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在工程中的设计应用、构造处理与施工控制进行探讨。
关键词:高层建筑;钢管混凝土结构;结构设计;结构优化
中图分类号:TU3 文献标识码:A
随着我国城市建设的飞速发展,城市改造进程也在不断加快,但我国土地资源又日趋紧缺,从而城市用地十分紧张,因此可用地资源与迅速增长的房屋需求之间的矛盾越发凸显出来。为了充分利用既有土地资源,建筑模式转向立体空间发展,因此,高层建筑也成为当今最受欢迎的建筑形式。
钢管混凝土作为一种新兴的组合结构,主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主,被广泛使用于高层建筑框架结构中。
钢管混凝土柱是指将混凝土填入薄壁钢管内形成的组合构件,是一种综合发挥两种材料特点的受力型式。与单纯的钢柱相比,钢管混凝土柱克服了钢管结构中容易发生局部屈曲的缺点,更有效的利用构件截面、承载能力更高,在提高构件刚度和稳定性同时也降低了防火要求;与单纯的混凝土柱相比,钢管混凝土柱借助钢管抗拉能力强的材料特性,令其对核心混凝土产生套箍约束作用,从而使核心混凝土处于三向受压的状态,延缓混凝土受压时纵向开裂和整体形变,使核心混凝土具有更好的抗压强度和安全储备。近年来,高层建筑结构采用焊接方钢管混凝土柱与H型钢梁组成的框架体系在国内已经开始普遍应用。带内隔板的矩形钢管混凝土柱与工形钢梁的连接构造型式也已被我国《矩形钢管混凝土结构技术规程》(CECS159-2004)列为推荐形式。
某高层办公楼位于济南市高新开发区。主体结构为钢框架--钢支撑结构体系,地上部分为十七层
(局部十八层),地下部分为一层。建筑物总高度为61.8m。按照初步方案的结构布置,框架柱采用圆型钢柱,试算得主楼最大柱轴力为19850kN。柱截面需采用Φ900x22。而该建筑中功能性房间较多,房间内设备布置比较密集。Φ900的框架柱将造成很多区域的使用受到影响。且由于上部结构抗侧力构件分布不均匀,结构平动变形与扭转变形均比较大。因此需对框架柱的选型及截面尺寸进行优化,以期在减小截面的同时,增大抗侧移刚度,同时对各榀抗侧力构件的刚度分布进行调整。
1.框架柱方案选型
受规范对框架梁柱偏心的要求限制,圆型截面
的框架柱无法做至与钢梁外皮齐平,且在梁柱节
点处,连接板突出外墙面。此处若仅依靠玻璃幕墙
进行掩盖,处理起来相当复杂。且与相同截面积的矩形柱相比,圆型柱的抗侧移刚度为矩形柱的95%;而在圆型柱直径与矩形柱边长相等的情况下,
前者的竖向承载能力是后者的78%,抗侧移刚度是后者的59%。因此,将柱截面改为矩形截面,并做
进一步优化。
根据框架柱的承载需要计算,截面尺寸需做至750x750x22(箱型截面)或900x600x20x40(H型截面),布置起来对建筑功能的实现仍然有一定的影响。此外,在双向水平地震作用下,X向与Y向层间位移角分别为1/202和1/136,(规范限值为1/250),最大层间位移比为1.76,且第一周期为扭转周期;在风荷载作用下,X向与Y向层间位移角分别为1/1874和1/476 (规范限值为1/500)。结构的扭转变形较严重,同时存在平动变形过大的现象。因此将框架柱改为方钢管混凝土柱,加大结构的抗侧移刚度,同时适当调整钢支撑的布置,使结构的抗侧力刚度分布趋于均匀(调整后结构布置见图一)。调整后各项计算指标均满足规范要求。
2.构件设计
根据结构分析计算的结果,框架柱截面采用600x600x20(局部为600x600x18)拼接箱型钢管。钢管的腹板间采用单层坡口焊接。柱内在每层钢梁的上下翼缘处设20厚加劲板予以支撑。加劲板上
设Ф250浇筑孔用于浇筑混凝土,并另设四个Ф25
通气孔,以利于混凝土浇筑密实。框架梁采用H型钢梁,采用栓焊方式连接在柱腹板上。在梁端上下翼缘处设附加连接板,使节点焊缝极限受弯承载力Mu与梁极限受弯承载力Mp之比满足Mu≥1.2Mp。如此,在罕遇地震作用下,梁柱节点进入塑性变形阶段时梁铰出现早于柱铰,使整体结构具有较好的延性,形成明显的屈服阶段,进一步提高了结构的安全度。
本工程基础为钢筋混凝土筏板基础,上部结构为钢结构。按照规范要求,应在钢结构层与混凝土层之间设置过渡层。故地下室层的框架柱采用型钢混凝土柱,截面为1000x1000。其中型钢采用双H型截面,截面高度为600x600,与上部方钢管混凝土柱相对应。型钢外包200厚混凝土层,翼缘上设2~4排Ф19栓钉。型钢混凝土柱底部采用螺栓柱脚,生根在基础中。(柱过渡做法及生根做法见图二)
3.工程施工
结合上部结构标准层高3.9m的情况,框架柱的钢管采用工厂制做,定尺长度取12m(每三层一段),拼接部位取层高的1/3处。吊装时,下柱上端预留连接耳板。上柱就位后,以连接耳板做为临时固定。待上下柱对接焊缝完成并冷却后切除耳板。
(耳板设置见图三)
钢管内加劲板上设Ф250浇筑孔,并另设四个
Ф25通气孔(加劲板做法见图四)。钢管内混凝土采用C40免振捣无收缩混凝土,并适当提高混凝土塌落度。浇筑前将钢管内清理干净;浇筑时在钢管外侧进行轻微振动,并保持通气孔通畅,确保浇筑密实;浇筑后采用超声波进行检测,对于混凝土不密实的部位,采用局部钻孔压浆法进行补强,然后将钻孔焊补封固。
4.综述
由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点,并克服了钢管结构中容易发生局部屈曲的缺点,近年来逐渐广泛地被应用在高层结构中。
在许多钢结构高层建筑,钢柱受压面积不足,需将截面做得比较大,且受压时容易失稳进而丧失承载能力,需采用大量的钢板以确保局部稳定性。钢管混凝土结构正是解决上述问题一个良好途径,并随着对理论研究的深入和新施工工艺的产生而应用日益普遍。
按照截面形式的不同可分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等,其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。钢管混凝土构件截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程度、施工工期和工程造价都有很大的影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的约束作用,使钢管内部的混凝土处于三向受压状态,使混凝土具有更高的抗压强度。但是圆钢管混凝土结构施工难度大,施工成本高。相比之下,矩形钢管混凝土结构的施工较为方便,但钢管内混凝土受到的约束作用相对较小,结构承载力提高效果也不如圆钢管混凝土结构明显。在实际工程应用中,可结合建筑功能需要与经济指标等多方面因素综合比较,以期达到合理性与经济性“双赢”的结果。
参考文献:
[1]GB50011-2001 建筑抗震设计规范. 北京:中国建筑工业出版社,2001
[2]JGJ3-2002 高层建筑混凝土结构技术规程. 北京:中国建筑工业出版社,2002
一、常见几种供水方式
一般二次增压采用以下几种供水方式:
1、水池-水泵(恒压变频或气压罐)-管网系统-用水点
此方式是集中供水。对于一、二层是商业群房,群房上建有多幢住宅的建筑,目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座,集中恒压变频供水,不设屋顶水箱,最不利用水点是顶层住宅。主水泵一般有三台,二开一备自动切换,付泵为一小流量泵,夜间用水量小时主泵自动切换到付泵,以维持系统压力基本不变(气压罐一般不用于生活用水)。
2、水池-水泵-高位水箱-用水点
此方式也是集中供水。单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池,通过两台水泵(一用一备)抽水送至高水箱,再由高位水箱向下供水至各用水点。
3、单元水箱-单元增压泵-单元高位水箱-各单位无水点
此方式已简化为单元总水表进水。单元水箱和单元增压泵实际上是一个整体,我们称之为单元增压器。九四年与上海海鹰机械厂合作研制开发了第一代的单元增压器,并用于我所管理的工程中。经过半年使用,又发现了需要改进的地方,并作了多次修改,现在使用的是第三代产品。
二、比较(经济和社会效益)
从现论上讲第一种方式恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变,根据用水量大小进行变频供水,既节约电能,又保证水泵软启动(对电网电压冲击不大),延长了水泵寿命。各台水泵自动轮换使用,即最先投入使用的水泵最早退出运行,这样,各台水泵寿命均等,而且,一旦水泵出现故障,该系统能自动跳过故障泵运行。从造价上看较省,一般13万元左右一套,只需考虑水泵房的变频供水设备费、地下贮水池费,不需要屋顶水箱(约1500元/只),还可减少屋顶水箱的二次污染和保证顶层的供水压力(用热水器压力也没问题)。
但是,在实际使用中,却遇到了许多问题,给工作带来了麻烦,公司社会效益直接受到影响。我所承建的一个项目就采用了无屋顶水箱的集中变频供水方式,它的使用和日常管理所反映出的问题,就很有代表性。首先,由于是集中供水,进地下水池的总水表属自来水公司产权,他们只按此总水表所走的度数收取水费,表内管网的跑冒滴漏与他们无关。而一般管网跑冒滴漏总是难免的,即使没有,各单元的单元分表度数与地下水池的总水表也有误差,再到各分户水表度数相差更大,谁来承担这一差价,再加上水泵的电费(经测算约0.9度电/吨水)使得这里水价很高,住户无法承担,收交水电费成了很伤脑筋的事。从九四年至今,我开发公司一直在承着水泵电费和水费差价,这样无止尽地下去,不知到何时,这项费用是无法估算的。也无帐可出(因为这里没有实行物业管理)。而另一方面,通过四年多来的使用,我还发现,虽然该设备可以完全自动化,无需人天天管理,但它还有致命的弱点:水泵在自动切换时(卸载或加载时)水泵供水会出现短暂的低压,特别是电脑判断有故障需跳过故障泵运行时时间会更长。随着设备使用年限加长,设备房潮湿造成电脑元器件老化加快,水管路系统止回阀的失录,反映故障和处理故障的时间也延长,直接受害者就是顶层住户。一旦压力减低他们就无水,当跳过故障泵启动备用泵时压力又增大,所以顶层住户怨声不断。集中供水还有一最大的毛病就是,一旦供水系统有问题,无法供水,几百户人家都要遭殃。而且,由于水泵运行是由变频控制柜来完成的,如果变频控制柜出故障,一般的电工无法处理,需要厂家专业技术人员来解决,造成设备不能及时维修,供水无法保证。虽然设备房管理简单了,但住户用水缺乏保障,社会效益受到影响。
第二种方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。水泵控制柜采用最简单的电器元器件,如出现故障,普通的电工就能维修,而且元器件的费用也低。再加上有高位水箱,不会造成一停电就停水,供水保障率高。但用在单幢次高层建筑同样也存在收交水电费难的问题。用在高层建筑,则可以由物业管理公司一并考虑解决。
第三种方式,是在吸取了以上两种供水方式的经验教训后产生的,虽然一次性投资较大,每个单元都要设增压器(约1万元/台),增加单元屋顶水箱(约1500元/只)增加进水总表安装费(约4000元/只),单元泵电表安装费(约4000元/只),还有各单元小水泵房土建费用等,总费用比上两种方式增加一、二十万元,但管理上解决了许多麻烦。首先,水电费各单元住户自己交,一旦水泵出故障,只影响该单元的十几户。房地产商一般宁愿一次性投入大一点,也不愿一背上个包袱,特别是与住户打交道。由于有屋顶水箱,高水位时停泵,低水位时启泵,这样,水泵也有了停息时间,既省电又不至于一停电就停泵无水供应,用水有了保障。社会效益明显好于前两种供水方式。但是,如果设备本身返修率大的话,也会给管理带来麻烦,必竟一个大泵房分成了许多小泵房。所以,选择品质优良、性能卓越的单元供水设备尤为重要。
三、单元增压器性能简介
从上面的介绍可知,单元增压器性能的优劣,直接关系到用户的使用和开发商的信誉。通过四年多的实际使用,我认为上海海鹰机械厂的第三代单元增压器质量很好,用电省,故障率低。而且,当市政管网压力高得足以使屋顶水箱夜间进水时,增压器的压力控制器会自动控制水泵停止工作,由旁通管直接供水。我所作的工程中采取了这种方式,运行效果很好。特别是近来市政管网的压力有了很大提高,夜间可达3.5kg/cm2左右,所以,实际使用中九层楼的住宅,水泵运行时间短、次数少,用电非常省,大约0.02元/吨水的电费。但是,我又发现了另外一个问题:当水压较高,水泵较长时间不运转时,会出现水泵卡死。对此,我已建议厂家在水泵控制柜中增加定时器,每天定时运转泵两分钟左右。对于该单元增压器,我认为还应不断改进,以满足不同用户的需要。
Key words: high-rise building; construction technology; calculation;
摘要:随着高层建筑的迅速发展,建设工程结构形式变得多种多样,规模不断增大,逐渐朝着建筑外观复杂化、施工难度大的综合方向发展。针对这些现象笔者就高层建筑的控制措施以及施工要点做以下简单分析。
关键词:高层建筑;施工技术;计算;
中图分类号:TU97文献标识码:A 文章编号:
一、高层建筑工程施工技术概要
1、我国高层建筑工程施工现状
在我国,高层建筑发展迅猛,特别是建筑正向外形复杂化、功能多样化、结构类型复杂化的目标不断发展,但由于高层建筑具有楼层多、建筑高、结构复杂多样,对施工工艺和技术的要求非常高,施工工期较长,对施工完整性、结构荷载科学、施工工序等要求较高。所以,为确保高层建筑施工的顺利进行,国家开始重视高层建筑的发展,特别是城市化进程的不断发展对建筑安全的要求也越来越严格,在建筑工程施工中,不断引入工程项目招投标制度、施工合同制、工程监理制,强化和规范建筑工程施工,特别针对高层、超高层建筑,加强对工程施工技术的监督、对施工安全的监控,并对高层建筑工程施工技术进行科学地、全方面地考核,保证施工质量和安全。
2、高层建筑工程施工技术
依据高层建筑特有的工程施工特点,国家和建筑施工单位不断加强施工技术的研发和施工理论的革新。目前,高层建筑主要以钢筋混凝土建筑为主,并不断发展为钢结构或钢混结构,有效减轻建筑自重。针对施工材料,不断优化和筛选性能优良、便于施工和运输的施工材料,并考虑配合混凝土进行浇注或模块化处理。
3、高层建筑工程地基施工技术
在高层建筑中,地基基础是整个建筑的重要组成部分,是建筑的结构基础和支撑点,依据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规范》的相关规定,高层建筑的地基深度应为建筑高度的1/15左右,因此,深地基施工工程俨然成为高层建筑工程施工的前提条件。
地基桩基施工技术。桩基施工技术是目前应用最广泛、也是较成熟的一种地基处理形式。其中,发展和应用最广泛的是灌注桩施工技术,它不仅适应各种复杂地质,还能根据荷载选择施工级别。现浇灌注桩的发展也越来越迅速,其整体承载力可达1万KN以上,而传统桩型中泥浆护壁孔桩,因其适用性强,已成为高层建筑的主要桩型之一,国家积极推广建筑基础桩底、桩侧后注浆技术,并配合超声检测技术,逐步形成具有特色的灌柱桩施工集成技术,并不断研发动态、静态测量技术,并开发相应的计算机模块,适时掌控桩基承载力的状况。
地基基坑支护施工技术。我国高层建筑得到快速发展,但其施工地基基坑深,开挖难度大,已成为制约高层建筑施工的关键技术。由于高层建筑深基坑支护工程是集挡土、支护、防水、监测等的系统工程。目前,我国建筑行业研发的基坑支护系统分两种,分别是逆作拱墙和土钉墙,两种支护的造价都明显低于传统支护价格。
4、高层建筑外墙施工技术的发展
在我国建筑墙体实行全面浇筑结构的基础上,建筑墙体大模块时代已经到来,建筑施工质量不断得到改善,分别为建筑墙体施工旧、新施工技术,通过对高层建筑墙体技术不断研究和创新,在确保工程质量的情况下,提升工程的整体性能和功用价值。
5、高层建筑厚板转换层施工技术的发展
建筑结构中的转换层可以根据功能的不同选择不同的设计、施工工艺。目前,我国现有结构转换层的形式主要有梁式、桁架式和板式。其中,梁式结构转换层因其设计简单、施工方便等优势在工民建筑中得到发展和应用。但是,随着我国高层建筑的发展,厚板式转换层设计理念得到快速发展,特别是相关结构预应力技术理论研究的深入,促使我国高层建筑、特别是跨度大、高挠度、强剪切力等建筑结构问题都有较完善的设计和施工技术。
