結構設計論文范文
時間:2023-04-02 04:06:32
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篇1
1.1地基與基礎根據甲方提供地質資料,本工程辦公樓A座、B座、C座及通道1,2,3擬采用CFG樁復合地基,基礎底標高為-12.10m;地基處理范圍:CFG樁的平面布置均在各樓座及通道內;經地基處理后基底承載力特征值(fspk)應大于350kPa;而地下車庫部分采用天然地基方案,基底持力層為③粉土層或③1層粉細砂。地基承載力特征值為fak=120kPa。經計算,CFG樁樁徑取400,樁頂標高為-12.570m,有效樁長18m,樁端持力層為⑧層粉細砂層,樁端進入持力層深度不小于1.0m。單樁承載力特征值大于600kN,施工樁頂標高宜高出設計樁頂標高不少于0.5m。CFG樁混凝土強度等級為C20。基礎設計時,經過反復核算,我們在辦公樓A座、B座核心筒部分采用筏板基礎,其余部分為十字交叉柱下條形基礎。筏基部分的基底反力約245kPa,條基的基底反力約232kPa,兩者反力基本接近。基底標高約為-12.10m,條基寬度為3.0m。辦公樓C座也采用柱下條形基礎,基礎寬度為3.0m,基底標高同A,B座,局部達到-14.0m。同樣基底反力為230kPa左右。通道1,2,3部分為筏板基礎,此處由于上部鋼結構跨度大,柱下荷載相對較大,采用筏基后,基底反力均達346kPa左右,滿足設計要求。采用分層總和法沉降計算,辦公樓A座、B座、C座條形基礎及筏基的沉降量計算均小于50m。相鄰柱沉降差異及沉降總量計算均滿足設計要求。地下車庫部分采用天然地基,基礎寬度3.0m,基底標高為-11.800m。在所有條形基礎與筏板之間及條形基礎之間設置鋼筋混凝土防水板,防水板厚350。設計時地下水位的浮力按5m的水位進行設計,其中防水板抗浮計算中已考慮枯水期的水位變幅1m。防水板經計算構造配筋已滿足設計要求。
1.2上部結構設計1)結構分段。整個建筑我們采用上分而下不分的原則,在辦公樓A座、B座、C座及通道1,2,3在±0.000地面以下連為一體,在±0.000地面以上各相鄰單體之間設置防震縫,使得將整個看似復雜的連體高層建筑的計算將劃分為在±0.000嵌固的6個獨立的計算單元進行計算,避免了因樓座之間高位連接所形成的超限問題。我們對整個結構進行了包絡設計,即采用整體多塔分析與各單體的獨立計算。施工期間,在樓座與地下車庫之間設置用于沉降的后澆帶,沉降后澆帶在結構主體完成后澆筑。C座因為長度119.6m,屬于超長結構,我們在設計時考慮了一定的溫度應力,在框架梁柱外側及屋面板面均設置一定數量的溫度筋,抵御溫度應力,且C座辦公樓在長度1/3位置設置用于溫度后澆帶,溫度后澆帶在地下室結構完成后60d澆筑。2)結構體系。本工程辦公樓A座、B座及C座均采用鋼筋混凝土框架—抗震墻的結構形式;通道1,2,3采用鋼骨混凝土柱、鋼骨混凝土剪力墻、鋼梁的框架—抗震墻結構形式;其中西側通道2、東側通道3跨度為20.9m,北側通道1為29.8m~37.3m。樓面、屋面采用鋼梁+鋼筋混凝土板的組合樓面體系。地下室采用鋼筋混凝土框架的結構形式。3)建筑物抗震等級。上部:辦公樓A,B,C座,抗震墻抗震等級為一級,框架等級為二級;通道1,2,3抗震墻抗震等級為一級,框架等級為二級(按鋼結構考慮)。地下部分:辦公樓A,B,C座及通道1,2,3地下一層抗震墻抗震等級為一級,框架等級為二級;地下2層(含夾層)抗震墻抗震等級為二級,框架等級為三級。地下車庫抗震等級為三級。與主樓連接的相關范圍內其抗震等級同主樓的相應部位的抗震等級。對于地庫與主樓連接處的錯層部位,我們采取了提高一級抗震等級的構造措施進行包絡設計,滿足了規范要求。
2結構分析及結果
1)本工程設計計算所采用的計算程序。采用《多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件—SATWE》(2012年6月)進行結構整體分析。2)主要計算結構如下。辦公樓A,B座計算結果見表1,表2。
3設計總結
篇2
1.1貼楦及要求
中國的童鞋分為小童(3~6歲)、中童(7~12歲)和大童(12歲以上),大童的尺碼已接近成年人,一般按成年人的尺碼進行設計,但在童鞋設計時,要區分小童和中童。在設計小童鞋時,一般選用26碼作為基本碼;如果設計中童鞋時,一般選用32碼(法碼)作為基本碼。而本次設計是以小童鞋為例,所以選用26碼楦作為標準楦,數據也選用標準數據,即它的楦底樣長為166mm、跖圍為165mm。目前,貼楦絕大多數是采用美紋紙貼楦法,而在進行沙灘涼鞋的幫樣結構設計時,基本都采用貼全楦法,即在貼楦時,有三條美紋紙豎向貼(先貼一條背中線,再在兩側各貼一條),接著其他采用橫向貼法,且每條美紋紙都有1/2的重合(見圖2)。
1.2標劃“三點一線”和口門、后幫控制線
用鉛筆在已貼美紋紙的楦頭上,將背中線、后弧線、楦底中心線畫出,并找到外腰邊沿凸度點O,過點O作背中線的垂線OH,即為口門控制線。取OH的中點E和后跟高度點C(26碼的后跟高度為45mm),用軟尺直線連接CE,即為后幫高度控制線(見圖3)。
1.3設定各部位點
各部位點的設定,見圖4。(1)鞋幫總臉長的設定鞋幫總臉長沒有固定的數據,主要視鞋的風格類型和分割比例而定,同時兼顧美觀和穿著的舒適性。本款式涼鞋總臉長點設在腳彎點與跗骨點之間,一般是楦底樣長的65%,即166mm×65%≈108mm;以楦底前端點I沿背中線向后量取長為108mm處,定為J點,線段JI即為鞋幫總臉長。(2)內懷最前點的設定全空式涼鞋的內懷最前點主要根據款式類型而定,一般設計在大腳趾后端點的前方。根據本款式特點,內懷最前點一般設計在楦底樣長的85.5%處,即以楦底后端點K為起點,直線量取142mm(166mm×85.5%≈142mm)與楦底邊沿交叉點P,即為內懷最前點。(3)外懷最前點的設定全空式涼鞋的外懷最前點,也是根據款式類型而定,一般設計在小腳趾后端點的前方。根據本款式特點,外懷最前點一般設計在楦底樣長的83.1%處,即以楦底后端點K為起點,直線量取138mm(166mm×83.1%≈138mm)與楦底邊沿交叉點S,即為外懷最前點。(4)后幫高度的設定后幫高度主要根據款式、后跟造型和穿著的舒適性而定。本款式是帶有后帶的涼鞋,且后帶中包有海綿,因此,這樣的后幫高度要略高于正常的后跟高度點。通常是占楦底樣長的28.9%,即166mm×28.9%≈48mm。以楦底后端點K沿后弧線向上量取長為48mm處,定為M點,線段KM的長度即為后幫高度。
1.4設定部位線條與造型
各部位線條與造型的設定,決定了本款式的美觀度和一定的舒適度(舒適度還與楦型有關),因此在幫樣結構設計中此步驟非常關鍵。各部位線條和形狀見圖4或圖5。(1)A—前幫內側面的形狀設定本款式的前幫內側面,是一條帶形狀,可設計成直條形,但這樣設計會過于簡單,不是很美觀,所以將它設計成下大上小的造型,這樣做會有線條的美感,以及與B部件結合的非常流暢,不會那么呆板。大小要考慮B部件的數據,因為B部件的材質是織帶,它的寬度數據是固定的幾種,有15、18、20、25mm等規格。在本款中選擇18mm或20mm(本文選擇20mm)規格比較合適,因為太小,不夠大方,美觀度不好;太大,感覺過于臃腫。因為上端連接B部件,所以選擇22mm的寬度;下端要比上端大一些,選擇28mm。(2)B—前幫外側面的數據設計上面已經介紹過,B部件的寬度選擇,這里不作過多表述。而它的長度與E部件有關,因為B部件沒有內里,它通過對折后固定在A部件上,形成環套,E部件從中穿過。所以與穿過B部件處的E部件寬度有關。(3)C、D—裝飾片的造型設計鞋用的裝飾件品種繁多,有裝飾花、金屬扣件、圖案裝飾等。而本款式的裝飾件采用的是金屬扣件與皮料裝飾搭配使用,使裝飾不會過于單調。此裝飾件由3個部件組成,分別是C、D部件和“D”字形的金屬扣。