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关键词:高层建筑;转换层;设计施工;研究对策
高层建筑转换层结构的设计与施工阶段对整栋楼层起着至关重要的环节,所以,控制好高层建筑转换层结构在设计时的注意事项与施工中常出现的问题,及时提出措施加以解决就显得尤为重要。
1、高层建筑转换层结构简析
为满足高层建筑结构将上部布置小空间,刚度大的剪力墙,下部布置大空间、刚度小的框架柱而专门在楼层拦腰一层设置的一种转换结构构件。一般随建筑结构的多样性呈现多种形式,有的是非曲直转换板形式,实心的厚板结构,里面不能住人;有的是转换梁结构,可以安装设备或住人,其高度限定在2.2m以下,以减少占用规划指标。
转换层的结构形式,一般分为:斜杆桁架式、梁式、空腹桁架式、箱形和板式。其中较为常用的结构形式为梁―柱体系。其主要特点表现在,转换层结构构件承受巨大的竖向荷载内力很大;跨度通常是上部结构跨度的数倍;连续施工强度大、过程复杂;其结构的分析和设计与常规结构不同.。
2、高层建筑转换层设计经验探讨
2.1设计原则
转换层结构在设计时,必须满足建筑物经济、质量、安全、搞震性要求的前提下考虑,选择具有明确传力路径的转换层结构型式,做到转换刚度宜小不宜大,减少竖向结构的转换构件,增加直接落地的竖向构件,从而增加搞震力度等。
2. 2转换层结构形式选择原则
2.2.1梁式转换层
梁式转换层的传力直接、明确,传力途径清楚。跨度较大且承托层数较多时,采用较大的截面高度为1. 6~4. 0 m。跨度较小及承托层数少时,采用0. 9~1. 4 m较小的截面高度。施工方便且构造简单,工作可靠,转换梁受力性能好,结构计算也相对容易,很多情况下混凝土用量可达到板式转换层混凝土用量的几倍。
2.2.2 桁架式转换层
桁架式转换层传力明确、传力途径清楚。其节间可采用轻质建筑材料填充,有利于减轻结构自重,同时抗侧力刚度比转换梁小,地震反应要比梁式转换的高层建筑小得多。但构造和施工复杂,且转换桁架使充分利用该转换层空间成为可能.,为开洞与设置管道具备了很大灵活性的位置和大小的条件。也从施工工程中得知,转换桁架其混凝土用量比、钢材的采用比转换梁节约成本些。
2.2.3 板式转换层
板式转换层传力不清楚,受力复杂,相邻上、下层受很大作用力。从抗剪和抗冲切角度考虑,容易在地震作用下反应强烈。一般板厚度有在2. 至2. 8 米区间,且结构计算困难。施工中,上部结构布置不便,造成混凝土用量大。也由于本身受力很大,增大了下部垂直构件的承载力设计要求,故板必须三向配筋。
2.3转换层合理取值
为避免高层建筑竖向刚度悬殊相差太大.,为避免高层建筑竖向刚度悬殊相差太大,保证转换层上、下部主体结构刚度与变形特征的接近。应控制好剪切刚度比,上、下主体结构的刚度分别要一个弱化一个强化。从而确保转换层下部大空间整体结构,达到合适的强度、刚度、延性和抗震能力。
2.3.1 大底盘大空间剪力墙结构
由于转换层附近结构内力非常复杂,为保持主体刚度力求变化不过于悬殊,大底盘大空间剪力墙结构的上层与底盘刚度变化较小。仅主体部分部份上层与底盘剪切刚度比,大底盘的总刚度力求等于或稍大于上部楼层刚度,上层与底盘(包括主体和裙房)剪切刚度比小于或于1。.因此,底盘尽可能布置纵、横向剪力墙并加大厚度,剪力墙尽量布置在底盘的边、角部位,以加大其抗扭刚度.。
2.3.2.底部大空间剪力墙结构
由于底部大空间剪力墙结构,底层大且部分剪力墙不落地改为框支,为防止底部刚度显着减小的突变。因此,应控制转换层上、下层剪切刚度比,其中:非抗震设计取值,纵向应该大于或等于1,小于或等于3区间,抗震设计取值,纵向应该大于或等于1,小于或等于3区间。
2.3.3.鱼骨式底部大空间上部剪力墙结构
为防止鱼骨式底部大空间上部剪力墙结构的刚度减少太多,且在下部大空间层过于集中变形,因此,转换层上、下层剪切纵、横两个方向的刚度比,应为非抗震设计取值,纵向应该大于或等于1,小于或等于2区间;抗震设计取值,纵向应该大于或等于1,小于或等于2区间。2.3.4. 大柱距的框筒结构或内部抽柱的框架结构,保持上、下层剪切刚
2.4转换层楼板平面内力和变形的计算
为确保转换层结构控制质量安全可靠,必须精确计算位于楼板平面内力和变形。目前,实际工程设计过程采用的计算分析程序,均假定楼板在自身平面内刚度为无穷大,只作刚体运动,没有相对变形.,导致框支柱的剪力比计算值大几倍。
3、转换层结构施工存在的问题及应对措施
3. 1存在的问题
3.1.1 转换层下部结构受压太大,庞大的转换层及其复杂支撑体系的自重,都要由转换层下部的结构承担受力。实际施工中,直接产生对下部结构较大的不利影响,影响最大的表现在对下部楼层楼板。
3.1.2. 施工成本的增加,在施工过程中,常规采用的混凝土浇筑方法,一般情况下,需从转换层一直支到底层地面,有些甚至达到地下室的厚板。因此,导致材料的占用量非常大,材料周转费用过大。而且施工难度也大,主要包括转换层空间大,转换层自重大,转换层结构及其支撑体系复杂上。
3.1.3 温度裂缝,在施工中,具备大体积混凝土施工特性的如:厚板式转换层,须采用有效的施工措施加以防范,防止其裂缝的生成。
3.1.4钢筋的安装和骨架的稳定,在施工转换层结构中,通常情况下,钢筋分项工程量大,而且施工难度也大,为保证钢筋安装的正确性和骨架的稳定性.,须采取有效的手段与方法,以确保钢筋分项工程的施工质量。
3. 2有效应对措施
3.2.1钢筋的施工处理。在在施工中,对钢筋的翻详和下料,首先要熟悉设计文件及有关说明,弄清楚设计意图掌握有关规定,考虑好钢筋之间的穿插避让关系,转换层结构主筋接头全部采用闪光对焊,对于两端做弯头的钢筋,采用可调伸螺纹接头连接或冷挤压套筒连接。确定制作尺寸和帮扎次序,保证转换梁高度或转换板厚度较大时,钢筋骨架的稳定性和便于操作。
3.2.2合理布置转换层支撑体系。竖向受力构件如:柱、剪力墙承担着来自高层建筑的上部荷载,同时也承受转换层施工过程中的庞大荷载。因此,根据下部结构的特征,可采用灵活布置悬空支撑体系,直接减少作用于楼板、梁等水平构件,使转换层施工过程中的庞大荷载合理地传递给下部贯通的竖向受力构件。同时,认真分析计算下部构件的受力情况,排除高层建筑上部荷载过重造成的安全隐患,杜绝工程事故发生.。
3.2.3采用分层浇筑混凝土。
在由于转换层水平构件高跨比较大,表现为短深梁或厚板的受力特性。在工程中采用二次叠浇法施工,可先浇筑部分构件的强度承担部分荷载,给支撑体系卸荷。需要注意的是,要确保构件在施工过程中、正常使用状态下都能满足要求,认真分析出叠合构件的受力。
3.2.4 加强大体混凝土的施工,在针对转换层体积大的因素,在混凝土浇筑施工中,应采用一些养护措施,可选用低水化热的矿渣,火山灰硅酸盐水泥的技术,以达到降低转换层内部与表面温度差等。
4、结语
许多高层建筑是集吃、住、办公、娱乐、购物、停车为一体的综合建筑,转换层的普遍运用,须根据工程本身特点和验算中受力状态的不明确等因素,选择科学合理的设计方案,确保方案设计的全面性、科学性,减少施工的风险和难度。从而不但可节约建设投资、减少能源消耗、达到建筑面积的最高利用率,而且为人们提供更方便、省时的生活环境和工作条件,适应现代社会高效率、快节奏的生活。
参考文献:
[1]赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 1995: 101-156.
关键词:高层建筑结构设计施工
引言
随着社会经济的迅速发展和建筑功能的多样化,城市人口的不断增多及建设用地日趋紧张和城市规划的需要,促使高层建筑得以快速发展。但高层建筑的结构设计成为结构工程师设计工作的重点和难点。本文就高层建筑结构设计与施工进行了简要分析。
一、高层建筑的结构设计
1高层建筑设计基本要求
1.1结构的规则性。(1)不应采用严重不规则的结构体系。建筑设计应符合抗震概念设计的要求,高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,应符合下列要求:1)应具有必要的承载能力、刚度和变形能力;2)应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力;3)对可能出现的薄弱部位,应采取有效的加强措施。(2)高层建筑的结构体系尚宜符合下列要求:1)结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位;2)宜具有多道抗震防线;3)结构在两个方向的动力特性宜相近。
1.2.规则结构的主要特征:建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,刚度和承载力分布均匀,具有较好的抗扭刚度和整体性。抗震设防的建筑结构竖向布置应使体型规则、均匀,避免有较大的内敛和外挑,结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的承载力和侧向刚度突变。
1.3.规则结构布置需满足的要求:结构布置必须考虑有利于抵抗水平和竖向荷载,受力明确,传力直接,力争均匀对称,减少扭转的影响。在地震作用下,建筑平面要力求简单规则,仅在风荷载作用下则可适当放宽。抗震设计的B级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑,其布置更应简单、规则,减少偏心。
2.高层建筑工程设计
2.1结构选型:对于高层结构而言,在工程设计的结构选型阶段,结构工程师应该注意以下几点。(1)合理选择结构体系。高层建筑结构布置应力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼电梯间;避免楼电梯间位置偏置,以免产生扭转的影响。(2)房屋的适用高度和高宽比满足规范要求。规范中对结构的总高度有严格的限制,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。(3)嵌固端的设置问题。由于高层建筑一般都带有两层或两层以上的地下室和人防,嵌固端可设置在地下室顶板,也可设置在人防顶板等位置。抗震设计的高层建筑,当地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。(4)短肢剪力墙的设置问题。短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。对于短肢剪力墙结构,虽然有利于住宅建筑布置,也可减轻结构自重,但在高层住宅中,剪力墙墙肢不宜太短,因为短肢剪力墙的抗震性能较差,地震区应用经验不多,为安全起见,高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。
2.2 地基与基础设计:地基与基础设计一直是结构工程师比较重视的方面,不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行,同时,也是因为地基基础是整个工程造价的决定性因素,因此,在这一阶段,所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。高层建筑的基础应选用整体性好,满足地基承载力和建筑物容许变形的要求,并能调节不均匀沉降的基础形式。高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量,有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。此外,在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性。
2.3.结构分析与计算:在结构计算与分析阶段,如何准确、高效地对工程进行内力分析并按照规范要求进行设计和处理,是决定工程设计质量好坏的关键。《高层建筑混凝土结构技术规程》对结构整体计算和分析进行了详细的阐述。因此,对这一阶段比较常见的问题应该有一个清晰的认识。1)结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有:SATWE、TAT、SAP、TBSA等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。所以,在进行工程整体结构计算和分析时必须依据结构类型和计算软件模型的特点选择合理的计算软件,并从不同软件计算结果中,判断哪个是合理的,哪个是可以作为参考的,哪个又是意义不大的,这将是结构工程师在设计工作中首要的工作。2)是否需要地震力放大。考虑建筑隔墙等对自振周期的影响,现行规范根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。3)振型数目是否足够。在计算分析阶段必须对计算结果中的振型参与系数进行判断,并决定是否要调整振型数目的取值,以满足设计规范的要求。4)多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。一段时间以来,大底盘,多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。如果多塔间刚度相差较大,就有可能出现即使振型参与系数满足要求,但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然较大,从而使结构出现不安全的隐患。5)非结构构件的计算与设计。在高层建筑中,往往存在一些由于建筑美观或功能要求且非主体承重骨架体系以内的非结构构件。对这部分内容,尤其是高层建筑屋顶处的装饰构件进行设计时,由于高层建筑的地震作用和风荷载均较大,因此,必须严格按照规范中非结构构件的计算处理措施进行设计。
2.4.抗震分析与设计在高层建筑的应用:我国现行规范要求高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下,按反应谱理论计算地震作用,用弹性方法计算内力及位移。一般情况下按建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算;有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。质量与刚度明显不均匀、不对称,可能产生显著扭转的结构应计算双向水平地震作用产生的扭转影响。8度、9度的大跨度、长悬臂结构及9度时的高层建筑,应计算竖向地震作用。对于重要的高层建筑或有特殊要求时,要用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算,结构在罕遇地震作用下可采用静力弹塑性分析方法或弹塑性时程分析法进行薄弱层弹塑性变形验算[1] [3]。
二、高层建筑的施工
高层建筑工程施工设计图纸,一经确定就具有法律的有效性。为此在建筑工程施工开始之前,必须认真学习、研究,会审工程施工设计图纸。精确掌握施工设计图纸的各项标准要求,进而研究制定建筑工程施工方案,这是高层建筑工程施工设计图纸落实的基本措施和基础,也是高层建筑工程开始施工的前提和保证。图纸交底会审中发现的问题,要及时与建设单位、设计单位共同协商讨论,取得一致认可的解决办法,以保证正确无误地施工。施工单位应根据设计图纸与施工条件,确定合理的施工方案,编制施工组织设计,对深基础施工、高空作业、钢筋连接、混凝土作业及季节性施工等进行方案优选,做好准备。必要时进行专项施工技术专家论证会,确保施工方案合理有效。
高层建筑工程规模大,结构复杂,工程质量与施工技术要求高,原材料配件使用标准严,各工种施工协调复杂。所以,对高层建筑工程施工管理要严,标准要高,施工组织工作要求更要严密。施工的各个阶段,要严格按设计标准、工程质量和工艺要求施工。各配套工程按图纸要求,同步协调施工。建立严格的现场工程施工质量管理体系,严格施工组织,使施工过程紧密协调,相互制约、相互促进。
高层建筑工程的安全防护要求高。高层建筑工程应根据工程特点编制安全施工技术措施。结构施工中各类机械的布置及运行,脚手架的搭设与连接,安全防护操作平台的搭设及防护拦的设置均要通过组织验收,保证施工过程的安全。
高层建筑工程应积极推广先进施工技术和先进机械化设备的应用。施工时根据工程特点推广应用 “十项新技术”的内容,如高性能混凝土技术、高效钢筋应用技术、新型模板及脚手架应用技术、建筑企业管理信息化技术等,提高工程质量,缩短工期,降低成本。
关键词:高层建筑 热水供暖 系统设计
1、我国热水供暖系统设计的概述
我国目前仍然是世界上最大的发展中国家,为了促进我国的经济发展,对于能源的需求量逐渐增多,为了能够保证经济和能源消耗之间平衡发展,我们应该不断的研究新技术、新方法,具体来说一方面应该不断寻找可以替代的能源资源,另一方面应该对能源供应设备进行工艺和技术上的改进,实现节约能源的目的,不断提高能源的使用率,节约成本。建筑物中的供暖系统是保证人们工作生活舒适性以及健康性的重要方面,我们应该进行建筑节能、提高能源利用率,尽可能地实现资源与环境可持续发展。作为供暖系统的设计人员应该不断提高相关设计和规划水平,在设计的过程中,应该充分考虑整个城市发展的实际情况,并从发展的角度来分析当前的热水供暖系统,这样才能够提高城市中现有的供暖网络和正在建设中的供暖系统相融合,不仅能够降低整个供暖系统的成本,还能够提高热水供暖系统的效率,节省能耗。高层建筑相比其他建筑形式来说,具有很特殊的特点,设计人员在进行供暖系统设计的时候,应该综合考虑以下因素。
1.1 计算设计方式
在进行高层建筑供暖系统设计的时候,必须考虑好热负荷计算,计算结果会受到建筑高度的影响,高度不同,热负荷也不同,同时还应该考虑热压和风压的影响。
1.2 供暖方式
高层建筑供暖方式的选择应该和整个供暖系统以及室外的热网相匹配,还要考虑到整个高层建筑的供暖静水压,确定好水压的大小以及低层散热设备的情况,才能选择最佳的供暖方式。
1.3 供暖系统失调现象
目前最常见的供暖系统问题就是失调现象,这主要是因为在进行供暖设计的时候受到建筑物高度的影响,而出现垂直失调现象。
2、高层供暖系统设计原则
垂直失调是当前高层建筑中供暖系统设计最为常见的一种问题,这会影响到住户的生活,针对这种情况,我们必须采取一些调节措施。此外,超压问题也是一种比较常见的问题,我们通常可以采取两种方式,一种是解决自身的超压,一种是解决系统的超压。如果高层建筑的供暖系统和整个小区的热网连接的话,不仅应该保证自身不出现超压的情况,还应该考虑周围其他的建筑物是否出现超压情况。因此在进行高层建筑供暖系统设计时应该考虑到这两方面的因素,通过各方面比对之后再选择最佳的供暖系统。总之,设计人员应该遵循避免垂直失调以及超压问题的原则,做好供暖系统设计工作。
3、主要的高层供暖设计方案
3.1 设热交换器的分区式系统高区水与外网水间接连接,高区水通过热交换器与外网水进行热量交换。热交换器可作为高区热源,高区又设有循环水泵、膨胀水箱,使之成为一个与室外热网压力隔绝的,独立的完整系统。热交换器可作为高区热源,高区又设有循环水泵、膨胀水箱,使之成为一个与室外热网压力隔绝的、独立的完整系统。该形式高区与外网的水力工况互不影响,其优点是可以很好解决高区水静压力对低区散热器造成超压的问题,同时也可以解决上下不同楼层的垂直失调。该系统是高层供暖最常用的形式之一。
3.2 设双水箱的分区式系统
当外网为低温水,采用热交换器不经济时,可采用双水箱分区式热水供暖系统,当外网压力低于该高层建筑的静水压力时,可在供水管上设加压水泵,使水进入高区上部的进水箱。高区的回水箱设非满管流动的溢流管与外网回水管相连接,利用进水箱与回水箱之间的水位差克服高区阻力,使水在高区内自然循环流动。该系统利用进、回水箱代替了热交换器,使高区压力与外网压力隔绝,简化了入口设备,降低了系统造价和运行管理费用。双水箱分层式供暖系统是利用低层供暖系统二级管网热水为高层区域进行供热,由于二级管网的供水压力低于高层供暖系统净水压力,所以为了低层供暖系统的二级管网热水为高层供暖,需要采用加压泵,该系统省去了加热、定压系统,系统造价远远低于换热器分层式供暖系统,但由于选用开式水箱,所以容易导致管道的腐蚀。
3.3 无水箱直连供暖系统
这种方法是当前一种应用比较广泛的高层建筑供暖形式。这种供暖系统不需要设置水箱、不需要设置换热器同时也不需要设置减压阀。与其他供暖系统相比它只需要在保证供热官网额定压力不变、运行参数和方式不改变的情况下在高层建筑的入口处设置一个由计算机控制的增压泵,在增压泵的出口设置一个止回阀,使得原来的供水压力增大直至达到最顶层。使用这种方法时应使得供水总立管短,无效热损失小;还可以改善高层建筑供暖系统上热下冷的垂直失调现象。系统断流器安装在回水管路的最高点处。阻旋器串联设置在回水管路中,设置高度应为室外管网静水压线的高度,阻旋必须垂直安装。
3.4 设断流器和阻旋器的分区式系统
在高区供水管上设加压水泵,以保证高区系统所需压力。在水泵出口处设有止回阀。高区采用倒流式系统型式,有利于排除系统的空气;供水总立管短,无效热损失小;还可以改善高层建筑供暖系统上热下冷的垂直失调现象。该系统断流器安装在回水管路的最高点处。阻旋器串联设置在回水管路中,设置高度应为室外管网静水压线的高度,阻旋必须垂直安装。系统运行时,高区回水流入断流器内,使水高速旋转,流速增加,压力降低,此时断流器可起减压作用。回水下落到阻旋器处,水流停止旋转,流速恢复正常,使该点压力维持室外管网的静水压力,以使阻旋器之后的回水压力能够与低区系统压力平衡。该方式适用于不能设置热交换器和双水箱的高层建筑低温水供暖用户。高、低区热媒温度相同,系统压力调控自如,运行平稳可靠,便于运行管理,且有利于管网的平衡。
4、结束语
供暖系统是建筑中十分重要的部分,当前我国的热水供暖系统在建筑中应用非常广泛,对于高层建筑来说,必须严格认真地对待供暖系统设计和选择问题,尽量避免出现垂直失调问题以及超压问题,充分地考虑好热水供暖系统和管网之间的技术参数,从可持续发展的角度来设计供暖系统,同时应该把供暖系统设计和其他相关因素相结合,对那些影响到设计质量的因素考虑好解决办法,勇于创新,在满足业主需要的同时更能够为住户服务。
参考文献
[1]哈尔滨建筑工程学院等.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社.
关键词:高层建筑;给排水;设计;施工
随着我国经济的发展和社会的进步,我国的综合实力有了明显的提高。在这样的经济发展形势下,我国高层建筑的发展速度也逐渐加快。在经济迅速发展的今天,人民的物质生活水平也得到了明显提高,这就对高层住宅业的发展提出了更高的要求。随着高层建筑业的不断发展,给排水设计在高层间中显得尤为重要。在高层建筑中,人们对高层建筑的给排水设计提出了更高的要求。在高层建筑中,如果给排水系统不能正常地运行和工作,那么将会对人们的生活带来非常大的影响。具体来讲,如果排水设施没有经过合理的设计以及卫生设备达不到预期设计的效果,很容易出现污水外溢的现象,更有甚者污染环境,对人们的生活和工作造成很严重的影响。由此可见,做好高层建筑的给排水工作并且采用合理的方式进行施工具有十分重要的意义。
1.高层建筑给排水设计应注意的问题
高层住宅建筑中,容易出现的问题主要有给水、排水、消火栓系统以及自动喷淋等问题。如今,我国高层建筑在世界建筑给排水技术迅猛发展这样一个大环境下也得到了快速的发展,高层住宅楼的数量不断增多。因此,对于国外的一些最新的、最先进以及最有效的技术我国要学会借鉴和运用,也就是将这些先进成果自然地融入到我国的高层建筑和住宅楼的设计当中,提高我国高层建筑的技术含量。
目前,一些建筑设计人员设计过程中选择使用传统的扣碗式或者采用和扣碗式相类似的水封两用地漏,这种方法在长期实践经验和广大用户的反馈下,确定并不是比较好的方式。因为这种扣碗式地漏能够储存的水量比较少,并且水封的高度比较短,很快就会蒸发掉。目前有一种方式是在地板落水或者两用地板落水下的情况下增加P形存水弯,这是在考虑了水封量较大的原因,这种方式不会导致水封蒸发,并且采用的这样的方式也是有一定的好处的。因为在施工过程中,不能使横管吊的太低,这样就会破坏厨房和厕所的美观,还要求应使丝口白铁管连接管的长度尽量选用较短的类型,还要求丝口地板落水,在设计的过程中如果采用了S弯,这样就能够将横管的高度增高,显得就会比较美观。
人们生活水平日益提高,高层住宅的用水量一般都比普通多层住宅的用水量要多,并且高层建筑的卫生设备的类型也比较多。因此,在高层建筑住宅中使用和多层住宅每户小水表为DN15mm不一定就合适,因为和多层住宅相比,高层住宅多了洗胎盆、低位池以及洗衣机专用龙头等,在设计高层建筑住宅时,应该将小水表改为DN20mm。也可以保持小水表仍用DN15mm的情况,但是一定是在前后的横管被改为DN20mm的前提下。另外,在设计高层住宅时,一定要将抗震的因素考虑在内,因为这是非常重要的一点。因此,在高层建筑给排水设计时,一定要选用抗震性能比较好的给排水材料,尤其要重视污水管道、排水管道及透气管道等的抗震问题。在材料的选择上,为了能够保证抗震的性能,可以选择使用柔性的橡胶圈,将其安装在管道之间的连接处,或者安装在管道配件之间的连接处。给水管的抗震一般比较简单,在管道上设置一些橡胶弹性避震喉就可以了。
怎样保证高层住宅屋顶水箱消防水量是目前人们关注的一个话题。目前,在很多的高层建筑中,消防和生活用水是共同应用一个水箱的,这就对设计人员和使用人员提出了更高的要求,那就是能在保证不动用消防水的前提下,保证生活用水的正常流动,并且还要确保生活用水的新鲜程度,要避免消防池底存在消防水量的死水区,导致水质腐化。但是这些细节问题得不到设计人员的重视,甚至因为这些工作比较繁琐就放弃设计。一些设计人员在设计的过程中,较多地使用传统的水位控制方法,这样的设计方式是不符合现代设计中的安全设计方式,必须确保用户用水的安全。在给排水设计的过程中,一定要设置屋顶水箱,在设计水箱出水可以运用角尺弯虹吸水的方法,如图1所示。
在消防水位的位置放上弯头,为了确保消防需水量可以在消防水位与池底之间留出一段距离,这样就可以达到预期目的。另外,在角尺弯水平出水端上钻上一定距离的小孔,这样当出水弯头垂直端吸水喇叭吸水时,水箱水位就会不断下降,等到到了消防水位的时候,空气就会被吸入弯头虹吸破坏孔中,这时出水虹吸就会终止,这就达到了生活用水和消防用水科学结合的目的。
在给排水设计中还需要注意的问题有以下几个:在设置排水管和排污管时,一定要每隔两层设置一个检查口,这样有利于清通。它的标高可以保持在高于各层草坪之上1.1m的位置。尤其要注意的是,如果排水管和排污管被设置在了封闭的管道井中,最好在立管检查口的位置设置一个能够开关的小窗。当只有一个立管的情况下,可以设置6×H=250mm×300mm尺寸的小窗就可以了。
在设计消火栓时,一般情况下是设置在屋顶水箱底20m以下的位置。因为这里的压力比较大,压力大反作用力就大,消火栓处一定要加减压孔板进行消能,以免给消防人员带来不必要的麻烦。将消防栓的压力减到正常的压力,可以在实用时按照从上到下从大到小的顺序每隔三层改变一下孔板的孔径,越靠近底层的位置消能就越大,使流量和压力能够处于正常的状态。另外,在给排水设计过程中,两个不同的给水系统是可以共用一组泵的,但是必须是在流量和压力都满足的情况下,比如一座高层建筑中可以共同使用消防栓、水喷系统、自动喷水系统以及水幕系统等。如果两个系统共同使用使,流量不能达到要求,就可以采用划分防火分区的方法,如果压力达不到要求,可以通过设置减压阀的方法解决。
2.高层建筑给排水施工原则
高层建筑的给排水工作的离不开深入的调查研究、精心的施工和管理,并且还要不断听取广大用户的意见和建议。在此基础上,经过一个反复实践的过程,才能够真正地把给排水做好,为广大用户提供更好的服务。
将高层建筑给排水工作做到实处,需要将准备好施工现场、准备好技术经济资料、安排好施工队伍以及准备好施工物资等。与此同时,还必须坚持一定的施工原则,这是由高层建筑的给排水特点以及工作现场的组织和施工情况决定的。需要坚持的原则主要有:①连续性原则。在高层建筑的整个施工过程中,每一个工序在时间上都具有紧密的联系性,一般不需要时间间隔或者停顿。②均衡性原则。在建筑施工过程中,一定要在规定的时间内为施工人员制定合理的工作量,使他们完成大概相同的工作量,也可以完成稳定递增的工作量,避免出现因为时间紧。使给排水施工生产出现忽快忽慢的现象,甚至为了在有限的时间内完成生产量出现施工人员突然赶工的现象。③比例性原则。在高层建筑的给排水施工过程中,无论是对于什么样的时间段,或者是每一道工序的生产能力都必要按照科学合理的比例进行分配,保证协调一致。
为了适应和满足上述的几项原则,可以将高层建筑给排水实际施工的方法大致归纳三种形式,这些施工方法主要有流水施工、顺序施工以及平行施工等。众所周知,高层建筑给排水施工这个过程非常复杂,并且其自身存在的一些独特的特点也不同程度地增加了安全施工的难度。在高层建筑给排水工程的施工现场有很多不安全的因素存在,这样就会在施工的整个过程当中给施工工程带来很多的安全问题,出现某些比较意外的事情也是不能避免的。通过分析高层建筑给排水施工过程中出现的各种各样的事故,总结出了造成这些事故的原因主要有安全性不高的作业面和作业环境、施工人员做出的不安全行为以及施工管理上存在的某些缺陷和不足。为了防止今后出现类似的事故,可以施工前做一些准备措施,例如认真地检查管井、应有的固定盖、防护栏以及临边等,有针对性地做好防护措施;在高层建筑给排水施工过程中一定要正确地放置用于施工的各种设备、材料以及废弃物,按照规定的要求摆放;采取有效的措施提高高层建筑给排水施工工作人员的安全意识和技术水平。
3.结语
随着高层建筑行业不断发展,也给高层建筑给排水系统的设计和施工带来了诸多影响,本文主要讲述了在给排水设计中应该注意的问题,例如给水问题、排水问题以及消防栓系统问题等,并且给出了解决的措施和办法,还详细讲述了在给排水施工过程中应坚持的均衡性原则、连续性以及比例性原则等,最后提出了自己的几点意见和看法。虽然高层建筑的给排水系统比较复杂,并且具有独特的特点,相信通过施工组织者、各施工人、技术人员以及参与其中的其他的工作人员的共同努力,一定能把高层建筑给排水设计和施工的工作做好,使高层建筑行业能够更快更好地发展。
参考文献
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[3]周国添.高层建筑给排水设计中常见问题探讨[J].中国新技术新产品,2010(11).
关键词:高层建筑 安全设计 消防疏散
1高层建筑消防安全的特点及现状
从现代高层建筑的自身特点来说,消防安全方面的不利因素有以下几点:(1)整体建筑大型化、裙房体量大、数量多;(2)分布形式多样,建筑功能多;(3)人员密度高,流动量大,导致诱导性差,疏散时容易出现拥挤;(4)建筑层数多,垂直距离长,疏散困难;(5)各种管道、竖井较多,不利于扑救中火势的控制,火势可迅速蔓延;(6)易燃物多,装修的化工品用量大且极易燃烧;(7)着火后所产生的气体、烟尘严重影响人员的安全疏散和消防部门的救援,且对人的身体有很大危害;(8)高层扑救消防用水量大,供水、排烟、登高都很困难,不利于地面消防行动的展开,扑救难度较低层建筑困难很多。
2高层建筑消防安全设计存在的问题及解决途径
2.1高层住宅没有设置必要的“避难层”。现在的高层住宅,由于造价成本、建筑结构设计、住宅容积率等因素的影响,很少有设置“避难层”。高层建筑一旦发生火灾,而救援的消防云梯车不能达到所需高度,从失火的高层建筑外面成功施救的可能性将非常小,只能依靠着火大楼内的人员实施自救。这时,在高层建筑中设置“避难层”就是实施自救最有效的方法之一。同时把自动化控制应用于现行的避难层防烟系统,实现防烟系统的智能化。从而也解决了我国现存的由于风口位置不当,使得大量烟气从风口进入避难层的问题。
2.2消防通道存在很多的问题。具体是由于开发商为了追求利益最大化,建设的商用建筑之间密度高、空地少,应设置消防车通道的没有设置或是缩减防火间距,而高层住宅建筑,虽然按规定设置了消防车通道,但不是环形车道或者不是平坦空地,更未设有回车场(通道)。很多高层住宅小区内设置了不利于安全疏散和火灾扑灭工作顺利进行的永久的挡车柱,使火灾中消防车辆不能顺利通过,而疏散通道和安全出口长期封堵,严重影响了安全疏散与火灾扑救工作的顺利进行。要解决此问题,一方面是在各座高层建筑区内至少要保证两座以上消防疏散楼梯和对外的消防安全出口;另一方面是可以在各座高层建筑间开设相互连通的消防安全出口,确保各座大楼之间能够互相疏散;再者是按规范要求设置消防车道和消防登高面。消防登高面是指供消防登高车操作中扑救火灾和营救人员的建筑垂直面,实践证明,合理的设置消防登高面,对高层火灾的扑救和人员疏散有着至关重要的作用。另外在消防登高面一侧,必须结合消防车道有效设置不少于一块的消防登高场地,便于消防登高车一次就位迅速靠近建筑物展开施救工作;最后是各疏散楼梯和安全出口设置应急灯和疏散指示灯,应确保在数量、宽度、形式上满足有关规范的要求。
2.3高层建筑中装修及配套设施的问题。高层建筑的建设越来越完善和美观,集中的供应空调和冷热水,必然会加大建筑本身的负担,由此带来的燃气、锅炉、燃油等成为潜在的安全隐患。此外,很多大楼的消火栓箱为了美观直接镶嵌在墙体里,导致墙体的耐火极限不符合要求。要解决这些问题,设计者要结合建筑物的实际情况考虑,把消火栓布置成环状管网,而对于某些条形建筑物,则要将管网竖向成环状就可以了。另外高层建筑防火设计中应保证建筑物的耐火等级,首先应保证建筑构配件的耐火极限,使火灾发生时建筑物结构在较短时间内不会损坏,为人员疏散赢得时间,同时也可减少火灾损失。
3高层建筑安全疏散的现状及问题分析
在高层建筑的安全疏散问题中,具体所面临的问题有这几方面:(1)疏散人员自身素质的原因,在面对火场环境都会做出各种不同的反应,容易出现混乱、拥挤的情况;(2)开发商为了利益最大化,在高层建筑的设计使用方面存在很多缺陷:①疏散出口的数量、总宽度、距离都不符合要求。②走道、楼梯间的面积不够,疏散指示标志不合格,自然通风和防排烟欠考虑;(3)高层建筑对消防设施的管理力度不够。一方面验收合格后就对消防设施不管理、不开通、不维护、不保养。另一方面安全门经常被上锁,如有真正紧急情况出现时,就无法及时进行人员疏散。第三,由于对控制中心不重视,现代化的消防设施控制系统不能发挥其应有的作用。
4高层建筑安全疏散设计存在问题的解决方法
4.1延长危险来临时间,这就包括了设计合理的防火分区(水平和纵向),限制火灾蔓延区域;设置自动灭火系统:①保护疏散设施的安全。②应对火灾初期的有效手段;设置自动排烟设施,限制烟气的扩散,使逃生疏散通道顺畅使用;设置消防控制系统,各种消防装置和设置的集中控制手段,确保可以及时控制灾情。通过现代化的手段控制危险来临的时间。
4.2缩短疏散开始时间:设置火灾探测系统、设置报警和通讯系统(应急广播扬声器的数量应保证从本层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不超过25m)、健全消防管理制度,强化消防管理。加强对消防管理人员培训和责任感,对消防设施的维护和保养。
4.3缩短疏散行动时间,合理建筑布局,控制防火的安全距离。力求建筑布局简洁,疏散路线组织合理,各种安全疏散设施应符合《高层民用建筑防火设计规范》的规定;疏散通道、楼梯和安全出口的设置都必须符合安全规定的要求,这样才能很好的缩短时间,确保人员安全疏散。
4.4设置安全疏散的诱导系统:听觉诱导(分为口头诱导和广播诱导)和视觉诱导(分为火灾紧急事故照明和疏散诱导标志);制订防火安全疏散预案。强调防火安全疏散的组织与管理,针对建筑不同部位,做出不同的应急预案,并且进行定期或不定期的演习;创造防火、防烟、防热的安全环境。
综上所述,高层建筑工程安全设计是高层建筑工程中最至关重要的的组成方面,它是真正的关系到人们生命安全的部分。在建筑中,不可马虎了事,更不可为了利益而偷工减料,这就要求监督部门必须严格监管,确保工程安全设施等可以保障人民生命安全的设施、建筑的质量过关,实施到位。高层建筑工程中必须遵照合理的安全设计,认真扎实的实施好高层建筑工程安全设计工作,为人民的生命及财产安全保驾护航。
参考文献
【关键词】高层建筑结构;施工;设计;框架结构;剪力墙结构;筒体结构
随着社会的的发展,特别是城市土地空间的日益紧缺,高层建筑逐渐成了建筑群中的主体,备受社会广泛关注。高层建筑结构的施工与设计是决定高层建筑质量的关键因素,因此,必须引起我们的高度重视。下面,笔者就高层建筑结构的施工与设计问题和同行朋友交流,有不妥之处,望海涵。
1 高层建筑结构的概述
1.1 高层建筑结构的定义
国际上对高层建筑作了如下的界定:第一类,9~16 层,高度不超过50m;第二类,17~25 层,高度不超过75m;第三类:26~40 层,高度不超过100m;第四类:40 层以上,高度100m以上。
1.2 高层建筑结构体系
一是框架结构体系。框架是指柱、梁等构件用结点连接的方式组成的结构。框架结构体系是高层建筑的主要结构单元形式之一。它具有建筑平面布置比较灵活,可空间形成的可能性较大的优点,但是也有不足,主要表现为:结构属于柔性,抗水平方向荷载、抗风力和抗震性较差;二是剪力墙结构体系。建筑物的内墙与外墙是剪力墙结构体系的主要承重骨架,一般是钢筋砼墙。剪力墙结构体系具有侧向刚度较大,能够承受的较大的水平荷载和竖向荷载。它的缺点是:平面被分隔成了小开间,不利于平面布置。它的主要施工方法是:大模和滑模施工;三是框架―剪力墙结构体系。框架―剪力墙结构不仅具有平面布置比较灵活,而且具有良好的水平荷载承载能力和抗震性能。这种结构体系适用15~30 层,高度在120m以内的高层建筑;四是筒体体系。顾名思义,筒体体系的承重结构是适当数量的筒体。整个筒体好像一个固定在基础上的封闭式的空心悬壁梁。这种结构不仅能够抵抗很大弯距,而且可以有效地抵消扭距,是一种抗侧力非常优秀的结构体系。
2 高层建筑结构的施工
2.1 高层框架结构的施工存在的现实问题
高层框架结构的施工具有如下的特点:一是采用全现浇钢筋混凝土结构的施工形式,主要是解决高强混凝土的制备和输送、无粘结混凝土的施工及解决模板组合问题;二是预制梁、现浇柱和楼板框架结构体系的施工。一种是先浇柱,再吊装预制的梁、板等;另一种是首先吊装预制的梁,然后浇柱,最后才吊装板。
2.1.1 混凝土强度不同的问题
为了既满足控制柱截面的要求又满足柱轴压比的要求,柱子在选用混凝土时,较高强度等级混凝土的选择已经成为首先。但是,对于楼层中以受弯为主要形式的梁板,没有必要也不适宜选择过高强度的混凝土。一是,强度较高的混凝土没有较好的抗弯承载力;二是,过高强度等级的混凝土不利于构件对非荷载应力(混凝土温度应力、收缩应力等)的承受。因此,才有“现浇框架的混凝土强度等级不宜高于C40”的规定。
事实上,在工程设计中,通常采用C20~C35混凝土强度等级,作为适宜楼盖的混凝土强度等级选择。因此,从高层建筑混凝土框架结构的混凝土强度等级来看,柱混凝土的设计强度要高于梁板的设计强度已成为一种必然。随着建筑物高度的增加,柱混凝土与梁板之间设计强度的差距会越来越大。另外,需要特别指出的是,这种情况主要是在高层建筑的下部存在的比较多,表现较为明显。从目前来看,混凝土浇筑施工一般采用的是商品混凝土的泵送工艺,各施工单位习惯上将竖水平构件和竖向构件进行分批集中浇筑。如果需要梁柱节点实施单独浇筑,那么就会导致两个问题,一方面,由于对供应量和浇筑时间难以控制而出现质量事故;另一方面,梁板与节点区与之间的分隔具有较大的困难,故此,这种方法很难得到大面积的采用。
2.1.2 混凝土保护层厚度问题
在框架结构施工中,当柱边与梁边平齐时,梁的纵筋必须被柱的纵筋所包住,即柱纵筋的内侧是梁的纵筋。这时,平齐的梁侧存在着容易开裂的问题;另外,由于钢筋加工等原因,在高层框架结构顶层中节点外侧,其角钢筋保护层一般比较容易出现过厚和裂缝的问题。
2.1.3 梁柱节点箍筋施工问题
梁柱节点施工总体来说比较复杂,其主要表现在:节点构造比较复杂,而且钢筋分布比较密集,施工难度较大,特别是中间柱子上的钢筋纵横交错,不便于箍筋绑扎,采用整体沉梁时,无法绑扎节点区下部的箍筋,只好采取在梁柱节点部位采取少放甚至放柱子箍筋的措施,因此就会给工程留下较为严重的后患。
2.2 高层建筑框架结构施工质量控制措施
2.2.1 高层建筑的强度控制
一是配比的选定工作开始前,一般都要按照设计要求进行混凝土的配制。配置时,一般都要按照混凝土的不同强度等级进行,然后到法定机构进行级配试验,等到级配报告出来以后,根据级配再进行实验室配比(配合比试验)。二是,但是,这种方法也存在级配与现场施工过程不相符合的问题。因此,在实际操作中,实验室配比应该结合原料的含泥量、含水量对施工配合比进行适当地调整,以确保实验室配比在实际施工中的实用性和通用性;三是在实际施工操作中,应对原材料进行严格把关,必须保证沙石级配符合要求。若砂石级配不良时,应根据实际及时采取合理有效的策略进行调整,如掺入适量的符合质量要求的沙石等;四是应执行严格的养护制度。在高层建筑施工中,多采用泵送混凝土的方式。这种方式不仅能使施工周期大大缩短,而且能是混凝土的施工性能得到有效地改善;五是在某些工程上混凝土的使用情况来看,在原材料、配比、振捣等严格控制的情况下,仍然会出现混凝土强度不足的问题。究其原因,主要是因为抢工期而导致养护时间不足所致。
2.2.2 建筑裂缝的控制
一是建筑裂缝应坚持以预控为主的原则,等裂缝增大了,万不得已才采用取补救措施;二是裂缝类型分为以下几种那个类型:稳定、闭合、运动、愈合、不稳定等;二是在骨料内部凝固时,不可避免地会产生的微观裂缝,但从质量控制角度考虑,必须尽可能地减少;三是由于高层建筑与一般的建筑比较而言,不仅楼层更多,且带有地下室,其混凝土混凝土用量更大,强度更高,所以,更有可能产生裂缝;四是在施工时,可采用“放”的措施。砌筑填充墙到接近梁底使,留出一定的高度,砌筑完后,应至少间隔一周,宜15天后进行补砌并挤紧;合理地进行分缝分块施工;在墙板、柱、梁等变截面处,应进行分层浇捣等;五是采用“抗”的措施:尽量采用混凝土外加剂和掺合料,尽量使用强度等级较低的水泥,降低水泥用量。无数实践证明,1立方米混凝土的水泥用量每增加10千克,混凝土在水化热的作用下其温度就会升高1摄氏度。高层建筑的混凝土用量较大,常常有较大大体积的混凝土,从经济和实用的角度考虑,都应掺入外加剂。当然,在掺入外加剂后,要对早期强度的影响程度进行充分的预计。为了确保设计的科学性,可以提请设计科研部门指导和评定;六是选择合理的粒径最大的砂石,尽量避免少用粒径较小的砂石,这样可以使水和水泥用量得到有效地减少,减少水化热、收缩和泌水;七是在混凝土振捣时,应避免漏振和过振,提倡二次振捣和抹面,尽量使水分和气泡从混凝土内部排除;八是采用“放”、“抗”结合的办法。在混凝土裂缝预防工作中,对新浇混凝土实施早期养护非常重要。为使混凝土在早期时尽可能地减少收缩,需对构件进行必要的湿润养护,有效地控制表面水分蒸发速度,避免因蒸发过快而产生较大的收缩,同时,混凝土因为受到内部约束而导致开裂;九是做好大体积混凝土的养护工作,必须采取必要的措施,如进行通水排热和散热孔的铺设等,由此而可以有效地避免集中出现水化热高峰的现象,同时,在养护过程中,应重点对表面、中间和底部温度实施跟踪监测的办法,这在前3 天尤为重要;十是混凝土浇筑以后,其内部最高温度和外界气温应控制在25℃以内为宜,可以有效地防止混凝土产生裂缝。
2.3 高层建筑剪力墙结构施工
2.31 高层建筑剪力墙结构中钢筋工程的施工
在高层建筑剪力墙机构中钢筋工程的施工中,对于直径小于12 的钢筋接长,一般采用绑扎的连接的方法。连接时,应注意以下几点:一是墙体的钢筋比较细,对于上下层钢筋的接长而言,一般采用绑扎连接。在浇筑过程中,钢筋网片往往容易发生向外或向内的位移。为有效地防止出现这种现象,可在竖向钢筋搭接范围点焊通长水平筋,以防止钢筋位移;二是进行楼绑扎板钢筋时,要确保放置的垫块和马凳筋的数量,以保证钢筋保扩层间距和厚度满足施工规范的要求;三是将电线管在楼板中进行铺设时,要设计好路线,防止不同楼层电线管出现互相叠放的现象,从而致使进行楼板浇筑施工时,在电线管叠合处出现局部超厚的问题。如果这样的话,就是造成整个楼板找平后不符合设计标高,给下一道工序带来一些比较麻烦的问题。
2.3.2 高层建筑剪力墙结构中混凝土工程的施工
一是根据高层建筑剪力墙结构中混凝土工程的特点和施工条件,墙内混凝土也应是采用一次性浇筑的方式;二是应按照按高强度等级混凝土的规定进行施工。一般采用的是商品预制混凝土,其为C6的设计强度等级;三是在进行凝土浇筑时,必须对型钢柱内混凝土表面进行积水和杂物的清除处理,尤其在箱型钢柱内,必须做好相关的保护措施。先浇筑一层100~200mm 厚的水泥砂浆,它的强度等级与相应的混凝土强度等级相同,以避免因混凝土粗骨料的自由下落产生弹响而影响接头质量;四是由于模板内柱筋、梁筋和型钢柱相互交叉,比较分散且空隙比较小,因此,每次分层下料时,其高度必须控制在500mm以内。进行振捣时,一般在选用振动器类型时,应选用长插入式高频振动器,必须保证垂直点振,防止平拉。等到充分振捣,其密实度达到施工要求后,再逐步实施分层浇筑一直到顶;五是由于混凝土的流动性被劲性墙中的型钢所限制,振动棒应四面对称插入进行振捣,投料也应该从四面进行,这样可以有效地防止钢柱受扭,使劲性墙中的混凝土浇筑的密实性达到施工要求。
2.3.3 高层建筑剪力墙结构中剪力墙施工的质量控制
(1)施工前的技术准备工作
一是确保设计图纸的会审工作的质量,把规范、标准图集和工程经验结合起来,仔细检查复核结构图、建筑图和水电施工图,尽可能地将图纸中的存在问题找出来;二是重点查看细部标注尺寸、轴线尺寸、标高等是否有误,各种构造设计是否具有可行性;三是结构配筋是否有误,节点复杂部位的钢筋是否合理,能不能满足保护层厚度和振捣要求,是否存在漏配钢筋的现象,配筋平面图与配筋详图是否一致,有无配筋明显超标的现象;四是水电埋管留洞是否符合建筑结构,各部位建筑详图的设计是否具有可操作性,各部位建筑方法的设计是否科学,水电埋管的密集程度是否得当,是否对结构截面有不良的影响;五是水电消防等专业是否有相互干扰的现象,是否对施工有不良的影响。
(2)边梁钢筋绑扎注意事项:
一是对现浇钢筋混凝土框架结构,当边柱与边梁靠齐时,由于梁纵筋要从柱竖筋的内侧通过,致使在梁外侧的混凝土保护层超过施工规范,(通常要达到50mm 以上);二是针对这个情况,应减少梁箍筋的宽度,确保梁箍筋角部与梁两侧纵筋紧紧相贴;三是,在实际施工中,很少有施工单位采取减少梁箍筋宽度的办法,梁箍筋外侧被悬空,没有梁纵筋与之连接固定,因此梁纵筋与梁箍筋很难保持正交关系,大大降低了框架边梁受力的可靠性。
(3)梁柱节点钢筋绑扎要点
一是当有超过四个方向的梁从梁柱节点穿过时,通常会使加梁面筋保护层加厚,其厚度一般会远远超过设计规范标准,从而增大梁的承载压力。因此,一旦发现此类问题,应及时放映给设计人员,并对梁的承载力进行重新核算,同时重新确定梁箍筋高度。工程实践中,往往习惯强行抬高位于跨中区的梁面筋,这种做法不仅不能提高梁的承载力,相反,还会使施工费用大大增加。
(4)钢筋电渣压力焊接头质量控制
一是在工程实践中,通常出现墙柱钢筋电渣焊接头焊包不匀的质量问题;二是究其原因主要是钢筋纵向轴线与钢筋接头端部截面不是相互垂直,结果导致在焊接完成后,并在向下开始挤压时,出现用力不均的问题,最终导致焊包均匀度严重不够,进而还有可能使钢筋接头的强度降低;三是针对这种情况,可以采用以下方法解决:在正式焊接前,先将钢筋接头端部用气割削平,以保证切后与纵向轴线相互垂直,并对表面进行清理。
2.4 高层建筑筒体结构的施工
高层建筑筒体结构的施工具有如下特点:一是工程量大;标准层多;工期长;垂直运输多;需要考虑低温和雨季对施工的影响;二是采用升机板来逐层提升梁、墙和柱模板,从第一层到顶层,等到完成整个结构工程后,才能把模板拆除。它的具体施工方法简介如下:
2.4.1 曲面悬臂爬升模板设计与施工
本文介绍一种单面式曲面悬臂爬升模板,它主要是采用的是定型组合方式而进行设计制作的。这种模板主要是由支撑系统和模板层组成。模板层分为上层、中层和下层,上层是模板层,中层是受力层也是操作层,而下层的作用主要是用来调节前两层并且可以装饰混凝土。模板施工时,一是把高强度预埋拉杆和定位锥体一起固定在混凝土模板的第一层,进行第一层混凝土浇筑。二是当第一层混凝土达到一定强度后,把一层的定位位置变成悬挂点,把定位椎体转变成承重椎体,然后把模板与混凝土表面相分离后,提升到2层,然后,以同样的方法转换到第三层,依次类推;三是当模板提升到各个层的预定高度时候,需要在模板下加挂悬挂工作平台,此时模板和平台成为一个统一的整体,再次提升时,就将这个整体再次提升到更高的预定位置。
2.4.2 胶合板大模板工艺在高层筒体结构施工中的应用
施工过程:一是清理混凝土板面,然后放好墙身线并同时在距离墙身线30cm处放道就位控制线,以便校核模板和钢筋是否准确到位,如果有偏离应立即调整;二是在筒体结构的各层外侧混凝土面上焊¢16短头钢筋,相距2m,外露100mm,以便于大模板支撑就位;三是拆模时候,只拆内侧大模板,然后进行隐藏检查,隐藏检查完毕后,将筒体外侧大板吊滑到位,放置和墙厚等长的塑料管和穿墙螺栓起限位作用,方向要垂直于模板。
2.4.3液压整体提升模板在筒体结构工程中的应用
液压整体提升模板体系由承力提升架,钢平台主梁和次梁,钢平台板,悬挂内外脚手架操作架,钢框金属网围护板,钢框木胶合板大模板等构件组合而成。整个施工工艺流程可以分成两个阶段:提升阶段和稳定操作阶段。提升阶段考虑的荷载有模板系统的自重以及少量材料堆载,稳定施工阶段考虑的荷载有模板系统的自重和全部堆载。钢平台提升后是中间搁置转换过程,然后是稳定操作过程,这些过程均需要有训练有素的专门的施工小组来完成,因为这种施工方法对施工人员的施工素质有很高的要求。
3 高层建筑结构的设计
水平荷载起控制作用,侧面位移必须加以限制,轴向变形在侧移中占有很大的份额, 所以在结构体系选型时应充分考虑这几个特点。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:一个是较大的竖向和要求有较大的柱、墙和井筒;另一个更重要的原因是, 侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。
3.1 高层建筑结构设计特点
3.1.1 水平荷载成为决定因素
一方面,因为楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值,仅与楼房高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的两次方成正比;另一方面,对某一定高度楼房来说,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,其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化。
3.1.2 轴向变形不容忽视
高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩之和端支座负弯矩值增大;还会对预制构件的下料长度产生影响,故要求根据轴向变形计算值对下料长度进行调整;另外对构件剪力和侧移产生影响,如考虑构件竖向变形比较,会得出偏于不安全的结果。
3.1.3 侧移成为控制指标
与较低楼房不同,结构侧移已成为高楼结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构在水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内。
3.1.4 结构延性是重要设计指标
相对于较低楼房而言,高楼结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性。
3.2 高层建筑结构关键设计
3.2.1 框架结构
一是基础系梁的设置问题。如果基础埋置深度较深时,可以用基础系梁减少底层柱的计算长度,在±0.00 以下设置系梁,此时系梁宜按一层框架梁进行设计,同时系梁以下的柱应按短柱处理;二是框架结构薄弱层的判定与处理。薄弱层是对抗震极为不利的结构层, 原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度,即加大该层的柱截面或梁截面;三是短柱问题。短柱在地震作用下,容易发生脆性破坏。处理短柱主要是增加柱的抗剪承载力及改善其变形能力, 一般采用复合箍筋,箍筋沿全高加密;保证短柱的纵向钢筋对称布置,且每侧的纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%的方式处理,也可以采用外包钢板、配x 形钢筋等方式处理。
3.2.2 剪力墙结构
在地震区剪力墙除保证有足够的承载力外,还要保证有足够的延性,以提高整个结构的耗能能力,改善结构的抗震性能。在剪力墙墙肢截面设计时,当纵横向剪力墙连成整体共向工作时,可将纵墙的一部分作为横墙的翼缘加以考虑。同时也可将横墙的一部分作为纵墙的翼缘予以考虑。在框架剪力墙结构中,剪力墙常常和梁柱连一体,形成带边框剪力墙。因此,剪力墙墙肢常常按矩形截面、T 形截面或工字形截面进行设计。在剪力墙中一般需要配置竖向钢筋来抵抗弯矩,配置水平钢筋来抵抗剪力的配筋形式基本上同框架梁。剪力墙结构往往应用于住宅和旅馆客房开间较小、墙体较多的建筑中。
3.2.3 框架剪力墙结构
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,便形成了框架剪力墙体系。框架剪力墙结构体系是把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力。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。在体系中框架主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。框架剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型,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,所以框架剪力墙体系的能建高度要大于框架体系。
3.2.4 筒体结构
凡采用简体为抗侧力构件的结构体系统称为简体体系,包括单筒体、简体一框架、筒中筒、成束筒等多种形式。简体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。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、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。以筒体一框架结构为例。核心筒应具有良好的整体性,墙肢宜均匀、对称布置,简体角部附近不宜开洞,当不可避免时,筒角内壁至洞口应保持一段距离, 以便设置边缘构件, 其值不应小于500mm 和开洞墙的厚度; 核心筒外墒的截面焊度不应小于层高的l /20 及200mm,对一、二级抗震设计的底部加强部位不宜小于层向的l /16 及200mm,当厚度不能满足上述要求时,应通过稳定验算,必要时增设扶壁墙;在满足承载力要求,以及轴压比限值时,核心筒内墙可适当减薄,但不应小于160mm。
总之,高层建筑结构的施工与设计是一项复杂重要的工作,我们应加强对高层建筑结构的施工与设计的探究,创新施工和设计方法,提高施工与设计技术水平,以便更好地为社会主义现代化建设服务。
参考文献:
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关键词:住宅建筑;供电系统设计
中图分类号:U223文献标识码:A文章编号:
引言:
近年来,我国建筑工程市场随着城市规划发展有了快速变化。在这进程中,供电线路设计、使用安全受到了广泛关注。如何针对现代建筑用电需求的变化进行科学的供电线路设计成为了建筑工程设计企业首要问题。结合国内外相关文献研究结论及近年来我国建筑工程市场中供电线路设计的发展,现对普通高层建筑供电线路设计进行了分析与论述。
1.现代普通高层建筑用电需求分析
科学分析现代普通高层建筑用电特点与需求是保障建筑供电稳定、安全的关键。普通高层建筑的用电存在峰谷的特点。而且建筑必备电器增加也使建筑供电线路呈现重负荷趋势。针对此情况,普通高层建筑的供电线路设计应根据用电需求的不同进行划分。并根据人们用电的便捷性作为重点进行设计,提高建筑供电线路设计的科学化。
2.针对用电需求进行的高层建筑供电线路设计
2.1在普通高层用电中,必须有一个完善的、安全的供电系统作保障。电气系统设计包括强、弱电两大系统。
2.1.1强电设计:10KV 级变配电室设备及线路、应急发电机房及设备、0.4KV 级低压配电室设备及线路、低压配电系统主干与分支控制设备及线路、用户统终端设备及线路、公共通道照明、室内用电等。
2.1.2弱电设计:宽带、消防报警、有线电视、保安监控、计算机网络等。
2.2设计者通过分区式供电线路设计要避免电路短路对其他电器设备的影响,提高用电安全。按照功能分区式供电线路设计思路指导,高层建筑供电线路设计使各家的电器的影响降到最低。在供电线路设计中,积极运用这一思路开展工作,提高建筑用电安全。因为高层建筑存在着一级或二级负荷,因此高层建筑配电系统的供电电源应有两个独立的回路供电或采用一条回路电源和备用电源(发电机)供电。高层住宅中只有一级和二级负荷才用双电源供电,设计系统时应注意。
2.3高层住宅的垂直干线宜采用电力电缆,分支电缆或母线槽配电、干线应在电气竖井内敷设,而电缆截面应按发热条件选(即:使其允许载流量不小于通过相线的计算电流),再校验电压损和机械度。
2.4每个住宅单元应设宅配电总箱、楼层电表箱和住户配电箱,楼层电表箱与住户配电箱应分开设置。公用场所照明应单独设公用电表计量。住宅电能计量采用总线式集中抄表或自动抄表系统,便物业管理。
2.5住户配电箱设照明回路和一般电源插座回路、卫生间插座回路、空调插座回路。除照明回路导线截面选择外,其余的按参照前面所述的电缆截面选择。
2.6用电负荷计算的问题,住宅建筑电气设备的运行远非如工矿电气设备运行具有规律性及稳定性。高层住宅楼建筑电气设备的运行极为复杂,且不稳定,与住宅用户的常规用电、家电购置及运行使用、住户的经济条件、经费意识、地理位置等有关. 有关人员应准确核算建筑电气设计中部分电气负荷的装接容量,但大部分只能估算,如住宅中的二次装修负荷部分。其中需用系数的选择上,要依据规范的推荐数据及设计者的经验酌情确定。相关资料表明,一个中等城市的每户家庭的近期用电量按5kW考虑,远期用电量按10kW考虑是合适的住宅配电线路应设短路保护、过负荷保护、接地保护以及漏电保护。为了防止电源电压波动对家用电器的影响,宜在住户配电箱内装设浪涌抑制保护装置,住宅室内配线宜用PVC管暗敷。
3.高层建筑的保护接地系统、等电位联结
大量高层民用建筑的出现,对防雷接地、工作接地、防静电接地、屏蔽接地、直流接地等提出了更高的新要求。具体来说,在具有智能化高层民用建筑大楼内有电子计算机及其网络系统、通信自动化系统(CAS)、大楼自动化系统(BAS)、电缆电视系统、消防联动系统、安保监控系统等大量电子设备及其布线,加上应有的电力、照明设备及其布线系统。各系统对接地要求都各不相同,如果接地系统设计不当,会直接影响到其智能化系统功能,造成严重的经济损失。
3.1保护接地系统又分为:
①TN-C 系统,该系统为三相四线接零系统,中性线N与保护接地线PE线合二为一,通称PEN 线。
②TN-C-S系统,该系统由两个接地系统组成,第一部分是TN-C系统,第二部分是TN-S 系统,分界面在N线与PE线的连接点。
③TN-S 系统,这是一个三相四线加PE线的接地系统,习惯上也称为三相五线系统,建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。
④TT 系统,TT 系统是三相四线制接地系统。该系统经常用于建筑物供电来自公共电网的地方其中高层建筑若是城市公用变压器供电,低压配电系统保护接地形式应采用TT 接地系统,且设专用保护线。若是住宅小区或单位内变压器供电,低压配电系统保护接地形式应采用TN- S形式。
3.2等电位联结
3.2.1等电位电位联结的含义
上述各种电气接地保护为自动切断电法,即将各种用电设备都进行接地,且当电气设备绝缘遭到破坏而导致带电体接地时,通过保护装置的动作切断电源,从而保障人身安全。在民用建筑物中还应采取另外一种保护方法就是进行等电位联结,当电气设备绝缘遭到破坏,对于人所能触及的可导电体的电位来说,是处于一种安全电压范围以内,这样可以达到保障人身安全的目的。高层民用建筑中这两种接地方式是相辅相成,共同构筑起高层民用建筑的接地网络。
3.2.2总等电位联结
总等电位联结作用在于降低整个建筑物内间接接触电压和不同金属部件间的电位差,并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压,它应通过进线配电箱近旁的总等电位联结端子板(接地母排)将下列导体部分进行放射连接:进线配电箱的PE(PEN)母排;公用设施的金属管道,如上、下水、热力、煤气等管道;如果做了人工接地,也包括其接地引线。建筑物每一电源进线都应做总的等电位联结,各个总等电位联结端子板应互相连通。
3.2.3局部等电位联结和辅助等电位联结
局部等电位联结是在建筑物的局部范围内将用电设备按总等电位联结的要求再作一次等电位联结,如在一楼层内、或一个房间内作局部等电位联结,形成局部的等电位;辅助等电位联结是在有可能出现危险电位差、可同时接触的电气设备之间或电气设备与装置外导电部分如水暖管道、建筑构件之间有导体直接联接,等电位联结由于设备外壳和装置外导电部分以及地面的电位同时提高,降低了接地故障时的接触电压,等电位联结的范围越小,接触电压越低,电气上越安全,从而减少了因打火或电弧引起的火灾事故。等电位联结除降低接触电压外,还有消除TN 系统沿电源线路和其他管道导入建筑物内的故障电压危险的作用。实际上在按《规范》第7.2.6 条在建筑物内实施总等电位联结后,当PE 线和设备外壳带U 电压时,全建筑物内的等电位联结系统也升高到同一电位,不会出现电位差,电击危险就不可能发生。
4.设计配电设备容量时需注意的几个问题
4.1低压并联电容器线路的刀开关和交流接触器的导体载流量应不小于其负荷(为电容器额定电流的1.5 倍)。
4.2用于计算机的不间断电源,其输出功率应大于计算机及各种用电设备额定功率总和的150%。
4.3单台交流电梯和直流电梯供电导体的连续工作载流量应大于铭牌连接工作额定电源(或交流额定输入电流)的1.4倍。
4.4当可控硅调光装置为三相四线配电时,零线截面应为相线截面的2倍。
4.5微型断路器(包括漏电断路器)紧密无间隔安装时,要考虑降容和检验其截流能力,通常8~9 台紧密无间隔安装时大约降容20%。环境温度对开关额定电流的影响也不容忽视,这都可以从产品的技术资料和有关资料中核实。
4.6插座额定电流对已知使用设备都应大于设备额定电流的1.25 倍,未知使用设备者不应小于10A。
5.结束语
本文针对普通高层建筑电气系统设计进行了详细探讨,在实际工程中,还有很多值得注意的地方。随着建筑物的要求不同,各类设备的功能不同,接地系统也相应不同,文中提到的电气接地系统以期对电气设计者做好每项、每一步骤的工作产生一定的指导作用。
参考文献:
[1]王厚余.低压电器装置的设计安装与检验[M].北京:中国电力出版社,2003.
关键字:高层住宅;新型设计理念;现代工艺
中图分类号:TU2文献标识码:A
近年来,随着我国经济水平和科学技术的迅猛发展,高层建筑越来越多,高层住宅小区的数目占据比率较大,为了提高高层住宅建筑的适用性并充分融合现代新型设计理念及现代工艺,笔者从分析高层住宅建筑规划设计的影响因素出发,从周围城市及建筑的人文环境、竖向主要因素——生态环境、交通因素三个方面分析了高层建筑中的主要影响因素。随后又提出了新时代要求下的建筑设计新理念和工艺要求,针对当今社会问题对高层住宅建筑的建筑设计进行深入研究,以便于找到更好的解决办法。
一、高层住宅建筑规划设计的影响因素
高层建筑作为现代社会中不可或缺的存在群体,同其他建筑类别一样,要与周围的环境、建筑等进行或多或少的能量交换、文化感染等等。高层建筑中的高层小区住宅是其中的主要组成部分,高层住宅的建筑过程必然与其周围的环境影响密切相关,其好的新型设计理念和现代工艺必然要分析其周围影响因素,因此,为了更好的提高人们居住的舒适性,分析了高层建筑中住宅小区规划建设理念和工艺的影响因素。如图1所示基本涵盖了高层住宅建筑设计过程中要考虑的全部因素,将选择其中较为重要的三点进行分析。
图1:影响高层建筑设计的因素分析
1.周围城市及建筑的人文环境
人文环境作为社会系统衡量文化变量的主要参考函数,是隐藏在社会大体系、大环境中的无形力量。人文环境作为现代城市高层住宅建筑中的主要影响因素,在潜移默化中影响到居民的生活舒适度。高层住宅规划设计过程中要将人文环境中包括的观念、信仰、认知等都做考虑分析,建筑设计要结合城市本身的风格影响,以期能有效的延续历史文化,文化的不断积淀可以提高城市的文化底蕴,让居民在享受现代时尚的基础上去领会城市古老的文化积淀。
2.竖向主要因素——生态环境
生态环境是指与人类生产生活密切相关的水资源、土地资源和生物资源等多种资源的总称,关系到社会经济和科技是否能可持续发展的重要因素。生态环境这一关键影响因素如图1所示,主要包括气候、地质地形地貌、空间的近人尺度等三大因素,建筑规划过程中要根据不同的气候采取不同的建筑材料及设计工艺等,也要根据地形地貌的不同因地制宜,高层住宅建筑的建设过程不能破坏原有的河流、树林、绿地等原有的生态环境组成,更有效的利用当地气候,如太阳能、雨水、风能等自然资源,遵循自然环境要求的高层住宅建筑会具有更高的自然自然平衡能力,其舒适度更高,也符合我国现在的生态可持续发展理念。
3.交通因素
作为平面影响因素中的外部影响因素交通因素,其包括静态和动态,建筑设计过程中高层建筑住宅的交通因素是影响城市交通状况的主要影响点。建筑过程中,对建设区域交通现状的理性分析和对将来较长时间内交通状况的发展预测都是非常必要的,静态交通和动态交通是相辅相成的,建筑设计要考虑到交通连接和便捷等方面,以保证整栋高层建筑住宅交通便利、安全。
二、高层住宅建筑新型设计理念分析
1.高层住宅建筑中的可持续性理念
人球气候变暖是不争的事实,面对这一严峻问题,可持续发展战略被运用到各个领域中。人们对生态环境保护的重视说明了可持续发展战略在改善环境中的作用不可忽视。在高层建筑住宅设计过程中,其可持续发展理念是21世纪时代的要求。人类的建筑活动是导致环境变化、气候变化的重要因素之一,很多建筑商看到了建筑产业巨大利润和发展前景,在建筑过程中不惜破坏河流、树林等天然资源,其次,高人口密度的高层住宅建筑与环境互相矛盾,高密度的人口对环境通风方面及其交通产生了巨大的压力,也提出了更高的要求。可持续性理念与环保技术息息相关,先进的环保技术在提高资源循环利用过程中起到巨大作用,在建筑设计过程中,技术设备及其工艺逐渐演变成为建筑美学设备过程中的一部分,随着科学技术的不断进步,越来越多的环保技术正在研发出世,如太阳能电池板、水循环系统等先进环保技术已经投入生产使用多年。归根结底,真正的可持续发展战略是通过先进的环保技术去进行建筑设计,在不破坏城市原有的文化资源和自然资源的前提下创建属于这个新时代的高层住宅建筑的独特美感。
2.高层住宅建筑中的低碳设计理念
改革开放30年的时间里,我国的经济发展和城市化突飞猛进,相比之下,我国的资源如水资源、石油资源、森林资源等等却日益减少。低碳理念应运而生,低碳理念在城市化进程中,是同可持续发展战略相辅相成的,在高层住宅建筑中要将低碳理念融入进去,坚持低碳理念走可持续发展道路是城市化进程中高层建筑设计的必然选择。建筑设计过程中可以采取传统的设计方式,在建筑设计的点、线、面、体、色彩、材料等多方面选择可参考的传统建筑,可以充分利用自然资源,如近年来风靡的海景房,建筑商将低碳建筑理念演绎的深入人心,充分利用天然的大海,不用采取填海增地的方式,就可以取得巨大的效益,既不破坏环境,又能提高居民的舒适度。
三、高层住宅建筑设计工艺分析
1.高层住宅建筑 整体框架设计
在高层建筑住宅小区的规划设计过程中,其工艺分析的目的是为了与建筑理念更好的结合,能让住宅内的居民更好的管理自己的生活。高层住宅建筑的整体框架设计是工艺设计的重要组成部分,框架设计中主要采取的方式一般是以行列式布置为主,周边联列式为辅,在住宅建筑设计中整体框架设计的好坏对住宅小区后期的环境质量及交通等重要因素都起到决定性作用。
2.基础设施工艺分析和交通设计分析
基础设施设计作为城市住宅建筑中的必备部分,在建筑规划过程中需要结合交通因素分析,基础设施的布置安排需结合居民出行路线及设施成本两个方面进行设计。合理的交通设计可以保证小区居民生活环境远离噪声污染。为适应居民日益提高的生活环境,私家车停车场是必备的基础设施,人民生活质量的高低就与这些大大小小的设计密切相关。
3.高层住宅建筑工艺对适应性影响分析
城市高层建筑规划建设过程中最大的两个特点是规划可变性和多样性,建筑工艺设计灵活多变是遵循可持续发展理念和低碳理念的完美体现。通过对近年对居民生活习惯文献资料的整理,发现21世纪的居民需要的是与现在城市建筑所展现的冰冷的外表相反的温暖的舒适感,建筑师在对高层建筑住宅小区设置卧室、厨房、卫生间等部分时,可以适当揉入适应性元素,采取管道固定的方式,在房屋采光通风等多个方面加以考虑,在遵循设计理念的前提下,迎合人们的审美和情感追求,以更好的满足市场需求。
四、结语
城市高层住宅建筑作为现代社会主要的建筑类别,其建筑过程必然与其周围的环境影响密切相关,其好的新型设计理念和现代工艺必然与周围影响因素如人文环境、交通、气候等相联系。现代社会要求下的高层住宅建筑既要符合可持续发展战略又要符合低碳理念,同时要为了更好的提高人们居住的舒适性不断改进其工艺设计,笔者通过设计过程中主要影响因素的分析指出了设计理念和工艺在提高人民居住质量中的作用。建筑师要紧跟时代的发展,不断增强自身创新设计实力,针对当今社会问题对高层住宅建筑的建筑设计进行深入研究,以期找到更好的解决办法。
参考文献:
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关键字:高层现状安全管理
一 高层建筑消防安全的特点及现状
从现代高层建筑的自身特点来说,消防安全方面的不利因素有以下几点:(1)整体建筑大型化、裙房体量大、数量多;(2)分布形式多样,建筑功能多;(3)人员密度高,流动量大,导致诱导性差,疏散时容易出现拥挤;(4)建筑层数多,垂直距离长,疏散困难;(5)各种管道、竖井较多,不利于扑救中火势的控制,火势可迅速蔓延;(6)易燃物多,装修的化工品用量大且极易燃烧;(7)着火后所产生的气体、烟尘严重影响人员的安全疏散和消防部门的救援,且对人的身体有很大危害;(8)高层扑救消防用水量大,供水、排烟、登高都很困难,不利于地面消防行动的展开,扑救难度较低层建筑困难很多。
二 高层建筑消防安全设计存在的问题及解决途径
1.高层住宅没有设置必要的“避难层”。现在的高层住宅,由于造价成本、建筑结构设计、住宅容积率等因素的影响,很少有设置“避难层”。高层建筑一旦发生火灾,而救援的消防云梯车不能达到所需高度,从失火的高层建筑外面成功施救的可能性将非常小,只能依靠着火大楼内的人员实施自救。这时,在高层建筑中设置“避难层”就是实施自救最有效的方法之一。同时把自动化控制应用于现行的避难层防烟系统,实现防烟系统的智能化。从而也解决了我国现存的由于风口位置不当,使得大量烟气从风口进入避难层的问题。
2.消防通道存在很多的问题。具体是由于开发商为了追求利益最大化,建设的商用建筑之间密度高、空地少,应设置消防车通道的没有设置或是缩减防火间距,而高层住宅建筑,虽然按规定设置了消防车通道,但不是环形车道或者不是平坦空地,更未设有回车场(通道)。很多高层住宅小区内设置了不利于安全疏散和火灾扑灭工作顺利进行的永久的挡车柱,使火灾中消防车辆不能顺利通过,而疏散通道和安全出口长期封堵,严重影响了安全疏散与火灾扑救工作的顺利进行。要解决此问题,一方面是在各座高层建筑区内至少要保证两座以上消防疏散楼梯和对外的消防安全出口;另一方面是可以在各座高层建筑间开设相互连通的消防安全出口,确保各座大楼之间能够互相疏散;再者是按规范要求设置消防车道和消防登高面。消防登高面是指供消防登高车操作中扑救火灾和营救人员的建筑垂直面,实践证明,合理的设置消防登高面,对高层火灾的扑救和人员疏散有着至关重要的作用。另外在消防登高面一侧,必须结合消防车道有效设置不少于一块的消防登高场地,便于消防登高车一次就位迅速靠近建筑物展开施救工作;最后是各疏散楼梯和安全出口设置应急灯和疏散指示灯,应确保在数量、宽度、形式上满足有关规范的要求。
3.高层建筑中装修及配套设施的问题。高层建筑的建设越来越完善和美观,集中的供应空调和冷热水,必然会加大建筑本身的负担,由此带来的燃气、锅炉、燃油等成为潜在的安全隐患。此外,很多大楼的消火栓箱为了美观直接镶嵌在墙体里,导致墙体的耐火极限不符合要求。要解决这些问题,设计者要结合建筑物的实际情况考虑,把消火栓布置成环状管网,而对于某些条形建筑物,则要将管网竖向成环状就可以了。另外高层建筑防火设计中应保证建筑物的耐火等级,首先应保证建筑构配件的耐火极限,使火灾发生时建筑物结构在较短时间内不会损坏,为人员疏散赢得时间,同时也可减少火灾损失。
三、高层建筑施工管理措施
1.做好施工预案。施工单位应针对高层建筑的特点编制严谨、详尽的施工组织和管理方案。用来指导整个施工过程。内容包括:施工工序的安排,各工种进入工地的时间,关键部位的施工方法,对易出现的质量问题提出预控措施,制定出成品保护措施等。
2.做好施工阶段的进度控制。由于现代高层建筑具有规模庞大,工程结构与工艺复杂,建设周期长及相关单位多等特点,决定了工程进度将受到许多因素的影响,要想有效地控制工程进度,就必须对影响进度的有利因素和不利因素进度全面、细致的分析和预测。高层建筑施工进度是一个动态实施过程,施工进度计划在实施过程中,会因为新情况的产生,各种干扰因素和风险因素的作用面发生变化,使人们难以在执行过程中检查工程项目实际进度发展情况,并将实际状况与计划安排进度做一对比,从中得出偏离计划的信息,然后在分析偏差及其产生原因的基础上,通过采取组织、技术、经济等措施维待原计划的正常实施。如果采取措施后不能维待原计划,则需要对原计划进度调整和修正,再按照新的进度计划实施。高层建筑计划阶段所确定的工期目标,往往是综合考虑各个方面的因素而确定的合理工期,因此,时间上的任何变化,无论是进度拖延还是超前,都可能造成其它目标的失控。
3.严格控制高层建筑的工程变更。由于建筑设计与工程实际情况不可能完全一致,设计人员的技术水平和工作能力使设计图纸未达到开发商的要求和施工的深度,开发商根据实际情况对工程的修改或补充等原因致使工程变更和设计变更在所难免。而这些变更必然会带来工程量的增减和工程造价的变化,极端情况下会出现工程造价难于控制的局面。因此在设计部门应切实做好调研工作,弄清开发商真实意图,对施工场地进行详细踏勘。在施工过程中应严格控制工程量,力求变更最少。
4.做好高层建筑施工监理工作。高层建筑施工监理十分重要,它是监督工程质量、确保工程进度、控制工程造价的重要环节。监理工程师在施工阶段关系到是否要设计变更和工程变更的决定时,他们往往能根据自身的技术优势做出合理正确的选择,这一点许多建设方代表因其经验、阅历及技术受各方面的条件制约而无法做到。再者,在施工过程中,甲、乙两方因各自的立场、观点不同,有时会出现一些影响施工正常进行的情况,监理单位作为公正的第三方,在施工过程中协调双方关系,确保工程施工正常进行,这样能为完成工程造价控制提供有利条件。
四 高层建筑的发展趋势
近年来,高层建筑呈现出以下发展趋势:
1.新材料的开发和应用。随着高性能混凝土材料的研制和不断发展,混凝土的强度等级和韧性性能也不断地改善。混凝土的强度等级已经可以达到C100甚至更高,在高层建筑中应用高强度混凝土,可以减小结构构件的尺寸,减少结构自重,必将对高层建筑结构的发展产生重大影响。高强度具有良好可焊性的厚钢板将成为今后高层建筑钢结构的主要用钢,而耐火钢材FR钢的出现为钢结构的抗火设计提供了方便。
2.层数增多,高度加高。由于城市规划、用地紧张和使用功能等原因,我国高层建筑目前也有一些正在设计或施工的80层以上的建筑。在地震区的钢筋混凝土高层建筑结构设计中,我国处在世界领先地位。
3.组合结构高层建筑增多,采用组合结构可以建造比混凝土结构更高的建筑。在强震国家日本,组合结构高层建筑发展迅速,其数量已超过混凝土结构高层建筑。除外包混凝土组合柱外,钢管混凝土组合柱应用很广泛,外包混凝土和钢管混凝土双重组合柱的应用也很多。由于钢管内混凝土在处于受压状态时,能提高构件的竖向承载力,从而可以节省钢材。
4.新型结构形式的应用增多。现已表明多束筒体系在适应建筑场地、丰富建筑造型、满足多种功能和减小剪力滞后等方面具有很多优点,预计今后也将扩大应用。
5.平面布置与竖向体型更加复杂。近年来,出现了不规则、不对称和曲线形的建筑平面,这固然是由于建筑功能和城市规划的需要,但结构分析技术和计算手段的提高也为它创造了前提条件。另外,由于现代高层建筑向多功能综合性发展,内设办公室、旅馆、住宅、商店、餐厅和文体等服务项目,因此要求不同楼层有不同的结构布置,使得沿竖向发生结构形式和刚度的突变,需通过承托大梁或过渡层过渡,这样就对结构设计提出了更高的要求。
6.耗能减震技术的应用将得到发展。建筑结构的减震有被动耗能减震和主动减震(有时也称被动控制和主动控制)两种。在高层建筑中被动耗能减震结构有耗能支撑、带竖缝耗能剪力墙,被动调谐质量阻尼器以及安装各种被动耗能的油阻尼器等。主动减震则是由计算机控制,由各种驱动器驱动的调谐质量阻尼器对结构进行主动控制或混合控制。⑦新的施工技术与施工工艺不断出现。
参考文献
[1] 周小忠.浅谈高层综合性建筑设计中的消防设计[J].2004,12.