6、高层建筑工程中新材料的施工技术
随着建筑行业的快速、稳定发展,相关建筑材料行业也得到发展和提升,特别是在新材料的研发和制造方面取得了骄人的成就。建筑材料关系到高层建筑结构本身的性能、建筑荷载的能力及其防火、采暖保温等功能。因此,对新材料的施工必须严格按照国家相关标准或规范执行,加强建筑装饰材料的研发管理力度,特别是加强对新材料施工技术的研发,如玻璃幕墙的设计施工,明框暗框的设计、施工材料的安全性能等方面,确保建筑工程施工的质量和安全。
二、高层建筑施工中应重视的计算问题
在高层建筑施工前,要进行详细的规划,并进行细致的计算,确保工程的准确性和科学性。扣件式钢管脚手架风荷载标准值计算是施工过程中重要的计算项目,其中作用于脚手架的水平风荷载,是计算的难点之一。根据相关资料,对风载荷的计算参数进行简单的分析,整理出风载荷计算过程,找出其规律性的内涵,方便准确地计算脚手架风荷载标准值,确保在施工过程中的安全。脚手架规范规定:作用于脚手架的水平风荷载标准值,应该按照这样的方式计算:
ωk=0.7μzμsω0 其中ωk ―――代表风荷载标准值(kN/m2);μz―――代表风压高度变化系数;μs―――代表脚手架风荷载体型系数;ω0―――代表基本风压(kN/m2)。
计算风荷载标准值三个参数:
1、基本风压ω0及修正系数。荷载规范规定:风荷载标准值即ωk=βzμzμzω0,考虑到脚手架附着在主体结构上,取βz=1。
2、风压高度变化系数μz。荷载规范规定:风压高度变化系数,应根据地面粗糙度类别按《荷载规范》采取。
3、风荷载体型系数μs,风荷载体型系数按《脚手架规范》
4、规定计算。
某计算实例:位于贵阳市郊区某高层框架结构建筑,采用扣件式双排钢管脚手架进行施工,钢管规格为φ48 mm×3.5 mm,脚手架搭设高度60 m,搭设尺寸为立杆纵距La=1.5 m,立杆横距Lb=1.2 m,步距h=1.8 m,连墙杆设置为二步三跨式。要求计算:脚手架用密目安全立网(网目密度不低于2 000目/100 cm2)全封闭、脚手架敞开式,两种情况,离地面60 m高度风荷载标准值。
4.1全封闭脚手架
查“全国基本风压分布图”,南宁地区基本风压为ω0=0.35 kN/m2。
查荷载规范表6.2.1,大城市郊区,离地面60 m高度时μz=1.77。
背靠建筑物为框架结构,偏于安全计算,取挡风系数φ=1.0,μs=1.2φ=1.2。
离地面60 m高度时,ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.77×1.2×0.35=0.5204 kN/m2。
4.2 敞开式脚手架
基本风压―――ω0,风压高度变化系数―――μz同全封闭脚手架。
敞开式单、双排脚手架的φ值按规范表A- 3采用,查挡风系数φ=0.089
脚手架为双排钢管,即n=2 (双排),μ值由荷载规范表6.3.1第32项查表,b/h为脚手架立杆横据与立杆步距的比值,即Lb/h=1.2/1.8<1,φ<0.1,η=1。
查荷载规范表6.3.1第36项规定计算φ48 mm的钢管脚手
整体计算时,桁架杆件的体型系数ηs=1.2。
μs =0.089×1.2×(1+1)=0.2136
离地面60 m高度,ωk=0.7×1.77×0.2136×0.35=0.0926kN/m2.
小结:
高层建筑施工前一定要做好准备,并且在施工时如果遇到问题,应采取相应的应急措施,精心组织、精心施工,做到一丝不苟,这样才能使施工质量得到保证。
参考文献:
关键词: 高层建筑;暖通设计
引言
在人们越来越注重环境舒适性享受的今天,对于高层建筑暖通设计工作提出了更高的要求。然而受到设计因素、设备配置等多方面原因的影响,使高层建筑暖通设计工作在开展过程中面临着经济、技术等多方面的问题。如何对这些问题进行有效的分析并提出合理的解决对策,是暖通设计人员在开展设计工作时必须完成的任务。
1暖通设计须遵循的原则
1.1经济性原则
经济性是目前暖通设计施工考虑最多的一个问题。在进行各项工程建设时,经济投入是决定工程建设能否顺利开展的关键因素。在进行设计施工之前,应针对工程建设作出详细的工程预算,在坚持经济性原则的前提下选择合理的设计施工方案。如果在进行高层建筑暖通设计时,忽视了经济性原则的存在,工程很可能会因资金问题而难以开展,甚至出现中途停建的状况。在考虑经济性原则时,不仅要考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命,还要控制空调主机容量,选择合理的冷热源系统和设备管道配置。
1.2 节能性原则
近几年来,节约能源、降低能耗,创建绿色工程是工程建设的其中一个目标,因此我们在进行高层建筑暖通设计时也应遵循这样一个原则。
2高层建筑中暖通设计存在的问题
2.1 高层建筑暖通设计的经济性问题
根据对于高层暖通设计项目的统计、对于暖通设计技术人员对经济性问题的现场测试以及对系统运行数据和业主反馈信息详细的统计分析,笔者归纳总结出导致出现经济性问题的主要因素如下:
(1)系统主机的设计容量过大,造成主机容量过大的原因通常是由于对于负荷的计算不准确所造成的。
(2)对于冷热源系统的选择不合理。在高层建筑暖通设计过程中,对于冷热源系统的选择出现经济性不合理的问题,主要表现在以下几个方面:a.参与设计人员没能对当地能源结构以及能源价格进行充分的了解与分析。b.在确定冷热源系统的选择方案之前,设计人员没有对当地的水资源、微气候等自然条件进行充分的了解。c.设计人员没能熟练掌握各类型空调系统的特点以及各种使用限制条件。d.因受到设计周期的限制等原因,没有通过设计多种选择方案来进行比较。总之,在进行冷热源系统选择时,不仅需要设计人员具有较熟练的专业技能,还要有较强的对于整体设计方案统筹协调的能力。
2.2对于空调系统的选择不合理
对于空调系统的选择是高层暖通设计的关键环节之一,它在一定程度上直接决定了设计方案的整体质量。然而在实际的设计过程中,总存在着对于空调选择不合理的情况。如在某高层建筑暖通设计时,甲方要求保持恒温、恒湿的室内环境,此时设计师就有可能简单考虑从整体空调系统中单独分离出一个支路。但是,这样的设计方案虽然能够满足甲方的设计要求,但是该方案增加了后期运行及维护的难度,同时也增加了能源消耗,使设计成本大大增加。
2.3高层建筑暖通设计图纸方面存在的问题
2.3.1 平面、系统图设计不规范
《设计深度规定》对于暖通空调设计的平面、系统图的设计内容进行了详细的规定。然而,在很多的工程设计中,并没有严格按照相关规定来进行操作,从而导致出现在供暖平面图和系统图中,未对设备编号和定位尺寸进行正确标注等问题。
2.3.2 平面图、剖面图、系统图不一致
在进行高层暖通设计时,必须要保持平、剖面图和系统图中相对应的设备、尺寸等元素的一致性,否则将会给后期的施工安装造成极大的困难。但是在实际的设计操作过程中,供回水管管径的平面图与系统图不一致、空调通风设计中风管尺寸的平面图与系统图不一致等问题时有发生,还有的设计图纸在对选用的空调制冷设备型号进行注写时,平面图、系统图和设备与设备表之间出现不一致,给施工带来很大麻烦。
3 解决问题的措施
3.1 暖通设计最关键是经济性的问题
进行经济性比较,要保持一个标准。设计方案中设备的档次、市场价格、能源价格等情况都基本是要一个标准,在相同的使用周期中才可以进行比较,这样比较后的结果才具有科学性。同时暖通设计时,还要考虑设备的运行和管理费用,暖通设备的使用寿命,单纯依据设备报价进行比较也是不科学的。尤其是采用新技术通常会导致工程初投资的增加,但是会节省能源消耗,降低系统运行费用。在方案设计时应进行性价比的把握与分析,慎重选用。
3.2设计应具有可行性和可靠性
暖通工程的设计和施工,各个地区政府都有明确的规定和要求,包括有关环境保护的要求,设计的可行性就是要满足规范要求,设计方案的运行安全和经济性,则是设计可靠性的体现。暖通设备的供水和供电是其正常工作的条件,因此设计方案应充分满足这样的要求。而且还要照顾到供水、供电条件的长期、变化情况。有些建筑工程情况特殊,无法采用标准设备,这时的设计方案要对非标准设备提出详细合理可行的参数要求。
3.3空调设施要具调节性和可操作性
建筑的暖通空调系统是季节性的,而且大部分时间在部分负荷下运行,所以要系统应具有灵活的调节性能,满足季节负荷的变化。有些空调系统,比如变冷媒流量多联空调系统,虽然在安装时的一次投资费用较高,但系统灵活,运行能耗也比传统中央空调小,适合在一些分步出租或出售的办公建筑。设计方案的选择应该综合考虑设备的一些因素,从而确立最恰当的设计方案。特别是一些公共建筑,不是全天24小时使用空调,调节性就更显得重要,这是从节能角度考虑的。目前普遍采用的空调系统自动化控制,是节能和节约成本的因素。一次性投资增加了,后续使用中的成本减少了,当然这种情况对运行工作人员素质的要求也相应的高了。具体方案的确定,应根据建筑的实际情况和要求来确定,综合考虑设计的经济型和技术性。一些需要自动控制的大型空调系统,设计方案要从简,这样减少操作人员的工作量,尽量提高自动化程度,提高系统的经济性和可靠性。空调系统中,只是季节转换时才需要进行操作的阀门尽量设置为手动。而且还要考虑建筑中不同单位分量计算空调费用的具体情况。
3.4 严格执行暖通设计规范和规定
设计人员要具有高素质的设计能力,对现行设计规范、规定、标准应认真学习并充分掌握,能够遵循规定的要求进行设计,特别是各地政府的相关规定,应严格贯彻和落实。
4结语
暖通工程的设计是一项复杂的综合工程。在该工程的设计过程中。设计人员应在遵循经济性、适用性等原则的同时,严格按照相关设计规范和标准来开展设计工作,同时应严格要求自己,对设计质量进行严格的控制,以确保高层建筑暖通设计工作的顺利开展。
参考文献
[1] 邓统银.如何预防暖通设计中出现的问题[J].建材与装饰,2010(12).
[2] 王永亮.论如何做好高层建筑暖通设计及问题解析[J].科学时代,2012.
关键词:高层建筑 电气设计 安全 节能
一、高层建筑电气设计的特点
1、高层建筑的特点
建筑面积大、高度高。现阶段的高层建筑一般达到几万到几十万平米。由于建筑面积大,为减少占地面积,大型建筑物都必须向空中发展,因此建筑的高度也不断刷新纪录。
地下层功能复杂。考虑到实用、安全、结构等因素,高层建筑都设有若干的地下层,并且发挥着越来越重要的作用,例如地下停车库、变电所等。
2、高层建筑电气专业的特点
用电设备种类繁多。高层建筑中用电设备包括电气照明设备、电梯设备、给排水设备、生活水泵、制冷设备、锅炉房用设备、空调系统用电设备和消防设备等。
耗电量大。由于用途不同,高层建筑用电量也有一些差别,但总体而言,耗电量非常巨大。
供电可靠性要求高。根据《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑电气设计规范》的要求,消防用电、应急照明、主要通道照明、客梯电力、变频调速生活水泵等设备在设计时都需要由两个独立的电源供电。
二、高层建筑电气设计的主要因素和内容
电气设计中的强电部分主要包括高压配电系统、低压配电系统、动力照明干线系统和导线电缆敷设、防雷与接地、火灭自动报警系统等,这一部分设计的基本要求是安全性、可靠性和灵活性。
高低压配电的系统设计。现代高层建筑至少应有两个独立电源,具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式,原则上是两路同时供电,互为备用。另外,在一些重要的建筑(一级负荷)还须装设应急备用柴油发电机组,要求在15秒钟内自动恢复供电,保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑现阶段都采用两路独立10kV高压电源来同时供电的,一般采用单母线分段,自动切换,互为备用。计费方式则采用高供高计,但是在低压一侧,也安装电度表。而低压系统和低压干线配电方式则基本上采用放射式的系统。
变电所位置的确定。现代高层建筑用电量相当的大,确定变电所的位置时,应尽量使高压深入负荷的中心,这对节约电能和提高供电的质量都有非常重要的意义。所以一般都将变电所设置在主楼地下层,在选择高压开关柜时应注意,按规定不宜用油开关,应根据高层建筑地下室的标准,选用有“五防”功能的真空开关或手车式高压开关柜。在选择电力变压器时应注意,根据防火要求,主楼内不允许设大容量油浸电力的变压器。
低压配电屏设计。现代高层建筑主要使用的低压配电屏结构有抽屉式和固定式两种,国外一般都选用抽屉式,特别是大容量出线,做成手车式。而应急的备用发电机组,大多采用柴油的发电机组来做应急备用电源。而近年来,国外高层建筑已经开始采用燃汽轮发电机。这种发电机体积小、质量轻、反应快速。
电气照明设计。包括光源选择、照度计算、灯具造型、灯具布置、眩光控制及调光控制与照明的配电线路的敷设等等。照明的设计与建筑的装饰有着密切的关系,二者应该相互配合,尽量在使用功能和艺术意境求得统一。同时,注意选用高光效电的光源,这样可以取得明显的节能效果。
防雷与接地设计。现代的高层的建筑防雷分为建筑物外部防雷和内部防雷两部分。外部防雷设计,防直击雷主采用避雷针、避雷带(网)和金属屋面作为接闪器,防侧击雷主要采用避雷环的做法。内部防雷设计,主要采用设置等电位联结、在低压进线处装设电涌保护器(SPD)的方式防雷电感应及雷电波侵入。现代的高层的建筑防雷接地、电气的设备保护接地,一般整合在一起,采用基础内钢筋作接地装置,如接地电阻不能满足要求则应加设人工接地装置。
电梯设计,电梯控制设备由制造厂成套供应,电气设计只需为电梯及其辅助设备提供电源。按照《供配电系统设计规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的规定,高层建筑电梯均为二级负荷,重要的为一级负荷。一级负荷电梯的供电电源应有两个电源,供电采用两个电源送至最末一级配电装置处,并自动切换,为一级负荷供电的回路应专用,不应接入其它级别的负荷;二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路),供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处,并自动切换。
火灭自动报警系统设计,现代高层建筑的火灾自动报警系统,包括:消防控制室、报警设备、传输线路和联动控制设备四个部分。消防控制室内配有火灾报警控制器、总线联动控制盘、多线联动控制盘、消防电话总机、火灾广播等设备。报警设备包括探测器、消火栓按钮、手动火灾报警按钮、水流指示器和湿式报警阀等。联动控制设备包括消防水泵、喷淋泵、正压送风机、防排烟风机等。
随着建筑智能化水平的不断提高,高层建筑电气设计增加了很多弱电部分系统,包括数字电视系统、综合布线系统、背景音乐系统,保安监控系统,电脑的管理系统等。弱电设备占基建投资比率越来越高,所以设计好弱电各个系统,对于节约投资、提高智能化水平都有非常重要的意义。
总之对于一个建筑来讲,电气设计的好坏直接影响到本建筑的安全质量、使用功能、装饰效果和建造成本。以上只是讨论了高层建筑电气设计大系统方面的一些情况,在实际细节的设计中还有许多值得关注的问题。
三、高层建筑电气设计需要注意的问题
由于社会人口膨胀和用地紧张,高层建筑越来越多,其高容积率也逐渐被大家认可。然而,高层建筑电气设计的质量保证却是非常重要而复杂的一个问题,需要从安全性、适用性、可靠性、经济性等多方面进行考虑。
首先,高层建筑电气设计必须在正常情况和停电火灾等特殊情况下,保证人员和建筑物安全。其次,电气设计在满足使用要求和规范的前提下,要减化供配电系统的结构,从而减少设备的数量和容量,便于操作和维修。最后,设计时确定合理的负荷等级,缩短停电的时间及次数,减少故障。
另外,由于工业发展和能耗浪费严重等原因,节能原则成为近来高层建筑电气设计最为关注的一个新问题。节能应从节省无谓消耗能量着手,减少与发挥建筑物功能无关的能源消耗,同时必须满足建筑物的照明正常、舒适卫生、运输通道畅通无阻及某些建筑的特殊要求。
四、总结
随着经济和科技的飞速发展,集住宅、办公室、旅馆、超级市场、医院、餐厅、文化和体育等各项必需设施为一体的高层建筑,已遍布世界各大城市和游览胜地,这也是高层建筑发展的趋向。由于高层建筑快速发展,用电量越来越多,其电气设计显得越来越重要了,只有做到充分了解高层建筑用电特点和主要设计内容,才可能做好电气设计工作。
参考文献:
[1] 谢勇平.浅析建筑电气设计的内容和程序[J].黑龙江科技信息,2010
[2] 张红岩.浅析建筑电气设计的不足[J].民营科技,编辑部邮箱,2009
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[4] 民用建筑电气设计规范(JGJ16-2008). 中国建筑工业出版社
[5] 供配电系统设计规范(GB50052-95). 中国计划出版社
关键词:高层建筑;防排烟;评估指标
高层建筑使用的可燃装饰材料,如塑胶板、化纤地毯等,这些可燃物在燃烧过程中会产生大量的有毒烟气。防排烟设计中较复杂的环节,也是建筑生命安全系统的重点。防烟、排烟就是将火灾中产生的烟气在着火房间或着火房间所在的防烟区域加以控制和排除,以防止烟气扩散到疏散通道或其他防烟区域中,确保人员安全疏散和扑救的建筑防烟措施。
一、防排烟系统设计方案选择
在规范中,一类高层和建筑高度超过32米的二类高层的下列部位应设排烟设施:长度超过20 米的内走道;面积超过100平方米,且经常有人停留或可燃物较多的房间;中庭和经常有人停留或可燃物较多的地下室。通常对上述场所设置排烟系统都没有疑义,关键是在排烟方式的选择上,是采用自然排烟,还是机械排烟,或是两者组合?我们不妨参照一下国外的经验。依据澳大利亚消防管理委员会顾问的经验,当地政府部门和消防队认为只要是烟层降到2.1 米以下的设计即为不可用状态而不管烟气的其他条件如何(温度、毒性和能见度)。也就是建筑可承受状态的指标是:至少在2.1米以上。这样我们在排烟系统设计方案选择中,就有了一条标准,只要排烟场所的排烟设施能满足排烟高度的要求,就可以采用投资最省的方案。
排烟高度的计算方法如下,在给定时间内,其烟层界面高度z可通过下式估算:
式中,AR为房间水平面积,HR为房间天花板高度,ρs为烟层密度。
排烟方式的选择计算,由羽流流量mp:
其中,Qf和z分别是火源热释放速率和火源的高度。
可得要求的通风面积:
Aε=mp/α
其中,地板水平压力差Δp=m2p /2(αAd)2,Ad为开口面积。α为流量系数,ρ∞为空气密度,Hε为排烟口距地高度。
将Aε与已知条件相比较,当实际通风口面积小于该值时,就必须采用机械排烟系统,否则就可采用自然排烟系统。
二、评估指标确定
对一个正压送风防烟系统来说,要保证效果,也就是阻止烟气侵入疏散通道的指标有三个:第一,对于开启的楼梯间及前室内门,流过门洞的风速应大于阻止烟气倒流所需的临界风速;第二,对于关闭的楼梯间及前室内门,在门的两侧的压力应大于防止烟气侵入所需的正压值(通常认为是规范所规定的正压值);第三,所有关闭的疏散门的两侧的压差必须小于开启门所允许的最大压差。对于排烟系统,如前所述,只要烟层保持一定的高度,我们就可认为是利于疏散的。
(一)临界门洞风速
在正压送风系统工程中,为防止烟流经过开启的门从有烟区域进入无烟的加压区域,通常让具有一定流速的气流流经门洞来实现,当该气流恰好能够阻挡烟气入侵时,该流速就是临界门洞风速或防倒流风速,CriticalAirVelocity),它可由防倒流所需的流经门洞的风量除于门洞面积求得。
临界风速是正压送风系统一个重要的检验指标,世界上许多国家和地区的防火规范都对它作了明确的规定。 澳大利亚的AS11668Partl要求当防烟楼梯间的三个门全开时,梯井的气流流出速度不得小于200fpm(1m/s);纽约地方法规NO.84 要求当三个门同时开启时,必须维持最小平均流速2m/s; 英国标准BS5588Part4认为门只是间歇开启,在开启的门洞上所需的平均断面风速与火灾发热量的大小密切相关,在设有自动喷水系统折建筑中,由于烟气受到喷水冷却,门洞上所需平均断面风速可以减少到0.23~1.25m/s。
由上可见,各国规范对门洞最低风速的取值相差较大,而我国目前对门洞风速的规定主要是在参考各国的规定后确定的,迄今尚未有人对门洞风速做较深入的研究。在防烟楼梯间及前室正压送风系统模型中,临界门洞风速关系着对一个系统方案的评估,有必要对它做进一步的认识。
临界门洞风速与门洞两边的通风情况、开门状况、门洞的尺寸大小和门洞两边气体温度的分布有关,在近似认为门洞两边无通风系统影响的条件下,此时临界风速就主要取决于烟气温度、门的开度和高度。
在火灾发生一段时间后,烟气将弥漫于整个走道,若近似将走道的烟气温度看作同一温度Tf,加压区域温度为Ts,则在关闭状态下的门洞的两侧的压力分布将遵守下式:
Δp=ps-pf=gh(ps-352/Tf)
式中,h 为离中性面的距离;Ps 为加压区域在离中性面h 高度上的压力;Pf为走道离中性面h高度上的压力。门开启后情况略微发生了变化,加压区域冷空气吹向走道,对走道靠近门处的烟气在垂直方向上进行不同程度的冷却,越接近地面,两侧的压差越大,从加压区域流向走道的冷风量就越大,烟气温度也呈现出一定的降低门洞两侧压力曲也不再是直线,而是呈现一定的变化,但离直线偏差不会太远此时,各高度土的压差仍可近似用上式计算。当加压风量正好使门洞中心线的压力分布处于临界状态,即门顶端的两侧压力差等于零时,此时的门洞平均风速就是临界门洞风速。临界门洞风速可用下式计算:
vd=Qd./(Asina×3600)
式中,Qd为防烟气流的门洞临界风量,m3/h;A 为门洞的有效面积。综上所述,临界门洞风速可按上述公式近似求出,算法关键在于门洞加压后中性层位置。GeorgeT.Tamura曾就临界风速进行试验测定,对0.914* 2.13m 的门洞,在开门角度为9000,烟温为3000℃时,防烟临界风量为3.48m3/s,在烟温为300℃时,防烟风速4.34m3/s,算成临界风速为1.78m/s和2.22m/s,。在开门角度为60时,防烟风速为1.55m/s和1.92m/s。
根据上述算法算出开门角度为600,烟温为300℃时,临界风速为1.82m/s和2.10m/s。可见要略高于实测值。
(二)加压区域的正压范围
加压区域的正压值, 不仅是防烟楼梯间及前到正压送风系统的重要检验指标,而且是防烟楼梯间及前室正压送风系统设计时的重要指标,因为其对加压送风量的计算、风机全压的选择均起着重要的作用。正压值范围的确定要求与加压部位相通的门在关闭的情况下足以阻止着火层的烟气在热压、风压、浮力、膨胀力等联合作用下进入加压部位, 同时又不致压力过高而造成人们推不开通向疏散通道的门。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定,对于楼梯间及前室正压送风系统,前室的最小压力为25-30Pa;楼梯间为40-50Pa。由此规定了正压区域的最小压力和最大压力。
(三)烟层高度
如前所述, 烟层的高度是作为评价排烟场所设置排烟设施对疏散的影响的一个量化指标。因此,该指标也成为评估排烟系统的最基本的评估指标。
要完整地评价排烟系统的效果,还要通过对建筑或某区域内的烟气流动模拟,看出不同排烟系统和同一系统不同排烟能力对建筑烟气产生和蔓延的深层影响,由此才能作出正确的评估,选定最佳方案。
三、结语
Zhang Changyou;周兆银 Zhou Zhaoyin
(Chongqing University of Science and Technology,Chongqing 401331,China)
摘要: 高层建筑转换层结构施工的关键是确定转换层的施工技术方案,基于对高层建筑转换层结构的施工技术方案应用实践,在施工中必须制定切实可行的施工技术方案,确保施工质量,取得了较好的效果。
Abstract: Construction plan is critical in construction of the transition floor in high-rise construction, and the paper expored construction plan for the transition floor in high-rise construction for fine quality and excellent effect in practical engineering.
