形态的框架结构（共12篇）
形态的框架结构 篇1
1 索绪尔关于“语言与言语、共时与历时”的理论
“语言与言语”理论。瑞士学者费尔迪南·德·索绪尔是杰出的语言学家和思想家,被推崇为现代语言学的奠基人和结构主义哲学的先驱者之一。索绪尔给“语言”下了一个简短的定义:“在我们看来,语言和言语不能混为一谈;它只是言语活动的一个确定的部分,而且当然是主要的部分。它既是言语机能的社会产物,也是社会集团为了使个人有可能行使这机能所采用的一套必不可少的规约,是潜存在一群人的脑子里的语法体系。”而“言语”则是“个人的意志和智能的行为,其中包括说话者赖以应用语言规则表达他的个人思想的组合”和“使他有可能把这些组合表露出来的心理、物理机构”。
对索绪尔来说,重要的是区分“语言”和作为实际体现的“言语”,分离出语言研究的对象,他认为,把语言和言语分开,就把什么是社会的,什么是个人的,什么是主要的,什么是从属的和偶然的区分开了。语言学家主要的研究对象应该是“语言”、确定构成“语言”单位及其组合规则,而不是去描写言语活动,言语有哪些具体特点并不重要[1]。
“共时与历时”理论。索绪尔在提出区分语言和言语之后,又系统地提出了划分语言共时性(synchrony)和历时性(diachrony)的原则。索绪尔根据语言在时间和空间上的位置,用图1表示语言共时性和历时性的关系。
索绪尔说:“同时性的轴(AB)截取历时性轴的一个横断面,它牵涉到存在的要素之间的关系,在那里排除任何时间的干扰,而连续性的轴(CD),则反映出语言变化的面貌”。从图1可以看到,共时语言学要排除时间的干扰,研究的是联系各同时存在并且构成系统的各要素之间的关系,这些要素是同一集体意识所感觉到的。历时语言学恰恰相反,它是在时间流程中去研究,只研究联系各个不为同一集体意识所感觉到的连续的要素间的关系,这些要素一个代替一个,互相间不构成系统[2]。
2 “框架结构”中的建筑
如索绪尔在说明语言共时性和历时性关系的图中所示,在历时性的CD轴上,可以分别截取a′b′,ab,AB三条共时性轴来看传统城市的发展。用a′b′轴表示传统城市发展的第一阶段:从西周开国之初,到春秋时期,可以《三礼图》中的周王城图为例;用ab轴代表从封建制勃兴的春秋、战国之际,到中唐的第二阶段,可以隋唐长安城为代表;用AB轴表示自中唐迄明、清以唐、宋市坊规划制度的改革为起点的后期封建社会阶段,以明清北京城为例。
从以上三个例子不难看出,三座城市的城市结构均具有一种“框架结构”的性质,就是一种以宫城中轴线作为全城规划的主轴线,结合经纬涂制道路网构成的“框架结构”。从历时角度看,城市“框架结构”中要素的变化,表现为一个要素被另一个要素所代替,而不牵涉到整个结构,它是在结构之外发生的,相当于“个人”的“言语”的变化。如传统城市中的建筑就是城市“框架结构”中的主要要素之一,以上三个不同阶段城市的发展变化也主要体现在如商业建筑、居住建筑等几类建筑在城市中的相对位置及其相应建筑形式的变化。而城市“框架结构”相当于“公共”的“语言”则趋于相对稳定,在“质”上并没有特别大的改变。正是相对稳定的“框架结构”保证了基本要素可以不断地更替来满足不同时代人们的具体要求,新陈代谢使得基本要素一直充满着活力。从共时角度看,“框架结构”为基本要素提供了极大的灵活性,它具有巨大的包容能力。
3 建筑中的“框架结构”
中国传统建筑立面三段式分为屋顶、屋身、台阶三部分。建筑构图的变化多半在于屋顶和台阶,二者在视觉形象上占据建筑立面的主导。屋身在任何建筑的立面上都难免成为构图的主要角色,而在中国传统建筑中是出乎意料的一个例外。除了中国传统建筑之外,所有建筑立面构图的重点都是放在屋身之中,底部和顶部不过是稍加变化而已。“隐性”的屋身本身经常显现出来的多半完全是一种构造和使用功能的形状。事实上,一个中国传统建筑在平面与屋顶完全相同的情况下,改变中段的墙身就可改变建筑物的性质。在顾及建筑周边更加广阔的具体环境时,建筑就还可能被位置或使用的不同而细分为堂、厅、室、轩、斋等不同种类。如宫、室、寝通常是些较封闭的空间,而“厅”这样一个通常占据绝对重要位置的建筑,通透的墙身直接向周边的环境开敞,却可以与宫、室、寝屋顶等级一样,平面结构柱网一样。而这应归因于墙身与其包绕的框架结构之间的关系。框架结构使建筑的承重部分与围护部分脱离,解放的墙身从而可以独立表达自己以及与环境的关系。框架结构的灵活性使它具有极大的适应性,反映在地域上,古代中国几乎整个疆域都可看到木框架结构。如同样平面的“堂”从北方封闭的砖墙,到开敞的木框架墙身,而到皖南及更南“堂”就完全敞开了,建筑只需改变墙身围护部分的材料就可满足各地的要求。在建筑内部,若设置隔断则分为数小间;若不设置则合成大空间;还可若分若合,各种罩、挂落,生出变幻多端的空间,以适应各种生活场所之需。
从历时角度考虑,框架结构使建筑的新陈代谢成为可能。通用型柔性形式的框架结构,使传统建筑系统中类型发生互融与类型具有可互换性,不像欧洲古典建筑那样类型丰富多彩,外观富于变化,而各具个性,也完全不同于现代建筑所谓的“形式追随功能”,强调形式与功能的一一对应。传统建筑的这种新陈代谢式的动态设计观对今天的建筑创作,对作为社会资源的建筑的充分利用仍具有很大的借鉴与启示作用。
4作为一种“框架结构”的窗
传统建筑由于采用了框架结构,承重结构与围护结构的分离使得窗的大小和形式在设计上十分自由,丝毫不受结构上的限制,窗的形式在于构成室内外分隔的一幅美丽的图案。而且窗本身也是一种“框架结构”,其结构构成有三个层次。第一层次为整体构成,由固定的上、中、下槛和抱框、间框组成骨架,骨架中“填充”可开启或固定的扇;第二层次为扇的构成,由竖向的边挺和横向的抹头组成骨架,骨架中再“填充”格心或实心板;第三层次为格心构成,由棂条组成,其内可以糊纸、裱绢,也嵌入各种玻璃、木板等[3]。高度程式化的木构架建筑,屋顶台阶和间架结构都是定型的,而与结构分离的窗却能相对较为敏感地反映出不同功能建筑所要求的不同围护特点。
另外从历时更替考虑,建筑用途、建筑性格的改变以及功能的改善都可以通过改变窗的“框架结构”和所“填充”要素来完成。
5结语
通过对以上“框架结构”中的建筑、建筑中的“框架结构”以及作为一种“框架结构”的窗的三个不同层次的“框架结构”的阐述,可以看到传统建筑的三个不同层次的“框架结构”都具有极大的灵活性和新陈代谢的能力,这种兼具弹性和开放延展性的“框架结构”性质对于现今建筑创作实践无疑仍具有极大的借鉴意义。
摘要：通过索绪尔关于“语言与言语、共时与历时”的结构主义方法论,从传统城市、传统建筑以及传统建筑中的窗三个不同层次对传统建筑进行了一次结构主义视角的分析;传统建筑不同层次的“框架结构”性质对现今建筑创作仍具有借鉴意义。
关键词：框架结构,要素,灵活性,新陈代谢
参考文献
[1][瑞]费尔迪南.德.索绪尔.普通语言学教程[M].北京:商务印书馆,2005:28-37.
[2]赵蓉晖.索绪尔研究在中国[M].北京:商务印书馆,2005:239.
[3]侯幼彬.中国建筑美学[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1997:45.
[4]陈翠荣.框架结构设计中应注意的问题[J].山西建筑,2007,33(4):58-59.
