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关键词:建筑结构抗震;模块化教学方法;多媒体;课件制作
中图分类号:TU3521;G642 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)03-0151-03
地震是一种自然灾害。强烈地震在瞬息之间就可能造成巨大的经济损失和人员伤亡。为了抵御震害、减轻损失,世界各国对此进行了大量研究,形成了以研究工程地震、工程结构地震反应分析和工程结构与系统的抗震减灾等内容为主的一门学科——地震工程学。中国自1976年唐山大地震后,结构抗震问题得到了普遍重视,高等院校和科研院所大力开展了结构抗震理论与实验研究,很多高等院校的土木工程相关专业先后开设了建筑结构抗震课程,该课程是土木工程一门重要的专业课。因为地震是动力作用,结构在地震作用下的反应是动态响应,如何让学生更好地理解这种动力作用非常重要。
随着多媒体技术的不断发展和计算机的日益普及,在教学中采用照片、录像以及动画等多种形式提高教学课件质量已成为可能。因此,在教学中恰当地运用多媒体教学可以使学生以视听交互方式进行学习,提高学习兴趣和学习效率,并使学生的个性和潜能得以充分发挥,显著提高教学质量。由此可见,开发建筑结构抗震课程多媒体课件十分必要。文章介绍了该课程的多媒体课件建设的关键问题,即课程内容的组织、开发平台的选择以及课件开发过程中的一些注意事项。
一、建筑结构抗震课程内容研究
根据教育部大学本科新专业目录规定的土木工程专业培养要求,学生通过课程的学习应掌握建筑结构抗震的基本知识,具备从事一般建筑物抗震设计的基本技能。根据这一要求以及课程的特点,笔者
提出“模块化”教学方法,将教学内容分为三个模块,前一模块是学习后续模块的基础,要求按模块顺序教学,同时将全课程分为三个阶段进行测试,测试不合格者无法进入下一阶段的学习。在这一教学方式下,学生在掌握前一模块的学习并通过相关测试后方
可进入下一模块的学习,从而可以强化学生的基础、督促学生掌握知识要领。
模块I:地震与结构抗震基本知识,4学时。该模块主要介绍地震与抗震基本知识,主要内容包括地震与地震动、震级与烈度、地震灾害概说、工程抗震设防、抗震设计的总体要求、场地划分与场地区划、地基抗震验算、地基土液化。
模块II:结构抗震计算,8学时。该模块主要内容有单自由度体系的弹性地震反应分析、水平地震作用与反应谱、多自由度体系的地震反应分析与水平地震作用、竖向地震作用、结构平扭耦合地震反应分析、非弹性地震反应分析、结构抗震验算。
模块III:结构抗震设计,18学时。该模块主要内容包括多层砌体结构、多高层建筑钢筋混凝土结构、多高层建筑钢结构和单层厂房的抗震设计以及隔震、减震与结构控制。
课件设计时,根据上述知识模块确定课件内容结构和教学顺序。模块化设计思想的提出有助于教学课程内容组织和安排,有利于远程教育的开展。采用模块化组织安排教学内容,并对每一个模块建立数据库,自动生成测试题,学生在完成一个模块的学习后,必须通过测试才可进入下一个模块,以此确保学生掌握主要知识点。
此外,建筑结构抗震设计是一门发展中的学科。近年来,从设计方法上提出了性能化设计思想,从技术上在原有抗震技术的基础上提出了减震、隔震等新的技术。为此,在确定课程内容时应引入地震工程和建筑结构抗震领域的最新研究进展,以保持知识的前沿性。如屈曲约束支撑、阻尼器等减震隔震技术,汶川地震、玉树地震、东日本大地震等最新的震害资料,以及近年来国内外新的设计思想和典型工程抗震设计案例等内容,以此开阔学生眼界、扩大知识面、提高学习兴趣。
二、多媒体课件开发平台的调研和选择
多媒体课件的开发平台琳琅满目。如微软公司的组件之一Powerpoint,它是一种专用于制作演示用的多媒体投影片、幻灯片的工具;Action是一种面向对象的多媒体创作工具,既可用来制作投影演示,亦可用于制作简单的交互式多媒体课件;Authorware一个功能强大的基于流程图的多媒体开发工具;Toolbook是美国Asymetrix公司推出的一种面向对象的多媒体开发工具;方正奥思多媒体创作工具,北大方正研制的一种可教学交互式多媒体编辑的创作工具;洪图多媒体编著系统,武汉汉声公司研制开发的中国最早的一种多媒体创作工具等。
关键词:模块化;设计特点;可操作性
中图分类号:S611文献标识码: A
引言
模块化建筑的特点是施工工期较传统工期短得多, 一般缩短二分之一到三分之一左右。因此, 这种房子适宜于房荒严重和等待解决住宅困难的地方。同时在美国的盒子构件工厂一般都放在靠近河岸的城镇上, 以降低运输成本。也正由于模块化建筑的重量较重, 要采用大吨位的吊车吊装, 所以在施工上也受到一定的限制。模块化建筑具有一系列突出的优点, 其中最大的优点就是速度快。同大板房相 比, 模块 化房屋的施工周期可以缩短50%一70%, 加速资金周转, 尽快地发挥投资效益, 满足用户的需要.
一、模块化建筑设计的概念
模块化建筑,又称空间体系的模块式装配建筑,它是由模块化构件组成的一种建筑形式,所有的模块均应在工厂预制,所有的模块构件应该既是一个结构单元又是一个空间单元,结构单元意味着每一个模块都有其自身的结构,可以不依赖于外部而独立支撑存在(就相当于一个方形的盒子本身),空间单元则意味着根据不同的功能需求,模块内部被划分成不同的空间,并根据要求装配上不同的设施(就相当于在盒子当中配置上生活所必需的设施)。不同于传统意义上的建筑模块化,而是将其可持续设计的特有理念引入到空间重组中,这种特定的模块化设计是将原有空间进行结构的模块化,使空间在其既有结构下拆分为一个个的单元模块,在向新功能空间转化时,再将这些单元模块重新整理组合成所需要的空间。这里的模块不是一个先预制再装配的独立实体,而是在一个已具备框架结构的成熟空间内进行空间再重组的一种设计手段。
二、模块化建筑设计的特点
模块化设计,是要将原功能建筑空间划分为单元模块,用这些模块进行空间重组,继而形成新功能空间。当新功能空间再次不能满足城市发展的需要,需要被再次改造时,设计者可以利用现有的模块进行再组合,生成崭新功能的建筑空间。这就是模块化设计最大的特点―――可持续性,它是一种灵活多变的设计手法,并且,以一个个的三维空间作为设计因子,在对空间进行重组设计的过程中更整体化、条理化。
三、模块化建筑设计的原则
在对功能改变的空间进行重组与整合时,要遵循一些设计的原则才能做出完整有效的新功能空间,实现新旧功能空间的过渡。
1、结构模块与空间模块
在功能改变下进行空间的重组与整合,也就是原功能空间到新功能空间的建筑结构是不变的,把这些已有的固定的结构空间看作一个个大模块,从中划分出用于重组的小空间模块,是进行重组的首要一步。
2、单元模块与单元拆分
利用完整的建筑单元重复使用来实现空间重组的目的,整体的发展需要控制在一个完整的规划之下,对空间进行单元拆分时,应当根据各空间模块的功能配置,分析拆分后的单元模块是否能配合将来的使用,同时做适当的系统修正,以应对总体建筑空间环境的变化。
3、组合模块与单元整合
在将空间拆分为所需的单元模块后,就要进行模块的组合与单元的整合,而模块如何组合才能整合成新的建筑单元,是模块化设计的重要环节。模块组合的方式千变万化,不胜枚举,但简化来看就是,所有模块的组合都可以用两个模块之间的关系来表达。两个模块之间可以有许多组合方式:并列、错动、连续、旋转、重叠、滑动、交叠、竖立等等,而在两个模块组合后,若抽取相接触的面,便可以形成一个更大的体块。针对新功能空间中不同的建筑单元需求,模块要通过各种组合方式的使用,才能整合成新的建筑单元,实现新旧功能空间的过渡。
四、重组与整合的经济性与科学性
1、重组与整合的经济性
引用模块化的理念,对空间通过重组与整合的手段来进行新旧功能的转换的最主要目的就是考虑到它的经济性,但并不是说,仅仅用重组来替代重建的改造方式就已经是经济的了,还要在空间重组设计的过程中融入经济性理念,也就是在进行设计时既要考虑空间功能上的需要又要考虑成本的支出还要考虑空间建成后的回报。模块化的重组设计节能可持续,将既有空间进行模块化重组设计,保证了低成本支出,建设完成后利用模块化的方法可以进行必要的后续再改造,保障了空间的可持续性。