發(fā)布時間：2023-03-16 15:56:53
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的建筑結(jié)構(gòu)論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)；檢測；加固
在需要對建筑物的施工質(zhì)量進(jìn)行評定時，或當(dāng)建筑物由于某種原因不能滿足某項功能的要求或?qū)M足某項功能的要求產(chǎn)生懷疑時，就需要對建筑物的整體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的某一部分或某些構(gòu)件進(jìn)行檢測。當(dāng)判定被檢結(jié)構(gòu)存在安全隱患時，就應(yīng)該對其進(jìn)行加固處理，或者拆除。
以前，建筑結(jié)構(gòu)檢測、加固的重點主要是面對舊房，但近十年來，無論舊房或新房都存在著檢測、加固的問題，建筑結(jié)構(gòu)檢測檢測、加固的工作越來越多。一般來說，在下列情況下要對建筑物進(jìn)行檢測、鑒定和加固：(1)設(shè)計不周或有誤；如對工程地質(zhì)、水文地質(zhì)尾部和地基情況了解不全，地基承載力估計過高，漏算或少算作用于結(jié)構(gòu)上的荷載；設(shè)計人員受力分析概念不清，結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算錯誤等；(2)施工質(zhì)量低劣；如混凝土強度等級低于設(shè)計要求，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件有蜂窩、孔洞、露筋等缺陷，鋼筋力學(xué)性能不符合設(shè)計要求；或砌體砌筑方法不當(dāng)，造成通縫，空心砌塊不按設(shè)計要求灌筑混凝土芯柱；或鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量或焊縫高度達(dá)不到設(shè)計要求；(3)使用或改造不當(dāng)；如未經(jīng)核算就在原有建筑物上加層或?qū)ζ溥M(jìn)行改造，造成原有結(jié)構(gòu)承載力不足，使用過程中任意改變用途加大荷載；或隨意拆除承重墻或墻上開洞；（4）使用環(huán)境惡化；如結(jié)構(gòu)長期受到高溫、振動、酸、堿、鹽、雜散電流等不利因素作用，引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件的腐蝕性和損傷等。(5)建筑物年久失修．結(jié)構(gòu)有損傷或破壞，不能滿足目前的使用要求或安全度不足；(6)由于各種災(zāi)害事件的影響使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或者破壞；(7)需要對古建筑、歷史性建筑進(jìn)行進(jìn)一步維護(hù)、保護(hù)。
建筑結(jié)構(gòu)試驗檢測技術(shù)是以相應(yīng)現(xiàn)行規(guī)范為根據(jù)、以實驗為技術(shù)手段，測量能反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實際工作性能的有關(guān)參數(shù)，為判斷結(jié)構(gòu)的承載能力和安全儲備提供重要依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)試驗檢測不僅對新建工程安全性能的評定起重要作用，而且對于危舊房屋的更新改造、古建筑和受損結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)等提供直接的技術(shù)參數(shù)。
一、常用檢測方法
結(jié)構(gòu)檢測工作包括的內(nèi)容比較多，一般有結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能檢測、結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施檢測、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸檢測、鋼筋位置及直徑檢測、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的開裂和變形情況檢測及結(jié)構(gòu)性能實荷檢測等。我們按所檢的結(jié)構(gòu)種類把建筑結(jié)構(gòu)檢測方法分為：混凝土結(jié)構(gòu)檢測、砌體結(jié)構(gòu)檢測、鋼結(jié)構(gòu)檢測和鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)檢測等。對某些結(jié)構(gòu)或構(gòu)件為獲得其結(jié)構(gòu)承整體受力性能或構(gòu)件承載力、剛度或抗裂性能，可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體性能的靜力實荷檢驗。對某些重要建筑和大型的公共建筑還可進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動力測試。其中靜力實荷檢驗可分為使用性能檢驗、承載力檢驗和破壞性檢驗。使用性能的檢驗主要用于驗證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在規(guī)定荷的作用下不出現(xiàn)過大的變形和損傷，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件經(jīng)過檢測后還必須滿足正常使用要求；承載力檢驗主要用于驗證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計承載力；破壞性檢驗主要用于確定結(jié)構(gòu)或模型的實際承載力。對混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土材料強度目前廣泛應(yīng)用的檢測方法是鉆芯法和回彈法。鉆芯法是在建筑構(gòu)件上鉆取混凝土芯樣直接進(jìn)行抗壓強度檢驗，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，但會造成對結(jié)構(gòu)物局部的損壞，尤其是對重要的結(jié)構(gòu)部位，無法進(jìn)行大量的檢測。非破損法中的回彈法、超聲法、超聲一回彈綜合法所測定的參數(shù)（回彈值、聲速值）對混凝土強度來說并不很敏感，測試結(jié)果精度不高。拔出法是一種介于鉆芯法和非破損檢測方法之間的混凝土強度微破損檢測方法，操作簡便易行，對結(jié)構(gòu)物損傷極小，又有足夠檢測精度．尤其是近20年才出現(xiàn)的后裝拔出法無需預(yù)先在混凝土中埋置錨固件，而是在己硬化的混凝土上通過鉆孔、擴槽、嵌人的方法將錨固件置人并固定其中，因此，在己硬化的新舊混凝土的各種構(gòu)件上都可以使用，適應(yīng)性很強，檢測結(jié)果的可靠性也較高，特別是當(dāng)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)缺少混凝土強度的有關(guān)試驗資料時，是非常有價值的一種檢驗評定手段。對砌體結(jié)構(gòu)的檢測目前主要使用軸壓法、扁頂法、原位單剪法、原位單磚雙剪法、推出法、筒壓法、砂漿片剪切法、回彈法、點荷法、射釘法。這些檢測方法大致可分為兩類：直接法和間接法，前者為檢測砌體抗壓強度和砌體抗剪強度的方法，后者為測試砂漿強度的方法。直接法的優(yōu)點是直接測試砌體的強度參數(shù)，反映被測試工程的材料質(zhì)量和施工質(zhì)量，其缺點是試驗工作量較大，對砌體有一定的損傷；間接法是測試與砂漿強度有關(guān)的物理參數(shù)，進(jìn)而推定其強度，“推定”時難免增大測試誤差，也不能綜合反應(yīng)工程的材料質(zhì)量和施工質(zhì)量，使用時具有一定的局限性，其優(yōu)點是測試工作較為簡便，對砌體工程損傷較少或無損傷。檢測方法的選用應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)情況，選用直接或間接或兩者綜合。由于鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)均勻，因此具有強度、塑性與韌性均能較方便地進(jìn)行測試的優(yōu)勢。
二、常用加固方法