而C、D部件首先起到固定金屬扣的作用,附帶裝飾的效果。因此,C、D部件連接金屬扣處的寬度以D字扣的內徑為準,而另一端設計成半邊D字形的造型,使整個裝飾看起來更協調、美觀。本款式的D字扣的內徑選用16mm,根據裝扣件原則,皮料要比扣件內徑略小一點,所以C、D部件與金屬扣連接處的寬度設為14mm。C部件的另一端設計的要大一些,因為C部件的位置剛好在腳背上,視覺效果很明顯,所以選用3顆鉚釘去固定,這樣飾看起來會更大氣,它的寬度設為20mm,長度設為30mm。而D部件的另一端設計的稍大一些即可,因為D部件的位置在后方,裝飾效果不很明顯,所以用一顆鉚釘固定便可,它的寬度設為16mm,長度設為22mm。(4)E—中幫面的線條設定在中幫面的設計中,主要配合整個鞋幫的造型和美觀度,但對于涼鞋來講,還要考慮有盡可能多的部位,同時不影響穿著的舒適度。本款式的中幫面造型中有一部分屬于前幫面,它直接順延到中幫面上,最終形成一個“Y”的造型。在前幫這個部分,它的寬度要與前幫內腰面相協調,因為與B部件有一個鑲套的連接,它的尺寸要比A部件設計的小一些,所以在鑲接處的寬度設為20mm,幫腳處設為24mm。在中幫面部分的寬度要比前幫面的略寬一些,設為26mm。鞋口處的線條用截面的方法去設計,即固定內外懷鞋底處定位點,再用軟尺繞楦型一周,直接畫直線便可。前幫部分與中幫部分直接將線條順延起來,形成“Y”字形的整體。在中幫面的外腰部分,沒有設計成直接到幫腳處,為了使穿著更方便,將此處設計成開口裝置,用魔術貼(俗稱毛刺)作為活動開口。開口的下方連接著F—后腰面部件,中幫面與F部件有一部分重疊。重疊部分的長度設為38mm,因為太長,沒必要,太短,魔術貼粘不住。中幫面的分割處離幫腳處約5mm,這樣設計可以使后腰面隱藏起來,感覺像是沒有分割,是一個整體,會有比較好的視覺效果。(5)F—后腰面的形狀設定在本款設計中,后腰面屬于隱藏部位,且在中幫面的下方,所以它的尺寸與線條主要順延中幫的線條設計,只是在上端做成倒角,保證穿著的舒適性就可以了。因此,后腰面的上端寬度設為26mm,幫腳處設為30mm。(6)G—后跟條帶帶的造型設計對于涼鞋后跟條帶的設計,主要考慮保證穿著時的跟腳,及保護中后幫面的造型不易變形。最常用的尺寸為20mm(寬)×25mm(長)。因為這樣的長度和寬度就可以滿足需求,尺寸太小,會不好入腳;太大,無法起到讓穿著更跟腳的作用,也是一種浪費。
2幫面樣版的制作
2.1展平樣版
在幫樣結構設計中,樣版的制作方法有很多種,有美紋紙貼楦法、牛皮紙貼楦法和比楦法等。而本文將介紹的是最常用的美紋紙貼楦法。鞋楦是一個三維立體的造型,而幫面樣版是一個二維平面圖形。因此在制作幫面樣版之前必須有一個立體向平面轉化的過程,即展平處理。經過展平處理而得到的樣板,稱之為展平樣板。另外,每一塊幫面樣版都可以根據展平而制得,所以展平樣版也稱之為母版。具體步驟如下:(1)將已進行結構設計的美紋紙割去多余部分,在后跟條帶上沿后弧線方向割開,再將美紋紙撕下,并展平在準備好的紙板上。從背中線部分向兩側逐漸展開、貼平,盡可能不產生褶皺(見圖6)。(2)在幫腳處加7mm,后弧線斷開處的兩側加2.5mm,然后再將各線條修順暢,并割下。(3)在幫腳處用分規畫一條距邊5mm的線,然后在這條線上,取一些點(間距為5mm)并沖孔,作為線縫工藝操作時的縫線定位點。(4)在幫面裝飾片的固定位置處,刻出槽線,用于制作裝飾片的樣版和定位。這樣就完成了展平樣板的制作(見圖7)。
2.2凈樣版
(1)A—前幫內側面先在紙板上畫出前幫內側面的輪廓線和幫腳的縫線定位點以及縫線的槽位線,并將此輪廓線割下,再在樣板中間處刻一道槽線,作為縫假線的定位線,并做上內懷標志的牙剪。這樣就可以得到前幫內側面的凈樣板(見圖8)。(2)B—前幫外側面因為前幫外側面使用的材料是織帶,它有固定的寬度,之前的結構設計時已選擇寬度為20mm,所以先割取一條寬度為20mm的條帶,然后在這條帶上做一對折線,將展平樣板B部件的外輪廓一端,對準條帶的對折線,然后畫下與A的分割線和縫合線,最后放出8mm的壓茬量,再沿著對折線對折,并剪去多余的條帶,即可得到前幫外側面的凈樣板(見圖9)。(3)C—前裝飾片在紙板上先畫出前裝飾片的輪廓線,然后在離前裝飾片與金屬扣件連接處3mm(因為金屬扣是有厚度的,放出這3mm可抵消扣件厚度對樣板的影響)遠的地方做一條中心線,作為前裝飾片的對折線,做出一個等腰三角形(底邊長為8mm,邊長為12mm),以此三角形的頂點作為鉚釘定位點,用內徑為2.0mm的沖子沖孔,將紙板沿對折線對折,并割出其輪廓線,展開后將兩側按線條走向順延減小,長度為超過第一個鉚釘定位孔8mm,剪去多余樣板,在對折線上打兩個定位孔,這樣即可得到前裝飾片的凈樣板(見圖10)。(4)D—后裝飾片方法同前裝飾片的制作,只是在設定鉚釘定位點時,將3個點改成1個點即可,這個點距離底邊8mm左右,以便可得到后裝飾片的凈樣板(見圖11)。(5)E—中幫面先在板紙上畫出中幫面的輪廓線和裝飾片的定位點,以及幫腳處的線縫定位孔,然后將線條修順,將外懷后側的兩個圓形倒角畫好,后側鞋口處放3mm翻縫工藝量,在內懷處沖出后跟條帶的定位點,在幫腳處沖出的線縫定位點,然后再用內徑為2.0mm的沖子沖出裝飾片的定位點,最后割出輪廓線,做上內懷標志的牙剪,即可得到中幫面的凈樣版(見圖12)。(6)F—后腰面先在板紙上畫出后腰面的輪廓線和幫腳處的線縫定位孔,然后將線條修順,將上端的兩個圓形倒角畫好,再沖出后跟條帶的定位點,并在幫腳處沖出的線縫定位點,再做出毛刺定位線,最后割出輪廓線,即可得到后腰面的凈樣版(見圖13)。(7)G—后跟條帶先在板紙上畫出一條中心線,將展平樣版的內側后跟條帶的后端線對準此中心線,畫出后跟條帶的輪廓線,再將展平樣版的外側后跟條帶的后端線對準此中心線,畫出后跟條帶的輪廓線,在上端鞋口處放3mm的翻縫工藝量,在兩端各放8mm的壓茬工藝量,并刻出槽線,最后割出外層輪廓線,在內懷做上內懷標志的牙剪,在中心線的上端剪出一個牙剪,下端打一個標志點,這樣即可得到后跟條帶的凈樣版(見圖14)。
2.3劃料樣版
劃料樣板是在幫面的凈樣版基礎上放出折邊量和壓茬量,再除去槽線和定位點的樣版。因此,將幫面樣版外輪廓線畫在紙板上,如果遇到是折邊工藝的,這個邊放4.5~5mm;如果是壓茬工藝的,這個邊放8mm;其它工藝的保持不變,割去外輪廓線,即可得到劃料樣版。
3內里樣版的制作
一般情況下,內里樣版是根據幫面的展平樣版來制作的,但分節式內里除外。而分節式內里一般都根據各組合的幫面來制作。本款式沙灘涼鞋采用的是分節式內里,所以選用幫面樣版來制作內里樣版。
3.1前幫里
先在紙板上畫出前幫內側面的輪廓線和槽線,在幫腳處向里縮條線3mm,在兩側各放出3mm,又在上端以槽線為基準放5mm,作為沖里量,然后割出輪廓線,作出內懷標志的牙剪,即可得到前幫里的樣版(見圖15)。
3.2中幫里
在紙板上先畫出中幫面的輪廓線,在兩邊的幫腳處各向里縮條線3mm,在前端和外側面放出3mm的沖里量,后端不變,然后割出輪廓線,作出內懷標志的牙剪、翻縫標志點和(魔術貼)毛面的定位點,即可得到中幫里的樣版(見圖16)。
3.3后幫里
在紙板上畫出后腰面的輪廓線,在幫腳處向里縮條線3mm,其余部分放出3mm作為沖里量,然后割出輪廓線,即可得到后幫里的樣版(見圖17)。
3.4后跟條帶里
將后跟條帶樣版放在紙板上畫出輪廓線,在兩端處各縮回3mm,在下端放出3mm的沖里量,即可得到后跟條帶里樣版(見圖18)。
3.5(魔術貼)毛面和刺面
將中幫里與(魔術貼)毛面鑲接的部位輪廓線畫在紙板上,然后在后端縮回5mm,割出輪廓線即可得到毛面的樣版。制作(魔術貼)刺面的樣版時,先將后腰面的輪廓線和刺面的定位線畫在紙板上,在前后兩端各縮回2mm,割下輪廓線后,修順四個圓角,便可得到刺面的樣版(見圖19)。
4定位版的制作
