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【关键词】住宅建筑;工程造价;方案决策;开发设计
住宅层数在开发方案设计中需要考虑很多的因素,首先我们来对建筑规范中对建筑物的层数的划分标准,如表1所示:
一、低层住宅的特点与工程造价分析
低层住宅在民用住宅层数划分标准是指1~3层住宅。低层住宅多建于小城市和大中城市的城乡结合部。它既有普通住宅,又有高级别墅。低层住宅由于其高度低,尤其适合于老年人、儿童和身体障碍者使用;生活空间开放性强,有利于邻里之间的交往。其缺点是居住密度低,土地利用不经济。因此其容积率较低,综合开发面积较少。
因此,开发商在利益最大化的驱动下,一般较少开发低层住宅,不过在城市的边缘地带,开发商如果定位为高档别墅住宅的话,其开发住宅一般多为低层住宅。但其售价相对于多层和高层住宅要高很多。一般低层住宅的容积率与居住密度较低,多用于城市郊区和一些城市改造中对环境品质要求较高的区段。住宅商品化的初期,我国曾出现过建设别墅区的热潮,由于其过低的容积率,在一定程度上造成了对有限土地资源的浪费。
二、多层住宅特点与工程造价分析
在民用建筑中,多层住宅具有建筑结构简单,占地面积少,可减少工程量,使用费用低,开发建设的综合费用相对低于其他形式的住宅降低单位造价,经济效果好。被大部分城市广泛采用。缺点是生活空间开放性差,不利于邻里之间交往;楼层相对较高,又不设电梯,给上下楼带来不便。将来发展趋势是多层住宅也设电梯。
根据经验,6层以内的住宅层数越多,造价越低,这是因为多层建筑在一定范围内层数增加,则房间内部和外部的设施费、供水供气管道、电力照明等费用随层数增加而降低,所以多层住宅以采用5~6层为好。
下表是多层建筑的单方造价和层数的关系表,根据表2我们可以很容易的得出结论:多层住宅具有降低单位建安造价和经济效果较好的特点。因此开发商在开发方案的设计和评价中,应多考虑多层住宅的开发面积。
目前我国多层住宅由于公摊面积少、后期物业管理费用低,深受很多购房者的喜爱。消费者也普遍认为多层住宅的供应量会逐年减少,这种预期也使多层住宅成为相对珍稀的住宅产品,所以目前卖得相当俏。在寸土寸金的地段,多层住宅虽然建筑成本较低,但分摊的土地成本要高,其占用的总成本并不会低于同地段的高层,所以多层住宅贵过小高层住宅将成为中心城区楼市的一种趋势。而在城市地段,因为土地成本较低,两者之间的价格差异则不会拉得太大。
三、高层住宅特点与工程造价分析
高层住宅是为了谋求土地的高度有效利用,提高容积率的手段而出现的建筑形态。据国外的一些资料测算,建筑层数由五层增加到九层可使居住面积密度提高35%。有利于节约了用地,也就大大降低了室外工程造价和改造用地的费用,从总的消耗来看,高层不一定比多层(或低层)费用高。据资料显示,就市政设施费用来说,高层就比低层节约。但作为高层建筑其相对于低、多层住宅的主要缺点体现在:单位造价高,平面使用系数低,施工周期长,能耗多,出房率低,分摊面积大,人口密度大,防火设施不完善,目前国内消防车最高达十四层,环境效益和社会效益较差。
从我国目前的实际情况来看,我国人口多,人均耕地面积少,因此在住宅建设中就应该尽量考虑节约土地,在有限的土地上尽可能增加建筑面积密度来解决居民住房紧张的问题,从而保持社会稳定,促进我国经济快速发展。住宅层数是影响小区建筑面积密度的重要因素,住宅层数越高,则密度越大,容积率越大,对开发商来说赚取的利润越高。
1、由表1可知,7~9层属于中高层类,此类住宅不设电梯使用不便,设了电梯又不能充分发挥电梯的效率,根据《城市居住区规划设计规范》(GB50180-93)的建议,小区内不宜采用这种层数的住宅。因此,笔者认为开发商应尽量少开发此类住宅,应放弃此类设计。
2、在民用建筑中,多层建筑提高层数虽然可以降低工程造价,而高层建筑在我们规划设计中又不得不开发,因为考虑到小区容积率和节约城市用地和开发商利润的问题,高层建筑在小区开发中的设计就显得很有必要了。从我国目前的实际情况来看,我国人口多,人均耕地面积少,特别在中心城区等人口高密度区和商业区,应该尽量考虑节约土地,在有限的土地上尽可能增加建筑面积密度来解决居民住房紧张的问题。
房地产开发希望通过破坏环境和城市规划的限制来取得高额利润,因为他们认为兴建高层建筑建筑面积增大,利润就会越多。无可否认,增加层数可以节约土地,住宅层数是影响小区建筑面积密度的重要因素,住宅层数越高,则密度越大,容积率越大,但带来的却是环境的破坏和市政规划容积率的限制。
事实上,随着层数的增加,住宅之间的日照间距也相应增加,而且高层住宅一次性投资高,建设周期长,一般情况下高层比多层平均每户建筑投资要高70%~80%,对于投资商收回投资的风险加大,因为其建设周期长40%~50%,节约土地的效果也逐步下降。
我们通过统计资料表3,可以分析得到结论:层数应在一个合理的范围内,例如在20层时,投资利润时相对于其他层数是最大的,所以开发商应结合市场需求、项目实际来决定建筑层数,不能一味增加建筑层数。此外高层住宅要设置电梯和加压水泵而且消防和人防要求都会相应的提高,导致总造价也会相应上升。
四、结语
商品住宅小区的开发和决策过程,是一个随时间推移,在市场因素不断发生变化的条件下,进行投资、开发的过程。其投资具有周期长、金额大、变现能力差、投资回收慢、收益高、易受政策影响等特点,这些决定了其投资决策风险是客观存在的。只有客观深入地对商品住宅小区开发项目进行分析研究和科学决策,合理调节小区各功能与成本的关系,才能成功地避开风险,获得成功。
参考文献:
[1]《城市居住区规划设计规范》 (GB50180-93)
关键词:高层住宅;房建施工;施工技术;分析研究
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
随着城市人口的不断增长,由于土地资源有限,高层住宅越来越多。高层住宅的负载重量比较大,内部基础设施复杂,高层住宅对建筑质量、建筑设计和建筑安全都有较高的要求。高层住宅的施工技术是决定高层建筑质量和安全性的关键因素,因此要对高层住宅施工技术进行分析和研究,不断提高高层住宅施工技术水平,以此来保证房建施工的质量。
一、高层住宅的特点
高层住宅是科技和建筑施工技术快速发展的产物,是现代化的象高层住宅的外部体型分为塔式、板式和墙式。由于其在施工时和普通住宅有很大区别,所以其在施工时有着自己的特点:
1、高层住宅房建施工有较长施工期,所起其施工组织制定应更加严格,尽量避免在施工过程中进行修改;
2、高层住宅剪力墙数量相对较多,这就对于垂直度提出了更高的要求;
3、高层住宅应更加注重对于火灾的防护;
4、高层住宅的居住人数相对较多而且人员配置相对复杂,这就对工程质量提出了更高要求,尽量避免质量问题引起纠纷。
二、高层住宅的房建施工技术
1、基坑开挖技术
基坑开挖是高层住宅建筑过程中重要的施工技术。通过钻孔浇筑地基桩和构建土钉墙等方式,形成地基的挡土形式,结合住宅区的地理情况和建筑设计标准,当地基坑挖到一定深度时,对基坑进行支护工作,保障地基的安全。高层住宅在建筑时,应提前进行地理调查,地基开挖之前,施工单位要和建筑单位对基坑工程质量进行检验,检验通过之后再进行基坑的开挖,通过科学合理的设计施工方案,保证开挖顺序和基坑开挖的质量。
高层住宅的地基一般比较深,在施工的过程中为了保证施工安全,要分层进行开挖,结合不同的地质情况对地基进行分层加固,及时进行基坑支护,保证基坑的施工质量。当开挖地基时,根据高层住宅地下室的施工结构图进行施工,严格执行地基基地的高标准的质量,当地下室结构图和施工结构图不一致时,应该按照施工技术的标准,以两者之间的高标准执行,并将地基施工不一致的地方上报给施工单位进行进一步的核查和研究。
2、梁柱施工技术
