民用建筑结构论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇民用建筑结构论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】民用建筑；安全鉴定；工程应用

房屋安全鉴定定义对房屋安全鉴定机构以国家相关法规和相关工程技术作为标准，以查勘以及检测和验算作为手段，实现对既有房屋结构当前的完损以及使用状况和抗震能力与危险程度等方面做出科学鉴别和评定的技术性管理工作。房屋安全对人民群众生命和财产安全产生了直接影响，与我国国计民生和社会和谐发生了直接关系。最近几年房屋安全方面的问题层出不穷，使人们的财产遭受到了巨大损失，所以说房屋安全鉴定工作迫在眉睫。

一、民用建筑安全鉴定的重要意义

房屋安全鉴定工作在房屋进行安全管理方面、房产价值评估方面、安全排查方面、以及房屋灾后加固、房屋装修改造纠纷界定等方面发挥着不可替代的作用。正确评价既有民用建筑物的安全性，对保证已有房屋继续安全使用和挖潜利用房屋资源有重大的经济效益和社会效益[ ]。

二、民用建筑安全鉴定的类型

已有民用建筑结构的检测鉴定工作主要包含偶然作用类、施工质量类、合同纠纷类等几类工程问题。

1、偶然作用类

①火灾作用后的民用建筑检测鉴定

火灾作用后的建筑进行的主要是表面损伤检测和材料强度检测，并且对预应力结构以及对预应力构件进行荷载试验以评价其承载力。

②爆炸作用后的民用建筑检测鉴定

由于人们使用电器种类的增多以及天然气、煤气的不正确使用，爆炸在民居中频繁发生，因此爆炸后的房屋的损伤检测工作尤为重要。经受爆炸作用后的民用建筑结构检测包含现场检测、墙体等构件垂直度检测[ ]。

③地震作用后的民用建筑检测鉴定

对于震级较高的地震，在地震之后的民用建筑在经过可靠的技术鉴定后才能够决定其是否能继续使用或加固后继续使用。

2、施工质量类

我国建筑市场由于建设人员水平参差不齐，监管力度不足，导致建筑质量存在较多问题。常见的施工质量类问题包含材料质量不达标、偷工减料、施工初始损伤等。如果新建的房屋建筑存在质量问题，需要进行安全质量鉴定方可进行使用。

3、合同纠纷类

如今因房屋建造所引发的民事纠纷不断，房屋安全鉴定能够对房屋的破损程度和原因进行鉴定，可以为司法的裁定提供事实依据，维护了司法的公正。

三、既有民用建筑安全鉴定方法

1、直接经验法

直接经验法是在房屋安全鉴定人员对被鉴定房屋的建造情况调查、现场查勘，在图纸完备的情况下，通过对原设计图纸对房屋的各个部位构件的校核，然后技术人员根据自己的专业知识以及经验和验算对房屋进行安全等级评定，是一种比较粗糙的鉴定方法。这种方法主要凭借鉴定人员的知识和经验对房屋结构的可靠性进行整体分析，具有方法简单、费用低、鉴定速度快的特点，但由于其与鉴定人员个人水平密切相关，缺少现代检测技术的必要保证和科学评定程序，鉴定结果带有一定的主观性和随机性，因而鉴定结果有效性低。

2、实用鉴定法

实用鉴定法以传统的经验法作为基础，依据的是鉴定人员的全面分析鉴定，并且列出房屋的损坏原因，列出明确的鉴定、检测项目，鉴定人员利用现代检测技术和测试手段对被鉴定房屋的损坏原因进行全面分析，对房屋结构的使用材料、材料强度等方面用仪器进行实地检测，然后再对检测值按有关规范进行分析和计算，结合结构计算和实验结果，对每一个项目进行综合性的评定，得出较准确的鉴定结论。实用鉴定法一般要完成：①初步调查建筑物的原始概况，包括调阅图纸及规划、勘探、环境等技术资料。②对建筑物的各组成部位进行检测和查看，包括建筑物的地基基础、建筑材料和建筑结构。③在实验室进行构件试验以及通过相关软件对检测结果进行模型和结构验算分析[ ]。

3、概率法

概率法是以概率以及数理统计原理作为基础的，采用的是非定值统计规律进行的结构可靠性的鉴定。概率法是依据结构可靠性理论，用结构失效概率来衡量结构的可靠程度。概率法指的是在结构抗力以及作用效应之间进行一定数量关系的建立，只要计算出失效概率，也就能得出建筑物的可靠度。

四、既有建筑安全鉴定在工程中的应用

以位于 X市环翠区海港路73号的某一项目为例，该项目建于1981年。该建筑采用的是4层砌体结构，每一层的高度为4米，建筑物的总高度为1.45米，该项建筑的总建筑面积为921.6m2。

鉴定过程：

1、工程现状初步调查

对X项目进行初步调查，主要包括房屋概况、建筑设计情况、地基基础、上部结构、图纸资料等。

经过对X项目工程现状的初步勘察，我们可以得知X项目的建筑结构形式、建筑的平（立）面尺寸以及建筑的做法和构造处理都符合施工图纸的要求；在建筑结构的体系以及结构布置方面也基本合理，建筑结构以及构件之间的链接很可靠，墙体采用的砌筑方式也很正确；X项目的建筑地基也很稳定没有发现不均匀的沉降以及墙体裂缝等一些不良现象；X项目建筑的楼板以及楼面也很平整，没有发现明显的扭曲变形现象，此外X项目建筑房屋的防水性能也很好，也没有发现有任何积水的迹象以及墙体发霉的现象。

2、地基基础

X项目建筑的地基很稳定，没有发现不均匀的沉降引起的建筑倾斜以及散水等现象。

3、上部承重结构检测

从对X项目建筑现场的检测来看，X项目建筑在建筑结构布局方面基本合理，设计的传力路径以及结构的选型都很正确，圈梁的尺寸以及配筋和材料的强度都符合设计规范，在检测时发现X项目建筑在支撑大梁的窗间强没有出现竖向裂缝，在建筑的纵横墙的交接处也没有出现明显的裂缝，并且通过对承重墙体的检查发现没有倾斜、裂缝以及酥松现象，墙体的连接以及砌筑方式也是正确的[ ]。

4、抗震设施检测

通过X项目建筑的现场检测可以发现，在该建筑中没有设置构造柱，并且在建筑的内横墙上也没有设置圈梁，设置的构造柱以及圈梁也不满足设计规范要求。

5、围护系统

对X项目建筑的检测过程中没有发现楼板以及屋盖出现明显的变形、裂缝现象，X项目建筑的屋面防水以及排水等方面的性能良好，没有出现老化、渗漏以及排水不良的现象，门窗的封闭良好可以自如地开启，X项目建筑墙体也没有出现也没有出现明显的变形以及裂缝。

【总结】

通过上文分析我们清楚了对既有民用建筑进行安全鉴定的必要性，了解了既有记住安全鉴定的内容，并且了分析了对既有民用建筑进行安全鉴定的方法以及在实际工程中对安全鉴定方法的应用。现阶段有关既有建筑房屋安全鉴定方面的研究成果还很少，本文的分析能够为既有建筑房屋安全的鉴定提供一定的借鉴和指导。

【参考文献】

[1]陈铭建.既有民用建筑安全鉴定方法及工程应用[D].广西大学硕士学位论文，

2007.

