發布時間:2023-10-05 10:22:36
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇建筑設計的優化建議,期待它們能激發您的靈感。
【關鍵詞】住宅建筑設計;建議;發展方向
隨著我國經濟的不斷快速發展,人們對居住的條件和需求與時俱進。住宅的建設一直是城鄉建設的熱點,人們對住宅的使用功能、舒適度、安全感以及環境質量更關心。所以,住宅的功能、質量等方面必須與其價格相聯系,與市場需求相適應,以滿足人們的要求。
一、住宅建筑設計存在的問題
1、套型設計不合理
(1)起居室設計
① 面積太大。起居室面積太大,使室內凈高顯得較低,給人帶來壓抑感;
② 起居廳的門洞數量過多。在起居廳設計中門的數量與功能作用成反比,有2個~3個門的廳,對其功能影響不大,有4個門的廳,其交通面積增多,使用功能就會降低,有5個門以上的廳,作用很小,基本只起著過道的作用,門洞的數量與位置起著決定性作用;
③ 餐廳與起居室結合,造成氣氛和氣味的相互干擾,很不協調。
(2)衛生間設計
在住宅設計中,衛生間的位置正對入口或直接對起居室開門,不雅觀不協調。
(3)廚房設計
廚房的使用面積太小,多數在4.0㎡左右,給排水管道、燃氣管道等排列零亂,沒有統一專用管道井,檢修也十分困難。
2、采光不足,日照間距不夠
目前一般常見到的大進深住宅,往往室內中部出現“暗廳”,或房間的形狀狹長,中部采光不足。一些住宅為了避免出現面積大于10㎡的暗廳,采取了中部暗廳開口,形成狹長的大房間的變換設計,不僅房間使用不方便,也不能滿足起居廳采光標準中規定的側窗采光要求窗地面積比大于1:7的規定。還有一部分住宅套內居住空間均為不利朝向,不符合住宅設計規范規定的每套住宅至少應有一個居住空間能獲得日照的規定。
3、小面積選用躍層
目前在多層、高層住宅的中間層大量出現的躍層式住宅,主要是為追求變化和氣派的室內空間,并無其他功能的要求。在戶內設樓梯的躍層不利于老弱及兒童上下使用,且樓梯要占用一定的房間面積,對于面積不太大的套型更不適用。另外,不少住宅戶內樓梯坡度設計太陡,步寬尺寸不足,存在很大居住隱患。
4、不分場合地采用錯層式
(1)小面積戶型采用錯層式。有的住宅,面積不大,為了做出錯層,免不了踏步的設置,而踏步卻占了一定的面積,這不但減少了使用面積,而且由于踏步的空間分界作用使房屋空間顯得小氣;
(2)在地震區采用錯層式,造成平面上和立面上的突然變化和不規則的形狀。
1、套型的功能空間分離
文明的分室標準要求是食寢分離,起居與主臥室分開,工作同學習空間獨立。
公私分離。就是把家庭生活空間分為私密區和公共區,把臥室、工作室、專用衛生間等私密性要求高的房間劃分為私區,把起居室、餐廳、廚房、公用衛生間、門廳等劃分為公區,按公私分離原則進行生活行為單元組合設計。
餐寢分離、居寢分離。將用餐功能從臥室分離出來,同時又將起居功能從臥室分離出來。起居、進餐、就寢分離,在面積條件許可的情況下應優先考慮設置專用的餐廳。也可將用餐空間附帶在起居空間內,或附帶在廚房內形成餐室廚房,也可附帶在門廳內。
2、平面布局面的多元性、變異性和差異性
居住者層次不同,審美意向和價值取向不同,家庭結構各異,對住宅要求就不同;同一居住者不同時期對空間的使用也有不同的要求與選擇,因此,在住宅建筑設計時,除了提供豐富多樣的套型平面外,同時也要求住宅的平面布局能適應這種變異性和差異性。“部分靈活”的單元大開間,雖有固定的廚房、衛生間、入口和單元的形狀,但可劃分成不同的平面布局,滿足不同層次的需要。
3、廚、衛布局完善合拍
廚房是家務勞動集中的地方,是否適用不僅取決于有一定的使用面積,而且也取決于形狀和尺寸是否適合布置設備及操作。根據洗、切、燒的操作過程,廚房的臺面呈L型及H型柜式布置較合理,并要求有足夠長的臺面能置放電飯煲、微波爐等家電。衛生間應隨套型面積的擴大也相應增加,盥洗室分設后,上部空間可設吊柜,也可與廚房入口結合,留出一個完整的墻面作為用餐空間。
4、提高節能意識,于安全中顯特色
在實際建筑設計中我們理應提高節能意識,注重安全。例如,單向板與雙向板在棚同荷載、相同板跨的情況下,單向板產牛的等效均布活荷載較高,這不利于樓板承載較多的受力,而正方形的雙向板卻能夠為樓板增加較多的承載力。所以在建筑設計時我們不妨大膽采用雙向板,同時也可引入雙向井字粱框架,這樣不僅有利于平衡結構受力更有利于抗震。另外,在采用雙向框架設計后后,由于樓層樓而荷載向可以縱橫2個框架傳遞,橫向框架上變小有利于節省工程投資降低能耗;另一方面,即使縱向受力加大亦不足以影響層離,可以于安全中盡顯建筑物美觀的特色。
