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关键词: 房屋结构设计;抗震技术;应用;创新
中图分类号:TU318文献标识码: A
0引言;随着社会经济的高速发展,建筑设计的发展也日新月异,同时对建筑抗震的要求也越来越高。然而,对建筑物抗震设计的分析,根据不同情况,也需要进行不同的分析。所以,在房屋结构设计中必须考虑抗震技术的应用,在各个环节体现出来,涵盖梁、柱、墙体和地基基础等,房屋整体抗震性能提升了,承受地震的能力才会增强,人们才能更放心地居住。
一.房屋结构设计中应用抗震技术的必要性
1.作为当今世界主要自然灾害之一,地震以其破坏力大、不可预测而给很多房屋建筑工程结构带来严重的破坏。国家的抗震规范中对建筑物抗震设计的要求为: “小震不坏、中震可修、大震不倒。”即在小震下不能破坏建筑、中震时建筑可以维护加固、大震时建筑不倒。根据这个标准,我国在建筑物建设时不断探索和实践,取得了较大的进步,地震时因为建筑物不牢固而造成的人员伤亡也在不断下降。尽管在控制人员伤亡方面有进步,反映了人们进行房屋结构设计以生命安全为主要目标的原则,但是很多房屋建筑在经历小震后建筑物会出现很大的损坏,很多原有的建筑物功能也不能再发挥作用。在当今社会条件下,很多房屋建筑内的技术配备和装修花费比建筑物本身的价值要多得多,因此地震带来的损失还是比较严重的。在这样的背景下,进一步优化房屋抗震设计,在避免人员伤亡的同时保护房屋建筑功能已经成为一个亟待解决的课题,也是建筑设计单位必须考虑的问题。
二.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用
作为房屋建筑结构中的最关键的地方,房屋结构设计合理才能保证房屋的安全,才能提高整个建筑的抗震性能。大多房屋在设计时都遵循“经济、实用和安全”的原则,而抗震设计同样也是以这条原则为基础,结合地震本身的瞬时破坏和不确定性的特点,探讨了保证安全和应对自然灾害的设计思路。
2.1 房屋整体平面和竖向布局设计
在房屋结构设计中,一项最基础的内容就是对构件的竖向和平面进行合理布置,因为墙、柱的平面位置会很大程度的影响其抗震性能。因此在设计中,为了增强房屋结构的抗震功能要遵循
以下原则: 竖向和平面构件简洁整齐,刚度中心和质量中心重合。在竖向设计中,要杜绝头重脚轻的现象出现,即尽量使房屋的中心降低,另外要减少错落的竖向结构的设计。严格控制房屋结构竖向高度和刚度,保障其均匀性。另外为了避免鞭梢效应的出现,高出屋面的建筑部分要严格控制。总而言之各方面的设计均要考虑抗震性能,避免不规则的设计方案,如果因为建筑物的特殊要求而不得不进行严重不规则的设计时,一定要做好补救措施,即设置抗震缝,对建筑物进行划分,使其形成一个个独立个体,这样才能达到要求。在保证房屋造型优美和满足使用的同时,兼顾抗震能力是现代建筑的主要设计原则。
2.2 提高房屋结构的抗震能力设计
提高抗震能力需要综合分析,考虑地基、抗防线、材料重量、空间等各种因素,具体可以按照以下几点来设计: 1) 基础要打结实。基础是所有建筑物防震最根本的部分,必须保持其整体稳定性,因此要优先使用抗震能力较强的基础,不能使基础变形过大。并且同一房屋的结构单元的基础形式要一致,整体设计要充分发挥地基的抗震作用。2) 房屋结构设计要均匀、对称,使得承受力能够均匀分布,借助结构对称来降低地震的影响力,防止受力集中而引发的部分扭曲坍塌现象的出现。整体结构的设计中,要采取多重保护措施来增加抗震能力,对于容易发生坍塌的薄弱环节要针对性地采取牢固措施,从而减少危险因素,防止安全事故的发生。3) 在进行房屋设计时,在保证建筑物牢固性的基础上,要尽可能地减少自身的重量,从而减轻地基的压力,这样一旦发生地震,能够有效缓解地震对建筑物的冲击力度。延长屋内人员的逃生时间,同时也能对普通级别的地震起到很好的抵抗效果。4) 在设计的时候要注意各个环节不同平面上的连接,使其成为一个整体,空间结构相对统一。另外建筑的竖向结构的刚度必须要满足能够支撑整个建筑重力。
2.3 降低地震对房屋结构的破坏作用设计
在降低地震对房屋结构的破坏作用方面,使用最广泛的就是隔震层。隔震层被安装在房屋的主体和基础部分连接的地方,有的设计师会添加一个反摆在建筑物的顶部,反摆的作用是在地震发生时偏移房屋至反方向。在反摆设置合理的情况下,能够大幅度削弱地震的破坏作用。因为反摆在地震发生时,会产生阻尼运动,针对地震方向的加速度会产生一个相反的加速度,两两抵消从而使地震方向的加速度变小,最大限度的降低地震引发的房屋受损程度。目前这种方式的应用还不成熟,但是已经应用在建筑抗震方面的效果是十分明显的。