[2]李兵.建设工程质量检测行业现状及发展对策[J].黑龙江科技信息，2009（24）：351.

[3]王子英.既有民用建筑可靠性鉴定及程序设计[D].天津大学硕士学位论文，2005.

篇(2)

【关键词】民用建筑；地下室；结构设计 ； 嵌固端

随着我国经济的迅猛发展，现今的高层建筑日益增多，在城市工程建设中出现了非常多的地下室和地下车库。将高层建筑的设备用房、地下消防水池和汽车停车位等等设置在地下室，不仅能够充分地发挥地下室的作用，而且又满足了基础埋深的要求，同时地下停车场还可以用作人防地下室，以满足战时需要。因此，在高层建筑的设计中，如何合理地设计地下室的结构这个问题显得异常重要，现简要地探讨地下室在结构设计中常见的几个难点问题。

一、高层民用建筑地下室结构设计难点

由于在高层民用建筑地下室结构设计过程中存在诸多难点，比如不能有效确定地下室结构设计的嵌固部位，不能有效设计地下室结构设计的抗震等级等都是设计中存在的要点。因此，这就需要在进行高层民用建筑地下室结构设计中，应不断加强对于上部嵌固的抗震能力的重视， 严格遵守地下室结构设计中的要求，合理设计好剪切的刚度比，这样才能有效确保高层民用建筑地下室结构的质量。具体分析如下。

（一）合理确定上部结构的嵌固部位

上部结构嵌固部位的合理选取，在高层民用建筑地下室结构设计中的计算模型占有重要位置。而地下室的设计本身由墙、桩本身和承台本身、 柱等都具有重要作用， 都需要进行承载力的计算。部结构的嵌固部位主要指结构预期塑性铰出现的位置，它能直接限制构件在两个水平方向的转动位移，即平动位移和扭转位移，在这个过程中能够将地震作用传递到上部结构。上部结构嵌固部位的选取，具体包括以下几点要求。

1、加强对于上部嵌固的抗震能力的重视。由于上部嵌固部分主要是地下室顶板位置，而地下室一层的抗震等级会根据上部结构的实际情况进行测定，这就要求加强对于上部嵌固的抗震能力的重视。 首先地下一层的抗震等级不应低于上部结构的抗震等级。其次由于地下室顶板的厚度，对承受荷载有着极其重要的作用，其中，包括地下室顶板所承受的侧向荷载和垂直荷载，这就要求在顶板进行开洞过程中应尽量减少或避免开洞，如果必须要进行

开洞时，要适当减少洞口的面积大小，同时还要适当加强洞口周边的构造，从而避免或减少因刚度突变或强度降低，影响结构的竖向侧力构件的连续，导致地下室不适宜作为上部结构的嵌固端。

2、严格遵守地下室结构设计中的要求。依据JGJ3-2010《高规》，在地下室结构设计中，对于地下室顶板的厚度有着一定要求，其厚度应超过160mm，而上部嵌固部位的地下室的楼板需达到180mm，地下室防水规范要求如果作为车库顶板接触地下水需要板厚增加为250mm；为了保证地下室做为嵌固端，配筋率要求达到0.25%并且双层双向布置，混凝土强度也不应小于C30.

（二）确定地下室结构设计的抗震等级

针对高层建筑的大底盘，且地下室上有许多塔楼，同时每一个塔楼之间都是相互独立的，当高层地下室作为上部塔楼的嵌固端时，地下室的抗震等级应与上部结构相同，地下室一层以下的抗震等级可逐层降低，但不应小于四级。

二、高层民用建筑的地下室结构设计的施工条件的影响

业主关注着高层民用建筑地下室的经济效益，而高层民用建筑的地下室结构设计的施工条件对于整个工程的工期和质量有着重要影响。从而要求设计技术人员进行高层民用建筑地下室结构设计时，要多加考虑施工条件的影响。通常情况下，应从以下几个角度考虑。

首先，合理节省施工工期提高经济效益。由于施工工期在整个高层民用建筑过程中占有重要地位，而工期的长短将直接影响着业主及施工单位的经济效益。对于施工单位来说，缩短施工工期可以节省人员工资、固定资产折旧等建筑安装工程费用。一方面，对于业主方来说，缩短工程施工工期，有利于提前还清贷款，降低工程项目的投资成本。另一方面，受传统设计材料限制，地下室这种以大体积混凝土为主的结构施工周期过长，施工时遇到问题也较多，而目前越来越多的工程采用了新技术新材料，加快了施工周期，虽然增加了投资成本，但是节省了人工费用，模板费用等。

其次，结合高层民用建筑的地下室结构设计的施工条件，优化设计结构。高层民用建筑的地下室结构设计的初步设计阶段，主要确定结构形式、主要构件尺寸及主要结构材料等。由于高层民用建筑的地下室结构初步设计阶段对整个工程的结构造价影响约占70%。因此设计人员就要选择符合当地施工资源的结构材料，采用符合当地工业、经济情况的施工技术，这样才能控制好工程的可行性和经济性。

三、高层建筑地下室结构设计的常见问题和措施

通常情况下，高层民用建筑地下室结构设计的常见问题主要体现在防水底板的设计，顶板的设计，外墙的设计、荷载的设计和抗浮和抗渗的设计等多个方面，而高层民用建筑地下室结构设计要求又是整个高层民用建筑中的关键部分，因此，在对高层民用建筑地下室结构进行设计的过程中，要严格按照建筑设计行业的相关规范制度，严格要求，全面统筹考量，确保高层民用建筑地下室结构的设计质量，具体分析如下：

（一）顶板的设计

根据建筑结构设计的相关标准，对于地下室顶板作为上部结构的嵌固端时， 地下室的顶板上不易开洞， 而对于顶板的厚度要求，要大于180mm，同时在配筋方面的要求也有严格控制，需采用双层双向配筋的方式，按照合理的配筋率进行设计【3】。

（二）外墙的设计

由于高层民用建筑的地下室结构的外墙设计有严格要求，这要求外墙不仅防水，防渗漏，还要起到挡土墙作用，这就要求外墙设计中不仅要考虑挡土作用，还要从裂缝来考虑抗渗防水，这样才能正确的对裂缝宽度进行合理计算。

（三）荷载的设计

对于荷载的设计要求，根据建筑需要，特别是消防车通道的荷载考虑及折减，这需要结构人员精确考虑地下室顶板荷载，特别在高层地下室车库项目中尤为突出，这关乎地下室整体结构安全及经济效应。

（四）抗浮和抗渗的设计

由于地下水位的变幅和地面种植浇灌水的影响，在进行地下室设计的过程中要全面考虑抗浮和抗渗因素，一旦抗浮和抗渗设计没有得到良好的进行，将会直接影响到高层民用建筑的质量。

1、抗浮设计

抗浮设计主要分为局部抗浮和整体抗浮两种，结合若干抗浮桩与抗浮锚杆的实际工程经验发现，目前地下室抗浮设计主要面临着地下水浮力计算理论不成熟、地勘报告不精准等问题。

2、抗渗设计

在进行地下室的设计过程中，还应考虑地下水位变幅和施工技术等方面的因素所造成的抗渗问题，建筑结构抗渗问题直接威胁高层民用建筑的使用寿命。因此，在设计过程中，要对影响抗渗的因素做一个全面考量 。设计时可采用外加膨胀剂、设置伸缩后浇带、加入合成纤维等方法予以控制。

四、结语

综上所述，高层民用建筑的地下室结构设计是一项工作量巨大的且难度较大的工程，为了更好的满足人们对于高层民用建筑的地下室的需求，这就要求在设计过程中，要严格遵守建筑设计行业的相关规范制度，以加强高层民用建筑的地下室结构质量为首要任务，同时全面统筹和考量设计过程中影响地下室结构的因素，有效解决设计过程中遇到的问题，从而确保高层民用建筑的质量。

参考文献：

[1]严恒林.高层建筑地下室防水施工技术[J].中国新技术新产品，2009，21：168.

篇(3)

【关键词】高层钢结构 工业厂房 厂房设计 钢结构设计 高层结构设计 框架

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：

一．引言。

高层钢结构，一般是指层数为6层以上或者是高度为30米以上的，主要采用型钢、钢板连接或者是采用焊接成为构件，在经过焊接连接而成的结构体系。高层钢结构通常分为钢框架结构和钢框架—混凝土核心筒结构形式。钢结构框架是采用钢材制作为主的建筑结构，也是最主要的建筑结构类型之一，由于钢结构刚度大、强度高、自重轻等优点，被广泛应用于超重型、超高、大跨度的建筑物结构设计中。钢框架-混凝土核心筒结构一般用于现代高层或是超高层钢结构建筑中，其实质是钢—混凝土混合结构，应用较为广泛。

二．工业厂房高层钢结构方案选择。

 1.工程概况。

国内某铜冶炼厂需要从国外引进3台奥斯麦特炉，其中有沉降炉、熔炼炉、吹炼炉各有一台，需要将设备集中放置于熔炼炉的主厂房内。熔炼炉主厂房车间平面为矩形厂房，长度为36米，宽度为25米，主跨度为21米，副跨度为4米，其檐口标高为47.2米，总建筑面积为5000平方米。主跨内设置有50T和10T重量级的桥式起重机各一台，其轨顶标高为41.77米，在屋面梁下悬挂有供炉子提升氧枪所用的2台10T电动葫芦，该厂房楼面的大部分活载为30kN/㎡。

工程工艺较为新颖，要求较为严格，施工流程较为复杂，同时室内具有高温热源，受到二氧化硫等气体的腐蚀影响，楼层间的高低差距较大，工程位于7度地震区，厂房业主要求工期较为紧迫。

2.方案选择。

由于该工程的特殊性，同时考虑工艺流程配置的特殊要求，综合考虑其他因素，确定采用钢框架结构较为适宜。考虑到厂房形式为自下而上的敞开大空间，没有完整的楼层，其结构空间刚度较弱，在厂房四周设置垂直的支撑，设计时室内柱间无障碍物，便于设备管线的布置。采用钢框架结构的结构体系，具有较为稳定的抗侧刚度，其稳定性取决于柱和梁的连接接点刚度及其延性。

3.结构类型选择参考。

钢结构工业厂房设计中，通常采用的建筑结构形式有三种:

(1)第一种为框架和支撑体系，设计时将横向设计为刚接框架，钢架梁和柱子也为刚接；纵向设计成为柱-支撑体系，框架梁和柱子为铰接，各柱间的支撑抵抗水平的荷载。此种结构比较适合横向较短，纵向较长的工业厂房，结构较为经济，比较节省钢材，其缺点为各柱间的支撑可能会影响到上部钢结构的使用。

（2）纯框架结构体系。此种结构为将纵向和横向两个方向上都设计为刚接框架，不在各柱间设置支撑。纯框架结构体系的使用空间不容易受到影响，在设计时不适合采用工字型截面柱，一般适宜采用口形或圆形等两个方向上惯性矩差别不大的截面形式，采用此结构需要较多的钢材用量，施工制作相对较为困难。

（3）钢架+支撑混合体系。钢架和支撑混合体系综合了框架和支撑体系、纯框架结构体系两种结构体系的优点，结构设计时将纵向设计为钢架和支撑混合的结构形式，在厂房的外侧设置柱间支撑，依靠二者的共同作用来抵抗水平力。钢架和支撑混合体系将少了柱子的纵向弯矩，柱间的支撑抵抗水平力效果较好，设计可以采用工字型的截面柱，此种结构需要较大的楼层刚度，适合采用钢筋混凝土楼面来保证整体的空间刚度，其截面宽度较大。

结合工程要求和钢结构各结构体系的优缺点，本方案选择钢架和支撑混合体系。

三.高层钢结构工业厂房设计。

1.高层钢结构工业厂房刚度保证。

工业厂房中的钢结构体系具有较好的延性，非常利于建筑的抗震设计。钢结构体系要满足建筑结构使用要求，就必须保证结构中的钢材具有足够的刚度。因此，在高层钢结构工业厂房的设计中，要从结构计算和结构构造两个方面来保证建筑厂房的刚度要求。

（1）结构计算。

本工程内厂房没有较为完整的楼层，其建筑空间工作性能较差，在进行厂房设计时，要根据平面框架体系来进行计算，其结构的侧向变形要严格控制。

在厂房外部风荷载作用下，其顶点的侧移要低于建筑物高度的1/500，各层间的位移要低于建筑楼层的1/400;考虑吊车的水平横向上的刹车力作用，要将厂房柱在吊车梁的顶面处横向变为控制在小于Ht/2000。考虑厂房位于7度地震区内，在地震的水平力作用影响下，建筑结构在弹性阶段的层间位移不能高于结构层高的1/250。根据设备提供方的所标明的设备安装工艺要求，在标高21.2米处，受到风荷载作用影响时，最大的水平位移要控制在35mm以内。

（2）结构构造。

高层钢结构厂房设计的结构构造是要通过加强构造措施，来保证结构关键和薄弱部位，来提升结构设计。结合本工程的实际情况，要从多方面来考虑。

结构设计中，在不影响生产操作的大前提条件下，在厂房的四周上要设置水平和垂直的支撑，来加强支撑体系。在本方案中，厂房高度为47米，楼层层数为9层，各层高平均为5.2米，层高是普通民用建筑的2倍之多，楼层中最矮的层高为3米，楼层最高的层高为7米。在整个楼层建筑中，基本上没有一个是较为完整的楼层，部分楼层还是钢格板，其建筑空间的工作性能较差。为了保证结构安装时的稳定性和加强厂房的刚度，在厂房的部分要增设柱间支撑，在每隔一层楼板的位置，沿着厂房的外侧来设置宽度大于3米的水平支撑。

厂房设计时，要考虑框架梁的侧向支撑。考虑抗震设计要求，在框架的各节点中，距离柱轴线的1/10梁跨处，为防止框架梁在弹塑性的状态下的侧向屈曲，有可能出现塑性铰的位置上要设置侧向的支撑构件。结合本方案情况，在设计时需要考虑一下两种情况：第一，当梁上翼缘和楼板相连在一起时，可只设置下翼缘受压区的侧向支撑；第二，独立框架梁在上下翼缘都设置有支撑时，其基本方式是要在互相垂直的两根梁的中间部位设置偶撑。

结构设计中，要在框架的纵横两个方向上都要采用刚性节点的方式，各柱脚位置要采用外包式的刚性柱柱脚。

2.钢结构厂房在设计时需要考虑的因素。

钢结构的发展是随着我国建材市场的发展而得到广泛应用，现代的工程通常都采用了钢结构的厂房，其由于抗震性能好、自重较轻、施工速度较快等诸多优点，被广泛应用到建筑工程中。本工程案例就是钢结构应用的典型。作为建筑结构类型之一的钢结构，在进行高层厂房设计时，需要考虑多方面因素。

（1）钢结构工业厂房的图纸设计的重要性。

工业建筑工程的图纸是工程施工的重要依据，在高层钢结构工业厂房的设计期间，要组织专业的技术人员对设计图纸进行严格审核，要检查施工图纸中是否存在“漏、错、缺”等问题，要力争将问题在施工之前进行解决，要尽量减少因施工图纸对工程施工进度和施工质量产生影响。高层钢结构工业厂房在工程设计中要针对制作阶段和工程安装阶段分别编制对应的施工组织设计，在结构中的制作工艺要包括制作阶段工序、分项的技术要求和质量标准，要为提高建筑结构的产品质量制定各类具体措施。

（2）高层钢结构工业厂房的支撑系统设计原则。

高层钢结构工业厂房具有特殊的结构形式，为了保证厂房空间工作性能，要提高建筑结构的整体刚度，要能承受和传递纵向方面的水平力，最大程度的防治杆件产生过大变形，要避免压杆出现失稳，以此来保证结构的整体稳定。设计中要根据厂房的结构形式，设置车间吊车、振动设备、厂房跨度以及厂房的高度、温度区段的长度等等基本情况来设置稳定可靠的支撑系统。在厂房结构中，对每一温度区段要设置较为稳定的柱间支撑系统，要同屋盖的横向水平支撑保持相互协调的布置。作为决定厂房在纵向结构变形方向上的重要因素，要控制下柱的支撑位置，并减少下柱支撑位置对温度应力的影响，要考虑吊车梁等纵向构件会由于温度的变化而在自由区段向两端伸缩。在温度区段的长度较小时，通常情况下要在温度区段的中间位置设置一道下端柱支撑，当温度区段的程度超过150米时，要在温度区段内设置两道下段柱支撑，以此来保证和提升厂房的纵向刚度，下段柱的布置位置要尽可能布置在温度区段中间的1/3位置范围内，同时，为了考虑避免出现过大的温度应力，在两道支撑的中心距离要控制在72米以内。

（3）高层钢结构工业厂房抗震设计要点。

在进行高层钢结构工业厂房设计时，要考虑厂房的抗震性能。在厂房的总体布置要求上，要将厂房结构刚度和质量进行均匀分布，保证厂房的均匀受力，通过协调变形，来尽量避免厂房因结构的刚度不均匀造成厂房抗震影响。钢结构厂房的横向结构采用钢架或屋架和柱的框架连接，要保证钢结构的受力性能，避免减少横向结构的变形。通常情况下，钢结构的厂房破坏主要是由于杆件的强度不足高层杆件失稳而造成的，所以要通过合理布置支撑系统，来提升厂房结构的整体稳定性能。同时，要考虑在地震的作用下，存在低周疲劳作用影响，在设计时 要考虑其对高层钢结构工业厂房的影响。钢结构的连接点设计时，要保证节点的破坏不能先于结构构件的截面屈服，要在结构构件能够进入塑性工作时，能够充分吸收地震的能量，能充分发挥结构的抗震能力。

（4）高层钢结构工业厂房的耐热能力设计。

钢结构的工业厂房本身具有较差的防火能力，在钢材受热温度超过100℃以上时，随着温度升高，钢材的抗拉强度逐渐降低，同时其塑性增大；在受热温度超过250℃时，钢材的抗拉强度增大，但是塑性却降低，容易出现蓝脆现象；在钢结构的表面温度基本上出于150℃时，要必须做好隔热和防火设计，一般都通过涂刷耐热涂料来处理，同时也可以在钢结构构件外包耐火砖、硬质防火板材、混凝土等来进行隔离处理。

（5）高层钢结构工业厂房的防锈蚀设计。

由于工业钢结构厂房外部无其他保护措施，都是直接暴露在空气中，因而容易受到空气中的侵蚀介质和在刚结构构件受到外部潮湿环境，产生结构锈蚀或构件损坏等问题。钢结构的锈蚀造成构件截面厚度变薄，同时会在构件饿表层形成局部的锈坑，当修饰时间较长时，锈坑的长期锈蚀，会形成空洞，在结构构件受力较为集中时，会造成结构的过早破坏。因此，在进行高层钢结构工业厂房设计时，钢结构构件的防锈蚀要引起足够的重视。在进行设计时，要考虑厂房的侵蚀介质情况和环境条件，设计中要在厂房布置、结构内部、工艺布置、结构选型、材料选择上来设置相对应的对策和相关措施，以此来保证钢结构厂房的安全。通常情况下，钢结构的防锈蚀一般多采用涂刷防锈漆到构件表面，来提升构件防锈蚀的能力，涂刷的层数和涂刷厚度根据涂层性质和构件使用环境来进行确定。室内钢结构在自然大气介质作用下，钢构件的涂层厚度约为100μm左右，通常涂刷形式为底漆两遍、面漆两遍的形式。对露天的钢结构长期暴露在工业大气的侵蚀下，要求的涂刷总厚度为150μm至200μm以上。在钢柱的柱脚部位，地面以下部分涂刷强度和等级要超过C20混凝土的包裹，涂刷的保护层厚度要超过50mm。高层钢结构工业厂房中，有侵蚀介质的厂房中的受力构件，设计时的型钢厚度不得少于8mm，其受力焊接的厚度不能低于8mm。

（6）刚性节点设计控制因素。

高层钢结构工业厂房在进行刚性节点设计时，其节点的构造要尽量保持和设计的假定相符，在受力后的节点产生转动时，要同节点连接各杆件的夹角要保持不变，虽然这是一种较为理想的假定，但由于节点部位并不是绝对的刚度，会存在一定的剪切变形，为了能够减少刚性节点的剪切变形作用，在进行厂房设计时，要采取构造措施，来增加劲板来加强节点区的刚度。各节点的杆件之间要能保证具有相互传递剪力和弯矩的能力，要尽可能采用直接传力的方式来进行传递。同时，要尽可能设计较为简单的构造，达到节省材料的目的。虽然，节省材料、构造简单和传力安全可靠有所矛盾，但是要根据负荷大小和节点的重要性，来综合考虑。根据节点的具体情况来选择合理的节点形式。为了提高节点的运输能力和安全能力，要在安装时便于固定和调整，在进行设计时，要在节点部分杆件主材连接外，要适当增加连接件，同时要注意，连接件越多时，在制作过程中需要切割下料和拼接焊接时的工作量会有所增加，这点在进行设计时要引起注意。

四．结束语

高层钢结构工业厂房是常见的厂房结构形式，其具有空间工作性能好，其具有的高空间能力、较高抗震水平，被广泛应用于现代工业建设中。在进行设计时，要综合考虑多方面因素，来提升钢结构的整体性能，保障建筑结构安全。

参考文献：

[1] 杨萍 高层钢结构工业厂房设计 [期刊论文] 《沈阳大学学报》 -2004年4期

[2] 魏利金 高层钢结构在工业厂房中的应用 [期刊论文] 《钢结构》 -2000年3期

[3] 何乃文 陈四川 高层钢结构工业厂房制造安装施工技术 [会议论文] 2004 - 第18届全国高层建筑结构学术交流会

[4] 江利 浅议多高层钢结构厂房的结构设计 [期刊论文] 《中华民居》 -2012年19期

[5] 赵正旭 辽镁海城高纯镁砂工程高层钢结构厂房建筑设计 [会议论文] 1987 - 中国金属学会冶金建筑及建筑物理专业学术会议

篇(4)

论文关键词：建筑工程　结构设计质量管理

论文摘要：本文通过对建筑结构设计前期质量管理、设计过程质量管理、设计后期质量管理的阐述，分析了建筑结构设计全面质量管理的过程，简洁透明、便于掌握。有效地执行建筑结构设计全面质量管理是设计单位在同行业竞争中的关键因素。

在建筑工程领域中，建筑结构设计是极其重要的一个环节，它不同于其它专业设计，它的设计质量直接影响着工程周期、成本节约，可以说是一个工程中重要的生命线。对业主而言，在同行业中是视时间和成本为金钱的，有效地缩短工程周期和节约成本就意味着在市场中能取得先机，立于不败之地，获取更大的效益，业主对设计单位的要求就是如此。可以说能做到业主满意、以业主为服务中心就会增强设计单位的同行业竞争力。针对建筑结构设计全面质量管理，设计单位可采取如下过程管理方法，其中设计单位结构总工程师是建筑结构设计全面质量管理的总负责人，组织实施全面质量管理。

一、建筑结构设计管理的理念

质量是产品的生命，没有好的质量，产品就没有市场，只有高质量的产品，在市场上才有竞争力，建筑设计也是同样如此。只有在建筑设计质量的优化管理上做文章，才能产出高质量的建筑设计成品。建筑设计，在某种意义上讲可等同于建筑产品，它是艺术创作与科学技术的结合体。它不能用工业化、工厂化、程序化的过程进行生产，对于不同使用功能、性质的建筑从内容到外表形态是不同的。

建筑设计质量的优劣，确切地说是一个目标范围的界定，建筑规范、规程和标准是建筑设计合格的下限。建筑设计精品是在设计运行过程中优化取舍，完善完美。因此，设计质量的优化管理是十分值得重视的。

建筑设计质量的优化管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，由方案到施工图，这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

二、设计前期质量管理

1.根据业主要求设计单位组建设计项目组，安排结构设计各阶段的设计人员、校对人员、专业负责人、审核人员并安排相应的完成时间，形成设计进度计划表。

2.在签定设计合同时由设计人员了解业主对该项目的明确要求和隐含要求，向业主指定的业主代表收集设计资料，包括委托书、立项文件、地质勘察报告、环评报告、规划总平等等，同时对提供的资料要由业主代表签字确认。

3.针对建筑工程的不同类型，由专业负责人对设计和校对人员进行事先指导，形成事先指导表。同时专业负责人应起草本设计项目结构设计统一措施，经结构总工程师批准后，结构人员保证人手一份使用。设计项目结构设计统一措施可按以下选择a．工程地质勘察要求，b.结构设计制图标准，c.工业厂房结构设计统一措施，d.多层（砖混、框架等）民用建筑结构设计统一措施，e.高层（框架、框架剪力墙，剪力墙等）民用建筑结构设计统一措施等。

三、设计过程质量管理

1.在方案设计、初步设计、施工图设计中设计人员应严格执行结构设计统一措施，如有异议应及时向专业负责人提出，由专业负责人和总工程师确定最终标准，而不能一意孤行，违反全面质量管理，影响设计进度。

2.建筑各专业在各阶段设计过程中应互提设计基础资料，形成配合资料互提单表，以此表来约束各专业人员的设计责任行为。结构设计人员应做到主动与建筑各专业沟通，做到设计严谨、不遗漏。

3.在初步设计结束后施工图设计过程中可根据工作情况，由各级负责人进行设计中间工作检查，形成中间检查表。各级负责人应做到主动及时发现问题及时解决问题，以免设计校对、审核时改动过大，影响设计进度。

4.设计人员应严格执行设计进度，如遇特殊情况不能在安排时间内完成，应及时把情况向专业负责人说明，由专业负责人另行安排设计人员协助工作，保证工作按时完成。在各阶段设计结束后进行设计校对、审核，并形成校对记录表、审核记录表。对校对过程中出现的问题，设计人员可以有自己的思路原则，说明理由经总工程师审核确认后，可以不修改，否则都应进行修改，而不能弄虚作假不修改。

5.最后设计图纸要进行图纸会签、加盖印章、晒图、打印、包装、交付、备份设计电子文件等工作，属于设计人员完成的要及时履行责任完成，不要影响下一步全面质量管理工作的进行。设计人员应按照本设计单位结构专业计算书的要求完成本专业计算书。

四、设计后期质量管理

1.根据建筑设计审图中心提出的意见及时进行修改，设计人员如遇不理解之处，要主动早与审图人员沟通修改，并按审图中心的要求提供修改后的设计文件，争取早日通过，交付业主使用。

