这次实习期一共五天:结构和施工四天,建筑一天。
实习的工程项目有:重庆教委办公楼、重庆南坪四公里换乘枢纽、重庆后勤工程学院新校区、重庆大学虎溪校区图文信息中心和学院综合楼、重庆大学建筑馆
结构
一、结构选型
本次实习工程项目多为多层结构。对于多层结构而言,在重庆地区,采用框架结构既能满足受力需要,功能需要而且相对而言经济性好,因此结构形式多选框架结构或者框架剪力墙结构。
框架-剪力墙结构是目前结构选型中常用的形式,是框架结构和剪力墙结构的有机结合。框架结构易于形成较大的自由灵活的使用空间,以满足不同建筑功能的要求;剪力墙则可提供很大的抗侧刚度,以减少结构在风荷载或侧向地震作用下的侧向位移,有利于提高结构的抗震能力。
二、结构布置
1、平面布置
结构的平面布置是指在结构平面图上布置柱和墙的位置以及楼盖的传力方式。从抗震角度看,最主要的是使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或者尽可能靠近,以减小结构的扭转反应。重庆地区主要的地震设防烈度为6度,因此建筑物是需要考虑抗震要求的。在这次实习中,所有的建筑平面都并不规整,不满足平面布置的要求。但是结构设计者通过灵活的设缝和柱网的布置,将不规则的建筑平面分割成多个规则的平面,从而使各个单独的分体系满足了抗震要求。
在抗震地区设缝应为防震缝,平面形状复杂时,用防震缝划分成较规则、简单的单元。但对高层结构宜尽可能不设缝。
2、竖向布置
竖向布置的要求是:结构沿竖向(铅直方向)应尽可能均匀且少变化,使结构的刚度沿竖向均匀。由于本次参观的工程项目都属于多层建筑,因此在竖向布置上的要求体现得并不多。
三、基础设计
任何建筑物都建在地层上,因此,建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担,受建筑物影响的那一部分地层称为地基,建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础。
进行地基基础设计时,必须根据建筑物的用途和设计等级、建筑布置和上部结构类型,充分考虑建筑场地和地基岩土条件,结合施工条件以及工期、造价等各方面的要求,合理选择地基基础方案。
本次实习中各工程采用的基础形式,既有柱下独立基础(浅基础)又有桩基础(深基础)。以重庆市教委办公楼项目为例:该项目处于嘉陵江畔,地质条件复杂,同时地下水位较高,并根据综合评价,采用承台桩基础最为适宜。重庆南坪四公里换乘枢纽的一幢配套用房也采用了桩基础的形式。但与前者不同的是这里的桩直接与地基梁连在一起,取消了承台,二者类似柱与梁的关系。从中我们可以看出,基础形式的选择和组合,在符合规范的前提下,还是有很大的自由度的。
四、柱网的布置
柱是框架结构的主要竖向受力构件,柱网的布置对整个建筑结构的功能和力学性能有这至关重要的影响,同时优良的柱网布置能够方便施工,加快施工进度。
柱网布置应满足以下几点要求:
1、满足生产工艺的要求。
2、建筑平面布置的要求。
3、柱网布置要使结构受力合理。
4、方便施工。
五、承重框架的布置
柱网确定后,用梁把柱连起来,即形成框架结构。梁柱刚接构成双向梁柱抗测体系。一般情况下柱在两个方向均应有梁拉结,故应在房屋纵横向均应布置框架梁。因此,实际的框架结构是一个空间受力体系。但为计算简便起见,可把实际框架分成纵横两个方向的平面框架即横向框架和纵向框架。
横向框架--由建筑物短方向的梁柱组成。
纵向框架--由建筑物长方向的梁柱构成。
两向框架分别承受各自方向的水平荷载。对于楼面竖向荷载,可由横向框架承受,也可由纵向框架承受或纵、横向共同承受。根据楼面竖向荷载的传递路线,可将框架的承重体系分为三种:
(1)横向框架承重体系: 横向框架跨数往往较少,有利于增加横向房屋抗侧移刚度;纵向连系梁截面尺寸较小,有利于建筑的通风采光。
(2)纵向框架承重体系:适用于大空间房屋,净空高度较大,房屋布置灵活。
(3)纵横向框架混合承重体系:各杆件受力较均匀,整体性能较好。
施 工
大三暑期学校已经安排了我们进行一次为期一个月的土木工程施工实习。在那次实习过程中,我们主要对施工现场的建筑机械设备,人员组织,施工方法,技术、质量和安全控制进行学习。而本次施工实习的主要目的是配合毕业设计当中的施工设计,因此,我们的实习重点是放在施工组织设计上的。
一、施工组织设计
施工组织设计是用来指导施工项目全过程各项活动的技术、经济和组织的综合性文件,是施工技术与施工项目管理有机结合的产物,它是工程开工后施工活动能有序、高效、科学合理地进行的保证。
施工组织设计的基本原则:
①配套投产,根据建设项目的生产工艺流程、投产先后顺序,都要服从施工组织总设计的规划和安排。安排各单位工程开竣工期限,满足配套投产;
②确定重点,保证进度;
③建设总进度一定要留有适当的余地;
④重视施工准备,有预见地把各项准备工作做在工程开工的前头;
⑤选择有效的施工方法,优先采用新技术、新工艺,确保工程质量和生产安全;
⑥充分利用正式工程,节省暂设工程的开支;
⑦施工总平面图的总体布置和施工组织总设计规划应协调一致、互为补充。
施工组织设计一般分为三个阶段:1、施工条件设计(或称施工组织基本概况);2、施工组织总设计;3、各个建筑物等单位工程的施工设计
二、施工进度计划
施工进度计划是在确定工程施工目标工期基础上,根据相应完成的工程量,对各项施工过程的施工顺序、起止时间和施工工艺衔接关系以及所需的劳动力和各种技术物资的供应所优质的具体策划和统筹安排。编制一份科学合理的施工进度计划,协调好施工时间和配置关系,是施工进度计划贯彻实施的首要条件。
施工项目进度计划的编制的基本要求
1、保证拟建施工项目在合同规定的.期限内完成,努力缩短施工工期。
2、保证施工的均衡性和连续性,尽量组织流水搭接、连线、均衡施工,减少现场工作面的停歇和窝工现象。
3、尽可能的节约施工费用,在合理范围内,尽量缩小施工现场各种临时设施的规模。
4、合理安排机械化施工,充分发挥施工机械的生产效率。
5、合理组织施工,努力减少因组织安排不当等人为因素造成时间损失和资源浪费。
6、保证施工质量和安全。
三、施工平面布置
1、施工平面布置的意义 施工场地平面布置是施工组织设计的重要组成部分之一,它对指导现场文明施工有着重要的意义。否则,施工场地布置不合理会造成施工秩序的混乱。一个项目的施工场地要容纳上百人上千上万的队伍进行施工,各自承担不同的任务难免会互相干扰,再加上施工场地布置得不明确或考虑不周到,施工过程中就有可能占用其他队伍的施工场地,影响其他队伍施工,就会产生纠纷。许多材料、机械需要存放,进行施工场地平面布置时如欠全面考虑,就可能出现存放位置占用了建筑物的设计位置等等,这些都会影响施工进度而增加施工成本。由于施工场地布置粗糙直接影响施工安全,并容易发生触电、失火、水淹等危害,造成经济损失和人身安全事故。因此,必须要充分重视施工场地的布置。
2、施工平面布置的作用
1)确定生产要素的空间位置。
2)项目施工过程中,确保施工互不干扰做到有秩序的进行施工。
3)可使施工所需各种资源及服务设施,相互间有效的组合和安全运行。
4)减少场内物、料的二次搬运费、降低施工成本。
5)施工现场平面布置图是现场平面管理的依据,现场调度指挥标准。
3、施工平面布置图
施工平面布置图是建设项目施工阶段建设区域平面布置的一种简明图解形式,用以表示在建的建筑物、构筑物和现有的建筑物、构筑物以及为施工服务的临时性的生产、行政和生活用房、机械设备、塔吊轨道、室内和露天仓库、道路(铁路)、给排水管线、电力和热力网及其他管线的相对平面位置。
建 筑
我所要做的设计是三段式:建筑、结构、施工三个部分都要自己完成。其中建筑设计对我来说是一片空白,平常了解到的也就是进行建筑造型和功能的划分。但是到底如何设计,如何进行划分,我是一点头绪都没有的。一切都是从零开始。
建筑实习是在我校比较有特点的建筑馆进行的。这座建筑馆算是建筑系最原始最真实的一个教材,整个建筑融合了建筑设计的许多要点,当然在实习过程中也体验到了它的缺点。所以它是我们进行建筑实习的最佳对象。
实习所了解到的要点如下:
一、入口设计
建筑物的入口既要满足客观的结构构成,又要产生主观性质的情感的美学意义,但是最重要的是满足功能要求。
比如建筑馆门口的大踏步设计。它具有以下功能:
1、人员集散地
2、解决高差
3、入口造势要求
二、立面设计
立面设计应根据初步确定的房屋平、剖面的内部空间组合关系作为设计基础。
1、应反映出建筑的性格,即建筑的使用性质
2、应反映内部空间及其组织情况
3、应反映自然条件和民族特点的不同
4、应反映基地环境和建筑规划的总体要求
三、中庭
中庭通常是建筑内部的庭院空间,形成具有位于建筑内部的“室外空间”,是建筑设计中营造一种与外部空间既隔离又相连系的特有形式。
中庭也是一种交流空间,这里可作为集会、庆典、展示的场所,有着丰富建筑物功能的作用。
四、灰空间
灰空间最早是由日本建筑师黑川纪章提出。其本意是指建筑与其外部环境之间的过渡空间,以达到室内外融和的目的,比如建筑入口的柱廊、檐下等。也可理解为建筑群周边的广场、绿地等。
按照我的理解,就像灰色是黑白的过渡色一样,“灰空间”就是封闭空间与开放空间的中介,或者说是内容与功能不同的空间之间的过渡空间。由于它的存在,冲破了封闭空间的制约而争取与户外空间取得更加广泛的联系,从而使主体与客体情景交融。
五、平面设计
平面设计是建筑设计的开端,对建筑物的整体效果起着至关重要的作用,因此平面设计中要注意解决以下几个方面的问题。
①各功能用房是否满足使用要求。
③各功能用房之间是否联系方便、相互影响较小。
③建筑平面与周围环境是否协调。
④建筑设计是否经济合理。
⑤建筑平面是否满足国家强制性标准的要求。
⑥建筑形象是否有鲜明的个性。
各类民用建筑的平面主要由使用部分,交通联系部分和结构部分组成,其中使用部分和交通联系部分是平面设计所关注的重点。
总 结
实践是理论联系实际的过程,本次实习使我加深了对结构概念的理解,从另一个更高层次的角度去看待施工,第一次接触了建筑设计,了解到了一些设计过程中常见的问题和解决思路。在查阅资料的过程当中,了解到了许多有用的概念和理论。同时也发现了自己知识掌握和认识上的一些问题。
本次实习使我更加明确了设计的任务和过程。我将尽量把这次实习所得,灵活的运用到即将开始的毕业设计当中去。
前两天,我们土木工程专业学生的第一次实习开始了,实习分两部分:参观施工、建工实验室现场与观看录像和以依据建筑规范及设计原理完成中小学教学楼的平面、立面、剖面设计。通过参观学习使我们对建筑施工和结构实验有了初步的认识,这对我们将来的学习和实践起了提示了向导的作用。现在我就对参观施工现场与建工实验室这部分内容作一个总结。
上午:参观学校科技楼施工现场
星期一上午我们参观了学校在建的十四层科技楼。当我们到达集合地点时,我看到同学们头上都戴着工程帽;同时工地的生活区与施工区的门上也写着:不戴安全帽者不得进如施工现场;当然在科技楼结构主体外面的防护网上也写着标语:安全责任,重于泰山;由此可见在建筑施工当中首先要注意的问题就是安全问题。过去由于生产企业不重视民工安全造成了很多工伤和死亡事故,这些事故给工人和企业带来了很大的损害!同时,为了确保施工能顺利进行和施工的安全,工地是要用砖墙围护起来的,只有建筑施工的各种车辆和内部人员才可以出入,我们实习也要经过他们的同意呢!