2.4 房屋结构刚度设计
建筑物刚度的合理设计是房屋结构设计中的关键内容,所以选材的时候必须考虑钢筋混凝土型号。特别要注意的是在使用“钢结构”进行双层加固时,要明确已有的钢筋混凝土的刚度,保证上下两层的刚度和阻尼比相同,如果不相同则会埋下安全隐患,必须杜绝这种情况的出现。假设钢筋混凝土作为整个房屋结构抗侧力的主要体系,屋盖的部分则采用钢结构,就必须要按照相关的规定对抗震进行设计。特别注意的是不能使房屋结构刚度过大,否则地震发生时,房屋结构将会承受太多的力,引发严重的后果。另外这样也会浪费很多建筑材料。如果地震刚度不足的,房屋结构会特别容易变形,这样严重影响到建筑的本身的结构强度以及日常生活中的正常使用功能。
三.抗震技术在房屋结构设计中的创新
在上文中,我们提到两项新的技术: 隔震技术和消能减震技术。这两项技术目前在国外正在尝试使用,但是在国内建筑物中的应用还比较小,这也是本文在房屋结构设计中的创新之处,具体应用在房屋建筑工程中,将会大大降低地震对建筑物造成的损坏。下面针对这两项新技术的具体应用,做进一步的阐述。
3.1 隔震技术
隔震技术的主要工作原理是使房屋结构的自振周期增长,从而减弱地震发生时对建筑物上半部分的作用。因此建筑施工人员在施工时必须采用先进的建筑施工设备,根据图纸规范操作,熟练的应用架设和铺设技术。建设过程中,要将底部和上层分割进行,铺设隔震装置时,要保证其稳定性,这样才能更好的发挥作用。整个建设过程中,要实时采用精确度较高的仪器进行检测,保证上层和底部建筑分割的有效性。隔震装置的选择也是要注意的地方,不能以次充好,使用假冒伪劣产品,要选用较高质量、寿命长、牢固的装置,从而使其有足够承载能力。除此之外,还要做好足够的措施,对隔震装置进行保护,并在以后的使用过程中进行定期保养,从而延长其使用寿命。
3.2 消能减震技术
阻尼元件设备能够有效的保护房屋结构的重要部位,但是如果施工和安装不合理,这些元件将不能发挥作用,因此必须合理的铺设这些阻尼元件。消能减震技术在施工过程中,要把握好关键部位的安装,特别是墙体内部的一些细节结构,必须安装到位,保证每个环节都被加固。为了使内部结构更稳定,阻尼元件要选用架构兼顾类型的。选用安装技术要统筹兼顾,把握关键环节的关键技术。
四.结束语;
综上所述;房屋建筑的结构抗震设计是一项专业性要求较高的工作,需要有严格的技术保障。抗震技术的应用是房屋结构设计的关键部分,在日常的工作中,要不断实践和探索,把握好抗震机理,这样才能保证房屋在面对地震时屹立不动,保证人民生命财产安全。
参考文献:
【关键词】VR技术;建筑装饰工程;设计专业教学
引言
基于原有的仿真技术,人们在实践研究中发明了VR虚拟现实技术,就我国目前而言,在很多建筑装饰设计行业中VR技术得到了广泛的应用。通过3D视觉效果,在成品中加入多种效果动图,以此来增加与客户的互动感。此外VR技术的加入还打破了传统营销的模式,从原来的付完钱之后才能看到效果图到现在可以直接亲身体验感受到房屋设计后的整体视角,为销售方节约了很大的时间成本的同时也大大提高了签约的成功率。除此之外,VR技术其实所用的成相对较低,以此很多设计师可以脱离公司单独完成任务,相对较短的设计周期对于设计师来说也大大提升了工作效率与质量。
1VR虚拟技术在实际应用中的优点
通过综合分析VR虚拟现实技术在实际应用中的效果,可以总结出以下几个优势:①最为显著的一个优势就是可以很直观的为客户展示出设计效果,通过VR技术不仅可以把空间感很好的全是出来,还可以模拟出室内各种动植物极其逼真的形象,为可出构造出更为真实的氛围。②增加了客户与设计者的互动感,通过课堂讲授期间,利用VR技术能够能更直观、更清晰的将所讲内容展示出来,同学们可以体验到虚拟空间的真实感,对于老师需要讲解的内容有更深深刻、更全面的了解,以实现动态教学的效果。此外,在建筑设计方面的教学充分利用VR技术进行也可以使课堂变得十分生动。③大大降低了工程预算,由于VR技术中所看到的景象并不是现实存在的,所以在此空间呈现出的建筑构造都是不需要花费经济,对于工程来说不仅可以大大降低成本预算,还可以有效的避免不必要的经济损失,对于建筑装饰设计工程来说必定一条非常划算的实施方案。④VR虚拟技术完成了工程中各种专业的有机结合,并且在早起发展起来的BIM技术基础之上,将设计中整体结构和水电设施进行模型化结合,对于用户来说可以更直观看到最终设计效果。此外,大量实践证明:VR技术可以极大的降低设计与实际中存在的定量误差,在设计室内效果中得到了很大的改善。⑤利用VR技术可以将传统的结构设计与装饰设计巧妙融合起来,最大化的满足客户各项需求,在实现设计装饰工作更加科学化、规范化的同时也为接下来设计装饰工作顺利展开奠定基础。
