前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的建筑设计研究分析主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:建筑设计;自然元素;创意应用
引言
建筑设计涵盖多个方面,包括规划、结构、室内外的环境、以及设施设备的合理应用等多个方面。这些方面使得建筑设计成为了一个系统化复杂化的学科,其中所蕴含的奥妙是建筑设计师一直在不断探索的方面。在建筑设计众多方面的工作中,创意是一个灵魂性的存在,有创意的想法,能够使整个建筑设计具有强烈的美感,优秀的创意同样在建筑设计领域受到重视,通过优秀的创意,能够使整个建筑具有强大的生命力,展现其独有的艺术气息,这也是众多建筑设计师重点去研究的方向。
1石材在建筑设计中的创意与表达
1.1自然与和谐相结合的创意表达
石材这种天然性的建筑材料可以说是自然感觉的完美展现。尤其对于现代建筑重视浑然天成的风潮来说,石材是最具有应用价值的建筑材料之一。通过对于石材的合理应用,能够使建筑物具有一种未加任何修饰的美感,石材的颜色一般来说较为柔和[1],并且其天然的纹路应用在建筑物中,对于建筑物的形体构造和颜色搭配来说都有着非常好的效果。这种不经任何雕琢的强烈艺术气息使得许多建筑设计师为其倾倒,而古往今来,在世界范围内无数的知名建筑都充分运用了石材自然和谐的特性,在世界建筑设计的长河中留下了浓墨重彩的一笔。挪威的莫滕斯路德大教堂就是对石材的自然和谐感充分应用的实例。教堂在设计过程中对于石材的应用位置做了详细而具体的研究,通过系统化的设计,使得石材在建筑中国作为一种维护性的体系而存在,形成了一种人与自然在轻松愉悦的环境中对话的既视感,生动的展现了人与自然的和谐关系。在建筑的具体设计方面,莫滕斯路德大教堂的的礼拜堂两侧的侧廊服务部分全部采用天然的石块进行堆砌,这样与石片材质的基座互相辉映,加强了教堂与场地之间的相互连结[2],同时,礼拜堂的布置利用了较多的限定空间式的石片墙作为装饰,在这些岩石的选择上,多采用一些不规则的,具有清晰纹路的岩石,这样就完美的体现了教堂的自然感与神圣感。并且在圣坛后面的钢制框架中,设计师也做了深入细致的研究,在经过完美的布局分析以及实地考察之后,设计师决定用干石块来填充钢制框架,这样一来,整个建筑的内外空间的限制在一种很自然的视觉体验中被打破,干石块在布置完成后,组成了一块散射天光的半透明荧幕,这种不规则的看似慵懒的排列与棱角分明排列规律的钢制框架形成了完美的融合。
1.2乡土风情的创意表达
石材这种自然的产物,是对于所在地区乡土文化的物质体现,石材的这种天然质感可以在设计过程中通过恰当的构思和立意,来赋予建筑不同的乡土文化内涵。其中,葡萄牙的著名建筑设计师西萨对于如何将乡土文化融入到建筑中有着深刻的见解。西萨的大多作品都体现了浓厚的葡萄牙乡土气息,其中他对于石材的应用方式更是成为了建筑设计领域中的标杆。虽然西萨对于乡土建筑颇有研究,但是他在建筑设计中从不缺少现代建筑的设计理念,他希望通过设计将现代建筑与周边街区互相融合,以此来体现古老而美丽的乡土风情。这个理念在他的设计作品,加里西安当代艺术中心中得到了深刻的体现,他的设计方案至今依然得到了许多知名建筑师的膜拜。西萨在设计的过程中对于花岗岩的应用比重十分巨大,通过花岗岩的合理布设,使得花岗岩光滑的岩石面与葡萄牙街道上粗犷的石墙形成了一种特殊的呼应,具有强烈的美感。同时在艺术中心的室内使用了希腊大理石进行地面铺设,使整个建筑的室内感官体验十分柔和,充满了艺术的气息,全面而生动的展示了古老而美丽的乡土风情。
2光在建筑设计中的创意表达
光是一种变化多端的自然元素,在建筑中对于光线的合理应用可以使建筑具有独到的美感,能够充分体现建筑设计的创意性。建筑设计中对于光的主要应用形式是借助于光的反射,从而营造出一种具有美感的氛围[3],提升建筑的美观程度。同时光影也可以作为建筑主题的表达形式,以此来展现建筑的历史意义和人文情怀。其中,纳尔逊工艺美术中心对于光线的合理应用就堪称建筑设计史上的经典。该美术中心在设计过程中为了减少烈日的影响,经过合理的规划,在外墙中开了许多的小方孔来作为解决措施,这个方案不仅仅解决了光线过强带来的影响,同时通过这些小方孔,使得光线柔和的分布在美术中心每个角落,塑造了一种神圣的美感,同时也给沉静肃穆的美术中心带来了生机,这一设计可谓是一举两得,在解决光线带给建筑的负面影响的同时,完美的利用了光线给建筑物带来的点睛作用。这一设计理念直到今天仍有十分强的借鉴意义。
3总结
自然元素在建筑设计中的创意应用,能够有效的提升建筑物的美感,本文通过对石材和光这两种自然元素创意的应用分析,为建筑的创意设计方案提供了良好的借鉴。
参考文献
[1]龚艳燕.虚实之间,自有天地———自然元素在现代灯光装置设计中的运用[J].湖南包装,2015,30(4):60~63.
关键词:高层建筑;建筑设计;规划设计
Abstract: As landscape in the city at the same time, high-rise building is faced with how to do a good job in high-rise building design problem, how to achieve the perfect design of high-rise building is a high-rise building design by the pursuit of the main idea. This paper is mainly analyzes the high-rise building design integrated aspect carries.
