求体型复杂化、功能多样化，促使我国高层建筑不断向高度、外形多样、技术先进的方向发展，不断给建筑施工单位更高的标准要求，特别注重高技术、精专业、严管理，铸造城市地标性的高层建筑，并积极完善高层建筑施工技术，不断强化建筑结构、施工工艺和技术的提升，进一步完善我国高层建筑工程施工技术的系统性、理论性。

1高层建筑工程施工技术概要

1.1我国高层建筑工程施工现状

在我国，高层建筑发展迅猛，特别是建筑正向外形复杂化、功能多样化、结构类型复杂化的目标不断发展，但由于高层建筑具有楼层多、建筑高、结构复杂多样，对施工工艺和技术的要求非常高，施工工期较长，对施工完整性、结构荷载科学、施工工序等要求较高。所以，为确保高层建筑施工的顺利进行，国家开始重视高层建筑的发展，特别是城市化进程的不断发展对建筑安全的要求也越来越严格，在建筑工程施工中，不断引入工程项目招投标制度、施工合同制、工程监理制，强化和规范建筑工程施工，特别针对高层、超高层建筑，加强对工程施工技术的监督、对施工安全的监控，并对高层建筑工程施工技术进行科学地、全方面地考核，保证施工质量和安全。

1.2高层建筑工程施工技术

依据高层建筑特有的工程施工特点，国家和建筑施工单位不断加强施工技术的研发和施工理论的革新。目前，高层建筑主要以钢筋混凝土建筑为主，并不断发展为钢结构或钢混结构，有效减轻建筑自重。针对施工材料，不断优化和筛选性能优良、便于施工和运输的施工材料，并考虑配合混凝土进行浇注或模块化处理。

1.2.1高层建筑工程地基施工技术

在高层建筑中，地基基础是整个建筑的重要组成部分，是建筑的结构基础和支撑点，依据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规范》的相关规定，高层建筑的地基深度应为建筑高度的1/15左右，因此，深地基施工工程俨然成为高层建筑工程施工的前提条件。地基桩基施工技术。桩基施工技术是目前应用最广泛、也是较成熟的一种地基处理形式。其中，发展和应用最广泛的是灌注桩施工技术，它不仅适应各种复杂地质，还能根据荷载选择施工级别。现浇灌注桩的发展也越来越迅速，其整体承载力可达1万KN以上，而传统桩型中泥浆护壁孔桩，因其适用性强，已成为高层建筑的主要桩型之一，国家积极推广建筑基础桩底、桩侧后注浆技术，并配合超声检测技术，逐步形成具有特色的灌柱桩施工集成技术，并不断研发动态、静态测量技术，并开发相应的计算机模块，适时掌控桩基承载力的状况。地基基坑支护施工技术。我国高层建筑得到快速发展，但其施工地基基坑深，开挖难度大，已成为制约高层建筑施工的关键技术。由于高层建筑深基坑支护工程是集挡土、支护、防水、监测等的系统工程。目前，我国建筑行业研发的基坑支护系统分两种，分别是逆作拱墙和土钉墙，两种支护的造价都明显低于传统支护价格。

1.2.2高层建筑工程基础施工相关技术

混凝土施工技术。高层建筑工程施工需要大量的土石材料，特别是在浇筑方面需要大批混凝土，而混凝土重要的指标是抗压强度，影响其抗压性能的因素主要是水泥的强度和水灰比，强化混凝土出厂的检验和混凝土制备中的检测，确保使用混凝土的性能。强化施工混凝土的泵送技术，确保工程进度和质量。施工单位应积极开发研制混凝土浇筑新工艺，在确保混凝土性能的前提下，不断革新现有的支模技术，加强支模材料的优选，动力提升设备的研发，并向大模块方向发展，集约化发展拆模施工技术，确保高层建筑施工的进度。钢结构工程施工技术。在高层建筑工程领域，钢结构因其特有的超强度、抗压抗弯、自重小等优势，并且施工进度快、节能环保、抗震性能好，在我国得到不断地推广和发展，特别是在钢结构的吊装、连接和钢结构表面防护等方面发展迅速。

2高层建筑工程施工技术的发展

随着我国高层建筑的不断发展，建筑工程施工技术得到极大的发展，在引入国外先进的施工技术和理论的基础上，不断发展我国自身高层建筑工程施工技术和理论体系，形成一批具有自主知识产权的工程施工技术，充实我国现有建筑工程施工技术。

2.1高层建筑外墙施工技术的发展

在我国建筑墙体实行全面浇筑结构的基础上，建筑墙体大模块时代已经到来，建筑施工质量不断得到改善，图1和图2分别为建筑墙体施工旧、新施工技术，通过对高层建筑墙体技术不断研究和创新，在确保工程质量的情况下，提升工程的整体性能和功用价值。

图1 建筑墙体旧施工方法 图2 建筑墙体新施工方法

2.2高层建筑厚板转换层施工技术的发展

建筑结构中的转换层可以根据功能的不同选择不同的设计、施工工艺。目前，我国现有结构转换层的形式主要有梁式、桁架式和板式。其中，梁式结构转换层因其设计简单、施工方便等优势在工民建筑中得到发展和应用。但是，随着我国高层建筑的发展，厚板式转换层设计理念得到快速发展，特别是相关结构预应力技术理论研究的深入，促使我国高层建筑、特别是跨度大、高挠度、强剪切力等建筑结构问题都有较完善的设计和施工技术。

2.3高层建筑工程中新材料的施工技术

随着建筑行业的快速、稳定发展，相关建筑材料行业也得到发展和提升，特别是在新材料的研发和制造方面取得了骄人的成就。建筑材料关系到高层建筑结构本身的性能、建筑荷载的能力及其防火、采暖保温等功能。因此，对新材料的施工必须严格按照国家相关标准或规范执行，加强建筑装饰材料的研发管理力度，特别是加强对新材料施工技术的研发，如玻璃幕墙的设计施工，明框暗框的设计、施工材料的安全性能等方面，确保建筑工程施工的质量和安全。

2.4高层建筑工程中施工技术的提升

高层建筑工程施工的实现必须依赖专业、高科技的电子产品和相关工程概预算、工程图绘制和效果图设计等软件，强化工程施工的信息化技能，科学有效地编制高层建筑施工程序，科学管理施工材料、施工进度和施工成本控制，加强施工材料、混凝土制备过程的适时温控、水控管理，还包括建筑的工程测量与地基勘察。可以通过计算机进行核算和设计，并不断发展计算机辅助施工（CAC）技术和高层建筑工程施工管理信息系统的MIS技术，优化和完善我国高层建筑工程施工的技术体系和管理制度，确保高层建筑保质、保量、高效、低成本投入的完成。

3结论

我国高层建筑行业快速发展和壮大，施工技术的不断升级。但是，由于我国现有高层建筑施工理论和技术还不成熟，国家必须加大力度引进和吸收国外先进的施工技术和理论，并组织相关技术人员进行研讨和分析，结合我国现有的实践经验，制订符合我国国情的高层建筑工程施工技术标准，并呼吁政府出台相关的法律规范，对高层建筑工程进行科学地、规范地管理，使我国高层建筑行业逐步迈入崭新的阶段。

参考文献：

[1]刘伟.高层住宅转换层的施工技术及其质量控制[J].大众科技，2006，(03).

[2]邓琼秋，李剑.高层建筑厚板转换层混凝土施工技术研究[J].大众科技，2006，(05).

[3]干兆和.高层建筑不规则厚板结构转换层设计与施工技术[J].建筑施工，2006，(04).

[4]贾荣强.建筑施工技术的现况与发展趋势[J].中外建筑，2003，(02).

篇7

关键词：建筑学;建筑结构;课程;再认识

1引言

“建筑结构”是建筑学专业指导委员会指定必修的一门专业基础课。在以往的教学中，发现学生们听完课后还有很多疑惑没有解决，尽管学习了课本内容，但在建筑设计课程中并不能很好理解和自觉运用结构知识，即缺少基本的结构意识。作为任课老师，这种现象引起笔者对于建筑结构课程的教学目的、内涵和教学方式的思考。面对如何提高课堂教学效率，达到良好教学效果的要求，笔者认为应从所授课程和授课对象两方面入手，研究“输入”和“接受”的认知规律，做到知己知彼，目的是在学生头脑中建立结构意识，而不是固守课本，照本宣科，沿用满堂灌或填鸭式的教学方法。