在制作定位版之前,要進行貼楦操作,只是貼楦主要是貼楦底板。貼楦完成后,在結構設計時,在楦底邊沿做上各個幫腳處的定位標志,再將楦底樣版揭下來,展平在紙板上,修順輪廓線并刻下。用分規向內縮回5mm,畫一圈線,然后將楦底邊沿上所做的各個幫腳處的定位標志線順延至此線,再剪去各定位處凹槽里的量,便可得到定位版(見圖20)。
5問題分析
(1)鞋幫不伏楦鞋幫不伏楦分兩種情況,原因有所不同,處理方法也有所變化。第一,如果鞋幫出現歪扭現象,從而導致不伏楦,很有可能是在制作展平樣版時,沒有順延美紋紙的方向展平,強行拉動美紋紙,偏離自然蹺度太多。或者在做定位版的時候發生了偏差,從而導致定位不準。第二,如果是因為鞋幫太大而導致鞋幫不伏楦,可能是因為材料太薄或延伸性太大所致。也可能是制作樣版時放余量太大,或美紋紙被拉伸了太多。如果是材料問題,只需改變復合材料或增加復合材料便可。如果是樣版問題,則必須修改樣版。(2)鞋幫太緊,無法線縫這個問題比較簡單,最有可能是因為制作樣版時,沒有加放余量或加放余量太小。又或者材料太厚或幾種材料復合后太厚。如果厚度沒問題,材料延伸性也正常,那就要調整樣版了。(3)(魔術貼)毛、刺外露,蓋不住毛、刺外露,可能是在設計時刺的大小已經超出了毛覆蓋的范圍。如果設計沒有問題,那就是中幫面的樣版制作得太小了。
6結束語
篇3
【關鍵詞】型鋼混凝土;石油化工;結構設計
1引言
型鋼混凝土結構構件具備諸多優勢,比如:受力性能好、截面尺寸小、抗震性能好、自重輕等,在石油化工結構設計中具備很優越的應用價值。在型鋼混凝土結構設計過程中,需要明確方法,遵循《型鋼混凝土組合結構技術規程》《型鋼混凝土結構設計規程》等[1]。此外,還有必要通過構件的實際受力情況,對設計進行優化。總之,由于型鋼混凝土具備很好的應用價值,所以對其應用進行探討意義重大。
2工程實例分析
在石油化工焦化裝置中,焦炭塔框架屬于核心構筑物,操作重量大,裝置支座位置及井架總高度偏高,通常情況下會有焦溜槽以及樓梯間附帶。整體結構體系較復雜,設計存在一定難度。以某煉油廠為例,其工程延遲焦化裝置焦炭塔框架屬于兩塔結構,焦炭塔單塔自重達4300kN(430t),塔外徑為9690mm,單塔最大高度為41.3m。水焦工況最大操作介質為3040t,滿焦工況焦炭量達到1150t。該工程所處場地在地面上10m位置的基本風壓為0.5kN/m2,地面粗糙度為B類,抗震設防裂度為7度,工程場地設計基本地震加速度值為0.15g[2]。從框架設計來看屬正常,但在結構空間利用方面提出了一些基本建議:(1)盡可能控制主要構件截面,使整體平面布置的需求得到有效滿足;(2)確保塔體下方具備充足的空間,能夠設置冷焦水過濾器1臺和別的附屬操作框架;(3)在塔體下方框架位置,有必要對全封閉設備操作房進行合理設置;(4)確保型鋼混凝土結構能夠合理、科學地應用,進而發揮型鋼混凝土結構的作用。
3型鋼混凝土結構的選擇以及模型的計算
3.1結構選擇
對于上述工程的焦炭塔框架設備支承部分來說,為典型的塔型設備基礎,即:兩塔板式框架聯合塔基礎,一共有3層,高為27m,縱向連續兩跨2.5m×2,橫向為單跨12.5m,出焦井架標高為27~117m,屬中心支撐鋼結構框架。
3.2模型計算
在設計中,所使用的是有限元分析軟件STRAT,在利用該軟件進行計算過程中需由經驗豐富的技術人員操作,以確保計算值的精準性。同時,在焦炭框架選擇上,選擇高聳組合結構,在建模分析過程中,有必要對下部混凝土框架和上部鋼結構的共同作用充分考慮,以此有效模擬結構的具體情況。對于完整的焦炭塔框架模型來說,需具備:①混凝土框架柱;②井架鋼結構梁;③混凝土框架梁。此外,利用厚殼單元模擬混凝土頂板,利用薄殼單元模擬設備塔體。
4荷載組合與截面設計
4.1荷載組合分析
根據相關設計規范要求,對焦炭塔框架設計需根據承載能力極限狀態最不利的效應組合加以設計。因此,兩塔結構設計時的荷載組合為:(1)正常操作工況下:1.2永久荷載+1.0×1.3×(介質荷載+活荷載)+1.4×風荷載;(2)停產之前:1.2永久荷載+1.0×1.3×(介質荷載+活荷載)+1.4×風荷載;(3)停產檢修工況下:1.2永久荷載+1.0×1.3×活荷載+1.4×風荷載;(4)地震作用下:1.2×[永久荷載+0.5×(介質荷載+活荷載)]+1.3×水平地震荷載+1.4×0.2×風荷載[3]。總之,需合理分析荷載組合,以此為進一步截面設計以及計算結果的準確性提供保障。
4.2截面設計分析
截面框架柱、框架梁的設計內容如下:1)框架柱設計。在設計初始階段,如果外在條件全部一致,為了使框架柱截面的尺寸得到有效保證,可選擇2種框架柱截面尺寸,通常會選擇1個大柱尺寸,即:2500mm×2500mm規模;同時選取1個小柱尺寸,即:1800mm×1800mm規模,根據計算結果,采取對比的方法最終選擇適合本工程結構的合理尺寸。在外在條件一致時,大柱和小柱模型需采取分別進行計算的方法。由于會受到框架柱截面尺寸差異的影響,進而使結構剛度存在很大的差異。針對此類情況,需要利用地震組合工況控制好設計結構。從實際經驗來看,小柱模型在剛度上偏小,在柔性上較好,基于同樣風載或者地震條件作用之下,結構內力偏小,便于為構件截面設計提供有利的條件。2)框架梁設計。對于框架梁來說,因受到工藝設計需求的影響,加之標高相對明確,使得調整的空間偏小。在梁截面上,一般選取為1500mm×2500mm。在對梁截面剛度進行合理增多的條件下,能夠使框架柱的反彎點位置得到有效控制,進而使框架梁設計彎矩的要求得到有效滿足。基于框架梁內部對H型鋼進行設計,能夠和框架柱內型鋼柱之間組合成為內框架體系,從而使結構的整體性得到有效提升[4]。此外,框架頂板屬于設備的支座層,起到承載塔體荷載的作用,在頂板中間部位需設置型鋼斜梁,并采取STRAT計算結果提取內力,對厚板配筋進行計算。總結起來,在設置斜梁的條件下,能夠使頂板的受力得到有效改善,同時使傳力路線得到有效簡化。
5結語
本次研究結合實際工程案例,對型鋼混凝土在石油化工結構設計中的應用進行了探討。在了解工程實例的條件下,需選擇合理的型鋼混凝土結構,并通過模型的計算,進一步分析荷載組合,然后在截面設計過程中,注重框架柱的設計和框架梁的設計。總之,對于型鋼混凝土結構來說,對型鋼和混凝同受力的特性加以應用的條件下,使混凝土的抗壓性能以及型鋼的抗彎性能得到有效展現,進而使結構的延展性得到有效提升。此外,在合理應用型鋼混凝土結構的條件下,能夠提升結構空間的利用效率,進而使實際生產需求得到有效滿足。
作者:冉艷華 單位:中海油山東化學工程有限責任公司
【參考文獻】
【1】陳燕,何夕平,馬樂樂.各國規程對型鋼混凝土梁抗彎承載力計算對比分析[J].青島理工大學學報[J],2016(3):24-29.
【2】孫宇,鄭巖,胡勇剛.延遲焦化在煉油工業中的技術優勢及進展[J].石化技術與應用,2012(3):260-264.
【3】蘇君超.焦炭塔框架阻尼比的取值[J].石油化工設計,2014(4):15-18.
【4】宋桂珍.鋼結構防火涂料在石油化工裝置中的應用[J].技術與市場,2011(6):175.
【5】靳鐵鋼.輕型鋼結構設計問題探討[J].城市建設理論研究(電子版),2011(33):11-12.
【6】張金法.門式剛架輕型鋼結構設計及施工中一些問題和措施[J].城市建設理論研究(電子版),2011(22):46-47.
【7】唐國昱.型鋼混凝土結構在工程設計中的應用[J].價值工程,2012(21):93.
【8】JasimAliAbdullah.鋼管混凝土和套管混凝土短柱的抗剪強度和性能分析[J].鋼結構,2010(3):156-157.
【9】劉巨保,許蘊博.基于GB50341標準設計的立式拱頂儲罐弱頂結構分析與評價[J].化工機械,2011(4):96.
【10】李懿.淺析輕鋼廠房結構設計要點[J].山西建筑,2013(17):75.
