房屋设计分析范文
时间:2023-07-13 17:32:17
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篇1
【关键词】门式刚架;轻型钢结构;房屋设计
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)
[3]李晓华.门式刚架轻型钢结构厂房基础的设计[J].中外建筑.2004(08)
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关键词:房屋建筑设计;节能设计;节能环保;发展
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).
[2]芮菲菲.住宅建筑节能设计关注点探析[J].中华民居2012(2).
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【关键词】房屋建筑;性能化;防火;设计
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]
【参考文献】
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关键词:房屋建筑;抗震设计;加固措施;现状;改进措施;分析
Abstract: the present situation analysis for complex geological conditions in China, and the era of economic reform under the action of the construction quality requirements strictly, in order to ensure the safety of people's life and property, to analyze realistic factor for seismic design of buildings of the specific content, combined with the actual reinforcement show full order form processing function of the overall seismic content the design and implementation of specific requirements, quality, satisfy the stability requirements of life, reduce unnecessary accidents happen, realize the reasonable maintenance cost of society and economy, to promote long-term development of our national security will boom construction.Keywords: Housing construction; seismic design; reinforcement; present situation; improvement measures; analysis
中图分类号:TU972文献标识码:A
长期以来,不同地区的震害现象一直制约当地社会经济的有效发展,对于不安定结构的住房设施的维护工作还有很多不足,另外,新型建筑的防震设计方案虽然已经投入实施,但还有许多尚未发掘的外部因素,这些隐患将直接威胁人们的生命财产安全,不利于社会安定秩序的合理维护。因此,必须积极引进外国先进的房屋建筑结构的设计理念,同时结合我国地质灾害分布情况及周期强度预测,保证不同设计结构在质量加固处理与维持的合理价值,确保整体坚固质量的全面维护,保证人民生活秩序的稳定,提高整体模式作用下我国社会经济格局的全面转换。
维修加固的主要原则
受损房屋的主要应对手段
受损房屋结构主要体现在砖混、框架结构以及框剪的展现形式,其中关于具体房屋的设防烈度的调整工作需要进行具体工作量的细致划分,保证整体加固结构的简单呈现,同时保证拆除结构程序的经济合理性,在进行适当的调整处理之后,进行具体维修工作的重点与难点分析。首先,针对关键部位的受损状况进行细致的盘查,注意必要的加固和整修部位的合理控制,通过对受损程度不高,但实际数量分布较为丰富的建筑进行总体的安全质量估计,结合不同的施工步骤进行具体工期和资金的评估,确保适应不同地质状况的具体建筑水平的适当维修,保证资金在整个建筑最大维修处理工作中的合理应用效果,避免过度浪费造成的具体工作难以落实现象,因此具体的实际因素对于整个应对手段的选择有着一定的影响效果。
实际的检验与鉴定程序
对于不同危险状况的房屋建筑需要进行系统的技术检验程序进行一定指标的鉴定,针对具体细节需要的处理效果进行具体的加固设计。大量的危房检测与鉴定工作必须保证具体细节资料的完整性效果,包括现有建筑的实际材料强度、裂缝的具体分布位置以及整体遭受破坏所展现的具体形式,以此作为今后整修的主要依据,保证后期加固设计的标准性效果,因此就如何进行细化处理需要针对几个方面进行深度的考虑:首先,对于灾区的房屋建筑检测工作,必须积极落实先进处理技术和相关经验的人员,而实际的检测与鉴定工作需要满足一定的程序步骤要求,对于危险系数较低的房屋建筑进行检测处理,可以优先考虑进行加固设备的安置,主要部件根据具体的受损程度进行次要构件的合理选择,实现优先修缮处理,确保居民正常居住生活早些落实,减少对于人们生活与工作等方面的影响,待设防标准上升到一定指标的时候,再进行新标准的加固改造工作;而针对当地抗震设防烈度确定的时段进行新标准的积极贯彻,而实际加固费用较大,同时稳固重要不太大的房屋可以省略检测鉴定程序,可以考虑进行拆除,保证具体工作落实的效率水平,促进整体加固与改造工作的进一步落实。而对于大型公共建筑应该进行优先改建,特别是一些医院、学校等部门,面对具体工作落实的高节奏要求,需要按照轻重缓急以及重要性进行科学系统的评估,特别是教学楼与医院部门的检测处理必须保证及时,因为这直接关系到人民每天的正常生活需要,具备较为重要的社会地位。
加固措施的科学分析与改进
(一)加固方案的设计
针对整体结构的支撑效果与抗震能力的合理维持,以及细节结构在局部位置的承载力加强和刚性变化规律需要进行细致的考察,保证框架在经过加固处理后实现整体结构的维护效果。对于加固后的结构质量和刚度分布需要保持均匀、对称的水准,避免扭转效应的产生,同时避免经过局部结构加强之后产生的实际刚度的突变;对于抗震较为薄弱的部位包括房屋的凸出部位以及不同结构的连接位置进行整体修整;新增构件与原有构件需要保持一定的联系性,保证可靠连接工序处理完毕后的抗震墙、柱等竖向构件爱你的可靠基础程度;对于出屋顶烟囱等容易发生倒塌的非结构部件也应注意具体防震设计的配合。
加固设计针对新建建筑以及未完的主体建筑需要按照同年度新修订的地区抗震设防烈度进行严格执行,对于大型公共建筑包括学校、医院等应按照调整后的设防烈度进行加固的系统设计,包括具体的使用年限在加固后的延续效果;对于违章建筑不进行抗震设计结构的加固范围的列入,其中造成严重安全威胁的建筑物的抗震性能表现形式应立即给予拆除。
加固补强的主要手段
加固补强的手段有着丰富的形式,对于目前现有房屋建筑的破坏情况进行系统分析后,结合实际修整的经济性和可能性判断,实现具体标准化控制成效的加固设计图集以及实际施工要求,提高整体设计方案的制作速度,加快加固处理的进度和效率水平,具体方法如下:
对于不同墙角裂缝与预制板搭配的处理必须按照板实际的搁置长度进行系统的分类处理,结合抹灰处理修缮,如果板的实际长度不足可运用附加角钢进行控制板搁置长度的手动增加,确保整体施工效率的全面改善;对于承重砖墙的长斜裂缝的加固处理可以采用钢筋网片与水泥砂浆的结合进行结构的具体加固,而砌体结构的加强处理可以运用砂浆进行勾缝;框架结构内部的质量缺陷需要运用黏贴钢板进行梁、柱的加固,针对预制板间的裂缝可以采用聚合物砂浆进行补缝,特别是门、窗角位置的裂缝需要借助细钢丝网和抹灰供给进行实际补充。