2相关概念

2.1建筑结构。在汉语中“建筑”一词有多重含义。狭义上，最通俗的理解便是日常所指的房屋；另外，还有作动词用时指建设筑造之意。广义上，“建筑”一词有在哲学中“上层建筑”的使用，指得是相对于经济基础的社会关系，有政治和思想两个方面。[1]“结构”一词用法也相当丰富。从微观的物质组成分子结构、原子结构，到宏观的天体、宇宙结构；到社会生活中经济、家庭结构；以及撰写文章的结构关系、汉字书法的间架结构等等。“结构”一般是指组成一个整体的各个部分的组织方式和相互的关系。如果把“建筑”和“结构”这两个词放在一起，那么它的含义便有了特指。建筑结构——建筑物承担外力的部分，以及它们的构造。我国《建筑结构设计术语和符号标准》给出了“建筑结构”的定义：“组成工业与民用房屋建筑包括基础在内的承重骨架体系”。[2]可见“建筑结构”是研究建筑物的承重骨架部分的组成方式和相互关系的一门学科。2.2建筑学专业与建筑结构课程。对于建筑学专业，对建筑结构的学习是十分必要的。一般建筑学本科的学制可以达到五年，所学课程众多。主要包含了工程技术和人文艺术两个大类，而建筑结构就属于工程技术类的专业基础课。如果说建筑学课程体系是一条河流，那么建筑结构是众多源泉中的一支。由于中文的一词多义，对于“建筑”这个词可以借助Archi-tecture,Building,Construction这三个英文单词来理解。Architec-ture的翻译是建筑学，其含义是人们对即将创建的环境进行设计和规划以满足物质和精神需求，包含功能的布局、空间的组织、以及形式的美观等方面，可将其作为“上层建筑”，归为指导思想的层面来理解。Building的翻译是建筑物，其含义是一栋楼房，实实在在的物体，可以将“建筑”的这一层次，理解为建筑的“本体物质存在”。Construction的翻译是建造施工、建设、结构，其含义是将建筑材料进行组合达到所需的要求，在这一层次“建筑”可以理解为“物质基础”。可以看出“建筑”的整个过程，是在“上层建筑”的设计和规划下，利用物质材料进行建造，形成实实在在的物质实体。“建筑”一词的含义清晰的分为了三个层次。建筑学专业的工作侧重固然是“A”，但好的设计必须拥有对设计对象本体的充分认识，才能够是有源之水，否则只能是凭空想象；建筑师只有对建造的过程深刻了理解，才能设计出可以建造实现的建筑物；有了物质实现，这在建筑的艺术表达层面，也使美观和思想具有了实际载体，利用结构作为造型的手段也是当今建筑创作的潮流。所以建筑学学生学习建筑结构课程是必须的。

3建筑结构课程的内涵层次及培养目标

3.1建筑结构课程的内涵层次。早在古罗马时期，建筑师维特鲁威就提出了建筑设计的三大要素：“安全”、“适用”、“美观”。从目前众多教材可以看出，建筑结构课程的教学往往简单地把土木工程专业的多门专业课，如钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构等进行删减压缩，合并成一本教材。其主要的逻辑，是在“安全”的范畴内结合材料知识，进行结构强度、刚度、稳定性等计算验证，属于相对微观层面的内容。而在宏观层面结构的“适用”问题，教材中却很少讨论，导致建筑学专业的学生还没有建立基本的概念，就进入到了无尽的公式海洋和计算中，继而丧失学习兴趣，导致教学效果不佳。而在“美观”这一原则中的内容，即结构所带来的造型能力，更是几乎没有提及。建筑学专业学生对于建筑结构课程的学习，笔者认为可以将其分为三个层次：首先，从宏观的角度对结构进行认知，知道什么是结构以及常见结构类型；然后，从中观解决方案设计时的适用、甚至造型问题，学会在设计中对结构进行选择，根据不同的建筑功能以及造型选择不同的结构形式；最后，在微观层次能够进行简单的验算，掌握一定的计算能力，解决常见的工程问题。人类对事物的认知规律，一般来说应当是从宏观向微观，从感性认识到理性认识，所以对于建筑结构课程教学来讲，如果遵循如此的规律，想必会有更好的效果。3.2培养目标。建筑学专业的结构课程与土木工程专业的培养目标有所不同，其主要的目标应该是认知，然后在设计中具有结构意识，最后能够进行简单的计算。在如今应用型教学指导思想下，对于建筑学专业的建筑结构教学，重心应放在课程层次前两个方面——宏观认知和中观应用，学习的重心是为了更好的设计，而并非微观层次计算能力的过度训练。