形态的框架结构 篇2
授课人：丛芳
【设计思想】
从学生已有的知识出发，通过视频和图片创设恰当的教学情境，引导启发学生思考，激发学生的学习热情。通过引导学生赏花培养学生爱护花草，热爱大自然，保护环境的情感及学习本学科的兴趣。【教材分析】
《花的形态与结构》是中等职业教育国家规划教材《植物生产与环境》第一章第三节的教学内容。它是在学生学习了绿色开花植物根、茎、叶的生长情况的基础上来学习的。“开花”是绿色开花植物一生中非常重要的时期。是形成植物果实和种子的前提，对于学生全面认识开花植物起着关键作用，在章节中是一个重点。
【学情分析】通过上节课的学习，学生已经掌握了植物的营养器官，在此基础上进一步讲授植物的生殖器官。【三维目标】
（一）知识目标：
（1）说出植物的生殖器官包括哪些；
（2）描述花的基本结构和各部分的功能，并说明花的主要结构是花蕊的理由；（3）说出不同的花序；
（二）能力目标：训练学生观察分析的能力，（三）情感、态度、价值观目标：
（1）充分运用多媒体课件，创设情景，激发和提高学生的学习兴趣；（2）通过花结构与功能相适应的学习，帮助学生树立辩证唯物主义的观点；（3）通过不要随手采摘鲜花的教育，使学生养成热爱自然，热爱生命的文明习惯； 【重点难点】
花的基本结构及其最重要的部分； 【教学策略与手段】
有效地组织引导学生质疑、观察与交流活动。运用几种典型花的课件、视频材料等。【课前准备】
学生进行新课的预习，教师准备好视频资料《植物的花》。
【教学流程】
导入：播放《植物的花》多媒体片段，师生一起欣赏。展示杜鹃、茉莉、桂花、马蹄莲和玫瑰等常见的花卉图片，之后提问：“同学们看到了什么，有何感受？”由学生对问题的回答引出本节课的内容《花的形态和结构》。
新授：：观察桃花，对照着课本中“花的形态结构”和大屏幕的投影，由下向上依次观察桃花。此设计在于创设学生的自主学习情景，教会学生观察方法，培养学生的观察能力。利用投影仪向学生展示桃花结构的和幻灯片，对桃花的每一部分做详细讲述。
小结：对一朵花来说最重要的部分是雄蕊和雌蕊。一朵完整的花包括花梗、花萼、花冠、雄蕊和雌蕊。巩固练习：
1、在花开放以前，保护花的内部结构的是_______ 和_______。
2、蜜蜂在花丛中飞来飞去，可以帮助____________，所以对植物有好处。
3、雄蕊是由 ______（里面有______）和_______ 组成，雌蕊是由______、______和 _______（里面有______）组成。
【板书设计】
板书是对教材内容的概括总结，我的板书设计分两大块。第一大块是用系统表来总结花的结构；第二大块是花的花序；这种板书设计突出重点，简洁明快，体现了板书设计的程序性、概括性。【布置作业】
1、在花开放以前，保护花的内部结构的是_______ 和_______。
2、蜜蜂在花丛中飞来飞去，可以帮助____________，所以对植物有好处。
形态的框架结构 篇3
前言
在进行图象复制的过程中，网点是主要的基础的单元，通过控制网点在印刷和复制的过程中的线性传递是达到控制印刷品质量的一种有效的方法。相比于其它的控制印刷品质量的方法网点现行传递控制法具备更多的优势，它可以实现以分析网点中的复制特性的方法进而提升印刷品的质量。本文主要从微观元素这个研究视角为基础，解决印刷品图象颜色的信息再现问题，探讨网点的微观结构和图象信息的印刷复制存在的相关问题，以更好地促进印刷品的质量的提高，满足广大消费者对更高质量印刷品的要求。
认识网点结构
由于网点的内部结构的不同，所以网点可以划分成非实心点和实心点这两种，其中同心圆的网点是属于非实心点，呈环形的内部结构，而调频（FM）和调幅（AM）网点是属于实心点。调频网点的优势在于可消除龟纹性，然而它的单个网点仅是调幅网点的2.0%～5.0%，使得印刷色彩的再现难度，印刷质量不高。环形同心圆是构成同心圆的网点的元素，空白的区域称为“空”，而着墨的区域则称为“条”，从而形成空条间接地空间分布结构。研究学者郭伟曾经指出：同心圆的网点相对于调幅网点和调频网点而言，具有更好的再现性和平滑度，色彩呈现出更好的饱和度，也是一种能够实现相对节约墨和油的网点内部结构，从网点的内部结构进行研究对色彩的复制特性具有重要的意义。
1.网点的结构形态
不同的网点结构具有不同的网点结构形态，网点结构形态主要有内部结构、平面特征和立体形态这三大方面的主要属性。其中网点的平面形态包括面积扩展、形状和排布；立体形态包括空间形状、着墨厚度和网点渗透；内部结构则包括单个的网点内部的着墨量分布。网点结构形态对网点再现的印刷品的清晰度、色阶和色调产生重要作用。
2.网点平面形状
单个的网点所形成的几何形状就是网点的形状，也就是50%的网点所呈现出来的集合形状或者是网店边缘的形态。在加网方式所运用到的网点形状有椭圆、圆形、方形和菱形等，而同心圆的网点则是近几年才出现的加网方式。网点的形状差异化会影响印刷复制的效果，这是主要由于其在图象印刷复制的过程中差异化的传递规律。
3.网点的扩大
网点在印刷复制的过程中会出现网点扩大的现象，这主要是受到印刷过程中压力和材料性能的影响。网点扩大是指印刷品的实际网点与印版上对应的网点面积出现扩大的现象，这是一种常常会在印刷复制过程中常遇到的现象。网点形状会使得网点扩大呈现出一定的规律，例如方形的网点在50%的地方是最大网点扩大值出现的地方，而对于方形的网点则是在75%的地方出现最大网点扩大值。
从网点结构与呈色特性理论进行分析
1.呈色与网点结构
不同的网点结构会有不同的特性，同心圆的网点结构具备了调频网点和调幅网点两者的属性，它类似将调频网点设置成规则的圆环，又将调幅网点划分为更细的空和条，然而从网点的本质属性上讲，调幅网点的类型和同心圆的网点类型是一样的，在一样的印刷条件下，同心圆的网点着墨的基地面积较小，使得油墨量承载少，进而提升印刷表面的光滑程度，能够很好地展现印刷信息的细节，很好地节省了印刷油墨。在网点的面积率一致的情况下，具有差异化的网点结构其空白地方影响最终的呈色贡献效果的一致的，然而印刷的呈色差异化是由于网点不同的着墨形态造成的，是产生这种效果的必然的因素。油墨所在现的色彩饱和度与墨点的镜面反射光通过量与整个墨区的反射量之间的比例呈现出正比的关系。
2.基于模型的呈色分析
网点的印刷呈色会受到墨层的总反射量及其光谱的共同影响，这是由于油墨的本色光具有反射的特性，这是主要由于本色光在经过墨层吸收之后能够对印刷呈色产生影响。同样的网点面积率的情况下，忽视白光的反射因素影响，墨点的反射原色光的饱和度和通过量呈现正比的关系。油墨能反射本色光和空白区域反射白光的共同作用会使得印刷出现呈色反映，在网点的百分比一致的条件下，同心圆的网点和调幅网点的空白区域对白光产生的反射量一致。
结束语
综上所述，本文主要是通过以理论为指导以及相关问题的分析和验证，对网点的微观结构影响其呈现的颜色特性进行了研究，对调幅网点和同心圆的网点两者在色彩的再现上的不同进行具体的分析和论证。印刷的呈色效果或受到网点内部不同结构的影响，而同心圆的内部网点结构又是影响网点色彩再现的主要的因素。同心圆的网点扩大的因素影响网点呈色会随着加网线数的提高而减小，条幅网点的色彩再现弱于同心圆的网点，这主要的表现是在饱和度上，两种网点相比没有明显的优越性差异，证明了实验结论与理论的互相符合。因此，以调整网点的内部结构从而提高其印刷适性，这是一种提高印刷品总体质量的创新的研究思路，具有实践性的意义。
（作者单位：安康学院）
形态的框架结构 篇4
关键词：结构主义,城市文本,城市设计
一、结构概念的一般含义
了解形态首先要从结构的概念入手。从普遍意义上讲结构是指:一个整体的各部分相互构成的方式,如人体结构、车体结构等。以汽车为例,汽车是由底盘、车架、发动机等清晰可见的结构构成。在相同的车体结构下,汽车的外观可以被设计成不同动感造型的可视形态。与之相比,城市的结构未必清晰可见,城市的形态也超出了个体所能掌控的视觉化范畴。因此,对城市结构与形态的理解及其研究方法具有一定的专业性和特殊性。
二、结构主义视角下的城市结构与形态
以语言学为缘起的结构主义为我们提供了研究城市结构与形态的方法论依据。结构主义的“结构”不是具体可以描述的构造,而是一个现实的框架,是一种理论的方法——正是人的感知使结构成为一种存在(1)。“结构是指系统内部各组成要素之间的相对稳定的联系方式、组织秩序及时空关系的内在表现形式(2)”。结构蕴涵着独立性、自主性、封闭性,其中整体性是结构或系统的首要特性,蕴涵着一种秩序哲学。此时的结构具有转换性和自身调整性。结构的转换性表明,结构不仅规定了整体,联络整体的各组成部分,同时结构还构成了整体,具有自组织性;结构的自身调整性表明,结构始终处于一个动态的稳定之中,结构是一个过程,具有历史性,结构自身成为一个“发展”的框架,是一个“时间”和“空间”的综合体。
结构主义的结构概念显得抽象、隐晦,然而这一概念所呈现的特性却与城市文本的基本属性极其相似。城市具有自组织性,城市结构经过历史的演化而具有稳定的生命力,城市同时也是“时间”和“空间”的综合体。因此,结构与形态概念的区别就在于结构的概念更富于“传统性”,很少出现深层结构自身的繁复变化和突然变异。无论城市的表层多么强烈地变化,其深层结构都顽固地抵抗着变化。比如,阿尔多·罗西认为,弄清楚城市形态背后比较“稳定”的图状,是认知城市的出发点(3)。
三、从认知城市到设计城市的文本思辨
城市是什么?想要理解这个客体,我们就必须离开它而置身文本的层面,才能取得对城市结构的真正理解。结构主义视角就将城市置于这样的层面之下,此时,我们理解的城市或者可以称之为“城市文本”。
从文本层面来理解,城市结构的概念反映了城市生活方式、文化观念和价值观念等形成的精神面貌、社会群体、政治形式和经济结构所产生的社会分层现象和社区的地理分布特征。城市形态则是城市内在结构及诸多城市作用力下的外显结果。无论是城市还是乡镇,都像生命有机体一样在客观无形中成长,伴随着成长其形态也逐渐成型,所以城市形态的构成与发展也应该有自然演化的特征,不能从视觉的角度粗鲁地对其进行直接表述。在这里,研究城市形态的两个重要思路分别为:第一,从局部影响元素到复杂整体结果的分析方法;第二,强调研究事物演变过程的方法(4)。其分析方法包括城市形态分析(Morphological Analysis)和环境行为研究等(5)。
上述城市形态的诸多研究方法,涵盖了从认知城市到设计城市不同思维的转变过程。因为城市结构(包括城市社会结构、经济结构以及文化结构等)不能单纯地通过设计活动进行空间建造,此时的城市结构是不可物化与视觉化的。与之相比,交通结构、功能结构以及景观结构等结构概念则是具象的空间结构,类似于我们对结构概念的一般理解,是可以通过设计活动来具体把握的。因此,城市设计的思维过程是将城市宏观的、抽象的、观念的文本要素纳入到真实空间中的过程(转换成实体环境的生产),城市设计实践活动则更加注重通过文化与历史等要素(也包括政治、经济和社会等)的不同表征方式来触摸城市客体的本质,通过不断的构造活动来接近真实的空间。
城市形态是城市诸多作用力共同作用的结果,城市设计只属于城市研究的某一方面,是诸多作用力之一。虽然“城市设计是最应该负责城市整体性的一个学科(6)”,但从理解的思路、工作的范畴、学科的独立性等方面来看,城市设计作用于城市形态的方法仍属于“从局部影响元素到复杂整体结果的分析方法”,比如环境行为研究、建筑学的方法以及空间形态研究等。
1文脉混合
2文脉混合
四、城市设计作用于城市形态的方法与途径
那么,城市究竟有哪些“局部的影响元素”可以影响到整体的结果呢?或者说城市文本究竟可分为哪些要素,并通过城市设计过程与手段实现对城市形态的引导与控制呢?