著名的法国建筑大师勒・柯布西耶曾经说过:“建筑师必须认识建筑与经济的关系,而所谓经济效益并不是指获得商业上最大利润,而是要在生产中以最少的(劳动)付出,获得最大的实效。”以最低的成本建造出符合要求的建筑才是经济的,但是,这里的成本指的并不仅仅是金钱成本,还有空间成本、能源成本、劳动力成本等,最低的成本是资金的投入少、空间的利用率高、能源的消耗少、劳动力的付出少等基本因素有机结合在一起组成的,经济的空间重组与整合,是要能够合理地支配空间、资金、能源、材料与劳力等建设资源,并在长期的综合比较后能够保持数量、标准和效益三者之间适当平衡的相对经济的建筑。对于我国目前的快速的城市发展来说,寻求良好的经济性设计是很有必要的[1]。
2、重组与整合的科学性
我们在用模块化的原则进行重组设计时,要时刻注意设计的科学性,也就是要注意空间的合理性。空间的功能发生改变,形态必然发生改变,而形态发生改变,空间中许多设计指标的使用环境也就发生了变化,在这种情况下要注意新功能空间的使用情况是否合理,即重组与整合后,空间使用起来是否舒适,是否有考虑到使用者的生理感觉和心理感受来设计合理的空间路径及尺度,空间又是否安全,重组后的空间结构是否牢固,交通流线的组织、特殊需求空间的设置是否合理等等。如果说重组与整合的经济性体现的是空间的经济价值,那么重组与整合的科学性体现的便是改造后空间的使用价值,即它使用起来是否好用,也就是空间的“健康”程度。就像是,如果我们现在要造一个“人”,我们注重的一定是保证他的器官健全、血脉通畅,所以,在对空间进行重组的时候,对于一些既定的指标必须要尊重,不能忽视,否则就像是拿钳子去钳着一个人的血管,那血脉怎么能畅通,人又怎么会健康呢[2]。
3、经济性与科学性的辩证关系
经济性与科学性看上去似乎是两个对立的个体,一个空间如果追求经济,似乎就不能兼顾到科学的“严密”,而如果一个空间追求科学似乎又不能照顾到经济的“低廉”。但是,在本课题的空间重组与整合中,经济性并不是绝对的“低廉”,而是合理地支配空间、资金、能源、材料与劳力等建设资源,并在长期综合比较后保持数量、标准和效益三者之间适当平衡的相对的“经济”,这本就是科学的。而在进行空间重组的科学性设计时,为了更“严密”,就必须考虑到方方面面,自然也就包括了经济,要将经济性的理念贯穿于整个科学性设计的各个细节中,才是真正的科学。其实,这看似对立的两个个体也是统一的,二者叠加在一起便是合理性,一个空间的重组既经济又科学,不正是最合理的吗? 秉承经济与科学的原则进行设计,是保证空间合理的必要条件,是完成一个成功的空间重组与整合的必需[3]。
结束语
模块建筑是一种组装化技术, 它用事先预制好的模块构件组装成各种房屋, 施工简便、组装灵活。模块构件在工厂中预制, 便于组织工业化生产、提高工效、减少材料消耗、受季节影响小。模块建筑具有施工速度快、抗震性能好、使用面积大、建筑自重轻、施工简便、组装灵活、用工用料省等特点, 还具有房屋可搬迁的功能,因此在城市建设中应用并将推广。
参考文献
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[2]田琦,龙灏. 城市社区卫生服务中心的模块化建筑设计策略初探[J]. 城市建筑. 2011(06):123-124.