5、重視價值工程原理優化成本控制
在住宅建筑設計中,價值工程作為一種成熟有效而被廣泛運用的管理方法能夠促進設計項目真正做到技術領先、功能完備、造價合理,從而優化成本控制。因此,在項目設計時,相關部門應善于運用價值工程原理,顧全大局,全面考慮相關因素,不同地區的自然條件和社會條件的影響對審核通過的設計方案進行技術經濟分析,從而評估出可行性強的最低成本方案,有效達到成本控制。
三、住宅建筑設計的未來發展方向
1、走可持續發展的建筑設計道路
(1)對涉及的地方性,地域性理解,重視地方場所的文化脈絡。運用技術的公眾意識,結合建筑功能要求,采用簡單合適的技術。
(2)針對當地的氣候條件,盡量應用可再生能源。完善建筑空間使用的靈活性,以便減少建筑體量。將建筑所需的資源降至最少,減少建筑過程中對環境損害,避免環境的破壞,資源的浪費以及建材的浪費。
2、承重結構體系將以框架結構為主
住宅采用框架結構有利于新型墻體材料的推廣應用,提高了住宅的抗震性能,并可以為住戶提供自由分割的空間,豐富住宅的立面造型,使用面積系數也可提高,自重比磚混結構的輕,并且單位面積造價與磚混結構持平。
3、“以人為本”的全面性住宅建筑
(1)住宅建筑的舒適性
住宅建筑的本質就是為人服務,首先就要講舒適性,也就是說住宅建筑要尋求一種在符合購買面積,戶型的基礎上,使得各功能的空間有詩意的尺度。
(2)住宅建筑的適應性
主要表現在多樣性和可變性兩方面。多樣性:由于住宅市場需求的多樣性,住宅開發建設單位要避免“貧富皆宜”的單一項目,要有一定的特殊,適合多種目標群體,賦予個性化的項目,來滿足日益多樣的市場需求。可變性:由于功能的多樣性和技術的可行性,使居住空間的靈活可變得以實現,其可變性一般是以“戶”為設計單位,按基本間定型的廚衛等定型設計,居室部分采用活動式隔斷靈活分隔。
(3)住宅建筑的信息性
現代化的通訊手段與辦公條件,在智能建筑內,人們可以通過國際直播電話、可視電話、電子郵件、聲音郵件、電視會議、信息檢索等手段,獲得全球性情報、信息,以空前的高速度與世界各地的人們進行商貿活動。
(4)住宅建筑的智能型
① 安全、健康、節能、舒適宜人,能提高工作和生活質量的環境,最大限度的減少能源消耗,創造更有人性的生存環境。
② 不同用戶對不同環境的要求,開放式的大跨度和大空間結構,允許用戶迅速、方便的改變建筑物的使用功能。
四、結束語
為了適應人們生活水平提高和住宅建設發展的要求,住宅建筑應遵循適用、安全、經濟、美觀的設計原則,設計出符合新世紀要求的、具有高品質的個性化住宅作品,使我國的住宅建設健康發展。
參考文獻:
[1]高翔.論住宅工程建設投資控制的關鍵——優化設計.中國住宅設施,2008,(11).
[2]武晶.淺談可持續發展理念的居住空間設計[J].山西建筑.2007,33(5):66—67.
【關鍵詞】: 建筑施工圖;結構設計;優化;建議;工程施工
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
【引言】: 隨著人們生活質量的提高,人們對于居住條件的要求也在逐漸提高,因此對于建筑物的質量要求也在不斷提高。因此,關于建筑施工圖設計的優化被越來越多的企業所關注,充分利用有效資源,實現最大化的效益,滿足人們的要求成了所有建筑施工企業的共同設計目標。
一、 建筑施工圖設計的內容以及優化設計中存在的問題
(1) 建筑施工圖設計的內容
建筑施工圖設計實際就是總施工平面圖、建筑和結構施工圖以及和預算、概算等相關的數據、圖標等的設計,是一種文字和圖標相結合的施工指導文件。詳細規范了工程的每一個項目,保證了整個工程的順利進行[1]。
(2) 建筑施工圖優化設計中存在的內容
1、 在建筑施工圖優化設計中,沒有注重細節問題,從而出現設計漏洞,影響了設計優化的執行。
2、 建筑施工圖優化設計中存在著一些和國家規范相矛盾的因素。
3、 建筑施工圖優化設計沒有結合實際的施工要求,造成施工困難。
4、 建筑施工圖優化設計沒有重視成本控制和工藝要求,造成成本浪費。
二、 建筑設計方面的優化建議
(1) 關于電梯井的優化設計建議
由于現在的大多工程都屬于高層建筑,因此,再設計的時候必然有關于電梯井的設計。例如:有的項目有地下
