基于绿色建筑的混凝土结构及其设计要点论文

建筑毕业论文 时间:2018-09-02 我要投稿

  【摘 要】随着生态危机的加剧(如城市雾霾、温室效应等)和蓬勃发展的绿色运动,绿色建筑作为第三代建筑思潮受到社会的广泛关注。绿色建筑不仅是在建筑内部或外部种植植物进行环境绿化,而是一种节能、轻污染、尊重自然、回归自然的建筑风格。作为建筑设计的重要组成部分,结构设计应顺应绿色发展趋势。本文对绿色建筑结构设计进行了分析。

  【关键词】建筑结构设计;绿色;设计思路。

  在我国当代的建筑工程中, 混凝土结构得到了相对广泛的应用,这主要得益于混凝土结构自身的优势,在建筑工程混凝土结构施工的过程中, 我们应该重点考虑到混凝土的结构特点,在清楚混凝土结构优点与不足的同时,对混凝土结构有一个全面的掌握,进而采取相应的施工技术,以此来更好的保证建筑工程的质量。

  1 绿色建筑结构的特点。

  绿色建筑是与一般的建筑明显不同,主要有节能性、审美和谐性、系统综合性、健康性和环保性五大特性。 绿色建筑结构设计也应与绿色建筑的要求一致, 要求设计最大限度地辅助绿色建筑本身达到节能和环境保护目的。 除了上述特点,绿色建筑结构应结合两个重要特点,安全性和经济性。 经分析,绿色建筑结构相比一般建筑结构应有以下三个特点:

  1.1 节能性。

  据统计,约 50%的全球能量用于工业,交通和其他行业,45%用于建筑供暖,空调和照明的使用,5%是用于建筑物的建造。 可见,与建筑有关的能源消耗约占世界总能耗的一半。 因此,研究建筑节能在绿色建筑体系建设中占有突出的地位。 绿色建筑结构必须具有节能特性。

  1.2 环保性。

  “绿色”一词是指生态环保,对自然环境没有太大的污染。绿色建筑结构是充分利用合理的结构类型,材料,建成后,在较长的时间内保持环境保护。

  1.3 经济可持续性。

  建筑施工过程中,如果过分考虑了建筑外观等情况,不考虑背后成本情况的结构体系很容易造成经济问题, 这样的建筑必然带来社会和人民的负担, 违背了绿色建筑的节能、环保、经济的原则。 为了支持绿色建筑的目标,绿色建筑结构也具有经济性和可持续性。

  2 结构中存在的不足。

  2.1 易受自然天气的影响。

  现代建筑主要采用的是钢筋混凝土结构, 从某种程度上说不是很牢固, 容易受到一些自然环境的影响, 比如遇到地震、洪水、强风等情况时会发生结构变形等情况,给人民的生命财产安全带来一定的风险。

  2.2 钢筋混凝土结构发生变化时具有很强的随机性和不确定性。

  钢筋混凝土材料在受力时遇到突然和破坏性的压力,结构会发生不同程度的变化,而这些变化并不规律。 也存在许多不确定因素,钢筋混凝土结构的安全性风险增大,直接影响到高层建筑的施工过程和质量。

  2.3 钢筋混凝土结构设计不够严谨。

  高层建筑施工周期长,施工过程较为复杂,涉及的施工技术多种多样,安全系数高,技术要求高,导致高层建筑施工难度加大。 钢筋混凝土是高层建筑施工中重要的建筑材料,其结构设计的要求也是很高的,但在实际的设计过程中,设计师和施工人员并没有针对施工现场实地调查, 造成钢筋混凝土结构设计不严谨,出现结构上的问题,导致施工事故,对高层建筑施工人员的生命安全和财产安全带来了影响,不仅如此,如果处理不好将给建设单位造成巨大的经济损失。

  3 混凝土结构分析。

  经济建设的建筑项目的产业结构分析越来越趋向于多元化的发展,钢筋混凝土结构的要求也越来越高,为了满足钢筋混凝土结构的高层建筑施工的要求, 必须根据工程的实际情况,钢筋混凝土高层建筑结构的具体的要求,改进和完善以适应高层建筑的要求,尽可能避免不必要的浪费。 如上所述,钢筋混凝土在强外力作用下会发生结构性变化, 因而要尽快提高变形极限,尽可能降低刚度。 为了在钢筋混凝土结构详细分析之前对设计进行改进,具体的结构分析如下:

  3.1 结构高度的控制分析。

  钢筋混凝土结构经常出现在高层建筑中, 在一定程度上降低了高层建筑的抗震性能, 高层建筑钢筋混凝土结构设计是根据不同的建筑,相应的措施是不一样的,因此,需要对钢筋混凝土结构的高度进行控制, 如果在高层建筑在施工过程中出现钢筋混凝土超高结构现象, 有必要重新选择钢筋混凝土结构体系。

  3.2 结构体系的选择分析。

  现代高层建筑与传统建筑相比, 现代建筑没有传统建筑对外观的要求严格, 但对内部和外部的混凝土结构要求比传统钢筋混凝土结构要高,为了保证强度和高层建筑的稳定性,钢筋混凝土结构体系的质量决定高层建筑的稳定性。 因此,有必要对钢筋混凝土的内外结构进行优化, 以保证工程的施工质量。