一般所需加固的結(jié)構(gòu)大都存在由于結(jié)構(gòu)自身的承載能力因災(zāi)害（如火災(zāi)、腐蝕、凍害）或施工質(zhì)量不到位或功能改變等因素的影響而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力不足的現(xiàn)象，所采用的加固方法多是從提高結(jié)構(gòu)的有效受力面積出發(fā)（如加大載面法等）減小截面的應(yīng)力，或者直接改變結(jié)構(gòu)的受力體系，改變其傳力途徑（如增加支撐法等）從而降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力，最終達(dá)到加固的目的。a）混凝土結(jié)構(gòu)加固方法，b)砌體結(jié)構(gòu)加固方法，c）鋼結(jié)構(gòu)加固方法。結(jié)構(gòu)加固中需根據(jù)實際條件以及使用要求選擇適宜的加固方法。
對于混凝土結(jié)構(gòu)，在選擇加固方法的同時還需選擇相應(yīng)的配套技術(shù)。其中施工技術(shù)一般有：
(1）托換技術(shù)。該技術(shù)系托梁（或析架，以下同）拆柱（或墻，以下同）、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱。托換技術(shù)屬于一種綜合性技術(shù)，由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復(fù)位以及廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)組成，適用于已有建筑物的加固改造。與傳統(tǒng)做法相比，具有施工時間短?費用低、對生活和生產(chǎn)影響小等優(yōu)點?但對技術(shù)要求比較高，需要由熟練工人來完成，才能確保安全。
(2)植筋技術(shù)。該技術(shù)系一項對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù)，可植入普通鋼筋，也可植人螺栓式錨筋，已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程。
(3)裂縫修補技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)混凝土裂縫的起因、性狀和大小，采用不同封護(hù)方法進(jìn)行修補，使結(jié)構(gòu)因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)；主要適用于已有建筑物中各類裂縫的處理，但對受力性裂縫，除修補外，尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。(4)碳化混凝土修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)系指通過恢復(fù)混凝土的堿性（鈍化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術(shù)，目前這一技術(shù)還不夠成熟。(5)混凝土表面處理技術(shù)。該技術(shù)是指采用化學(xué)方法、機械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油跡、殘渣以及其它附著物的專門技術(shù)。
我國的高層建筑的設(shè)計特點大部分都集中的體現(xiàn)在側(cè)移、結(jié)構(gòu)延性、軸向變形和水平荷載等方面。而在一些豎零件中，由于樓房的自重問題以及樓面的使用荷載，而最終產(chǎn)生的彎矩數(shù)值還有軸力僅僅和樓房高度的成正比，另外由于豎向荷載較水平荷載具有的不確定性而具有確定性，所以，水平荷載往往在高層建筑中起到?jīng)Q定性的作用。而由于在水平荷載的作用下的結(jié)構(gòu)側(cè)移變形會伴隨著這個高層建筑的樓層高度的增加而漸漸增大，所以，結(jié)構(gòu)側(cè)移都是整個高層建筑設(shè)計的關(guān)鍵因素和控制指標(biāo)。除此之外，結(jié)構(gòu)延性也可以作為高層建筑設(shè)計的重要指標(biāo)。為了保證真?zhèn)€高層建筑擁有足夠的結(jié)構(gòu)延性，就需要使其結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形的階段時仍然具有較強的變形能力而不會使自身出現(xiàn)倒塌的現(xiàn)象，須在其結(jié)構(gòu)的處理上采取相應(yīng)的措施。此外，在整個高層建筑的設(shè)計中同樣不能忽視高層建筑的軸向變形因素的影響。
二、高層建筑的構(gòu)體系
2.1框架與剪力墻
當(dāng)施工中單醫(yī)德框架體系的強度及剛度無法滿足施工的實際要求時，就需要在建筑平面的某些適當(dāng)位置設(shè)立相應(yīng)的增加較大的剪力墻來替代一部分框架，這就形成了框架-剪力墻體系。在受到水平方向力的影響時，框架和剪力墻都需要通過有足夠大的剛度的樓板以及連梁組成的協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。
2.2剪力墻體系
當(dāng)承受力的主體結(jié)構(gòu)主體部分全部都是由平面剪力墻構(gòu)件組成的時候，就形成了剪力墻體系。在這種體系當(dāng)中，一堵剪力墻就能夠承受全部的垂直荷載及水平力。而剪力墻體系屬于剛性結(jié)構(gòu)的一種，其位移的曲線一般都呈現(xiàn)為彎曲型。而剪力墻體系自身的強度和剛度都很高，并且具有一定的延展性，抗震、抗倒塌等性能比較優(yōu)越，是一種較為優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)體系，能建的高度大于框架-剪力墻的混合體系。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題分析
3.1結(jié)構(gòu)超高的問題
在國家新出臺的抗震規(guī)范和新規(guī)范中，對于建筑結(jié)構(gòu)的總體高度有著一定的限制，尤其是新規(guī)范當(dāng)中針對建筑物超高的問題，除此之外將以前高層建筑的高度限制設(shè)定為A級高度以外還新設(shè)立了B級高度，同時相應(yīng)的處理措施以及設(shè)計方案也都有極大的改變。在工程師進(jìn)行實際的工程設(shè)計工作時，可能出現(xiàn)的由于結(jié)構(gòu)類型改變的問題從而忽略此類問題出現(xiàn)后將導(dǎo)致施工圖紙再進(jìn)行審查工作時未能通過，需要進(jìn)行重新的設(shè)計和召開相應(yīng)的專家會議來進(jìn)行確切論證的情況，對工程的工期、造價等等整體規(guī)劃都將造成很大的影響。
3.2短肢剪力墻設(shè)置問題
在新的施工規(guī)范中可以看到，對于短肢剪力墻的定義就是墻肢截面的高厚比為5~8的墻體，而且根據(jù)相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)以及工程師自身的經(jīng)驗，對于短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用能力較低，同時也有比較高的限制，所以，在高層建筑的設(shè)計施工中，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當(dāng)盡可能的減少采用或不用短肢剪力墻，以避免產(chǎn)生關(guān)于設(shè)計方面的不必要的麻煩。
3.3嵌固端設(shè)置問題
我國目前的高層建筑大部分都自帶地下室和人防，正因為如此，這樣就有可能會將嵌固端設(shè)置在地下室的頂板上，當(dāng)然也有可能會設(shè)置在人防頂板等等特殊位置，因此，就在這個問題的處理上，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師經(jīng)常會忽視了由嵌固端的設(shè)置位置不當(dāng)帶來的一些需要注意的問題，比如：嵌固端樓板本身的設(shè)計、嵌固端上下層剛度比的上限等等問題，而建筑工程必須要嚴(yán)謹(jǐn)，任何一個細(xì)小的問題都有可能在未來造成嚴(yán)重的后果。
3.4結(jié)構(gòu)規(guī)則性問題
在當(dāng)前新舊規(guī)范在這方面的規(guī)則出現(xiàn)了極大的差異，新的規(guī)范在這方面新增加了許多的限制條件，而且，新的規(guī)范增加了強制性的條文規(guī)定“即建筑不能采用嚴(yán)重不符合規(guī)范的設(shè)計方案?！币虼?，結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師自工作室就必須要注意對待新規(guī)范當(dāng)中的的某些限制條件，以防止出現(xiàn)在施工后期設(shè)計圖紙設(shè)計階段的工作改動。
四、總結(jié)