[关键词]内置;施工;升降机;永临结合;技术
建筑行业的快速发展,对建筑项目的施工作业提出了更高的质量要求和安全要求,其中的施工升降机是运输工具中必不可少的设施,传统的施工升降机类型是以外挂施工为主,对于外立面的美观度产生了负面影响,风险高,应用难度大。随着科学技术水平的不断提高,模块化内置施工升降机被开发和应用到建筑项目的施工建设中来,在永临结合应用技术中,发挥了内置施工升降机的应用优势,提高了建筑项目工程的施工质量和施工安全。
1永临结合的理念研究
永临结合是建筑行业中一种工程建设的理念,针对的是实现建筑项目高质量发展这一协调发展的思路形成的建设理念,具有较强的实践价值和应用优势,永临结合是将工程建设投产后的永久性工程与施工过程中使用到的临时工程相结合,综合考虑多项要素进行统一建设,将两次投资活动集中为一次,是一项高效经济性的建设实践活动,特别是在针对项目规模大、投资成本高的建筑项目进行施工建设时,建设周期长,成本投入高,需要同时进行大量的配套工程、临时作业,投入较高的资金成本、资源成本。将永临结合的理念融入其中,科学、合理地组织施工,保证施工流程的规范性、有序性,将永久工程建设结构在临时工程中充分发挥出应用价值和优势,是现代社会发展中建筑行业必须要重视的一大理念,实现永临结合是工程项目建设中实现可持续发展、提高工程经济效益和综合效益的有力措施[1]。在当今建筑行业中,绿色施工与降本增效等理念越来越受重视,永临结合作为创新技术的代表,也相应越来越为人所接受,并在建筑施工工程中得以有效应用。在施工项目中遵循永临结合理念,不仅能在施工过程中发挥绿色、环保、节能等作用,也可有效缩短工期,节约施工成本,同时提升工程形象。因此在建筑行业中,永临结合理念将成为未来的发展趋势,在后续工作中得以更为广泛地应用。
2模块化内置施工升降机应用优势
模块化内置施工升降机是人货混载的一种垂直运输设备,广泛应用到了建筑领域。施工升降机所涵盖的范围较广,不仅包括施工电梯,也包括各类施工平台。单纯的施工升降机由轿厢、驱动机构、标准节、附墙、底盘、围栏、电气系统等各部分构成,其工作原理是通过电机驱动轿厢沿导轨架进行垂直升降,驱动系统置于轿厢顶上方,轿厢顶部还设置有吊杆,用来安装导轨架标准节,四周设置栏杆,以便于驱动系统检修保养。施工电梯一般采用双笼体形式,即每个导轨架的两侧分别设置轿厢与驱动系统,共有2套可以各自独立沿导轨架升降的轿厢,这种施工升降机也经常与塔吊、爬升模架等机械设备配合施工,在建筑施工工程中,施工升降机常被用于载人载货施工环节。在现代化建设进程逐步推进的时代背景下,建筑行业中利用施工升降机完成了一系列的施工建设任务,由于施工升降机所处的工作环境较差,有着巨大的运行负荷,很容易发生电气故障、机械故障的问题,要得到维修人员的及时处理,防范可能存在的安全事故问题。传统的施工升降机是以外挂是为主,而内置施工升降机则体现出了诸多优势,不仅成本较低,而且强调了施工规范性和安全性,一旦发生内置施工升降机断绳等问题时,可以在一定的速度中形成吊笼制停,通过传感器的作用将电源切断,传感器开始运作,意味着内置施工升降机需要通过人力操作来复位或开关,内置施工升降机系统大大提高了整个施工过程的安全性,节约了资金投入,降低了施工成本,整个运输过程更加快捷、方便,周转率大大提高。在建筑施工中,施工升降机的应用是关键设备之一,不管是外挂设置还是内置装置,均需要强调安全性能维护和保养施工升降机[2]。内置施工升降机主要是有以下几个部分共同组成的,包括主机、控制柜、承重梁、吊笼、导轨、对重、随行电缆、层门、安全装置、控制线路等,运行时由司机在操纵箱发出操作指令,控制柜进行分析和计算,向主机发送分析计算的结果,升降机接到命令之后进行相关运行,在工程施工中,司机和施工人员之间的沟通利用对讲系统进行,司机接收到呼机指令之后,明确停靠的楼层,按照显示屏上的信息,内置施工升降机会进行自动的运行和操作,司机采取手动的方式,利用开关控制吊笼门层门完成运输任务,操作升降机的过程更加便捷。