对于学校等建筑的加固设计建议
学校在不同地区的文化发展和经济格局的促进水平有着相当高的决定作用,因此具体抗震设计功能与加固整修工作必须及时落实处理。针对外廊形式和单跨框架震害较为严重的现象以及倒塌状况,需要结合实际分析这类房屋横墙比重的分布情况,考虑满足一定采光要求设计后的纵墙支撑效果,在只有单道抗震防线支撑的状况下,具体的抗震要求就不能实现全面的满足;同时由于整体结构下的横梁经过偏心受力,抗倾覆力矩较大,加上悬挑不小的现状,使得竖向地震作用下的防护功能基本失效;具体校园对于整体混凝土结构建设失去一定的衡量与认同标准,会造成砌体不受约束限制,导致最终的抗震强度严重不足的现象;楼屋面板在预制空心板的应用方面比较广泛,因此整体作用下的板间与墙体之间的结构,主要指连接部位易出现严重的裂缝,长期不管会造成整体结构框架的垮塌。
针对以上现状首先需要对地方学校建筑进行不同建造年份的分类,做到具有针对性的组织排查工序,保证实际安全隐患检查工作的全面落实。学校的使用功能以及具体的结构类型需要结合先进的技术设备进行系统的分析,根据不同年限的工作质量状况进行综合因素的统计分析,保证维修加固工作的积极作用。在我国房屋建筑规范逐渐完善的前提下,进行实际抗震设防方案的实时修正,确保具体施工标准在不同工序的实施效果,保证系统分类后的实际整修工作的高效率与高质量进程。学校在进行整体建筑设计过程中,需要针对抗震性较好的结构体系进行混凝土框架的合理搭配,禁止使用预应力预制空心楼板和预制楼梯,最好运用现浇混凝土进行不同结构的替代支撑,保证整体施工的细致结构质量与具体连接点的稳定效能;同时针对具体的楼层进行一定的限制,保证建筑设计在整体平面空间布置和造型设计等方面需要进行抗震要求的具体展现;对于人文活动较为普遍的图书馆、食堂等结构最好运用混凝土框架结构加固,避免发生灾害过程中组织疏散工作的严重滞后,保证具体空间的宽度要求,并在外侧增设一排钢筋混凝土柱,是整体结构受到横向大梁等结构的有效支撑,增强整体建筑在抗震方面的稳定性能和质量效果。
总结:我国的房屋建筑在现下时展的要求下,以及具体人民生命财产权力维护效应的作用下,需要做出具体的科学改进,结合具体建筑结构的实际支撑效果,以及实际材料在外部混凝土结构的黏补功效,进行整体防震功能的全面扩展,保证我国房屋建筑的高度安全效果,维护社会不断发展的要求。
参考文献:
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【关键字】房屋建筑;抗震;抗震设计
1前言
地震是地壳剧烈运动而产生的一种极具破坏性的自然现象。地震带指的是地震集中分布的地域。在地震带中震中密集分布,在地震带外地震中零散分布。通常地震带与地壳构造相联系。在地震带内的地震活动在时间分布上不均匀,各种地震活动性与所在地带地壳介质性质、地壳构造形式和地壳的构造运动强弱有关系。
我国处于世界两大地震带之间,地震发生频率较高,一旦发生地震,波及的范围也很广。据统计,1900年以来,中国死于地震的人数多于55万,在全球因地震灾害死亡人数中占到高达的53%的比例;1949年以来超过百次的破坏性地震袭击了我国22个省,造成了27万余人无辜丧生,这占全国各类灾害死亡人数的54%,因地震致灾的面积达到30多万平方公里,房屋倒塌数量达700万间之多。
地震不仅给人们带来巨大的财产损失和人身伤亡,也对国家的经济发展造成了不可估量的破坏。加强房屋建筑的抗震能力,虽不是阻止这种后果的唯一途径,但却是主要途径。我国房屋建筑主要有砌体结构、框架结构和钢筋混凝土剪力墙结构三种结构形式。每种结构的抗震效果各有千秋,不同的结构用于不同的建筑。
建筑构造学是一门研究建筑物的构成、各个组成部分组合原理与构造方法的学科。建筑结构是构成建筑物并为其使用功能提供应有的空间环境的支撑体,它承担着建筑物的风力撞击、重力、振动等作用下产生的各种荷载;同时还影响建筑构造、建筑整体造型和建筑经济的基本因素。为防止建筑物使用过程中受到各种自然因素和人为因素的影响与破坏,不得不研究像建筑防火、建筑防震建筑防爆、建筑防腐蚀、建筑防尘、建筑辐射防护、建筑屏蔽、地下室防水、变形缝等问题,并采取相应的安全措施。
2房屋建筑抗震技术
2.1隔震技术
隔震技术是目前国际上较为热门的抗震新技术,它是以将像隔震垫等隔震消能装置放置于结构物底部与基础之间,以此来将上部结构和基础隔开,从而达到改变结构的动力作用和结构的动力特性的目的,利于在地震发生时减轻结构物的地震反应。实践证明,很大的垂直承载力、很大的垂直压缩刚度、足够大的初始刚度和较小的水平变形刚度成为隔震技术抵可以抵抗风荷载与轻微地震的优势条件,而且它的耐用性比较好,使用寿命长。因此,这项技术适用于较为重要的像学校、医院、商场、科研机构以及重要的指挥职能单位的地层或多层建筑。
2.2消能减震技术
消能减震技术的原理是在建筑结构的某些部位(像节点、剪力墙、支撑、连接件或者连接缝等)设置消能原件,通过这些消能装置产生的摩擦非线性滞形耗能对地震能量进行耗散或吸收,从而减小了主体结构的水平与竖向地震反应,避免结构产生破坏、倒塌,达到减震抗震的效果。这项技术主要用于一些高层或超高层建筑。
以上两种是房屋建筑中常用的抗震技术,虽然它们可以大幅提高建筑的抗震性能,可是因为施工比较复杂因而难以合理把握,实际运用中还需要合理的房屋建筑设计和科学的施工,以此保证房屋建筑能具有优质的抗震性能。近些年来,随着科学技术的快速发展,一些新思想、新技术、新材料得到了应用,这极大地丰富了增强房屋建筑抗震性能的方法,提高了构件的极限荷载能力,减轻了结构自身重量,有效地减轻了地震带来的灾害。
3增强房屋建筑的抗震性能
3.1合理设计房屋建筑
房屋设计单位须按抗震设防要求以及工程建设强制性标准对房屋建筑进行必要的抗震设计,并对设计的质量和提交的施工图设计文件的准确性负责任。房屋建筑设计应当遵循:(1)房屋建设的场地选择应当选择坚硬的场地,避开地震时有可能会发生地基失效的松软场地;(2)对抗震原则加以综合运用,将刚度、承载力和延性作为主导目标,多道防线刚柔结合,以便使得结构具有多道支撑和抗水平力,同时要保证结构体型简单,结构的受力及传力途径直接,使得整体结构与结构构件共同作用;(3)在设计中应力求使由地基传入结构的振动能量最小,保证结构具备足够的承载能力、外延能力和耗能能力,并使结构能减少地震作用下的位移与扭转刚度;(4)为避免突然发生变化,在结构布置中须力求刚度、质量、延性和几何尺寸等对称、规整、均匀;(5)房屋设计中应增加结构抗火设计,与此同时,基础和地基的设计也需充分考虑地基变形可能对房屋安全的影响,这样可以最大限度的防范因地震引起的次生灾害以及地质灾害,更好地保护人民及社会的利益。
3.2依照设计文件正确施工
只有高质量的施工才能将合理的抗震设计转换为真正能够抗御地震的建筑。若要提高建筑工程的抗震性能需要将抗震设计和施工同样重视,把好双关。有关审查单位在对施工图进行审查时需要将房屋建筑的抗震设防当做专项审查内容,对其质量负责。建设公司、施工单位应当严格按照施工图,选择符合标准的材料,结构配件及设备。相关施工单位需要按照施工图设计文件以及工程建设强制性标准来进行施工,要对施工质量负责。所有相关工程监理单位需要按照施工图设计文件以及工程建设强制性标准来实施监理职责,对施工质量承担应有的监理责任。
3.3对已有的房屋加固
对已有的房屋建筑进行加固改造,也是一种增强房屋建筑抗震效果的比较好的手段。木结构房屋的抗震加固需要根据实际情况进行,采用减轻屋顶重力、加固构件之间的连接、加固木构件、砌砖抗震墙、加强柱间支撑等一些措施;土石墙房屋的加固应根据需要来加固墙体、增强墙体间连接、减轻屋盖重力;多层砌体结构加固可根据需要采用拆砌抗震墙、增设抗震墙、修补灌浆、在外加柱加固、板墙或面层加固、增设支撑加固、设置钢拉杆、长锚杆、对柱和墙采取现浇钢筋混凝土套加固、增设圈梁和构造柱等方法;多层钢筋混凝土结构的加固可以根据需要采用单向框架加固为双向,加强楼、屋盖整体性并增设抗震支撑、抗震墙等构件的方法;框架梁柱根据需要使用钢构套、现浇钢筋混凝土套加固、贴钢板加固、翼墙加固、增设钢筋混凝土抗震墙等措施。
近几十年来,我国对房屋建筑的加固,除了那些已知的传统方法,还开发应用了像高强钢绞线、碳纤维布、高强结构胶、聚合物砂浆这样的材料及预应力技术,这使得我国的建筑加固技术达到国际先进水平。