大樓平面形體是Z字形，L/Bmax=0．56＞0．35，為不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)，豎向存在立面縮進(jìn)，層高差別大。通過初步運算發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載和地震影響下的位移角可達(dá)到規(guī)定的要求，雖然可達(dá)到規(guī)范需要，然而第二周期扭轉(zhuǎn)因子已經(jīng)很大，達(dá)到0．34，這說明此結(jié)構(gòu)抗扭剛度顯然不夠。與此同時，此結(jié)構(gòu)在考慮偶然偏心情況下的扭轉(zhuǎn)位移比X向和Y向都大于1．30，甚至還有1．40的，此結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)比較嚴(yán)重，屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，裙房4層時薄弱層，剛度低于上3層平均剛度的近八成，首層是軟弱層，抗剪承載力達(dá)不到上層的八成，此結(jié)構(gòu)不規(guī)則位置為5項，屬嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)，此樓上下層功能較多，地下室是車庫，業(yè)主要求有較大空間布置墻體受到約束，2到4層時酒店多功能廳，需空間寬敞，布置墻體受約束，5到12層時酒店客房，不允許在建筑外側(cè)設(shè)置剪力墻，12以上是辦公樓，中間也很難布置墻體，很多功能使此樓中部和邊上很難存在墻體上下貫通。此樓設(shè)計中的關(guān)鍵工作為調(diào)整周期比及扭轉(zhuǎn)位移比，因此樓平面凹凸不規(guī)則，2個核心筒都處于兩端，剛度十分的不均勻，剛心和質(zhì)心有很大的偏差，在地震的影響下容易出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)破壞?？刂浦芷诒群涂刂莆灰票认嗤?，但控制周期比的側(cè)重點在于測向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度間的相對性，主要目的是抗側(cè)力平面布置更加合理、有效，促使建筑結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。所以，控制周期比的主要目的是使結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的布置更加均勻、合理，而不是讓結(jié)構(gòu)更具有剛度。若是平動第一周期和扭轉(zhuǎn)第一周期相對接近，因振動藕連作用，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效果應(yīng)該會變化的較為明顯。然而，此大廈第二周期扭轉(zhuǎn)因子為0．34，一般認(rèn)為其扭轉(zhuǎn)剛度較弱，需要進(jìn)行調(diào)整，不可只認(rèn)為平動和扭轉(zhuǎn)第一周期的比值低于0．9就可以，同時還需要考慮平動周期內(nèi)的扭轉(zhuǎn)因子，如若不然在地震較大時結(jié)構(gòu)第一周期很有可能就會是扭轉(zhuǎn)周期?？紤]到這一比如哦環(huán)節(jié)，應(yīng)該針對結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整:首先，在結(jié)構(gòu)左上方及右下方各加1片相對較長的剪力墻，加強建筑物周邊結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗扭性，同時還要把結(jié)構(gòu)剛心大幅度的推向左側(cè);其次，在右下角核心筒位置開洞，降低此處的剛度，這主要是原因這一位置核心筒有很大偏心，這使得剛度中心向左側(cè)偏移;第三，取消上部核心筒下端的1個小核心筒，降低中間剛度，并把此核心筒連梁減弱，從而使結(jié)構(gòu)剪力墻更為均勻，這對于結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)周期比和位移比皆大有裨益。首層高度8m，致使受剪承載力低于上層的近八成，要妥善處理抗剪承載力不夠的問題，應(yīng)該增加抗剪截面或是提升混凝土的強度大小，具體辦法為再首層以下每層柱截面都增加100mm，強厚增加50mm，混凝土強度增加一級，這之后受剪承載力比會在大于90%，達(dá)到基本需要。此大廈第4層初算是薄弱層，4層頂便是裙房屋面，擴大裙房屋面梁截面，增加屋面板厚度，能夠有效防止薄弱層。經(jīng)過以上調(diào)整，此大廈5項不規(guī)則調(diào)整成2項不規(guī)則，防止了申報超限情況的發(fā)生。
2調(diào)整前后的周期參數(shù)
由于1個小核心筒被取消，剛度變低，然而調(diào)整結(jié)構(gòu)之后剛度顯然比調(diào)整之前更加均勻，同時也加強了抗扭剛度，扭轉(zhuǎn)位移比得到了顯著的改善，最大扭轉(zhuǎn)位移比都低于1．20，屬規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)、一個平面上顯然不規(guī)則的結(jié)構(gòu)經(jīng)過科學(xué)調(diào)整剛度，能夠使其成為規(guī)則的結(jié)構(gòu)。
3抗震技術(shù)的應(yīng)用全面分析
工程實際的每一方面因素，一般應(yīng)用的抗震技術(shù)有:(1)在條件允許的情況下，盡可能增加周邊剪力墻的厚度，特別是離剛心最遠(yuǎn)的位置，把剛心及質(zhì)心的偏心率調(diào)整成最低，降低扭轉(zhuǎn)周期，把建筑結(jié)構(gòu)調(diào)整為扭轉(zhuǎn)規(guī)則的結(jié)構(gòu);(2)減弱核心筒的連梁，應(yīng)用弱連接梁進(jìn)行連接，增加平動周期和平扭周期比;(3)科學(xué)控制墻柱的軸壓比，提升柱縱筋的配筋率及箍筋配筋率，縱筋配筋率都要擴大一級，柱箍筋全樓進(jìn)行加密，角柱加芯柱，以此提升結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件在強震時抗形變水平;(4)在凹角位置設(shè)置45°的斜向鋼筋，抵抗角區(qū)應(yīng)力集中，加強薄弱位置的配筋與板厚;(5)雖然四層可不算作規(guī)范中的薄弱層，但是計算時依然要按照薄弱層進(jìn)行運算，地震剪力需要乘以1．15增大系數(shù)，并且要強化此樓層的墻柱配筋，提升建筑結(jié)構(gòu)在強震中的抗形變水平。
4結(jié)語
1.1學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)興趣不夠?qū)τ诟呗殞W(xué)生而言，一般基礎(chǔ)比較薄弱，特別是高等數(shù)學(xué)及工程力學(xué)是建筑結(jié)構(gòu)課程學(xué)生的基礎(chǔ)課程，有些學(xué)生這兩門課的基礎(chǔ)很差，又缺乏工程經(jīng)驗，學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)就有很大的難度，其后果是直接導(dǎo)致部分學(xué)生畏難情緒嚴(yán)重，甚至厭學(xué)。同時，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的不夠明確，學(xué)習(xí)過程中缺乏主動性，只做被動接受知識，缺乏思考，無法應(yīng)用。
1.2教師教學(xué)方法單一，反思調(diào)整不及時教師主要是為完成教學(xué)任務(wù)，在目前各高職院校強化動手能力，采取2+1學(xué)習(xí)方式，即2年在校內(nèi)學(xué)習(xí)理論知識，1年校外實習(xí)，這樣學(xué)生的理論課學(xué)習(xí)課時數(shù)就有所減少，若還按原來傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用滿堂灌的方式，在有限的時間內(nèi)將全部知識都傳授給學(xué)生；甚至有些教師試圖通過多媒體授課，將大量的知識信息放到課件中，不停給學(xué)生展示，學(xué)生根本來不及思考就硬性地接受，可想而知，這樣得到的知識無法應(yīng)用到實踐中。
1.3重視理論學(xué)習(xí)，缺乏動手能力建筑結(jié)構(gòu)課程理論性與實踐性都很強，傳統(tǒng)做法是將全部理論知識講授給學(xué)生，而學(xué)生動手參與設(shè)計能力的培養(yǎng)較少，很多學(xué)生課程學(xué)得不錯，但不會應(yīng)用，真正進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，就無從下手，高分低能現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