强节点,弱构件是梁柱施工技术应该遵循的原则,其作用是防止梁柱两端的接触点不会过快的被损坏。要想提高建筑整体框架的节点中心区的抗剪切能力,那么节点强度是其重要保证。强剪弱弯也是梁柱施工技术要遵循的原则,这项原则的内容是在梁上设置结合部,让结合处的混凝土强度范围在梁和柱之间,在对节点进行混凝土浇筑后,应及时将混凝土封堵的模板拆下来,这种做法能够使柱梁之间的混凝土充分融合,得到一种比梁C3O强大的混凝土,其抗剪切能力能够得到明显的提高。
3、模板施工技术
在对角模、平模进行连接的过程当中,应采取的方式为企口连接。连接过程当中,为了防止上墙柱、下墙柱出现错位、以及由模板拼接松漏所导致的漏江问题,需要由现场施工人员在模板施工过程当中,通过拉通线的方式,完成对梁体模板、以及墙柱模板的找直作业。通过找直的方式,可确保在整个梁体结构当中,关键性的阴阳角能够完全方正且顺直。不但如此,对于梁板位置、墙体梁柱位置、以及墙体上口模板位置而言,上述区域内同样需要通过拉通线的方式进行找直处理,找直的目的同样在于确保上述区域结构棱角的顺直与稳定,以保障结构性能的可靠发挥。还需要特别注意的一点是:对于梁体模板、梁柱模板、以及墙体模板而言,在自立模至浇筑作业的全过程当中,还需要安排现场工作人员对结构长宽高等基本的尺寸参数进行严格校验,校验的方式同样为现场拉通线,而对这部分区域进行校验的最主要目的则在于确保浇筑过程中通线的可靠与稳定。
4、混凝土施工技术
混凝土是建筑构成的重要组成部分,在高层住宅房建施工中,混凝土的施用要确保其整体性能的安全可靠和耐用性。混凝土的使用不仅要严格按相关规章制度施行更要确保往后建筑的安全使用。其施工步骤大致有以下几点:
4.1运用泵来运输混凝土。由于混凝土具有易于凝结的特点,所以在运输过程中极易产生凝结,导致混凝土质量下降并且影响运送。所以在运送混凝土之前需要事先用水泥纯浆对混凝土进行处理,再使用泵管运输就从根本上遏制了混凝土的变质。同时施工人员要时刻留意混凝土的凝结变化,计划浇筑速度,使混凝土的有效使用期和浇筑速度形成正比,使之匹配避免混凝土性能降低。
4.2在对混凝土投入使用之前,要对其进行振捣操作,使混凝土原材更好的利用到建设中去。振捣装置大致可分为插入式装置和平板式装置,两者在具体操作中略有不同,各有其优点。但都要求操作者具有专业的操作手段,并在场观察混凝土振捣作业直至振捣操作完毕,以确保作业过程中的安全和混凝土的合格生
成。需要注意的是,在进行插入式装置操作时要根据相关要求准确操作,根据要求的插入程度操作,做到精准进行振捣操作;进行平板装置振捣时要使振捣装置和平板有接触,使混凝土原材料有充分的振捣接触,均匀振捣混凝土原材料让其可利用性加大。
4.3混凝土的后期养护工作也十分重要。混凝土的特征使其在刚投入使用初期容易生成龟裂或缝隙。这就严重影响到了房建的安全,甚至可能造成危险建筑的生成。在高层住宅的建设中,对混凝土的养护更是需要多加注意,一般采取保守的洒水方法,按一定时间对其进行大约半个月的洒水作业,以此避免混凝土的干裂问题。这种方法虽然原理简单,但却能够有效的保持混凝土的整体性能,保障了高层房建的安全。
三、完善高层住宅施工技术的方法
在建设高层住宅时,为了保证其施工质量,要了解房建施工技术的特点,所以相关工作人员应该注意以下方面:
1、施工前做好规划
在进行高层住在的施工之前,工作人员应制定好房屋规划、施工程序、施工技术等等,技术交底工作也是十分重要的一环。这些做法体现在以设计图纸、施工法规、施工流程和质量检测评定标准为依据编制技术交底文件。
2、竣工要做好验收工作
在高层建筑施工完成后,要仔细检验其施工成本是否符合标准,若检查结果表明,其工程质量没有达到相关部门的要求,那么应该及时进行返修。第二阶段的检收工作需要物业公司的参与,并逐户验收,具体验收的内容包括检查项目、数量和方面,然后在相关的文件上进行签署和印章。
3、保障施工人员的技术、安全
高层住宅建筑的发展离不开施工技术的运用和改革,根据高层建筑的特殊性,在施工过程中,工作人员应该掌握丰富的经验和知识,并拥有一定的安全意识。同时相关施工企业还应定期进行技术知识的培训和考核,让工作人员自身的安全意识和工作积极性得到提高。当然,工作人员的技术水平要与思想观念相协调,在思想观念提高的同时,还要保证工作人员的人身安全,应做好防护措施,并制定相关制度来维护工作人员的合法权利,所以,优秀的专业技术和工作人员的人身安全,在高层住宅房建施工中是十分重要的。
结束语
总而言之,在高层住宅房建工程建设的过程中,施工技术对整个工程的质量起着举足轻重的作用。要想提高高层住宅房建工程的质量,就必须要加大工程施工的科技投入,积极利用高层住宅房建的诸多技术,从而提高高层住宅房建工程的施工安全性以及整体的施工水平,促进建筑工程建设的发展。
参考文献
[1]朱占辉,郭广利.浅析高层住宅房建施工技术措施[J].建材与装饰.2012(20).
【关键词】高层住宅建筑;施工技术;控制措施
中图分类号:TU71
文献标识码:A
文章编号:1006-0278(2015)05-127-01
一、高层住宅建筑施工中的控制技术措施
(一)后浇带施工技术
后浇带在高层住宅中使用,有利于解决沉降差和防止混凝土裂缝的产生。后浇带的断而形式有平直缝、阶梯缝、企口缝以及V形缝,但是较常用的是平直缝。当工程中的墙和板的厚度在60厘米以上时,一般用企口缝,在30厘米以下时采用平直缝,而在这两者之间时采用阶梯缝。其施工技术为:
1.在浇筑后浇带之前应该将所有的裂缝以及积水都排除,并且确保后浇带构件的两边的表而保持一天以上的湿润状态。后浇带的施工缝必须避免杂质和水长时间滞留;其次,后浇带设模板预设应按照施工图上的要求进行,应保证模板具有较高的稳定性和强度,模板的材料可以选择粗细一致,网格均匀的钢丝。
2.对后浇带进行保护时,通常在后浇带缝的两端或两侧。采用设置挡水砖或在后浇带内壁上涂抹防水砂浆的措施来完成保护。地下室纵向后浇带的保护,一般是采用砌砖的形式。
3清理完后浇带施工缝之后,应该用铁皮或者其他模板。在对其顶端进行封盖,还需要利用砂浆等筑成一条挡水带,并在周围设置其临时的栏杆进行围护,防止施工过程中钢筋受到污染,避免垃圾的堆积。
(二)梁柱施工技术
遵循“强节点、弱构件”的原则。遵循这一原确保梁柱端的节点不过早发生破坏。节点强度是提高整体框架中的节点核芯区的抗剪切能力的重要保证。遵循“强剪弱弯”的原则。在这一原则的指导下,结合部的设置位置可以是设在梁上,以确保结合部位的混凝土强度是处于柱和梁的混凝土范围之间的,当浇筑节点的柱混凝土之后,应该立刻浇筑梁混凝土,并且将用于封堵混凝土的模板拆卸下来,这样才能使梁柱两者的混凝土充分混合,从而产生一种强度比梁C30还要大的混凝土,明显提高抗剪切能力。
(三)混凝土施工技术
1.利用泵输送混凝土,泵使用之前可以用水泥纯浆进行,以提高输送的通畅度,提高输送的速度和质量。但泵输送混凝土容易导致较大的坍落度,因此应该有序地输送,并注意加快浇筑的速度,尽量减少混凝土暴露在外而的时间。
2.在振捣梁板混凝土的时候,可以采用平板式或者插入。式的振动器或振动棒。平板式的振动器一般是用于浇筑楼板混凝土时振捣,在这个过程中应该让混凝土和平板底部完全接触,并使振捣的两个而重叠。振捣结束的标志应该是混凝土的表而出现泛浆,并且混凝土没有下沉,这个时候振动器可以缓慢地向另一个地方移动。而插入式的振动棒一般是用在梁的振捣中,振捣时垂直插入到混凝土还未发生初凝的下层,深入到50至100毫米的地方进行振捣。并确保两层混凝土结合在一起。每一个混凝土点的振捣时间通常为20到30秒,当混凝土的表而没有出现气泡并且不下沉的时候,就可以停止振捣。
3.混凝土的养护。对于楼而来说,一般采用塑料薄膜覆盖的方法进行养护,并且保证每一天在塑料薄膜上淋水两次或者两次以上,以保持混凝土适当的湿度,避免出现干裂现象。混凝土养护的时间一般要在半个月左右,不能少于14天。在进入下一道工序之前要确保混凝土有一定的强度。