4建筑结构课程教学的再认识

对建筑学专业的结构课程进行了分析之后，很明确其是有层次的，那么教学工作便不能够只强化例如计算能力的一面，而应该根据课程的层次，多方面立体化的来进行。4.1教学原则。4.1.1奠定理论基础。对于建筑学专业的学生来说奠定建筑结构的理论基础，是建立结构意识和应用结构知识的前提。有了一定理论基础才能够更好的应用结构知识进行设计工作，甚至完成结构的计算工作。4.1.2注重实际应用。学以致用，建筑结构课程的学习对于建筑学专业的学生来说，现实的意义就是在设计中具有结构意识，注重结构问题，在将来的实践中能够良好的与专业工程师沟通。在教学中需要注重培养学生实际应用的意识和能力，帮助他们将书本上的理论知识在实践中去应用。4.1.3引入技术进步。新的技术是教学的有利工具，专业课程的教学要能与时俱进。在如今信息化新技术的时代背景下，课程的教学也要尝试将新的技术引入，教师要及时进行知识更新，掌握新技能并将其应用到教学中来。例如BIM技术，可以利用软件让同学们在计算机中进行模拟的建造结构，加深对结构生成的过程的理解。4.2教学内容。根据建筑结构课程层次分解，本课程的教学内容也可以分为三个层次，分别是对基本结构的认知、结构的应用选型、结构的计算。基本结构的认知包含了结构的基本概念、当代常见建筑结构的类型；结构的应用选型结合设计了解和掌握何种类型的结构适合何种建筑，满足其功能和造型的需求；结构计算，是在力学和材料知识的基础上，训练常见结构类型的计算能力。4.3教学方式。4.3.1讲授、考试。对于专业基础理论课程，讲授法是最直接也最有效的教学方法，能够在最短的时间内，将最大的信息量在一定的时间内系统的传授给学生。在结构课程中，有很多基础概念需要学生掌握，所以这部分内容必须存在。进行考试又是检验和评价学生对基本知识和技能掌握程度的有效手段，它能够给学生记忆和理解基本概念、掌握基本计算技能带来外界动力，提高学习的积极性。这种传统的教学方式，对于学生在建筑“安全性”原则中的基本概念和计算验证的能力的培养和训练很有意义。4.3.2发言、讨论。打牢基础知识的同时，如果教师能够布置任务，将学生分成若干小组，让其课后自主研究，从结构的角度去认知和点评一栋建筑，并在课堂上向所有同学进行介绍，发表自己的看法。这样的结构课程，能够将课堂氛围变枯燥为有趣，能够提高同学们学习的自主性，将过去的被动听课状态转换为主动的研究和探索。并且课堂的发言还能够锻炼同学们的表达能力，这点也是建筑学专业学生需要培养的一种重要能力。这种方式针对建筑结构在建筑“适用性”的原则的学习比较有效，可以使学生达到自主认知和理解的目的，什么类型的结构形式适合什么类型的建筑类型，有什么特点，设计时要注意什么问题等都可以得到很好的训练。4.3.3实践、应用。建筑学专业现在常见的授课模式是设计课和理论课分离。通常一门理论课授课完毕，学期末进行考试，整个课程就结束了。但理论课最终对于设计的作用却无从检验。建筑学专业的专业核心课是设计，将基础知识运用到设计中，这是基础课的最佳效果。在设计课中如果能够穿插结构知识的具体专题，进行知识强化训练，有助于同学们有意识将结构知识运用于设计中，而不是学习完了，就将书本放到一边，理论脱离实践。例如高年级的高层建筑和大跨度建筑的设计课程，就可以进行剪力墙结构、桁架结构等专题的强化，将其模块化嵌入到设计课中去。这种教学模式能够锻炼学生将理论知识运用到实际问题的能力，把大块的知识进行分割，让学生在专题的设计中消化吸收相对比较小的知识点并付诸实践。

5小结

综上所述，通过分析建筑和结构的内涵，肯定了建筑学专业学习建筑结构课程的必要性；进一步分析建筑结构课程，发现其内在宏观、中观、微观的层次内涵，指出学生学习的过程应当遵循认知的一般规律从宏观到微观，教师的教学也应该分层次进行，对于建筑学专业更应该注重被忽略的认知和应用层次的训练；最后，思考对于建筑学专业结构课程的教学方法，提出应当多元化的训练学生不同的能力，使学生真正将知识能够应用起来，达到学以致用的目的。对课程的再度认识带来的只是理论的想法，更多的工作还需要在教学的实践中进行尝试和检验。

作者:文博 单位:三江学院

参考文献：

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【关键词】高层建筑；工程施工；技术

随着我国城市化进程的不断深入，特别是区域型经济的不断拓展和深化，建筑行业不断追求体型复杂化、功能多样化，促使我国高层建筑不断向高度、外形多样、技术先进的方向发展，不断给建筑施工单位更高的标准要求，特别注重高技术、精专业、严管理，铸造城市地标性的高层建筑，并积极完善高层建筑施工技术，不断强化建筑结构、施工工艺和技术的提升，进一步完善我国高层建筑工程施工技术的系统性、理论性。

1、高层建筑工程施工技术概要

1.1　我国高层建筑工程施工现状

在我国，高层建筑发展迅猛，特别是建筑正向外形复杂化、功能多样化、结构类型复杂化的目标不断发展，但由于高层建筑具有楼层多、建筑高、结构复杂多样，对施工工艺和技术的要求非常高，施工工期较长，对施工完整性、结构荷载科学、施工工序等要求较高。所以，为确保高层建筑施工的顺利进行，国家开始重视高层建筑的发展，特别是城市化进程的不断发展对建筑安全的要求也越来越严格，在建筑工程施工中，不断引入工程项目招投标制度、施工合同制、工程监理制，强化和规范建筑工程施工，特别针对高层、超高层建筑，加强对工程施工技术的监督、对施工安全的监控，并对高层建筑工程施工技术进行科学地、全方面地考核，保证施工质量和安全。

1.2　高层建筑工程施工技术

依据高层建筑特有的工程施工特点，国家和建筑施工单位不断加强施工技术的研发和施工理论的革新。目前，高层建筑主要以钢筋混凝土建筑为主，并不断发展为钢结构或钢混结构，有效减轻建筑自重。针对施工材料，不断优化和筛选性能优良、便于施工和运输的施工材料，并考虑配合混凝土进行浇注或模块化处理。

1.2.1　高层建筑工程地基施工技术

在高层建筑中，地基基础是整个建筑的重要组成部分，是建筑的结构基础和支撑点，依据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规范》的相关规定，高层建筑的地基深度应为建筑高度的1/15左右，因此，深地基施工工程俨然成为高层建筑工程施工的前提条件。

地基桩基施工技术。桩基施工技术是目前应用最广泛、也是较成熟的一种地基处理形式。其中，发展和应用最广泛的是灌注桩施工技术，它不仅适应各种复杂地质，还能根据荷载选择施工级别。现浇灌注桩的发展也越来越迅速，其整体承载力可达1万KN以上，而传统桩型中泥浆护壁孔桩，因其适用性强，已成为高层建筑的主要桩型之一，国家积极推广建筑基础桩底、桩侧后注浆技术，并配合超声检测技术，逐步形成具有特色的灌柱桩施工集成技术，并不断研发动态、静态测量技术，并开发相应的计算机模块，适时掌控桩基承载力的状况。

地基基坑支护施工技术。我国高层建筑得到快速发展，但其施工地基基坑深，开挖难度大，已成为制约高层建筑施工的关键技术。由于高层建筑深基坑支护工程是集挡土、支护、防水、监测等的系统工程。目前，我国建筑行业研发的基坑支护系统分两种，分别是逆作拱墙和土钉墙，两种支护的造价都明显低于传统支护价格。

1.2.2　高层建筑工程基础施工相关技术

混凝土施工技术。高层建筑工程施工需要大量的土石材料，特别是在浇筑方面需要大批混凝土，而混凝土重要的指标是抗压强度，影响其抗压性能的因素主要是水泥的强度和水灰比，强化混凝土出厂的检验和混凝土制备中的检测，确保使用混凝土的性能。强化施工混凝土的泵送技术，确保工程进度和质量。施工单位应积极开发研制混凝土浇筑新工艺，在确保混凝土性能的前提下，不断革新现有的支模技术，加强支模材料的优选，动力提升设备的研发，并向大模块方向发展，集约化发展拆模施工技术，确保高层建筑施工的进度。

钢结构工程施工技术。在高层建筑工程领域，钢结构因其特有的超强度、抗压抗弯、自重小等优势，并且施工进度快、节能环保、抗震性能好，在我国得到不断地推广和发展，特别是在钢结构的吊装、连接和钢结构表面防护等方面发展迅速。

2、高层建筑工程施工技术的发展

随着我国高层建筑的不断发展，建筑工程施工技术得到极大的发展，在引入国外先进的施工技术和理论的基础上，不断发展我国自身高层建筑工程施工技术和理论体系，形成一批具有自主知识产权的工程施工技术，充实我国现有建筑工程施工技术。

2.1　高层建筑厚板转换层施工技术的发展

建筑结构中的转换层可以根据功能的不同选择不同的设计、施工工艺。目前，我国现有结构转换层的形式主要有梁式、桁架式和板式。其中，梁式结构转换层因其设计简单、施工方便等优势在工民建筑中得到发展和应用。但是，随着我国高层建筑的发展，厚板式转换层设计理念得到快速发展，特别是相关结构预应力技术理论研究的深入，促使我国高层建筑、特别是跨度大、高挠度、强剪切力等建筑结构问题都有较完善的设计和施工技术。

2.2　高层建筑工程中新材料的施工技术

随着建筑行业的快速、稳定发展，相关建筑材料行业也得到发展和提升，特别是在新材料的研发和制造方面取得了骄人的成就。建筑材料关系到高层建筑结构本身的性能、建筑荷载的能力及其防火、采暖保温等功能。因此，对新材料的施工必须严格按照国家相关标准或规范执行，加强建筑装饰材料的研发管理力度，特别是加强对新材料施工技术的研发，如玻璃幕墙的设计施工，明框暗框的设计、施工材料的安全性能等方面，确保建筑工程施工的质量和安全。

3、结论

我国高层建筑行业快速发展和壮大，施工技术的不断升级。但是，由于我国现有高层建筑施工理论和技术还不成熟，国家必须加大力度引进和吸收国外先进的施工技术和理论，并组织相关技术人员进行研讨和分析，结合我国现有的实践经验，制订符合我国国情的高层建筑工程施工技术标准，并呼吁政府出台相关的法律规范，对高层建筑工程进行科学地、规范地管理，使我国高层建筑行业逐步迈入崭新的阶段。

参考文献：

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Cao Jingchao

（Guangdong Province Erguang Expressway Co.，Ltd.，Huaiji 510006，China）

摘要：吊篮在施工过程中运用广泛，但对于吊篮的理论研究，特别是对于特殊情况下大跨度吊篮理论研究较为缺乏。本文对某桥梁大跨施工吊篮桁架结构采用Midas/Civil进行有限元分析和设计，通过理论计算，结果得出该吊篮结构强度与刚度符合要求。为了检验有限元分析的理论计算，采取理论计算方法与之对比，结论显示，两者基本相符合。结论可为吊篮施工与设计计算提供参考。

Abstract: Basket was widely used in the construction process. However, the theoretical research on basket is relatively deficiency, especially long-span basket theory under the special condition. This paper used Midas/Civil to conduct Finite Element Analysis and Design on long-span basket truss structure. Through calculating, the results indicated that the basket structure strength and stiffness meets the requirement. In order to check the finite element analysis of theoretical calculation, we adopted the theoretical calculation method to compare with it, and the result shows that the two of them is basically in accordance with each other. The conclusion could provide the reference for basket construction and design calculation.