4小结
综上所述,目前我国在房屋建筑的抗震设计方面面临着两个主要的工作:其一是尽快在建筑设计上提高抗震设防标准,加大抗震技术方面的研究投入,积极推广并应用先进可靠地抗震技术;其二是针对一些已有的建筑物,组织相关的机构展开全面彻底的抗震检查,对全国范围内有抗震隐患的建筑物加以加固或改造。不能再让像唐山地震和汶川地震这样的悲剧重演。尽管现有的科技条件下,所有国家都无法避免地震这样的灾害,但是采取必要的抗震措施还是有助于将灾害带来的灾难降到尽量低,因此,房屋建筑抗震设计技术的研究与应用任重而道远。
【参考文献】
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关键词:房屋;结构设计;优化分析
Abstract: the design of building structure design of the building structure optimization is the use of the least cost and limited resources, space, realize building security, is applicability, economy, and beautiful integrated optimization. This article through the building structure design optimization method and significance, building structure design optimization technology, building structure optimization design of building structural design steps and the economy of the four aspects to building structural design of the optimization design of the building structure is analyzed.
Keywords: houses; Structure design; Optimization analysis
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
房屋结构设计中建筑结构设计的优化就是最大程度上利用有限的资源和空间,以最低的工程造价,实现房屋安全性、经济性、适用性和美观性等的综合最优化[1]。采用结构设计优化方法,在使房屋内部功能结构协调的同时,有效降低工程的造价。房屋建设是一项投资巨大的工程,因此,房屋结构设计必须要全方位且多角度地考虑各方面的因素,正确处理房屋经济性与技术功能的对立统一关系。建筑结构优化设计要尽量避免以下两种情况:一是过分强调经济性,重视资金节约和减低造价,忽略房屋设计的技术、功能要求。二是过分强调房屋的技术和功能,忽略房屋的造价,造成资金的浪费。
一、建筑结构设计优化的方法及意义
1. 建筑结构设计优化的方法
建筑结构设计优化的方法分为对房屋的分部结构设计的优化方法和对房屋总体结构设计的优化方法[2]。房屋结构设计中建筑结构设计的优化一般包含以下几个方面的内容:对房屋基础结构的设计进行优化;对房屋顶部结构的设计进行优化;对房屋的护围支撑结构进行优化以及对房屋总体设计结构及细节部分进行优化;最重要的是在房屋设计要求及设计规范内,在满足房屋功能及技术要求的前提下,合理降低工程造价,即对房屋的造价进行最优化设计。
2. 建筑结构设计优化的意义
建筑结构设计优化的意义在于可以最大程度地充分利用资源与空间,高效利用材料与设备,使房屋结构功能合理、协调,安全可靠。实现房屋结构设计的“安全性、适用性、经济性、美观性”的最优化设计。
二、房屋设计中建筑结构设计优化的技术
1.概念设计优化技术与房屋结构设计优化相结合
概念设计优化技术就是设计人员根据设计的一般规律和实践经验,对房屋建筑结构设计的多种方案进行分析并择优选择方案的过程。建筑物的结构布置,房屋细节部位的处理,载荷的确定及仪器设备参数的选取等都需要设计人员进行概念设计。概念设计需要设计人员对方案进行全面的、综合的分析,从而选择出最佳方案。
2. 概念设计优化技术与实际建筑的设计问题相结合
在地震等不可预期的自然灾害中,房屋一旦倒塌或损坏,将会对人们的生命财产造成严重的损失。因此,房屋结构设计必须考虑抗震结构设计的优化。对房屋的抗震设计而言,概念设计优化技术尤为重要。因为地震发生的复杂性和强度的不确定性,使得计算设计很难进行。而概念设计是综合考虑决定抗震性能的各种因素和造价因素,选择抗震性和经济性最强的方案[3]。房屋抗震结构设计中概念设计的指导思想是小震不坏、中震可修、大震不倒的分类设防抗震思想和多道设防思想。多道设防思想是指在发生大地震时,先破坏房屋次要的结构,消耗地震能量,尽量保证房屋的主体结构不遭到破坏。通过概念设计优化技术,结合房屋建筑的实际情况,使房屋在各种不确定的外部灾害的作用下避免坍塌和损坏,尽量将损坏程度及经济损失减小到最低。
三、房屋设计中建筑结构设计优化的步骤
1.构造结构设计优化模型。
设计优化模型的构造一般分为三步进行。第一步是选择合适的设计变量。一般选择对建筑结构影响较大的参数变,这样可以有效简化设计工作和减少计算量。第二步是确定目标函数。在满足设计要求及规范的条件下,使房屋设计的造价最小。第三步是确定约束条件。约束条件包括各个方面,比如应力约束条件、强度约束条件等。
2.选定结构设计优化方案。
房屋建筑结构的设计优化问题是多变量、多约束条件的非线性优化问题。在计算过程中,需要先将问题转化为无约束条件的线性优化问题。[4]一般来说,房屋设计优化问题的求解过程比较复杂,需要通过计算机编程来实现。
3.进行计算机编程
根据建立的模型及优化方案,进行计算机编程。计算机编程应选择运算速度快且功能较全的编程软件。在编程时要选择合适的方法,需考虑的因素有:编写及形成程序所需花费的工作量及其他代价;解出所要求的最优化问题,计算机执行程序所花费的时间和费用;程序预期的可靠性,即是否有把握达到所期望的结果;程序的通用性,即是否可以用它来解决其他问题。总之,应从经济效益出发,选择合适的方法,使程序达到最优的预期结果。
4.结果分析
通过结果分析,选出最佳的优化设计方案。建筑结构设计的优化应综合考虑各种因素,以期达到安全、经济与实用的综合最优化。
四、房屋设计中建筑结构设计的经济性
1.房屋结构设计中用地面积方面的经济性
随着时代的发展,我国大中型城市出现了大批高层甚至超高层建筑结构。此类房屋建筑的总面积是各层建筑的面积之和。因此,房屋层数越多,单位面积的房屋占用的建筑土地面积越小。但是随着房屋层数的增多,房屋设计的总高度也会增加,这导致相邻建筑的日照距离增加,使一定建筑面积房屋的总数目减少。此外,房屋层数越高,需要的投资越高,抗震设计难度及造价也显著增大。综上,单位房屋用地面积并不总是随着房屋层数的增大而提高。因此,通过优化设计,综合考虑安全性和经济性等各个方面问题,选出最佳的房屋建筑层数。
2.房屋结构设计中造价方面的经济性
由于房屋的建筑层数直接影响单位面积房屋占用的建筑土地面积,则房屋建筑层数也会直接影响房屋单位面积的造价,进而影响整个建筑的经济性。随着房屋设计的层数增加,房屋建筑的墙、柱的等承重结构的载荷增大,抗震设计方面的造价会显著增大,导致房屋建筑单位面积的造价升高[5]。此外,无论建筑物层数是多少,建筑物顶部的面积不会改变。因此,随着房屋层数的增高,建筑物顶部单位面积的造价会降低。房屋的公共基础部分是建筑结构的重要组成部分。房屋层数增大,基础承受的载荷也会相应增大,导致造价的升高,同时,房屋建筑的总面积也显著增大。一般来讲,房屋建筑基础单位面积的造价会随着层数的增加呈现先减少后增加的趋势。综上所述,需要采用设计优化技术,选取最适的建筑设计层数。
3.高层住宅结构设计的经济性
由上面的分析可知,随着建筑层数的增加,住宅的墙体及柱体等支持结构的面积会增加。这会使住宅的水、电、天然气等的管线长度增加,增加造价。相反,降低建筑物层数,一方面可以节约材料,有利于抗震设计,另一方面,可以减少房屋建筑的总高度,进而减少相邻建筑物之间的日照距离,使有限建筑面积可建设的房屋总数目增加。