篇4
【關鍵詞】結構設計問題分析
引言
建筑工程質量直接關系到人民生命和財產的安全,而施工圖的設計質量又是整個工程質量的基礎,一份高質量的施工圖是工程建設質量保證的前提。但是目前施工圖紙的質量遠沒有人們所想象的那么精確和完善。通過在多項建筑結構設計施工圖的設計及審查中發現,結構設計中存在比較常見的問題有:超長結構與基礎設計、板面設置溫度應力筋及梁筏基礎板筋位置等問題。
1有關超長結構與基礎設計
混凝土結構設計規范第91111條中規定鋼筋混凝土框架結構伸縮縫最大間距為55m,而71112條則規定當采取后澆帶分段施工,專門的預加應力措施或采取能減小混凝土溫度變化或收縮的措施且有充分依據的,伸縮縫間距可適當增大。這兩條使我們在實際設計過程中較難把握。工程實例中超過55m就設置伸縮縫,這顯然是很難保證的,但采取后澆帶分段施工后究竟應控制房屋長度多少而不至于產生裂縫等不良現象呢?筆者認為這取決于各地區的溫差及混凝土不同的收縮應力。按本人在廣東省地區所做的工程實例經驗,多層房屋長度超過55m但在75m以內時,采取設置施工后澆帶及相應的構造加強措施后,不設置伸縮縫是可行的,這在許多工程竣工使用多年后也已得到證實,多個工程(比如有40m×72m的四層廠房,10m×72m的九層教學樓,2m×65m的九層宿舍,還有長達近100m的三層商業建筑等)均未產生嚴重的裂縫。但在結構設計中必須對梁柱配筋進行概念上的調整。首先是長向板鋼筋應雙層設置,并適當加強后澆帶處的梁板配筋;而兩端梁柱,特別是邊跨的柱配筋必須加強,以抵抗溫度應力帶來的推力;另外,超長結構在角部容易產生扭轉效應,我們在設計中也必須對角部結構進行加強。當框架結構超過75m時,筆者認為必須采取特殊的措施才能不設置伸縮縫,譬如說采用預加應力,摻入抗裂外加劑等等,而且作為超過75m的結構,必須對溫度及收縮裂縫采取定量的分析,并相應施加預應力,這在許多工程實例中應用的效果也是眾目共睹的。如果對超長結構,不能有效的分析清楚受力情況,本人建議還是應按規范要求設置伸縮縫,畢竟建筑上縫只要處理得當還是不影響觀瞻的。目前的短肢剪力墻體系小高層由于考慮埋置深度的要求,一般均設置地下室。基礎則采用樁筏基礎。如何對樁進行合理選型,將對整個地下室設計的經濟性產生重要影響。
2防止由于地基沉降或不均勻沉降引起的構件開裂或破壞
預防或減少不均勻沉降的危害,可以從建筑措施、結構措施、地基和基礎措施方面加以控制。諸如:避免采用建筑平面形狀復雜、陰角多的平面布置;避免立面體形變化過大;將體形復雜、荷載和高低差異大的建筑物分成若干個單元;加強上部結構和基礎的剛度;同一建筑物盡量采用同一類型基礎并埋置于同一土層中等一系列措施。應該引起重視的是:對高層建筑來說,由于需要一定的埋置深度,從經濟的角度考慮,基礎一般采用樁箱或樁筏結合的形式,此時應保證箱體的整體剛度,群樁布置的形心應與上部結構重心相吻合。當土層有較大起伏時,應使用同一建筑結構下的樁端位于同一土層中,并應考慮可能產生的液化影響。
3從結構計算和構造上滿足規范要求
3.1從結構計算角度,看結構計算應注意的問題:
避免荷載計算的錯誤。諸如漏算或少算荷載、活荷載折減不當、建筑物用料與實際計算不符,基礎底板上多算或少算土重。底框砌體結構驗算時就應注意:底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結構,對具有薄弱層的底層框架混合結構,應考慮塑性變形集中的影響,通常對底層地震剪力乘以1.2—1.5的增大系數;底層框架混合結構的剪力分配不能簡單地按框架抗震墻的方法。連續板計算不能簡單地用單向板計算方法代替;雙向板查表計算時,不能忽略材料泊松比的影響,否則,由于跨巾彎矩未進行調整,將使計算值偏小對電算結果的正確性進行正確評價。
3.2從構造角度看應注意的問題:
注意構件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震設計中既要保證建筑結構在地震發生時具有一定的延性,又必須滿足最小配筋的要求。嚴格按照規范要求,保證鋼筋在各個部位所需滿足的錨固、延伸和搭接長度,材料選用也必須滿足強度要求。為了防止屋面溫度應力引起的墻體開裂,必須采取有效的通風散熱措施。按抗震構造要求設置的構造柱,應在整個建筑物高度內上下對準貫通,上至女兒墻壓頂,下伸人基礎圈梁,或伸人室外地面以下500毫米,構造柱與圈梁、樓板和墻體的拉接必須符合規范要求。
4剪力墻設計
布置:剪力墻布置必須均勻合理,使整個建筑物的質心和剛心趨于重合,且X,Y兩向的剛重比接近。在結構布置應避免一字形剪力墻,若出現則應布置成長墻(h/w>8)應避免樓面主梁平面外擱置在剪力墻上,若無法避免,則剪力墻相應部位應設置暗柱,當梁高大于墻厚的215倍時,應計算暗柱配筋,轉角處墻肢應盡可能長,因轉角處應力容易集中,有條件兩個方向均應布置成長墻;規范中對普通墻及短肢墻的界定是墻高厚比8倍以下為短墻,大于8倍則為普通墻,這就引起高厚比為719倍及811倍的兩種墻的受力特性截然不同,而配筋亦大相徑庭,這顯得比較機械而不合理,因此筆者建議布置長墻時高厚比能大于9。超級秘書網
5結束語
以上幾點是對設計中經常出現的幾個問題的理解。在今后的設計過程中,設計者要把提高設計質量作為終身奮斗的目標,應以規范為依據,不斷總結,因為安全才是人民利益的根本所在,使我們的設計更經濟合理。
參考文獻:
李必瑜.房屋建筑學.武漢:武漢理工大學出版社,2003.
沈蒲生.混凝土結構設計原理.北京:高等教育出版社,2003.
尚守平.結構抗震設計.北京:高等教育出版社,2003.
應惠清.土木工程施工.同濟大學出版社,2001,2.
龍馭球、包世華.結構力學教程.北京:高等教育出版社,2003.
趙明華.土力學與基礎工程.武漢理工大學出版社,2003.
篇5
1.1本項目的基本情況
本工程位于湛江市開發區的某小區。總用地面積17062.13m2,總建筑面積82351.57m2(其中地下建筑面積為12829.25m2,地上建筑面積為69522.32m2)。另外本工程設計使用年限為50年,結構安全等級為二級,抗震設防類別為丙類。
1.2場地自然條件
(1)風荷載:基本風壓按50年重現期取0.8kN/m2,地面粗糙度B類。(2)本工程設計地震分組為第一組,抗震設防烈度為Ⅶ度,設計基本地震加速度值0.1g,地類別為Ⅲ類,屬于中軟場地土。
2結構設計
2.1地基基礎
由于業主未提供詳細地質資料,基礎設計待業主提供詳細地質資料后確定。本院根據當地工程經驗,本工程擬采用樁基礎。
2.2上部結構設計
根據建筑使用功能的要求并結合本工程的特點,本工程結構形式為:1~3棟采用框架-剪力墻結構;4棟采用剪力墻結構,其中剪力墻及框架抗震等級均為二級。本工程混凝土強度等級為C50~C30,鋼筋采用HRB400級鋼筋。
2.3PKPM系列結構軟件分析
在本次湛江市開發區的某小區的結構設計中采用PKPM系列結構軟件進行結構分析。具體來講本設計所采用的計算機程序為中國建筑科學研究院PKPM-SATWE,版本型號是2010版,這也是在目前設計院住宅結構設計中較為常用的一款軟件,并且該轉件的結構計算結果較為可靠。本次住宅的結構采取較為常用的框架加剪力墻結構,目前這種結構在現有的高層住宅設計中被廣泛的應用,這種形式結合了框架和剪力墻兩種結構的優點,具有受力穩定,造價相對經濟的特點。同樣的為了保證整個結構的穩定性,在住宅建筑的-1~3層對結構進行了加強。整體結構的嵌固位置為地下室的頂板。每個建筑的結構在計算的過程中都會對災害進行預估,提前計算其所受的荷載,并在設計過程中采取相應的措施。在本次住宅小區的結構設計中,對于五十年一遇的大風,預估的基本風壓值為Wo=0.8kN/m2,建筑物地面的粗糙程度按照B類設計,以一號住宅樓為例,其承載風荷載效應時的放大系數為1.1,最終建筑物的體型系數采取1.4來進行計算。其次,對于地震災害中的受力,在建筑結構的整體設計中也是應當考慮的,本項目的所處的地質環境要求建筑物按照Ⅶ度抗震烈度進行設防,所以在結構設計中按照其相應的抗震烈度設防地震分組為第一組,場地的類別為三類,建筑物的抗震設防類別為丙類,并且需要考慮在地震作用下構的偏心問題,以及雙向地震作用力的問題。在地震作用下:計算振型個數為15,重力荷載代表值的活載組合值系數為0.5,周期折減系數為0.75,結構的阻尼比為5%,特征周期Tg為0.45,地震影響系數最大值為0.08。具體來講混凝土框架的抗震等級為二級,剪力墻的抗震等級為二級,綜合來講其抗震結構措施為二級設計。最后在計算的過程中還需要對一些系數進行調整和修改:梁端負彎矩調幅系數為0.85;梁活荷載內力放大系數為1;梁扭矩折減系數為0.4;托墻梁剛度增大系數為1;實配鋼筋超筋系數為1.15;連梁剛度折減系數為1.0(注:風荷載控制),0.6(地震荷載控制);梁剛度放大系數按2010規范取值;并且柱配筋的計算按照雙偏壓來進行設計。
3本工程的結構計算
本工程位于湛江市開發區的某小區,在進行結構計算的過程中采用的活載標準值按照《建筑結構荷載規范》(GB5009-2012),取值見表1。
4展望
對于實際的居住區工程來說,好的結構設計往往是整個項目成功的關鍵所在,合理的結構設計不僅可以使形體優美的建筑得以成為現實,更是為建設的設計者提供新的構思機會,因為合理的結構設計通常與美學的要求不謀而合。所以本文通過對實際項目結構計算過程中的地基基礎、上部結構設計、PKPM系列結構軟件分析等重要步驟的解析,探討住宅小區在結構設計的過程中應當注意的關鍵點,對居住小區結構設計的方法進行了驗證,希望可以對實際的居住區的建筑的結構設計提供一些靈感。
作者:潘偉朝 單位:廣東省建科建筑設計院有限公司
參考文獻
[1]梅麗娜.淺談結構設計的幾項基本原則[J].黑龍江科技信息,2010(15).
[2]梁興泉.結構設計的體會[J].山西建筑,2009(27).