室,其中電梯在地下室公共部分的設計中十分重要。經過統計,現在大多的地下室公共部分的地面標高和安裝電梯的地面標高相等,因此,就導致電梯基坑底標高低于地下室底板標高1.7—1.9M,同時,由于電梯基坑自身的承臺厚度,這樣實際中電梯位置的土方深度比地下室的開挖深出3—4M,增加了工程難度和風險,同時也加大了工程造價。通過分析,可以依照地下室公共部分的特點,一方面消減公共部分的層高,另一方面提升公共部分的地面標高,保證地下室地板和電梯基坑地面兩者的標高齊平,這樣一方面保持了地基的穩定,另一方面減低工程難度和風險,進而節約了成本[2]。
(2) 關于屋面變形縫的優化設計建議
現在,大多施工圖設計中常采用預制的鹼蓋板或者是成品的鋁材蓋板來設計制造屋面變形縫。其中預制的鹼蓋
板,質量重,同時容易損害隔離層,且拼縫不易處理;成品的鋁材蓋板,質量輕,但是單薄且容易變形,因此不耐用,同時這兩種蓋板不利于節點防水。經過作者的工程實踐,利用用現澆鹼懸挑構件,一方面可以擴大封蓋的密實性,另一方面也可以利用現澆工藝減弱對下隔離層的沖擊,這樣在解決滲水頑疾的同時也保證了鹼蓋板的堅韌,增加了工程的實用性[3]。
三、 結構設計方面的優化建議
(1) 簡化梁編號
隨著建筑物格局的復雜化和體量的膨大化,建筑物構建數量也在逐漸增多,梁的種類和數量的增多,使得想要在許多的梁中需至少特定編號的梁極其費勁,滯后了施工。現在作者經過工程實踐,找到了一種有效、簡潔的構件編號方法:直接以軸號命名和軸網重疊的梁,例如用KL1命名第一個軸的梁,那么與之相連的支梁就是KL1—1,KL1—2,KL1—3等等[4]。這種方法可以簡化工程施工以及后期預算。
(2) 關于鋼筋錨固長度的整數設計
關于建筑施工的鋼筋錨固長度是常用的建筑參數,項目統計人員需要熟記。但是隨著建筑技術的改進,以及國家規范和圖集編制的精細,關于建筑施工的鋼筋錨固長度參數的計算習慣被打亂,給項目統計人員帶來困難。作者根據自己的工作經驗提出可以對鋼筋錨固長度進行優化,例如,把鋼筋錨固長度的數值倍數化為整五整十,這樣可以提高計算效率,減少誤差。
(3) 優化柱主筋
在進行結構設計時,柱主筋往往受到不同因素的影響而發生變化,更有甚者,上下層主筋級差達兩級以上,這就導致焊接或者機械連接工作的滯后,這時可以采用綁扎搭接的方法。但這樣會造成以下的問題:
第一, 因為柱筋剛度差,需要采用電焊等固定措施,一方面導致施工繁瑣,另一方面影響柱筋間的凈間距。
第二, 在綁扎搭接時,下料的單根鋼筋長度不標準,需要進行裁剪,造成鋼筋浪費。
因此,作者建議可以在設計中考慮設置過渡筋,這樣可以保證結構豎向鋼筋變化逐級進行,一方面節約建材,另一方面提高施工效率。
(4) 優化外凸柱變截面
在設計初,外凸柱可以改善室內空間的功能。但是,結構設計中的柱截面會受到高度變化的影響,當遇到外凸柱變截面,就會變成階梯狀柱。因此,在裝修時需要補平柱變截面,這樣既增加了施工困難,又出現安全隱患。作者根據自己的經驗分析,建議不變截面,同時保證外凸柱上下通長,減低配筋率【5】。。
(5) 優化梁配筋
在配筋設計中,關于梁配筋需要整體考慮,合理計算鋼筋長度,這樣可以提高鋼筋的使用率;同時,通過控制柱頭節點的錨固端來提高柱頭硅的施工效果。
四、 利用估算控制設計,完成建筑施工圖的優化設計
估算控制設計可以通過控制工程造價優化施工設計圖。估算控制設計就是根據上階段審定的投資額進行下一個
投資控制設計,在設計時,把控制工程量和材料作為投資估算控制設計的內容,同時控制違規的變更,保證施工圖設計和概預算能夠有機統一,避免出現脫節現象。只是,估算控制設計要求技術和經濟對立統一,設計人員要有高度的責任感和工程造價意識。
五、 加強設計人員的技能培訓,提升整體素質
建筑施工圖的設計中,設計人員的主觀意識發揮了十分重要的作用,因此設計人員的素質關系關系著建筑施工
圖設計的質量。但是,現在的建筑設計單位以及施工隊都是良莠不齊,建筑市場有很多資質低的企業,這樣就影響到了設計的質量。所以,除了,政府要審查企業的資質外,企業也要做好自律工作,企業還可以利用技能培訓加強行業相關知識的熟悉程度,提高設計人員的專業素質。
小結:
綜上所述,建筑施工圖的優化關系到建筑施工的質量、成本等很多方面的問題。只有重視設計的細節,結合實際情況,規范設計,這樣才能夠合理控制建筑施工圖的設計,讓優化發揮實效,讓工程建設順利進行。
參考文獻:
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[4] 莫承宇. 提升建筑施工圖設計管理水平的措施分析世界家苑2011(2):62—64.