五、结束语
房屋结构设计中建筑结构设计的优化需要全方位、多角度地考虑各种因素,以达到安全性、适用性、经济性和美观性的综合最优化。这几个方面是矛盾统一的关系,结构设计的优化就是找到其最佳组合方式。房屋结构设计中建筑结构设计的优化要求我们在实践中善于思考、敢于探索,努力实现用最低的造价实现最大的经济效益的优化目标。
参考文献:
[1] 饶远文. 结构设计优化技术及其在房屋结构设计中的应用[J], 价值工程.2009.
[2] 邹俊. 建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的现实应用[J], 应用技术, 2010.
[3] 辛海虹. 结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用[J]. 价值工程,2010.
篇7
关键词:房屋建筑;结构设计;关键问题
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
引言
要想实现建筑设计形态的多元性和创新性,就一定要先考虑到建筑结构设计的安全性和实效性,否则将会直接影响到建筑工程的质量,会对以后居住人们的生命财产安全造成很大的威胁。
一、房屋建筑结构设计的基本方法
1、建筑结构基础设计方法
在建筑结构的设计过程中,我们一定要注意混凝土的选择,要符合图纸上的标注和相关的规定,这样建筑才能坚固耐用。还有建筑结构基础所配的钢筋一定是适合最小的配筋率。在条基交叉部分基底的面积上,为了保证建筑的安全性,所以不能够进行重复的使用,并且还要注意不断的对基础宽度进行调整。结合建筑地点的实际情况,仔细分析计算,不断的去完善基础图设计。
2、房屋建筑结构设计的平面图
在绘制房屋结构平面布置图时,要考虑建筑的建设地点所处的地理位置,结合实际情况进行设计,按照相关的规定,使用正规的设计图纸和设计方法。先进行人工设计和计算,等到设计完成以后,再利用计算机进行辅助修理,借助输入建模进行模拟实验,找出设计的不足之处和缺陷,及时的进行改正。通过这样反复的设计和计算,才能确定建筑结构的平面图。
3、屋顶(面)结构图
当建筑是坡屋面时,结构的处理方式有梁板式及折板式两种。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。此外,梁板折角处钢筋的布置应有大样示意图。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。
4、大样详图
在建筑详图准确无误的基础上,大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制,也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这个阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。
二、房屋建筑结构设计中的关键问题
1、地基和建筑基础方面的问题
(1)多层房屋建筑无地质勘察报告,仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理,安全适用,设计人员必须依据地质勘察资料,统一考虑多方面因素进行基础类型选择和设计,仅凭地耐力这一数据是不全面的,也是不安全的,更不能盲目的把地耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。
(2) 采用换土垫层进行软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者对软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,既不安全,又不经济。
(3) 民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范将荷载乘以折减系数计算其荷载值,因而采用荷载值偏大。
2、砖混房屋结构中构造柱兼作承重柱用
在砖混结构中,构造柱不但能够提高墙体的抗剪能力,而且构造柱与圈梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。但在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题:
(1)构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对砌体的拉结和约束作用,而且结构一旦遭遇地震作用,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到应有的约束作用,反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。
(2)构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏便出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算梁下墙体的局部承压和抗弯强度。经验满足时方可在梁下布置构造柱。
3、承重柱截面高度设计过小
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计得误认为六度设防就是不设防,不图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大(因一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于 4 时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。将建筑的梁柱用铰支梁替代,但是在使用的过程中应当严格计算,防止房屋建设出现较大的问题。虽然这种设计方法简单有效,但是梁柱之间的内力却没有清楚的认识,即忽略了柱对消化酶的约束弯矩,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子而梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性铰。此时,房屋的建设柱子已经能够发挥预期的作用。但是,这种设计使得房屋的稳定性不高,让居住者无法放下心来。此外,此种设计方案的抗震能力较弱,当遇到等级较高的地震,房屋的安全将无法得到保证。
4、悬挑梁的截面高度选用过小
设计者往往只注意了对梁的强度和抗倾覆进行验算,而忽略了对梁挠度的验算。梁高选用过小,常引起梁截面的受压区应力过高,在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的加大而加宽,影响了房屋的正常使用。据笔者观察,这种挑梁的变形发展到后期,梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响,竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝,此时梁已接近破坏,当为托墙挑梁时,梁过大的挠度引起梁上墙体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸,梁缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时,截面的相对受压区高度较大,梁的延性减小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。
5、连续梁按单梁进行设计