篇6
1.1結構抗震性能目標本工程存在扭轉偏大、樓板不連續、尺寸突變、豎向構件不連續、承載力突變等多項不規則,屬特殊類型高層建筑。結構設計確定的抗震性能目標見表1。由表1可知,本工程采用的性能目標較高,介于《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3—2010)[2](簡稱高規)定義的A,B級之間,主要原因有兩個方面:一方面是經對比分析,與B級目標相比較,性能目標提高后僅核心筒部分需要增加較少工程造價,對于總體造價而言,增加比例很小的造價即可滿足性能目標要求;另一方面是考慮到結構懸挑比較大,且是乙類建筑,特意提高其性能目標。本工程于2012年6月通過廣東省超限高層建筑工程抗震設防專項審查。
1.2結構受力特點及分析地震作用下整個結構有比較復雜的反應,主要有以下幾個方面:一是水平和豎向震動耦合;二是懸挑端有比較大的豎向震動反應,導致核心筒遠離懸挑端一側混凝土承受拉力;三是水平地震和豎向地震引起的整體結構扭轉作用導致結構筒體有比較大的扭轉效應。(1)大震作用下懸挑端位移分析大震作用下懸挑端的位移見表2。由表2可知,X向地震作用下,懸挑遠端Z向位移比較顯著;Y向地震作用下,因結構扭轉造成懸挑遠端Y向水平位移比較顯著。X向地震作用下,懸挑遠端Z向位移由框筒部分的剪彎變形(包含繞Y軸的轉動變形)及懸挑部分自身的豎向彎曲變形組成;Y向地震作用下,懸挑遠端Y向位移由框筒部分繞Z軸的轉動變形和懸挑部分自身的水平彎曲變形組成。(2)小震Y向作用下核心筒的總力矩分析圖6給出了核心筒外筒墻、柱編號,表3給出了各墻體在Y向小震作用下的剪力及其相對于核心筒形心點O的力臂。由表3可知,核心筒外筒墻體對核心筒形心點O的力矩之和為979014kN•m。Y向地震作用為61147kN,等效力臂為979014/61147=16.01m。此巨大力矩將通過內藏鋼骨的核心筒傳遞至地下室的核心筒,再傳至基礎。(3)核心筒外筒墻體軸向內力分析表4給出了小震、大震作用下核心筒外筒墻體軸向內力,其中小震作用考慮恒荷載和活荷載及風荷載,大震作用僅考慮恒荷載和活荷載,活荷載均按最不利布置(僅懸挑部分有活荷載)。從表4可看出,小震作用下,墻體Q2,Q5均受壓,墻體Q3受拉,墻體Q1總體是以受壓為主,但其與墻體Q3相連端受拉;在大震作用下,墻體Q1,Q3受拉,墻體Q2在4層以上受壓、在4層及其以下受拉,墻體Q5在5層以上受壓、在5層及其以下受拉。(4)核心筒外筒墻體剪壓比分析圖7給出大震作用下核心筒外筒墻體的剪壓比曲線,其中剪力按照墻體中混凝土和型鋼所能承擔的比例分配,此處用于計算剪壓比的剪力為混凝土部分承擔的剪力。由圖7可見,大震作用下核心筒外筒墻體的剪壓比均小于限值0.18,滿足設定抗震性能目標的要求。圖7核心筒外筒墻體剪壓比曲線(5)懸挑部分豎向地震作用及其收斂分析通過SATWE和ETABS軟件,采用振型分解反應譜法與彈性時程分析法對比分析了豎向地震作用下結構的反應,得到了豎向地震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數(即懸挑部分所承受的總豎向地震力與懸挑部分的重力荷載代表值的比值)。懸挑部分恒荷載總重GDL=58269kN,活荷載總重GLL=7822kN,懸挑部分結構重力荷載代表值GE=GDL+0.5GLL=62180kN,故小震作用下懸挑部分的豎向地震作用系數α小震=2641kN(小震豎向地震力)×1.25(小震放大倍數)/62180kN=0.053,在大震作用下豎向地震作用系數為α大震=16145kN(大震豎向地震力)/62180kN=0.260。高規中并未規定7度(0.10g)時的豎向地震作用系數,但參照高規插值,可以得到7度(0.10g)時的豎向地震作用系數為0.05,本文如不考慮1.25放大系數,其豎向地震作用系數僅為0.0424,小于0.05,故在采用振型分解反應譜法計算豎向地震作用時應注意其所計算的豎向地震作用是否達到高規規定值。Z向地震時程分析所得的豎向剪力平均值與彈性反應譜分析所得的豎向剪力之比為2987/3389=0.88。盡管不同位置的構件內力隨豎向振型參與系數的變化是不一致的,但是當振型參與系數在15%~90%之間時,其豎向地震引起的構件內力增長非常緩慢,此與高層結構有較大不同。
1.3結構性能化設計措施(1)為提高剪力墻連梁的延性,在連梁中配置型鋼,并加強其腰筋及箍筋配置(配筋率不小于0.4%且不小于計算配筋)。(2)在核心筒剪力墻中配置型鋼,一是為了承擔部分剪力及彎矩;二是與墻體豎向鋼筋共同承擔拉力。(3)通過核心筒的連梁來實現結構耗能,雖然連梁中設置了型鋼,但墻體中也設置了型鋼,相對于墻肢而言,連梁截面內力遠小于墻體截面,所以地震作用時是連梁首先發生彎曲破壞,起耗能作用。雖然結構承載力已按較高的性能目標實現,但為使結構具有較好的塑性變形能力,結構仍然按高延性設計,核心筒及框架柱抗震等級為一級,鋼構件抗震等級為二級。
2結構計算分析
2.1振動模態采用SATWE,ETABS軟件進行多遇地震作用下的計算對比分析。ETABS軟件計算得到的結構的振型圖如圖8所示(兩種軟件計算得到的振型一致),由圖8可以看出,懸挑部分有較大的振動反應。
2.2整體分析結果對比由SATWE,ETABS軟件計算的結構總體指標對比見表5。由表5可知,兩個軟件計算的結果比較接近,相符度較好。SATWE軟件計算的整體穩定性驗算指標剛重比X向為117.86,Y向為46.79,均大于規范限值2.7(不考慮二階效應的限值);ETABS軟件計算的整體穩定性驗算指標剛重比X向為106,Y向為46.79,均大于規范限值1.4(穩定限值)和2.7(不考慮二階效應的限值)。
2.3施工卸載模擬計算懸挑桁架部分采用滿堂腳手架施工,腳手架支承于地下室頂板上,地下室頂板考慮60kN/m2的施工荷載。采用分段吊裝的施工方案,桁架在現場焊接成型,采用塔吊和汽車吊相結合的方法完成吊裝(圖9)。全部鋼結構構件安裝完畢后再進行腳手架卸載,卸載順序為由遠端向根部逐漸延伸,在卸載過程中應對鋼結構變形及位移進行現場測量。卸載完畢后,開始安裝鋼筋桁架,澆筑樓板,砌筑固定隔墻,然后封閉樓板后澆帶。圖9施工方案示意圖本工程進行了施工卸載模擬分析,分四步拆腳手架,首先拆第四節下對應的腳手架,接著拆第三節、第二節、第一節下對應的腳手架。卸載過程遠端位移模擬顯示懸挑遠端滿足《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)[3](簡稱鋼規)要求,雖卸載過程與使用狀態下的結構支撐條件和荷載作用條件不同,但卸載過程中構件的內力符號沒有發生變化,且其應力比均小于正常使用狀態下的應力比。
2.4防連續倒塌分析與設計對于防連續倒塌的分析,參考高規采用了兩種方法:一是拆除構件法;二是施加表面荷載法。(1)KZ1是受荷最大、最為重要的柱,所以對其按拆除構件法驗證是否滿足防連續倒塌的要求。計算結果表明,與所拆除構件直接相連的構件最大應力比為[(0.69/1.35)/1.25]×2=0.818,斜拉腹桿最大應力比為(1.13/1.35)/1.25=0.67,其余各構件應力比均小于1。(2)對于桁架的主要弦桿和腹桿,采用在構件表面附加80kN/m2側向荷載的方法進行驗證分析,分三步進行:第一步是按未加側向荷載進行計算;第二步是將構件從整體結構中取出來,施加側向荷載進行內力計算;第三步是疊加前兩步內力。計算結果見表6,由表6可知,桁架一的主要桿件應力比均小于1.0。
2.5人群荷載下樓蓋振動舒適度驗算由于樓蓋結構的跨度比較大,故對其進行了舒適度研究,采用MIDAS/Gen進行樓蓋振動舒適度分析。樓蓋振動舒適度分析考慮兩種人群荷載工況:工況一為21人同頻率、同相位行走;工況二為60人同頻率、不同相位行走的。計算結果表明,樓蓋最大振動加速度為0.0452m/s2,滿足規范限值0.05m/s2要求。
2.6樓蓋風振時程分析基于風洞試驗實測數據,結合風速時程樣本,采用MIDAS/Gen軟件模擬結構風振[5],本工程中只考慮順風向風速的影響,采用了Davenport脈動風速譜,參考深圳市氣象局近年來的風速統計資料,設定參考風速,以MonteCarlo法為基礎采用諧波疊加法,設定關心的頻率始值和終值,隨機產生風速時程曲線。局部風振時程荷載按點荷載直接施加于模型相應測點處。分析結果表明,不同風振時程樣本引起的樓蓋最大加速度差別較大,這主要是由于隨機生成的風振時程的自身差異所導致的;基于本文的時域分析方法及風振報告提供的頻率方法(其中樓蓋振動最大加速度為0.221m/s2)計算出的樓蓋風振效應均很明顯。針對本工程而言,風荷載引起的豎向振動是設計的控制因素。
3關鍵節點設計及有限元分析
懸挑桁架從混凝土核心筒及外框柱伸出,第7層E,B點(圖3)處節點交匯桿件達11根,節點受力比較復雜。懸挑桁架下弦桿根部彎矩非常大,盡管鋼材已采用Q420GJC,但板厚仍超過100mm,基于此提出了解決桁架根部局部彎矩過大的新型節點,見圖10。此節點通過對工字形截面翼緣板加下掛板的方式,變相增加了翼緣板的寬度。此種做法一是可以減小板厚,降低焊接難度;二是相對于箱形截面其便于焊接和混凝土澆搗。節點分析擬考慮兩種荷載工況:一是大震作用工況;二是構件屈服工況,即加載至某構件(根據大震的分析結果,選取承載能力利用率最高的構件)發生屈服。選取桁架一下弦桿梁柱節點及桁架二下弦桿梁墻節點進行節點分析。采用MIDAS/FEA[7]進行分析。大震作用下節點應力云圖如圖11所示,結果表明,節點區幾乎所有的鋼構件均保持在彈性狀態,混凝土受拉及受壓均保持在彈性狀態,節點區構件滿足承載能力極限狀態的要求。構件屈服工況下節點應力云圖如圖12所示,結果表明,應力最大鋼構件中和軸以下全部發生屈服時,節點核心區內板件仍保持在彈性狀態,節點板屈服區域僅分布在以屈服構件相連的局部區域,沒有向節點板核心區擴展,滿足“強節點、弱構件”的控制要求。