关键词：吊篮 桁架结构 有限元分析

Key words: basket；truss structure；Finite Element Analysis

中图分类号：TU3文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）21-0088-02

0引言

吊篮是建筑工程高空作业的一种建筑结构，作为幕墙安装，外墙清晰，表面粉刷等之用。目前，吊篮在我国得到了广泛的应用，使我国不仅成为世界上最大的生产大国，而且成为世界最大的吊篮使用国家之一。虽然吊篮在我国已有近25年的发展历史，但其基本结构、作业范围和外观形状并没有显著变化，而就我国吊篮的品种和规格而言，与发达国家相比还有较大的差距。发达国家吊篮产品的技术发展主要表现在：①驱动和摩擦传动方式的改进以达到节能或提高功效为目的，使产品向多样化发展；②篮体结构的异型化和模块化组合以及提升能力的不断增加，扩大了吊篮的应用范围；③悬吊支承结构的改进，使吊篮的支承体系多样化和轻便化，适用不同建筑结构的要求。这三个方面的改变，是吊篮产品中技术发展的具体体现，从而使吊篮的应用范围更加广阔。本文以一工程为背景，针对篮体结构的异型化和模块化组合以及提升能力的不断增加，扩大了吊篮的应用范围这一方面的技术欠缺有一定的补充，通过有限元计算和理论验证，证明了大跨度吊篮桁架结构设计的合理性。

1工程概况

吊篮通常多采用钢桁架结构，下面为某钢筋混凝土箱型桥梁的施工吊篮，该吊篮桁架的跨度为48.0m，桁架高1.7m，其结构形式如立面图1所示。

2Midas/Civil进行建模与有限元分析

2.1模型建立对吊篮钢桁架模型立采用立体建模，共374个节点，872个单元，材料选用Q235钢，截面分别有弦杆截面、斜杆截面和竖杆截面，约束为一个在16号节点处的铰接和三个竖直向上的链接，分别为14号、360号、362号节点，如图2吊篮模型图所示。

2.2 有限元分析结果与分析边界条件分为两组，一个是支撑边界组，另一个是铰接组，支撑边界组是指约束整体吊篮桁架，铰接组是吊篮节段单元之间的连接。经过计算每个吊篮阶段单元的自重为7.91kN，平均到下弦杆单元也就是1.32kN/m；考虑到附加荷载，因此额外增加0.2倍自重荷载，由此自重为1.584kN/m。采用均布荷载施加，每根下弦杆单元承受均布荷载为0.792kN/m。移动荷载主要为人群荷载，采用8个80kg的小车在建立在下弦杆梁单元上的车道之上来回跑动。

荷载组合主要考虑1.2自重+1.4移动荷载的最不利组合，查看在该组合下的支反力，应力，弯矩和挠度。

通过Midas/Civil软件对吊篮桁架的模拟运算，得出最大支反力为32.24kN，最大剪力为16.96kN，最大弯矩为3.21kN・m，组合应力最大值为98.6MPa,最大挠度为121.5mm,在下弦杆上最大挠度值为113.0mm。

3理论计算

桁架的挠度计算：桁架钢结构的挠度一般由两部分组成，一是由单销间隙产生的非弹性挠度，另一部分是有荷载引起的弹性挠度，两者叠加为桥梁的挠度。

①非弹性挠度的计算。先定义α，α为相邻两跨拼装单位之间由销孔间隙产生的响度转角（弧度制），?琢＝■=■=1.17×10-5，

式中：?驻l――单销与销孔之间的间隙，?驻l=1mm；h――桁架拼装单位的高度，桁架高h=1700mm。

由此，可以计算出吊篮的非弹性挠度值:

fo=d■sin■?琢=6000×8×sin?琢=56.16mm，

式中fo:――简支梁跨的非弹性挠度（mm）；d――桁架拼装单位的长度（mm）；n――每一跨的桁架拼装单位数；

②采用B.C.卡秋林公式计算由荷载引起的桁架弹性挠度如下：

f=■1+（tan?准1+cot?准1）×■×（1.61-0.335■）Kdf

式中：f――桁架由活载引起的弹性挠度（m）；l――桁架的计算跨度（m）；ho――桁架在支座处的计算高度（m）；h――桁架的计算高度（m）；?准1――跨中斜杆与垂直线之间的夹角（°）；E――桁架所用材料的弹性模量（kgf/cm2）；Kdf――活载的横向分配系数，Kdf=0.1767；I――桁架截面的惯性矩，I=7.36×105cm4；Keq――活静载的等挠度等代荷载（kgf/cm）。

