建筑中创意组合

建筑中创意组合（共6篇）

建筑中创意组合 篇1

教育的本质是培养人的社会活动, 教育的终极目标是人的个性全面发展, 因此教育一定是针对人的个性化存在[1]。笔者连续两年指导学生采用德国慧鱼创意组合模型进行个性化教育, 取得了一定的成果, 学生普遍反映良好, 下面将针对慧鱼创意组合模型在大学生个性化教育中应用进行介绍。

1 慧鱼模型介绍

1964年, 慧鱼创意组合模型 (fischertechnik) 诞生于德国, 是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型。慧鱼创意组合模型一直被欧美的大学、中学、小学广泛地使用, 近几年国内也开始引入该模型到教学和科技创新中来, 尤其是理工科大学引入较多[2]。目前, 国内较有影响力的“挑战杯”专门设有慧鱼组的比赛, 为该模型的推广和使用起到了助推作用。

慧鱼创意组合模型的使用有3个阶段, 第一, 根据安装操作手册中的示范, 简单模仿, 从而获取技术知识;第二, 根据现有的模型做出合理科学的改进, 从而发挥想象力和创造力;第三, 根据实际应用和知识的扩展, 创造出新的模型, 从而实现前所未有的创新。通过慧鱼模型的使用, 不仅可以将多学科多领域的综合知识融会贯通于实践过程中, 更重要的是培养了他们的创新意识和创新能力[3]。

德国慧鱼创意组合模型主要有3组综合训练包, 包括机器人综合训练包、工业机器人组合包、移动机器人组合包。经历了2年的探索和实践, 该组合模型成功的应用在机械设计制造及自动化专业学生的个性化教育课程中, 学生在学习和使用该模型过程中创新能力和创新意识有所提高。

2 慧鱼模型个性化教育的实践

在慧鱼创意组合模型个性化教育实践中, 引进的3组模型全部得到了应用。在3组模型中, 机器人综合训练包最为复杂, 组合套件也比较多, 另外两组则相对简单。根据这一特点, 笔者把学生分为两大组, 一组同学使用机器人综合训练包学习和创新, 另一组使用工业机器人组合包和移动机器人组合包进行学习和创新。经过两年的使用, 学生均完成了相关训练任务, 事实证明这一安排是合理的。

根据该组合模型的特点, 提出个性化教育基本要求:熟悉慧鱼创意模型组合各个零件的作用, 能够按照图纸熟练地完成模型的拼装;熟悉慧鱼创意模型组合编程软件, 并能编写、调试、下载相关程序到拼装好的模型中;完成慧鱼创意模型组合中的11个预置模型的组装, 选择一个进行详细介绍, 包括准备工作、组装、连接电路、写入程序、调试运行、实现功能等, 并用软件进行模块组装;利用慧鱼创意组合模型进行创新开发, 写出创新模型实现的过程;撰写报告书, 提交相关图片及视频资料。

2011年共有26名学生参加慧鱼创新训练, 根据学生具体情况, 每个班分7个组, 学生主要按组完成训练内容, 更加强调团体分工和协作。2012年共有34名学生参加慧鱼创新训练, 根据学生具体情况, 分8个组, 学生需要在个人培养的基础上以组为单位完成特定的训练内容, 即注重个人能力的提高也注重培养团队精神。经过2年的使用, 学生对慧鱼创意组合模型有了较为深入的了解, 成功的经历了慧鱼模型使用的前两个阶段即模型的简单模仿、模型的简单改进并具备了用模型进行创新实践的能力。

在使用慧鱼模型进行个性化教育的实践中, 最具创造性和代表性的就是创新模型的提出和实践, 参加个性化教育的学生均以小组的形式实现了创新模型的搭建及试验, 效果良好。两年来, 经慧鱼组个性化教育共实现创新模型15个, 这些模型根据创新模型创意的新颖性可以分为低创新创意、中等创新创意、较好创新创意3类。低创新创意共5个, 包括X-Y工作台、自动传输机、停车摇杆、闯红灯自动取证装置、碎纸机。中等创新创意共7个, 包括自动清洁车、密码控制自动门、衣物干燥机、行人检测自动门、自动开门橱柜、玻璃自动清洁机、卷帘机。较好创新创意共3个, 包括智能饮水机、自动洒水车、节能散热器。

3 慧鱼模型个性化教育存在的问题及对策

机械设计制造及自动化专业个性化教育慧鱼组进行了模型学习和创新活动的大胆实践, 有较大的收获, 学生反映效果良好, 但也存在一些问题, 主要表现在模式较为单一、创意模型简单、创新模型的新颖性不足。为此, 笔者采取了以下对策。

1) 积极拓展慧鱼模型的多层次应用。在大一、大二阶段, 结合机械类基础课教学和金工实习的基础上由老师课堂演示或学生通过实验运用慧鱼创意组合模型完成各种机械运动模型的搭建;在大三阶段, 结合计算机原理、计算机语言、计算机接口、控制工程基础等课程设计, 利用慧鱼创意组合模型制作各种机电系统模型, 培养学生机电产品设计和程序设计能力;在大四阶段, 通过机电一体化课程设计、个性化教育、毕业设计建立慧鱼创新课题组, 综合运用专业知识完较完善的机电系统模型。积极参加全国机械创新设计大赛慧鱼组的比赛, 向其他兄弟院校学习, 提高创新意识和创新水平[4]。

2) 引入新的模型组合和散件包。在硬件方面, 引入新模型组合和散件可以从根本上解决搭建创新组合模型实现困难的问题, 然而花费比较大。也可以从软件着手部分解决模型搭建困难的问题, 通过模拟模型组合软件ft Designer的功能, 开发自己的模型虚拟装配软件。

3) 加大创新学相关知识教学和实践相结合。在机械设计制造及自动化专业开展和创新学有关的课程包括《大学生创新思维与创造力开发》和《现代设计理论与方法》等课程, 可以尝试从扩大这些课程面向的学生群体、提高课程地位、把课程教学和慧鱼创意组合模型的应用联系起来等多方面着手, 实现创新理论和创新实践相结合。

4 结束语

德国慧鱼创意组合模型作为先进的教学工具应用到大学生的个性化教育过程是具有开创性意义的。机械设计制造及自动化专业使用慧鱼创意组合模型进行个性化教育的具体实践, 系统性地学习慧鱼创意组合模型的各项技术并初步实现简单创意的模型实现。今后需要把该模型多层次、多水平的应用于各个学科的教学和实践, 并与创新学相关课程相结合, 进一步提高慧鱼创意组合模型在大学生个性化教育中的作用。

参考文献

[1]计卫舸.个性化教育价值的实践验证及深化途径初探——以河北科技大学个性化教育实践为例[J].河北科技大学学报:社会科学版, 2011, 11 (4) :82-85.

[2]肖晓萍, 廖青.“慧鱼创意组合模型”在大学生创新教育中的应用研究[J].高等教育研究, 2009, 22 (2) :73-74.

[3]杨洪涛, 张新.慧鱼模型在机电类创新型人才培养中的应用[J].科技信息, 2010, 24 (20) :429.

[4]蔡理, 郭鲁家.“慧鱼”模型在本科教学中的多层次应用[J].实验室研究与探索, 2004, 23 (7) :81-83.