(四)模板技术
用企口连接角模和平模,避免由于拼接松漏而出现漏浆的现象,同时还有利于避免出现上下墙柱错位的现象。应该通过拉通线将墙柱以及梁的模板找直,确保整个结构中的阴阳角呈方正状态,棱角呈顺直状态。墙柱梁二者模板以消除模板拼缝不严和漏浆现象,同时可防上下墙柱错位。梁模板、柱、墙上口模板拉通线找直,以确保整体结构棱角顺直,阴阳角方正。粱模板及柱、墙模板从立模到浇筑的整个过程中,应该通过拉通线来对长宽高进行校验,确保浇筑时保持通线。
二、结束语
在现代高层住宅建筑工程中,可以先用千斤顶将大模板顶升到位,校正之后开始浇筑混凝土,水平结构施工常在模板下口高度和上一层楼而标高一致时进行。其次,通过整体滑模法,可以确保结构的稳定性,有利于减少工程量和高空作业,施工速度快,成本低,且安全性能较高。最后,还可以通过逆作法施工等来加强高层住宅房建施工。
总之,各方主体在施工过程中要严把质量关,把握施工中每一个环节,要在工作中不断提高各方而技能和水平,真正做到提高施工技术和施工水平。
参考文献:
[1]白竣竹.建筑施工中后浇带的功能作用与施工技术分析[J]建筑科学,2011,12(29):77-78
【关键词】高层住宅;混凝土剪力墙;结构优化;设计
中图分类号: TU398+.2 文献标识码: A 文章编号:
引言:随着人们生活水平的提高,建筑行业的快速发展,高层建筑在我国得到了迅速的发展, 由于高层住宅的高度不断增加,对结构体系的的要求增加,功能越来越复杂,因此对高层住宅混凝土剪力墙结构设计提出更高的要求[1]。本文首先介绍了高层建筑结构的分类,然后详细介绍了高层住宅混凝土剪力墙的基本形式,布置结构等进行阐述高层住宅混凝土剪力墙结构优化设计。
一 、高层建筑结构的分类
根据材料的使用不同,可以分为混凝土结构、钢结构、钢—混凝土混合结构等。
1 混凝土结构
混凝土结构的优点有很多,如容易取材、耐火性、耐久性优良、刚度好、成本低、承载力也比较大,也能浇筑成不同的截面与形状等等。现浇整体式的混凝土结构,其整体性能比较好,在进行有效设计后,则其抗震的性能非常好。由于其在布置上比较灵活,不同结构的受力体系都可以组成,在我国等一些发展中国的高层建筑中,混凝土结构得到了普遍的应用。
2 钢结构
其优点主要有材料的强度比较高、良好的塑性与韧性、便于制造、自重轻等等,也普遍用于高层建筑。然而高层建筑的钢结构的用钢量非常大,成本也高,防火性能也不强,还需做好防火措施,使工程的成本加大。同时,钢铁的产量与造价也影响着钢结构的应用,发达国家的高层建筑类型,是以钢结构为主。但伴随着近几年来我国钢产量的飞速提升,及高层建筑的高度加多,以钢结构为主的高层建筑也随着不断的增加。
3 钢—混凝土混合结构
这种结构的特点是,既有结构的自重轻、良好的抗震性能等,又有混凝土结构的刚度大、防火性能强、成本低,因而近几年来这种高层建筑结构形式得到了快速的发展。在这种组合结构中,内部放置的是钢材,钢筋混凝土形成其外部,或者是将混凝土填充于钢管的内部,制成外包钢构件。比如,北京的香格里拉饭店,就是采用了钢骨混凝土柱、深圳的赛格广场大厦,采用的是圆钢管混凝土柱等。一般情况下,混合结构主要指的是通过钢筋混凝土或者是钢骨混凝土剪力墙、钢框架所形成的抗侧力体系。
二 分析与设计剪力墙结构
剪力墙结构主要指的是纵横各主要承重构件全部都是结构墙的结构[2]。在建筑物中,当墙体有一个适当的位置时,比较良好的抗体水平力的结构体系就形成了,而且空间也可以进行分割。一般情况下,结构墙的高度等同于整个房间,自基础至屋顶,其几十到一百多米;在确定宽度时,是以建筑的平面布置为基础,一般是在几米到十几米;厚度相比较而言是很薄的,一般都是200cm~300cm,最薄的只160cm。因而,如果结构墙存在于墙体的平面内,则侧移刚度的变化很大,而墙体外的刚度可以略掉。所以,大多数的建筑水平剪力均是由结构墙承载。
1 剪力墙结构的形式
基于自身的开洞率对其受力特性产生的影响,可以将其单片剪力墙分为各种类型。
(1)无洞单肢剪力墙。即在剪力墙的立面上,无一个洞口。事实上,这样的墙就是一个竖向的悬壁构件,在水平荷载的作用下,由于弯曲变形,使得与截面一致,在墙肢截中,正应力呈直线分布[3]。在计算其内力与变形时,可以通过材料力学的方法进行。
(2)整体墙与小开口整体墙。在其墙面上有洞口,但特别小,可以忽略不计。事实上,这样类型的剪力墙也还是个悬臂构件,横截面的变形由于与截面假定相符,正应力也是呈直线形状,因而称之为整体墙。如果其开洞比较大,在墙肢应力中会产生由于受到弯曲而产生的应力,但其值小于整体弯曲应力的15%,其墙肢截面的变形仍可认为与平面假定一致,应力的计算也可以通过材料力学进行,之后再稍加改正。此墙就称之为小开口整体墙。
(3)开设有不规则洞口的剪力墙。对一些较大不规则洞口的开设,是为了与建筑的使用要求相符,通常会影响到结构,所以要尽量不用。如果实在避免不了,可以适当的采取一些结构对策,来弥补其不利因素带来的影响。比如,可以进行一些无需洞口的开设;以便剪力墙的开洞向规则接近,在有需要时,可以通过重度比较小的材料进行堵塞这些洞口,将有较强连续性的暗柱暗梁设置于剪力墙中,使那些不规则的开洞对应力过于集中的不利影响消除或减少。
2 布置结构
(1)墙体承重的方案。小开间横墙的承重:在间距为2.7~3.9m各开间内,均要有一道钢筋混凝土承重横墙,在横墙上,也要预制空心板。在建造住宅、旅馆等在使用上需要小开间的,可以采用这种方案。主要的优势在于,所有的墙体可以一次性地完成,砌筑隔墙的工作省去了很多;使用短向楼板,可以使钢筋节省等等。可该方案中,由于横墙的数量不少,不能使墙体的承载力得到充分利用,使得在布置平面时不够灵活,房屋的自重、侧向的刚度都不小等。大间距纵、横墙的承载:在间距8m左右的两开间内,要有一道钢筋混凝土横墙[4]。楼盖可以使用钢筋混凝土双向板,也可以将一要进深梁放置于每两道横墙间,纵墙承载着梁支,从而使纵、横墙混合承重。
(2)布置剪力墙。①最佳布置的剪力墙是,沿着主轴方向或者是多向进行布置,各方向的剪力墙最好是分别相连,使其拉通、对直,从而其空间的工作性能就会增强;在进行抗震设计时,仅单向有墙的这种结构要尽量避免,最适宜的就是两个方向向侧向钢度靠近,且其自振的周期也要相接近。剪力墙的墙肢截面也要相对规则简单些[5]。②由于剪力墙的承载力、侧向刚度都比较大,为了使剪力墙的能力得到充分发挥,结构自重降低,使结构的可利用空间加大,在布置剪力墙时,要稀疏,以便结构的侧向刚度正好。③如果在剪力墙在开设洞口,则会使剪力墙的力学性能受到很大的影响。所以,剪力墙的门窗洞口要下下对齐,成列布置,可以使墙肢与连梁更明确,应力也是规则地分布,其结果安全可靠。④剪力墙要连续从下至上进行布置,以防刚度出现突变;墙厚与混凝土强度的等级可以随着高度的不同而变化,如果剪力墙没有连续的高度,则会使结构在高度刚度的影响下发生突变,不利于结构抗震。
(3)控制高度与高宽的比例。对于A级高度的甲类建筑,进行设计6、7、8度的抗震时,在该区提高抗震防烈度一度时与之相符,对于9度,还要单独研究;对于B级 高度的甲类建筑,在6、7度时,在该区提高抗震防烈度一度时与之相符,8度时做单独的探究,9度时,要认真详细的探究[6]。
结语
人民的生活质量在我国国民经济的飞速发展的影响下,也在不断地提高,对于住宅的功能,用户对其要求也是越来越高,在使用建筑物时,人们希望其灵活性更大,可以满足多功能的不断变换。所以,在进行设计建筑物的结构时,要方方面面都考虑到,基于经济、安全、可靠、美观的原则,更好地进行设计。
参考文献;
[1] 沈霄鹤.超限高层框支-剪力墙结构抗震性能设计[J].科技风,2012(24):46-47.
