土木工程的結(jié)構(gòu)與建筑節(jié)能技術(shù)分析

張繁 葉森茂

【摘 要】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是一個(gè)與實(shí)際緊密結(jié)合的過(guò)程，決不能脫離實(shí)際而進(jìn)行，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要綜合考慮建筑工程所在地的地理環(huán)境、水文土質(zhì)、抗震等級(jí)等，在參考規(guī)范的基礎(chǔ)之上，通過(guò)借鑒其他成功案例的經(jīng)驗(yàn)，合理安排建筑體從地下到地上，從主體到部分的結(jié)構(gòu)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既符合外觀的視覺(jué)享受，又達(dá)到主體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本文主要對(duì)土木工程的結(jié)構(gòu)與建筑節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

【關(guān)鍵詞】土木工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)

引言

改革開(kāi)放三十多年來(lái)，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得了很大的發(fā)展，物質(zhì)水平不斷提高，特別是人們的居住環(huán)境和生活質(zhì)量得到了很大的改善。但隨著社會(huì)化進(jìn)程的不斷加快，資源的減少速度在不斷提高，自然資源因被人們無(wú)節(jié)制地使用而造成了大量的浪費(fèi)，許多資源都面臨著枯竭的危險(xiǎn)。因此，在新的發(fā)展時(shí)期，應(yīng)用節(jié)能技術(shù)就成為一個(gè)必須要面對(duì)的問(wèn)題。在建筑領(lǐng)域，要想讓建筑工程擺脫高污染、高耗能的現(xiàn)狀，就必須大力發(fā)展現(xiàn)代建筑節(jié)能技術(shù)，通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用來(lái)有效提高建筑工程的質(zhì)量，有效解決人類面對(duì)的生存發(fā)展問(wèn)題。

一、設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)合理性所遵守的原則

1、保證建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的合理性

一般而言，高層建筑的地質(zhì)條件是選擇高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案的參考依據(jù)，這就要求高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須具備相應(yīng)的地質(zhì)勘查報(bào)告。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方案通常應(yīng)確保最大化發(fā)揮地基的潛力，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)類型、施工條件、荷載分布情況、與鄰近既有建筑物的關(guān)聯(lián)性等因素進(jìn)行綜合考慮，從而提出合理并且高效的高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案。

2、保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性

高層建筑結(jié)構(gòu)方案是否合理是根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與結(jié)構(gòu)體系和要求方式是否保持一致來(lái)判定的，在滿足建筑結(jié)構(gòu)需要的同時(shí)還要能夠滿足經(jīng)濟(jì)性的需求，對(duì)于結(jié)構(gòu)體系的要求則是傳力要簡(jiǎn)單化，受力明確化。結(jié)構(gòu)單元相同的高層建筑物，其結(jié)構(gòu)體系也應(yīng)該是相同的。

二、建筑結(jié)構(gòu)合理性設(shè)計(jì)的建議

1、建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要符合國(guó)家規(guī)定

建筑安全事故頻繁，這讓大家的關(guān)注點(diǎn)都集中在了建筑的安全上，而國(guó)家也對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性提高了重視，陸續(xù)出臺(tái)一些相關(guān)法律法規(guī)，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有了強(qiáng)硬性的要求，防止一些建筑商減少針對(duì)建筑安全的投入。這些規(guī)定會(huì)隨著建筑行業(yè)的實(shí)際情況而提出針對(duì)性的改變，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅在安全上有保障還需要與時(shí)俱進(jìn)。同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該要盡職盡責(zé)，不能為了一己私利不顧人民群眾的安危，為提高建筑物的質(zhì)量，消除存在的安全隱患貢獻(xiàn)出自己的綿薄之力，要不畏強(qiáng)權(quán)，在建筑行為中發(fā)現(xiàn)不符合國(guó)家規(guī)定的行為要勇敢地提出質(zhì)疑，并且做出相應(yīng)的解決措施，基于安全性上考慮，盡可能地提升建筑結(jié)構(gòu)的安全質(zhì)量。

2、提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震性能的重視

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較系統(tǒng)化和繁瑣的工作，而且這項(xiàng)工作需要對(duì)建筑進(jìn)行綜合考慮，所以要求設(shè)計(jì)人員具有專業(yè)知識(shí)，而且還要有靈活的創(chuàng)新思維，能認(rèn)真地對(duì)待工作，并且對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有責(zé)任心。設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中不要抱著得過(guò)且過(guò)的思想，要精益求精重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，對(duì)建筑要有全面的掌控。

3、技術(shù)措施

3.1減輕高層建筑的自重

提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法是減輕高層建筑房屋自重，地震效應(yīng)是與建筑的質(zhì)量成正比。如果建筑物質(zhì)量比較大，那么相應(yīng)的地震效應(yīng)也會(huì)很大，作用于結(jié)構(gòu)上地震剪力也會(huì)變大，建筑就很容易遭受破壞，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)建筑安全性受到影響。如果建筑物質(zhì)量比較小，那么相應(yīng)的地震效應(yīng)也會(huì)很小，因此，在高層房屋建筑中，要想減少地震帶來(lái)的損失，就要減輕高層建筑自身的重量。結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用的材料要在強(qiáng)度上有保障，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和圍護(hù)墻體所用的材料要有輕質(zhì)的特性。例如玻璃是輕質(zhì)材料，所以一般被用作維護(hù)墻體，鋼的強(qiáng)度很大，所以鋼結(jié)構(gòu)作為高強(qiáng)度框架構(gòu)件。減輕房屋自重在軟弱土層有突出的發(fā)展前景，因?yàn)樗軌蚴沟鼗A(chǔ)的處理方法變得簡(jiǎn)單，方式選擇更加多樣、合理，可以創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2提高帶轉(zhuǎn)換層建筑結(jié)構(gòu)的安全性