1.4教學(xué)內(nèi)容更新較慢新時期的高職教學(xué)理念是培養(yǎng)高技能人才，因此在教學(xué)內(nèi)容上也應(yīng)適應(yīng)技能培養(yǎng)方面的調(diào)整，但教材更新還達(dá)不到這個要求，很多課本上還沒有體現(xiàn)設(shè)計理念。
2以設(shè)計為導(dǎo)向的建筑結(jié)構(gòu)課程教學(xué)方法
2.1引入以設(shè)計案例為導(dǎo)向的教學(xué)模式根據(jù)高職高專以就業(yè)為導(dǎo)向的辦學(xué)理念，改革課程教學(xué)體系，突出以實踐教學(xué)為重點的相關(guān)內(nèi)容，針對不同就業(yè)崗位群，將建筑結(jié)構(gòu)各章節(jié)內(nèi)容歸納整理成各具體的、切合實際的工程設(shè)計案例。即將課程內(nèi)容項目化，將項目分解成各任務(wù)，針對不同任務(wù)對應(yīng)于實際工程案例，各案例均來自工程設(shè)計任務(wù)。每當(dāng)學(xué)生完成一個項目課程，就能針對該課程項目完成一項實際工程中的設(shè)計任務(wù)，將教材中單一算例用工程設(shè)計案例來代替，避免學(xué)生學(xué)習(xí)課程時的盲目性，即所學(xué)知其所用，真正調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過真正的工程設(shè)計案例，更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)課程理論，促進(jìn)學(xué)生主動思維，培養(yǎng)學(xué)生以設(shè)計為導(dǎo)向的建筑課程教學(xué)模式，更好地為學(xué)生走向工作崗位提供保障。
2.2以設(shè)計案例為向?qū)У慕虒W(xué)方法與教學(xué)手段改革傳統(tǒng)教學(xué)方法是以教師課解為中心，學(xué)生被動接受知識。課堂上主要是教師唱主角，學(xué)生缺乏參與熱情，有的學(xué)生上課無精打采，甚至上課玩手機，根本聽不下去課。以設(shè)計為導(dǎo)向的教學(xué)方法就是要轉(zhuǎn)變這種狀況，授課以學(xué)生為中心，學(xué)生參與到課堂的教學(xué)中，每個學(xué)生都是承擔(dān)設(shè)計案例的設(shè)計者，完成一堂課的教學(xué)需要由學(xué)生、主講教師、設(shè)計室及實訓(xùn)中心多個方面配合完成。由于建筑結(jié)構(gòu)課程是以設(shè)計為主的，其教學(xué)目的也是要讓學(xué)生掌握工程結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，達(dá)到進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計及能識讀工程結(jié)構(gòu)施工圖。那么為了達(dá)到這上目標(biāo)，有設(shè)計室參與到教學(xué)中是最好不過的了，因為可以通過設(shè)計室的實際工程項目作為授課的直接案例，這部分列入教師備課教案的一部分，每次課教針對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行案例布置，當(dāng)然這需要教師通過事先將學(xué)生分組形式，將本次課程內(nèi)容分組布置成設(shè)計任務(wù)，學(xué)生要完成設(shè)計任務(wù)需要掌握的理論知識，就是學(xué)生要主動探究的內(nèi)容。教師可以借助于多媒體演示以及建筑結(jié)構(gòu)模型實訓(xùn)室，讓學(xué)生參與到理論知識學(xué)習(xí)中來，如設(shè)計任務(wù)解決需要的理論依據(jù)、設(shè)計原理、計算公式、公式的適用條件、以及設(shè)計規(guī)范等，學(xué)生都會感興趣，此時教師講授這部分知識，恰好與學(xué)生探究的知識達(dá)到一致，教與學(xué)的互動效果也達(dá)到了統(tǒng)一。同時充分利用實訓(xùn)室的教學(xué)條件，實現(xiàn)講課、實訓(xùn)一體化。學(xué)生所學(xué)到的理論知識，通過實訓(xùn)室模型，達(dá)到了理論與實踐的結(jié)合，學(xué)生的工程設(shè)計成果，交由設(shè)計室參與評定，這樣能給學(xué)生營造出一種真實的工程設(shè)計氛圍，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生被動學(xué)習(xí)變成了主動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果也就體現(xiàn)出來了。
2.3以設(shè)計案例為導(dǎo)向的學(xué)生成績評定以設(shè)計案例為導(dǎo)向的教學(xué)方法，需要從根本上改變以往的期末一次考試定成績的方法。既然強調(diào)設(shè)計，那么考核方法重在設(shè)計過程的考核，通過考核及時了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對理論知識的認(rèn)知程度、對實踐知識的掌握程度，每個設(shè)計任務(wù)完成情況、設(shè)計方案的取舍、小組學(xué)生的協(xié)調(diào)配合等都能很好地反映出來，這樣通過各小組對比，以及設(shè)計任務(wù)完成的時間、質(zhì)量，根據(jù)事先確定的學(xué)習(xí)過程考核細(xì)則，可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行綜合評定。
3結(jié)語
面向建筑學(xué)專業(yè)本科教學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)課程體系總體構(gòu)思為:以定量分析為輔助手段，定性綜合認(rèn)識為根本目的，從建立簡單桿件力學(xué)性能的基本概念入手，結(jié)合材料性質(zhì)，認(rèn)識結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)特性以及構(gòu)筑結(jié)構(gòu)傳力途徑的基本規(guī)則，最終建立對結(jié)構(gòu)固有力學(xué)邏輯所賦予的結(jié)構(gòu)空間特性的認(rèn)識，了解結(jié)構(gòu)與建筑空間創(chuàng)作結(jié)合的途徑。傳統(tǒng)建筑力學(xué)教學(xué)所強調(diào)的量化分析與計算技能在此僅僅是掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的手段和依據(jù)而非目的，是進(jìn)入結(jié)構(gòu)性能及其空間特性這一廟堂的臺階。課程體系框架如圖2。上述體系中的課程相互銜接、循序漸進(jìn)、各有側(cè)重、相互銜接、要求各異，分三個層次予以實現(xiàn)。第一層次———建筑力學(xué)。它是整個教學(xué)體系的基礎(chǔ)和出發(fā)點。該部分課程本著結(jié)構(gòu)的基本性能是傳遞荷載的思想，遵循結(jié)構(gòu)整體—構(gòu)件—構(gòu)件截面—結(jié)構(gòu)整體的教學(xué)思路，在不同尺度上認(rèn)識結(jié)構(gòu)的傳力方式與特性。以概念為主、計算為輔，結(jié)構(gòu)為主、材料為輔，力學(xué)性能為主、使用功能和形態(tài)特性為輔，以桿件為主要對象，將傳統(tǒng)教學(xué)體系中相互隔離的三大力學(xué)知識(理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué))完全融合、有機統(tǒng)一。該部分教學(xué)體現(xiàn)了量化，概念是為了使結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性明晰，計算是為了對結(jié)構(gòu)性能的把握具體的目標(biāo)。定量計算技能的難易程度以注冊建筑師的結(jié)構(gòu)計算要求為基準(zhǔn)。此外，還注重密切結(jié)合典型建筑材料的性能，闡述各類桿的形態(tài)與功能特性及其相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。第二層次———結(jié)構(gòu)選型。正如線的移動和轉(zhuǎn)動可以構(gòu)成任意形式的面、面的組合可以形成空間形體一樣，結(jié)構(gòu)選型以直桿的力學(xué)特性為基礎(chǔ)，提供了結(jié)構(gòu)體系演變的認(rèn)知線索，即通過直桿的組合、密排、重疊和彎折等定性認(rèn)識框架、網(wǎng)架、板、墻以及拱、殼體、索、膜及其他空間結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，把握結(jié)構(gòu)演化的規(guī)律與線索，認(rèn)識構(gòu)筑結(jié)構(gòu)傳力路徑的基本要求與方法，了解典型結(jié)構(gòu)體系如墻板結(jié)構(gòu)體系、框架結(jié)構(gòu)體系、框剪結(jié)構(gòu)體系、筒體等的力學(xué)特性，了解基于極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計思想與結(jié)構(gòu)生命全周期的設(shè)計理念，強調(diào)從經(jīng)典的建筑案例中認(rèn)識典型結(jié)構(gòu)形式，初步認(rèn)識結(jié)構(gòu)固有形態(tài)與建筑空間要求的關(guān)系。第三層次———建筑中的結(jié)構(gòu)藝術(shù)。在前兩個層次的基礎(chǔ)上，該課程更深入地挖掘和揭示結(jié)構(gòu)由其固有力學(xué)特性與邏輯所決定的形態(tài)美。藝術(shù)的本質(zhì)是創(chuàng)造，結(jié)構(gòu)設(shè)計的本質(zhì)也是創(chuàng)造。通過對現(xiàn)代建筑作品中建筑空間形態(tài)與其結(jié)構(gòu)形態(tài)相互關(guān)系的深入探討，了解從空間形態(tài)和傳力方式出發(fā)構(gòu)筑合理而優(yōu)美的結(jié)構(gòu)的途徑，認(rèn)識框架、平板和“方盒子”并非結(jié)構(gòu)存在的主要形式(更不是唯一形式)，體會結(jié)構(gòu)在滿足其科學(xué)性、合理性和力學(xué)效率的基礎(chǔ)上具有巨大的創(chuàng)造空間，具有再現(xiàn)建筑空間形態(tài)乃至創(chuàng)造新的空間形態(tài)的可能。
二、實踐與收獲
針對上述三個層次的內(nèi)容和要求特點，教學(xué)實踐中采取了不同的教學(xué)方法和考核方式。建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)選型為必修課，為此筆者編寫了教材《建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)選型》(中國建筑工業(yè)出版社，2012年出版)。教材編寫及其教學(xué)實踐不再停留于結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖繪制和強度、剛度的計算校核上，而力求達(dá)到力學(xué)分析服務(wù)于對結(jié)構(gòu)特性的認(rèn)知，挖掘結(jié)構(gòu)的組合和演變規(guī)律，以結(jié)構(gòu)源于工程，服務(wù)于工程為宗旨。建筑力學(xué)課程著重于結(jié)構(gòu)的基本概念、基本分析方法與桿件結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)特性，以定性認(rèn)識為目的，定量計算為手段。強調(diào)結(jié)構(gòu)源于工程而服務(wù)于工程，遵循感性—理性—高層次的感性認(rèn)知規(guī)律，每一種結(jié)構(gòu)形式的引入都從實際工程入手，并盡量以工程意義明確、形象易懂的方式介紹力學(xué)基本概念，避免生硬的數(shù)學(xué)力學(xué)概念和繁瑣的演算。自始至終貫穿力的傳遞這一認(rèn)知線索，使力這一抽象概念形象化、動態(tài)化，使不同結(jié)構(gòu)的傳力特性直觀明確。如圖3所示，從荷載在結(jié)構(gòu)整體(典型如梁柱結(jié)構(gòu)體系)的傳遞路徑入手，建立對力的傳遞的感性認(rèn)識，再由定量分析揭示桿件截面內(nèi)力與應(yīng)力分布特性(如梁的內(nèi)力和截面應(yīng)力分布)，逐步深入地認(rèn)識結(jié)構(gòu)的傳力本質(zhì)，最終通過力流的概念把握不同結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。在這一認(rèn)知過程中，定量分析可將模糊的感性認(rèn)識導(dǎo)向理性，是不可或缺的臺階和拐杖。但若缺乏對量化分析結(jié)果的總結(jié)、對比和反饋，又將使分析陷入盲目并流于數(shù)字游戲。圖4比較了桁架、索和拱的傳力機制，形象地展示了桁架、拱和索的各自特點，使學(xué)生克服了對結(jié)構(gòu)與力學(xué)的恐懼心理，使力變得可以觸摸，力的傳遞變得有跡可循，使后續(xù)課程中結(jié)構(gòu)的演化有規(guī)律可依。
此外，還將材料特性、結(jié)構(gòu)幾何特性、支撐方式與結(jié)點聯(lián)結(jié)方式等也融入結(jié)構(gòu)傳力機制中，綜合全面認(rèn)識結(jié)構(gòu)的傳力特性。在建筑力學(xué)課程把握桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)性能與形態(tài)功能特性的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)選型課程從結(jié)構(gòu)體系的幾何特點、構(gòu)成方式、力學(xué)特性及其空間特性等多方面定性認(rèn)識結(jié)構(gòu)的綜合性能，將建筑力學(xué)部分通過量化分析得到的簡單構(gòu)件的力學(xué)概念在典型規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系中得到定性應(yīng)用與拓展，使學(xué)生了解構(gòu)筑結(jié)構(gòu)體系的合理傳力路徑的規(guī)則與方法。該部分采用課堂講授與討論相結(jié)合的方式，遵循從結(jié)構(gòu)體系的整體傳力基本要求、規(guī)則結(jié)構(gòu)的水平和豎向分體系的幾何特點、構(gòu)成方式、傳力特性乃至基本構(gòu)件的力學(xué)性能在分體系中的應(yīng)用這一由整體而局部的認(rèn)知途徑，使學(xué)生對結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)及空間形態(tài)特性的認(rèn)識有跡可循，并得以了解典型結(jié)構(gòu)體系的組成規(guī)則、特點和傳力特性。本階段教學(xué)強調(diào)結(jié)構(gòu)的演變性，即以直桿的力學(xué)特性為出發(fā)點，定性闡述各類基本結(jié)構(gòu)(墻、板、拱、索以及曲面和空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等)與直桿的關(guān)聯(lián)，從而建立定性把握復(fù)雜結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的認(rèn)知途徑。如圖5所示，從柱的密排認(rèn)識墻體的性質(zhì)、梁的重疊認(rèn)識板的性質(zhì)、墻體—柱—筒體的相互轉(zhuǎn)化認(rèn)識高層建筑結(jié)構(gòu)的豎向和水平傳力機制，并初步認(rèn)識曲面和空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)等的演變規(guī)律和特性。從高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨空間結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與新材料的應(yīng)用等角度分別選取現(xiàn)當(dāng)代經(jīng)典建筑案例，探討結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)筑與應(yīng)用、結(jié)構(gòu)空間形態(tài)與建筑空間形態(tài)之間的關(guān)系。結(jié)構(gòu)選型綜合學(xué)生課堂討論參與情況、PPT講述與綜合作業(yè)情況進(jìn)行考核，綜合作業(yè)包括課程開始時淺述結(jié)構(gòu)形式的演變與建筑材料應(yīng)用的結(jié)合、課程結(jié)束后任選具體建筑案例分析其結(jié)構(gòu)形式、材料運用與建筑功能的結(jié)合，課程進(jìn)行中分組針對建筑案例進(jìn)行PPT演講。學(xué)生所表現(xiàn)出的活躍思路、生動多樣的PPT講述手法、對結(jié)構(gòu)的濃厚興趣以及被激發(fā)出的結(jié)構(gòu)直覺令人驚喜(圖6)。
建筑中的結(jié)構(gòu)藝術(shù)作為該教學(xué)體系的最后環(huán)節(jié)，為任選課，共32學(xué)時，采用針對主題的分組課后準(zhǔn)備、課堂研討的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考和探究建筑結(jié)構(gòu)曾經(jīng)發(fā)生了什么、正在發(fā)生什么、將來會怎樣，建筑結(jié)構(gòu)所固有的空間形態(tài)美之所在?？己顺煽円哉n堂參與、講述情況以及書面討論作業(yè)等進(jìn)行綜合評價。該課程教學(xué)包括兩個階段:第一階段主要針對結(jié)構(gòu)的傳力特性和構(gòu)件的空間形態(tài)，討論主題包括優(yōu)美的結(jié)構(gòu)、桿件的變形、組合與運動、結(jié)構(gòu)體系的均衡與延性、平衡或反平衡等，學(xué)生分組選取案例展開分析與討論，在結(jié)構(gòu)的合理性、整體均衡性以及平衡穩(wěn)定性的認(rèn)識基礎(chǔ)之上，總結(jié)表現(xiàn)結(jié)構(gòu)固有邏輯所決定的形態(tài)美的方法，并認(rèn)識某些當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)在形式上雖然反常規(guī)、反穩(wěn)定與反平衡，而在構(gòu)筑傳力路徑時仍嚴(yán)格遵循結(jié)構(gòu)固有邏輯的特性。第二階段的主題相對宏觀、綜合，側(cè)重于結(jié)構(gòu)與人類社會文明發(fā)展的關(guān)系，藝術(shù)、文化、經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)等對結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響，并針對目前頗受熱議和關(guān)注的仿生、綠色、可持續(xù)等觀點和建筑案例探究建筑結(jié)構(gòu)仿生的意義和目的，引導(dǎo)學(xué)生挖掘結(jié)構(gòu)整體與局部、規(guī)則與不規(guī)則的關(guān)系。該課程同時探索了一種全新的探討式開放式的過程教學(xué)方法，教師不再以講臺的占有者和宣講者的姿態(tài)出現(xiàn)，而是扮演了引導(dǎo)者、參與者、旁觀者和聽眾的角色，學(xué)生對于各種主題的積極參與、活躍開放的思維達(dá)成了教學(xué)的互相激發(fā)，教與學(xué)的雙方真正實現(xiàn)了自我發(fā)現(xiàn)與互相發(fā)現(xiàn)。以上構(gòu)建的新的建筑結(jié)構(gòu)教學(xué)體系以結(jié)構(gòu)固有的特性及其本質(zhì)為出發(fā)點、以量化分析為手段、以對結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)演化的規(guī)律性與創(chuàng)造的可能性的認(rèn)識為目的，避免了流于對現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)形式感的膚淺的討好。已歷5屆的教學(xué)實踐表明，新的建筑結(jié)構(gòu)課程體系保障了內(nèi)容的連貫性和整體性，彌補了傳統(tǒng)建筑力學(xué)中三大力學(xué)劃分造成的內(nèi)容和教學(xué)安排的隔離、間斷與冗長。所編教材，力求使力學(xué)理論與結(jié)構(gòu)認(rèn)知密切銜接。學(xué)生克服了對結(jié)構(gòu)力學(xué)知識及分析技巧的畏懼和抵觸，認(rèn)識到力之于結(jié)構(gòu)的形象特性———力流，把握了基本構(gòu)件和典型桿件體系的力學(xué)性能。對結(jié)構(gòu)傳力特性的認(rèn)識不再停留于結(jié)構(gòu)的表面形式，而深入其力學(xué)本質(zhì)。通過上述課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)識到建筑形式的自由源于內(nèi)在結(jié)構(gòu)骨架和材料的突破，而后者以技術(shù)和理論的發(fā)展為支撐，對結(jié)構(gòu)形態(tài)及其功能的認(rèn)識促進(jìn)了學(xué)生在后續(xù)專業(yè)課程中建筑造型設(shè)計上的創(chuàng)新(圖8)。正如學(xué)生的體會:“每一種結(jié)構(gòu)都有著自己獨特的品質(zhì)，它同時會深深影響著建筑的外部形態(tài)和內(nèi)部空間，甚至?xí)o予你一些意想不到的收獲，這或許也是結(jié)構(gòu)最吸引人的地方。”(建筑學(xué)本科生———于思)。“建筑師提升自己的結(jié)構(gòu)素養(yǎng)，尋求和結(jié)構(gòu)師的更緊密合作，看來是未來更震撼人心的建構(gòu)美學(xué)作品的必然前提?！?/p>
三、體會與冀望
一個好的有特色的建筑能夠象征一個城市，因此只有將合理的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計與藝術(shù)的建筑外觀相結(jié)合，建筑的體型才能夠滿足人們的需求。在以往，我國主要以亭、軒、閣、榭、窯洞、竹樓、四合院等舊建筑體型為主，時光的變遷使得建筑體型也隨之沉淀發(fā)展。近些年，更是由于各種相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，促使建筑的類型日趨多樣化，并且其規(guī)模也在不斷的擴大。但是，自古至今不論是哪種建筑類型，在開發(fā)設(shè)計時務(wù)必要考慮地形地貌對建筑的影響?？偟膩碚f，我國東部地區(qū)的建筑一般都較高，逐漸往西會隨著我國東低西高的地勢特征而出現(xiàn)建筑較低的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生是和地形地貌有直接關(guān)系的。由于我國西部地區(qū)大部分的區(qū)域都存在氣候環(huán)境惡略、地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的情況，因此在這種環(huán)境下投資較大、施工困難、維護(hù)不易，所以建筑的體型一般都會比較簡單。在我國的中部以及東南部地區(qū)，氣候、海拔以及其他多方面的人居環(huán)境等都很適宜人類居住，這里是我國人口較為集中的區(qū)域。因此建筑體型一般以高層建筑為主，這樣既解決了人口眾多但地域面積較小的矛盾，又滿足了經(jīng)濟發(fā)展的需要。對于處在這一區(qū)域的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級地區(qū)，其建筑體型主要以層高在10層以內(nèi)的中層建筑為主。對于農(nóng)村而言，其建筑體型大部分已經(jīng)由原來的平房轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓪拥莫氃盒?。在一些海拔較低、氣候濕潤但氣溫較高較悶熱的盆地地區(qū)，會存在很多竹樓等建筑體型。對于一些平原地區(qū)，雖沒有復(fù)雜的地形地貌，但也會有一些小的差異存在。從以上都可以看出，建筑的體型和當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛彩敲懿豢煞值?，只有很好的掌握了建筑?dāng)?shù)氐牡匦蔚孛惨约霸诖说貏萦绊懴滤赜械臍夂颦h(huán)境，才能夠充分利用地勢的優(yōu)勢，將其作為一種建筑資源投入到建筑施工當(dāng)中，在滿足經(jīng)濟實用以及各項建筑要求的同時，還能夠使建筑很好的與所處地域融合。
二、地形地貌對建筑結(jié)構(gòu)層高的影響
建筑的層高通常除了按米來計量以外，還會以層來計。在設(shè)計建筑的層高時，是多方因素綜合考慮來設(shè)計的。因此，建筑層高有著很嚴(yán)格的規(guī)范及要求。若層高達(dá)不到，再大面積的建筑都會給人以壓抑、憋悶的感覺。但若是層高過高，又會增大成本，造成不必要的損失。由此可見，合理的層高設(shè)計對于建筑來說是非常重要的。對于高層建筑來說，雖然地形地貌能夠在占地面積小的情況下滿足更多的建筑容納需求，但是其并不是適合各種地形地貌。對于平原地區(qū)，由于這里地形地貌簡單，氣候環(huán)境較好，因此不論是哪種建筑都較適合。對于地質(zhì)環(huán)境較差的地方，通常來說層高都較低。在地質(zhì)環(huán)境較好的條件下，不同用途的建筑其層高也不同。那么，在一些大型的商場等超大空間的商業(yè)建筑中，其層高可以按照其功能需求做以合理適當(dāng)?shù)奶岣摺τ诠I(yè)建筑而言，通常情況下其占地面積都較廣，因此在單層的工業(yè)建筑中，其層高一般不受影響和限制，可按需而建。若不是單層工業(yè)建筑，就要根據(jù)首層的層高來計入容積率平衡。不論是哪一種用途的建筑，在設(shè)計以及施工時都要根據(jù)其特有的地質(zhì)環(huán)境來有針對性的設(shè)計施工，不能按部就班，勉強建設(shè)，要“因地制宜”，形成建筑與周邊地質(zhì)環(huán)境相協(xié)調(diào)的建筑發(fā)展模式。
三、結(jié)語
1．1轉(zhuǎn)換層的主要功能
近些年來，隨著經(jīng)濟的持續(xù)快速增長，人們對于建筑物尤其是高層建筑的需求呈現(xiàn)出一種多元化、全面化和綜合化的趨勢，在生活中也能進(jìn)場見到下部為大型商場或者娛樂場所而上部為民用住宅的建筑。單從這類建筑的功能來看，其上部主要是需要有更多的墻體來進(jìn)行空間的分隔，從而滿足不同住戶對于住宅戶型的要求，下部則主要是以創(chuàng)建更大的靈活空間為主。轉(zhuǎn)換層設(shè)計中為針對不同建筑功能的需要，在有較大的層高作保證時可以作為正常的樓層使用，同時在層高受到限制或者處于設(shè)備需要時，也可以作為設(shè)備層。
1．2轉(zhuǎn)換層的主要類型
轉(zhuǎn)換層的不同設(shè)計類型主要是由于不同的建筑功能需要而決定的，其主要類型可以分為以下幾種:
(1)箱式轉(zhuǎn)換層。箱式轉(zhuǎn)換層的設(shè)計主要是基于轉(zhuǎn)換梁截面過大，且一層樓板不能滿足平面內(nèi)樓板剛度的假定值而考慮的，為了確保假定值和實際值更相符，可以采用在轉(zhuǎn)換梁底和梁頂之間設(shè)置一層樓板，從而形成箱形梁。該轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)一般情況下適合遍布整個層面，并在建筑周邊環(huán)通，最終形成箱式轉(zhuǎn)換層。其具有約束性強、轉(zhuǎn)換梁剛度大且上下部傳力均勻的優(yōu)點，同時還可以將其作為設(shè)備層。但是該類型的轉(zhuǎn)換層在設(shè)計過程中需要增開的設(shè)備洞相對較多，施工技術(shù)較為復(fù)雜，隨之帶來的也是較高的造價問題。
(2)梁式轉(zhuǎn)換層。梁式轉(zhuǎn)換層一般是采用底部大空間的框支剪力墻結(jié)構(gòu)體系，其主要是將上部剪力墻固定在框支梁上并在框支柱的支撐作用下形成的結(jié)構(gòu)體系，在需要進(jìn)行縱橫向的轉(zhuǎn)換時，會相應(yīng)的采用雙向梁布置。該類型的轉(zhuǎn)換層具有著施工簡單、傳力準(zhǔn)確的特點，是目前在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中較常采用的轉(zhuǎn)換形式。但是其也有一定的缺點，比如在進(jìn)行上下軸線錯位布置時，需要增設(shè)的轉(zhuǎn)換梁次較多，會造成其空間受力情況較為復(fù)雜。
(3)桁架式轉(zhuǎn)換層。桁架式轉(zhuǎn)換層主要是在高層建筑結(jié)構(gòu)下部為大型商場、上部為中小型寫字樓或者是住宅用房，并且需要設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備層時所常用的一種結(jié)構(gòu)形式。其上部柱墻可以通過桁架傳至下部柱墻，并且在桁架間的空間可以分設(shè)所需的管道。在進(jìn)行桁架式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般情況下適合采用整層布置，并且各節(jié)點之間應(yīng)與墻肢形心對中。該結(jié)構(gòu)類型在施工中具有較高的復(fù)雜程度，同時其在進(jìn)行軸線錯位布置時的難度也相對較大。
(4)厚板式轉(zhuǎn)換層。在上下柱網(wǎng)錯位較多并且不能用梁進(jìn)行承托時，就需要采用板式轉(zhuǎn)換層。其中厚板的規(guī)格以及厚度是由柱網(wǎng)尺寸以及上部結(jié)構(gòu)載荷而決定的。該結(jié)構(gòu)類型具有靈活性大、受結(jié)構(gòu)布局影響較小的優(yōu)點，且由于其厚板具有較大的剛度，能夠形成一個整體性較強的承臺，便于施工。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的轉(zhuǎn)換層設(shè)計原則
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的轉(zhuǎn)換層主要起到承上啟下的功能作用，其設(shè)計對建筑工程具有相當(dāng)重要的經(jīng)濟意義與功能意義，對轉(zhuǎn)換層進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計不僅能避免建筑資源的浪費還能杜絕一定的建筑結(jié)構(gòu)安全隱患，其在設(shè)計過程中應(yīng)遵循以下設(shè)計原則:首先，在轉(zhuǎn)換層設(shè)計過程中應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的豎向構(gòu)件，應(yīng)盡可能的多采用直接接地的構(gòu)件，其能有效避免建筑剛度的減小，對建筑物抗震性能的提升有著重要的作用。其次，轉(zhuǎn)換層的設(shè)計位置不能偏高，應(yīng)盡可能的靠近底層位置。主要是由于建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)的傳力途徑以及剛度發(fā)生變化時會直接造成轉(zhuǎn)換層成為薄弱層，很大程度上降低了建筑物的抗震性能。再次，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層的設(shè)計時應(yīng)注意傳力路徑的明確性，并且確保轉(zhuǎn)換層的剛度。由于轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)本身起到的是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換作用，所以應(yīng)保持其自身的受力平衡性。第四，要對剪力墻以及框支剪力墻的比例進(jìn)行綜合考慮，保證其橫向落地剪力墻的數(shù)目超過橫向墻的50%。第五，為了避免立柱柱角發(fā)生變形，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換層設(shè)計時應(yīng)保持其上部柱子和剪力墻的對稱分布，將梁上立柱設(shè)置在轉(zhuǎn)換梁垮中，從而避免轉(zhuǎn)換梁變形作用下產(chǎn)生的支柱柱角變形加大。
3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中轉(zhuǎn)換層設(shè)計的建議
3．1梁式轉(zhuǎn)換層設(shè)計作為在建筑設(shè)計中的轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為常用的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計模式，其在高層建筑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中占到了大約80%以上的比例，并且具有受力清晰、構(gòu)建簡單、方便施工的優(yōu)點。但是在該類型的轉(zhuǎn)換層設(shè)計時，應(yīng)注意上下結(jié)構(gòu)布置的優(yōu)化協(xié)調(diào)，從而確保整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。比如在進(jìn)行相對高度較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，剪力墻的內(nèi)力和剛度以及傳力途徑會發(fā)生一定程度的改變，會使之成為較為薄弱的部分層，一定程度上對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生了影響。所以在施工設(shè)計過程中應(yīng)盡量減少轉(zhuǎn)換的構(gòu)件，多采用非轉(zhuǎn)換的鋼筋混凝土形式，避免轉(zhuǎn)換構(gòu)件的過度集中的情況出現(xiàn)，從而做到豎向剛度的均勻合理，以保證轉(zhuǎn)換層施工和整體建筑的施工質(zhì)量。
3．2桁架式轉(zhuǎn)換層設(shè)計桁架式轉(zhuǎn)換層主要用于建筑不同功能區(qū)域上下部的連接，是由多榀鋼筋混凝土桁架組合而成的一種承重結(jié)構(gòu)。一般情況下桁架的下桿的截面面積較小并且高度較高，所以這一結(jié)構(gòu)形式的施工難度較大且工序較為復(fù)雜。在具體施工設(shè)計過程中，應(yīng)對轉(zhuǎn)換層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，并對其受力情況進(jìn)行分析計算，從而保證設(shè)計符合建筑質(zhì)量要求。
