摘要:對建筑設計中的一些問題和規范中的一些規定進行討論,并且較好地滿足了結構設計要求,實現了建筑與結構的統一,同時對貫徹實施設計規范、標準方面存在的問題提出解決方法,為建筑發展創造了前所未有的機遇,建筑也成為城市空間中一道獨特的風景,對鋼筋混凝土建筑設計中的一些問題和規范中的一些規定進行分析,對構造的具體措施進行分析研討,對建筑的因素進行歸納分析等。
關鍵詞:建筑設計,特點,因素,作用
1 建筑設計的論述
建筑一般由三個部分組成:裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。建筑設計對于一個城市而言,建筑往往具有一定的代表性和象征性,對此反應了一個城市的經濟水平和發展程度,建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大,但是底層部分卻可以運用一些巧妙的方法進行處理來豐富空間形式。選擇合理的造型就顯得尤為重要。
建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產生重大的影響。隨著我國鋼筋混凝土建筑迅速發展,科技的不斷進步,建筑也存在著一些設計問題,從基本的框架到高層的疊加,每一層都存在著一些設計問題,這些問題影響著我們在建筑中存在著一些風險問題。
2 建筑結構設計特點
2.1 水平荷載成為決定因素。一方面,因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值, 僅與樓房高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩,以及由此在豎構件中引起的軸力, 是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用, 其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
2.2 軸向變形不容忽視。高層建筑中,豎向荷載數值很大, 能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小, 跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大; 還會對預制構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整; 另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。
2.3 側移成為控制指標。與較低樓房不同,結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加, 水平荷載下結構的側移變形迅速增大, 因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
2.4 結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言,高樓結構更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施, 來保證結構具有足夠的延性。
3 建筑設計存在的因素
3.1 能量。外圍護墻耗費能量較大,大約占25%左右的能量,外圍護墻的保溫效果弱將消耗能量較大。
3.2 形狀。建筑的形體也影響著占地面積多少,例如:圓柱寶塔形狀,橢圓形建筑,立方體形狀等。
3.3 環境。建筑的環境位置也會影響設計。
3.4 季節。不同的季節對建筑需要的熱能不同,冬季風強就會熱損失較大,增大冷空氣的滲透量,使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當,墻體內部易產生冷凝水。因此,建筑保溫材料的選用,建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。
3.5 風荷載是結構設計的控制因素,隨著建筑物高度的增高,風荷載的影響越來越大。建筑中除了地震作用的水平力以外,主要的側向荷載是風荷載,在荷載組合時往往起控制作用。
3.6 對于建筑更改設計時,應在圖紙首頁說明更改原因、更改范圍、更改內容等,以減少設計存在的因素。
4 建筑中的設計作用
建筑一般分布在城市中商業發達的地段,這些地段的街道本身交通荷載就較大,高層建筑又大大增加了這些街道的交通壓力,所以分布在這些街道兩側的高層建筑要盡量控制其層數和高度,同時在規劃設計時要對這些街道進行擴展,加大其通行能力。建筑結構抗震分析和設計的主要內容,當前國內外抗震設計的發展趨勢,是根據對結構在不同超越概率水平的地震作用下的性能或變形要求進行設計,結構彈塑性分析將成為抗震設計的一個必要的組成部分,但是由于結構彈塑性分析的復雜性,在如何進行計算和如何設定具體要求的問題上,各國的做法也有所不同,抗震設計要求建筑的平、立面布置宜規正、對稱,建筑的質量分布和剛度變化宜均勻,否則應考慮其不利影響。但有的平面設計存在嚴重的不對稱:一邊進深大,一邊進深小;一邊設計大開間,一邊為小房間;一邊墻落地承重,一邊又為柱承重。建筑對城市各構成要素也產生重大的影響,建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統文化,不當的尺度會對城市產生不良的影響,改變了城市傳統的歷史文化,也改變了原來城市各構成要素之間有機協調的比例關系,
5 建筑的結構技術
建筑對結構的設計有著嚴格的要求和計算原則,不論是框架結構還是混合結構,都嚴重的影響著結構技術,高層建筑重要解決模板、混凝土、鋼筋三個方面的施工技術,對小模板、大模板、各個模板均有其優點缺點和其他的適用范圍,對于高層建筑的設計在未來方向將面向標準化,工具化方面發展,尺度是在不同空間范圍內,建筑的整體及各構成要素使人產生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。在結構分析與計算階段,如何準確,高效地對工程進行內力分析并按照規范要求進行設計和處理,是決定工程設計質量好壞的關鍵。由于新規范的推出對結構整體計算和分析部分相當多的內容進行了調整和改進,計算確定的構件設計單位均應進行計算并提供計算書。選用標準圖時應注明標準圖集號及所用參數。采用電算的,除電算計算書外,尚應提供原始計算資料(如面荷載、線荷載的計算),原始數據及總信息中參數取值應校對、審查無誤后再輸入。因此,對于計算結果,一定要仔細核對,不能算出結果就畫圖,尤其對于平面形狀不規則,不是水平的構件;兩根互相連接的懸挑構件;框支桁架等等。必要時,應當用手算簡化補充計算, 構工程師也應該相應地對這一階段比較常見的問題有一個清晰的認識。
6 建筑設計中的外部尺度
①城市尺度。建筑位置、高度的確定,對建筑的城市各構成要素也產生重大影響。②整體尺度。整體尺度指高層建筑各構成部分,一般在最高和最低等級之間還有1~2 個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。③街道尺度。街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。④近人尺度。近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。
7 結束語
設計建筑中充分地把握各種尺度,結合人的尺度,滿足人的使用、觀賞的要求,必定能創造出優美的高層建筑外部造型。對于建筑這就要求結構設計人員在工作中嚴格要求自己,不斷學習新規范,力求掌握更為合理的結構計算方法。
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