该吊篮跨度48m，桁架在支座的计算高度h=1.7m，跨中斜杆与垂直线的夹角正余弦值为tan?准1=■=0.588，cot?准1=1.7钢材的弹性模量为E=2.1×106Kgf/cm2，活静载等挠度的等代荷载Keq=0.8+0.66=9.37Kgf/cm，则可求出桁架由活载引起的弹性挠度f=6.21cm。因此理论计算的吊篮桁架挠度值为56.16+62.1=118.3mn。

根据钢结构规范，“楼（屋）盖梁、工作平台梁和平台板的主梁或桁架（包括设有悬挂起重设备的梁和桁架）的允许挠度值L/400=120mm，可知该挠度计算满足要求。

4分析与结论

通过对吊篮杆件的受力和挠度的理论计算，得出吊篮钢桁架结构中构件的承载能力，以及桁架结构在荷载作用下的竖向变形值。再通过Midas/Civil软件的建模和计算，得出，吊篮桁架的模型实体，并在动静荷载作用下得出的剪力、弯矩、应力和挠度。综上所述可以出以下结论：①下弦杆在第一节段与第二阶段相接处剪力与弯矩最大，而该处最大剪力、最大弯矩都相当小，显然满足要求。②计算得出组合应力最大值?滓＝98.6Mpa＜[?滓]=235Mpa，满足要求。③最大挠度值位于跨中两边加强圆钢杆件上，为121.5mm，跨中受力构件，即下弦杆最大挠度值为118.3mm＜L/400＝120mm，满足要求。

通过以上计算从理论上证实了6m×8=48m大跨度的桁架吊篮安全可行。

参考文献：

[1]张华，董威，於海.我国高处作业吊篮的几个技术问题建筑机械：上半月-2009(12)：73-76.

[2]王栋,李晶.空间桁架结构动力学形状优化设计工程力学[J].2007,24(4).

篇10

【关键词】水仓煤泥清挖；压滤脱水；模块化设计

1.前言

水仓是煤矿井下必要的设施之一。为确保矿井生产和安全度汛，根据《煤矿安全规程》的要求，在每年雨季来临之前，必须对水仓进行清挖，以保证度汛期间井下的生产安全。因此水仓至少每年清理一次，短者每月都要清挖。通常一个煤矿在几个主要水平面上会设置局部水仓或主水仓，水仓一般由两个独立的巷道系统组成，总容积为4-8小时的涌水量。

水仓沉淀通常分为自然沉降和加絮凝剂沉降，水仓沉淀物为煤炭颗粒、岩石颗粒、煤泥、钻探泥浆、岩尘和喷浆料等，当水仓沉淀物以煤炭颗粒和煤尘为主时，煤泥的回收利用价值很大。一般情况下，水仓口沉降颗粒较大，越往仓尾沉降颗粒越小，因此水仓口的煤泥比较容易清挖，越往里越不容易清捞。

通过上述分析可见煤矿水仓的清理是中国煤矿多年来的一个老大难问题。水仓的清理分为人工清挖和机械清挖，目前国内大小煤矿仍以人工清挖方法为主。人工清挖的主要缺点是使用人员多、清挖周期长、工作环境恶劣、工人劳动强度大、矿车占用量大、污染运输巷道、清挖不及时会影响矿井安全生产。国内现有的机械清挖方法如煤泥自动装车机、泥浆泵抽排装车，虽然降低了工人的劳动强度，但仍然存在矿车占用量大、污染运输巷道等问题。

2.现有水仓清挖工艺

某深井煤矿井底运输水平-990m，三个井筒均超千米，是目前国内煤矿系统中最深的矿井之一。主水仓由6个入仓口沉淀池和内外环水仓组成，内水仓长220.6m，外水仓长266.6m，水仓断面净宽4m，断面高2.8m，断面面积7.8m2，水仓建筑结构为锚喷，水仓总容积4800m3。

另有井下水处理系统沉淀池长6m，宽4m，高3.3m，容积79.2m3，建筑结构为混凝土结构。因考虑矿井井下用水需要，在煤泥水入水仓时加入絮凝剂聚氯乙烯酰铵和氯化铝，加速煤泥水中煤泥的沉淀。原设计采用的水仓清挖作业方式为人工清挖。一般2个月清理一次，每次清挖需要12人，清挖时间70天以上。

以往的清挖工艺是：工人用大锨将煤泥直接装矿车，用绞车提升至大巷，由电机车外运升井，设备投入大，使用车皮多，运输环节复杂，占用人员多，劳动效率低。同时该清挖工艺耗时长，工人劳动强度大，致使井上、下沿途淤泥积水，影响职工行走安全及环境面貌，同时矿井长时间单水仓运行，排水系统受到威胁，影响到矿井的安全生产。因此，如何改进水仓清挖工艺就成了一个摆在技术人员面前函待解决的技术难题。

