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基礎工程的概念范文第1篇

摘要：本文在消化和吸收CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）工程教育理念的基礎上，探討專業(yè)基礎課程《工程燃燒學》的教學改革方法，激發(fā)學生學習興趣，加強學生專業(yè)知識掌握程度，強化知識運用及團隊協(xié)作和與人溝通的能力，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：工程教育；CDIO；工程燃燒學；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）13-0095-02

一、我國工程教育存在的問題

1.教學思想觀念陳舊。我國大多數(shù)工科高校人才培養(yǎng)體系的教育理念與我國產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整不相適應，教學體系缺乏適應現(xiàn)代工程特點的變化，課程內(nèi)容設置老化、偏重理論教學，缺乏工程系統(tǒng)思維，有待于根據(jù)工程特點提出相應的改進方案。

2.教學方法墨守成規(guī)。我國高等院校的教學方法基本上是以教師為中心、以課堂講授為主、以理論考試成績評價學生的模式，教學過程中缺少實踐環(huán)節(jié)。實踐是認識的出發(fā)點和歸宿，如果沒有實踐環(huán)節(jié)，工程教育無法達到預期的目的和效果[1]。由此可見，實踐教育在工程教育和整個高等教育中的重要性。

3.教學內(nèi)容單一守舊。在教學內(nèi)容上，過分強調(diào)理論知識，知識點更新不及時、跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的步伐，缺乏多樣性，教學大綱定得過死，限制了教師和學生的創(chuàng)造力。此外，過于強調(diào)教材和教師課堂講授在教學過程的作用，忽視了學生主動學習和主動實踐的重要性和必要性。

4.教學評價以偏概全。在評價體系上，我們只注重學生的理論學習和書面考試成績，缺少對學生綜合素質(zhì)的考核，尤其缺乏產(chǎn)業(yè)界對學生在各個培養(yǎng)環(huán)節(jié)表現(xiàn)的評價。

綜上所述，工程教育的根本問題在于產(chǎn)學脫節(jié)，實踐環(huán)節(jié)薄弱，導致工程教育相對產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后。為了解決該根本問題，我們必須深入改革工程教育，提高工程教育質(zhì)量，以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

二、CDIO工程教育理念

CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）即“構思―設計―實施―運行”，它是由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學共同創(chuàng)立的工程教育改革新模式，它以培養(yǎng)全面發(fā)展的工程師為目標，提出了全面、系統(tǒng)、具體的教學大綱，詳見表1[2，3]，它的特點是既要確保學生基礎知識的學習，又要提升學生的實踐技能。

近年來，CDIO教學理念引起了國內(nèi)教育工作者的廣泛關注，該教育方法的實施在我國已取得一些初步成效。我國汕頭大學自2005年起引入并實施CDIO工程教育模式，成效顯著。清華大學工業(yè)工程系教授顧學雍博士在“數(shù)據(jù)結構”和“數(shù)據(jù)庫技術”兩門課中采用CDIO教學方法，指導學生通過基于項目的學習，主動學習，主動實踐，取得了良好的學習效果。清華大學領導對此非常重視，指示該系擴大試點，總結經(jīng)驗后向全校推廣。

三、《工程燃燒學》課程教學改革探討

（一）授課內(nèi)容準備

工程技術迅速發(fā)展，要求工程教育的教學內(nèi)容也要實時更新。根據(jù)CDIO大綱的第一層面能力要求“專業(yè)基礎知識和應用”，我們對《工程燃燒學》課程教學內(nèi)容做出了適當調(diào)整：一方面，我們以實用為導向，有重點地篩選授課知識，選擇性地刪減了過于深澀難懂的純理論知識，忽略其中不重要的、煩瑣的公式推導過程，重點講述定性的基本概念和具有實際應用價值的方法和結果，使得學生對燃燒學理論和現(xiàn)有技術有較為全面的認知；另一方面，根據(jù)燃燒領域的最新動態(tài)及時擴充教材中并未涉及的前沿知識，使我們的授課內(nèi)容與時展接軌；此外，應用多媒體技術，利用大量淺顯易懂的插圖、對應的實景拍攝圖片，來制作動態(tài)演示圖，將傳統(tǒng)的較為抽象、枯燥的理論教學具體化、形象化，使其具有趣味性和啟發(fā)性，以激發(fā)學生學習的興趣，提高學生對知識的接受程度。