进到施工区,我们一眼就看到了科技楼的结构主体,当时结构主体给我的感觉就是不像建筑和不好看。这个可能是因为它和我所看到的过的已经建好并投入使用的楼不同。主体前面有个很大的场地,这个场地是堆放建筑材料用的,可以看到所堆放的建材主要是钢筋,没有水泥、砂、石之类的建材,这是因为现在已经都采用了成品混凝土来浇筑结构了。这样可以保证混凝土的质量,减少施工浪费和降低生产成本。在钢筋堆放区我们可以看到不同型号的钢筋是分开放的,而且还在其前面标明钢筋的型号和进场时间等信息。
我们跟着现场管理员上了楼,我们踏上用钢管和铁网搭接成的梯子,开始觉得很危险,四周都有伸出来的钢管或铁条。二三楼的模板和支架已经拆了,我们可以清楚地看到支撑上部重量的柱子很大,大到使我们都觉得层高变小了。在承重柱的四周有很多构造柱,它们是用来加大墙的强度的,以避免因墙身过长导致容易坍塌。一路上去,我们看到上面几层楼板的支架还没有拆,这些支架是用钢管和模板组成的,钢管很密,可见要承受完全没有强度的混凝土板和梁需要很大的支撑力。
上到第十层,我们看到工人们还在绑扎钢筋,柱和梁的钢筋已经绑扎好并放到了模板预留的槽里。我观察了其中的几条梁和柱,就像老师说的:梁的下部是首力筋,主梁有九条,次梁有六条;上不是架立筋,主梁和次梁也不同;受力筋和架力筋之间用箍筋绑扎。而柱子就不一样了,三四条梁要交汇于柱,就必然要使梁的钢筋穿过柱子,这样使得柱头的钢筋十分密集,同时浇筑混凝土时也要注意密实。板的配筋一般有受力筋和架力筋,受力筋在下方,分纵横两路;架力筋在上方,也是纵横两路放着。摆好的钢筋就要用铁丝绑扎好,为了保证面筋不被踩低下去,还要用马蹄筋将其抬高。在看板筋时我们发现连同钢筋一起铺设的还有电线管,这是电专业和结构专业合作的一个体现。
我们的现场参观时间很有限,只看到了工人在布置板筋,没有看到他们浇筑柱梁板,砌筑砖墙以及其它的施工情景,所以认识也是很片面的,这个只能作为我们对施工的感性认识吧!
下午:参观建工实验室
建工实验室是一座比较老式的工业厂房建筑,外表像以前的民用建筑。其顶部采用了预制钢筋混凝土行架梁和混凝土板,这种构造既笨重又限制了梁的跨度,现在已经被广泛使用的刚行架和钢板所取代。其两侧柱子是典型的工业厂房的柱式,上部有牛蹄,用于安装吊车的轨道。其宽面也个立了两根抗风柱,这些柱和每隔一段距离设的梁使墙能有足够的刚度以抵抗强风的荷载。
实验室的作用在于给结构设计师一个能检验其设计可行性的场所,这对建筑物的安全性和可靠性是至关重要的,同时也是科学实验所必备的。
在实验室,我们看到了许多大型的实验仪器,它们实质上都是给试件提供压、拉、剪方面的应力,从而检测其能承受力的能力,也就是它们的强度。
结构构件(通常是柱梁板,当然也有桩)通过吊车吊到实验机床上,然后对构件施加荷载,并通过设置在构件里的传感器将应力和变形情况的有关信息传给相关仪器,实验员记录数据并分析处理变可以得出结果了!
