前言:中文期刊网精心挑选了高层建筑设计课程范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

高层建筑设计课程范文1
一、教学内容
本课程是一门综合性专业课,内容涉及的先修课程主要有钢筋混凝土结构、建筑抗震设计、基础工程等,后续课程为毕业设计。采用的教材为中国建筑工业出版社出版、沈蒲生主编的《高层建筑结构设计》,与《高层建筑结构设计例题》配套使用,教材包括了框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构、复杂高层结构等内容。共安排48学时,其中44学时为理论教学、4学时为实践教学,经过人才培养方案的重新修订现将总学时调整为32学时,取消了实践教学内容,课时数大量压缩。教师可以通过教学改革,整合教学内容等方式达到更好的教学效果。在教学内容方面需要根据实际情况作出调整,由于本课程与钢筋混凝土结构设计、建筑抗震设计、基础工程等有内容交叉,同时关于荷载组合部分在各结构课程中均有所涉及,在授课的过程中由于内容划归不清晰,授课教师间缺少沟通,使得重叠的内容出现讲而不精或挂空的情况,为避免此类情况的发生,就要求在制定培养方案和编写教学大纲时应将这几门课程结合课时量,明确内容归属,使教学内容更加完善合理。关于实践教学,原本的实践教学分配学时较少,采取播放视听资料或进入施工现场参观认识实习两种形式,改革后的人才培养方案已将这部分内容取消,在实际教学过程中可以利用课余时间或结合毕业实习开展,学校根据实际情况联系设计施工单位,分组派出学生跟踪实习。通过项目蹲点使学生在实习过程中对项目实施的各个主要环节认识更加清晰。同时指定带队老师,由校企联合管理,在此过程中教师也可以得到锻炼。
二、课程设置及教学方法
本门课程尝试过设置在第六学期和第七学期,若安排在第六学期,由于先修课程未完成就开设高层建筑结构设计,没有一定的理论基础无法达到预定的教学目标。教师讲课被动,学生学习吃力,因此设置在第七学期更为合理,通过前期相关课程的学习,为学好本课程做了充分的准备,另外通过这门课程的学习又可以为下一学期的毕业设计打下一定的基础,熟悉设计内容及方法,加快毕业设计进度并保证质量。教师可以采用多媒体教学方式,这种方式可以节省板书的时间,增加课堂教学的容量,更可以使理论知识直观丰富的呈现在学生的眼前,便于理解掌握。同时结合《高层建筑结构设计例题》对应章节讲解,通过例题的讲解强化理论知识,在例题的构成中参考注册结构工程师相关内容,适应当前注册师制度下的建筑市场要求。针对难度较低的内容可以采用学生自学并结合课堂讨论的形式开展教学,通过这一环节培养学生独立学习、解决问题的能力。从本课程考试的卷面答题情况进行分析,学生的分析解决问题及计算能力仍属于相对薄弱方面,在日常的教学中有针对性的加强训练是可以得到提升。
三、课程设计质量管理
本门课程在课堂教学完成之后安排有课程设计,开展方式主要有两种:利用课余时间进行或学期末考试结束后集中开展。利用课余时间进行没有固定的场所,进度无法控制,若有疑问教师无法在第一时间给予解答,设计质量更无法保障。学期末集中开展方式有固定场所、有问题可以及时得到解决进度能控制,设计完成质量好,但也存在假期来临学生无法集中精力完成的问题。因此建立一个完善合理的课程设计监控系统,保证学生有效的参与,提高课程设计的质量是非常重要的。课程设计的内容可以根据实际情况进行调整,避免与毕业设计相近。高层课程设计结构形式主要有框架结构和剪力墙结构或框架-剪力墙结构,毕业设计时的结构形式也以这几种为主。因此,在选择课程设计的结构形式时应同时考虑毕业设计因素。课程设计建议采用手工计算,虽然现在采用电算很普遍,加之各种设计程序的出现,计算的结果准确、快捷、全面,且使用方便,但由于电算的普及使得相当的设计人员的计算能力得不到锻炼从而过分依赖电脑,对于分析计算的结果却无法给出正确的评定。这样就失去了专业学习的意义,若能掌握计算过程及原理,熟悉电算的过程和原理,出现了问题便可以很快的找到解决问题的有效途径,且能够对电算结果加以分析得到最优的设计方案,这才是专业学习的根本目标。关于课程设计成绩的评定建议采用设计成果和平时考勤相结合的方式,条件具备的情况下还可以加入答辩环节,教师根据设计提出针对性的问题要求学生作答,这样可以更加直接的检查学生完成设计的情况,对课程设计质量提出了更高的要求。同时课程设计阶段,应将相关课程联系起来,使得学生对所学的知识及运用有一个全面完整的了解。
四、提高教师专业水平
目前高校教师队伍呈现年轻化特点,承担教学任务的教师基本都是从学校到学校的过程,中间缺少接触实际工程的经历,对于教学方面容易出现强理论弱实践情况。课堂教学局限于理论知识讲解,内容呆板生硬,难于理解。为此,学校可以分次分批派出教师到基层单位进修锻炼,通过参加实际工程设计施工等环节,提高自身的专业素质,扎实理论知识,在教学的过程中加入工程案例讲解则会使课堂教学内容更加丰富,通过引入工程案例激发学生学习专业课程的兴趣,达到更好的教学效果。同时,应鼓励教师参加各种注册师考试,通过学习扩展专业知识系统,使学生从理论的层次认识各专业课程的关系及作用。
五、结论
高层建筑设计课程范文2
国际学生“生态建筑”合作设计小组的前身是意大利米兰理工大学建筑学院(莱柯)的学生课程设计。1999年,该学校开设了生态建筑课程设计,并设立了一个奖项。2000年,意大利那不勒斯大学建筑学院和法国拉维莱特建筑学院加人了该课程设计。2002年,应米兰理工大学建筑学院和拉维莱特建筑学院的邀请,清华大学建筑学院和韩国汉阳大学建筑学院也加人了这个项目,使之成为一个真正意义上的国际建筑合作设计小组。
国际学生“生态建筑”合作设计小组的对象是4国5校的四五年级的学生,每年在亚洲或者欧洲选定一个地段和设计题目,以生态建筑为主题进行1个学期的课程设计,课程设计结束时举办评奖和展览。在为期6个月的设计过程中,4国5校的师生有2次面对面交流的机会,每年的3月份一起参观考察地段,举行学术交流研讨;9月份一起评奖和举办展览。评委会由各个学校的教师组成。通过这样的活动,各国各校之间可以互相交流在生态建筑教学过程中的经验,探讨对于生态建筑的不同理解以及各自在生态建筑方面所作的实验和努力。这个活动同时也为学生提供了一个极好的参观国外建筑,了解外国文化的机会。变不利条件为有利条件,并由此引发出建筑设计构思的源泉。敏感的环境条件为建筑设计提供了多种可能性:快速涨落的潮汐要求场地布置要非常合理,同时要考虑建筑基础结构的保护措施;强烈的海风使得风力发电成为可能;变幻的阳光和风景要求建筑的朝向和开窗应该具有创造性;海边珍贵的植被成为保护生态和创造绿化景观的重要因素。学生们从这些因素中选择自己感兴趣的方面,通过学习和研究,了解技术解决的可能性,并选择适宜各自方案特点的技术,构思出各自的建筑方案。
二、2002年方案
2002年竞赛的题目是“天海之间的住宅”,地段位于法国西北部索姆省乌尔代勒的海边。地段的条件非常复杂,潮汐、季风、海边生态环境要求苛刻的植被、变幻的阳光以及奇异的风景构成了这个地段的强烈的性格特征。设计要求也很独特:为一群希望逃离城市喧嚣的艺术家设计10户住宅,在考虑建筑生态特征的同时也要顾及使用者特殊的性格和要求。在参观地段的时候大家都被该地段的独特性所吸引,同时也感到了这项挑战的艰巨性。经过6个月的设计,2002年9月在意大利的莱柯,5个学校的学生交出了各自的答卷。
2002年评委会特别邀请了英国著名建筑评论家尼古拉·格拉姆肖爵士作为评委会主席。获奖方案参加了当年在威尼斯举行的国际艺术双年展中名为“NEXT”的建筑展。清华大学建筑学院学生陈帆等的方案被评为优秀奖。2002年的设计要求重点在于如何将复杂的自然环境条件融合到建筑设计中去,
三、2003年方案
2003年竞赛的题目是“高层生态综合建筑”,地段选址在中国北京,用地位于中关村东区的核心位置,北临北四环路,与中科院图书馆遥遥相对。该地区用地性质为高科技信息产业办公区,设计要求的建筑功能+分复杂,综合了商业、娱乐、餐饮、服务、展示、办公、旅馆和公寓等,总建筑面积为5.0万平方米,建筑限高为IOOm。此项设计存在2大难点:
其一,北京地区冬冷夏热、干燥少雨,气候条件苛刻,对建筑设计有较大的局限性;
其二,高层建筑的主题原本就与强调节能环保的生态建筑之基本理念存在一定的矛盾,但是在许多类似北京这样的大城市中,因为土地价格的问题,修建高层建筑又是不可避免的。因此,如何在北京特殊的气候条件之下将生态建筑的基本理念与复杂的建筑功能和形式结合起来,就成为此次设计的重点。本届竞赛的设计方案分别以不同的生态理念为突破口,尝试解决高层建筑在通风、节能、遮阳和绿化方面的困难。其中不乏各具特色的大胆构思。例如:从通风设计的角度出发,针对目前高层建筑普遍存在“板塔之争”,即板式利于水平通风,而塔式利于垂直通风之问题,学生们提出的板塔结合的体形有利于发挥二者的优势,扬长避短;从遮阳设计的角度出发,学生们在分析北京的日照条件的基础上,通过建筑上的大挑檐结合在建筑中栽种北方落叶型树木,分别解决夏季遮阳和冬季采光的问题;从节能设计的角度出发,建筑主体采用不断扭转上升的双塔形式,利于组织风的流向,结合建筑表面的发电系统,达到利用风能,节约不可再生能源的目的;针对高层建筑绿化方面的问题,学生们还提出了空中花园的设想。
四、”生态建筑”教育国际合作中获得的启示
1.跨学科的合作教学体系
生态建筑是当今建筑界普遍关注的话题,在建筑教育中将有关生态建筑复杂的技术融人传统的建筑课程设计中,是国际学生“生态建筑”合作设计小组的宗旨。较之传统的建筑设计教学,生态建筑设计涉及的技术领域更为广泛,是一项跨学科的综合性设计主题,与之相关的学科主要有:建筑、结构、材料、生物、环境、热能、经济等。多学科的技术特点增加了设计的复杂性,同时也为建筑设计拓展了新的发展空间。针对这一特点,国际“生态建筑”合作设计小组的成员们均在教学体系中增强了技术方面的培养,跨学科的合作教学成为趋势。目前教学的主要框架为:(1)以钢结构为主的高技派结构和构造;(2)生物技术的运用;(3)绿色技术的运用;(4)可持续发展的能源和环境策略。
2.生态理念和建筑设计的统一生态建筑的设计应避免单纯突出技术的因素,在建筑设计中强调人文精神,体现美观、实用和经济的基本原则仍然是方案成功的前提。当学生们还在为建筑形式而苦思冥想的时候,要求他们拿出完善的生态建筑技术的解决方案显然不现实,过早地让学生介人技术细节的评估和计算也会使他们失去对建筑设计的兴趣。在课程设计中,需要选择适当的设计题目,将环境限制条件和生态技术运用的可能性作为建筑设计构思的切人点,启发学生利用环境和技术因素作为建筑形式产生的灵感,在整个设计过程中关注建筑生态特征的表现,使技术的运用变成建筑设计的一种手段。在生态建筑教学过程中,需要从几个方面向学生灌输生态技术在建筑上的运用:
(l)环境的生态表现,包括环境对建筑的影响和建筑对环境造成的影响。环境对建筑的影响可以在一定程度上转变为建筑存在的理由,而建筑对环境应该是最低限度的负面影响。在这方面,结构形式的选定,建筑体型系数的比较,地方气候的考虑,环境条件的利用以及建筑材料和建造过程的节能都是建筑师应该关注的因素。
(2)建筑自身的生态表现。建筑自身的生态表现体现在使用能耗,通过各种构造和建筑设施最大限度地减少建筑的使用能耗,如墙体外保温技术、构造遮阳措施、自然通风组织、雨水收集利用、太阳能技术运用以及绿化的运用等。
(3)建筑使用方式的生态表现。建筑在使用过程中的能耗和使用方式密切相关,建筑师如何将有效的节能技术和措施与使用者的行为习惯结合在一起,对于建筑的使用能耗至关重要。举一个简单的例子,如果在设计中将散热器的节能温控阀放在使用者不方便触及的位置或者对建筑室内装修造成影响,人们就不愿意使用它,其节能效果就会大受影响。这些内容对于一个课程设计来说是非常多的。在教学过程中,我们只是通过向学生讲述生态技术概念和原理,使学生了解生态建筑的设计原则。最重要的是让学生理解生态技术的运用不应该成为建筑创造的束缚,相反应该成为设计灵感来源的一个重要途径。
3.适当加强技术节点的深人设计研究
在国际学生“生态建筑”合作设计小组的设计要求中十分重视对技术节点的细部设计,要求学生对钢结构和生态技术设计放大比尺进行推敲。尽管这一阶段的技术设计尚为初步的概念方案,未经技术试验和论证,但对于培养学生细部设计的意识和能力均会有所帮助,毕竟一项好的生态建筑应当是整体合理和细部完善的统一。以下通过对2002,2003年国际学生生态建筑合作设计小组优胜方案的介绍,使读者对国际合作设计教学成果有一些了解。
1.特殊环境下的适应性生态建筑设计-2002年国际学生生态建筑合作设计小组优胜奖方案(图7一10)时间:2002年3月一9月主题:海天之间的10户艺术家住宅地段:法国索姆省乌尔带勒海边人造防波堤构思:力求通过布局、形态、结构和构造等建筑手段,使建筑具备较强的生态适应性。建筑布局:这座半岛是一类典型的自然生态形式,它位于江河入海处,南侧临淡水生长有“沙丘草”,起着稳固岛屿形态的作用。湿地中有两团集中的低矮植物,每日涨潮时半岛大部分被海水淹没。
北侧临海,海浪将砂石冲上岛屿,并堆积下来,使岛屿逐步向北生长,并在中部高起。为利用和保护沙丘草生态环境,10座住宅被分为2组,紧邻沙丘草组团并将其围合。建筑在沙丘草团间不连续,使植被能够在这里继续生长并联结成整体。建筑形态:底部架空和线性连续。为减小海浪和海风的冲击力,缓解涨潮时海水的侵蚀,建筑形态特征为底部架空的连续弧形墙体。造型上,弧形墙体配合有韵律的洞口和悬挑体块,形成乐章式的整体效果。各户均略呈U形平面,围合成类似我国南方天井的小空间,提供了私密的室外场所;户间有小院相隔,有的供交流休息,有的设有通往沙滩的台阶,涨潮时贝i1可直达水面;一条连续避风的通路将外部公共空间连成一体,满通和艺术品展览的需求。结构和构造:“柴笼”式柔性基础和“半透过式”玻璃墙体。建筑基础借鉴荷兰填海工程中常用的柔性基础“柴笼”(将木柴放人笼中),就地取石块放人钢笼中,作为基础,以减轻海浪的冲击,并与沙丘草一同起到稳固岛屿的作用。墙体结构为规则的钢结构,建筑外表面挂金属波形板,院落维护部分将类似百叶的玻璃条相间固定于金属龙骨内外两侧,成为“半透过式”玻璃墙体。后者可使海风遇到墙体后,改变方向沿玻璃条间缝隙向上通过,既避免了海风对墙内院落的干扰,又相对减小了建筑承受的风力(陈帆、权虹执笔。方案小组成员:陈帆、高岩、权虹、张颖、陈珊)
2.时代生态办公空间—2003年国际学生生态建筑合作设计竞赛优胜奖方案(图11一14)时间:2003年3月一9月主题:中关村生态综合办公楼设计地段:中关村东区核心地段构思:1.结合/一体结合自然:总图保留规划大桥,建筑北人口裙房做斜坡处理,通过天桥将北侧生态公园绿化和人流引人建筑。结合建筑:作为设计构思的关键点之一,提出“板.一塔结合”的概念,分析了作为北京高层建筑的2种基本形式—板式和塔式高层建筑的优缺点(均好性、私密}h}、结构稳定性、通风采光朝向、交通使用效率等),结合功能和生态要求,将办公部分做塔楼式处理,住宅和旅馆做板楼式处理,建筑整体是2种形式的融合。
2.变化/多样性
剖面变化:以办公部分的通风作为切人点,借鉴文丘里管热压通风原理,将办公部分的中庭做退进设计,形成渐变截面拔风装置。住宅和旅馆居住部分板楼进深小,可利用风压直接通风。2种方式相互配合,经济高效。针对不同的外界环境,被动式调节方式和空调系统相互补充,成为混合式空气调节系统。
塔楼部分:在夏季,双层皮内窗开启,进行通风,空调提供新风补充。塔楼部分利用中庭烟囱效应辅助热压通风,办公空间由空调系统供冷,热气通过中庭排出。春秋季利用热压和风压2种方式进行自然通过换气;冬季采用空调系统供暖。
板楼部分:夏季可利用风压进行自然通风,必要时也可采用空调系统制冷。春秋直接利用风压自然通风即可达到舒适的室内环境。冬季外维护结构关闭采取热辐射地板供热。立面处理:借鉴中国传统折拉窗形式设计双层皮中的竖向遮阳百叶窗。百叶通过滑轨和控制杆件可以达到最大程度的开启和关闭,每片百叶可以通过控制杆转动形成不同的透光方式,每扇百叶窗又可以通过滑轨采用折拉窗式的开闭,从而形成多种方式的遮阳和立面效果。
3.共享/交流
平面变化:与生态通风上的渐变退进相结合,居住、办公、商业、绿化4种功能水平分区配置,随层高的改变各功能比例发生规律性变化,空间关系随之改变,交流方式随公共性的变化改变,各层建筑平面呈现从围合型的方形向延伸型的线型过渡的特征。
高层建筑设计课程范文3
关键词:建筑给水排水设计;问题;对策
中图分类号:TS958文献标识码: A
随着人们的生活水平不断提高,对建筑设计的舒适度以及安全性都提出了更高的要求,因此给建筑给排水设计也增加了一定的难度。建筑给水排水设计与人们的日常生活息息相关,相关的设计人员应本着以用户的切身利益的服务原则,严格按照相关的法律、法规尽量设计出经济、合理、安全的给排水系统,同时应注意给排水系统的节能设计。
一、当前我国建筑给排水设计工作中常见的几种问题
1、给排水管线设计问题。管线布置是建筑给排水设计的关键内容,目前,很多建筑项目的给排水管线位置的设计并没有严格按照相关的设计规范进行操作,在管线的间距设置上都存在过小或过大的问题。如果建筑项目内埋设的给排水管道的平行间距>0.5m就会影响交叉管线的埋设间距,进而造成管线埋设的整置出现大幅度的变动,用户在日后使用的过程中造成很大的不便。同时由于一些普通塑料排水管道的管壁较薄,在使用的过程中产生的水流声非常明显,在热水集中供应过程中,水流也会产生严重的气蚀噪声,在管道直径较小且线路较长的供水系统中,管道与水流之间容易产生共振噪声,这些噪音严重影响着周围用户的正常休息。
2、高层建筑给排水设计的防火问题。随着我国城市化进程的不断推进,高层建筑设计越来越多,高层建筑设计系统更加的智能化,对防火设计的要求非常严格,一旦高层建筑出现火灾事故,整个建筑系统都有可能受到牵连,造成严重的经济损失甚至人员伤亡,因此加强高层建筑给排水设计中的防火措施非常重要。但是在实际的高层建筑防火设计常常会忽略排水管的设计问题,若排水管的设计方案不合理很容易使火势快速蔓延。根据《建筑给水排水设计规范》的相关规定,若高层建筑室内明敷的排水管道(塑料材质)的管径在100mm以上,应加强排水管的防火设计,增加防火套管以及阻火圈,但是很多建筑设计者为了尽量减少建筑成本,直接忽视了这一规定,导致火灾发生时火势可经过排水管迅速扩散到上层建筑。
3、民用住宅的生活给排水设计问题。在人们日常生活中最常见的排水设备就是地漏装置,在给排水设计过程中,应根据用户的实际需求合理的设计地漏装置,通常情况下,像阳台、厨房以及卫生间等需要排水的地方应设计地漏,但是如果其他不需要排水或使用时间不长的空间设计地漏,就会影响管线沉积,极易导致有害气体的产生,对人体的身心健康造成极大的威胁。目前,很多建筑设计中逐渐减少了地漏设计,在房屋室内的二次装修过程中,由于使用频率不高或者考虑到外形美观的问题也很少增加地漏的数量。地漏数量的减少可以避免产生有害气体,但是一旦出现水龙头漏水状况,没有地漏装置支持,渗透的水就会直接渗入到地板内,造成损失。
二、解决建筑给排水设计问题的对策
在建筑物设计施工过程中,必须遵守以用户为主要服务对象的原则,充分考虑用户的切身利益,在完成相关的给排水设计后应进行一系列的灌水试验,为用户提供最大的便利和服务,应严格按照国家制定的相关法律及条例规范认真完成建筑给排水的施工设计工作。经过笔者多年的工作经验,对于建筑给排水的设计提供以下几点建议:
1、加强给排水管线设计。首先应根据《建筑给排水设计规范》的要求,合理设计给排水管道的间距,建筑物内埋设的生活给水管以及排水管之间在平行埋设时的最小净距应>0.5m,在交叉埋设时应>0.15m。同时排水管内埋设时应在给水管的下方,给水管暗设时不能直接安装在建筑物的结构层内,在给水管穿过楼板时,一定要采用正规的土建支模,在浇筑封堵孔洞的过程中,应采用比楼板标号高的细石,为了有效防止管路渗漏问题,可在土建施工阶段预埋套管,也可以添加一些防渗剂、防水剂,进而有效避免出现楼板渗水现象。同时应注意排水管道应采用特殊的隔音材料,在管道的应用中预设一些具有减压功能的阀门,从而减轻管道的共振噪声以及气蚀噪声。
2、应加强高层建筑消防系统设计。首先应根据《建筑给排水设计规范》的要求,设置UPVC 排水管的火灾蔓延防止措施,在室内塑料排水管道明敷设置为塑料材质时,且管径≥110mm,应在立管穿楼层处设置必要的阻火圈或者防火套管。同时应加强消防水泵房以及防水池的设计,在密集的高层住宅小区,从经济合理的角度考虑,应集中设置消防加压泵房,在各栋建筑内消防栓给水管网同时连接消防水泵出水管,一旦高层建筑出现火灾,可有效防止火灾的蔓延,同时可以达到经济、合理的设计。
3、完善地漏设计。为了防止地漏返味、滋生小虫问题,应根据《建筑给排水设计规范》的相关要求,地漏的水封深度应在50 mm以上。同时应采用具备防涸功能的地漏,避免使用扣碗式地漏设计,厨房可根据用户的需求来进行设计,一般可不用设计地漏;卫生间地面应在大便器边上的角落位或者浴盆以及大便器之间的贴墙上设置DN50 普通地漏;对于淋浴间的地面应用DN75 普通地漏。同时应强化地漏和存水弯的配合,在建筑排水系统中的地漏设计,应安装P型存水弯,建议为了不影响美观,地漏与立管连管的方向应平行于墙体,水封深度应在60-80mm之间。
三、建筑给排水的节能设计
节能环保已经成为当今时代的发展主题,水资源是人们赖以生存的基本,在建筑给排水系统设计过程中,应提倡节能设计原则,不断的引进新工艺、新技术来实现节水、节能的目的。对此我们可以做到以下几点:①设计太阳能热水供应系统;②使用节水型的卫生器具,进而减少用水量和加压能耗,比如说可以尽量减少马桶冲洗的用水量,在盥洗室的面盆龙头以及厨房的洗涤盆可以采用充气水嘴,可以在不减少水柱直径的前提下,减少用水量。③还可以尽量采用内壁较光滑的供水管材料、倒流防止器以及低阻力阀门等装置,进而减少水头局部的损失。
结束语
建筑给排水设计发展主要可以分为3个发展阶段:①科学房屋卫生技术设备阶段,建筑给排水在这一阶段被确定为一门独立的给排水专业,需要单独掌握的一门专业课程,也是建筑学中要求掌握的基础技能。②室内给排水阶段,国家相关监管部门在1964-1986年颁布了《建筑给水排水设计规范》的指向性文件,也强调了建筑给排水设计在建筑设计中的地位,在这一阶段,我国通过大量的工程项目实践活动,认真总结并反思了过去建筑给排水设计中的失误,积极学习、引进了国外一些先进的设计理论及经验。③建筑给排水阶段,这一阶段也是现行发展的阶段,我国建筑给排水设计的专业人员经过多年的实践以及专业培训,已经积累了丰富的设计经验,建筑给排水设计已经取得了相当大的突破。
参考文献:
[1]陈志荣.浅谈建筑给水排水常见问题与处理[J].山西建筑,2010(30).
高层建筑设计课程范文4
Abstract:Integrative abilities in design and application of technology theories are the focus of architecture design teaching programs of the fourth grade. Dominating by the faculty of architecture design, the technical courses are organized according to the design teaching programs and the technical teachers cooperate in the design guidance, so that the students could combine the knowledge of architecture technology, and research the technical rationality of their design projects. In this way, the students could gain integrative abilities and applying abilities, grasp new technical methods, and the creative design ideas under technical rationality could be inspired consequently.
关键词:整合教学;建筑设计;建筑技术;参与辅导
Key words: teaching organization;architectural design;architectural technology;cooperative guidance
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)22-0212-02
0引言
建筑学专业学生在校期间的学习内容,除了数学、英语、社科等公共课外,主要由建筑设计课和相关专业理论课构成以及相应的实践环节构成。而建筑设计课是建筑学专业教育的重点所在,是学生投入精力最多的一门主干课程。
目前建筑学教育基本采用两条线的教学模式,即建筑设计主干课为主线,其他相关理论课程及实践训练为辅线。在纵向上,由一年级的基础课开始到毕业设计构成一个循序渐进的学习过程,通常依据类型建筑难度和特点拟定设计题目,通过具体设计作业的训练掌握设计思维方法和技能;在横向上,配合建筑设计主干课的进程,为学生开设相关理论课程,理论课程的教学通常以课堂讲授为主,考核方式基本上为卷面考试、撰写论文或者完成作业。通过这两条线的相互配合,学生能够具备基本设计能力和相关专业理论知识。
这种教学模式也存在一定的局限性,其中一点就是,相关建筑技术课程设置与设计主干课教学的结合比较薄弱,学生在设计课中综合运用技术课理论知识方面缺乏直接指导,一方面妨碍了对相关技术课理论知识的理解和掌握,另一方面在设计过程中又苦于无法深入对设计方案的合理性和可行性进行检验。建筑学高年级设计课教学着重于训练学生综合设计能力,强化技术课理论知识的运用,上述矛盾更为突出。在教学过程中,不少学生作业中都存在着或多或少的技术上的问题,这里有两个原因,一是在低年级的设计课程往往更着重构思能力培养,部分学生主观上对建筑设计的理解片面,过于追求建筑形态,对建筑技术要求重视不足;二是建筑设计课的指导教师,尤其年轻教师对相关建筑技术的把握能力不一,存在某些知识盲点,对学生在建筑设计过程中的技术疑问无法全面、准确地解析指导,客观造成学生作业技术含量不足,纸上谈兵。
针对这种不足,探索如何将两条线更紧密的结合起来的教学方法显得很有必要。
1技术综合运用能力培养是四年级建筑设计课的一个重点
华南理工大学建筑学系教学计划结构采取了两段式、“3+2”的教学体系,专业教育的前三年为专业基础教学,后两年为专业扩展教学。专业基础教学阶段重点在学生的设计方法、基本技能和能力的培养,使其具备扎实的专业基础、广阔的知识面与应变能力;专业扩展教学阶段则强调多元化、专业化和研究创新等发展能力的培养。
四年级的建筑设计课中,在三年专业基础教学的基础上,要求进一步深化对各种技术、经济、法规等的学习掌握,提高学生在设计中的综合能力,促进学生设计思维的纵向深入和横向扩展。体现在教学内容上,建筑与技术的结合是一个重点。如通过影剧院建筑设计学习包括声学、视线、大量人流疏散等技术难度较大的建筑设计;通过高层综合楼建筑设计研究建筑结构、建筑设备与复杂功能综合设计;通过规划设计探索新技术分析手段的运用建立宏观分析与微观研究相辅相成的思维方法、工作方法。其次,设计课的教学通过强调实践性、技术性为五年级上学期的设计院实习和下学期的毕业设计做好准备,也为学生今后参加工作提供更有力的支持。
2以整合为目标的教学计划
基于以往教学模式的不足和各阶段的专业教育特点,以整合为目标制定相应的教学计划显得很有必要。在课程设置方面,以建筑设计主干课为核心,整合结构、设备、建筑物理、建筑数字技术等工程技术课,以及法规、规范和经济等业务知识。
按照整合性教学计划的要求,建筑学四年级教学组通过探索以年级设计课教学组为主导,统筹技术理论课教学,相关教师参与辅导的设计课教学模式,使学生结合相关技术课理论知识,针对设计个案进行技术合理性研究,强化综合运用能力,结合设计学习新技术手段,激发在技术合理性条件下的建筑设计创新思维。
2.1 技术课程进度安排与建筑设计课紧密配合如四年级的设计课题主要为观演建筑设计、高层建筑设计和规划专题设计,因此在相关技术课程的配合上,安排如建筑防火、建筑技术、相关设计原理等课程同期进行,这为技术课教师结合课程讲授直接参与设计课题的辅导提供了可能和方便。
2.2 技术课教师为学生进行设计研究提供支持作为专业教育的第二个阶段,四年级是对前一个阶段的归纳综合从而进一步提高的过程,是整个专业教育中一个重要的承上启下的学习阶段。在这个阶段里,学生对设计本身有了比较强烈的自我思想和判断能力。建筑设计课教学侧重学生综合运用能力的培养,同时要求学生具备研究型设计能力。教师在辅导的过程中的角色既是导师,又扮演合作者的角色,在设计的大方向上给出导向性的意见,对次要设计问题则采用研究探讨的方式推进设计。同时,研究型设计能力离不开对相关技术知识的掌握和运用,技术课教师在设计过程中,既充当指导教师,又是工种合作者,为学生自己进行设计研究提供良好的支持。
2.3 教师间的交流有利于完善教学计划,提升教学水平相关技术课教师直接参与建筑设计课教学辅导,加强对设计作业的技术设计要求,提高学生对技术理论知识的运用能力。并且,通过建筑技术方面的教师参与指导,与设计课教师相互交流,有利于进一步完善设计课题的设置,也便于设计课教师对建筑技术教学增进了解,消除知识盲点,对年轻教师的成长有很大的帮助。
3整合教学的过程组织
整合教学,首先是“人”的整合,即在建筑设计课教学中引入技术课教师,结合不同的设计课题教学,采用如讲座、参观、辅导、研讨、评图等多种参与设计课教学的方式,使建筑技术课教学更紧密结合设计主干课教学过程,便于学习,提高学生综合设计能力。
3.1 设计课专题讲座在四年级的设计教学课题中,针对每个课题的特点,安排相应的技术专题讲座。如高层综合楼设计,除了同期安排的建筑防火理论课外,在修正图阶段安排建筑结构课教师根据题目的特点讲解项目高层结构设计的要点,针对学生草图设计阶段的典型案例进行分析,指出优点、缺点,给出指导性的修改建议。对高层建筑设计而言,多数的学生比较倾向于挖掘造型的可能性,关注形态的塑造以及裙楼、塔楼的特色空间的设计,对于结构合理性一般不太注意,对核心筒设计的合理性、体形的高宽比、完整性等关注不足,结构课教师的针对性讲座在修正图阶段进行必要引导,适度扭转学生的设计思维。这种针对个案提出的建议对学生而言非常直观,印象深刻,从而也促进了对技术课知识的融会贯通。同样的,在影剧院设计课题中,对于大跨度结构、特种结构的专题讲座也作用明显,很多同学在构思的过程中往往对自己的设计方案在结构方面是否可行忐忑不安,这里的结构讲座除了有效纠正学生作业的结构问题外,同时也提供设计构思必须的结构知识支持,使设计成为有源之水。其次,观演建筑中的声学设计讲座、视线设计讲座等,都采用类似的方式进行,这类讲座重点在于应用,适当提点相关技术课的知识要点,与理论课有相辅相成的作用,从而有效地整合设计课与技术课教学。
3.2 工程实例参观对学生而言,课本知识与摆在面前的实例相比,后者更为生动直观,技术课教师有时会结合课程安排实例参观,设计课教师根据设计课题也会考虑组织学生参观同类的工程实例。因此,把这两者结合起来显然会更为有效。比如参观影剧院实例,除了参观舞台、观众厅、后台等空间外,也参观冷冻机房、变配电房、发电机房等设备用房,教师的参观讲解既涉及到建筑设计问题,也涉及到建筑结构,建筑声学、建筑设备问题,在参观过程中,尽量安排技术课教师引导参观可以更为准确、透彻地讲解技术问题,对于提高学生参观学习的效果很有帮助。
3.3 设计辅导和研讨设计过程的辅导和研讨是技术课教师参与设计课教学的重要阶段,也是我们最近的教学方法尝试。除了安排技术课教师参与,也邀请设计院有经验的工程师友情客串,尤其近年来设计课题“真题”化给后者提供了现实可行性。技术课教师参与指导通常根据设计课题的进度安排全程或阶段性介入。在高层综合楼设计中,建筑结构的教师在修正图阶段开始介入辅导,一直到学生完成正图;在影剧院建筑设计中,则从草图阶段开始参与辅导。根据教学安排,每班安排一位建筑结构教师,每周参与两个设计课教学单元的辅导,学生根据自己的方案情况和进度可随时向结构教师请教,大到建筑结构选型,小至柱子的尺寸大小等,及时修正方案的结构问题。而影剧院设计中的声学问题,相关教师根据教学进度灵活安排若干课时段接受同学咨询,帮助学生完成观众厅的声学设计。
