发布时间:2022-03-13 08:55:02
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的1篇高层建筑论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一超高层建筑结构体系
1体系的分类以及选用原则
超高层建筑一般是按照建筑使用功能要求、建筑高度不同以及建筑抗震防水、防火和经济、可靠、合理、安全的设计原则,将超高层建筑结构体系分为框架结构体系、框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系、框-筒结构体系、束筒结构体系以及筒中筒结构体系。在超高层建筑结构设计中主要采用钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和全钢结构。目前,钢筋混凝土结构是我国超高层建筑的主要应用材料。在进行超高层建筑结构体系的选用时,首要考虑其安全及经济性,其次要依据超高层建筑的高度和施工环境来选择,同时要求超高层建筑的结构应具有较强的承压能力。
2超高层建筑的结构材料分析
钢筋混凝土材料之所以成为我国目前超高层建筑建设中使用最为广泛的材料,是因为钢筋混凝土在适应超高层建筑结构设计的前提下,能够全面发挥其的性能,并且钢筋混凝土耐久性较强,结构刚度较大,在维护过程中成本费用较低,因此钢筋混凝土作为建筑材料被广泛应用于建筑领域。为了更好的发挥钢筋混凝土的性能,在选择的时候要注意其材质问题。
3超高层建筑结构体系的选择
(1)框架结构体系,框架结构是指利用梁柱组成纵横两个方向的框架结构体系,它可以同时承受水平荷载和垂直荷载。主要的优点是建筑平面布置较为灵活,有较大的建筑空间,并且建筑立面处理比较方便,被广泛的应用于超高层建筑中。但是这种结构也有一定的缺点,就是横向刚度较小,当楼层层数较高时就容易发生侧移,易造成非结构性构件破坏而影响使用。
(2)剪力墙结构体系,是指钢筋混凝土构成的承重体系,剪力墙又被称为抗风墙或抗震墙。剪刀墙结构的优点是整体结构性较好,刚度大,在水平方向的荷载作用下不宜变形,承载力也毋庸置疑,并且房间内无梁柱外露,较为美观。此结构在高层建筑中被大量运用,其缺点就是剪力墙不能被轻易的破坏或拆除,不利于形成大的空间。
(3)框架-剪力墙结构,毫无疑问这种结构就是将框架结合和剪力墙结构的长处集于一体,在此情况下超高层建筑的结构不仅满足了建筑布局的灵活性,而且增强了超高层建筑的抗震能力,可以满足不同建筑功能的需求,但是剪力墙过多则会影响建筑的经济性和使用性能,过少则会增大建筑物侧墙的压力而出现变形的现象。
二超高层建筑结构设计的问题及对策
1超高层建筑的超高问题
目前,超高承重的问题在很多超高层建筑中普遍存在,因此,我国对超高层建筑的抗震能力方面要求严格,并且严格规定了超高层建筑的高度。在超高层建筑结构的设计过程中,禁止出现由于结构类型的改变而导致超高层建筑的超高问题出现。在设计过程中要认真审核和设计超高层建筑的结构设计方案,解决设计中存在的超高问题。
2超高层建筑的扭转问题
刚度的中心、整体结构的重心和几何形心是超高层建筑结构设计的三个优秀。超高层建筑结构的扭转问题关键在于进行设计的时候未将刚度的中心、结构重心和几何形心重合,造成建筑物在水平压力下出现扭转的现象。设计者在设计时要尽量注重平面布局图的合理性,在一定程度上避免或预防建筑物的扭转问题,从而保证了在超高层建筑中刚度中心、整体结构的中心和几何形心三个优秀的重合。
3嵌固端设置问题
我国现有较多超高层建筑物在结构设计时都会配置地下室,超高层建筑的嵌固端自然而然地被设置在地下室顶板的位置。超高层建筑的结构嵌固端对高层建筑基础具有一定的要求,其基础需具有一定的埋置深度,目的是为了保证整体结构的稳定性,并对减弱地震反应也起着一定的作用。设计师在嵌固端设置的问题上面一定要表现出高效的工作状态,从而避免在施工过程中由于嵌固端的设置而修改设计方案,造成日后不必要的麻烦。
三超高层建筑的基础设计
超高层建筑中最重要的设计就是基础设计,建筑物所受的各种荷载都需通过基础传至地基,可谓“承上启下”。超高层建筑的特点是层数多,上部结构荷载大且较为集中,因此其基础必须埋置深度大。在进行基础设计的时候要保证其埋置深度必须满足基地稳定和变形的具体要求,以避免日后建筑物出现倾斜的状况发生。超高层建筑物的基础通常采用桩形、筏形或者复合基础,其选型设计应根据工程地质条件、施工条件、上部结构情况、抗震设防和周围环境条件等因素综合考虑。
四结束语
综上所述,超高层建筑结构设计尤为重要,因为其直接影响着超高建筑物的质量与使用。在设计超高层建筑的工作中,应注意建筑的结构体系、钢管结构、深基坑支护结构等一系列问题。面对超高层建筑结构这一至关重要的问题,建筑行业要加大对超高层建筑结构设计的研究,加强对专业技术人才的培养,从而促进我国超高层建筑行业的发展。
作者:徐春卯单位:四川职业技术学院
1高层建筑的特点及其施工管理分析
高层建筑施工首先从基础工程开始,基础工程主要指的是基础受力层以下的部分,基础工程是高层建筑项目中质量控制的基础,是施工中最先需要设计和进行的步骤,只有保证了基础工程的施工质量,才会使建筑项目施工的顺利进行。此外,高层建筑的质量好坏和施工单位施工管理方式有着很大的关联。特别是在高层建筑项目中,施工管理质量直接影响到整个建筑物的质量好坏。所以,施工管理是高层建筑项目施工质量控制中不容小觑的一项内容。在我国的城市建设的发展过程中,高层建筑现在已成为城市建筑方式的趋势。高层建筑对于我国城市发展过程中减缓城市土地资源短缺、提高城市土地利用效率有着巨大的正面作用。高层建筑施工管理是决定建筑物施工质量好坏的最关键的部分,通常在施工项目中都是以科学合理的施工技术和管理方式来对施工质量进行控制的,从而保证项目的施工质量。高层建筑施工管理包括以下几方面:对工程的测量放样工作进行准确、及时、科学的管理,一个真实的测量信息对工程施工质量有着巨大的影响;对施工过程进行详细的设计管理;对材料的管理;对工程的管理以及对工程的审核。
2高层建筑的施工管理存在的问题
2.1建筑项目施工不规范
高层建筑项目的施工人员和设计人员对高层建筑工程施工的技术规范和管理要求把握不够透彻,不能把技术规范和制度体现到施工的各个步骤当中,这提升了发生高层建筑施工事故和工程质量问题的频率。
2.2高层建筑的施工管理方式不合理
目前我国存在一些高层建筑工程承包商由于自身条件不足等原因将项目分包和转包给施工单位的情况,在分包和转包项目后有可能承包公司的施工人员素质不够高,导致高层建筑施工方式不能达到所要求的质量。尤其是这些承包公司对一些先进机械的使用还处于比较落后的状态,施工的精度和方法上还存在比较大的缺陷,这会使高层建筑施工质量急剧下降。
2.3高层建筑的施工材料管理
现在的高层建筑施工中存在原材料管理不到位的问题。原材料管理不到位将会给高层建筑的施工质量造成巨大的负面影响,不但会使高层建筑施工工期增加,还会给高层建筑承包方和主体带来财务上的损耗。
2.4高层建筑安全管理存在漏洞
有些高层建筑施工公司对于安全管理往往直接忽视掉,这使得高层建筑施工中安全管理在某些情况下往往只是一个形式而已,甚至还不乏有些高层建筑施工公司干脆不对施工人员进行安全教育,只是进行简单的戴个安全帽,使得高层建筑施工中存在很多严重的安全隐患,这对高层建筑项目施工的整体都造成了严重的影响。
3高层建筑施工管理措施
3.1对施工成本和工期做好控制
高层建筑施工的显著特点是工程量大,投入的资金和时间多,所以在施工前,要依照整体项目的造价,把项目精确的分为几个部分,例如基础工程、主体工程、装修工程等,对每一部分都做出相应的成本预算,在保证项目质量的前提条件下,尽可能地减少施工成本和工期。
3.2采用先进的技术和机械
因为高层建筑作业深度较大,对于各种起吊机械和运输机械都有很高的要求。因此,在对高层建筑进行施工时要求施工人员会运用先进的机械设备来实现整个项目的机械化操作,用机械操作取代人力操作。这样不仅能提高施工效率还能提高精度从而保障施工质量。
3.3提高管理和技术人员的素质
在高层建筑施工技术管理中,技术人员和管理人员的素质对工程的质量好坏有极大的作用,进而影响到整个高层建筑的质量。要从根本上提高建筑施工技术的管理水平,就要在施工过程中提高管理和技术人员的素质。因此,要求尽可能提高技术人员的专业水平,加强对他们的专业培训。随着科技的发展,建筑施工中会越来越频繁的用到各种先进的机械,因此也需要对技术人员在先进机械的操作能力上进行培训,不断提升他们的技术能力和素质。管理人员负担着施工过程和质量的监督和审核,必须严格按照规范制度对施工的各个步骤进行控制,从而保证高层建筑的质量。
3.4加强安全管理
高层建筑的施工人员应该有强烈的安全意识。管理人员要加强高层建筑施工的安全管理,对一些工程中存在的安全隐患进行防范和消除,定期检查并维护各种机械设备使其能正常运行,确保其在高层建筑项目施工中不会因故障导致人员伤亡。对于高层建筑项目必须用到的临时结构,如脚手架、护栏等需要严格的进行检查才能使用。
4结束语
高层建筑施工管理依照实际情况确定整体工程的有关设计,对施工过程的技术和管理进行控制。在高层建筑技术管理的过程中,必须制定相应的合理规范的施工管理体系保障工程安全有效的进行,从而为整体高层建筑质量打下良好的基础。
作者:唐立伟单位:大庆筑安建工集团有限公司
一高层建筑施工过程中大体积混凝土的特点及要求
高层建筑的大体积混凝土除了具有以上所介绍的大体积混凝土的特点外还由于其主要作为高层建筑的基础建筑,通常是被埋入地下的。因此,其受到的外界环境的温度变化不大,而由于处于地下,土壤中所含有的水分会在大体积混凝土中产生渗漏,因此,需要在建设大体积混凝土时做好防渗工作。由于高层建筑大体积混凝土通常都是作为基础而存在的,因此,需要做好大体积混凝土的施工工作,保证其施工质量。由于在进行大体积混凝土时对于混凝土结构的处理过程也不尽相同,需要根据建筑所处的具体材料来进行处理。我国在对于高层建筑大体积混凝土中规定,在大体积混凝土中内外温差以及混凝土外表面与周围所处环境的环境温度之间的差值需要小于25℃。
二高层建筑大体积混凝土施工技术要点
1高层建筑大体积混凝土施工中对于建材的控制
对于高层建筑大体积混凝土施工过程中,需要对建材引起足够的重视,不合格的材料将会对施工质量造成非常严重的影响。因此,在进行高层建筑大体积混凝土施工过程中需要注意以下要点:(1)需要选用合格厂家的合格产品作为主要的高层建筑的材料,不合格的建材不应进入工地。(2)在建设过程中需要注意对混凝土的温度进行控制,从而确保大体积混凝土的质量,同时为了确保大体积混凝土的材料质量,需要选用适当的骨料进行配比,并做好对于混凝土的搅拌工作。同时对于高层建筑的不同地方需要采用不同的混凝土配比,例如:在对于高层建筑的支撑柱的混凝土材料的配比中,需要采用少水泥少水灰多石子的混凝土配比方案,同时在混凝土配比的过程中需要粉煤灰和外加剂的用量加以调整,从而更好的确保混凝土的强度,同时在混凝土配比的过程中需要对温度加以控制,例如:在进行碎石的浇水过程中需要对温度加以控制,同时选择一个通风良好的地方,从而有效的避免出现混凝土出现裂缝。
2高层建筑大体积混凝土施工中对于浇筑环节的控制
对于混凝土配比搅拌的后,需要在完成绑扎好的钢筋中浇筑混凝土,这是完成大体积混凝土施工中的重要一环,在这一环节中,需要对所需浇筑的种类与混凝土的浇筑方量等加以重视,同时在进行混凝土浇筑的过程中需要严格按照浇筑的工序进行浇筑,并根据所需浇筑的类型按照优秀筒墙、柱、梁、板混凝土的浇筑依次进行浇筑,而在对于墙体浇筑的过程中一般需要将其厚度保持在5cm以上,而对于高度的选择则需要维持在45cm及以上为好,同时在选择浇筑的间隔时间来说需要做到2个小时之间进行浇筑,同时在对柱子进行浇筑的过程中需要进行钢丝网片的设置,保证浇筑的质量。在进行高层建筑梁、板混凝土的浇筑时应注意采取相同的坡度,等到筏板凝固后再进行二次浇筑,从而保证浇筑质量。在混凝土浇筑过程中需要对混凝土的浇筑温度进行控制降低浇筑温度既可以有效的降低混凝土中的最高温升,还能够对新旧混凝土之间的温差产生较为直接的影响。所以,需要在混凝土浇筑过程中对浇筑的温度加以控制:(1)在混凝土搅拌之前对加入的石子使用冷水进行浇水作业,这样既可以使石子吸收到足够的水分,还能够对石子起到降温的作用,从而在将石子加入到混凝土中时能够起到降低混凝土温度的作用。(2)除了使用冷水对石子进行浇水外还可以通过对搅拌好的拌合料进行降温作业。将需要搅拌的拌合料搅拌完成后,在将其运往浇筑地区的过程中为了避免出现温升,可以通过采用对运输设备采用遮阳的方式来对运输中混凝土拌合料进行降温。(3)在运输的过程中应当尽量缩短运输过程中所花费的时间和缩减转料的次数,同时为了对混凝土拌合料进行降温,可以采用对浇筑完成的混凝土使用湿润的草袋进行覆盖,从而可以达到降温的效果。如果条件允许还可以采用搭建凉棚并喷雾降温的方式来降低混凝土入模的温度。
3高层建筑大体积混凝土施工中对于温测技术的选用