显然,城市设计的“设计”活动只能对城市的具体空间形态产生直接作用。文脉主义城市设计观将城市的结构与形态表述为隐性形态和显性形态(即凯文·林奇所指的无形形态和有形形态)。显性形态是指城市的显性组成要素,设计活动可以对其产生直接作用。这些要素可以概括为人、物、地三者(7)。“人”是城市的主角,城市形态所呈现的意义特征充分体现了人的伦理、道德以及人性的特征;“物”是指环境中的物质要素;“地”反映出城市形态的场所概念。从城市文本构成的角度看,这三者分别代表了城市文本的三个要素,即人——自由的流动元素、物质元素——固化的空间要素、文脉元素——文化与社会层面的历史再现。因此,城市形态在空间建造层面的城市设计方法也应从这三个要素展开。
1. 空间句法——自由流动的城市文本
空间句法强调的是存在于自由空间的人。空间句法模型是进行城市空间结构分析的理论和工具,是一种新的、描述现代城市空间模式的计算机语言,它能够对城市空间环境进行拓扑学分析。任何一个城市系统都由两部分组成——空间物体和自由空间,空间物体主要是建筑物,而自由空间是指由空间物体隔开的、人可以在其中自由活动的空间。
空间句法主要通过轴线模型的分析来进行理性的空间评价,给城市设计提供理论上的依据。空间句法在城市中的应用主要体现在如下几方面:城市空间结构及其演变、城市交通中人流与车流流量、流向的预测和分析、城市土地利用、城市犯罪制图、城市建筑的结构布局与社会及文化的关联等(8)。这一方法不仅强调分析空间集合的几何特性,重要的是蕴涵其中的社会学与人类学意义。
2. 要素整合——视觉话语的城市文本
研究城市物质空间要素的相互作用机制是城市设计的核心内容。针对城市的文本性研究,“互文性”是指城市视觉话语的相互作用,城市设计可视为城市空间要素(视觉话语)的整合机制研究。城市设计的创作主要是建立在要素的关系组合上,城市的多样性、有序性、和谐性来源于诸要素的结合。英国F·吉伯德在《市镇设计》(Town Design)中指出:“城市设计的基本特征是将不同物体联合,使之成为新设计,设计者不仅必须考虑物体本身的设计,而且要考虑一个物体与其他物体之间的关系(9)。”同济大学卢济威教授认为,整合是个宽泛的概念,城市要素在复杂的大系统中形成不同层次的整合关系,一般可分为实体要素整合、空间要素整合以及城市区域整合等。
3. 文脉体系——时间性的城市文本
文脉研究是重要的城市文本分析的视角,它把历史关联性(即时间性)作为城市形态的研究方向。文脉中的意义,更多的是以情感的方式得以体现的,它是从形式到结构再到意义的分析过程。首先,文脉是意义的承接,而形式只能作为手段。其次,对于文脉的理解,大都集中于历史文化性质的承接,而忽略了“空间”的上下文关系。空间上的文脉不仅包括事物所处的自然物理环境,也包括此时的文化背景。广义来讲,文脉应当理解为“与事物相关的外部条件的总和”,而不单指继承传统的问题。最后,文脉是上下文的界面,它更应关注的是下文,即创造新的文化。当文化存在的“语境”发生改变时,我们便需要设计师去创造新的文化了,城市历史区域上下文关系的文脉研究应包括文脉统合、文脉并置以及文脉的延续性等。
五、结语
以纯粹的“设计”思维去理解复杂的城市显然是不够的,同样,以空间的建造活动去解决城市的所有问题也是不可能的。城市设计就是在这样的“局限”下进行的空间思辨与实践活动。因此,如何建立一种开放、完备的思维方式来梳理城市千头万绪的关系是我们理解空间、进行城市设计创作的必要前提。本文提及的结构主义视角为我们提供了一种在多维与复合的状态中,还原城市本质、提出设计途径的思路。当然,这些文本要素的影响是相互的,因为城市是复杂而多元的,是多重空间的交错,也是多重文本的会合。
参考文献
[1]参见:王富臣.形态完整——城市设计的意义.北京:中国建筑工业出版社,2005:134
[2]参见:魏宏森,曾国屏.系统论——系统科学哲学.北京:清华大学出版社,1995:288
[3]参见:Aldo Rossi.The Architecture of the City.Cambridge.Mass:The MIT.Press,1982:18～28
[4]参见:段进.城市形态研究与空间战略规划.城市规划,2003(2):45～47
[5]参见:谷凯.城市形态的理论与方法.国外城市规划,2001(12):36～37
[6]参见:陈可石.城市设计晴朗的天空.北京:北京大学出版社,2008:40
[7]参见:刘先觉.现代建筑理论.北京:中国建筑工业出版社,1999:49
[8]参见:张红,王新生,余瑞林.空间句法及其研究进展.地理空间信息,2006(8):208
框架结构的特点有哪些？ 篇5
框架结构的特点有哪些？
框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构，主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广，
这种结构形式虽然出现较早，但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置，楼板和联系梁沿纵向布置，具有结构横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布置同横向布置相反，横向刚度较差，应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架，建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要方案之一。
形态的框架结构 篇6
关键词：产业结构;空间结构;空间形态;形态演变;德州市
引言：城市空间结构的演变是通过产业结构的不断调整和升级来实现的[1]。近几年有学者对产业结构升级和空间形态演变进行研究，取得了一定的研究成果。他们的研究对象多集中于经济水平比较高的省级城市，对地级市、县级城市的研究较少。尤其对区位、经济水平、产业结构都位于区域边缘地带的城市研究几乎处于空白。德州市地处山东和河北交界处，总体经济发展在山东省17地市中位于较低水平，是鲁西北、冀东南的区域中心。主要工业有化工、纺织、食品、太阳能等。目前处于工业化中期，产业结构正处于调整升级的重要时期。因此， 研究德州市的产业结构升级对城市空间结构优化的作用，可以更好指导德州城市空间的发展。
一、德州市产业结构优化升级分析
德州市是山东省的北大门，位于山东省西北部，黄河下游北岸，东经115°45′～117°36′，北纬36°24′～38°0′之间。北以漳卫新河为界，与河北省沧州市为邻;西以卫运河为界，与河北省衡水市毗连;西南与聊城市接壤;南隔黄河与济南市相望;东临滨州市。辖一区两市八县，2012年总面积 1.03万km2，人口577.5万，地区生产总值2230.56亿元，其中第一产业244.39亿元，第二产业1208.65亿元，第三产业777.52亿元。中心城区为德城区，面积539 km2，人口60万人。
建国60多年以来，德州市产业结构发生了很大的变化，其产业结构演变轨迹符合一般的产业结构演替规律：第一产业所占比重不断下降;第二产业所占比重持续上升，2006年达到高峰以后稳中略有下降;第三产业所占比重稳步提高。
二、德州市产业结构升级对空间形态演变的引导作用
产业结构的升级促使德州城市空间结构优化，城市空间形态出现变化。初期受集聚效益影响，德州城市空间“摊大饼”式向近域扩展，面积不断增加。集聚到一定程度出现不经济，德州城市空间被迫采取一主多副的组团发展模式。随着产业、人口与职能向副核有计划转移和重新排列组合，德州城市次中心及分区形成，从而实现产业结构的升级与城市空间结构的优化。
（一）建国前后，产业结构的次序为Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ，单中心城市阶段。建国初期， 德州市经济基础十分薄弱，1949年GDP仅为3.40亿元，三次产业结构为88.5：2.7 ：8.8，德州市作为传统农业区，主导产业是第一产业，产值占88.5%，但是主要产品粮棉产量低，自给不足，第二产业只有零散分布的极少数的手工作坊。中心城区城市建设主要集中在华联、一中和铁路沿线一带，零星的分布着一些居住点和商户。
1958年，德州市制定出第一个城市总体规划。按照总体规划，中心城区工业向西、向北发展，为此，开辟了河西工业区。在运河以西和铁路沿线布置了少量工业用地，重点发展机械、纺织、建材、化工等工业，沿铁路两侧形成了重型工业区和煤炭、木材等物资堆场用地。在城市西部铁路车站及其周边形成了商贸服务区。以后三年自然灾害和十年文革经济和城市发展几乎停滞，整个城市总体还处在以旧城为核心的向心集聚的初级发展阶段。
（二）1981-1999年，产业结构持续升级为Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ，城区呈单核指状延伸。改革开放以后，在第一产业迅速发展的基础上，德州市大力发展第二产业。中心城区在铁路以西重新发展工业区，新上棉纺、华能电厂、化肥厂等项目。1988年德州市的第二产业产值、在产业结构中所占的比重首次超过第三产业，三次产业结构为50.0：26.1 ：23.9，产业结构调整为“一二三”。1995年第二产业的增加值比重开始超过第一产业而跃居到主导地位，产业结构升级为“二一三”格局。
伴随产业的发展，城市空间拓展加快，城市地域功能也开始出现分化。 中心城区在向西发展第二产业的同时，开始向东全面拓展城市生活用地，城市中心开始向东偏移，新建了新湖风景区和德州百货大楼等新型休闲商业设施，第三产业有了更大发展空间。到1999年，第三产业增加值比重也开始超过第一产业，产业结构调整为“Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ”。
（三）1999—2010，产业稳步发展，“一主两副”的多中心组团形态形成。1998年中心城区跨越岔河向东发展，沿京沪高速公路建立省级经济开发区， 城市跳离老城中心呈跳跃式开发。建立了太阳能、中央空调等高新技术产业为主导功能的产业园区，也带动了行政、居住、商业、旅游休闲等用地的增加。2002年，在岔河与开发区之间建设河东新城与经济开发区对接。至此城市建设全面跨越岔河向东推进，逐步与开发区融为一体。河东新城集居住、行政办公、商业服务、文化教育于一体，与经济开发区的产业功能共同构成新型、功能完善的现代化城市组团。同期，德州市政府立足形成德城区、经济开发区、运河开发区“三区联动，比翼齐飞”崭新发展格局，在运河以东直至与河北交界处成立了运河经济开发区。建成商贸特色明显的鲁西北、冀东南的商贸中心和物资集散基地，以能源、化工、纺织、机械等产业为主的工业区。
老城区发展相对成熟，成为城市中心组团;新城区发展为副中心组团。三个组团以岔河、运河为界相对独立发展—“一主两副组团”的空间布局结构日趋显现。
（四）2011-至今，着重发展高新技术和新能源产业，呈现三区同建的新组团形态。随着第四届世界太阳城大会的召开、京沪高铁建成通车和德州市政府东迁河东新城，德州市新一轮城市规划提出城市主要向东南方向扩展，可适度向北发展，必要时应突破行政界线影响，扩大城市发展规模。提出了新的三城区发展模式：河东新城区、高铁新区、原来的德城区和运河开发区合称老城区。规划高铁新区以新能源与生物相关产业为主导产业，机械制造、纺织、食品医药、电子为基础产业，辅以现代物流和现代商贸为一体的综合性制造基地。三城区以河流为自然分隔自成组团，组团间依托运河、岔河、减河、马颊河四条河流形成滨水生态廊道及景观廊道。
结语：产业结构的合理性是城市发展的推动力，不同阶段的产业在土地使用上的投影，在空间上表现出一定的结构，体现不同时期城市形态的差异。在产业结构升级过程中，要突出优化空间结构，美化空间形态，从而促进城市的全面发展。改革开放以来，随着德州市产业结构的调整升级，中心城区规模由小到大、空间结构不断扩散和重构，城市面貌发生了很大变化。目前是 “实现跨越发展，建设幸福德州”的重要时期，未来要大力发展“10+3”产业集群，重点引进新能源、新材料、新医药、新信息、精密仪器精细化工、精新纺织项目，逐步实现产业升级，空间结构优化，把德州发展成为以新能源产业为特色的城市。
参考文献：
[1] 张志斌，李雪梅.城市产业结构调整与空间结构优化的研究—以兰州市为例[J].干旱区资源与环境，2007，21（12）： 1-5.
论建筑结构形态的美学表现 篇7
建筑作为一门艺术, 很难用一种条条框框、绝对权威的理论来指导它的设计。不同的艺术思潮, 会产生不同的审美标准;不同的审美标准, 又会产生不同风格的建筑作品。一直以来, 建筑师们都在对建筑形式美学理论进行多方面的探索, 众多的构成规律也不断地被总结出来。但是这些理论多是从视觉形象角度出发的, 偏重于对建筑外在的考察。而事实上, 作为一种空间受力的实体, 建筑的形式美是通过建筑的物质实体来表达的, 所以结构因素是不可忽略的。更重要的是, 结构的表现力是一种巨大的力量, 巧妙地运用会令建筑形象的变化更为自由和丰富。结构形态为建筑之美提供了丰富的源泉, 值得我们关注和深入探索。
一、结构形态影响建筑形式美规则
现有的建筑形式美的经典规律一般可以归纳为:比例、尺度、均衡、韵律、稳定等原则。至于这些美的规律的成因, 英国著名生物学家达西·汤普森将其解释为“形是力的图解”, 即许多形态的产生是由内在的力学关系决定的。凡符合力学规律的结构, 自身必然有一种内在的和谐与统一, 这种结构反映在外部形式上必然符合均衡、稳定的原则。
历史上一些早期的著名建筑物, 其结构技术和视觉艺术都非常吻合。这是因为从事这些建筑物营造的工匠, 本身又是建筑师、工程师。他们在开始创作时就已将结构、功能和美观三方面的矛盾进行了综合的考虑并且加以调和了。如罗马古迹的拱形结构, 当时缺乏能够抗拉的结构材料, 所以, 人们用砖石材料或火山灰、石灰拌合碎石, 凝结成穹顶结构, 并且将拱顶放在很厚的高墙顶上以抵抗结构的侧向推力, 在穹顶上方开设圆窗以采光。整个建筑造型完美, 内部空间庄严肃穆。建筑形态的产生是由内在的力决定的, 受力是明确的、肯定的, 所以, 它们是美的。
中国木结构建筑法规《营造法式》中有“侧脚”一词, 其含义是将柱头微向建筑内侧倾斜, 柱脚微出向外。从结构力学的几何稳定性分析, 如果所有柱子都垂直于地面, 那么它们之间的关系是互相平行的, 柱与水平梁联接后组成的结构体系, 在发生微小移动时, 这种运动可以一直继续下去, 是几何可变体系, 这在结构上是不安全的。由于侧脚作用, 使得各柱之间不再平行而形成虚铰, 有利于整个建筑物的几何稳定, 同时由于视觉经验的透视效果, 建筑给人一种沉稳挺拔的美感。
由此可见, 建筑结构及其格网、空间、轮廓、韵律等与建筑之美有着某种必然的内在联系。美的形式必然含有合理的技术内容, 这自然而然地会在人们内心形成相应的实用性审美心理效应, 从而影响建筑形式美规则。
二、结构形态与建筑美有机结合
结构技术和材料的进步对建筑的发展起着至关重要的作用, 并为建筑师进行新的尝试带来了无数的可能, 使得建筑形象有了巨大的改变。同时, 结构技术的发展对现代社会人们的思想意识和审美心理产生了深刻的影响, 技术美学和技术价值观得到了普遍的接受。结构技术的表现在某种程度上已经成为建筑艺术的一部分, 深刻地影响着建筑形象的创作。一些结构技术运用非常成功的建筑, 就是既满足了建筑本身的功能要求, 又发挥了建筑艺术巨大感染力的佳作。它们将结构形态与建筑美有机地结合起来, 这是值得我们学习和借鉴的。
意大利工程师、钢筋混凝土诗人奈尔维创造了许多建筑艺术和结构技术和谐统一的优秀作品。建于1957年的罗马小体育馆堪称是他熟练运用钢筋混凝土材料的经典之作。罗马小体育馆呈圆形, 其屋顶是由钢筋混凝土组成的穹顶, 穹顶由1600多块菱形预制槽板组成, 由现浇梁联系在一起, 这些精致的拱肋条条交错, 构成两组旋转辐射而成的图案, 像一朵凹凸相间的葵花 (图一) , 具有强烈的韵律美和节奏感。建筑师巧妙地运用结构形态的几何特性进行结构形态的优化, 从而实现了结构形态与建筑空间的契合与利用, 取得了功能、美学与结构形态的有机结合。
三、以结构形态为主体表现建筑的形式美
对于一个建筑师来说, 先进的建筑技术带来的新的结构形态本身就具有很强的艺术表现力。根据建筑形式美的规律直接将支承方法、力学分析原理加以形象化, 以明确、清晰的结构作为建筑形式, 这成为了重要的美学评价和判断标准。如果说罗马小体育馆还只是将结构自身的美蕴含在建筑形象之中的话, 那么在下面所要探讨的优秀建筑作品中, 技术因素特别是结构因素则是优先考虑的建筑因素, 它占有非常重要的地位, 它影响了建筑的美学规则。因为结构本身几乎完全暴露, 是从结构直接产生的建筑形式。或者说, 在这里是将建筑物作为一种技术加以欣赏的。这是区别于前者的显著特点。
德国结构大师、建筑师奥托最著名的作品是1972年慕尼黑奥运会建筑群的屋顶 (图二) 。他用一个巨大的帐篷将主体育场、体育馆和游泳馆全部连续覆盖在一起, 异形空间钢结构体系、坚如射束的根根钢索、富于艺术表现充满张力的透明屋顶, 都显示出理性技术的逻辑之美。这些变化起伏、曲线优美的屋面体系与建筑师仅凭个人好恶、在方案设计时喜欢玩弄的曲线形式有着本质的区别, 因为它蕴含了力的传递的内在规律。在这里, 结构不单是解决技术问题的结果, 更重要的是, 结构还是为了创造出美的建筑形态。并且结构本身成为一种无需隐蔽的表现力量, 整个建筑具有强烈的技术美表现倾向。
四、结构构件作为建筑美的符号语言
柱、梁、桁架等结构构件, 可以构成不同的符号和语言系统。在建筑物中, 将某种结构构件或构件节点作为符号或语言来利用, 可以起到传递美学信息的作用。这不但会加深人们对建筑物的视觉印象, 而且还能在相当大的程度上体现出建筑师所追求的某种建筑风格。但是与前面不同的是, 它的结构设计几乎完全是由视觉因素决定的, 这些结构构件的形态可能与建筑的实际应用毫无关联。甚至它们的力学性能在按技术标准判断时往往并不理想, 这种将某种结构构件作为纯可视性符号的定位, 张扬着结构形态的另一种美学表现力。
在法国巴黎的蓬皮杜中心大楼中, 主结构框架是由跨在中央空间的桁架大梁组成的, 它通过悬臂牛腿与周边柱相连。精心制作的牛腿是这座建筑物外部的主要可视构件, 每一条牛腿的细部都做得无比精美, 交待得非常清楚。它与古建筑的斗拱一样, 被赋予了特殊意义, 成为赞美技术的视觉词汇。它们绕着与柱相连的铰链旋转 (图三) 。楼板被支撑在悬臂牛腿的内侧, 楼板重量通过牛腿外端向下作用的反力平衡, 向下作用的力是由与基础相连的垂直系杆所提供的。这种布置使得每一次传递到柱上的力比支撑楼板所需要的力要多25%。因此, 楼板梁与柱通过悬臂牛腿相连的思路没有很大的结构意义, 但是毫无疑问, 这些特有的具有强烈形式感的可识别性构件, 起到了传递美学信息的作用, 给人以强烈的视觉冲击与心理震撼。
五、结语
在分析了结构形态在构筑建筑形象之美的种种表现后, 我们发现结构形态在建筑形象创造上的主观能动作用是巨大的, 恰当地运用结构的语言来表现建筑, 能赋予建筑形象合理的内涵、使其呈现出崭新的面貌。我们可以而且应该把结构作为一种表现手段, 而不单单是作为一种技术工具。关注建筑结构的应用, 认识每种结构, 探讨其逻辑, 发掘其性格特征, 充分运用结构本身的美学表现力, 将会使建筑作品更具魅力和创造力。
参考文献
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[3]姚亚雄.建筑创作中的结构表现[J].建筑创作, 2002
框架结构的抗震设计思路 篇8
建筑结构抗震的发展是随着人们对地震动和结构的认识不断深入而发展起来的, 从诞生至今只有百年的历史, 大致有以下几个发展阶段:
(1) 静力阶段:它起初由日本的一位教授对当时有限的震害观测和理论认识提出抗震设计理论, 仅仅适用于刚体结构。它没有考虑结构的动力特性和场地不同对建筑结构的影响。
(2) 反应谱阶段:随着地震动记录的得到和结构动力学理论的发展, 1940年美国的Biota教授提出了弹性反应谱的概念, 反应谱是自由弹性体系, 在获取的很多地震记录的激励下, 结构周期与响应之间的关系, 包括加速度反应谱, 速度反应谱, 位移反应谱。其考虑了结构的动力特性, 到现在为止仍然是各国规范设计的取值基础。地震作用力计算常采用底部剪力法和振型分解反应谱法, 振型分解反应谱法。
(3) 动力理论阶段: 随着对地震动认识和理解的加深, 认识到反应谱的一些不足。常用的方法是对记录的地震波进行连续分段处理, 每段的数据都看做不变的, 然后作用到结构上, 通过动力平衡方程来求得此刻的加速度、速度、位移反应, 接着与前一段的加速度、速度、位移进行叠加, 把叠加的结果作为下一时段的初始数据, 依此类推, 最终求得结构的加速度、速度和位移动力反应变化过程。
(4) 在1994年美国Northridge地震和1995年日本Kobe地震后, 美日学者又提出了基于性态的抗震设计方法, 基于性态的基本思想, 就是使建筑结构在使用期间满足各种使用功能的要求。它与传统基于力的设计方法不同, 对于结构性能主要是基于位移准则, 用不同的位移指标对结构性能进行不同的控制。但是由于大地震作用下结构的非弹性变形很难准确估计, 使得基于性态的设计方法只能停留在理论上。但提出它的优点至少有两点:一是强调地震工程的系统性和社会性;二是认识到原有抗震设计规范的部分不合理性。
2 框架结构抗震设计的基本思路——延性准则
在弹性反应谱提出之后, 人们发现计算出的结构反应与实际地震时结构的破坏现象有一定的矛盾, 主要是按弹性反应谱算得的结构反应加速度比当时习惯性设计地震力的取值大好几倍, 而且按照习惯性取定的设计地震力作用下设计的房屋结构, 在地震中结构体系的损伤并不严重。目前, 世界各国的抗震规范几乎都采用这样一种思路:采用按可遇地震的强弱划分地震分区;根据各地区的历史发生地震的统计结果或对地质构造的历史考察给出具有明确统计含义的设防水准地面运动峰值加速度;再利用加速度反应谱给出不同周期下结构的反应加速度;通过地震力调整系数R得到设计用加速度水准。同时, 多数国家都认同这样的观点, 设防烈度水准可以取用不同的值, 选用越高的设防烈度水准, 结构的延性要求也就越低, 选用越低的设防烈度水准, 结构的延性要求就越高。结构延性保障的先决条件是构件的延性, 在采用一系列措施保障构件延性的基础上, 再通过有效合理的连接, 同时结构体系选择合理, 刚度分布合理的条件下就能基本保证结构的延性。