这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小,没有引起设计者的重视,左图受力分析方便,设计得把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。此种做法将导致柱梁所在位置出现竖直方向上的裂痕,从而进一步的导致梁柱的其他位置发生断裂。这种裂缝随着边梁长度的增加而严峻。此外,该梁在设计时候是在建筑外面,由于外界环境变化较快,一旦温度,湿度等发生剧烈变化,梁柱的稳定性更让人担心。当环境温度变化时,梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束,在梁内产生收缩应力,该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处,引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,梁承载力降低,严重的威胁了建筑的使用安全性。
结束语
总之,房屋建筑结构的设计是一项全面的、系统的工作,只有严格按照相关规定来进行设计,以此来保证房屋建筑的结构设计能够符合相关的规定标准,这样才能为建设公司带来很大的经济效益,还能够保障人民生命财产的安全。
参考文献:
[1]张建,倪彩琴.浅议房屋建筑结构设计中问题的分析[J].建筑设计管理,2010(05)
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关键词:安全;结构抗震;承载力
1 地基与基础方面
1.1 多层房屋建筑无地质详勘报告,仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计。地基与基础设计要做到合理,安全适用,设计人员必须依据地质勘察资料,统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构方宁设计,仅凭地耐力这一数据是不完全面的,也是不安全的,更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为成无一失了。
1.2 采用换土垫层进行软弱地基处理,不进行换土垫层设计,只凭经验处置。有时设计者软弱地基的危害认识不足,只是简单地凭借经验采用砂垫层加强一下承载力,没有进行垫层宽度和厚度计算,既不安全,又不经济。
1.3 民用建筑中柱,梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时,在计算梁、柱和基础的负荷 时未按现行设计规范舸用荷载乘折减系数计算其荷 载值,因而荷载值准确。
2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用
在砖混结构中,构造不但能够提高墙体的坑剪能力,而且构造柱与圄梁联结在一起,形成对砌体的约束,这对于限制墙体裂缝的开展,维持竖向承载力,提高结构的抗震性能有着重要的作用。
在当前结构设计中,构造柱经常被作为承重柱使用,这种作法将引起以下几个问题。
2.1 构造柱作为承重柱使用后,使得构造柱提前受力,这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和,而且结构一旦遭遇地震作用时,在构造柱位置必然形成应力集中,首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用,反而成为房屋 结构中的一个薄弱的部位。
2.2 构造柱一般生根于地圈梁中,没有另设基础,构造柱兼作承重柱使用后,柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁 上荷载和跨度都比较小时,构造柱也可布置于梁下,但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足,方可在梁下布置构造柱。
3 承重柱截面高度设计过小
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计得误认为六度设防就是不设防,不图受力分析方便,他们故意把柱子的截面高度设计得过小,使梁柱的线刚度比加大(因一些结构设计手册中规定:当梁柱的线刚度比大于4时,计算简图中梁柱节点可简化为铰支)。把梁简化为铰支梁,柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析,但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用,即忽略了柱对消化酶的约束弯矩,加之以柱截面的配筋都较小,结构一旦受力后,柱顶抗弯强度必然不足,从而柱子而梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝,形成塑性饺。这样在正常使用情况下,柱子已开始带饺工作。这不但影响了房屋 的耐久性,而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是,这样的结构一理遭遇地震作用时,将会倒塌,这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
4 在框架结构设计中,只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架
现行建筑抗震设计规范要求水平地震作用应按两个主轴方向分别计算,各方面的地震和用应由该方向的抗侧力构件来承担。说是说,在框架结构设计中,纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以于非抗震设计,而纵向地按普通的连续梁进行设计,梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法不答合框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用,在实际设计中经常出现梁的支座负筋,跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。
5 悬挑梁的梁高选用过小
设计者往往只注意了对梁的强充和倾覆进行验算,而忽略了对梁手挠度的验算。梁高选用过小,引起梁截面的受压区应力过高,在正常使用状态下,梁截面受压区产生非线性徐变。梁挠度随时间的推移不断加大。挑梁的变形引起梁板出现裂缝,裂缝宽度随着挑梁变形的回大而加宽,影响了房屋的正常使用。据笔者观察,这种挑梁的变形发展到后期,梁支座截面上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近上部受拉区常常出现较宽的竖向裂缝。受支座附近剪弯作用的影响,竖向裂缝向下延伸发展为斜裂缝,此时梁已接近破坏,当为托墙挑梁时,梁过大的挠度引起梁上境况体在梁支座附近出现裂缝。裂缝在梁支座处沿斜向延伸,缝愈靠上愈宽。挑梁的截面过小对结构的抗震也很不利。悬挑结构对竖向地震的作用最为敏感。梁高小时,截面的相对受压区高度较大,梁的延性减 小,在竖向地震作用下易发生脆性破坏,失去承载力。
6 连续梁按单梁进行设计
这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷 重一般较小,没有引起设计得的重视,左图受力分析方便,设计得把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计,致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝,进而引起梁上部拦板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时,问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外,受环境温度影响较大。当环境温度变化时,梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束,在梁内产生收缩应力,该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处,引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通,梁承载力降低,直接影响了使用安全。
7 楼板设计常见问题
板是建筑工程中的主要承重构件,是它将楼面,屋面的荷载传给其周围的墙或梁上,楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周,很容易出现设计质量问题,有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。
篇9
《商务模拟工作坊》MOOC是一门在模拟商务环境下对日常商务工作进行实践操作的商务英语实训课程。该课程将线上学习与线下学习相结合,运用大数据时代的信息化教学,改变传统课堂授课模式,旨在构建商务英语教学的新生态。本文探讨混合式学习理论和建构主义教学观对商务模拟工作坊MOOC课程建设的指导意义,并在设计理论、研究框架、教学模式、问题诊断等方面提出了MOOC环境下商务英语实践教学的实施路径和策略,并讨论这一新教学模式的主要特点及影响。
关键词:
MOOC;混合式学习;建构主义
随着商务英语专业建设的不断完善,以工学结合为导向的实训课程已在各大院校商务英语专业全面展开。对于日渐走向系统化的商务英语实践教学,大部分课程仅限于有限的课堂实训,而对于课堂之外如何运用大数据信息化教学帮助学生拓展实训是当前很多院校面临的教学瓶颈。因此,如何走出教学困境,提高语言实训课程中自主学习的效果是当下职业英语教学改革中的热点,也是各大院校力求突破和解决的一个难题。MOOC(MassiveOpenOnlineCourse)是近年来开放教育领域出现的一种新型课程模式,也是众多世界顶尖大学正在大力发展的网络开放课程。目前国际学界对MOOC的研究工作主要集中在以下几个方面:①MOOC课程的开放性研究。不同于以往的在线课程,MOOC是一种面向社会公众的免费教育形式,国外各大高校和机构纷纷加盟,向社会开放优质课程资源,其背后的原因是互联网技术的推动、高等教育成本的大幅攀升以及借助网络争夺高等教育市场的需要等;②MOOC教学模式的研究。虽然MOOC具有大规模、网络式和开放性等特征,但MOOC的教学模式并不单一,如:研究者马克(JohnMak)在对目前MOOC实践进行观察的基础上,提出了五种类型的MOOC形式,即讲授主义的(Instructivist)、认知主义的(Cognitivist)、建构主义的(Constructivist)、社会建构主义的(Socialconstructivist)和关联主义的(Connectivist);③MOOC对高等教育的影响研究。MOOC的兴起给传统教学带来了冲击,也带来了机遇和挑战。MOOC教学在加速高等教育的信息化、大众化、国际化和民主化的同时,也在课程管理、教学模式、教师定位等方面带来了巨大的变革。中国高校英语MOOC课程建设伊始,相关的MOOC课程仍处于探索阶段。有学者从网络学习的角度阐释了“联结主义”的理论与原则[1];也有学者从学习科学和教学设计的视角分析了MOOC背后的人本化学习原则、掌握学习原则和建构主义学习原则[2];还有学者在研究中强调MOOC的发展体现于学习中心的转移,关注学习者兴趣的激发和主观能动性的发挥[3]。当今高效的信息化教学模式帮助了学习者在符合自身兴趣的情境下主动地开展语言活动,由‘面对面’的线下教学与运用网络的线上学习所构成的‘混合式’学习已成为外语教学改革的新趋势。国内学者对网络环境下大学生英语自主学习能力发展状况和学习模式等相关因素的分析已有较多研究,但迄今为止,国内学界还缺少在MOOC环境下对高职高专英语实践教学的研究经验,相关的理论和操作问题都有待进一步探索和完善。因此,在机遇和挑战共存的现状下,对于高职高专英语实践教学MOOC课程的研究和建设是国内职业英语教育改革中一个值得重视的方向。《商务模拟工作坊》是一门在模拟商务环境下对日常商务工作进行实践操作的商务英语实训课。该课程以工学结合的授课理念为导向,以现代商务工作的基本内容和流程为实训内容,培养学生熟练运用英语有效解决实际商务工作中常见问题的能力,为顺利走向职场提供必要的准备和帮助。本文以《商务模拟工作坊》MOOC课程为例,探讨混合式学习和建构主义教学理论对商务英语MOOC课程建设的指导意义,并在设计理论、研究框架、教学模式、问题诊断等方面提出了MOOC环境下商务英语实践教学的实施路径和策略,以此建立新的教学生态,促进学生自主学习行为,为高职高专英语教学改革提供一个具有参考意义的视角。
1商务模拟工作坊MOOC课程设计的理论依据
混合式学习(Blendedlearning)是当今高等教育中运用网络技术突破传统授课方式的一种重要教学手段。其定义是将‘面对面’的课堂教学与网上学习有效结合来共同完成教学目标[4]。混合式学习的核心在于打破传统意义上教师面对面的‘线下’授课方式(Off-linelearning),而将大量信息的认知与交流转移到互联网时代的‘线上’学习(On-linelearning),从而使网络化教学为学习者提供更加高效便捷的帮助。混合式学习作为一种线上与线下相结合的新型教学模式,让知识和学习经验的获得有了新的途径和媒介,也让研究者对线上教学在高等教育中的作用和意义有了新的定义与思考。学界对混合式学习的特点和效果进行了大量研究后发现,混合式学习离不开三个重要的参与因素,即社会参与(Socialpresence)、认知参与(Cognitivepresence)和教学参与(Teachingpresence)[5]。其中,社会参与在混合式学习中指开放的交流和团队合作。认知参与是指知识建构的脉络与过程,包括发现问题、开展探索、综合归纳和解决问题的程序。教学参与是指在知识传授或学习经验获得过程中的设计、引导与协助的手段及方法。这三大要素之间的关联让研究者对混合式学习提出了新的理论框架和建构体系。在此框架中,我们不难发现,社会因素与教学因素的交集在于给学习者设置有效的学习情境,教学因素与认知因素的叠加旨在为学习者选择合适的学习内容。而社会因素与认知因素关联所产生的作用则在为学习经验的获得提供支持性话语,即交流过程中的有效语言。由此可见,混合式学习目标的实现必须依赖这三大要素相互作用所提供的学习情境、学习内容以及为获得学习效果而构建的交际话语。其中,通过社会参与,学生可以自由表达思想,建立学习社区的归属感。而认知参与的过程则是教学目标实现的有效手段。教学参与则是将以上两者包含的所有元素有机融合,达到理想的教学效果。《商务模拟工作坊》作为一门连接商务英语理论与实践的英语实训课,在上述三大要素中均体现出较为明显的关联性和可行性。因此,在其MOOC课程的设计中,如何展现该课程混合式学习的情境设置、内容选择以及师生和生生之间的信息交流是该课程MOOC设计的主导方向。此外,建构主义教学观中所提出的几大核心理念也在混合式学习理论中得以体现:①以学生为中心构建学习主体。学生是信息的主动构建者,而不是外界刺激的被动接受者和被灌输的对象。教师是学生建构信息的帮助者和促进者,而不是传统意义上知识的传授者与灌输者[6]。因此,在商务模拟MOOC课程设计中,学生成为课程展现和演绎的主角,教师则是相关理论知识的桥梁和任务工具的提供者。②注重情境化教学。建构主义教学观强调设计围绕现实问题的学习活动,注重让学生解决问题,创设能够获取知识的架构以及与学习有关的真实情境,使学习者进入与现实相关的情境中开展学习活动。基于此项理论原则,商务模拟MOOC设计中的所有案例和场景均出自真实的商务环境和工作情境,以此作为学习者对学习内容和任务的真实体验。③注重合作学习。合作贯穿于教学活动始终是建构主义的核心概念之一[6]。这种以协作为主要形式的社会性互动旨在为知识建构一个广泛的教学群体,学生在教师的组织和引导下通过讨论和交流,共同建立教学生态,发现问题并协商解决。这一概念也与混合式学习中社会因素的作用有较为相似的融合与关联。因此,在商务模拟MOOC课程的任务设计中也充分体现出以小组为单位的工作形式,以此展现合作学习的优势和特点。④对话交流。这是合作过程中不可或缺的基本环节,也是达到意义建构的重要手段。与混合式学习中‘支持性话语’的需求相吻合,建构主义强调教师应放权给教学小组,以便所有学习个体都能参与到明确的团队任务中为目标实现进行有效交流。小组成员之间必须通过对话商讨来完成学习任务,以此增强学生的自主学习意识和团队意识。除此之外,教师与学生之间的互动也是对话交流的一部分,在课程设计中也有所体现。例如MOOC教学中的后期反馈以及翻转课堂中教师为学习目标的实现和课业评价提供的支持性话语等。基于建构主义教学观的理论基础,《商务模拟工作坊》MOOC课程设计在上述几个方面进行了较为系统的思考,并在混合式学习理论的指导下对教学设计进行了一系列的研究和改善,在该课程MOOC教学框架和教学目标上提出了新的思路。
2商务模拟工作坊MOOC课程的教学框架及实施路径
根据上述理论依据及课程需求,商务模拟工作坊MOOC课程由‘线上’和‘线下’两部分构成。其线上课程的设计力求体现混合式学习中的情境化、自主化和交互性的特点。线下课程则以建构主义教学观为理论基础,充分体现翻转课堂中以学生为主体,教师为引导的课程反馈和交流方式。该课程在充分汲取混合式学习理论和建构主义教学观的核心理念基础上,借鉴了语言学家Cope&Kalantzi提出的多模态识读能力教学模式(Multiliteraciespedagogy)[7],即采用多种交流媒介和方式达到语言的识读和运用能力,并在此基础上根据课程需求和高职高专学生的特点,尝试建立了符合职业英语实训特点的教学框架,即:体验(Experiencing)、认知(Conceptualizing)、分析(Analyzing)、应用(Applying)四个教学步骤。其中,体验和认知阶段通过‘线上’课程完成,分析和应用阶段通过‘线下’面对面的教学完成。该教学框架旨在通过线上和线下混合式教学活动,培养学生在模拟商务情境下,将语言技能与商务知识相结合,对日常商务工作进行线上和线下的交互性操作。在此教学框架中,研究者强调了学习理论与实践的关系及互动过程,并突破了传统课堂教学,将学习任务从有限的课堂迁移到工作环境和相关情境,有效完成了抽象理论向具体实践内化的过程。而商务模拟MOOC课程在借鉴Cope的多模态识读教学模式的同时,也根据课程自身特点进行了更多的优化和突破。其中,由线上课程完成的‘体验’和‘认知’阶段在课程设计中强化了以学生为主体,教师为协助的导向,在引入课程的体验部分均以学生的真实案例和学生自己的作品为素材,创建与此相关的工作情境和问题。认知阶段则由教师将语言要点和商务知识以工具箱的形式提供给学生,帮助学习者构建线下任务所需的相关知识,并引导学习者从真实案例着手,思考完成后续任务所需要解决的重点和难点以及操作的思路和步骤。通过前两个阶段的线上学习,学习者可基本掌握与单元任务相关联的理论知识和技能要求,从而顺利过渡到后两个阶段的线下学习。分析和应用作为线下‘面对面’的学习阶段,则必须以完成前两项线上学习为前提和基础才能继续进行。而在分析阶段,学习者以小组形式对线上课程中的真实案例进行讨论和反思,发现问题并根据认知部分教师给出的工具提出解决问题的方案。最后的应用阶段则需学习者运用线上学习所获信息和分析阶段讨论出的方案来完成相关的实训任务。现以商务模拟工作坊MOOC课程中《求职面试》(Jobinterview)单元为例来简述该教学阶段的操作过程。此单元线上学习部分是由一段二十分钟的微课构成。其中,体验阶段是以本校商务英语专业毕业生参加一家外资企业招聘面试的真实场景为案例,要求学生观看此面试场景后找出几位求职者在面试过程中的优缺点以及存在的问题。在随后的认知阶段,案例中的‘面试官’对求职者面试中出现的问题一一解读,并从职场从业人员的角度给予求职者面试建议。紧随其后便是教师根据面试官的建议将如何应对求职面试的英语语言点和商务常识以职场‘工具箱’的形式提供给学生,并鼓励学生在后续任务中选择使用。通过线上学习的两个阶段,学生体会了求职面试的真实情景,也观察到与自己身份类似的毕业生面试过程中普遍存在的问题,同时也获得了面试场景所需要的语言和商务知识,由此完成了关于求职面试基本知识点的输入与构建。在随后的线下学习中,学生带着线上课程所获信息,回到面对面的课堂,参与到自己的小组,并在教师的引导下,对线上课程中所要求的关于求职面试的问题进行讨论和反馈,给出自己的观点和建议,随后以小组为单位,总结出自己的观点和改善方案。在此过程中,教师不参与学生小组的讨论,但需在讨论前给出讨论的问题和时间,并在讨论过程中对学生的不解和疑问提供有效的信息和帮助。最后在应用阶段中,教师根据学生所提供的面试建议和方案给出反馈意见和修正建议,然后布置小组任务,要求学生以线上课程中的案例为原型进行求职面试的角色扮演,且对案例中出现的问题进行修正或改善,以现场演示的方式完成对线上课程信息和知识点的输出。通过一系列的教学实践,笔者发现这一教学模式的运用在充分体现MOOC课程多模态交流方式的同时也改变了传统教学生态的固化模式。混合式学习理论的运用打破了传统课堂的互动,将师生交流方式重新定位,教师在MOOC教学中的角色和作用更多以‘协调者’(facilitator)和‘观察者’(observer)的身份出现。例如,教师在线上课程部分以学习工具和理论的提供者身份出现,线下教学中的应用阶段则与学生共同参与课程的反馈和评价。而在中间各环节更多以学生为课业和任务的主体,教师则作为一个媒介,以‘引导者’和‘帮助者’的身份出现。师生角色的改变从交流模式上实施了自主学习策略,促进了学生在知识探索中的主体意识。由此可见,混合式学习在商务模拟工作坊MOOC环境下的实践体现了现代教学的两大特色:①语言实训课程网络环境下的交互性。传统的教学只在面对面的课堂上实现课程互动,而商务模拟工作坊MOOC课程的开发突破了传统语言实训课的瓶颈,将单一的课堂实训与网络实训相结合,创建了更为广泛便捷的实训空间和交流途径,使语言教学实践更为立体化和开放化。②网络环境下实训课程自主学习的可行性。将语言类实训课程融入网络环境,有效实现了学习者通过网络互动完成语言实践,增强了学习者自主学习的能动性和实效性。通过《商务模拟工作坊》MOOC课程的教学探索,高职高专英语学习者可以借助线上和线下学习,完成对语言知识和商务技能的主动探索和操作,改善自我效能,促成自主学习行为的养成,从而提高英语语言在日常商务工作中的应用能力。同时,该教学模式的运用也正在试图解决以下几个问题:①改变学生根深蒂固的传统学习观念,将大数据时代的网络化和流行元素融入学习内容,建立新的教学生态,增强学生主动探索知识的能动性;②MOOC教学环境下重新定位教师的角色和作用,将教师从传统的课堂模式中脱离出来,从知识的机械传授者转变为获取知识的方法引导者,从而改善教学效果,深化教育内涵。③改变传统实训课程‘面对面’的单一授课方式,将实地课堂与网络课堂相结合,扩大学习者的交流维度和途径,为随时掌握学习动态和学习效能提供更为广阔的平台,以求解决实训课程后续巩固、反馈和评价的难点。
3结语
《商务模拟工作坊》MOOC课程在上述理论基础和教学框架中得以实施,并在课程设计、交流媒介、教学模式等方面针对传统语言实训做出了较大的突破和尝试。混合式学习理论的运用使网络化教学日益体现出较为显著的实效性和前瞻性。同时,建构主义教学观帮助教师在MOOC环境下重新定位,重构课堂,建立MOOC模式下新的教学生态,旨在促进高职高专学生的自主学习能力,也进一步突显了MOOC课程在语言教学实践中的意义。当然,为达到这些教学目标,在MOOC教学实施过程中,相关的必要条件和策略是不可忽略的。首先,信息化管理和网络建设应予以保障,从技术上确保学生能在课程要求的时间和环境下进行线上学习。其二,线上教学内容必须在线下教学设计和测试中得到及时和有效反映,否则将难以保证学生广泛积极地投入时间进行自主学习,也无法有效检测自主学习策略的实施与效果。其三,对线上内容的掌握程度应设有奖惩机制,并可同时在线上和线下予以体现,使学生及时快捷地感受到学习成就和学习动态,从而增强学习动力和明确努力方向。由于商务英语实训课程的MOOC教学尚处于探索阶段,教学过程中还存在诸多有待进一步探讨和解决的问题。例如,对线上学习如何实行更加合理有效的监督和评价?如何运用MOOC环境更大程度地实现翻转课堂的教学目标等。随着大数据时代下研究者对新型教学理念和教学手段的深入探讨和研究,这些问题将会得到更加科学完善的解决。
作者:史咫阳 单位:深圳职业技术学院应用外国语学院
参考文献:
[1]樊文强.基于关联主义的大规模网络开放课程MOOC及其学习支持[J].远程教育杂志,2012(3).
[2]李曼丽.慕课正酝酿一场新教育革命[N].中国青年报,2013-05-23.