在进行高层建筑大体积混凝土施工中需要做好对于混凝土的温度测量工作,其中混凝土的温度测量时确保大体积混凝土质量的重要保证之一,做好对于浇筑及凝固过程中的温度测量及控制工作能够有效的防止底板出现裂缝,在混凝土凝固的过程中需要使用传感器对混凝土的温度状况进行测定,并根据测量的数据对凝固中的混凝土的状态进行相应的分析,并根据其特性选择合适的方法来对其进行处理。在测温选用的传感器类型上一般多选用的是电阻型的传感器,同时在对传感器的位置分布选择时,需要注意分布均衡,保证温度测量没有死角,同时在温度器位置选择完成后,需要对这些测点进行分组编号,并记录在案,在做好以上这些工作后再进行大体积混凝土的测温工作。同时还需要保证测温线与混凝土之中的钢筋之间的合理接触,避免其他因素的影响,从而确保测温数据的准确性。
4高层建筑大体积混凝土施工中的后期养护
在完成了对于大体积混凝土的浇筑作业后,还需要对其进行良好的养护作业,在进行混凝土养护的过程中主要是为了对混凝土凝固过程中的内外温差进行控制,以满足混凝土对于抗力方面的要求,对于浇筑完成的部分可以使用塑料布在下防寒毡在上的方式覆盖在混凝土的表面,从而起到良好的保温保湿的作用,在养护的过程中还需要注意在3个小时之后是适当的进行浇水作业,从而避免混凝土的表面出现由于脱水而导致的裂缝,同时,如果在混凝土是在温度较高的时节进行凝固作业时,还需对其进行降温作业,从而保证其内外温差在技术要求允许的范围内。
三结束语
高层建筑大体积混凝土施工过程中,采用合理的施工工艺是做好高层建筑施工质量的重要保证,在这一过程中,不但需要对使用的钢筋、混凝土料进行严格的把控,还需要对混凝土浇筑过程中的温度控制以及后期的大体积混凝土的养护工作引起足够的重视。只有做好了以上这些工作才能在高层建筑大体积混凝土施工中确保施工质量。
作者:吴国春单位:铁力市祥云建筑安装工程有限责任公司
1高层建筑结构设计类型和特点分析
高层建筑的结构设计最开始出现的是比较简单的框架结构,随后又出现了钢筋混凝土构造的剪力墙结构,由框架部分与剪力墙部分共同作用的框剪结构,由筒体体系构成的筒体结构以及不同结构相结合而形成的组合结构和一些巨型结构(巨型梁结构、巨型柱结构等等)。这些结构各有受力特点,适用于高度不同的结构体系,不同建筑结构的选择也影响着后续的建筑结构设计。高层建筑的结构形式与工程施工、工程造价、建筑设备安装等诸多因素密切相关,所以结构设计时应该注意设计特点和设计要点。第一,高层建筑相对低层建筑整体上会导致受力增加,相对于竖直荷载,水平荷载地位提高,成为决定性因素,必须考虑基于水平荷载的建筑荷载能力,水平荷载主要包括地震和风荷载,高层建筑应该有更加优秀的抗震能力。第二,高层建筑的侧移是结构设计的重要因素,也是重要的控制指标。第三,高层建筑的柱中容易产生竖向变形,这会造成连续梁的长度变化和预制构件的下料长度变化,忽略轴向变形是潜在的危险因素。第四,高层建筑结构设计应注意有较大的结构延性,作为一种预防措施保证整体结构在高荷载作用产生巨大变形下不至于倒塌。
2高层建筑设计的一般原则
2.1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中,要进行相关的计算,而计算简图是进行结构设计计算的基础,所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理,也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时,要特别的仔细认真,这样才能保证结构设计计算结果的可靠,保证高层建筑的安全建设和使用。同时,计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全,尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别,必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外,设计工程师要仔细的分析软件计算的结果,避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。
2.2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深,基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告,然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时,采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作,不同的建筑类型的荷载不同,高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求,一是受力特性和建筑的力学性质的合理性,对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确,力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求,建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计,这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。另外,高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素,在各种因素相互协调的情况下,确定结构设计的最优方案。
2.3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步,计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中,但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多,不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同,导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异,充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件,要在仔细审核的基础上进行仔细的判断,排除人工数据输入的错误,才能够得出所需要的正确结果。
3高层建筑结构设计相关问题分析
3.1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作,也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻,地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素,其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范,因为就全国来说,各地的地质条件差别很大,国家规范没有办法作出统一全面的规定,所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。
3.2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一,在现行的建筑规范中,具体描述了短肢剪力墙的定义问题,短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5-8的墙体,在具体的建筑应用中,短肢剪力墙的使用受到诸多限制,结构设计中应尽量少使用这种墙体结构,避免后续的设计上的诸多问题。第二,剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外,在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构,并调整剪力墙中心的位置,合理设置厚度以及截面,使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。
3.3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动,这主要体现在两个方面,第一,新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题,增加了许多的限制条件,比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二,新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以,结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动,严格遵守规定的限制条件,合理的规划自己的结构设计,避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。
4结语
高层建筑的结构设计工作是一项涉及诸多因素和问题的综合性技术工作,高层建筑对结构设计的要求非常高,建筑设计师一定要在准确分析计算的前提下,根据结构设计的原则性要求,结合实际的工程条件和地质条件,设计和采用合理的结构设计方案。本文所论述的高层建筑的结构设计的类型及特点和一般原则,以及常见问题的探讨分析,可以为高层建筑结构设计的具体工作提供参考的依据。
作者:何认雄单位:广州市纬纶建筑设计有限公司
1高层建筑设计的原因和意义
随着国内人口的逐渐增多,城市化的进程在不断加快。我国有着人口众多,人均资源不足,土地数量有限的矛盾局面,在城市建筑建设中,必须要遵守稀土如金的原则,用更高层的建筑来做到节约土地资源,同时为人们提供充足的工作生活居住空间。同时高层地标性的建筑也为城市的相貌增添了魅力。越来越多的城市在发展过程中,对高层超高层的需求不断增加。建筑行业应该根据市场需求来调整发展方向,对高层建筑的需求需要设计师们不断开发研究出科学合理的设计方案。在满足人们对高层建筑实用性要求的同时,增强建筑在艺术上感官上的美感追求。同时利用高科技,新世纪,新工艺和新材料来建设使用周期长,对环境破坏小又与城市自然景观相匹配的现代高层建筑。
2高层建筑设计的基本方法
2.1剪力墙的设计据有关部门的相关规定,在设计中需要充分考虑到各种具体的条件,必去剪力墙的受力特点和区别等等,合理的剪力墙及拥有分布均匀特点的墙体,其建筑的钢心和质心是在同一个地方的。目前来说,很多高层建筑剪力墙数量多分布广,为了确保工程的经济适用和安全性能,需要严格控制剪力墙的钢筋配置。
2.2地基的基础设计工程造价的决定性条件是地基的基础设计。所以地基的基础设计必须保证万无一失,步步惊心。高层建筑的基础结构设计人员要想确保有这完善的基础设计,要实施因地制宜政策,根据当地的条件和相关建筑政策调整设计内容。
2.3荷载组合要求采用点算程序化计算设计出地基承载力及各荷载组合的特点。当风荷载及地震效应导致高层住宅边角地方竖向作用力大时,如果短期荷载等同于永久荷载,边角的竖向结构就会偏大,而中间又是在原有的小值之上,地基墙体就会受力不均产生裂缝。组合地震作用及重力荷载时,应增大承载力,同时提高承载力的特征值在组合重力荷载和风荷载时。在设计时,设计人员要最大程度地降低地基变形和差异变形。
2.4消防设计情况及其对策高层建筑的外部尺度的规划是十分重要的。一般来说,高层建筑消防相关的供水系统主要由消防水池和自动喷水装置构成。消防水池主要是用于存储一定量的水源以供火灾放生的紧急使用,具体的设置位置和设置数量应该依据实际的情况和相关规定执行。而在实际中,常常会发现水池设置位置不当或水池点设置过多或过少等问题,这些都会造成实际的安全隐患,或者对于水资源的浪费。因此,消防水池的布局与数量,必须依据实际的建筑情况,进行合理规划。而自动喷水装置只要是指各楼层设置的灭火器及烟雾探测喷水器。这样的消防系统应该加大设置力度,力求做到每一层都有足够的数量。同时,还需要格外注意在地下室,楼梯拐角等容易忽略的死角位置设置足够的探测喷水器以避免意外的发生。
3高层建筑基础设计中常见的问题
3.1主梁有次梁处附加筋问题基础结构设计当中,在梁下部的作用力点附以钢筋,做到集中荷载由另加的横向钢筋结构来承重。梁截面高度范围不同,加不加筋对于主梁来说选择也不同,当主次截面相差很大时,主梁就不用加钢筋了,因为荷载较小,没有必要。反而如果相差不大,次梁荷载相对来说较重,就需要添加附加钢筋来分担次梁的承重,实现安全性。针对箱、筏基础底板跳板的阳角问题,如果说底板的钢筋是双排并且两个方向同时有的话,阳角不能够决不允许添加辐射筋。
3.2弹回再压缩设计开挖基坑时,会有一部分基地反弹受到约束,那就是摩擦角范围内的坑边的基地。然而坑中心地基没有周围其他东西的影响,基土是可以实现反弹的,针对回弹部分,人工可以进行清除工作。不过并不是所有的坑基中心都需要人工清理,针对小基础的坑底,坑底约束力较大,回弹可忽略不计。
3.3梁、板的计算跨度梁板结构的意思是,用刚性支座梁,放在梁的中心线位置,这时候梁板就相当于截面板。如果梁是扁的的话,高度和厚度基本等同,长度和弯矩选择梁中心位置即可,同时加上两者的较大值配筋。
4高层建筑设计的提升方法
4.1环境因素一个建筑是否与周围的环境相融合是很重要的,符合我国古代天时地利人才能和的思想。充分考虑当地的气象水文和地质因素,深入了解影响工程质量的各种环境因素,在做完调查研究工作之后再开展各项设计活动。水文地质是一个在设计中很容易忽视的部分,然而它的地位却不容撼动,地下水对岩层土层有着直接的重要影响,建筑物的稳定性和耐久性受到地下水文地质的影响比较大。尤其是高层住宅建筑,关乎到很多人的生命安全,更是要充分研究考察选址的地下水文和地质情况。
4.2优化建筑位置及朝向设计建筑选址是很重要的一个环节,需要考虑到城市其他设施的空间布局,把对城市的影响最大化。建筑物的位置选择和朝向设计是设计师要考虑的首要因素,人们的生存依赖于阳光,在明亮的环境中更有助于培养愉悦舒适的心情,在建筑设计时,依照当地的自然环境,让建筑物朝向光照时间长的方位,这样就可以减少用户在用光方面资源的消耗和浪费。提前设计好日影图,使建筑物最大程度上接受太阳的照射,以此来确定建筑物的位置和走向。由于我国大部分的地区都在北半球,因此建筑物坐北朝南的情况居多,建筑体南面的开窗要尽可能大,而其他防卫的窗户面积越小越好。减少热能的损耗,使得用户在不实用空调暖气等设施的情况下,也可享受怡人的温暖。
4.3优化围护结构墙体设计现代的高层建筑需要有通风,透光,保温三个最基本的条件要求。为了实现室内室外环境的完美统一,最大程度上降低对能源的消耗,在围护结构墙体设计方面,也需要建筑师大下功夫。一般来说可选用的产品主要有玻璃幕墙,高分子吸湿除潮材料等。在科学的基础之上选择墙体设计材料,减少了建筑成本,同时延长了高层建筑物的使用年限。
4.4运用当代科学技术的新设计当前,低碳式高层建筑设计主要运用的设计手法有以下几种,如利用物联网,数字化技术,仿生学特色来发展建筑行业的低碳式理念。这些新理论新技术的应用,提高了高层建筑设计理念,确保建筑物的质量和效果。
5结语
高层建筑设计直接关系到建筑物的质量,不管是针对造价来说还是建筑物最终的质量安全来讲,而选择结构选型具有复杂性,要综合考虑各种因素,最终做出合理选择。不断创新,逐渐形成一个体系,服务于高层建筑的选型。设计高层住宅时,充分考虑实用,美观,经济,安全四大要素,服务于广大人民群众。
作者:易红伟
1我校高层建筑结构设计课程存在的问题
1)课程知识点多且更新快,授课内容容易脱节。高层建筑结构设计是土木工程专业重要的传统课程,课程内容丰富,理论严谨,注重学生工程实践能力的培养。随着科学技术的进步和实验方法的完善,新的结构和新的技术不断出现,因此该课程的内容在不断扩充,分析设计方法也在不断完善,任课教师不了解新规范的变化,在教学过程中就很难将最新的知识传授给学生,和当前的设计方法脱节。
2)教学实践环节的针对性不强。培养工程实践能力是一般本科院校土木工程专业的人才培养目标,我校现实行的“3+1”的教学模式就是针对该人才培养目标提出的。所谓的“3+1”人才培养目标就是在本科四年中拿出一年的时间用于教学的实践环节,这里的实践环节包括各种课程设计和生产实习,学生通过课程设计会对一些基本结构和构件的设计有初步的了解,但在生产实习环节大多数学生从事的只是最基本的体力劳动,对实际工程的认识不够。现在高层建筑结构设计课程的每个知识点大多均为解决工程实际问题提炼而成,如果学生缺乏对工程结构的认识,那么对于高层结构中的概念设计、计算方法和构造措施就理解不够。
3)教学学时偏少,与抗震课程内容交叉重叠,教学方法与手段落后。在一般本科院校中,高层建筑结构设计为32学时,且开在第七学期,临近毕业学生面临就业、考研等多重压力,很难安心学习;在课程内容上高层建筑结构设计课程的内容与荷载结构设计方法、结构抗震设计的部分内容交叉重叠,分开教学导致知识点分散,教学效果不理想;课堂教学中大多采用传统的填鸭式教学方法,学生接触不到实际工程,体验不到以理论来指导实践的快乐,故无法激发学生的学习兴趣。
4)考核方式不尽合理。现在的高校仍然采用应试教育思想指导下的传统的考试模式,采用平时成绩加期末考试成绩的方法,考试形式单一、内容片面,很难全面客观地评价教学效果。作者根据近2年对高层建筑结构设计课程的考试方法进行改革,联系国家注册结构工程师的考试大纲和考核方式,让学生接触工程实践,让学生体会到学有所用的成就感,取得了一些成果。针对上述高层建筑结构设计教学中存在的些许问题,课题组的老师进行了相关的教学改革并在2012年申请了黑龙江省教育科学规划课题项目获得了资助。
2高层建筑结构设计课程改革的内容和方法
1)精简授课内容,避免不必要的重复。高层建筑结构设计是在荷载结构设计方法、钢筋混凝土结构、砌体结构和结构抗震设计课程修完之后开设的,与这些先修课程有着密切的联系,因此在教学过程中有部分内容交叉重叠,如竖向荷载和风荷载的计算;抗震设计中地震作用的计算;钢筋混凝土结构设计中框架结构的分析计算方法等这些内容均与先修课程重复,这就需要任课教师在满足教学大纲的前提下充分做好授课计划,事先做好已有知识和新内容之间的区分和衔接,避免与前述课程内容重复,造成学时的不必要浪费。在课堂讲解中做到重复的内容讲差别,相似的内容讲典型,重点锻炼学生运用计算方法和分析方法解决问题的能力,提高工程实践能力。
2)在课程内容的设置上,注重加强学生对概念设计的理解。在现有的高层建筑结构设计教材中,概念设计一般位于教材的第一、第二章,主要讲解结构体系与布置原则,但实际上,概念设计贯穿于结构设计的全过程。在教学中以生动易于学生理解的实例讲解晦涩难懂的理论,让学生从根本上理解。
3)改革考核方式,重点提高学生的知识运用能力。在土木建筑行业,与高层建筑结构设计相关的行业规范是《高层混凝土结构技术规程》和《抗震设计规范》。在土木工程专业课的学习过程中,大多数学生都以教材为主,而很少学习规范或者阅读一些参考资料,这就违背了一名未来土木工程师所必须遵循的基本理论。为了培养学生的工程师意识,在授课过程中适时引用规范中的条文进行讲解说明,既可以使学生接触到行业发展的最新动态,又对学生将来走上工作岗位后,考取注册结构工程师的职业资格有一定帮助。在考核方式上,采用注册结构工程考试的考试模式,开卷考试,在考试过程中可以携带相关教材以及规范,重点考核学生运用所学理论知识解决实际工程问题的能力,这样学生对知识点的理解更深刻、掌握更扎实,达到“卓越工程师”的人才培养目标。
4)强化课程设计、毕业设计、设计竞赛等环节,提高学生实践创新能力。在高层建筑结构课堂理论教学中,采用“五延伸”的教学方法,理论教学向现场、课程设计、毕业设计和各种知识竞赛、设计竞赛延伸,进一步提高学生的设计实践能力和创新思维能力。
a.课内教学向实验现场延伸,能够使学生对各种不同的结构有感官的认识,激发学生学习的兴趣。
b.课内教学向课程设计延伸,采取手算为主、电算校核、手算电算相结合的方式开展课程设计,使学生进一步加深对基本理论和计算方法的理解,初步体验到成功的乐趣。
c.课内教学向毕业设计延伸,毕业设计是土木工程专业最为重要的实践环节,通过毕业设计,使学生具备基本的设计能力,初步具备结构工程师的基本素质,实现“卓越工程师”的人才培养目标。
d.课内教学向设计竞赛、学科知识竞赛延伸,组织校内各种设计竞赛,为学生创造出良好的培养动手能力的环境,鼓励学生积极参加省内及全国大学生结构设计大赛,开阔学生的眼界,培养学生的创新能力。
e.课内教学向课外科技活动延伸,积极组织学生参加课外科技活动,参与到教师的科研活动中来,激发学生的创新科研能力。
3结语
高层建筑结构是土木工程专业的重要专业课程,作者通过多年的教学实践,对该课程的教学内容、教学方法和考核方式进行了改革与实践,取得了一定的成果。但由于专业的发展和各种因素的影响,该课程的改革还有很多事情要做,是一种值得继续探索和研究的系统工程。
作者:孟丽岩王涛高红梅陈勇单位:黑龙江科技大学建筑工程学院
一、以常微分方程求解器为基础的分析法
就现阶段而言,对于高层建筑的结构分析,一般情况下主要借助于常微分方程求解器,其已经广泛应用于高层建筑的结构分析中。常微分方程求解器是一种较为有效的建筑结构分析工具,其功能全面且可操作性较强,针对于一些误差极限,其可以进行有效的处理,最大程度的满足用户对解答精度的要求。常微分方程求解器在我国建筑结构力学体系中最为典型和突出的实例就是清华大学的包世华教授和袁驷教授,他们在高层建筑结构力学分析中运用了这种方式着手进行相关计算,其最为突出的贡献就是有效解决了我国现代高层建筑在建设设计和施工时的楼板变形时的静力计算、动力计算和稳定计算的问题。以常微分方程求解器为基础的分析法,运算较为简单便捷,在现代建筑结构力学分析中具有十分显著的优越性。
二、以有限条法和样条函数为基础的分析法
在进行对建筑结构力学的分析中,有一种分析方法为解析和离散相结合的半解析法,半解析法的基础是数学力学的相关知识,其最大的优点就是可以最大程度的减少有限元方程组,避免进行有限元的过多繁杂的计算,此外,也一定程度有限避免和解决了有限元法中较为常见的计算污染问题,计算污染问题的存在可以导致计算机计算结果的进一步恶化,半解析法可以有效对这一问题加以解决。
三、以分区广义变分原理与分区混合有限元为基础的分析法
协调元的利用和发展,进一步推动了分区广义变分原理的研究,促进了协调员在建筑结构分析中的更好运用。清华大学的龙驭球教授在该领域取得了突出贡献,其在分区混合广义变分原理的基础之上,提出了分区缓和有限元的方法。分区缓和有限元的方法其主要的理论依据是混合广义变分原理,这也是在位移法、杂交元法之后的一种新方法,分区缓和有限元的方法的优点似乎将弹性体划分为余能区和势能区,余能区所采用的事应力单位,势能区则是采用了位移单位。分区缓和有限元的方法其适应性较强,灵活性较高,此外,还可以有效保证收敛性,故广泛应用于对框支剪力墙和托墙梁结构的分析和计算之中。
四、高层建筑结构的弹塑性动力分析法
随着我国经济的不断进步与发展,现代高层建筑大量出现,而这也间接的推动了结构弹塑性动力分析的研究以及应用的深入和快速发展。弹塑性动力法的工作原理是,借助于地震波数值的记录,间接的将其输入结构,然后对结构的弹塑性功能大小进行合理的科学的分析,最后根据相关分析,针对弹塑性恢复的特点,建立与之对应的动力方程。在理论上,弹塑性动力分析法具有十分显著的优越性,诸如当发现建筑结构的薄弱的环节时,需要对其变形状况进行合理的分析,综合来看,这种分析是与实际情况相符合的;此外,弹塑性动力分析法也有着其自身的局限性,在使用这种分析法时,其前提条件与实际情况有着较大的出入,针对这种不足,国内外诸多学者都在深入对其进行研究,并通过人工随机输入地震波数据等进行完善。计算机结构模型进行优化和改进之后,采用层模型,对于多质点计算模型的方法也在不断进行完善。
五、以最优化理论为基础的结构分析法
这一种结构分析法可以说是结构最优化设计,这种结构分析法有效综合了数学领域中的最优化理论和计算机技术,并应用于建筑设计结构和力学分析的一种新的方式。这种结构分析法的主要优点表现在将被动化为主动,主动的对其进行设计。就当前来看,诸多学者表示对建筑结构的剪力墙刚度并不是越大越好,应该对剪力墙确定较为合适的刚度。这里所说的对于剪力墙刚度的合理确定,主要指的是以对剪力墙的刚度和外部因素诸如地震等作用之间相互作用进行分析,进而对地震等外力作用下合适的剪力墙刚度加以确定,倘若对这一部分进行了合理的优化设计,这就建立了决定剪力墙最合适刚度的数学模型,合理科学的数学模型不仅可以有效对建筑结构的剪力墙的最优化刚度值加以确定,这对于有效减少剪力墙的数量有着重要作用,此外,也一定程度的降低了工程成本和开支。
六、结语
综上所述,随着我国经济的快速发展,现代高层建筑中结构力学分析方法的重要作用愈发重要,为了更好的保证工程的质量,深入对现代高层建筑结构力学分析方法的探讨无疑有着十分重要的意义和作用。笔者衷心希望,以上关于对我国对现代高层建筑结构力学分析方法等方面的相关探究能够被相关负责人合理的吸收和采纳,进而更好的推动我国现代建筑行业的发展和进步,最大程度的保障建筑物的质量。
作者:毕冉升单位:吉林省建苑设计集团有限公司
1高层建筑施工特点
(1)高层建筑施工工期长,对于施工人员要求数量大,所耗物质巨大,而目季节性跨度大对各个季节变换要求要有更高的应对施工能力,对工作人员提出了更高的要求,加大了施工质量的控制难度。
(2)建筑物层数多、工作量巨大、施工技术难度大、高空作业危险性增大。对于在施工过程中高空安全问题、通讯交流、交通运输、工地废弃垃圾的处理等问题都是高层建筑施工中要克服的问题。
(3)建筑物的施工用地比较紧张。为了保证现场施工过程中交通的流畅,需要合理安排现场的临时施工建筑,并且合理分配材料的用量减少材料的堆积。充分利用半成品材料,例如:预制构件、现场加工的钢筋等商品。
(4)建筑物为了达到结构所要满足的稳定性,需要基础埋深地面5m以下。进行一层或两层的建筑施工的时候,要考虑地基的可靠性,同时这些楼层可以作为设备层及车库、辅助用房等。
2高层建筑施工质量控制对于高层建筑的施工从三方面来加以控制。
2.1测量要精准高层建筑的层数多,每一层带来的微小的偏差对这个建筑来说是不容忽视的。这就要求在每一层放线的过程中要仔细认真,在测量的过程中对于建筑物的轴网的控制、标高、垂直度的控制都要严格把关。测量数据的准确性将直接影响整栋建筑物的质量,因此在高层建筑施工中对于测量的要求应该经过多次严格的测量。
2.2对裂缝的控制高层建筑施工过程对混凝土的要求高,在现场浇筑时对于混凝土在水化硬化后产生的裂缝的控制很难控制。因此,在施工时控制裂缝的产生需要提前预防。例如:新浇灌混凝土内部温度差一定要控制在20℃以内,避免因内外温差过大使混凝土开裂。对混凝土的强度有更高要求。
2.3对于难以确定的问题要邀请专家组进行论证在高层建筑施工中时常会碰到一些意想不到的事情,对于这些比较特殊的问题不能仅凭自己的施工经验妄下结论导致工程事故的发生。如果施工方案不恰当,在基坑的施工挖掘过程中会导致基坑的坍塌。对于基坑的施工要求是一旦基坑的深度超过5m以上必须请具有丰富经验的施工人员和专家进行深基坑方案论证。对于浇灌完混凝土后对混凝土的养护也至关重要,混凝土在硬化的过程中需要大量的水分,保证水分的充足使混凝土在适宜的环境下完成硬化,另一方面避免水分蒸发过快,使混凝土内部产生收缩应力,使内部约束力过大,从而导致开裂。按照专家给出的支护方案才能进行组织施工。
3高层建筑施工技术
3.1深基础施工技术深基础施工技术是建筑结构施工中最重要的一项技术之一,也是施工技术较复杂、比较容易引发事故的施工重点部位。在施工时一定要保障施工的安全进行,要小心谨慎。
3.1.1地下水的处理对于解决地下水的问题,应该采取合理的方法。对于地下水的处理通常是根据地下水的深度、地下水所处的地质情况、地下水的状态等的不同情况从而制定不同的方法。在施工时常用的处理地下水的方法有单级、多级和喷射井点法、集水明排法。通过这些方法可以有效地控制地下水,从而使其基础施工、以及对基坑的保护起到一定的、有效的作用。如果基坑的水量通过上述方法排出时还不能正常施工,通常就要采用相应的截水措施。
3.1.2基坑的支护对于基坑的支护来说,应根据地质情况、地下水情况、土体周围的环境和设备处理条件制定相应的支护方案。通常采用的方法有:
(1)板桩支护。钢木混合板桩式支护结构、钢板桩支护结构。
(2)灌注桩支护。排桩结构、组合排桩结构、排桩或组合排桩加内支撑结构、排桩或组合排桩加土层锚杆结构。
(3)深层搅拌桩支护。
(4)土层锚杆。在具体运用时应结合地基的相关情况,尽量降低投资的成本。对于周围的土体来说,要想进一步对基坑的土体进行加固,就应该采取深层搅拌、灌浆、挤密的方法,这样可以防止由于边坡不稳定而引起的土体倒塌事故。
3.1.3开展信息化的施工信息化的施工给深基础施工带来了福音。在深基础施工过程中要进行详细的检测和分析,并目要提出相应的解决措施,这就需要利用信息化的施工技术。在很多施工案例中也可以证明,对于施工的质量和安全有着非常有效和必要的保障方法和手段就是对于深基础施工的全过程进行分析和监测。
3.2转换层施工技术在高层建筑中为了满足建筑物整体的刚度、稳定性等,在施工时要做出和平常相反的布置。为了陇调整体刚度,一般在建筑上层需要刚度较大的剪力墙,在下层需要换成刚度较小的框架柱。实现这样的结构形式,必须在建筑结构楼层中设置转换层。
3.2.1模板支撑体系的施工
(1)高层建筑转换层的作用是对高层建筑上下部荷载进行转换和保持平衡,其施工难度大而且相当复杂。
(2)为了使高层建筑结构施工顺利进行,需要选择一个合适的模板支撑体系。在模板支撑体系中有一次性制模支撑体系、载荷传递法支撑体系、结合浇铸法支撑体系等。具体的支撑体系的选用要根据现场的施工状况以及施工环境和施工特征来权衡。
(3)模板配置及支撑体系选用时,一般实施的步骤:画出排列图一讲解施工流程一讲解支撑、拆装、排列方法等。在清点现场支模材料的时候一定要确保材料的质量。
3.2.2转换层中钢筋的施工转换层中要确保钢筋在施工中准确地进行翻样和下料,这就要标施工人员必须仔细了解设计理念、文件资料以及相关的技术规定。另外还要准确地布置好钢筋的就位次序。转换层中钢筋的施工要注意的问题如下:
(1)预留钢筋定位控制中要确保预留钢筋截面小于转换层截面,确保楼面放线时剪力墙定位线、控制线以及梁的控制线都有放出,确保各种预留插筋布置施工时都严格按照技术标准执行。
(2)转换层的布筋难度大。主要是因为要布置大量的直径大的钢筋,而这些钢筋在梁柱节点处钢筋的绑扎和就位难度大。为了克服这一问题,在钢筋下料时必须严格按照钢筋的排列顺序进行,这样就减少了钢筋绑扎和就位的难度,进一步提高了施工的质量。
(3)转换层钢筋接头一般情况下都是采用螺纹连接或冷压套管及闪光对焊。然而为了解决弯头钢筋的旋转问题,一般采用螺纹接头的方法。
4高层建筑施工的安全管理
在高层建筑施工时为了确保工程在工期内按时完成,必须制定相应的规程以及管理模式。施工现场的安全问题也是要保障的问题,一定要把安全问题放在首位。高层建筑施工的安全管理从以下几点做起:
4.1实行责任管理制度建立完善的责任管理制度对于施工现场的安全起到至关重要的作用。以项日经理为首的安全管理组织是责任管理制度的一种常见形式。在项日经理的领导下开展安全管理活动,同时建立各级人员安全责任制度,明确每个人要承担的安全责任,同时定期检查安全责任落实情况,发现情况及时报告。
4.2安全教育与训练进行安全教育与训练是对施工人员的一次再教育,能让施工人员懂得如何防护、保护自己的生命安全。同时安全教育与训练是对施工人员行为控制的重要手段与方法。在进行安全教育与训练时要满足以下几点要求:
(1)安全教育与训练内容要合理,采取多种训练方式。
(2)安全教育与训练要作为现场施工人员的一种习惯,并且要作为一种制度进行实施。
(3)组织安全教育与训练要做到严格、严密、严谨,讲求效率。增强施工人员的安全意识,不断提高施工人员的自我安全防范能力。
4.3安全检查安全检查是对施工现场人员进行监督的一个环节,通过强制管理制度进行约束。安全检查是发现不安全状态和不安全行为的一种有效途径,是消除安全隐患、防止因事故发生而造成损失与伤害、改善施工现场环境的重要手段。
作者:郭盛科单位:福建省大田县龙顺建筑工程有限公司
1高层建筑施工中混凝土施工
1.1混凝土施工要求由于高层建筑楼层较多,而且具有较深的基础,所以在施工中对混凝土的质量具有较高的要求。在混凝土施工中运输和浇筑可以使用大型机械设备来进行,而且由于建筑施工具有较长的周期,所以需要在施工中进行分段连续进行,而且要对后期施工与前期施工的结合点进行重点控制。由于高层建筑具有较大的垂直高度,在建筑设计过程中需要对自然灾害所对混凝土带来的破坏影响进行充分的考虑,不仅需要设计符合相关的规范要求,同时还在确保所选择材料的质量,对于承重部位的混凝土施工,不仅需要确保混凝土达到标准的强度,而且还要对混凝土在不同天气、不同气温和不同条件下的变化进行深入的研究,确保材料配比率的适合度,加强施工工艺水平的提升,从而确保混凝土具有较高的稳定性。
1.2混凝土施工要点在高层建筑混凝土施工中,对于混凝土强度的控制,不能单纯的通过增加水泥用量,这样只会导致混凝土的变形和收缩增大,需要通过对水灰比的比率进行控制,从而确保混凝土的强度。即在确保水泥的标号符合设计标准要求的情况下,要适当对水灰比比率进行提高,从而确保混凝土强度的增加。而且在选择骨料时,需要确保其与水泥之间具有良好的粘结度,通过对混凝土进行合理的配合比,从而确保混凝土达到设计的质量要求。同时还要通过工地实验室来控制混凝土的配比性,确保混凝土具有良好的耐久性和和易性,使水泥的强度、砂度、含水率和含泥量都得到有效控制,确保施工的顺利进行。
2高层建筑混凝土施工中的原料控制
2.1水泥的选择混凝土出现温度裂缝是较为常见的问题,这主要是由于水泥材料中的水化热所导致的,所以在对水泥进行选择时,要在确保水泥的质量基础上,尽量选择低热水泥,而且严把水泥的采购关,不仅需要选择信誉好的大厂家,而且要对水泥出厂时的质量证明书进行检查,对水泥的凝结时间、安定性和强度进行确定,确保其与高层建筑混凝土施工要求相符合。
2.2骨料的选择骨料主要是指砂石等材料,所以在进行选择时,不仅需要确保其具有较高的质量和强度,而且要确保其具有稳定的物理和化学性能,骨料中不存在有机杂质和盐类。粗骨料则以自然连续级配和碎石为最佳,而细骨料则以中粗砂为宜。
2.3外加剂的选择为了有效地避免混凝土出现开裂的情况,则需要在混凝土配合比中加入适宜的外加剂。目前外加剂往往会选择粉煤灰或是木质素磺酸钙。由于粉煤灰可以有效地改善混凝土的干缩性和脆性,降低混凝土的水化热。而木质素磺酸钙作为阴离子活性剂,可以有效地降低水的表面张力,产生加气作用,可以有效地改善混凝土的和易性,减少拌合水的用量,而且减少水泥的用量,对于降低混凝土的水化热具有良好的效果。
3混凝土的养护技术
混凝土养护作为混凝土施工技术中非常关键的环节,在养护方法选择上通常以热养护、自然养护和标准养护为主,而且实际养护工作中,往往会根据现实的实际情况来选择适宜的养护方法,保持混凝土处于饱水的状态下。特别是在建筑物屋面养护过程中,由于屋面板表面体积较大,而且处于高处,具有较大的风速,给养护工作带来了一定的难度,混凝土浇筑完成后失水速度较快,所以需要在浇筑完成后,在表面进行洒水,然后利用塑料薄膜对表面进行覆盖,然后再对其采取适当的保温措施,确保达到混凝土养护的目的。
4结束语
近年来,高层建筑已成为当前建筑的主要形式,高层建筑施工项目不断增加,混凝土施工作为高层建筑施工中极为关键的一个环节,需要在施工前做好各项准备措施,在施工中加强质量控制,对施工进行精心组织,确保施工方案的合理性,从而有效的保证混凝土施工的质量。
作者:诸永文
1高层建筑结构选型的问题
当前我国高层建筑结构选型普遍不重视结构选型决策工作,而且缺乏一套完整系统、可行的方法来操作,仅以上部结构土建造价单一指标或几个易于转换成计量单位评估的定量指标来进行决策。因此高层建筑结构选型存在如下问题:第一是影响因素的不确定性。结构选型决策工作具有很强的综合性,包含大量确定与不确定的因素,多因素共同作用的结果决定结构的型式,需要对诸多因素做大量细致分析。对一栋高层建筑来说,按当前常规做法是不太可能得到完善合理的结构型式的。选错结构型式,不仅会使高层建筑综合经济效益低下,而且使该建筑物给社会经济环境带来不良影响。
第二是影响因素的多样性。结构体系的选择受到诸多条件和因素影响,除了要考虑工程造价和投资能力,还要考虑所选结构型式对建筑功能的适应性、施工条件、技术能力、施工工期、建筑材料和能源供应、建筑美学要求,包括建筑群及其环境的配合,建设场地的地形、地貌、自然灾害等等。一个合理的结构型式是通过进行多目标决策,将诸多因素统一协调而产生。而设计人员正是缺乏这种从整体(或全局)的综合经济效益出发来处理结构选型问题的观念,并由于缺乏处理模糊概念的方法和手段,不自觉地把不少本来为模糊的量忽略或当成确定性的,这使得设计变量和目标函数不能达到应有的取值范围,从而导致决策结果不是真正的最满意的。
2高层建筑结构选型的影响因素分析
2.1高层建筑结构选型不合理的情况及原因分析
2.1.1超出建筑结构设计规范中规定的适用范围高层建筑的各种结构体系有各自的适用范围,我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》(以下简称为《高规》)给出了各类钢筋混凝土结构房屋适用的最大高度。首先房高超规。如高规规定对位于IV类场地的建筑或不规则建筑高度应适当降低。抗震规范条文说明指出:“不规则或在IV类场地上的结构,适用高度一般降低20%左右。有框支剪力墙的结构,抗震的不利因素是明显的,适用高度一般降低20%~30%”。有的不规则高层建筑高度未按要求降低。其次是剪力墙间距超规主要体现为框剪结构中超过高规中关于剪力墙间距的规定和在有框支墙的现浇剪力墙结构中,落地剪力墙间距超过《高规》规定。超过的原因主要是为满足建设方对大空间的要求。
2.1.2选用建筑设计规范中没有的结构体系近年来,由于建筑功能、建筑艺术以及城市规划的需要,高层建筑不仅在层数、高度上迅速增长,而且结构体系日益复杂多变,很多高层建筑的高度已处于《高规》适用范围之外。这些非常规结构往往没有先例可依循,理论和实验依据不够,设计人员在没有充分计算、试验、论证的情况下自行“创新”出一些结构;这些结构型式本身就很可能受力不合理,更谈不上综合经济效益好。
2.1.3选用不合理的结构型式首先有的地方新建高层住宅采用重量大、刚度过大、地震反应力大、基础大、造价高、工期长、不利抗震、不便使用的小开间剪力墙结构。如新建4栋23层~25层高层住宅采用小开间剪力墙结构,两层箱形基础,结构方案不合理,造成很大浪费。其次高层建筑与裙房用后浇缝连成整体(包括基础与上部结构),一般裙房用框架结构,主楼用框剪结构或框筒结构或剪力墙结构。在用后浇缝连成整体前,高层建筑与裙房选用的结构型式均无问题,用后浇缝连成整体后则明显有剪力墙布置不均匀、不符合《高规》关于框剪结构中剪力墙最大间距的要求和剪力墙数量过少,其承担的底部弯矩小于总地震弯矩的50%等问题。
2.2影响高层建筑结构选型的因素
2.2.1结构选型必须保证结构体系的受力合理,要根据力学要求比较各种结构体系优缺点,选择出合适的几个结构体系,结合影响因素做分析、筛选。水平荷载在高层建筑结构设计中起控制作用,具体到非地震区,起控制作用的水平荷载就是风荷载。在风荷载作用下,高层建筑可能出现层间位移过大,导致结构体系中的承重构件如梁、柱、墙等出现不同程度损坏;或者整个结构摆动过大。因此,在非地震区,特别是风荷载较大的地区,高层建筑结构选型应对风荷载作用引起足够重视,选择时要考虑结构体系在强度、变形方面满足要求,还要使结构在风荷载作用下产生的振动控制在人对不适感的容许限度范围之内。现有地震灾害资料及工程经验表明,在满足建筑物使用功能要求前提下,地震区高层建筑的抗震安全性与经济合理性,很大程度上取决于抗震结构体系的选型是否恰当合理。而选型是根据抗震设防标准,抗震设防标准又得依据设防烈度,设防烈度又受建筑物所在场地的地质条件影响。因地震运动的随机性及复杂性,既不可能准确地划定高烈度地震可能发生的地区和范围,又不能在全国范围内普遍按照高烈度标准设防,给结构选型工作带来困难。实验表明,要合理选择抗震结构体系,使设计的结构总体方案更加创新和完美,精确的数值计算分析固然重要,但更有赖于正确运用概念设计的思想及工程经验的定性判断。所以,结构设计理论及计算手段改进也是影响结构选型的一大因素。
2.2.2经济因素对高层建筑结构选型的制约我国的“适用、经济、安全、美观”建设方针把经济放在重要地位,在结构选型决策时对不同结构体系进行经济比较具有重要性。从整体的和长远的角度利用综合经济分析方法系统地考虑结构方案的经济性。首先是不但要考虑某个结构方案付诸实施时的一次性投资费用,还应考虑其全寿命期费用;其次是除了以货币指标核算结构的建造成本外,还应从节省材料消耗和节约劳动力等各项指标来衡量。此外,从可持续发展的角度来考虑,还要特别考虑资源的节约;再次是某些生产性建筑若能早日投产交付使用,可以较快地回收投资资金,更能得到较好的经济效益。从能耗面分析,我国建筑能耗约占全国总能耗的25%~30%,随着人民生活水平提高,建筑能耗在我国总能耗中所占比例还将增加。依据国内外统计,日常使用能耗占建筑总能耗的90%以上,因此建筑节能的重点为日常使用能耗,其中尤以采暖及空调耗能为主。从结构施工周期的缩短考虑,可以使整个建筑更早地投入使用,取得经营收入,同时还可以缩短贷款的还贷时间,减少还贷利息。因此,即使结构方案的一次投资费用较高,也可能是经济的方案。从结构全寿命周期费用角度考虑,在进行结构方案的经济分析时,考虑一次性投资费用不够全面。一幢建筑物在其整个使用寿命期内(一般为50a)会发生其它费用,如结构的一般维护、维修费用,灾后的重建费用等等,这些费用的数额较大,进行结构选型决策时也应予以考虑。
2.2.3施工水平对高层建筑结构选型的影响建筑施工的生产技术水平及生产手段对建筑结构型式有很大影响,主要表现在先进施工技术、建筑结构方案密切与施工条件相结合以及施工使用阶段阶结构受力状况三个方面。施工技术条件不具备或选用的结构方案不适应现有施工技术能力,将给工程建设带来困难。在结构选型时,有关设计人员应与施工单位人员沟通,共同磋商解决选型中出现的矛盾。另外选择结构型式时应结合施工工艺因素考虑工程的具体施工条件。同一种结构型式可以对应不同的施工工艺,而不同的施工工艺会影响材料消耗、劳动力、工期及造价等技术经济指标和结构受力状态、抗震性能、计算分析及构造措施。因此高层建筑结构选型中应对施工工艺连同其它因素加以全面综合权衡考虑。
3高层结构选型的方法
高层建筑结构选型决策受诸多确定性因素和不确定性因素的影响。这些因素中有的能量化为定量指标,而有一部分要凭经验做出主观判断,因此比较分析备选方案应从定量分析和定性分析两方面进行。通常,先对备选结构方案进行定量分析,然后进行定性分析,最后两者综合起来进行整体成本分析,选出最佳方案。整体成本分析方法受到结构占用面积和结构施工工期两方面的影响。高层建筑采用钢结构或钢-混凝土混合结构的结构占用面积比采用混凝土结构的结构占用面积小,建筑的有效使用面积相对增加,在销售上就能体现出其经济效益,可以抵消一部分因采用钢结构而增加的费用。施工工期对整体成本的影响主要体现在“时间即是成本”的关系上。
4小结
结构选型所涉及的影响因素是比较多,它是一个多目标的综合决策问题。要求在确定决策的综合目标函数时,要尽可能多地考虑各种影响因素(包括确定性和非确定性的影响因素),并反映到具体的子目标函数上来。一个综合目标函数只有充分地考虑了大多数的影响因素时,得出的综合目标函数值才有足够的根据,最终的决策才可能有足够的说服力和可信度。从而综合目标函数值最高的结构方案即为能使该高层建筑的综合经济效益达到“令人满意”的结构方案。在考虑子目标函数时由于在多个目标之间可能存在矛盾甚至可能是互斥,对一个目标来说是最优的,对另一些目标就不一定能满足的情况,就不存在对所有目标都是最优的方案。这就形成一个对目标函数数量选择的“度”的问题。
作者:冯顺刘立单位:西华大学建筑与土木学院
一、高层建筑的设计特点
我国的高层建筑的设计特点大部分都集中的体现在侧移、结构延性、轴向变形和水平荷载等方面。而在一些竖零件中,由于楼房的自重问题以及楼面的使用荷载,而最终产生的弯矩数值还有轴力仅仅和楼房高度的成正比,另外由于竖向荷载较水平荷载具有的不确定性而具有确定性,所以,水平荷载往往在高层建筑中起到决定性的作用。而由于在水平荷载的作用下的结构侧移变形会伴随着这个高层建筑的楼层高度的增加而渐渐增大,所以,结构侧移都是整个高层建筑设计的关键因素和控制指标。除此之外,结构延性也可以作为高层建筑设计的重要指标。为了保证真个高层建筑拥有足够的结构延性,就需要使其结构在进入塑性变形的阶段时仍然具有较强的变形能力而不会使自身出现倒塌的现象,须在其结构的处理上采取相应的措施。此外,在整个高层建筑的设计中同样不能忽视高层建筑的轴向变形因素的影响。
二、高层建筑的构体系
2.1框架与剪力墙
当施工中单医德框架体系的强度及刚度无法满足施工的实际要求时,就需要在建筑平面的某些适当位置设立相应的增加较大的剪力墙来替代一部分框架,这就形成了框架-剪力墙体系。在受到水平方向力的影响时,框架和剪力墙都需要通过有足够大的刚度的楼板以及连梁组成的协同工作的结构体系。
2.2剪力墙体系
当承受力的主体结构主体部分全部都是由平面剪力墙构件组成的时候,就形成了剪力墙体系。在这种体系当中,一堵剪力墙就能够承受全部的垂直荷载及水平力。而剪力墙体系属于刚性结构的一种,其位移的曲线一般都呈现为弯曲型。而剪力墙体系自身的强度和刚度都很高,并且具有一定的延展性,抗震、抗倒塌等性能比较优越,是一种较为优秀的结构体系,能建的高度大于框架-剪力墙的混合体系。
三、高层建筑结构的相关问题分析
3.1结构超高的问题
在国家新出台的抗震规范和新规范中,对于建筑结构的总体高度有着一定的限制,尤其是新规范当中针对建筑物超高的问题,除此之外将以前高层建筑的高度限制设定为A级高度以外还新设立了B级高度,同时相应的处理措施以及设计方案也都有极大的改变。在工程师进行实际的工程设计工作时,可能出现的由于结构类型改变的问题从而忽略此类问题出现后将导致施工图纸再进行审查工作时未能通过,需要进行重新的设计和召开相应的专家会议来进行确切论证的情况,对工程的工期、造价等等整体规划都将造成很大的影响。
3.2短肢剪力墙设置问题
在新的施工规范中可以看到,对于短肢剪力墙的定义就是墙肢截面的高厚比为5~8的墙体,而且根据相应的实验数据以及工程师自身的经验,对于短肢剪力墙在高层建筑中的应用能力较低,同时也有比较高的限制,所以,在高层建筑的设计施工中,结构工程师应当尽可能的减少采用或不用短肢剪力墙,以避免产生关于设计方面的不必要的麻烦。
3.3嵌固端设置问题
我国目前的高层建筑大部分都自带地下室和人防,正因为如此,这样就有可能会将嵌固端设置在地下室的顶板上,当然也有可能会设置在人防顶板等等特殊位置,因此,就在这个问题的处理上,结构设计工程师经常会忽视了由嵌固端的设置位置不当带来的一些需要注意的问题,比如:嵌固端楼板本身的设计、嵌固端上下层刚度比的上限等等问题,而建筑工程必须要严谨,任何一个细小的问题都有可能在未来造成严重的后果。
3.4结构规则性问题
在当前新旧规范在这方面的规则出现了极大的差异,新的规范在这方面新增加了许多的限制条件,而且,新的规范增加了强制性的条文规定“即建筑不能采用严重不符合规范的设计方案。”因此,结构设计工程师自工作室就必须要注意对待新规范当中的的某些限制条件,以防止出现在施工后期设计图纸设计阶段的工作改动。
四、总结
近几十年来以来,高层建筑的建设方面发展极为迅速。但单一的从设计的质量方面分析,结果却并不理想。因为在高层建筑的结构设计工作中,结构设计工程师不能够仅仅单一的重视结构计算工作的准确性的同时,而忽略整个结构方案在实际的施工的实际情况,而是应该设计出更加合理的结构方案以便选择。高层建筑结构设计工程师应该根据工程的实际情况来进行具体的分析,并利用自身所掌握的知识以及经验对实际建筑设计中遇到了各种问题进行适当的处理。
作者:许继文姜明单位:河南智博建筑设计有限公司
一、高层建筑工程施工造价的特点
高层建筑施工造价控制和管理的水平将对工程能否顺利完成、施工单位能否得到应得的经济回报有着直接的影响。通常情况下,高层建筑工程施工造价的特点归纳为以下几个方面:
(1)大额性。高层建筑施工量巨大,一般都是高投资的项目,因此造价也相对高昂。普通高层建筑的工程造价都会达到几百万或几千万,而某些大规模高层建筑的造价基本要达到九位数以上。正因如此,做好了施工造价的控制,所带来的经济效益也都是非常大额的;
(2)复杂性和广泛性。会对高层建筑的施工造价产生影响的因素非常多。在项目的施工过程中,人员、技术、设备、管理以及材料对会对其产生影响,另外,高层建筑在施工时一般会分成几个小项目交由不同单位完成,要做好施工造价的管控工作,就必须对这些小项目的造价进行控制。
(3)阶段性。高层建筑工程的施工工作是分为若干个阶段的,因此,对于其施工造价的控制与管理工作来说,对造价的管理工作也需要分成若干个阶段来执行。在每个阶段,工程的造价都需要与工程的实际作业以及市场价格密切联系。由于市场变动性和施工的阶段性,每一阶段工程造价管理工作的内容都是不同的。
二、高层建筑工程施工造价控制与管理的有效措施
2.1高层建筑工程施工造价控制与管理的基本措施。
2.1.1从施工技术上做好造价的控制与管理工作
专业的施工技术对于高层建筑工程的施工工作来说是必不可少的,因此,这就要求施工单位在不断地提升自身的技术水平的同时也要做好对专业技术管理。施工单位除了要做到大力地推行和使用新技术、新工艺和新材料,更要不断创新,引入更加先进的技术工艺加以研究分析,改造出适合自己本身情况的技术。虽然这样做增加了一部分技术成本,但带来的工期和原材料的节省、施工质量的提升完全可以弥补这些增加的成本并创造更高的收益,发挥新技术的作用。
2.1.2对高层建筑工程项目进行精心的组织
如何在高层建筑的施工中合理运用先进的组织和设计方案是一个难以解决的问题,为此,施工单位要采取更加科学的施工手段,积极向国际先进水平学习,并对整个施工单位的建设队伍进行一定的组织优化,使资源的配置更加高效合理。在施工的准备阶段,施工队伍要做好技术交底的工作,让施工人员准确的掌握设计的目的,为施工组织方案的合理确定打下牢固的基础。另外,要合理的对施工中的各项工作进行分配,确定每一道工序都能得到认真的执行并不影响其他工作进行,不产生有人无法完成任务、有人无所事事的现象,提高施工造价控制和管理工作的效率。
2.1.3重视对施工原材料的管控工作
第一,在项目的施工准备阶段,要对原材料的市场价格进行审核,确保其各项参数符合设计要求后,才可让其进行施工现场,在保障质量的前提下,尽量选用价格低廉的材料。第二,对于已经进场的原材料,应对其进行有效的管理,采取有针对性的防潮、防盗和防火措施,施工的过程中严禁出现偷工减料以及以次充好的问题,同时做好对施工现场的秩序管理工作。
2.1.4从安全管理的方面保证造价控制及管理的效果
安全管理工作是施工单位开展各项施工活动的基本前提,是施工管理工作的重点工作之一,施工中施工单位要坚决杜绝为了降低工程造价而牺牲安全建设的行为。施工单位要保证在施工安全管理上投入的精力,对处在施工第一线的工人进行安全工作的培训和教育,在施工现场针对危险性较大的作业要加大安全设施的投入,并做好安全防护用品的更新和维护,最大限度的预防安全事故发生,保证一线施工人员的安全,并且提升施工单位的经济效益,以取得理想的施工造价控制和管理的效果。
2.2采用信息化的管理手段
我国目前的高层建筑造价管理工作还存在有许多问题,如信息资源开发不当、信息披露制度不健全、信息化人才缺失以及信息资源利用率低等,这些问题的存在都拉低了我国的高层建筑施工造价管理和控制工作的水平。为此,我们可以通过现代科学的信息化管理手段,重点做好以下两个方面的工作:(1)做好对原材料的信息化管理工作。建立原材料市场价格信息管理库,根据所收集到的信息及时地更新数据库中的材料价格,保证原材料价格的时效性;(2)加强对工程造价数据的信息化管理。采用更先进的计算机信息技术,通过模拟工程建设,对工程中会产生成本的地方进行估算,得出科学的数据。
三、结束语
通过上面的分析阐述,我们分析了高层建筑工程施工造价控制与管理工作的重要性、特点以及相关措施。高层建筑施工造价的管理和控制工作是一项需要耐心和严谨的具有系统性的工作,看似可有可无,但在面对市场越来越激烈的竞争时,它所能发挥的作用是非常大的。因此,施工单位绝对不能忽视对施工造价的控制和管理工作,要从施工的技术、组织、原材料管理以及施工安全等各方面着手,有针对性的对造价进行管控。同时,可以通过现代信息化的科学管理手段,来对高层建筑工程的施工进度进行合理划分,保障施工工程高质量的按时交工,最大限度的保证施工单位的经济效益和市场名誉。
作者:郝琳单位:河北省第四建筑工程有限公司第四分公司
1、混凝土配合比
高层建筑混凝土的配合比根据实际施工时所采用的砂石料、水泥、粉煤灰及外加剂的性能进行配合比试验,确定最佳的混凝土施工配合比。但遵循以下总的原则:高层建筑混凝土采用低水化热水泥,并采用“双掺技术”(即掺加粉煤灰及外加剂),降低混凝土的入仓温度等措施,以改善混凝土的性能,减小混凝土的水化热。混凝土的性能要求如下:
1)坍落度:12mm~18mm。
2)具有良好的流动性、和易性及可泵性。
3)混凝土要求具有微膨胀性能,以避免由于混凝土收缩而使两个侧面产生收缩裂缝,影响混凝土结构实体受力情况。
混凝土各种原材料选择:
1)水泥。普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO•SiO2)、硅酸二钙(2CaO•SiO2)、铝酸三钙(3CaO•Al2O3)、铁铝酸四钙(4CaO•Al2O3•Fe2O3)。从水泥的主要成分我们不难看出水泥的水化热是比较高的,水泥水化后产生的大量水化热在混凝土中不易散发,导致混凝土的内部温度过高与混凝土外部产生温差,在温差的作用下使混凝土内部的压力与外部的拉应力相互作用,使混凝土的表面产生不规则的应力裂缝。所以我们在施工时应该选择水化热比较小的水泥并通过其他的措施改善混凝土的内外温度差,减少混凝土温度裂缝的产生。
2)集料。在混凝土配合比中集料分为粗集料和细集料,粗集料一般采用粒径为5mm~31.5mm连续级配的矿质碎石,在碎石使用前应进行相关的试验包括碎石的级配、碎石针片状、碎石的压碎值,经试验合格达到施工技术规范要求方可使用。细集料一般采用河砂,河砂一般为中砂,粗细集料的合理选择可以减少水泥的使用量,这样可降低混凝土的水化热,降低混凝土温差和混凝土的收缩性,更好的发挥混凝土实体的工作性能。
3)掺合料。在混凝土配合比中主要的掺合料是粉煤灰,粉煤灰主要是热电厂生产的,粉煤灰延缓了水化速度,减小混凝土因水化热引起的温升,对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。其次,粉煤灰还可以改善混凝土的工作性,便于混凝土的施工。但是混凝土中粉煤灰的用量也是有要求的,一般采用胶体物的20%~25%,粉煤灰在水泥水化较慢时可以提供反应需要的水分,使水泥的水化更加的充分,使水泥的作用达到最佳效果。
4)外加剂。对混凝土的外加剂这里说法就比较多了,因为外加剂的种类比较多,例如减水剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂等都是外加剂,在混凝土中常用的外加剂为减水剂,减水剂的用量一般为胶体的1.2%~2.3%,根据实际设计配合比也许会更对,这要看混凝土的型号以及施工部位。减水剂能够起到减小水泥水化热并且补偿混凝土收缩张力的作用,从而增强了混凝土抗裂性。在混凝土施工的过程中,配合比使用的原材料都应该经过试验检测,合格后才可以使用。在混凝土搅拌的过程中应该安排专职的质检员进行质量控制,保证混凝土的工作性。
2、高层建筑混凝土施工
1)混凝土的运输。
a.混凝土采用现场搅拌站生产混凝土,6台罐车运输,采用2台混凝土泵车浇筑。
b.混凝土坍落度在140mm~180mm,混凝土入模前由质检人员检查混凝土的和易性和坍落度,合格后方可浇筑。
2)混凝土的浇筑施工。
a.在混凝土浇筑前应该做好准备工作,对于混凝土的初凝试验应该试验完毕,这样有利于我们了解混凝土的初凝时间,便于施工中控制浇筑速度。
b.浇筑混凝土时,先将模内杂物清理干净。为防止混凝土离析,浇筑时采用导管或溜管插入模内浇筑,不允许由承台顶放入混凝土。混凝土自由倾落高度不超过2m,混凝土堆积高度不超过1m。
c.混凝土分层浇筑,根据试验经验每层厚度控制在30cm左右,每放一层料时先将料扒平再开始振捣。振捣采用插入式振动器,振动器的移动间距不超过振捣器作用半径的1.5倍(距离在30cm~35cm范围内),与侧模保持5cm~10cm的距离。插入下层混凝土50mm~100mm,每一处振捣完毕后边振捣边徐徐提出振捣棒,避免振捣棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。
d.先振捣边角处,再从两边向中间振捣,振捣时间控制在30s左右,以混凝土停止下沉、不再冒气泡、表面呈现平坦、泛浆为准,在混凝土的振捣过程中有现场技术人员严格控制。振捣模板附近的混凝土时,既要振捣好,又不得碰撞模板和埋设好的预埋件、绑扎好的钢筋,尤其是靠近模板的钢筋。为减少混凝土表面气泡,同时稍微超浇,以便在清除表面浮浆、凿除混凝土松散层后不影响施工接缝的处理。
e.为保证混凝土的外观质量,混凝土浇筑时安排专职质检员对混凝土质量进行监控确保混凝土的和易性、流动性,并控制混凝土的坍落度基本相同,以保证混凝土表面颜色一致。混凝土浇筑过程中有专人看护模板,防止螺栓松动导致跑模影响混凝土质量。钢筋保护层用定型塑料垫块,严禁用钢筋做垫块。
3)注意事项。为保证混凝土的外观质量,采用同一厂家、同一批次的同标准水泥,严格控制混凝土的坍落度,混凝土的坍落度过大容易出现混凝土缓凝和离析的现象,影响结构物的质量。严格控制混凝土顶面标高。混凝土振捣密实后用木板按控制点高程将顶面混凝土刮平收浆,用钢丝刷作横向拉毛处理。防止混凝土浇筑、养护时对已浇混凝土表面造成污染。若被污染时及时用清水冲洗,同时对易被污染的部位进行成品保护。
3、混凝土实体养生
人工洒水养生,保证混凝土表面保持湿润。混凝土的养生时间应该持续7d左右,混凝土在浇筑完成的初始3d的水化热最大且混凝土的强度这期间增长最快,这就需要混凝土保持一定的温湿度,以保证混凝土强度上升需要的湿度,7d后水泥的水化热逐渐减小,这时混凝土的强度上升比较慢。每次浇筑混凝土时留2组~3组试块与现浇结构同步养生。
4、结语
在混凝土结构的高层建筑施工环节中混凝土部分的施工是重中之重,关键环节。因此在混凝土的配合比、原材料使用、混凝土运输、混凝土现场检测、混凝土浇筑、养生等环节,我们都应该重视,在每个施工环节都进行严格的质量控制,这样才能确保混凝土的施工质量。
作者:贾升琪单位:山西宏厦第一建设有限责任公司
摘要结合施工现场的特定条件,采取由浅基到深基的施工步骤,对不同体量的承台制定不同的浇筑方案和技术措施,有效地降低了泵送大体积混凝土内部的最高温升,消除了冷缝现象。在承台中间设置棋盘式高低水平施工缝,取得了良好效果。
关题词高层建筑基础承台大体积混凝土泵送混凝土施工缝养护
海口市交行大厦主楼地下3层,钢筋混凝土筏形基础承台板厚3,00m,平面48.80m×48.80m,承台混凝土量为6360m3。商住楼地下2层,承台板厚1.80m,混凝土量为1817m3。地下车库承台板厚1,00m,混凝土量为2319m3,承台中段设后浇带1道。承台混凝土强度等级为C30,抗渗等级S6,总量10496.00m3。
1施工方案
(1)为保证相邻已有建筑安全,先施工商住楼、车库基础,后施工主楼基础,这样承台施工由浅入深,同时也降低了商住楼、车库的基坑降水费用。
(2)主楼承台分两层浇筑,每层厚1.5m,商住楼承台一次浇筑,承台中心水平位置埋设①50冷却循环散热水管,距承台底300mm至承台表面向上1叨mm埋没50垂宜散热水管,间隔6000肋21双向均匀布置,即采用内散外蓄综合养护措施降低大体积混凝土的温升值3车库承台以后浇带分段一次浇筑至标高。(3)混凝土由现场搅拌。砂、石计量采用HP—800和风—800自动配料机各2台。混凝土输送采用HBT—60输送泵,管径①125,输送能力16。58IJ/h3同时采用吊斗容量为1m3的四23—B塔吊1台吊运部分混凝土,以免浇筑过程中产生冷缝。
2保证大体积混凝土质量的措施
2.1选择合适水泥
主楼及车库承台采用“红水河”525R普通水泥,商住楼承台采用“三鑫”425R普通水泥o
2,2减少水泥用量
为减少水泥水化热,降低混凝土的温升值,在满足设计和混凝土可泵性的前提下,将425R水泥用量控制在450k8/m3,525R水泥用量控制在3如k8/m3。
2,3掺外加剂,控制水灰出
根据设计要求,混凝土中掺加水泥用量4%的复合液,它具有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂4种外加剂的功能。溶液中的糖钙能提高混凝土的和易性,使用水量减少20%左右,水灰比可控制在0.55以下,初凝延长到5h左右。
2,4严格控制骨料级配和合泥量
选用10.40mm连续级配碎石(其中10.30mm级配含量65%左右),细度模数2.80-3.00的中砂(通过0.315n凹筛孔的砂不少于15%,砂率控制在40%—45%)。砂、石含泥量控制在1%以内,并不得混有有机质等杂物,杜绝使用海砂。
2,5优选混凝土施工配合比
根据设计强度及泵送混凝土坍落度的要求,经试配优选,确定混凝土配合比如下:采用425R水泥时为水:水泥:砂:碎石:复合液=0.25:1:1.82:2.51:0.04;采用525R水泥时为水:水泥:砂:碎石:复合液:0.50:1:2:2.77:0.04,坍落度150J18cmo
2,6严格控制混凝土入模温度
施工过程中应对碎石洒水降温,保证水泥库通风良好,自来水预先放入80m3的地下蓄水池中降温。浇筑主楼承台时,将水预先放人商住楼地下二层水箱中降温,使入模温度控制在25以下o
2,7加强技术管理
加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工,明确分工,责任到人。加强计量监测工作,定时检查并做好详细记录,认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝,并采取措施加以杜绝。2,8合理组织劳动力及机械设备
(1)施工人员分两大班四六制作业。每班交接班工作提前半小时完成,人不到岗不准换班,并明确接班注意事项,以免交接班过程带来质量隐患。
(2)承台浇筑采用泵送,并用塔吊配合,以免接、拆泵管或堵管时混凝土出现冷缝。砂、石采用自动配料机配料,装载机配合。每台泵输出混凝土量为22m3/h左右,塔吊吊运混凝土4.5m3/h池左右。
2,9采用切实可行的施工工艺
主楼、车库、商住楼承台浇筑,均由东向西不间断地推进(图1)。根据泵送大体积混凝土的特点,采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法,能较好地适应泵送工艺,避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长,从而提高泵送效率,简化混凝土的泌水处理,保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况,在每个浇筑带的前后布置两道振动器,第一道布置在混凝土出料口,主要解决上部混凝土的振实;由于底层钢筋间距较密,第二道布置在混凝土坡脚处,以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进,振动器也相应跟上,以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚,故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍,打磨压实,以闭合混凝土的收水裂缝。
2.10加强混凝土的养护及测温工作
(1)采用蓄水法保温养护,蓄水深度19cm以上。商住楼承台在混凝土施工期问通入冷却循环水,以便加快承台内部热量的散发(图2)。为保证冷却水温度控制可靠、流量调节方便并节约用水,将循环水管的一端接至用于地坑降水的①150总排水管,另一端接至承台面,使冷却水与养护循环往复,有效地控制内外温差。
(2)为及时掌握混凝土内部温升与表面温度的变化值,在承台内埋没若干个测温点,采用L形布置,每个测温点埋设温管2根01根管底埋置于承台混凝土的中心位置,测量混凝土中心的最高温升,另一根管底距承台上表面100mm,测量混凝土的表面温度,测温管均露出混凝土表面100n皿。用100的红色水银温度计测温,以方便读数。第loJ5d每2h测温1次,第6d后每4h测温1次,测至温度稳定为止。从3个承台的测温情况看,混凝土内部温升的高峰值一般在3。5d内产生,3d内温度可上升到或接近最大温升,内外温差值在20℃左右,控制在规范规定范围内,未发现异常现象。
3几点体会
(1)采用内散外蓄综合养护措施,可有效降低混凝土的温升值,且可大大缩短养护周期,对于超厚大体积混凝土施工尤其适用o
(2)主楼3.00m厚承台设计时,在承台中间设置了垫20@2肋水平抗缩钢筋网片。采用“水平分层间隙”施工方法,分两层进行浇筑,间隙时间7d以上,分层厚度各1.5m,抗缩钢筋网设置在下层1.5m的上表面。在工期允许的情况下,这种施工方法可降低内部最高温升、减少人力、材料及机械设备的投入。
(3)主楼承台混凝土分层浇筑,下层混凝土的表面设置了棋盘式高低块(高差5em),形成上下连接的键块,并将抗缩钢筋网支撑钢筋伸出浇筑面20cm以上。在混凝土终凝前用钢丝刷拉毛表面水泥膜层处理水平施工缝,再溜扫冲洗干净,这样可加强上下层混凝土的连接,提高抗剪能力,节省凿毛施工缝的人工。
(4)大体积混凝土采用泵送工艺,泵送过程中,常会发生输送管堵塞故障,故提高混凝土的可泵性十分重要。须合理选择泵送压力,泵管直径,输送管线布置应合理。泵管上须遮盖湿麻袋,并经常淋水散热。混凝上中的砂石要有良好的级配,碎石最大粒径与输送管径之比宜名1:3,砂率宜在40%。45%间,水灰比宜在0.5—0.55间,坍落度宜在15—18cm间。
(5)由于大体积混凝土承台连续浇筑,故浇筑现场须设防雨棚,并在基坑四周,设置盲沟和集水井。
摘要:深基坑支护工程是近20年来随着城市高层建筑的发展而形成的一门新兴技术,其理论还有待于不断完善。如何选取一种在经济、技术上都合理的支护类型,必须充分考虑施工现场的环境、工程地质条件以及具体的工程要求。
关键词:深基坑支护施工监理
0引言
深基坑支护工程是近20年来随着城市高层建筑的发展而形成的一门新兴技术,其理论还有待于不断完善。如何选取一种在经济、技术上都合理的支护类型,必须充分考虑施工现场的环境、工程地质条件以及具体的工程要求。
1深基坑支护工程的监理
1.1设计方案及其审查基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。而深基坑设计方案合理与否,直接影响着深基坑支护工程的成败。成功的工程设计方案应该是合理安全,科学实用的。在进入施工现场时,监理人员应对施工方案进行审查,深入了解设计方案,发现问题及时与设计人员沟交流,使得各个程序顺畅有效的进行,从而可以真正地保障工程的质量。
1.2分包单位的选择由于深基坑支护工程具有的专业性和特殊性,一般来说,总包单位选定具有实力和能力资质都合格的专业队伍,组织队伍进行分包施工。监理单位应严格执行职责,协助业主审查总包单位选定的施工单位,同时防止施工过程中再次出现转包,严格保证工程质量。
1.3施工组织设计的审定建筑施工单位应该认真编制施工组织设计方案,但是现在的建筑单位往往是套用别的工地的现成的施工组织设计,然后再做一些小的改动。虽有些是自己编写,又大多质量低劣,失去了指导意义。所以,这就要求监理人员对施工单位提交的施工组织设计进行严格审核,提出修改意见,严格确保工程质量,经过监理总监审批合格后施工方才可以动工。
1.4施工过程控制在此阶段,监理人员要遵循监理规划,需要根据地质勘探资料和当地条件,结合本地施工的情况,对于工程的关键项目,要求施工单位制定专项施工方案。监理机构对此进行审核,通过后方可施工。这个阶段是项目的关键阶段,特别要注意突发事件的应对,最好是提前制订好预防措施。
1.4.1深基坑支护工程的施工深基坑支护工程的施工是集挖土、挡土、围护、防水等多项目结合的系统工程,任何项目的出错都很有可能会导致工程整体的失败。所以,这就要求我们监理单位在项目实施过程中尽职尽责,敦促施工单位按照规程和预先设定好的施工技术规范组织施工,尽量将工程的每个环节都纳于监控之下,确保不出事故,顺利按期完成工程。
1.4.2深基坑周围土体止水效果的控制在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程的施工带来了相当大的危害。施工单位应该从防水、降水和排水三方面来制订止水方案,根据掌握的地质资料,驶入了解周围环境的实际情况,制定出切实可行的措施。不能一味简单地靠抽水来达到止水目的。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其常用的施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。使用这种方法难度较大,技术复杂,所以一定要对以下几个方面严加注意:
①保证桩体质量,注意水泥浆的搀加量,保证桩体搅拌均匀,②保证桩的搭接长度和密实度,杜绝出现空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。③不能随意在基坑支护结构上开口以便运土,否则会破坏止水帷幕,造成地下水的渗入等问题。
1.4.3深基坑支护的信息化管理随着现代社会的发展,计算机和网络已经应用到经济生活的各个领域,建筑行业也不例外。在进行深基坑支护工程时,同样需要我们利用现代化的信息技术,以提高工程效率。基坑支护结构的信息化管理主要手段是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测,将基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位的情况数据化,比照勘察、设计的预期性状,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过预警值时可及时采取有效的应对措施排除危害,确保工程安全。
深基坑支护结构工程监测的内容主要安排以下几项:
①支护结构顶部水平位移;②支护结构沉降和裂缝;③临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;
观测结果要真实反映所测因素影响的动态趋势,结合相关的诱发条件和结合基坑支护结构的稳定性计算,排除险情。开挖较深的基坑,还应测试支撑的内应力,当应力达设计值90%时(或支撑变形达10mm时),要及时采取防范措施。
1.4.4突发事件的解决建筑行业的施工参与人员多、技术复杂、工程周期长,从工程开始施工到完成,会发生很多不可预料的问题,这要求我们的监理人员要具备良好的心理素质,遇事不可慌乱,然后需要对可能要出现的问题心里有数,事先要做准备,免得事到临头,手足无措。一般情况下的突发事件有:
①基坑内管涌、流砂;②基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;③气象异常,出现连续多日的狂风暴雨;④相邻工地的施工影响如降水、打桩、开挖土方;⑤地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工。超级秘书网
2几点体会
2.1基坑支护施工是个隐蔽工程。对施工过程的每一个环节、每一个工序均要严格把关;对重要工序、关键工序要设立停止点,要进行监理旁站。
2.2在施工过程中,随着地质条件的变化及某些情况的改变,往往要涉及到增减工程量。此时监理要及时地与设计、建设单位取得联系,按照设计变更文件,认真地核实工程量,如实地做好签证。
2.3基坑支护施工涉及到的施工单位多,如土方单位、基坑支护施工单位、主体施工单位、监测单位等,容易造成各方面的矛盾和不协调,所以各方要相互支持、相互配合,才能顺利地进行施工。
2.4基坑支护是个技术专业性较强的工程,监理公司应有这方面的专业人才,才能确实做好深基坑支护监理工作。
2.5有的建设单位对支护工程的重要性认识不够,不愿多投入,常干扰监理的工作,所以监理人员在坚持原则的同时要耐心细致地做好建设单位的解释工作,经常沟通加强联系,才能取得建设单位的信任和支持。
1增强施工队伍建设
首先要建立起工程设计、工程图纸审核以及组建施工队伍,工程的设计环节是工程防水实际质量的关键因素,遵循建筑施工单位对其地下室的具体功能的要求,工程设计人员需要实施防水和排水双重结合的手法,实施复合式防水体系以及在重点的防水区域加设多道防护措施。对工程的设计的图纸实施严格的把关,要明确工程设计对地下室中的防水质量以及处于防水期的抗渗漏等级,防水工作的具体实施要点以及在防水材料的选择和实际施工中需要注意的问题等,要和工程设计相关人员共同研究和探讨施工设计的有效性和科学性,提升地下建筑工程中防水工作的重视程度,切实做好工程图纸的审核工作。要对施工队伍的整体素质施工水平、工程业绩、以及人员方面的组合和质量担保都要进行严格的审核,从中选择出一支优秀的、施工技术较为完善、整体素质较高的防水施工队伍,要按照工程施工的标准程序,对施工的前期、中期和后期进行全程的质量把控,增强工程的跟踪监管,从整体上提升工程质量[3]。
2混凝土施工在地下室防水中的作用和质量控制
施工单位需要对实际使用的混凝土进行严格的检查,其中就包含了抗渗混凝土的专项配置以及专题的实验,在混凝土通过标准的检测之后,根据施工要求的比例对混凝土进行准确的配制,不但需要外加剂的填充,同时还需要土质加粗和细骨料双重配置的混凝土,以此来提升混凝土的实际比重,提升了混凝土结构的防水能力以及抗渗透能力。此外,还需要选择等级较高、性能较强的膨胀剂,对工程用料实施检测的实验室需要对混凝土材料进行科学的配比和设计,在对混凝土进行设计的过程中要求抗渗水的压力值要比预期设计的数值高出0.2Mpa,混凝土的实际用量要超过300kg/m3,水灰比要低于0.55,砂率需要保持在35%~45%之间,入泵坍的实际落度不能超过140mm。要对混凝土的振捣过程进行质量的把控,严格遵守工程设计方案中所设定的方案实施振捣,以此来防止墙体出现冷缝形成渗水的通道。施工单位要充分重视混凝土的在振捣过程中的操作,确保每一个浇筑头上都具备一个振捣器,在施工的过程中,混凝土的施工需要由后向前开始,但是振捣工作必须要从前向后进行,以此来防止出现漏振的现象。运用商品混凝土的时候,首先需要对运输路径进行实施充分的考虑,适当增加混凝土的凝固时间,防止混凝土在浇筑的过程中出现墙体冷缝,并且要延长混凝土水化热峰值实际出现的时间,缩减由于温度差所形成的裂缝[4]。地下室工程中的整体的建筑模版不能过早的进行拆除,不然就很容易导致混凝土内部结构产生内伤,进而造成了意外的漏水和渗水的状况。防水所用的混凝土需要长时间的带膜保养,在进行拆模之后的纵向构件,像地下室中的侧面墙壁等,应该运用涂刷式混凝土保护剂的形式对其实施墙体保护。
3对防水工程构造在施工中的质量加以考虑
①地下室中的地板和墙体的相结合处禁止留下施工缝隙,如果是工程需求中需要留下施工缝隙,那就需要事先预留下墙身距离地板大约五百左右处,并且需要呈现凸型。②在对金属防水板进行设置的时候,实际的宽度和厚度需要符合相应的标准,而且需要焊接接缝处的接头。③在出现裂缝的地方安装橡胶止水带,必须要将其两边的铁丝环固定在侧翼的钢筋上,在进行混凝土的浇筑过程中,要充分考虑一侧倾倒的状况,振捣的时候使得两边都处于均匀状态,以此来保证止水带处于准确的位置上。④在穿墙的套管方面,必须要在其中间的位置上焊接金属材料的止水盘,并且实施非常精准的预埋。
4增强特殊区域的防水工作
首先就是对施工缝的问题处理。施工缝的问题处理是高层地下室防水工作成功实施的关键因素,如果其中任意一个环节出现了差错,都将会产生影响到建筑的整体防水效果。在实际的工作当中要最大程度上消除施工缝的问题,在地下室的底板和墙体的连接地方必须要留置止水控制带,应该做成企口的形式而且需要增设相应的钢板止水带,具体实施方式就是要在地板的混凝土浇筑完成之后,在板墙的起台时候,将已经加工好并且已经定型的钢板焊接起来,然后在插入榫头。
5结束语
本文主要是对高层建筑中地下室防水工程的具体实施方式和质量进行了分析和探讨,通过本文的讲述我们可以明确:在高层建筑工程的地下室防水工程中,相比其他普通楼群的地下防水有着很明显的区别,高层建筑的地下防水在质量方面要求的更加严格,地下室防水是高层建筑中一项非常重要工程项目,它不但直接关系到居民的生活、居住的环境以及卫生条件,同时在很大程度上也决定了建筑的使用寿命长短。所以说做好地下室的防水工作是当前高层建筑中非常重要的环节。
作者:徐伟
1冷热水管道应设计及规范要求
在立管及直线水平管道应按设计及规范规定的距离必须加装管道补偿器,同时在补偿器的一侧加装管道固定支架,防止管道热胀冷缩导致管道破裂。楼层高度大于6m,每层管道管卡不得少于2个;管卡安装高度,距地面应为1.5~1.8m,2个以上管卡应匀称安装,同一房间管卡应安装在同一高度上;高层冷热给水立管应在规定的楼层高度加装固定支架,防止高层冷热给水立管发生振动,导致管道三通及弯头处发生破裂漏水。
2管道低点排水及高点排气
在管道最低点及水平管道起弯不能排净水的弯点加装泄水阀,泄水管接至地漏及排水管,方便日后泄水检修管道;冷热给水管道的最高点应设置排气阀,水平管避让其他专业管道管线存在P弯高点必须加装排气阀,排气阀排气口应用胶管连接至地漏及排水管道处,防止排气阀排气时会发生滴水,破坏天花吊顶等。
3高层建筑冷热给水系统调试要点问题及分析
3.1高层建筑冷热给水系统管道承受的静水压力过大
由于高层建筑整体的管道竖向距离长,因此高层建筑冷热给水系统很容易就会造成下层配水点承受的静水压力过大。高层建筑冷热给水系统中下层配水点承受的静水压力过大,可以采取分区供水的措施解决。分区供水的方式有很多,最常见的分区供水方式是底层由室外管网直接供水,高层则是采用变频调速供水系统或是水泵加高位水箱系统。虽然如此,无论哪种分区供水方式都必须满足规范要求,即卫生器具配水点处的静水压力值和进户管水压力的最低要在0.35MPa之下。但是,若高层建筑的高度在100m以上,则应采用垂直供水方式。这种分区供水的方式应满足的规范要求是:卫生器具配水点处的静压力值最低应在0.45MPa之下;若是出现特殊情况,卫生器具配水点处的静压力值最低应在0.55MPa之下;必要时根据设计水压设置冷热给水立管安装压力平衡阀,抵消低层管道过大的静水压力。
3.2防止管道震动位移、管道发生破裂等事故
高层建筑冷热给水系统送水调试时,应防止即时送水过大管道排气不畅产生水锤及水流冲击导致管道震动位移,管道发生破裂等事故发生。因此,对于高处高层建筑冷热给水系统调试,严禁空管送水,必须管道满水后,再进行水泵送水。防止排气不畅,水流过急,导致水锤等效应,冷热给水管道振动,偏移导致管道破裂,支架松脱等安全事故发生。同时在水泵出口处应设置防水锤的止回阀,防止水泵启闭时发生瞬时水锤振断给水管道。
3.3高层建筑冷热给水系统管压控制难度大
由于高层建筑的楼层一般都比较高,使得其冷热给水管道的长度较长、水量也比较大,从而导致在进行给水的过程中会产生比较大的压力,进而增大了管道控制的难度。因此,必须采取行之有效的措施来增强对管压的控制。本文主要采用试压试验的设备与装置选择的措施来具体分析该如何解决这个问题。由于高层建筑的给水系统复杂且庞大,应选择电动试压泵进行试验。在试验开始之前,应对冷热给水系统的各放水部位,采取临时性的封堵措施,并在给水系统的最高点处设置自动排气阀,以便于在试验过程中进行排气。同时,还应在系统的最低点设泄水阀,当试验结束后,便于泄空系统中的水。给水管道试压前,管道接口不得进行油漆或保温,以便进行外观检查。试压装置如下图1所示:结合上图,由于高层建筑给水系统较为复杂,一般采用分区和分系统的方式进行试压试验。其试验步骤主要包括了以下三点:第一,如上图1所示,首先应将试验装置中的进水管道,与自来水管进行连接,以保证试验中的水源提供;然后将图中的将1、2、4阀门关闭,打开阀门3和室内给水系统最高点排气阀,试压泵前后的压力表阀也要打开;当排气阀向外冒水时,应立即关闭,再关闭旁通阀3。第二,开启试压泵的进出水阀1、2,启动试压泵向冷热给水系统进行加压。要求整个加压的过程应分阶段的实施,通常2~3次以后才可提高到试验压力。每完成一个阶段的分压加压以后,应停止加压并检查各种设备和管道是否出现问题。第三,当给水系统管道的压力提高到试验设计压力以后,应停止加压并在该压力状态下观测10分钟,要求压力降低幅度不得超过0.02MPa,然后再将管道压力降低到正常工作压力进行观测。要求整个试验过程中,管道及各连接部位都应当不渗不漏。如果发现有渗漏问题,应当对该部位做好标记,将试验水泄完并进行维修以后,再进行试验,直至整个给水系统均符合标准为止。
4结语
高层建筑冷热给水系统安装与调试工作的质量,对整个系统运行的安全与可靠起到了至关重要的作用。本文着重就高层建筑冷热给水系统,在安装调试过程中的相关工艺要点问题进行了分析与探讨,以此希望能对实际工程建设的开展能起到一定的参考与借鉴。
作者:万海山 卢高玮 单位:广东省工业设备安装公司
1结构的规范性问题
近年来,国家加大了对建筑行业的宏观调控力度,明确规范了高层建筑物的安全使用要求,对高层建筑结构设计进行了更多的限制,主要体现在对高层建筑工程项目中可能存在的安全隐患的防控。例如:严格要求建筑结构设计中,建筑结构嵌固端的下层和上层感度比必须控制在规范要求范围内。国家不断出台了新的建筑结构设计规范规则,并明确指出在建筑结构设计中,不能使用不规则的结构设计方案。高层建筑结构设计人员在实际的设计工作中,必须严格按照新规范进行设计,避免为高层建筑结构设计埋下安全隐患。
2抗震设计问题
抗震设计规范明确规定了抗震设计目标,并针对不同地区、不同重要性的建筑对抗震设防进行了合理分类。因此,在进行高层建筑结构设计时,必须要使结构能够满足延性要求。同时,在抗震设防中应当遵循多道设防原则。当第一道防线的抗侧力构件在遭遇地震被破坏后,要能够有第二道,甚至是第三道防线立即接替,使建筑物不至于倒塌。当高层建筑物在遭受地震后,重力荷载是导致建筑倒塌的直接原因。因此在进行高层建筑结构设计时,必须优先选择轻质高强的原材料。在满足强度和结构变形要求的前提下,综合考虑经济性因素,尽可能选用质量较轻的材料。高层建筑结构设计师要能够与时俱进,积极应用成熟、可靠的现代化技术和新产品,不断提高自身设计水平,为建设优质工程贡献自己的一份力量,为企业争取良好的经济利益。在高层建筑结构设计中,利用结构自身的抗震性能来抵抗地震作用,是一种较为被动消极的抗震政策,建筑结构一旦发生破坏,造成的人员伤亡和经济损失将会不可估量。因此,在进行高层建筑结构设计时,必须通过为结构施加控制装置,加强结构减震控制。在地震来临时,控制装置和结构自身共同承受地震作用,通过二者的协调作用,能够有效减轻地震反应。基础隔离是结构减震控制的一种很好的方法,通过安装隔震装置系统形成隔震层,能够有效延长结构周期,使结构本身处于延性工作状态,有效吸收地震能量,减小结构主体的地震反应,避免房屋破坏甚至倒塌。
3建筑超高问题
建筑开发公司为了为自身谋取更多的利益,通过提高建筑高度来提高土地的利用率,虽然在很大程度上降低了工程建设项目成本,但也给高层建筑结构造成了超高问题,并存在很多私自在建筑物上增高的违反操作现象。我国部分城市处于地震高发区,在进行高层建筑结构设计时,设计师要充分根据不同地区的地质地貌情况,考虑当地地震发生的趋势。建筑的超高问题严重影响了高层建筑结构的抗震效果,为建筑结构的安全使用埋下了隐患。近年来,国家逐步提高了对建筑物超高问题的重视程度,要求建筑结构设计完成后必须经过层层审批,通过后方可开工。这样,在很大程度上避免了开工一段时间后又发现超高问题,有助于确保工程进度。同时,高层建筑施工是一次性的工程,中途返工会造成高额经济损失,加强审批,有助于避免不必要的经济损失,防患于未然。目前,我国对于高层建筑结构高度有了更加详细的划分,建筑设计人员应当在设计之前明确自己的结构高度分类,并严格按照相关规定进行设计,提高高层建筑结构质量安全。
4嵌固端设置问题
目前,大多数高层建筑物设有两层或两层以上的人防或者地下室。高层建筑物的人防及地下室的顶板上都要设置嵌固端。此时,高层建筑结构设计就要考虑嵌固端设置可能造成的问题。在进行结构计算时,要考虑嵌固端设计对计算参数的影响,全面考虑其可能造成影响的多种可能,有效协调高层建筑结构抗震缝的宽度及缝隙与嵌固端的位置,并将嵌固端的上层和下层对应的感度比值控制在规范要求的范围内。此外,在进行高层建筑结构设计时,要为嵌固端楼板设计合理的位置。在进行嵌固端的设计时,要综合考虑各方面因素,选择最优的设计方案,尽可能避免其在高层建筑结构使用过程中出现安全问题。这样,在确保结构安全的前提条件下,有助于促进建筑工程项目的顺利完工。
5结语
综上所述,高层建筑结构设计是一项技术含量较高、综合性较强的工作,而我国高层建筑结构设计中还存在很多问题。本文分析了高层建筑结构设计特点,并针对结构设计中存在的问题,有针对性地提出了解决问题的办法。目前,建筑行业仍在快速发展,高层建筑业也在发生着日新月异的变化,对结构设计的要求越来越高。研究高层建筑结构设计中的若干问题及对策有助于为提高我国高层建筑设计水平提供参考,不断完善和发展高层建筑。
作者:易红军 单位:伊犁花城勘测设计研究有限责任公司
针对许昌高层建筑基坑施工过程中地下水资源的严重浪费问题,如何采取有效的措施,对策和方法进行地下水资源保护和充分利用是摆在城市建设管理过程中一个棘手难题。就目前许昌城市发展速度和城市规划方向来看,今后一段时间内许昌高层建筑仍然是城市建设的主流。为保护许昌地下有限水资源,建设节约型城市,是全面落实科学发展观的需要,是建设资源节约型和环境友好型社会的需要,是实现经济社会可持续发展的需要,必须予以高度重视。许昌高层建筑基坑施工地下水回收再利用措施如图2所示,可以从相关法律法规建设、拓宽地下水再利用渠道以及加快地下水绿色回收技术开发等方面开展。
1加大政府干预力度,建立健全相关法规
促进许昌高层建筑基坑施工过程中排出的地下水的合理开发、有效利用,促进高层建筑基坑施工地下水再利用的制度化、规范化,这就要求许昌市各个政府职能部门(住建局,城市规划局,环保局等)之间的协调和协作,更需要这些政府职能部门加大干预力度,以此对房地产开发企业、建筑施工企业施加压力,杜绝地下水的浪费。而仅仅加大政府干预力度还远远不够,同时要求制定并出台相关法律、法规政策对房屋开发公司以及建筑施工单位等相关单位进行约束,使得高层建筑施工过程中地下水能得到合理开发,得到合理利用,杜绝严重的地下水资源浪费现象。这些相关法律、法规的制定和实施是杜绝高层建筑施工时地下水浪费的重要保障。此外,这些相关法律法规的执行需要专门的监管部门的监督,使得这些相关法律法规能得到有效的执行。
2拓宽高层建筑基坑施工地下水再利用渠道
杜绝或减轻许昌高层建筑基坑施工地下水的浪费现象,除了政府相关职能部门的通力合作,法律法规的健全、建设以及监管部门的强有力监管之外,另一方面要求对高层建筑施工过程中汲取的地下水进行多渠道再利用,使得地下水资源能得到充分、有效的循环和再生,即拓宽高层建筑基坑施工地下水再利用渠道,如图3所示。从图3高层建筑基坑施工地下水再利用渠道系统图可以看出,高层建筑基坑施工地下水汲取之后,可以通过简单的处理进行建筑场地内和场地外地下水再利用。建筑场地内地下水再利用可以通过多种方式,如用来冲洗施工现场的施工器具、作为混凝土的拌合用水、混凝土的养护用水、建筑工人生活用水、锅炉采暖用水、建筑场地消防用水、建筑场地地面洒水、建筑场地公用厕所冲洗用水等。如果地下水水质达标,宜优先采用地下水作为施工现场混凝土搅拌用水和部分建筑工人生活用水。此外,还可以将汲取的地下水进行建筑场地外转移,作为建筑场地外用水。如直接将地下水用来作为许昌市内河水补给来源(如图4所示)、作为乡镇农田水利灌溉来源、市政绿化用水来源、城市道路路面洒水、建筑工地附近居民生活用水等。经过拓宽地下水再利用渠道,使得高层建筑基坑施工汲取的地下水得到充分和有效的利用,间接杜绝或减少高层建筑施工过程中地下水资源的浪费。
3加快地下水绿色回收技术开发
绿色施工与绿色建筑一样,是建立在可持续发展理念上的,是可持续发展思想在施工中的体现,因此应该满足可持续发展的要求。落实到具体的方面,就是《绿色建筑评价标准》中所提出的节地、节能、节材、节水和环境保护与舒适空间的要求。这些方面不是独立的,而是相互关联的。这就要求,对于高层建筑施工过程中汲取的地下水后处理最理想的办法就是将汲取的地下水归还于地下,这样不但可以保护有限地下水资源的稳定循环,同时减少由于过度汲取地下水造成相邻建筑物的不均匀沉降。因此加快地下水绿色回收技术开发是解决许昌高层建筑基坑施工地下水浪费问题的环保型对策,亦是最该优先选用的地下水处理方法。地下水绿色回收技术指没有经过污染的地下水,经过过滤或简单的处理手段对地下水进行回收。回灌井点技术是在降水井点与保护建筑物之间采用一般降水井点降水设备加回灌水箱等构成回灌井点,通过回灌形成一道隔水帷幕,以补水保持原地下水位。此外,还可以在回灌井点附近设置砂井,并沿砂井设置砂沟,将井点抽出的地下水适时、适量地排入砂沟,再经砂井回灌到地下的砂沟砂井回灌技术。通过地下水绿色回收技术开发能大大降低地下水资源的浪费,同时可节省大量的地下水处理费用,起到经济、绿色、环保三重作用。
4结语
本文对许昌市高层建筑基坑施工地下水后处理现状进行了调查分析,通过调查分析发现许昌高层建筑基坑施工过程中存在地下水严重浪费情况。在所调查的建筑场地中将近90%的建筑场地没有对汲取的地下水进行后处理而直接排放到市政管道里,造成了许昌地下水资源的浪费。针对存在的问题,文章提出了杜绝和减轻许昌地下水资源浪费的相关对策和建议,如加大政府干预力度,建立健全相关法规、拓宽高层建筑基坑施工地下水再利用渠道、加快地下水绿色回收技术开发等。在拓宽高层建筑基坑施工地下水再利用渠道措施中,文中给出了建筑场地内和建筑场地外地下水再利用渠道,这些建议和措施对许昌保护有限地下水资源起到借鉴和指导的作用。
作者:张成兴 朱亚红 单位:许昌学院土木工程学院
1.水平承重结构的选型
水平承重关系到整个建筑的稳定性,其结构主要平板体系、无梁楼盖和肋形楼盖等。对于平板体系,以单向或双向板来组成剪力墙结构,适宜结构较低、层高较低的高层建筑,当跨度较大时,则不适宜平板结构。无梁楼盖多应用于层高受限的公共建筑,其跨度要求为普通钢筋混凝土楼面跨度≤6m,预应力楼面≤9m。为了满足跨度较大的高层建筑,可以设置密肋楼盖方式,以现浇梁板为定型模板,如筒体结构的角区楼面可以采用密肋楼盖。
2.基础结构的选型
基础是高层建筑结构设计的重要内容,其结构选型是否合理关系到整个房屋的造价、安全和施工工期等方面。因此在基础结构选型上,需要从多个方案的对比中来选择。对于层数不高、地基土质较好时的框架结构,可以采用柱下独立基础,锚入长度≥40d。对于建筑层数不高、土质一般的框架或框架-剪力墙结构,可以采用交叉梁基础。
3.高层建筑结构的布置研究
在结构布置上,通常需要从建筑功能使用要求、消防要求、承载受力分析、地基沉降以及地震影响、施工经济性等方面来合理选择。其主要内容有平面布置、竖向布置及变形缝布置。(1)平面布置对于平面结构布置,原则上满足简约、规则、对称要求,并对平面长度或突出部分采取必要的加强措施。如对于规则平面结构进行布置时,在剪力墙面积不变情况下,要满足自振周期和侧移量较小的要求。对于不规则平面,利用计算结构特征值的方式,分析受力性能,减少结构抗扭刚度。(2)竖向布置在竖向布置上,对于高层建筑要满足强度与刚度的均匀、连续。尤其是在满足抗震要求时,要从抗侧向水平力上提高建筑的稳定性。其布置要点有:一是对于竖向结构宜规则,尽量减少外挑或内收;二是对于抗震级数要求应满足本层侧向刚度相邻上层的70%或其上相邻三层平均值的80%;三是竖向结构宜连续贯通。对于高层建筑竖向不规则结构时,要结合立面及使用功能来布置,如侧向刚度不规则,抗侧构件不连续、楼层承载力突变等,在布置时应减少转换层的厚度及数量,增加转换层上第1层的层高,增加下层剪力墙厚度,提升下层混凝土的强度等级等。(3)变形缝设置在高层建筑结构布置上,对于变形缝的设置至关重要。特别是温度变化诱发的温度伸缩缝、沉降诱发的沉降缝及其他因素导致的建筑层间刚度差异形成的变形缝。一方面在建设上加以防渗、防震、防水等处理,另一方面是从设计上来进行合理布置。如对于层数、荷载相差较大的高层建筑可以设计成主楼、裙楼,来避免不同基础沉降带来的内力和变形影响;对于不设沉降缝时,可以在裙楼一侧设置后浇带;在施工中先施工主楼,后施工裙楼。
4.结语
高层建筑结构体系较为复杂,特别是随着新结构的出现,对高层建筑受力特征的分析,更应该从结构选型和布置上加以优化。另外,在建筑材料使用上,多采用轻质、高强材料来减少自重;对结构选型上多考虑组合方式,以实现高层建筑功能多样化需要。
作者:白朝陆 单位:西安未央湖建筑装饰工程有限公司