设计概论论文优选九篇

时间:2023-01-25 17:06:43

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设计概论论文

第1篇

本文对现有高校的艺术设计史论课程教学状况进行了初步分析,并提出了改善的几点设想,结合艺术设计项目式教学模式以及艺术设计史论课程的研究分析报告,总结出艺术设计史论课程的整体问题和艺术设计史论课程的未来发展趋势。

艺术设计与艺术设计史论教学的契合模式

“设计”这一词汇在我们的日常生活中经常被用到,诸如“服装设计”、“视觉传达设计”、“工业设计”、“环境艺术设计”等。本文结合许多有关艺术设计著作对设计概念的阐释,将设计的概念试图从设计专业的角度对其进行一番再梳理,使得对设计的概念有更深入的认识。

艺术来源于生活,同时也是生活中的一部分,而艺术设计作为艺术、技术和科学的结合,更是与生活息息相关。随着艺术设计专业的蓬勃发展,全国各大高校基本都开设了艺术设计专业,随着国家对素质教育的加强,艺术设计史论课程越来越受到重视,开设了艺术设计类专业的高等院校也根据自己的学科专业特点,都开设一定数量的艺术设计史论课程,但是还是普遍存在一些问题。结合整体的分析研究数据,总结出艺术设计史论课程的整体问题和艺术设计史论课程的未来发展趋势。

艺术设计史论课程初探

艺术设计史论课程是高校艺术设计专业学生必修的专业理论课程,其中包括了有中外艺术设计的发展历程、艺术设计理论的萌发、分支及其在人类社会发展史上的贡献率等等。艺术设计史论课程自20世纪90年代起陆续在全国的艺术院校和综合院校的艺术设计专业中开设。据不完全统计,全国80%以上的院校开设了艺术设计史论课程,此类课程在开阔设计专业学生的视野,提高其人文素养、树立创新的设计理念,提升设计的品位,形成个人风格等方面意义深远。因其滞后于艺术设计实践,其研究内容和教学方法尚有许多不足的地方,当今国内更是如此。总之,高校艺术设计史论教材田圃中,已由过去的一枝独秀,发展到今天的百花竞放。中国的艺术设计史论研究也将迈进一个较快发展时期。

事物具有两面性,有好的一面,同时也有不足的一面。在艺术设计史论课程的教学过程中,主要存在几个方面的问题:(1)艺术设计史论课程观念需要更新;(2)教学课程设置不够合理;(3)教学方式方法亟待创新;(4)理论教学与设计实践需要更好的对接。

艺术设计史论课程概况以及发展趋势

1.教材的使用

在艺术设计史论课程刚刚兴起的时候,对于艺术设计史论的教学还处在基本的发展阶段,教材有一枝独秀到目前的百家争鸣。在当时只有尹定邦教授著《设计学概论》,尹定邦教授在书中重点介绍了设计学研究的范围、现状,设计的多重性,设计的类型,设计师的职能,中外设计史的源流,设计批评理论的发展、嬗变与多元化等,特别着重强调了设计理论对设计发展的必要性。

经过十多年的发展,艺术设计史论教材层出不穷。李砚祖教授著的《艺术设计概论》得到众多高校的青睐。该书主要介绍了设计的方法、程序与管理、设计的哲学、设计与文化的关系等,提出“设计是科学技术与艺术的统一结合”的观点。目前,高校设计史论的版本逐渐增多起来,如赵农著的《中国艺术设计史》、李立新著的《中国设计艺术史论》、朱和平著的《中国艺术设计史纲》、王受之著的《世界现代设计史》等,都是比较权威的艺术设计史论教材。

2.加强师资力量

当前,我们一些高校艺术设计史论课程教师师资力量基础相对有些薄弱。很多时候,有一些毕业生毕业后选择出国或者到科研机构,能够进入高校的人员较少。可见,艺术设计史论教师的供不应求和教学质量提高速度慢是现代设计教学中面对的直观问题。

第2篇

适航要求中的结构约束主要包括民机某部分系统或子系统必须具有的物理结构组成及对象的某些形状、尺寸要求。此处将物理对象的材料类型和相应的强度要求也纳入了结构约束的范畴。此类要求常见于CCAR-25部C分部(结构),D分部(设计与构造)等。对于结构约束的表达采用以下形式:<OS,(ES,PS)>。(3)式中:OS代表物理结构特征的主体,ES和PS代表两种结构约束类型,ES为结构组成约束,如要求必须存在某种物理结构;PS为某物理结构的空间尺寸、形状限制。例如CCAR25.777(e)中规定了襟翼和其他辅助升力装置的操纵器件在驾驶舱的位置要求:“操纵台上部,油门杆之后,对准或右偏于操作台中心线并在起落架操纵器件之后至少254mm”。该条款要求属于结构设计要求,条款中出现了数值型约束,表达方式为{操纵器件:起落架{*}@≥"254mm"},相应的概念图索引如图5所示。按照上述方式建立了包含CCAR25部B分部“飞行”、C分部“结构”、D分部“设计与构造”和E分部“动力装置”共290条适航条款的概念图本体库,基本覆盖了民机设计中性能操稳、结构强度和动力燃油部分的适航要求(除A分部“总则”,F分部“机载设备相关”和G分部“使用限制和资料”外)。采用以上方式从适航条款中提取设计约束信息的完备程度,并依此建立的适航条款的概念图索引很大程度上决定了后续能否根据设计任务检索到所有适用的条款要求,即条款检索的完备性,对于民机设计至关重要。因此,为尽量保证能够从条款要求中完备地提取关键“概念(包括设计特征、指标或参数)”,需经过以下过程:①通过适航条款的字面分析,包括研究条款条文、条款相关的修正案和咨询公告等文件进行初步提取;②参考已有同类机型(同级别)的型号取证数据,通过对比和构型差异分析进一步补充和完善;③在此基础上进一步由各专业有丰富型号经验的设计师进行评议、完善和确认。即便如此,这种完备性仍是相对的,因为一方面,随着航空技术的进步和航空事故的教训,适航要求也会不断修订、发展和完善;另一方面,随着民机制造商型号经验的积累和技术能力水平的提升,对于适航条款的理解会逐步加深,这种信息提取的完备性也会不断提高。

2适航要求的识别和检索机制

适航要求识别与获取的目的在于根据当前设计任务检索适用的适航条款要求,本质上属于一种依据索引的文本检索[13]。与传统的关键词检索相比,用于建立设计任务和适用条款要求之间映射的索引不是若干离散的关键词,而是一种由概念图表达的结构化索引,构成索引的“概念”之间具有内部关联性;另外,由于适航条款的概括性,建立条款索引的概念集中包含的很多概念术语超出了条款文本范围。例如,CCAR25.581闪电防护条款的条文中并未明确提及飞机的燃油系统,但燃油系统设计必然需要考虑该条款要求。因此,“燃油系统”要包含在该条款索引的概念集中,而这种情况主要依靠设计师的经验知识来保证。针对适航条款的特点,本文提出一种基于匹配度的适航条款要求检索方法,即某适航条款对于当前设计任务的适用性可通过设计任务中包含的民机设计特征与条款约束的设计对象之间的匹配度来衡量。2.1匹配度对象(设计特征)之间的匹配过程包括两个步骤:首先判断当前设计对象与条款约束的对象名称是否一致;若对象名一致,则进一步判断对象属性值之间的一致程度;否则,两者完全不匹配。此处,设ai为当前设计对象a的第i个属性值,bi为条款约束的对象b与之相对应的属性值,则M(aibi)表示两者属性值之间的匹配度函数。若ai和bi为枚举型取值,则匹配度计算公式如式(4):2.2检索算法根据上述介绍,基于匹配度的适航条款检索算法如图6所示,详细的检索步骤描述如下:步骤1输入飞机的某设计特征(系统、子系统及其结构组成)作为当前设计特征Pc(当前设计对象)。步骤2读取Pc相关的特征约束C(Pc),这里的C(Pc)主要来自于对于产品整体的属性约束或继承自父级特征的属性约束。步骤3读取Pc的关联特征,生成关联特征集;此处的关联特征包括Pc的下一级结构特征,以及与Pc在功能或结构上存在关联关系的其他设计特征;此处构建关联特征集的目的在于扩大适用条款的检索范围。步骤4从适航条款数据库中读取第一条未被检索过的条款作为当前条款,如果成功,则进一步读取该条款约束的目标对象Pc’及其特征约束;否则退出程序。步骤5比较Pc和Pc’,如果Pc=Pc’,则进一步比较其属性特征C(Pc)和C(Pc’),并按式(6)计算其匹配度Mi。步骤6如果Pc≠Pc’,则该条款的目标对象与当前设计特征不匹配,但可能与Pc的某项关联设计特征相匹配。因此,进一步读取Pc’的关联对象集Pr’,判断Pr与Pr’是否相交,即按照式(7)计算Mj。步骤7若Mi>0,则当前设计特征与条款约束的目标对象一致,该条款为当前设计特征的主要适用条款,从而将该条款录入适用条款集;否则转步骤8。步骤8若Mj>0,则当前条款为当前设计特征的相关条款,属于次级适用条款,也将该条款录入适用条款集;否则,当前条款为完全不适用条款,转步骤9。步骤9将当前条款的状态标记为已检索过的条款,转步骤4。步骤10适航条款数据库中的所有条款都被检索过,退出程序。

3实现与应用

根据本文提出的方法进行相应的软件实现。采用技术,利用VisualStudio2008软件开发平台和SQLServer2008数据库系统开发出一套民机适航要求的识别与确认系统,用于辅助某民机制造商的适航工程师(型号各分系统适航审定计划的负责人)根据某些设计任务中的民机设计特征检索适航条款数据库,形成型号各专业适航审定基础中适用条款集合的初步方案。以民机起落架系统中的部分设计特征“主起落架及舱门”为例检索其适用的适航条款要求。首先,定义当前的设计任务,包括明确目标设计特征,定义目标设计特征所在型号的飞机级特征参数要求,并将主起落架系统的父级系统和子级系统作为关联设计特征,形成当前设计任务的概念术语集用于检索,如图7所示。依次根据目标设计特征“主起落架及舱门”及其关联特征(如父级设计特征起落架系统,子级设计特征收放系统、机轮系统等)检索适航规章数据库。此处以CCAR25.721条为例(如图8),首先进行当前设计特征与条款约束的目标对象名称的比对;若一致,则进一步进行(飞机级)特征参数的匹配。

4结束语

第3篇

该案项目位于深圳和香港的交界处,莲塘/香园围口岸联检大楼的建设用地有两块,西侧是香园围口岸,东侧是莲塘口岸,中间深圳河穿流而过,周边有部分住宅用地。整体建筑用地规划合理,分区明确,联检大楼功能齐全,周围还设有货检设施、配套政府办公设施、停车场及园林绿化等必要设施。道路系统完整流畅,交通便利。EDA建筑的设计者对基地分析研究后发现深港双方基地成一定的夹角关系,正交柱网无法妥善处理平面布局关系,因此突破性地多引入一个向量;同时通过对条状薄片进行打结试验,发现在极限状态下,结形成的几何形体水平投影为正五边形,由此确定采用正五边形作为该项目的核心设计元素。此次建筑表皮设计手法是在五边体中交叉叠加的特点基础上进行数字变换,形成立体编织的视觉效果(图3),与屋面呈一定角度的片状太阳能构件可以提高太阳能转换效率,建筑外墙材料采用绿色建材金色铜板和灰色钛锌板。由于此方案设计造型及外表皮相对复杂,因此整个设计运用了数字设计的手段,从概念创作到最终成图,一气呵成。

2技术手段

2.1金属材料建筑表皮技术优势

金属表皮已经成为当下十分流行的趋势,铝合金、钛锌合金、铜等材料等在建筑设计上得到了广泛的应用。金属具有稳定的物理性能,正如金属具有延展性,能被弯曲、扭转以及变形,却不影响本身特性。同样金属表皮耐久且具有自洁性能,并且规模化车间的生产减少了现场施工量,易于加工,促进了生产效率提高。金属本身的耐腐蚀、耐久性都较其他材料要强,以金属构建形成的建筑表皮甚至能够获得与建筑主体结构同步的生命周期。预装配化施工,缩短施工周期。金属的材料性质决定了其可以在工厂中大规模加工生产,进而在工地进行组装,极其便于施工,能够大大的缩短施工周期,降低了人工成本。现代技术不仅能让金属表皮能够创造新颖的外部形象外,而且又能起到保护与创新的双重作用。透过金属表皮,原有建筑透过金属表皮传达出历史的信息,视线又会被其所表现出的不确定性所吸引,传统与现代在轻薄的表皮上得到同时呈现。

2.2金属材料建筑表皮的节能与环保

莲塘/香园围口岸联检大楼概念设计是通过大量的节能设计计算的,例如辐射计算、对铜、锌板角度的模拟测试等,该设计力求符合当今低碳节能的设计潮流,达到一个绿色建筑应有金属表皮的拆卸或重新安装比较方便,能回收循环再利用起到生态节能的作用。环保在材料的应用上也尤为重要,金属表皮能够减少污染的产生,可以有效地过滤太阳辐射,并且能够配合自然通风、太阳能照明取热等节能技术(图5),保证了室内实现向外渗透地最大可能性。与此同时,金属材料的可重复利用性减少了材料的浪费,并且采用预处理技术减少二次污染。金属材料是回收率最高的建筑材料,常用的金属制品废弃之后有75%可以回收再利用,而铜的回收率则达到了100%。另外,金属材料不会对环境造成污染,可谓是名副其实的绿色环保材料。

3技术美学

3.1新美学基础

20世纪以来,建筑表皮逐渐地从结构的束缚中解脱出来,在建筑师们的不断的尝试与创新中,通过运用新型的建造技术拓宽金属的材料形式并挖掘材料更深层次的表现潜力,形成金属材料多元化的建筑语言。如今,金属早已成为一种重要的表皮材料,引领着当下十分流行的表皮发展趋势。各种新型的合金、冲孔、板网、格栅或编织网形式的金属材料在幕墙及建筑屋面系统中得到广泛地应用。我国对技术美学的研究不断地拓展和深化,在借鉴与吸收国外研究成果的基础上,探索一条符合中国当代技术美学理论与内容的体系。目前国内认为技术美是技术美学的最高范畴,它是技术活动和产品所表现的审美价值,是一种综合性的美。从构成来看,技术美主要内容是功能美,也包括形式美和艺术美。新美学的基础必须建构自己独特的观念及范畴体系,揭示其自身研究领域的审美规律。