【關鍵詞】建筑施工圖;設計優化;成本控制;優化實例
引 言:
建筑施工技術的不斷發展改變了以往建筑施工的節奏,建筑施工的速度隨之加快,而建筑項目的周期縮短給建筑設計和施工圖設計帶來了較大的困難,施工圖在建筑周期縮短的影響下使其周密性下降,單純的利用設計圖進行施工圖設計容易導致對建筑成本和施工難易程度的考量不足,而影響施工進程。不完全統計設計階段可以控制成本80%左右,而施工開始后對成本的影響則僅為20%,而現實中設計與實際施工之間仍然存在脫節的情況,設計者在進行設計時不能充分的考慮建筑特征以及使用效果等,這樣就容易到施工圖設計不能適應實際的施工需求,引發矛盾等影響進度,反而提高了施工的成本,因此需要對其進行合理的優化才能起到施工圖的作用。
一、施工圖設計優化的重要意義
1、幫助成本控制
施工圖設計的優化實際上就是一種小規模的設計優化,針對設計中的一些地方進行改進與調整,使之適應施工需求,以及質量控制,優化中也會提出相應的限額等要求,以此達到成本控制和優化的效果,因此施工圖設計優化就是在設計單位按照設計完成施工圖后,施工單位按照施工圖進行預算分析,編制工程的技術性指標,按照限額設計的要求與施工單位的內部成本控制標準進行比較,然后對施工圖中影響施工成本的關鍵點進行分析,并進行合理改進,以此可以優化施工成本支出的配置,由此降低施工成本。
2、優化建筑結構經濟性
建筑工程的發展趨勢是復合性滿足功能的趨勢,單純的結構上對功能的滿足已經不能適應現代建筑工程,所以建筑設計與施工者必須對空間進行合理的組織和設計,結構設計與資源配置必須平衡,同時提供建筑循環再利用的比例。目前設計單位仍然重視對結構合理性的設計,而不考慮空間對建筑功能的影響,所以在施工圖設計優化時,可以充分考慮建筑的特性和功能需要,從而改進設計中這樣的不足。
3、降低施工難度
施工單位在設計施工圖的過程中對施工單位的情況往往還不夠了解,對其工程設備、人員技術水平、輔助設計、過渡措施、工藝等都都不能進行適應性調整,因此設計圖紙與施工圖對施工單位而而言一定會存在脫節的地方,所以容易引起變更與工期延誤等,對工程的成本和質量往往造成負面影響,所以在施工圖設計優化中,通常組織施工單位和相關部門參與,使得設計優化更加適應施工現場的需求,這樣指導完成的施工組織和設計就更加有的放矢,以此幫助施工單位降低施工的難度,提高質量控制的效果。
二、施工圖優化的經濟技術指標體現
1、經濟指標是優化的基礎
施工圖的優化必須有標準可以參考,而經濟性指標就是一個較為重要的基礎性指標,任何優化都不能犧牲經濟效益,多數非專業的技術人員單憑施工圖的易懂程度來判斷是不合理的,不能說明施工圖設計存在不合理,這時應依靠輔助方式進行說明,即利用建筑經濟性指標對施工圖進行詳細解讀,在施工圖預算上配合經濟指標的分析與研究,將編制好的建筑技術經濟性指標與項目施工圖所形成的的指標進行比較,以此來對施工圖進行調整,這就可以保證施工圖的優化,按照經濟性需求。
2、提供參考依據
建筑經濟技術指標應為圖紙優化提供重要的參考依據,土工工程中建筑施工單位在明確施工圖設計優化后,應在優化的過程中以及結束階段對施工圖優化的效果進行分析,確定施工圖是否滿足建筑經濟性的要求,此時應參考相關的技術性指標,為施工圖的優化提供基本標準和參數,編制經濟技術指標和優化前的經濟技術指標進行分析比對,通過比較就可對優化方案進行選擇和平衡,側重經濟性與質量保障雙贏的方案,完成對施工圖的優化,這樣才能保障施工圖優化的有效性。
三、土木工程中建筑施工圖設計的優化案例解析
1、對布局和層高的優化
某個大型商業建筑,在設計后進行了施工圖優化設計,壽險對其層高和功能流線等進行分析與優化。具體情況如下:施工圖初期商業建筑中引入了高度較大的商業影城,對于院線頂部的設計尤其特殊性,而最初的設計不能滿足退臺的形式,因此在施工圖優化中對影院的布局進行了調整,重新布置了影廳的布局,并充分利用了空間,獲得較好的效果。其次,按照設計商業中心逐層設置了餐飲功能區,后勤流線設置引發了空間矛盾,根據餐飲作業的特點以及貨梯等情況,對原有的施工圖進行了調整,重新布置餐飲區以及相關設施的施工位置,通過貨物了流線和庫房來設置新的餐飲區,從而提高空間利用效率。最后,調整空間合理布局層高。在多數項目中都需考慮環保性設計,在綠化要求上有著嚴格的標準,原有的設計中,對地下一層的高度設計不夠合理,一些地方的層高甚至低于2.5m,所以在施工圖設計優化中,對原有的設計進行調整,增加了地下一層的高度,最低處保證了2.6m的凈高,樓梯間以及踏步幫助解決高差問題。這就滿足了建筑綠化的要求,同時也保障了建筑高度連貫性,也可適應地下一層管線多的具體情況。
2、綜合管線優化設計
首先,在優化中對凈高進行嚴格的要求,這樣就對建筑中的電氣設備有了硬性的要求,在施工中應控制梁高來保證通風和采暖通道、電氣線纜等可以在梁高內布置完成,總體管線高度應小于梁高,這樣就可保證凈高度。同時對管線的布局進行合理的優化,重點對特殊管線的走位進行控制和要求,如管線應避免穿越防火的分區,避免穿過大跨區與的梁高。在一些商業建筑中首層為服務區,不能不知空調和水管等,應轉移到地下一層,利用豎向井完成連接,地下一層的降板區應貼墻設計,設置側向的排風以及排煙口,改變貼梁設計的思路,保證凈高。
3、對防火設置的優化
防火墻設置,在商業用建筑中,防火墻是一種人為設置的分區,即對火災進行控制,防火卷簾的長度不能超過防火分區邊界的30%,這就意味著必須利用防火墻進行分割,這樣的設置往往會影響區域的靈活性,在防火分區以及防火墻的設置上,應對開間以及商用空間進行分析,并確定自然區域,防止因為防火墻而影響商業空間利用。同時在局部設置側向防火卷簾,在功能區域內防火分區變小,因此多處空調管線必須穿過防火分區,常規的方式是掛板穿越,卷簾在空調管道的下方,這樣就影響了建筑空間的凈高,因此可以采用側向卷簾的方式,使之與管道平行,從而達到保持凈高的效果。最后就是消防栓的設置,在保證撲滅半徑的清下,應與給水專業進行協調與分析,合理設置消火栓的位置,盡量避開商業面客的區域,為精裝修保留一定的空間,在不影響防火功能的前提下,完成合理布置。
結束語:
土木工程中建筑施工圖是指導現場施工的重要依據,也是決定建筑設計適應性和施工效率的重要文件,綜上分析,其優化設計對于建筑施工而言十分重要,并從某些方面決定了建筑施工的經濟性和效率、質量等,因此必須從細節入手,對施工圖的適應性進行調整,使之可以適應建筑的類型和功能,從而保證優化更加有效。
參考文獻
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關鍵詞:剪力墻結構 優化設計 墻體布置 限額設計
1 前言
鋼筋混凝土現澆剪力墻結構以其抗震性能好、墻體布置靈活、開間內無梁等優點,是多高層住宅最普遍采用的結構形式。我國城鎮化建設過程中,對住宅需求量大,研究并推廣剪力墻結構的優化設計可節約大量建設成本。現在很多開發商為了控制結構經濟指標,盡量排除導致離散型的自然因素和建筑方案因素,對建筑分類采取限額設計的方式。如表1即為國內某大型房地產開發商對8度抗震設防區剪力墻結構住宅鋼筋的限額設計指標。通過順義新城0701-013地塊住宅項目在結構方案確定及審圖過程中發現的問題,結合多年學習、研究、積累,總結出幾點關于剪力墻結構住宅優化設計的經驗,供廣大結構設計人員參考。
2 項目概況
順義新城0701-013地塊住宅項目為三棟各自獨立的住宅樓1#、2#、3#樓,地下一層,地上分別為11層、10層、15層,層高均為2.8米。抗震設防烈度8度,設計基本地震加速度0.2g,設計基本地震分組第一組,建筑抗震設防類別為丙類。建設方要求地上部分按鋼筋45kg/m2進行限額設計。
3 墻體布置的優化
住宅建筑方案拿到結構工程師手中時,墻體未區分承重墻和填充墻,如何布置承重剪力墻是結構工程師面臨的第一個課題。筆者通過大量工程設計實踐發現,一般多高層住宅剪力墻配筋絕大部分均由抗震構造配筋控制。所以,使剪力墻的布置能規避規范的較大構造配筋要求成為優化的一個關鍵點。通過熟練掌握《抗震設計規范GB50011-2010》《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2010》中關于剪力墻結構的有關規定,我們找到那些使墻體構造配筋增大的相關要求,然后再看看能不能找到路徑合理合規的避開這些要求。
3.1 盡量避免框支剪力墻
《抗震設計規范GB50011-2010》第6.4.3條規定:“一、二、三級抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋的最小配筋率均不應小于0.25%”“部分框支抗震墻結構的落地抗震墻底部加強部位,豎向和橫向分布鋼筋配筋率均不應小于0.3%”,對于200厚墻體來說,若滿足0.25%的配筋率,豎向和橫向配筋φ8@200即可,若滿足0.30%的配筋率,需配置φ8@150或φ10@200,配筋量增大了33%或56%,另外,根據《抗震設計規范GB50011-2010》表6.1.2之規定,部分框支抗震墻結構底部加強部位抗震等級均普遍比未設框支的抗震墻結構提高一級,框支抗震墻力的調整增加可能使計算配筋超過構造配筋成為配筋控制因素。還有框支梁的配筋及板鋼筋等一系列構造要求均會使結構造價大量增加,在高設防烈度地區尤其如此。
順義新城0701-013地塊住宅項目1#、2#、3#樓地下室分別為自行車庫、儲藏間、設備用房,與地上住宅房間分割肯定會有差異。剪力墻布置時與建筑、設備專業協調配合,使剪力墻體全部能落地,最終三棟樓均未出現梁托墻的框支結構,為進一步優化設計打下良好基礎。
3.2 減少約束邊緣構件數量
住宅剪力墻墻體分布筋通常按構造配置很小直徑(一般直徑不超過φ10)即可滿足要求,而剪力墻兩端的邊緣構件的縱筋和箍筋按構造或計算要求均需配置較大直徑或較密間距才能滿足要求,所以剪力墻邊緣構件配筋量占比剪力墻所有鋼筋顯得很突出,如何能減小邊緣構件的配筋量呢?