3 能力设计
要保证结构在大地震作用下的性能, 还需要有效的抗震措施, 使结构确实具备所需要的保持竖向承载力条件下非弹性变形能力, 这就是所谓的能力设计法。能力设计法由新西兰钢筋混凝土抗震专家T Parlay和R Park等学者发展和倡导, 主要思路是对构件间或构件内不同受力形式间的承载能力差的控制, 保证钢筋混凝土结构形成梁铰机构和延性较大的正截面受力破坏形态, 使结构具有足够的弹塑性变形性能, 保证大地震时具有足够的能力耗散性能, 避免产生脆性破坏和出现不利的机构形式。能力设计法的关键是将控制概念引入结构的抗震设计, 有目的形成对结构有利的破坏机制和破坏模式, 避免不合理的结构破坏形态, 并设法保证预计破坏部位的弹塑性变形能力。能力设计法主要通过以下三种措施给予保证:
(1) 增大柱相对于梁的抗弯能力, 人为的引导结构的出铰部位。
(2) 提高相对正截面承载力的抗剪能力, 避免出现非延性的剪切破坏。
(3) 对有可能出现塑性铰的部位, 采用相应的构造措施, 保证必要的非弹性变形性能。
首先对铰接的合理部位进行讨论, 各国大致的思路差不多, 都偏向于使梁端先于柱端出现的方案。这种出铰方案有以下优点:梁的延性易于控制, 且一般情况下比柱的延性大;梁铰接比柱铰接形成的整体塑性变形小;梁铰接机构形成的塑性变形比较稳定。在承认优先形成梁铰接的前提下, 还有两种不同的设计方法, 一种是由新西兰为代表的, 倾向于形成理想的梁铰接机构, 就是保证梁端出现塑性铰, 而柱子除底层外, 均不出现塑性铰, 对除底层柱外给柱子相对于梁比较大的超强系数 (大概2.0) , 好处是柱子 (除底层外) 不需要进行复杂的配箍, 因为采用这样的系数能保证出铰接很明确。但正是由于这种设计方法追求理想的梁饺接机构导致底层柱子相对较弱, 就有出铰接的可能, 相应就必须采用构造措施保证这个部位的塑性变形性能。其实对柱子采用超配系数的确定问题比较复杂:梁端构造的超配的影响;梁柱端塑性铰出现内力重分布的影响;屈服前的非弹性特征可能使柱子的实际弯矩大于弹性分析得到的弯矩;材料差异所带来的不确定因素;结构非弹性特征的发育导致结构动力特性变化所带来的影响等等。按照能力设计的要求, 剪力墙的塑性铰一般出现在墙肢的底部。联肢剪力墙的承载力和延性与洞口连梁的承载力和延性有很大的关系, 一般尽可能的设计成弱连梁, 有意识地引导连梁在地震时首先屈服, 然后是底部墙的屈服, 也就是预计塑性铰区的屈服。避免出现过早剪切破坏的原因很简单, 就是因为剪切破坏属于脆性破坏, 不利于保证结构的延性, 保证的办法就是按照抗震等级的不同对所有的梁、柱、墙等构件采用相对于抗弯的不同的超配系数。抗震抗剪的基本要求是在梁端塑性铰大震中所需塑性转动之前不发生剪切破坏, 这与非抗震抗剪有概念性的差异。对于各种不同的结构构件的抗剪机理和我国规范的处理方式, 柱:规范中对抗震时柱的抗剪公式的处理原则一样, 也是对混凝土项采用0.6的折减系数, 同样采用更严厉的措施防止斜压破坏, 把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。但由于一般情况下, 柱的轴压力比较大, 这种压力对于柱出现塑性铰后对构件的抗剪性能偏有力, 按照这种思路, 柱采用和梁一样的折减似乎不大合理。墙:抗震时, 国内几乎没有相关的试验资料, 仅仅是采用对非抗震的抗剪公式对混凝土项和钢筋项都采用了0.8的折减系数, 同时, 为防止斜压破坏, 采用限制剪压比的办法, 把截面的剪力设计值比非抗震时乘以0.8的折减系数。
经过以上抗剪机理的讨论后, 就可以对梁柱箍筋的作用做如下总结:第一个显而易见的作用是用于抗剪;第二个作用是约束混凝土, 这对保障结构延性起非常重要的作用, 这里还可以说一下高强混凝土用于抗震时所遇到的障碍, 这首先和高强混凝土的材性相关, 强度越高的混凝土就越脆, 它的应力应变关系中达到最大压应力的应变比较小, 这就使得设计成延性构件形成很大的困难, 同时由于混凝土的强度越高, 箍筋起约束的效能就越差, 也就不能够有效地提高混凝土的极限压应变, 这样就导致了采用高强混凝土的结构构件的延性难以得到保障;第三个作用是对梁端纵向钢筋的约束作用, 防止纵向钢筋的失稳, 这与钢筋的特殊材性有关。
摘要：目前, 世界各国的抗震规范都采用这种思路:按可遇地震的强弱划分地震分区;根据各地区的历史发生地震的统计或对地质构造的考察得出设防水准地面的运动峰值加速度;再利用加速度反应谱给出不同周期下结构的反应加速度;通过地震力调整系数R得到设计加速度水准。同时, 很多国家都同意这样的观点, 设防烈度水准可取用不同的值, 选用越高的设防烈度水准, 结构的延性要求也就越低, 选用越低的设防烈度水准, 结构的延性要求就越高。结构延性保障条件是构件的延性, 通过有效合理的连接, 结构体系选择合理, 刚度分布合理的条件下就能基本保证结构的延性。
关键词：框架结构,抗震设计,设计思路
参考文献
[1]包世华, 方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京:清华大学出版社, 2001.
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形态的框架结构 篇9
对于框架结构在无地下室且基础埋置深度较深的情况下,如何进行框架结构整体分析计算,根据现有的工程设计实例及有关文献资料[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]记载有以下几种:
1) 在地面处增设纵横向地梁( 框架梁) ,不设板。不考虑地梁下结构部分,以地梁处作为底层框架的嵌固点,进行框架整体结构分析计算。
2) 在地面处设一刚性地面层( 即设板) ,以刚性地面层作为底层框架的嵌固点,进行框架结构整体分析计算,不考虑地梁下结构部分。
3) 地梁设置情况同1) ,将地梁下柱的抗侧移刚度与地面上底层柱抗侧移刚度进行比较,以两者之间的刚度比值是否超过一定值来判断框架底层嵌固点是否位于地梁处,还是基础面处,进而进行框架结构整体计算。刚度比限值,各地取值不一,有的认为刚度比大于2 即底层嵌固点位于地梁处,有的认为应取大于5或8。
4) 地梁设置情况同1) ,框架结构整体计算时,将地梁下土中结构部分,作为一个结构层( 即增设一层) ,加入框架结构整体计算,不考虑土体约束作用。
5) 不设地梁,框架结构底层计算高度,直接取自基础面至2层楼面,不考虑地面以下土体约束作用。
6) 不设地梁,引用文克勒( winkler) 地基理论中基床系数,以考虑土体约束作用。取框架结构底层一根柱( 包括土中部分柱) ,以顶端为滑动支座,下端基础面为固定支座作为计算简图,根据位移法,计算抗侧移刚度,并利用抗侧移刚度相等条件,导出底层柱的等效高度,进而进行框架结构受力分析计算。
7) 参照中国建筑科学研究院开发的《多层及高层建筑结构空间有限元之分析与设计软件》( Satwe软件) 中,考虑回填土对地下室约束的相对刚度系数的作法,以土中柱、墙表面积与假定有相同地质条件下地下室外墙( 完全刚性) 表面积之比值,乘以该软件所提供的相对刚度系数,得出一折算相对刚度系数,作为考虑周围土体对结构的约束作用,输入该软件进行整体结构分析计算。
8) 采用有限元等数值方法对上部结构—基础—地基共同作用进行分析计算。
2 地基土对建筑结构的作用效应
土体与结构之间的相互作用是一个比较复杂的问题,它既与基础的埋深有关[1],也与场地土的性质和结构自身的性质有关[2,3]。近年来,国内外有关专家,学者对此问题做了不少研究,概括起来土体与结构共同作用及基础埋深对上部结构的影响,可分为以下几大类: 1) 对结构的变形影响; 2) 对结构的内力影响;3) 对结构的稳定性影响; 4) 对结构的基本周期、自振频率等的影响; 5) 对地基承载力的影响。以下分别讨论。
2. 1 对结构的变形影响
文献[4][5]对框架结构与地基基础共同作用做过研究。文献[4][5]基础类型分别为桩筏和桩基,主要考虑桩与地基土共同作用。文献[4][5]通过有限元分析,得出的结论是: 考虑土体与结构共同作用会使框架结构的水平位移增大,且建筑物越高,其顶点位移增加值越大。原因是: 由于框架结构体系的侧向刚度较小,在水平荷载作用下整个结构产生典型的剪切变行,且桩基础也会产生一定的水平位移与转角,改变了底层柱受力状态,其顶点水平位移是底层柱柱脚发生转动及各层框架发生剪切变形,而累加形成的。因而,与常规方法中将底层柱角视为完全固接的情况相比,柱底的转动改变了底层柱的受力状态,使柱顶的弯矩普遍增大,层间位移也随之增大,柱底弯矩的变化又影响上部结构的变位,依次类推,故导致了结构顶点水平位移的增大。这从一个侧面说明了,在本选题的情况下,如果将框架底层的嵌固点设在地梁处,将地梁处看成刚性点,而忽略地梁下土中结构部分,是不合适的。
基础的埋置深度对上部结构的动力反应也有影响,文献[6]针对不同的高层建筑基础的埋深,通过分别输入地震波,进行动力反应计算分析,分析结果表明: 高层建筑基础的水平位移随着基础埋深的增加而减少,建筑物顶部的位移随着基础埋深的增加而减少,而建筑基础的转角随着基础埋深的增加而增大。也有文献[7][8]认为: 在规范要求的基础范围内,增加埋深可在一定程度上减少建筑结构顶部的位移,但是所减少的位移幅度不大,即增减基础的埋深对考虑地基—结构动力相互作用的高层结构动力反应的影响并不明显。有研究表明: 在上部荷载相同的情况下,建筑物的竖向沉降变形随着基础埋深的增加而明显减少,最终趋向于一个极限,同时上部荷载的大小将关系到基础埋深对沉降变形影响程度的大小[9]。