3.2技术美学产生根源

目前国内技术美学研究大多是关于基本原理的研究,对技术美学思想史的研究还很少。并且,对西方技术美学思想产生、发展的介绍也只限于西方工业革命以后,如新艺术运动、包豪斯及工业设计的兴起、发展过程等等。其实,技术美的创造不只是大机器生产出现以后才有,技术作为人类改造自然的手段和方法,它不仅包括机械化工业技术,也包括工业革命之前的手工技术。因此,技术美的创造及其思想也不只是工业革命以后才出现的。正如竹内敏雄所指出的:“一般意义上的技术同人类历史一道自古以来就存在着,古代的手工艺也好,现代的工程技术也好,都包括在内。只是在它们之间,功能的效率相差悬殊,而只要随着那一种产品都符合各自的目的,并伴随着那种程度的美的效果。那么,在它的技术美的结构上就没有本质的差异。”

3.3技术美学发展趋势

现如今,建筑师越来越认识到技术对象的审美价值。他们试图在自己的美学理论中对此加以分析,扩大研究视野,为理论体系纳入新的内容。技术美学作为一门应用学科不能停留在形而上的抽象议论层次,而应具有强烈的实践性和可操作性,用于指导当代物质审美文化建设。技术美学作为一门应用学科不能停留在形而上的抽象议论层次,而应具有强烈的实践性和可操作性,用于指导当代物质审美文化建设。技术美学对实践的介入主要通过设计活动来进行,它不仅为最佳而合理的设计观提供思想基础,也为设计活动提供理论指导。技术美学不只是美学自身的逻辑发展和延伸,更是人类实践过程中审美创造智慧的结晶和运用。技术美学对实践的介入主要通过设计活动来进行。它不仅为最佳而合理的设计观提供思想基础,也为设计活动提供理论指导。技术美学不只是美学自身的逻辑发展和延伸,更是人类实践过程中审美创造智慧的结晶和运用。当代技术美学研究不应只是告诉人们什么是技术美,更重要的是使人们懂得怎样才能创造和实现技术美。技术美学研究不仅要解决带有普遍意义的设计观念、方法等宏观问题,也应该关注设计实践中的具体问题,把技术美学的基本观点微观化、具体化,用于解决物质生产和生活领域审美创造中的许多复杂的问题。这样,技术美学才具有强大的生命力。

4技术美学应用案例及总结

4.1半透明的金属表皮

现代建筑重要特征是技术在建筑艺术中的觉醒,注重发挥建筑结构和建筑材料的性能特点,不去掩饰它们,而是将其作为建筑造型的表现要素之一。建筑中的支撑结构与表皮的分离使表皮成为一个相对独立的膜结构,这种分层构造,为表皮材料提供了可能性,例如瑞士建筑师赫尔佐格及德梅隆在美国旧金山deYoungMuseum中铜穿孔板的使用。穿孔板的纹理重现了阳光下斑驳的树影意向,创造出诗意的建筑(图6)。

4.2承重的金属表皮

OMA为PRADA旧金山店设计的建筑表皮,采用横隔板结构,将钢骨架安装在与基础同标高的支撑结构上,使建筑结构更加牢固。不锈钢厚度为25mm,使之满足结构要求,并且在295mm宽交错栅格上打圆孔从而减轻自重并扩大建筑内外视野(图7)。这些圆孔由水柱切成,从栅格、孔的分布和大小中,能够反映出不锈钢板可以承受的来自侧向力的压力,在压力较小的区域可以只留下满足结构需求的材料。

4.3金属表皮对旧建筑的保护

Peripheriques建筑事务所设计改造了巴黎历史中心附近校园的一栋建筑。策略是在原有建筑框架概念的基础上进行改动,将原来的一个庭院改造为两个,其中一个用ETEE膜加以覆盖,十几种不同图案的穿孔铝板构成了外部表皮,用一个Z型的斜面引导着人流和视线的到达。改造后的建筑色彩丰富,在不同区域的颜色有助于空间方向感的定位。

5结语

第4篇

作者:孙立 单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司

注重无砟轨道排水设计轨道结构设计过程中应该全方位考虑排水设计及其可靠性和耐久性。水永远是无砟轨道结构最持久的敌人,也是无砟轨道能否保持60年使用寿命最主要的控制因素之一。因此,在进行无砟轨道结构设计,尤其是隧道内无砟轨道结构设计时应该特别重视无砟轨道结构的排水设计,并将无砟轨道结构的排水设计纳入整个线路排水设计系统。在实际轨道结构设计工作中,对于CRTSII型板式无砟轨道侧向挡块的设置影响轨道板表面排水、CRTSI型框架板式无砟轨道框架内排水这些在运营过程中已经发现容易积水的部位应该进行特殊设计。对于板式无砟轨道梁面采用中间排水,为了将轨道二侧的积水排到中间排水沟而采用在轨道板内预留圆形、半圆形的排水管,尤其在南方雨量较大,且暴雨比较集中的地区证明其效果均不佳,在实际采用中应该慎重,因此敷设板式无砟轨道范围的桥梁最好采用三面排水的方式。隧道内漏水一般具有较强的腐蚀性,为了避免腐蚀性渗水影响无砟轨道的耐久性,在实际设计中应该确保隧道排水措施到位,针对无砟轨道设计应该在二线之间设置中间排水沟,同时保证可能的渗水低于无砟轨道结构底面。在路基地段,一直存在中间堆高表面敷设混凝土结构(含沥青混凝土结构)和中间设排水沟两种方案,两个方案各有优缺点,前一个方案还存在表面敷设素混凝土还是沥青混凝土的区别。应该说在北方寒冷地区,采用中间设置排水沟,由于该方案需要在路基中埋设横向排水管,一方面对于路基的整体性产生一定的影响,另一方面即使排水管按照设计要求位于冻胀线以上,个别情况下还是存在横向排水管冻裂、冰块堵塞排水管等现象影响排水的通畅,因此在北方严寒地区建议采用二线中间堆高表面敷设混凝土结构向轨道二侧的排水方案。相比较北方雨水较少,南方地区雨水丰沛;另一方面,二线中间堆高表面敷设混凝土结构向轨道二侧的排水方案由于存在无砟轨道轨道板(道床板)与堆高表面敷设混凝土结构之间缝隙封堵困难,且封堵遇水膨胀橡胶条的耐久性满足设计要求困难,因此建议在南方雨水地区采用中间设置排水沟的排水形式。明确轨道施工要求轨道工程施工图设计应该强调对于施工中的重要部位提出重点的施工要求。尤其对于施工缝的处理,对于其钢筋搭接率、新老混凝土界面应该说明详细的处理措施及施工注意事项。

桥梁地段单元轨道结构设计在桥梁梁缝地段轨道结构是单元还是连续、无砟轨道单元结构长度多少合理,国内进行了大量的研究和实践。从CRTSII型板式无砟轨道的设计理论和实践经验来看,桥梁地段无砟轨道的单元长度当然可以确定为无限长。从结构设计原理的角度来进行分析,无砟轨道的单元过长,其内部结构受力舒缓需要通过限制位移的方法来保证轨道结构的几何形位,其前提必然是相关限位措施和桥梁、底座板、轨道板以致钢轨的合龙或锁定温度及其关系必须得到严格控制,否则轨道结构的稳定性必将受到影响,进而影响轨道结构部件的强度和稳定性、耐久性。因此应该针对目前出现的CRTSⅡ型板式无砟轨道板与水泥乳化沥青砂浆离缝及其拍打问题、CRTSⅡ型板式无砟轨道板滑动层窜出及其维修问题、CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板承轨台开裂、CRTSⅡ型板式无砟轨道宽接缝裂缝及轨道板预裂缝裂缝宽度过大等问题展开深入研究。路基地段单元轨道结构设计德国高速铁路即是路基地段轨道结构采用连续结构,其最大的优点是路基地段无砟轨道支承层可以采用水硬性支承层代替钢筋混凝土结构,降低轨道工程造价;另外一方面,路基地段德国无砟轨道设计理念借鉴了高速公路从路面到路基刚度递减的设计理念,而高速公路路面与下部路基结构之间即敷设了一层水硬性材料。相比较CRTSI型板式无砟轨道在路基地段轨道板采用单元结构,底座采用3~4块轨道板长度的钢筋混凝土长单元结构,CRTSI型双块式无砟轨道结构必须采取一定的结构设计及施工措施控制混凝土裂纹,并且从目前国内外几条建成通车的高速铁路来看,国内虽然对于CRTSI型双块式无砟轨道道床板裂纹控制取得了一定成效,其裂纹宽度基本控制在0.2mm规范允许的范围内,但是从根本上避免CRTSI型双块式无砟轨道道床板裂纹存在一定的技术困难。第二,为了控制CRTSI型双块式无砟轨道道床板两端的稳定性,必须在道床板两端一定范围内设计较强的限位措施,如端梁、销钉等,并且需要制定完备的施工质量保证措施,否则容易导致路基地段连续道床板结构两端鼓起,严重情况下可能导致设置的端梁结构失效。第三,连续道床板结构保持在线路上的稳定的前提是道床板结构与支承层之间保持可靠的粘结,因此在施工过程中应该保证支承层表面的拉毛质量符合设计要求,尤其在施工合龙地段,其支承层拉毛容易被施工车辆破坏,因此在施工道床板之前应该确保支承层拉毛满足要求,且支承层表面的浮渣等清理干净。

无砟轨道结构设计是一个系统工程,结构设计一方面应该与桥梁、隧道、路基等相关工程协调,而且应该考虑环境因素、施工因素、运营维护因素、轨道工程内部各组成结构等的影响和相互作用。坚持单元设计理念,合理确定轨道结构单元的长度。另外一方面,针对目前敷设的连续轨道结构,尤其是桥梁地段跨越梁缝的CRTSⅡ型板式无砟轨道,应该针对目前的运营现状,有针对性开展系列监测活动,并对监测结果进行分析研究,一方面形成连续敷设无砟轨道理论计算体系并确定相关主要设计参数,另外一方面积累数据编制CRTSⅡ型板式无砟轨道的养护、维修规程。

第5篇

在工程规划设计中,随着计算机的广泛应用,多以长系列法进行兴利调节计算,但有时或因工作周期短,或因进行多方案比较,中小设计流域可能还受资料条件的限制等,典型年法还是有其独到的作用。在供水水库的兴利调节计算和水电站的水能计算中,由于供水过程是较为均匀的,典型年法和长系列法的成果较为接近,而对灌溉水库来说,由于其需水过程是不均匀的,有其相对的需水高峰,因此,选择不同的典型年份求得的灌溉库容与长系列成果可能差异较大。本文以贵州省遵义县水泊渡水库为例,说明典型年选择中应注意的问题。

2工程概况

遵义县水泊渡水库地处贵州省的北部,位于乌江的二级支流上,工程坝址以上集水面积241km2。流域多年平均降水量1040mm,多年平均径流量1.13亿m3,是一座以灌溉为主兼顾供水的中型水库,总库容6550万m3,设计灌溉面积11646.5hm2,城镇日供水4万t。灌区位于遵义县南部,是贵州的粮食主产区之一,作物组成以水稻为主,兼有小麦、油菜、玉米、茶园等粮食和经济作物,复种指数1.8~2.0,灌区多年平均干旱指数0.75,为一般干旱区,以夏旱为主,特别是伏旱影响最大。变化规律为三年一小旱,五年一中旱,十年一大旱。

流域属无资料地区,其径流计算以邻近的湘江站为参证站,采用水文比拟法结合降水修正来推求,用水过程则根据历年各种作物的设计节水灌溉定额推求。在所选用的1971~1996年资料系列中,丰平枯年份分别占9年、8年、9年,且包含了1975、1986、1993年等中等干旱年及1972、1981、1990年等大旱年,以及1977、1991年等丰水年,因此,其来、用水过程代表性较好,这为以下的分析研究打下了坚实基础。水库P=75%设计年来水量8840万m3,P=85%设计年来水量7800万m3。

3典型年比较

根据规范要求,该灌区位于南方多雨区,作物以水稻为主,其设计保证率的范围为75%~95%,本文主要针对P=75%和P=85%进行分析;调节性能的研究范围为不完全年调节至完全多年调节。灌区作物以种植中稻为主,并且以中稻的需水量为最大,其灌溉期为5~8月。根据湘江水文站水文年及(5~8)月平均流量系列,/%P=75%典型年选择1975、1979、1980、1993年进行比较,P=85%典型年选择1972、1981、1986、1990年进行比较,各典型年的年及(5~8)月平均流量和经验频率见表1、表2。

表1P=75%典型年比较表

ComparisonoftherunofffortypicalyearswithP=75%

--------------------------------------------------------------------------------

年径流

(5~8月)径流

年份

--------------------------------------------------------------------------------

Q(m3/s)

P(%)

Q(m3/s)

P(%)

--------------------------------------------------------------------------------

1975

7.41

74.07

12.4

62.96

1979

6.68

85.19

11.1

70.37

1980

7.65

66.67

10.4

77.78

1993

7.13

77.78

11.6

66.67

设计值

6.87

75.00

10.9

75.00

--------------------------------------------------------------------------------

表2P=85%典型年比较表

ComparisonoftherunofffortypicalyearswithP=85%

--------------------------------------------------------------------------------

年径流

(5~8月)径流

年份

--------------------------------------------------------------------------------

Q(m3/s)

P(%)

Q(m3/s)

P(%)

--------------------------------------------------------------------------------

1972

6.98

81.48

8.38

88.89

1981

5.17

92.59

8.13

92.59

1986

5.50

88.89

10.4

81.48

1990

4.03

96.30

5.83

96.30

设计值

6.09

85.00

9.14

85.00

--------------------------------------------------------------------------------

由表可见,对P=75%来说,1979年全年及(5~8)月实测流量与设计值最为接近,其它年份来水均比设计值丰沛;而对P=85%来说,1981、1990年的经验频率均高于设计频率,实测流量均小于设计值,1972、1986年的经验频率和实测流量与设计值相近,另外,1990年干旱是建国以来最严重的干旱,其重现期为50年一遇,1972年干旱排第二位。单从年和(5~8)月平均流量来说,P=75%典型年份选择1979年较好,P=85%典型年份选择1972年较好。

典型年年内径流分配过程以湘江水文站实测径流过程进行同频率修正,用水典型按长系列用水量进行选定,灌区P=75%年用水量6060万m3,P=85%年用水量6540万m3。为进行不同调节性能的比较,假定不同的年用水量放大系数(即表3、表4中的K),求得各个用水量相应的用水过程,进行长系列和典型年法兴利调节计算,长系列法求得的库容作为设计库容,成果见表3、表4。从表中可见:

(1)在P=75%的4个典型年中,以1975年为典型求得的库容与设计值最为接近,而以最理想的1979年为典型求得的库容为最小。各典型年年库容与设计库容的比值,最大为1.42倍,最婿为0.36倍。

(2)在P=85%的4个典型年中,以干旱最严重的1990年为典型求得的库容与设计值最为接近,而以比较干旱的1972年为典型求得的库容为最大,其它年份的库容均小于设计值,特别是年及(5~8)月平均流量的经验频率均达92.6%的1981年为典型求得的库容远小于设计值。各典型年年库容与设计库容的比值,最大为1.41倍,最婿为0.13倍。

表3P=75%不同典型年的年库容比较及年内亏水折算系数成果表

Comparisonofyearlystoragecapacityofeverytypicalyearand

conversioncoefficientofyearlydeficientwaterwithP=75%

--------------------------------------------------------------------------------

项目

K=0.54

K=1.00

K=1.08

K=1.28

K=1.46

K=1.58

K=1.67

K=1.76

--------------------------------------------------------------------------------

1975年

652

1599

1813

2376

2973

3452

3835

4176

1979年

240

821

936

1544

2320

2859

3293

3679

V年(万m3)

1980年

186

868

1029

1663

2439

2979

3413

3798

1993年

616

2037

2277

2915

3456

3832

4135

4403

--------------------------------------------------------------------------------

长系列V兴(万m3)

520

1435

1733

2434

3137

3788

4244

4635

--------------------------------------------------------------------------------

年内

亏水量

313

1107

1730

2288

亏水

库容折算系数

0.524

0.304

0.237

0.201

--------------------------------------------------------------------------------

调节性能

不完全

不完全

不完全

不完全

不完全

不完全

不完全

完全

年调节

年调节

年调节

年调节

多年调节

多年调节

多年调节

多年调节

--------------------------------------------------------------------------------

那么为什么不同的典型年求得的库容差异如此之大,而且与典型年选择的结论完全相悖呢?可以从历年的径流过程及灌区干旱特性来分析原因。虽然各个典型年的全年和(5~8)月的平均流量和经验频率与设计值较为接近,但其分配过程各异,因此,求得的库容千差万别。各典型年5~8月逐旬平均流量过程线见图1。图中可见:

表4P=85%不同典型年的年库容比较及年内亏水折算系数成果表

Comparisonofyearlystoragecapacityofeverytypicalyearandconversion

coefficientofyearlydeficientwaterwithP=85%

--------------------------------------------------------------------------------

项目

K=0.50

K=1.00

K=1.19

K=1.35

K=1.46

K=1.55

K=1.63

--------------------------------------------------------------------------------

V年(万m3)

1972年

877

2771

3498

4114

4542

4905

5231

1981年

86.6

1029

1993

2783

3332

3797

4214

1986年

443

954

1924

2714

3263

3728

4145

1990年

737

2040

2538

2959

3454

3919

4336

--------------------------------------------------------------------------------

长系列V兴(万m3)

646

1967

2731

3573

4336

5346

6473

--------------------------------------------------------------------------------

年内

亏水量

271

1389

2180

2877

3508

亏水

库容折算系数

0.714

0.443

0.404

0.496

0.609

--------------------------------------------------------------------------------

调节性能

不完全

不完全

不完全

不完全

不完全

不完全

完全

年调节

年调节

多年调节

多年调节

多年调节

多年调节

多年调节

--------------------------------------------------------------------------------

(1)P=75%:1975年属中等干旱年,6~8月较干旱;而1979年用水关键时期7~8月来水均匀;1980年干旱月份较少,6、7月份来水较丰沛;1993年径流分配过程较恶劣,5~7月来水较枯,其年库容为最大。因此,P=75%典型年选择1975年为宜。

(2)P=85%:1990年伏旱自7月份持续到8月底;而1972年的径流分配过程相当恶劣,5月下旬的径流量占(5~8)月径流总量的40%以上;1981年的来水丰枯交替出现,径流分配过程则较为均匀;1986年虽5月和8月来水较少,但5月份的用水也少。因此,P=85%典型年选择1990年为宜。

图1各典型年5~8月逐旬平均流量及均值过程线

Thetendaymeanflowdischargeanditsaveragevalueintheperiod

fromMaytoAugustineverytypicalyear

总之,由于典型年法要进行同频率修正,移用的是其径流分配率,因此,在选择典型年时,除了注意年、灌溉期实测流量和经验频率与设计值相近外,还应注意径流过程的代表性及灌区的干旱特性,可选择多个典型年分析、比较,以期选择最合适的典型年份,既经济又合理地确定水库规模。

4典型年法年内亏水的处理方法

当水库调节性能高于完全年调节时,当年来水不能满足需求,需进行多年调节。一般认为,水库的兴利库容由年库容和多年库容所组成。年库容由所选典型年推求;多年库容拦蓄丰水年的多余水量以补充枯水年的年水量的不足,多年库容一般用线解图法推求,这里提出一种较为简便的方法,就是将年内亏水按系数折算到兴利库容中。对于供水水库,年内亏水可全部作为兴利库容;对灌溉水库而言,因其用水过程不均匀,有相对集中的灌溉季节,水库可进行多回运用,因此不可能将年内亏水100%地计入库容,根据分析,从表3、表4可以看出,设计保证率愈高,年内亏水折算系数愈大,P=75%为0.20~0.50,P=85%为0.40~0.60;对于同一保证率来讲,以刚刚跨入多年调节时为最大。在省内其它地区,当流域的径流特性和灌区的作物组成、灌溉制度、复种指数等差别不大时,也可能存在着上述的变化规律。

另外,在现场踏勘或成果框算时,如果已知每亩田所需的灌溉库容,就能较快知道设计灌面所需的灌溉库容,从而确定水库的大致规模。对本灌区而言,P=75%时,完全年调节到完全多年调节每亩田所需的灌溉库容为190~240m3;P=85%时,则为210~360m3。当灌区的干旱特性及流域径流特性基本一致时,每亩田所需的灌溉库容相差不大。如:黔东灌区的道塘水库,P=85%每亩田所需的灌溉库容为220m3;独山南部灌区的谭尧水库,P=75%每亩田所需的灌溉库容为183m3(两库均属完全年调节性能)。

5几点结论

1.在灌溉水库的径流典型年选择中除了要求年、灌溉期径流实测值及经验频率与设计值相近外,同时径流的分配过程也要与设计保证率相匹配,可结合灌区的干旱特性选择多个典型年份进行分析、比较,以合理、准确地确定工程规模。

第6篇

在均布荷载作用下构件的弯矩与跨度成二次方的关系,因此楼板压型钢板布置凸肋时应尽量沿板的短跨布置以提高楼板的平面外刚度,减小挠度。同理,次梁布置时宜按房屋的短向布置以取得较大的刚度[1]。该工程在主梁布置时采用X向与Y向均与柱刚接的方式,这样既增加了主梁的竖向承载能力,又增加了结构的抗侧刚度和冗余度,结构的安全储备得到增强,而且在罕遇地震时可以靠梁柱节点的塑形变形来消耗地震能量[2]。屋面结构布置时,考虑到边榀框架刚度较大,而中间榀作为大跨度框架刚度十分弱,中间与两侧变形差异较大对于结构十分不利[3];而屋面板为夹芯板,其平面内与平面外刚度均较弱,不能有效地协调竖向构件的变形,故设计时采用了设置水平支撑的方式,具体见屋面结构示意图,如图2所示。由于水平纵向支撑平面内刚度较大能够有效协调竖向构件的侧移,且B、C轴柱顶传来的风荷载可以由横向支撑传到A、D轴边榀框架,传力简单明确,并且由于设置了横向支撑及撑杆,减小了2至5轴屋面梁的平面外计算长度,增强了梁的稳定性,能够使梁的截面较小从而取得较大的经济利益。其中,在软件中建立计算模型时屋面支撑可按PKPM(STS)中的斜杆输入。屋面支撑设计时横杆可按压杆设计,斜杆可按拉杆设计,横向及纵向支撑从概念上可以看成桁架,布置简单,受力明确。

2立面结构布置

立面布置时空间大、四周柱高度较高,一侧没有框架梁与之相连,详情见中榀框架立面示意图,如图3所示。故其计算长度较大,长细比难以满足规范要求的限值,长细比λ=l/i(l为柱计算长度、i为柱截面回转半径)。因此,要减小长细比需从减小柱计算长度l及增大相应方向的回转半径入手。由《钢结构设计规范》GB50017—2003附录D[4]可知,柱上下两端与之相连的框架梁刚度与柱刚度之比越大,柱计算长度越小。该工程设计时就将柱下端的框架梁适当地加大了,并且将工字形截面柱的弱轴放在了没有框架梁的一侧,使i值明显加大,通过以上两种措施长细比得到了有效的控制。需要指出的是:工作经验较少的设计人员往往看到柱的长细比不满足设计要求就加大柱截面,调整完后再一计算发现长细比不仅没变小而且还有可能变大。从上边的分析可知,框架梁截面不变,柱截面加大,梁柱线刚度比的数值减小即梁对柱的约束减弱,从而柱的计算长度系数就越大;而柱截面增大并不能有效增大回转半径i,故单纯增大柱的截面往往起不到降低长细比的效果,反而得不偿失。而该工程横向为3跨,纵向为5跨,因此宜将工字形框架柱的弱轴宜沿横向(Y向)布置以增强横向刚度。经软件PKPM(SATWE)计算后,得出前三阶周期,如表1所示。由于结构材料为钢材,强度较高,故按强度控制需要的构件截面较小,而截面小直接导致结构刚度较弱不能满足设计规范对位移的要求。若加大梁柱截面需要耗费较多的材料,且结构刚度提高得并不明显,效果也不好。无支撑框架的变形主要为梁柱的弯曲变形,而支撑的变形主要是轴向变形。众所周知,相同的荷载、相同的截面轴向变形远小于弯曲变形,根据这个常识,该工程在框架的周圈布置上支撑以增加结构的抗侧刚度,如图4所示。根据多道防线的概念设计,需要指出的是框架-支撑体系中,支撑框架是第一道防线[4],在强烈地震中支撑先屈服,内力重分布使框架部分承担的地震剪力必须增大,二者之和应大于弹性计算的总剪力。故设计规范要求,框架部分按刚度分配计算得到的地震剪力应乘以调整系数,应不小于结构底部总地震剪力的25%;最终在结构底部总地震剪力的25%与框架部分计算最大层剪力的1.8倍这两个数值之间,选取较小值。柱间支撑的布置有多种形式,常见的中心支撑有“X”形、“人”字形及“K”形等等。1)其中“X”形支撑可按拉杆进行截面设计,即在水平力的作用(地震作用或风荷载作用)下,支撑交叉斜杆受力为一拉一压,考虑支撑斜杆在压力的作用下退出工作,只剩受拉力的杆件起作用,按杆件受压计算截面承载力时,计算公式为N=×f×A(f为材料强度,A为截面面积,N为承载力),应该考虑构件的受压稳定系(<1)数以防止构件的稳定性不足而发生失稳破坏,而按拉杆设计时可不必考虑受压稳定系数的影响。因此,按拉杆设计时所需截面小于按压杆设计所需界面,故能够取得较好的经济效益,需要指出的是根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010第8.4.1条第1款规定一、二、三级中心支撑不得采用拉杆设计,四级采用拉杆设计时,其长细比不应大于180。而由于该工程抗震等级为三级,故计算时不能采用拉杆设计。2)“人”字形支撑在相同的由梁柱构成的框架区格内,其斜杆构件长度一般小于“X”形支撑的斜杆构件,故其经济性较好。但是根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010第8.2.6条第2款规定:人字支撑和V形支撑的框架梁在支撑连接处应保持连续,并按不计入支撑支点作用的梁验算重力荷载和支撑屈曲时不平衡力作用下的承载力;不平衡力应按受拉支撑的最小屈服承载力和受压支撑最大屈曲承载力的0.3倍计算[5]。必要时,人字支撑和V形支撑可沿竖向交替设置或采用拉链柱。按此规定计算后钢材的用量可能并不能比“X”形支撑的框架钢材整体用量少,故可根据具体的工程具体分析采用哪一种支撑形式。3)“K”形支撑由于其斜杆交汇点在柱中位置处,在罕遇地震作用下,在支撑交汇点处比较容易出现塑性铰。而该塑性铰出现在柱中,容易造成结构的整体垮塌,有悖于“强柱弱梁”的设计概念,因此从抗震角度来讲不宜采用“K”形支撑。支撑的截面形式可采用单槽钢、单角钢、双角钢、双槽钢、H形钢、钢管等等。以上几种截面除钢管外均有弱轴,在相同的计算长度内,在压力作用下构件一般较弱轴失稳,而强轴方向又得不到充分的利用,而圆钢管沿任意直径方向均对称,截面能够得到有效的利用,因此该工程支撑截面选用的是圆钢管。除了上述的中心支撑,还有偏心支撑。偏心支撑顾名思义即支撑杆件的轴线与梁柱的轴线不是相交于一点,而是偏离了一段距离。这样设计的好处是可以将框架梁的一段设计成耗能梁段从而吸收耗散地震能量。该工程未采用这种支撑,故不做详细的讨论。经计算与分析表明:相邻的两跨柱间布置的两道支撑刚度要大于相隔的两跨柱间布置的两道支撑刚度,即两道紧贴的支撑刚度要大于分离的两道支撑刚度。原因是两道分离的支撑刚度之和仅为各自刚度的相加,而两道紧贴的支撑由于其合并在一起,其力臂加高了一倍,故其刚度肯定要比各自刚度相加的数值要大,故设计时宜将支撑紧贴在一起布置以取得较大的抗侧刚度。但是该工程由于工艺布置的要求,墙面上有许多洞口,所以不能按上述的原则布置支撑,而只能将支撑分离开布置。因此,在布置支撑时不应只从结构力学的角度来进行设计,还要考虑设计工艺的要求,尽量做到经济合理、安全适用。

3柱脚设计

第7篇

1.1主机选型

可编程控制器的种类和型号可根据系统的大小和稳定性的要求进行调整。三菱﹑西门子﹑欧姆龙的小型机一般可以满足要求,这里选用三菱FX2N系列,其体积小﹑配置灵活﹑价格适中,很适于在机电一体化产品中使用。因本系统只有数字量开关输入,无模拟量输入,故凭可编程控制器本身的抗干扰能力已能满足要求,而不必另外增加其他抗干扰措施。

1.2传感器选择

土壤温度传感器:测试温度的传感器有很多种,较普遍使用的是热电偶和热电阻传感器。本文采用热电阻Pt100温度传感器进行土壤温度的数据采集,热电阻的优点是线性度好、精度高,有较好的长期稳定性,工作温度范围大,只要经过适当的数据处理就可以传输、显示并记录其温度输出。土壤湿度传感器选择由中国科学院南京土壤研究所生产的FJA-10型负压式土壤湿度计。该湿度计的测量范围为0kPa~100kPa,测量精度为±2.5kPa;输出电压信号为0V~5V,供电电源为交流220V。雨量传感器选用型号为FDY-01的翻斗型雨量传感器,其输出信号为单干式舌簧管通断,工作强度为0℃~50℃。

2系统实现

该灌溉系统的控制方式分为手动模式和自动模式,用户可以通过按钮自由选择。自动工作模式可根据不同植物的灌溉要求设定好参数,满足灌溉条件即可自动进行灌溉,并可根据温、湿度传感器的参数自动停止灌溉。手动控制模式通过按钮手动进行各植物的灌溉和停止。当降雨量达到一定值,或土壤中水份充足时,或供水水管断流时,报警系统启动。这时出现问题的种植区域报警灯点亮,发出报警声音信号,提醒操作人员。解决问题后,可以按下“消音”按钮以解除铃响。

2.1硬件设计

2.1.1I/O点估算

输入信号共需17个输入信号点,考虑到以后可能会对系统进行调整与扩充,所以留15%的备用点,应取3个点备用,这样共需20个输入点。输出信号:共需要14个输出点,考虑到以后可能会对系统进行调整与扩充,所以留15%的备用点,应取2个点备用,这样共需16个输出点。

2.2软件设计

系统控制程序流程图接通电源,按下总启动按钮,系统启动,人工选择是自动工作方式还是手动工作方式。若选用自动工作模式,首先确认程序的时间设定有无错误,如设定值正确,程序继续将往下执行,否则,则检查电磁阀是否打开。程序运行过程中遇到下雨或水泵断水等情况,报警系统启动,哪个种植区域出现问题,哪个区域报警指示灯亮。等消除报警音之后,程序可以继续正常运行,直到程序结束。当按下手动总开按钮,自动运行模式停止,手动运行开始,手动运行指示灯亮。通过各种植区域手动和停止按钮来控制水泵和每个种植区域的电磁阀运行。

2.3人机界面

MCGS即“监视与控制通用系统”,是一套基于Windows操作系统可用来快速构造和生成上位机监控系统的组态触屏软件系统。组态技术在节水灌溉控制系统中的应用能够形成可视化人机界面,并能够对灌溉的运行情况进行实时、有效、便捷的监控。同时,组态王软件具有良好的扩展性和设备硬件无关性,能够根据不同的现场控制需要方便快捷地建立动画画面和监控系统以及形成各种数据报表。监控画面由主画面、点动控制、自动控制、报警记录及留言板等画面组成,如图3所示。主画面为系统启动画面,由各功能按键进入各种植区域对应的子画面,进行各功能参数的设定和系统监控。

3结语

第8篇

1.DIY体验,手脑的有力结合

完美的创意和设计都来自于对生活的体验,通过旧家具改造我们可以提升个人的创意能力,从生活中发现美、创造美。养成观察生活细节,品味生活、感悟生活的习惯。家具DIY自己动手的方式是手与脑的结合,充分发挥主观能动性,从实践中寻找灵感,开拓逆向思维,突破传统的思维方式来发现探索新的美感存在,思维跨越大,有益于大脑的锻炼,同时还能提升个人的创意能力的和实现自我价值。

2.节约成本,资金的最优分配

从经济的角度权衡,新家具的市场售价至少在三位数以上不等,而二手家具可低至两位数,在购置成本上可以节省十至五分之一,这种差价的对比难道不吸引你吗?旧家具的利用可以减少人们生活的经济负担,例如我们经常会遇到一些因为没有利用价值而被丢弃的旧物。

3.以物载情,精神的充分满足

在过去的几年里,旧家具改造在人们日常生活中扮演了举足轻重的角色,在自己生活起居中点缀着自己精心设计制作的旧家具,一定程度上满足了人们对精神需求。家具是日常生活中必不可少的物品,也是文化、情感的载体,有着时光的磨砺、主人的故事和年代的沧桑。

二、旧家具改造的方法

旧家具改造想要改造出即有价值又有品位的作品,就要融入自己独特的创意,最好还能赋予作品一些艺术的语言。旧家具是我们身边随处可见的东西,我们可能在不经意间就丢弃或遗忘了它,其实这些旧家具只是失去了它们的第一价值。

1.加减的组合

旧家具改造就是要突破传统的思维方式,勇于创新,其中加减的组合改造方法在室内设计中比较常见,把几种物品或多个不同种物品进行组合做加法、减法,可以提高旧物改造的利用率,使它们的功能发挥到极致,创造出截然不同的全新物件。

2.造型的优化

在设计中,通过大量的设计创作和审美感知,让造型与色彩体现出设计感,来达到家具的个性化。而在旧家具的改造过程中,造型的优化也有着很大的发挥空间,有色彩和形态的处理两种常见的手法,也可以平面绘涂或者立体装饰,不同的方法营造不同的感觉。

3.功能的更新

在旧家具改造时也可以改变事物原有的功能,如箱子用来存储物品,花瓶只能用来插花等等,所以旧物改造时也可以考虑改变物品原有的功能来进行改造,往往也会得到意想不到的效果。一个巧妙的设计,将废弃的自行车零件,轮胎靠垫重新组合,充满现代气息的座椅就出来了,时尚又有创意。

4.风格的附着

在改造的过程中,根据家具的材质、外形、颜色的不同可以赋予旧家具不同的风格。例如模拟田园的感觉,可用木质淡雅色的材质;追求朋克的感觉则可以做用喷枪即兴涂鸦,运用重金属材质来体现其特点;模拟古老家具或漆器可以用古雅的色彩绘制工笔花鸟,以云雷纹作边饰,尽量为家具添加复古的元素。

三、结语

第9篇

关键词:概念设计;建筑结构设计;应用

作为建筑工程项目开展中的一个重要环节,建筑结构设计不但会关系到建筑工程项目的顺利开展,而且还会影响到整个建筑工程质量。所以,相关单位要充分重视建筑结构设计工作,并且采取科学有效的方法有效提高建筑结构设计水平。在其中合理地运用概念设计方法,可以有效地优化建筑结构设计方案,提高建筑结构设计水平。因此,设计人员要在建筑结构设计中要积极、合理地运用概念设计方法。

1概念设计概述

所谓的概念设计即为在尚未经过数值计算,特别是在一些很难通过相关的规范制度做出明确规定或者是很难进行精确理性分析的问题当中,根据整体结构体系以及分体系彼此之间存在的力学关系、试验现象等总结获得的设计思想与设计原则,以此来从整体上来完成对建筑结构的总体规划与布置,有效管理与控制抗震细部方法等[1]。在建筑设计方案制定的时期,这一设计方法可以更加科学、合理地完成对结构体系的构思、建立以及选择等,进而能够获得更加准确以及概念清晰的方案,从而为后期的设计奠定坚实的基础,进而提升其经济性以及安全、可靠性。

2概念设计在结构设计中的重要作用

2.1有效弥补计算机设计中存在的缺陷

在采用计算机完成建筑结构设计方案的时候是会存在许多缺陷的,其无法正常完成方案初步设计工作。这是由于计算机设计往往会为设计师造成一定的错觉,会使得设计人员觉得计算机程序的运用简单易行,因此就会对计算机软件产生过度依赖的心理,于是就不会去专心地研究与学习结构概念的相关知识,进而影响到其设计能力的提升。另外,一些设计人员会存在一种习惯,即会在设计过程中应用分析程序。然而其却没有充分意识到假如采用正确的软件会使得设计效率与设计水平得到有效提升,而假如选择的软件是错误的,那么就会造成结构设计发生问题,会留下潜在的隐患。因此,为了能够有效弥补计算机设计存在的缺陷,那么就应该合理运用概念设计,要鼓励与引导设计人员积极地学习结构概念的相关知识,进而充分利用概念设计的基本原则制定出最为理想化的结构方案。

2.2有效优化结构设计

对于每位建筑设计人员而言,其都需要充分地了解与掌握结构概念。因为利用结构概念可以帮助其创造出新的灵感以及更加准确、清晰的思路,可以帮助设计人员在充分遵循正确设计基本原则的基础上,有效地防止概念混乱以及定性不正确等诸多问题的出现[2]。除此以外,工作人员在面对一些技术问题的时候,假如其可以充分了解概念设计,那么就能够准确地找到问题的原因所在,然后再采取科学、有效的方法解决问题。在当前实行的《建筑结构设计统一标准》当中就涉及到概念理论,而且标准中明确提出了一个围绕概念理论而制定的结构极限状态设计准则,这一种设计方法会更加科学、严谨,进而可以有效提高结构设计的完善性与可靠性,有效地实现结构设计方案的优化。

3概念设计在建筑结构设计中的应用策略

3.1在建筑场地选择中的应用

为了可以有效地提升建筑结构设计的有效性与科学性,那么就必须要做好建筑场地的选择工作,因为只有充分保证建筑场地的科学、合理性,那么才可以也使得后续建筑设计工作更加顺利地开展,有效地确保其工作价值的实现。因此,在选择建筑场地的过程中要合理应用概念设计。具体而言,必须充分注意以下要素:(1)地形因素。因为不同的地形也会对建筑结构产生不尽相同的影响,而且在大多数的情况下还会对其产生极大的制约,所以在开展建筑结构设计的过程中,必须要充分考虑到建筑结构设计的要求,考虑到建筑的实际情况,进而综合考虑选择出最为合适的地形。(2)地质因素。由于地质因素也会在很大程度上影响的建筑结构设计税票,特别是对基础结构设计具有较大的影响。因此,在选择建筑场地的过程中,需要积极地开展全面、科学合理的评估以及分析,进而充分确保施工场地的地质能够有效地满足建筑施工的要求[3]。(3)抗震性因素。由于抗震性也会在很大程度上影响到建筑结构设计水平,因为只有在充分确保建筑结构有着良好的抗震能力以后,那么才能够有效地确保建筑的使用安全。因此,在选择建筑场地的时候,也要合理地应用概念设计,进而尽量防止在在那些极易发生震动的地方开展建筑操作。

3.2在基础设计中的应用

建筑结构的设计人员根据建筑物的具体结构形式以及所处的地理位置,然后再充分遵循概念设计的基本原则,对基础设计类型进行选择。例如筏型基础以及箱型基础等等[4]。在具体采用箱型基础的过程中,需要充分确保建筑物的负载能力,可以及时、均匀地传递给地基,这样就能够对地基不均匀沉降现象产生有效地抵御作用,而且使其可以有效地完成对周围土体的协作互助,进而有效地提升建筑物的抗风以及抗震能力。在选择使用筏型基础的时候,就会使得建筑物上部结构存在着非常大的荷载。对于建筑而言,其具有非常小的承载能力,这一结构类型能够使得建筑物上部得到有效的分散,而且使得地基获得更大的承载能力,在此状况下就会使得极不均匀沉降现象得到了有效的避免。

3.3在高层结构设计中的应用

在受到水平负荷作用时候,会造成高层建筑结构侧移现象的发生,这是高层建筑设计的一个重点与难点问题,每位建筑设计工作人员都必须要给予充分重视。在具体开展结构设计工作的过程中,设计人员要充分遵循概念设计基本原则,不但要充分考虑相关的要求与标准,与此同时还必须要选择更加科学、合理的抗侧力体系,不但要对建筑物四周存在的其他建筑物的位置、结构等进行综合、全面的分析与考量,而且还要对这些建筑物对所要建设建筑物的风压布局所、造成的影响进行综合的考量[5],进而要在具体开展结构设计的时候,采取有效的措施努力提升建筑物的竖向荷载及其抵抗力,要合理地运用概念设计基本原则,努力加强建筑结构的抗震力,使其能够保证平面结构的简单性以及规范性。总之,在当前科学技术快速发展的时代背景下,也使得我国建筑行业获得了跨越式的发展。然而,其在建筑结构设计方面还存在着诸多问题,那么为了能够有效地提升建筑结构设计水平,就应该合理地应用概念设计方法,以此来有效地提升结构设计的完善性与可靠性,有效弥补在结构设计中存在的问题,优化结构设计方案,有效促进建筑结构设计水平的不断提升。

作者:杨涛 单位:中信建筑设计研究总院有限公司

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