4結語
篇7
關鍵詞:異形柱短肢剪力墻結構設計
現代住宅建筑要求大開間,平面及房間布置靈活、方便,室內不出現柱楞、不露梁等。異形柱與短肢剪力墻結構能較好地滿足現代住宅建筑的要求,因而逐漸得到了推廣應用。目前,現行國家規范或規程中尚未給出有關異形柱與短肢剪力墻結構設計的條款,因此,結構設計人員在設計中常會遇到一些規范或規程尚未論及的問題,需要設計人員積累經驗,利用正確的概念進行設計。
本文旨在對異形柱與短肢剪力墻結構設計中的一些問題進行探討,提出個人看法,供結構設計人員參考
1異形柱結構型式及其計算
異形柱結構型式有異形柱框架結構、異形柱框架—剪力墻結構和異形柱框架—核心筒結構。
異形柱結構自身的特點決定了其受力性能、抗震性能與矩形柱結構不同。由于異形柱截面不對稱,在水平力作用下產生的雙向偏心受壓給承載力帶來的影響不容忽視。因此,對異形柱結構應按空間體系考慮,宜優先采用具有異形柱單元的計算程序進行內力與位移分析。因異形柱和剪力墻受力不同,所以計算時不應將異形柱按剪力墻建模計算。
當采用不具有異形柱單元的空間分析程序(如TBSA5.0)計算異形柱結構時,可按薄壁桿件模型進行內力分析。
對異形柱框架結構,一般宜按剛度等效折算成普通框架進行內力與位移分析。當剛度相等時,矩形柱比異形柱的截面面積大。一般,比值(A矩/A異)約在1.10-1.30之間[1]。因此,用矩形柱替換后計算出的軸壓比數值不能直接應用于異形柱,建議用比值(A矩/A異)對軸壓比計算值加以放大后再用于異形柱。
對有剪力墻(或核心筒)的異形柱結構,由于異形柱分擔的水平剪力很小,由此產生的翹曲應力基本可以忽略,為簡化計算,可按面積等效或剛度等效折算成普通框架—剪力墻(或核心筒)結構進行內力與位移分析。按面積等效更能反映異形柱軸壓比的情況,且面積等效計算更為簡便。但應注意,按面積等效計算時,須同時滿足下面兩式:
(1)A矩=A異;(2)b/h=(Ix異/Iy異)1/2
式中,A矩、A異——分別為矩形柱和異形柱的截面面積;
b、h——分別為矩形截面的寬和高;
Ix異、Iy異——分別為異形柱截面x、y向的主形心慣性矩。
一般,按面積等效計算時,矩形柱的慣性矩比異形柱的小。但對有剪力墻(或核心筒)的異形柱結構,計算分析表明[2],按面積等效與按剛度等效的計算結果是接近的。
異形柱的截面設計,可根據上述方法得出的內力,采用適合異形柱截面受力特性的截面計算方法進行配筋計算。
2短肢剪力墻結構及其計算
短肢剪力墻結構是適應建筑要求而形成的特殊的剪力墻結構。其計算模型、配筋方式和構造要求均同于普通剪力墻結構。在TAT、TBSA中,只需按剪力墻輸入即可,而且TAT、TBSA更適合用來計算短肢剪力墻結構。TAT、TBSA所用的計算模型都是桿件、薄壁桿件模型,其中梁、柱為普通空間桿件,每端有6個自由度,墻視為薄壁桿件,每端有7個自由度(多一個截面翹曲角,即扭轉角沿縱軸的導數),考慮了墻單元非平面變形的影響,按矩陣位移法由單元剛度矩陣形成總剛度矩陣,引入樓板平面內剛度無限大假定減少部分未知量之后求解,它適用于各種平面布置,未知量少,精度較高。但是,薄壁桿件模型在分析剪力墻較為低寬、結構布置復雜(如有轉換層)時,也存在一些不足,主要是薄壁桿件理論沒有考慮剪切變形的影響,當結構布置復雜時變形不協調。而短肢剪力墻結構由于肢長較短(一般為墻厚的5-8倍),本身較高細,更接近于桿件性能,所以,用TAT、TBSA計算短肢剪力墻結構能較好地反映結構的受力,精度較高。
對設有轉換層的短肢剪力墻結構,一般都只是將電梯間、樓梯間、核心筒和一少部分剪力墻落地,其于剪力墻框支。框支剪力墻是受力面向受力點過渡,由于薄壁桿件的連接處是點連接,所以用薄壁桿件模型不能很好地處理位移的連續和力的正確傳遞。因此,帶有轉換層的短肢剪力墻結構宜優先采用墻元模型軟件(如SATWE)進行計算。當然,從整體上的內力(特別是下部支承柱的內力)分布情況來看,如果將剪力墻加以適當的處理,還是可以用TAT、TBSA對結構進行整體計算的[3]。
3異形柱的受力性能及其軸壓比控制
天津大學的試驗研究結果表明[4]:異形柱的延性比普通矩形柱的差。軸壓比、高長比(即柱凈高與截面肢長之比)是影響異形柱破壞形態及延性的兩個重要因素。
異形柱由于多肢的存在,其剪力中心與截面形心往往不重合,在受力狀態下,各肢產生翹曲正應力和剪應力。由于剪應力,使柱肢混凝土先于普通矩形柱出現裂縫,即產生腹剪裂縫,導致異形柱脆性明顯,使異形柱的變形能力比普通矩形柱降低。
作為異形柱延性的保證措施,必須嚴格控制軸壓比,同時避免高長比小于4(短柱)。控制柱截面軸壓比的目的,在于要求柱應具有足夠大的截面尺寸,以防止出現小偏壓破壞,提高柱的變形能力,滿足抗震要求。廣東《規程》按建筑抗震設計規范(GBJ11—89)中所規定的柱子軸壓比降低0.05取用(按截面的實際面積計算);天津《規程》則根據箍筋間距與主筋直徑之比、箍筋直徑及抗震等級共同確定,其要求比廣東《規程》嚴格,例如,對s/d=5、4(即箍筋間距s=100mm,縱筋直徑d分別為20mm、25mm的情況),箍筋直徑dv=8mm,抗震等級為三級的L形截面,其軸壓比限值分別為0.60,0.65。異形柱是從短肢剪力墻向矩形柱過渡的一種構件,柱肢截面的肢厚比(即肢長/肢寬)不大于4。《高規》(JGJ3—91)第5.3.4條,“抗震設計時,小墻肢的截面高度不宜小于3bw”,“一、二級剪力墻的小墻肢,其軸壓比不宜大于0.6”。根據上述分析,為便于應用,建議在6度設防區,對于異形柱框架結構,L形截面柱的軸壓比不應超過0.6(按截面的實際面積計算,下同),T形截面柱的的軸壓比不應超過0.65,十字形截面柱的軸壓比不應超過0.8;對于異形柱框架—剪力墻(或核心筒)結構,由于框架是第二道抗震防線,所以框架柱的軸壓比限值可放寬到0.65(L形)、0.70(T形)、0.90(+字形),但對于轉換層下的支承柱,其軸壓比仍不應超過0.60。
短柱在壓剪作用下往往發生脆性的剪切破壞,設計中應盡量避免出現短柱。根據高長比不宜小于4,在梁高為600mm的前提下,當標準層層高為3.0m時,異形柱的最大肢長可為600mm;底層層高為4.2m時,肢長可為900mm。
4短肢剪力墻結構中轉換層的設置高度及框支柱
在現代高層住宅的地下室和下部幾層,由于停車和商業用房需較大空間,就得通過轉換層來實現。在短肢剪力墻結構中,一般都只將電梯間、樓梯間、核心筒和一少部分剪力墻落地,其于剪力墻框支。
據研究表明[5],“框支剪力墻結構當轉換層位置較高時,轉換層附近層間位移角及內力分布急劇突變,內力的傳遞僅靠轉換層一層樓板的間接傳力途徑很難實現;轉換層下部的‘框支’結構易于開裂和屈服,轉換層上部幾層墻體易于破壞。這種結構體系不利于抗震。高烈度區(9度及9度以上)不應采用;8度區可以采用,但應限制轉換層設置高度,可考慮不宜超過3層;7度區可適當放寬限制。”因此,建議在6度抗震設防區,短肢剪力墻結構中轉換層設置高度不宜超過5層,避免高位轉換。轉換層上下的層剛度比γ宜接近1,不宜超過2。轉換層位置較高時,宜同時控制轉換層下部“框支”結構的等效剛度(即考慮彎曲剪切和軸向變形的綜合剛度),使EgJg與EcJc接近。EgJg為剪力墻結構的等效剛度,剪力墻結構高度取框支層的總高度,其平面和層高與轉換層上部的剪力墻結構相同;EcJc為轉換層下部“框支”結構的等效剛度。研究表明[5],“控制轉換層下部‘框支’結構的等效剛度對于減少轉換層附近的層間位移角和內力突變是十分必要的,效果也很顯著。”
規范對框支柱的內力、軸壓比、配筋等的要求都嚴于普通柱。框支剪力墻結構當轉換層位置較高時,如何定義框支柱,涉及到安全與經濟的問題。根據圣維南原理,局部處理的影響只限于局部范圍,所以當轉換層位置較高(如高位轉換)時,除轉換層附近樓層的內力較復雜外,下面的結構受到的影響很小,應與普通框架結構基本一樣,不必按框支柱處理。文獻[6]計算了兩個28層的結構,一為內筒外框架結構,一為內筒外框支結構,轉換層設在18層。計算結果表明,轉換層下二層的內力影響很大,下三層的內力誤差最大為15%,下五層的內力已比較接近(最大誤差小于10%),下八層的內力已基本一樣(最大誤差小于5%)。這說明框支柱只需在五層范圍內加以考慮,其它層的柱子按普通框架柱處理即可。因此,建議當轉換層位置不超過五層時,轉換層下的各層柱均按框支柱處理;當轉換層位置超過五層時,轉換層下相鄰的五層柱按框支柱處理,而其它層的柱按普通框架柱處理。由于高位轉換對抗震不利,所以結構設計中應盡量避免高位轉換。
5短肢剪力墻結構的抗震薄弱環節及概念設計
振動臺模擬地震試驗結果表明[7],建筑平面外邊緣及角點處的墻肢、底部的小墻肢、連梁等是短肢剪力墻結構的抗震薄弱環節。當有扭轉效應,建筑平面外邊緣及角點處的墻肢會首先開裂;在地震作用下,高層短肢剪力墻結構將以整體彎曲變形為主,底部的小墻肢,截面面積小且承受較大的豎向荷載,破壞嚴重,尤其“一”字形小墻肢破壞最嚴重;在短肢剪力墻結構中,由于墻肢剛度相對減小,使連梁受剪破壞的可能性增加。因此,在短肢剪力墻結構設計中,對這些薄弱環節,更應加強概念設計和抗震構造措施。例如,短肢剪力墻在平面上分布要力求均勻,使其剛度中心和建筑物質心盡量接近,以減小扭轉效應;適當增加建筑平面外邊緣及角點處的墻肢厚度(宜取250mm,對底部的小墻肢根據需要可取用300mm),加強墻肢端部的暗柱配筋,嚴格控制墻肢截面的軸壓比不超過0.6,以提高墻肢的承載力和延性;高層結構中連梁是一個耗能構件,連梁的剪切破壞會使結構的延性降低,對抗震不利,設計時應注意對連梁進行“強剪弱彎”的驗算,保證連梁的受彎屈服先于剪切破壞;短肢剪力墻宜在兩個方向均有梁與之拉結,連梁宜布置在各肢的平面內,避免采用“一”字形墻肢;短肢剪力墻底部加強部位的配筋應符合規范要求;等。
參考文獻:
[1]戴教芳.多層框架異形柱設計探索[J].工業建筑,1996,26(1):33-35.