古罗马著名建筑理论家维特鲁威(Vitruvins)在《建筑十书》中提出实用、坚固和美观是建筑的三要素,其中实用便是指建筑的目的性。人们建造房屋,总要有一定的目的,获得实用的空间是主要目的之一,它包含两个层次的含义:(1)经济是前提,即造价不高;(2)核心为适用,即满足新时期下的需求。新时代的居住建筑应该是在“海纳百川,兼容并蓄”的基础上寻求真实的表达,应该是理性的(rational)、社会的(social)、舒适的(comfortable)和成熟技术的(technician)。经济性是专业人员和普通居民都甚为关注的焦点,在这里经济性是指住宅的指标和标准能够与社会经济发展水平和中低收入居民的购买能力相适应。经济性本质上是具有“质”的内在规定性的“量”的问题。“质”是经济性的内容“,量”是衡量经济性的标尺,是经济性的外显。
1)相对造价低一次性投资可直接归为造价问题。为了对造价问题客观评析,可以通过分析住宅建筑成本构成入手,从降低开发成本的角度对减少一次性投资的费用,做主观的努力。从开发总成本构成中可见占成本比例最高的三个部分是国有土地出让金(11%~12%)、拆迁补偿费(20%)、建安成本(40%),这三项即占总成本的70%,因而要降低开发成本主要应从这几部分着手。但是土地出让金和拆迁补偿费往往不是开发商可以决定和控制的,所以建安成本的影响最为直接,降低建安成本尤其是土建工程费(占建安成本的80%~85%)是提高居住建筑经济性的主要手段。
2)住宅功能空间优化通过设计获得良好的平面组织形式、平面使用系数,从而提高空间使用效率。套内空间的组织形态是由界面、场所、流线、尺度共同组成,与平面布局息息相关。由于套内空间是居住建筑的主要功能空间,其体形的准确定位,面积的科学配置都显得尤为重要。因而通过套型的合理布局,尽量节约空间,减少不必要的浪费,是利用设计手段增加使用面积的最有效办法。
3)降低住宅日常运行耗能指数经常性费用也是住宅经济性评估的重要指标。我国幅员辽阔,各地气候的差异非常大。寒冷地区与严寒地区冬季需采暖,而采暖将消耗数量惊人的煤炭资源;同样,夏季制冷的耗电量同样不容忽视,因此减少能源消耗是迫在眉睫的工作。首先要通过规划设计确定建筑的最佳方位,最大化地利用当地气候条件,利用可再生的自然资源,然后要科学地应用新技术,选择合理的采暖、制冷方式达到节约能源的目的。
2创作目标
1)安全•高效居住建筑是人们家居生活的载体,设计时应符合适用、安全、卫生、经济等要求,创造出舒适优美的居住环境。可以说,安全其实是人们对住宅的最根本要求。住宅的安全包括结构牢固、防火、抗震、防盗、防雷等多方面的内容。住宅小区的安全防盗,一直是一个不得不面对的现实问题。如常见的是美观的住宅外立面安装着各式各样的防盗栏杆,一方面对住宅立面破坏较大,让居住者感觉形同关在笼子里(见图1);另一方面,对一个现代文明城市的形象也有所损坏。由于我国经济发展不平衡,精神文明程度还有待提高,住宅区封闭式管理可能是较多采用的办法。图1防盗栏杆对立面的影响建筑师在规划设计阶段应尽可能综合考虑,利用简便适宜的设计措施辅助物业管理,把各种安全隐患降低到最小,达到高效管理社区的目的。例如:尽端式的道路布置起到易于防范的作用;充足的夜间路灯照明可起到安全作用;住宅的低层外墙及管线防止攀爬;尤其要注重为弱势人群的安全提供保障,如设置残疾人士的无障碍通道等等。
2)舒适•健康住户人口、家庭及构成的现状和发展是我国城市住宅设计最基本的依据。住宅设计是以住户为对象的物质产品,要设计好住宅就必须研究使用对象———住户。住户是以空间的占有来划分的,户所占有的空间对象称之为住户。
(1)家庭规模小型化户人数指一户家庭人口数量的多少和家庭组织范围的大小。户人口数减少将导致社会家庭总数的增长速度超过人口总数的增长速度,从而加大了住房的需求量。从家庭人口分布来看,有逐步向3口~4口户集中的趋势,因此,适应少口户的住宅套型将占主导地位。
(2)核心家庭将是住宅设计的主要对象与家庭小型化这一趋势相一致的是家庭类型的核心化。核心户和主干户家庭是目前我国城市家庭的主要结构类型,合计占全部家庭类型的近90%。传统的联合家庭已大大减少,预计在今后是以核心家庭为主,主干家庭为辅,其他类型家庭占极少数的格局。小家庭两代户将是住宅设计的主要针对对象。从家庭的户型结构分析,两代户占68%,三代户占18.5%。代际构成也发生了相应的转变,过去大多数是以三代家庭为主,而现在两代户则占绝大多数,这与家庭小型化的趋势是一致的。(3)消费群体状况分析在对购买住宅人群的调查中,30岁~45岁的市民成为购房主体,占总数的45%,其次是46岁以上的占30%,中年人比例较往年有明显下降,而20岁~30岁的年轻人所占比例则大幅度升高,显示出20岁~30岁的年轻人购房欲望日渐强烈。由于不同年龄阶段的经济能力的不同,实际购房者的年龄集中在30岁~45岁之间,形成一种购房主体年轻化的趋势。针对这部分人群,居住面积一味求大的设计并不十分科学,也会失掉更大的市场。一般使用面积在80m2左右的套型被看好。而三室一厅房间的袖珍小套型的需求也会十分广泛,但总面积在趋小。不少套型已把三室一厅面积控制在100m2以内,人称“袖珍三室”,一方面避免房间面积过大抬高总价,另一方面应考虑孩子长大的分居趋势。综上,在符合市场的前提下,消费群体需求侧重的明显特点,对套型规模、套内面积和套内布局的合理控制有很强的现实意义。
3建筑单体经济性分析
3.1典型平面经济性分析
1)板式住宅板式住宅是一种传统的住宅形式,如图2、图3。广义来说,我国历代民居均是以矩形平面为主;狭义来说,主要是建国以来就一直大量使用以一梯两户为主,具有南北双侧采光的板式住宅平面形式。图2北京回龙观二期户型平面图3北京回龙观二期外观①优点整体及套内空间布局都较简单。基本以一梯两户为主;几乎所有板式住宅平面套内空间布局都是起居室和主卧室在南向,次卧室在北向,厨房、卫生间在北向近楼梯间处布置。采光、通风条件较好。由于每套均是南北双侧采光,因而所有使用空间都可直接采光;南北双侧开窗对于夏季穿堂风特别有利。此种型式便于连排建设。②缺点土地利用效率低,住宅小区的容积率小。③经济性分析板式住宅平面最适合于一梯两户的住宅,多以连排形式建造。在板式住宅节地设计中应紧记缩小住宅单元面宽、加大进深对节地效果影响显著这一点。板式住宅单元平面设计时应在保证主要居住空间的开间尺寸与合适比例的前提下,通过缩小辅助房间开间、减小楼梯间开间以及合理组织单元布局等方法来缓解自身平面形式对节地带来的不利影响。建议平面尺寸范围:开间(10m~13m)×进深(13m~15m)。
2)点式住宅点式住宅,由于四个方向均可开窗,因而每户都可以获得较好的通风条件,其中一些平面形式如果减少两侧开窗,也可以形成连排住宅的格局(见图4、图5)。图4某点式住宅平面图5某点式住宅立面①优点适用范围广。可单独一栋建造,也可连排建造,适用于从4户到6户的各种布局(以一梯4户~6户为主,在一些大进深住宅中可以做到一梯8户或10户)。平面布局紧凑,用地经济性好。②缺点点式高层布局时,许多地产广告中均喜欢标榜“户户朝南”,但有些空间始终处于阴影区域,采光效果并不理想。
3.2剖面设计经济性分析
住宅坡屋面设计的根本意义在于,使5层的住宅间距获得6层的面积和7层的高度。坡屋面的节地源于控制住宅间距的檐口计算高度的降低,源于从住宅用地中减去了一层住宅高度所形成的阴影区的面积,即节省了住宅用地。节地住宅的坡屋面设计,重要的一点是选择好恰当的屋顶坡度。这取决于两个因素:一是当地的日照条件,尤指当地冬至日太阳正午高度角的数值;二是坡屋顶下部空间的利用情况。二者要兼顾,过缓屋顶空间太小,利用价值不大,过陡屋顶又可能遮挡阳光,坡度适当是获得良好节地性能的关键。
3.3住宅层数经济性分析
1)住宅层数与节地关系一直以来,对于低层、多层和高层住宅的节地性能进行了大量研究,进而提出了“低层高密度”、“多层高密度”和“中高层住宅”等概念。由住宅层数与容积率对应变化关系的比较可知,随着住宅层数的增加,容积率也在增加,但增加的速度逐渐减缓。由于现行建筑防火设计规范中的高层住宅山墙间距加大,容积率相应在9层~10层间出现转折,反而下降,10层与7层基本相符,11层~14层与8层、9层比较接近[1]。