2.按照业主的要求进行技术交底，形成工程设计会审记录表，做好业主与施工单位的沟通桥梁作用。

3.对施工过程中提出的问题如果涉及设计变更，要及时做好设计变更，按照本设计单位的相关要求处理后形成设计变更通知书表交付施工单位使用。施工过程中出现的一般问题要及时处理，不拖沓，形成现场服务记录表。

4.在施工过程各部位验收中，设计人员要虚心向业主和施工单位收集设计质量信息反馈，并且从中要吸取教训，形成质量信息反馈单表。

5.主体工程验收后，设计人员要对整个设计过程文本、底图、表格等资料存档保管并做好设计文件记录。

按照以上对建筑结构设计全面质量管理的阐述，可以形成以下组织结构表进行归纳：

从上面组织结构表可以看出，用一些规范的表格和文本是进行建筑结构设计全面质量管理的关键，这种过程可以是一目了然的，在执行时会很有条理，容易让人接受并执行。同时我们看到建筑结构设计全面质量管理很好地把握了全面质量管理八项原则，即以顾客为中心、领导作用、全员参与、过程方法、管理的系统方法、持续改进、基于事实的决策方法、互利的供方关系。

总之，建筑设计的质量管理，就在于强化、强调了设计的“全过程管理”，这是动态管理。它也打破了过去静止的简单化的“结果管理”淘汰制。从而避免浪费时间和造成直接经济损失。建筑设计运行过程要自始至终，由部分到整体、由管理点到强化点，由方案到施工图，这些工作都要进行细化、优化和筛选。它是积极主动、极具挑战性的动态管理。

参考文献

[1]蔡建平.建筑结构质量缺陷与质量事故界定.福建工程学院学报.2005（3）

篇(5)

摘要:建筑结构的造价在建筑工程中占有较大的比例，结构设计优化技术的应用可以产生可观的经济效益。建筑设计部门和设计人员应严格遵守“经济、适用、合理”的设计原则，精心设计，应用现代化科技手段，选择合理的建筑结构设计方案，实现降低建筑工程造价并取得最大经济效益的目的。

1建筑结构设计优化方法的应用及实践价值

1.1 结构设计优化方法的应用结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容，并应在满足设计规范和使用要求的前提下，结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。

1.2 结构设计优化方法的实践价值笔者认为，在满足建筑结构长远效益的前提下，应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比，采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%～30%。优化技术的实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。同时，它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策，优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。

2民用建筑结构设计与经济性的关系

2.1 结构设计与用地的关系多层或高层住宅建筑中，总建筑面积是各层建筑面积的总和，层数越多，单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加，房屋的总高度也增加，房屋之间的间距也必须增大。因此，用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。

2.2 结构设计与造价的关系建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响，但影响程度对各分部结构却是不同的。屋盖部分，不管层数多少，都共用一个屋盖，并不因层数增加而使屋盖的投资增加。因此，屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。基础部分，各层共用基础，随着层数增加，基础结构的荷载加大，必须加大基础的承载力，虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低，但不如屋盖那样显著。承重结构，如墙、柱、梁等，随层数增加而要增强承载能力和抗震能力，这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。

2.3 高层住宅结构设计与经济性的关系住宅的层高直接影响住宅的造价，因为层高增加，墙体面积和柱体积增加，并增加结构的自重，会增加基础和柱的承载力，并使水卫和电气的管线加长。降低层高，可节省材料、节约能源，有利于抗震，节省造价。同时，除降低层高可以减少住宅建筑总高度，缩小建筑之间的日照距离，所以降低层高能也取得节约用地的效果。

在相同建筑面积时，住宅建筑平面形状不同，住宅的外墙周长系数也不相同。显然平面形状越接近方形或圆形，外墙周长系数越小，外墙砌体、基础、内外表面装修等也随之减少，并且受力性能好，造价会降低。考虑到住宅的使用功能和方便性，通常单体住宅建筑的平面形状多为矩形。

3结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用

3.1 直觉优化(概念设计优化)技术与建筑结构设计对于同一建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计;确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法;分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的:建筑物细部的处理更是不尽相同，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

3.2 概念设计处理的实际建筑设计问题概念设计所要处理的问题多种多样。但可以肯定的是希望通过概念设计，建筑结构能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏，或将破坏程度降至最低。因此，分析如何应付建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中，地震作用最为难以琢磨，破坏性也最大。故而，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段;延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏;多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。

4结语

建筑是凝固的艺术，建筑师总是希望通过建筑物表达自己的设计意图，力求艺术性和实用性的完美结合。结构师在保证安全性的前提下，当然应该敢于挑战新的结构形式，使建筑师的意图得以实现。在建筑结构设计的过程中，在基本满足建筑师设计意图的基础上，平面布置应尽量规则，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异;使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上下贯通;能不使用转换层的就应避免使用，以减小结构分析和设计上的困难，另外也不经济，还容易造成应力集中;竖向刚度最好不要突变，而要渐变，否则突变处在水平荷载作用下会出现严重的应力集中现象，这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。

参考文献:

[1]张炳华.土建结构优化设计[M].上海:同济大学出版社，2008:34-36.

[2]汪树玉.结构优化设计的现状与进展[J].基建优化，2007:12-13.

[3]王光远.工程结构与系统抗震优化设计的实用方法[M].北京:中国建筑工业出版社，2007:35-37.

篇(6)

关键词：建筑工程，结构裂缝，防治

 

一、工程概况

该工程为地上30层，地下3层，建筑总高度为120m。其建筑平面呈D：38m 的圆形，外围是16 根框架柱，内筒采用双筒型式，里侧为边长9.78m×11.83m的方筒，外侧为D：17m的圆筒。最初设计采用双筒一直到顶的结构体系，而且已按此设计完成地下室及地面4 层的主体结构施工，后来新业主要求扩大20 层以上客房的使用面积，把20层以上的圆筒取消，只保留方筒。这一结构体系的大调整，使传力路径发生了重大改变，于是有关设计人员进行了深入研究和处理。随后第5层以上按新图纸施工，并在19 层楼面按要求取消了圆筒。

二、裂缝的原因分析

对裂缝的界定一般以可见缝宽>0.05mm 的称为“宏观裂缝”，反之则称为“微观裂缝”。工程中构件产生裂缝的主要原因可以分为两大类，一类是由动、静荷载和其他外荷载引起的裂缝；另一类是由温度、收缩、不均匀沉降的变形荷载引起的裂缝。本工程剪力墙裂缝可认为是由于混凝土收缩及其温差所引起，而且前者是主要的因素。混凝土收缩是指混凝土在不受力的情况下因变形而产生的体积减小，主要包括：①硬化收缩，即混凝土在水化结硬过程中，由于水泥颗粒不断水化，毛细管及各孔隙游离水逐渐与水泥矿物质水化，转化为凝胶及结晶成水泥石，体积略有收缩，亦称“自生收缩”；②失水收缩，即混凝土内水分不断蒸发，引起体积显著收缩，其收缩量占总体积收缩量的80%~90%，亦称“干缩”；③碳化收缩，即大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。混凝土自生收缩发生在初凝至终凝期间，干缩发生在终凝后，初凝前的收缩因混凝土尚具塑性而不影响裂缝的产生。