  4 混凝土结构设计要点。

  高层建筑的钢筋混凝土结构直接关系到高层建筑, 抗震性能,使用寿命,强度和稳定性,所以抗震功能、耐久性、创新性、地下结构和剪力墙五方面,对高层建筑的钢筋混凝土结构的关键点进行分析,具体如下:

  4.1 钢筋混凝土结构的抗震功能进行强化设计。

  高层建筑最基本的功能中包含抗震设计, 保证高层建筑不受或少受自然灾害和地震作用。 因此钢筋混凝土设计中应特别注意结构的抗震性能。 抗震性能取决于高层建筑层数和建筑结构的刚度,如果两个数据更大,振型数就越多,一般振型数大于 15,以保证有效质量系数大于 90%,但振型数不超过高层建筑层数的三倍。

  4.2 钢筋混凝土结构进行耐久性。

  耐久性是高层建筑的设计中与使用寿命直接相关的钢筋混凝土结构的一个重要的设计, 而且还直接影响高层建筑的稳定性,是降低事故率的关键,应该受到设计人员和施工人员的重视。 建筑环境是影响钢筋混凝土结构的耐久性和稳定性的重要因素,因此设计时应根据建筑物周围的实际环境,钢筋混凝土材料的选择、材料性能的控制,尽可能按照高层建筑中的要求进行设计,以此提高高层建筑的使用寿命,提高其耐久性。

  4.3 将新概念设计到钢筋混凝土结构中。

  不同背景下的混凝土结构设计的要求也是不同的, 考虑到时代、技术基础、经济水平、地域文化等等的不同,施工过程的要求也是不一样的,有的考虑的是建筑的抗震性,有的更关注建筑的使用寿命,还有的更看中建筑的实用性,对于不同的建筑要求施工侧重点也是不同的。 但是,有些是建筑施工必须注意的,不管建筑要求是怎样的,建筑的抗震性、安全性、稳定性等是必须严格重视的。 在对建筑结构进行设计时,要不断的融入新的概念,以此来满足建筑设计的各种需求,也可以对建筑设计更进一步的完善与改革。

  4.4 钢筋混凝土基础的设计。

  任何好的建筑都离不开良好的地基, 良好的地基是由地下结构决定的。 钢筋混凝土基础也是地下结构施工的关键,稳定性和抗震性能对高层建筑起着决定性的作用, 因此它必须对钢筋混凝土结构的地下部分进行严格的设计。 这就需要相关的结构设计师和施工人员到施工现场调查, 对地震需求和相关数据稳定性的要求分析, 收集钢筋混凝土结构设计的数据,然后根据勘探,在设计过程中应注意不同的固定端的位置对高层建筑引起的影响效应。 对与高宽比较大的高层建筑,应该尽可能深埋地下钢筋混凝土结构部分, 钢筋混凝土桩支撑的锚固长度设计的地下部分, 应尽可能的向大而长的方向进行,以增加桩体抗拔性能和防止倾覆事故发生。

  4.5 加强对钢筋混凝土结构中的剪力墙设计。

  作为系统的一个重要组成部分, 钢筋混凝土结构的剪力墙,其设计与建筑的稳定性直接相关,对钢筋混凝土剪力墙结构的可靠性和抗震性能也有所影响,如抗变形能力不强,会导致高层建筑的可靠性下降,因此要加强剪力墙的抗变形设计。具体设计如下:①边缘构件设置在剪力墙墙端,以实现对柱体的约束,当高层建筑层间和顶点的位移较大时,也可以加大柱截面面积提高约束,从而提高稳定性和可靠性;②将连梁设置于剪力墙截面,并且连梁设置要保证延性,保证墙体在地震发生时不会出现拉伸,避免安全事故的发生。

  5 混凝土绿色结构选型案例。

  法兰克福商业银行, 在这个欧洲第一栋生态高层建筑的项目招标书中业主明确提出应创造出 “与使用功能的价值同样重要的建筑使用环境”,要求设计师在规定的三角形基地内保证所有银行员工在办公区均能欣赏到大楼中的空中花园。法兰克福银行大楼首创的角筒-错层空腹桁架结构体系,它取消中央核心筒而代之以建筑平面角区处的三个竖向角筒,大楼的整体空间形式因此改成在三角形大楼的每一侧都由每8 层办公楼区之间加插一 4 个层楼净高的空中花园所组成 ,而大楼三面的空中花园都是按顺时针方向往上盘旋错层相接来设置,每一层的任何位置,办公人员都可以抬头欣赏到绿色花园。

  6 结束语。

  现代建筑中,混凝土的施工格外重要,在进行混凝土的施工中需要进行绿色节能设计。 建筑结构设计者要遵守相关规范下,具有与时俱进的思想,不断探索更新设计理念,开创新的技术,建立绿色建筑结构体系。 绿色建筑结构是建筑业可持续发展的又一核心,是绿色建筑的有力保障。

  参考文献:

  [1]张锦城。试论混凝土结构的耐久性[J].广东建材,2017(02):34~35.

  [2]姜 凯。浅谈混凝土结构设计的若干问题[J].民营科技,2014(03):78~79.

  [3]吕世明。对混凝土结构设计安全度的探讨[J].城市建筑 ,2014 (02):90~91.

  [4] 胡晓珊。有关混凝土结构设计的探讨 [J]. 中华民居 ( 下旬刊 ),2014(08):11~12.

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