2)住宅层数与造价关系增加住宅层数是节省建筑用地的有效途径之一,但随着层数的增加,施工措施也随之增加。在设计方面消防、供电、楼内交通及结构等措施也随着层数的变化而要求不同。住宅层数越多定点位移越大,在结构计算水平力时需要增加建筑整体刚度。层数越多、垂直承受力也越大,因而支撑部件的断面、强度和配筋要相应提高。9层以上的高层住宅,除了要考虑地震力的影响以外,还要考虑结构顶点和各层之间的水平位移,因而需加强建筑物的整体刚度,增加材料用量和施工难度,使造价大幅度增加。层数越多,每立方米造价越高。住宅设计需要根据不同层数、按照防火规范划分的条件,采取相应的防火措施。此外,由于楼房总高加高,生活给排水也要采取加压或提升的措施,也增加了费用。由于消防措施增长的造价见下表:表1消防措施增加造价除了上述几个方面的影响外,还增加了楼内交通面积及技术层。据统计,中高层垂直和水平交通面积占总面积的8.20%~11.30%,高层占9.30%~11.50%。技术层面积在中高层总面积中约占1.20%~1.90%。高层约占0.70~1.40%。这两部分面积在总面积中所占比重与总楼层数的关系是:楼层总数越多,所占比重越小,分摊的造价越少。多层住宅从节约结构造价、节省工期等角度来看仍是比较经济的。但从宏观考虑我国土地资源有限,因而中高层、高层住宅仍然是不容忽视的发展方向。中高层工期短、结构造价相对较低但交通面积和技术层面积的分摊造价较高;高层工期长、结构造价相对较高但交通面积和技术层面积的分摊价格较低,因而各有优势,设计时可综合考虑加以取舍。
3.4住宅层高经济性分析
1)住宅层高与节地关系降低层高对住宅节地的意义实际上同采用坡屋面设计的本质是一致的,同坡屋面设计相比,降低层高对住宅节地效能的提高要小得多,而且不会增加建筑面积,因而容积率变化不明显。但降低层高可以较方便地作为一种行政性的规定而得到广泛的推广采用。因此,从更广泛的范围讲,节地的规模和效益也是相当可观的。
2)住宅层高与造价关系降低住宅层高可节省垂直结构数量,从而降低造价。降低层高还可以减轻结构自重,节省基础造价。通过上述分析可知,建筑体型对节地、工程造价等经济性能影响较大,因而建筑单体设计时,要注意对建筑体型进行控制。在板式单元平面设计时,通过套型面积合理配比、套型灵活布局等方式,达到缩小开间加大进深的节地目的;可以采用坡屋顶形式或平屋顶退台的方式增加对土地利用率,综合考虑工程造价和节地效果,建议住宅层高控制在2.65m~2.8m。
4节能体系经济性分析
由于对节约能源与保护环境意识的不断提高,围护结构的保温性能受到更大的关注。加气混凝土外墙、内保温复合外墙、夹心复合外墙、外保温复合外墙等墙体设计随之出现。外墙外保温技术的特点尤为突出,已成为我国一项重要的基本建筑节能技术。外墙外保温,可用于新建墙体,也可用于已有建筑外墙的改造。它是由保温层、保温板固定层、面层和辅助材料组成。对外墙进行保温,无论是外保温、内保温,还是夹心保温,都能使冷天外墙内表面温度提高,使室内环境气候有所改善,只是采用外保温技术效果更加良好,其特点是:
1)可避免产生热桥过去的外墙既要承重又要起保温作用,外墙厚度自然加厚。采用高效保温材料后,墙厚得以减薄,在采用同样厚度的保温材料下,外保温要比内保温的热损失减少约1/5,从而更加节约热能。
2)室内温度较稳定进行外保温后,由于内部的实体墙热容量大,室内能蓄存更多的热量,使诸如太阳辐射或间歇采暖造成的室内温度变化减缓,室温较为稳定,生活较为舒适。
3)内部墙体受到保护室外气候不断变化引起墙体内部温度较大变化发生在外保温层内,内部的主体墙冬季温度提高,湿度降低,温度变化较为平缓,热应力减少,因而主墙体产生裂缝、变形、破损的危险大为减轻,寿命得以大大延长。
关键词:高层住宅楼:水电安装;管线预埋工程;质量管理
高层住宅水电安装管线预埋工程质量的影响因素很多,本文主要从工程管理角度—包括主管水电安装的人员素质、建筑物内部管线综合设计原则、主体工程阶段管线预埋技术特点以及装修工程阶段管线预埋技术要点综述如后。
(一)高层住宅水电安装工人素质
在高层建筑物管线预埋阶段,建设单位水电主管工程师应具备以下工作能力:
1) 能够研读图纸,领会设计意图,参与施工图纸会审,提出自审意见,整理图纸会审纪要。
2) 对于设计联系单、施工联系单、工程联系单等变更单,能够审核、把关,并按程序进行审批落实。
3) 能够将每日实际完成进度与计划完成进度相对照,如有延期应分析原因,无客观理由,应督促施工单位采取有效措施加以弥补。
4) 能够检查施工单位管理人员和施工单位的资质以及特殊工种是否有上岗证,并进行有效管理。
5) 能够参与安装工程分项验收评定,特别是对隐蔽工程应做好验收评定及记录工作。
6) 对各种安装材料、设备必须按合同要求和封样样品进行现场验收,做好材料、设备验收记录。
7) 能够对各种预埋管线和预留孔洞口的尺寸、标高进行检查核对。
8) 能够对下列项目进行检查:①接地电阻、绝缘电阻测试。②管道试压。③设备调试运行。④排水灌水试验,排水、通水、通气试验。
9) 对涉及费用的工程变更,负责实际工程量签证,并能协助成本管理人员确定变更费用。
10) 确定施工现场临时用电、用水方案,组织架设施工用电、用水管线,为正式开工做好准备。
11) 按时参加工程部或监理组织的工程例会,能够对施工过程中的质量、进度、文明施工情况提出意见。
12) 能够协调总包与各专业分包队伍的关系,确保工程建设顺利进行。
13) 能够对重要工序节点进行控制,对工程关键线路进行跟踪控制。
14) 能够根据工程进展情况及时制定甲供材料、甲定乙供材料的用量和计划供应时间。
15) 能够做好现场管理日记。现场实践表明,在具备扎实的基本专业知识的基础上,一个合格的水电安装主管人员只要具备了以上素质,是能够做出较为令人满意的成绩的。
(二) 高层住宅内部管线综合设计原则
2.1 管线工程综合设计
在高层住宅建筑物内部管线综合设计阶段,各种工程管线具有各自的工艺布置要求,当出现相互交叉挤占同一空间的问题时,应按照相互协调、布置得当的原则处理。管线工程综合设计的一般原则如下:
(1) 先布置管径较大的管线,后布置管径较小的管线。遇管线交叉时,应小管避让大管,这是因为小管所占空间较小,造价相对较低且易于安装的缘故。
(2) 压力流管道避让重力流管道。压力流管道(包括给水管道、消防栓管道、走廊喷水灭火管道、热水管道,空调水管等) 在外加压力作用下,介质克服沿程阻力,沿一定方向流动,压力流管道区别于重力流管道的主要特征是可以爬升。重力流管道(包括污水、废水、雨水、空调冷凝水等管道) 内介质仅受重力作用,由高往低流,其主要特征是有坡度要求,
且排放水流杂质多,容易堵塞,因此要求水平管线短,避免过多转弯,以保证建筑空间及排水畅通。管线交叉时,应将重力流管道对标高的要求作为首要条件给予满足。
(3) 冷水管避让热水管,因热水管往往须要保温且造价较高。
(4) 电缆(含动力、控制、通信等) 桥架与输送液体的管道宜分开布置,或将其布置在上方,以免管道渗漏时损坏电缆。如必须在一起敷设,电缆应采取设套管等保护措施。
(5) 附件少的管道避让附件多的管道。这样有利于施工操作、维护及更换管件。
(6) 可弯曲管避让不可弯曲管。
(7) 各种管线在同一处垂直方向布置时,一般是:线槽或电缆在上,水管在下;热水管在上,冷水管在下;风管在上,水管在下。尽可能使管线呈直线,相互平行不交叉,便于安装维修,降低工程造价。
(8) 管线综合设计时要考虑以下问题:①空调风管、供回水管、冷凝水管、热水管等须保温,设计时应考虑保温层厚度。②喷淋横干管上要接出支管,以布置喷头,管线布置时应留有接出支管的空间。③走廊送(回) 风口、灯具、感烟探测器、喇叭、喷头等的布置应统一协调,避免相碰。一般风口、灯具等要求居中,呈一直线布置,以保证装修效果。④强、弱电的桥架之间应有一定间距,以免互相干扰。有条件时,可分别布置在走廊两侧。