（1）盡量避免高位轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換層位于3層以上時(shí)，層間位移角和剪力的分配及其傳力途徑發(fā)生突變，容易形成薄弱層，對(duì)抗震很不利。而對(duì)于部分的框支剪力墻高層的建筑結(jié)構(gòu)而言，它的轉(zhuǎn)換層的位置，7度區(qū)不應(yīng)大于第5層；8度區(qū)不允許超過(guò)3層。如果轉(zhuǎn)換層的位置有超過(guò)上述規(guī)定的，要進(jìn)行專門的研究并且采取相應(yīng)的有效措施，6度時(shí)其層數(shù)可以進(jìn)行適當(dāng)增加；（2）轉(zhuǎn)換層配筋的構(gòu)造要合理，梁上下部的縱向鋼筋最小配筋率。若框支梁上部墻體，開(kāi)有門洞或者梁上托柱的時(shí)候，該部位框支梁箍筋必須要加密配置，箍筋直徑和間距以及配箍率要按規(guī)范進(jìn)行采用，當(dāng)其洞口靠近框支梁端部并且梁的受剪承載力不能達(dá)到要求時(shí)，要采取框支梁加腋和增大框支墻洞口連度等措施等進(jìn)行處理。

三、建筑工程中節(jié)能施工技術(shù)的運(yùn)用

1、太陽(yáng)能的運(yùn)用

在眾多可重復(fù)利用的資源當(dāng)中，太陽(yáng)能是一種取之不完、用之不竭的資源，對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有非常重要的意義。發(fā)展好太陽(yáng)能技術(shù)，對(duì)于推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步具有重大的意義，它是一種無(wú)污染、可循環(huán)使用的資源。當(dāng)前，太陽(yáng)能已被廣泛利用到了各行各業(yè)中。在建筑工程中，使用太陽(yáng)能的主要目的就是為了提高資源的使用效率，推進(jìn)可再生資源的使用，實(shí)現(xiàn)集約型經(jīng)濟(jì)。利用太陽(yáng)能的反射設(shè)備為建筑工程提供熱量和光照，以此來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。雖然太陽(yáng)能技術(shù)的使用已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可，但在實(shí)際的使用過(guò)程中，還存在一定的問(wèn)題與不足。這些問(wèn)題都嚴(yán)重影響了建筑行業(yè)的發(fā)展，例如太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)使用的成本較高、受天氣的影響較大、各個(gè)地域受太陽(yáng)光照的不同所產(chǎn)生的作用也不同等。要想進(jìn)一步提高太陽(yáng)能技術(shù)的使用效率，還需要對(duì)其進(jìn)行更為充分的研究和試驗(yàn)，制造出更適合建筑工程使用的建筑節(jié)能產(chǎn)品。

2、風(fēng)能技術(shù)的運(yùn)用

風(fēng)能對(duì)于建筑工程而言，也是一種非常重要的資源，它也是一種天然資源，使用起來(lái)非常的環(huán)保、方便。風(fēng)能在建筑工程中的使用主要是將風(fēng)能通過(guò)一定的設(shè)備轉(zhuǎn)換成可利用的電能，使其更好地在其他電能單位上使用，這樣就可以有效地補(bǔ)充電能。風(fēng)能與太陽(yáng)能兩者各有千秋，可以形成互補(bǔ)的形態(tài)，例如在陰雨天的時(shí)候，陽(yáng)光的動(dòng)力就顯得不如風(fēng)能，這時(shí)候就可以充分利用風(fēng)能；在晴天風(fēng)力不足的時(shí)候，可以充分利用太陽(yáng)能給予補(bǔ)充。通過(guò)兩者的交替補(bǔ)充，有效降低建筑工程的使用耗能，保證其可以不間斷地運(yùn)行。

3、地?zé)崮艿倪\(yùn)用

地?zé)崮茉诮ㄖこ痰氖褂弥?，也是一種非常重要的資源，它與太陽(yáng)能、風(fēng)能一樣，都是屬于可再生能源。所謂的“地?zé)崮堋保褪峭ㄟ^(guò)吸收地殼中的熱量，將其轉(zhuǎn)換為可以利用的能量。當(dāng)前，由于技術(shù)等各種條件的限制，對(duì)地?zé)崮艿氖褂门c開(kāi)發(fā)還不夠充分，只是在一定程度上利用了建筑工程中的溫泉，充分利用地?zé)崮艿臈l件還不充分。在不久的將來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地?zé)崮艿氖褂脤?huì)越來(lái)越充分，使用的范圍也會(huì)越來(lái)越廣。各類節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，使得建筑行業(yè)的發(fā)展越來(lái)越迅速，對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)也在不斷地增加。在未來(lái)的發(fā)展中，要不斷加大對(duì)各類建筑節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究，以此來(lái)推進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，目前建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)水平還沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)建筑安全性的提升，建筑安全的標(biāo)準(zhǔn)也還沒(méi)有達(dá)到我國(guó)建筑技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范和質(zhì)量安全的要求，因此，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作出調(diào)整，全面地考慮建筑安全性的影響因素，確保在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑安全性的提升。

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