模块化内置施工升降机的应用有助于保证施工安全性,减少了施工人员数量,在安装拆卸过程中,只需要四个人、用两天的时间就可以完成安装拆卸作业,每五层提升一次,工作效率更高,施工成本投入低。传统外挂式施工升降机和模块化内置施工升降机相比,受到天气因素的影响更大,很容易发生施工不便、增加危险程度的情况,甚至可能对工程建筑的外部形成危害,破坏美观外立面效果,发生开关失灵或电线短路时,外挂式施工升降机会出现坠落风险,而内置施工升降机则配备了专门的强制驱动拽引器,面临恶劣条件,也不会发生冲顶等危险,当出现坠落或超速下降的情况时,内置施工升降机的限速器会开启安全钳,平稳运作,将吊笼落在导轨上,整个过程平稳,保障了人员和物料的安全。内置施工升降机突破了环境因素的限制,不再受天气因素的影响,节约了大量的施工时间,施工安全性更强,是一项绿色安全的施工技术。内置施工升降机是以电梯为依据研发出的运输系统,作为一种新型的垂直运输体系,模块化内置施工升降机运行中,施工安全得到了有力的保障,逐步构建起了完善的安全防护体系。内置式施工升降机在各种电梯结构的建筑物中广泛应用,使用率高,体现出了较强的应用价值,对施工过程形成了全方位的保护效果,因为其特有的安全防护系统和完善的施工指导手册,在同类工程中体现出了更强的实用性,值得广泛推广和大范围的应用[3]。
3模块化内置施工升降机永临结合的技术应用
3.1建立操作平台系统
模块化内置施工升降机操作平台系统构成相对复杂,操作平台系统是防护与促进模块化内置施工升降机的中枢控制系统,在施工升降机中扮演了重要角色,在此操作平台系统中,控制单元、操控系统及运行系统等各系统集于一处,共同管控模块化内置施工升降机的运行。操作平台系统是模块化内置施工升降机的核心系统,对升降机的正常运行与功能的有效发挥具备直接影响,在模块化内置施工升降机运行过程中需要根据平台的功能要求和运行实际掌握控制要点,实现对模块化内置施工升降机的有效操控,提高平台的操作效率,使模块化内置施工升降机发挥自身基本功能,提升自身运行效果。
3.2建立升降动力系统
升降动力系统是模块化内置施工升降机得以实现正常升降功能的重要保障,升降动力系统主要采用液压制动的方式,根据建筑结构的特点以及建筑物的施工要求选择升降的高度。升降动力系统在工作中既要保证平稳升降,也要控制升降的幅度。升降动力系统在运行中需要保证动力系统的完善性,保证动力系统功能正常。除此之外,动力系统需要与锁闭系统相连接,保证模块化内置施工升降机在升降到预定高度之后能够依靠锁闭系统进行定位,提高动力系统的运行效果并保证升降平台的安全性。
3.3建立附墙系统
附墙系统是模块化内置施工升降机的组成系统,附墙系统主要的功能在于为结构施工提供遮挡服务,避免升降机运作以及结构施工中出现配件掉落或其他的安全事故。除此之外,附墙系统还具有美观性的特点,在施工过程中能够根据施工的要求和特点以及施工的具体情况做好施工遮挡,使模块化内置施工升降机能够在整体升降和施工过程中依靠附墙系统完成施工作业。附墙系统在实际运行中需要按照施工的要求和升降机的运行实际选择运行方式,并在升降机的控制系统中对附墙系统的高度进行调节,保证附墙系统能够在模块化内置施工升降机的运行中发挥作用。
3.4建立一体化防护体系