2.2 机电管道设计
由于大型建筑中各类系统越来越多,机电综合图的设计就越来越重要。机电综合图的设计应能满足各项机电的功能要求,要进行多方多次的协调,其工作量大。机电管道错综复杂,包括防排烟风管、空调新风管、空调供回水管、冷凝水管、消防栓横干管、喷淋干管、强电桥架、强弱电线槽、生活给排水管等。
2.3 高层住宅建筑中设备工程管线分类
(1) 生活给排水系统:生活给水管道、生活废水管道、生活污水管道、雨水管道、其他杂排水管道、中水管道等。
(2) 热力管道系统:采暖管道、热水供应管道及空调处理设备所需蒸汽或热水管道。
(3) 消防系统:消防栓管道、自动喷水灭火系统管道、气体消防管道、防排烟管道以及消防广播、电话、联动报警等弱电管线。
(4) 通风空调系统:送排风管道、空调风管、空调冷冻冷却水管道、冷凝水管道等。
(5) 供配电系统:动力配电管线,电气照明配电管线。
(6) 弱电系统:楼宇自动化系统、电话、电视、电脑、数字信息网络管线等。
(三)工程阶段管线预埋技术要点
3.1 工艺流程
测量放线装平板模平板模上放线、划线底筋绑扎、水电管线预埋肋间钢筋网片绑扎、水电管线预埋复核、检查、验收铺设架板、安装混凝土输送泵管浇筑混凝土混凝土养护。
3.2 施工工艺
在平板模支完、放线后,即可进行预埋管混凝土施工。
(1) 按设计图在平板模上弹出水电管道安放位置线、钢筋分布线。
(2) 将水电管线穿过楼板的管道,用预埋套管固
定在模板相应位置上。
(3) 在底筋及网片按弹线位置绑扎完毕后安放预埋管。为便于制作和安装,预埋管长度应按照设计要求,并安放顺直,偏差控制在±1.5cm 内。
(4) 操作过程中,钢筋绑扎、预留预埋必须交叉平行进行,特别是预留预埋必须与土建施工同时作业,否则过后很难插入。
(5) 在钢筋绑扎及预埋管安放过程中,要随时铺设架板,对钢筋及预埋管成品进行保护,避免直接在钢筋及预埋管上踩踏。
(6) 混凝土采用泵送,一次浇筑成型。为满足垂直超高长距离泵送要求,并保证板底及肋间混凝土密实,泵送混凝土坍落度控制在180~200mm。混凝土出盘到浇灌完毕控制在60min 以内,混凝土布料来回穿梭、平行振捣推进。
3.3 技术要点
(1) 管材选择:按设计要求,选择响应材质的管材,并满足施工条件要求。由于目前大部分PVC 及钢套管生产工艺及设备较简单,可在现场加工制作,且加工制作与工程施工可流水作业,以有效地节约成本。
(2) 预埋管安放:根据楼板结构尺寸及施工运输条件,预埋管必须分段割制再安放成整体,要采取技术措施保证预埋管整体顺直,从而保证上下板及肋间混凝土的几何尺寸。
(3) 预埋管抗浮要求:由于PVC 管材质轻,振捣混凝土时,混凝土会对其产生向上的浮力,导致上层钢筋网露出,结构层加厚。
(4) 安装工程中的预留预埋问题:由于楼板中预留预埋管线纵横交错,有的要直接穿过楼板,例如通过卫生间楼板的管道,一要预防渗漏,二要预留位置准确,以避免碰到预埋管,因此,对安装工程中预留预埋管线一定要考虑全面。
(5) 浇筑混凝土:要采取相应措施,防止预埋管损坏,确保板底及肋间混凝土密实。
(四) 装修工程阶段管线预埋技术要点
4.1 水安装包括给水安装和排水安装两大类。
(1) 给水系统的任务是保证水质、水量和水压。给水管道布置的原则是在保证供水安全、方便的前提下,管线布置缩短、美观,同时要便于施工、检修。在给水管全部布好后,一定要用打压机打到6~8 个大气压30min,无渗漏现象。不能以自来水代替打压机。减压2~3h 后,才能封管,没有做打压试验不能封管。
(2) 排水管是用来排除人们日常生活中的污水的。排水安装应以最短的距离通至出口,如果管道长则其坡降应大。排水材料一定要达到国际标准。
(3) 装修改造。在对水管的施工改造中,一定要防止下水道堵塞,要在施工前对下水口、地漏做好封闭保护,防止水泥、砂石等杂物进入。水泥、砂浆一旦堵塞通道,极其难清,会带来极大麻烦。
4.2 电安装
随着家用电器的增多,人们对电的要求也越来越高,所以电的布线工程一定要经过电气工程师细致设计出电路图后方能施工,这样业主使用才能方便、安全。电的线路安装对材料质量和施工工艺都要求很高,其工艺流程为:电导管预埋固定疏通强、弱电箱、盒预埋扫管、穿线漏电测试、绝缘测试通电运行、调试。在施工过程中应注意以下几方面:①严格按照规范及施工工艺进行施工、检查、验收。②对关键工序、关键节点、关键线路进行旁站检查,对细部施工要点要进行提前技术交底。③涉及安全、渗水等方面应重点控制。如卫生间和厨房间必须有等电位装置,卫生间、厨房间及空调插座均应有漏电保护装置。④住户配电箱应满足有关标高要求。
关键词:高层建筑; 结构设计;剪力墙;墙肢;连梁
中图分类号: TU97 文献标识码: A 文章编号:
1、引言
随着我国经济的发展以及国土资源的整体规划布局,高层建筑成为了主要的发展趋势。但是高层建筑的施工难度大,如果处理不好极易发生位置偏移等重大事故,危害用户的人身财产安全。新型的剪力墙结构设计由于其抗侧刚度大,能有效的减少侧移,且具有较好的抗震性能,因此被广泛的应用到目前的高层建筑施工当中,起到了显著的效果。
1.1剪力墙基本概念
剪力墙技术是近年来普遍应用在高层建筑施工过程中的一项新型墙体技术。首先,该技术的特性可以实现承重墙与分隔墙的结合,这样将两种墙体合并成一种墙体,减少了建筑施工的资金,实现了成本的节约。同时,目前的旅店、宾馆等建筑,是经营性的建筑,该项技术可以因为其高数值的刚度,而实现刚建材的节约利用。此外,该项墙体设计的构架比较简单,通过技术处理,不存在房梁等的外漏现象,是一种相对美观的结构设计。基于此,这是一种比较受盈利性建筑的开发商青睐的墙体建造技术。
剪力墙由墙肢和连梁两种构件组成。其结构承载力及刚度都很大,侧移变形小,抵抗水平侧移能力强。只要经过精密的运算和设计 ,该墙就能发挥较大的抗震能力。这对于我国地震频发的地区尤其适合,同时对于非地震带也应该适当地设计该墙体,以防患于未然。但是该技术也存在其内在的局限性,即建筑总高度不大时结构材料耗费可能较多。
2、墙肢的分类和结构布置
2.1 墙肢的分类
剪力墙可以依据不同的划分标准,分为不同的种类。根据墙肢的高厚比分为一般剪力墙和短肢剪力墙;根据墙面开洞大小的情况,还可分为整截面墙、整体小开口墙、联肢墙和壁式框架。
2.2 剪力墙的结构布置
高层建筑需要留有足够的空间,剪力墙结构应双向布置,形成空间结构。尤其是地质灾害频发的区域,根据地质特点,应避免单向布置剪力墙,并宜使两个方向刚度接近。同时墙体的受力点应该均衡设置,使其刚度中心和建筑物质心尽量接近,以减小扭转效应。必要时通过改变墙肢长度和连梁高度调整刚心位置。剪力墙抗侧刚度大,结构自振周期短,所受水平地震作用较大,对结构不利。可充分利用剪力墙的抗侧刚度及承载力均较大的能力,尽量减薄纵横墙体的厚度,或采用“主次结构”,加大墙体的间距,减少墙体数量,以降低结构的抗侧移刚度,减轻结构重量,减少墙体的水平地震剪力和弯矩。
3、墙肢长度和厚度的选取
3.1 墙肢的长度
剪力墙墙肢长度是有基本数值标准的,通常来说为八米。但是在实际的设计中应该考虑到意外影响因素,所以允许在标准数值的基础上出现两米范围内的延性。当墙体长度超出既定范围时,为了满足每个墙段高宽比大于2 的要求,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁,使其可近似认为分成了独立墙段。
3.2 墙肢厚度的选取
高层建筑混凝土结构技术规程规定了剪力墙的最小厚度,其主要目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能。
对于住宅建筑, 填充墙厚一般为200mm 。住宅层高一般为2.8~3.0m ,故墙厚取200mm。对于无地下室的高层住宅,因其基础埋深一般在2. 5m 以上,则底层墙体高度会到5.0m 以上。为避免出现此种情况,在布置剪力墙时,应结合建筑平面,尽量不用一字形剪力墙,而采用L 、T、Z、十字形等截而形式。 4、边缘构件的设置
有约束边缘构件的矩形截面剪力墙与无约束边缘构件的矩形截面剪力墙相比,极限承载力约提高40 % ,极限层间位移角约增加一倍,对地震能量的消耗能力增大20 %左右,且有利于墙板的稳定。剪力墙设置的边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件。
部分框支剪力墙结构,落地剪力墙的底部加强部位,两端应有翼墙和端柱,应设置约束边缘构件。不落地的剪力墙及落地剪力墙其他部位设置构造边缘构件。
5、连梁设计
5.1 连梁的作用
在剪力墙结构中,连接墙肢与墙肢的梁称为连梁。在水平荷载作用下,墙肢发生弯曲变形,使连梁端部产生转角,从而使连梁产生内力,同时连梁端部的内力又反过来减小与之相连的墙肢的内力和变形,对墙肢起到一定的约束作用,改善墙肢的受力状态。因此,连梁对于剪力墙结构尤为重要,在起到连接墙肢作用的同时,还对所连接的墙肢起到一定的约束作用。
5.2 连梁设计的处理方法
在带连梁的剪力墙设计中,连梁的跨高比和截面尺寸受到许多因素的影响,设计不当经常出现连梁承载力超限或连梁截面不符合设计要求的情况,设计时可从以下方面考虑。
5. 2. 1 对连梁的刚度进行折减
连梁由于跨高比较小,与之相连的墙肢刚度大等原因,在水平力作用下的内力往往很大,连梁屈服时表现为梁端出现裂缝,刚度减小,内力重分布。因此,在开始进行结构整体计算时,就需对连梁刚度进行折减。高规中解释说高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。因此,可考虑在不影响其承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂而把内力转移到墙体上
5. 2. 2 增加剪力墙洞口的宽度、减小连梁高度
增加剪力墙洞口的宽度,即增加连梁跨度,减小连梁高度,其目的是减小连梁刚度,同时由于减小了结构的整体刚度,也就减小了地震作用的影响,使连梁的承载力有可能不超限。
5. 2. 3 增加剪力墙的厚度
增加剪力墙的厚度,即增加连梁的截面宽度,其结果一方面由于结构整体刚度加大,地震作用产生的内力增加,另一方面连梁的抗剪承载力与连梁宽度的增加成正比。由于剪力墙的厚度增加后,地震作用所产生的内力并不按墙厚增加的比例分配给剪力墙,而是小于这个比例,因此有可能使连梁抗剪承载力不超限。
5. 2. 4 提高混凝上等级
提高剪力墙的混凝上等级,其弹性模量增加的比例远小于混凝上抗剪承载力提高的比例,因此也有可能使连梁的抗剪承载力不超限。
6、结语
为了保证高层建筑的质量,减少高层建筑的资金投入,降低成本,剪力墙技术的应用必不可少。建筑施工设计师应该从剪力墙的特性出发,运用新型技术,克服其局限性,最大程度的发挥其刚度数值以及简洁施工的优势,为高层建筑提供必要的技术支持。
参考文献
[1]吕文,钱稼茹.基于位移延性剪力墙抗震设计[M].建筑结构学报,1999.3.
[2]高层建筑混凝土结构技术规程.中国建筑工业出版社.
关键词:民用住宅造价;造价控制;因素分析
一、建筑结构类型的选择
不同的结构形式的工程造价是不同的,采用何种形式必须要对不同形式的造价差与可多获得的利益进行综合比较,同时考虑当地的施工能力以及施工工期。
二、基础形式的选择
在工作实践中,我们常见的几种基础形式有:砖基础、钢筋混凝土独立基础、钢筋混凝土带形基础、筏板基础等。他们的定额基价高低不同、造价差别相当大。基础形式的选择不仅关系到建筑物的直接工程造价,同时还影响到基坑维护以及施工周期。软土地基地区高层及小高层住宅常用的结构形式为短肢剪力墙结构,其基础形式一般采用筏板基础或条型基础。
三、上部结构体系及构件的确定
在设计方案及初步设计阶段正确地选择建筑的结构体系以及构件的截面及采用的材料,对整个建筑的经济性影响是相当大的。选择较为合适的结构体系,可以在方案阶段总体控制成本。同时由于上部使用功能的差别,构件截面类型也会有差异,从而导致成本差异。如现浇楼盖就有几种:(1)一般的梁板式楼盖。它使用最为普遍,有较好的经济性,但是楼盖结构占用的空间比较大,在层高一定的情况下,获得的楼层净高较小;(2)无梁137楼盖。在框架结构使用荷载较大而层高受限制的情况下,可以采用无梁楼盖形式,但无梁楼盖的建筑成本较高。(3)密肋楼盖。它多用于跨度大而梁高受限制的情况下,一般不超过9m。在跨度较大的楼板中使用,可以降低楼板的自重,取得较好的经济效益,但施工较为复杂。(4)在简体结构中为控制净高而选择使用预应力混凝土平板,跨度一般可大于9m。可以仅在及核心筒处布置梁,使用上较为自由,但成本较高。
四、混凝土设计强度的确定
目前设计中结构的混凝土设计强度有越用越高的趋势,这一方面是随着建筑材料的不断更新发展,为设计提供了更多的选择;另一方面也是由于建筑物结构形式越来越复杂,对构件截面的限制越来越严格。但是在建筑条件许可的情况下应尽可能地降低混凝土设计强度。根据GB50010―2002《混凝土结构设计规范》构件的最小配筋率是同混凝土设计强度相关的,这在一般的住宅建筑的表现最为明显。由于住宅建筑的开间一般都较小,楼板的配筋均是按最小配筋率来控制的,使用C30混凝土与使用C40混凝土相比:前者节省19.5%(采用HRB335钢筋)和6.88%(采用HRB400钢筋)左右。同时由于混凝土设计强度的降低,可以有效地降低墙及楼板的裂缝,特别是地下室外墙板,减少后期的修补费用以及由此产生的各种矛盾。
五、构造及节点在满足规范要求的经济做法
在满足建筑及结构的各项要求的情况下,如何在满足规范要求前提下,选择经济的构造及节点,也是控制成本的有效方法。
六、土方开挖方式不同对工程造价的影响
土方开挖有两种方式,机械开挖与人工开挖,由于两者采用的开挖及取费的标准不同,价格一般情况下是机械开挖低于人工开挖,另外运距的远近、是否回运、是否另外购土等。这些因素都直接影响住宅建筑工程造价。
七、住宅平面布置、外形及外墙的装饰材料不同对工程造价的影响
住宅建筑的平面布局不同、外形不同直接影响到住宅建筑工程内外墙的长度。在多层住宅建筑中,平面布局合理、简单的住宅建筑工程,墙体长度相对较短,所以墙体体积、墙身内外表面装饰面积以及内外墙脚手架的搭拆费用较低,从而可以降低工程造价,外墙采用不同的装饰材料也影响住宅建筑工程造价。
八、选用不同的建筑材料对工程造价的影响
建筑设计中所选用的建筑材料的好坏直接影响住宅建筑工程的质量、使用寿命、耐火抗震性能,并且直接影响住宅建筑工程的造价,比如:设计中采用特殊结构作法与常规作法有较大差异,差价悬殊比较明显,尤其是在住宅装修工程中,由于装修标准不同而选用不同的装饰材料对住宅建筑工程造价影响也较大,即使是同一种材料,由于材质不同,材料价格也是千差万别,悬殊明显。
九、住宅的层数及层高、净高对工程造价的影响
多层住宅建筑的层高和净高直接影响住宅建筑工程的造价。因为层高和净高增加后,净体积增加,相应使基础管线、暖通方面的造价也增加。据有关方面测算,当住宅层高从3m降到2.8m时,平均每套住宅的造价会降4%--5%,并且可以节约材料,节约能源,有利抗震。因此从节约的角度来说,住宅层高不宜大于2.8m。据侧算,在六层以内的住宅,一般层数越多,单方造价越低。因为,多层住宅在一定范围内层数增加,房间内外部的设施费、供水管道、煤气管道、电力照明等费用会随层数增加而降低。计算规则规定,建筑物超过6层计超高费,而且目前设计的房屋大多为七层住宅,按规定应计取一层超高费,还有的多层住宅设有半地下室,计算规则规定,半地下室的地上部分超过1m可按一层计算层数。这样设有半地下室的七层住宅,应计两个超高层,一个超高层大约增加费用7元/平方米,两个超高层约增加费用15元/平方米。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准.住宅设计规范[M].中国建筑工业出版社,1999.
[2]中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范[M].中国建筑工业出版社,2002.
[3]河南省建筑和装施工程综合基价[M].中国计划出版社,2002
【关键词】高层建筑;结构设计;剪力墙结构; 施工质量预防措施
中图分类号:TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
随着建筑高度的不断提升,剪力墙结构由于其结构刚度大、整体性好等优势而被广泛应用于高层建筑中,针对剪力墙结构类型特点通过结合工程实际情况而采取合理有效地设计措施相当重要,
1.项目实例
某高层住宅办公楼,地下为两层地下车库,地上为 30 层公寓住宅,建筑总高度为 95.8m,建筑长宽比为 3.6,高宽比为 2.7。 该建筑经过论证最终采用剪力墙结构类型, 由剪力墙结构来直接承受建筑物的水平以及竖向荷载。 由于剪力墙结构其墙体全部由钢筋混凝土所构成,因此其自身平面内具有较大的抗侧刚度,能够有效地抵抗较大的水平侧向力。在水平荷载作用下,剪力墙结构将主要产生弯曲型的变形。
2.高层建筑剪力墙结构设计
2.1 剪力墙结构布置
对于一般剪力墙布置来说,其应当主要沿主轴方向布置,而针对巨型、L 形、T 形等建筑平面,则可采用沿两个轴线方向布置。同时在布置剪力墙时,应尽量避免出现只有单向有墙的情况,同时对内外剪力墙采取拉通对直设置。合理地布置剪力墙数目是关键, 同时还应当满足结构质量中心与刚度中心的重合,避免结构出现过大的扭转。 这就要合理充分掌握剪力墙布置间距来体现。 剪力墙布置间距适中将有助于发挥剪力墙抗侧力构件作用,而且还可以合理地增大结构的利用空间。对于剪力墙上的门窗洞口布置应当上下对齐,明确墙肢和连梁的位置,且刚度相差不大,应避免三个以上的洞口集中于同一个十字交叉墙附近。 另外,由于剪力墙中的连梁刚度较弱,不宜将楼面主梁支承载在连梁上。对于本项目来说,本项目建筑用途为住宅公寓,抗震设防烈度为8 度,设计地震分组为一组,建筑场地类别为二类,设计基本地震加速度为 0.20g,基本风压(50 年一遇)为 0.65kN/㎡,地面粗糙度为 A 类,结构设计合理使用年限为 50 年,建筑结构安全等级为二级,结构抗震等级为二级,主楼地基基础设计等级为甲级。 该建筑体型对住宅平面布置有利,
2.2 剪力墙结构设计要点
剪力墙作为一种具有较大刚度、整体性好、抗侧力好的结构类型。 结合实践经验,笔者提出剪力墙结构设计中重要的几点设计要点如下:(1)对于地震效果较大的情况下,单纯地提高剪力墙结构的抗侧刚度,这将造成基础以及剪力墙结构的成本增加。(2)应合理布置剪力墙数量,过多的剪力墙数量将增加结构主体重量同时造成工程浪费。 (3)严格按照规范要求来进行剪力墙的构造配筋,配筋率的过低将会造成剪力墙结构延性较差。(4)合理设计剪力墙的墙长及其墙厚,避免出现墙肢承载力得不到有效发挥。综上所述,对于剪力墙结构设计一方面要保证结构具有足够的抗侧刚度,同时还需兼顾结构成本的优化。
2.3 剪力墙结构的构造设计
对于剪力墙结构设计来说, 不仅仅应满足结构的计算结果要求,同时还应满足规范的构造要求,构造要求对于保证剪力墙结构的延性等具有重要意义。根据《高规》规定,还应在结构设计时采取如下措施:(1)除注明者外,剪力墙墙体水平钢筋放在外侧 ;墙体钢筋网之间设直径 8@600x600 拉筋; 剪力墙墙体水平钢筋不得代替暗柱箍筋的设置。(2)连梁应沿整个梁高设置侧面纵筋(腰筋);除特殊标注外,连梁腰筋按墙体水平筋拉通。(3)楼板内设备预埋管上方无板上部钢筋时 ,沿预埋管走向设置板面附加钢筋网带,钢筋网带取直径 6@150x200,最外排预埋钢管中心至钢丝网带边缘水平距离 150。(4)当上部墙柱伸入地面与土体接触 、或其中一段墙柱临水时 ,无论其外表面是否设置了建筑防水层,墙柱迎水面、接触土体面的纵筋保护层应按上部结构的保护层厚度增加 30(墙)、20(柱)。
3.剪力墙结构计算分析
对本工程剪力墙结构通过采取 SATWE 有限元分析程序对结构的内力与位移进行分析,模型采用的设计主要荷载取值见表 1 所示。
表1楼、地面活荷载以及主要设备控制荷载标准值(kN/㎡)
对框架-剪力墙结构中跨高比较大的与柱墙相接梁以及某些连梁, 该梁的重力作用效应比水平风或水平地震作用效应更加明显,此时需考虑梁刚度的折减,以控制正常使用时梁裂纹的发生和发展。 另外,高层建筑楼层的侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 70%或其上相邻点层侧向刚度平均值的 80%。 经过采取一系列的计算,计算结果表明,本结构各项结果均应在正常范围之内,既满足规范要求,又符合以下三点规律:(1)柱、剪力墙的轴力设计值均为压力;(2)柱、剪力墙基本为构造配筋:(3)梁基本无超筋,剪力墙、连梁均满足界面抗剪扭的要求。
3剪力墙结构施工质量控制和预防措施
3.1 施工前的技术准备工作。 要认真做好各种设计图纸的会审,运用规范和标准图集,并且结合工程建设经验,认真详细地核对结构图与建筑图、水电施工图等,要尽可能地把图纸当中所存在的一些常见问题,比如,轴线尺寸、细部标注尺寸以及标高等是不是有误,各类设计构造的做法能不是能够在实际施工中加以实现;结构配筋是不是足够合理,节点复杂位置的钢筋能不是能够顺利就位,是不是能够满足振捣的要求和必要保护层的厚度,是不是存在漏配钢筋等现象,配筋详图和配筋平面图之间是否存在矛盾,是否存在配筋显著偏小的现象,水电埋管的留洞和建筑结构是不是存在冲突,各位置的建筑详图设计是不是切实可行,各位置的建筑方法是不是合理,水电埋管是不是太过密集等,为其今后施工的顺利开展奠定了良好的基础。
3.2 梁柱节点的钢筋绑扎工作。 对梁柱节点来说,只要有超过四个方向的梁穿过,就有可能造成一部分梁面筋保护层的厚度要大大超过设计的要求,这对于梁的承载能力会造成非常大的影响。这时,应当及时向相关人员进行反映,并且重新计算出梁所具有的承载力,并且依据梁面筋的具置以确定梁箍筋所处的高度。在具体工程实践之中,一般都会将跨中区域梁面筋进行强行地抬高,这一办法对于提升梁的承载力缺乏帮助,反而还会极大地提升施工的费用。在实际工程操作之中,墙柱钢筋电渣的焊接头将会大量地存在,比如,存在焊包不均匀等质量问题,其发生原因主要在于钢筋接头端部的截面和钢筋纵向轴线不够垂直,因而造成临近焊接完成之时并在向下挤压过程中出现用力的不均,进而导致焊包的严重不均匀,从而有可能降低钢筋接头所具有的强度。为此,应当在正式焊接之前先使用气割把钢筋接头端加以削平,从而确保切后和纵向轴线能够保持垂直,并且要把表面加以清理干净。
3.3混凝土裂缝的控制工作。在高温施工环境下,由于温度比较高,为了避免混凝土产生裂缝,应当采取以下五条措施:一是改进配合比的设计,通过优选原材料和加入高效的减水剂,以控制混凝土水泥单方的用量于250kg/m3左右,并且不掺加任何一种微膨胀剂。二是混凝土入模温度严格地控制于 30℃之下,并且降低混凝土内部的实际最高温度升高的速度。三是科学合理地进行施工,运用混凝土泵送技术将板于大梁分开进行浇筑,全部采取斜面分层法,墙体与框架柱则运用整体分层法,并且严格地控制分层的厚度。四是强化混凝土养护。水平构件应当覆盖塑料布,而竖向构件则应外挂麻袋片,并且外包塑料布。浇水的次数以确保塑料布内出现凝结水为主要标准。
4.结语
高层建筑剪力墙结构设计的主旨是发挥这种结构刚度大、美观等特点,且又能解决高建筑成本等问题。 随着建筑不断的复杂化以及建筑高度的不断提升,剪力墙结构成为了现代建筑结构设计中较为常用的结构类型之一,其被广泛应用在住宅和旅馆建筑结构中。随着建筑高层化的发展,对剪力墙性能及施工质量提出了更高要求。这就需要相关人员在生产建设实践中,更好地总结施工技义的特点与质量提升措施,以通过建筑剪力墙施工质量的提高,促进建筑施工更有效地满足社会经济发展需求
【参考文献】
[1]周浪.高层住宅剪力墙结构优化设计研究[D].武汉理工大学硕士学位论文 ,2011:95-182.