浅谈建筑中的组合结构 篇2

组合结构早在19世纪末就已经存在,尽管当时并没有意识到要利用两种材料组合以后新增的强度和刚度,单纯的想要减轻钢管内部的锈蚀而灌入混凝土,为了改善钢结构的耐火性能而在其外围包裹混凝土,但就这样开创了组合结构的实际应用的历史。

组合结构有时称作混合结构,两者又统称为复合结构。组合结构的定义有不同的描述,在土木工程范围内组合结构应该指由两种或两种以上结构材料组成,并且材料之间能以某种方式有效传递内力,以整体的形式产生抗力的结构。这里不包括两种或两种以上结构材料组成而是各自单独发挥作用、简单叠加、单独承受荷载的结构。

1 组合结构分类

土木工程采用的组合结构大致可分为以下几类:

1)组合板。a.以下部压型钢板为配筋的混凝土板,其间用连接件使两者结合成整体。b.在箱形截面钢板内充填的组合板。2)组合柱。将型钢埋入钢筋混凝土共同承受内力的柱构件,又称SRC柱。3)钢管混凝土柱。将混凝土充填到钢管内部而形成的组合柱,又称CFT柱。4)组合梁。a.将钢筋混凝土板锚固在钢梁上形成的组合梁。b.将型钢或焊接钢骨架埋入钢筋混凝土而形成的梁,又称SRC梁。5)组合墙。由混凝土和平面钢板结合而成的墙板。6)组合壳体。由混凝土和曲面钢板结合而成的壳体。

2 组合结构优点

组合结构能充分发挥各自材料的性能,绝不单单是1+1=2那么简单,具有如下特点:

1)钢—混凝土组合楼盖中,压型钢板可作为混凝土的受拉加强部分,用以抵抗板面荷载产生的板底拉力,除了在适当部位要设置钢筋减轻混凝土收缩以及温度变化的影响外,不必再另设钢筋。并且压型钢板作为永久性模板,不再需要安装、拆模,方便施工。

2)钢—混凝土组合楼盖中,混凝土板作为组合梁截面的受压翼缘,从而使组合截面的几何特性比非组合截面的几何特性有很大的改善,因而前者的承载力及刚度将远远超过后者。并可以增强组合梁截面中钢梁的侧向刚度,可以防止钢梁在使用荷载下发生扭曲失稳。

3)钢—混凝土组合楼盖与钢结构相比,具有整体性强,抗剪性能好,耐震性能大大提高。1923年日本的关东大地震的震害调查中,由内藤多仲设计的日本兴业银行大楼,总面积达15 000 m2,地上7层、地下1层,高度约为30 m的钢骨钢筋混凝土组合结构,梁、柱都是型钢埋入的SRC结构,在震后几乎没有发现损伤,由此证明了组合结构优良的抗震能力。

4)型钢混凝土组合结构含钢率不受限制,承载力高,刚度大。反过来讲,可以减小构件截面,增加建筑物使用面积和楼层净高。型钢混凝土框架较之钢框架可节省钢材达50%以上,经济效益可观。

5)型钢混凝土组合结构可以二次受力。浇灌混凝土以前,型钢混凝土中的型钢有相当的承载力,可以悬挂模板,承受自重、后浇混凝土和施工荷载等第一阶段荷载。后浇混凝土养护结硬达到设计强度后,与型钢、钢筋形成整体,共同承受使用荷载。利用二次受力原理进行型钢混凝土梁的合理设计,可以减小梁的变形和裂缝宽度。

6)型钢混凝土组合结构显著加快施工速度。不必等待下层结构的混凝土达到预定强度就可继续上层施工,不需临时支撑,可实行土建和设备安装工序的平行流水作业。

7)型钢混凝土组合结构与钢结构相比,型钢混凝土组合结构的耐久性、耐火性能等均胜一筹。型钢混凝土构件的外包混凝土,可以阻止其中型钢的局部屈曲,并能显著改善型钢的出平面扭转屈曲性能,使钢骨的钢材强度得以充分发挥,节约钢材50%以上。

8)经济效果好,适合我国国情;与钢结构相比,型钢混凝土结构用钢量大幅度减少。资料表明,型钢混凝土全框架结构较之钢框架结构可减少钢材用量50%或者更多一些。与钢筋混凝土结构相比,型钢混凝土结构虽然用钢量有所增加,但有更好的适用性,即减少构件体积,增大使用空间,节省混凝土用量,减轻地基荷载,节省模板和支撑,可免除构件中的预埋件,有更好的抗震性能等,且建筑结构的综合效益优于钢筋混凝土结构。

3 组合结构缺点

由于组合结构具有如上优点,在国际上特别是在西方工业国家得到了迅速的发展和应用。在我国,组合结构的应用面还不大,主要是受到如下缺点的制约:

1)组合结构的防火性能不如混凝土结构,特别是在高层建筑中,结构防火问题尤为突出。2)组合结构需要进行防锈蚀处理。由于我国的钢结构应用相对较少,对钢材的防锈蚀问题研究的不多,在防锈蚀处理时多采用防锈蚀油漆,而在西方工业国家一般采用在钢材中加入抗腐蚀成分。这种钢材表面锈蚀后可形成保护层,锈蚀不会向内部发展。3)型钢混凝土构件既要求进行钢构件的制作和安装,又要求支模板、绑扎钢筋和浇筑混凝土,施工工序增多。4)在我国,对组合结构的理论研究还不够深入,理论对实践的指导也很不够,因而影响了组合结构在我国的推广和应用。

4 结语

改革开放以来,全国以经济建设为中心,国民经济得到了空前的发展,钢产量大幅度增加,每年以10%左右的速度持续增长,1996年我国钢产量首次突破1亿t,跃居世界第一位。钢材的开发、计算的改进、新的结构体系的应用取得了很大的进展,为组合结构的发展奠定了坚实的物质基础。组合结构的优良性能和技术经济指标使它在我国有着更广泛的应用前景,随着试验研究和实际应用的不断发展,可以预见组合结构将迅速推广而成为继混凝土结构、钢结构之后的主要结构形式。

摘要：介绍了钢—混凝土组合结构的特点,阐述了目前国内工程中应用较多的组合结构的优点,分析探讨了组合结构在我国存在的问题,为进一步发展组合结构提供了指导。

关键词：组合结构,钢—混凝土组合楼盖,型钢混凝土组合结构

参考文献

[1]严正庭.钢与混凝土组合结构计算构造手册[M].北京:中国建工出版社,1996.

[2]蒋家奋,汤关祚.三向应力混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1988.

[3]钟善桐.钢管混凝土结构[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1994.

[4]张国正.组合结构[M].郑州:河南科学技术出版社,1989.

建筑中创意组合 篇3

关键词：稻草板,排架柱,组合墙体,发展前景

1 建筑墙体的现状

自从进入20世纪,随着科技的进步和人们对居住环境的要求越来越高,人们已经不满足于居住在普通的砖砌房屋中。对于房屋的要求,已经从简单的居住需求向舒适性、隔音性、保暖性、采光性等多因素发展。于是便有了钢筋混凝土房屋和钢结构房屋的出现。步入21世纪之后,建筑技术也是日新月异,传统的钢筋混凝土墙体因为自身的容重大,施工复杂,粉尘污染严重等缺点,国家已经在逐步减少其在建筑中的应用,取而代之的是装配式施工方法。而其中又以新型材料装配构件的发展前景最为良好。稻草板便是在国家建筑大背景下应运而生的一种新型建筑板材。

2 稻草板

2.1 稻草板的由来与展望

利用农作物秸秆制作板材是在第一次世界大战期间由瑞典首先发展起来的一门工艺。由于工艺简单并且原料充沛环保,因此很快便作为建筑材料广泛用于工业、民用、公用等非承重的外墙、隔墙、屋面板、吊顶、门板和各种活动房屋等处。也创造出了一定的经济效益,极大的丰富了建筑板材的用途。随着技术的逐渐发展,稻草板的制作工艺也在不断地进步,稻草板在民用建筑、公用建筑中也多作为墙体材料得到广泛的使用。中国也从20世纪90年代开始引入稻草板生产线。从稻草板问世至今已经有100多年的历史了,在这100多年之间,这种板材除了在北美风光过一时外,其他大部分时间这些稻草板厂家都在市场中苦苦挣扎。而在我国,稻草板的工业化生产基本上还是起步阶段。在这中间存在着一些深刻的问题,这些问题既有市场的,也有技术上的。对这些问题进行探讨无疑会对我国稻草板的发展起到一定的促进作用。

2.2 稻草板的工艺

稻草板的原材料便是稻草等农作物的秸秆[1]。在不添加任何粘结剂或胶粘剂的基础下,不需要经过切割粉碎,可以直接以加热挤压的形式在成型机内形成非常密实的内芯板,之后在表面上面粘上一层强度较高的“护面纸”而制成的新型环保板材。它具有较轻的质量、很高的抗压强度以及良好的隔音性能和保温性能,对于成品稻草板可以进行切割、钻孔、胶合、表面油漆等工艺操作。稻草板的这种结构和制作特点,决定了它的生态优势,它的主要原料农作物秸秆是取之不尽的一年生可再生资源,并且在生产制造过程中不会产生对环境有害的物质。而当稻草板完成使用目的被拆除时,仍可以它的本来面目———农作物秸秆分解而回归大自然。

2.3 稻草板的优缺点

稻草板作为一种新型建材,其最为突出的优点是原材料是农作物废弃秸秆,环保无污染,减少了资源的浪费以及对环境的污染。具有良好的保温性能、隔热性能以及隔音降噪的性能。但同时,由于原材料仅为压缩的秸秆,在材料强度上并不能与钢筋水泥相提并论,存在一些不足的地方。稻草板抗拉强度很低,无法应用在大跨度结构中作为抗拉构件使用。稻草板本身并不能够与其他构件良好的连接,这无疑增加了在施工中的难度。同时由于稻草板板芯为农作物秸秆,仅在表面贴有一层强化纸层,所以并不能很好的满足防火、防潮要求。因此,稻草板这种环保建筑材料还有着很大的发展提高空间。

3 钢管—稻草板组合墙体

从1930年至今,人们在实际工程中渐渐的发现若能够将经济高效的混凝土与型钢组合,形成组合结构,则会比单独的混凝土结构强度要高,同时又不会占用过大的体积。随着实际工程对于钢结构与人造板材的结合应用,取得了许多的进步,并渐渐推广到工业与民用建筑之中。组合墙体具有普通墙体所不具有的优势。即以人造板材代替了混凝土,充分的缩短了施工工期。从2010年起,国家也在大力强调减少现场混凝土的使用,多应用预制混凝土构件,实行装配式施工。钢—稻草板组合墙体充分的满足了这一条件,合理地利用了稻草板的抗压性能,还发挥出了钢材的抗压能力,使两种材料协同受力。

3.1 钢管—稻草板墙体的组合形式

目前,国内房屋建筑中墙体的组合形式主要有:钢筋混凝土墙体、砌体墙、冷弯薄壁型钢密柱组合墙、压型钢板—人造板组合墙等等[2]。从这些墙体形式可以看出,组合墙体比单一材料墙体在结构形式、材料用量、受力分配上都要更好一些。

钢管—稻草板组合墙体采用了如图1所示的截面形式。这种截面形式具有良好的受力性能,发挥出了两种材料的优点。稻草板的延性较好,使得组合墙体的整体性变好,抗震能力加强,可以满足建筑房屋对其的使用要求。钢管与稻草板之间通过钻尾钉连接,中间缝隙可以填充隔音降噪的材料。

3.2 钢管—稻草板组合墙体优点

构件相比于传统钢混墙体,自重轻,不利于结构抗震,并会增加基础造价。构件可标准化生产,由工厂进行预加工后直接运输到现场进行装配。方便后期施工,在组合墙体间隙不仅能够添加保温隔热材料,还便于通过暖通,电源线等建环设计。构件保温隔热、降噪。由于稻草板材料本身的特性,能够极大程度的吸收噪声,并保持屋子冬暖夏凉。原材料经济环保,利用率高,与第一产业链关系合作紧密。

3.3 钢管—稻草板组合墙体发展前景

钢管—稻草板组合墙体是由稻草板及中间的钢柱组合而成的。稻草板与钢管之间是通过钻尾钉进行连接,这样可以使得稻草板与钢管协同受力[3]。稻草板与钢管的间隙不仅能够添加其他填充材料,而且可以方便各种线管的穿过以及施工。由于钢管和稻草板能产生较好的组合效应,使用这样的组合墙体可以发挥出各自的材料优势,在一定容重的前提下提供的支撑更强,降低了材料用量和构件自重。同时由于稻草材料的特点,由稻草板建造的房屋能够极好的保温隔热以及降噪。所以十分适合用作民用建筑材料。

4 结论与期望

随着社会的发展和人口的增加,人们对于建筑的需求与期望也在与日俱增。而稻草板这种新型人造板材也正是在这种大环境下大有用处。通过一系列的技术方法,将原本只能焚烧的农作物秸秆转换成了建筑材料。既解决了农作废物的处理问题,又为建材行业提供了可靠的新型材料。同时,与稻草板结合的钢材作为建筑中的另一种重要材料,具有重量轻、强度高、塑性和韧性好、材质均匀、工作可靠性高、便于机械加工等优点,同时钢构件截面形式多样,可根据使用需求改变截面形式。合理地将稻草板与钢构件组合起来,来代替传统的钢筋混凝土墙体,符合国家要求大力发展装配式建筑的期望,同时也减少了建筑垃圾的产生,对环境保护贡献出建筑业的一份力量。

目前,国家正在大力推广的创新项目就是轻钢轻板结构体系[4]。该体系就是以轻钢作为承重结构,以纸面草板、刨花板、石膏板等作为围护墙而成。这种结构的特点就是:产业化、工业化、标准化的程度很高。并且自重轻、抗震性能好、保温隔音、装配式施工、周期短,是当前国家建设部在大力推广的新型结构体系。国内有关于钢结构与其他新型建筑材料的组合构件还处于初步的研究利用阶段,国内相关的实际工程案例还很少,相关的理论模型与计算公式还只能借鉴类似的材料。但相信随着研究技术的发展和不断的尝试,钢—稻草板组合墙体的优势会越来越得到体现,最终会得到广泛的应用。

参考文献

[1]张秀华,裴骏,郭冬伟,等.钢—稻草板组合结构的应用与发展前景[J].山西建筑,2015,41(29):31-33.

[2]刘晴晴,王春刚.冷弯薄壁型钢组合墙体轴压性能研究综述[A].钢结构工程研究(十)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第14届(ISSF-2014)学术交流会暨教学研讨会论文集[C].2014:6.

[3]于莹.新型轻钢组合墙体受压承载力研究[D].长春:吉林建筑工程学院,2010.

建筑设计中创意探索漫谈 篇4

建筑设计是一个内容很多、范围很广,包括了规划、建筑、结构、设备、室内外环境……等等在内的独立与综合项目及各种系统工作,所以对以上的内容范围做出有创意的设计来,这里就有困难和容易的差别,也有大、中、小各种创意之分。而且对各个工种而言,牵一发会动全身。是一种既有局部又有全局的活动。我们想,建筑设计中创意就是采用新的办法,想前人之所未想,与前不同,在前人的基础上往前走一步,来解决适用、安全、经济、美观的课题。这一步可能是很大的一步,也可能是很小的一步。可能有人会想:应当是一大步才够创意的格,一小步算什么?

我们想,创新是社会和人类发展的根本动力。人类和社会发展就是无数大步和小步的结合,从原始状态发展到了今天。我们的集居地、环境、也才从巢居、穴居、棚居走到今天安全舒适的城市、景园和房屋。所以不要小看这一小步,它是大步的基础和大步的前兆,我们不要因步小而不为,因步小而不齿。

下面向大家简单汇报一下我们自己曾经走过的小脚步和小脚印,肯定有不对的地方,请大家批评指正。

一、1954年,上海交大要设计几幢教师宿舍,当时我们承担了这项任务,根据甲方对面积的要求,按教师家庭人口较多去设计,我们就根据我自己的家庭情况,设计了一个建筑单元,考虑到上海的夏天很热,那时还不知道空调为何物,只有电风扇,安装使用要花很多钱,于是我们就争取房间南北通风,将起居室与一方桌四条凳的餐室联系通风,将书房放在卧室北面,也争取有南北通风。这样的空间布局可以合乎需要了。建成到今天已经用了有55年的时间,据了解,在80年代中后期,国内还没有分体空调以前,还是受人们喜欢的,可惜的是面积还小了点。(图1)

二、1957年初,杭州要建造一座华侨旅馆,举行了解放后第一次全国性建筑设计竞赛。当时,我们和吴定伟同志参加了,做了两个方案。在设计时考虑到:基地在西湖的西面,到杭州游玩的客人住在湖滨的旅馆客房中,能随时观赏到西湖的景色应当是很赏心悦目的事,可是基地看湖的朝向是西向。杭州的夏天是很热的,朝西的房间很不利,因此这就有一个朝向与景向矛盾的问题。其次,我们想,旅馆最好每一间客房都能看到西湖。这样,每一位住过的旅客一定会非常喜欢这座旅馆。怎样才能做到这两点呢?经过认真仔细、反复地思考、磨合,最后我们将客房开窗用锯齿的形式做到初步解决朝向与景向的矛盾,加上两个4层主体建筑脱开的方式,使每一间客房都能看到西湖。经过评委的评审,我们的这个方案得到了与吴良镛先生的方案并列的一等奖,但没有按这一方案建造。当时吴庐生的身体不好,患肺结核症,最后她未署名。(图2、3、4)

三、1958年5月武汉市东湖有一个招待所,他们已画好了施工图,甲方和设计的建筑师一同到上海来,征求意见。副系主任黄作燊先生要我(戴复东)和他一起去参加讨论。对他们的方案我提了一些建议,甲方当时就要否定原有方案,要我设计,我认为不妥、予以拒绝,后甲方找到系总支,我劝总支不要接,但甲方去找上海市委,市委下达任务,不能不做。这是在三年自然灾害时期,建筑物有梅岭一号,为高级客人用的大套用房,加接待、会议、小餐室、工作人员室……和梅岭三号,是多用途小会堂、室内游泳池和其它很多服务设施。我们在几个方面做了一点努力:(图5)

1、在建筑材料及装修材料稀缺的情况下,低材高用、普材精用。部分外墙和内墙用乱石砌筑,深灰机平瓦坡屋面外观,与水边坡地景色能较合适地呼应,重要的室内用水泥拉条粉刷和麻布面层,效果较好。(图6)

2、工作室地面采用木材店中原木整木材,下端部废料平放,拼成特殊木地面,节约木材,受到称赞。(图7)

3、小会堂台口做成抽屉式踏步,便于台上台下联系方便,直接交流,国内外未见此先例,踏步因移动时受力位置变化,但又要安全,难度很大。自己进行详图大样设计,建成后使用方便,受到好评。(图8)

4、室内泳池,为了争取更多自然条件,瓦顶向阳处做部分玻璃顶,可以多见天光、日光。室内泳池顶面如结露,滴在身上不舒服,吊顶做成微弧面大顺水条,木条有内沟,凝结水可顺内沟流入墙面总沟,避免了结露滴水。(图9)

5、室内泳池要墙体光滑,混响时间长、震耳,于是要吸声。在缺乏现代材料情况下几乎无路可走,最后想出玻璃打孔吸声,磨砂玻璃向墙内,在磨砂面上涂漆,吸声材料采用蓑衣棕榈丝,不怕水,这样对泳池内混响较大的中低频噪声,还是达到了相当的吸声效果。(图10、11)

四、中国残疾人联谊会决定在上海漕宝路建造一座“中国残疾人体育艺术培训基地”——诺宝中心,他们找到了我们设计组。对这一工程不知如何着手,甲方带领设计组观看了残疾人艺术团的演出,聋人、盲人、肢残人、弱智人有着惊人的表现,所有设计人员观看全程中泪流满面,深深感到,残疾人应当受到全社会的尊重和爱护。应当将这一培训中心设计成“残疾人殿堂”,更依据甲方要求做到“残健可共享”。我们怀着满腔深情地进行了设计,2002年竣工。

1、甲方提出,在培训的过程中,住在旅馆里,直条形平面走廊中,领队教练在后,聋人在前,因无听觉,无法联系,工作极不便。想了很久,吴庐生提出双圆中庭平面、玻璃电梯在两圆中间,用肢体语言解决问题,这一布局得到认可,建成后得到肯定。(图12、13、14)

2、建筑物由国家投资、中残联营运,节能问题非常突出,尤以室内泳池。一般情况下,采用一个立方体的空间就可以顺理成章了,但是否还有更好的办法呢?思考了好久,戴复东就在立方体上切了四刀,把它变成了一个抛物线的花篮体,室内更高敞明亮了,但体积可比立方体小,起节能作用,我们很开心。(图15、16)

3、室内游泳池根据规范要求:钢结构要防火、防锈。经过艰苦努力,以武汉钢铁公司副总工程师陈晓教授为首,在当时的刘本仁总经理支持下,练出了国际上独一无二的耐火耐候钢WGJ510C2,经过国家和上海层层审查通过,使整个钢结构安全并轻盈挺拔秀丽。(图16)

4、楼层建筑物紧急疏散,要设消防楼梯,轮椅消防疏散怎么办?除了消防梯外,决定设计两个消防大坡道,既可疏散,甲方提出可供残疾人攀登运动之用。(图18)

5、演出厅仅作审查节目用,做成小会堂大舞台,会堂采用可推拉座椅,因此一个会堂可以有多功能用途。(图17)

五、2001～2003年,杭州浙江大学紫金港要建设新校区,公开征集方案,选中了华南理工大学何镜堂院士规划设计的方案。由于规模较大,内容较多,浙大又邀请了一些人参加进一步建筑设计工作,我被邀为其中之一。他们问我,想做什么工程?我想,最困难的工作是何院士做的,我们是沾人之光,就不该挑挑拣拣。我表态说:“做什么都可以,甚至别人不想做不愿做的给我们做都可以”。但后来浙大决定让我们做中心岛组团。我提出,这是中心建筑,应当由何院士做,我再三推辞,学校认为何院士要负责大面积主体教学区的设计,任务很大,内容很多。未同意我们意见,我只好兢兢业业地接下这一任务。

1、中心岛组团基地大体呈圆形,用地面积45115 m2,要建造的建筑面积为地上38 000m2,地下2 000m2,容量很大。此外学校的东西向主干道要从基地中心穿过,增加较大难度。对基地大形态略作调整后,留出主干道位置,南面近水、有较大空旷地放置剧场、学生活动中心,北面四周封闭放置教学、陈列、加一部分学生活动中心。由于建筑面积较大,建筑及环境上不能让建筑体量太突兀,必须与环境协调一致,采用平、谦、让的手法。于是北区采用了半月形平面,在基地上平铺,因为这一部分大量是陈列馆,有可能整体做成北高南低,向后退让的形体,南向坡的屋面上做北向采光窗,使坡面模糊。南北两区中间在二层部分用圆形断面、上玻下实长廊联系起来,廊下不影响东西主干道贯通。这样在总体上形成中心,弧形条状主楼虽有200m长度,但轮廓成抛物线形,不张扬,呈柔性,不突兀。南北区结合在一起,洁白的建筑群体,在蓝天碧水的映衬下能有“湖上往来双白鹭,波平俯仰两琼宫”的感受。(图20～23)

2、小剧场1 200座,舞台部分在主台后设排演台,观众厅内采用池座两边加叠落到地面的楼座方式,加上侧墙前端叠落包厢。吊顶是大弧面折板,整个厅声学效果好,视线效果也好,这样一个观众厅的空间、形态氛围是我们多年来梦想的实现。(图24)

六、2003年未,为了回报武钢研究院对上海残疾人体育艺术培训基地游泳池耐火耐候钢的成就,我们参加武钢研究院(当时叫武钢技术中心工程)的国内设计竞赛,我们的方案被选中。

1、大楼的主入口在二层,门前有大踏步,汽车可以开上去,地位高敞,有气势。(图25)

2、平面为矩形,进深四排柱,中间两排柱之间空间在二～四层及十五～十七层上,用作中庭,其它为充实的双走道平面布局,不多见。(图26)

3、利用升到屋顶面层的楼梯间外墙和屋顶层大雨蓬作成奋飞状,象征全国炼钢重点单位武钢研究院展翅飞翔。(图27)

4、会议室做成扁圆筒状,强调和表现这是一种有情感的附属空间。(图28、29)

以上是我们和同事们一些不成熟的尝试。如果能被认可的话,那我们就会很高兴。如果在实践中能得到甲方和使用人的肯定,那我们就会更高兴了,这条路我们会永不停息地走下去。

有人可能问我们,为什么会这样走呢?我们想,作为建筑师在建筑设计工作中想往前走一步,关键是两个字一“情”、一“理”。对建筑、对建筑设计工作、对为他人服务并也为自己服务,最好能有一颗深情的心,做出的东西同时也应当是顺理成章,是情之所钟、理之所往,对被服务的人来说是合情合理,对自己设计的建构对象是情深意切、理在其中。所以,应该是怎一种情、理了得!

可是话说回来,建筑师的设计工作不是自己一厢情愿的事,非常重要的是:第一、我们要能想出办法来;往前一步;第二、是业主领不领我们的情,同不同意我们的设想和做法;第三、业主能不能和肯不肯花这些钱实现建筑师的梦想?只有这三点在时间、空间上交汇于一点之后,才能从理想化成现实。在这个时间段内,最为关键的是建筑师和工程师以及技术人员是否能拿得出办法来。而建筑学科必须以它的工程技术性、社会实践性和艺术感染力作为它存在的支撑,它有一些内容是可以量化的,人们可以直观,通过数据而得出评价和结论;而有很多方面是无法量化的,比如:空间环境的感受、是不是美?艺术性……等等,是需要通过建造出来之前感觉感受,得出每个人自己的判断和决定。而在很多情况下,这一部分的提出和决断是模糊的甚至是矛盾的。所以这就给创意的建立带来了相当的难度。此外,建筑是一个人造的物,自然会对它有好不好看的评语。很长时间以来,人们都希望建筑物也和人一样,俊男靓女、逸翁慈媪,会得到多数人的青睐。但历史在发展、时代在前进,这一条定律也遭到质疑,俊、靓、逸、慈不一定在表面,可以在骨子里;同时,它们也会因时代不同、地域不同,而使人们产生不同的看法。这样,以过去好以貌取胜就不一定是唯一的标准了。同时,鲁迅在《论翻印木刻》一文中曾说过一段话:“中国的雅俗之分就在此:雅人往往说不出他以为好的画的内容来,俗人却非问内容不可”。所以在这些大形势下,如何提出创意呢?如何评价呢?这相当一大部分就要靠前辈提出的是“无法有法,有法无法”的方法了。因此,提高建筑师自己的水平、素质、修养、能力则成了矛盾的主要方面。虚心、努力、不怕苦、不怕累、不停息地前进是永恒的目标。此外还有一个关键问题,建筑师怎样才能拿到一个工程设计项目,来实现自己的理想呢?而要拿到一个像样的项目,难度可是太大太大了!但是拿不到工程项目则什么事什么情什么理都没有了!如何才能拿得到设计项目呢?这是另一个领域里的事了,对此我们是笨人,讲不出办法来,经常是干瞪眼,以后要多多向有经验的人学习。

为此,四年前我写了一段《建筑师的责任》的打油诗,现不辞肤陋地献给大家。

建筑师的责任

戴复东

2004.7

设计建筑,为人服务。

抬头看路,走对脚步。

适用坚固,不得有误。

经济支柱,心中有数。

美观情愫,恰到好处。

生态永驻,文化融入。

他人长处,学习借助。

盲从趋附,别人厌恶。

创新丰富,整体局部。

历史托咐,切莫辜负。

记取错误,永作财富。

目标贯注,全力以赴。

以上抛砖引玉,谬误之处请多多指正。

摘要：建筑师如何在设计中创新前进?文中通过六个工程实例探讨了这一问题,并提出作者自己的观点:建筑师要提高自身的水平、修养、素质、能力,从“情”与“理”两点出发来推动前进。

建筑中创意组合 篇5

该项目共分2期开发, 2011年初开始施工, 目前1期工程已竣工交付使用, 2期工程有1幢32层工程主体结构已施工完成, 另2幢32层工程正在进行主体结构。

在1、2期工程施工过程中, 经过分析和总结:现浇混凝土结构的模板工程是建筑施工的一个重要组成部分, 模板工程占混凝土结构总造价的10%~15%, 占主体结构工程工期的70%左右, 模板支模工艺与模板安装是直接影响混凝土结构与构件强度、刚度、观感以及几何尺寸准确度等工程质量的重要指标。在高层建筑中, 模板支模的工艺水平直接关系到提高工程质量、降低工程成本、加快工程进度等问题。所以, 我们在2期3栋32层高层建筑中采用了新型的钢木组合模板系统替代传统钢管脚手+木模板系统。目前1幢32层高层建筑主体结构已完成, 2幢32层高层建筑主体结构施工至27层。从新型钢木组合模板的使用情况来看, 我们与传统模板系统进行比较分析, 在使用新型钢木组合模板后, 对工程质量、工期控制、周转材料使用率、模板工程造价等各方面均得到了很好的提升和压缩。

1 新型钢木组合模板的特点

我项目使用的钢木组合模板技术引进于韩国, 在结合国内行业特点的背景下, 经过深化、改进、创新, 新型组合模板主要有以下特点。

1.1 钢木组合模板备料速度快、准确性高

新型钢木组合模板在工厂流水线专业生产, 工厂通过对结构施工图纸的分析, 利用计算软件可快速、准确的根据构件尺寸计算出组合模板的模数和支撑体系所需用材料数量, 从而投入生产线加工生产, 减轻了施工技术人员的工作负荷。

1.2 以钢代木, 节省了木材资源

新型模板的主、次背楞 (龙骨) 采用型钢制作, 替代了传统支模工艺中的方木, 提高了材料的使用寿命。模板主体采用F型钢制作一定模数模板边框, 木模板覆盖, 替代了传统支模工艺中在现场整张木模现场铺装, 减少了模板损耗, 节省了大量木材资源。

1.3 主要构件标准化, 适用性强

新型模板主、次背楞 (龙骨) 、模板均按标准模数制作, 根据建筑物不同尺寸可任意组拼, 不必依赖大型吊装机械设备, 特别适用于高层、超高层建筑, 同时可周转用于多个项目工程。

1.4 施工简单、方便

新型模板体系的组成多采用插口与销钉式, 安、拆简单、方便, 施工速度快, 与传统支模工艺相比, 减少劳动力35%, 可提高40%工效。

1.5 模板强度、刚度大、质量稳定, 砼构件成型质量可靠

新型建筑模板的构造合理, 平整度和边角框垂直度好, 组拼后的模板转角方正组合严密, 尺寸准确, 确保不跑模、不漏浆, 且具有较高的强度与刚度, 稳定性能良好, 比传统模板的周转率提高2倍以上, 极大地提高了混凝土浇筑质量, 可达到清水混凝土效果。

1.6 施工现场场地管理标准化

新型钢木组合模板及支撑系统均为定型化, 传统模板使用的大板、木枋、钢管、扣件均不再使用, 减少了场地材料堆放, 消除了木枋、模板的切割, 现场没有废料产生, 保持了现场文明施工标准化和规范化。

2 新型钢木组合模板的施工

2.1 新型钢木组合模板主要构件

新型钢木组合模板体系主要构件有:标准模数钢木模板 (一般尺寸为300×1200、600×1200、300×600、600×600、300×900、600×900等) 、阳角钢模、阴角钢模、锁片、插销、拉钩、钢管、工字型木龙骨 (主、次) 、伸缩支撑杆、三角架等构件材料。 (见图1)

2.2 新型钢木组合模板施工工艺

新型组合模板系统须先进行墙体模板施工, 在墙体模板施工、加固稳定后, 再进行梁、板模板施工, 整体模板支撑体系由墙体模板、支撑杆件、三角架组成系统的模板支撑体系, 模板体系的刚度高, 整体稳定性好。

2.2.1 剪力墙模板施工工艺

(1) 工艺流程。

墙体弹线→钢筋绑扎验收→钢木模板拼装→插销安装→锁片坚固→墙模临时固定→安装拉钩→安装主楞钢管→拉钩锁片插销固定→墙模整体垂直度、平整度调校固定。

(2) 施工方法。

在竖向钢筋绑扎完成验收后, 根据墙体定位控制线和墙体长度、高度, 按标准模板模数进行墙模的拼装组合。先在墙体两侧同步逐块安装底部第一层钢木模板, 模板与模板之间用插销和锁片连接成片后, 逐层向上对阵安装上部模板, 墙模两端用角模与侧面墙体模板连接, 完成墙体模板拼装。

墙体模板主背楞阳角锁具由锁套、锁销、钩头螺栓组成。作为主背楞阳角处连接的卡具, 简单的操作可将墙体阳角处相交的两根主背楞紧紧固定成为一整体, 保证阳角的施工质量。将锁套套在阳角处相交的两根主背楞中较长的一根上, 用锁套上的垂直挡板紧紧贴住内侧的主背楞, 而后将锁销插入阳角锁具的外侧, 用锤子紧紧敲打锁销直至锁紧。

墙模拼装过程中, 用临时斜撑作临时固定, 墙模安装完成后, 安装主楞钢管的拉钩和锁片, 保证墙模初步稳固后进行墙模重直度、平整度检查、调整和固定。

钢木模板之间通过插销、锁片连接, 可满足任意形状的剪力墙模板施工, 通过主背楞、次背楞与拉钩、锁片的简单操作, 即可完成剪力墙模板的加固, 简单、便捷。 (见图2)

2.2.2 梁、板模板施工工艺。

(1) 工艺流程。

梁投影弹线→梁模板支撑→梁底模板安装→梁底模标高复核调整→梁侧模板安装→梁侧模板固定

板下支撑安装→主龙骨安装→次龙骨安装→标高复核→板模铺装→标高复核调整→支撑三角架安装。

(2) 施工方法。

按照施工设计确定房间编号及房间尺寸, 确定主、副龙骨铺设方向。根据房间尺寸, 调节主龙骨长度。将两根支撑顶杆通过端头的蝶形扣与主龙骨两端连接, 固定后用支撑顶杆架起主龙骨, 即可完成一道主龙骨的组装工作, 相邻主龙骨的组装方法同第一道主龙相邻两根主龙骨架立完成后, 根据施工设计取合适尺寸的副龙骨通过端头焊片固定在主龙骨之间, 主龙骨距墙尺寸不小于150 mm。主、副龙骨铺设完成后, 对照施工设计补齐主龙骨下方缺少的支撑顶杆, 确保支撑顶杆间距不大于1200 mm。模板顶板支撑体系组装完成后, 根据结构板的尺寸铺设模板, 复核标高后, 进行支撑立杆水平拉杆固定, 并安装三角架固定稳固。 (见图3)

2.3 新型钢木组合模板施工中的控制要点

2.3.1 剪力墙模板施工的控制要点

剪力墙模板施工时, 需根据剪力墙的长度、高度计算好整体墙模拼装的模数, 每一肢剪力墙模板都须分别标识, 便于拆除后再次组装。

组合模板之间的插销和锁片须固定锁紧, 以达到模板与模板之间的连接强度和墙体模板的整体刚度, 保证在砼浇筑过程中不漏浆、不胀模、不跑模。

墙体模板的次楞需与板底次楞相对应, 同时墙体模板的次楞顶部标高须设置至板底次楞的底标高, 以达到墙体模板和板底模板形成整体的稳定性。

墙体端头模板、阴角模板、阳角模板与墙体模板连接须紧密, 以砼不变形。

2.3.2 梁、板模板施工的控制要点

新型组合模板梁、板模板支撑系统在施工过程中为独立杆支体系, 独立杆支撑体系在施工过程中须由点成线, 由线成榀, 由榀成面逐步形成整体支撑体系。所以, 首先调节好2根独立杆高度, 在立杆顶端架设工字形主龙骨, 主龙骨两端嵌入墙模次龙骨顶端的卡槽内, 这样独立的一榀支撑架完成, 逐步施工第2、3榀。相邻两道主龙骨组装完成后, 取合适尺寸的副龙骨通过副龙骨挂片与主龙骨杠体上的挂点相连, 固定在两根主龙骨之间, 保证顶板支撑体系的整体稳定性。

顶板模板可调节独立杆支撑顶杆由主定型管、伸缩管、微调节丝杠及底座组成。该顶杆作为支撑架体使用, 与主龙骨相连, 把来自主、副龙骨的压力传递给楼面。按照设计所需标高将可调节支撑顶杆拉伸至合适尺寸后, 插上插销固定, 按照房间大小将支撑顶杆竖向按一定间距平行排开, 通过调节顶杆端头的微调节丝杠将顶板模板调平即可。

2.4 现场管理

由于第一次使用新型钢木组合模板, 在施工前, 项目部成立专项管理小组, 对钢木模板厂方的生产能力、使用效果、项目考察等多方面进行考察和分析, 一致认为在我们施工的项目可以使用该模板体系。施工中:

项目部技术质量部根据厂方的企业标准编制新型模板专项施工方案, 根据施工方案、标准进行详细技术交底, 并进行样板墙施工, 样板墙模板拆除之后召开“质量分析会”, 使该分项施工的各个环节出现的问题都能得到及时解决。在新型模板施工的初期阶段, 每天均组织召开专题短会一次, 将有可能拖延进度的人为因素、技术因素降至最低限度。专项小组对新型模板的材料进场, 至模板清理、模板的挑选、刷脱模剂、粘贴海绵条、拉片安装、合模、模板支撑、模板垂直度、平整度、牢固性检查、施工缝处理、混凝土浇筑、模板拆除等逐道工序进行检查, 保证了砼结构成型达到清水样板的质量要求。在墙体混凝土浇筑施工过程中, 安排专人现场跟班作业, 在工作面上及时解决问题、杜绝隐患, 保证混凝土成型质量, 同时也将工作面上的成品保护问题落实到位。每次墙体模板拆除之后, 逐一展开检查, 并针对实际问题召开质量分析会, 切实做到通过分析而解决存在的问题, 使得后期的混凝土质量有了极大的提高。

3 新型钢木组合模板与传统模板施工对比

3.1 传统模板支撑体系存在如下缺点

传统施工工艺模板支撑体系中的主、次背楞均为木方结构, 在施工过程中要进行截断, 对木材资源造成了极大的浪费。传统工艺是木方与钢管结合的形式, 材质的强度不统一, 会因为木方变形而产生胀模、跑模的问题。由于混凝土浇筑是一个湿作业的过程, 所以木方、模板会受潮而变形, 随着使用次数的增多变形就越大, 导致在施工过程中随着楼层的增高, 施工质量越来越差。在超高层建筑中需要多次更换模板, 造成费用增加。传统模板支撑系统采用的钢管扣件脚手排架系统, 脚手排架除需耗用大量劳动力外, 仍需要大量的钢管、扣件作为载体, 增加人工和周转材料成本。

3.2 与传统模板支撑体系比较, 新型钢木组合模板体系具有以下优点

作为模板的主次龙骨均为型钢龙骨, 在使用时直接接触模板, 在立墙模板板面安装完毕后, 将其拉伸至所需尺寸, 直接竖直按一定的间距平行排开即可, 起到模板支撑骨架的作用, 减少了木材资源的耗用。新型模板的独立杆支撑代替了钢管扣件排架, 施工速度比钢管扣件组合快2~3倍, 单位造价成本低60%~70%, 同时减少了扣件的损失, 工地上不存在扣件丢失。

新型模板施工生产效率高, 普通工人每天施工模板面积达到25~30 m2, 比传统模板工工艺减少35%左右的劳动力, 拆模拆模方便简单速度快, 容易清理现场, 减少人力资源耗用。由于新型模板为钢木混合结构, 模板与模板之间采用插销连接, 整体性能好, 刚度强, 砼浇筑时不易跑模、胀模, 砼成型质量非常好, 在手工清除板缝之间细微缝隙后, 能达到清水砼的标准, 后期装饰施工时, 只需进行批腻施工, 减少了抹灰工序, 节约了大量成本。

4 结语

在使用了新型钢木组合模板体系后, 我们3幢32层高层建筑, 其建筑面积6.15万平方, 主体结构标准层工期控制在5天/层, 施工现场减少大板用量3.75万张, 减少木枋用量1275立方, 减少钢管用量123000 m, 减少扣件用量22500只, 钢木组合模板实际成本258万元, 不计算减少抹灰工程造价的前提下, 模板工程直接经济效益97.5万元。

现今, 我国已在建筑行业推行实施绿色施工, 我们认为, 这种新型模板体系无论在劳动力耗用、森林资源保护、有色金属能源消耗等各方面, 均为我们的绿色施工提供了切实可行的基础, 在今后的施工中, 我们应该全面推广和应用。

摘要：钢木组合模板是特制钢框镶上胶合板 (木) 而成, 边框采用特制F型钢, 具有强度高、重量轻、受力合理的特点。钢木组合模板体系相对普通模板体系具备了节能、节材、节费、提高工程质量、提高施工效率等优势, 落实了节能减排的基本国策, 一定程度上解决了常规模板工艺困扰我们施工行业多年的诸多问题, 是一次技术革新与应用。

建筑中创意组合 篇6

1) 本工程为中国尧帝祭祀大殿工程, 位于临汾市区东部尧陵景区, 总建筑面积为19 360 m2, 建筑高度53 m, 建筑层数地上6层。地基处理采用人工成孔灌注桩。建筑风格颇具汉代风格, 为尧陵仿古园林景区的主体建筑。主殿之攒尖、配殿之盝顶坡面及檐口均为直线, 近角身微翘。班固《西都赋》所谓有“上反宇以盖载, 激日景而纳光”为汉代所通用之结构法也。建筑整体庄严、肃穆、豪放。2) 主体结构为框架剪力墙结构, 框架部分为型钢混凝土组合结构, 其他部分柱为斜柱。为了满足建筑物具有汉代建筑风格和使用要求。主楼部分在16.45 m~36.45 m范围内柱截面为1 000 mm×1 000 mm型钢混凝土柱, 梁截面为800 mm×1 000 mm混凝土梁, 层高20 m, 跨度为18.3 m, 属高大模板;16.45 m处板厚为300 mm, 梁截面为800 mm×1 000 mm型钢混凝土梁, 层高16.5 m, 跨度6 m, 属高大模板;屋顶为现浇混凝土坡屋顶。型钢柱平面布置图见图1, 尧帝祭祀大殿主楼剖面图见图2。

2 型钢混凝土柱结构设计特点分析

型钢混凝土柱是以型钢柱作为钢骨, 周围配置钢筋并浇筑混凝土, 形成组合式结构体系。型钢混凝土柱柱脚采用埋入式柱脚, 通过地脚螺栓与混凝土基础相连接, 地脚螺栓的精确定位是柱脚施工的重点;框架梁与型钢混凝土柱节点位置, 钢筋较密, 施工时如何合理处理框架梁钢筋与型钢柱的关系;型钢梁安装顺序、焊接方法、与型钢柱节点处理是本结构施工的难点。

注:4层为尧帝像所在层, 层高为20 m, 跨度为18.3 m。图中所示16.45 m处为型钢混凝土组合梁, 组合梁截面为800×1 000, 图中箭头所指柱为型钢混凝土柱, 截面为1 000×1 000

3 型钢混凝土柱、梁施工

3.1 型钢柱埋入式柱脚施工

1) 柱脚螺栓预埋。每根型钢柱地脚由四根直径30的地脚螺栓固定, 地脚螺栓长800 mm, 待地脚底的钢筋绑扎完成及型钢柱外围插筋绑扎固定完成后, 开始预埋地脚螺栓, 地脚螺栓的固定采用角钢或槽钢加工成定型套架固定。2) 柱脚吊装固定。地脚螺栓预埋完成后, 型钢柱最下面一节柱脚即可进场安装, 首节型钢柱包括30厚柱脚底板, 通过地脚螺栓将柱脚固定, 首节型钢柱高出基础底板面1.0 m。3) 型钢柱地脚施工质量控制要点总结。a.地脚螺栓精确定位, 并用成品钢框固定牢靠, 保证在浇筑地脚混凝土时不被扰动;b.框架柱在柱脚内的插筋应严格按照图纸要求定位, 否则会影响柱脚底板与预埋螺栓的正确连接;c.首节型钢柱安装标高、垂直度必须符合设计要求, 否则会给后续安装带来累计误差, 导致梁钢筋无法穿过型钢柱开孔腹板。标高利用位于柱脚底板下部的四个调节螺栓进行调节标高和型钢柱的垂直度, 利用两台经纬仪在两个方向随时监控垂直度, 直至符合要求;d.首节型钢柱调整完成后, 应将地脚螺栓垫板与柱脚底板点焊固定, 以防在基础底板施工中扰动已经安装完成型钢柱柱脚。

3.2 标准节型钢柱安装

1) 标准节型钢柱吊装。钢柱起吊就位后临时固定地脚螺栓, 带好缆风绳, 并初校垂直度, 松开吊钩, 进行下一根钢柱吊装。待型钢柱翼缘及腹板焊接完成后, 将耳板用火焰割除。2) 标准节型钢柱安装控制要点。a.轴线控制。安装前, 在四片翼缘面用墨线弹出型钢柱的中心线, 以便和底板及下层型钢柱中心对接就位, 上下层型钢柱对接时为保证中心线重合, 可在柱子与柱子的连接衬板不同侧面加设垫板进行调节。型钢柱的轴线检测必须是全高检测, 严禁用下层型钢柱的轴线进行控制, 以免误差累计过大。b.垂直度控制。型钢柱吊装基本就位后, 临时固定型钢柱, 随后利用两套磁力线坠对型钢柱两个方向的垂直度作初步调整。通过用缆风绳和千斤顶等调节钢柱垂直度后, 型钢柱垂直度进一步校核, 其值应不大于H/1 000。垂直度检查无误后, 对称焊接翼缘进行电焊, 最后拆除临时固定的高强螺栓和连接板。为保证型钢柱垂直精度, 用两台经纬仪全程监测。c.标高控制。型钢柱安装完毕后, 须将楼层标高引测到型钢柱上, 以便检查型钢柱的柱顶、牛腿标高, 为下层型钢柱的下料、开孔定位提供依据, 成型后的钢柱, 需立即和该层范围内的梁板柱子形成空间稳定体系。3) 标准节型钢柱安装质量控制要点总结。a.在现场吊装设备吊装能力满足需求的情况下, 型钢柱最好每两层一节, 以有效减少现场焊接工作量和因安装引起的安装误差;b.上、下节型钢柱之间的连接为部分熔透的坡口对接焊缝, 焊缝等级为二级, 焊接时采用二氧化碳气体保护焊, 焊接完成后需对焊缝长度的20%进行超声波检测;c.焊缝焊接时, 要求两名工人从两侧对称施焊。

3.3 框架梁钢筋与型钢柱连接

1) 框架梁钢筋安装技术准备工作。型钢柱安装完成后, 框架梁底模板铺设完成后, 即可开始框架梁钢筋安装绑扎施工, 根据数据分析, 确定框架梁钢筋的走向, 对每根钢筋进行编号, 确定哪些钢筋需穿过型钢柱腹板, 形成贯通钢筋, 哪些钢筋与型钢柱牛腿焊接, 哪些钢筋需要从型钢柱侧边通过, 提前根据数据分析结果, 将每个梁、柱节点钢筋反映在CAD图上, 以指导现场施工。

2) 框架梁钢筋与型钢柱连接施工。a.根据节点图, 将框架梁钢筋安装摆放到位, 对需要与型钢柱牛腿焊接的钢筋施焊, 焊缝为角焊缝, 焊缝厚度10 mm, 且双面焊缝长度不小于5d (钢筋直径) , 焊缝应饱满。其余钢筋穿过型钢柱腹板, 形成贯通钢筋。b.框架梁钢筋与型钢柱连接施工质量控制要点总结。认真组织现场施工班组进行技术交底, 将每个施工节点图发到班组组长手中, 并对每个工人进行详细的技术交底, 保证工人领会设计意图, 清楚钢筋的绑扎方法;钢筋混凝土梁内主筋穿过型钢腹板不应少于1/3, 其余主筋与柱上钢牛腿焊接;与钢牛腿焊接的钢筋应保证焊缝质量等级达到二级焊缝标准, 焊缝为双面焊, 焊缝长度不小于5d (钢筋直径) ;钢板开孔应在工厂用专用设备钻孔, 不应现场切割开孔;柱内型钢翼缘板不应开孔穿筋, 腹板开孔面积在同一截面中不宜超过腹板的1/3, 否则需采取补强措施。f.在设计允许的情况下, 型钢柱牛腿尽量长, 最小应达到300 mm, 以方便框架梁钢筋与牛腿焊接施工;若钢牛腿伸出框架柱边缘太短, 因框架柱钢筋影响, 会给框架梁钢筋焊接施工造成困难, 并且不易保证焊接质量。

4 型钢梁与型钢柱连接施工

为了满足建筑物具有汉代建筑风格和使用要求。在本工程结构标高为16.45 m处设计了型钢混凝土梁板厚300 mm, 是为了满足4层摆放尧、舜、禹三尊石像的荷载并作为4层20 m层高的一加强层。这一加强层显得尤其重要, 所以在型钢梁施工前必须保证搭设的架体满足高大模板支撑体系的相关要求。

4.1 钢梁吊装与临时固定

清理钢梁表面的污物后吊装钢梁, 钢梁应装配好附带的连接板, 吊装时注意钢梁的方向准确。

4.2 高强螺栓安装

装配和紧固接头时, 应从安装好的一端或刚性端向自由端进行;高强螺栓的初拧和终拧, 都要按照紧固顺序进行:从螺栓群中央开始向外侧进行紧固。同一高强螺栓初拧和终拧的时间不得超过1 d。高强螺栓不能安装时, 应用冲杆或铰刀修正扩孔后再插入。雨、雪天及螺栓上有污物后不得进行高强螺栓的安装。

4.3 型钢梁安装注意事项

1) 在型钢梁施工过程中, 应在已经支设完毕的模板上, 用墨线弹出型钢梁位置, 确保钢梁安装准确。2) 校正钢梁的标高、轴线。3) 钢梁安装完成后应检查钢梁与连接板的贴合方向。4) 钢梁的吊装顺序应严格按照钢柱的吊装顺序进行, 及时形成框架, 保证框架的垂直度, 为后续钢梁的安装提供方便。5) 处理螺栓偏差时采用绞孔机扩孔。6) 安装时不得将高强螺栓直接穿入, 而应用临时螺栓进行固定。

5 结语