模块化内置施工升降机永临结合的技术应用中,要建立起完善的一体化施工防护体系,因为在安全防护设备方面,内置施工升降机的应用尚未确定统一标准,使用临时搭设的防护设备,仍旧存在一定的操作风险,建立起一体化的防护体系,可以利用建筑物的电梯井,设计顶部位置的防护棚,防范坠物风险和雨水等恶劣天气的风险问题,设置防护棚时要将其设置成可伸缩形式,并且能够进行自主调节,起到更好的防护效果。在制作防护棚和门的时候,要采取差异性的制作方案,将其中的不同之处对比和体现出来,保证最终的制作方案合理、可靠,经过垂直试验等方式,确定防护棚和门最大的承受极限,防止出现被破坏的情况,实现循环和再利用的目标,推广和应用防护棚与门。值得注意的是,在构建一体化防护体系时要强调对技术的创新,建立起新型的防护体系,适应现代社会背景下建筑行业的施工要求、施工标准,构建起新型的防护棚,提高安全保障水平,促进施工效果安全性、稳定性的提升,深入开展对防护体系的建设工作,可以转变主体结构,形成硬防护主体结构新形式,研究升降机的铜扣等各个细节,生产和研发出更加安全的电动防护门[4]。
3.5设置逃生装置系统
逃生装置系统的设置在内置施工升降机应用中是必不可少的,目前内置施工升降机的逃生设置仍旧采取攀爬梯的方式进行逃生,这样的方式安全性不足,在资源空间的利用方面也体现出了一定的缺陷,保存逃生装置的难度大,在需要逃生装置时,很容易出现无法顺利逃生的情况,对施工安全保障作用不足。因此设置逃生装置系统要合理、科学地优化逃生装置的应用技术,设置应急逃生装置,要强调伸缩式的功能,在传统的攀爬梯基础之上,将能够伸缩的逃生梯设置在顶部位置,做好固定作业,形成顶部的应急逃生通道。制作逃生工具时,可以在顶部设计和安装伸缩折叠逃生梯,利用应急逃生梯应用,合理布局空间,提高逃生装置系统的设计效果。加强新型应急逃生装置的应用,提高应急逃生系统的安全性,例如新型的折叠伸缩逃生装置,具有较强的应用优势,体现出了空间利用率高的特征,不需要占据更多的内部空间,丢失的风险小,具有极高的推广价值。在应急过程中使用新型的折叠伸缩逃生装置,不容易出现损坏等情形影响逃生效果,逐步推广和应用新型的逃生装置,优化逃生系统,实现对模块化内置升降机永临结合技术的合理应用,强调施工的安全性,实现安全生产、安全作业的建设目标[5]。
3.6电梯模块化自由拼装
模块化内置施工升降机永临结合技术应用中,可根据不同的井道标准,采取电梯模块化自由拼装的方式,优化最终的设计效果,提高模块化内置施工升降机的应用效果,发挥出永临结合技术的应用优势,将不同的电梯井分解成多个模块,形成模块化的形式,再根据轿厢的不同设计效果和运行步骤,研究、设计和设置后续的拆卸环节,运用轿厢的完整功能和多样化外形的可替代性,重复利用轿厢,推广和使用内置施工升降机。制造轿厢模块化时可以利用定制产品,改善一系列的问题,采取个性化定制的方式制作产品,利用一定的模块完成重组,普及产品的应用,扩大推广范围,通过轿厢的模块化制造以及旧箱板材料的标准化设计,推动模块化内置施工升降机永临结合技术的应用创新进程。
3.7融合电梯设计技术
外挂式施工升降机和模块化内置施工升降机相比,工作原理上体现出了不同的差异性,内置施工升降机和正式的电梯更加相似,因此可以共同使用相同的配件,因此在永临结合技术的开发和应用中,可以借助正式电梯配件的技术研究成果,提高模块化内置施工升降机的永临结合技术应用效率。在正式电梯中的一些配件可以结合使用到内置施工升降机中,在施工升降机的轨道设计中,利用正式电梯的图纸、支架和轨道等方案,加强对轨道修缮和保养工作的研究,重复利用资源,节约成本投入,避免二次施工,降低投入到电梯施工中的成本。模块化内置施工升降机永临结合技术开发和应用,要逐步推进技术创新的进程,利用电梯配件和升降机配件的相互结合,使电梯设计技术有机融合在一起,逐步使用正式电梯配件取代升降机配件,向着这一方向进行研究和实践探索。因为内置施工升降梯和正式的电梯结构体系之间有着相似性,几乎是相同的,在正式电梯的图纸基础之上,保证内置施工升降梯的安全使用,可以将正式电梯的图纸应用其中,使用正式的电梯配件和升降机配件相互取代,设计出更加符合正式电梯运行需求和升降机性能要求的系统,形成配件替换使用的说明书。真正将模块化内置施工升降机的永临结合技术应用优势和价值发挥出来,强化施工效益,提高工程建设的经济效益和综合效益[6]。
4结论
综上所述,施工升降机在建筑项目的施工中担负着重要的使命,作为不可或缺的运输设备,得到了广泛运用,模块化内置施工升降机在安全性能和使用与维护的便捷性方面均体现出了一定的优势,逐渐替代了外挂装置。在模块化内置施工升降机的应用中,将永临结合的应用技术理念融入其中,发挥出了内置施工升降机的可靠性能优势,建立和完善一体化防护体系,设置逃生装置系统,利用电梯模块化自由拼装,融合电梯设计技术,提高了建筑施工的质量性能,节约了成本投入,实现了资源效益最大化的目标,提高了我国建筑行业的发展水平。
参考文献
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【关键词】钢结构;装配式; 住宅;优化
装配式住宅诞生于20世纪初期,这种建筑设计标准定型,构件在自动化生产线上加工,现场采用螺栓、自攻螺钉等连接件和密封材料干式组装,无湿作业,施工安装便捷。近30年来在欧美等国家逐步发展起来。装配式住宅不仅改变了传统住宅的结构模式,而且完全替代了砖、混凝土、石材、木材,真正实现了标准化设计、工厂化生产、机械化施工,从而大大降低了施工现场的劳动强度,缩短了施工工期,这种方式已在国外得到了推广。为提高钢结构装配式住宅在我国的利用,本文对钢结构装配式住宅的发展现状进行总结,并从我国钢结构装配式住宅的设计思路及其优化方案等方面进行了探讨。
1 我国钢结构装配式住宅的现状
1.1设计方法落后
传统式住宅设计和装配式钢结构住宅的设计从结构体系的设计、基本模数的确定、平面的定位方式、设计的指导思想等方面都存在着很大的区别。在设计方案阶段,通用结构体系和专用结构体系没有区分,数模化、标准化的设计思想没有得到足够重视;在施工图阶段,缺少对于构件及装配节点的深化探讨,没有解决构配件的标准化定型和装配节点的构造详图设计,这些问题或多或少阻碍了装配式钢结构住宅的发展。
1.2设计规范缺失
钢结构装配式住宅在我国发展的时间较短,在相关设计、施工标准等方面的规范文件缺失较多,与之相关的施工工艺、工法和安全规程还未建立,相对于国外发达国家的装配式住宅发展,我国还比较落后,甚至在某些方面和国内现行的建筑技术标准、规范在很多地方还不兼容,使得装配式住宅在设计、审批、验收等方面无标准可依。这对于钢结构装配式住宅的大规模推广是一个障碍。
1.3部件发展滞后
钢结构体系住宅成套技术,由于缺乏技术引导及自主创新,市场需求并没有达到产业化的程度。我国的相关产品功能性单一,工厂化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。
1.4环保节能意识落后
一项调查数据显示,我国每年新建建筑中 95%属于高能耗建筑,产生的建筑垃圾每年高达数亿吨,其中产生的污染物是引起雾霾的主要因素。钢结构装配式住宅相对于传统的砖瓦建设材质具有节能环保方面的优势,但是在另外一方面,环保节能的钢材在整个钢结构住宅中的使用率很低,根据2012年的统计数据,环保节能的钢材利用率在10%左右,绝大部分的钢结构装配式住宅中使用的钢材仅仅是一般材质的钢材,在节能、环保、安全性能方面满足不了当前的需要。
2 我国钢结构装配式住宅的设计思路
2.1以建筑结构为主导,结构专业为辅助
钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计中的一般原则,以建筑结构为主导,结构专业为辅助。这是建筑设计的最重要原则,在满足这个要求的前提下,才能更多地关注其现场板材裁截量、使用功能、节能环保以及建筑效果等。单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性,不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的,必将影响钢结构住宅在我国的大量推广应用。
2.2户型设计标准化、定型化
目前在钢结构装配式住宅方面缺乏户型设计的标准化、定型化标准,大多住户住宅户型设计随意,规格多种多样,这样会导致钢结构装配式住宅现场施工的不确定性,严重拖延整个工程的现场施工周期,对整个工程造成严重的不利影响。因此,针对标准化生产的板材尺寸统一的特点,房间的深入设计要遵循一定的原则要求,房间开间的尺寸满足模数制的要求,尽可能减少异形板的使用量和现场版材裁截量,以提高生产效率,提高生产周期。
2.3 厨卫设计标准化、定型化
住房的心脏是厨房和洗手间,由于内部管道多,功能复杂,在设计施工的时候往往是最耗时耗力的部分。在钢结构装配式住宅设计过程中,一定要遵循复杂问题简单化的原则,对于厨房、卫生间的设计执行标准化,定型化。尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁剪,住宅设计一套标准化、定型化的程序,减少施工过程中不确定因素影响,以提高整个工程的施工周期。
2.4 平面布置系列化、模块化和灵活化
在钢结构装配式住宅设计过程中,以住宅间、套型或单元为单位模块,以木块的多种拼接形式来适应总平面的布置变化。实现住宅平面功能的开放设计,充分发挥构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用、多样化组合的特点。
3我国钢结构装配式住宅的优化方案
3.1 建立功能需求明确、结构合理的住宅户型
一套功能需求明确的户型必须遵守,合理布局、动静分区、充分利用的原则,合理布局就是将特性相近的行为单元组合在一起,动静分区则是在行为单元组合中尽量避免相互干扰,充分利用则是充分利用房间空间面积。钢结构装配式住宅,在房屋的柱梁方面数量要尽量少,节约钢材用量,设计并成功装配一套宜居舒适、布局合理、动静分区、洁污分区的优秀户型,
3.2 环保节能
“钢结构在建筑全寿命周期内贯穿减量化、再利用、资源化,减量化优先的循环经济发展原则,是当前城镇化建设对自然环境影响最小的一种建筑结构体系。钢结构是典型的环保绿色建筑,仅垃圾排放量就比传统混凝土建筑减少约六成。因此在钢结构装配式住宅中广泛应用环保节能的钢材,可以满足环保、节能的要求。在具体户型中控制建筑体形系数、床墙比、减少外形的凹凸、大坡顶、入口设门斗等技术,可以很好达到环保节能的目的。
3.3 追求户型造型的美观
户型的美观是现代人对生活的追求,钢结构装配式住宅作为一种先进的建筑方式,必须重视户型的美观。在具体过程中要遵循以下四个技巧,动静分开、公私分开、主次分开、干湿分开,重点对屋顶、檐口、入口雨棚顶、窗线条、腰线处理等方面的设计,有利于家具摆放,提高使用面积,也符合中国人的消费心理。
3.4 钢结构设计安全性高
装配式住宅钢结构在安全性能方面,要保证结构的钢材、螺栓与螺钉、围护材料、粘接密封材料符合要求。楼盖、墙体和屋盖的结构构造与连接形式、紧固件的选用符合规定。防火性能方面,注意建筑构件燃烧性能和耐火极限、房屋长度、面积、间距、装修材料、管道及其包覆材料、构件内填充材料等方面。耐久性方面,要求钢结构件采用镀锌进行防护。住宅舒适性方面,楼面、外墙和屋面所采取的填充保温棉、喷射液体发泡材料或外贴泡沫隔热板材等保温与隔热措施,以及墙体、楼板和屋顶所采取吸音、隔声(消声)措施,住宅围护结构采取的防结露措施均要满足技术要求指标。
参考文献:
[1] 叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D]. 南昌大学硕士论文. 2012, 11-17
[2]卢俊凡, 王佳, 李玮蒙. 等. 装配式钢结构住宅建筑体系的发展和应用[J]. 城市住宅. 2014(6):23-26
[3] 陈以一, 王伟, 童乐为. 等. 装配式钢结构住宅建筑的技术研发和市场培育[J].住宅产业, 2012(12):15-18