[2]龍衛國.異形柱受力性能及結構設計有關問題探討[J].四川建筑,2000,20(2):50-52.
[3]趙玉祥.鋼筋混凝土高層建筑設計中若干問題的探討[J].建筑結構學報.1998,19(2):12-22.
[4]趙艷靜等.鋼筋混凝土異形截面雙向壓彎柱延性性能的理論研究[J].建筑結構.1999,29(1):16-21.
[5]徐培福等.轉換層設置高度對框支剪力墻結構抗震性能的影響[J].建筑結構.2000,30(1):38-42.
篇8
在建筑形式和數量不斷增多的前提下,工程項目中所涉及的信息量也越來越大,這些信息如果得到及時收集,并加以利用,那么對于其他建筑工程的建設將會具有極大的推動作用。不但能夠縮短工期,還能夠加有效節約成本,提高施工質量,除此之外還能夠更好的避免很多施工事故的發生,因此,信息技術在我國建筑工程中的優勢非常顯著。但是現階段,我國還是應該采取一定的措施更好的發展和推廣這項技術,這樣才能夠將次技術的優勢充分發揮出來,有效的節約成本,提高施工效率以及施工安全保障。在這個基礎之上,我國相關技術人員應該全方面,高效率的對BIM技術的核心技術原理進行研究,可以說,此項技術是我國建筑設計領域的新起點,是一次革命性的開始,因此具有非常巨大的現實意義。
二、BIM模型所包含的設計項目
1.構件方面
BIM技術在建筑結構構件設計中具有非常重要的作用,其中內容很豐富,包括構建材料、幾何尺寸以及荷載等信息,這些信息能夠非常直觀的顯示出來,相關的設計人員能夠隨時進行使用和分享。尤其是在結構節點設計方面,BIM技術的使用,能夠快速和直接進行構件作用的判斷,將梁、板以及墻、柱等部分的信息進行定義,同時能夠對連接構件做出更加合理的判定,這樣是為了更好的將其與節點的進行匹配,這樣就能夠將所建立模型的信息進行科學地參數計算。比如,建筑設計中的混凝土構件,BIM技術能夠將其使用量的多少以及鋼筋的用量進行準確預測,并將其現實在模型信息中。
2.整體層次關系
使用BIM技術,必須要建模,而模型的構件需要大量的信息數據,在虛擬的條件下,模型能夠非常正確完整將結構進行優化調整,為人們提供最合理、最具可行性的施工方案,同時,還可以緩解施工過程中所產生的突發問題,協調各部分施工之間的關系,BIM技術可以及時搜集并整理各種施工信息,并實現分享,施工人員以及技術人員在需要的時候可以隨時進行查閱和使用,為建筑結構整體分析計算提供更多依據。
三、BIM模型的層次應用
1.BIM模型的集成化應用
BIM模型采用的是參數化的描述方式,這種方法是目前最合理的信息單元描述方式,能夠非常準確的將建筑結構中的梁、墻以及柱等部分建立模型,在建立模型的時候,建筑物實際上就是真實的展現過程中,其內部信息以及內涵都會被描述出來。另外,在建立模型的這個過程中,系統還會對結構中大量物理信息進行全面的分析,進行分類處理。技術人員能夠更加直觀,便捷、多方位的對建筑物的構造情況進行了解,從而有效避免很多設計上失誤,以及事故的發生。
BIM技術的核心就是利用數據庫模型體現出各個設計參數,這使很多結構模型都和實體結構參數相互一致,參數在形成模型化后,會根據不同的構件特征形成相互的規則性,使模型設計能夠和實際施工相互聯系。
3.信息共享和交換
在結構設計完成后,BIM模型能夠直接讀取結構設計中的信息,并且結合這些信息建立完整的結構分析模型。三維模型的結構布置保持與分析模型相互一致的狀態,使結構狀態得到高度的統一,建筑信息模型在傳統的模型分析上往往以數據作為基礎,BIM在讀取數據的過程中,使數據文件轉換為自身的結構形式,最終實現設計流程中的資源共享,以此提高資源的協調應用能力。
四、結構設計中BIM應用的難點
1.應用BIM技術的三維設計工具軟件(Revit釆等)用了較多的模塊參變量和系統參數,與二維創建視圖技術有很大的不同,軟件需要兼顧與二維設計習慣的一致性,所以模塊參變量和系統參數比常規工具軟件要復雜很多倍,這就使得應用中因為系統參數設置不當或參數與參數之間不匹配而導致很多意想不到的問題。
2.在進行結構設計時,很多結構形式十分特殊,這就需要特殊的結構模塊對其進行控制,但是三維圖形和剖面視圖不能形成理想的施工效果,很多設計者會因此放棄BIM技術,而使用原始的二維繪圖設計方案
3.結構工程師在建立BIM模型時,注重的問題主要是物理模型能否自動生成平法施工圖文檔,以及能否正確轉化為可以被結構分析軟件認可的結構分析模型。在結構設計中,安全性分析計算是首要環節和重要問題。BIM建立的是完全的數據庫式模型,從理論上來說,實現BIM物理模型與結構分析模型之間的雙向鏈接是完全可行的。
五、BIM在結構設計中的處理辦法
1.建立完整的項目樣板
在建筑結構設計中,項目樣板是所有設計中的基礎,而項目樣板設計所包含內容很多,具體為標準化處理的線型、字體以及符號等方面。而BIM技術的應用,能夠快速有效的建立完整的樣板,并且能夠避免很多必要的重復,減少無用功,提高工作效率,現階段,我國已經建立了一套符合我國實際情況的設計標準,這項標準能夠對我國結構設計中的各個環節進行監控并能夠更具不同用戶的需求,有針對性的進行指導。
2.設計符合要求的結構構件
在建筑結構中,梁、柱以及樓板等都是非常重要的基礎部件,因此這些部件對于建筑來說,有著非常重要的支撐作用,通常來說,它們一般為預制部件、現澆部件以及各種更結構部件等。設計的時候,要從建筑物的實際情況出發,根據不同需要進行設計。在這些形式中,比較常用的就是現澆部件。設計的時候,設計人員應該嚴格進行設計方案的選擇,部件功能不同,澆筑的方式也不同,要最大限度減少不同因素之間的沖突反映。保障結構部件的作用能夠得以有效發揮。
3.鋼筋混凝土結構中的平法表示
在鋼筋混凝土施工圖繪制中,通常采用平面方法進行表示,在圖紙上采取特殊的標點符號進行標注,施工技術人員通過工藝轉換形成樣圖。BIM技術可以使平面表示法的內容多環節和多角度展示,BIM模型能夠更加輕松的提取出關鍵數據和核心信息,以滿足施工時間和放樣需求。
六、結束語
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1決策設計因素。工程項目的形成離不開工程的決策設計,因此,決策設計十分重要,設計方案的準確性對該項目的造價有重要影響,針對其使用功能、后期的維持費用而言,設計方案的選擇也直接關系到項目的具體落實細節,關系到項目投資效益的實現和造價的多少。
2施工因素。對于處在施工階段的工程來說,工期長短、質量高低、技術是否先進等因素都是影響工程造價的重要問題,如果工程已經可以滿足預先使用功能,就并不應該以追求高規格高品質為理由大幅度上升造價,也不應該為了加快建設進度增加沒有預期的趕工費用。在施工過程中應按照工程建設的基本規律,在滿足工程質量良好及進度無誤差的情況下,應積極尋求工程最低造價,實現工程的質量、投資及進度的平衡局面。
3其他因素。導致工程造價的增加的其他無法避免的因素主要包括政府相關政策調整、物價上漲導致的材料價格上升還有各種不可預見的自然災害或社會事件的發生。
二、工程造價的控制方法
1造價的動態控制方法。項目建設的建設時間越長,在工程的施工過程中就越容易發生各種不確定因素導致的風險,因此,經常發生實際施工情況與目標狀態偏離的狀況,這就需要我們在工程的施工過程中不斷對施工過程進行同步跟蹤,及時地了解相關全面的施工信息,并隨時將工程的實際施工情況與預訂目標進行對比,如果離目標差距過大,就必須采取一定的措施,使項目能及時改正錯誤并朝預期的方向前進,使發生的誤差得到控制。但是任何的控制修改措施都不可能一直有效,即使解決了原有的問題,仍可能會出現不斷地新問題,這就需要對整個工程項目實時進行觀察。類似于這種對項目工程的不斷控制不斷觀察不斷改正是一個不斷循環的過程,它貫穿于整個建設項目的始終。對項目工程的控制不斷地循環、糾正,才能有效的控制實際工程造價。這種方法被稱為工程的動態控制法。采用動態控制法可以有效地控制工程造價,確保整個建筑工程的穩定性。