按規范規定,約束邊緣構件的配筋范圍和配筋率要求都比構造邊緣構件高出不少,例如三級抗震等級時,約束邊緣構件豎向配筋率1.0%,并不少于6φ14,構造邊緣構件底部加強部位豎向鋼筋最小量為0.6%,并不少于6φ12。構造邊緣構件配筋比約束邊緣構件配筋減少40%以上。《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2010》第7.2.14條規定“一、二、三級剪力墻底層墻肢底截面的軸壓比大于表7.2.14的規定值時,應在底部加強部位及相鄰的上一層設置約束邊緣構件”。反之,如果剪力墻底層墻肢底截面的軸壓比小于表7.2.14的規定值,則在底部加強區的墻體可不設約束邊緣構件,而代之以配筋更少的構造邊緣構件。
如何使墻肢軸壓比小于表7.2.14的規定值的規定值呢?由軸壓比計算公式μN=N/fcA,可知三種減小軸壓比的方式:⑴計算采用荷載不要盲目加大;⑵剪力墻采用的混凝土強度等級可適當加大;⑶增加墻體截面面積。混凝土價格會隨其強度等級的增加而增加,但增加的幅度并不大,所以提高混凝土強度等級,使墻體軸壓比降至規定范圍之內,是降低墻體邊緣構件配筋的重要手段。增加墻體截面面積主要是指增加墻體長度。增加墻體厚度會占用有效使用面積,一般不采用。增加墻體長度后,墻體增加的分布鋼筋與梁減少的鋼筋和減少的填充墻砌筑基本可以互抵,而約束邊緣構件則可由構造邊緣構件取代,邊緣構件縱筋也可由計算值控制降為構造控制,此方式仍可產生可觀的經濟效益。
1#、2#、3#樓底部加強區為首、二層,約束邊緣構件按規范要求上下各沿一層。若不研究控制軸壓比,則地下室至三層需配置大量約束邊緣構件,使本項目鋼筋量增加。針對此問題采取以下措施:荷載按實際情況(項目之初根據實際情況制定荷載技術措施)取值,不得隨意增加;在底部加強部位混凝土強度等級加至C35;將軸壓比較大的剪力墻墻肢加長,使軸壓比小于0.3。在結構調模型計算過程中,隨時關注軸壓比變化,使之小于設約束邊緣構件限值要求。最終本項目加強區除極個別窗間墻處需設約束邊緣構件外,大部分墻肢僅設構造邊緣構件即可滿足要求。
3.3減少邊緣構件面積占比
如前文所述,減少墻體邊緣構件配筋是優化墻體配筋的關鍵,除了上述使約束邊緣構件變為構造邊緣構件的方法,還可以從另一方面入手,即想辦法減少邊緣構件的面積。
《抗震設計規范GB50011-2010》圖6.4.5-1和圖6.4.5-2條分別給出約束邊緣構件和構造邊緣構件的配筋范圍,各四種情況。但這四種情況乃最基本、應用最多的四種情況,實際工程由于建筑方案的多樣性,特別是建筑立面的凹凸,邊緣構件的形狀遠非這四種最基本情況能涵蓋。如圖1所示墻體邊緣構件在工程中就很常見。很明顯,這種墻體被邊緣構件占去很大面積,而邊緣構件又不得不按規范配置大量構造鋼筋,實際按計算地震時又不需要那么多鋼筋。若想盡量避免這種情況,首先在建筑方案階段結構工程師最好能介入提出優化的意見,避免過多凹凸的立面造型及開間交錯復雜的平面設計;其次,在初設和施工圖階段布置墻體時,應盡量把剪力墻體布置成“L”形、“T”形長墻,一些不必要的墻體拐彎采用填充墻處理,使邊緣構件盡量多的采用規范中如圖2所示四種基本情況才是最經濟的。
多、高層住宅通常均需設置電梯,由于安裝要求及為了減少電梯運行噪音對住戶的影響,電梯井四周墻體均應采用鋼筋混凝土剪力墻。但當電梯井并排放置時,電梯井間的分隔墻兩側均無板,其承擔的荷載僅為自重,設置此墻對增加結構安全性并無太大意義,而且因為墻肢短,邊緣構件占比較大,因此,結構設計時電梯井之間的分隔墻可不設置。兩電梯間可設置一定數量的后澆圈梁或型鋼滿足電梯導軌安裝需要。
3.4 盡量避免短肢剪力墻
《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2010》第7.1.8條給出了短肢剪力墻的定義“短肢剪力墻是指截面厚度不大于300、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻”。《高層建筑混凝土結構技術規程JGJ3-2010》第7.2.2條規定:“短肢剪力墻的全部豎向鋼筋的配筋率,底部加強部位一、二級不宜小于1.2%,三、四級不宜小于1.0%;其他部位一、二級不宜小于1.0%,三、四級不宜小于0.8%”,此配筋率遠大于普通長肢剪力墻分布筋0.25%(高規第7.2.17條)的規定,以上規定對比第7.2.15條、第7.2.16條對邊緣構件縱筋規定可以發現,短肢剪力墻整個墻肢的縱筋配筋率甚至不小于普通墻肢對邊緣構件縱筋配筋率的要求。綜合考慮墻肢全長范圍內的分布筋與邊緣構件配筋總量,短肢剪力墻配筋率比普通剪力墻配筋率大40%以上。因此,在布置剪力墻時應盡量避免形成短肢剪力墻,墻肢有條件加長時應至少加長至多于短肢剪力墻50mm,沒有條件加長時可以考慮不設此段墻肢,采用梁連接。