在居住区的规划设计中,年级教学组也引入了技术课教师参与指导。教学别安排通风设计研究环节,要求学生运用计算机模拟分析软件对方案在总体布局和单体设计两个层面进行通风设计研究,通过研究优化建筑群体布局和单体内部空间组织设计。专题研究安排一至两周时间进行。由技术教师开出专题讲座,讲授通风设计的原理和计算机模拟分析软件的运用;其次安排建筑技术方向的研究生配合技术课教师指导学生进行研究,学生根据设计方案建立计算机分析模型,按照基地情况设定周边通风条件后进行模拟分析,得出分析数据和图解,对建筑群体组合进行必要调整。同样,对每个住宅单体的单元组合,室内空间设计也进行模拟分析,调整房间组合、门窗位置等,优化单体设计。这种专题研究摆脱了以往居住区规划设计指导中仅有设计原则的定性分析的不足,以直观的数据分析提供定量的设计依据和参照,从技术层面上帮助学生理解环境,利用环境,建立科学的建筑与环境观。
3.4 参与作业评讲技术课教师参与设计作业评图主要是检验设计中的不足。尤其对优秀作业的评审,要求设计成果在各方面都有较好的表现。通常,正图评审后会安排统一的展示和讲解,由小组指导教师对每个设计方案作总结性评价,一般情况下侧重于讲述建筑设计及建筑表现的问题。技术课教师参加对作业的最后成果的评讲则可以使评价更为全面,针对技术问题提出参考性的意见,便于学生认识不足,继续改进设计,更深的理解经济、合理、实用的建筑观念。
4整合教学的组织要点
4.1 每一设计课题设一至两个结合点为宜设计课的中题通常7-8周,长题则10-12周,考虑到时间的限制,根据设计课题的特点确定1-2个结合点,以避免喧宾夺主,影响设计的进度和质量。如剧院设计结合建筑声学、建筑结构,高层办公楼结合建筑结构,建筑通风、热工计算机模拟工作量较大,则结合长题住宅区规划设计进行。
4.2 针对技术课程特点确定整合方式我们在四年级的建筑设计课的建筑技术整合中,主要考虑了建筑通风、热工计算机模拟、建筑声学、建筑结构三个内容,引入建筑技术课程的教师就具体设计课题,在技术课程之外做更有针对性的讲座,取得较好的效果。但建筑设计教学过程中由于时间的限制,仍以适当深化的概念设计为定位,而整合建筑技术主要目标是使学生对设计过程、工作方法有全面了解,并加强建筑技术理论知识的应用能力。因此,在操作层面上,不同的技术课的整合方式有所不同,如建筑结构课的教师在讲座之外,在设计的深化阶段对学生设计方案提出完善意见,特别是对创意比较大胆的结构形式设想实施提供协助,并参与设计成果的评价;建筑通风、热工的计算机模拟,由于涉及计算机软件的运用,对学生而言在时间和精力上存在困难,我们利用建筑技术方向研究生参与教学实践的机会,由研究生与部分学生联合开展设计研究,研究生承担计算机软件模拟的主要工作,本科生根据反馈结果调整、优化设计,保证设计研究的深度和准确度;建筑声学则主要以讲座、提供基本资料、计算表格,由学生根据自己的设计方案进行简单的计算即可。
4.3 内涵与外延并重目前,整合建筑技术的设计教学尝试中,我们主要关注“外延”部分,即相关学科理论知识的应用,而对“内涵”,如建筑规范、建筑构造方面的整合未有深入涉及。从建立全面的设计思维方法的角度考虑,加强“内涵”整合非常必要,这是我们基于整合思维的设计课教学组织后续改革的一个努力方向。
高层建筑设计课程范文5
关键词:PKPM;设计;学习;应用
Abstract: a series of PKPM developed by the China Academy of Building Analysis hospital software is now the most widely used domestic structure calculation software one, most domestic design institute structural design is completed after the software has become a structural designer must correctly grasp the skilledapplication of basic skills. But when in actual applications, often because of the lack of practice and practice, resulting in a lot of analysis of differential leakage brought trouble to the engineering parameters and quality of the project, this article on PKPM Series software learning the essentials and the practical application of the analysis, intended to illustrate the engineering staff to constantly learning and constantly test exercises based on learning, and the gradual consolidation of the learning content and make good use of what they learn.Keywords: PKPM; design; learning; application
中图分类号: J916.1 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
PKPM是一套集建筑设计、结构设计、设备设计及概预算、施工软件等于一体的大型建筑工程综合CAD系统,这个系统的特点就是不断根据专业和实际需要进行取舍,因此没有必要介绍PKPM所有的功能和命令。
一、回顾PKPM课程的学习
1. PKPM课程的针对性
针对建筑工程设计专业,在学习过程中,最主要的四大课程教学内容是:(1):结构平面计算机帮助设计(PMCAD);(2):框排架计算机帮助设计(PK);(3):结构空间有限元研究设计软件(SAT-8);(4):基础工程计算机帮助设计(JCCAD)。在PKPM实践教学这一阶段,可以以不一样种类的工程项目为载体,如砖混结构、框架结构等,学习应用PMCAD进行结建立模,然后接力SAT-8进行有限元计算,再把上部结构模型数据传到JCCAD进行基础设计,最后采用施工图设计模块对智能化生成的施工图进行后处理并转换为AutoCAD图形进行编辑,从而完成一套工程项目的结构施工图。
2. PKPM课程的实践练习性
在学习过程中,参照实际工程项目的设计要求,以实际数据为依据来对本身所做项目的设计参数进行选取,如对结构的抗震等级、结构体系的部署方式、不一样用途房间的活荷载、构件的截面尺寸、材料的强度等级、钢筋的强度等级和采用的直径等的选取。并采用正确的检查方法以包管结构设计信息、计算信息等输入的正确性。如经过对整楼模型的仔细观察,检查构件部署是否正确;经过平面荷载表现校核这一模块中的荷载图,来研究荷载输入的正确性等。验证这些提前定的参数经过计算后是否合理,将直接影响结构的安全和经济。
经过这个反复试算的整个过程,掌握模型优化的具体方法和操纵本领。结构模型优化完成后,在进行施工图绘图的时候,正确选择和应用结构施工图的绘图软件,可以快速准确地绘出施工图。并强调施工图绘制与结构制图知识(知识是人类生产和生活经验的总结)的联合,避免在绘制结构施工图时出现很多不规范绘图难题,从而包管施工图的完整性和正确性和图面质量。在这个实践教学整个过程中会全面运用到大量以前所学的混凝土结构、建筑抗震、地基基础、工程制图等知识,处理实际难题的本领,都会觉得本身的专业技能。
3. PKPM课程的有效考核
我们要求在一定时间内快速完成相应的结构施工图的绘制。实践证明,这种考核方式,能比力客观的考查总体知识和技能(对动作方式的一种概括,是按一定的方式反复联系或模仿而形成的熟练的动作)的掌握情况,能更好地刺激引发学生的学习积极性和主动性。在平时作业的要求方面,可适当放宽时间,但一定要求本人动手去做,不可以眼高手低,真正应用时才发现不会操纵。并且在今后的课程里面要增设计算机帮助设计(PKPM)的课程设计(指拟订一门课程的组织形式和组织结构),也作为整个课程考核中的一部分。
二、PKPM结构设计软件应用
1.抗震分析
抗震分析,更是作了具体明确的要求,设计人员在运用软件进行结构计算时,对软的功能要有切实的了解,才能正确运用,并且对计算结果要进行判别,确认其合理有效后,方能在设计中使用,千万不可盲目依赖于计算软件。随着软件功能的日益完善,相当一部分结构设计人员应用软件时不够重视其技术条件与相关规范、标准规定的相符性。PKPM 系软件在结构设计中应用较广泛。
2.结构计算振型数的确定
采用振型分解反应谱法进行结构水平地震作用计算时, 《抗规》 第 5. 2. 2 条规定:不进行扭转耦联计算的结构,确定水平地震作用标准值的效应,可只取前2~3 个振型,当基本自振周期大于115 s 或房屋高宽比大于 5 时,振型个数应适当增加。《高层建筑混凝土结构技术规程》 (以下简称《高规》 )第 3. 3. 10 条规定:对于不考虑扭转耦联振动影响的结构,结构计算振型数规则结构可取 3 ;当建筑较高、结构沿竖向刚度不均匀时,可取 5~6。上述规范的条文说明均要求振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量 90 %所需的振型数。
结构抗震计算时,考虑平扭耦联计算结构的扭转效应,振型数不应小于 15 ;对多塔结构的振型数不应小于塔楼数的 9 倍 ,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的 90 %。TAT 在 TAT -4. out 文件、SATWE 在WZQ. out 文件、PMSAP 在工程名- TB. RPT 文件中查看 X , Y 向的有效质量系数。我们都知道,结构计算振型数增加,水平地震作用效应增大,即内力和变形增大;振型数如取少了,后续振型产生的地震作用效应未能计入,导致计算结果不安全,所以,振型数要尽量取得多。但对大型结构,过多的振型数,导致运算时间过长,并对计算机的内存也要求大,而最后的那些高振型对结构地震作用贡献也不大,因此,也不必所有的振型都计算,当有效质量系数超过 0. 9,就意味着计算振型数够了;如果小于0. 9,说明后续振型产生的地震作用效应不能忽略,应增加振型数重算。需要注意的是,振型数也不能超过结构固有振型总数,否则,会引起计算的混乱,以致造成严重的分析错误。结构固有振型总个数等于结构自由度总数。对于有 n 个独立的水平块刚性楼板的结构,独立于刚性楼板的弹性节点数为m ,则结构的自由度数为(3 n + 2 m)。所以,当结构存在大量弹性楼板、越层柱、大开洞错层时如空旷的错层工业厂房、体育馆等 ,按常规的以楼层数为基数来确定振型数 ,有时很可能远不够。所以,检查计算结果时,有效质量系数是否超过 0. 9,是必须检查项目之一。
3.周期比控制及调整方法
《高规》 第 4. 3. 5 条对结构位移比、 周期比作出了具体控制要求。在实际工作中, 位移比可以从输出文件中直接检查,而周期比需要先根据振型的平动系数、扭转系数区分各振型是平动振型还是扭转振型 ,然后从中分别找出周期最长的扭转振振型,得到对应的第一扭转周期Tt,第一侧振周期 T1,计算出 Tt/ T1,看其是否符合规程要求。需要注意的是,周期比针对的是高层建筑整体振动效应,要在“刚性楼板假定”前提下来分析,多层建筑不必控制周期比。多塔结构验算周期比时,不是在同一结构中定义多塔,而是按塔分成多个结构分别验算。周期比主要控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,即抗侧力构件平面布置的合理性 ,避免结构出现过大的扭转效应。当周期比不满足求时,说明结构扭转刚度相对于侧移刚度偏小,这时单纯增加结构尺寸,往往收效甚微,通应通过整体调整结构布置,来获取良好的改善效果。如加强外圈结构刚度、增设抗震墙、增加连梁的高度、削弱内筒的刚度等措施。
4.进行位移比、位移角验算时关联选项的确定
判断结构是否属扭转不规则时,楼盖计算,即对结构位移比、位移角的控制要求均为在“刚性楼板假定”条件下的计算值。《抗规》第 3. 4. 2 条的条文说明已明确应按刚性《抗规》表 3. 4. 2 -1 规定:楼层的最大弹性水平位移(或层间位移) ,大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值112 倍为扭转不规则。扭转不规则结构进行水平地震作用计算时,应计及扭转影响。《高规》第3. 3. 3 条规定:“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响……”《抗规》第 5. 2. 3 条第 1 款规定:“规则结构不进行扭转耦联计算时,平行于地震作用方向的 2 个边榀其地震作用效应应乘以增大系……”因此,在应用软件验算位移比时,总是要考虑偶然偏心。一般偶偏心对位移比的影响还比较明显。《高规》第 4. 6. 3 条规定:层间位移角的计算不考虑偶然偏心的影响,因此,程序操作时应分 2 次进行。
5.结构整体性能控制
1)位移控制:新高规的4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.3倍。
2)周期控制:新高规的4.3.5条规定,结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9;B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.850。
3)层刚度比控制:新抗震规范附录E2.1规定,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2;新高规的4.4.3条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%;新高规的5.3.7条规定,高层建筑结构计算中,当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍:新高规的10.2.6条规定,底部大空间剪力墙结构,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度,应符合高规附录D的规定。
4)、框剪结构中框架承担的倾覆力矩计算;新抗震规范第6.1.3条、高规8.1.3条规定,框架一剪力墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,柱轴压比限值宜按框架结构采用。
6.结构构件设计计算
1)柱轴压比计算:新抗震规范6.3.7条、高规的6.4.2条和混凝土规范的11.4.16条,都规定了柱轴压比的限值,并规定建造于IV类场地且较高的高层建筑柱轴压比限值应适当降低。柱轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比:可不进行地震计算的结构,取无地震作用组合的轴压力设计值。
2)剪力墙轴压比计算:新抗震规范6.4.6条、高规的7.2.14条和混凝土规范的11.7.13条,都规定了剪力墙轴压比的限值。目前新规范程序给出各个墙肢的轴压比。
3)剪力墙强区:底部加新抗震规范和新高规对剪力墙结构底部加强部位的定义略有不同,分别定义如下:新抗震规范6.1.10条规定,部分框支抗震墙结构的抗震墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加上框支层以上两层的高度及落地抗震墙总高度的l/8二者的较大值,且不大于15m,其它结构的抗震墙,其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部二层高度二者的较大值,且不大于15m。新高规的7.1.9条规定,一般剪力墙结构底部加强部位的高度可取墙肢总高度的l/8和底部二层高度二者的较大值,当剪力墙高度超过150m时,其底部加强部位的范围可取墙肢总高度的1/10。新高规的10.2.5条规定,带转换层的高层建筑结构,剪力墙结构底部加强部位可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。
4)剪力墙的约束边缘构件和构造边缘构件:新高规的7.2.15条规定,抗震设计时,一、二级剪力墙结构底部加强部位及以上一层的墙肢设置约束边缘构件,一、二级剪力墙的其它部位以及三、四级和非抗震设计的剪力墙墙肢均应设置构造边缘构件。
5结论
相比操纵性强的PKPM课程的教学和学习,合理的选择教学主要内容,运用综合的考试考核方式,掌握计算机帮助设计的真本事,努力应用好PKPM结构设计,协助工程建设更好发展。
参考文献:
[1]王娜,靳元峻.PKPM建筑结构设计软件课程教学方法的研究[J].河北广播电视大学学报,2006(5):46—47.
高层建筑设计课程范文6
关键词:结构设计 , 水平荷载,基础设计
Abstract: this paper mainly of high-rise building structure analysis, high-rise structure design factors, design experience are discussed in this paper.
Keywords: structure design, horizontal load, basic design
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1高层建筑结构分析
1.1高层建筑结构分析的基本假定
高层建筑结构是由竖向抗侧力构件(框架、剪力墙、筒体等)通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。下面是常见的一些基本假定:
(1)弹性假定。目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是在遭受地震或强台风作用时,高层建筑结构往往会产生较大的位移,出现裂缝,进入到弹塑性工作阶段。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,应按弹塑性动力分析方法进行设计。
(2)小变形假定。小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性问题(P-Δ效应)进行了一些研究。一般认为,当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值 Δ/H > 1/500时, P-Δ效应的影响就不能忽视了。
2.高层结构设计的影响因素
2. 1 水平荷载成为决定因素
任何一个建筑结构都要同时承受垂直荷载和风产生的水平荷载,还要具有抵抗地震作用的能力。在较低楼房中,往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计,水平荷载产生的内力和位移很小,对结构的影响也就较小;但在较高楼房中尽管竖向荷载仍对结构设计产生着重要影响,水平荷载却起着决定性的作用。随着楼房层数的增多,水平荷载愈益成为结构设计中的控制因素。一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中所引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面对某一高度楼房来说,竖向荷载的风荷载和地震作用,其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。在高层结构中,竖向荷载在竖构件中引起的轴向力N,水平荷载q 对结构产生的倾覆力矩M,与房屋高度H 存在着如下的关系式。
竖向荷载 N =WH(1-1)
水平均布荷载 M = 1/2qH2 (1-2)
水平倒三角形荷载 M = 1/3q H2(1-3)
式中,q、W——分别为作用于楼房每米高度上的水平荷载和竖向荷载(kN/m)。
2.2 轴向变形不容忽视
由结构力学可知,计算结构构件位移的公式为内力或位移
通常在低层建筑结构分析中,只考虑弯矩项,因为轴力项影响很小,而剪切项一般可不考虑。但对于高层建筑结构,情况就不同了。由于层数多,高度大,轴力值很大,再加上沿高度积累的轴向变形显著,轴向变形会使高层建筑结构的内力数值与分布产生显著的改变。
① 对连续梁弯矩的影响
采用框架体系和框-墙体系的高楼中,框架中柱的轴压应力往往大于边柱的轴压应力,中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时,此种差异轴向变形将会达到较大的数值,其后果相当于连续梁的中间支座产生沉陷,从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。在较低楼房中,因为柱的总高度较小,此种效应不显著,所以可不考虑。
② 对构件剪力和侧移的影响
轴向变形的影响在结构分析中应当考虑,但是,结构所受的竖向荷载并不是在结构完成之后一次施加的。特别是,占竖向荷载绝大部分的结构自重是在施工过程中逐层施加的,轴向压缩变形已在施工过程中分阶段完成,并在各楼层标高处找平,实际上并不完全类似与以上分析的情况。所以,在考虑轴向变形时,要考虑施工过程中分层施加竖向荷载这一因素,不能简单的按一次加载考虑,否则会出现一些不合理的计算结果,如邻近剪力墙和筒体的上层框架柱,在竖向荷载作用下出现拉力;上层框架梁出现过大弯矩和剪力等。
3 高层结构设计心得
3.1基础设计
地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础也是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,作为国家标准,仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定,因此,作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确,所以,在进行地基基础设计时,一定要对地方规范进行深入地学习,以避免对整个结构设计或后期设计工作造成较大的影响。
3.2群桩挤土效应的处理
在高层建筑使用桩基基础时,由于柱 (墙) 底力较大, 桩数布置比较多, 会产生挤土效应,尤其是对于百米左右的高层建筑以及软土层较厚、桩长比 较长的基础来说,就尤为明显。挤土效应对周边建筑物、道路、市政管线、以及对相邻桩基的影响是较大的,甚至是不可预料的,可能造成周边道路土层的隆起、管线被挤裂而出现漏水漏气、相邻桩基被挤斜甚至挤断等等不利的情况,影响人们的生产生活。为了避免出现这些破坏因素,提前采取处理措施是非常重要的。
例如:某工程桩基情况为:桩数约为800根,桩心距在3. 5d-4d 之间、桩长约为40m。 我们可以粗略估算挤土量的大小如下: 每根桩桩长按照 15m、桩径按照500mm计算,每根桩为FI*0.5' *15= 11.775m' ,800根为, 420m' , 地下室单层建筑面积约为6500扩 ,场地约提高9420/6500= 1.45m。 所以其影响是很大的, 对这种桩数多、密度大、桩长较长的情况,我们在桩基施工前采取了一些消挤措施, 并提出了相关要求: (1 )采用消挤孔取土,取土深度控制在 20m 左右: ( 2) 消挤孔位置布置: 在桩基平面图中指定消挤孔的位置,要求取土孔位置与工程桩位置吻合,且取土与压桩一一对应进行,隔根梅花型布置: ( 3) 在建筑周边布置两排消挤孔带,整排布置,间距800、孔径400,前后两排交错布置, 消挤孔带退开建筑周边工程桩lm 以外;( 4)消 挤孔洞口边需要采取适当的维护安全措施: ( 5) 工程桩在施工时的顺序; 先主体后裙房,由建筑中心向 周边辐射状进行。其中在第( 2) 点要求的取土位置与工 程桩的对应是出于防止工程桩空孔位置不准而带来的桩身倾斜,断桩等不良后果, 但是这种要求在具体施工时有一定的难度,考虑到工期等因素,我们有做了相应调整. 可以在场地上间距一定距离钻孔取土,不一定要与工程桩位置对齐,但是在工程桩施工时,应该先在未取土位置压桩,取土孔位置应该在挤土填实后再进行压桩。目前桩基分项工程己经竣工,桩偏位以及桩身混凝土质量情况良好,场地土以及周边建筑,道路管线等均未有影响,取得了比较满意的成绩。
4结束语
高层建筑设计比普通的多层建筑具有更高的挑战性, 从建筑使用功能到结构安全性、结构的体系合理性、设备配套等等都提出了更高的要求. 结构专业如何能做得更好是我们应该不断钻研探索的课题,总结设计经验,学习前辈以及设计同行的优点、先进的技术,避免设计概念的错误. 不断提高自己的水平是我们永远奋斗努力的目标所在。
参考文献:
[1] 陈启斌,《小议高层建筑结构设计》,今日科苑,2008年 第14期 。