3．4厚板式轉(zhuǎn)換層設(shè)計厚板式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)雖然具有布置靈活、不需要正對下層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，但是其在施工設(shè)計過程中多需要的材料耗費較大，所以如果在采用厚板式轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時，應(yīng)注意對其受力角度的分析，適當(dāng)?shù)募訌娖渑浣盍浚瑫r也可以從抗剪力和抗沖切力的角度出發(fā)，減輕其受力程度，對其內(nèi)力以及配筋量進(jìn)行合理準(zhǔn)確的計算，并從其經(jīng)濟效益出發(fā)對其進(jìn)行綜合考慮。
4結(jié)語
1.土木建筑結(jié)構(gòu)的牢固性。建筑的牢固性是建筑安全性的基本要求之一，建筑牢固性不達(dá)標(biāo)，直接影響建筑的整體質(zhì)量，為人民的生命財產(chǎn)安全留下隱患。隨著地震、泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生，建筑結(jié)構(gòu)的牢固性受到了嚴(yán)峻的考驗。災(zāi)害給人們帶來的是生命財產(chǎn)的巨大損失，具有嚴(yán)重的破壞性，除了災(zāi)害本身所具有的大的破壞力因素之外，我們也要看到，在惡劣的條件下，建筑的牢固性是非常重要的，直接影響建筑的安全性。建筑的牢固性與建筑機構(gòu)購建的承載力有直接的關(guān)系，各組件間的整體連接上也具有非常重要的關(guān)系，也就是說，建筑的牢固性是就建筑整體而言，是一個架構(gòu)體系的牢固性。建筑的設(shè)計和施工是建筑結(jié)構(gòu)牢固性的關(guān)鍵點，建筑結(jié)構(gòu)的整體牢固會使建筑的承載能力大大提升，不會因為某一局部受到破壞而導(dǎo)致大范圍的破壞甚至出現(xiàn)全部連續(xù)發(fā)生破壞和倒塌的局面。對土木建筑的牢固性進(jìn)行檢驗，主要檢驗建筑結(jié)構(gòu)的延性和冗余度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
2.土木建筑結(jié)構(gòu)的耐久性。土木建筑結(jié)構(gòu)的安全性與其耐久性關(guān)系非常密切，人們主觀上認(rèn)為，混凝土材料往往具有很好的耐久性，而從大量的土木建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)的資料來看，混凝土建筑的使用壽命大多在三十年之內(nèi)。一般來說，土木建筑結(jié)構(gòu)的耐久性多指建筑竣工后投入使用的壽命，是建筑在基本使用年限內(nèi)能夠正常發(fā)揮其所具有的使用功能。我國現(xiàn)行的關(guān)于土木建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的規(guī)范中，在建筑物的耐久性方面沒有明確的條款，對飲凍容、干濕、侵蝕等造成的土木建筑壽命縮短明確具體的規(guī)定，只是泛泛的對建筑結(jié)構(gòu)在載荷作用下的強度做了一些要求。實際上，土木建筑在外在因素的影響下，如混凝土保護(hù)層厚度不夠?qū)е碌匿摻钿P蝕等帶來的損害要遠(yuǎn)超過安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低帶來的安全危害。土木建筑結(jié)構(gòu)是否具有良好的耐久性，直接影響建筑的使用壽命。因此要對土木建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計和施工方面進(jìn)行規(guī)范的細(xì)化是非常必要的。另外，在投資規(guī)劃上，除了對建筑在建設(shè)過程的整體投資進(jìn)行規(guī)劃，還要對投入使用后的維護(hù)、維修費用加以充分的考慮。
二、我國土木建筑結(jié)構(gòu)安全性存在的問題
1.安全性規(guī)范設(shè)置水準(zhǔn)偏低。雖然我國在建筑結(jié)構(gòu)安全性方面建立了一系列的規(guī)范條例，但是我國在安全性規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面與國外發(fā)達(dá)國家相比還有很大一段距離。我國對于建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載能力方面的安全水準(zhǔn)設(shè)置方面，以安全息術(shù)或者分項系數(shù)作為主要的指標(biāo)來進(jìn)行衡量，系數(shù)越大表明土木建筑結(jié)構(gòu)在安全性方面的水平越高。對于土木建筑結(jié)構(gòu)的整體牢固性我國對爆炸類和地震類災(zāi)害的建筑的牢固性規(guī)范還沒有進(jìn)行細(xì)致明確的設(shè)置。我國建筑結(jié)構(gòu)安全性的要求重點放在結(jié)構(gòu)強度上，在環(huán)境影響下的建筑耐久性方面缺乏重視度。
2.建筑施工單位和管理人員缺乏對結(jié)構(gòu)安全性的認(rèn)識。建筑工程領(lǐng)域安全事故的層出不窮為建筑行業(yè)的發(fā)展敲響了警鐘，使我國建筑工程設(shè)計單位和管理人員對建筑結(jié)構(gòu)安全有了新的認(rèn)識，并加強了關(guān)注。但是仍然有相當(dāng)一部分建筑工程設(shè)計和管理人員對土木建筑結(jié)構(gòu)安全性問題還缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識，缺乏防范意識，這樣就容易出現(xiàn)人為錯誤造成的建筑結(jié)構(gòu)安全性問題的發(fā)生。
3.工程設(shè)計單位與施工單位之間缺乏有效的交流和溝通。土木建筑在施工過程中，對于建筑結(jié)構(gòu)的安全性問題需要設(shè)計單位與施工單位之間良好的交流與溝通，這樣才能保證施工與圖紙的一致性。但是在我國目前建筑行業(yè)內(nèi)，設(shè)計單位與施工單位往往各自為政，關(guān)系脫節(jié)，這就是建筑結(jié)構(gòu)安全缺乏一定的保障。設(shè)計單位在對建筑設(shè)計圖的制作過程中，對某些施工標(biāo)準(zhǔn)或者施工細(xì)節(jié)不夠熟悉，而施工安慰在具體的施工操作中隊設(shè)計中的計算書不能夠深入的掌握，當(dāng)有技術(shù)難題出現(xiàn)時，一般有本單位有經(jīng)驗的技術(shù)人員直接進(jìn)行處理，缺乏與設(shè)計單位的有效溝通。但是這種經(jīng)驗式的處理方缺乏準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，更沒有科學(xué)的理論支持，很難保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性。
4.建筑設(shè)計規(guī)范不夠完善。建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性很大程度上決定于建筑設(shè)計的合理性。但是我國土木建筑工程在設(shè)計規(guī)范方面還不夠完善，很多條款比較籠統(tǒng)，不夠細(xì)化，同時在某些方面要求水準(zhǔn)不高甚至空缺。目前的建筑設(shè)計規(guī)范在建筑工程結(jié)構(gòu)的壽命方面涉及非常少，規(guī)范的重點片面的放在工程結(jié)構(gòu)的承載力上。
三、提高土木建筑結(jié)構(gòu)安全性的措施
1.加強新技術(shù)的推廣和應(yīng)用。要有效的提高土木建筑結(jié)構(gòu)的安全性，首先要土木建筑結(jié)構(gòu)安全性有破壞性的影視進(jìn)行預(yù)防和改善。土建結(jié)構(gòu)建筑物的病患主要有三種，即裂縫、滲漏、剝蝕，其中以裂縫的影響最為嚴(yán)重。在安全檢測中，確定裂縫病害的關(guān)鍵是撩測，傳統(tǒng)的探測方法有超聲波法、聲波跨孔法等，土建結(jié)構(gòu)強度檢測的主要方法有回彈法、超聲回彈綜合法和射線法等，這些方法主要反映了土建結(jié)構(gòu)的表層強度。
2.應(yīng)用合理的技術(shù)規(guī)范。在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上，要擺脫計劃經(jīng)濟年代遺留下來的過分強求統(tǒng)一、較少考慮個性和缺乏實事求是靈活性的傾向。要提倡和鼓勵各省市編制地方性規(guī)范．在工程的安全性和耐久性標(biāo)準(zhǔn)上?？捎胁煌脑O(shè)置水準(zhǔn)。全國性的規(guī)范訂得愈詳細(xì)，其適用性可能變得愈差，造成的混亂也可能愈多：特別像巖土工程那樣的規(guī)范更是如此。