三、混凝土收缩裂缝的主要起因

80年代以前，民用建筑中出现混凝土早期收缩裂缝的机率是相当小的，90 年代后随着我国泵送流态混凝土施工工艺的逐步推广，工程中出现早期收缩裂缝的比例逐渐增大，说明与泵送及商品混凝土的广泛使用有一定的对应关系。泵送流态混凝土由于流动性及和易性的要求，以及坍落度、水灰比增大，水泥标号提高，水泥用量增加，骨料粒径减小，外加剂用量增多等诸多因素的变化，导致混凝土的收缩及水化热作用比以往低流动性混凝土大幅增强，前者的收缩变形量约为(6.0~8.0)×10- 4，而后者仅为(2.~3.5)×10- 4。美国ACll305委员会在1991 年发表的《炎热气候下的混凝土施工》中指出，混凝土入模温度高，环境相对湿度低和阳光照射引起混凝土表面水分蒸发快是产生混凝土早期干缩裂缝的原因。

（1）水泥。水泥水化热被一致认为是引起混凝土裂缝的主要原因，主要通过控制水泥用量来实现对其的控制。常规概念认为水泥用量越大，混凝土强度越高，尤其是随着高强混凝土的大批量使用，混凝土配中的水泥用量逐渐增大，混凝土收缩裂缝也就相应增多，这已成为目前建筑界的突出问题。论文格式，建筑工程。。而实际上现代高强混凝土的研究表明，由于混合材料的出现，混凝土强度与水泥用量之间并非一定成比例关系，在低水泥用量的情况下同样可以配制出高强混凝土。

（2）混合材料。目前为了提高混凝土的施工可操作性，使混凝土硬化后获得高性能最常用和最有效的方法是采用“双掺”技术，即同时掺人高效减水剂及活性掺合料。减剂能有效降低混凝土水灰比，改善混凝土拌合物的工作性能，提高混凝土强度，节省水泥用量。混凝土中的添加物当所占比例<5%时称为掺量，超过的则称为混合材料。

（3）水灰比。若水灰比过大，则混凝土结构内部的水孔及毛细孔增多，骨料与水泥石界面的泌水也增多，造成结构疏松，混凝土拌和物的总用水量对干缩的影响较显著。

四、本工程裂缝现象解释

从以上分析可知，本工程筒体剪力墙裂缝是由于混凝土收缩引起的，不是结构性裂缝，对所出现的各种现象可以解释如下：

（1）当圆筒与方筒同时存在时，裂缝出现在圆筒外侧是因为方筒受圆筒所包裹，且环境相对较阴暗潮湿，空气对流也不明显，处在这样好的墙体养护环境下，水分不易蒸发，因而混凝土收缩不明显；同样，圆筒墙体内侧也较少发现裂缝。

（2）随着楼层的增高，墙体裂缝呈增多的趋势，这是因为高空风速加大，日晒时间延长，温差大，在相同时间里混凝土失水更多，导致收缩裂缝发展迅速，但最终收缩量相差不大，因此呈现裂缝条数多则细、少则宽的规律。

（3）裂缝呈“枣核形”( 即梭形) ，不穿过楼层，是由于楼面的“模箍作用”所致。其机理是由于被约束体(墙体)的变形受到约束体(楼板及墙暗梁)的约束，随着逐渐远离楼面及暗梁，该约束力逐渐减弱并形成收缩裂缝。在裂缝形成过程中，裂缝处必然会产生变形，而这种变形往上下伸展在接近楼板处因受到约束而其延伸受到限制，直至逐渐消失，因此可以认为约束作用既引起剪力墙开裂，又限制了裂缝的发展。

五、对剪力墙裂缝的处理措施

5.1“放”的措施

“放”就是尽量减少对混凝土收缩变形的约束，如同治水中的“放水疏导”法。本工程设计上可采取开“小结构洞”的方法，把方筒东西面长墙分成2 个墙肢，洞口用砖墙封实，不影响使用功能。由于在水平力作用下剪力墙结构变形曲线呈弯曲型，到建筑上部剪力墙位移较大，其剪切刚度的局部削弱对结构综合刚度影响不大，因此在设计上是可行的。由于开洞后混凝土的收缩应力得到释放，可以从源头上控制裂缝的发展。

5.2“防”的措施

“防”就是采取措施减少混凝土的收缩。从前述对混凝土材料的分析可知，把混凝土配比中的水泥从365kg/m3 减小至300kg/m3，粉煤灰用量从80kg/m3 增加至120kg/m3 甚至更多，水灰比0.8适当调低，都仍留有很大的余地。

5.3“抗”的措施

“抗”就是采取措施提高混凝土抵抗收缩变形的能力，一般可以用提高配筋率或减小钢筋间距的办法。本工程剪力墙配筋率合适，所以可在配筋率不变的情况下用等面积代换法，调整钢筋间距，减小钢筋直径，让水平构造筋“细而密”，钢筋间距由200mm 缩小至100mm 甚至80mm，把混凝土一部分的拉力转移到钢筋上来，使混凝土的收缩趋于均匀，只在构件中产生微裂缝，释放应力以避免或减少宏观裂缝。

六、裂缝的评价及处理

混凝土裂缝虽然是不可避免的，但其有害程度却是可以控制的，有关标准可根据使用条件而定。从结构的耐久性要求、承载力要求及正常使用要求等方面考虑，按照我国混凝土结构设计规范的规定，室内正常环境钢筋混凝土结构最大裂缝宽度允许值为0.3mm，基本上是本工程裂缝宽度的上限值。论文格式，建筑工程。。论文格式，建筑工程。。裂缝深度H 与结构厚度h 的关系为：h≤0.1H 为表面裂缝，本工程裂缝均属此范围；0.1H<h<0.5H 为浅层裂缝；0.5H≤h<1.0H 为纵深裂缝；h=H 为贯穿裂缝。论文格式，建筑工程。。论文格式，建筑工程。。根据对该工程在7 月后贴石膏的情况观察，没有发现裂缝有发展的趋势。论文格式，建筑工程。。1- 4 层剪力墙原来是应该有裂缝的，但在抹灰批荡一段较长时间内均没有发现裂缝，说明裂缝已趋稳定而不需进行修补。

篇(7)

论文摘要：文章阐述了建筑节能的范畴，提出了“太阳能建筑”这一概念，并简要概括了大阳能建筑的结构类型及其应用模式。同时，太阳能建筑作为一项生态环保的绿色技术，符合我国可持续发展的能源方向，值得大力推广 

前言 

  随着能源结构的逐步调整，世界各国都把能源问题放到了关系国际民生的战略位置。我国从可持续发展、人与自然相和谐的战略高度，提出了新能源建筑的理念，提出要积极开发和推广利用可再生能源，如风能、太阳能、地热能等。据专家估计，到21世纪中叶，可再生能源将占世界电力市场的3/5,燃料市场的2/5。而太阳能，在21世纪即将进人一个快速发展的阶段，“太阳能经济”将成为未来全球能源结构的主流方向之一。 

1建筑节能的范畴 

  建筑节能，是指民用建筑在规划、设计、建造和使用过程中，通过采用新型的节能电力电气设备和新型墙体材料，执行建筑节能标准，加强建筑物用能设备的运行管理，合理设计建筑围护结构的热工性能，提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道等电力电气设备系统的运行效率，以及利用可再生能源，在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下，降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源的活动。 

  建筑节能体系(图1)可以从两个大方面来考虑:建筑本体节能和建筑设备节能。建筑本体节能主要体现在建筑规划、设计、施工过程中，判断节能与否主要看建筑是否采用新型节能建材、是否因地制宜利用自然能源，尤其是可再生能源，以及节能材料和可再生能源的使用率等等。建筑的设备节能则贯穿建筑的使用过程，涉及管理、优化和改造等细节方面，从空调、给排水、卫生、照明、电气等末端设备入手，挖掘节能潜力，创造节能效果。 

  太阳能是典型的可再生能源，太阳能与建筑的结合体现在建筑的本体节能方面，但同时太阳能设备作为建筑设备的一种，在管理节能方面也具一定潜力。 

2太阳能建筑的概念 

  太阳能建筑(solar building)，即用太阳能(solar ener-gy)代替部分常规能源，为建筑物和居民提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能，以满足或部分满足人们 

的生活和生产的需要。所谓的太阳能建筑，其利用太阳能的最高境界是“零能耗”，即建筑物所需的全部能源供应均来自太阳能，常规能源消耗为零;从而真正做到环保清洁、绿色生态。 

  基于以上对太阳能建筑的定性分析，太阳能建筑的特点可以概括为3条:1)既舒适义健康;2)节约一次能源;3)减少对环境的破坏和污染。 

3太阳能建筑的典型建筑结构类型 

  在倡导绿色能源、可持续发展的今天，太阳能作为最经济、环保的能源之一，愈来愈受人们重视。目前太阳能建筑的典卫建筑结构类型有阳台壁挂型(图2),屋面贴合型(图3)、集中供热型(图4)、集中分户型(图5，等等。 

太阳能建筑的宗旨是在不破坏建筑立面的前提条件下，注重太阳能系统的安全性、实用性和智能性。然而，在太阳能与建筑的结合问题上，综合各方面考虑，目前仍存在诸多问题。 

  i)太阳能产品制造商，往往只强调产品的功能，而忽视了建筑的特点与要求，使太阳能产品与建筑物成为两个独立的部分;太阳能产品由于没有与建筑设计相结合，因此会破坏原有建筑的整体外观形象，进而破坏环境;而且目前的太阳能产品结构单一，建筑设计师即使在设计中考虑使用太阳能产品，也很难将太阳能产品有机地融人到设计中，使太阳能产品成为建筑设计中的“鸡肋”。 

  2)建筑设计院，仍有不少建筑设计师缺乏绿色生态的理念，根本不考虑太阳能及其他绿色能源的使用，造成太阳能产品大都在建筑施工过程中临时安装，即“事后状态”下安装，结果影响到建筑群体，甚至整个城市的建筑风貌。 

  3)政府规划机构，往往不能够将绿色环保的理念和相关政策很好结合。虽然江苏地区已出台12层以下民用建筑必须安装太阳能热水器的强制性政策，但由于其它相关配套设施、标准的不完善，尤其是太阳能施工验收标准一块，仍存在争议点。在一定程度上影响了太阳能产品的生产，导致推广效果不好、范围不广。 

  针对以上问题，解决方案如下:(i)太阳能产品的生产商应更多地了解建筑设计的需求，开发推出多款适合建筑结构利用的系列和型号;(2)建筑师在设计初期，即将太阳能系统包含的所有内容都当作建筑不可或缺的元素加以考虑，使之成为建筑组成的一部分;(3)加强太阳能产品生产商、建筑师、政府机构的交流与沟通，从设计阶段即将太阳能产品与建筑真正的融为一体，并配以后期的政府激励政策、规范的市场引导机制，太阳能产品一定可以在建筑节能中发挥更大作用。在各领域的合作之下，太阳能建筑必将达到完美与和谐的统一。太阳能系统与建筑设计一体化的设计思路，也将得以持续和发展。 

4太阳能建筑的典型应用模式 

  太阳能的应用，从技术途径看，主要分为光一热转换技术和光一电转换技术;从具体应用范围看，主要有太阳能热水供应、太阳能地板采暖、太阳能温水游泳池(图6)、太阳能空调、太阳能路灯(图7)等5大系列。到目前为止，太阳能光一热转换技术发展已较为成熟，不仅可以提供人们生活所需热水，还可解决取暖等问题;太阳能光一电转换(图8)具有较高的技术成分，发展与应用量较小，但是随着光电转化技术的进一步成熟，以及太阳能光一电板成本的进一步降低，太阳能应用必将具有更广泛的空间和发展市场。 

  江苏等地的一些示范小区率先采用太阳能热水集中供热系统(图9)，其承压运行、分户供水、智能化系统已成了住宅小区的新卖点。还有一些示范小区，利用太阳能的初期光电转换，使小区的门楼牌、指示牌、警示牌等白天吸光，夜晚发亮，既方便住户晚间出人，又节约物管费用。另外，据有关方面统计:用电热水器洗澡的费用约为0.62元/次，而利用太阳能热水器的费用则仅为0.31元/次 

5太阳能建筑的应用前景 

  1)应用空间大 

  我国具有丰富的太阳能资源，在正常发展和生态驱动发展两种模式下，预测2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别占4.7%和10%。目前我国太阳能热水器的保有量已超过6 001)万mz，而此数据的太阳能建筑仅占所有建筑1% 

  2)环保节能 

  根据美国环境总署epa的统计数据、目前世界各国建筑能耗中排放的:约占全球排放总量的30%-40%。而人们对未来:在大气中含量的预计是，如果不采取任何措施，50年后大气中:的含量将会达到现在的3.5倍。众所周知，国家推广太阳能的目的是为了环保节能，而环保节能在另外一层意义上说就是尽量减少:的排放。换个概念，使用太阳能减少:排量与绿地吸收的效果相一致。据科学计算，可以总结出如下等式:1 m=的太阳能集热器“95.39 kg标煤产生的热量之70.11 kg  =19.475 m2的草坪吸收力=0.779 m2的落叶乔木吸收力==1.5 m2的绿地吸收力。从以上数据，我们可以明显地看出建筑应用太阳能的环保节能效应。 

6结论