2全壽命周期控制法。建設項目的項目一般由策劃階段、施工階段、設計階段、使用階段和維護階段構成。理論上所說的造價控制是對施工階段的造價進行控制,而實際上設計結束前的階段影響項目造價最大。在技術設計階段為33%~74%,在規劃設計階段,影響項目造價的可能性為76%~97%,在施工階段,通過技術措施節約造價的可能性只有4%~11%。因此建筑結構設計階段對工程造價影響最大。在對整體建設項目的造價控制中,除了注意決策、設計及施工階段的造價外,還要對工程完工后的維護費用進行預算和控制,也就是對項目全部周期費用的控制。由于決策不正確或者設計不合理,亦或者是施工質量的不合格都可能造成嚴重后果,例如建筑完工后產生的運行費用和維護費用大量增加,而且這種費用是隨著建筑的使用而不斷發生的。因此,在建筑工程的過程中不能為了節省初步投資而降低建筑的質量,縱使節省了初步投資,也會使項目竣工后經常出現各種各樣的問題,從而導致項目維修費的大幅增加。也就是說,我們不能盲目減少對建筑項目的最初投資,應該從整體壽命周期費用的理念出發來考慮建筑物的造價問題。
3系統控制法。工程造價、質量、進度是建筑工程的三大要素,這三大因素在一定程度上是對立的關系。具體而言,如果需要較高質量且功能齊全的建設項目,就必須按照良好的工程設備,使用優良的建筑材料,同時在建設過程中要對各個項目嚴格進行管理,精耕細作,這就會導致工程造價的增加;從另一方面來看,如果一味地強調降低造價,就可能造成在工程中使用劣質材料的現象,同時會對建筑項目偷工減料,就很容易導致工程質量的下降。因此,要想良好地控制工程造價,絕對不能將造價、進度和質量三大因素分割開來,而應該對它們全面系統地進行控制。同時要注意協調進度控制和質量控制的順序,做到對三大因素的控制的有利配合和相互平衡。例如,當對建筑工程項目采取一些投資措施時,如果該措施會對影響進度、且對項目質量產生不利的影響,就必須考慮是否還有別的更佳的措施,堅決不能為了減小投資就降低工程項目的質量標準,更不能刪減工程項目的具體內容。總之,對工程造價的控制是建筑建設項目控制的重要內容,我們可以采取各種不同的有利措施,在確保建設項目造價得到有效控制的同時又不降低工程的總體質量。
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1.1如何更好地達到教學效果
服裝結構設計課程作為一門知識系列性較強的課程,有較完備的理論知識內容,教學中旨在使學生系統地掌握結構設計的理論,包括人體與服裝的關系,省、領、袖的結構設計原理及結構設計方法,各部件間的組合變化關系,因此習慣性教學常以理論教學為主來完成課堂授課;但結構設計課程中的知識點內容較抽象不易理解,因此常需要實踐補充來加深理解知識點,另一方面理論知識最終是運用于具體的實物中,因此服裝實踐也是檢驗服裝結構理論運用的最佳標準。然而究竟在什么地方運用實踐、什么地方理論闡述、二者如何結合,使服裝結構課程在有限的學時內達到理想的教學效果?這些都是教師從事服裝結構課教學長久以來一直的研究方向和目標。
1.2如何加強專業課程間的內在聯系
服裝結構設計課程與諸多服裝專業課程有著緊密的聯系,如服裝設計、服裝款式設計、服裝造型設計課程內容是其結構設計的基礎,而服裝工藝學、服裝工業制板、服裝生產管理、服裝人體工程學等課程又以服裝結構為基礎。因此,服裝結構課程既是一門獨立的課程,又是服裝知識儲備運用的綜合課程,如果能將服裝結構置之于服裝系列教學的大課程中,不單純地將其看為一門課,而是作為一個教學分支來展開教學,對服裝相關專業知識的學習,將是一項深化工程,因此服裝結構設計課程中如何恰到好處地貫穿相關課程專業知識,加強專業課程間的內在聯系,也是服裝結構設計課教學模式探討的一項重要內容。
2服裝結構設計教學模式的改革
2.1增加項目式教學,與實踐緊密結合
服裝結構設計課程是為未來進入社會的服裝生產服務,因此不可避免地與服裝訂單及目的性生產相關聯,因此在服裝教學的實踐中可以結合訂單的實際要求進行項目式教學培養,增加實踐環節。如在講到女西裝的綜合制圖環節時,由于女西裝結構復雜,很容易使學生產生困倦和煩燥的情緒,不能正確將結構制圖的方法掌握。在這個環節中可采取項目式教學,指定客戶需求,讓學生為其設計款式,并根據自己設計的款式進行剖析和繪制結構圖,學生們產生了興趣,樂于實踐,積極參與制圖,再由教師依據學生設計的款式及結構圖進行單獨講解和西裝系列化款式變化及結構設計變化的綜合總結,不僅使學生掌握一款西裝的結構設計,還對比學習了其它的款式結構,增加了學好西裝結構的興趣,加強了款式圖結構圖間對應互換關系的認識。
2.2增設教學實驗環節,貫穿服裝工程各環節
服裝如果純以理論教學為主,會有大部分學生對抽象的結構關系的理解片面化,適時地增加服裝生產環節是對結構內容學習的加強。如學生在學過褲裝結構以后,很多同學對褲裝中的上襠、下襠、中襠、側縫、橫襠、立襠的位置混淆不清,相互間的關聯更無從理解,嚴重地影響了褲裝結構原理的掌握,只能機械的記憶,對不同款式的變化只能照搬照用,因此,增加褲裝制作的實驗,讓學生自己設計款式、制板并縫制褲裝,復雜的結構關系通過工藝制作很容易理解,此時再講款式結構及變化,板型的疵病修正,印象就更為深刻。在實驗環節結束后,學生們感慨地說:“實驗中,我開始將褲子縫反了,后來終于搞明白了哪片接哪片,通過實驗我知道了褲子制作的全過程,也知道了褲子結構圖中線條的意義,很開心”,“通過制作我對服裝結構產生了興趣,很期待下學期的結構課”,“我在實驗中知道了認真的重要性”。通過實驗教學環節的開展,使大部分同學對所學到的結構知識進行了運用和發揮,制板能力大大增強,同時,簡單的裁剪、縫紉操作為以后的制作工藝做好了準備,減少了易出錯的環節發生。
2.3強化制圖訓練體系,提高制板能力
服裝結構設計的實現需用結構制圖體現,因此制圖水平的高低是制圖優劣的體現,也是結構設計能力的體現,一張好的結構圖不僅要求結構合理,還要制圖清晰干凈、準確表達結構意圖,因此制圖本領的培養尤其重要。結構課作為一門必修課,為了考核知識點的掌握情況多數高校將其設為考試課,70%~80%左右的成績需要在試卷中體現,如何在有限的時間里督促學生認真完成結構圖的繪制,除了要求學生認真記好課堂筆記還要即時做好課下練習,制圖中需要耐心和細心,稍不留心就會出現制圖錯誤,而自己經常對較大的錯誤“熟視無睹”,小錯誤如不及時糾正往往會造成更大的錯誤,因此課程中大量的結構圖需要教師即時的糾正和檢查,除此之外,對于不能時時關注的制圖細節,可采取課堂互批互改的環節,取長補短,共同學習,活躍了課堂的氣氛也激發了學生的思考,盡量避免學生帶著錯誤進入下個環節的學習。同時教學中還可適時地將制圖作業或筆記進行展示,讓學生在看到別人作業的時候,看到自己的差距和位置。久而久之,在一查二批三看的強化制圖訓練體系制約下,達到共同進步的教學目的,只有將制圖訓練做好,制圖的本領提高了,結構制圖的原理掌握了,制板的能力也才會加強。
2.4導入立體構成教學環節,提高服裝綜合制板能力
眾所周知,服裝平面結構設計與立體結構設計同為服裝制板的兩個方面,二者有著極大的互補關系,隨著社會上人們對服裝款式求新、求異心理的迫切驅使,立體構成式服裝越來越多地走入社會,立體構成服裝著裝效果好,成功率高、造型直觀,但單一的立體構成服裝成本高、效果具有隨機性,且受操作者經驗手法、操作中必須具有人臺等的限制,常具有局限性,只有將二者有機結合才能達到揚長避短、提高工作效率、合理使用面料,達到優化設計效果的目的,如在領子的學習中,可結合花式領的設計讓學生體驗平面結構與立體構成結合的制板方法;再如樣衣的試穿階段,可結合立體構成的方法進行板型校正,減少了疵病,優化了設計。通過立體構成教學環節的加入,實現了平面結構與立體構成的結合,提高綜合制板的能力,學生在教學中學習了方法,為高級制板水平的培養奠定基礎。
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