在实验室,我们还可以看到做各种构件的模型。其中有做桩的钢绞线和拉紧钢绞线的套子等。
当然,我们不仅看了各种机器,以及了解了它们的基本用途和使用方法,而且对建工实验有了初步的认识,并建立起一种实验检验假设的观念,这次参观应该是有比较大的收获的。
第二天上午:观看与建筑有关的录象
前一天通过现场参观,我们对建筑有了一般的感性认识,但对于施工的过程与一些细部问题和可能发生的危险问题我们知道得还比较少。通过纪录片的形式,我们能从整体的广度来认知和学习。
我们观看了曾经是全国第一高楼的xxx大厦的建设过程,从录像里我们看到了钢筋混凝土结构建筑的建造过程,也看到了比较先进的施工生产技术,例如:泵送混凝土的浇筑方法和高效的支模技术等。这些技术在生产中应用给生产带来了很高的效率。
在第二部录像中我们看到了地球上最严重的自然灾害——地震对人们生命财产的损害,当然,除了人的生命外受到地震伤害最大的就是建筑了。每当地震袭击城市时,就会有成千上万的建筑毁于一旦,地震后的城市将是满目疮痍,我们平时习惯的街道楼房都消失了,这对我们的精神是很大的伤害。
那些年代久远的老房子,没有经过什么抗震处理,在地震中是很容易被毁的。这似乎是理所当然的,因为这些房子大多是砖石结构或砖混结构,这种结构的抗震性能是很差的,几乎不可以抗震的。然而有些钢筋混凝土框架结构的楼房在地震中也不能幸免——当然这些情况还要对建筑物所在的环境和它的固有频率与地震频率的关系进行研究——但原因往往是这些建筑结构受力的不合理性。
上个世纪八九十年代,人们为增强钢筋混凝土高层建筑的抗震性能,研究和开发了很多新的技术方案,结构工程师们以为这些新的技术方案能使建筑物有效的抵抗地震的袭击,但结果很不幸,接二连三地有高层建筑在地震中倒塌,就连强度更大的高架桥结构在地震中也频频倒塌,这让全世界的结构工程师感到恐慌。我们到今天还不能清楚地理解地震的活动状况,不知道它们什么时候会发生,但即使能在地震前预测出来,也只是对人的逃生增加希望,对建筑物毫无作用,如果我们不能很好地解决地震振动对建筑结构本身的伤害作用问题,我们的建筑就毫无反抗之力,只能坐以待毙。
幸运的是,随着钢结构广泛使用,结构工程师们发现,虽然很多设计抗震性很高的钢筋混凝土建筑纷纷在强地震中倒塌了,而没有一列钢结构高层建筑出现过坍塌现象。这足以说明钢结构建筑在地震中的不倒优势,同时也给那些处于地震活动频繁的国家或地区带来希望,他们可以通过少建或不建钢筋混凝土结构只建钢结构的房屋来减少由地震带来的损失。日本和台湾都是这样,现在台湾连几层的教学楼都要用钢结构的。
虽然钢筋混凝土结构在地震频繁地带不被人青睐,但在中国,尤其是大陆有的还是很多的。就拿广州来说吧,每年广州都要建很多高层甚至超高层建筑,这些建筑绝大多数是钢筋混凝土结构的。不能说好还是不好,但要真的发生了地震,那广州的市民可就遭殃了,人口密集且人们又生活在容易受破坏的房子里,其结果是很难想象的了!
小结
在实习中我们的确接触了不少实际应用的东西,但离实际水平较高的生产方式和比较先进的技术还有很大的差距。我发现我们看到的生产工艺都是不算先进的,就像我们看录像的支模方式在科技楼还没有用上,而人家在八十年代初就已经开始使用了,这可能是因为施工单位的物资匹备不足,但先进的生产工艺确实可以提高施工进度和生产质量。
从建筑发展的趋势来看,钢结构越来越受到人们的重视和肯定,研究钢结构的受力和增强钢结构的耐火性是一个亟待深入的课题。
当然我们还是要立足于钢筋混凝土结构的学习,通过学习和实践使我们对建筑的构造有更深入的了解,并且不能忽视某些可能发生的隐患,以确保我们建造的高楼真正地能应付各种紧急情况。
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