2建筑装饰设计专业教学中VR虚拟技术的应用
2.1在传统课堂教学中的运用
就我国目前情况来说,建筑装饰设计一般涵盖了室内构建、平面图纸、效果样图等内容。在具体的设计操作中,还会根据具体要求进行改进和完善。这一系列过程其实就是从而为到三维过度的体现。很明显,学生在学习过程中并不仅仅停留在理论学习的层面上,还需要更多的与实际相结合,做到学以致用。所以通过利用VR虚拟现实技术体验可以充分还原场景,实现边学边动手操作,大大提高了学生们实际操作能力。装饰设计行业是随着时代不断发展而发展的,不断涌现出的新材料都是时代进步的体现。但是有些学校为了降低预算成本,不开设相关实训场景以及新设备的引进,导致教学资源严重落后,学生们学到的知识也是相对落后的,所以在装饰设计中做出的成品也并不满足现代人们的需求。面对这种情况,学校首先需要采购大量先进资源引进专业教学中,并且扩展教学学习平台,从传统一讲多听的课堂转变成一讲多操的效果,为学生们打开新思路,创造新作品提供充足的物质基础。
2.2在实践操作课中的应用
对于很多建筑装饰设计的学生来说,看懂图纸必然有一定难度,经常出现图纸修改不达标或者出现大篇幅纰漏的情况。在传统的教学过程中,平面图纸都是通过纸质版体现出来,尤其在建筑装饰设计中涵盖了很多剖面、立面或者其他复杂样式的构造模式,并且在设计过程中,其中的关联性十分密切。由于处于学习阶段的学生很难设计出难度较大的图纸,所以很多时候其作品并不达标。对于此类情况可以采取的措施就是改进教学方案,将授课内容分部进行,首先,让同学们亲自勘查分析构造方案。接着,老师们进行示范演示,对授课内容进行系统的梳理。最后,让同学们亲自实操,在设计中产生的问题及时提出并给予解答,大大提高学生们接收知识的质量。但是由于局限于空间大小以及预算成本的缘故,即使是干成本的工艺品也仅仅是通过最普通的形式展现出来。但是如果利用VR技术在实操中进行训练,不仅可以让同学们对所学知识有了更深刻的理解,而且参与其中带来的趣味性也带动了同学们的积极性,很好的达到了教学的目的。
3VR虚拟技术在建筑装饰设计教学中的应用案例分析
3.1家居设计教学
在通过VR技术实现建筑装饰设计教学过程中,首先是将所有成员按组划分,并且每组成员分别把设计图导入建模软件中,基于三位模型的基础添加室内构造的各种设施,诠释出所要设计的室内风格,在组建玩之后,可以非常直观清晰的展现出室内装修立体效果。为了更进一步的让同学们体验到时间教学的直观性,可以在佩戴好安全设施的情况下,进入虚拟样板的室内进行考察,对于房屋中各种入口设置,家具摆放,都有整体的了解,对设计作品的同学们来说提供了有利的灵感来源。此外,VR技术还可以为同学们提供一定的虚拟空间环境,方便自由走动,并且对于室内款式、颜色等可以借助虚拟控制设备实现更换、挑选等操作,通过前后切换对比,选出更优设计样式,扩展同学们设计中思维的发散性。
3.2动态空间设计教学
所谓动态空间设计教学就是指在教学中借助VR技术实现在虚拟空间中元素的切换、对比,进而选出最优的设计方案。在实际教学过程中,老师们通过利用VR技先设计一个虚拟空间模型架构,并对其中的装饰设计进行细致讲解。一般教学步骤为:①拟订出初步的设计方案,借助VR技术实现基本的物品摆放,让同学们充分体验空间设计的真实感。②挖掘同学们的设计灵感,对于摆放位置不当的物品进行场景替换或者位置更换。③在改进设计过程中进行技术讲解,对于同学们切换后的作品给予指导和建议,并对其不恰当的拜访设计进行修改并总结,达到设计效果最佳的目标。只有通过真实体验到三位空间之中,才能给感官带来强烈的体验感。概括的来说,VR虚拟现实技术在建筑装饰设计中的运用体现在对室内动画的制作与体验,借助VR技术构造出一个虚拟的空间环境,为设计者提供多方位的视觉空间感体验,借助于视听软件,同学们真实的感受到了装饰设计中的各个细节,通过展示一些优秀作品,更好的开动同学们设计过程中的设计灵感,全方面提高设计作品的水准与质量。