（二）授課方法改進

采用灌輸式或者照本宣科式的傳統(tǒng)教學方法，是導致《工程燃燒學》這門本身就較為枯燥的課程更為乏味的原因之一。我們在講授知識點時，采用多種教學方法相結合的方式，以調(diào)動學生學習的積極性和主動性：（1）有意識地采用問題驅(qū)動式的教學方式，以“提出問題―分析問題―解決問題”的模式，激發(fā)學生的學習興趣，將學生對知識點的接受方式由被動轉(zhuǎn)為主動。（2）嘗試采用反轉(zhuǎn)課堂教學模式，即選擇兩個課時的教學內(nèi)容，提前錄制理論知識講授視頻，分享在互聯(lián)網(wǎng)上以供學生自學和復習，將課堂時間用于對理論知識的討論，并進行相關工程實踐內(nèi)容的拓展，提升學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)學生自學、獨立思考的能力，加強實踐教學。（3）在授課過程中設置多個模擬工程案例，以此讓學生真正參與到教學過程中，活躍了課堂氣氛，同時培養(yǎng)了學生CDIO大綱中要求的多項能力，例如工程推理和解決問題、系統(tǒng)思維、團隊協(xié)作和交流溝通等。

（三）教學科研結合

實踐教學在教學過程中具有不可替代的作用，它能加強理論教學效果，同時，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。受CDIO“構思―設計―實施―運行”的理念的啟發(fā)，在《工程燃燒學》授課過程中，鼓勵學生依托我校已有的科研平臺――準東煤高效利用創(chuàng)新平臺，積極參與科研項目的部分工作。同時，鼓勵學生積極參與課外科技活動，選擇《工程燃燒學》課程中某部分內(nèi)容，例如特定煤種成分的工業(yè)分析、灰熔點測試、煙氣成分分析等，利用平臺已有的實驗設備，自行設計實驗方案，教師協(xié)助指導完成，從而達到使部分學有余力的學生創(chuàng)新思維、動手能力得到培養(yǎng)的目的，從而培養(yǎng)學生的科研興趣。

（四）考核方式改革

為了改變原本的教學評價方式以偏概全的不足，《工程燃燒學》課程最終成績由期末卷面成績（60%）、模擬工程案例（30%）、學生科技活動表現(xiàn)和撰寫小論文（10%）三部分組成，希望能給予學生在《工程燃燒學》課程學習中的表現(xiàn)更為全面的評價。參加實驗室科研和課外科技活動是加分項，課程結束后布置學生撰寫課程總結小論文，比如“生活中的燃燒學問題思考和分析”、“你最感興趣的燃燒學問題分析和討論”、“你認為在選用煤種時應該重點考慮煤的哪些特性”等多個選題，旨在激發(fā)學生的獨立思考能力，為學生的個性發(fā)展及創(chuàng)新精神提供機會。

（五）教師工程能力培養(yǎng)

理論與實踐教學相結合的教學方法的實現(xiàn)，要求教師本身具有一定的工程實踐背景。目前，各大高校招收教師多以是否具有高學歷、高學位作為考量標準，缺乏對教師產(chǎn)業(yè)背景和工程實踐經(jīng)驗的要求。事實上，只有教師本身首先具備良好的工程實踐經(jīng)驗，才能帶領學生真槍真刀的實干，否則一切皆是紙上談兵。因此，在承擔《工程燃燒學》課程教學任務之前，課程負責人帶領各位講師及助教多次赴上海鍋爐廠、上海外三火力發(fā)電廠等地實地考察學習，以加強教師的工程實踐能力。

四、小結

本文在分析總結我國工程教育存在的問題的基礎上，將CDIO教育理念運用于專業(yè)基礎課程《工程燃燒學》的教學過程中，具體體現(xiàn)在授課內(nèi)容準備、授課方法改進、教學科研結合、考核方式改革及教師工程能力培養(yǎng)五個方面，旨在激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生獲取和運用知識分析問題、解決問題，總結實踐經(jīng)驗、團隊協(xié)作、與人溝通的能力，為今后的教學模式和教學方法的進一步改進提供了可行策略和方案。

⒖嘉南祝

[1]朱高峰.高等工程教育研究的戰(zhàn)略意義[J].清華大學教育研究，2009，（2）：2-3.

[2]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國高教研究，2006，（11）：81-83.

[3]吳鳴，熊光晶.以工程能力培養(yǎng)為導向的工程教育改革研究[J].理工高教研究，2010，（29）：54-58.

基礎工程的概念范文第2篇

關鍵詞：建筑結構；概念設計；結構措施

1、概念設計的定義分析

概念設計主要是針對客戶的需求進行數(shù)學計算分析從而促使產(chǎn)品的產(chǎn)生。其就是從概念到產(chǎn)品的過程。概念設計的過程經(jīng)歷了從抽象到具體、從模糊到清晰、從粗略到簡單的過程。在概念設計實行的過程中，需要選用建筑結構，并且對結構進行分析，實施計算，之后這些內(nèi)容貫穿于整個建筑結構的設計當中，在這一過程中，設計人員需要找出概念設計存在的問題，然后結合自身的設計經(jīng)驗以及當前設計的實際環(huán)境有針對性的進行概念設計，構建良好的建筑結構設計方案，使得概念設計滿足和建筑結構設計的具體要求相吻合。