4 混凝土強度等級的選擇
為控制剪力墻軸壓比,高層建筑底部采用較高強度等級混凝土,向上強度等級逐漸降低,頂部一般強度等級降至C30。剪力墻混凝土強度等級宜控制不超過C40,因為高強度混凝土不易養護。一般情況下,不要因為位移不夠采用超過C40的墻體混凝土,更不要因為連梁不夠而采用超過C40的混凝土,C60混凝土的彈性模量只比C40提高10%左右,對減小整移的貢獻有限。
樓板和梁采用同一強度等級混凝土,地下室梁板因耐久性要求應采用C30混凝土,地上各層梁板采用C30或C25混凝土。住宅建筑一般板塊較小,樓板多為構造配筋,采用更高強度等級混凝土不但容易開裂,且會增加樓板的最小配筋率,造成浪費。
地下室外墻一般長度較大且對混凝土強度的要求不高,一般采用C30混凝土即可,采用高等級混凝土因養護不到位更容易開裂。
5 墻厚、墻體鋼筋的優化
剪力墻結構住宅因為本身結構體系的特點,剛度一般均能滿足規范的要求,甚至通常在低烈度區,反應整體剛度的樓層位移角可遠小于規范限值要求。在這種情況下,墻體厚度不應取太厚,一般滿足規范最小值要求即可,如在抗震設防烈度8度區,底部加強部位墻厚200mm,底部加強部位以上160mm,一般均可滿足要求。
墻體厚度取的過厚不但浪費了材料、占用了寶貴的有效使用面積,而且可能使建筑變得更不安全了。這是因為過厚的墻體導致建筑剛度變的更大、建筑自重變的更大,從而吸收更多的地震力影響結構安全;另外,增加的自重也會提高基礎的造價,甚或使基礎方案由便宜的天然地基變成費用更高的復合地基或樁基礎。
剪力墻墻體鋼筋均應采用強度等級HRB400及以上高強度鋼筋以降低用鋼量。從現澆剪力墻結構在歷次震害中表現來看,并未見由墻體少筋而產生的破壞報告,墻體鋼筋均不需要增配來提高建筑的安全度,墻體暗柱鋼筋和分布鋼筋只要滿足計算及構造最低要求即可。相反,墻體暗柱過多的配筋可能會給混凝土的澆筑帶來困難,影響澆筑質量;梁鋼筋與大量暗柱鋼筋相互沖突,增加施工難度進而影響施工質量。
在進行結構計算時,有時會出現暗柱超筋現象,此時采用增加墻體豎向配筋率的方式可能會消除超筋。但墻體豎向分布筋離截面中和軸較近(相對邊緣構件縱筋),對緩解墻體抗彎超筋效率較低,即增加了整面墻的豎向配筋率但效果有限,所以盡量采用調整墻體布置的方法而不是采用這種方法消除超筋。
6 梁鋼筋的優化
本項目在審圖工程中發現了一些不優化、不合理的梁配筋情況,如圖三所示情況為1#樓中梁配筋一典型案例。
圖3中KL15為一兩跨梁,兩端支座為梁,中間支座為墻。兩端支座為鉸接,中間支座為剪力墻,但梁在剪力墻平面外,此梁應判定為一連續的次梁,而非框架梁。次梁箍筋可采用直徑可采用更小的φ6,且無需配置加密區。次梁縱筋采用非抗震錨固長度,上鐵錨固長度0.35lab(直錨段)+15d,下鐵錨固長度12d,兩端支座僅160mm寬,經計算直徑超過φ12縱筋均不能滿足錨固長度要求。遂上鐵鋼筋采用φ12架立筋,在中間支座處與支座負筋搭接,下鐵鋼筋采用3φ12。此梁經修改后配筋如圖4所示,既滿足了支座錨固長度等構造要求,又節省了鋼筋。
7 結語
影響剪力墻結構住宅經濟指標的因素有很多,包括抗震設防烈度、當地風壓、地質情況等自然因素,建筑高度、高寬比、立面、平面布局、開間大小、層高、面層厚度等建筑方案因素,還有就是結構設計人員設計水平和責任心的因素。這些因素導致最終的結構經濟指標有一定的離散型。但結構人員必須精心設計,盡可能達到現有條件下的最優化。順義新城0701-013地塊住宅項目建設方根據本項目特點,提出地上部分45kg/m2的限額設計指標。項目設計過程中按本文設計思想貫徹執行,設計完成后經初步預算地上部分鋼筋量控制在42kg/m2,達到較好的經濟效果。
參考文獻
[1]GB50011-2010 建筑抗震設計規范.中國建筑工業出版社.2010
關鍵詞 建筑設計;裝飾;一體化;
1.國內建筑與裝飾的現狀分析
1.1 建筑設計和裝飾脫節的成因分析
相關研究和資料顯示,建筑設計和裝飾脫節的原因是多方面的,主要集中在以下幾點上:
(1)從設計的過程來看,建筑設計與裝飾設計分屬于兩個不同的工作項目,在具體的設計實施過程中由不同的設計師完成,增加了協調的難度。
(2)開發商有意為之,一是為了降低工程成本,二是不搞精裝可以制定出“較低”的銷售價格,營造出較低的價位來符合各種消費人群,便于快速地實現投入資金的回籠;
(3)國內的業主熱衷于購房后的裝修過程,相關資料顯示,目前國內的居民當拿到毛坯房后,有很多家庭是集全家的想法和意見,親自進行設計、跑材料市場、找裝潢工人,把自己的裝修想法全部付諸于實際,而且其樂融融,儼然不顧裝修設計是否具有合理性,所選用的材料是否環保,裝修的過程對建筑結構的安全性是否有負面影響,做法上是否有節能的實效。另外,還有很多專業的裝潢公司的存在,可以提供各種不同風格的裝飾風格,適應不同人群不同的審美觀點。
1.2 建筑設計和裝飾脫節的不良后果分析
(1)裝修對建筑安全性的影響
對于具體的建筑特別是高層建筑而言,建筑設計上沒有辦法對裝修后的具體情況進行估計,所以在每戶業主裝修后,導致對地基基礎而言荷載的增大,而地基恰好是上層建筑物的安全保障,如此一來勢必對建筑的安全系數造成一定程度的負面影響,最終影響到建筑整體結構使用的安全性。
同時,在現實中,由于建筑和裝飾的脫節,建筑結構勢必有時出現與用戶裝修需求之間矛盾的情況,通常情況下住戶遇到這種情況,大多是對結構實施不同程度的改造,例如在沒有研究施工圖的情況,墻上進行穿孔、增加隔斷層等,完全不考慮建筑的安全性,改造帶有非常強的盲目性,形成安全隱患。
(2)裝飾缺乏統一性導致火災及質量隱患的存在
目前,裝飾裝修過程中,木制材料使用最為頻繁,而且大多屬于可燃、易燃性材料,這無疑留下了火災安全隱患。再從裝修的質量角度看,有很多用戶是包給裝潢公司進行具體施工的,很多用戶對裝修質量缺乏鑒定的經驗,導致了施工方的偷工減料、以次充好有了可乘之機。
(3)裝修涂料污染對業主人體健康的影響
在人們對建筑室內實施裝修的過程之中,涂料的作用導致其不可或缺,雖然目前人們對環保、生態的意識變強了,但是環顧當前的裝潢材料市場,涂料的種類繁多,價格也有很多的貓膩,導致消費者對涂料的優劣一時難以識別,而事實上,劣質的涂料中通常有很多指標超標,用后散發出刺鼻的有害氣體,很長時間難以揮發掉,對人體造成的危害不可估計。
2.建筑與裝飾一體化設計的重要性分析
2.1 一體化設計有利于節能減排
建筑與裝飾裝修一體化,便于對建筑從設計到交付使用每一個環節進行有效的監控,統一角度對建筑的裝修標準進行設計,有效地提高裝飾的質量,有效地提高資源的使用率,材料的統一購置,減少了業主購買劣質材料的可能,同時統一購買可以使裝修材料得以整體的規劃使用,有統計數據顯示,一體化設計與業主單獨裝飾作業相比可以節約出大約15%的裝修成本。
2.2 一體化設計有利于建筑業的可持續發展
建筑與裝飾裝修一體化,整體上提升了建筑設計人員和裝飾設計人員的素質,增強建筑與裝飾設計人員之間的溝通與聯系,促進建筑行業的可持續發展。
2.3 一體化設計有效保證了建筑的安全性
從設計上實施建筑與裝飾裝修一體化,避免了業主自己裝修過程中對建筑盲目的改裝,也避免了劣質材料對室內的污染,提升了建筑安全可靠性。
3.優化建筑與裝飾設計的一體化設計
從建筑與裝飾一體化的任務來看,就是將各種元素綜合起來進行考慮,各部分在各司其職的同時有具有整體性,一體化設計應在預算不超的基礎上滿足建筑的功能性,同時還應該給業主一個視覺上很有表現力的建筑成品,實現物理、功能和美學這三個層次的有機整合。
3.1 物理的一體化設計
建筑與裝飾設計的一體化設計從物理層次思考,其關注點在于組件與系統在空間上是如何做到和諧共存的。在標準的設計中許多建筑的地板――天花大多被分隔為多個獨立的層次,在設計上這些空間上的分離嚴重阻礙了系統之間的相互作用。物理的一體化設計就是從所有的建筑構造范圍內進行考慮,實現讓幾個系統同時占據一個區域和建筑空間。
例如:一個空調管道要穿過鋼梁系統時,結構系統和機械系統就必須被加以整合,可以通過比較管道尺寸和鋼梁之間可用空隙的大小來實現這個整合。如果管道理想的尺寸和形狀,比理想梁架間的空隙大,就必須修改一個系統來實現物理的一體化。
3.2 功能的一體化設計
性能的一體化必定和統一的功能有某種聯系,如:承重墻既是圍護又是結構,所以它取代了兩根柱子、一根梁、一層圍護,把功能合而為一,如果運用得當,這樣的做法可以節約造價,降低復雜程度。暴露管道的例子也是性能一體化的典型,其他組合技術,可以隨后通過對管道材料和油漆的選擇來應用。
3.3 美學的一體化設計
建筑上外露的、有形式表現力的組成構件在疊加起來的形象中的共存方式是由視覺一體化實現的。在具體的設計過程中,應確保建筑各部分之間達到視覺上的和諧,照明設備、空調裝置、管道等元素將在建筑中呈現出來,建筑師應學會選擇、配置、運用建筑元素,來滿足視覺和功能的雙重目的。
參考文獻: