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[关键词] 高层建筑 核心筒 中庭空间
1.“核”
高层建筑自出现以来已有100多年的历史,而随着经济的发展、技术的进步和人们观念的改变,高层建筑在当今时代,又迎来了新一轮的建设热潮。近一、二十年高层建筑的造型形式也不断翻新,高度纪录一再打破的同时,其空间模式也发生了很大的变化,致使高层建筑设计的理念也发生着重大的变革。
高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”(Core)。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。
2.“内核”空间构成模式
进入本世纪,随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步,在高层建筑的设计过程中,逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式,这是各专业共同探索优化设计的结果。在建筑处理上,为了争取尽量宽敞的使用空间,希望将电梯、楼梯、设备用房及卫生间、茶炉间等服务用房向平面的中央集中,使功能空间占据最佳的采光位置,力求视线良好、交通便捷。在结构方面,随着筒体结构概念的出现、高度的增加,也希望能有一个刚度更强的筒来承受剪力和抗扭,而这些恰好与建筑师的要求不谋而合。在建筑的中央部分,有意识地利用那些功能较为固定的服务用房的围护结构,形成中央核心筒,而筒体处于几何位置中心,还可以使建筑的质量重心、刚度中心和型体核心三心重合,更加有利于结构的受力和抗震。本世纪,随着高层建筑建设的发展、高度的增加和技术的进步,在高层建筑的设计过程中,逐渐演化出了中央核心筒式的“内核”空间构成模式[1]。
80年代以前,“内核”式的布局形式一直占据着主导地位。
3.“核”的分散和分离
第二次变革最先对核心筒提出革命性建议的是设备专业,他们认为随着建筑设备的日趋增多和越来越复杂,如果把设备用房和管道井从核心筒中分离出来,可能会更有利于管理和维修。对于结构专业来说,加强建筑周边的刚度也会有效地抵抗地震对高层建筑的破坏,所以如果将垂直交通和设备用房等分散地布置在周边,则无疑也会对结构抗震有利。而从建筑设计的角度来看,核的移动、垂直交通、服务性房间和管道井分散到建筑的周边,对于高层建筑的空间构成模式和立面造型上的变化也是极具革命性的。它不但适应了其它专业的需求,而且还有利于避难疏散,创造更大的使用空间和使高层建筑的底部获得解放。
这种空间构成模式所具有的灵活性和先进性,很快便被推崇技术表现的欧洲建筑师们所发现,并创造性地应用在他们的作品之中。罗杰斯( R. Rogers)设计的英国“伦敦劳埃德大厦”(Llogd′s of London,1986)、88 木街办公楼(88 Wood Street,London EC 2,1999)和福斯特(N. Foster)设计的“香港汇丰银行”(New Headguarters for the Hongkong Bank,1986)等等即是分散式核心筒的杰作,它们从内部的空间构成到外部立面,均与中央核心筒式的高层建筑大相经庭。
核的分散和分离还可以使楼梯间、卫生间等直接对外自然采光通风,既节约能源,又省去消防所需的加压送风设备,更符合低能耗,可循环的现代设计原则。因此,近几年强调生态、节能的高层建筑多采用这种布局方式。马来西亚建筑师杨经文设计的高层建筑,不但楼梯、卫生间等全部对外,而且电梯筒壁还被刻意用来遮挡日晒,可谓“分散外核空间构成模式的生态设计方式”。
4.中庭空间的出现
最早将中庭引进高层建筑的是美国建筑师波特曼(J.Portman)出于商业上的需要,他在70 年代前后设计建造的几座高层旅馆――旧金山的“海特摄政饭店”(Hyatt Regency Hotel ,1974)等建筑中都加入了一个十分华丽、气氛热烈的大中庭。这种中庭既起着统合空间流线的作用,又是人们休闲交往的场所,中庭中还设置喷泉叠水、种植各种植物,可创造出一种激动人心的欢快氛围。所以它一出现便深受人们的喜爱,并很快风靡全球。
80年代以后,中庭空间开始应用于高层办公建筑。受高层旅馆的影响,一些办公大楼为了追求气派和空间变化,便在入口处附设一个中庭,如芝加哥的“第一国家广场 3 号大厦”(Three First National Plaza,1981,SOM)、体斯敦的“共和银行中心大厦”(Nations Bank Center,1984,J. Burgee and P. Johnson)等等。而随着人们环境观念的增强,以及各国政府对由于在办公楼内长时间从事 VDT 操作,所引发的情绪紧张,视觉疲劳和心理上的孤独感等“办公室综合症”的关注,高层办公建筑内部空间的设计也越来越为人们所重视。提供自然化的休息空间和改善封闭的室内环境,成为高层办公楼设计必须解决的重要问题。于是,在高层办公建筑中插入一个或在不同区域插入数个封闭或开敞的中庭的设计手法开始出现。
5.景观空间
核心筒的分散和分离,中庭空间的介入,已使高层建筑的空间构成模式彻底发生了变化。新一代的高层建筑空间组织更为灵活多样,由于空间设计的侧重点已由追求经济效率向营造宽松舒适的生活环境转变,所以许多新建的高层建筑都以“景观空间”的概念,将共享空间与功能空间相结合,把核分散向四周,垂直交通采用玻璃电梯,直接采光,给人们以开敞明亮、将动线视觉化的空间感受。空间构成模式也由封闭的“积层式”,变为上下贯通的“动态流动空间”[2]。
为了解决人流集散和城市交通与建筑内部交通相衔接的问题,现在的高层建筑常常采用多个出入口和立体化组织交通流线的方法。通过首层、地下层和地上的架空廊道与不同层面的城市交通网络相连接,以达到通畅便捷和步行、车行的互不干扰,美国、加拿大、香港、日本等地的很多高层建筑的交通组织都是如此。
总之,优秀的高层建筑并不是排斥城市空间的明星建筑而是能一个创造人性的场所,又融入文脉的关系,不去破坏城市空间的和谐。优秀的高层建筑要考虑使用者的需要,以城市的公众利益为追求的目标。
我们必须在高层建筑和城市的发展中取得平衡,才能创造出更好的城市景观和适合人们生活的环境,才能沿着可持续发展的道理健康地发展下去。
参 考 文 献
摘要:带转换层结构的高层建筑结构由于其能满足不同的功能要求因此备受亲赖。本文对转换层结构的基本概念及设计原则进行归纳和总结,总结目前对转换层结构的研究现状,及需要继续深入研究的问题,为以后的研究指明方向。
关键词:转换层结构;设计原则;现状;发展趋势
城市建筑随着人类社会生产力的发展、建造技术水平的不断提高和使用空间的日趋紧张,大型化、社会化、复杂化与现代化的高层建筑已成为城市社会系统的重要组成部分。有的建筑物上部可能需要小开间的轴线布置和需要较多的墙体;中部需要中等大的室内空间;下部需要大的空间,要求柱网大、墙体要少以满足建筑功能的要求。这就与结构受力的正常布置正好相反,为了满足建筑功能的要求,将上部布置小空间,下部布置大空间;上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置结构转换层,在结构转换层布置转换构件。
1转换层结构的设计原则
转换层的设置造成建筑物竖向刚度的突变,地震作用时在转换层上下容易形成薄弱环节,对结构抗震不利,故采用转换层结构设计时应遵循以下原则:
(1)尽可能减少需结构转换的竖向构件,直接落地的竖向构件越多,转换结构越少,转换层造成的刚度突变就越小,对结构抗震更有利。
(2)转换层结构在高层建筑竖向的位置宜低不宜高。
(3)强化下部,弱化上部,抗震设计时应保证转换层上、下部主体结构的总剪切刚度比值不大于2。
(4)优化转换层结构。选择具有明确传力路径的转换层结构型式,以便于结构分析设计和保证施工质量。在满足建筑物安全和经济要求的前提下,转换层刚度宜小不宜大。
2转换层结构在国内的研究现状
我国在20世纪70年代中期就开始对框支剪力墙结构进行研究,有理论研究、模型试验和现场实例。中国建筑科学研究院(以下简称建研院)等通过模型实验分析了底层框支剪力墙结构在竖向荷载下的受力性能。通过现场实测某工程,测定了转换梁及剪力墙内的应力分布,并且对该结构进行了有限元分析,从而提出了适合底层为双层框架、上部为实体剪力墙结构的框支剪力墙结构在垂直荷载作用下,转换梁、剪力墙和框支柱的内力计算方法以及配筋计算方法。在研究框支剪力墙结构在垂直荷载作用下的受力性能的同时,建研院结构所、清华大学、北京市建筑设计院等单位进行了框支剪力墙结构在水平荷载作用下的受力性能分析,并进行了钢筋混凝土框支剪力墙结构在垂直荷载和水平荷载作用下的性能试验研究。
通过研究,人们一致认为梁式转换层这种结构形式受力明确,设计和施工相对简单,同时在转换梁受力较小部位可以开设合适的洞口,容易满足建筑功能和设备管线布置的要求,因此,在近些年的转换层结构设计中应用最为广泛。
3转换层结构设计中应注意的问题
3.1转换层下部主体结构的刚度分布
对于转换层结构来说,竖向刚度突变是设计人员不可避免的、也是最复杂的问题。抗震设计时,为了保证转换层结构上下层主体结构的总剪切刚度满足要求,常常要采用加大转换层下部主体结构竖向构件(主要是核心筒体)截面尺寸、提高其混凝土强度等级、增设剪力墙等方法。这里有两个问题值得注意,一是筒体截面尺寸增大导致结构地震总反应增大以及筒体在整个下部结构抗侧总刚度中所占的比重变得更大,筒体所承受的地震荷载呈现级数增大的趋势,此时作为抗震第一道防线的筒体的安全设计更应得到充分重视;二是在增设剪力墙来提高抗侧刚度时,要注意整体刚度的均匀分布,保证刚度中心与质量中心尽可能重合,避免由于两者偏心引起的建筑物整体扭转。
3.2转换层结构刚度的合理选择
在进行转换层结构设计时,存在着转换层结构刚度合理值的问题。当转换层刚度过大时,一方面引起地震反应和结构竖向刚度的突然增大,使转换层上下层处于更加不利的受力状态,另一方面材料用量增加,结构经济性不合理。当转换层刚度过小时,上部框支部分的竖向构件与其它竖向构件之间可能出现较大的沉降差,从而在上部结构中与该部分竖向构件相连的水平构件中产生明显的次应力,导致其配筋增加。这一点在正交主次转换梁结构中的转换次梁中表现最为突出,此时不仅转换次梁要选用合适的截面尺寸,还要保证转换主梁具有足够的刚度,以减小因转换主梁挠度引起转换次梁的支座沉降而导致上部结构构件产生的次应力。
3.3与建筑专业相配合
高层建筑转换层的设置通常是为了满足建筑的需要,因此其结构型式的选择必须与建筑相互配合,同时又尽可能符合前述的几个指标。首先,转换层结构型式的选择应与建筑外观相结合,如拱式转换、巨型框架等型式不仅具有良好的受力性能,而且能满足该类型建筑外观的要求;其次,转换层结构必须服从于建筑功能的实现,实际工程中常常将设备层兼作转换层,此时转换层中要有足够的空问让设备管道通过,当洞口尺寸超出开孔梁允许范围时,宜用实腹或空腹桁架代替梁式转换。在一些平面特殊的(如圆形、正多边形等)高层建筑中,采用斜柱转换层可以得到更多的建筑使用空间,还具有传力明确的优点,经济性能好。
4结构转换层的发展趋势
转换层结构的发展趋势主要体现在以下几方面:
4.1钢骨混凝土转换层的应用
由于建筑朝着高层和超高层形式发展,相应转换层结构中转换构件承托的层数也增多,同时,又由于建筑功能对层高及空间的种种要求和限制,这使得工程应用中钢骨混凝土材料的引入势在必行。钢骨混凝土梁不仅承载力高,刚度好,可大大减小截面尺寸,且塑性、耐久性,其抗震性能也优于钢筋混凝土梁。此外,钢骨混凝土梁在施工阶段其自身刚度好,定位准确,可减少支模,加快施工进度。
4.2应力转换层的应用
采用预应力技术可带来许多结构和施工上的优点,如减小截面尺寸、控制裂缝和挠度,控制施工阶段的裂缝及减轻支撑负担等等。因此,预应力混凝土结构非常适合于建造承重荷载的大跨度转换层,且自重轻,节省钢材和混凝土。随着我国预应力技术的发展,预应力材料及施工费用不断下降,即使用材料等强代换的概念从经济上来比较预应力混凝土结构和钢筋混凝土结构,许多情况下后者并不比前者经济。
4.3转换梁受力性能的改善
实际设计时,转换梁的截面尺寸通常是由它的抗剪承载力要求来确定的,截面尺寸往往较大,由于梁很强,处理不好有可能使转换梁与框支柱形成的框架出现强梁弱柱的现象,对结构的抗震不利,另一方面采用转换梁也多少会影响该层的使用空间;对外筒的转换,采用转换梁会对该层的通风、采光等不利,若开设洞口,则会产生明显的应力集中现象。因此,寻求新的转换结构形式和改善转换梁受力性能的有效措施有其必要性。
5结语
转换层结构由于可以满足不同的使用功能因此近些年来发展比较迅速,不仅转换形式多种多样,在同一座建筑中还可以根据使用功能的不同实现多次转换。但转换层结构由于竖向抗侧力构件的不连续和转换层上下侧向刚度的不利突变使得结构的抗震性能比较差,因此在以后的研究中转换层结构抗震性能是一个重点。
参考文献:
关键词:高层建筑形式表现发展趋向
一、形式表现的基本特点
建筑形式问题是建筑学的基本问题之一,建筑的功能要通过建筑形式去实现,建筑的思想、观念、意义也要透过形式来表达。事实上建筑形式关联功能和意义,处于中心地位,而在建筑创作的认识上却又处于从属位置,建筑形式既是实现功能的工具,又是表达意义的媒介。因而,建筑作为一种具有使用功能的实用艺术,既有物质属性又有精神属性,是双重属性与价值的统一。
高层建筑作为一种建筑类型,一方面继承了建筑物质与精神的双重属性,注重内部功能与意义内涵的双重关联;另一方面它与结构选型密切相关,这在很大程度上影响甚至决定形式,所以功能空间的呈现、环境意义的展现、结构逻辑的显现均成为高层建筑形式表现的基本特点。
1.功能空间的呈现
功能空间的呈现,即高层建筑外部形式对内部使用功能的一种理性表现。按使用性质划分,高层建筑涵盖办公、旅馆、商业、住宅等类型。在建筑内部,不同的功能空间均有不同的空间组织模式和容量配比。若将内部功能空间理性地反映到建筑外部就会产生各异的建筑形式。
进入新世纪,随城市化进程的不断加快以及社会多样化需求的不断增加,迫切需要在一栋高层内集合多种使用功能,以此提高建筑空间的使用效率和经济价值。
因此,高层内部的功能组织往往以多种功能空间的复合为原则,这种复合不是简单的水平分区和垂直分层,而是对功能空间的优化组合,使其形成既相对独立又相对联系、既相互依存又相互支撑的关联方式,创造有机、复合的整体。高层建筑内部多种空间复合的组织模式为外部形式的塑造奠定基础,也为形式表现的丰富性、多样性带来契机。通过将内部空间逻辑地呈现到外部,进而真实地反映各组成部分间的差异性,再通过对比、协调等手法将高层建筑塑造为多样统一的有机整体。
2.环境意义的展现
环境意义的展现,即高层建筑外部形式对场所环境的积极回应。这里的环境包括城市的各种建筑实体、街区空间等显性要素,也包括城市的时代精神、文化传统、历史文脉、社会风俗等隐性要素。高层建筑作为城市发展的产物,与环境密不可分,自身发展也要依托于环境;同时因其巨大的空间体量、复杂的组织规模以及高效的经济价值,反过来又会对城市产生深刻的影响。
在当代全球一体化的趋势下,人们开始更多地关注地域性的发展主题――尊重不同地域环境间的差异,强调不同场所环境的特色。高层建筑因其引人注目的体量与造型而构成区域的标志,它的形式表现往往会成为人们感知城市环境风貌、体验城市特色的重要途径。如位于北京市西城区西长安街的国家电力调度中心,特殊的地理位置对建筑的形式语言提出很高的要求。该建筑也正是通过对场所的积极回应,将中国传统文化元素与现代建筑语言有机融合,塑造出既具时代感又具地域传统和文化精神的建筑品质,同时也充分提升了环境价值,为长安街增添新的气象与特色。
3.结构逻辑的显现
结构逻辑的显现,即高层建筑外部形式对内部结构特征的一种逻辑反映。高层建筑的产生与发展离不开结构技术的支撑,恰当的结构体系不仅能创造和谐的建筑形式,在某种程度上也能成为形式表现的主导因素,建筑师可以利用结构选型与细部构造创造出富有表现力的新建筑形态。
随着结构技术的发展,很多建筑师已不再满足于对结构构件的象征性表现,而是将结构体系作为有机整体,使其成为形式中最富表现力的因素,创造悬挑、扭转、透空等极富视觉冲击力的造型。
二、形式表现的主要趋向
高层建筑不仅是时展的产物,还是与时代紧密联系的建筑类型。新世纪的社会变迁、经济发展、技术进步均对高层建筑形式产生直接而深刻的影响。人们的生活方式、审美取向以及价值观念的变化在某种程度上引领高层建筑的发展。
1.关注表里共生的内在逻辑
高层建筑诞生于19世纪末期,它紧跟世界建筑的发展脚步,历经古典复兴、现代主义、后现代主义、晚期现代主义等多个历史时期。现代主义提出形式追随功能的口号,强调建筑功能的重要性和主导地位。后现代主义者则强调建筑应表达一定的意义,传递对历史和环境的尊重。但无论是现代主义还是后现代主义,两者都没能辩证地看待建筑物质与精神的双重属性。
当代建筑思潮与理念的多元化已蔚然成风,在高层建筑领域,高技生态主义、新折中主义、新地方主义等诸多流派竞相登场,充分表现着各自的设计理念与建筑特色。尽管各种流派的思想观念不尽相同,但它们都越来越关注形式作为实现功能与传递意义间的工具作用,在建筑创作的认识上也把形式推到关联功能与意义的中心地位。尤其在社会、经济和技术飞速发展的当代,高层建筑内部功能急剧扩展,几乎涵盖商业、居住、办公、休闲、教育、医疗等大部分建筑类型,高层建筑的象征意义也急剧扩充,不仅要体现场所环境的内涵,更要成为时代精神的象征。
高层建筑的内部功能组织、结构构造等系统必须是优化、高效的,这也是经济性的体现;同时,它必须在城市环境中传递更多的信息,表达更丰富的象征意义,这也是艺术性的体现。因此,关注表里共生的内在逻辑已成为新世纪高层建筑形式表现的主要趋向之一。
2.关注审美主体的体验感受
审美活动是人类认识活动的一种,是审美主体对外部世界的感受与反映。当作为客体的建筑带给主体的感受与人内在心理结构相一致时,客体与主体间就会建立某种联系,这种同构使审美主体在情感上与客体产生共鸣,这就是建筑审美活动的发生。我们从中不难看出,审美主体发挥了很大的能动作用。建筑为人提供居住和活动的场所,是生活模式的物化,这是建筑物质属性的体现。但从古至今建筑的内涵与意义远不止于此,人们总是在获得一定物质保障的同时转而追求更高的精神层面,尽管这种追求在一定时期呈现为一种有意识或无意识的行为,但这种追求从来没有停止过。新世纪人们生活方式和价值观念的多元化发展,必然导致更多建筑需求的提出,这些需求既有物质上的也有精神上的,而这种满足恰恰是通过人们对建筑身临其境的体验与感受获得的。建筑的空间体验主要表现为人们对建筑内部空间、材料形式、外部形态以及人心理情感的直观而综合的反应,因此关注审美主体的体验感受,也是新世纪高层建筑形式表现的主要趋向之一。
3.关注象征意义的视觉传达
高层建筑的象征意义包含两方面:一方面是高层建筑作为时代精神的象征,另一方面是高层建筑表达场所环境的意义,时代精神与场所环境共同搭建起一个时空坐标,使高层建筑的象征意义得以充分地展现。
时至今日,高层建筑业已成为现代城市的重要组成部分,但是它的发展和普及丝毫没有削弱其象征意义的表达,它依然是我们所处时代的最好见证之一。
关键词:高层建筑;电气设计;特点;发展
前言
为了能够充分应对城市进程不断推进大背景下城市用地愈来愈为紧张带来的深刻影响,高层建筑越来越多。而就这种高层建筑而言,其不单单是在高度上比普通建筑有很大差异,其内部的结构、使用设备以及多方面复杂性等问题都存在着一定的特殊性,而也正是在这种特殊性的要求之下,电气设备系统的具体运行水平要求也较高。当然,为了能够从根本上满足这一需求,我们尤其要给予其电气设计足够的重视,并对其作相应的分析和讨论,以增进相关人员对此的认识。本文通过相关方面,对其设计特点及发展进行论述,有很高的现实意义。
一、高层建筑电气设计的特点及内容
高层建筑,作为一种有别于普通建筑的建筑类型,其无论是在高度、复杂度,还是在内部结构上都存在着很大独特性,而这种独特性也就决定了其内部电气设计自身存在着一定的特殊性。通常来说,与高层建筑电气关联的用电设备品种繁多。室内、楼梯过道、安全照明等属于电器照明设备;货梯、客梯等电梯设备;生活水泵和消防泵等给排水设备;冷却塔风机以及水机组等制冷设备;引风机和鼓风机等锅炉房设备;排风机、电冰箱等厨房用电;包括送风机、回风机、风机管盘在内的空调系统送电设备;包括正压风机、排烟风机等在内的消防设备。不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别,不过总的来说耗电量比较大。再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。
当然,就高层建筑电气设计来说,其实际上是一个包含多个细节的统一结合体,而这种结合体性质也就决定了其在内容上的丰富性。一般来说,高层建筑电气设计主要包括有以下几个方面的内容:
1、负荷的计算
高层建筑电气设计首先要对电力负荷进行统计分析,因为电力负荷是电气设计的基础,离开了负荷的计算,电气设计工作就无法展开。负荷计算要采用专门的计算方法,以免出现错误,如果在电力负荷计算工作中出现失误,则会影响到以后设计工作的全过程。
2、供电电源及电压的选择
设计中对于材料的选择至关重要,这是保证供电安全和可靠性的重要保证,高程建筑的电源标准是至少两个,还必须要是独立的。两路电源之间互相补充,同时供电,以防意外发生时由于电源的问题推迟解决。
3、高低压配电系统的设计
高层建筑中两路电源必须要同时供电,保证高层建筑供电的稳定性,采用高供高计,但在低压侧,仍装设计费电度表。此外,在选择变压器的时候要考虑实际因素,选择大功率的变压器,这样可以保证变压器的台数在控制范围内。由于干线在配电系统中的重要作用,因此,在进行高低压配电系统设计的时候通常采用放射性系统。
4、主要设备的选型
电气设计中一定要注意设备的选型,要综合考虑各种情况,严格把控设备的选择,保证主要设备的质量达到相应的标准。考虑到高层建筑的安全隐患较多,因此,主楼没不能安装大容量的油浸电力变压器,这也是考虑到楼层内人员的安全。由于低压配电屏的结构已经不能完全符合现实需求,因此,近年来出现采用燃气轮发电机的情况。
5、变电所位置的确定
有些建筑商为了节约成本,把变电所设置在一些偏远的地方,这样就不利于对变电所的管理,给火灾造成很严重的隐患,标准的变电所应该保证高压能够深入负荷中心,这样才能尽可能的保证建筑安全,避免火灾发生。
6、电气照明设计
在进行电气照明的设计中,设计师要认真研究各种照明设备的作用,结合实际情况,综合考虑使用照明设备,在一些特殊地点要选用特殊的照明设备,以保证安全,减少火灾发生造成的影响。
7、防雷与接地
现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙,与楼板的连接是十分可靠的。在进行防雷和接地的过程中,需要仔细研究建筑物空间构造,很多情况下,都是需要安装水平的人工接地体的。
8、电梯
电梯机房一般设置在井道上面。电梯按使用功能分普通电梯、消防电梯等许多种,按电流分则有交流和直流两大类。现代高层建筑的电梯,一般都采用高速或超高速电梯。为提高运行的稳定性和舒适感,客梯都是选用直流电动机驱动。
9、消防自动报警和自动灭火系统
消防自动报警和自动灭火系统对于高层建筑具有的意义是十分明显的,设计高层建筑的电气时要充分考虑到消防用电,尽量避免因为消防的用电问题耽误了消防工作的展开,消防用电设计到很多问题,内容也很复杂,因此,设计师一定要充分发挥自己的专业知识,做好消防用电工作。
二、高层建筑电气设计的发展
事实上,就高层建筑电气设计来说,其不可能是处于一种停滞的状态,因为其在外部因素改变的条件下会必然地实现自身的革新。当然,我们相信,这种高层建筑电气设计无论是在设计理念及方法,还是设计要求上都会实现相应的改进和发展。总的来说,其主要表现在以下几个方面:
1、满足高层建筑物的使用功能
高层建筑的电气设计必须满足建筑物自身使用功能的要求,在照明方面必须符合施工规范中关于照度、色温、显色指数等技术指标的要求,制冷取暖方面空调温度和风量也必须满足具体要求,既要保证使用者的舒适度,也要达到相关部门关于卫生状况的要求,应急及消防通道必须符合防火规范要求,满足常见灾难下居民的应急要求,确保通道畅通无阻。
2、满足高层建筑节能和经济
在设计具体的电气设备安装及施工工作时,必须明确哪些电气设备与建筑物的使用功能无关,对于无关的电气设备应考虑采取必要的措施。在设计过程中,应时刻遵循“经济合理、价值实用、技术先进”的节能原则,针对高层建筑耗电量大,节能空间大的特点,在设计过程中对其节能潜能进行充分挖掘。对于可以使用电气节能设备的地方应尽量选择节能设备,并对节能设备的性能、原理以及效果进行全面考虑,既要满足在技术、性能上的要求,也要满足在经济上的要求,以实现真正意义的节能功效。
3、满足高层建筑电气设计稳定、安全、经济三者关系的协调
高层建筑的电气设计必须符合稳定、安全、经济的设计目标,在稳定、安全和经济三者产生冲突时,应优先把高层建筑电气设计的安全和稳定问题放在第一位,首先确保电气系统的安全性和稳定性,然后再考虑设备的经济性问题。作为一优秀的高层建筑电气设计方案,必须合理的分配三方面的利益,在安全和稳定的基础上尽量提高设计工程的经济效益。
结语
经过上文的分析和介绍,我们对高层建筑电气设计的特点、内容及发展等几个方面的内容有了一定的了解,从中我们可以清晰地认识到,作为一种可以从根本上及源头上将高层建筑电气设备系统安全及稳定运行水平维持在一种较高状态的高层建筑电气设计来说,其能否牢牢抓住高层建筑及其自身存在特点的同时,更加全面地将其特点及功用发挥出来十分重要和关键的。当然,正如我们在文中所说的那样,有着自身内涵的高层建筑电气设计在具体进行的过程中应该更加全面将各类因素考虑进来。与此同时,相关的设计人员也要不断地提高自身的设计素质及能力。
关键词:高层建筑;施工技术;钢结构;框架结构施工
高层建筑是产生城市化、工业化和科技发展的必然要求。城市工业和商业的发展,人口的猛增,建设用地的紧张,促使建筑物向高空和地下发展。高层建筑的特点是层数多,高度大,结构类型多样,体型复杂,施工难度大,施工工艺技术要求高,材料用量多,施工工期长,专业性强,工序多,交叉作业多,结构自重大,受力特点、设计依据与一般多层建筑有很大的不同,对结构的安全度要求特别高,对工程结构的施工质量提出了更高的要求。科学技术的进步,建筑结构理论的创新,以及新材料、新设备、新工艺、新方法的大量涌现,推动了高层建筑的发展。
一、高层建筑基础工程
在高层建筑施工中,基础工程施工在工期、造价和劳动消耗方面都占有很大的比重,因此在高层建筑基础工程施工中,结合我国具体情况积极采用新的工艺、新设备,对加快工程施工进度、降低工程造价和缩短工程施工工期具有重要的作用。
1.1超流态混凝土灌注桩
超流态混凝土灌注桩在施工工艺方面具有较大的优越性。其工艺原理是:先用螺旋钻机钻孔至预定深度,通过钻杆芯管利用特殊钻头向孔内自下而上压力灌注超流态混凝土,使混凝土面升至地下水位或无坍孔危险的位置处,提出全部钻杆后,向孔内沉放钢筋笼至设计标高,最后补足混凝土成桩。该法连续一次成桩,具有无振动、无噪音、无污染的优点,能在流砂、卵石、地下水位高易塌孔等复杂地质条件下顺利成桩,而且具有一定压力超流态混凝土的渗透扩散,解决了断桩、缩颈、桩间虚土等问题及局部膨胀扩经现象,提高了单桩承载能力。
1.2超流态混凝土桩的施工要点:
(1)配制混凝土所用的水泥、砂、碎石、水、粉煤灰和泵送剂均应遵守相关的标准要求。
(2)混凝土的输送是由混凝土泵对已搅拌适宜的混凝土施加一定的压力后,通过水平钢管送至垂直的软胶导管压入螺旋钻杆的内管,最后到钻头处桩孔中。
(3)压入的混凝土应将桩孔中的泥浆挤至桩外,以确保桩身混凝土的质量。
(4)桩头部位最后应加入适量的干硬性混凝土或碎石,以确保桩头处混凝土密度。
(5)钢筋笼应保证有一定的刚度,且应直立后沉放入桩的混凝土中。钢筋笼端部500mm 向内侧弯30°,严防碰撞桩孔的侧壁土。
1.3人工挖孔灌注桩施工
人工挖孔灌注桩是指在桩位采用人工挖掘方法成孔,然后安放钢筋笼,灌注混凝土而成基桩的方法。成孔机具简单,挖孔作业时无振动、无噪声。由于人工挖掘,便于清孔和检查孔壁,施工质量可靠。为确保人工挖孔灌注桩在施工过程中的安全,必须采用防止土体坍滑的支护措施。支护方法有:现浇混凝土护壁、钢套管护壁和钢筋网护壁等。
1.4桩基础施工新技术
为了适应不同的地质条件、周围环境及上部结构要求,许多工程技术人员研制出了区别于传统成桩法,各具一定特色的施工工艺、施工设备等新技术。纵观桩基总的发展趋势,可归纳以下几点:
(1) 寻找无噪音、无振动、无泥浆污染的桩基施工技术。目前,打入桩正在更大范围内被灌注桩取代。
(2) 由于高层、超高层建筑的不断出现,研究大直径桩的施工工艺成为当今工程界讨论的焦点和热点。
(3) 桩基技术的发展迫切需要高效、便利的施工设备问世。
二、高层建筑框架结构施工
框架结构的抗水平荷载能力较弱,通过在框架的柱间和楼梯间布置钢筋混凝土剪力墙,与框架共同工作,形成了一种能抵抗较大侧向水平荷载的结构体系。
2.1全现浇框架结构施工
全现浇框架结构施工是框架结构中应用最早且较为普通的一种施工方法。具有结构整体性好、抗震能力强、用钢量较少等优点。
2.1.1钢筋工程
全现浇框架结构的钢筋工程施工是混凝土工程中重要的施工过程。除采用一般传统的搭接绑扎和手工电弧焊的方法以外,在高层建筑施工中,竖向大直径的钢筋连接必须采用更好的方式方法以满足需要。目前已推广应用电渣压力焊、气压焊以及钢筋机械连接等新技术方法。
2.1.2混凝土工程
高层建筑混凝土的施工,除应按有关规范、规程的要求,确保施工质量外,重点是如何选择混凝土的垂直运输方法。我国高层建筑施工中,常用塔式起重机、快速提升斗和混凝土泵等设备。采用塔式起重机加吊斗的方法,使用比较普遍;快速提升斗加塔架。附着于建筑物结构上,这种方法简单方便,但需要解决水平运输和浇筑问题;泵送混凝土是混凝土在泵的压力推动下,沿管道输送混凝土,一次完成水平、垂直运输。同时配以布料设备进行浇筑混凝土,具有效率高,费用低等特点。
2.2装配式框架结构施工
装配式框架结构是高层框架结构体系之一,它的施工工艺如下:(1)首先进行施工准备工作,重点是抄平、放线以及验线工作。
(2)吊装准备及吊装。吊装前应检查构件的型号、预埋件、钢筋和预留孔等位置是否正确,以及检查构件的外形尺寸是否超出允许偏差范围;弹出梁、柱的中线,其中柱子应三面弹线,首层柱应三面弹水平线±0.00,其他应三面弹地面以上500mm 水平线。
(3)吊装柱子时可采用钢管三角架套在柱端钢筋处,以防止外露钢筋弯折,而钢管三角架在柱子起吊后自动脱落。
(4)柱子平面位置控制时,应以大柱面中心为准,由三人各用一线锤校对楼面上的中心线,同时用两台经纬仪校对相互垂直的中心线。校正时应电焊前初步校正,电焊后二次校正,梁安装后第三次校正。
(5)安装预制梁时,要校核柱顶标高。按设计要求在柱顶抹好砂浆找平层。
(6)楼板安装时,先应校核梁翼上口标高。楼板吊装就位时,应先用支撑支顶横梁两翼。如板底不平,可用砂浆或垫铁垫平。
三、高层钢结构施工
3.1钢结构构件的安装
3.1.1钢柱安装
第一节钢柱是安装在柱基临时标高支承块上的,钢柱安装前应将登高扶梯和挂蓝等临时固定好。钢柱起吊后对准中心轴线就位,固定地脚螺丝,校正垂直度。其他各节钢柱都安装在下节钢柱的柱顶,钢柱两侧装有临时固定用的连接板,上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后,即用螺栓固定连接板作临时固定。
钢柱就位后,先对钢柱的垂直度、轴线、牛腿面标高进行初校,然后安装临时固定螺栓,再拆除吊索、钢柱起吊后回转过程中应注意避免同其他也吊好构件相碰撞,吊索应具有一定的有效高度。
3.1.2框架钢梁安装
钢筋在吊装前,应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距。主梁吊装前,应在梁上装好扶手杆和扶手绳,待主梁吊装就位后,将扶手绳与钢柱系牢,以保证施工人员的安全。钢梁采用二点吊,一般在钢梁上翼缘处开孔,作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为加快吊装速度,对重量较小的次梁和其他小梁,多利用多头吊索一次吊装数根。水平桁架的安装基本同框架梁,但吊点位置选择应根据桁架的形状而定,须保证起吊后平直,便于安装连接。安装连接螺栓时严禁在情况不明的情况下任意扩孔,连接板必须平整。
3.2钢框架的校正
高层钢框架结构的校正方法:
3.2.1轴线位移校正
任何一节框架钢柱的校正,均以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准,安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。控制柱节点时须注意四周外形,尽量平整以利焊接。实测位移,按有关规定作记录。校正位移时应注意钢柱的扭矩,钢柱扭转对钢架安装很不利,应引起重视。
3.2.2柱子标高调整
每安装一节钢柱后,应对柱顶作一次标高实测,根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差小于6mm,只记录不调整,超过6mm 需进行调整,调整标高用低碳钢板垫到规定要求。
3.2.3垂直度校正垂直度校正
用一般的经纬仪难以满足要求,应采用激光经纬仪来测定标准柱的垂直度。测定方法是将激光经纬仪中心放在预定的基准点上,使激光经纬仪光束射到预先固定在钢柱上靶标上,光束中心同靶标中心重合,表明钢柱垂直度无偏差。激光经纬仪须经常检验,以保证仪器本身的精度。当光束中心与靶标中心不重合时,表明有偏差。偏差超过允许值应校正钢柱。
四、借鉴国外高层建筑的施工技术
4.1基础施工
意、法两国的岛层建筑一般都有二至六层地下室,基础埋深均在10m以下,地下深层施工多采用先做基坑护壁,再明开的方法,基坑护壁有用钢板桩的,但更多的是做地F混凝土连续墙。
4.2主体施工
对于钢筋混凝土结构的岛层建筑。意、法目前基本上倾向于以现场为主的、现制与预制相结合的机械化施工方法:大块模板法、滑升模板法、隧道模法,其中更倾向于发展大块模板法。意、法高层建筑的梁、板多为预制,而柱子则采用顶制模板现浇。电梯井则采用滑升模板法施工。在1973年1O月意大利波伦亚展览会上展出的高层住宅主体施工方法,是采用模板提升机拆装纵横墙模板组合在一起的大块模板法。
关键词:高层建筑结构;现状;发展趋势
所谓高层建筑,就是超过了一定层数或高度的建筑物,关于高层建筑物的层数和高度,各国规定并不统一,在实际的建筑过程中,高层建筑物的建筑受其所在区域、地理环境、建筑技术的呢过多方面的影响。就我国情况来看,住宅建筑超过10层以及公共建筑物高度超过24米的,就称之为高层建筑。高层建筑物的结构特点存在一定特殊性,在实际应用过程中,会受到风力、自身结构性等多种因素的作用,因而对于高层建筑结构的发展现状和发展趋势进行研究是非常有必要的。
1高层建筑结构的具体特点
通过对高层建筑的结构进行分析和研究发现,建筑结构的稳定需要受到水平和竖向两方向的作用力,也就是说,高层建筑结构的设计需要这两方面因素进行控制,水平和竖向的荷载共同作用维持高层建筑结构的稳定。这与低层建筑的稳定性的需求有所不同,在低层建筑中竖向荷载往往起着主要控制作用。因而在高层建筑结构的设计过程中,应当充分考虑多项因素以及整体作用力,最大程度的保证高层建筑结构的稳定和坚固,同时应当兼具刚度和强度,从而保证高层建筑在遭遇地震等自然灾害时抵抗性能相对较好,尽可能降低社会群体的财产损失。与此同时还应当注意,高层建筑在实际设计中的抗侧力结构设计尤为重要,同时综合考虑强度、延性等多种因素,从而促进高层建筑结构的稳定性。
2我国高层建筑发展概况
工业化和城镇化的发展,促进了城市社会群体的发展以及各项需求的提升,导致城市生产生活用房的资源紧缺,昂贵的地价促进了建筑物向高层发展。近年来,随着社会经济的发展,钢结构材料逐渐被人们应用,具有强度高、抗震性好等优点,并且施工速度快。但是在实际施工过程中,发现钢结构材料费用相对较大,且全钢结构耐火性差需通过防火涂料进行辅助。随着社蝴蝶发展,发达国家大多采用钢筋混凝土材料进行高层建筑。钢筋混凝土结构造价较低,且材料来源丰富,一定程度上节省钢材,通过相关人员的专业设计也能够具有较好的抗震性能,但与钢结构的抗震性必然存在差距。那么专家和研究人员针对此种问题,综合多种因素对促进高层建筑结构的稳定性和抗震性进行考量,希望能够充分发挥钢材料和混凝土材料的各自优势,进而研究出一种结构形式能够对钢材料和混凝土材料进行了有机的融合,从而结构合理,造价费用合理,且具有较为良好的各项性能。
3高层建筑结构的发展趋势
高层建筑充分展现了科技发展和创新所带来的变化,一定程度上转变了建筑师的建筑理念,逐渐开始注重高层建筑的技术性。不难发现,未来很长一段时间,高层建筑将会朝向技术和艺术完美结合的方向发展。
3.1新材料、超强材料的开发和应用,且建筑物高度不断增加
由于多种因素的影响,我国高层建筑的层数和高度不断增长。目前国内最高的建筑物是于2013年竣工的“上海中心”,高580米。有抗震设防要求的钢筋混凝土高层建筑。
在高层建筑结构的技术问题中,首先要解决的是材料问题现在混凝土的强度等级已经达到C 100以上。高强度和良好韧性的混凝土有利于减小结构构件的尺寸,减轻结构的自重,改善结构抗震性能。同时,为了达到轻质高强的目的,必须在高层建筑结构中,发展轻骨料混凝土、轻混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、侧限(约束混凝土和预应力混凝土高性能混凝土的开发和应用,将继续受到人们的重视,也必将给高层建筑结构带来重大和深远的影响从强度和塑性方面考虑,钢是高层建筑结构的理想材料,增进或改善钢材的强度、塑性和叮焊性性能的上作人们从未停止过。特别是对新型耐火耐候钢的研发,具有重要意义,可使钢材减小或抛弃对防火材料的依赖,提高建筑用钢的竞争力。复合材料用于制作高层建筑部分构件正在开发和实践中。
3.2平面形状和空间体型日益复杂化
近几年,三角形平面、弧形平面、圆形和椭圆形平面及其它复杂平面的应用,使建筑物更富于现代的色采,在竖向,外挑内收成了常用的建筑手法。上海华亭饭店的阶梯形立面、深圳新都酒店的斜立面都得到了好评。
3.3新的结构体系广泛应用
1980年以前国内高层建筑基本上是框架、剪力墙和框架一剪力墙结构三大常规体系。这些体系难以达到很高的高度,也难以提供自由灵活使用的大空间,满足不了建筑功能的要求。八十年代,简体结构迅速登上了舞台,以深圳国际贸易中心、北京中央彩电大楼为开始,现在普遍用于高度60m以上的旅馆和办公建筑。另一方面,更为新颖的悬挑结构、巨型框架结构,都已经在工程中应用。另外,为满足高层建筑竖向多功能需要而设置的刚性层、转换层,都在工程中得到了应用。
如前所述,经合理设计的混合结构可取得经济合理、技术性能(如抗震性能)优良的效果,且易满足高层建筑的侧向刚度的需求,可建造比钢筋混凝土结构更高的建筑,囚此在较高的建筑中,混合结构往往仍是合理、可行的结构方案,今后建造混合结构的比率将会越来越大
3.4钢结构高层建筑不断兴起,新结构形式的应用
1985年以前,国内高层建筑几乎全部为钢筋混凝土结构。如今,已建成的瑞金大厦、香格里拉饭店、静安希尔顿饭店、深圳发展中心等工程都采用了钢筋混凝土井筒(剪力墙)加钢框架的方案,能充分发挥钢筋混凝土刚度大,有利于抵抗水平力和钢框架自重轻、形成大空间容易的特长,能充分利用我国丰富的地方材料和劳动力资源。比较适合我国的国情,是很有前途的结构型式。现代建筑功能存在多养护的特点和趋势,建筑的形态和结构体系也日趋复杂和立体化,新的设计理念和建筑结构形式应运而生,促进了高层建筑的发展。
3.5高层建筑结构的高度出现新的突破
进入20世纪90年代后,高层建筑迅猛发展,在数量、质量及高度上都有了大飞跃,高层建筑中的科技含量越来越高。
4结束语
立足于当前的经济形势和发展状况,不难发现我国的高层建筑正处于发展阶段。高层建筑的科学发展,需要综合考量经济、城市建设等多方面因素,促进设计和建筑的进步,并在施工过程中中区做到艺术和技术的有机结合,从根本上促进高层建筑的发展,争取在性能和技术方面达到更高层次的水平,促进我国社会经济的长足发展。
参考文献:
[1]魏薇,秦洛峰,黄俊.法兰克福高层建筑发展规划[J].华中建筑,2005,(01)
【关键词】 施工技术 高层建筑 施工安全管理
前言:城市化的必然产物是现代高层建筑,与其他一般的建筑相比,高层的建筑工程施工技术中有着更严格的要求,工程施工技术也会随着高层建筑的不断增加取得新进展。因此,施工人员需要及时的总结、完善施工经验,加大高层建筑的有关施工管理,确保其安全性和质量。
一、高层建筑施工技术的发展
随着科技水平的不断发展,高层建筑施工技术的水平也相应得到了提高,施工技术的提高保证了高层建筑的正常施工与施工质量。施工技术对于高层建筑的重要性主要表现在以下几个方面:高层建筑施工技术为建筑工程施工工期的缩短提供了重要的基础条件;高层建筑施工技术为建筑的基础和结构施工提供了指导方向:高层建筑施工技术为建筑施工质量提供了重要的保障:高层建筑施工技术加强了空间的利用效率:高层建筑施工技术为现代的绿色施工提供了根本条件。
二、高层建筑施工技术
2.1高层建筑基础施工技术
高层建筑的基础施工主要有土方开挖、基坑的支护、基础混凝土浇筑等工作。高层建筑中的基础是整个建筑结构的重要组成部分,其造价和工期分别约占建筑物土建总造价的20%-30%,总工期30%―40%左右。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》规定,基础埋置深度,天然地基时应为建筑高度的1/12,桩基时应为建筑高度的1/15,桩长不计在埋置深度以内。为此深基础工程已成为建造高层建筑的条件。由于高层建筑在城市建筑密集区,施工场地狭窄,出于对邻近建筑及四周市政工程设施的安全和保护,对基坑工程的稳定和位移要求很严,而基坑工程在施工过程中大部分是临时工程。基坑深度超过5m以上的项目,其边坡支护和基坑开挖、地下降水等均应有专项施工方案,且该方案应请富有专业知识和施工经验的专家进行可行性论证,由项目总监审核后才能实施。
2.2高层建筑的施工测量技术
精确的测量是设计高质量图纸的保证,也是整个高层施工工程的基础环节。在测量工作中,测量人员的专业素质尤为重要,因此需要为测量工作配备专职的高素质的测量人员。另外,必须使用高精确度的测量仪器,这样才能获取完整、可靠的资料,为施工的进行打下良好的基础。由于高层建筑的层数多,高度高,对施工测量精度要求较高,故在工程开工前应制定好施测方案,确定好测量仪器,根据施工方案建立好施工控制网:将高层建筑控制轴线及时投影到建筑面层上,然后根据控制轴线作柱列线等细部放样,以备绑扎钢筋模板和浇筑砼之用;高层建筑施工测量一般采用外控法和内控法相结合。高层建筑施工测量要求按照实际情况来确定合适的方案,但必须经过多次的校对和复核,以确保准确无误。
2.3高层建筑的框架施工技术
钢结构工程施工技术。在高层建筑工程领域,钢结构因其特有的超强度、抗压抗弯、自重小等优势,并且施工进度快、节能环保、抗震性能好,在我国得到不断地推广和发展,特别是在钢结构的吊装、连接和钢结构表面防护等方面发展迅速。在高层建筑施工的过程中,钢筋结构的施工技术显得尤为重要。在高层建筑的钢筋结构施工中,一般情况下是根据高层建筑自身的特点来进行安装施工的。在高层建筑工程施工的过程中,钢筋结构的吊装、测控、焊接、安装、拆除等程序有着严格的质量要求。
2.4高层建筑混凝土工程施工技术
混凝土质量的主要指标之一是压强。混凝土抗压强度与混凝土用水及水泥的强度成正比,当水灰比相等时,高标水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多,所以,凝土施工时切勿用错了水泥标号。在满足设计要求的质量指标前提下,尽量降低成本,这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差,混凝土的强度有一定离散性,这是客观的,但通过科学管理可以控制其达到最到最小值。因此,混凝土标准差能反映施工单位的时间管理水平,管理水平越高,标准差越小。可以说,混凝土的质量控制实质上是标准差的控制。
2.5高层建筑节能与能源利用技术
高层建筑节能与能源利用技术是绿色施工技术中需要坚持贯彻的一个方面。施工中的节能有两个大方向,一是降低能耗,二是提高用能效率。此外,使用可再生能源是今后的发展方向。由于保温隔热差,我国单位面积采暖能耗是相同气候条件下世界平均值的3倍。推进建筑节能工作,需要有整体的、系统的观念,不能局限在建筑单体,一定要从热源、管网和建筑系统考虑,从选择利用可再生能源、提高热力使用能效比、减少输配管网热损失、提高室内散热器热效率、提高建筑围护结构的保温隔热性能、充分利用自然资源等。
三、高层建筑的施工安全与管理
3.1高层建筑施工要求极高的安全性,主要表现为两个方面:高空作业和地基要求标准高。在高空作业方面,一定要做好安全得防范,设置安全标志,张挂安全平网和安全立网及其它项目的安全防护措施。 对于地基,需进行深基础施工,提前勘探好施工的条件,当地的天气、地质情况等,做好地基防护措施。
3.2高层建筑由于层数多、结构工程量大、地下工程和装修设备较复杂,在施工组织管理上必须遵循保证重点,统筹安排,按期按质交付使用,合理安排施工顺序,尽量采用流水作业法及网络计划技术组织施工,提高机械化施工水平,采用先进科学技术,合理安排施工现场。企业的质安部门应该充分发挥其职能,以专业安全知识为内容,用行政奖励、法律、法规为手段,全面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。
3.3 要制定安全守则、安全责任书,发生安全事故,各级责任人和班组都要承担一定经济责任。确保安全设施投资到位。
3.4高层建筑施工管理在现有管理水平的基础上,针对影响工程质量品质的一些关键问题,从技术、人事制度上建立更有效、更科学的管理体制,明确每一个施工人员的目标责任,从而达到进一步提高管理水平的目的。质量管理方法:要根据建筑工程质量目标,制定相应的质量验收标准;严把材料质量关,采购的材料要符合国家规范标准和设计要求,严格执行材料验收制度;确保主体结构质量,同时,要积极推广应用新技术新材料;随着科技进步,新材料、新技术不断涌现, 企业要及时掌握这些信息、积极应用到高层建筑施工中来。高层建筑的施工协调非常重要。施工中协调部分的常见问题包括:电气与土建的协调;给排水与建筑结构的协调;建筑的外表、功能与结构的关系;各种预制件、预埋件、装饰与结构的关系;施工的特点、要求;各辅助专业之间的协调等。做好协调工作的核心就是通盘考虑和过程控制,产品质量的好坏与从业人员的水平素质不可分,在搞好管理的同时,应加强施工管理人员的技术培训和专业水平的提高,以及对新技术产品的了解掌握,培养施工人员的敬业进精神与细致的工作作风。
四 结束语:
高层建筑的施工过程作为一项复杂且系统性的工程,一定要制定周密的施工计划与组织方案。要明确施工质量在高层建筑的施工过程中重要性,提高施工技术,强化施工组织设计,加强施工质量控制管理,将施工质量控制贯彻到高层建筑施工的每一环节,确保得到高质量的高层建筑。
【参考文献】
【关键词】高层建筑;施工技术;施工管理
近年来,随着我国建筑的迅速发展,建筑的结构也随着发生不小的变化,出现了不少新的结构形式。为了适应这种状况,建筑施工领域也在不断发展和进步,出现了不少新技术、新材料、新工艺、新设备。同时,建设工程施工项目管理水平也在不断提高,施工项目管理的科学化和规范化也得到了广泛推进。
一、深基坑支护
深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。深基坑工程施工必须编制监理细则,明确深基坑工程的技术要求和施工现场的检查要点。
二、基础工程
桩基的选型应综合考虑地质条件、上部结构类型、荷载特征、施工条件与环境和检测条件等因素,做到因地制宜、就地取材、施工可行、保护环境和节约资源。岩石基础的天然地基为保证地下室箱形基础抗漂浮,尚需在岩层中设置预应力锚杆。如深圳经贸大厦,在岩石基础与地下室底板之间设置预应力锚杆,在岩石基础与混凝土垫层之间设置了水泥石粉渣垫层,减少了岩石地基对地下室底板的约束,预防了地下室底板大体积混凝土的裂缝产生。
三、钢筋的机械连接和焊接技术
钢筋连接是施工中保证主体结构施工质量关键的工序之一。80年代初,钢筋连接主要为闪光对焊和电弧焊,在条件许可时,也通常采用绑扎搭接方式。后来为节约钢材、减少搭接长度,开始出现了电渣压力焊,气压焊。电渣压力焊对于大直径钢筋或进口钢材等可焊性不太理想的钢筋,合格率不易保证达到100%;气压焊工艺复杂,而且受天气和环境的影响较大,现已被逐步淘汰。随着国家行业标准的出台,机械连接技术日趋成熟,目前在钢筋加工过程中,通常采用闪光对焊,竖向钢筋小于20的采用电渣压力焊,大于20的通常采用直螺纹钢筋机械连接技术。
四、模板工程
模板工程一般约占钢筋混凝土结构总造价的25%,但劳动量却占到35%,工期占到50%~60%,对加快施工速度、保证施工质量和降低施工成本具有较大的影响。高层建筑的模板利用率一般比多层建筑要高一些,特别是标准层,只需做局部修补,逐步更换,就能够做到重复周转利用。小钢模虽然可周转使用次数多,但劳动强度大,高处作业安全性要求高,“以钢代木”的产业政策已逐步淡出了施工现场。木模的灵活性更适用于施工现场的需求,特别是随着我国胶合板工业的迅速发展,使用多层木胶合板作模板面板日益增多,其优点是自重轻,投资少,可减少模板拼缝,效率高,混凝土成型质量好。模板支撑系统的施工技术也日趋成熟,转换层的厚板、深梁采用组合钢管柱、型钢桁架梁和格构柱,并采取了分层卸荷、逐层传递等措施。目前3m以上的厚板结构转换层和6m高的深梁都能不再采用分层浇筑而实现一次浇筑成型,100m以上的临空面、数10m的悬挑结构也都无须搭设满堂式脚手架支撑。
五、混凝土施工技术
1、生产:推广便于质量控制、性能稳定的预拌混凝土,现场施工条件得到改善。
2、运输:泵送混凝土的设备和施工工艺已非常成熟。
3、大体积混凝土施工:在高层建筑的地下室底板、结构转换层等部位,对控制温度和收缩裂缝有较高的要求,采取优化配合比、加强施工中的温度控制、改善约束条件、削弱温度应力、提高混凝土的极限拉伸强度等措施已形成共识。
4、高性能混凝土:基于耐久性要求的防水混凝土、纤维混凝土、高强混凝土、补偿收缩混凝土在高层建筑中已逐步得到推广应用,高空免振捣钢管混凝土对混凝土的坍落度、和易性、扩展度和流速等工作性能指标提出了更高的要求。
六、型钢混凝土组合结构施工技术
近年来,随着高层建筑的不断发展,普通的钢筋混凝土结构已不能满足结构安全和使用功能的要求,而钢结构又在耐火性、维护、造价等方面存在缺陷,因此,越来越多的高层结构采用了型钢混凝土组合结构。由于在钢筋混凝土中增加了型钢,型钢以其固有的特点,提高了结构的强度和延性,型钢、钢筋、混凝土三位一体的型钢混凝土结构具备了比传统钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点,与钢结构相比,具有防火性能好、结构局部和整体稳定性好、节省钢材的优点。目前,国内高层建筑工程都是有针对性地在需要发挥型钢混凝土特点的部位采用型钢。
七、垂直运输
合理选择、配备垂直运输机械是保证高层建筑施工顺利进行,并取得良好经济效益的必要条件之一。常用的运输机械有:塔式起重机、井架式起重机、垂直运输塔架、混凝土输送泵、混凝土布料杆、施工电梯等。随着预拌混凝土的推广应用和混凝土泵送技术的发展,目前我国高层建筑施工垂直运输的配备主要为塔式起重机+施工电梯+混凝土输送泵的模式。其特点是可一次性连续完成混凝土的垂直和水平运输,通常还配备布料杆,将混凝土定点、定位、定量地输送到位,同时还应根据工程的特点,选择上回转自升塔式起重机或内爬塔式起重机。
八、脚手架工程
要满足高层、超高层建筑的施工要求,须从建筑物向外挑出型钢架,实现脚手架的分段搭设。型钢梁的形式主要有:用工字钢或槽钢作为挑梁、以型钢为托梁;用钢丝绳为吊杆组成上挂式支承架、以型钢为托梁;用钢管或角钢为斜撑组成下撑式或三角形桁架结构的支撑架。目前常用工字钢作悬挑梁,再用钢丝绳吊杆作为安全储备,验算时要求型钢和钢丝绳各自按照静定结构验算,都要保证安全可靠。当搭设高度超过40m时,还要防止风涡流作用,应采用钢丝绳反拉和连墙措施,预防上升风涡流作用力对架体的破坏。根据气候特点,一般采用型钢挑梁、钢管扣件搭设的悬挑式脚手架,其特点是不受建筑高度限制,可分段搭设、分段拆除、分段周转,可节省材料,与采用附着升降脚手架相比,对工期影响小,更经济、更安全并更具市场竞争力。
九、施工测量
施工测量指的是工程开工前及施工中,根据设计图在现场进行恢复道路中线、定出构造物位置等测量放样的作业。高层建筑施工测量的主要任务有抄平放线、轴线投测、平面控制、层高传递和变形观测等工作。随着计算机技术、测量软件的开发,测量设备的不断更新,精密水准仪、电子经纬仪、激光铅垂仪、光电测距仪、全站仪等的应用,高层建筑施工测量的速度、精度、空间定位能力等都得到了提高。现代高层建筑的立面造型丰富多彩,不论建筑立面造型如何扭曲、旋转、舒展、飘逸,测量工程师都能将弧形曲面上的控制点在三维空间上准确地给予定位。
十、玻璃幕墙
幕墙的品种已从简单的明框玻璃幕墙,发展到了隐框、半隐框及全玻璃幕墙,还配套有各种金属板、石材及人造板材幕墙;幕墙的结构也已从简单的框架式发展成了现在的单元式、点支式、双层通风式、遮阳板式、膜结构式等,而更为先进的生态幕墙、光电幕墙、智能幕墙也正在发展中。目前,隐框玻璃幕墙仍是幕墙发展的主流。单元式幕墙由于可从楼层下方向上方安装,能够与土建配合同步施工,缩短了工程周期,能很好地解决防漏水问题,在大城市中将会有新的发展。单层铝板幕墙逐渐取代了铝塑板。点驳接式幕墙在高层建筑中一般用于建筑物的大堂及入口天棚。智能幕墙、气循环幕墙又称双层幕墙,两层玻璃幕墙中间有20~50mm的空间,利用空间“烟囱”效应,气流在两个玻璃幕墙中间由下向上循环,带走外面一层玻璃幕墙吸收的太阳照射的热量。光电幕墙是把光电板安装在幕墙上,利用光电板工作来供给室内用电,因光电在幕墙上的应用技术尚不成熟,性价比不太高,目前采用的较少,但是随着节能要求的提高,它将是幕墙发展的一个方向。
关键词:高层建筑;兴起背景;城市发展
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
城市建筑随着人类社会生产力的发展、建造技术水平的不断提高和使用空间的日趋紧张,越来越趋向于高密度化。城市建筑的总体高度比起100多年以前已普遍得到增高,高层建筑和超高层建筑遍布世界各地,高层建筑的高度突破了400m,摩天大楼也成了现代化大都市的城市象征。而今天的高层建筑受环境和人类需求的影响,在使用功能、空间构成模式和在城市中所起的作用等方面,都发生了不小的变化,当然,最重要的还是设计观念上的变化。
中国现代高层建筑的定义和兴起背景
随着城市化进程加快,土地资源越来越紧缺,高层建筑成为了时代的新宠。近几年来,高层建筑纷纷建立,超高层建筑也开始逐渐兴起。中国大陆地区的超高层建筑是指建筑高度达到或超过100米的建筑物,这个指标来源于1995年颁布的《高层民用建筑设计防火规范》,该规范对高层建筑的上限认定为100米,因此中国建筑行业将100米作为超高层建筑的下限指标。
中国现代高层建筑的兴起有着社会历史和经济文化的背景。中华民族的先辈们富有征服高山大河,挑战自然规律的不懈追求,山西应县木塔就是当时的高层建筑雏形。从20世纪初开始,中国现代商业城市逐步涌现,高层建筑和超高层建筑作为城市形象和商业发展的象征,迈上历史舞台,开始演绎了持续100年蓬勃发展的壮丽图景。
2、高层建筑与城市环境的关系
城市是人类聚居活动的产物,是由空间系统(建筑空间和开放空间)、交通系统、绿化系统和工程技术系统等组成的一个有机体。这个有机体在孕育和发展过程中,受到地区、历史、社会、经济、科技和文化的影响,从而形成城市形态可见的物质形体环境和不可见的精神环境。这种城市独有的特征,不仅使得城市有形有体,而且还具有超越具象之外的意境之美,那就是城市的整体感,亦即城市的总体环境。城市环境一直是大家十分关心的问题,环境质量也越来越被公众所重视。环境设计在城市规划和建筑设计中已经确立了重要的地位。环境设计的任务,就是要按照安全、方便、舒适和经济的原则,满足人们不同的使用要求、环境的允许限度和各环境因素本身的生态规律,将其妥善组织,有机构成,进而从生理和心理两个方面创造出一个满足人们物质生活和精神生活要求的多维的环境空间。其核心问题即协调人———建筑———环境这三者的关系。
城市总体环境中,高层建筑特别是近些年来发展起来的高层综合体有着举足轻重的影响。高层建筑的设计不仅要为人们创造能满足生理与心理需要的良好形象,也要使它能成为城市总体环境中的重要角色,成为城市景观中的组成部分,还要给人们创造满足精神需要的社会环境和惬意的心理环境,创造丰富多彩的形象及艺术景观,给人以美的享受。
城市、建筑、交通一体化成为当代城市设计与建筑设计的一种新趋向,高层建筑也随之蓬勃发展起来。这种新型建筑在城市中所占地位重要。作为时代的特征,它有着明确的社会意义,反映了一定的城市文化内涵,与城市的风土人情、传统特点、人文环境等关系相当密切。另外,高层建筑以其高大、丰富多彩的挺拔体型不仅成为吸引人们视线的中心,也可成为城市的象征和景观,因此它在城市总体环境中的作用及周围环境对它的影响也是巨大的。如何处理好高层建筑与其所处的社会环境、人工环境的关系也就变得相当重要。
3、高层建筑设计在城市设计范畴下的完善与发展
城市作为人类必不可少的生活方式和活动舞台,其物质形态和空间环境的感知与研究,已愈来愈受到重视。城市设计作为一门独立的学科体系,已被逐渐地确立下来。不过,虽然有不少专家学者已经对城市设计进行了富有成效的深入研究,但仅仅从理论和观念上认识到城市设计的意义并不全面,还必须解决城市建设中的实施可操作性问题。因此,对城市设计的深化、细化研究便成了必由之路。在总体思想指导下进行中观及微观层次的深入设计,将成为城市设计中不可缺少的关键环节,也是城市设计内容得以具体落实的必然步骤。高层建筑的规划和设计正逐渐与城市整体开发和城市设计相结合,朝着集群化、规模化、综合化;底部空间与城市公共空间一体化;交通(步行)空间的系统化、网络化和室内外环境的宜人化这几个方向发展。
3.1高层建筑的集群化、规模化、综合化
高层建筑作为一种新的建筑形态可谓生正逢时。在西方资主义飞速发展的一个多世纪的时间里,高层建筑作为权利和财富的象征和人们对物质和技术崇拜的图腾得到了日新月异
的发展。早期高层建筑占满基地,入口雨篷深入人行道上方,与相邻建筑间距很小,其外部空间往往就是城市道路,狭窄,单调。人们或从街道直接进入高层,或从高层周围的街道匆匆而过,无处可停留。第二次世界大战后,高层建筑发展了板式主楼与低层裙房相结合的体型,其外部空间随裙房而伸展,设计内容与手法逐渐丰富。
20世纪70年代以来,高层建筑发展更为迅速。随着环境科学的兴起,“创造为人使用的舒适的环境”已成为高层建筑外部空间设计刻意追求的目标。除了物质条件许可与精神功能要求外,其发展迅速的原因还有:逐步完善的“法”,使其得以实施;出现专门研究机构,使其不断提高设计水平。同时,高层公共建筑的兴起和高层建筑群的形成,使高层公共建筑外部空间设计已从单幢与周围的关系发展到高层建筑群形成宏伟的城市设计。美国亚特兰大桃树中心广场、底特律的复兴中心、法国巴黎的德方斯新区、日本东京新宿副都心等均是成功的实例。
3.2高层建筑底部空间与城市公共空间的一体化
高层建筑本身进行规模和功能扩展的同时,其与城市公共空间的互补与融合已经成为发展的必然趋势。随着时代的发展,人们的环境意识普遍增强,对城市空间的环境质量提出了更高的要求。伴随着城市开发,广场、庭院、步行街、街角绿地等高质量的城市公共空间得到了很大的发展。这些公共空间的建设常常有高层建筑底部空间开发的参与,有高层建筑附属广场庭院、各种服务设施(如厕所)、商业设施以及室内外停车场的融入。高层建筑(特别是高层综合体)的底部空间为城市公共空间提供多种服务功能,同时提供资金的来源和更新发展的可能。而高层建筑本身也依靠城市公共空间便捷的交通和优美的环境形成自己独特的文化氛围和空间环境特色。高层建筑底部空间与城市公共空间这种一体化的趋势反映了城市功能的优化和重组,给高层建筑底部空间和城市公共空间都带来了新的发展机遇和空间模式,形成了一种以公共社交和休闲活动为中心的强调综合利用的新型公共活动场所,在国外称为“mixedusedcenter”。它不仅满足了人们的多种物质需要,同时也提供了更加自由自在的休闲交往空间。
参考文献:
[1]崔刚.高层建筑与城市的关系[J].甘肃科技.2011(12)
[2]卡瑟利娜·鲍尔斯,黛娜·哈拉萨,李靳,汤岳.城市设计视野中的高层建筑[J].城市建筑.2008(10)