3.新型自动清挖系统研发

3.1 系统组成及工作原理

为解决水仓清挖难题，技术人员经过努力开发了一种新型的水仓煤泥清挖处理系统，它由搅拌抽排系统、缓冲系统、加压系统、压滤脱水系统组成。该系统采用模块化设计，各个子系统之间相对独立，又有机联系，整套系统可分解拆卸，满足井下安装的需要。整套系统设备还可根据水仓的大小和长短进行不同的匹配组合，以适应不同的需要。

系统工作原理：该水仓清挖处理设备由搅拌抽排系统设备从煤矿井下水仓中搅拌煤泥，形成一定浓度的煤泥水，并通过排水管路排入缓冲系统装置，煤泥水在过滤、缓冲装置作用下，过滤掉大颗粒物料，形成稳定的细物料从缓冲装置底口由加压泵抽排出，进入压滤脱水系统设备，煤泥水混合物在煤水分离设备作用下，使水、煤混合物分离，水经溢流管排出后回流到另一水仓，再由井口主排水泵排出，煤水分离设备中的煤泥饼进入矿车装车。

工艺流程如图1所示。

3.2 系统主要工艺参数及与其他方法比较

（1）回收粒度 0.01～5mm

（2）工效 3～5t/h

（3）最大装车高度 1450mm

（4）最佳入料浓度 25%～45%

（5）回收煤泥水分 〈25%

（6）电压 380V/660V

（7）装机总功率 45Kw

表1所示为本自动清挖处理方法与其他常用清挖方法对比。

4.系统试运行情况

该清挖设备自3月10日开始装车下井，由维修人员进行安装，3月19日安装、调试完毕，正式投入使用。首先在井下水处理系统沉淀池清挖，水处理系统沉淀池共有6个，清挖一个沉淀池用工2人，时间为2天，脱水后的煤泥共计30车，每矿车装料约1.7m3，而过去用人工清挖，每清挖一个沉淀池用工5人，时间为5天，需用矿车90车左右。由于设备到货时内仓人工已经清挖完毕，人工清挖内仓每天用12人，共计35天。而用设备清挖外仓，煤泥堆积高度为1.4m左右，煤泥容积约1500m3，清挖期间每天用工4人，每天经清挖脱水后的煤泥30车，实际使用清挖时间为20天。

通过使用情况可知，每次清仓用工4～5人，清挖周期（连同清挖沉淀池在内）50天左右，需用矿车1500车次左右。而人工清挖每次用工12人，清挖周期（不含清挖沉淀池在内）70天左右，需用矿车4100车次。该系统优势相当明显，矿车占用量也大幅减少，无形中又增大了副井的提升能力，极大的缓解了车皮调度的困难。虽然该煤矿井下水仓清挖处理设备是新开发研制的第一套系统，但在整个运行期间，该水仓自动清挖处理设备运转正常，性能稳定，操作方便、可靠，机械传动无故障，清挖效果明显，使用情况良好，一些小的故障在技术人员的指导下也很快排除。

5.结束语

该系统的研制成功极大促进了国内水仓自动清挖安全高效技术的发展，大大提高井下水仓煤泥处理的机械化程度，并且该系统采用模块化设计，通过对子系统的不同选型设计，能够适应不同特性的煤泥清挖，具有很强的适应能力。

通过现场使用情况分析，可知该煤矿井下水仓清挖处理系统有如下特点：

（1）实现井下水仓清挖抽排的自动化，减少岗位人员，减轻了工人的劳动强度。

（2）清挖水仓效果良好，煤泥回收效率高，提高了清挖质量。

（3）设备投入少、安全可靠，具有良好环境效益。

（4）矿车用量少，与人工清挖相比节约运输环节矿车周转量2/3。

（5）可有效利用矿车的容量，又避免了在运输过程中对巷道的二次污染。

（6）可充分利用峰谷电费，降低能耗。

（7）经济效益显著，经测算每年可增收节支187万元。

参考文献

[1]徐义先.水采原煤井下脱水的技术措施[A].中国煤炭学会水力采煤专业委员会.中国煤炭学会水力采煤专业委员会2011年度学术交流会论文汇编[C].中国煤炭学会水力采煤专业委员会，2011：5.

[2]王立新，申俊岭，李春辉，郑学峰.QW型水仓自动清挖设备在米村矿的应用[J].中州煤炭，2009，04：69-70.

[3]汪鲁尧，林伊.矿井水仓煤泥自动清挖回收工艺与设备的应用[J].煤矿现代化，2006，06：56-57.

[4]张小泽，彭鹏，张生刚.ZQ-Ⅲ系列水仓自动清挖系统在煤矿中的应用[J].山东煤炭科技，2009，06：77-78.

[5]汪栋.无极灯技术的节能效果检验[J].电子世界，2012，13： 59-60.

[6]汪栋.大倾角分段工作面供电系统适用性研究[J].山东煤炭科技，2012，06：132-133.