关键词: 高层建筑 转换层结构 施工方案 应用效果
Key words: high-rise construction;transition ploor;construction plan;applying effect
中图分类号:TU71 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)15-0100-02
0引言
随着高层建筑逐步向体型复杂、功能多样的综合性方向发展,同一座建筑中沿房屋高度方向建筑功能发生变化,下部楼层作餐馆、商店和文化娱乐设施,中层作为办公用房,上部楼层布置旅馆、住宅;不同用途的楼层需要采用不同形式的结构。由于高层建筑结构部楼层受力小,下部楼层受力很大,正常的结构布置应是下部刚度大,墙体多、柱网密,到上部逐渐减少墙、柱的数量,以扩大柱网。这样,建筑功能对空间的要求与结构的正常布置正好相反,为了满足建筑功能的要求,结构必须进行“反常规设计”,即将下部布置大空间,上部布置小空间;下部布置刚度小的框架柱,上部布置刚度大的剪力墙,转换层将上部剪力墙转换为下部框架,以创造一个较大的内部自由空间,实现这种结构布置,须在结构转换的楼层设置水平转换构件,即转换层结构。本文结合工程实例,结合对高层建筑转换层结构的施工技术实践,针对大体积混凝土施工技术要求高,转换层结构施工难度大的问题,系统介绍了高层建筑转换层结构的施工工艺及技术要点,以完善高层建筑转换层结构施工工艺,在高层建筑转换层结构施工中的关键是确定转换层的施工技术方案,在施工中必须制定切实可行的施工技术方案,才能确保转换层结构施工质量。
1转换层结构施工技术方案的制定原则
由于转换层结构的跨度和承受的竖向荷载均很大,致使转换层结构的截面尺寸不可避免地高而大。其施工特点有:连续施工强度大,施工过程复杂;结构整体性要求高,一般不留施工缝,要求整体浇筑;结构体积大,水泥水化热温度应力大,要预防混凝土早期开裂等。 在确定施工方案时应考虑以下几个原则:
1.1 针对转换层的自重和施工荷载较大的特点,应进行模板支撑体系的设计。
1.2 为防止新浇混凝土的温度裂缝,对大体积转换层,混凝土施工时应采取措施减小混凝土水化热。
1.3 针对钢筋骨架的高度大,配筋多,转换层的跨度和承受的荷载大的情况,施工时应采取措施,保证便于钢筋的布置和钢筋骨架的稳定。
1.4 设置模板支撑系统后,应对转换梁及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。
2工程应用实例
2.1 工程概况该工程位于重庆市江北,是一座多功能的综合大厦,平面呈L形,长边142m,宽21m;短边76m,宽24m,高层塔楼位于L形建筑的转角处,大厦地上39层,地下2层,西裙楼为9层,东裙楼为9层和7层,总高度131m。裙楼采用钢筋混凝土框架结构,塔楼采用剪力墙结构,第八层为框架一剪力墙结构体系的转换层。转换梁截面尺寸:1.0m×2.8m、l.0m×2.5m。
2.2 转换层结构施工技术方案的制定
2.2.1 转换层模板的支撑系统转换层的混凝土自重以及施工荷载是非常大的,因此,确定转换层底模板的支撑系统是转换层施工的关键。转换梁模板支撑系统如图1所示,采用直径48×3.5标准钢管搭设模板支撑系统,钢管支撑只考虑承受第一次浇筑的混凝土自重及施工荷载。根据计算必须用第八层以下两层的支撑传递至下面两层的楼盖系统承担。要求第七、八层顶板混凝土浇筑后,梁板支撑模板均不能拆除。支撑体系立杆间距为500mm,大横杆步距不大于1000mm,梁下小立杆间距250mm,在靠近杆顶和杆脚处,各用水平连杆双向拉固,剪刀撑设置在梁两侧的立杆垂直面上。立杆下采用通长铺设200mm×50mm木枋配钢垫板,整个支撑架按满堂脚手架的要求搭设。
梁模板采用18mm厚胶合板作模板,梁背枋采用50mm×l00mm木枋配对拉螺栓用标准钢管固定。背枋间距500mm,螺栓间距:水平500mm,竖向400mm。梁模板安装时,要求按0.25%L起拱(L为梁的最大跨度)。
2.2.2 转换层钢筋工程正确地翻样和下料,合理安排好钢筋就位次序是钢筋施工的关键。①钢筋翻样和下料。之前必须弄清设计意图,熟悉设计文件,掌握有关规定。翻样时处理好钢筋之间的穿插避让关系,确定制作尺寸和绑扎顺序。②全部采用锥螺纹接头连接、冷挤压套筒连接转换层结构主筋,为解决钢筋旋转的困难,对两端做弯头的钢筋采用可调伸螺纹接头。③当转换梁高度或转换板厚度较大时,在转换梁两侧搭设双排脚手架,如图2所示,铺设第1层(底层)钢筋后,从第2层钢筋开始,在每跨梁内用2根短钢管找好标高,扣接在两侧脚手架上,作为钢筋的临时支托,校正钢筋位置焊好支架后,撤去短钢管。按此次序自下而上逐层放好水平钢筋及圆洞暗环梁钢筋,绑好箍筋及“S”钩。
2.3.3 转换层混凝土施工施工时应注意叠合面的处理,必要时在叠合面处采取特殊的构造处理,以保证不降低转换层。同时应进行施工承载力验算。在确定本工程施工方案时考虑到第八层楼板无法承受上部转换梁自重和施工荷载,需设置多层满堂钢管支撑体系。为减轻支撑的负荷,利用迭合梁原理,将转换梁分三层浇捣如图3所示,利用第一次形成的钢筋混凝土梁、柱作为传力系统与钢管支撑体系共同分担上部混凝土及施工荷载,以减少楼板的压力。
第一次或第二次混凝土浇筑高度应比要求稍高50mm。在第一次或第二次混凝土浇筑后用高压水冲刷施工缝,将积淀物冲刷掉。施工缝应严格按施工验收规范施工,且施工缝处事先必须设附加插筋,以增强抵抗剪切力的能力,预留7根HRB335直径25的钢筋,纵向间距500mm,钢筋长度600mm。在大跨度超高度转换梁及转换厚板(大体积混凝土)施工时,应采取措施防止新浇混凝土产生温度裂缝。在施工中采取了以下措施:
①在大体积混凝土组织施工前,首先应按下式计算每小时需要浇筑混凝土的数量即浇筑速度:V=BLH/(t1-t2)(m3/h)
式中V――每小时混凝土浇筑量(m3/h);B、L、H――分别为浇筑层的宽度、长度、厚度(m);tl――混凝土初凝时间(h);t2――混凝土运输时间(h)。
根据混凝土的浇筑量,计算所需要运输工具和振动器的数量,并据此拟定浇筑方案和进行劳动组织。
②根据大体积混凝土施工气候及现场条件,模拟计算整个施工中的温度状况,对混凝土浇筑后一个月内的各部位温度的变化进行观察,掌握其规律,为大体积混凝土的施工提供科学的预测分析和依据。
③大体积混凝土施工时,控制混凝土表面与混凝土内部温度差小于25℃,工程中可应采取以下措施:1)常规保温法。降温阶段以保温为主,升温阶段以保湿为主;2)内降外保法,即通水冷却降温,减少混凝土表面与混凝土内部的温差,然后在表面及底面采取保湿措施;3)蓄水养护法,即在混凝土初凝后先洒水养护2h,随后进行蓄水养护,蓄水高度一般为100mm。
④采取下列措施选用水泥:1)优先选用火山灰硅酸盐水泥或水化热低的矿渣硅酸盐水泥;2)为减少水泥用量,相应降低水化热,可掺用沸石粉代替部分水泥;3)掺入减水剂,使混凝土缓凝,推迟水化热峰值的出现,使升温延长,降低水化热峰值。
⑤在施工方法上可采取下列措施:1)采取先施工转换结构周围结构或墙体,防止混凝土表面散热过快,内外温差过大;2)在夏季高温气候施工时,采用冰水搅拌,以降低混凝土的入模温度;3)采用分层施工,每层厚300~500mm,连续浇筑,并在前一层混凝土初凝之前,将后一层混凝土浇筑完毕;4)采用叠合梁原理,将转换结构按叠合构件施工,避免大体积混凝土水化热高、温度应力过大对控制裂缝的不利影响。
3高层建筑转换层结构施工的几点建议
通过对高层建筑转换层结构施工技术方案的应用实践,提出以下施工建议:
3.1 对截面尺寸较大的转换构件宜按大体积混凝土组织施工。在进行转换结构截面承载力计算和挠度验算时,还需考虑转换结构混凝土徐变、收缩的影响及大体积混凝土的水化热问题。在选用水泥方面和施工方法上,应采取防止混凝土内外温差过大和提高混凝土抗拉强度的措施。
3.2 转换结构的自重以及施工荷载较大,必须对其模板支撑方案进行设计以保证支撑系统有足够的强度和稳定性。搭设支撑时,要求上、下层支撑在同一位置,以保证荷载的正确传递。同时应确定合理的拆除支撑的次序,使施工阶段结构受力合理。
3.3 当转换结构下层空间高度较大,难以设置脚手架支撑时,可采用下列措施:
3.3.1 转换结构采用内埋型钢(或钢结构)的办法,型钢(或钢结构)可用来支承浇捣混凝土时所需的模扳和脚手架,以确保模扳和脚手架发生移动。
3.3.2 采用叠合梁原理将转换梁(板)混凝土分两次浇筑,即采用一次形成的钢筋混凝土梁(扳)支承第二次浇筑的混凝土和施工荷载,形成叠合梁(板),以解决大梁(厚板)的施工荷载的传递问题。为保证第一次浇筑混凝土梁(板)和第二次浇筑混凝土叠合面的抗剪承载力,将施工缝做成齿槽。
3.4 设置模板支撑系统后,转换结构施工阶段的受力状态与使用阶段是不同的,应对转换梁(或转换厚板)及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。结构设计时,应综合考虑转换结构的施工支模方案,建立符合实际的力学分析模式,达到设计和施工的统一。
4结束语
由于转换层结构整体性要求高,施工过程十分复杂,增加了施工过程中的难度。结合转换层结构施工的特点,施工中制定了切实可行的施工技术方案,将模板支撑、浇捣混凝土、大体积混凝土的水化热问题。在选用水泥方面和施工方案上,采用相应的技术措施妥善处理温度差值,合理解决温度应力并控制裂缝开展的措施,取得了较好的效果。
参考文献:
[1]陈洽阳,许桂森.高层建筑板式转换层施工技术[J].建筑施工,2002,(3).
【关键词】高层建筑;外墙饰面砖;防坠落;施工方案
[Abstract] along with the development of city, high-level,multi-storey buildings. In the wall body structure in the process of construction, China has ordered the limits the use of external wall tile, require the construction units touse paint for decoration on the wall, but many with construction party in order to pursue the beautiful, stilluse the brick construction. But when the building is put into use, often because the tiles falling caused casualties.How to avoid this accident? The high-rise buildingexternal wall tile falling proof construction schemes are analyzed, to provide reference for technical personnel.
[keyword] tall building; exterior wall tile; fall prevention;construction scheme
中图分类号:TU74
一、引言
在高层建筑外墙体结构施工过程中,由于施工施工人员没有对基层进行处理或者面砖铺贴不当,导致外墙面砖以及墙面基层一起坠落,造成意外事故的发生。为了避免这一事件的发生,我们需要在高层建筑外墙体结构施工过程中加以重视,采取有效的措施对墙面基层进行处理,并采用合理的铺贴方法,以此保证面砖的铺贴质量,避免面砖坠落的现象发生。以下检验阐述了面砖铺贴的整个施工流程,以期为技术人员提供参考性依据。
二、高层建筑中外墙面砖的施工工艺
在高层建筑外墙结构施工过程中,施工人员需要注意的是按照其工艺流程进行施工,以此保证面砖的铺贴质量,其主要步骤有:1)在施工之前,施工人员需要对墙面基层进行彻底处理,使其表面的浮灰与杂物彻底清理干净;2)在干净的外墙面上涂抹一层界面剂,从而起到粘接作用;3)在涂油界面剂的墙面上进行抹灰,并超平层,使其厚度均匀一致;4)等到墙面的抹灰层干之后,再根据要求在墙面上弹出横纵线,以保证后期面砖的铺贴质量与美观程度;5)在铺贴之前,施工人员需要将面砖放到水中浸泡一段时间,这样才能够保证其粘贴效果,再根据弹出的横纵线从上至下依次铺贴;6)面砖铺贴完毕之后,施工人员还需要进行勾缝处理,再使用棉布清理干净;7)由施工单位或者监理人员对整个工程进行全面的检查,如果其中出现有缺陷的地方必须要及时对其修补,以保证工程的质量。
在整个施工过程中,我们需要注意到以下几点:
1墙面基层处理的注意事项
首先,在对外墙结构施工过程中,施工人员需要保证其垂直度与平整度均达到设计的要求,将墙面凸出的部分凿平,凹进的地方需要采用水泥砂浆进行修补。如果垂直度或者平整度的偏差相对比较大,或大于30mm,那么施工人员需要采用钉钢丝网对其进行修补,以保证墙面达到设计的要求。
其次,在进行抹灰施工之前,施工人员需要将墙面或者混凝土表面存在的灰尘等彻底清除,在一些不同的界面处,施工人员需要采用牛眼钢丝网进行施工,其射钉的宽度应该为300mm左右。
再次,在混凝土墙面若是采用钢模板施工,那么施工人员首先需要做的就是将混凝土表面凿毛,然后在采用钢丝刷对其刷一遍,最后在对其进行浇水湿润或者是涂刷界面剂,以此来提高墙面的粘接度。
最后,建筑的外墙角纵向位置悬挂一根钢丝垂线,横向则需要窗盘线拉统长线来控制,其中上下砂浆塌饼的间距应该控制在1500mm左右。
2涂刷界面剂的注意事项
施工人员在涂刷界面剂之前,需要按照相关要求制配界面剂,要求其水灰比为1:4,并将其搅拌均匀,呈糊状即可,搅拌完成之后应放置5~10分钟。此时的界面剂就会更加粘稠,需要再在其中掺入水并搅拌均匀,并将其涂抹到外墙的级层面上,等到初干之后在涂抹一层水泥砂浆。在整个过程中,施工人员需要注意的是,调制好的界面剂必须要在5~6小时室内使用完,如果没有用完的,必须弃之不用。
3 基层抹灰
界面剂涂抹10~20min后,按要求分层分遍抹底层砂浆,底层第一遍砂浆厚度以5mm为宜,抹后用木蟹搓平,隔天浇水养护,待第一遍六~七成干时,即可抹第二遍,厚度约为7~10mm,随即用木长尺刮平,木蟹搓毛,隔天浇水养护。若需粉第三遍时,方法同第二遍,直到把底层砂浆粉刷平整。
4 弹线排砖
在基层抹灰面上,先弹出垂直、水平控制线,再根据面砖的规格尺寸、排列图,弹出面砖控制线。
(1)排砖要求:根据面砖排列图要求,水平、垂直缝宽分别控制在5~9mm和3~5mm。水平缝、窗台面一般在同一水平线上,并按照图纸要求留设分仓缝。墙面阴、阳角处第一块必须为整砖,如排砖不巧时,面砖容许切割,放在窗洞口两边,但切割后的面砖长度要求不小于45mm,窗洞两边不严格要求对称。试排成功后,在基层抹灰上弹出每块砖纵、横分格线,保证墙面砖粘贴后灰缝横平竖直。
(2)安装塑钢窗、留置滴水线。面砖试排完成后,根据弹线,安装外墙塑钢窗。窗四周必须砂浆嵌实,并在窗下口做一个小圆角(坡度2.5%)。突出墙面的窗台,需注意不要留置朝天缝,底面面砖要在外端向内一砖宽处留置滴水线(为15mm×15mm见方凹槽)。
5 浸砖
面砖吸水率应符合标准,使用前必须清洗干净,并隔夜用水浸泡不小于2h,晾干后(外干内湿)才能使用。
6 粘贴
粘贴面砖时砂浆应饱满,并应一次成活,不宜多敲、移动,尤其砂浆收水后不能再纠偏挪动。粘贴面砖的砂浆宜采用1∶0.2∶2的混合砂浆(或用粘结剂),厚度7~10mm。粘贴用水泥的安定性、强度须经复试合格。粘贴时,先将面砖背面满批砂浆,根据面砖控制线贴到墙面,用小铲把轻轻敲击,使之与基层粘接牢固,并用靠尺将面砖在垂直及水平方向随时找平找方。同时,对留设有分仓缝的部分,必须使缝断至结构面层为止。
7 勾缝
用1∶1水泥砂浆进行面砖勾缝,分两次进行,头一遍勾缝厚度7mm,第二遍按设计要求的色彩,配置彩色水泥砂浆勾成凹缝,凹进面砖深度约为3mm。
8 清理
面砖勾缝后,用废旧毛巾或棉纱将面砖表面擦洗干净,以免影响面砖的整体清洁、美观。
9 检查、修补
面砖铺贴好并待砂浆收干后,在降、拆脚手架之前,应对面砖逐块进行敲击检查,如发现起壳,应及时进行处理,不留隐患。
三、小结
通过以上工艺措施施工的高层建筑,面砖铺贴质量都能得到保证,获得较好的效果,至今尚未发现面砖或连同基层一起坠落的现象。
参考文献
关键词:高层建筑;暖通空调系统;注意情况
1 暖通空调系统概述
1.1 高层建筑采暖、通风等情况分析
一般来说,楼层越高,建筑的占地面积就会越大,否则安全性就会大大降低。特别是一些摩天大楼的设计,往往看起来就好比一座大山,但是无论是低层建筑还是高层建筑,建筑的采暖、采光、和通风情况都必须达到基本的要求,否则高层建筑本身就会事与愿违,变得没有必要。
高层建筑的采暖不能完全依赖天然的太阳光的热量,由于高层建筑面积较大,其建筑的内部往往不可能直接受到太阳光的热量影响,所以其热量的来源就需要高层建筑的暖通设备来提供。而暖通设备的核心就是不断地向高层建筑内部注入暖风,因此通风条件是暖风是否可以有效的传送的关键。同时通风也是保证高层建筑内部环境清洁的核心,当暖通系统将干净清洁暖风空气注入到高层建筑的每一寸空间时候,同时也是去除掉高层建筑中国污浊空气的过程,这个过程不仅可以保证高层建筑内的气温适宜人体居住,也是保证人的身体健康的关键。
1.2 暖通空调系统的主要类型
高层建筑的暖通空调系统的类型根据高层建筑设计的不同也有所不同,主要分为三种类型,第一种是全水系统,第二种是全空气系统,第三种是空气-水的综合系统。暖通空调的全水系统是指高层建筑中的空气温度和湿度都会由水进行调节。其利用的原理是水的比热容更大,单位面积水可以容纳更多的热量,换言之水问的身高和降低都很缓慢,所以高层建筑就可以利用晚上的水循环将热量源源不断的输送到建筑当中。高层建筑暖通空调的全空气系统比全水系统更加直接,这种系统设计是直接将空气的温度加热到适宜人体居住的温度,让后通过复杂的运输系统,直接注入到高层建筑内部,同时抽走或者将冷空气和污浊的空气挤走,保证在高层建筑里的人可以随时享受到温暖且新鲜的空气。而高层建筑暖通空调的水-空气系统就是将同时借助水和空气两种方式同时供暖,取长补短,其效果也往往会更好。
2 高层建筑暖通空调系统设计的准备工作
高层建筑暖通空调系统的设计关乎高层建筑的安全性和居住的舒适性,其设计工作非常关键,但是由于高城建筑的复杂性,其设计工作要比一般的建筑要困难得多。
首先,高层建筑暖通空调系统的设计人员应当对高层建筑的设计了如指掌,对于高层建筑的内部结构非常清晰,只有这样才能科学的对于高层建筑暖通空调系统进行布局,保障系统运行的平稳和安全。
其次,高层建筑暖通空调系统的设计应当关注建筑所在地的环境情况。处于南方和处于北方或者处于高原和处于盆地的高层建筑暖通空调系统设计差距很大,设计师必须提前对当地的环境进行深入的调查,让高层建筑暖通空调系统的设计和当地的环境契合的更好,不仅可以节约经济成本,也会增加建筑的舒适性。
最后,高层建筑暖通空调系统的设计应当充分的了解市场的行情。因为高层建筑暖通空调系统的用材会有很多不同的选择,每种材料的效果不同其价格也不同,而设计人员应该充分的了解每种材料的优缺点和价格才能建立模型选择最佳的材料来施工。
3 高层建筑暖通空调系统设计的原则
3.1 高层建筑暖通空调系统设计安全第一
任何一项设计和施工都要将安全摆在第一位,正所谓人命关天。高层建筑暖通空调系统并非是一般的系统,其系统的用料会涉及到很多依然易燃物品,所以设计的时候应该充分的考虑火灾的因素,否则一旦建筑遇到火灾这些筑暖通空调系统将会增加很多额外风险。
此外高层建筑暖通空调系统设计的安全性还表现在建筑内部的空气质量和湿度是否对于人体是最佳的,所以就要求暖风空调系统是否能够保证空气的来源是干净的,无毒无害是关键。此外温度的设计也要和室外温度契合不能过高也不能过低,否则人在建筑内生活久了就很难一下适应室外的温度,这样对人体的伤害非常大,因此高层建筑暖通空调系统在设计的时候应该考虑这些因素。
3.2 高层建筑暖通空调系统设计环保原则是关键
高层建筑暖通空调系统的施工用料很大,在如今人们环保关键越来越强的今天,对于系统施工的材料选取应该尽可能的按照环保的要求做。此外,高层建筑暖通空调系统应该秉承节能的原则,其设计是否能够充分的考虑到对自然热源的利用,是否在实际中更多的体现节能的意识,是否在很多环节都能充分的使用环保设备,是否在设计的时候建立科学的模型计算,确保暖风运输系统最短路径,这些都是保证高层建筑整体环保节能的关键所在。
3.3 高层建筑暖通空调系统设计的经济性是基本要求
一个高层建筑的建设本身应当是盈利的,这也是保证高层建筑安全和舒适度必不可少的因素。又让马儿跑又让马儿不吃草在当今社会是万万行不通的。高层建筑暖通空调系统是否真的体现其经济性,是否能够最大程度的降低施工的成本也是系统设计成败的关键。理性的分析,高层建筑暖通空调系统虽然非常重要但是也并不应该占据整个高城建筑工程预算过多资源,因此高层建筑暖通空调系统的经济性设计就是施工成败的关键。而对于系统设计的经济性就需要设计人员的素质达到要求,其专业技术非常过硬,才能够充分的考虑各方面的因素,以达到利益最大化的目的。
4 结束语
通过上文的分析,我们可以看到高层建筑暖通空调系统的设计对于高层建筑设计施工的成败非常关键,这也同时关乎未来建筑的安全和居住人员的身心健康,所以设计人员在设计之前应当充分的了解整个建筑的内部构造,需要对建筑当地的环境了如指掌,还要对暖通空调系统施工的用料市场行情了解准确,才能在设计之前做到心中有数,保证设计的科学性。同时在设计的时候应当始终秉承安全性、经济、环保的三大原则才能最终称得上是成功且杰出的高层建筑暖通空调系统设计。
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