Key words: high-rise building; architecture design; planning and design
中图分类号:TU972文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)05-0020-02
一、高层建筑的出现及其对城市的影响
世界各城市的生产和消费发展达到一定程度后,莫不积极致力于提高城市建筑的层数。实践证明,高层建筑可以带来明显的社会经济效益:首先,使人口集中。可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离,从而提高效率;其次能使大面积建筑的用地大幅度缩小,有可能在城市中心地段选址;其次可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。高层建筑出现可以被认为社会发展的必然产物。高层建筑在形式是一个不大的底层上叠加许多层。在功能上是多种使用空间的竖向堆积。再次从商业上,它能使其所有者从土地上获利更多,并且可以放置更多货物、更多的人,和收更多租金。它在经济上的存在是土地高价的结果,土地高价与城市交通便利性密切相关,也是完善的城市配套基础设施和土地资源充分利用的必然结果。高层建筑的开发能充分利用有限的土地资源,能增加城市的就业、促进生产力的发展。同时由于它的发展也推动了与之相关的建筑结构、技术、材料、城市配套基础设施等的发展,进而影响到整个城市的发展。但是高层建筑对于城市发展也有相对不利的一方面。由于其体量和高度的巨大,高层建筑对城市已有的周围环境及景观影响甚大。不论是独立的或成组布置在城市里,建筑物的体量越大,影响也就越大。不断增大尺度的高层建筑的空前激增已引起环境条件不断的恶化,因而引起城市生活质量的下降。高层建筑竖立在城市环境中,对城市居民的采光、日照、和自然通风,对城市街区及其周围小气候环境的造成很大影响。对城市道路的交通压力也增大诸如在阳光照射有效的几个小时以内,高层建筑投下的阴影较大影响范围较广。这些阴影可能极大地改变着该区域的生活质量,影响着小气候以及遮挡景观视线。塔楼也可能在底部造成强力的下行风和旋风,对局部环境造成极大的影响。还有这些大型建筑项目的能耗过大,如空调、取暖和照明等需要较大的能量供应,从而产生大量的热量,改变了城市原有的热平衡关系,加剧了城市的热岛现象,恶化了市民的生存环境。所以高层建筑设计时要充分考虑其对城市的影响,利用其优点,把其对城市的不利影响降到最低。
二、高层建筑的建筑设计 第一,随着高层建筑的发展,决定了其结构的合理性和科学性。高层建筑呈现出以下发展趋势:一是层数增多,高度增加。我国设计有80层以上的高层建筑,有的处于领先地位。二是新材料的开发应用,新结构形式的应用。高性能混凝土材料在不断发展,对高层建筑的发展产生重大影响。三是平面布置与竖向体形更加复杂。现代高层出现了不规则、不对称和曲线形的平面,主要是结构分析技术和计算手段的提高为它创造了条件,需要结构设计更加提高。四是耗能减震技术的应用与发展。 第二,高层建筑的尺度设计,主要包括:一是整体尺度。整体尺度的均衡非常重要,设计时要注意以下几点,一个造型美的高层建筑是建立要很好地处理裙房、主体和顶部的尺度关系;高层建筑各部分细部尺度的划分是建立在整体尺度的基础上的,各个主要部分应有更细的划分,尺度具有等级性,才能使各个部分造型构成丰富。二是城市和街道尺度。高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响,是城市的重要景点,不当的尺度会对城市产生不良的影响;街道尺度是指高层建筑临街面的尺度对街道行人的视觉影响。高层建筑主体因为尺度过大,易向后退,使底层的裙房置于沿街部分,减少了高层建筑对街道的压迫感。三是细部尺度。设计师在设计高层建筑中充分地把握各种尺度,结合人的尺度,满足人的使用、观赏的要求,必定能创造出优美的高层建筑外部造型。 第三,高层建筑的生态设计要求应该受到迫切的关注,因为这些地方资源消耗和环境污染相对严重,对全球自然资源和生态系统产生威胁。每个建筑基址都有其特殊性,因此,高层建筑的设计毫不例外也与基址相关,通过建筑形式、植被和遮避带最大限度地开发基址剩余区域的潜能。我们可以利用规划建筑的平面形态和外墙以达到自然通风和更有效的制冷,以减少对空调系统的依赖。因此,高层建筑的“生态性”具有实现的意义,我们应该从城市的宏观层面、建筑本身的营运系统的中观层面、建筑室内环境的微观层面进行综合考虑,实现建筑与现代城市未来的可持续发展。 第四,高层建筑体形庞大,设计者往往贪大求高,大部分精力放在追求立面形式和使用功能上,而往往忽略生态环境的保护、建筑设计节能意识淡薄,造成高能耗、低效益,影响常年使用,浪费巨大,高层建筑的节能首先应为设计者重视。从以下两个方面进行考虑:一是优化建筑位置及朝向设计。高层建筑的定位首先应考虑对城市环境的影响容积率过高很难满足日照要求,阳光有着巨大辐射能量,寒冷地区的人们十分珍惜阳光带来的温暖,因此,建筑的方位与节能有着直接关系,建筑南向开窗面积尽可能大些,在满足采光条件下,北向、东向窗尽可能小些,从而获得更多的太阳光线,减少热损失,保持室内舒适的温度环境。二是优化围护结构墙体设计。目前,在寒冷地区常用的墙体做法有:页岩陶粒混凝土空心砌块;粘土空心砖与实心砖复合墙体;粘土实心砖或空心砖岩棉夹心复合墙体等,合适的建筑材料能够提高建筑维护结构的保温隔热性能。
三、高层建筑的节能设计
建筑节能包含两部分内容,一部分是加强围护结构的保温隔热能力,另一部分就是从供暖、供冷的热源、输送渠道及实现方式来节约能源。一般的房子里, 30%的热量从窗户跑掉了。如果选用双层玻璃,中间再充上惰性气体,就可在一定程度上阻断热量散发。35%热量从墙体散发,如采用隔热材料,增加保温层,节能效果就很明显。智能化建筑首先要达到节能的标准和良好的居住舒适度,其次才是家具的智能化和安全保卫的智能化。实际上,智能化建筑不一定就是豪华的,但它必须是低能耗的。美国有些智能化建筑造价比普通建筑还低15%,因为它们追求合理的结构,讲究实用功能和外观的简洁,利用了可回收材料,而不追求豪华装饰。还可以充分利用地热泵技术,如冰岛等国家,建筑房子时先在地上打两个洞,通过电泵将地下水循环起来,为整座房子供热。惟一耗能的就是电泵。而在丹麦等国,由于地处海边,太阳能和风能的利用条件得天独厚,使用热泵技术时结合风能与太阳能,用风能与太阳能来带动电泵就可以做到“零能耗”。所以建筑节能不仅是建筑本身的节能,且由城市的综合环境、气候条件、总体布局;建筑物的形体变化、朝向;护结构保温、隔热的性能;门窗质量等许多综合性因素构成,因此,高层建筑的节能设计者应尤为重视。