篇10
[关键词] 房屋建筑 结构 抗震 设计
中图分类号:TU2文献标识码: A
据统计,每年世界范围内发生地震的次数已达50 万多次,而国内的地震次数便占了当中的 1/3。地震灾害严重损害了国内的经济发展与社会发展,并带来了严重灾难。因此在房屋建筑的结构设计中,需对结构的抗震性能充分考虑。针对地震灾害采取有关预防措施,尽可能减少地震灾害对于房屋建筑的损害,确保人们的生命安全与财产安全。本文就对房屋建筑在结构抗震设计上的若干要求展开了研究。
一、 合理选择建筑场地
受地震灾害影响,地震范围内的建筑物会被严重破坏。由于地震而引起的地质运动可导致建筑直接面临结构破坏,由此可见,地质条件也属于房屋建筑受损的一个重要因素。因此在房屋建筑设计中,需对建筑场地进行合理选择。一方面,应首选地质坚硬、地势开阔等有利于抗震的地质条件,从而减少地基土在地震期间的沉陷程度,预防房屋建筑发生坍塌不良现象。另一方面,尽可能避免山坡边缘、河岸等地质软不利于抗震的地段,以免在地震期间,在地质条件的共同影响下,导致房屋建筑出现倒塌的情况。若实在无法避免此类地段,则需要采取相应的有效抗震措施。第三,不应选择自然灾害并发区域等危险地段(如地陷、滑坡以及泥石流等地段)作为房屋建筑的建造地段,以避免地震灾害并发其他自然灾害而导致房屋建筑破损程度加重。最后,建筑场地的土质刚度、覆盖层厚度等也属于建筑物受到地震损害的一项重要因素。有关研究指出,建筑地段的土质坚硬、覆盖层薄属于减少地震灾害对于房屋建筑损害程度的一项重要原因。因此在选址时,还需要对土质及其覆盖厚度进行考察。
二、 房屋建筑的地基和基础设计
首先,在建造房屋建筑期间,同一个房屋建筑结构单元不允许建造在性质不同的地基上。并且在地基选择和处理上,尽量全部应用天然地基或是桩基,尽可能避免出现两种地基各一半的状况。从而可以避免不利因素,保证房屋建筑的抗震性能。
其次,在埋置房屋建筑的基础时,需注意其埋置深度的控制。若基础埋置深度过浅,将会减少房屋建筑的嵌固作用,增大房屋建筑在地震期间的振幅,提高震害发生几率。因此在设计房屋建筑的基础埋置深度时,应尽量增加其埋置深度。并认真做好基槽回填工作以及夯实工作,确保回填土和基础的侧面紧密接触,提高房屋建筑基础部分的稳定性。
另外,对于砌体结构的房屋建筑是由上部建筑、基础两个部分所构成的一个整体。因此在建筑室外地坪下,不应应用内外交圈基础圈梁,以免影响上部建筑和基础的整体性。此外,应将上部结构构造柱钢筋嵌入基础圈梁内,从而加强上部建筑和基础的连接牢固性。若建筑建造地段的土质刚度较弱,则还需设置圈梁在基底底部。
三、 房屋建筑屋顶与墙体的抗震设计
在地震期间,房屋建筑的受损程度与建筑质量之间呈正比关系。也就是建筑质量越重,建筑的受震害程度则越严重。反之,若建筑质量越轻,那么其受震害程度将会越小。其次,建筑结构越稳定,其在地震灾害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑结构设计中,应尽可能最小化建筑质量,以达到最小化减小房屋建筑受震害程度的目的。一方面,减轻房屋建筑围护结构的质量,从而达到减轻房屋建筑墙体质量的目的。若建筑的墙体质量过重,将会降低建筑的抗震性能,使得建筑在面临地震灾害时,易受破坏。因此,在建筑结构设计中,需对减轻墙体重量这一点进行考虑。另一方面,在建筑屋盖设计期间,应尽量选择质量较轻的材质。并且不要在建筑屋顶设计中添加不必要的附属物,以免增加屋盖重量,间接增加建
筑高度,对房屋建筑抗震性能产生不良影响。若在屋盖设计期间,个别突出形状是必须建造的,则需要通过设计尽可能降低其高度,并增强牢固性。选择质量轻的材料,从而提高建筑的抗震性能。
房屋建筑结构设计的规则性
1. 合理控制房屋建筑高宽比
对于房屋建筑而言,其受震害程度与建筑本身的高宽比具有一定的关系。受地震作用影响,房屋建筑的倾斜程度(侧移程度)会因为其本身高宽比越大而越严重。同时,房屋建筑的层数越多,其在地震灾害中所面临的破坏也会越严重。因此,为了保障房屋建筑对于地震破坏的抵抗能力。在设计期间,需对其建筑的高度与宽度进行合理控制。结合房屋建筑的实际情况,在保障房屋建筑的抗震要求的条件下,对房屋建筑层数进行合理调整。
2. 规则性设计房屋建筑结构
在房屋建筑的结构设计上,均匀分布结构刚度与质量、规则设计建筑平面与竖向结构构件布置等是保障建筑抗震性能的一个重要环节。若房屋建筑具有平面设计复杂,而质量、刚度等分布不规则的情况,在面临地震时,房屋建筑将会产生扭转情况,水平体系构件应力突变导致房屋建筑主要受力构件受到严重破坏。其次,在建筑竖向结构构件的设计中,抗侧力体系的刚度和承载力有明显的突变,在地震期间发生严重震害的可能性较大。并且若建筑采用复杂的建筑体型,也会导致在地震中发生严重破坏;其中顶部局部突起将会因为高度过高而引起鞭梢效应。
3. 合理处理房屋建筑的防震缝
若房屋建筑结构平面或者竖向不规则,需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间,可将房屋建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边结构单元之间设置足够宽度的缝,彻底分开防震缝两边的上部建构。防震缝宽顺着建筑高度的增加而放大,同时可以在防震缝两侧布置垂直相交的抗撞墙体。
4. 合理布置砌体结构房屋建筑的纵横墙
墙体属于砌体结构房屋建筑的主要承重构件,由于房屋建筑的刚度大小主要取决于墙体数量,若承重墙体布置时随意加大墙体间距和不均匀布置,将会降低房屋建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间,需均匀分布房屋建筑的横墙以及纵墙,从而确保房屋建筑的整体抗震性能。
5. 合理布置砌体结构房屋建筑的构造柱以及圈梁
构造柱、圈梁等均属于提高砌体结构房屋建筑抗震性能的重要组成部分。其中构造柱有利于增强建筑墙体的抗剪性能,并改善建筑结构变形能力,提高建筑物的整体刚度从而使建筑结构在外力作用下仅发生局部变形,不对建筑结构整体的稳定性产生影响。因此,在布置构造柱时,需以《抗震规范》作为布置依据,在墙体交叉处均设置构造柱,促使墙体材料由脆性演变为延性。另外,圈梁也可以提高墙体之间的连接牢固性,对于增强房屋稳固性、整体性等可起到明显的促进作用。在一定情况下,还可抑制墙体产生裂缝。
五、 结语
目前,抗震技术属于房屋建筑设计当中的一项主要技术,抗震设计的好坏将会直接影响到房屋建筑的抗震性能。因此在房屋建筑结构设计中,需根据抗震设计的相关要求,对房屋建筑进行合理设计,满足房屋抗震设计的相关要求。尽可能提高房屋的抗震能力,减少地震灾害对于房屋建筑的损害。本文只从基本概念做出阐述,实际设计还要运用静力和动力的数值计算手段,用数值计算结果来量化宏观指标,帮助工程师合理设计。
参考文献
[1]唐与拓,金燕,于得水.多层砖混房屋震害分析及抗震加固措施[J].山西建筑,2009(12).
[2]张建,倪彩琴.浅议房屋建筑结构设计中问题的分析[J].建筑设计管理,2010(05).