第一篇:第十八章可制造設(shè)計理念小結(jié)
第十八章現(xiàn)代集成電路制造技術(shù)原理與實踐本章小結(jié)
本章小結(jié)
1.關(guān)于集成電路可制造性設(shè)計-DFM的理念
DFM的目的是為設(shè)計與制造之間搭起提高晶圓芯片優(yōu)品率的橋梁。巨大的設(shè)計投入及制造支出要求設(shè)計師必須具備可制造性設(shè)計的意識和理念。這樣來理解DFM理念:DFM以快速提升芯片良品率、芯片產(chǎn)出效率以及降低芯片生產(chǎn)成本為目的,統(tǒng)一規(guī)范芯片設(shè)計中的設(shè)計規(guī)則、設(shè)計方法及設(shè)計工具,從而更好地控制集成電路的系統(tǒng)級設(shè)計向物理級晶圓層次的實現(xiàn)過程??梢?,DFM技術(shù)的實施理念是基于可預(yù)測性制造過程及可預(yù)測性工藝制程的虛擬設(shè)計,最終目的是得到由設(shè)計到晶圓制造的最優(yōu)化流程。
2. 關(guān)于提高晶圓管芯制造優(yōu)品率的OPC技術(shù)
光學鄰近效應(yīng)校準(OPC)技術(shù)是用來提升晶圓制造優(yōu)品率的重要技術(shù)。
器件的特征尺寸減小到能夠與光刻曝光的光源光波長相比較時,光衍射而造成光成像邊緣畸變將變得越來越明顯。當光刻圖形的線寬接近光刻系統(tǒng)的分辨率極限時,圖形轉(zhuǎn)移過程中因鄰近圖形的影響,將導(dǎo)致光刻圖形相對于設(shè)計原圖產(chǎn)生較大的畸變,被業(yè)界稱為光學鄰近效應(yīng)(Optical Proximity Effect)。引入光學臨近效應(yīng)校準(OPC-Optical Proximity Calibration)技術(shù),通過掩膜設(shè)計階段的補償,彌補因光學衍射和光刻膠因素造成的光刻圖形失真。OPC校準技術(shù)的應(yīng)用,保障了光刻質(zhì)量、顯著地提高了晶圓管芯的優(yōu)品率。
3. 關(guān)于Synopsys Inc.的可制造性設(shè)計解決方案
成功的可制造性設(shè)計解決方案都是將設(shè)計環(huán)節(jié)與制造環(huán)節(jié)結(jié)合為一體的DFM方案。完美的DFM方案主要由以下核心工具支撐、構(gòu)成:物理實現(xiàn)-IC Compiler設(shè)計工具;Hercules-物理級驗證工具;PrimeYield LCC-光刻一致性檢查工具;關(guān)鍵面積及面積約束分析-PrimeYield CAA工具;光學鄰近效應(yīng)校準工具;SiVL-光刻驗證工具;掩膜綜合工具;Proteus CATS-掩膜數(shù)據(jù)準備工具;TCAD-工藝和器件物理特性級可制造性設(shè)計工具;Virtual Stepper掩模評估工具及PrimeYield CMP-化學機械拋光驗證工具等等。
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第二篇:可持續(xù)設(shè)計與制造論文
可持續(xù)設(shè)計與制造技術(shù)
正文
產(chǎn)品名稱:手機
第一章
主要零部件
手機結(jié)構(gòu)一般包括以下幾個部分: 液晶屏、機殼、按鍵、電池、主板、天線、音響、話筒、排線等。
第二章
各零部件的常用材料及該材料的加工過程
1.液晶屏
液晶顯示器主要由ITO導(dǎo)電玻璃、液晶、偏光片、封接材料(邊框膠)、導(dǎo)電膠、取向?qū)?、襯墊料等組成。2.機殼
手機外殼主要有塑料,工程塑料,金屬,金屬與塑料,金屬鋁,金屬鐵,不銹鋼,鎂合金等。3.按鍵
手機按鍵的塑膠材料經(jīng)常是PC或者ABS等。
4.電池
手機電池由三部分組成:電芯、保護電路和外殼。主要材料都是鈷酸鋰,錳酸鋰,三元的。5.主板 PCB纖維板,電容,電阻,IC,BGA,IO等等。6.天線
手機天線是帶阻值的,每款手機也不一樣的,材質(zhì)主要是銅和合金。7.音響
音頻功率放大器及音頻信號線、音箱線,就可以組成最基本的音響器材。
8.排線
排線,也叫軟性電路板(FPC)。它按照所屬行業(yè)規(guī)范規(guī)定排線規(guī)則、線序、線色、線號等,用于活動部件及活動區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸,如電腦內(nèi)部主板連接硬盤、光驅(qū)的數(shù)據(jù)線,手機主板連接顯示屏的數(shù)據(jù)線,還有連接設(shè)備之間的數(shù)據(jù)線都統(tǒng)稱排線。
第三章主要零部件的加工過程或主要工藝流程,所使用主要加工設(shè)備及主要輔助材料 1.液晶顯示器
1)工藝上可以大體分成清洗與干燥、光刻、取向排列、制
盒、切割、灌注液晶、目測、電測、貼片、上引線、包裝等工序
2)清洗與干燥工藝該工藝主要用到的設(shè)備有超聲波清洗
機、等離子清洗機及干燥爐的干燥設(shè)備 3)光刻工藝主要用到的設(shè)備有涂布機曝光機等 4)取向排列工藝主要用到的設(shè)備有摩擦機等 5)絲印制盒工藝主要用到的設(shè)備有絲網(wǎng)印刷機、噴粉機、貼合機、熱壓機等
6)切割工藝主要用到的設(shè)備有切割機和裂片機等 7)液晶灌注及封口工藝要用到的設(shè)備有液晶灌注機和整
平封口機等
8)光臺檢測及電測工藝主要用到的設(shè)備有光臺和電測機
等
9)貼片工藝主要用到的設(shè)備有切片機、貼片機、偏光片除
泡機等
10)LCD金屬引線的連接和加工工藝主要用到的設(shè)備有插
PIN涂膠機
2.手機外殼
1)大都是使用沖壓機床進行工程塑料壓制而成
3.機按鍵
1)噴漆、印刷、電鍍、燙金等
4.電池
1)鋰離子電池的主要構(gòu)成材料包括電解液、隔離材料、正
負極材料等
5.主板
1)在電路板下面,是錯落有致的電路布線;在上面,則為
棱角分明的各個部件:插槽、芯片、電阻、電容。CPU、南北橋芯片、內(nèi)存插槽、AGP插槽、PCI插槽、IDE接
口以及主板邊緣的串口、并口、PS/2接口等。加工工藝主要為流水線生產(chǎn)等。
第四章裝配過程
裝配過程包括:零件的生產(chǎn)、組裝、加工、包裝等。
第五章
主要失效方式
1、手機零件的疲勞損傷
2、手機人物損壞。如摔打、浸水等。
3、手機硬件軟件的發(fā)展,用戶的更新手機。
第六章
手機的回收利用現(xiàn)狀
我國廢舊手機回收利用的現(xiàn)狀受觀念、經(jīng)濟及技術(shù)等因素的影響,我國目前還沒有真正建立起廢舊手機回收系統(tǒng),廢舊手機回收和利用的主要途徑和方式為: 產(chǎn)品級
1)不規(guī)范的二手回收市場
在國內(nèi)的大城市,街頭小販出于經(jīng)濟利益的考慮而回收廢舊手機,他們或者對還能使用的手機進行翻新,重新賣到市場。2)當做垃圾直接丟棄。在我國的大部分地區(qū),手機被淘汰后,如果沒有多少商業(yè)價值即沒有賣錢的價值后,就會被人們當做一種垃圾丟棄。
3)生產(chǎn)商和移動運營商的自發(fā)回收
零件級
1)二手市場的工人將手機拆解,只利用一些零部件,其余的當作垃圾扔掉。
2)其他不好回收以及回收利潤不大的零件都將作為垃圾回收處置。例如手機電池的壽命較短,產(chǎn)品更新較快,我國廢舊手機電池的數(shù)量十分巨大,并且這些手機電池絕大部分被當作廢棄物丟棄。3)簡單的拆解作坊式回收
材料級
1)國內(nèi)現(xiàn)有手機的拆解方式基本處于手工作業(yè)階段,而且大多數(shù)拆解作業(yè)都是家庭作坊式,沒有形成規(guī)模化和機械化操作,極易造成二次污染。
2)由于手機中含有金、銀、鉑、鈀等貴金屬,在浙江、廣東等沿海地區(qū),一些私人或小企業(yè)將回收的手機等電子產(chǎn)品投入硫酸池,以腐蝕掉電路板的金屬成分,或是采用直接火燒等落后技術(shù)來提取貴金屬,在處理過程中還會產(chǎn)生大量的廢液、廢氣、廢渣,這些有害物質(zhì)未經(jīng)任何處理源源不斷地排入環(huán)境,造成了嚴重的污染。
第七章 手機現(xiàn)行的主要廢棄處置方式
1.對使用的手機進行翻新,重新賣到市場;或者將手機拆解,只利用一些零部件。
2.3.手機電池絕大部分被當作廢棄物丟棄。
一些私人或小企業(yè)將回收的手機等電子產(chǎn)品投入硫酸池,以腐蝕掉電路板的金屬成分,或是采用直接火燒等落后技術(shù)來提取貴金屬
第八章 生命周期主要階段(原材料制備、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品使用、產(chǎn)品廢棄)中的主要環(huán)境影響(耗能、資源消耗、固體液體氣體廢棄物)
生產(chǎn)過程中
1)在手機的生產(chǎn)加工過程中,消耗了大量的能源、資源等。同時產(chǎn)生了大量不可忽視的環(huán)境污染,如重金屬污染、大氣污染、水污染、對大自然和人類都產(chǎn)生了不可忽視的嚴重影響
廢棄過程中
分基本保持一致。成為固體垃圾。1)手機的材料主要包括金屬材料和高分子材料,在廢棄前后成2)手機的結(jié)構(gòu)材料主要是塑料,極難自然降解,散落于環(huán)境中會造成污染并能夠長期存在,如果對其進行焚燒處理,就會造成大氣污染,焚燒產(chǎn)生的氣體還會使人中毒,嚴重時會導(dǎo)致癌癥、神經(jīng)系統(tǒng)失調(diào)等疾病。
3)手機電路板含有鉛、鋅、錫、金等有害金屬元素。手機廢棄后若回收處置不當,或未經(jīng)無害化處理而直接填埋,將導(dǎo)致手機中有害金屬物質(zhì)滲漏從而污染土壤和地下水資源,并有可能滲入食物鏈,危及人類健康和生存。
4)此外,手機電池及配件中還含有汞、砷等有毒物質(zhì),這些物質(zhì)也會對環(huán)境和人類健康造成巨大的損害。廢舊手機等電子垃圾已成為當今人類和環(huán)境的“無形殺手
第九章 改善該產(chǎn)品環(huán)境影響的意見
廢舊手機的回收利用是一項系統(tǒng)工程,需要從生產(chǎn)商、經(jīng)銷商、運營商到消費者的積極參與。歐盟、美、日等發(fā)達國家及地區(qū)在手機回收利用方面已居于世界前列,已建立起了較為成熟的法律體系和回收系統(tǒng),并獲得了相當可觀的環(huán)境、經(jīng)濟效益。我國可借鑒國外的先進經(jīng)驗,采取以下有效措施,積極應(yīng)對電子污染,使電子行業(yè)與環(huán)境、社會協(xié)調(diào)發(fā)展。
1.完善法律法規(guī),推動回收工作
完善的法律法規(guī)是開展廢舊手機等電子廢棄物規(guī)范化回收利用的前提和保障。我國尚缺乏相應(yīng)的行業(yè)標準和電子信息產(chǎn)品污染的重點防治目錄,這些也都應(yīng)盡快制定和完善。延伸生產(chǎn)者責任正在作為一個新的廢棄物管理范例而被廣范宣傳,該制度要求生產(chǎn)者承擔廢棄電子產(chǎn)品回收、處置的義務(wù)。有關(guān)部門也應(yīng)加大力度取締非法手機回收,建立規(guī)范的二手手機市場,防止超過設(shè)計壽命的廢舊手機流入農(nóng)村市場而導(dǎo)致回收困難及回收成本的升高?;谑謾C回收的環(huán)境和社會效益,國家可通過立法對從事廢舊手機無害化處置的企業(yè)給予政策扶持和資金支持,提高企業(yè)的積極性,促進手機回收技術(shù)的發(fā)展。
2.發(fā)展試點項目我國目前尚處于手機規(guī)范化回收和利用的探索階段,相關(guān)的法律、技術(shù)、市場體系都尚待完善。因此,在我國推行廢舊手機回收的試點工作,積極發(fā)展試點項目是非常必要的,并且試點項目應(yīng)采用適合我國國情的技術(shù)和程序,實施回收成本分析,發(fā)展相關(guān)技術(shù)標準。通過試點摸索經(jīng)驗,積累研究資料,解決建立廢舊手機回收利用體系的立法問題和可能面臨的各種困難。
3.規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展廢舊手機等電子產(chǎn)品的拆解、回收工作專業(yè)性較強,須采用先進的技術(shù)、工藝,才能避免對環(huán)境的二次污染。在手機回收利用的過程中,要兼得環(huán)境和經(jīng)濟效益,就必須走規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化的道路。要堅決取締沿海地區(qū)嚴重污染環(huán)境的手工拆解作坊,建立市場準入機制,保證有實力、有資質(zhì)的企業(yè)進入廢舊手機回收市場。
4.清潔生產(chǎn)
積極推行“綠色手機”概念,推出以“無污染、低輻射、可回收”為理念的“綠色手機”產(chǎn)品,大力發(fā)展CDMA等先進技術(shù),通過對手機的優(yōu)化設(shè)計,提高產(chǎn)品的可回收率。
5.移動通信運營商的參與
通過對國外手機回收計劃的研究發(fā)現(xiàn),移動通信運營商在手機回收過程中都起到了非常重要的促進作用,我國的移動通信運營商可以借鑒國外的經(jīng)驗積極參與廢舊手機的回收
6.加大宣傳力度,提高人們的環(huán)保意識 西方發(fā)達國家相比,我國城市化水平較低,經(jīng)濟發(fā)展不均衡,社會公民對環(huán)境保護的意識尚待提高,需要相關(guān)部門和手機生產(chǎn)廠商對公眾進行宣傳教育,培養(yǎng)公眾的環(huán)保意識,倡導(dǎo)消費者選用“綠色”產(chǎn)品;提高消費者參與環(huán)保的積極性,在消費過程中注重環(huán)保,主動交回廢棄手機,防止造成環(huán)境污染。同時,應(yīng)引導(dǎo)消費者轉(zhuǎn)變消費觀念,崇尚自然,追求健康,節(jié)約資源和能源,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
其他注意點
(1)消費者均認為廢舊手機有一定的價值,一般都不愿意主動交到回收點,這就要求我國的廢舊手機必須作價回收。但手機作價回收的成本,再加上進行環(huán)境友好處理的成本,使得廢舊手機的正規(guī)回收無法與現(xiàn)存的未獲許可的作坊式回收競爭,因此這些回收成本應(yīng)如何分攤,還需進一步的研究和思考。
(2)我國大多居民尚未意識到廢舊手機存在的潛在危害,公民的環(huán)保意識有待提高,因此我國廢舊手機的回收利用也不能照搬國外模式。(3)如何將從事手機回收的作坊式企業(yè)納入規(guī)范管理的廢舊手機回收體系,如何轉(zhuǎn)化國外的經(jīng)驗和模式并成功地將它們與我國目前的實際情況聯(lián)系起來,也應(yīng)是今后研究工作的重點。
參考文獻:
(1)我國廢舊手機回收利用現(xiàn)狀與解決方案(2)主板的材料及工藝(3)手機生產(chǎn)的工藝流程(4)LCD生產(chǎn)線工藝及材料簡介
第三篇:可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計
成人高等教育畢業(yè)論文
題 目 可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計
教 學 點 僑大教學點
年 級 2019級
專 業(yè) 建筑設(shè)計
學 號 ***
學生姓名 李志豪
指導(dǎo)老師 汪靜
評審日期 2021 年 01 月 30 日
成 績
評審教師(簽名)
廣東工業(yè)大學繼續(xù)教育學院制
可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計
摘 要:建筑設(shè)計是當今社會建筑發(fā)展過程中不可缺失的一個重要的環(huán)節(jié),他是社會發(fā)展的基礎(chǔ),是讓人民生活的一個基本保障,是提供人民舒適生活的基石,本研究主要分析建筑設(shè)計領(lǐng)域下高層建筑設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展理念。
引言
我國目前處于發(fā)展中國家,根據(jù)國家出臺的一些相關(guān)發(fā)展政策,使得社會經(jīng)濟有一個飛躍性的提高,在這種飛快加速發(fā)展的社會背景下,建筑行業(yè)作為國家及人民的發(fā)展基石來講也相應(yīng)的提高到了一定的程度,在這種情況下建筑設(shè)計理念及其技術(shù)需要擁有更加高超的設(shè)計理念及技術(shù)含量,因為隨著社會不斷發(fā)展,人民基本素質(zhì)不斷的提高,原普通的住宅人數(shù)容量到達一定的瓶頸,這時候就要深入研究并處理當今社會的建筑容積率問題,從而提出了高層建筑設(shè)計理念,確保能夠滿足當今社會發(fā)展需求。
(一)可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計中“高層建筑的定義”
超過一定建筑高度和層數(shù)的多層建筑為高層建筑,在我國自2005年起出臺規(guī)定超過10層的住宅性建筑和超過24米的其它民用性建筑為高層建筑。1972年國際高層建筑會議將高層建筑分為4個類型:第一類型為9~16層(其最高高度為50米),第二類型為17~25層(其最高高度為75米),第三類型為26~40層(其最高高度為100米),第四類型為40層以上(其最高高度大于100米以上)。公元前280年古埃及人建造了高度為100多米的亞歷山大港燈塔建筑,523年在中國河南登封縣建成高度為40米的嵩岳寺塔,而現(xiàn)代高層建筑興起于美國,1883年在芝加哥建起了第一幢高11層的保險公司大樓,1931年在紐約建成高101層的帝國大廈。第二次世界大戰(zhàn)以后,出現(xiàn)了世界范圍的高層建筑熱潮。1970~1974年建成的美國芝加哥西爾斯大廈,建筑高度約443米高。
在我國,相關(guān)舊規(guī)規(guī)定:8層以上的建筑都被稱為高層建筑,而目前接近20層的稱為中高層建筑,30層左右接近100米稱為高層建筑,而50層左右200米以上稱為超高層建筑。在新規(guī)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)規(guī)定:10層及10層以上或高度超過28米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稱為高層建筑結(jié)果。當建筑高度超過100米時,稱之為超高層建筑。因此我國的《民用建筑設(shè)計通則》(GB50352-2005)及《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50045-95)將10層及10層以上的住宅性建筑和超度超過24米的公共性建筑和綜合性建筑劃分為高層建筑類型。(國外定義:在美國,24.6米或者7層以上的建筑視為高層建筑;在日本,31米或8層及其以上視為高層建筑;在英國,大于或者等于24.3米的建筑視為高層建筑。)
(二)可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計中“高層建筑結(jié)構(gòu)總圖布置原則”
高層建筑在初步設(shè)計階段時,應(yīng)綜合考慮使用要求、建筑美觀、結(jié)構(gòu)合理及施工方便等因素。高層建筑承受的豎向荷載較大,同時還承受控制作用水平力,因此,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注重概念設(shè)計、重視結(jié)構(gòu)選型與建筑平面、立面布置的規(guī)律性,選擇最佳結(jié)構(gòu)體系,加強構(gòu)造措施以保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性,使整個結(jié)構(gòu)具有必要的承載力、剛度和變形能力。因此,高層建筑結(jié)構(gòu)總布置工作用應(yīng)遵循以下的原則:
一、選擇有利的場地
高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計,應(yīng)綜合分析考慮建筑場地的地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)的類型、施工條件、使用要求,確保建筑物不致發(fā)生過量沉降或傾斜,滿足建筑物正常使用要求,盡量避開不利地形,同時確保施工安全。高層建筑首先應(yīng)選擇有利(穩(wěn)定基巖、堅硬土、開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等)的場地,避開對抗震不利的地段,當條件不允許避開不利的地段時,應(yīng)采取可靠措施,使建筑物在地震時不致由于地基失穩(wěn)而被破壞,或者產(chǎn)生過量下沉或者傾斜。
二、選擇合理的基礎(chǔ)形式
高層建筑應(yīng)采用整體性好、能夠滿足地基的沉載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。宜采用筏形基礎(chǔ),必要時可采用選用箱型基礎(chǔ)。當?shù)刭|(zhì)條件好、荷載較小且能滿足地基承載力和變形要求時,也可采用交叉梁基礎(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式。當?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計要求時,可采用樁基礎(chǔ)或復(fù)合地基。一般情況下,高層框架結(jié)構(gòu)多采用條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)或柱下獨立承臺基礎(chǔ)。高層框剪結(jié)構(gòu)多采用筏板基礎(chǔ)或柱下獨立承臺基礎(chǔ)、剪力墻部位采用條形承臺基礎(chǔ)。高層剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用墻下布樁并設(shè)置承臺梁或采用樁筏基礎(chǔ)。高層筒體結(jié)構(gòu)多采用樁筏基礎(chǔ)。
高層建筑的基礎(chǔ)應(yīng)有一定的埋置深度?;A(chǔ)埋深采用天然地基或復(fù)合地基時,可取房屋高度的1/15,采用樁基時,可取房屋高度1/18(樁長不計在內(nèi))。高層建筑基礎(chǔ)的混凝土強度等級不宜低于C30。當有防水要求時,混凝土抗?jié)B等級應(yīng)根據(jù)地下水最大水頭與防水混凝土厚度的比值采用。必要時可設(shè)置架空排水層。高層建筑具有層數(shù)多而總高度高、荷載大和自重重、所需要基礎(chǔ)底面積大、基礎(chǔ)埋置深度較深的特點,因此,高層建筑的基礎(chǔ)不但要求基礎(chǔ)和地基能提供足夠承載能力,以承擔上部建筑的重力,同時,要求高層建筑的基礎(chǔ)可以承受在風荷載和地震荷載等水平荷載引起得到傾覆力矩,保證高層建筑具有足夠的穩(wěn)定性和剛度,使沉降和傾斜控制在允許的范圍內(nèi)。
高層建筑基礎(chǔ)工程設(shè)計與施工的情況更復(fù)雜,難度更大,技術(shù)要求更高,更嚴格,責任更重大,且高層建筑基礎(chǔ)所占的工程量大、消耗的材料多,對建筑物施工工期影響大。一般9~16層民用高層住宅的地基所需工期占總工期的1/3左右,造價也占總造價的1/3左右,因此,基礎(chǔ)設(shè)計對高層建筑的經(jīng)濟技術(shù)指標有較大的影響。
三、合理設(shè)置結(jié)構(gòu)變形縫
在結(jié)構(gòu)總體布置中,要考慮沉降、溫度收縮和體形復(fù)雜對房屋結(jié)構(gòu)的不利影響,往往用變形縫將房屋分成若干個獨立的結(jié)構(gòu)單元,以消除或減少這種不利影響。在高層建筑布置時,一般情況一采取調(diào)整平面形狀與尺寸和結(jié)構(gòu)布置,加強構(gòu)造措施,設(shè)置后澆帶等方法,盡量不設(shè)縫、少設(shè)縫。當建筑物平面形狀復(fù)雜而又無法調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置使之成為較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時,則需合理的設(shè)置變形縫。設(shè)縫時,必須保證有足夠的縫寬。
1.設(shè)置伸縮縫時,框架結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距是:55/m;剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距是:45/m。
2.沉降縫的設(shè)置應(yīng)符合國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)的有關(guān)要求。但現(xiàn)在高層建筑一般帶有裙房,高層主樓與裙房的荷載及剛度相差懸殊,且建筑平面往往是相互偏心布置形成高層結(jié)構(gòu)剛度差異,設(shè)變形縫可減少不利影響。
3.設(shè)置防震縫時,最小寬度應(yīng)符合下列規(guī)定??蚣芙Y(jié)構(gòu)房屋,高不超過15m的部分,可取100mm;超過15m的部分,抗震設(shè)防烈度6度、7度、8度和9度、相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm,框架剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按第一項規(guī)定數(shù)值的70%采用,剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按第一項規(guī)定數(shù)值的50%采用,但二者均不宜小于70mm。防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時,防震縫寬度應(yīng)按不利的結(jié)構(gòu)類型確定;防震縫兩側(cè)的房屋高度不同時,防震縫寬度應(yīng)按較低的房屋高度確定。當相鄰結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)存在較大沉降差時,宜增大防震縫的寬度??拐鹪O(shè)計時,伸縮縫、沉降縫的寬度均應(yīng)符合防震縫最小寬度的要求。當采用構(gòu)造措施和施工措施減少溫度和混凝土收縮對結(jié)構(gòu)的影響時,可適當放寬伸縮縫的間距。防震縫宜沿房屋全高設(shè)置,地下室、基礎(chǔ)可不設(shè)防震縫,但在與上部防震縫對應(yīng)處應(yīng)加強構(gòu)造。
建筑高層結(jié)構(gòu)總體設(shè)計原則應(yīng)從安全、受理合理、節(jié)約投資、方便施工等方面提出種種限制與要求,建筑師應(yīng)妥善協(xié)調(diào)使用功能、造型效果、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造之間的矛盾,使結(jié)構(gòu)和建筑達到和諧統(tǒng)一。
(三)可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計中“總平面設(shè)計的要求和方法”
在建筑設(shè)計之初,最先規(guī)劃和設(shè)計項目整體布局及環(huán)境等相關(guān)因素分析平形成總平面圖,這是建筑設(shè)計中的指路燈,是不可缺失的一部分。
一、交通分析
1、車行道:注意從主干道進出小區(qū)路線是否順暢,地下車庫出入口與小區(qū)路、城市道路間的關(guān)系。
(1)小區(qū)通路出入口應(yīng)距大中城市主干道交叉口的距離自道路紅線交點量起,不應(yīng)小于80米,次干道不小于70米。
(2)小區(qū)內(nèi)道路至少應(yīng)有兩個出入口,住宅區(qū)內(nèi)主要道路至少應(yīng)有兩個方向與外圍道路相連接,機動車對外出入口數(shù)量應(yīng)控制其出入口間距不應(yīng)小于150米。人行出入口間距不宜超過80米,當建筑物長度超過80米時,應(yīng)在底層加設(shè)人形通道。
(3)住宅區(qū)內(nèi)盡端式道路的長度不宜大于120米,并應(yīng)設(shè)不小于12mX12m的回車場地。
(4)當住宅區(qū)內(nèi)道路縱坡在10%以上且坡超過30米時,應(yīng)設(shè)步行梯道,每段梯步不得少于3級,每15級左右應(yīng)設(shè)置高度不小于1.5米的緩沖平臺,并在坡道旁附設(shè)推自行車的坡道。
(5)住宅區(qū)內(nèi)道路最小轉(zhuǎn)彎半徑,視道路等級而不同,除滿足消防車通行的規(guī)定外,宜采用9米~20米,最小可采用5米,會車最小視距為30米,停車視距為15米~20米;機動車、非機動車和人行道的橫坡宜采用1%~2%。
(6)住宅區(qū)內(nèi)各級道路寬度宜為:小區(qū)路路面寬度為5~8米,建筑控制線寬度不宜小于10米;組團路路面寬度為3~5米,建筑控制線寬度不宜小于8米,宅間小路路面寬度不宜小于2.5米。
2、人行道:研究人的活動模式;人車分流設(shè)計概念。
(1)城市中人行交通系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)以行人流量的大小和流向為依據(jù),并結(jié)合建筑功能的需要,組成空中、地下和地面的人行交通系統(tǒng)。
(2)住宅區(qū)內(nèi)人流量:115~150人/分,人行道寬3.5米;75~115人/分,人行道寬度3.0米;小于75/分,人行道寬度2.0米;很少人流量,人行道寬度1.5米。
3、消防車道:坡度、建筑物間距、回車場、地下室頂板對路面的降板處理、排水、荷載等(參見防火設(shè)計規(guī)范)。
(1)低規(guī)6.0.1條:街區(qū)內(nèi)的道路應(yīng)考慮消防車的通行,其道路中心線間距不宜超過160米,當建筑物沿街部分長度超過150米或總長度超過220米時,均應(yīng)設(shè)置穿過建筑物的消防車道。
(2)6.0.7條:建筑物的封閉內(nèi)院,如其短邊長度超過24米時,宜設(shè)有進入內(nèi)院的消防車道。
(3)高規(guī)4.3.1條:高層建筑的周圍,應(yīng)設(shè)環(huán)形消防車道,當設(shè)環(huán)形車道有困難時,可沿高層建筑的兩個長邊設(shè)置消防車道。當高層建筑的沿街長度超過150米或總長度超過220米時,應(yīng)在適中位置設(shè)置穿過高層建筑的消防車道,高層建筑應(yīng)設(shè)有連通街道和內(nèi)院的人行道,通道之間的距離不宜超過80米。
(4)高規(guī)4.3.2條:高層建筑的內(nèi)院或天井,當其短邊長度超過24米時,宜設(shè)有進入內(nèi)院或天井的消防車道。
(5)高規(guī)4.3.5條:盡頭式消防車道應(yīng)設(shè)有回車道和回車場,回車場不宜小于15mX15m。大型消防車的回車場不宜小于18mX18m。
(6)高規(guī)4.3.6條:穿過高層建筑的消防車道,其凈寬和凈空高度均不應(yīng)小于4.0米(深圳要求凈空高度不應(yīng)小于4.5米)。
(7)消防車道的轉(zhuǎn)彎半徑不應(yīng)小于9米,對于高層建筑不應(yīng)小于12米。
(8)消防車道的寬度:登高面處不應(yīng)小于6米,其余處不應(yīng)小于4米。
(9)消防車道的坡度:登高面處不應(yīng)大于1%,其余處應(yīng)為不大于7%。
(10)消防車道距建筑物距離:登高面處應(yīng)為5~10米,其余處不宜小于2米。
(11)登高面宜在用地紅線內(nèi)解決,條件限制確有困難時,可利用綠化帶作登高面,但綠化帶下應(yīng)鋪設(shè)硬地。并按消防車總重300KN計算。
(12)當建筑物凹入處進深不超過4米時,該凹入范圍可計入1/4周邊長度算作登高面。入凹槽寬度不大于2.5米,該凹槽長度可不計入建邊總長度。
(13)登高面總寬度可累加計算,但累加計算次數(shù)不應(yīng)超過兩次。
(14)高規(guī)4.1.7條:高層建筑的底邊至少有一個長邊或周邊長度的1/4且不小于一個長邊長度,不應(yīng)布置高度大于5.00m、進深大于4.00m的裙房,且在此范圍內(nèi)必須設(shè)有直通室外的樓梯或直通樓梯間的出口。
4、豎向設(shè)計
(1)豎向設(shè)計原則:豎向設(shè)計是按照總體規(guī)劃要求,考慮項目的建筑功能布局,結(jié)合場地地貌條件特征,施工與技術(shù)條件,為了滿足總平面道路交通、場地排水建筑布置的安全和維護、改善景觀等多方面的綜合性場地的豎向設(shè)計與作圖工作。豎向設(shè)計包括對自然地形進行利用和改造,以確定場地坡度和、控制高程、平衡土石方等主要內(nèi)容。豎向設(shè)計應(yīng)該考慮生態(tài)環(huán)境保護措施,盡力做到使雨水就地滲入地下或儲存利用。
(2)豎向設(shè)計要求:a.首先應(yīng)確定場地四周的豎向控制點坐標與高程(常由規(guī)劃部門提供城市規(guī)劃或既有道路中心標高及坐標當沒有控制高程時,就應(yīng)該依據(jù)現(xiàn)狀地形圖設(shè)定)。爾后是合理選擇和設(shè)計場地的地面形式。場地設(shè)計高程要與周圍環(huán)境的現(xiàn)狀高程(如周圍的城市道路標高、市政管線接口標高等)、與規(guī)劃控制高程之間要有合理的銜接;還應(yīng)利用地形地貌減少土石方改造量,方案的選擇過程必須考慮防洪水排澇設(shè)防要求。
b.確定場地坡度與控制點高程。建筑物與建筑物之間,建筑物與場地之間,包括建筑散水、硬質(zhì)和軟質(zhì)場地、建筑物與道路停車場、廣場之間要有合理的關(guān)系,要考慮工程管線適宜的埋設(shè)深度。
c.確定合理利用及排除地面雨水方案,達到雨水能順暢排出,避免積水。d.合理組織場地的土石方工程和防護工程,設(shè)置必要的擋土墻、護坡以減少對場地土壤的沖刷。
e.配合道路設(shè)計、環(huán)境設(shè)計,提出合理的解決方案與要求,滿足車行、人行及無障礙設(shè)計的技術(shù)要求,保護和改善建設(shè)場地及周圍場地的環(huán)境景觀。
(3)豎向設(shè)計場地坡度:場地設(shè)計的地面形式;可有場地的地面坡度不宜小于0.2%,依據(jù)不同的自然地形坡度,可分別處理成平坡式、臺地式和混合式共三種。分別為:當自然地形坡度小于5%,應(yīng)采用平坡式;當?shù)孛嫫露却笥?%時,應(yīng)采用臺地式,臺地式的高度宜1.5~3m,臺地之間應(yīng)設(shè)擋土墻或護坡連接式;采用混合式布置時,臺地的劃分應(yīng)與場地的功能和使用性質(zhì)相協(xié)調(diào)。
(4)場地豎向設(shè)計的技術(shù)要求:
1.總平面占地面積較小,且地形平坦時,其場地豎向設(shè)計圖可只定出建筑物室內(nèi)地面絕對設(shè)計標高、建筑物室外四角及場地內(nèi)部道路交叉點絕對標高。
2.總平面占地面積較大或地形起伏復(fù)雜的場地,應(yīng)作豎向設(shè)計圖,首先制定利用與改造地形,再做豎向施工圖,絕對標高高程。
a.建筑物室內(nèi)地坪,標注建筑圖中±處標高,對不同高度的地坪,分別標注其標高;
b.建筑物室外散水,標注建筑物四周轉(zhuǎn)角處或?qū)ΨQ兩角處的室外地坪標高;
c.代表性的構(gòu)筑物標高;
d.城市道路和周圍用地,標注現(xiàn)狀及規(guī)劃標高;
e.道路標注:路中心轉(zhuǎn)折或變坡點標高;
f.擋土墻標注:墻頂和墻角標高,路堤邊坡標注坡頂和坡角標高,排水溝標注溝頂和溝底標高等等。
(5)土方平衡:場地標高的升降:
1、土方工程的計算僅包括場地整平部分,因而在平衡填挖方時,尚應(yīng)包括建筑物、構(gòu)筑物、道路及管線有關(guān)的土方工程量;
2、區(qū)內(nèi)土方工程量除考慮盡量減少外,還應(yīng)使填挖方接近平衡。在填方工程量或挖方工程量超過10萬立方米時,填挖方之差不應(yīng)超過5%;在填方工程量或挖方工程量在10萬立方米以下時,填挖方之差不應(yīng)超過10%;
3、在建成區(qū)地塊內(nèi)有高層建筑、地下室并受四周市政路的影響,一般不做土方平衡,也很難做到土方工程平衡。
5、建筑定位
(1)退紅線:1、建筑退紅線原則上按建筑外圍投影計算。2、地下建筑物的離界距離應(yīng)不小于地下建筑物深度(自室外地面至地下室建筑底板都得底部距離)的0.7倍,且不得小于5米。
(2)建筑間距:根據(jù)不同建筑性質(zhì),不同城市的日照按規(guī)定外,還應(yīng)符合消防、衛(wèi)生、環(huán)境、保護、防災(zāi)、通風和工程管理埋設(shè)等方面的規(guī)范和城市設(shè)計的要求。
6、日照:必須遵循當?shù)爻鞘幸?guī)劃部門的規(guī)定。深圳住宅間距,多層、低層住宅平行布置朝向正南時,其最小間距、新區(qū)不得小于南向建筑,北向外墻從地面至女兒墻高度的0.9~1.0倍,舊區(qū)不得小于0.8倍。當南向住宅為點式且面寬小于25米時可按不得小于0.8倍控制。其中五層以下建筑間距系數(shù)不得小于1.0,當住宅正面不朝向正南方時,其間距應(yīng)按表中規(guī)定的折減系數(shù)確定。
(四)可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計中“高層建筑裙樓設(shè)計”
1、一般概念
在高層建筑設(shè)計概念中高層建筑分兩個大體功能部位,裙樓與塔樓。
裙樓—服務(wù)性和輔助性得公共空間;
塔樓—高聳的豎向體量,主要用于辦公、住宅和公寓等功能。
這兩種功能部位是互相彌補的,對于地產(chǎn)商來講,裙樓屬于巨大的引力源,形成強大的磁場來帶動塔樓的租售。
2、裙樓的基本形式
(1)直落式(沒有裙邊):此類型整體外形及功能單一,難以滿足有大空間的功能要求。適用于用地限制或者造型需要者。
(2)基座式:裙樓“裙邊”突出,類似塔樓基座,成為基座式裙樓。優(yōu)點是裙樓建筑面積可大可小,塔樓和裙樓得到聯(lián)系便捷,不會浪費基地面積,適用于功能較為單一者。
(3)毗鄰式:裙樓單獨形成體量與塔樓上下聯(lián)通、左右貼鄰時,成為毗鄰式裙樓,優(yōu)點是在功能上便于劃分功能分區(qū),容易組織各種對外,對內(nèi)的出入口與交通流線,便于火災(zāi)撲救,結(jié)構(gòu)上主體與裙房部分的矛盾也大為減弱。
(4)分離式:高層主體建筑與裙房完全分離,只有連接體相聯(lián)系,稱為分離式裙樓,優(yōu)點是主體建筑與裙樓在功能布置中不受結(jié)構(gòu)與設(shè)備等技術(shù)因素的干擾,有利于防火,同時兩者的結(jié)構(gòu)形式也可根據(jù)各自的功能特點來選擇。
3、裙樓的功能組合模式
(1)辦公裙樓:行政辦公樓、行政專用辦公樓、租賃大樓、公司專用辦公樓。
(2)旅館裙樓:星級旅館(旅游旅館)、經(jīng)濟型旅館(商務(wù)旅館)。
(3)商住裙樓:指臨街高層住宅和公寓用于商業(yè)功能的裙樓。
4、裙樓功能分區(qū)與流線組織
(1)高層辦公樓
a、功能分區(qū):大堂、餐飲、會議、專用大廳、后勤(基本模塊);商業(yè)、康樂(附加模塊)。
b、流線組織:重點是人的流線組織。某種意義上講,裙樓模塊之間的關(guān)系處理,即裙樓的流線組織,在標準層上班的額人群是高層辦公建筑的主要人流,辦公人流相對集中,有明確的人流高峰期,高層辦公綜合體對外商業(yè)設(shè)施人流量大。
(2)高層旅館
a、功能分區(qū):大堂—服務(wù)臺、休息區(qū)、銀行、行李房等;商業(yè)—商場、專賣店、商品庫等;餐飲—餐廳、咖啡廳、酒吧、相應(yīng)服務(wù)間等;會議商務(wù)—大宴會廳、多功能廳等;康樂—健身、桑拿、娛樂、相應(yīng)更衣室等;管理—辦公、財務(wù)等;輔助—后勤、工程等。
b、流線組織:前臺區(qū)域(客人)、后臺區(qū)域(員工)。
(3)高層住宅除了沿街布置的商住樓,高層住宅一般不設(shè)裙樓。面街布置的住宅建筑出入口不能直接開向城市道路或住宅區(qū)級道路,住宅出入口與城市道路之間要求有一定的緩沖或分隔。
3、裙樓中庭設(shè)計定義與性質(zhì)
“中庭”原型來源于傳統(tǒng)庭院,現(xiàn)代中庭沒有很明確的定義,一般稱為“四季廳”、“共享空間”、“內(nèi)院大廳”或“中廳”。中庭是一種復(fù)合空間,小中有大,大中有小,追求的是:運動中的空間感與空間中得到運動感。中庭也是一種聯(lián)結(jié)高層建筑與城市空間的中介空間,是具有室外特征的內(nèi)部空間,一般情況下內(nèi)部充滿陽光,通過與城市街道或廣場結(jié)合,為人們提供步行、購物或休息及娛樂的空間。
(五)可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計中“高層建筑標準層設(shè)計”
1、標準層建筑布局與組合設(shè)計
(1)概念:高層建筑是在一定場地條件下實行豎向空間拓展,爭取獲得更多樓層建筑面積和總建筑面積一種建筑途徑,這種按豎向空間積層的相同樓層即構(gòu)成高層建筑的標準層。高層建筑塔樓空間有重疊的水平空間與垂直空間兩部分構(gòu)成,標準吃平面布局和空間組織是高層建筑的設(shè)計重點,它不但占有高層建筑主體的大部分乃至絕大部分面積,并決定著高層建筑形體的造型藝術(shù)效果,所以標準層是高層建筑的本質(zhì)載體,它是高層建筑設(shè)計的核心問題。
(2)標準層類型:在標準層設(shè)計中嗎,由于垂直體需要豎向貫通,常將樓梯、電梯、設(shè)備輔助用房、管井等集中布置,并與相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成“核心體”,以抵抗巨大的風力和地震力,這部分通常成為核心體。而把用于辦公、居住等人們?nèi)粘J褂玫牟糠殖蔀椤皻んw”。核心布置與高層塔樓功能類型關(guān)系不大,而殼體水平空間的形式則取決于塔樓功能類型,就“核心體”與“殼體”相對布置與組織關(guān)系而言,反應(yīng)在標準層中可有集中式、分散式和綜合式三種主要形式。
集中式:集中式布置方式是將“核心體”部分集中起來,在標準層平面中獨立成區(qū),它與使用部分的“殼體”關(guān)系又可分為中心式、對稱集中式、偏心集中式和獨立集中式等幾種。
分散式:對于每層建筑面積較大或有中庭的高層建筑,結(jié)合交通、防火分區(qū)的具體要求,將樓電梯、設(shè)備間、管井等分散地布置在每個分區(qū)的合理位置。這樣一來,對于防火安全設(shè)計和垂直交通組織較容易地得到滿足,而且平面布局比較靈活、造型比較豐富。
綜合式:“因勢利導(dǎo),因地制宜”是建筑設(shè)計的成功之道。如果說前面所歸納的幾種方式均具有典型性的話,實際工程中由于建筑不同,環(huán)境、場地、規(guī)模、層數(shù)、使用功能、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等綜合因素影響,平面布局方式更多見得到是前面集中方式的綜合。
2、高層辦公建筑標準層設(shè)計從功能的角度來說,不同功能的高層塔樓,便有不同空間組合的標準層,設(shè)計中也必然有各自的規(guī)律。目前我國最多的高層建筑功能類型為辦公、旅館、住宅或三者組合形成的綜合樓。
(1)高層辦公建筑分類-高層辦公建筑按使用方式分,可以歸納為:出租辦公樓(房地產(chǎn)開發(fā)商根據(jù)市場需求,投資設(shè)計建造,建成后以分層或分區(qū)等方式出租給公司、企業(yè)使用的高層辦公建筑);專用寫字樓(某一大公司、銀行或企業(yè),為了開展業(yè)務(wù)工作,而設(shè)計建造的專用高層辦公建筑,有時建筑規(guī)模較大,其多余的面積供出租給其它公司使用);高層政府辦公樓。
(2)辦公建筑標準層空間體系構(gòu)成-辦公空間、交通聯(lián)系空間、衛(wèi)生服務(wù)空間、設(shè)備空間。辦公空間類型:辦公樓的功能空間一般可以分為辦公室、會議室、衛(wèi)生間、開水間、設(shè)備間和交通聯(lián)系空間。不同使用性質(zhì)的辦公樓具有不同的管理模式和辦公類型,且各種辦公機構(gòu)大小規(guī)模不一。針對不同的辦公組織形式,一般可以分為細胞型空間、小組型空間、開放型空間、景觀型空間。
其中辦公樓的功能空間中辦公室其組合應(yīng)符合辦公組織形式和辦公工藝流程,并滿足采光、照明、景觀等方面的要求。辦公室平面的長寬比一般不超過2:1,凈高不低于2.4m。
會議室的功能正逐步從純粹的開會決策等延申出展示、匯報、交流等功能,它應(yīng)具備各種先進的技術(shù)措施,如投影儀、電腦、音像通訊設(shè)施。
交通聯(lián)系空間分垂直聯(lián)系空間(標準層的樓梯一般同時就是消防樓梯,按照消防規(guī)范的要求,每層樓梯總寬度應(yīng)按其通過人數(shù)每100人不小于1米計算。辦公樓樓梯最小凈寬度不應(yīng)小于1.2米)。
水平聯(lián)系空間(聯(lián)系順暢便捷,盡可能縮短行走距離,以提高工作效率。雙面布置房間走到凈寬不小于1.6m,單面布置房間走到凈寬不小于1.3m)。
衛(wèi)生服務(wù)空間(衛(wèi)生間應(yīng)設(shè)前室,內(nèi)設(shè)洗手盆、鏡子、紅外線烘手器、觸滴式肥皂液等,并保證前室和衛(wèi)生間內(nèi)通風、排氣,各樓層衛(wèi)生間位置應(yīng)統(tǒng)一,以便集中安裝上下水管道以及排氣管道井)。
開水間(內(nèi)設(shè)開水器、洗茶杯及消毒的水池、吊柜、過濾茶葉的器具、垃圾桶及滴漏等,開水間的面積不應(yīng)小于6平方米)。
設(shè)備空間(可分為空調(diào)用房、配電房等設(shè)備用房和電力、空調(diào)、上下水、排煙排氣、通訊電纜及網(wǎng)絡(luò)等垂直管道井及配電箱、消防栓、警報器、監(jiān)視器、廣播等設(shè)施)。
細胞型空間:細胞式辦公室位于板式高層走到的兩側(cè),或塔式高層核心體周邊回廊布置。房間面積較小,約9~40平方米以自然采光為主附以人工照明,私密性較強。
小組型空間:類似于細胞型,只是房間是中等尺寸,面積約40~120平方米,每個房間廚房、衛(wèi)生間等服務(wù)房間。適合于內(nèi)部有一定數(shù)量成員協(xié)同工作,但內(nèi)外聯(lián)系較少的辦公方式,或小公司使用。
開放型空間:即由不到頂?shù)母魯鄤澐挚臻g,形成辦公封閉的空間類型,這種空間類型便于管理,有助于加強工作之間的聯(lián)系,節(jié)省交通面積,提高工作效率。
景觀型空間:這種也屬于開放式空間類型,但布局更為靈活、隨機。
3、高層辦公建筑標準層平面形式
影響平面形式的因素很復(fù)雜,包括審美心理要求、建筑功能要求、管理使用要求、基地狀況要求、環(huán)境氣候要求、技術(shù)條件要求等,須在綜合以上多方面要求后經(jīng)過建筑師的創(chuàng)作構(gòu)思方能確定高層辦公建筑標準層平面形式??偟膩碚f,其平面形式是以下三種類型或其變形。
(1)塔型平面
當標準層平面長、寬相等或相差并不懸殊時,即形成塔形平面。這種平面形式進深與面寬沒有明顯差異,便于布置進深較大的辦公空間,且空間流動性較大,適用于需要大空間、對私密性要求不高、工作聯(lián)系密切的辦公機構(gòu)。辦公空間圍繞垂直核心體布置,其使用、聯(lián)系、管理、安全疏散均較方便。當建筑高度越高,比板式樓更能發(fā)揮抗風能力與結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)越性。它所形成的細窄陰影對周圍建筑的遮擋影響相對較小。由于以上優(yōu)點,塔形平面在高層辦公建筑中運用最為廣泛。
(2)板型平面
板型平面是相對塔形平面而言,指標準層平面的縱軸向尺度比橫軸向進深尺度大得多。板型平面適宜建于狹長地段內(nèi)。平面進深較淺,采光通風較好,適合與分隔成中小型的獨立辦公空間。這種布置有可能爭取到明樓梯、明電梯廳、明廁所和明走到,天然光利用率高,通風好,節(jié)省能源,適合于行政或企事業(yè)單位管理辦公。
板型平面也存在著一定的缺陷。從平面看,狹長形態(tài)勢必增加走到的長度,樓、電梯也將分散布置,從而增加了交通面積。所以與塔型平面相比,板型平面的平面利用率不高。從體形看,因其受風面積很大,結(jié)構(gòu)體系所能達到的高度有限,而且板式樓的陰影,將長時間遮擋周圍建筑的陽光,這些都是在設(shè)計中選擇塔型、板型方案時應(yīng)予考慮的因素。
(3)交叉型平面
交叉型平面在某種程度上可以說是介于板型平面和塔型平面之間。它比塔型平面爭取了更多的靠窗位置,獲得了更好的自然采光條件,且在任何一平面上形成分區(qū)明確的自然單元,便于向相互沒有聯(lián)系的辦公機構(gòu)提供獨立的使用空間,特別適合于出租辦公樓。由于幾個空間單元圍繞公共服務(wù)核心位置,不會出現(xiàn)類似板型平面那樣長長的走道,布局較為緊湊。
上述三種平面形式,僅僅是高層辦公建筑最基本的三種形式,由于辦公空間類型(特別是大空間辦公與景觀式辦公)對平面形狀的約束較小,這為創(chuàng)造別具一格、式樣新穎、獨有個性的平面形式提供了可能。建筑師可在地理環(huán)境、文化背景、氣候條件等因素的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮創(chuàng)造力。在上述三種基本形式可組合或衍生出變化多端、造型各異的平面形式。
4、高層辦公建筑標準層平面規(guī)模的確定
平面規(guī)模即標準層面積大小。它將對高層建筑內(nèi)環(huán)境、效益、效率、功能合理性、經(jīng)濟性等方面的優(yōu)劣產(chǎn)生重要影響,設(shè)計中應(yīng)參照以下因素考慮:
(1)采光要求
現(xiàn)代高層辦公建筑雖然主要采用人工照明,但從舒適度與節(jié)能的角度出發(fā),天然采光無疑成為影響辦公環(huán)境好壞的重要因素。就小空間辦公室而言,采用單面采光其進深不應(yīng)大于7m;大空間辦公室、單面采光其進深不大于12m,雙面采光的辦公室相對兩面的窗間距不應(yīng)大于24m。這是對標準層平面規(guī)模制約因素之一。
(2)市場需求
標準層平面規(guī)模應(yīng)考慮業(yè)主或市場的需求,特別對于出租辦公樓,因租用公司有大有小。諾進深過大,小公司租用就很難布置,如進深大于12m時,一家小公司若想租用50~100平方米的面積,則合理布置就非常困難;但若進深國小,則使平面使用率偏低。因此辦公空間的進深應(yīng)考慮市場需求,在經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū),宜采用較小的進深;經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),宜采用較大的進深。增加標準層面積以適應(yīng)大、中型公司需求,又可提高有效使用面積系數(shù)。
(3)防火要求
必須滿足我國《高層民用建筑防火規(guī)范》(BG50045-95)中相關(guān)規(guī)定。
(4)結(jié)構(gòu)要求
高層建筑主體結(jié)構(gòu)具有多樣性,迄今為止主要有:框架、框架剪力墻、剪力墻、筒體、筒中筒、束筒、框筒等等。不同的結(jié)構(gòu)體系所能達到的層數(shù)或高度有所不同。因此,當總建筑面積確定后,標準層平面規(guī)模將受到層數(shù)限制的影響,結(jié)構(gòu)體系對平面規(guī)模雖屬間接影響,但在設(shè)計中必須考慮兩者的互動性,理想的平面規(guī)模需要合理的結(jié)構(gòu)體系做保證。
(5)人均面積要求
辦公室內(nèi)每一個辦公人員需要確定某種標準的辦公面積(該面積指有效使用面積)包括家具所占的面積,工作活動需要的面積,額外的私密性要求的面積,有關(guān)的檔案資料貯藏面積以及內(nèi)部交通面積,并不包括休息、衛(wèi)生服務(wù)、公共設(shè)施等面積。每一個工作面積所占的面積因工作人員的工作內(nèi)容,性質(zhì)不同而有不同的面積指標。
(6)標準層平面利用率要求
標準層平面利用率即指有效使用面積與標準層面積的比率。標準層的有效使用面積指辦公室的凈面積。標準層面積包括有效使用面積和核心體面積之和。核心體面積如前所述包括交通設(shè)施(樓梯、電梯面積)、設(shè)備占用面積及輔助服務(wù)面積。平面利用率越高,說明相同的標準中有效使用面積越大,標準層的經(jīng)濟性越強。
每一個標準層都力求有最多的有效使用面積,而有效使用面積又決定于標準層大小以及結(jié)構(gòu)、交通、服務(wù)、設(shè)備等配套設(shè)施的經(jīng)濟合理性,假如標準層面積設(shè)定過小,而結(jié)構(gòu)與配套設(shè)施限于條件有一個基本要求,則使用面積就相對減少,平面利用率就較低。因此一定程度上增大標準層面積,就能獲得更大比例的有效使用空間。但若標準層面積定得過大,不僅使進深擴大,影響采光,且交通線拉長,使用不便,有可能不符合防火要求,因此平面利用率也應(yīng)有限度。通常,高層辦公建筑標準層平面利用率可控制在70%左右,小空間辦公室因其交通面積過多可低于70%,大空間辦公室可高于70%。
(六)可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計中“地下停車庫設(shè)計”
1、地下停車庫的概述
地下停車庫按建筑空間分類,有單建式及附建式兩種類型。單建式地下車庫在地面之上除少量汽車出入口、采光、通風設(shè)施外,沒有其它建筑物。單建式地下停車庫建筑覆土之后,地面仍為開敞空間,對于地面的景觀環(huán)境幾乎沒有影響。由于單建式地下停車庫結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸的布置僅考慮汽車空間尺寸要求,故技術(shù)處理較容易實現(xiàn)。附建式地下停車庫是在建筑物下布置地下停車庫,建筑物的結(jié)構(gòu)要求及其它設(shè)備的要求等諸多因素都將影響附建式地下停車庫的設(shè)計,使得建筑設(shè)計難度增大,尤其對建筑內(nèi)的地下停車庫更是如此。
2、規(guī)劃布局
機動車輛較少時,汽車停車場可以作為單體建筑,但當車輛達到一定數(shù)量后,將停車場納入建筑整體中去規(guī)劃是必須的。我國與發(fā)達國家的汽車消費觀念及狀況不同,但從發(fā)展的角度去看,兩者的差別將會逐步減少,甚至趨于相同。因此借鑒國外的發(fā)展經(jīng)驗,將汽車停車場結(jié)合整個建筑考慮才能適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的宏觀環(huán)境。單建式與附建式地下車庫的總平面設(shè)計應(yīng)區(qū)別對待。附建式地下停車庫由于與地上部分建筑相關(guān)聯(lián),故在進行總平面布置時要處理好地下停車庫出入口與地面建筑周邊環(huán)境的協(xié)調(diào),同時需考慮出入口處的交通視線、地面交通流線及城市道路的路網(wǎng)狀況。
3、平面布置
地下停停車庫的平面布置涉及到交通組織、柱網(wǎng)布置、停車位布置等多方面的內(nèi)容。車庫的交通組織對整個車庫的運營起著關(guān)鍵性的作用,在做到車輛行駛路線便捷明確、避免交叉干擾、有利交通安全的同時,還須做到與停車空間聯(lián)系緊密、方便車輛進入等。另外,車庫內(nèi)交通的組織同車庫出入口的設(shè)計有關(guān),兩者的關(guān)系在很大程度上取決于地下停車庫所處的位置以及地下停車庫出入口的個數(shù)。
在設(shè)計停車位時,為提高地下停車庫的停車面積利用率,需依照行車道兩側(cè)布置停車位的原則進行車位排放,停車方式采用前進停車后退出車垂直式或后退停車前進出車垂直式,停車庫車位安排一般不宜采用斜放式停車。
地下停車庫的柱網(wǎng)尺寸主要包括停車間柱距尺寸和通車道柱網(wǎng)尺寸等。對于附建式的地下車庫其柱網(wǎng)的布置受上部主體結(jié)構(gòu)影響較大,而對于單建的地下停車庫其柱網(wǎng)布置相對就較為自由,可以根據(jù)停放的標準車型、車輛停放的方式、行車線路等多種因素靈活布置。需要特別予以重視的是停車間柱距尺寸的選擇,因為停車間柱距尺寸的大小直接決定了每兩柱間可停放汽車的數(shù)目,在停車間柱距的選擇時可選擇單車位柱網(wǎng),雙車位柱網(wǎng)和三車位柱網(wǎng)三種尺寸。一般四車位的尺寸較大,實際中應(yīng)盡量少使用。三車位的停車在應(yīng)用中較廣泛地采用,按小車停放三輛的凈跨為7.5m,這時柱中距一般依柱徑尺寸大小可以選擇7.8m或8.1m。
4、豎向設(shè)計
地下停汽車庫垂直方向的設(shè)計主要受車庫凈高要求、上部覆土厚度及坡道設(shè)計等多種因素的影響。室內(nèi)凈高主要由停車及行車空間尺寸高度及設(shè)備管線尺寸高度等因素決定,依據(jù)選定的車型,停放小型汽車層高定為3.6m較為適宜,中型汽車的層高則為3.9m。庫頂局部覆土的厚度一方面與綠化有關(guān),如種植灌木要求不小于30cm,若種植大型喬木則要求100cm以上,另一方面還與是否有設(shè)備管線穿過有關(guān)。在基本確定了汽車庫的剖面后,還要注意庫頂綠化是否同周圍環(huán)境相協(xié)調(diào),是否影響上部高層建筑的使用,車庫的坡道布置能否滿足規(guī)范關(guān)于最大坡度的要求以及同周圍的道路能否很好地銜接等問題。附建式地下停車庫尤其要注意車庫的基礎(chǔ)埋深同周邊建筑的基礎(chǔ)會不會產(chǎn)生沖突。若不符要求,可通過調(diào)節(jié)車庫地坪標高、車庫凈高、更換結(jié)構(gòu)形式等多種方式加以調(diào)整。層高對地下停車庫的埋深和經(jīng)濟造價有直接的影響,同時也影響到通風、采光、防火等諸多因素。因此,減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸及合理布置設(shè)備管線也是設(shè)計中應(yīng)考慮的重要內(nèi)容,在地下車庫設(shè)計,尤其是附建式地下停車庫設(shè)計中應(yīng)結(jié)合設(shè)備布置等因素合理地確定層高。
5、地下停庫存通風系統(tǒng)設(shè)計
(1)地下停停車排風系統(tǒng)單獨布置
排風口的位置盡量合理,一般從理論上應(yīng)該下部排2/3;上部排1/3。但是從設(shè)計中使用方便角度看,風口布置在下部會影響汽車的使用空間,而且現(xiàn)在房地產(chǎn)商為了降低造價,往往把地下停車庫層高搞的很低。一般汽車庫梁底高度大部份在3m以下,而且風管側(cè)面或風管的底表面開孔設(shè)置即可。如果梁底表面在2.7m以下,再用排風口就會影響車輛通行,而且風口也容易被車碰壞。
(2)停車停庫進行機械排風
地下停車庫進行機械排風時,按規(guī)定應(yīng)向室內(nèi)補風,但目前一般都沒設(shè)機械送風。因為機械送風系統(tǒng)的設(shè)置不僅增大了投資,而且送風機和送風管道要占用建筑空間。有時由于車庫梁底比較低,布置送風管很困難。所以當停車庫設(shè)在地下一層時,可以利用車庫進出車道進行補風,因為大部份車道內(nèi)形成負壓,而且車庫的進出口大部份是非密閉形成的門,就是在火災(zāi)時,防火卷閘門關(guān)閉也要以在卷閘門的下部留有縫隙,用以對排煙進行補風。
(3)機械排風兼排煙系統(tǒng)
目前這種機械排風兼作排煙系統(tǒng)方案設(shè)計比較多,由于它是用同一臺風機和同一管道系統(tǒng),平時作排風用,火災(zāi)時作排煙用,往排風量與排煙量相差很遠。如一般車庫凈高只有3m,按6次/葉換氣量計算,每平方米風量只有18(m3/h).而排煙量根據(jù)防火遠東為60(m3/h.m2),(是指一個排煙系統(tǒng)只負責一個防煙分區(qū))或120(m3/h.m2),(是指一個排煙系統(tǒng)負責一個防煙系統(tǒng)負責兩個或兩個以上的防煙分區(qū)時)。為節(jié)省投資,當排風系統(tǒng)兼作排煙系統(tǒng)時,只有采取縮小防煙分區(qū)面積的方法,來減小防煙分區(qū)的排煙量,使最大的一個防煙分區(qū)的排煙量與排風系統(tǒng)的排風量相等或相近,才可能使排風系統(tǒng)兼作排煙系統(tǒng)。
6、地下停車庫的停車設(shè)計
根據(jù)《汽車庫建筑設(shè)計規(guī)范》要求,設(shè)計汽車庫時柱網(wǎng)尺寸一般為5.4 m~7.8 m(應(yīng)視柱子斷面而定),地下停車庫的層高則可根據(jù)地下停車的空間大小,車庫安全凈高取2.3 m~2.5 m為宜。住宅小區(qū)的地下停車庫的設(shè)計一般采用坡道式汽車庫并以垂直式停車為主。坡道式汽車庫坡道設(shè)計時應(yīng)使其坡道系統(tǒng)在每層樓面上周轉(zhuǎn)通車道暢通,形成上、下行連續(xù)不斷的通路,并應(yīng)防止上、下行車交叉。在滿足防火分區(qū)的前提下,減少磚墻的空間分隔,使行車者行車視野較為通透,減少壓抑感。為保證進車和倒車流暢,減少起步及停車的次數(shù),降低行車過程中汽車尾氣污染,車庫內(nèi)行車道不應(yīng)過多的曲折迂回,行車道宜為環(huán)形。行車道及車庫出入口處應(yīng)減少使用減速帶和減速檻,地面采用耐磨、防滑混凝 t剛性面層,同時在停車位距墻1.5 m處設(shè)地面輪擋,避免行車過程中對車造成損害。
建筑地下停車庫的設(shè)計應(yīng)嚴格遵守新的車庫防火規(guī)范,設(shè)計時還應(yīng)該從各方面綜合考慮,這樣設(shè)計出的系統(tǒng)才能既安全、經(jīng)濟又便于管理。同時也要結(jié)合工程實際情況,合理規(guī)范車庫布局,優(yōu)化車庫設(shè)計。既要著力于提高停車率,又要便于使用,使地下車庫同總體環(huán)境融為一體,減少車輛進出對周圍環(huán)境的影響,并充分考慮到車庫的經(jīng)濟合理性、實用性和安全性,真正體現(xiàn)以人為本的設(shè)計理念。
(七)可持續(xù)設(shè)計理念下的高層建筑設(shè)計中“綠色建筑設(shè)計”
高層民用建筑是綠色建筑設(shè)計的 重要運用對象,在高層民用建筑中應(yīng)用綠色建筑設(shè)計,符合環(huán)境友好型社會建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展要求,有利于增強高層民用建筑的環(huán)保性能。
1、綠色建筑設(shè)計概述
綠色建筑,是指實現(xiàn)環(huán)保理念與建筑特征有機結(jié)合的建筑,其既符合節(jié)能環(huán)保方面的要求,又具備一般建筑的共同特征,因此既能夠?qū)⒔ㄖo環(huán)境造成的負擔降至最低,又能夠切 實有效地發(fā)揮建筑的一般功能,對于建筑行業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展 道路而言,具有重要價值。綠色建筑設(shè)計,即在節(jié)能環(huán)保理念 指導(dǎo)下所做出地建筑設(shè)計,相較于一般建筑設(shè)計而言,具備環(huán) 境友好特征,有利于降低建筑的能源消耗和給生態(tài)環(huán)境帶來的壓力。綠色建筑設(shè)計充分反映出人與自然和諧相處的觀念,現(xiàn) 階段已成為高層民用建筑的重要追求方向[2]。
2、綠色建筑設(shè)計的主要原則
應(yīng)用綠色建筑設(shè)計最主要的目的,在于追求人與自然關(guān)系的和諧、推動人與自然實現(xiàn)協(xié)同友好發(fā)展。從這一目的出發(fā),應(yīng)用綠色建筑設(shè)計,需要遵循以下幾項基本原則:其一,以人為本原則。以人為本是科學發(fā)展觀的核心內(nèi)容,綠色建 筑設(shè)計同樣需要圍繞這一核心而進行;其二,節(jié)能環(huán)保原則。綠色建筑設(shè)計應(yīng)符合資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會要求,通過設(shè)計有效地減少建筑本身的能源消耗,最大限度地節(jié)約資源;其三,環(huán)境適宜原則。應(yīng)用綠色建筑設(shè)計時,建筑設(shè)計師 必須充分考慮建筑所在地的地理環(huán)境特征,保證綠色建筑設(shè)計與氣候、地形等地理環(huán)境要素相適應(yīng),有效推動建筑與自然實現(xiàn)和諧發(fā)展;其四,科學規(guī)劃原則。綠色建筑既應(yīng)具備環(huán)境友好特征,又應(yīng)具備現(xiàn)代建筑的精細化特征,因此在進行設(shè)計時,必須結(jié)合建筑學相關(guān)理論知識,科學規(guī)劃設(shè)計方案,做好 頂層設(shè)計,以此切實保證建筑能夠發(fā)揮其實際功能。
3、在高層民用建筑中應(yīng)用綠色建筑設(shè)計的具體策略,做好高層民用建筑選址工作綠色建筑設(shè)計追求實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展,因此建筑 選址在綠色建筑設(shè)計中具備重要的基礎(chǔ)性作用。在正式展開 綠色建筑設(shè)計之前,建筑設(shè)計師應(yīng)全方位了解目標選址周邊的環(huán)境狀況,充分考慮環(huán)境條件對于綠色建筑設(shè)計的影響、考慮建筑設(shè)計對于環(huán)境的影響,全方位整合關(guān)于氣候、地形地質(zhì)狀 況、水文等各方面信息,并對這些信息進行深入細致的分析和論證,以此有效增強綠色建筑設(shè)計的科學性與合理。
建筑物可持續(xù)設(shè)計理念是未來的設(shè)計趨勢,也是將來建筑物發(fā)展的一大方向,因為只有進行可持續(xù)設(shè)計,才能確保建筑物生態(tài)環(huán)保功能和作用的有效發(fā)揮,才能實現(xiàn)建筑的長期、可持續(xù)利用。
參考文獻
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第四篇:可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念和方法研究
可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念和方法研究
【摘要】隨著空間的減少和人口的增加,可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念已經(jīng)深入人心,并且在我國的一線城市和二線城市廣泛實施。相對而言,可持續(xù)的設(shè)計理念和方法,意味著社區(qū)的設(shè)計工作,并非一次性的工作,而是在未來的擴建當中,仍然可以利用較多的空間,增添較多的設(shè)計元素,給居民的生活和工作帶來較大的積極影響。就現(xiàn)階段的情況來分析,可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念和方法,初步形成了一定的體系和模型,并且在實際工作中,取得了較為理想的經(jīng)濟效益和社會效益,在今后的工作中,應(yīng)進一步努力,提高可持續(xù)理念的具體落實力度,將社區(qū)的設(shè)計具象化,減少與現(xiàn)實施工中的差距。
【關(guān)鍵詞】可持續(xù)、設(shè)計理念、社區(qū)、方法
隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展,辦公室做為生產(chǎn)和處理各種商務(wù)活動的信息場所,逐步成為社會生產(chǎn)的基礎(chǔ)。人們對辦公空間的需求量日益增多。在辦公方面,廣泛的白領(lǐng)人群希望增加自身的活動空間和辦公空間,同時不影響其他人的正常工作;在日常生活方面,居民希望自身所居住的社區(qū),能夠擁有更加廣泛的活動空間,增加活動的類型,而不是僅僅局限在廣場舞;在社區(qū)學校方面,無論是幼兒園還是托管班,都希望增加一定程度的外部活動空間,避免孩子局限在教學樓當中。所有的要求都為可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計指明了方向。本文主要討論可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念和方法研究。
一、合理布局――空間的共享性
合理布局的突出位置應(yīng)表現(xiàn)為我國的一線城市,北上廣深不僅人口眾多,并且寸土寸金,要實現(xiàn)空間的共享性,就應(yīng)該在這些城市著手。例如,2010年,上海應(yīng)翔建筑設(shè)計有限公司承接了上海建都房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)的陽光四季園商品房四期工程,建筑面積50537平方米,有多層、高層,沿街商鋪,還有一座大型的地下汽車庫。由此可見,該地區(qū)的擁擠程度比較高,要想達到空間共享、合理布局,就必須從地理位置上分析,具體如圖1所示。
從地理位置上來分析,該建筑區(qū)域位于上海市的黃金地段,基地的占地面積比較小,可用的空間也不是很多,再加上車流量和人流量比較大,要想得到一個理想的設(shè)計效果并不容易??紤]到客觀條件的多項限制,主要采取了以下設(shè)計方案:第一,多個高層下均設(shè)有地下汽車庫,在地下各個主樓之間設(shè)置連接通道,于地下車庫連成一片,方便疏散與使用。第二,地下人防設(shè)計,人防用設(shè)備用房盡量布置在主樓剪力墻內(nèi),并借用平時用汽車坡道及樓梯作為疏散,避免不必要的浪費。第三,多層為復(fù)式房型,在頂層還有露臺,門廳頂部又有小屋面,使得很多雨水管都要打彎變向,為使雨水管盡量通暢,避免日后維修困難,把屋面檐口以線條形式與屋面整體澆筑,并把檐口線條顏色與外墻區(qū)別,使建筑立面看起來整潔不凌亂。項目落成后,得到開發(fā)商及各部門的一致認可,作為商品房,更是為開發(fā)商帶來了很好的業(yè)績。
二、交通設(shè)置――交通的合理性
交通的設(shè)置,在某種意義上決定了該建筑能否得到落實。由于現(xiàn)階段的私家車數(shù)量增多,因此交通擁擠問題以及上下班高峰期的問題,都會對建筑的空間利用以及可持續(xù)社區(qū)理念的落實造成極大的困擾。例如,2013年,上海應(yīng)翔建筑設(shè)計有限公司承接了上海飲料食品廠有限公司的改建銷售商務(wù)中心項目,建筑面積20473平方米,16層,剪力墻結(jié)構(gòu)。該商務(wù)樓處于交通比較擁擠的地段,當客戶來臨的時候,勢必希望通過最短的時間到達目的地;同時,由于上海區(qū)域的緊張程度較高,停車問題也將困擾到工作人員。為此,根據(jù)客觀條件的約束以及主觀上的訴求,設(shè)計了以下交通方案。第一,由于該項目用地非常緊張,在停車們數(shù)量不夠的情況下,在總體設(shè)計中,在地面設(shè)置了機械停車升降架,既節(jié)約了空間,又能符合規(guī)范要求。第二,該項目帶有地下汽車庫,在主樓的地下室內(nèi)布置了水泵房、變電所、風機房等設(shè)備用房,既不浪費,又節(jié)約了空間。
三、層次分明――結(jié)構(gòu)的靈活性
可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念和方法,意味著社區(qū)的設(shè)計工作,必須考慮到將來的發(fā)展,而不是僅僅著眼于現(xiàn)階段的工作。層次分明已經(jīng)成為可持續(xù)社區(qū)設(shè)計理念和方法的重點要求,并且會對建筑的未來發(fā)展以及元素增減提供必要的指導(dǎo)。經(jīng)過討論與研究,發(fā)現(xiàn)層次分明的最大要求,在于結(jié)構(gòu)的靈活性,保證結(jié)構(gòu)不局限于某一種,而是可以根據(jù)地理位置以自身的條件去適當更改。例如,2012年,上海應(yīng)翔建筑設(shè)計有限公司承接了上海市崇明縣長興鎮(zhèn)人民政府的新建豐產(chǎn)幼兒園工程。15個班,建筑面積5789平方米,3層框架結(jié)構(gòu)。由于幼兒園涉及到兒童的活動,保證結(jié)構(gòu)靈活性的同時,還要增加較多的便利條件。為此,采用了以下的設(shè)計方案:第一,由于基地用地緊張,而幼兒園建筑的日照要求較高,在總體布局中,將幼兒園建筑呈C字型布置,幼兒用房作為C字型水平段,以獲得良好的景觀及日照。第二,在靠走廊衛(wèi)生間南側(cè)設(shè)天井,以保證衛(wèi)生間的良好通風和明亮。第三,幼兒園采用太陽能系統(tǒng),以解決和保證熱水供應(yīng)。通過以上的設(shè)計方案,幼兒園順利施工,取得了非常積極的成果,教師與兒童家長的認可程度較高。
四、立面的靈活性
除了以上三個方面之外,立面的靈活性也是比較重要的要求。可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念強調(diào)“可持續(xù)”,這意味著未來的拆遷、重新設(shè)計、施工都不可以受到太大的阻礙,要保證立面的靈活性可以得到多項支持。另外,在設(shè)計方法上,立面的靈活性一般會結(jié)合多種方法共同設(shè)計,這樣不僅減少了單一方法帶來的限制,同時增加了設(shè)計的多元化。例如,2011年,上海應(yīng)翔建筑設(shè)計有限公司承接了大型居住社區(qū)奉賢區(qū)南橋基地動遷安置基地項目,共分4個大地塊,總建筑面積約162萬平方米,11~18層住宅及相關(guān)配套公建、商業(yè)用房、托老所、室內(nèi)菜場等。根據(jù)設(shè)計要求,采取以下方案:第一,因為是動遷安置房,按百姓需求,戶型比較多,在方案設(shè)計中,經(jīng)與區(qū)政府協(xié)商,在滿足套型面積的情況下,盡量做到房型簡化、統(tǒng)一,以減少重復(fù)工作。第二,本次安置房工程,南面房間與客廳的空調(diào)室外機統(tǒng)一在陽臺一側(cè)增設(shè)室外機房,在樓層半高處增設(shè)一塊空調(diào)板,可以擱置上下兩個機位,并在陽臺內(nèi)開檢查修門放入,并將雨水管與冷凝水管置內(nèi),使住戶日后安裝更方便。
五、場地設(shè)計
場地設(shè)計是可持續(xù)社區(qū)設(shè)計理念的重要組成部分,所有的環(huán)節(jié)都要為日后的發(fā)展考慮,不能僅僅著眼于當下的工作,否則很容易陷入惡性循環(huán)。從圖2來看,建筑內(nèi)道路與城市道路相環(huán)通,在高層建筑的兩個長邊設(shè)消防通道。消防車可從車行出入口及硬地進入場地,利用場地主要車道及硬地廣場作為消防車道滿足規(guī)范要求。且其
范圍內(nèi)綠地除滿足承受一定的荷載外,應(yīng)種植草本植物,不能種植喬木、灌木等植物總體上的設(shè)計比較合理,在很多方面均能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,并且為后續(xù)的增加建筑或者是減少建筑,都提供了更大的便利。例如,2008年,上海應(yīng)翔建筑設(shè)計有限公司與上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院合作設(shè)計上海市人民路隧道工程管理中心大樓,是上海市人民路隧道配合工程。建筑面積7189平方米,5層,框架結(jié)構(gòu)。通過在場地設(shè)計上努力,實現(xiàn)了較大的積極成果。在設(shè)計過程中主要解決了以下問題:第一,本工程位于上海東昌路與浦城路交叉口,地理位置十分重要。因此在設(shè)計中采用了U型玻璃外裝飾,體現(xiàn)出了城市的現(xiàn)代化氣質(zhì)。第二,為完善展現(xiàn)玻璃幕墻,對大樓的空調(diào)設(shè)備預(yù)留洞及屋面雨水管的處理,全部采用內(nèi)排水,屋面開洞貼柱邊落下,既不影響外觀,也不影響內(nèi)部裝修。落成后的管理中心大樓,采用U型玻璃幕墻設(shè)計,白天,在日光照射下,玻璃的五彩反光繽紛燦爛;晚上,整個大樓同陸家嘴的建筑群一起配以霓虹燈的作為景觀的一部分,分外耀眼。
六、無障礙設(shè)計
從目前的社區(qū)設(shè)計來看,一旦出現(xiàn)火災(zāi)或者水災(zāi),都會導(dǎo)致較為嚴重的擁堵問題,不僅不利于群眾的疏散,同時還會對救災(zāi)工作造成阻礙。另一方面,在日常通行中,很容易受到多項交通因素的影響,從而對社區(qū)的日常出行產(chǎn)生很大的負面影響。為此,今后的可持續(xù)社區(qū)設(shè)計,還應(yīng)該在無障礙設(shè)計上努力。例如,2008年,上海應(yīng)翔建筑設(shè)計有限公司承接了上海應(yīng)用技術(shù)學院奉賢新校區(qū)二期學生生活區(qū)工程(學生公寓、學生服務(wù)中心),建筑面積74401平方米,由本人主持工作。12-18層的學生公寓,學生服務(wù)中心5層。通過在無障礙設(shè)計上努力,實現(xiàn)了較大的成功。第一,學生公寓的人防設(shè)計,人防出入口借用自行車坡道及樓梯直接疏散,節(jié)約了空間。第二,在學生服務(wù)中心的設(shè)計中,把大廳挑空,設(shè)玻璃頂棚,既通風又明亮。二層以上在挑空處設(shè)內(nèi)走廊,使得每個房間均能達到南北通透,給學生們營造一個良好的醫(yī)療環(huán)境。項目建成后,得到全院師生的一致好評,為大學生創(chuàng)造了良好的學習環(huán)境。
七、總結(jié)
本文主要討論可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念和方法,從現(xiàn)階段的工作來看,可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計工作已經(jīng)進入到了一個全新的階段。在設(shè)計理念方面,設(shè)計人員更加注重融入人性化的元素,為廣大的居民及辦公人員考慮;在方法上,設(shè)計人員更加注重多種方法共同應(yīng)用,提高設(shè)計的有效性,增加社會的認可程度。相信在今后的設(shè)計當中,可持續(xù)社區(qū)的設(shè)計理念和方法會取得更大的成就。
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第五篇:汽車制造工藝小結(jié)
汽車制造工藝小結(jié)(1)
第一章
汽車制造過程概論 汽車生產(chǎn)過程)狹義的汽車生產(chǎn)過程是指 把原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚠a(chǎn)品的全過程。它包括:原材料的運輸、保管,毛坯制造、機械加工及熱處理,部件裝配和汽車總裝配,產(chǎn)品的品質(zhì)檢驗、調(diào)試、涂裝及包裝、儲存等。
2)廣義的汽車生產(chǎn)過程是從產(chǎn)品設(shè)計開始到成品出廠的全過程。包括以下內(nèi)容:
(1)生產(chǎn)與技術(shù)的準備過程;(2)基本生產(chǎn)過程;(3)輔助生產(chǎn)過程;(4)生產(chǎn)服務(wù)過程 2 汽車制造所需詳細工藝
主要包括鑄造、鍛造、沖壓、焊接、金屬切削加工、檢驗、熱處理、裝配、汽車試驗等。3 工藝過程
工藝過程,就是改變原材料(或毛坯)的形狀、尺寸、相對位置和材料性能,使其成為成品或半成品的方法和具體過程,它包括鑄造、鍛造、熱處理、機械加工和裝配等工藝過程。鑄造和鍛造工藝過程統(tǒng)稱為毛坯制造工藝過程。4 機械加工工藝過程
機械加工工藝過程是由若干個順序排列的工序組成的。機械加工工藝過程主要分為工序、安裝、工位、工步、走刀等工作內(nèi)容。
1)工序是工藝過程的基本組成單元,它是指一個(或一組)工人在一臺設(shè)備上對一個或同時對幾個零件所連續(xù)完成的那一部分加工過程。
2)同一道工序中,零件在加工位置上裝夾一次所完成的那一部分工序,稱為安裝。一道工序中可以有一次或多次安裝。
3)零件在每個位置上完成的那一部分加工過程,稱為一個工位。
4)零件在一次安裝中,在加工表面、加工刀具、切削用量(轉(zhuǎn)速及進給量)不變的情況下,所連續(xù)完成的那一部分工序內(nèi)容稱為工步。5 生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型
1)生產(chǎn)綱領(lǐng)
一個汽車制造廠,根據(jù)市場需求、銷售和本企業(yè)的生產(chǎn)能力制訂的年產(chǎn)量和進度計劃,就是該汽車制造廠的生產(chǎn)綱領(lǐng)。
2)生產(chǎn)類型
汽車產(chǎn)品的銷售與工廠的生產(chǎn)能力,決定了工廠的生產(chǎn)綱領(lǐng),生產(chǎn)綱領(lǐng)的制定,決定了產(chǎn)品的生產(chǎn)類型,即生產(chǎn)規(guī)模。一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、單件生產(chǎn)三種生產(chǎn)類型。6 組織汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)方式
汽車制造的生產(chǎn)方式,主要有以下三種:
1)生產(chǎn)全部零部件,并且組裝整車。
如傳統(tǒng)上的一些大型、超大型汽車制造企業(yè),這些企業(yè)擁有汽車所有零部件設(shè)計、加工制造能力,在一個局部地區(qū)形成大而全、小而全的托拉斯汽車制造企業(yè)。這種生產(chǎn)方式,對市場的適應(yīng)性極差,難以做到生產(chǎn)設(shè)備負荷的平衡,固定資產(chǎn)利用率低,工人工作極不均衡,是一種呆板、落后的生產(chǎn)方式。
2)只負責汽車的設(shè)計和銷售,不生產(chǎn)任何零部件。
固定資產(chǎn)投人少,充分適應(yīng)市場變化快的特點,轉(zhuǎn)產(chǎn)容易,使汽車生產(chǎn)徹底社會化、專業(yè)化,如國外敏捷制造中的動態(tài)聯(lián)盟。其實質(zhì)就是在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)支持下,在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)這一生產(chǎn)方式。這種生產(chǎn)方式突出了知識在現(xiàn)代制造中的作用和地位,是一種將傳統(tǒng)的汽車制造由資金密集型向知識密集型過渡的先進生產(chǎn)方式。
3)生產(chǎn)一部分關(guān)鍵的零部件(如發(fā)動機等),其余的向其他專業(yè)生產(chǎn)廠(公司)成套采購。
克服了第一種方式所具有的投資大,對市場適應(yīng)性差的缺點,也克服了第二種方式不能控制掌握汽車制造中的核心技術(shù)和工藝的不足,成為當今汽車制造最普遍的生產(chǎn)方式之一。加工經(jīng)濟精度
某種加工方法的經(jīng)濟加工精度,是指在正常的生產(chǎn)條件下(機床設(shè)備、工藝裝備、切削用量、工人等級,工時定額)所能達到的公差等級。
加工精度等級的高低是根據(jù)使用要求決定的,零件的成本是與加工精度密切相關(guān)的。追求經(jīng)濟精度就是要在滿足使用要求的條件下以最低的精度、最低的成本,達到追求利益最大化的目的。設(shè)計安排工藝過程時要重點考慮經(jīng)濟精度。加工經(jīng)濟精度是指一個精度范圍而不是一個值。8 機械加工質(zhì)量
機械加工質(zhì)量包括加工精度和表面質(zhì)量兩個方面。
1)加工精度
零件經(jīng)過機械加工后,各表面的實際尺寸、實際形狀和實際相互位置與其理想值的接近程度稱為加工精度。
零件的加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度三個方面。通常以公差值的大小或公差等級表示零件的機械加工精度要求。
(1)尺寸精度是指加工后零件表面本身或表面之間的實際尺寸與理想尺寸之間的符合程度,如長度、寬度、高度、直徑等。
(2)幾何形狀精度是指加工后零件各表面本身的實際形狀與理想零件表面形狀之間的符合程度,如平面度、直線度、圓度、圓柱度、錐度等。
(3)位置精度是指加工后零件各表面間的實際相互位置與理想零件各表面之間位置的符合程度,如平行度、垂直度、同軸度等。2)機械加工表面質(zhì)量
零件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度和表面層的物理力學性能。其具體內(nèi)容是:
(1)表面幾何學特征是指零件最外層表面的微觀幾何形狀,通常用表面粗糙度、波度表示;(2)表面層材質(zhì)的變化是指在一定深度的零件表面層出現(xiàn)與基體材料組織不同的變質(zhì),主要指表面層因塑性變形引起的冷作硬化、表面層因切削熱引起的金組織變化、表面層產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。9 工藝規(guī)程
比較合理的工藝過程確定下來后,按一定的格式(通常是表格或圖表)和要求寫成文件形式,要求企業(yè)有關(guān)人員嚴格執(zhí)行的指令性文件,稱為工藝規(guī)程。
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件制造、裝配工藝過程和操作方法有關(guān)內(nèi)容的工藝文件,是總結(jié)生產(chǎn)實踐和科學經(jīng)驗,結(jié)合先進制造生產(chǎn)工藝技術(shù)和具體生產(chǎn)條件,在合理的工藝理論和必要的生產(chǎn)工藝試驗的基礎(chǔ)上,制定并指導(dǎo)生產(chǎn)組織、生產(chǎn)管理、工藝管理和生產(chǎn)操作等的技術(shù)文件。
1)機械加工工藝規(guī)程包括的內(nèi)容:
(1)擬定機加工工藝路線(零件的生產(chǎn)過程中依次通過的全部加工內(nèi)容稱為工藝路線),即確定機械加工各道工序的加工方法和順序;
(2)確定各道工序的具體內(nèi)容,即規(guī)定各道工序具體的操作內(nèi)容和完成方法。
2)機械加工工藝規(guī)程文件形式
汽車生產(chǎn)中,由于生產(chǎn)類型不同,工藝文件的形式靈活多樣,工藝規(guī)程的內(nèi)容也不盡相同,總結(jié)起來,主要有以下幾種工藝文件:工藝過程卡、工序卡、調(diào)整卡、檢驗工序卡等。
第二章
汽車制造中的機械加工工藝 工件的定位和夾緊
1)工件的定位
工件在加工進行之前,必須使工件在機床上或夾具中占有正確位置。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程,稱為工件的定位。
2)夾緊
工件定位后將其固定,使其在加工過程中保持定位位置不變的操作,稱為夾緊。將工件在機床上或夾具中定位、夾緊的過程稱為裝夾。
3)夾具
在成批大量生產(chǎn)中,工件裝夾是通過機床夾具來實現(xiàn)的。夾具就是能迅速把工件定位并固定在準確位置或同時確定操作工具位置的一種輔助裝置。而在金屬切削機床上采用的夾具稱為機床夾具。2 基準
一個零件是由若干要素(點、線、面)組成的,各要素之間都有一定的尺寸和位置公差要求。用來確定工件(零件)上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面就被稱作基準?;鶞拾雌渥饔玫牟煌?,可分為兩大類,即
1)設(shè)計基準是設(shè)計圖樣上所采用的基準。
2)工藝基準是在工藝過程中采用的基準。它可分為工序基準、定位基準、測量基準、裝配基準、對刀基準等。
(1)在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置和形狀的基準,稱為工序基準。(2)工件在機床上或夾具中裝夾時,使工件占有正確位置所采用的基準,稱為定位基準。(3)測量時所采用的基準,即用來確定被測量尺寸、形狀和位置的基準,稱為測量基準。(4)裝配時用來確定零件或部件在產(chǎn)品中相對位置所采用的基準,稱為裝配基準。(5)在加工過程中調(diào)整刀具與機床夾具相對位置所采用的基準就叫對刀基準。3 工件的安裝與安裝方式 1)工件的安裝
工件通過一次裝夾后所完成的那一部分工序,就是安裝。一道工序中可有一次或多次安裝。要完成一次正確的安裝,就必須完成下述兩個方面的工作:
(1)工件必須正確定位
(2)工件必須合理夾緊
2)工件的安裝方式
工件安裝的中心任務(wù)是裝夾。實現(xiàn)工件正確裝夾的方法主要有:找正裝夾法和機床專用夾具裝夾法。(1)找正裝夾法
它可分為直接找正裝夾和劃線找正裝夾。
(2)機床專用夾具裝夾法
是指為某零件的某道工序而專門設(shè)計制造的夾具。4 機床夾具
1)機床夾具的組成
機床專用夾具是為某零件的某道工序而專門設(shè)計制造的,機床夾具應(yīng)由以下幾個部分組成:
(1)定位元件 ;(2)夾緊裝置;(3)對刀、導(dǎo)向元件;(4)夾具連接元件;(5)夾具體;
(6)其他裝置或元件
2)機床夾具的分類(p74)5工件的定位原理(p77)1)工件定位的六自由度規(guī)則 2)工件正確定位應(yīng)限制的自由度 常用定位元件(p81-106)
常用的定位基準(或基面)主要有平面、內(nèi)圓面、內(nèi)錐面、外錐面及 成形面(如漸開線表面)等。常用的定位元件主要有:支承釘、支承板、定位銷(心軸)、定位套、V形塊等。夾緊裝置 1)夾緊裝置組成
一般夾緊裝置由動力裝置、中間傳力機構(gòu)和夾緊元件組成。
(1)動力裝置
它是產(chǎn)生夾緊力的動力源,所產(chǎn)生的力為原始動力。若夾緊裝置的夾緊力來自人力的,稱為手動夾緊;而夾緊力來自氣動、液壓和電力等動力源的,則稱為機動夾緊。
(2)中間傳力機構(gòu)
變原始動力為夾緊力的中間傳力環(huán)節(jié)稱為中間傳力機構(gòu)。如鉸鏈杠桿、斜楔等。它們的作用主要有三個:①改變夾緊力的大?。虎诟淖儕A緊力的方向;③實現(xiàn)自鎖。
(3)夾緊元件
夾緊元件是執(zhí)行夾緊的最終元件,如各種螺釘、壓板等,它們是直接與工件接觸的。
2)夾緊力的確定原則
(1)夾緊力的作用點;(2)夾緊力的方向;(3)夾緊力的大小
3)幾種常用典型夾緊機構(gòu)(p109)8 定位基準的選擇
工件首次加工所使用的定位基準(面)都是未經(jīng)加工過的表面,這樣的定位基準被稱為粗基準;當采用已加工過的表面作為定位基準(面)的,稱為精基準;純粹為機械加工工藝的需要而專門在工件上設(shè)計制造出來的定位基準稱為輔助基準(如軸類零件端面上的中心孔等)。
1)粗基準的選擇原則 2)精基準的選擇原則 9 工序集中與分散
1)工序集中就是將工件加工內(nèi)容集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成,每道工序的加工內(nèi)容較多。
(1)減少工件安裝次數(shù),在一次安裝中完成零件多個表面的工,保證產(chǎn)品的相互位置精度;
(2)減少工序數(shù)目,縮短工藝路線,簡化生產(chǎn)計劃工作;
(3)機床數(shù)量少,節(jié)省車間面積,簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作;
(4)操作工人較少,工人操作技術(shù)要求較高;
(5)專用機床和工藝設(shè)備成本高,調(diào)整維修費大,生產(chǎn)準備工作量大;
(6)適用于單件生產(chǎn)。
2)工序分散 就是將工件加工內(nèi)容分散在較多的工序中進行,每道工序的加工內(nèi)容較少,最少時每道工序只包含一個簡單工步。
(1)每臺機床只完成一個工步,易于組織流水生產(chǎn);
(2)機床設(shè)備及工藝裝備簡單,生產(chǎn)準備工作量少,便于平衡工序時間;
(3)設(shè)備數(shù)量多,占用場地大,生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作較復(fù)雜;
(4)操作工人較多,工人操作技術(shù)要求較低;
(5)采用結(jié)構(gòu)簡單的高效機床和工裝,易于調(diào)整;
(6)適用于批量生產(chǎn),尤其是汽車零件的流水線批量生產(chǎn)。10 加工余量
1)加工余量和工序余量 加工余量是指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度。零件某一表面相鄰兩道工序尺寸之差稱為工序余量,而該表面所有工序余量之和等于加工總余量。2)基本余量Zi、最大余量 Zimax;最小余量Z imin
當工序尺寸用基本尺寸計算時,所得到的加工余量稱為基本余量或公稱余量(Zi)。最小余量Zmin是保證該工序加工表面的精度和質(zhì)量所需切除的金屬層最小厚度。最大余量Zmax是該工序余量的最大值。
無論是外表面還是內(nèi)表面,本工序余量公差總是等于本工序尺寸 公差與上工序尺寸公差之和。
3)確定加工余量的方法
1)分析計算法; 2)經(jīng)驗估算法; 3)查表修正法。11 工序尺寸及其公差的確定
工序尺寸是指某一工序加工應(yīng)達到的尺寸,其公差即為工序尺寸公差。運用尺寸鏈的知識對其進行分析,是合理確定工序尺寸及其公差的基礎(chǔ)。1)尺寸鏈
在機器設(shè)計、裝配及零件加工過程中,一組互相聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組合,稱為尺寸鏈。(1)裝配尺寸鏈;(2)工藝尺寸鏈;(3)設(shè)計尺寸鏈。2)尺寸鏈的組成
組成尺寸鏈的各個尺寸稱為尺寸鏈的環(huán),環(huán)又分為組成環(huán)與封閉環(huán)。(1)封閉環(huán)
尺寸鏈中封閉環(huán)是由組成環(huán)尺寸所決定的,因此,它的存在依賴于組成環(huán)而間接形成,在零件加工或機械產(chǎn)品裝配過程中,最后自然形成(間接獲得)這一尺寸。一個尺寸鏈中只有一個封閉環(huán)。
(2)組成環(huán)
尺寸鏈中,除封閉環(huán)以外的其他環(huán)都稱為組成環(huán),它是在加工或裝配中直接獲得的尺寸。根據(jù)組成環(huán)對封閉環(huán)影響的不同,又把組成環(huán)分為增環(huán)與減環(huán)。
(a)增環(huán)
尺寸鏈中,某組成環(huán)的變動將引起封閉環(huán)的同向變動,則稱該環(huán)為增環(huán)。所謂同向變動,是指組成環(huán)增大,封閉環(huán)也增大,組成環(huán)減小,封閉環(huán)也減小。
(b)減環(huán)
尺寸鏈中,某一組成環(huán)的變動將引起封閉環(huán)的反向變動,這一組成環(huán)稱為減環(huán)。反向變動是指組成環(huán)增大,將引起封閉環(huán)減小。3)尺寸鏈的計算(1)計算類型
(a)正計算法(公差校核計算):已知組成環(huán),求封閉環(huán)。根據(jù)各組成環(huán)基本尺寸及公差(或偏差),來計算封閉環(huán)的基本尺寸及公差(或偏差)。這類計算主要用來驗算設(shè)計的正確性,故叫校核計算。
(b)反計算法(公差設(shè)計計算):已知封閉環(huán),求組成環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求的封閉環(huán)基本尺寸及公差(偏差),反過來計算各組成環(huán)基本尺寸及公差(偏差)。這類計算主要用在產(chǎn)品設(shè)計或工藝設(shè)計上,即根據(jù)機器的使用要求來分配各零件的公差。
(c)中間計算法:已知封閉環(huán)及部分組成環(huán),求其余組成環(huán)。根據(jù)封閉環(huán)和其他組成環(huán)的基本尺寸及 公差(偏差)來計算尺寸鏈中某一組成環(huán)的基本尺寸及公差(偏差)。(2)尺寸鏈的計算步驟
(a)確定尺寸鏈計算的類型(設(shè)計計算、校核計算)。
(b)畫尺寸鏈圖:從某加工或裝配的基準開始畫,所有尺寸都畫上,包括基本尺寸為零 的尺寸,尺寸不能重疊,最后尺寸要形成封閉圖形。
(c)確定封閉環(huán):封閉環(huán)是裝配或加工后自然形成的,所以要知道裝配過程和零件加工工藝過程。
(d)確定組成環(huán)的增環(huán)、減環(huán)。(e)選擇公式進行計算。
(f)校核。12 工藝尺寸鏈、裝配尺寸鏈的應(yīng)用
工藝尺寸鏈的分析計算,首先確定封閉環(huán);其次建立工藝尺寸鏈;最后利用尺寸鏈計算公式解算工藝尺寸鏈。
(1)工序基準、測量基準與設(shè)計基準重合時工序尺寸的確定
(2)工序基準、測量基準與設(shè)計基準不重合時工序尺寸的確定(3)裝配尺寸鏈的建立及其計算 13 設(shè)備、工藝裝備的選擇確定
1)機床設(shè)備的選擇
2)工藝裝備的選擇
工藝裝備,即是指零件加工時所用的刀具、夾具、量檢具、模具等各種工具的總稱。14 切削用量的確定
切削用量是制定工藝規(guī)程的基本參數(shù),它包括三個方面: 1)吃刀量 即切削深度;
2)進給量 即加工設(shè)備每旋轉(zhuǎn)一周加工刀具切削的距離; 3)切削速度Vc即刀具每分鐘切削的距離。時間定額的確定
每一個生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)自身的生產(chǎn)條件,對每一種零件生產(chǎn)的每一道工序都規(guī)定了所需耗費的時間,稱為時間定額。完成一個零件加工的某道工序所耗用的時間,稱為單件時間定額Tt,由以下各部分組成:
(1)基本時間Tb ;(2)輔助時間 Ta;(3)布置工作地時間
Ts;(4)休息與生理需要時間 Tr
(5)準備與終結(jié)時間
第三章
典型汽車零件的機械加工工藝 齒輪機械加工的定位基準
1)帶孔的齒輪,加工齒面時,用光孔(或花鍵孔)及端面作為定位基準(基面),且符合基準重合原則。
(1)當齒輪孔的長徑比L/D>1時,應(yīng)以孔作為主要的定位基面;
(2)當齒輪孔的長徑比L/D<1時,如圖a所示,應(yīng)以端面作為主要的定位基準;
2)對于軸齒輪,當加工軸的外圓表面、外螺紋、圓柱齒輪面和花鍵時,常選擇軸兩端的中心孔作為定位基面,把工件安裝在機床的前后(或上、下)頂尖之間進行加工。2 齒坯加工方案
齒坯加工的主要內(nèi)容包括:齒坯的孔加工、端面和中心孔的加工(對于軸類齒輪)以及齒圈外圓和端面的加工;對于軸類齒輪和套筒類齒輪的齒坯,其加工過程和一般軸、套類基本相同。3齒形加工
齒形加工方案的選擇,主要取決于齒輪的精度等級、結(jié)構(gòu)形狀、生產(chǎn)類型和齒輪的熱處理方法及生產(chǎn)工廠的現(xiàn)有條件。常用的齒形加工方案如下:
(1)
8級精度以下的齒輪
調(diào)質(zhì)齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。對于淬硬齒輪,可采用滾(插)齒→剃齒或冷擠→齒端加工→淬火→校正孔的加工方案。
(2)6~7級精度齒輪
對于淬硬齒面的齒輪可采用滾(插)齒→齒端加工→表面淬火→校正基準→磨齒(蝸桿砂輪磨齒),該方案加工精度穩(wěn)定;也可采用滾(插)、剃齒或冷擠→表面淬火→校正基準→內(nèi)嚙合珩齒的加工方案,這種方案加工精度穩(wěn)定,生產(chǎn)率高。
(3)5級以上精度的齒輪
采用粗滾齒→精滾齒→表面淬火→校正基準→粗磨齒→精磨齒的加工方案。大 批大量生產(chǎn)時也可采用粗磨齒→精磨齒→表面淬火→校正基準→磨削外珩的加工方案。這種加工方案加工的齒輪精度可穩(wěn)定在5級以上,且齒面加工質(zhì)量好,噪聲極低,是品質(zhì)極高的齒輪。4 齒端倒角加工
(1)去掉直齒輪或斜齒輪齒端的銳角(2)加工變速器滑動變速齒輪齒端倒圓角 5 曲軸加工的先進技術(shù)
1)質(zhì)量中心孔技術(shù)加工 ; 2)車拉技術(shù); 3)圓角深滾壓技術(shù)
第四章
汽車先進制造技術(shù) 汽車制造技術(shù)的發(fā)展過程和發(fā)展趨勢
1)汽車制造技術(shù)的發(fā)展過程
(1)剛性制造自動化 ;(2)柔性制造自動化;(3)集成制造自動化;(4)智能制造自動化 2)汽車制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
主要是敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、全球化和制造綠色化。計算機輔助工藝過程設(shè)計(CAPP)
1)CAPP系統(tǒng)功能
①
檢索標準工藝文件;②
選擇加工方法;
③
工序安排;④
選擇機床、刀具、量具、夾具、輔具等;
⑤
選擇裝夾方式、裝夾表面和定位基準;⑥優(yōu)化選擇切削用量;
⑦
計算加工時間和加工費用;⑧確定工序尺寸和公差;
⑨
選擇毛坯;⑩繪制工序圖及編寫工序卡。
2)CAPP系統(tǒng)的分類
(1)派生法;
(2)創(chuàng)成法;
(3)半創(chuàng)成法 3 數(shù)控加工和加工中心 1)數(shù)控加工
數(shù)控機床加工是指在數(shù)字程序控制機床(簡稱數(shù)控機床)上,按照事先編好的零件加工程序?qū)ぜM行的自動化加工。圖為數(shù)控加工過程的框圖。
從圖中可以看出,擁有數(shù)控機床和編制零件的數(shù)控加工程序是實現(xiàn)數(shù)控加工的最基本條件。
2)數(shù)控機床的組成
(1)主機
數(shù)控機床的主體,包括床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部分。
(2)計算機數(shù)控(CNC)裝置
它是數(shù)控機床的控制核心,主要由計算機系統(tǒng)、位置控制器、PLC接口板、通信接口板、紙帶閱讀機、擴展功能模塊以及響應(yīng)的控制軟件等模塊組成。
(3)伺服單元和驅(qū)動裝置
包括主軸伺服驅(qū)動裝置和主軸電動機以及進給伺服驅(qū)動裝置和進給電動機。
(4)數(shù)控機床的輔助裝置
數(shù)控機床的一些必要的配套部件,用以保證數(shù)控機床的正常運 行。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、冷卻裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭,還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置。
(5)編程機及其他一些附屬設(shè)備 3)數(shù)控機床的工作過程
數(shù)控加工的工作: 首先將被加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化,即將刀具與工件的相對運動軌跡、加工過程中主軸速度和進給速度的變換、切削液的開關(guān)、工件和刀具的交換等控制和操作,都按規(guī)定的代碼和格式編成加工程序,然后將該程序送入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求,進行相應(yīng)的運算、處理,發(fā)出控制命令,使各坐標軸、主軸以及輔助動作相互協(xié)調(diào),實現(xiàn)刀具與工件的相對運動,自動完成零件的加工。
4)加工中心
加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的一種多功能數(shù)控機床。加工中心具有工序集中,可以減少調(diào)整機床、搬運工件和裝夾工件的時間,加工質(zhì)量高,生產(chǎn)效率及自動化程度高等特點。加工中心常用于零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,加工工序多,批量加工的零件生產(chǎn)場合。柔性制造系統(tǒng)(FMS)(Flexible Manufacturing System-FMS)
FMS是由若干臺數(shù)控設(shè)備、物料運儲裝置以及計算機控制系統(tǒng)組成的,并能根據(jù)制造任務(wù)和生產(chǎn)品種變化而迅速進行調(diào)整的自動化制造系統(tǒng)。它包括4臺或更多臺全自動數(shù)控機床(加工中心與車削中心等),由集中的控制系統(tǒng)及物料搬運系統(tǒng)連接起來,可在不停機的情況下實現(xiàn)多品種、中小批量的加工及管理。FMS的控制、管理功能比FMC強,對數(shù)據(jù)管理與通信網(wǎng)絡(luò)的要求高。
柔性制造系統(tǒng)(FMS)通常包括以下三部分:
1)數(shù)控機床或加工中心。2)運送零件和刀具的傳送系統(tǒng)。
3)計算機控制系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)
CIMS由四個應(yīng)用分系統(tǒng)及兩個支撐分系統(tǒng)組成:
(1)管理信息分系統(tǒng)(MIS);(2)技術(shù)信息分系統(tǒng)(TIS);(3)制造自動化分系統(tǒng)(MAS);(4)質(zhì)量信息分系統(tǒng)(QIS);(5)計算機網(wǎng)絡(luò)分系統(tǒng)(NES);(6)數(shù)據(jù)庫分系統(tǒng)(DBS)6 智能制造系統(tǒng)(IMS)1)智能制造系統(tǒng)組成
智能制造系統(tǒng)是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng),它將人工智能技術(shù)融合進制造系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié),通過模擬人類專家的智能活動,諸如分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等,從而取代或延伸制造環(huán)境中應(yīng)由人類專家來完成的那部分活動,同時,收集、存儲、完善、共享、繼承和發(fā)展人類專家的智能,使系統(tǒng)具有智能特征。智能制造系統(tǒng)是由制造技術(shù)、人的智能活動和智能機器等3部分組成。
2)智能制造的特征
1)自組織能力。2)自律能力。3)靈境(Virtual Reality)技術(shù)。
4)自學習和自維護能力。5)整個制造環(huán)境的智能集成。
3)
智能制造的研究熱點
1)無污染工業(yè)制造技術(shù)。2)全球制造業(yè)的并行工程。
3)21世紀全球集成制造技術(shù)。4)自律性制造系統(tǒng)。
5)快速產(chǎn)品開發(fā)支持系統(tǒng)。6)知識系統(tǒng)。7 先進制造技術(shù)、工藝和方法 1)先進制造技術(shù)
在現(xiàn)代制造戰(zhàn)略的指導(dǎo)下,傳統(tǒng)制造技術(shù)不斷吸取計算機、信息、自動化、新材料和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù),并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品的研究與開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、管理和市場開發(fā)、售后服務(wù),并取得社會經(jīng)濟效益的綜合技術(shù),統(tǒng)稱為先進制造技術(shù)。
2)成組技術(shù)
充分利用事物之間的相似性,將許多具有相似信息的研究對象歸并成組,并用大致相同的方法來解決這一組研究對象的生產(chǎn)技術(shù)問題,這樣就可以發(fā)揮規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢,達到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的目的,這種技術(shù)統(tǒng)稱為成組技術(shù)。
尹安東
***;魏道高
*** 第五章
汽車車身覆蓋件沖壓工藝
(地板、頂蓋、前圍板、后圍板、側(cè)圍板、儀表板)第六章
車輪及某些厚板零件的沖壓工藝(車架縱梁與橫梁、車輪的沖壓工藝)第七章
汽車典型零件的模鍛成型工藝(連桿、齒輪、曲軸的模鍛成型工藝)第八章
汽車制造中的輕量化與塑料化(塑料制品及其成型工藝、粘接工藝)