2、建筑結構設計中概念設計的原則

2.1、結構的簡單性

結構簡單性要求在建筑結構設計過程中，簡化傳力途徑，提升結構的承載力。因此，在進行結構體系設計過程中，應該對建筑結構受力圖進行精確計算，并且對內(nèi)力和位移進行詳細探究，有效限制薄弱部位的出現(xiàn)。

2.2、結構的整體性

建筑結構能夠聚集慣性力，而且還能夠?qū)T性力傳遞至各豎向抗側(cè)力子結構中，這就要求子結構具備相同的承載力，這樣才能夠有效抵御地震等自然災害所造成的破壞作用。

2.3、結構的規(guī)則性和均勻性

通過提升建筑結構的規(guī)則性與均勻性，能夠有效避免建筑結構過早的出現(xiàn)破壞或者坍塌的問題，確保建筑物分布質(zhì)量與結構剛度的協(xié)調(diào)性，使其能夠充分發(fā)揮抵御自然災害的能力。

2.4、優(yōu)化選型原則

在建筑結構設計中采用概念設計，能夠有效優(yōu)化結構體系以及結構布置形式。

3、建筑結構設計中的概念設計應用

3.1、在計算機分析中應用概念設計

雖然在目前來說我國建筑工程設計階段計算機分析是設計的主要手段，但是從相關的建設效果來看并不能將其作為唯一的設計標準。因為計算機畢竟在一定程度上無法對工程實況進行全面的了解掌控，所以容易出現(xiàn)設計方面的誤差，從而直接影響到整體建筑工程的建設效果。在實際的工程設計中還是要在計算機設計的過程中加入人工的輔助設計，相關工作人員可以依據(jù)自身的施工經(jīng)驗對其進行具體的分析以及判斷，避免因計算機設計失誤而造成的資金損害問題，最大程度保證工程建設的效益。

3.2、在基礎設計中應用概念設計

無論是傳統(tǒng)的基礎設計還是融入概念化的基礎設計都需要對施工現(xiàn)場的實際情況特別是地質(zhì)地形以及施工條件等方面進行全面的考量，從而才能夠確?；A設計的有效性。所以在運用概念設計進行基礎設計的時候也要確保對施工工程的全面了解最終進行以概念設計為基礎的建筑結構基礎設計。筏型基礎、箱形基礎是概念設計中經(jīng)常用到的基礎形式。在箱形基礎運用的過程中周圍的底層會與地基形成緊密的整體從而將建筑壓力進行分散，保證建筑工程的安全性與穩(wěn)定性。筏型基礎的地基可以將地基荷載分散到上部結構中從而減少地基的壓力從而避免地基沉降現(xiàn)象的發(fā)生，對建筑物的整體安全性能都有較大的加固作用。

3.3、在抗震設計中應用概念設計

建筑物在建設過程中為避免造成安全事故的發(fā)生通常都會對抗震設計方面有嚴格的要求。在建筑物的穩(wěn)定性方面計算機分析結果雖然能達到一定程度的效果但還是無法完全達到良好的抗震性能。所以為了進一步加強建筑物的穩(wěn)固性我國設計人員對其融入了概念設計的應用，從而達到較高的抗震效果。3.4、在高層結構設計中的應用眾所周知高層建筑結構側(cè)移現(xiàn)象是設計中的重難點，因此很多設計師在設計的過程中都會考慮運用相應的抗側(cè)力體系來減輕水平負荷從而達到建筑物的穩(wěn)定性能。概念設計的應用更能夠在較大程度上加強設計效果，達到預期建設目標。除此之外建筑建設過程中要對周圍的布局、結構以及整體的協(xié)調(diào)性進行綜合的考慮，最大程度保證設計效果。同時還需要對建筑物的風壓布局所造成的影響進行綜合的考量，以此提高整體建筑設計水平，更大程度加強我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

4、結構設計主要措施

4.1、建筑場地選擇

建筑物沉降坍塌、滑坡等現(xiàn)象發(fā)生的原因除了地震外還跟建筑現(xiàn)場的地質(zhì)狀況有關。因此建筑場地的選擇對抗震設計有直接的影響。所以為了能夠達到加強的抗震效果保證居民用戶的自身以及財產(chǎn)安全，設計人員應該選擇穩(wěn)固的地形進行建筑物的選址設計，確保建筑物的穩(wěn)固性。

4.2、結構材料選擇

混凝土即是現(xiàn)階段我國建筑工程施工的主要材料也是最佳的抗震的首選材料。因為其自身特有的強度能夠確保構件塑性鉸區(qū)延性能力的發(fā)揮。同時高強度的混凝土還可以通過減小自重和材料消耗來達到減小柱截面尺寸的目標，從而達到預期的建筑功能目標。

4.3、協(xié)同工作

所謂的協(xié)同工作是指將建筑物的基礎與上部結構視為一個整體，使其達到整體的協(xié)同性。著同樣也血藥借助概念設計的理念以達到更高的建設目標。同時還應該注意建筑結構的協(xié)調(diào)性在受力的時候可以保證受力程度的均勻性，從而保證了建筑構件的耐久性，加大建筑物的使用壽命。由此可見，概念設計與結構措施在建筑結構設計中占有中要的作用，其不僅能夠全面考量設計效果同時也能夠運用結構措施分散基礎結構的受力狀況從而達到整體建筑物的受力均勻加強其使用壽命。因此，相關建設設計人員應該多加關注該方面的應用，在一定程度上對其進行細致的研究與理論方面的突破創(chuàng)新，從而能夠進一步促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展，加強經(jīng)濟建設的完善性。

作者:熱合曼江.依明 單位:中國建筑標準設計研究院有限公司新疆分公司

參考文獻：

[1]嚴毓純，孫建軍.探討建筑結構設計過程中的概念設計及結構措施[J].企業(yè)技術開發(fā)，2012，16:53-54.

基礎工程的概念范文第3篇

【關鍵詞】建筑結構設計；概念設計；應用

1引言

建筑工程結構設計好壞不僅會直接影響工程建設的順利進行，而且還會在一定程度上影響建筑工程施工質(zhì)量。因此，必須采用科學合理的方式進行建筑工程結構設計，提升建筑工程結構設計水平，采用概念設計方法有利于優(yōu)化建筑結構設計方案，因此，對概念設計以及其具體應用方式進行詳細探究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2建筑結構設計與概念設計概述

2.1建筑結構設計

建筑工程項目中的結構設計主要指的是指針對建筑物的結構進行恰當可行的設計，這種建筑結構設計其實也是運用結構元素進行建筑工程項目的表達，促使其能夠滿足于建筑工程項目的基本需求。從建筑結構設計的重要性上來看，建筑結構作為整個建筑工程項目的主體，因此需要對其予以足夠重視，保障建筑結構的可靠性和穩(wěn)定性，這樣才有利于整個建筑物的應用，尤其是相對于建筑物后期應用過程中出現(xiàn)的一些沉降以及傾斜等問題而言，更需要從建筑結構方面進行嚴格全面的控制。在建筑結構設計方面，首先應該從建筑結構設計方面進行嚴格的把關，這種建筑結構設計的控制必須要從細節(jié)人手，重點把握好建筑結構設計的一些要點內(nèi)容，避免在建筑結構設計中出現(xiàn)弊端，進而杜絕建筑結構不穩(wěn)定現(xiàn)象的產(chǎn)生，更好地維系建筑結構的可用性。

2.2概念設計

概念設計是基于對用戶實際需求進行分析，將其對產(chǎn)品理想化的要求轉(zhuǎn)化為概念產(chǎn)品，概念設計的根本目的是在最大程度上滿足用戶需求，在具體的實施過程中，需要利用創(chuàng)造性思維使抽象的設計理念逐漸具體化、使雜亂的設計體系逐漸系統(tǒng)化、使模糊的設計思路逐漸清晰化?？傮w而言，概念設計是設計者利用統(tǒng)一的理想思維完成理想化物質(zhì)形式的設計過程。建筑結構設計中的概念設計是當前建筑結構設計中一個新的領域，主要體現(xiàn)在對建筑抗震設計和總體結構特點，通過對建筑結構的總體把控，從細小部件入手，做好每一步設計工作，從整體結構上保證構件設計的合理性，進而在保證建筑質(zhì)量的同時，對其功能進行完善和補充。

3建筑結構設計中概念設計的原則

3.1結構的簡單性

結構簡單性要求在建筑結構設計過程中，簡化傳力途徑，提升結構的承載力。因此，在進行結構體系設計過程中，應該對建筑結構受力圖進行精確計算，并且對內(nèi)力和位移進行詳細探究，有效限制薄弱部位的出現(xiàn)。

3.2結構的整體性

建筑結構能夠聚集慣性力，而且還能夠?qū)T性力傳遞至各豎向抗側(cè)力子結構中，這就要求子結構具備相同的承載力，這樣才能夠有效抵御地震等自然災害所造成的破壞作用。

3.3結構的規(guī)則性和均勻性

通過提升建筑結構的規(guī)則性與均勻性，能夠有效避免建筑結構過早的出現(xiàn)破壞或者坍塌的問題，確保建筑物分布質(zhì)量與結構剛度的協(xié)調(diào)性，使其能夠充分發(fā)揮抵御自然災害的能力。

3.4優(yōu)化選型原則

在建筑結構設計中采用概念設計，能夠有效優(yōu)化結構體系以及結構布置形式。其中，優(yōu)化結構體系指的是根據(jù)建筑結構的基本構件特征以及荷載實際情況，通過集合形式構成主要的結構體系。

4基于概念設計在建筑結構設計中的應用

4.1在建筑場地選擇中的應用

在建筑工程設計過程中，為了提升建筑結構設計的科學性和有效性，需要做好建筑工程場地選擇工作，這樣才能夠有效提升場地選擇的合理性，保證建筑工程后續(xù)設計能夠有效開展。因此，在建筑工程場地選擇中，可以運用概念設計方法，具體而言，需要綜合考慮以下幾個因素：①地形因素。地形條件會對建筑結構產(chǎn)生較大影響，甚至會對建筑結構穩(wěn)定性造成很大的制約作用，因此，在進行建筑結構設計過程中，應該綜合考慮建筑結構設計要求和建筑實際情況，這樣才能夠選擇出最符合工程建設需要的地形。②地質(zhì)因素。地質(zhì)因素也會在很大程度上影響建筑結構設計，其會對建筑工程基礎結構設計產(chǎn)生較大影響，因此，在進行建筑工程場地選擇時，應該對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件因素進行科學合理的評估，確保地質(zhì)條件能夠滿足工程建設要求。③抗震性因素。建筑結構抗震性會直接影響建筑結構設計水平，因此，在建筑工程結構設計中，必須充分考慮抗震因素，優(yōu)化建筑工程抗震設計，這樣才能夠有效提升建筑工程結構設計水平。

4.2在計算機分析中的應用

計算機分析是建筑結構設計中必不可少的工作環(huán)節(jié)，但是，在建筑工程設計時間中，建筑結構設計效果并不理想，難以達到設計人員預期的目的，計算機分析存在一定的缺陷，導致結構設計不科學。在進行計算機分析時應用概念設計，不能將計算機分析結果作為唯一的設計依據(jù)，還需要設計人員對結構設計知識的熟練掌握與應用，利用實踐經(jīng)驗對計算機分析結果進行評估，判斷其科學性及準確性，然后根據(jù)實際需求對設計方案進行適當?shù)恼{(diào)整，這樣才能有效避免因計算機分析結果不準確造成設計問題。

4.3在基礎設計中的應用

在建筑結構設計中，基礎設計是十分重要的設計內(nèi)容，在基礎設計中運用概念設計，能夠有效提升基礎設計的合理性。在設計過程中，首先需要對建筑工程施工現(xiàn)場環(huán)境以及地質(zhì)條件進行全面勘查，確保結構設計形式符合地理條件要求，通過概念設計確定建筑結構形式基礎。在建筑工程設計過程中，常用到的基礎形式包括筏型基礎、箱形基礎等多種，其中，筏型基礎的地基所承受的壓力遠遠小于上部結構承受的壓力，因此可以將地基荷載分散到上部結構中，這樣能夠有效避免出現(xiàn)地基沉降現(xiàn)象。另外，還需要注意的是，在使用箱形基礎的時候，地基會與周圍地層形成緊密的整體，建筑所承擔的壓力將會分攤給地基，因此能夠有效提升建筑結構的整體穩(wěn)定性。

4.4在建筑結構抗震設計中的應用

在建筑工程結構設計中，抗震設計十分重要，將概念設計方法應用于建筑工程抗震設計中，必須充分結合建筑平面對建筑結構體系進行科學合理的布置，與此同時，還應該綜合考慮建筑主體的結構體型和各個部分的基礎體系之間的力學關系。另外，通過調(diào)整建筑物質(zhì)心、平面形心及結構剛心間的距離，可使得這三者盡可能靠近，進而最大限度的減小結構體系的扭轉(zhuǎn)力，增強整個結構的穩(wěn)定性，提高結構的抗震能力，節(jié)約建筑工程造價。

4.5在高層結構設計中的應用

如果高層建筑受到水平負荷，則會造成高層建筑結構發(fā)生側(cè)移現(xiàn)象，這也是高層建筑設計的一個重點與難點問題，對此，每位建筑設計工作人員都必須要給予充分重視。因此，在進行高層建筑結構設計過程中，設計人員必須堅持概念設計基本原則，要充分考慮相關的要求與標準，同時還應該注意盡量選擇選擇更加科學、合理的抗側(cè)力體系，另外，還需要對建筑物四周存在的其他建筑物的位置、結構等進行綜合、全面的分析與考量，對建筑物對所要建設建筑物的風壓布局所、造成的影響進行綜合的考量。只有做到上述幾點，則在進行建筑結構設計時，才能夠采取有效的措施努力提升建筑物的豎向荷載及其抵抗力，使其能夠保證平面結構的簡單性以及規(guī)范性。然而，其在建筑結構設計方面還存在著諸多問題，為了能夠有效地提升建筑結構設計水平，應該合理地應用概念設計方法，提升結構設計的完善性與可靠性，有效彌補在結構設計中存在的問題，優(yōu)化結構設計方案，促進建筑結構設計水平的不斷提升。

5結語

綜上所述，在建筑結構設計過程中，應該講概念設計貫穿整個設計過程，采用概念設計進行建筑結構設計，能夠準確把握建筑結構設計要求和設計形式，保證建筑工程質(zhì)量，提高結構設計水平。

參考文獻

[1]趙領楠，葛瑩.概念設計在建筑結構設計中的重要性及應用[J].企業(yè)導報，2012（22）：254.

[2]楊全慶，楊慶兵.建筑結構設計中結構概念應用分析[J].科技致富向?qū)В?014（02）：70.

基礎工程的概念范文第4篇

關鍵詞：創(chuàng)造性合作；概念設計；習慣性傳統(tǒng)設計；技術知識概念化

Abstract: The concept of "design" idea is a kind of advanced design idea, it formed a good cooperation between the architects and structure engineers and equipment engineers, in order to create outstanding designs. This paper discusses the connection and difference between concept design and structure design expounds the meaning, basis and principle conceptual design; emphasizes the conceptual design of the important role; and put forward their views on applying this advanced theory.

Key words: creative cooperation; conceptual design; the habit of traditional design; technical knowledge conceptualization

1、引言

建筑被稱為凝固的音樂，一個成功的設計，既要滿足功能要求，又要表現(xiàn)良好的空間形式，使之成為一件藝術品，給人們提供一個有某種追求的活動場所，以滿足人們的心理要求。為滿足以上需求，建筑物必須著眼于總體，構思一個總體的空間形式，以保證活動功能和感受需求協(xié)調(diào)一致，然后再通過具體設計去完善這個方案。但是這個方案是否能最終實現(xiàn)，又必須依靠結構。因此在方案階段必須有建筑師和結構工程師的創(chuàng)造性合作，雙方必須能從總體出發(fā)考慮技術問題。

一個好的建筑物應該是建筑師和結構工程師及設備工程師創(chuàng)造性的合作。清華大學羅福午教授形象地把一棟建筑物比作一個人，“建筑相應于人的容貌、體型、氣質(zhì)；結構相應于人的骨骼、耐力、壽命；電器、給排水和供熱、通風等建筑設備相應于人的神經(jīng)、脈絡、器官。就像大自然完好地塑造人一樣，建筑物的各種設計人員有責任全面地考慮建筑，結構，設備等方面的設計問題?！?/p>

美國華盛頓國家工程院院士，著名美籍結構和橋梁工程專家林同炎教授首先提出了一種先進的設計思想，即“概念設計”。他認為：未來環(huán)境設計者們的創(chuàng)造性合作是能夠增進總體構思的。而總體構思能力是強調(diào)綜合的建筑空間設計和更加專業(yè)、也更關心具體設計的結構工程師之間聯(lián)系的自然橋梁。

2、概念設計與結構設計的區(qū)別

概念設計是依據(jù)個人經(jīng)驗，結合建筑功能要求、結構安全等級、抗震設防等級、地質(zhì)資料、當?shù)夭牧?、當?shù)刈匀画h(huán)境等進行的定性設計過程，其主要內(nèi)容包括：確定三縫設置、結構體系、基礎形式和埋深、主要構件的幾何尺寸等。

而結構設計則是概念設計的逆向過程，依據(jù)概念設計的總體要求、力學和數(shù)學的原理由定量（內(nèi)力、配筋、穩(wěn)定和變形）過度到定性（規(guī)范規(guī)定的構造要求）的一個過程。

兩者的設計過程和要求對比見下表：

3 、概念設計的意義及依據(jù)

3 . 1概念設計的意義

能做到結構功能與外部條件一致；充分展現(xiàn)先進的設計；發(fā)揮結構的功能并取得與經(jīng)濟性的協(xié)調(diào)；更好地解決構造處理；用概念設計來判斷計算設計的合理性。

3 . 2概念設計的依據(jù)

結構總體系與各分體系的工作原理和力學性質(zhì)；設計和構造處理原則；計算程序的力學模型和功能；吸取或不斷積累的實踐經(jīng)驗。

4、概念設計的一般原則

4 . 1選擇合適的基礎方案

基礎設計應根據(jù)工程地質(zhì)條件，上部結構類型及荷載分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，選擇經(jīng)濟合理的基礎方案。設計時宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力 ,必要時還應進行地基變形驗算。基礎設計應有詳盡的地質(zhì)勘察報告，對一些缺地質(zhì)報告的小型建筑也應進行現(xiàn)場查看和參考鄰近建筑資料。一般情況下，同一結構單元不宜采用兩種不同的類型。

4 . 2合理選擇結構方案

一個成功的設計必須選擇一個經(jīng)濟合理的結構方案，即要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確，傳力簡捷，保證高的材料效能，同一結構單元不宜混用不同結構體系，地震區(qū)應力求平面和豎向規(guī)則?？傊?必須對工程的設計要求、地理環(huán)境、材料供應、施工條件等情況進行綜合分析，并與建筑、水、暖、電等專業(yè)充分協(xié)商，在此基礎上進行結構選型，確定結構方案，必要時還應進行多方案比較，擇優(yōu)選用。

4 . 3選用恰當?shù)挠嬎愫唸D

結構計算是在計算簡圖的基礎上進行的，計算簡圖選用不當而導致結構安全的事故屢有發(fā)生，因此選擇恰當?shù)挠嬎愫唸D是保證結構安全的重要條件。實際結構的節(jié)點不可能是純粹的剛結或鉸結點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內(nèi)。

4 . 4正確分析計算結果

在結構設計中普遍采用計算機技術，但由于目前軟件種類繁多，不同軟件往往會導致不同的計算結果。因此設計師應對程序的適用范圍、技術條件等全面了解。在計算機輔助設計時，由于程序與結構某處實際情況不相符合，或人工輸入有誤，或軟件本身有缺陷均會導致錯誤的計算結果，因而要求結構工程師在拿到電算結果時應認真分析，慎重校核，做出合理判斷。設計師的知識、經(jīng)驗還是不可缺少的。

4 . 5采取相應的構造措施

始終牢記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉”原則；注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的直線段錨固長度；考慮溫度應力的影響。除此之外，還應注意按均勻、對稱、規(guī)整原則考慮平面和立面的布置；綜合考慮抗震的多道防線；盡量避免薄弱層的出現(xiàn)；以及正常使用極限狀態(tài)的驗算等等都需要概念設計作指導。

5、 總結

一個設計方案由建筑師決定后，送到結構師手中，然后結構師再依據(jù)規(guī)范、設計手冊、計算機程序做習慣性傳統(tǒng)設計。特別是在一體化計算機結構程序全面應用的今天，結構師不應盲信計算程序，要充分發(fā)揮出創(chuàng)造性來。凡是概念設計做得好的結構工程師，其結構概念是隨著年齡與實踐的增長而越來越豐富，設計成果也越來越創(chuàng)新、完美。先進的設計思想也將通過概念設計充分地展現(xiàn)。

基礎工程的概念范文第5篇

【關鍵詞】基礎設計；概念設計；地勘報告

引言：隨著經(jīng)濟水平的提高，人們對于建筑功能的要求也在不斷提高。作為建筑物最重要部分之一的基礎，要保證建筑物安全、滿足使用要求。但在實際操作中，尤其對于剛步入設計師行列的畢業(yè)生們，不重視基礎設計，不考慮地基-基礎-上部結構的相互作用，對于各種地址情況、施工條件、周圍環(huán)境不區(qū)別對待，給人民生命財產(chǎn)安全埋下了隱患。筆者結合自己在設計工作中的經(jīng)驗和發(fā)現(xiàn)的問題，使年輕的設計師提高設計水平，少走彎路。

一、概念設計

1.1 判斷關鍵控制點，并確定方案

在基礎設計中，主要的關鍵控制點是基礎的變形。所以設計師們首先要根據(jù)上部建筑的形式，結合地質(zhì)條件，施工因素影響，選擇最適宜的方案。

例如，常見的主裙樓連體建筑，主裙樓之間的不均勻沉降是主要控制點，選取方案時，不可一味增加基礎剛度來抵抗不均勻沉降。相反可以提高主樓地基剛度，弱化裙樓地基剛度。筆者曾做過內(nèi)蒙古科左后旗某住宅，主樓為10層住宅，裙房為二層公建，持力層為細砂，承載力只有130Kpa。為減小不均勻沉降，主樓采用CFG樁復合地基，裙樓采用天然地基，僅選用基礎方案一項，就為開發(fā)商節(jié)約了大量成本，配合主裙樓之間的后澆帶使用，先施工主樓后施工裙樓的施工方法，效果很好，受到好評

1.2利用概念指導計算

PKPM、盈建科等軟件的應用，大大的減少了設計師們的工作量，也限制了設計師自己的思考過程。很多年輕的設計師們不完全了解軟件的計算原理，對軟件的參數(shù)想當然的填寫，使計算結果不準確。

例如，有些建筑上部結構沒有采用PKPM計算，基礎部分仍采用JCCAD計算，有些設計師就簡單的把上部柱底內(nèi)力采用【附加荷載】輸入。但JCCAD中【附加荷載】只能輸入恒荷載和活荷載標準值，如果上部結構為多高層，【附加荷載】就無法將水平荷載考慮在內(nèi)，可能造成安全隱患。

二、工程地質(zhì)勘查報告

廣東?？悼h7層框架結構旅館建造在淤泥質(zhì)軟土地基上，設計人員在無地勘報告的情況下，盲目按照100～120kPa的承載力進行設計，造成地基失穩(wěn)而倒塌的嚴重事故?？梢姷乜眻蟾嬖谡麄€設計中起舉足輕重的作用，是基礎設計的依據(jù)與核心。對地勘報告正確、深入、全面的理解尤為重要，年輕的設計師們，面對厚厚的地勘報告，不必感到迷茫，可以從以下幾個方面理解：

2.1 結論與建議

這部分內(nèi)容應該是首先被翻閱的，包括持力層土質(zhì)、地基承載力特征值、基礎類型及基礎埋深，這部分能使設計師對基礎部分有了直觀的初步印象。但勘察人員并不都能像設計人員一樣對擬建建筑物的復雜程度、荷載分布、形變要求等條件透徹的了解。所以，在閱讀完地勘報告的全部內(nèi)容之后，還應結合建筑的實際情況，對結論與建議中提出的持力層選擇及基礎方案進行客觀的分析，以此確定最優(yōu)方案。

2.2 判斷場地穩(wěn)定性和適宜性

場地穩(wěn)定性、適宜性直接影響建設項目可行性中的選址為題、地基處理造價以及整個工程的費用。地勘報告中場地穩(wěn)定性、適宜性應包括以下幾個方面：

1）場地的地震效應

2）地質(zhì)構造對場地穩(wěn)定性的影響及防治措施

3）不良地質(zhì)作用對場地穩(wěn)定性影響及防治措施

4）各種特殊性巖土對場地穩(wěn)定性的評價及建議

5）地基土的均勻性評價

6）場地的建筑條件評價

2.3地下水的評價

地下水位對埋深大、荷載小及含地下室的建筑影響較大，在此類工程中應特別注意以下幾項：

1）歷年來的最高水位。（一般用于地下室外墻配筋計算）

2）抗浮水位。（一般用于計算建筑物抗浮及主樓與裙樓協(xié)同變形）。

3）地下水腐蝕性評價

若地下水具有腐蝕性，應采用耐腐蝕性原材料、加大混凝土保護層厚度、對基礎表面采取防護措施、加強混凝土的養(yǎng)護等措施加以預防。

2.4持力層土質(zhì)、地基承載力特征值

持力層土質(zhì)及地基承載力特征值是地勘報告的核心部分，需要著重了解。持力層的選擇不僅要滿足承載力要求，更要注意變形要求。設計師應根據(jù)擬建建筑上部結構的結構形式、荷載大小、荷載分布、對變形的要求，確定適宜的持力層，并且在保證安全和舒適的前提下，盡可能淺埋以降低工程造價。

三、基礎結構設計

3.1 基礎的埋置深度，應按以下條件確定：

1）建筑物的使用用途、是否含有地下室、基礎的形式和構造除巖石地基外，天然地基的箱型和筏型基礎不小于建筑高度1/15；樁基（不計樁長）不小于1/18。

2）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件基礎的地基持力層應盡可能選擇承載力高而壓縮性小的土層并注意是否有軟弱下臥層。有地下水存在時，基礎盡量埋置于地下水位以上。

3）相鄰建筑物的基礎埋深有相鄰建筑物的建筑應當注意，新基礎的埋深不宜超過原有基礎，否則，新老基礎間應保持不小于兩基礎地面高差1～2倍的凈距，或采用其他有效措施。

4）地基土凍融條件為避免反復凍脹、融陷使基礎出現(xiàn)短時間的沉陷及多年積累導致的室內(nèi)地面低于室外地面的現(xiàn)象，基礎盡可能埋置于凍深以下。

5）除巖石地基外，基礎埋深不宜小于0.5m

3.2 基礎底面面積計算

1）對于軸心荷載作用下的基礎

3.3地基變形驗算

根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB 50007-2011）規(guī)定，設計等級為甲級、乙級的建筑物，以及有規(guī)范規(guī)定需要做變形驗算的丙級建筑物，均應按地基變形設計。

3.4 地基穩(wěn)定性驗算

對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，尚應驗算其穩(wěn)定性。驗算方法可采用圓弧滑動面法。

結束語：

概念設計的思想被越來越多的結構工程師所接受，并將在結構設計中發(fā)揮越來越大的作用。概念設計必將成為今后結構設計的主流思想，設計師們應該重視概念設計，學習概念設計，發(fā)展概念設計，為提高結構設計水平貢獻自己的力量。

參考文獻

[1]建筑地基基礎設計規(guī)范（GB 50007-2011）。中國建筑工業(yè)出版社，2012

[2]劉金波主編。建筑地基基礎設計禁忌及實例。中國建筑工業(yè)出版社，2013