四、结束语
【关键词】 徽派建筑; 现代建筑; 应用;
一、前言
传统文化是我国的艺术瑰宝,徽派建筑有其独特的文化底蕴,越来越受到重视,本文就徽派建筑与现代建筑设计方面内容进行了探讨。
二、徽派建筑元素概述
世界性文化交流的冲击,促使建筑形式向多样化方向发展。人们开始发现地域、民族性文化在一定条件下可以转化为国际性文化,国际性文化也可以被吸收、融合为新的地域与民族文化。只有保持丰富多样的各种文化,才能维持文化这一生态系统的新陈代谢和生态平衡。因此,传统建筑美学的回归也成了时代的要求。这一潮流引发了传统元素在现代建筑设计中的活跃,出现了大量以传统建筑审美尺度为准绳的现代建筑设计。
漫长的历史长河中,聪颖、勤奋的徽州人创造了灿烂的文化,徽文化是中华文化宝库中的瑰宝。今天,徽文化和藏文化、敦煌文化一起被称为中国三大地方显学。徽文化涵盖了经、史、哲、医、商、绘画、建筑等诸多领域。徽派建筑粉墙黛瓦、错落有致,其建筑风貌与徽州大地青山绿水相互映衬,秀美如画。徽派建筑以其深厚的文化内涵和鲜明的地方特色在中国建筑史上独树一帜,是徽州文化不可或缺的重要组成部分,它是古徽州人民聪明才智的结晶,是祖先留给后人的一份极其珍贵的历史文化遗产。
徽派建筑是中国封建社会后期汉文化圈建筑派系中的一个重要流派,它以其所保留的传统工艺,独特的风格和卓越的成就,为中国建筑历史写下了浓墨重彩的一页。徽派建筑在中国建筑史上占有重要地位,是珍贵的中国古代文化遗产。2000年,由徽派建筑群形成的有近千年历史的黔县西递,宏村两处古村落,列入了世界文化遗产名录。徽派建筑己成为人类共享的珍贵财富,保护徽派建筑这一优秀的历史文化遗产,是继承和弘扬中华民族优秀传统文化的大事。在新的历史时期,研究、弘扬徽派建筑风格,传承徽派建筑文化精髓,是延续徽州文脉的重要途径。
徽派建筑有着深刻的文化内涵和地方特色,但是已不适应现实的要求;现代建筑在功能造价上面有着无比的优势,但在工具理性和经济效益引导下,世界建筑趋同性发展,其民族性、地域性的美学特征也不可避免地在渐渐消亡。如何将二者的优势结合起来,创作出既能继承传统建筑文化特色又能满足现代社会需要的的现代建筑,是建筑师努力的方向。
三、现代建筑与徽派建筑的共同点、交叉点
1.二者在空间形式上的交融点
皖南徽派民居建筑强调建筑空间的封闭性,徽州民居建筑,将背脊朝外,对外不开窗,把立面放到院内,这充分体现了传统建筑功能的封闭性防御特点。徽派建筑的基本单元是一组围绕一个中心空间(院子)而组织构成的四合院。建筑群则是以这样、一院一组、为基本单位前后左右不断重复拼接而成,这一建筑手法是、单元空间重复与组合、这一理论在实践中最精彩的实例。徽派建筑中的空间构成手法与现代建筑的空间构成手法是一致的。
2.二者在建筑造型元素的交融点
(一)点
在话语中,点是一个停顿符号;在视觉艺术中,点是最小的组成单位,它最具有向心力,也是最不确定的形。传统徽派建筑民居在四周封闭的高墙内设置天井采光,外墙极少开窗,开也是高高的如洞口般的小窗,在大片的白墙中这个黑黝黝的小窗就成了吸引人们视线的焦点。这种手法既通过加上、点、元素,对建筑起到、画龙点睛、的作用,使建筑的形象耳目一新,又为人们获得建筑形象的识别和认同,起到举足轻重的作用,在现代建筑设计中也常常用到这样的方法。
(二)线
线是构成视觉艺术形象的一种基本的造型要素,因而也是建筑师创造建筑形象和表达自己思想感情的主要艺术语言。从古至今,无论东方还是西方建筑都大量运用线作为建筑的主要造型元素。在中国,传统建筑的木构建筑更是形成了线造型的建筑语言。
(三)面
面是建筑与城市对话的平台,建筑通过表皮来给人以最直观的印象,它以自己的语汇体现出建筑的表情和个性。传统的建筑造型基本上是面的造型―――立面设计。徽派民居的白色高墙是典型的、面、的构成,马头墙形式也是典型的、墙面延伸、,凸出于形体之外,形成飘板,使建筑显得轻盈、飘逸。这些与现代建筑的设计手法有异曲同工之妙。徽州建筑在物质文化中蕴含着无形的精神文化,这种内在的力量影响着人们的价值观念和审美取向。
从而决定着徽派建筑的发展方向’
四、新徽派建筑的创新理念与手法
1.总体空间环境布局徽州人讲究“风水”,注重“相地”,对生态环境十分注重。在徽州百姓的观念中,“水”就是财富,“水口”则是“风水”的咽喉,故而在村落的选址上,都要选择好的“水口”,且在那里营建标志性的建筑。营造建筑时,傍山丘则依山势;沿河溪则顺应河道,因地制宜,交融于山水之间。有平地则聚之,无平地则散之。
2.徽州的传统民居比较封闭,高墙深院,房间围绕天井布置,平面方整。同时建筑往往呈现出强烈的轴线对称感,是一种“礼制”精神在物质上的反映。徽州民居按用途分二类,一类纯居住型;另一类为综合型,如前店后坊、前店后居、前店后楼仓等。
3.色彩的运用。徽州民居的艺术风格以淡雅、朴实、秀丽著称。在外观色调上以灰、白、黑为主,黑白这对最富理性的两极补色恰与阴阳同构,在中国文化中孕育了对于徽州建筑的诊释。
4. 材料与室内装饰。徽州民居中多采用木结构,外墙以砖石,内部以木装修,并且尽可能保持材料的质感。外墙坚固防盗,内部生活舒适,三合院中的天井,自然抽风,夏季凉爽,冬季暖和,日照避风;马头墙为封火山墙,高出屋顶用于防火;木构门窗外以铁件勾挂砖面,以作防火,檐沟落水采用陶质水管。
五、徽派建筑的文化意蕴与审美取向的关系
徽州建筑在物质文化中蕴含着无形的精神文化、这种内在的力量影响着人们的价值观念和审美取向,从而决定着徽派建筑的发展方向、
1.质朴与内敛--文化积累和程朱理学
徽州有着深厚的历史文化积淀。古徽州山民“始愿而朴”,自北方中原士族迁入,风俗由质趋文,以诗书训弟子。宋以后“名臣辈出”,形成了文风昌盛、教育发达的局面。
2.奢华内秀--徽商的影响
徽州 “地狭人稠”,随人口日渐繁衍,原本依靠耕地自给的难以维系,相当一部分读书人开始“弃儒经商”。他们在经营活动中,能以义取利、权衡大道,在商海竞争中技高一筹,商业资本积累到惊人的程度。徽商贾而好儒,官、贾、儒三位一体,出现了大批官僚,有的更成为朝中显贵。他们为荣宗光祖,炫耀乡里,购置土地,大兴土木,建筑了众多豪华的住宅、书院、祠堂等。
3.规划布局--风水理论
风水对徽州建筑从选址、规划、设计到营造的各个环节都有着深刻的影响。人们通过对居住环境的选择与处理,满足人们趋吉避凶的心理需要,实质上是古人协调人与自然关系的一种手段。
六、结束语
加强对徽派建筑与现代建筑设计的研究,才能更好的使两部分内容相结合,是非常具有现实意义的研究,也是传统文化得以保存的重要方式。
【参考文献】
[1] 王涛. 徽派建筑风格在现代建筑设计中的运用[J].建材世界.2013(3):166-168.
【关键词】设计进度管理;层次分析法;一致性检验
【Abstract】According to the goal management and professional diversity of architectural design progress management,by collecting the design contents of 50 design cases and the actual time analysis of each specialty,the method of Analytic Hierarchy Process(AHP)and engineering case analysis The professional design completion time weight ratio,established for the general architectural design project schedule management model.
【Key words】Design progress management;Analytic hierarchy process;Consistency test
0 前言
一般来说,传统做法的建筑设计流程是先设计后施工,为保证项目的施工顺利进行,对设计进度的管理显得尤为重要。但设计时间往往因缺乏进度管理而拖沓费时或因设计时间过短,在施工临近阶段赶工;以统包工程来说,对统包商而言,常因设计进度不易客观、有效地监控与管理,导致必须花更多的资源在施工阶段赶工,无论对业主还是整个工程项目的展开,都会造成项目进度的延误风险[3]。
因此,本文旨在探讨如何建立适用于一般建筑工程的设计进度项目的分项指标权重分配,并进而运用层次分析法建立设计进度量化时程化的评估模式,便于统包商或相关需求者客观、有效地管控设计进度,甚至也可作为投资商评估设计进度和支付费用的依据。
1 研究方法
1.1 层次分析法(AHP法)
层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初,在为美国国防部研究“根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配”课题时,应用网络系统理论和多目标综合评价方法,提出的一种层次权重决策分析方法[1-2]。所谓层次分析法,是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统,将目标分解为多个目标或准则,进而分解为多指标(或准则、约束)的若干层次,通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序(权数)和总排序,以作为目标(多指标)、多方案优化决策的系统方法[3]。
构造判断矩阵后,AHP法的定量计算一般分为3步,即计算特征向量、计算最大特征根、一致性检验。层次分析法的计算方法有:方根法和求和法[2-3]。
本文针对设计进度管理的多模块和多准则的特性,提出设计进度管理的层次架构,整合问卷调查专家评比的结果,从而计算出各影响因素间的相对权重值。
1.2 建筑设计进度影响分析流程(图1)
本研究对于设计进度控制管理的研究方法和基本流程为:先搜集50个最近5年的建筑工程设计案例,根据设计成果内容所涉及的图纸目录内容,由相关管理层专家访谈后予以整理分类(见表1),作为设计进度的影响因素,并建立层次架构,采用层次分析法(AHP法)计算得到各影响因子的权重,最后再通过案例模拟分析,提出研究结论和后续发展的提议。
1.3 层次分析法构架
本研究以50个建筑设计项目案例的图纸完成目录内容作为问卷调查资料为基础,经过整理后,由设计院、房产投资商专家访谈将其分类归纳,从而建立层次架构如图2所示。
2 案例分析
以本市某建筑面积为25200m2高层框支剪力墙结构商住楼的结构分项工程为例,根据预定开始时间和完成时间(参表2),到2016年2月28日为止该项目累积应完成进度为8.3%+2.8%+3.5%=14.6%,对照表格中的次进展情况,很明了地看出基础大样环节施工图绘制、校审均已落后原计划,需要相关人员予以加强,以免延误后期进度,但节点大样设计环节有所提前。
3 结论
本文通过搜集案例、专家访谈和层次分析法,建立了适用于一般项目设计进度管理的模式,通过审查设计人员已完成的工作环节,得到管理人员所需要的进度预测报告,并进而调整设计工作的内容安排,根据各专业各环节所占权重比例查看进度进展情况,更有利于工程项目相关部门的沟通。
【参考文献】
[1]http:///link?url=NS7l1Wtmz3KasKjOUklfM7kvuIupr1tQ9AT
2R4xtBk3hwLaVsTW8CgGafBjirzpScDnEZeoFsGfgBXAiquPdTXMPYzjXNlayp8fdbvpLozCpeBaIqWOLD47URNKMzEklzBjciVQtQfk4wRRyHyKVXq.
【关键词】建筑安全性设计;以人为本;安全适用
一、建筑构造上的安全性设计问题分析
有些建筑安全性设计问题,是随着建筑材料的发展或设计处理手法的更新而产生的。如在人流活动频繁的公共建筑中, 采用的大面积落地玻璃幕墙、玻璃隔断或大面积的无框玻璃门扇等。 由于玻璃的易碎性和与其连接构件的节点强度等问题,加之在建筑上又缺少必要的保护(提示性)建筑构件、饰件等措施,就易产生安全性问题。 曾发生很多撞上玻璃和玻璃破碎伤人事件, 给人身财产带来损失。 问题的产生,主要是设计上对不同类型及群体的行为活动考虑不周, 以及对保障使用安全的技术措施设计不到位。 在注重美观设计的同时必须把安全设计放在首位, 把建筑安全设计贯穿于设计的全过程。 所以在采用大面积玻璃材料的同时,应在一些必要的位置加设保护 (提示性) 建筑构件、在玻璃构件的联接上下些功夫来研究,做到既在建筑空间上通透明亮, 又保证了使用者在使用上的安全。现在一般的公共建筑(如商场)中,多采用了白钢楼梯扶手和栏杆。 由于一些建筑师对此部分构造安全性不重视,或干脆放手让建筑承包商自己去随意干(承包商往往偷工减料)。 就使很多公共建筑中的楼梯扶手高度和竖向栏杆间隙达不到规范的安全要求。这样就易对幼儿在使用上的安全造成威胁。将办公建筑内应用的精美栏杆, 再用到商场等各类公众集中活动的场所就不合适、不安全。不同类型的建筑套用不变的构造做法就会产生安全隐患问题。如住宅的室内窗台,对≥0.9m高时,规范上并无设置栏杆要求,但住户入住后大多都铺上了较厚的木地板,这样使窗台实际的高度减少了很多。 但这一点在先期的建筑设计中均未做认真考虑。建成的住宅在使用时对用户,特别是对幼儿的安全将有一定的威胁。在托幼建筑中供幼儿活动的露台上,由于建筑设计的女儿墙高度不够,使用单位在后期就加上了一些较高的护栏。 这些护栏不但影响建筑整体的形象美观,且有的不够牢固。 这些问题的产生也凸现出了当初建筑设计上的粗糙和对幼儿安全的不够重视。 再如托幼建筑中的卫生间,有的在设计和安装上所采用的是成人用的成品大便器。因其蹲位较宽,对幼儿来说是非常不适也极易发生危险。 现行规范对所采用的成品蹲式大便器也没具体要求,这就造成了这方面的一个缺憾。 所以在托幼建筑设计中各建筑构件尺度要小些, 要与其它建筑的设计有所区别。 在中小学校的建筑设计上,二层及以上的外窗应规定一律向内开, 窗台的高度也应以安全为主≥900(当然应该是净高)。 避免在外窗的设计上显得很随意, 使学生在日常使用 (如擦窗)时发生危险。楼梯梁碰头问题也是经常在建筑中发生的老问题,有些设计中往往对其规范要求的安全净空特别是斜向净空要求不注意,没有在此严格地执行规范要求,造成了很多建筑次品工程。这不但会造成碰头伤人事故,还会影响人们正常的交通使用。这些问题也反映出我们的住宅设计水平还是没有跟上现时人们居住需求的变化,对于住宅这种量大面广的建筑研究还需要付出更大的努力。 也希望尽快出台这方面的统一管理法规,使住宅开发和物业管理部门有法可依有章可循。
二、建筑使用视觉上的安全性问题分析
建筑安全性问题有些是摸得着碰得见的,而有些是视觉和心理上的,如建筑视觉安全性问题。 其实建筑设计中私密空间的分隔和遮挡等设计手法,从实质上来讲,就是将不同的、不需要的视线进行组织、分隔和阻断的设计,从理论上来讲就是视觉安全性设计。 如果设计者在此问题上模糊不清,研究的不彻底,反映到实际建筑设计上就会产生构造做法错误或组织运用不合理。在实际中也会给人造成视觉上的不安全危害。虽然这种危害是心理上的,但有时这种危害也是非常严重的。它涉及到深层次的心理及伦理学方面的问题。建筑师应把好安全性设计关,并担负起自己应有的安全责任。如一些群体规划布局设计和单体建筑物设计, 在这类设计上也时常存在着许多缺陷。规划上,建筑物间距过小,相对的建筑物就存在视线干扰,不安全。甚至于两建筑间距离过小,两建筑内人的讲话都相互间都能听得见,根本无隐私可言。在建筑单体设计中,对视线遮挡判断错误,设计不合理、混乱,矛盾较多,而有些甚至根本没有这方面的考虑。 一些遮挡阻截构件构造设计不牢固、易损坏,有些虽设了构件但是无实际功效不起任何作用,也是单体建筑设计中普遍存在的问题。现在建筑物上大量采用的镜面玻璃,用在整个墙面上,白天看建筑立面效果非常好,从外向里的视线也能阻断。 但入夜后,其建筑内部人员的活动在室内灯光下就完全展示给了路人。设计者对产生这个问题重视和研究得不够,使得一些必须要视线阻隔的私密空间暴露出来。 所以,在这一点上就要求设计者在采用外立面围护材料上,要认真了解其特性,并进行全方位的考虑。 现代建筑材料的应用使建筑构件更显简洁精致,但有时却忽视了人的惯常安全心理反映。 有的构件从理论计算上是满足安全的,但在人的视觉心理上,往往对构件的尺度有一个安全的经验概念。 使用者往往在印象中,感觉粗壮轮廓的构件安全感较强,纤细构件的安全信任感较弱。所以建筑构件的设计应考虑到人的这一心理因素,使所做的建筑构件设计更加具有便于人们接受的宜人尺度。建筑的视觉安全性问题也涉及到人们常常提及的光污染问题。建筑物上采用的镜面材料和光滑的金属屋顶饰件,反射的阳光光线非常强烈。受到强烈光线反射的人,视觉大受影响,如长时间作用在心理上的反映是心情烦躁,心态极易发生波动。生理上的条件反射是头晕目旋,坐立不安,动作变形。这对行驶在城市街道上的汽车司机和在空中准备起降的飞机驾驶员来说更是非常危险的。
【关键词】高层建筑;结构;设计;研究
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
相对于普通建筑而言,高层建筑设计是一个复杂的系统,设计中既要考虑到建筑自身的抗震、抗风、重力等方面的影响,同时也要对结构设计的科学性与经济性进行统筹兼顾。
1 高层建筑结构特点
在高层建筑中,最为显著的特点就是承受着两个方面的荷载,一方面是风力导致的水平荷载,另一方面是重力垂直荷载,对于抗震能力也提出了更高的要求。与低层建筑相比,高层建筑在地震影响以及风力水平荷载方面的影响更大,是建筑设计中应当关注的主要方面。高层建筑的高度与位移幅度呈现出正比的关系,侧移超过限定值会影响建筑物的正常使用,甚至会损坏结构构件。所以,在高层建筑结构设计中,要对侧移进行有效控制,要将抗侧力结构设计作为整个建筑结构设计的核心方面。
2 高层建筑结构设计中应当遵循的几点原则
2.1 结构计算简图选择要合理。在高层建筑结构设计中,计算简图具有基础性作用,如果在计算简图的选择中出现了失误,那么就无法保证整个结构设计的安全性与科学性,因此,一定要选好计算简图,在此基础上开展计算与设计,保证整个建筑设计的准确无误。
2.2 结构基础设计确定要科学。结构基础设计对于建筑整体结构质量具有重要作用,设计中应当对施工现场进行地质勘查,并出具准确的报告,依据实际需要还可以开展地基变形检验,并参考相邻建筑物的相关数据。在此基础上结合建筑的类型、荷载以及施工条件等进行科学的设计。
2.3 建筑结构设计方案要优化。高层建筑结构设计的方案不仅要满足结构形式、体系等方面的要求,保证安全性能,同时要兼顾到经济效益,在保证结构与安全效能的前提下控减建设成本。要在设计中保证整个结构体系受力明确和传力简单,如果结构单元一致,则采取同样的结构设计,地震区建设的高层建筑,在结构设计中还要兼顾到平面以及竖向的应力。建筑结构设计方案还应当充分兼顾地质地理、工程建设要求以及建筑材料和其他配套设施等各种因素,设计出不同的结构方案,开展科学论证,运用择优法或者排除法原则,确定最为优化的结构设计方案。
2.4 计算结果分析研究要精确。当前,在高层建筑结构设计中,计算机发挥了重要的作用,借助于专业计算机软件的辅助,设计人员能够较为快捷地对相关数据进行计算,但是不同类型的软件在运用中的方向不一致,有可能在结果方面出现差异,因此,建筑结构设计人员一定要针对软件的适用范围进行优化选择,保证所选择的软件能够对建筑结构进行精确计算。鉴于高层建筑结构实际状况和软件程序有可能出现不全部吻合的情况,因此在使用软件实施计算的过程中,因为人工输入以及软件自身不足导致计算结果不够精确,还要通过设计人员对计算结果数据进行进一步的校核,并结合实际情况进行调整,保证计算结果的分析精确度。
2.5 结构构造措施运用要有效。在对高层建筑结构进行设计的过程中,应当遵循强剪切力弱弯变,强压力弱拉力,强柱弱梁等基本原则,对结构中的薄弱部位进行强化,重视钢筋执行段锚固长度,同时兼顾到构件延性的性能和温度应力等方面的因素,保证整个结构设计的科学有效。
3 对高层建筑结构体系选型的要求
高层建筑结构体系主要包括抵抗水平与竖直荷载的构件组成模式以及传力的途径,主要借助于墙和柱等竖向构件以及楼盖等水平构件,将竖向荷载有效向基础传送,借助于抗侧力体系将水平荷载有效向基础传送。
依据高层建筑结构材料分类,主要分为钢筋混凝土结构、钢结构以及钢-混凝土混合结构和钢-混凝土组合结构等不同类型,各种类型具有各自的优势与不足,建筑结构设计中应当结合实际需求进行科学选择。钢筋混凝土结构体系主要优势为成本低和耐久耐火,不足为自重高和施工不快;钢结构体系主要优势为强度大、抗震好和跨度大、施工快等,不足是成本高、防火不足以及操作复杂;钢-混凝土混合结构具备了钢构件与钢筋混凝土构件的优势,但是材料连接技术尚不完善;钢-混凝土组合结构优势是承载与抗震、耐火效果好,施工快,不足为节点构造复杂。依据高层建筑结构形式分类,主要分为框架结构、剪力墙结构以及框架-剪力墙结构体系等类型,当前在高层建筑结构设计中运用较为普遍的属于框架-剪力墙结构体系,这种体系结构能够承载更多的水平负载,在布局方面能够更为灵活,实用性高,但是在实际设计与施工中,要对剪力墙的位置以及数量进行科学的设计,既要满足框架结构的需求,同时也要更加有利于布局安排。
4 当前国内高层建筑结构设计存在的主要问题与解决措施
4.1 建筑结构高度超标。国内建筑法规对于高层建筑结构高度具有明确标准,新的规范中在原来限制A级高度的基础上,增加了B级高度,对于整个建筑结构处理设计工作产生了一定的变化。在设计中一旦因为对建筑结构类型调整导致出现超高现象,施工设计在审图环节将无法过关,会严重影响工程建设进度以及造价等,因此一定要避免出现高度超标问题。
4.2 结构设计中出现短肢剪力墙。在现行建筑规范以及实际运用中,对高层建筑结构中短肢剪力墙做出了严格的限制,因此在结构设计工作中要严格控制短肢剪力墙的出现,尽可能不使用,保证高层建筑结构设计能够科学完善。
4.3嵌固端设置设计不够完善。在高层建筑结构设计中,要兼顾到嵌固端设置的各方面影响,对嵌固端楼板进行针对性设计,保证嵌固端上层与下层抗震等级相同。要将嵌固端位置以及抗震缝隙设置作为重要的方面完,善设计工作。
4.4 结构设计规则性不足。高层建筑结构设计规则性要求非常严格,如结构嵌固端上层和下层刚度比、平面规则性系数等,对整个建筑结构设计要运用规则的设计方案,最大限度地保证施工期间的连续性与完整性。
综上所述,在高层建筑结构设计中,广大设计人员一定要强化研究,抓住要点,科学实施,提高设计水平,保障建筑质量。
参考文献:
[1]徐培福.复杂高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
关键词:建筑设计;概念设计;分析
概念是一种反映事物本质属性的思维形式,它反映客观事物一般的、本质的特征,是人们在实践基础上经过感性认识上升到理性认识而形成的。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。因此,这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去,打破建筑结构设计中墨守陈规的现象,充分发挥结构设计工程师的创新能力。随着社会经济的发展和人们生活水平的日益提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求,概念设计的思想被越来越多的结构设计工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。
一、概念设计的概念
所谓的概念设计一般指不经数值计算,以工程概念为依据,用符合工程客观规律和本质的方法,对所设计的对象作宏观的控制,尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题上,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
二、概念设计在结构设计工作上重要性分析
在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验,并体现在设计规范、设计手册、标准图集等等。随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会在与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。
我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。但该法在运算过程中还带有一定程度的近似,只能视作近似概率法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。
所谓的概念设计一般不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”然而避免这种情况,概念设计的思想不失是个好方法。
运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。
三、建筑结构设计中概念设计需要注意的要点
1、合理选择结构方案
概念设计的目的是力求设计方案经济、合理、适用,概念设计必须选择一个经济合理的结构方案,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应该明确总体布置、抗震节点分析、应力等方面。同一结构单元不宜混用不同结构体系,力求平面和竖向规则。总之,必须对建筑师设计要求、结构特点、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与施工、业主等方面充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。
2、选用恰当的计算简图
计算简图是进行结构计算的基础,如果计算简图选用不当会导致结构安全事故的发生,因此选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件,设计师要从实际出发选择合理的计算简图,并且计算简图还应有相应的构造措施来保证。此外,设计师还要注意到在实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点,但是在计算简图的误差应在设计允许范围之内。
3、正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于软件种类的繁多,而且不同的软件也是存在着很大的差异性,这样就会往往导致计算结果的不相同。因此,设计师要对程序的适用范围、技术条件等全面了解。由于软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因此,设计师要充分认识到计算参数的重要性,要凭着自己过硬的专业知识、丰富的经验,在拿到电算结果时应认真分析,要正确地输入合理的计算参数,慎重校核,作出合理判断。
随着各项建筑理论的日益丰富,发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。推广概念设计思想是一种有效的办法,概念设计也必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它,为结构设计的发展作出应有的贡献。
参考文献:
[1] 徐正加. 浅析概念设计建筑结构设计中的意义及应用[J]. 大众商务, 2010,(08)
[2] 左咏梅,李俊玲,高洪俊. 多高层建筑结构的概念设计应用与分析[J]. 煤炭工程, 2009,(12)
[3]林同炎,S.D,思多台斯伯利.结构概念和体系[M].中国建筑工业出版社.2005
【关键词】建筑节能;必要性;原则;节能设计;
一、建筑节能的必要性及能耗现状
1、建筑节能的必要性。建筑节能是指在建筑物的规划设计、新建、改造和使用过程中,执行节能标准,采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品,提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷剂热系统效率,加强建筑物用能系统的运行管理,利用可再生能源,在保证室内热环境质量的前提下,减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。目前,我国能源产量与需求相比缺口很大,其中建筑在我国的能耗中占社会总能耗的三分之一,如果建筑都采用节能措施,对能源的紧缺就可以起到有效的缓解。 当前建筑在建造和使用过程中的存在严重资源浪费的问题,这与我国的国情不相符。因此加强建筑节能是实现建筑可持续发展的关键。
2、我国建筑能耗现状.我国是个能源消费大国,但能源储量却相对匮乏,人均能源占有量不到世界平均水平的一半。据相关统计,在建设领域,我国建筑的能耗已经占到了全国社会总能耗量的27.6%,居耗能首位。我国不仅建筑能源消耗巨大,且能源利用率水平还比较低。据权威结构调查显示,在建筑整体舒适度低于世界各发达国家的情况下,我国单位建筑面积能耗是发达国家能耗的三倍以上。能源问题越来越成为我国未来经济、社会可持续发展的一个重要限制因素。为缓和日益紧迫的人口、资源、环境矛盾,实现建筑与自然的共生、人与自然的和谐,需要大力节约能源、提高资源利用率,降低建筑能耗。
二.建筑节能设计的原则
1、科学选择建筑节能材料。选用建筑节能材料在进行建筑的施工时,使用什么材料的建筑施工材料对于建筑的节能是影响非常大的。在选择建筑材料方面要遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。另一方面,要结合当地的实际情况,发掘出一些地方节能材料,更好地应用到建筑节能中去。
2、合理的空间设计。合理的建筑空间设计在进行建筑设计的时候,建筑的空间设计是非常重要的。合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔,以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
3、减少建筑使用过程中的能耗。建筑使用过程中会消耗大量的能耗,应重点从建筑本身来做好节能设计。 可通过建筑体形设计达到节能效果,如总体布局、平面形状、体形系数和朝向等因素,都与建筑的节能有很大关系。合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶及有效遮阳,提高围护结构的保温隔热性能,也对建筑节能有着重大意义。
三.建筑节能设计的研究分析
1、建筑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,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。
2、建筑门窗结构节能设计。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建筑的整体保温性能。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,建筑建筑的窗户大小也对建筑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、建筑节能设计中的遮阳系统设计。(1)因地制宜。对于遮阳系统的节能设计,首先考虑的因素便是地域差异。在南方沿海地区的夏季,遮阳节能设计可以忽略冬季对太阳辐射的遮挡,通常采用固定遮阳,但是仍主要以活动方式为主。而在北方地区的夏季,遮阳措施要把冬季对太阳热能的利用考虑进去,通常会采用软百叶、布篷、竹帘等可拆除的遮阳措施。但在长江中下游地区,得全面兼顾夏季和冬季的要求,通常采用活动式遮阳节能措施。(2)平面布局。遮阳系统的平面布局主要取决于太阳高度角的大小程度。在太阳高度角较大的南向窗口,及北回归线的南面,低纬度的地区附近的北向窗口,均可设计成水平遮阳布局。当太阳的高度角为较小状态时,阳光由窗口侧着斜射进北、东北及西北向附近的朝向窗口,通常设计成垂直遮阳的布局格式。当太阳的高度角为中等状态时,阳光会由窗口的前方斜射进来,其西北、西南及东北、东南向窗口,通常遮阳系统布局设置为综合的遮阳方式。而在太阳的高度角呈较小状态,出现阳光正向射入窗口的情况时,东西向附近的窗口,通常设计成挡板式遮阳布局。(3)功能性差异。遮阳系统功能差异主要因其位置的区别,其主要位置有外遮阳、内遮阳两种形式,因其位置不一,其取得的节能效果也不同。外遮阳与内遮阳进行对比的话,外遮阳的效果要优于内遮阳。一方面是因为它能够减少透过玻璃的日照量,从而达到削弱温室效应的效果。另一方面,优势外遮阳是在室外,因此,其设计及选材方面都有着特殊的要求:遮阳系统所用材料必须耐久性强,同时为使内外空间相融洽,在设计节能措施过程中要充分考虑这样形式与室内空间及外立面设计的相互配合。内遮阳的隔热效果不如外遮阳,由于其位于室内,安装使用及维护都十分方便,因而不分地域性。总之,不论是外遮阳还是内遮阳,其效果都各有独到之处,而一旦将两者遮阳系统结合起来,既能达到良好的节能效果,又能拥有很强的灵活性。
结束语
随着城市化建设的快速推进,建筑能耗不断上升,对生态环境也形成了严重的影响。因此对建筑设计中的建筑节能设计进行研究具有十分重要的意义。当前建筑市场竞争日趋激烈,建筑设计中建筑节能设计水平是未来建筑企业在激烈的市场竞争中能否脱颖而出的重要评定标准之一,因此必须对其进行研究分析。
参考文献:
[1]杨海泉.探讨节能施工技术与绿色节能建筑的关系[J].门窗,2013
Key words: high-rise buildings;structure design;irregularity;research and application
中图分类号:TU973 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)07-0107-02
0 引言
在设计高层建筑结构的时候,因为会受到多种因素的影响,导致建筑结构经常出现不规则性,主要就是体现在局部楼板不规则、竖向自身刚度不规则以及凹凸不规则等,所以,在实施设计建筑结构的时候,需要准确判断设计建筑不规则性,保证建筑的安全性和稳定性,高层建筑设计不规则性不但能够提供良好视觉效果,也能影响建筑整体安全性,因此,在设计建筑结构的时候,需要高度重视不规则性,完全设计建筑结构的效果和作用。
1 高层建筑不规则性的发展现状
伴随着不断发展科学技术以及国家经济,开始大力发展建筑行业,为了能够满足市场需求以及城市化发展进程,设计人员在设计建筑结构的时候,需要不断更新和改变设计理念,从传统的对称设计规则和理念变为多样、新颖、独特的建筑设计风格,如不对称、不规则高层建筑结构,因为不断改变的思维意识,越来越多出现复杂外形的设计结构,不规则的高层建筑形式,基于此,未来高层建筑发展方向就是不规则设计,虽然不规则设计方式能够极大程度提高建筑美感度,但是会在一定程度上提高建筑强度,怎样在保证稳定、安全的基础上,设计独特的不规则建筑形式,成为建筑行业未来发展的重大问题[1]。
2 划分高层建筑中不规则结构
依据抗震规范设计建筑不规则架构的时候能够分成以下三个级别:一是,一般不规则。依据相关标准和设计规范来提出合理解决措施;二是,特殊不规则。经过相关部门和专家论证以后提出符合标准规范的解决措施,检查建筑抗震级别的时候严格遵守第111号建设部设计规范;三是,严重不规则。依据实际设计规范要求合理调整和修改建筑方式。包括竖向不规则和平面不规则两种结构形式。
2.1 平面不规则结构种类 平面不规则设计结构主要包括扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不规则三种形式,从以上三个角度来着重分析高层建筑平面设计不规则形式。
2.1.1 平面刚度偏心 平面刚度偏心包括两种形式,平面外刚度和平面内刚度,平面外刚度就是垂直荷载作用方向的刚度;平面内刚度就是具备一致与荷载作用方向的刚度。因为理想设计构件模型、施工环境、承受荷载与实际构件情况之间的差异,促使出现不唯一的平面刚度,也就是说会适当降低刚度[2]。
2.1.2 平面质量偏心 设计不同尺寸界面结构构件的时候,会出现质量偏心现象,此外因为施工条件、设计结构等原因出现质量偏性,依据国家抗震相关设计规范指标,设计平面规则结构的过程中,分析偏心影响的时候,需要合理应用简化的提高边榀结构地震作用效应方式,对于设计高层建筑结构来说,具备和国外一致的标准和规定,计算楼层偶然偏心质量单向水平地震情况的时候,与建筑物在地震作用方向上的每层投影长度的5%息息相关。刚度计算公式如下:Ki=Vi/Ui
其中Vi是第i层剪力,Ui是第i层层间位移。
2.1.3 平面强度偏心 平面应变以及平面应力都与简化空间模型理念息息相关。平面应变就是说在同一平面内进行所有应变;平面应力是说在同一平面内所有应力。常见的两种偏心问题就是平面刚度偏心和平面质量偏心,在实际设计高层建筑结构的时候,经常会忽视强度偏心的影响,在设计过程中,钢构件、钢筋使用型号、混凝土的配置都具备一定不确定性,因此,会促使设计结构强度与实际强度之间具备一定差距,从而使得设计结构强度的时候出现偏心,工作人员很难有效控制结构强度,因此在施工中不能忽视平面强度偏心[3]。
2.2 竖向不规则结构种类 在实际设计高层建筑结构的时候,会经常出现一些竖向不规则结构,例如,设计高层建筑过程中,采用上下粗、中间细的形式,上述结构形式会在一定程度上提高或者增强楼层承载力,如果不能全面分析竖向不规则结构,会极大程度影响建筑整体设计效果,竖向不规则设计结构主要包括侧向刚度不规则、楼层承载力突变、不连续竖向抗侧力三方面。
3 高层建筑结构设计中不规则性的应用
依据相关研究可以发现,当建筑结构遭受到地震等自然灾害的过程中,相比较同类型建筑结构中,存在平面不规则性建筑设计结构更容易被破坏,并且上述建筑还存在相对比较薄弱的抗扭转刚度、刚度偏心、质量偏心等问题,需要进一步分析和研究建筑设计不规则结构。高层建筑不规则结构中,最严重的破坏方式就是扭矩效应。在实际设计结构和实施建筑结构的时候,扭转效应对于高层建筑来说具备极大影响,应该及时采取有效解决措施,可以最大限度限制使用不规则平面结构设计高层建筑,能够在一定程度上降低过大偏心问题,从而能够及时的降低扭转效应影响高层建筑设计的效果,并且适当增加建筑设计的扭转刚度,促使不会因为具备比较弱的强度二提高扭转效应,在分析判断高层建筑扭转效应的过程中,对比法分析依据以平动为主的第一自转周期及以扭转为主的第一自振周期,如果存在相似的数值,在振动耦连影响前提下,会极大程度影响设计高层建筑的扭转效应。尽可能降低扭转作用,从以下方面分析解决措施:
3.1 高层建筑结构设计中降低相对偏心距 经过大量实践可以发现,设计高层建筑不规则结构的时候,相对偏心距和扭转效应存在一定线性关系。想要有效降低设计高层建筑不规则结构的扭转效应,并且尽可能缩小楼层位移比,应该合理调整布置建筑的平面结构,保证能够具备更加类似的刚心位置和构架质心。实际建筑施工过程中,初步计算分析刚度结构,合理调整不符合规范的不规则建筑结构平面设计,依据初步计算结果可以有效确定设计建筑结构的刚心和质心。有机结合以往经验和相关资料数据,来准确分析和判断设计建筑结构的刚度,在比较原理质心的位置,适当提高或者降低构件抗侧力[4]。
3.2 高层建筑结构设计中合理调整扭转刚度和抗侧刚度 在设计高层建筑结构的时候,结构周期和扭转效应之间具备一定线性关系,所以,在实际设计高层建筑不规则结构的过程中,应该尽可能降低周期。设计剪力墙结构的时候,需要适当增加剪力墙厚度,特别是远离结构刚心为指导强力墙更应该给予一定关注,合理增加设计的扭转刚度,能够有效降低设计结构扭转周期,在结构边缘附近设置一定的拉梁或者提高拉梁刚度[5]。
3.3 增加建筑附近抗扭构件的抗剪力 在存在很强震动的影响下,如果仅仅只是依靠调整和改变结构布置形式是不能完全符合规范的,设计建筑结构的时候需要保持纵横安全性,经过大量实践表明,在非弹性时期设计高层建筑的时候,会在一定程度上遭受到水平方向震动影响,由于不断改变形态,对称建筑结构会形成相应偏心,所以,应该不断提高和强化设计建筑结构的抗剪性能,保证在强烈震动基础上能够具备整体弹性的高层建筑设计结构,以便于保证拥有良好的抗震性[6]。
3.4 设置防震缝 在设计高层不规则建筑形式的时候,经常会应用一些复杂架构的平面形状,因为受到实际情况的影响,不能合理设置成规则的平面建筑结构,因此,利用防震缝来有效的把建筑结构变为交单的结构单元。在高层家建筑设计中应用不规则结构的时候,防震缝具备一定作用和意义。如果存在不同体系结构的两侧防震缝、不同应用的地震反应效应,需要依据实际宽度来合理设计防震缝。如果出现沉降比较大的相邻基础结构,防震缝能够被当做沉降缝[7]。
3.5 实际应用 北京商务中心的中央电视台大楼,基本支柱结构是两栋倾斜的大楼,悬空180m的位置向外延伸10m,形成正面O型侧面S型的结构。主要应用多种不规则菱形渔网状金属脚手架,163m以上部分主要形成L形式悬臂,主楼双向内侧存在6°的倾斜,利用诸多不规则几何图形构成玻璃幕墙,促使此建筑技术含量高、结构新颖、造型独特。