2. 2 对结构构件内力的影响
考虑上部结构与地基基础的共同作用,将使底层柱的内力发生重新分布,边柱的柱底弯矩值下降,中柱的柱底弯矩上升,柱顶的弯矩值普遍增大,梁的内力产生增大变化,且这种现象一般在结构的底层较为显著,沿结构的高度这种现象会逐渐消失,文献[4][5]对上述现象做过研究。文献[3]对上述问题也做过研究,得出的结论为: 在实际工程设计中,考虑共同作用时,底层柱特别是角柱,边柱轴力变化较大。但认为按常规方法设计时,边柱偏于不安全,中柱过于浪费。
有研究[10]采用弹性地基梁链杆法并考虑基础埋深影响的方法,对基础梁的内力进行分析计算,结果表明: 不考虑基础埋深影响的基础梁内力大于考虑基础埋深影响的基础梁内力。
当考虑上部结构刚度较大时,其对基础变形约束大,基础犹如倒置的连续梁,在基础梁内不产生整体弯曲,故基底分布反力为外荷载产生局部弯曲,当考虑上部结构刚度较小时,上部结构对基础的变形约束小,于是在基础梁上产生局部弯曲的同时,还产生很大的整体弯曲。
文献[11]进行了弹性地基上的片筏基础与土的相互作用分析,在计算地基变形时,考虑了基础埋深的影响,并讨论了考虑与不考虑基础埋深两种情况下地基反力和基础内力、沉降的变化,得出如下结果:
1) 当基础埋深大于1. 5 m时,必须考虑基础埋深影响。2) 对于浅埋( 埋深小于1. 5 m) 的片筏基础,若不考虑基础埋深,对地基反力、基础内力和地基沉降影响不大。
随着基础埋置深度的增加,阻尼增大后,结构底部剪力会相应减小,而且土质越软,埋置深度越深,底部剪力减少越多。
2. 3 对上部结构稳定性的影响
基础的埋深对建筑物的抗滑,抗倾覆有着很大的作用。高规对高层建筑的基础埋深做了详细的规定,主要原因是: 地震作用下结构的动力效应与基础埋置深度关系较大,尤其场地土为软弱土层时表现更为明显,为确保建筑物的安全,增强抗滑移和抗倾覆的能力,故高层建筑的基础应有一定的埋置深度。当抗震设防烈度下场地差时,更宜采用较大的基础埋置深度。文献[12]针对两幢不同的高层建筑物,分别进行了地震作用下的抗滑稳定性分析,以研究高层建筑物的稳定性与基础的埋置深度的关系,研究结果表明: 建筑物基础的埋置深度对建筑物的抗滑稳定性有着显著的影响。但也有文献[12][13]研究表明,在地震烈度8 度以下,层数不是很多的建筑物,在符合高规规定的高宽比下,即使基础埋置很浅,也不容易产生倾覆,滑移或地基失稳,可以满足抗滑稳定的要求。
2. 4 对上部结构的基本周期、自振频率、加速度等参数的影响
文献[10]研究表明: 地基土和上部结构共同工作体系的基本周期与基础埋深多少的关系不大。文献[14]研究也表明,在场地条件相同情况下,共同工作体系的自振频率与基础埋深的关系不明显,但文献[15]研究却表明: 共同工作体系的自振频率及上部结构的加速度和位移峰值,随着建筑结构基础埋深的增大而相应增大。
2. 5 对地基承载力的影响
许多研究资料表明,地基承载力随基础埋深增加而增大,并且近似呈线性增长。主要原因是: 随着埋深的增加,土体自重的增加,使地基极限荷载和临塑荷载均有较大提高,但塑性区的开展范围将减少,故地基承载力得以提高。
3 结语
对目前框架结构的整体分析计算方法进行总结和评述,并提出了实现以等效柱考虑土体约束作用的框架结构整体分析计算方法的研究方法和步骤,归纳总结了地基土体对建筑结构的作用效应和特点,为工程设计分析提供参考。
摘要：综述了目前框架结构的整体分析计算方法,介绍了实现以等效柱考虑土体约束作用的框架结构整体分析计算方法的研究方法和步骤,归纳总结了地基土体对建筑结构的作用效应和特点。
形态的框架结构 篇10
猪肺脏与人类肺脏在大小、生理学特征、形态解剖学、黏膜上皮细胞生物学及上皮细胞先天免疫机制等方面非常相近, 这些特征使得猪成为潜在的人类异体移植物的最佳供体之一[10,11,12]。为了深入研究猪大气道上皮细胞的生物学特性与组成, 本研究拟采用组织化学染色[苏木精-伊红 (H.E.) 、高碘酸-希夫 (PAS) 染色]和免疫组织化学 (IHC) 染色等方法对猪肺脏大气道上皮细胞的类型和组成进行细胞生物学特征观察, 并对其组成比例进行了统计学分析, 以揭示猪气道上皮细胞的形态学特征及组成。同时, 通过进一步比较它们与人类及其他哺乳动物肺脏上皮细胞生物学的相似性与差异性, 以期为猪肺脏上皮细胞生物学的研究提供科学数据。
1 材料
1.1 试验动物
三元猪, 购自宁夏银川市某养猪场。
1.2 主要试剂
4%多聚甲醛 (批号为Cat.P1110) , Solarbio公司生产;樱花冷冻切片包埋剂 (批号为Lot.2696) , Sakura公司生产;马血清 (批号为Lot.AWE14980) , 购自Hy Clone公司;免疫组织化学黏附载玻片 (批号为REF.158105) , 世泰公司生产;Elite-ABC试剂盒 (批号为Lot.PK-6200) 、苏木素 (批号为CA94010) 、DAB显色液 (批号为SK-4100) , Vector公司生产;石蜡 (批号为Lot.7353) 、盖玻片 (批号为24×50#1) , Leica公司生产;包埋盒 (批号为BXGG-140) 、湿盒 (批号为MYZH902) 、切片架 (批号为RSJ-501) 等, 均购自凯秀贸易有限公司;封片剂 (批号为Lot.241189) 、Super Block (PBS) Blocking Buffer (批号为37515) , Thermo公司生产。试验用抗体见表1。
注:封闭液为5%标准马血清, 二抗为马源生物素标抗兔或鼠Ig G。
2 方法
2.1 猪气道组织的处理与切片的制作
将2月龄健康猪麻醉处死后, 取出完整肺脏, 将气道分为3段 (气管、支气管和细支气管) , 每段按其上、中、下3个不同部位横向剪取适当大小气管组织, 分两组垂直包埋组织, 以便获得气管环状横切面切片。一组样用OCT包埋组织块, 冰冻切片 (厚度为6~8μm) , 用于免疫组织化学染色[13];另一组样放入10%福尔马林/PBS固定液中固定12~48 h后取出组织, 经梯度脱水、透明、浸蜡后, 制成石蜡包埋块, 石蜡切片 (厚度为6μm) 用于H.E.和PAS等染色。H.E.和PAS染色参照参考文献[14-15]进行。
2.2 猪气道上皮细胞类型的免疫组织化学染色鉴定
免疫组织化学染色操作步骤如下:取出气管组织冰冻切片, 在室温干片1 h;加4%多聚甲醛固定20 min;用PBS (p H值为7.2) 洗2次, 加0.2%Triton X-100通透组织20 min;用PBS洗2次, 0.3%H2O2/PBS消除内源性过氧化物酶30 min;用PBS洗2次, 加5%马血清封闭液封片2~3 h;移去封闭液, 每片分别加入100~200μL特异性抗体 (每种一抗提前都按所需浓度稀释好, 一抗来源及稀释度见表1) 室温反应30~60 min;放入4℃冰箱过夜;取出片盒, 室温平衡1 h;移去一抗, 用PBS洗5次, 每次5 min;加入生物素标二抗, 室温反应2~3 h;PBS洗片5次, 每片加入Elite-ABC反应液, 室温反应30 min;PBS洗片, 加DAB显色液显色, 肉眼观察组织变为棕褐色后立即用清水漂洗终止反应;用VECTOR复染苏木素染色1~5 min;流水冲洗至水清澈无颜色, 用酸性洗涤液洗10 s;用流水冲洗10 s;然后入返蓝液中1 min;再用流水冲洗10 s;用封片胶封片, 指甲油封边, 在生物显微镜下观察并计数[13]。
2.3 猪气道主要上皮细胞组成比例的统计分析
根据免疫染色呈阳性的某一类型上皮细胞的数量与所有观察的总上皮细胞的细胞核数比值计算出某一类型细胞在某一区段上皮细胞中的组成比例。每头猪选取气道每个区段的3张片子进行细胞计数, 每张切片至少计数1 000个细胞, 结果以平均数±标准差来表示。以P<0.05为统计学显著差异[5]。
3 结果与分析
3.1 猪肺脏上皮组织染色观察
H.E.染色可以将组织的细胞核染为深蓝色, 胞浆及纤维组织呈深浅不等的红色。H.E.染色结果表明, 肺脏上皮位于气管壁的最外层, 由一层排列比较紧密的假复层纤毛柱状上皮细胞组成, 在气道管腔面可见清晰的纤毛结构, 黏膜下层分布着大量的黏膜下腺结构 (见189页彩图1 A、B) 。肺脏PAS染色能将组织中糖原染成紫红色, 主要用于鉴定黏液的分泌与沉积, PAS染色阳性细胞主要为分泌细胞, 在气道上皮中, 可作为杯状细胞的标记。PAS染色结果表明, 大量的黏液分泌物沉积在黏膜下腺, 在上皮中也有大量的PAS阳性细胞存在 (见189页彩图1C、D) , 提示有具有黏液分泌功能的杯状细胞存在。
3.2 猪肺脏上皮细胞类型表面标记的免疫组织化学染色分析
利用抗肺脏黏膜上皮细胞类型特异性抗体对猪气道上皮进行免疫组织化学染色, 结果表明, 纤毛细胞表面标记TuberlinⅣ (见189页彩图2A、A') 、克拉拉细胞表面标记CCSP (见189页彩图2B、B') 、基底细胞表面标记Keratin14 (见页彩图2C、C') 、杯状细胞表面标记Mucin 5AC (见189页彩图2D、D') 和肺泡Ⅱ型细胞特异细胞表面标记Pro SP-C (见189页彩图2E、E') 都在不同区段的猪大气道上皮细胞中特异表达, 表明与其他试验动物肺脏类似, 猪肺脏大气道上皮也主要由上述细胞类群组成, 尽管不同区段的这些气道上皮细胞类型的组成有一定差异性。其中, 矮小、呈锥形的基底细胞位于上皮细胞的基部;上皮的顶端主要由胞体呈柱状的纤毛细胞组成, 其游离面有密集的纤毛。杯状细胞和克拉拉细胞呈圆锥状分布在上皮的中间层 (见189页彩图2) 。
