时间:2023-07-12 17:08:44
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12篇超高层住宅设计要点,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。
关键词:超高层;给排水;设计要点
中图分类号:TU208 文献标识码: A
一、超高层建筑给排水设计的内容
给排水系统包括给水系统、排水系统与消防水系统。其运作方式主要包括气压罐给水、高位水箱供水等,气压罐给水主要利用管网压力向供水点持续给水,当管压降至最小作业压,气压罐的离心水泵开始向管内灌水,待管压回升后停泵;高位水箱供水则是通过存储水量、调节水压进行供水,当水流量与外网水压未达设计要求时,调节池利用离心水泵提升水压。排水系统设计主要采用分流制,从而提升节能水利用率,另外还需通过水力计算控制排水管的流量,防止其超过上限,减少水流冲击对管道的伤害。消防水系统的设计目的在于提高建筑物的消防安全性,因此在设计时室内消火栓以减压式的网状结构设计为最佳。
二、超高层建筑给排水设计要点
1、超高层建筑的给水系统设计
1.1给水系统
从目前超高层住宅小区的给水方式来看,因多为小于120m的超高层建筑,主要采用的是“水箱―――变频供水设备―――用水点供水”的方式。此种方式供水可靠、维护方便、能够避免高位水箱带来的二次污染。根据GB50015-2003《建筑给排水设计规范》(2009年版)3.3.5条,通常对小于120m的超高层住宅给水系统分为4个区。对供水压力超过0.20MPa的楼层采用支管减压阀减压供水,支管减压阀减压后阀后压力为0.20MPa。此种减压方式虽然增加了减压阀的数量,但相对于立管设置减压阀的方式,该方式维修方便,且维修时影响的范围较小。分户水表设置在每层的管道井内进行集中管理。
1.2给水管道的敷设
超高层住宅小区的市政给水管通常敷设于地下室顶板上,上接室外消火栓,也有部分市政给水管同加压的给水主干管一样,敷设于地下室内。对于带有商业网点的普通住宅或商住楼,笔者建议将底层的商业用水干管也敷设于地下室顶板下,这样便于以后维修及集中设置水表。加压后的给水主干管在地下室内分别接至每栋楼管井中的立管。给水支管目前常用的敷设方式有两种,一种是敷设于垫层内,一种是明装,安装于梁下。根据《建筑给排水设计规范》第3.5.18条规定,敷设在垫层或墙体管槽内的给水支管的外径不宜大于25mm。而就目前的施工情况来看,有时建筑面层达不到要求,为了避免地面开裂,有时会对结构板进行剔槽,这是违反规范规定的。且给水管敷设于垫层内给检修带来一定的困难,如果漏水甚至还会破坏建筑结构板,带来严重的后果。笔者建议采用明装,安装于梁下的走管方式,对于目前新建的住宅建筑来说,一厨两卫是很常见的配置,且生活阳台也有用水点,用水点比较分散,管线较长,因此在敷设管道时靠近墙角或者梁边,再结合二装进行装饰,这种敷设方式,虽然一定程度上影响了美观,但是从使用角度上来讲更安全、可靠。
2、超高层住宅建筑的排水系统设计
2.1排水支管的敷设
(1)厨房排水支管的敷设
从实际的使用来看,厨房设置地漏已失去意义,且在水封得不到补偿的情况下容易窜至室内。目前新建的超高层住宅中,大部分厨房均与生活阳台连通,不设置地漏也不会造成排水不畅的隐患。目前的设计中,厨房的排水没有像卫生间那样采用降板或者侧排的方式进行同层排水设计,因为往往厨房是与生活阳台共用排水立管,而生活阳台上还有地漏、洗衣机等排水点,如果要做到同层排水,必然会增加土建费用或者增加立管,而厨房排水通常是很少的,为此增加投资并不合适。
(2)卫生间排水支管的敷设
为了不使卫生间排水支管进入下层户内空间,目前对卫生间进行同层排水设计主要有两种方式:(1)卫生间降板;(2)采用侧排方式。从目前的设计情况来看,大多数住宅卫生间采用的是卫生间降板的处理方式,因为此种方法简单有效,且对卫生器具没有特殊要求,而采用侧排方式的同层排水,对卫生器具有特殊要求,这会对以后业主使用带来不便。卫生间降板方式的同层排水即将卫生间排水支管敷设于卫生间降板范围内,此种虽然施工较为方便,但不易进行管道检修,因此在实际设计过程中,需要做好降板面层的防水措施;其次建议在降板部分侧面设置侧排地漏,以便排出可能出现的积水。在不影响建筑使用及满足规范的前提下,笔者建议对于排水立管敷设于卫生间内的情况,可考虑结构降板300mm;而对于排水立管敷设于卫生间外的情况,因支管要穿出卫生间,从两块板之间接出,可考虑结构降板350mm。
2.2排水立管的敷设
排水立管及通气立管宜布置在用水量大的卫生器具附近,尽量将立管设置在厨房、生活阳台、卫生间等墙角处,且尽可能减少对厨房、卫生间使用的影响。对于某些户型,在不影响建筑外立面效果的情况下,也可以将立管设置于外墙凹槽内,但此种设置方式或多或少会影响立管检修及清通。对于超高层住宅的排水立管,因建筑高度的原因,会在排水系统中形成很大的重力势能,笔者还建议设置消能装置,可将消能装置安装于避难层立管上。
2.3排水管材的选用
根据国家相关规定,住宅建筑的排水管道多用U-PVC管及铸铁管。对于超高层住宅因抗震的要求,排水立管应选用柔性排水铸铁管,承插式橡胶圈柔性接口。卫生间、厨房排水支管可采用实壁硬聚氯乙烯(UPVC)塑料排水管,承插粘接。
3、超高层住宅建筑的消防系统设计
3.1自动喷水灭火系统设计
根据GB50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》7.6.1条规定:建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房,除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外,均应设自动喷水灭火系统。因此针对超高层住宅建筑,住宅部分应在走道设置喷头,按轻危险级布置。同时还应与建筑专业协调,确定户门为甲级防火门。对于超高层住宅小区的地下车库应按中危险Ⅱ级布置喷头,且对于一类车库,建议增加泡沫罐。自喷系统中各水力报警阀接管点处的最大压力控制在1.2MPa以内,系统最不利点处喷头最低保证压力≥0.05MPa,当配水支管≥0.4MPa时设减压孔板减压。但当供水压力超出各水力报警阀接管点压力要求时,在水力报警阀前设减压阀减压。
3.2消火栓系统的分区及管道敷设
室内消火栓给水系统采用竖向分区,分区最大静压力控制在1.0MPa以内。根据建筑高度,并结合楼内各个功能进行竖向分区。对于超高层住宅小区,建议在分区时尽量减少塔楼内的消火栓环网,将消火栓环网尽可能的移至地下室,这样可以在保证消防安全的情况下减少影响层高的可能性。超高层住宅小区内,必然是由一些高度不同的楼栋组成,因此在分区时可以将一些高度小的楼作为一个消火栓分区,以实现减少环网的目的。在小区内最高住宅建筑的屋顶设置消防水箱,并应保证最不利点消火栓静水压力及喷头压力,不能保证时需要设置增压设备,当增加设备间设置在大屋面层时,应避免设置在客厅及卧室上方。
3.3消防系统的管材选用
对自喷消防系统和消火栓消防系统高区立管及地下室横干管应采用加厚内外热镀锌钢管,其余立管及横干管应采用内外热镀锌钢管,连接方式均为螺纹接口(DN
结束语
较之其他形式的民用建筑,在消防给水系统以及给排水系统的设计中超高层建筑对系统的要求更高,需要系统具有更加安全可靠的性能保证,因此要求设计者在进行设计时在规范充分理解相关规范的前提下,结合实际的建筑特点对设计以及施工技术进行完善和总结,不断的优化该排水系统、消防系统,使得系统更加的经济合理、安全可靠。
参考文献
[1]蒋天才.高层建筑给排水系统的设计[J].科技创新导报.2011(20)
关键词:应急照明;高层住宅楼;控制;防火规范
随着社会的发展,高层住宅楼越来越多,高层住宅楼具有面积大、结构复杂、人员密集、用火用电勇气量大的特点,一旦发生火灾,人员逃生和灭火救援都非常困难。高层住宅楼由于建筑层数多,垂直疏散距离长,人员疏散到安全场所所需时间较长。对于大多数高层住宅建筑(除100米以上的超高层建筑),没有相应可靠的避难层,而且基本上都是一个单元只有一个疏散楼梯,一旦发生火灾,人员疏散十分困难。应急照明在火灾发生等特殊情况发生时的作用是毋容置疑的。
一、对高层住宅楼划分的理解
根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)第5.1.1民用建筑根据其建筑高度和层数可分为单、多层民用建筑和高层民用建筑。高层民用建筑根据其建筑高度、使用功能和楼层的建筑面积可分为一类和二类。民用建筑的分类应符合表1的规定。对于住宅建筑,《建筑设计防火规范》以建筑高度27米作为区分多层和高层住宅建筑的标准;对于高层住宅建筑,以54m划分为一类和二类。代替了原国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-1995中按9层及18层的划分标准。个人理解,随着社会的发展,现在的高层住宅楼的户型和风格越来越多样化,出现了很多层高较高(有的层高达5.9米),而一般住宅楼的层高大概是2.8米到3.2米,这样如果再用层数来划分高层住宅楼,会出现同样都是10层高层住宅楼,其建筑高度可能相差很多,如果再用层数来划分,可能造成有些住宅楼本应该属于二类高层,结果按照原有规范不需要按照二类高层设计,相关的应急照明设计也会出现问题。可见现有新规范用建筑高度来界定多层和高层住宅建筑的标准是非常人性化的。
二、高层住宅楼应急照明设置的相关依据
《住宅建筑电气设计规范》(JGJ242-2011)的第9.3.1条、第9.3.2条、第9.3.3条分别规定了住宅建筑应该设置的应急照明。
三、高层住宅中应急照明的常见种类
应急照明方式常见的有以下几种,如图1所示,灯1、灯2、灯3、灯4、灯5和灯6分别代表了不同类型的应急照明的灯具。其中:灯1代表着事故时刻强制点亮型的疏散指示通道照明,常用在高层住宅楼的楼梯间,这类灯平时不点亮,在火灾等事故时刻能够强制点亮。灯2代表平时兼做一般照明的疏散通道照明,常用在高层住宅楼的楼梯间,平时可以正常的开启或关闭,当事故发生时,如果该灯具处于开灯位状态则继续点亮工作,如何该灯具处于熄灯位置可以通过消防信号强行点亮。灯3代表常明型的应急照明灯具,常用在高层住宅楼的暗的楼梯间、电梯间及其前室中的疏散指示照明,此种应急照明灯,无论平时还是事故状态始终处于点亮状态。灯4代表常暗型的应急照明灯具,常用在高层住宅楼的明的楼梯间、电梯间及其前室中的疏散指示照明,此种应急照明灯,由于平时有自然光照明,不需要点亮,当事故时可以通过消防信号强行点亮。灯5代表采用感应型灯具的应急照明灯,此种灯具用于高层住宅的楼梯间,通过感应信号点亮,当发生事故时,无论是灯具处于感应点亮状态,还是处于熄灭状态,就可以点亮。灯6代表自带蓄电池的疏散指示照明灯,此类灯具一般用于楼梯间、电梯间及其前室中的疏散指示照明,其平时有双电源供电,为灯内蓄电池充电,当出现事故状态,由具有分励脱扣器的断路器控制,使其灯具强行点亮。
四、结束语
应急照明的设计是高层住宅楼建筑电气设计的一个重要组成部分,本文根据最新建筑电气相关规范,提出了高层住宅楼应急照明设计的几个问题。
参考文献:
[1]JGJ242-2011.住宅建筑电气设计规范[S].[2]GB50016-2014建筑设计防火规范[S].
[关键词]:超高层住宅;剪力墙;基于性能的抗震分析
中图分类号:TU241文献标识码: A
1 工程概况
某超高层住宅项目处于大连市东港区,场地北侧为大连万达公馆,南侧与维湾广场隔长江路相望,东临辽宁省检验检疫局。本工程总建筑面积22.96万m2,地上建筑面积18.14万m2,地下建筑面积4.82万m2。共两层地下室,其中地下二层为车库及设备用房,地下一、二层局部为核6、常6级甲类防空地下室,地上建筑包括两栋独栋商业及三栋超高层住宅。超高层住宅首层局部挑空为大堂部分, 2~50层为住宅部分,标准层层高3.3米,建筑总高度为167.10m;塔楼分别在15、27、39层设3个避难层。
2 结构体系
2.1上部结构
本工程地上部分主体结构为50层,室外地面至主屋面高度为167.95m。
主体结构采用钢筋混凝土剪力墙结构。剪力墙墙厚根据计算确定,一般墙肢厚度详见表1。标准层平面结构布置图见图1。
主要墙体厚度 表1
图1标准层平面结构布置图
2.2地基基础设计
根据场地地质勘察报告分析,本工程采用桩筏基础,桩端持力层座落于中风化板岩层,桩型采用机械成孔桩,饱和单轴抗压强度标准值,桩径1.4m,单桩承载力特征值为14000kN,筏板厚度2.4米,基础埋深12.3m。单独地下室部分及独栋商业部分基础坐落于强风化板岩层上,地基承载力特征值fak=400 kPa。裙楼地下室部分采用独立柱基础防水底板,防水板厚0.5m。在塔楼与地下室之间设置施工后浇带以减小二者之间的差异沉降。由于抗浮水位较高,经复核,单独地下室部分结构自重无法满足整体抗浮要求,故在上述区域采用抗浮锚杆以抵抗较大的水浮力。
3上部结构超限情况及性能目标
3.1超限情况
1.高度超限
高度超限,主体高度167.95m,超过《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)规定的B级钢筋混凝土剪力墙结构适用的最大高度150米的要求,属于超B级高度超限高层。
2.平面不规则
建筑二层楼面局部开大洞,楼板不连续,导致该层平面不规则。
3.扭转不规则
塔楼在地震作用下和风荷载作用下,最大弹性层间位移角与平均层间位移角的比值存在大于1.2但小于1.5的情况,为扭转不规则。
3.2性能目标
参照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)及《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)有关结构抗震性能设计的参考方法,本工程具体性能目标设定见表2。
抗震性能设计目标 表2
4 结构设计与计算
4.1 设计参数
本工程结构安全等级为二级;基础设计等级为甲级;抗震设防类别为丙类;抗震设防烈度为7度[1];设计基本地震加速度值为0.1g;设计地震分组为第二组;水平地震影响系数最大值为0.105(多遇地震作用下)(安评报告提供);Ⅱ 类场地(场地特征周期为0.35 s);结构阻尼比: 0.05。剪力墙抗震等级为一级。基本风压为0.65kN/m2(50年重现期),地面粗糙度类别为A类。
4.2 多遇地震下振型分解反应谱法计算分析
本工程采用中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部编制的SATWE(2011年1月版)和韩国MIDAS IT Inc.公司编制的MIDAS Building(2011版)两种不同的空间有限元分析与设计软件进行了结构整体计算分析。分析按照二层地下室并附带相关联部分结构进行结构嵌固条件分析计算。验算通过后按无地下室模型进行结构整体计算分析。多遇地震作用和风荷载按两个主轴方向作用,同时考虑5%偶然偏心地震作用下的扭转影响及双向地震作用之最不利作用。
工程计算的整体建筑空间模型见图2,剖面示意见图3。
图2整体空间模型图3剖面图
从整体计算结果(表3)可以看出,各软件计算的结构总质量、剪重比比较接近,满足现行规范的要求。结果说明各程序在计算结构动力特性方面较为精准,程序之间具有可比性。计算主要结果见表4、5。
整体结构总质量、基底剪力比较表 表3
顶点最大位移与层间位移角表5
4.3弹性动力时程分析
弹性动力时程分析采用SATWE进行计算,选用的地震波为场地地震安全性评价报告提供的50年超越概率为63%的一条人工波α63-2和分析软件内存的两条适合本工程场地土的两条地震波XH-1和XH-2,单个波的总地震剪力不小于振型分解反应谱方法计算结果的65%,三条波计算所得的结构基底剪力平均值平均值不小于振型分解反应谱方法计算结果80%,满足规范要求。对于顶部楼层的剪力大于反应谱计算的部分,结构设计时将取用三条时程波的包络值,在反应谱基础上将内力放大调整,进行构件补充计算。
4.4中震弹性和中震不屈服分析
在进行多遇地震弹性计算的基础上,本工程进行了中震弹性验算,计算目标是底部加强区剪力墙受剪保持弹性状态,部分连梁可以进入塑性阶段,并通过调整梁刚度折减,适当增加剪力墙安全度。此外进行了中震不屈服结构验算,计算目标是剪力墙偏拉偏压保持不屈服状态,验算墙肢是否出现全截面受拉,部分连梁可以进入塑性阶段。上述计算均采用特征周期0.35,水平地震影响系数0.23。
4.5 静力弹塑性分析
本工程采用PUSH&EPDA对主体结构进行了X向和Y向推覆计算,荷载加载形式为CQC。其性能点的基底剪力、顶点位移为、阻尼比、最大层间位移角见表6。罕遇地震作用下的薄弱层弹塑性变形验算满足规范1/120要求。X、Y向推覆能力谱与需求谱曲线见图4-5。
结构性能点相关参数 表6
图4X向推覆能力谱与需求谱曲线 图5Y向推覆能力谱与需求谱曲线
4.6结构舒适度验算
按照10年重现期的风荷载计算结构顶点横风向及顺风向的结构顶点加速度,本工程的计算结果为:顺风向0.060 m/s2,横风向0.147 m/s2,满足规范0.15m/s2的限值。
4.7超限加强措施
控制墙肢轴压比不大于0.50,南北窗间墙处按分离框架柱进行补充计算分析,并按两模型包络值进行配筋设计。剪力墙底部加强区取为一层~六层,过渡层取为七层~八层,采用一级抗震等级;对大堂处局部穿层肢墙采取特一级抗震构造措施,并在一、二层增设钢骨加强。在底部中震受拉(拉应力标准值大于ftk)处墙肢增设型钢,以型钢抵抗全部拉力,且型钢配置高于受拉区域二层,并采取特一级抗震构造措施。需构造加强的节点(转角墙、横墙、南北窗间墙,内墙支撑多梁的端节点)的约束边缘构件上延至轴压比0.30处(25层)。在楼板局部不连续处加大两侧板厚,并配置上、下双向通长钢筋,同时周边剪力墙设暗梁,以增大水平刚度。罕遇地震作用时,底部加强区内的部分墙肢进入塑性状态,施工图设计时增加设置型钢或加大配筋等加强措施,以提高墙肢延性及抗倒塌能力。
5结论
通过两个不同软件对整体结构的计算分析,互为验证后,结构的刚度与变形特性满足规范规定的限制要求,按设定的性能目标及相应措施,通过对超高层复杂结构进行弹性、弹塑性分析,实现预期的性能目标,采用比规范要求更高的抗震措施对重要的构件做适当的加强。
参 考 文 献
[1] GB50011-2010 建筑抗震设计规范 [S] 北京:中国建筑工业出版社, 2010。
[2] 孙建超,徐培福,肖从真,等。钢板-混凝土组合剪力墙受检试验研究[J]. 建筑结构,2008,38(6):1-6.
[3] JGJ3-2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S]北京:中国建筑工业出版社, 2010
[4] 徐培福. 复杂高层建筑结构设计[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 2005。
[关键词]高层住宅 施工 防雷接地系统 接地电阻
中图分类号:T2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)07-0131-02
引言
防雷与接地是关系建筑物及人身生命安全的头等大事,雷击时有强大电流通过,产生机械力和热效应,破坏建(构)筑物和电气设备。但是在监理过程中,经常遇到施工或相关专业人员对防雷接地重视不够,认为其技术性不强,工艺较简单,范围又窄小,往往在施工中出现不规范作业或纰漏,也未能引起人们的警觉。因此,防雷与接地隐蔽工程的施工验收在日常工作中至关重要,其施工质量直接影响整个建筑的使用功能、安全和使用寿命。目前高层建筑的防雷系统由外部防雷和内部防雷系统两部分组成。如下图。笔者仅从实际施工过程中影响防雷接地系统施工质量的几个施工要点进行分析,作为引玉之砖,希望和大家共同探讨如何提高高层住宅项目防雷接地系统的可靠性。(见图1)
1.工程概况
本工程为某区住建局开发的高层保障房住宅项目,地上22层,地下1层,地上1层至22层为住宅。地下1层为人防及汽车库,为六级甲类人防。总建筑面积约为115660㎡;总建筑高度66.85m,层高3m。低压配电系统接地型式为TN-S系统。
2.防雷接地系统几个施工要点的深化
2.1 建筑物防雷分级
根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果将建筑物防雷标准分为三类。本工程设计为二类防雷建筑。(见表1)
2.2 建筑物外部防雷
高层建筑的外部防雷主要是指防直击雷和防侧击雷,其作用是保护建筑物本身不遭受雷击,由下而上主要由接地装置、引下线、均压环、接闪器组成。
2.2.1接地装置
接地装置包括接地体和接地线。用于传导雷电流并将其散流入大地。因此没有完善的接地装置是无法完成避雷任务的。接地电阻的阻值要求和接地网的结构合理性是衡量接地装置功效优劣的重要依据。接地电阻越小,散流就越快,落雷物体高电位保持时间就越短,危险越小,以至于跨步电压、接触电压也越小,防雷效果越好,被保护对象也就越安全。在施工过程中对接地电阻的控制是一项重要内容。为了便于与各种入户金属管道相连,降低跨步电压,建筑物防雷接地一般采用周圈式接地。高层建筑通常利用桩基础、箱型基础内钢筋作为接地装置,这些基础连成的接地网有较大的电容,其冲击电阻很小。由于防雷装置直接装在建(构)筑物上,另受到高层住宅项目建筑面积限制,建筑物防雷接地网、电气设备工作接地网、保护接地网、弱电系统接地网等各接地网无法满足各自作为独立接地网时之间20米的间距求。通常建筑物的防雷接地与电气设备的工作接地、保护接地、弱电系统接地均应连接成统一的接地系统,其共用接地电阻按其中最小值选定。防雷接地电阻要求≤10Ω,重复接地接地电阻≤4Ω,弱电系统接地电阻≤1Ω。故一般要求,共用接地电阻值≤1Ω。
本工程利用建筑物钢筋混凝土柱子两根?16以上主筋通长焊接作为引下线,引下线间距不大于18m。所有外墙引下线在室外地面下0.7m处引出一根40X4热镀锌扁钢,扁钢伸出室外,距外墙皮的距离不小于1.5m。
(见图2,图3)依照原设计完成水平接地体和垂直接地体焊接后进行了一次接地电阻的摇测,得到的电阻值是。0.45Ω,达到设计≤1Ω的要求。
2.2.2引下线
引下线的作用是传导雷电流经接地装置流入大地。引下线将避雷网(带)与接地装置连接在一起,使雷电流构成通路。通常利用主体结构中的柱主筋或剪力墙中钢筋做暗装引下线。引下线的数量及布置直接影响分流效果。引下线数量多且间距较小时,雷电流在局部区域分布也就较均匀,引下线上电压降减小,反击危险也相应减少。本工程原设计引下线间距按二类防雷建筑要求≤18m,项目部考虑到高层住宅项目的特殊性,每户内均设有淋浴型卫生间,每个卫生间均要进行局部等电位联结,通常做法是将用作建筑物防雷引下线的结构主筋同时作为等电位接地的竖向连接导体。更有利用结构梁主筋制作的均压环将引下线与等电位接地系统连接。但这样做会使遭受感应雷的几率大大增加。
因此项目部决定分别在各卫生间增加一处引下线点位,共5处。分别位于F/6轴、L/1轴、L/16轴、F/26轴、L/31轴,均为卫生间角落剪力墙结构钢筋,钢筋截面积≥16m㎡的同一柱内选择对角线两个主筋全长通焊,搭接长度为圆钢直径的6倍,双面焊接。且只在地下二层基础接地网处与防雷接地系统有两处以上联结,在每层不与原有引下线或均压环连接,避免“引雷入室”。下图中红色圆圈标示位置为增加的等电位竖向连接导体的位置。
2.2.3均压环
由于高层建筑高度比较高,雷电可能从高层建筑物侧部将建筑物击中,侧击雷的保护一般不需专设接闪器。通常根据建筑防雷类别,在(滚球半径)30m、45m或60m以上,将各层(或隔几层)圈梁内的周边主筋焊通,成为均压环,并与防雷引下线相连,然后将金属门窗的框架、金属栏杆、表面装饰物等较大金属物与均压环连接达到防侧击雷的要求。而且由于高层建筑物引下线很长,雷电流的电感应压降很大,为了减小旁侧闪络,需要在每隔一定高度处利用均压环将各条引下线在同一高度连接起来,并接到同一高度的金属物体上,以减小其间的电位差,避免发生反击。本工程原设计依据二类防雷建筑要求,三十米以上每两层沿建筑物外墙一圈做水平均压环,均压环利用结构圈梁内一圈?12以上钢筋焊通; 均压环应与建筑物外沿所有防雷引下线及各接地端子垂直接地连接线连接三十五米及以上外墙上的金属栏杆,金属门窗,金属百叶等较大的金属物均须与均压环连接。 2.2.4接闪器
接闪器是防直击雷接受雷电流的金属导体,其形式有避雷网带、避雷针、金属屋面等。避雷网带应沿屋脊、屋角、屋檐、檐角、女儿墙等易受雷击部位敷设,在屋面形成要求尺寸的避雷网格。本工程避雷网设计除了满足二类防雷建筑网格尺寸要求,而且考虑到利用建筑物结构特点,沿各突出的机房檐角、装饰造型及女儿墙等位置敷设,项目部若将避雷网格尺寸按一类防雷建筑标准缩小,增设的避雷网所处位置在屋面较低处,意义不大。故未对网格间距进行减小处理。
2.3 建筑物内部防雷
内部防雷包括防雷电感应、防反击以及防雷电波侵入。良好的内部防雷系统能减少建筑物内的雷电流和期所产生的电磁效应,并能防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害及雷电脉冲所造成的危害。内部防雷主要应用等电位联结及屏蔽等措施,由于本工程是住宅项目微电子设备不是十分精密,另外部防雷的法拉第笼就起到了屏蔽作用。故这里主要分析下等电位联结。
2.3.1等电位连接
根据电位理论分析,等电位连接只传递点位而不传导电流,等电位作用范围越小,电气上越安全。在等电位连接范围内人体同时可触及的电气装置内、外可导电部分基本处于同一电位,既没有电位差也就不会发生触电及火灾危险。一般包含浴室局部等电位联结、保护接地等电位联结(总等电位联结)、防雷接地等电位联结等。本工程为高层住宅项目,淋浴卫生间的局部等电位联结可靠性要求更为突出。人在淋浴时皮肤湿且赤足,其阻抗小,等卫生间用电设备发生短路、绝缘老化、中性点偏移或外界雷电而导致浴室出现危险电位差时,即使仅仅是十几伏的电压也是非常危险的。项目部实际施工中依照等电位联结做法图集,利用φ12以上圆钢将淋浴卫生间地面钢筋连接成环形,并引出局部等电位端子,与室内的金属管道、金属门窗及设备的外露可导电金属外壳联结,使各处电位相等,这样可以极大地避免电击的伤害。施工时注意各卫生间地面等电位联支线间不应串联连接。由于电力电信线路不能直接接到地线上,需通过电涌保护器(SPD)实现等电位联结,为防止雷电波入侵,低压线路埋地进入地下一层配电间,入户端将电缆金属套管及其他金属管道通过总等电位联结接到防雷接地装置上。总等电位联结与联合接地系统相连形成一个完整的“法拉第笼”。
3.结束语
高层民用建筑防雷接地系统的可靠性直接关系到建筑物内设备和人员的安全。施工策划及实施时利用法拉第笼原理,将外部防雷措施与内部防雷措施结合起来,综合考虑接闪、分流、均压、屏蔽、布线和接地等要素的影响,优质的方案和严格的施工管理,才能真正提高建筑物防雷接地系统的可靠性。
参考文献
[1] GB50057-2010,建筑物防雷设计规范,[S]
关键词:超高层建筑项目;施工管理局限;措施
Abstract: With the rapid economic development and rapid population expansion and urbanization is accelerating. Building science and technology improved, so the very large high-rise buildings become the main building of the modern urban architecture, and become an effective way to address urban population growth and conservation of land resources. This paper start from the overview of the ultra-high-level project construction management, and scientific measures to explore the management of high-rise building.Key words: high-rise building projects; construction management limitations; measures
中图分类号:TU974文献标识码: A 文章编号:
前言
关于“超高层建筑”界定,1995年新修订的《高层民用建筑防火规范》对超高层建筑高度的界定以250米为界,但是我们并不能完全以高度作为评判的唯一标准。将这类建筑物称之为科技的集中体现,综合国力的象征,都是无可厚非的。但是高层超高层建筑施工过程中的确存在许多质量管理方面的问题,笔者对其进行分析,并提出相应的措施。
一、超高层建筑工程概况
建筑业为国民经济和社会发展做出了巨大贡献,其支柱产业地位日益显著。由于超高层建筑体型巨大,功能复杂,容量大,逐渐成为一个地区的地标式建筑。但是目前各国普遍面临的问题也屡见不鲜,例如在上海会议上,6座国际顶尖知名建筑的管理者都提出了超高层建筑施工中的一些隐患和防护中的困难,所以我们在享受超高层建筑便捷的同时,必须居安思危,防隐患与未然。
二、超高层建筑施工管理方面的问题
世贸中心的建筑师雅马萨奇曾言“我们必须保护人不受一般气候因素――风、日光、雨、雪、寒、暑以及特殊的灾害如地震、火灾、飓风等的伤害。”这其实是对建筑物功能和质量最好的概括。质量是超高层建筑的生命。所以把好质量关是实现超高层建筑业可持续发展最重要的一点。目前超高层建筑施工过程中存在的质量问题不容小觑。
(一)施工团队欠缺规范化
有些项目建设过程中,从一线的实际操作人员到施工管理人员,都未能完全按照相关规章制度进行施工。首先,施工过程中的一线工人大部分是来自农村的务工人员,其知识水平很匮乏,造成在建筑超高层住宅的施工精度、施工效率较低,这是施工主体不规范之处;其次,施工管理混乱。在建筑工程施工中,管理人员对施工人员进行安全培训的力度不够,违规违章施工常有存在,安全事故也时有发生;再如施工人员未经图纸会审盲目施工,仓促施工或不按图纸施工。
(二)施工前准备工作不细致
超高层建筑物对地基要求严格,施工过程中存在收集的地质资料、数据有误差;当基岩地面起伏变化较大时,地质勘察钻孔不够深,没查清地下软土层、滑坡、孔洞、墓穴等地层构造。这样导致了采用错误的基础方案,造成建成后的建筑物地基沉降、失稳,使上部结构及墙体开裂、破坏、倒塌。地基的加固未处理好,对软土、充填土、杂填土、湿陷性黄土、膨胀土、岩层出露、溶岩、土洞等不均匀地基未进行加固处理或处理不当,均是导致重大质量事故的原因。另外忽略自然因素的突发性,自然防护措施不到位,造成施工进度和质量受到影响。
(三)施工中建筑材料不合格
很多项目的原材料从材料的采购、运输、存放到材料发放、使用等缺乏科学的管理,从而导致原材料不合格、材料供应不及时等现象时有发生。
超高层建筑材料主要包括:模板工程中模板的选型不合理,未按照计算确定木方放置方式,不能保证混凝土的观感质量;钢筋的端头不齐,未按常规应在套丝成品上套上塑料保护帽。钢筋露丝扣过长将对抗震结构产生影响。钢筋根部未进行塑料膜缠裹,后期处理耗时费事。
(四)施工技术管理不先进
从土建工程角度来看,建造超高层建筑,技术上是过硬的。但是超高层建筑绝的复杂性决定了这项工程不是普通建筑的拉伸或简单叠加。在一般建筑物中的一般问题,到了超高层建筑中都成了特殊问题。超高层建筑施工要考虑环境的影响,例如纽约世贸中心在冬季时候要考虑电梯的影响,然而这个问题到目前设计者也没有更好的创意和解决方案。所以项目建设管理者的思维方式局限、技术不够扎实,都会导致在超高层建筑项目施工管理工作中出现一些问题,造成工程质量缺陷。
(五)质监体系不健全
一些地方政府和建筑主管部门对国家有关建筑市场的行政规定和管理要求贯彻落实不到位,甚至存在有法不依,执法不严,违法不究的现象;在工程建设管理,招标投标,报建设报批,施工监理,质量验收,竣工验收等环节中,有暗箱操作的现象;一些工程质量监督机构的人员素质良莠不齐,这都会对工程质量监督的力度和深度造成严重影响。
三、超高层建筑施工项目的科学管理措施
超高层建筑施工项目发展到目前的阶段,我们积累了一定的行业经验。笔者结合本职工作内容,提出了关于更好发展超高层建筑管理的建议,仅供参考。
(一)规范施工过程管理
所谓规范施工项目管理,是指在在经济、技术、科学及管理等社会实践中,通过制定、和实施标准(规范、规程、制度等)达到统一,以获得最佳秩序和社会效益的活动,不是简单命令或盲目规定。而超大型超高层建筑因其建设周期长,规范施工过程管理至关重要。
1、加强一线工人的操作技术
施工队伍在保障自身资质合法性的前提下,有计划对工人进行操作培训。进行上岗培训不仅可以提高施工企业的施工能力,减少返工率还能保证施工质量。施工企业不断接受新工艺新方法,并将此通过实践运用到建筑工程中。这样我国超高层建筑建筑业的质量安全系数会逐渐上升。
2、加强施工过程管理
制定可行的查验工程的规范并且严格执行,层层查验,把关。严格执行施工过程中的奖惩措施。对施工的每一步骤做到精准,施工项目管理愈发展愈深化,暴露的矛盾越多,越需要有个标准指路,加强施工过程管理是众望所归,大势所趋。
(二)做好施工前的准备工作
鉴于超大型超高层建筑复杂、综合性很强,这要求我们必须有一个良好的前期基础,在项目实施前做好充分的准备工作,为项目建设的施工管理工作做好铺垫。
1、测量是超高层建筑的一个难点。建议工程主轴线由总包工委托其他专业单位测设,一般水平放线测量的方式根本无法完成超高层测量放线。在测量过程中注意垂直度和轴线的控制,此项工作要求精度较高。再就是高程控制,积累误差很大,建议项目由专业公司进行测设。
2、地基选择
这项工作是基础工作重要的项目之一。盖房子打地基,地基选不好再好的建筑物也是经不起时间的考验的,所以在地基的选择上一定要反复试验,弄清下层土壤结构,结合当地自然条件、地形特点,制定出切实可行的方案。
(三)严把建筑原材料关
不管图纸绘制如何活色生香,但是没有好的材料,超高层从概念转变成实物也不会是完美的。加强工程质量管理必须加强对工程施工材料的管理和监督,从材料计划的编制、采购到进场后的验收、复检等,每个环节都要进行严格规定和控制。要保证工程优质,要把住“四关”,即采购关、检测关、运输保险关和使用关。
(四)加强施工技术整合与创新
1、在施工技术的范畴内,主要技术性工作包括,图纸的会审,这要求图纸无疑、确凿、明了,避免因为设计图纸造成超高层建筑物的缺陷;施工方案要求,经济合理、技术先进可行;对于重点、关键部位的施工应该编制详细的作业指导书指导施工,其中包含有详细的施工工艺流程、施工要点、难点介绍、施工机具、进度安排和质量安全保证等措施。
2、创新使用先进的施工技术以及先进的机械设备,这样有助于提高超高层建筑的精密性和效率性。
(五)加强质量监督体系
大力加强建筑质量的监督人员的政治和业务提高,在执行建筑监管任务时不偏不倚。借鉴公务员制实行质监工程师制度,完善质量监督机构及人员资格认证制度;建立监督人员的持证上岗和定期培训制度;上级质监机构要定期对下级质监机构、质监人员考核制度;健全国家相关法律制度,构建完善的建筑监管体系。
结语 超高层建筑施工项目在建筑的舞台上展现异彩,虽然在管理和防护的过程中有不尽完善之处,但是相信随着现代社会的科学技术水平的不断发展,超高层建筑施工项目管理也会与时俱进地发展。
参考文献
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[5] 赵明真《浅谈加强超高层建筑施工管理的措施》
关键词:高层建筑;结构选型;结构设计
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
随着高层建筑高度、规模、投资的逐渐增大,复杂性的逐渐增强,结构选型所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂,结构选型的难度与重要性增大、时间增长,耗费的人力、财力、物力增加。高层建筑结构体系的选型通常要遵循一定的原则,它不仅要考虑到建筑设计、结构设计、建筑施工的要求,而且要从建筑设备安装、结构选材方面进行考虑。最后还需考虑各种结构体系的综合经济指标。选型不当带来的后果严重且难以修复,选型风险增大,传统的结构选型设计思想与方法将面临新的困难和挑战。因此,分析现代高层建筑发展给结构选型带来的新困难与新要求,重新认识结构选型设计问题的本质与规律,进一步明确结构选型的必要性与复杂性,既是现代高层建筑蓬勃发展的要求,又是进一步完善结构选型问题的需要。
一、高层住宅的结构体系
1、剪力墙结构体系
剪力墙是高层住宅最常用的结构体系,采用剪力墙结构可以减少非承重隔墙数量,一般用钢量比框剪结构少,而且室内无外露梁柱,用户比较喜欢。剪力墙结构体系是以一系列剪力墙纵横相交,即作为承重结构,又作为分隔隔墙。墙体具有较大刚度。同时又由于墙体纵横交错.比框架结构中的刚度大得多。这就提高了高层建筑抵抗风荷载和水平地震力的能力。但由于剪力墙之间形成了诸多小开间,虽然结构的整体性较强,但墙体的平面布局收到严格限制,故而此种结构类型较适用于高层住宅。
2、框架-剪力墙结构体系
当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架, 便形成了框架一剪力墙体系。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀。
3、筒形结构体系
凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系,包括单筒体、筒体一框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体。空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。
4、其他结构体系
高层住宅的新结构体系大部分是探索性的,如筒中筒结构的发展、或者束状筒的组合,外筒桁架交错,以中心并筒悬挂式结构以及很高的桁架梁的体系等。
二、高层建筑结构选型与建筑设计
在结构的功能要求被确定以后,即可根据功能要求进行结构的选型。例如对于高层建筑,在选型上可以考虑框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构以及筒中筒结构等,在用材上可考虑钢结构、钢筋混凝土结构、组合结构等。对于大多数建筑物,工程造价中约有50%-70%用于结构工程,而且结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的50%-70%。因此搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。搞好结构工程的关键在于结构选型,如果选型不当,即使结构计算很精确,也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷,所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。在非地震区的高层建筑,水平荷载以风荷载为主。所以非地震区高层建筑选型宜选用有利于抗风作用的建筑体型,也就是宜选用风压体型系数较小的建筑体型,比如圆形、椭圆形等。流线型的建筑体型以及由下往上逐渐变小的截锥形体型的体型系数相对较小,有利于抗风。在进行结构平面布置时,宜使用结构平面形状和刚度分布尽量均匀对称,以减轻风荷载作用下扭转效应对结构内力和变形的影响,并应限制结构高宽比,防止倾覆和失稳。地震区高层建筑的体系选型,实际上属于抗震概念设计范畴,它是在总结震害规律及工程经验的基础上,以宏观概念为指导,正确地解决高层建筑的总体方案,选择合理的结构体系,以达到合理抗震。通常应选择对抗震有利的地段,选用整体性较好的基础,立体结构应具有合理的地震作用传递途径,拥有多道抗震防线,具有必要的刚度和强度,具有合理的刚度和强度分布,避免竖面侧移刚度的突变。
三、高层建筑结构设计中应注意的问题
1、高度
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定了各种常见结构体系的最大适用高度。随着建筑物高度的增加,许多影响因素将发生质变,即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围,因此对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度。
2、材料的选用
在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理是工程技术人员非常重视的问题。在结构体系或柱距变化时。需要设置加强层及转换层,要慎重选择其结构模式,尽量降低其本身刚度,以减少不利影响。在高层建筑中,建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。
综上所述,随着高层建筑进一步的发展,满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型都将日趋复杂且多元化。为了革新高层建筑,体现其魅力,追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。
参考文献:
关键字:高层建筑;结构设计;要点分析
1高层建筑结构设计的基本原则
1.1结构方案合理化原则。高层建筑结构方案的合理化是指高层建筑结构设计方案必须与结构体系和结构形式的要求保持一致,同时应满足经济性的要求,其中结构体系的具体要求为传力简单化、受力明确化。针对某些结构单元相同的高层建筑物,其结构体系应相同。1.2计算简图合理化原则。高层建筑结构设计的基础是计算简图,计算简图的合理性直接关乎高层建筑结构的安全,由此可见高层建筑结构设计必须坚持简图合理的原则。高层建筑结构构件及节点的简化可以有多种选择,但必须把计算结果的误差控制在合理的范围内,以免对建筑结构产生负面的影响,从而影响建筑结构的安全。1.3结果分析精准化原则。伴随着计算机技术的迅速发展,当前很多领域都开始应用计算机技术,并且发挥着至关重要的作用,而在建筑结构方案设计中,通过应用计算机技术能够对相关数据进行科学更加科学的分析,不仅能够有效的降低人工计算存在的失误,而且还能确保建筑结构方案的准确与合理。
2高层建筑结构设计特点
2.1水平荷载。建筑同时承受竖向荷载和地震及风产生的水平荷载,在多层建筑中,因水平荷载产生的内力和位移相对较小,对建筑建构设计的影响不大,主要是以重力为代表的竖向荷载着建筑结构的设计起控制作用。而在高层建筑中,很多时候是水平荷载对建筑结构设计起决定性作用,尽管竖向荷载对结构设计会产生重要的影响,但相对于水平荷载来说,影响相对较小。2.2轴向变形。对于多层建筑轴力项相对于弯矩项来说,对结构设计产生的影响不是很大,结构设计时可只考虑弯矩项而忽略轴力的影响。但是对高楼层建筑结构进行分析所要考虑的因素就不太一样了,需充分考虑到高层建筑的层数、高度对竖向构件轴力值的影响。随着高度的不断增加,竖向构件的轴力变形也会变得特别明显,当竖向构件轴向变形达到一定的程度,会使高层建筑的结构内力数值和分布产生变化。2.3建筑侧向位移。随着建筑楼层及高度的增加,在水平荷载的作用下产生的侧向位移也会不断的增大。高层建筑设计时,需要保证足够的结构强度,在应对风荷载及地震作用产生的内力作用时,才能有足够大的力量去抵御。为了能够将风荷载及地震作用下产生的侧移距离控制在一定的限度之内,就必须拥有足够的抗侧刚度能力,才能较好的保障结构安全及正常使用的舒适度。
3高层建筑结构设计存在的问题分析
3.1建筑短肢剪力墙设置存在问题。随着人们对住宅平面与空间的要求越来越高,高层住宅建筑中短肢剪力墙的运用越来越多。在一般情况下,建筑结构的短肢剪力墙是指墙肢的高度、厚度比例为5-8的墙体。短肢剪力墙与普通剪力墙相比承担较大轴力与剪力,抗震性能较差,从受力特性及构件的安全储备有别普通剪力墙,为安全起见,在高层住宅结构中短肢剪力墙布置不宜过多,不应采用全部为短肢剪力墙的结构,在某些情况下还要限制建筑高度。3.2抗震结构设计问题。高层建筑结构设计中很重要的内容是结构抗震设计。受高层建筑高度过高、荷载过大的影响,一旦出现了地震,就会诱发出各种不可估计的问题。现阶段我国建筑工程建设要求高层建筑最低要保证五十年的设计基准期,并对高层建筑的抗震设计进行了明确的规定。但是在实际结构设计中,存在设计人员对规范理解不透、概念设计模糊等问题。如果高层建筑结构设计人员没有充分认识到上述问题,就会给高层建筑留下安全隐患。3.3扭转问题。质量中心、刚度中心和几何中心是高层建筑结构设计中的“三心”,“三心合一”也是高层建筑结构设计过程中需要尽量达到的目标。但是在实际设计中存在“三心”偏离较大的问题。在三心偏离较大的情况下,受较大水平力的影响就会出现高层建筑扭转震动的问题,影响高层建筑的安全。
4高层建筑设计相关假定
4.1弹性假定。当建筑处于一般风力的、正常使用竖向荷载及低于设防烈度的地震的作用时,建筑结构构件一般处于弹性的工作阶段,这一假定与实际的工作情况存在的差异不大。但当遭遇强震作用或者强烈的台风天气时,建筑产生的位移会比较大,结构构件会转入弹塑性的工作阶段。在这个时候就应当按照弹塑性动力分析方法进行分析,而不能只按照弹性假定的方法计算,否则就不能将结构构件的真实工作状态反映出来,留下安全隐患。4.2小变形假定。小变形假定方法是除了弹性假定之外另一种比较常用的方法,但也有学者对几何非线性问题进行研究。除了弹性假定,小变形假定方法也常被采用。但有不少学者对几何非线性问题(P-Δ效应)做了一些研究。一般情况下,当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时,P-Δ效应的影响就不能被忽视了。4.3刚性楼板假定。目前在我国对很多高层建筑结构进行分析时,都是将楼板的平面内刚度设定为无限大,而将楼板平面外的刚度予以忽略。在这种假定下,建筑结构体系的自由度在一定程度上减少,对计算方法进行了简化。此外通过这种假定,使得在使用薄壁杆件的理论在对筒体体系的结构进行计算时非常方便,但是一般情况下,因为受到计算方式以及其他因素的影响,使得这种假定通常比较适合对建筑的框架以及剪力墙体系的计算。4.4计算图形的假定。在高层建筑架构体系中,整体分析将采用的计算图形分为一维、二维协同分析和三维空间分析三种。其中,三维空间分析的普通杆单元,每一节点含有6个自由度,按符拉索夫薄壁杆理论分析的杆端节点还应该考虑截面翘曲,截面翘曲有7个自由度。
5高层建筑结构设计要点
5.1建筑的载荷设计。在高层建筑的建筑结构设计中,建筑的安全性以及稳定性是设计的重中之重,而建筑的荷载直接影响着建筑的安全以及稳定,因此在进行建设设计时一定要做好荷载的计算。相对于一般的建筑,高层建筑的荷载及其组合要复杂的多,相关的设计人员在进行建筑的荷载计算时需要考虑的内容也多得多。在进行高层建筑的荷载计算时,最主要的内容是以下两个方面:建筑的地震荷载以及风荷载。在实际的设计中,复杂的超限高层建筑还应当进行的风洞试验及振动台试验,以确保建筑的安全。5.2建筑抗震性能的设计。因为高层建筑的高度要比普通建筑高出很多,多以其对应力的承受能力也不一样,因此当地震时其产生的反应程度也不是一样的,因此对于高层建筑,在进行设计的时候必须要充分考虑抗震设计。而且抗震设计时,必须要对建筑所处的地形地质条件都进行充分的考虑,通常土地比较坚硬的其抗震强度会比较大,所以要尽量选择硬度比较大的土层,而避开那些土质疏松的地层,而对土层的变化进行有效的把握成为抗震设计中的一个困难点。5.3高层建筑结构的包络设计。包络设计是近年来比较常见的设计方式,可以有效解决工程项目结构设计中存在的各种问题。当前工程设计问题变化比较多,有许多因素都会影响到结构效应,各种问题盘根错节,使用目前已经掌握的只是或者软件很难对其进行准确的分析。学术科学和工程的不同点在于后者难以长时间等待。因此要通过优化结构设计的形式,利用最少的经济投入来获取最大的经济效益,并解决工程项目存在的问题。不同的工程条件可以用不同的网络设计原则来处理,在对待转换结构转换层或者连体结构时,也可以用网络设计,对构件进行分析验算,取不利值包络设计。
总之,高层建筑的复杂性不仅要求其设计人员必须具有较高的综合素质,而且还有掌握足够的理论知识以及相关的法律知识,而且在对其进行结构设计时也要对对建筑周围的环境进行综合的考虑,由此来提高设计的质量,同时降低建造的成本,促进高层建筑的健康发展。
作者:崔惠林 单位:保定市城乡建筑设计研究院
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关键词;高层建筑;结构设计;建筑工程混凝土
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
前言
伴随着我国现代建筑科技快速的发展,建筑结构设计的要求与标准更为严格了,好的结构设计方案不但要兼具经济性、可行性和合理性等特征而且要具有相当的规范标准与技术准绳的要求,最近几年以来,伴随着我国高层和超高层建筑工程不断增多的数量,一系列的弊端与问题在结构设计中不断地涌现了,专业的设计人员必须在实践中不断积累经验和总结经验,必须加强理论知识的研究与专业知识的学习,这样才能全面提升和有效促进建筑结构设计的质量。
一、 现代建筑结构设计的要点分析
(1)起决定性因素的水平荷载是绝对不允许被忽视的,现代的建筑结构设计的过程中:楼面使用荷载和建筑物的自重等因素将在竖构件中通常引起与建筑物高度的一次方成正比例而水平荷载对于建筑结构产生的倾覆力矩及其在竖构件中引起的轴力,则是与建筑物高度的二次方成正比的一定的轴力与弯矩数值,所以,竖向荷载基本是定值,而地震作用、风荷载等水平荷载的数值则会随着建筑结构动力特性的不同,而会出现很大幅度的变化,在建筑结构设计过程中,这种情况经常出现,这是必须在设计工作中进行详细计算与周密分析的原因所在。
(2)在高层建筑结构设计过程中,轴向变形也是必须考虑进去的,可能会由于数值较大的竖向荷载,轴向变形可能在柱中引起一定程度的发生,引起连续梁中间支座处的明显减小的负弯矩值越来越明显,也会产生影响预制构件下料的长度,设计人员要依据轴向变形的实际计算值,合理调整下料长度,而达到影响连续梁弯矩的目的。
(3)设计工作还有一项重要的控制指标——侧移,必须将水平荷载作用下的建筑结构侧移控制在一定的限度之内,原因是:,侧移在高层建筑结构设计中已经成为重要的控制指标,特别是伴随着建筑物高度不断增加,建筑结构的侧移变形在相同水平荷载下增大显著,这是与与多层建筑完全不同的。
(4)设计工作还有一项重要指标___结构延性,在相同的地震作用下变形相对而言比较大,相比较于小高层、多层建筑而言,层数较高的建筑结构会相对更加柔软一些。在结构设计中必须采取相应的工艺与技术措施,以保证建筑结构具有足够的延性,这都是为了保证高层建筑结构进入塑性变形阶段后,依然会具有非常合理的变形能力,避免建筑物倒塌或者发生别的危险。
二、 建筑结构设计工程实例
本文以某高层住宅建筑工程这个项目为例,需要指出建筑结构设计的基本流程与注意事项如下:建筑工程这个项目位于某城市的市中心繁华的地段,地上 20 层,地下 1 层,建筑总高度达到 78.3 m,建筑总面积大约 25万。宅建筑工程这个项目建筑结构的长宽
为 3.8~7.4,高宽比为 5.6~10.1。宅建筑工程这个项目所在地有着平坦的地形,以人工填土为主的表层,土层在垂直与水平方向有着非常稳定的分布,一般第四纪沉积土层的以下部分。宅建筑工程这个项目建筑的结构为二级安全等级,抗震设防重要性为丙类抗震设防,基本风压 0.45kN/,抗震设防烈度为 9 度抗震设防烈度。
1. 主体结构设计
高层住宅建筑工程这个项目的主体结构采用的是剪力墙___现浇钢筋混凝土框架结构体系。其中框架的抗震等级为二级抗震等级,剪力墙的抗震等级为一级抗震等级。高层住宅建筑工程这个项目中部布置剪力墙,形成筒体,并且将其作为主要的抗侧力构件,设置框架柱在筒体周围合理,这都是结合建筑物的实际使用功能。高层住宅建筑工程这个项目在地下室顶板是结构嵌固端,将板厚设定为 180mm,板配筋为双层、双向形式的满布。地上部分的楼层主次梁沿 Y 向布置,以利于减小主梁的高度,增加使用净高,层楼板厚为 110mm。这是为了充分考虑其承受与传递地震作用产生水平力的问题,这是由于本工程受到层高与使用功能的限制。
2. 基础设计
设计人员根据高层住宅建筑工程这个项目 X 向基础梁的尺寸为 900×1800,Y 向基础梁的尺寸为 1000×2000 或 1800×2000,这是由于所在地的地质勘探及地基承载力的实际计算结果所决定的。高层住宅建筑工程这个项目由于受到筒体内电梯基坑、集水井局部下沉的影响,因此最终决定采用梁板式筏形为基础,筒体四周的板厚为 1.5m,剩下部位为 1.0m板厚,所以,非常有可能导致导致主梁难以正常贯通,筒体部位的竖向荷载也相对较大。高层住宅建筑工程这个项目计算基础结构过程中,要特别重视各类技术资料与数据的收集和整理,进行计算时采用弹性地基梁板基础软件,真实性与可靠性是能够确保计算结果的。
3. 框支层结构设计
(1)框支层结构设计
高层住宅建筑工程这个项目结构设计中,为了有效改善混凝土的受压性能,增大结构延性,在设计工作中合理控制墙肢轴压比,其比例应控制在 0.5 以内。核心筒落地剪力墙的厚度为 40cm,核心筒以外,建筑四角分别布置 L型剪力墙,厚度为 70-90cm 之间。底部加强区域的剪力墙设计中,应按照相关规范与技术要求设置相应的约束边缘构件,其纵筋配筋率应控制在≥1.2%,体积配箍率则要控制在≥1.4%。同时,在本工程长厚比<5 的短墙计算中,按照柱输入计算进行分析与比较。墙体水平与竖向分布筋不但要满足基本的计算要求,而且满足最小配筋率为 0.3%的限值。
(2)框支柱设计
高层住宅建筑工程这个项目框支柱的抗震等级为二级,在本工程框支柱的剪力设计中,设计值按照柱实配纵筋进行计算,还要剪压比应控制在 0.15 以内,乘以放大系数 1.1。
柱内纵向钢筋的配筋率应<1.2%,体积配箍率均<1.5%,使得柱具有较为理想的延性,以符合“强剪弱弯”的设计要求。轴压比的限值为0.6。框支柱主要截面为 1300×1300 和 1300×2300 等形式,设计工作中的相关计算结果表明,全部框支柱的受力情况较为理想,轴压比为 0.41~0.52,所以,箱形转换层下的框支柱变形控制效果较为理想。
(3)箱形转换层楼板设计
高层住宅建筑工程这个项目的结构设计中,箱形转换层的箱体的上下层板厚均为25cm,总高度为 245cm。结构设计工作中,采用专业的 ANSYS 有限元软件对箱体上下层板的内力进行分析与计算。在不同的荷载工况条件下,在箱形转换层楼板设计中,楼板裂缝≤0.2mm,实配双层、双向通长钢筋。箱体上层板的最大压应力控制在 1.2MPa 以内,箱体下层板的最大拉应力应控制在 2.0MPa 以内。
四、 结语
由上述可以得出,对于设计中常见的效率与质量的问题要引起特别的重视,必须综合考虑各种影响因素与条件在建筑结构设计工作中的影响与作用。应及时引入先进的设计理念和方法在设计过程之中,从而使得建筑结构设计中更多的应用新工艺、新技术和新材料,从而达到有效提高建筑结构设计的整体品质的目的,这样也会有利于项目建设工作的顺利进行。
参考文献
[1]王平.房屋建筑结构设计中常见问题分析[J]技术研发.2010(06).
关键词:城市建设;高层;设计
中图分类号: TU984 文献标识码: A 文章编号:
一、高层建筑设计中的要点问题1、电气的问题
1.1消防电源与配电。 高层建筑要求供电是:a.供电电源必须是来自于两个不同的发电厂保证一个遇到问题或者突发事件另一个还可以正常工作,从而确保建筑的正常运行。 b.供电电源来自于2个不同的区域变电站。 c.一个电源来自于区域变电所而另一个来自于自备的发电设备。
1.2 应急照明。应急照明是保证高层建筑发生火灾或其他灾害时正常的照明系统无法运行时而启用的照明系统,应急照明主要安装在疏散通道及消防设施上,同时在引导出口和出口的标志牌上也要有标志灯,从而满足疏散时的安全。
2、侧移和振动周期的问题
2.1合理控制结构的自振周期;
2.2控制结构的自振周期使其尽可能与场地的特征周期错开。
对于比较正常的工程设计,其不考虑折减的计算自振周期大概在下列范围内:框架结构:=(O.08~0.15)N框架一剪力墙结构和框架一筒体结构:=(0.08~0.12)N剪力墙结构和筒中结构:=(O.04~0.05)N。N为结构层数。
结构的第二周期和第三周期宜在下列范围内:第二周期:=(1/5~1/3);第三周期:=(1/7~l/5)。而对于比较均匀的结构,振型曲线应是比较连续光滑的曲线,不应有大进大出,大的凹凸曲折。在计算时如果计算结果偏离上述数值太远,应考虑工程刚度是否太大或者太小,必要时调整结构截面尺寸,检查剪力墙数量是否合理,应适当做出相应的调整。
3、防火的问题。
总体布局要保证畅通安全。 在楼道的设计上要保证人员的流动畅通, 便于紧急情况时人员的疏散。 有采光设施或者照明系统, 让人员在疏散中能保证安全快速的撤离, 避免发生踩踏等其他伤害。 合理进行防火分区。 在高层建筑的楼道内消防器械 、疏散通道必须合理的分区, 做到在火灾发生时, 可以及时的采用灭火措施和人员疏散。 消火栓的位置应保证同层任何部分由两个消防栓的水枪同时到达。做好建筑物室内 、外消防给水系统的设计, 保证足够的消防用水量和最不利点的灭火设备所需的水压, 水箱设置高度不够,而设置增压系,水箱的消防储水量如果只是单单直接灭火而言的话, 其意义几乎为零。
垂直交通问题
中高层、高层住宅在空间布局上的特点,是以电梯取代步行成为日常的垂直交通工具,电梯与楼梯的组合成为高层住宅建筑空间交通组织的核心,它们的组合形式在一定程度上影响着、住宅的平面布局和空间组合。
防雷击的问题
高层建筑防雷系统应该按照“综合治理,整体防御,突出重点,多重保护”的原则,充分利用高层建筑物的结构,做好防雷措施,进行防雷击问题上的治理。在高层建筑物的顶端以及其他容易受雷击的部位装设避雷针或者避雷带、避雷网。利用结构中的主钢筋作引下线,利用整个钢筋混凝土基础作接地装置。在建筑物周围用扁钢做避雷带。为了防止静电感应产生火花,建筑物内的金属物体和突出屋面的金属物均要接地。
高层建筑的抗震问题
在高层建筑中,竖向荷载对结构设计产生重要影响,但水平荷载却起着决定性作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与建筑高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比;另一方面,对一定高度建筑来说,竖向荷载大体上是定值,而作为水平荷载的风荷载和地震作用,其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。对超高层建筑的设计,关于抗震问题的研究是其关键所在,而在抗震设计中,短柱问题表现最为突出。
高层建筑外观的选择与设计
高层建筑设计应该从城市总体大局出发,考虑建筑物外观的设计与城市空间、周围建筑环境协调统一,不能对周围环境视而不见,只片面考虑建筑自身的立面效果;高层住宅群的设计一定要注意色彩与基地环境主题协调一致,在满足采光、通风要求的前提下,布置错落有致,使建筑生动活跃。高层建筑外观设计应遵循的原则:
建筑与城市空间的协调统一
高层建筑外观设计要注意建筑布置对城市轮廓线的影响,同样的,设计者也要注意城市空间对建筑物的影响,两者相互协调统一。如:大多项目为高层住宅群,在基地东南边、南边、西边和北边都有18层的高层建筑遮挡,景观视线欠佳。而东北角、西南侧、西北边面临着大片园林及湖光水色,视野开阔,无超过10层以上的住户,具有比较良好、无遮挡的城市空间和景观资源。因此,项目拟定此三个方向为最佳建设基地。
2、规划设计布局要合理
这些项目的规划设计充分利用建设基地的良好环境,设计出具有创造性的规划空间,合理地采用拼接的板式住宅及点式住宅结合的形式扭转错开,打开了东西方向城市空间,使城市空间得到延伸和拓展。合理的规划布局使得这个建设基地的城市景观资源得到很好地利用,充分挖掘了基地主题的元素符号,体现出人文、文化的特色。
3、户型的设计
3.1客厅 客厅满足自然通风、直接采光的要求,其使用面积不应小于12m2,尽量减少交通走道的面积,提高平面利用率。在经济收入比较低下的家庭,客厅便成为住宅最核心、最常用的空间,占有非常重要的地位。客厅与餐厅、厨房、卧室等功能分区联系紧密,在低收家庭住宅中往往兼有书房、进餐、阳台、家庭休闲娱乐的作用,因此要留足开间、进深的尺度空间,提高住宅时间、空间相对上的舒适性。
3.2卧室
根据住宅设计规范的要求:卧室之间不能相互穿越,应尽可能将卧室设计在建筑物有最佳通风、采光的朝向。对于卧室面积的要求:双人卧室不宜小于10m2,单人卧室不宜小于6m2;除此之外还要根据家具、室内装饰的尺寸合理布置。卧室的最原始的功能作用是供人们睡觉和休息,不过随着城市建筑业的发展,新型居住模式也随之产生,现在大多数建筑中的卧室功能趋于多样化,除了供人睡觉及休息外还兼有衣帽间、浴室、书房等功能作用。
3.3餐厅
在住宅建筑中餐厅的设计及布置成为关键的环节之一。餐厅面积的大小及平面的装潢对于建筑户型设计的舒适度及居住用户的满意度很重要,设计应该根据用户家庭的人数和购置的家具尺寸来确定。在一些低收人家庭中,他们对于就餐环境的要求相对简单,可以适当缩小餐厅的面积而相对扩大其他分区的空间,他们一般会将客厅兼做餐厅。
3.4卫生间
随着家庭条件的改善,卫生间的设计要求越来越高,如上所述,在很多现代建筑中,常常在主卧室里也设计有卫生间。卫生间的功能作用主要是供人洗浴、洗漱、如厕,因此在建筑中的给排水系统、热水系统等基本都集中在这里,对于给排水管道、热水设备的安装要求也较高;另外,要注重卫生间空间尺度的合理性,给以后改造留足余地,空间应该有足够的舒适性。3.5阳台
阳台不仅是建筑物的识别尺度,而且是住宅中必不可少的结构。阳台空间可作为学习、存储、晾晒及休闲的空间,甚至作为客厅的延伸,对于住房面积相对紧张的低收入家庭来说,阳台甚至还可以兼当卧室的作用,是他们生活空间的重要部分。
结束语
总之,高层建筑结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程,任何在设计过程中出现的遗漏或错误都有可能对设计的结果产生重大的事故。所以我们在设计的过程中要时刻把握设计的过程。在结构设计时实现安全、科学合理、经济的设计目标。
参考文献:
关键词:高层建筑 电气设计 配电系统 照明系统 接地
一、工程概况
某综合楼,地上十六层,地下一层,总建筑面积18564m2,建筑高度66.8m,框架结构。地下室为车库及设备房,首层、二层为商场,三层、四层为办公室及辅助用房,五至十六层为民用住宅。本工程电气设计包括变配电系统、照明系统、建筑物防雷接地系统、火灾自动报警及联动系统等。
二、配电系统的设计
1、高压配电系统
该工程采用双路lOkV电源供电,电源引自附近供电部门开闭所二段不同母线,采用电力电缆埋地引入总变配电室,二路电源同时供电。此外该工程设有两台有自启动功能的柴油发电机组作为消防及重要负荷应急备用电源。每路电源容量为1250kVA,总安装容量为2500kVA,两路10kV电源引入变配电室后,每路电源分别供l台干式变压器用电,两台变压器在低压侧之间设联络。每台变压器平时各带57%用电负荷,当一路市电故障时,另一路电源可以满足全部一、二级负荷的用电。保证重要负荷的使用。变配电室设在建筑物的地下一层,并采用防水防潮措施。
2、低压系统
采用TN-S系统配电,设功率因数集中自动补偿装置,电容器采用自动循环投切方式,补偿后的变压器侧平均功率因数在0.95以上,低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器,部分回路设失压脱扣器。所有低压开关脱扣器额定电流与开关的框架电流相同,且脱扣电流可调。低压配电系统采用(220V/380V)放射式与树干式混合配电,根据负荷性质确定供电方式,对于重要负荷及容量较大的负荷采用放射式供电。对于消防负荷及重要负荷采用双回路专用电缆供电,并在最末一级配电箱处设双电源自动切换。为防止电气火灾,在库房、住宅入户处等重要部位电源设总漏电保护装置。
三、照明系统的设计
1、照度标准
按《民用建筑照明设计标准》中等标准进行设计。照明灯具端电压不应高于额定电压的105%,正常环境光源用电电压根据光源设计电压选取(一般为交流电220V)。本工程一般场所为荧光灯、或其他节能型灯具。灯具安装高度低于2.4m时,需增加一根PE线。照明装置中,凡正常情况下不带电的金属部分均应接地。
2、正常照明
室内场所设置一般照明,照明的光源以荧光灯或节能型光源为主,大空间部位采用金卤灯作为光源,灯具功率因数不小于0.95,有装修要求的场所视装修要求定。
3、应急照明
应急照明包含备用照明、疏散照明、安全照明、值班照明、警卫照明、障碍照明。本工程主要涉及备用照明、疏散照明及障碍照明。
⑴ 本工程中设置备用照明及疏散照明的场所包括疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间、地下车库及商业营业厅等人员密集场所。
⑵ 应急照明应采用能瞬时点燃的照明光源,当应急照明作为工作照明的一部分而经常点燃时,又在发生故障不得切换电源的条件下,也可采用其它照明光源。
(3) 应急照明的照度要求:消防用备用照明应不低于正常照度,疏散走道≥0.5lx、人员密集场所≥1lx,楼梯间≥5lx。
(4)应急照明最小供电持续时间及切换时间应符合《民用建筑设计规范》13.8.6条规定。
(5)障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时,应符合下列要求:一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物,除在其最高顶端装设障碍灯外,还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在lOOm 以上者,除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度,可在低于烟囱口4~5m 处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光,应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。
4、高层住宅室内照明要求
厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头;有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头。小居室、大厅宜设置插座一组一个单相二极插座及一个单相带地三极插座。厨房、卫生间根据需要设置一个单相带地三极插座;二极插座需采用扁、圆插孔两用型;有条件时宜采用二极加三极的连体式插座;供洗衣机的单相二极带地插座,宜带电源开关;插座的高度一般为距地0.3~0.5m(暗装安全型)或1.4~1.8m(明、暗装普通型);楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关,但需在火警时能保持长明,每层的电梯前室灯应采用一般开关。
四、建筑物防雷接地系统
1、防雷措施
本工程防雷等级为二类。建筑的防雷装置满足防直击雷、侧击雷,防雷电感应及雷电波的侵入,并设置总等电位联结。在屋顶采用¢10镀锌圆钢作避雷带,屋顶避雷连接线网格不大于10m×10m。利用建筑物钢筋混凝土柱子或剪力墙内两根¢16以上主筋通长焊接、绑扎作为引下线,间距不大于18m。引下线上端与避雷带焊接,下端与建筑物基础底梁及基础底板轴线上的上下两层钢筋内的两根主筋焊接。外墙引下线在室外地面下1m处引出与室外接地线焊接。
2、浪涌保护器
根据2010年版《建筑防雷设计规范》要求,本工程在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设 I 级实验的电涌保护器,电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV,每一保护模式的冲击电流值应大于或等于12.5kA。在变压器的高压侧应装设避雷器,低压侧的配电屏上,在母线上装设I 级实验的电涌保护器,电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5kV,每一保护模式的冲击电流值应大于或等于12.5kA。
3、接地
采用TN-S系统的接地形式,N线与PE线在变压器中性点后始终保持相互绝缘,电气设备的金属外壳、穿线钢管及单相三孔插座的接地孔均与PE线可靠连接。本工程防雷接地与强弱电接地共用接地极,要求接地电阻≤1Ω。凡正常不带电,而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳应可靠接地。
五、电缆电线选择
目前,我们在建筑工程的防火设计中选用的电缆主要有耐火电缆包括防火电缆和阻燃电缆。对于消防设备如消防水泵、消防送风机、排烟风机、消防电梯及应急照明等,在火灾时必须继续工作,相应的供电线路应保证安全可靠。在超高层建筑中可以选用矿物绝缘的防火电缆,避免因供电线路的损坏而影响消防设备的正常功能。对于一般的动力设备和普通照明回路,为防止火灾时因电缆的绝缘及护套层的着火延燃而造成更大的人员和财产损失,在超高层建筑中应选用阻燃型的电缆和电线。为了尽量减少因电缆绝缘及护套的燃烧引起的烟雾及有毒气体对人员造成的伤害,工程设计中应根据建筑物的重要程度和使用性质,尽可能的选用低烟无卤的环保电缆,以便在万一火灾发生时,减少烟雾及有毒气体的产生,为大楼内的人员疏散争取更多的逃生时间。
六、火灾自动报警及联动系统
跟据《高层民用建筑设计防火规范》规定,该大楼为一类高层建筑,火灾自动报警系统的保护等级按一级设置。在首层入口处附近设消防控制室,报警控制设备由火灾自动报警控制台、消防联动控制台,图形显示屏、打印设备、火灾应急广播设备、消防通信设备、UPS不间断电源及备用电源等组成。采用控制中心报警系统。在大楼内根据规范要求设置感烟、感温探测器、手动报警按钮及消防电话插孔,在与消防联动控制有关且经常有人值班的机房设置消防电话分机。在各层各防火分区楼梯前室各设l台火灾复示盘,一旦发生火灾则复示盘能准确显示本层的火灾部位,并进行声光报警。在消火栓处设消火栓报警按钮及警铃。在各层楼梯间及疏散楼梯前室走道侧,设置火灾声光报警显示装置。火灾报警后,消防控制室应根据火灾情况控制相关层的正压送风阀及排烟阀、电动防火阀、并启动相应加压送风机、排烟风机,280℃时能自行关闭排烟防火阀,阀、风机的动作信号要反馈至消防控制室。
七、结束语
为了保障高层建筑供电的稳定性和安全性,需要切实做好电气设计工作。随着科技的发展及社会的进步,建筑电气设计的建设逐渐走向自动化,节能化、信息化和智能化,所以在设计建筑电气时,必须认真把握好工程电气设计的基本要点,从而提高设备使用效率,满足建筑物功能的需要。
参考文献:
[1] 吴树钦.论高层建筑电气设计的分析[J].科技资讯,2009﹙21﹚.
【关键词】屋面防水;建筑施工;
在当前建筑工程施工建设中,屋面防水建筑施工是整个施工环节的重要组成部分,其施工质量对建筑整个性能产生影响,做好屋面防水建筑施工技术问题的讨论具有一定的实际意义。从当前屋面防水建筑施工过程来看,在屋面防水建筑施工过程中,需要重点处理原材料质量、防水构造参数等信息,保证整个防水结构具有良好的性能。但受多方面因素的影响,施工单位难以控制上述内容,留下潜在施工质量风险。因此要重视对屋面防水建筑施工技术问题的讨论,为获得更好的施工效果奠定基础。
1.建筑渗水原因与施工原材料管理
1.1建筑渗水原因
屋面防水施工的主要目的是控制建筑物的渗漏现象,保证建筑物的总体功能。总体而言,导致建筑渗水的原因主要为:(1)混凝土裂缝。混凝土裂缝与建筑物渗漏存在直接关系,随着近几年建筑结构日趋复杂,高层、超高层建筑数量不断增多,建筑物裂缝逐渐成为影响建筑整体性能的重要因素。据不完全统计,目前我国高层、超高层建筑施工中,裂缝率高达23.0%。混凝土裂缝大量存在,导致结构物渗水现象严重,已经对人们的生活质量产生严重影响。(2)混凝土孔隙。混凝土孔隙也是导致建筑物渗漏现象的重要因素,总所周知,混凝土属于一种非均匀质的脆性材料,微观检测结果显示混凝土属于多孔结构,内部存在大量孔隙。受混凝土这一特性影响,在应用混凝土技术中就不可避免的会出现渗漏现象。
正是由于在建筑混凝土施工中存在上述难以控制的问题,导致建筑物可能出现不同程度的渗水现象,最终影响建筑物性能。
1.2施工原材料管理
在现代工程建设中,原材料是影响工程质量的重要因素,因此在是施工技术管理中要予以高度重视。
1.2.1柔性防水材料
从当前屋面防水工程来看,常见的柔性防水材料主要包括:改性沥青类油毡、合成高分子材料、涂膜防水材料等,不同材料的应用特点、性质存在明显差异,具体资料如表1所示。
1.2.2刚性防水材料
细石混凝土虽然具有密实性好的优点,但从多个工程的实践情况来看,细石混凝土虽然达到了施工质量控制的目的,但依然难以有效保证防水效果。而常见的细石混凝土防水措施(包括添加防水剂、膨胀剂,控制水灰比等)难以从根本上解决渗漏问题。
2.实例分析
2.1工程案例简介
某建筑为当地重要的住宅项目,地上结构为8栋18层高层住宅楼。在施工过程中,屋面主要结构为C35P8商品混凝土,厚度为200。在整个项目完工后,对屋面结构进行72h的渗漏试验,试验过程中未发现漏水点。
2.2问题分析
在该工程项目中,在发现建筑屋面渗漏情况后,对整个建筑进行检查,发现导致建筑屋面渗漏现象严重的原因主要为:(1)屋面建筑层设计不当。该建筑在房屋建筑层设计中,设计的基本构造如图1所示。在该建筑中,这种结构有一个明显的缺陷:由于挤塑板强度不够,导致在上部荷载增大的过程中会出现明显的变形现象,导致防水层出现裂缝,降低防水层的整体性能。
(2)材料选择不当。该项目在屋面柔性防水材料选择中,主要选择聚氨酯防水涂料进行施工,该防水材料虽然性能指标良好,但对施工人员的操作水平提出了较高要求。并且在应用聚氨酯防水涂料过程中,为达到2.0mm的设计厚度要求,需要连续进行2层以上的涂刷。而聚氨酯防水材料的实干时间为24h,整个施工周期过程,对施工进度得不到保证。
2.3屋面防水施工方法
该项目进行相应的分析,并认识到上述问题后,开展了一系列的处理措施,主要措施包括:
(1)更改防水材料。由于该工程的项目工期较为紧张,需要按时交楼与小业主进行装修,而聚氨酯施工条件要求高,而且在聚氨酯实干前,无法进行下道工序的施工。针对这一情况,该工程使用PVC防水卷材为主要材料。与其他防水材料相比,PVC材料在抗拉性能、延伸性等方面具有优势;而在在卷材焊接过程中,该项目采取热熔法展开施工,整体的机械化程度高。
(2)重新设计屋面建筑层。针对原有屋面建筑层结构不科学的现象,该工程重新设计了屋面建筑层的结构特征,重新设计后的屋面建筑层信息如图2所示。
(3)严格规范屋面结构管道施工,要求相关人员在开展管道施工中一定要预留空洞,不得后凿。待管道固定后,要及时清理孔壁上的残留混凝土,必要时对其进行凿毛处理,并时刻保持混凝土表面湿润。
用配合比为 1:2:2(水泥:砂:石子)的细石混凝土分两次进行浇筑(两次浇筑之间的界面要涂刷纯水泥浆),要求水灰比不大于0.5,并掺入水泥用量的6%的防水剂。预留孔洞内的混凝土完成面应比屋面板低 10mm,拍平压实抹光,隔24小时浇水养护,并检查缝底是否漏水,10mm的凹槽用防水材料填平。
2.4效果评价
该工程项目在采取上述处理措施后,建筑屋面渗漏现象得到控制,达到建筑交付标准,而从近几年建筑运行情况来看,未出现严重的渗漏现象,说明上述措施具有一定的可行性。
结束语:
建筑屋面防水施工是一项复杂的工程,其中涉及到原材料质量、施工技术方法、建筑结构等多方面问题,在现代工程建设中,为到达建筑防水的目的,需要多方面考虑建筑性能参数,并提出相应的质量控制办法,为提高建筑整体性能奠定基础。
参考文献:
[1]孙凯瑞.试论屋面防水建筑施工技术[J].黑龙江科学,2015,10(06):149-150.
【关键词】高层建筑;结构选型;结构设计
随着高层建筑高度、规模、投资与复杂性等逐步增大,结构选型所面临的对象及其所处环境、需考虑解决的问题及所用的知识日趋复杂,结构选型的难度与重要性增大、时间增长,耗费的人力、财力、物力增加。高层建筑结构体系的选型通常要遵循一定的原则,它不仅要考虑到建筑设计、结构设计、建筑施工的要求,而且要从建筑设备安装、结构选材方面进行考虑。最后还需考虑各种结构体系的综合经济指标。选型不当带来的后果严重且难以修复,选型风险增大,传统的结构选型设计思想与方法将面临新的困难和挑战。因此,分析现代高层建筑发展给结构选型带来的新困难与新要求,重新认识结构选型设计问题的本质与规律,进一步明确结构选型的必要性与复杂性特征,既是现代高层建筑建设实践的要求,也是全面认识结构选型问题的需要。
1 高层住宅的结构体系
1.1 剪力墙承重体系
剪力墙是高层住宅最常用的结构体系,采用剪力墙结构可以减少非承重隔墙数量,一般用钢量比框剪结构少,而且室内无外露梁柱,用户比较喜欢。剪力墙结构体系是以一系列剪力墙纵横相交,既作为承重结构又作为分间隔断墙。墙体具有较大刚度。同时又由于墙体纵横交错.比框架结构中的刚度大得多。这是抵抗高层建筑风荷载及地震力水平荷载的有利条件,缺点是由于剪力墙组成许多小开间,虽然结构的整体性较强,但平面布局受到了严格的约束。如能使用大跨度楼板,则可使用轻质的灵活隔断,比较自由地组织内部空间。
1.2 剪力墙结构体系
当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架, 便形成了框架一剪力墙体系。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架体系主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀。
1.3 筒形结构体系
凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系,包括单筒体、筒体一框架、筒中筒、多束筒等多种型式。筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。实腹筒是由平面或曲面墙围成的三维竖向结构单体。空腹筒是由密排柱和窗裙梁或开孔钢筋混凝土外墙构成的空间受力构件。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。
1.4 其他结构体系
高层住宅的新结构体系大部分是探索性的,如筒中筒结构的发展、或者束状筒的组合,外筒桁架交错,以中心并筒悬挂式结构以及很高的桁架梁的体系等。
2 高层建筑结构选型与建筑设计
在结构的功能要求被确定以后,即可根据功能要求进行结构的选型。例如对于高层建筑,在选型上可以考虑框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、框筒结构以及筒中筒结构等,在用材上可考虑钢结构、钢筋混凝土结构、组合结构等。对于大多数建筑物,工程造价中约有50%-70%用于结构工程,而且结构工程的施工工期也约占建筑物施工总工期的50%-70%。因此搞好结构工程对于建筑工程建设的质量控制、投资控制和进度控制有十分重要的作用。搞好结构工程的关键在于结构选型,如果选型不当,即使结构计算很精确,也有可能给结构的安全使用及耐久性带来无法弥补的缺陷,所以结构选型对于结构的全寿命优化有着举足轻重的作用。在非地震区的高层建筑,水平荷载以风荷载为主。所以非地震区高层建筑选型宜选用有利于抗风作用的建筑体型,也就是宜选用风压体型系数较小的建筑体型,比如圆形、椭圆形等。流线型的建筑体型以及由下往上逐渐变小的截锥形体型的体型系数相对较小,有利于抗风。在进行结构平面布置时,宜使用结构平面形状和刚度分布尽量均匀对称,以减轻风荷载作用下扭转效应对结构内力和变形的影响,并应限制结构高宽比,防止倾覆和失稳。地震区高层建筑的体系选型,实际上属于抗震概念设计范畴,它是在总结震害规律及工程经验的基础上,以宏观概念为指导,正确地解决高层建筑的总体方案,选择合理的结构体系,以达到合理抗震。通常应选择对抗震有利的地段,选用整体性较好的基础,立体结构应具有合理的地震作用传递途径,拥有多道抗震防线,具有必要的刚度和强度,具有合理的刚度和强度分布,避免竖面侧移刚度的突变。另外亦宜选择风压体型系数较小的形状并限制高宽比。对于低层、多层或高层建筑,其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加,由于以下两个原因,竖向结构体系成为设计的控制因素:较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒;更重要的是,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,必须精心设计。高层建筑的竖向结构体系从上到下一层层地传递累积的重力荷载,因此要求较大的柱或墙截面来承受这些荷载。同时,这些竖向结构体系还必须把风荷载或地震作用等侧向荷载传给基础。可是,与竖向荷载相比,侧向荷载对建筑物的效应不是线性的,而是随建筑物的增高而迅速增大。例如,在其它条件相同时,在风荷载作用下,建筑物基底上的倾覆力矩近似地与建筑物高度的平方成正比,而建筑物顶部的侧向位移与其高度的4次方成正比。地震的效应甚至更加显著。当低层或多层建筑的结构按恒载及活荷载设计时,柱、墙、楼梯或电梯井就自然能承受大部分水平力,问题主要是抗剪。在“矮”房子的框架中,可以填充一些墙板,甚至全部填满墙板的办法很容易获得适当的附加支撑效果,而不必另外再加大原来竖向荷载所需要的柱和梁的尺寸。高层建筑并非如此。这是因为在高层建筑中,主要问题是抗弯和抵抗变形,而不仅仅是抗剪。为了使高层建筑足以抵抗相当大的侧向荷载和侧移,常常不得不进行专门的结构布置,柱、梁、墙和板的截面总是要大一些。
3 高层建筑结构设计中应注意的问题
3.1 高度
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定了各种常见结构体系的最大适用高度。随着建筑物高度的增加,许多影响因素将发生质变,即有些参数本身超出了现有规范的适宜范围,因此对于超高限建筑物,应当采取科学谨慎的态度。
3.2 材料的选用
在地震多发区,采用何种建筑材料或结构体系较为合理是工程技术人员非常重视的问题。在结构体系或柱距变化时。需要设置加强层及转换层,要慎重选择其结构模式,尽量降低其本身刚度,以减少不利影响。在高层建筑中,建议尽可能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构或钢结构,以减小柱断面尺寸,并改善结构的抗震性能。
综上所述,随着高层建筑进一步的发展,满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型都将日趋复杂且多元化。为了革新高层建筑,体现其魅力,追求新的结构形式和更加合理的力学模型将是土木工程师们的目标和方向。
参考文献: