時間：2023-07-09 08:25:29
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關鍵詞：建筑；鋼結構；穩定性設計
中圖分類號：TU391文獻標識碼： A
引言
鋼結構在建筑工程當中應用的范圍十分廣泛，究其原因在于其擁有自重輕，高強度和工業化強度高的特點。自從國家將輕型鋼結構住宅建筑通用體系的開發和應用列入到國家重點技術創新項目以來，建筑鋼結構的發展取得了一定的成效。然而近年來由于地震等自然災害的頻繁發生，鋼結構失去穩定而造成的事故也越來越多，對社會主義的經濟建設造成了嚴重的危害，因此關于建筑鋼的穩定結構設計越來越受到人們的關注。本文結合個人多年實踐工作經驗，就建筑鋼的穩定結構設計優化展開探討，希望能夠引起廣大學者的關注。
一、建筑鋼結構的優點
1、鋼結構材料的抗震性高
在工程建筑中所使用的鋼結構主要是由鋼板、冷加工的薄型鋼板或是熱軋型鋼等材料制作而來的，所以與混凝土制成的結構相比具有重量輕、延展性強的優點。鋼構件因其良好的延展性能、使得鋼結構工程具有相對較高的抗震性。
2、鋼結構材料的精確度高
對于大跨度的建筑，常常采用鋼結構構件，因為這種材料的結構具有較高的韌性和可塑性。如果在建筑的過程中需要較高的穩定性，那么就更應該采用這種鋼結構，因為這種材料在一定范圍內的應力幅度具有很強的彈性，所以如果建筑需要非常精確的施工，那么這種鋼建筑在受力的情況下與工程建筑的力學計算方法比較符合，與混凝土結構相比更加精確，所以可以被廣泛使用。
3、鋼結構的建筑施工簡便
建筑鋼結構的制作過程及方法比較簡便。鋼材的強度和密度均比混凝土大，但在相同跨度且承受相同荷載的情況下，鋼結構構件比混凝土構件的總重量要輕很多，使用鋼結構建筑將有利于降低材料的運輸及吊裝成本。
由于鋼結構構件標準化，有利于大批量的工業化生產，在工廠內標準化制作完成后現場拼接安裝，將會很大程度上提高建筑的施工速度。同時，相對于混凝土結構施工中的鋼筋綁扎、支模板、混凝土澆筑、養護等復雜的施工工藝來講，鋼結構建筑施工過程明顯體現出了簡便、效率高等優點。
二、鋼結構的不足
鋼材結構憑借著其自身獨特的優越性被廣泛的運用到土木建筑當中，近幾年來運用鋼結構來修建住宅的方式有效地推動了我國房地產建筑事業的發展，尤其是鋼結構的使用過程擁有很強的環保型，符合我國可持續發展的需求，形成了良好的收益效果。然而鋼材本身仍然存在著一定的局限性，比如說其耐腐蝕性和耐火性能都不高，這是因為鋼結構在使用的過程當中需要采取嚴密的防護措施，所花費的成本要遠遠高于鋼筋混凝土結構。盡管鋼結構本身用以一定的耐熱性能，但是如果在施工的過程當中溫度達到了150℃時，就需要利用隔熱層的方式來對其進行保護。再加上鋼材結構沒有耐火性能，因此對于重要的結構而言還需要配備相應的防火設備。由于鋼材結構擁有很高的強度，因此其最終制造出來的構件往往都是薄壁的形式，并且橫截面積比較小，受壓時無法同時滿足強度和穩定的要求。
三、建筑鋼結構的穩定性設計分析
1、鋼結構穩定性設計
目前鋼結構設計多借助鋼結構計算機軟件進行結構受力計算，結構和構件的平面內強度及整體穩定計算可依靠程序自動完成，結構和構件的平面外強度及穩定計算，需要設計者另做分析、計算和設計。此時可將整個結構按標高分解成多個不同布置形式的結構體系，在不同的水平荷載作用下，進行結構體系的強度和穩定計算。
受彎鋼構件的板件局部穩定有兩種方式：一是以屈曲為承載能力的極限狀態，并通過對板件寬厚比的限制，使之不在構件整體失效前屈曲；二是允許板件在構件整體失效前屈曲，并利用其屈曲后強度，構件的承載能力由局部屈曲后的有效截面確定。對于不考慮屈曲后強度的粱局部穩定，可對粱設置橫向或縱向加勁肋，以解決粱的局部穩定問題，加勁肋按《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）規定設置；對于組合梁腹板考慮屈曲后強度的計算按《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）第4.4規定執行。
軸心受壓構件和壓彎構件局部穩定有兩種方式：一是控制翼緣板自由外伸寬度與其厚度之比；二是控制腹板計算高度與其厚度之比。對于圓管截面的受壓構件，應控制外徑與壁厚之比，加勁肋按《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）第5.4規定設置。
2、穩定性設計所應堅持的原則與設計要點
在設計鋼結構時，應綜合考慮建筑具體實際情況以及在使用建筑過程中的要求，使設計完成的鋼結構剛度、強度以及穩定性能都能符合標準。設計時，應在滿足穩定性與強度要求的前提下，盡量節約鋼材。減少使用鋼材的目的在于將結構本身所具有重量減小，從而在出現較大負荷時，能夠有效承載；在施工中，盡量縮短制造時間以及安裝時間，從而便于維護以及運輸鋼結構，使總成本得以降低。此外，設計完成的鋼結構應具備一定程度的審美價值，特別是在設計外露結構時，應注意結合建筑美學標準。
在設計鋼結構時，要使其具備充足穩定性，則應注意以下設計要點。第一，在布置建筑鋼結構的形式時，需要綜合考量鋼結構當中不同組成部分所要求的穩定性以及建筑整體性能等多項內容。目前在我國設計鋼結構的穩定形式時，通常將平面體系范圍作為設計的出發點，例如框架結構；所以在計算鋼結構平面穩定的設計值時，應確保其與計算結構構件布置的方法相同，例如在計算前者時，應考慮到是否增加計算支撐構件受力強度等。第二，實際計算時的計算方法所依據的穩定設計簡圖應與計算結構穩定性水平所依據的簡圖保持一致。在一般情況下，分析框架所具有的穩定性水平以及分析框架結構的工作都比較粗糙，部分建筑工程甚至不進行該項工作，僅僅是計算框架柱設計時的穩定值[4]。因為計算桿件穩定值時所依據的模型，均為假設模型或簡化模型，所以為了確保計算鋼結構的穩定值符合要求，則應使計算方法所依據的穩定設計簡圖應與計算結構穩定性水平所依據的簡圖保持相同。
3、穩定性設計的過程中不應忽視的問題
在設計住宅的鋼結構時，應注意鋼結構類型的住宅分為多層住宅與低層住宅兩種，別墅為低層住宅，而公寓則為多層住宅。相關標準中提出，鋼結構類型的住宅宜控制在12層以下，以滿足抗壓以及抗震要求。布置鋼結構時的規則性會對住宅建成后的抗震性能造成影響，所以，在布置鋼結構平面時，應盡量做到對稱與規則，避免在出現地震時，遭到較大的破壞。
當前，計算機設計軟件技術得到了較快的發展，因此，可以在設計鋼結構時，應用計算機作為輔助工具，并在計算機的幫助下完成整體穩定以及平面構件強度的計算；設計人員則只需計算結構穩定水平以及結構強度。
要使鋼構件受彎部分的板件維持在穩定狀態，則可以采用以下方法。其一，對板件的厚度與寬度的比值進行控制，從而使板件在屈曲時承載的能力達到極限，避免在鋼構件出現整體失效之前，板件就已經出現了屈曲現象，其二，如鋼構件出現整體失效之前，板件就已經發生了屈曲現象，則應利用屈曲強度來增強構件承載的能力。對翼緣板的厚度與其外伸自由寬度兩者的比值加以控制，或對腹板的厚度與其計算高度兩者的比值加以控制，都能夠有效維護壓彎構件以及受壓軸心構件的穩定；當鋼結構中的受力構件是一種圓管截面時，那么就應對其壁厚與外徑之比進行控制。
結束語
本文就建筑鋼穩定結構設計優化問題展開探討，具體的分析了建筑鋼結構，介紹了鋼結構的材料優勢極其不足，并在此基礎上提出了建筑鋼的穩定結構設計，從鋼結構穩定性的概念入手，總結出鋼結構穩定性設計的要點和注意事項。然而由于個人所學知識以及閱歷的局限性，并未能夠做到面面俱到，希望能夠憑借本文引起廣大學者的關注。
參考文獻
【關鍵詞】建筑鋼結構；穩定性；設計
因為鋼結構具有強度高以及自重輕等優點，所以在我國的建筑工程建設項目當中，鋼結構已經被廣泛應用，并隨著相關體系的建立與重點項目的開發，鋼結構已經獲得了一定的發展[1]。但是，近年來發現因為建筑鋼結構穩定性不強的原因而引發的安全事故變得越來越多，造成了惡劣影響；所以研究建筑鋼結構的穩定性設計具有重要意義，本文就此問題進行了簡單的探討。
1.建筑項目當中鋼結構存在的缺陷
由于鋼結構具有獨特優勢，因此在土木建筑工程項目當中運用鋼結構也能得到較好的收益，但是在長期實踐中發現鋼結構也存在一定缺陷，主要表現如下。首先，鋼材本身存在著不足，如在耐火性能以及耐腐蝕性能方面，鋼材的耐受能力均不高；因此，在建筑項目運用鋼結構時，需要對其進行嚴密防護，這樣一來就需要花費較高的成本[2]。其次，在耐熱性能方面，鋼結構雖然具有一定耐受能力，但是如果對其進行施工時，溫度已經達到150攝氏度，則已經超過鋼結構耐受的能力，進而導致其出現變形等不良狀況，因此需要將隔熱層作為保護手段；另外，鋼結構不具備耐火性能，在重要的建筑結構當中，還需要對鋼結構進行防火保護，以免發生意外。再次，鋼結構的強度雖然很高，但是由鋼結構所制造的構件卻不具備太高的強度，這是因為鋼結構的構件通常以薄壁形式出現，構件的橫截面積也相對較小，在施工中受到較大負荷的情況下，穩定要求以及強度要求都比較難以滿足。
2.建筑鋼結構的穩定性設計分析
2.1關于穩定性設計
因為鋼結構構件強度無法達到標準，且容易出現失穩現象，進而破壞建筑結構。在這里的穩定與強度并不是同一個范疇的概念，強度指的是應力方面的問題[3]。具體而言，就是指處于平衡穩定狀態下的單個構件或整個鋼結構，承受荷載時其最大應力是否已經比建筑材料最大的強度更大，其極限強度為鋼結構的屈服點；穩定則是指變形方面的問題，鋼結構當中的構件內部所承受的抵抗力與外部所承受的荷載兩者是不平衡的，穩定性設計的關鍵在于在不平衡的受力當中，尋在一個相對平衡的契合點，以避免鋼結構發生急劇變形，造成失穩，進而破壞建筑結構。
2.2穩定性設計所應堅持的原則與設計要點
在設計鋼結構時，應綜合考慮建筑具體實際情況以及在使用建筑過程中的要求，使設計完成的鋼結構剛度、強度以及穩定性能都能符合標準。設計時，應在滿足穩定性與強度要求的前提下，盡量節約鋼材。減少使用鋼材的目的在于將結構本身所具有重量減小，從而在出現較大負荷時，能夠有效承載；在施工中，盡量縮短制造時間以及安裝時間，從而便于維護以及運輸鋼結構，使總成本得以降低。此外，設計完成的鋼結構應具備一定程度的審美價值，特別是在設計外露結構時，應注意結合建筑美學標準。
在設計鋼結構時，要使其具備充足穩定性，則應注意以下設計要點。第一，在布置建筑鋼結構的形式時，需要綜合考量鋼結構當中不同組成部分所要求的穩定性以及建筑整體性能等多項內容。目前在我國設計鋼結構的穩定形式時，通常將平面體系范圍作為設計的出發點，例如框架結構；所以在計算鋼結構平面穩定的設計值時，應確保其與計算結構構件布置的方法相同，例如在計算前者時，應考慮到是否增加計算支撐構件受力強度等。第二，實際計算時的計算方法所依據的穩定設計簡圖應與計算結構穩定性水平所依據的簡圖保持一致。在一般情況下，分析框架所具有的穩定性水平以及分析框架結構的工作都比較粗糙，部分建筑工程甚至不進行該項工作，僅僅是計算框架柱設計時的穩定值[4]。因為計算桿件穩定值時所依據的模型，均為假設模型或簡化模型，所以為了確保計算鋼結構的穩定值符合要求，則應使計算方法所依據的穩定設計簡圖應與計算結構穩定性水平所依據的簡圖保持相同。
2.3穩定性設計的過程中不應忽視的問題
在設計住宅的鋼結構時，應注意鋼結構類型的住宅分為多層住宅與低層住宅兩種，別墅為低層住宅，而公寓則為多層住宅。相關標準中提出，鋼結構類型的住宅宜控制在12層以下，以滿足抗壓以及抗震要求。布置鋼結構時的規則性會對住宅建成后的抗震性能造成影響，所以，在布置鋼結構平面時，應盡量做到對稱與規則，避免在出現地震時，遭到較大的破壞。
當前，計算機設計軟件技術得到了較快的發展，因此，可以在設計鋼結構時，應用計算機作為輔助工具，并在計算機的幫助下完成整體穩定以及平面構件強度的計算；設計人員則只需計算結構穩定水平以及結構強度[5]。因此計算機的介入使得穩定性設計過程變得相對方便，工作效率也得以提高。
要使鋼構件受彎部分的板件維持在穩定狀態，則可以采用以下方法。其一，對板件的厚度與寬度的比值進行控制，從而使板件在屈曲時承載的能力達到極限，避免在鋼構件出現整體失效之前，板件就已經出現了屈曲現象，其二，如鋼構件出現整體失效之前，板件就已經發生了屈曲現象，則應利用屈曲強度來增強構件承載的能力。
對翼緣板的厚度與其外伸自由寬度兩者的比值加以控制，或對腹板的厚度與其計算高度兩者的比值加以控制，都能夠有效維護壓彎構件以及受壓軸心構件的穩定；當鋼結構中的受力構件是一種圓管截面時，那么就應對其壁厚與外徑之比進行控制。
3.結語
綜上所述，建筑鋼結構雖然具有著不可比擬的優勢，但是在使用的過程中，仍然存在著某些不足。筆者將多年的工作經驗作為分析基礎，簡要討論了提高鋼結構的穩定性方法，及優化設計鋼結構。在優化設計鋼結構的過程中，筆者也提出了相關的注意事項，希望對相關設計人員能夠有所幫助。
參考文獻
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關鍵詞: 通信鐵塔；已有建筑物；加建
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著移動通信事業的迅猛發展, 越來越多的基站都需建設在繁華的市區內, 對于移動通信, 信號傳輸都是直線傳播的, 中間如果有阻擋, 會令信號嚴重衰減, 而城市中的建筑物高度越來越大, 這就要求天線的支撐物越來越高, 必須超越其周圍建筑物的高度, 但是在城區已很難找到一塊空曠的地面用來建造作為天線支撐物的鐵塔。于是在已有建筑物的屋頂上加建通信鐵塔, 利用建筑物的高度, 成為了解決上述問題的一個較好方法。
在屋頂上架設通信鐵塔, 在技術上和經濟上均有明顯的優勢, 主要有以下方面:
⑴降低基礎造價。由于屋頂上鐵塔高度低于地面塔, 因此在風荷載、 地震荷載的作用下, 產生的塔腳內力明顯小于地面塔, 相應地可大幅降低基礎造價, 且屋頂上的鐵塔可充分利用塔下建筑物的自身重量, 從而滿足鐵塔的抗拔要求。
⑵ 節約鋼材用量。鐵塔隨著高度增大, 其鋼材用量將大幅增加, 以一座 40m高的地面塔為例, 其重量約為 14～ 15t, 而相同條件下一座 20m高的加建在建筑物上的 20m鐵塔的重量僅為 5～ 6t。⑷ 減小結構位移變形。 地面塔屬柔性高聳鋼結構, 塔頂位移變形相對較大, 而屋頂鐵塔的下部建筑物通常采用剛度較大的框架或框剪結構, 且屋頂鐵塔本身的高度也不大, 因此在風荷載作用下的塔頂位移變形將明顯減小, 可確保通信質量。
⑶節約建筑用地。常規的地面鐵塔塔腳根開尺寸(即基礎間距離)約為鐵塔高度的 1 6~1 /8, 再考慮基礎尺寸、 與原有建筑物的距離限制等因素, 征地面積往往在 100m2以上, 而在已有建筑物上加建鐵塔就不需要進行征地。
2 屋頂加建鐵塔的可行性判斷
屋頂加建鐵塔結構近年已在全國各地得到廣泛應用, 根據 GB 50010- 2002《 混凝土結構設計規范》的規定, 未經技術鑒定或設計許可, 不得改變結構的用途, 同時考慮到移動通信鐵塔使用功能的重要性,在進行這類結構設計時, 必須謹慎對待、 綜合考慮和科學分析, 對于此類加建工程, 在設計前期必須先進行最關鍵的可行性判斷。
目前這類結構的初步可行性判斷大多采用傳統經驗法即工程技術專家的經驗判斷, 主要以目視觀察及定值法驗算的形式進行評價。此法的優點是程序少、 成本低, 對于較易鑒定的建筑物(如結構剛度大、 實際使用荷載較小)的工程是可行的。但對于重要的建筑物則應采用集體鑒定法, 即利用現代檢測手段和測試技術, 運用數學和數理統計理論, 經鑒定組集體鑒定。
傳統經驗法的流程主要有以下步驟:
⑴ 初步調查。
①包括: 收集并審閱擬建鐵塔建筑物的原設計圖紙和竣工圖, 歷次維修、 加固以及改造圖紙, 以及工程地質報告, 事故處理報告, 竣工驗收文件和檢查、 觀察記錄等;②了解當時的施工條件和質量檢測結果, 尤其需注意設計修改情況、 鋼筋或水泥的代換情況以及是否出現施工問題等; ③通過圖紙了解建筑物使用功能, 各樓層的設計恒、 活載標準值, 基礎形式, 梁、 板、 柱的配筋情況等。
⑵ 現場查勘。可行性的判斷絕對不能僅靠已有圖紙上的信息, 還應進行現場觀測, 將圖紙與建筑物實物進行核對、 檢查和分析, 獲取必要的原始數據。許多建筑物在施工過程中可能有部分改動但并未反映在圖紙上, 使用過程中其功能也可能發生較大變化。
通過現場觀察, 還可以了解到建筑物的使用環境、 樓面活荷載情況是否與設計要求相一致。現場查勘應特別注意觀察梁、 板、 柱、 墻體等是否出現裂縫, 判斷是否屬于結構性裂縫, 并分析其成因, 從而對建筑物的現狀作出客觀判斷, 尤其應注意觀察建筑物有無出現不均勻沉降現象。
⑶ 依據經驗分析加以必要的定值驗算, 對建筑物加建鐵塔的可行性進行初步判斷。僅憑設計人員的經驗判斷可行, 而實際操作不可行, 就會給后續工作帶來不必要的損失, 如果不經過必要的科學論證而輕易否定, 也會給建設單位選址帶來較大的困難。
定值驗算的具體步驟如下:
①通過初步調查和現場查勘獲取的資料, 重新建立原建筑物的三維空間結構模型, 將原設計確定的各種荷載施加在計算模型上, 同時將通信鐵塔各種最不利組合的塔腳力以附加荷載的形式作用在建筑物相應的結構構件上。
② 通過專業軟件建立通信鐵塔的三維空間結構模型, 計算鐵塔在風荷載、 地震荷載及活荷載等作用下對建筑物所施加的拉力、 壓力、 剪力和彎矩, 建模時應充分考慮建筑物與鐵塔間的動力作用。
③ 在初步判斷可行后, 根據現場實際情況, 考慮鐵塔與已有建筑物的連接、 錨固的可能性和可靠性, 確保能將鐵塔荷載安全地傳遞給結構主要構件。
④通過計算分析考慮了鐵塔附加荷載的模型,驗算建筑物的主要結構構件(如基礎、 梁、 柱、 墻等)的尺寸、 配筋等是否仍可滿足要求, 同時也須驗算結構各種主要構件的變形是否超過了規范要求。
3 屋頂鐵塔的布置原則
通過加建鐵塔在屋頂平面的合理布置, 可使鐵塔對塔下建筑物的影響減至最小, 具體原則如下
⑴ 盡量不將鐵塔布置在建筑物的角柱、 邊柱上,而宜設置在中柱上。
⑵ 擬加建通信鐵塔的建筑物, 其結構平面應盡量均勻對稱,鐵塔在建筑物的平面位置也應盡量對稱布置, 鐵塔質量中心應盡量接近建筑物抗側力結構的剛度中心,以避免建筑物在地震時發生扭轉效應。
⑶ 如現場條件允許, 則應盡量擴大鐵塔的根開。鐵塔在塔高相同的情況下, 塔腳根開距離越大則塔腳的作用力越小。根據經驗, 加大鐵塔的根開, 雖然腹桿用料稍多, 但整個塔的材料則增加不多, 對減少塔腳的力有很多好處, 也便于將力傳給更多的柱子。
⑷ 鐵塔的形狀應與建筑物的結構布置相互協調, 且使鐵塔的塔腳力盡量傳遞給更多的柱子, 以免過于集中的塔腳力使建筑物的部分柱子產生過大的軸向壓力與變形。
⑸ 如建筑物的結構剛度較差, 在加建鐵塔的水平力作用下頂點位移可能過大, 可在鐵塔下的結構平面內, 局部增加剪力墻或鋼支撐, 以增大此部位的結構剛度。
4 地震荷載計算分析
在地震災區, 通信是搶險救災的必要手段, 因此通信鐵塔要求比一般建(構)筑物具有更強的抗震能力。建筑物上加建鐵塔的地震力計算與獨立鐵塔的計算有所不同, 它不僅與鐵塔的自身性能有關, 而且與建筑物的抗震性能有關, 歷次地震震害標明, 地震作用下屋頂上的鐵塔地震反應強烈, 即使在主體結構無震害或震害很輕的情況下, 鐵塔也會發生較嚴重的破壞, 產生顯著的“ 鞭梢效應” , 因此應對鐵塔在地震作用下的反應作出必要的驗算。
由于鐵塔屬于柔性的高聳結構, 在進行建筑物頂的鐵塔抗震設計時, 不可采用類似于屋頂樓梯間、天面水箱的計算方法, 簡單地將鐵塔視為突出屋面的一個質點, 再乘以一個地震效應增大系數。根據 GB 50011- 2001《 建筑抗震設計規范》 的相關規定, 對于屋面上加建的鐵塔, 抗震設計時應采用樓面反應譜計算方法。采用第二代樓面譜計算, 可綜合考慮鐵塔與建筑物的質量比、 諧振、 阻尼比不同性等因素, 反映出鐵塔與建筑物的相互動力作用, 從而較為準確地計算出屋頂鐵塔的地震效應。采用此法時, 鐵塔受到的水平地震作用力可按下式計算:F=g h b sG ⑵式中: F 為沿最不利方向作用于鐵塔的水平地震力標準值; g為鐵塔結構功能系數, 反映鐵塔的重要性;h 為鐵塔結構類別系數, 反映鐵塔的動力特性對地震反應的影響; b s 為鐵塔的樓面反應譜值, 取決于設防烈度、 場地條件、 鐵塔與建筑物之間的周期比、 質量比和阻尼, 以及鐵塔在建筑物的支撐位置、 數量和連接性質等; G為鐵塔的重力。
5 風荷載計算分析
鐵塔屬于高聳結構, 受風荷載作用的影響很大,因而產生的塔腳作用力對建筑物的影響也大。 而建筑物由于風力作用, 反作用于鐵塔的影響則較小, 因此鐵塔本身風荷載計算可以按照規范獨立計算, 然后將塔腳力按風荷載的形式作用于建筑物的頂部, 再對建筑物進行復核。
鐵塔本身應采用專門的三維結構計算軟件, 通過建立空間半剛接半鉸接結構體系模型進行計算。根據 GB 50009- 2001《 建筑結構荷載規范》 的規定,作用于鐵塔構件表面的風荷載標準值按下式計算:w k =b zmmsw 0式中: w k為風荷載標準值( kN m2) ; b z為高度 z處的風振系數, 對于屋頂鐵塔可取建筑物總高度; ms為鐵塔構件的風荷載體形系數; w 0 為當地的基本風壓值( kN m2)。根據規范的相關規定, 當鐵塔的基本自振周期T1>0.25s 時, 風振系數 b z 將在 1.0 以上, 因此在進行建筑物上加建鐵塔設計時, 應采取各種措施盡量控制鐵塔的基本自振周期 T1≤0.25s, 以避免在風荷載的作用下產生風振現象。 若將鐵塔結構簡化為一懸臂結構, 則其基本自振周期可簡化為 T1=2p , m k若想減小鐵塔的自振周期, 可采用 2 種方法, 一是減少鐵塔上天線平臺的數量, 即相當于減小了上式中的 m值; 二是增大鐵塔塔腳的根開, 即相當于增大了上式中的 k。
通過地震荷載計算, 并與風荷載、 活荷載等計算結果進行組合, 對塔身的各構件進行應力及變形的復核, 確保塔頂的位移變形不超過相關規范的限值要求, 并獲取塔腳處的集中力, 可用于進行鐵塔基礎的設計。
6 結語
在設計階段應采取合理布置通信鐵塔在建筑物平面的位置、 優化鐵塔塔身結構等措施, 盡量減小鐵塔在風荷載、 地震荷載作用下產生的塔腳力, 也可在塔腳設計時采取一些耗能減震措施, 從而減小對已有建筑物的影響。在已有建筑物頂上加建通信鐵塔, 由于通信鐵塔在使用功能上的重要性, 在方案可行性判斷階段必須謹慎分析和科學驗算, 充分考慮建筑物的安全。對于鐵塔—建筑物結合體這種相對特殊的結構體系, 在鐵塔抗震設計時應充分考慮已有建筑物對通信鐵塔造成的地震效應放大作用, 從而準確計算鐵塔的地震反應。
參 考 文 獻
[ 1]趙西安. 帶塔樓高層建筑在地震時的動力反應[ J] . 建筑結構學報, 1987( 4)
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關鍵詞：湖北省建筑工程消耗量定額及統一基價表；冶金工業建設工程預算定額；基價；費用組成；區別
Abstract: this article is through the author's working practice of simple to 2003 "hubei province construction consumption quota and unity base price list" and 2001 "metallurgical industry construction project budget quota" basic price and cost composition a comparison.
Keywords: hubei province construction consumption quota and unity base price list, Metallurgical industry construction project budget quota; Basic price; Cost composition; Difference between
中圖分類號： TE4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）
鑒于冶建施工企業承接的工程多半是冶金廠房建筑安裝工程,合同計價經常采用全統建筑安裝定額地方基價表，缺項部分執行專業定額的方式，所以分析全統定額與專業定額之間的聯系與區別對我們很有幫助，現根據我的工作實踐簡單的對2003年《湖北省建筑工程消耗量定額及統一基價表》(以下簡稱全統定額 )與2001年《冶金工業建設工程預算定額》(以下簡稱冶金定額)基價及費用組成做一下比較。
I、基價比較
《湖北省建筑工程消耗量定額及統一基價表》的基價組成是施工過程中耗費的構成工程實體和有助于工程形成的各項費用，包括人工費、材料費 、施工機械使用費和管理費。
《冶金工業建設工程預算定額》的基價組成是施工過程中耗費的構成工程實體和有助于工程形成的各項費用，包括人工費、材料費、施工機械使用費。
很明顯的在定額基價中全統定額計取了管理費而冶金定額沒有計取。這是兩種定額在基價計取上的差異。
II、費用定額比較
2003年湖北省建筑安裝工程費的組成
湖北省建筑安裝工程費由直接費、間接費、利潤及稅金四部分組成。
一、直接費由直接工程費和措施費組成。
（一）直接工程費（項目工程費）：是指消耗量定額的基價，包括人工費，材料費（含主材或未計價材），機械費；人工費指消耗量定額中人工費。
（二）措施費包括施工組織措施費和施工技術措施費。措施費應計取施工管理費，規費，利潤和稅金。
施工組織措施費內容包括以下各項：
1. 環境保護；
2. 安全施工；
3. 文明施工；
4. 臨時設施；
5. 夜間施工；
6. 二次搬運；
7. 冬雨季施工；
8. 生產工具用具使用費；
9. 工程定位復測，工程點交，場地清理費；
10. 施工降水、排水費。
施工技術措施費內容包括以下各項：
1. 大型機械設備機出場及安拆；
2. 混凝土、鋼筋混凝土模板及支架；
3. 腳手架；
4. 已完工程及保護費用。
根據我省實際情況，在措施費中增列了冬雨季施工增加費，生產工具用具使用費，工程定位，點交，場地清理費。
二、 間接費由規費和施工管理費組成。
（一）規費指經省級以上政府和有關部門批準的行政收費項目，是不可競爭性費用。內容包括以下各項：
1.工程排污費
2.工程定額測定費；
3.勞動保險統籌基金；
4.職工特業保險費；
5.職工醫療保險費。
（二）施工管理費內容包括以下各項：
1.管理人員工資；
2.辦公費；
3.交通差旅費；
4.固定資產使用費；
5.工具用具使用費；
6.保險費；
7.財務費；
8.稅金；
9.其他。
三、計劃利潤：是指按規定應計入建安工程造價的利潤。
四、稅金：是指國家規定的應計入建筑安裝工程造價的營業稅、城市維護建設稅及教育經費附加。2003年湖北省建筑安裝工程價格項目表
2001年冶金工廠建設建筑安裝工程費的組成
冶金工廠建筑安裝工程費由直接工程費、間接費、計劃利潤及稅金四部分組成。
一、直接工程費由直接費，其他直接費和現場經費組成。
（一）直接費：是指施工過程中耗費的構成工程實體和有助于工程形成的各項費用，包括人工費、材料費、施工機械使用費。
（二）其他直接費：是指定額直接費以外在施工過程中發生的費用。內容包括以下各項：
1. 冬雨季施工增加費；
2. 夜間施工增加費；
3. 材料二次搬運費；
4. 生產工具用具使用費；
5. 檢驗試驗費；
6. 工程定位復測，工程點交，場地清理費；
7. 特殊工程技術培訓費；
8. 生產干擾施工增加費。
（三）現場經費：是指為施工準備、組織施工生產和管理所需費用。內容包括以下各項：
1.臨時設施費；
2.現場管理費；
3.遠地施工增加費。
二、間接費由企業管理費、財務費用和其他費用組成。
（一）企業管理費，是指施工企業為組織施工生產經營活動所發生的管理費用。內容包括以下各項：
1.人工費；
2.辦公費；
3.差旅交通費；
4.固定資產使用費；
5.工具用具使用費；.
6.保險費；
7.工會經費；
8.職工教育經費；
9.勞動保險費；
10. 職工養老保險費及待業保險費；
11. 稅金；
12. 其他費用。
（二）財務費用，是指企業為籌集資金而發生的各項費用，包括企業經營期間發生的短期貸款利息凈支出、匯兌凈損失、調劑外匯手續費、金融機構手續費，以及企業籌集資金發生的其他財務費用。
（三）其他費用，是指按規定再支付的工程造價管理部門的定額編制管理費及勞動定額管理部門的定額測定費；按有權部門規定支付的上級管理費；施工調遷費。
三、計劃利潤：是指按規定應計入建安工程造價的利潤。
四、稅金：是指國家規定的應計入建筑安裝工程造價的營業稅、城市維護建設稅及教育經費附加。
2001年冶金工廠建筑安裝工程費用項目表
對比會清楚地看出冶金定額的直接工程費是含直接費（即定額基價*工作量）、其他直接費和現場經費的；而全統定額直接工程費（即定額基價*工作量），全統定額的直接費是含直接工程費、措施費，也就是兩種定額的直接費和直接工程費含義是不同的，這個需要我們在合同談判和工程預結算工作中要特別注意。
2001年冶金定額其他直接費中的冬雨季施工增加費、夜間施工增加費、材料二次搬運費、生產工具用具使用費、工程定位復測、工程交點、場地清理費屬于全統定額中直接費的施工組織措施費范疇。冶金定額現場經費的現場管理費和間接費的企業管理費中均含有管理人員人工費、辦公費、差旅交通費、固定資產使用費、工具用具使用費和保險費，這是由于冶金建筑工程的特殊性針對現場和公司總部雙重管理而計取的費用，屬于全統定額中定額基價管理費和間接費的施工管理費范疇 。
利潤、稅金等費用基本是相同的。
關鍵詞：煤化工 三查五定 開車 注意事項
我國煤化工經過幾十年的發展，目前已在在化學工業中占有很大的比重。煤化工主要有煤制油、合成氨、煤制甲醇、煤制天然氣等，主要以煤為原料。近年來，由于國際油價節節攀升，煤化工越來越顯示出優勢，因此，目前全國各地發展煤化工熱情很高，全國各地擬上和新上的煤化工項目很多，項目規模大小不一，幾乎是有煤的地方都要發展煤化工。而在這一產業擴張之際，通過行業不斷摸索和實踐，在煤化工項目建設過程中形成了一套比較完善的施工項目檢查機制“三查五定”。它規定了在煤化工裝置試運行等階段中，特別是單機試車階段，必須進行的一項工作內容和方式，從而，成為確保聯動試車、投料試車成功的有效手段。
一、 煤化工建設項目“三查五定”的目的和定義
“三查五定”是指在煤化工主體工程安裝基本結束，各設備完成配管之后，各項目單元單機試車之前，為了順利完成單機試車任務而進行的由各參建單位、工程監理、工程建設方聯合的對工程質量檢查、初評整改的一個閉合過程。“三查”的定義是：查設計漏項、查施工隱患、查未完工程。“五定”的定義是：對查出問題的解決定整改時間、定責任單位、定責任人、定整改措施、定整改標準。
“三查五定”的結果應形成文件，由參建各方確認后，分別負責實施。
二、建設工程“三查”的實施步驟
煤化工建設工程“三查”采用施工單位自查、監理單位檢查、使用單位和設計單位聯查的逐層擴大法，通常通過現場檢查分別對施工項目的設計與施工漏項、未完工程、施工質量三方面的檢查。
1.設計與施工漏項的檢查
1.1參與人員：為保證設計漏項檢查的嚴格性，設計與施工漏項必須由使用單位人員、操作人員、工藝技術人員、業內專家及檢查設計漏項的專家參加。
1.2設計與施工漏項檢查
1.2.1管道與設備連接的閥門、跨線、高點排氣及低點排液等是否存在遺漏之處；
1.2.2巡檢操作過程中一些儀表原件未知是否便于操作或觀察，尤其是一些閥門、開關及儀表現場指示元件；
1.2.3巡檢或操作過程中有無不便于操作或影響安全的輔助設備，如爬梯、過道或梯子設置較少，導致操作巡回檢查不方便；
1.2.4檢查設備管道的支撐架數量，以致管道的撓度不符合標準規范要求，導致管道或設備支撐不穩定；
1.2.5管道或設備以及構筑物的支撐梁柱等影響巡檢操作和通行；
1.2.6設備、機泵、特殊儀表元件、閥門等缺少必要的操作檢修場地，或空間太小，操作檢修不方便。
2.施工質量檢查。
2.1管道及配套設施
對于具有方向性的閥門，要確保安裝方向正確；結合操作查看盲板位置狀態是否處于安全狀態；閥門、法蘭、螺栓等型式是否和圖紙設計即要求一致；管道及其元件的材質和壓力等級與設計要求一致；波紋管膨脹節的安裝狀態正確，運輸安全桿是否全部拆除。
2.2焊接方面質量檢查
管道及其元件焊縫外觀質量達標；管道支吊架焊縫合格；臺梯子及構筑物的鋼結構焊縫合格。
2.3隔熱防腐方面
隔熱防腐工程檢查過程必須注意：設備及管道隔熱厚度是否達到設計要求；隔熱保護層密封嚴實，防止隔熱層吸水受潮；隔熱管道上的閥門及熱油泵等必須進行隔熱；隔熱施工在管道水壓試驗之前進行；避免在水壓試驗、氣密試驗、開車之前就將法蘭、螺紋等可拆卸接頭進行了隔熱施工；必須按設計或標準要求進行除銹，涂漆厚度達到標準或設計要求；焊縫在進行表面無損探傷之前已不能涂刷上涂料。
對查出的問題，定任務、定人員、定時間、定措施。
三、裝置開車前的檢查
裝置開車前檢查對裝置的開車成功以及后期的運行尤為重要，因此在裝置開車前必須嚴格對裝置的各部分及配套設施進行嚴格的檢查，確保在開車過程中不發生較大事故，保證設備的安全穩定運行。
1.總體檢查
設備是否按設計要求安裝，配套工程是否齊全，工藝流程是否滿足生產要求；現場消防設備、消防設施、勞動保護、防毒面具、洗眼器等是否根據現場危險因素情況及安全生產情況齊備完好，應急通道是否暢通；裝置區照明良好；地面平整，下水井、排水溝等無易燃易爆的危險物品，窨井、地溝等的蓋板齊全完整。
2.工藝流程檢查
2.1按照設計施工圖的工藝流程認真逐條對照檢查，進出裝置及與設備相連的位置是否符合設計要求，有無錯接、漏接、多接的現象。特別是對于高溫、高壓及臨氫介質部位更應詳細檢查。
2.2重點檢查壓力容器、壓力管道、壓力設備、高溫、高壓及易燃易爆系統的管線是否符合標準規范要求。設備配套的儀表諸如遠程壓力、液位、流量、溫度等是否滿足安全生產需求。
3.反應塔、反應釜、壓力容器、換熱器的檢查
反應塔、反應釜、壓力容器、換熱器等大型設備存在許多隱蔽工程，因為在開車之前，必須對這些設備的連接、內件等進行致密檢查。
3.1所有設備是否正確安裝，大型設備的基礎是否有塌陷、裂紋，設備的地腳螺栓是否齊整、緊固，地腳螺栓有無彎曲、變形。
3.2各項設備出廠合格證、質量證明書、竣工圖及其它有關技術資料是否齊全完備。設備的壓力試驗是否進行并達到標準要求。
3.3管道設備的靜電跨接是否檢測，電流表、電機開關是否安裝合適、操作方便；動設備的是否能滿足三級過濾要求，油的型號和物理性質是否滿足動設備要求。
4.自控系統及電氣系統檢查：
4.1所有儀表安裝就位，規格型號符合設計要求；DCS系統控制靈敏，各種功能齊全好用，顯示準確清晰，各種聯鎖、自保系統靈活好用；各種可燃氣體報警器、有毒氣體報警器等是否準確好用。
4.2電氣設備外殼是否有額定銘牌，是否符合設計要求，防爆電器防爆標志是否與設計相符，是否有出廠合格證書；各調節閥動作是否平穩、準確、靈活，有無松動及卡澀現象，能否全開全關。
四、“五定”管理
“三查”是一個階段，在這個階段問題被暴露，而接下來最重要的是這些問題的整改和落實。經常出現的問題是“三查”容易做到，“五定”卻很難完。往往是任務雖定下去了，但往往出現責任不到位，整改不到位等諸多問題，使得前期查出的問題不能完全得到解決落實。“五定”主要針對設計與施工中存在的漏項、缺陷、隱患查出后，要制定方案，進行設計補充和設計變更。這里不單是個管理問題，往往夾雜著技術方案的確定。施工現場查出的問題，往往受到制約和限制，整改方案難以出臺。因此在“三查”結束后必須嚴格按照“五定”內容要求一項一項理清責任關系，準確提出整改要求，安排合理的整改時間，針對問題的整改必須進行嚴格的復查，只有這樣才能將煤化工工程建設中“三查五定”的功用發揮到實處，才能保證煤化工企業單體試車以及聯動試車和試生產的安全穩定性。
五、小結
[關鍵詞]：素描 獨立院校 建筑素描教學
一、素描內容定位分析
素描是視覺藝術中最基本的元素之一，古往今來素描的原則只有一個――造型，而且是用單色造型，故稱素描。素描是造型藝術的基礎，幾百年來成為畫家認識自然、研究自然、表現自然之起源。素描基礎教學改革的目的也將以培養學生創造性地運用各種素描手段實現其設計表現的能力，“通過素描，認識自然，發現設計”，使學生從一種“自然”無意識的狀態進入有意識的專業設計訓練狀態，最終實現從素描中認識設計的目的。
(一)明暗素描。
明暗素描適宜于立體地表現光線照射下物象的形體結構、物體各種不同的質感和色度、物象的空間距離感等等，使畫面形象更加具體，有較強的視覺效果。在早期的繪畫中，就有人不同程度地采用了這種手段。到了文藝復興時期，隨著科學的發展，促進了這種手段的成熟，形成了明暗造型的科學法則。這時期的三杰：達，芬奇、米開郎基羅、拉斐爾等藝術大師的研究實踐把前人的經驗，發展到了一個新的階段。
(二)結構素描。
結構素描又稱“形體素描”。這種素描的特點是以線條為主要表現手段，不施明暗，沒有光影變化，而強調突出物象的結構特征。它除了畫出看得見的外觀物象，還畫出了看不見的內在連貫的結構以及看不見的外部輪廓。結構素描是設計教學中的一門重要課程，是培養學生造型能力和設計思維能力的基礎。結構素描教學中，除了培養學生準確的描繪能力，結構的分析能力和塑造能力外，更重要的是培養眼(觀察)、心(理解)、手(表現)的協調能力，通過素描認識自然，發現設計能力。
(三)設計素描。
以比例尺度、透視規律、三維空間觀念以及形體的內部結構剖析等方面為重點，訓練繪制設計預想圖的能力，是表達設計意圖的一門專業基礎課，它基本上適用于一切立體設計專業(如產品設計、造型、雕塑等)畫面以透視和結構剖析的準確性為主要目的。設計素描則采用的是設計思維加形象思維。也就是說設計素描較一般的繪畫素描在思維方式與成分上要顯得更豐富多彩，更能反映社會生活的更多方面。
二、獨立院校特點
獨立學院是新形式下高等教育辦學體制與模式的一項探索和創新，根據國家教育部的界定，其人才培養定位是按照市場和社會的需要，以就業為導向，培養本科層次的應用型人才。應用型人才是針對專門從事基礎理論原始創新的學術型人才而言的，有著不同的層次和類型，本科層次的應用型人才是以創新素質為特征的高層次“創新應用型人才”，具有更強的通用性、創新性和實踐能力。
教育產業化所帶來的影響。毋庸置疑，在今后相當長的一個階段內，高等美術院校產業化的道路是不可避免的，這不以我們的意志為轉移。但是要注意到，擴大招生規模，直接的結果就是考生將不都再是百里挑一的“天之嬌子”，我們不得不降格以求。生源的專業水準整體呈下降趨勢，招生人數成倍增加，給基礎課教學帶來了巨大的壓力。課時少了，學生底子差了，且參差不齊，怎樣保證教學水平的提高?怎樣培養這些人才是獨立學院發展中必需要解決的問題。不了解世界上現有的素描教學體系及素描流派。近年來美術院校生源在專業水準上呈普遍下滑之勢。
三、建筑素描課程制定定位
素描雖然是公共基礎課，但由于各專業的設計性質與對象不同，教學內容應根據各專業的特點而制定，課時也應按專業需要來安排。
把設計素描的設計充分的運用于課堂教學中，活躍了課堂的氣氛，充實了教學的內容，從形式和內容上都為設計素描課的革新提供了有力的實踐依據。作為教師，要培養學生在實踐中不斷的形成自己獨特的設計語言和設計創意，豐富藝術設計領域，建立完善的現代素描教學體系，使設計素描的“設計性”更好的發揮橋梁的作用，推動設計意識的發展與創新。
素描教學基本可分為兩大塊，一塊為注重基礎造型能力訓練的基礎素描，包括明暗素描和結構素描；另一塊為側重創意設計思維訓練的素描，簡稱設計素描。根據我們獨立院校學生在上大學之前的基礎差，底子薄的特點，我們首先必須做好基礎素描的教學工作，重點提高學生的基礎造型能力和審美能力。創造能力的培養是藝術設計這門學科教育的基礎和前提，在素描教學中應該著重強化創造能力的培養。
教學者應該把握好在教學過程中三種素描教學模式的課時量的安排和協調，在注重創意設計思維訓練，以設計素描為主要教學模式的同時，打好基礎，做好明暗素描和結構素描的課時安排和教學工作，在素描教學的初期階段，仍然按常規要求作畫，即解決構圖、透視、空間、明暗、質感、形體結構等基本造型問題，再現自然。但中后期階段的素描教學應處處考慮與藝術設計接軌，使素描基礎教學真正為設計服務。
素描雖然是公共基礎課，但由于各專業的設計性質與對象不同，教學內容應根據各專業的特點而制定，課時也應按專業需要來安排。作為教師，要培養學生在實踐中不斷的形成自己獨特的設計語言和設計創意，豐富藝術設計領域，建立完善的現代素描教學體系，使設計素描的“設計性”更好的發揮橋梁的作用，推動設計意識的發展與創新。
關鍵詞：建筑結構設計；技術人員；研究
中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A
建筑結構的設計需要采用多個軟件來輔助進行計算分析、工程建模、圖書檔案管理和施工圖繪制工作，因此，不同軟件間的模型轉化十分重要。然而，我國當前的建筑應用軟件間的模型轉化仍存在較大的滯后性，模型重建造成了大量的資源浪費和重復工作，也嚴重影響了設計質量，因此對不同應用軟件間模型轉化的研究有著重要的應用價值。本文面向建筑結構設計的整個過程探討了建筑結構設計模型的自動轉化方法，希望能對廣大同行有所幫助。
一、建筑結構信息模型的構建
當前，在建筑結構設計領域，軟件間模型數據的交換大多是以數據接口的方式。然而，大部分軟件廠商都不會公布自己的數據格式，這就導致各種設計軟件協調性較差，存在“信息孤島”。以上問題的解決，有賴于建立一個統一、規范的工程信息模型，實現不同設計軟件間的信息交換和共享。建筑信息模型，即基于這一概念而提出的模型技術。
基于建筑結構設計的信息模型主要包括物理模型信息、模型屬性信息、模型管理信息和模型關聯信息等。其中，模型物理信息主要包括節點信息、構件信息、軸網信息、截面信息等；模型屬性信息主要包括材料信息、荷載信息、內力信息等；模型管理信息主要包括模型版本信息、模型所有者信息等；模型關聯信息主要包括模型關聯關系和構件關聯關系。
建筑結構信息模型應保證信息的完整性、一致性和關聯性，并可建立面向建筑結構的單一工程數據源，解決分布式和異構工程數據間的共享和一致性問題，為建筑結構模型的自動轉化提供有利條件。
二、基于建筑結構信息模型的模型自動轉化
建筑結構設計是建筑工程設計的關鍵環節，其設計內容主要包括結構設計、結構分析、施工圖設計等，建筑結構設計模型的轉化應以結構性設計模型為中心，其具體步驟為：（1）通過IFC標準提取建筑設計模型的結構設計信息，建立結構設計模型，結構設計模型不包含非結構設計信息，無法反向映射建筑設計模型，其轉化過程是單向的；（2）從結構分析模型導出接口，從結構設計模型中提取結構分析模型，并進行結構設計與分析；（3）通過結構分析模型導入接口將結果集成至結構設計構件模型，進行施工圖設計；（4）通過XML模型接口將結構設計模型轉化成工程算量模型，分析并統計工程算量。
1.建筑設計模型轉化為結構設計模型
當前，我國的建筑工程設計大多還是在圖紙上進行的，僅能靠圖元識別的方式獲取建筑軸網和部分結構構件的定位，存在大量重復工作。IFC標準是國際通用的建筑數據描述標準，國際主流的建筑設計軟件都可將建筑設計模型導出為IFC文件。
結構設計模型以幾何模型為主，在從建筑設計模型到結構設計模型的轉化過程中，對建筑設計模型結構構件的識別是關鍵工作。以IFC標準定義的模型，構件識別性高，構件間的關聯關系也能保證其識別與轉化。
2.結構設計模型轉化為結構分析模型
結構分析是結構轉化的重要環節。國際通用的結構有限元分析軟件多采取公開的數據模型，該過程的實現難度并不算大。但當前該模型的轉化只能在不同有限元分析軟件間進行轉化。本次研究選擇了ETABS軟件，實現結構設計模型向ETABS模型的轉化，并通過Access數據庫將設計結果集成到原結構設計模型。其流程如下：
（1）通過ETABS到處結構將結構構件信息寫入模型文件；（2）導入模型文件，并補充定義、施加荷載，分析并設計結構；（3）通過ETABS數據庫接口將設計結果導入Access數據庫；（4）通過ETABS結果導入接口關聯構件配筋信息和對應結構構件，建立完整的施工圖設計模型，用于施工圖設計與工程算量分析。
3.結構施工圖設計模型轉化為工程算量模型
施工圖設計模型應包括工程算量模型的所有信息。我國當前的三維圖形算量軟件大多不支持IFC國際數據交換標準，只能通過專用接口轉換模型數據。本次研究選擇當前應用較為廣泛的GGJ2009廣聯達鋼筋抽樣軟件，通過XML映射模型將結構施工圖設計模型轉化為工程算量模型。
XML語言可通過文檔類型定義和模式定義來定義XML模型模板。其中，模式定義具有文檔語法一致性好、數據聲明方式靈活、可擴展性強的優點，因此，本次研究選擇模式定義來定義XML模型模板。以鋼筋混凝土梁的XML模式定義來講，該梁模型的屬性有：構件ID、構件幾何信息、構件配筋信息、關聯樓層信息等。構件幾何信息主要包括起終點位置、截面信息等；構件配件信息主要包括箍筋信息、縱筋信息等。
通過XML模式定義模板的定義，可將結構設計模型輸出為基于XML的工程算量模型，并導入GGJ2009等軟件進行分析和統計。
三、系統測試
以3層鋼筋混凝土框架為測試對象。測試流程如下：
（1）在Revit Architecture 2009建筑設計軟件中建立測試對象模型，定義結構表面裝飾面層及門窗、臺階、玻璃幕墻等，通過該軟件的IFC導出接口將模型導出為IFC文件；（2）通過BIM-SDDS的IFC建筑模型轉化接口實現建筑模型結構構件的提取，生成結構模型，轉化后，模型以幾何模型為主，也包括構件關聯信息、結構材料信息等，通過ETABS模型文件導出接口生成ETABS模型文件；（3）定義荷載布置和結構約束，進行結構分析和設計，將設計結果導出至Access數據庫，并通過BIM-SDDS的Access接口讀取配筋信息，將其與結構構件相關聯，形成結構設計信息模型，在BIM-SDDS系統中設計結構配筋，形成工程算量模型；（4）通過BIM-SDDS系統的XML模型導出接口，將工程算量模型導出至GGJ2009算量軟件，分析鋼筋算量，生成統計和報表。
為驗證本模型轉化方法的有效性和實用性，筆者另選擇了4個設計模型進行相同測試，發現本模型使用的自動轉化方法構件識別率和轉化率均較高，構件規模增大時，對構件的識別仍十分有效。
總結：
本文針對建筑結構設計中不同軟件件建筑設計信息模型的轉化問題進行了分析，提出了基于建筑結構設計模型的模型轉換方法，并建立了建筑結構設計模型、建筑設計模型和工程算量模型間的轉化流程，最后進行了模型應用驗證。受條件所限，本次研究不能選擇所有的建筑應用軟件一一實驗，后續研究將致力于研究支持更多軟件的模型自動轉化方式。
參考文獻：
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[2]高鵬,喬可義.重視概念設計,提高建筑結構設計的質量[J].黑龍江科技信息.2011(03).
關鍵詞：建筑工程；模型數據；轉化流程；工程算量
中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：
近年來，各國已有一些學者對建筑工程中的模型自動轉化技術進行了研究。本文中筆者面向建筑結構設計的全過程，對基于建筑結構設計信息模型的模型自動轉化方法進行了系統的研究。
1建筑結構設計信息模型的構建
目前，在建筑工程設計領域，不同應用軟件之間的模型數據交換大多通過軟件之間的數據接口實現。出于商業因素考慮，大多軟件廠商都不愿意對外公開自己的模型數據格式，造成了各專業設計軟件之間的“信息孤島”現象。解決上述問題的關鍵在于建立統一的工程信息模型，實現專業設計軟件的信息共享和交換。建筑信息模型正是基于這一理念而提出的新的模型技術。建筑結構設計信息模型是以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型［5］。
面向建筑結構設計的信息模型除了包括基本結構物理模型信息外，還包括模型屬性信息、模型關聯信息、模型管理信息等。結構物理模型信息包括：構件信息、節點信息、截面信息、軸網信息、約束信息等。屬性信息包括：荷載信息、材料信息、內力信息、設計結果信息等。關聯關系信息包括：構件關聯關系、模型關聯關系。管理信息包括：模型所有者信息、模型版本信息、用戶權限信息等。
建筑結構設計信息模型具有信息的完備性、關聯性、一致性等BIM特征，可建立起面向建筑結構設計的單一的工程數據源，可解決分布式、異構工程數據之間一致性和全局共享問題，為建筑結構設計中的模型自動轉化提供了有效途徑。
2基于建筑結構設計信息模型的模型自動轉化
建筑結構設計是建筑工程設計的重要組成部分，設計內容主要包括結構分析、結構設計和施工圖設計等。筆者提出了基于結構設計信息模型的模型轉化流程，如圖1所示。
建筑結構設計信息模型轉化流程以結構設計信息模型為中心，具體步驟包括：①首先通過IFC標準實現建筑設計模型中結構設計信息的提取，建立結構設計構件信息模型，由于結構設計模型中不包含非結構設計信息，不能由結構設計模型反向映射出建筑設計模型，因此該轉化過程具有單向性；②然后通過筆者開發的結構分析模型導出接口，自動從結構設計信息模型中提取出結構分析模型，進行結構分析與設計；③再通過結構分析模型導入接口，將結構設計的結果集成到結構設計構件模型，形成完整的結構施工圖設計信息模型，進行結構施工圖設計；④最后通過XML模型接口，將包含施工圖設計結果的結構設計模型轉化為工程算量模型，進行工程算量分析與統計。
2．1建筑設計模型向結構設計模型的轉化
目前，中國建筑工程設計主要還是基于二維圖紙進行的。結構設計人員基于建筑設計圖紙進行結構布置、內力分析和結構圖紙的繪制。在這一過程中，僅能依靠圖元識別的方法獲取建筑軸網和主要墻、柱 等結構構件的 定位，存在大量的重復建模工作。
IFC標準是國際通用的建筑產品數據描述標準，該標準的內容覆蓋建筑全生命期，尤其在建筑設計階段對建筑幾何模型信息的描述比較完善，國際主流 的 建 筑 設 計 軟 件RevitArchitecture，Archi－CAD，BentleyArchitecture等都可以將各自的建筑設計模型導出為IFC文件。基于IFC描述的建筑設計整體模型為結構設計模型的自動生成奠定了基礎。從建筑設計模型生成的結構設計模型主要以幾何模型為主，而在建筑設計模型中結構構件的識別是整個轉化工作的關鍵。IFC標準定義的模型具有構件可識別性好、構件之間存在關聯關系等優點，保證了結構構件的識別與轉化的實現。
從建筑設計模型可以識別的結構構件主要包括柱、墻、梁、板等結構構件。圖2為一段墻體從建筑設計模型到結構設計模型的映射關系。建筑設計模型中的墻體除包括結構層外，還包括結構層兩側的保溫層和裝飾層。此外，該墻體還包含門、窗等非結構構件。而該墻體的結構模型為僅包含單一結構層的混凝土構件，建筑墻體的門、窗構件則轉換為墻體的洞口。
在IFC標準中，通過實體定義和關聯關系建立了建筑構件的邏輯模型。圖3中給出了基于IFC的EXPRESS－G格式描述的墻體模型定義。圖3中的A部分為墻體與門、窗關聯模型的定義，通過洞口關聯實體和洞口填充關聯實體分別建立墻體實體與門實體、窗實體的關聯。對于結構設計模型，通過墻體實體和洞口實體實現結構墻體的描述。圖3中的B部分為墻體材料模型的定義，通過材料關聯實體和多層材料定義實體，可以定義建筑墻體多層材質模型。對于結構設計模型，可以通過對材料實體的識別來實現
除墻體實體以外，柱實體、梁實體、板實體的定義與墻實體模型的定義方法相同，在此不再贅述。在建筑設計模型向結構設計模型轉化的另一個難點是IFC文件的解析。可以通過IFCEngine，IFCsvr等商業化IFC數據解析接口進行IFC文件的解析，筆者采用自主開發的IFC2x3Lib進行IFC文件的解析。
4結 語
針對建筑結構設計過程中不同軟件系統的模型轉化問題，提出了基于建筑結構設計信息模型的模型自動轉換方法，建立了建筑結構設計信息模型與建筑設計模型、結構分析模型、工程算量模型之間自動轉化的流程。最后，基于該轉化流程進行了相應模型轉化接口的開發和應用驗證。筆者主要針對結構分析 軟件和工程 算量軟件 中 應 用 比 較 普 及 的ETABS軟件和廣聯達GGJ2009軟件實現了模型自動轉換，后續研究將致力于支持更多的軟件系統，為解決相關應用軟件之間的“信息孤島”問題提供可行的方法和途徑。
參考文獻：
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