3.3 猪肺脏大气道主要上皮细胞组成比例的统计
在猪大气道的气管、支气管和细支气管三段不同区段的上皮细胞组成中, 基底细胞、纤毛细胞和克拉拉细胞的组成比例相似, 杯状细胞 (黏液分泌细胞) 从气道的近端 (喉部) 到远端 (肺泡) 呈逐渐减少趋势;其中, 具有多能性的基底细胞占30%左右, 与人气管比例相近, 见表2。
%
注:与气管及支气管相比较, 数据肩标*表示差异显著 (P<0.05) 。
4 讨论
呼吸道直接与外界环境接触, 呼吸道上皮由不同类型的上皮细胞组成, 它们能够提供一个物理屏障及产生黏液等分泌物来抵抗外来异物的侵蚀, 在维系肺脏正常功能中起着不可或缺的作用[16]。虽然脊椎动物肺脏基本的形态学和功能相似, 但由于机体在生理功能和对抗微生物入侵上的需求, 肺脏呼吸道上皮细胞的组成和比例在不同物种乃至同一物种的不同区段均有显著差异, 且不同动物肺脏上皮细胞的主要类型也有所不同, 如基底细胞、克拉拉细胞和纤毛细胞是小鼠支气管的主要细胞类型, 而无纤毛细胞、柱状细胞和克拉拉细胞则是大鼠终末细支气管的主要细胞类型[11]。本试验研究了猪肺脏不同区段组织中细胞类型及各个类型细胞数量, 发现猪和人的气道上皮细胞类型及组成有很大相似性, 如具有干细胞潜能的基底细胞在人气道上皮中的含量在30%左右, 其在气管、支气管、细支气管中都有所分布, 这与猪气道上皮基底细胞的含量与分布极为相近, 与以前报道的研究结果[9,17,18,19]一致。
从组织化学染色和免疫组织化学染色的结果可以看出:猪气管上皮表面都被纤毛细胞所覆盖, 这一特征与人和其他大动物的气管一致, 而与小鼠不同。小鼠气管表面有大量的无纤毛细胞暴露在表面[11]。人和小鼠肺脏上皮中基底细胞的分布也有很大差异, 基底细胞主要分布在小鼠肺脏的气管和支气管区域, 而在人体肺脏中, 基底细胞在气管、叶内气管及终末细支气管均有所分布[20]。从本试验免疫组织化学染色结果可以看出, 猪气道基底细胞的分布与人类极为相似, 而与小鼠差别较大 (小鼠大气道中克拉拉细胞为主要上皮细胞类型[2]) 。
但是, 猪与人的肺脏也存在一定的差异性。如在肺脏远端的细小支气管处, 人肺脏主要的分泌细胞是杯状细胞[21], 而与呼吸道近端大气道相比, 猪肺脏在远端细小气管上皮中杯状细胞组成含量显著减少, 这与小鼠的较为接近[11], 这种种属差异性是否会导致生物学或生理功能的不同目前尚未见报道。另外, 笔者推测, 基底细胞、克拉拉细胞、纤毛细胞、杯状细胞可能是猪肺脏大气道上皮主要的细胞类型;而试验中对猪不同区段上皮细胞类型的鉴定及组成学分析有利于进一步研究呼吸道不同区段类型各异的上皮细胞的生物学功能, 也为猪肺脏上皮先天免疫机制及肺脏细胞生物学的研究提供可靠资料。
综上所述, 猪气道上皮细胞与人类气道上皮细胞的形态学及组成存在较高的相似性, 这为猪肺脏上皮细胞生物学特性和其作为人肺脏疾病模型研究奠定了理论基础。
注:A, B图为猪细支气管上皮组织H.E.染色;C, D图为猪细支气管PAS染色 (Bar=50μm) 。
框架结构模板工程的质量管理 篇11
【关键词】框架结构；模板；质量；控制
1 施工准备
1.1 模板设计：根据工程结构形式和特点及现场施工条件，确定模板平面布置，纵横龙骨规格、数量、排列尺寸，柱箍选用的形式和间距，梁板支撑间距，梁柱节点、主次梁节点大样。验算模板和支撑的强度、刚度及稳定性。绘制全套模板设计图(包括：模板平面布置图、分块图、组装图、加固大样图、节点大样图、零件加工图和非定型零件的拼接加工图)。模板的数量应在模板设计时按流水段划分，进行综合研究，确定模板的合理配制数量。
1.2 模板拼装：
（1）拼装场地夯实平整，条件许可时可设拼装操作平台。（2）按模板设计图尺寸，采用沉头自攻螺丝将竹胶板与方木拼成整片模板，接缝处要求附加小龙骨。（3）竹胶板模板锯开的边及时用防水油漆封边，防止竹胶板模板使用过程中开裂、起皮。
1.3 模板加工好后，由专人检查模板规格尺寸，按照配模图编号，并均匀涂刷隔离剂，分规格码放，并有防雨、防潮、防砸措施。
1.4 放好轴线、模板边线、水平控制标高，模板底口平整、坚实，若达不到要求的应做水泥砂浆找平层，柱子加固用的地锚预埋好且可以使用。
1.5柱子、墙钢筋绑扎完毕，水电管线及预埋件已安装，绑好钢筋保护层垫块，并办理好隐蔽验收手续。
1.6 材料要求
（1）竹胶板模板：尺寸(1220×2440mm)、厚度(9、12、15、18mm)(单个工程最好选用不超过两种厚度为合理)。（2）方木：50×100mm、100×100mm方木，要求规格统一，尺寸规矩。（3）对拉螺栓：采用φ14以上的Ⅰ级钢筋(最好用HPB235)，双边套丝扣，并且两边带好两个螺母，沾油备用。（4）隔离剂：严禁使用油性隔离剂，必须使用水性隔离剂。（5）模板截面支撑用料：采用钢筋支撑，两端点好防锈漆。
2 工艺流程
2.1 安装柱模板搭设安装脚手架→沿模板边线贴密封条→立柱子片模→安装柱箍→校正柱子方正、垂直和位置→全面检查校正→群体固定→办预检
2.2 安装梁模板弹出梁轴线及水平线并进行复核→搭设梁模板支架→安装梁底楞→安装梁底模板→梁底起拱→绑扎钢筋→安装梁侧模板→安装另一侧模板→安装上下锁品楞、斜撑楞、腰楞和对拉螺栓→复核梁模尺寸、位置→与相邻模板连接牢固→办预检
3 操作工艺
3.1 安装柱模板
（1）模板组片完毕后，应留设清扫口；检查模板的对角线、平整度和外形尺寸。（2）吊装第一片模板，并临时支撑或用铅丝与柱子主筋临时绑扎固定。（3）随即吊装第二、三、四片模板，作好临时支撑或固定。（4）先安装上下两个柱箍，并用脚手管和架子临时固定。（5）逐步安装其余的柱箍，校正柱模板的轴线位移、垂直偏差、截面、对角线，并做支撑。（6）安装完毕后，在纵、横方向上挂通线检查，并做好水平拉(支)杆及剪力支杆的固定。（7）将柱模内清理干净，封闭清理口，检查合格后办预检。
3.2 安装梁模板
（1）在柱子混凝土上弹出梁的轴线及水平线，并复核。（2）安装前，首层为土壤地面时应平整夯实，同时，在专用支柱下脚要铺设通长脚手板，楼层间的上下支柱应在同一条直线上。（3）搭设梁底小横木，间距符合模板设计要求。（4）拉线安装梁底模板，控制梁底的起拱高度，使其符合模板设计要求。在经过验收无误后，用钢管扣件将其固定好。（5）在底模上绑扎钢筋，验收合格后，清除杂物，安装梁侧模板，将两侧模板与底模用脚手管和扣件固定好。梁侧模板上口要拉线找直，用梁内支撑固定。（6）复核梁模板的截面尺寸，与相邻梁柱模板连接固定。（7）安装后校正梁中线标高、断面尺寸。将梁模板内杂物清理干净，检查合格后办预检。
4 模板拆除
4.1 模板拆除的要点
（1）侧模拆除：在混凝土强度能保证其表面及梭角不因拆除模板而受损后，方可拆除。（2）底模及冬季施工模板的拆除，必须执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204及《建筑工程冬期施工规程》JGJ104的有关条款。作业班组必须进行拆摸申请，经技术部门批准后方可拆除。（3）预应力混凝土结构构件模板的拆除，侧模应在预应力张拉前拆除；底模应在结构构件形成预应力后拆除。（4）已拆除模板及支架的结构，在混凝土达到设计强度等级后方允许承受全部使用荷载；必须加荷载时，应加设临时支撑。（5）拆除模板的顺序和方法，应按设计规定进行。若无设计规定时，应遵循先支后拆，后支先拆；先拆不承重的模板，后拆承重的模板；自上而下，先拆侧支撑，后拆竖支撑等原则。（6）模板工程作业组织，应遵循支模与拆模统由一个作业班组执行作业。其好处是，支模时就考虑拆模的方便與安全，对拆模进度、安全、模板及配件的保护都有利。
4.2 柱子模板拆除工艺流程
拆除拉扦或斜撑→柱箍→竖肋→模板→配件运输维护。
4.3 梁板模板拆除工艺流程
拆除支架部分水平拉杆和剪刀撑→侧模板→下调楼板支柱使模板下降→分段分片拆除楼板模板→木龙骨及支柱→梁底模板及支撑系统。
4.4 拆除工艺施工要点
（1）先拆除支架部分水平拉杆和剪刀撑，后拆除梁侧模板上的水平钢管及斜支撑，轻撬梁侧模板，使之与混凝土表面脱离。（2）下调支柱顶托螺杆，轻撬模板下的龙骨，使龙骨与模板分离；或用木锤轻击，拆下第一块，然后逐块逐段拆除。切不可用钢棍或铁锤猛击乱撬。严禁模板自由坠落于地面。（3）拆除跨度较大的梁底模板时，从跨中开始下调支柱顶托螺杆，然后向两端逐根下凋，拆除粱底模支柱时，也从跨中向两端作业。
5 其它应注意的质量问题
5.1 柱模板涨模、断面尺寸不准防治的方法
根据柱高和断面尺寸设计核算柱箍自身的截面尺寸和间距，对大断面柱使用穿柱螺栓和竖向钢楞，保证柱模的强度、刚度足以抵抗混凝土的侧压力。
5.2 柱身扭向防治的方法
安装斜撑(或拉锚)，用吊线找垂直时，相邻两片柱模从上端每面吊两点，使线坠到地面，线坠所示两点到柱位置线距离均相等保证柱模不扭向。
作者简介：
于意，女，（1981.1），工程师，现从事建筑工程施工与管理
（作者单位：丹东市锦绣房地产开发有限公司）
高层建筑扭曲形态下的结构应变 篇12
对于空间结构,建筑可以凭借变化灵活的结构体系来获得形态的扭曲。混凝土薄壳盛行的年代,墨西哥工程师坎德拉所创造的扭壳以及相关组合构架,很好地演绎了建筑与结构的共生关系,但是高层建筑从来就不推崇或者说极少愿意鼓励结构的扭曲,通常的情形下,适度变异的高层建筑造型对应于规整有序的高层结构体系才是最易被建筑师和工程师认可的交集,这种所谓“非常的建筑却理性的结构”正是日本首例扭曲高层Mode学园螺旋塔的结构工程师在项目中所竭力标榜的设计理念。
从建筑技术史的角度看,相对于空间结构,高层建筑结构体系的创新进程比较平缓。自从SOM的法兹勒汗(Fazlur Khan)设计出汉考克大厦和西尔斯束筒建筑以来,新诞生的高层结构体系数量不多,典型建筑包括:香港汇丰银行(悬拉体系)、中银大厦(立体桁架)、法兰克福(巨型结构)、伦敦瑞士再保险大厦和中央电视台CCTV(网格斜撑)等等。一般来说,瑞士再保险大厦和CCTV的网格斜撑结构并不能算是严格意义上的体系创新,而汇丰银行和中银大厦的影响虽大但其结构体系却明显小众化,因此,潜力较大的似乎只有与生态建筑有较强适配能力的巨型框架结构以及非百分百创新但却可以与动态造型建筑较好配合的网格外撑结构。
理论上,网格外撑结构可以加速驱动高层建筑对自由形态的设计探索意愿,但目前相关实践项目中这类结构却并未被广泛应用,除了施工建造难度偏大的因素以外,也侧面说明目前所实践的扭曲高层并未复杂到必须借助具有卓越抗力性能的网格外筒结构,多数情形下它们所依赖的结构体系并不需要脱离传统的构架去挑战全新的技术标杆。
2. 扭曲高层的结构应变
在空间结构中鞍形双曲面可以利用直纹网壳生成,高层建筑的扭曲也存在类似概念。奥地利建筑师“蓝天组”为欧洲央行大楼设计的建筑具有扭曲的立面(图1),其扭曲面的结构就是利用不同角度倾斜的直柱形成的,可以视为常规梁柱承力结构的一种小幅度变异;这是一个继承坎德拉现代主义传统的结构选型,虽然“蓝天组”的建筑通常以解构风格展现于世,但这个项目的结构演绎却是富于理性特征的。
图2是SOM公司设计完成的一个200米高扭曲高层——迪拜无限塔。作为创造了汉考克和西尔斯大厦新结构体系的设计公司,SOM很自然的比其他建筑公司更关注结构的独创性,即使被卷入迪拜的疯狂建筑浪潮,也依然宣称无限塔的设计目标是塑造成一座具有结构表现主义风格的建筑;然而,结构表现可能展示了建筑结构逻辑的内涵,但它不等同于结构的效率:无限塔设计中为适应建筑的扭曲所有梁柱节点采用了偏交方式,即各楼层上下相邻垂直柱之间相互错位,这是在传统高层建筑外框系统中比较罕见的作法,是一种为适配建筑外立面扭转而创造的结构表达新方式,其不足之处则是结构效率被以大量偏交形式构造的梁柱节点所导致的传力路径转折所拖累。
蓝天组和SOM公司所设计扭曲高层的基本结构体系均是常规的内筒加外框,而哈迪德尝试的扭曲高层Milan Fair Tower也不例外(图3)。该项目位于丹尼尔·李布斯金(Daniel Libeskind)规划的意大利米兰商业区,结构设计者是当今炙手可热的AKT公司,结构方案前后做过较大幅度的修改,开始时结构考虑的是内筒加错位柱框架系统,每层柱上下垂直但不对齐,类似SOM无限塔的结构方案,经过反复计算权衡和评估,AKT最终另外选择了上下传力更直接、节点设计更简洁也更方便建造的钢管混凝土斜柱方案;新的设计思想下,结构工程师的关注重点转为分析如何控制斜柱内力以避免结构扭转超限。
当前实际项目中网格斜撑结构的扭曲高层并不多见,日本Mode学园螺旋塔的外网格并非承力结构,仅是表皮的玻璃幕墙龙骨,真正的结构支撑体系仍然是横梁斜柱,但与“蓝天组”欧洲央行建筑不同的是其梁柱构成的曲面并不具有负高斯双曲曲率,扭转是通过结构体表的螺旋状内凹天井来体现的,象征的手法很简洁,然而躯体扭曲的意味并不强烈。该项目的梁柱结构构件都是直杆,通过拼接实现弧线状的曲面形式,除了同样继承了传统的核心筒+外部框架模式外,结构布置上并未解读出比AKT所设计的Milan Fair Tower更深刻的理性,不同之处是Mode学园螺旋塔对抗震设计的风险考虑的更加周到,设计人员在建筑部分斜柱上设置了减震阻尼器,显示了日本工程师对地震风险威胁下非常形态建筑的探索风格:在谨慎的目标下系统的试验各种新技术,对每个技术应用的得失进行详细的“使用后评估”从而获得宝贵的专业经验积累。
图5所示的扭曲高层也同样没有采用菱形网格作为整个建筑的承力结构,与在CCTV中的做法不同,结构设计者ARUP公司将这个为迪拜所设计的高层扭曲建筑确定为网格表皮下的常规梁柱+核心筒结构体系,唯一神秘的是其结构布置运用了Benteley基于关联式参数化建模技术计算生成的设计软件(GC),这确实是个非常奇妙的设计模式,结构的逻辑规则如何通过GC软件的生成计算映射到结构的扭转模态,对结构工程师而言是新鲜有趣的挑战,虽然利用GC工具可引导直觉思维和逻辑思维相互结合,但GC自身并不能给出方案的结构效率评估,具体的分析仍然要输出并应用有限元计算程序进行,图5显示GC允许使用者设定不同的初始控制参数以生成不同的扭曲结构模型,最后工程师可根据有限元计算结果选择内力最优的结构方案。
3. 扭曲高层结构的简单实现策略
明星建筑师固然有条件获得最有实力的结构咨询公司如ARUP,AKT,Klaus Bollinger+Manfred Grohmann等超乎寻常的技术支持,但针对扭曲建筑依然存在一些简单和实用的结构应对策略,如楼板悬挑就是一个很经典的被建筑师所熟知的结构技巧,它在相当多的扭曲高层设计中成功的协调了形体和结构之间的矛盾。
图6中展示了三个扭曲高层(巴黎斯宁柯双子楼、波黑阿瓦兹扭转塔、科威特贸易中心)的扭转形体以及对应结构,每个建筑都充分利用了楼板的悬挑,但造型却变化丰富,巴黎斯宁柯双子楼展示了优雅的弧面扭曲,用于悬挑的柱子可通过透明的表皮被透视,波黑阿瓦兹扭转塔立面未完全封闭,腰部特意被暴露以呈现柱上楼层的悬挑特征,而科威特贸易中心的扭转姿态非常刻意,造成相应梁板布置的结构悬挑比较突兀,外皮不透光的反射玻璃正好起到了遮掩作用。
尽管楼板悬挑作为扭曲高层的结构构思手法被屡试不爽,但不适度的悬挑依然会存在技术实现问题,例如荷兰建筑师VOLLER的悬挑扭转方案(图7),直接从主体结构悬挑而无外柱支撑,技术难度很大,始终未能建成,但它对卡拉特拉瓦的Turing Torso最终建成有启发作用,在Turing Torso中工程师大胆的应用了从内筒直接悬挑楼板的结构做法,但有意识地限定了悬挑体块层数和悬挑体块的范围,悬挑体块局限在建筑的前部,每个体块仅控制5个楼层,体块最底层是真正的悬挑楼板,采用变厚度方式,接近内筒的根部板厚为0.9米,出挑的端部楼板厚0.4米;在图7中可以看出,Torso的后侧则并无悬挑体块,墙体和混凝土柱(包括与钢外脊柱相对的混凝土角柱)贯穿建筑整个高度,设计师仔细权衡了结构布局,而特意加强的钢外脊柱也同样正是这种权衡努力的一部分,使得Torso既实现了楼板从内筒悬挑,又尽量降低了潜在的结构风险,显示了设计师对技术现实的把握能力。
4. 扭转高层的盘旋极限
上述各高层建筑的扭转尚属有所节制,像Turing Torso所模仿的仅是人类一个身躯的动作尺度,但是让高层建筑以扭麻花的形式展示在观众面前则属于更高的境界,芝加哥螺旋塔就是向这个境界推进进程中的一个实践实例。在大多数“扭麻花”形态的建筑仍停留在概念方案阶段时,这个实例再一次显示卡拉特拉瓦具有工程师般的现实洞察力。
对自然界的仿生,是建筑设计师愿意考察和关注的一个方向;藤萝植物以螺旋线代替垂直路线攀援宿主树茎,几乎无法从主树茎上拉扯开,因此对于高层建筑外围结构和核心筒之间共同工作的整体性上而言,螺旋结构有一定的仿生价值;因此某种程度可以说图8中的迪拜眼镜蛇塔的疯狂扭曲有一定道理,然而就高层建筑而言,现有技术能否有效支持对这种极限姿态的挑战是有疑问的,因为其力学逻辑与自然界普遍存在的“生命螺旋线”并不完全相同。
从专业角度来看,自然界动植物常见的扭转螺旋线与高层建筑的结构支撑逻辑之间并没有必然的对位关系,除非未来新材料完全颠覆了今天的建造方式,否则扭麻花式高层建筑不会带来结构效率的突破。以迪拜眼镜蛇塔而言,方案弱化了传统垂直核心筒的角色,外围的多股螺旋结构成为高层的主体,从仿生的角度看与藤萝植物围绕中间主枝攀援而上的情形并不相同;而天津滨海海蛇大厦的螺旋结构取消了中间垂直核心筒,三个螺旋筒体作为承力主体结构盘旋而上,扭转受到限制,因此其扭麻花的夸张程度要比迪拜收敛许多。
如果将海蛇大厦的多筒螺旋结构简化为单筒时,结构问题将变得非常突出,事实上此时单筒螺旋体会形成一个类似弹簧的模型,垂直方向刚度太软,不能满足结构要求,除非类似图8中单筒结构的迪拜盘旋塔方案将螺旋尽量拉直,但这实际上又接近于常规的垂直核心筒模式,而卡拉特拉瓦设计的芝加哥螺旋塔则进一步回归传统,无论其早期还是最终实施方案,结构的基本体系都是核心筒+外柱模式,所谓的螺旋已不再是真实存在的结构体而只是通过结构技巧完成的建筑表达,它们更像是镂刻在圆柱体上的螺旋纹路或者螺丝钉,基本上是在楼板“悬”“转”“收”“进“等布置方式上作文章,这种镂空模式在日本Mode学园塔和福斯特的瑞士再保险大厦上都能看到类似的影子,不过瑞士再保险大厦的菱形网格外筒是完整而均衡对称的承力结构,镂空的螺旋光井并未破坏外筒结构的规整,故相较而言,瑞士再保险大厦的建筑结构最富效率而风险最小。
5. 结语
高层建筑中不断涌现的扭曲形态反映了今天建筑设计领域的新思维,与单调的方盒子相比,这类形态奇特甚至怪异的建筑极大拓展了人们对摩天大厦的固有想象力,其中有些还停留在方案阶段,结构实现上尚有困难,最终的突破或许有赖于未来跨时代的结构体系创新,然而在这样的结构体系横空出世以前,建筑师也不用完全被动地等待;对多数的扭曲高层而言,经典的结构体系未必不能胜任。从本文所分析的相关案例可以看出,除了个别建筑的结构构思堪称神来之笔以外,大多数则是常规结构设计手法的衍变;然而,在大胆尝试扭曲高层建筑的同时,建筑师也应该认识到如果无视结构选型的可适配条件而无限逼近结构极限,往往会为此付出惊人的经济代价;从生态可持续发展的角度,建筑师应当和工程师携手共同探讨扭曲高层的结构创新之路。
参考文献
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[2]David Scott,David Farnsworth The effects of complex geometry on tall towers.Struct.Design Tall Spec.Build.2007(16),441–455
[3]Design engineering AKT