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给排水结构设计规范精选(九篇)

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给排水结构设计规范

第1篇:给排水结构设计规范范文

【关键词】水工构筑物;伸缩缝;施工

1 前言

随着我国经济发展,国家对环境保护的日益重视,各地污水处理工程逐年增多。作为配套的土建结构专业如何优化设计,在满足给排水工艺要求的前提下,既保证水池构筑物今后的正常生产使用,又降低工程造价,是设计、施工人员面临的共同任务。下面就设计中经常遇到的一些水池构筑物的问题,提出笔者的一些看法

2 设计地下水位的合理确定

水池构筑物的设计与地下水位的标高密切相关。由于地下水位未掌握好而引起结构选型错误及抗浮不够等工程事故也时有发生。地下水位不仅与结构设计有关,与给排水工艺设计也有关。根据现行国家设计规范,地下水位应根据地方水文资料,考虑可能出现的最高地下水位。一般设计均取用水文资料的最高地下水位。在50年设计基准期内,一般水工构筑物地下水可变作用的取用按“工程结构可靠度设计统一标准”原则确定[1],并不考虑罕遇洪水的偶然作用。但值得注意误。设计人员应详实了解工程所在地的水文情况,对未满足设计要求的地质勘察报告要求予以补充。要求考虑当地有无暴雨、台风影响,会否出现由于地表水不能及时排除而引起的地下水位提高。给排水设计人员,应结合对地下水位及地质情况的了解,与结构设计人员一起决定各构筑物的基底标高,综合工艺流程要求、土建造价、运营成本、投产年限诸多因素,制定总体方案及各构筑物方案,以求经济合理。

3 构筑物伸缩缝及后浇带的设置

根据设计规范,矩形构筑物最大伸缩缝间距一般为20~30m。近年来,一方面水工艺要求设计的水池构筑物长度已远超过规范间距,另一方面随着建筑材料、施工方法的改进,又为超长水池构筑物不设缝、少设缝提供了可能。

(1)伸缩缝的设置[2]。一般水池类构筑物设计中,对结构强度、裂缝开展宽度、抗浮等计算,一般均按规范要求考虑较好,但由于温度、变形以及不均匀沉降引起开裂,在工程中常常遇到。大多出现裂缝的工程实例表明,设计对温度、混凝土收缩变形等因素影响考虑欠缺是问题的主要原因:①水池类构筑物并非必须保证不开裂,对设计人员来讲重要的是做好裂缝的控制。一方面设计人员要事先对可能的不利因素及其影响予以预防,另一方面在施工过程中万一发生较大裂缝也要有处理方法及技术措施,确保工程交付验收及投产后的安全生产及运行需要。一般说来,影响裂缝的主要因素是温差及混凝土的收缩,温度越高越易开裂,裂缝的数量及宽度也越大;混凝土收缩越快也带来同样后果。②加强对允许伸缩缝间距的计算。从设计方案来讲,设计尽可能采用无缝设计以满足施工的连续性及减少施工难度。针对地基软硬及温差大小,选择伸缩缝的间距。一般水池壁厚≤500mm时,设计不考虑水池热的影响,主要考虑施工阶段的最不利温差和混凝土收缩产生的当量温差,保证由于综合温差对混凝土产生的拉应力与混凝上相应龄期的极限抗拉强度之比值符合安全要求,按此条件复核设计假定的伸缩缝间距是否满足。

(2)后浇带的做法。当设计较长矩形水池时,设计可采用后浇带施工方法来减少混凝土收缩产生的当量温差及不利温差。后浇带的设置可避免部分不利的施工前阶段温差及混凝土前期收缩产生的当量温差,从而增大了构筑物伸缩缝的允许间距。考虑施工的难度,建议设计在后浇带垫层混凝土上设置凹槽,这样方便后期后浇带的清理,杂物等可弃置于四槽,冲洗也方便。笔者在金川集团有限公司含重金属离子污水处理站扩能改造工程的一级混合反应沉淀池结构设计中因水池结构超长,采用了设置后浇带的做法,并在混凝土结构后浇带中掺入微膨胀剂UEA,依靠加强带混凝土较大的膨胀应变,补偿两侧混凝土的温差应变及混凝土的收缩,使混凝土收缩当量温差≤0,达到设计要求。

4 水池构筑物的计算要点

水池构筑物首先是计算条件的确定,根据水池的池顶池底的连接方式不同,其计算条件也各不相同。(1)敞口贮液池或贮液池的池盖为预制装配式,池壁的上端一般应视为自由支承;(2)池盖与池壁为整体现浇,并配制连续钢筋的,池壁上端视为弹性固定,当仅配抗剪钢筋的,则池壁上端视为较支承;(3)池壁与池底为整体现浇时,一般应视为弹性固定。

5土建与给排水、设计与施工间的配合

在水池构筑物设计中,给排水设计人员要了解土建一些设计要求,例如对较大水池壁与壁之间、壁板与底板之间的构造加腋(八字角)要求。如工艺不允许加腋,应向结构设计人员讲明。另一方面土建设计人员应尽量满足工艺要求,对较小水池可不加腋。设计应以设计规范为依据,专业之间互相配合,对一些构造措施应区别情况灵活掌握。设计人员还要了解施工,了解施工中新材料、新技术、新方法,了解施工顺序,施工对设计的要求,使设计切合施工、方便施工。水池施工为便于支模及浇筑混凝土,一般在离池底及加腋以上300~500mm处留置施工缝,在此范围尽量避免设计有予留洞、予埋管、悬挑梁板等。

6结 语

多出优秀设计、多出精品工程是时代赋予全体设计人员的庄严使命。在水池构筑物设计中,一方面设计人员应结合具体情况,以较少的工程造价建设优质工程,另一方面设计人员对施工失误产生的渗漏裂缝处理,也应有所了解、准备,对当前常用处理裂缝及堵漏方法、所用材料应有所了解,以便更好地完成设计后期服务。要在贯彻国家技术经济政策的同时,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。

【参考文献】

第2篇:给排水结构设计规范范文

关键词:结构设计;矩形水池;使用材料;水池荷载;内力计算;构造措施

中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:

引言

钢筋混凝土矩形水池作为常见的特种结构类型,被广范应用于工业与民用建筑的给水、消防、排污工程中。在实际的工程设计中,应充分对所设计谁吃的环境以及结构特点进行分析,保证今后的正常生产使用,又降低工程造价。

钢筋混凝土矩形水池一般由池壁、池底板和池顶盖组成。

1.水池结构设计假定

1.1 水池使用材料

在水工构筑物的设计工程中,应首先确定该水池的结构类型,一般情况下半地下式及地下矩形水池,建议采用钢筋混凝土材料。

贮水或水处理构筑物、地下构筑物的混凝土强度等级不应低于C25;3.0.3.钢筋混凝土构筑物的抗渗,宜以混凝土本身的密实性满足抗渗要求。混凝土的抗冻等级应进行试验确定。

贮水或水处理构筑物、地下构筑物的混凝土,其含碱量最大限制应符合《混凝土碱含量限值标准》CECS53的规定,不得采用氯盐作为防冻、旱强的掺和料。受侵蚀介质影响的混凝土,应根据侵蚀性质选用。

2.水池结构分析

2.1 水池荷载分类及选用

2.1.1 池顶荷载

有顶盖的水池,应计算作用于池顶板上的竖向荷载,包括顶板自重、防水层重、覆土重、雪荷载和活荷载。雪荷载和活荷载不同时考虑。

当地面无堆载时,地面活荷载可按1.5~2.0KN/m2考虑。

2.1.2 池壁荷载

作用在池壁上的荷载可分为池内水压力、池外土压力和地下水压力。

池内水压一般偏安全地按满池来计算水压。对于地下式或半地下式水池,土对池壁有侧压力,侧压力通常用朗肯主动土压力理论计算。

2.1.3 温、湿度变形应力

由于混凝土硬化过程中产生的水化热、工艺特殊要求以及季节变化等,造成池壁产生膨胀或收缩。当变形受到约束时,在池体中产生相应的的温度和湿度变形应力,很容易产生有害裂缝。在水池结构设计中,主要采取下列措施来消除或控制温差、湿差造成的不利影响:

1)设置伸缩缝或者后浇带,以减少对温度或者湿度变形的约束;

2)配置适量的构造钢筋,以抵抗可能出现的温度或湿度应力;

3)通过计算来确定温度或湿度造成的内力,在承载力和抗裂计算中加以考虑。

2.2 荷载组合

水池设计中通常考虑以下3种荷载组合:

池内水压+自重(对应工况为:池内有水,池外无土),

第①组合为地上式水池的必需组合;

②池外土压+自重(对应工况为:池内无水,池外有土),第②组合是半地上式水池和地下式水池的必需组合;

③池内水压+自重+温、湿度变形应力;

第③组合用于冬夏季或早晚温、湿差大的地区,并且没采区任何保温措施的水池。

水池结构构件正常使用极限状态的设计要求主要是裂缝控制。当荷载效应为轴心受拉或小偏心受拉时,其裂缝控制应按不允许开裂考虑,此时,凡承载能力极限状态设计时,必须考虑的各种荷载组合,在抗裂计算时都要考虑;当荷载效应为受弯、大偏心受压或大偏心受拉时,裂缝控制按限制最大裂缝宽度考虑,此时,只考虑使用使用阶段的荷载组合,但可不计入活荷载短期作用的影响,即最大裂缝宽度应按荷载效应的准永久组合值计算。

3.水池内力计算

水池的内力计算主要包括池壁内力计算和底板内力计算。不同边界条件和地基反力模型的选取,对水池的内力计算结果有很大的影响。

3.1 池壁的边界条件假定和内力计算

3.1.1 池壁与顶板

a.对于敞口水池池壁和顶板为预制搁置且无连接措施时,池壁顶端视为自由端;

b.当预制板与池壁顶端设有抗剪钢筋连接或池壁与顶板整体浇筑,仅配置抗剪钢筋时,连接应视为铰接;

c.当池壁与顶板整体浇筑,并配置连续钢筋时,池壁与顶板节点应视为弹性固定,而当池壁与顶板整浇,且池壁的线刚度与顶板线刚度比值大于5时,顶板相对于池壁来说可视为铰接。

3.1.2 池壁与底板

a.当池壁底端为独立基础时,池壁底端可视为固定支承;

b.对于非独立的基础,当池底板外挑长度大于池壁厚度及底板厚度时,池壁底端也可视为固定支承;

c.当底板较薄或挑出长度较小,而地基较弱时,宜按弹性固定计算。

3.1.3 池壁与池壁

矩形水池相邻池壁间的连接应按弹性固定考虑。

3.2 抗浮稳定计算

当水池地面标高在地下水位以下,或位于地表滞水层内又无排除上层滞水措施时,地下水或者地表滞水就会对水池产生浮力。当水池处于空池状态时就有被浮托起来或池底板和顶板被浮力顶裂的危险,此时应对水池进行抗浮稳定性验算。

封闭式水池的抗浮稳定性不够时,可以用增加池顶覆土厚度的办法来解决。开敞式水池的抗浮稳定性不够时,则采用增加水池自重,将底板悬伸出池壁以外,并在上边压土。凡采用覆土抗浮的水池,在施工阶段尚未覆土之前,应采取降低地下水位的措施。

4.构造措施

水池计算不仅要满足水池的强度、稳定和裂缝宽度要求,还要采用构造措施,加强结构的整体刚度,增强其防水、抗渗和耐冻性能。构造措施如下:

a.混凝土水池的受力壁板与底板厚度不宜小于20cm。

b.混凝土水池各部件的受力钢筋宜采用小直径钢筋,每米宽度不宜小于4根,且不宜超过10根。

c.现浇钢筋混凝土水池池壁的拐角与顶、底板的交接处,为增强连接处的抗裂性,宜设45°腋角,并在腋角内配附加筋与受力筋相同,间距宜为受力筋间距的两倍。

d.敞开式水池往往在池壁顶部先开裂,池壁顶端宜设置暗梁,高度不得小于池壁厚度;在池壁的转角和内隔墙与外池壁交接处宜设置暗柱,池壁太长,也可以每隔一段距离设置暗柱。

e.钢筋混凝土水池池内外表面抹防水砂浆面层。

f.在水池露出地面四周设散水坡,防止地面水渗入引起地基不均匀沉降。

5.结语

综上所述,只有全面了解水池各构件的组成及联系,才能更好的对其进行简化,选取合理的结构方案,应用正确的结构计算简图和计算公式,并结合水池这种特种结构的构造特点,才能把钢筋混凝土矩形水池设计得更加可靠和经济。

参考文献

SH/T3132-2002 石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范

第3篇:给排水结构设计规范范文

阐述了建筑结构的类型与设计的内容,结合多年的工作经验,对如何提升建筑结构设计品质提出个人一点愚见,与大家一起探讨。

关键词:建筑结构设计;类型;内容;措施

Abstract: our comprehensive national strength of ascension that people to the improvement of the standard of living, to our house design workers put forward higher request. In the national strength is strong at the moment, the city infrastructure and housing construction pace more and more quickly, a group of and a batch of high quality, high standard building consequential. The era of planned economy by the "problem" to the development requirements of comfort across, this also is absolutely the progress of transference, therefore, the people to the requirements of the housing is all parties. Below,

Expounds the types of building structure and design content, combined with years of the worked experience, how to improve building structural design quality puts forward personal a little humble opinion, and we discuss together.

Keywords: building structure design; Type; Content; measures

中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:

1 建筑结构设计概述

1.1 建筑结构的类型

建筑物根据使用功能要求的不同,因此有了许多类型及分类方法。根据建筑物的用途,可以分为工业建筑与民用建筑。根据建筑物的层数,可以分为单层、多层、高层和超高层建筑。建筑物根据其结构类型(即所使用的结构材料)可以分为:木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和混合结构等。建筑物根据其结构体系(即结构构件的组成方式),可以分为框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构、框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。

1.2 建筑结构设计的具体内容

1.2.1 结构设计程序

建筑物的整体设计包含很多方面,有建筑结构设计、景观设计、给排水设计、暖通设计和电气设计等。建筑结构设计在建筑设计工作中起着决定性的作用,是其最主要的组成部分。经济、安全、环保、美观是建筑设计所遵循的基本要求。

1.2.2 建筑结构设计要求

为提升建筑结构设计品质,保证建筑结构的安全性和可靠性,在设计阶段应注意以下问题:抗震考虑,建筑结构抗震等级的选择应综合考虑当地实际情况,包括建筑高度、地域烈度、场地土类别、具体结构类型等;相关的计算,应合理输入载荷及正确计算,并验算结构构件的承载正常使用状态及扰度,以满足承载力与舒适度的要求。

1.2.3 结构设计应遵循的基本原则

可靠性、经济性、美观性、适用性、安全性。

2 提高建筑结构设计品质的有效途径

建筑工程受地理因素的制约与影响,这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例: 基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定,又如墙体围护的主材在不同地区存在差异,工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前,设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范,特别是地方规范,再根据具体的工程结构类型、地域条件确定具体参数,这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时,避免参数的不合理选用,或者造成不必要的返工、浪费等现象,如此设计的构筑物可实现经济、安全的要求。

2.1 重视结构计算与地基基础设计

建筑结构计算结果是施工图设计的重要依据 ,并且计算结果是否正确直接关系到建筑结构设计的可靠性和安全性 ,所以必须引起设计人员的高度重视。例如在楼板计算中应选用正确的计算方法进行楼板计算 ,对于连续板不能选用单向板的计算方法 ,对于双向板计算应考虑材料泊松比对其的影响 ,以避免由于未调整跨中弯矩而造成计算值不准确 ;基于科学技术的不断发展 ,大多数结构计算均采用计算程序进行计算 ,这种计算结果虽然精确度很高 ,但是缺少与必要的设计经验相结合 ,所以必须对电算结果进行分析、评价 ,以此判断其正确与否 ,可否作为建筑结构设计的依据。地基基础设计是建筑结构设计中的重要环节 ,该环节的设计质量优劣直接与后期设计工作是否能够顺利开展息息相关。为使地基基础设计更符合建筑所在地的地基基础类型特点 ,设计人员应在熟知国家相关标准的前提下 ,对地方性的《地基基础设计规范》加以深入学习 ,明确地基基础特点 ,丰富地基基础设计经验 ,掌握设计处理的方法 ,使地基基础设计更符合建筑工程的实际地理情况。

2.2 重视抗震设计

通常情况下 ,设计师在进行框架结构设计时 ,多数都只重视横向框架的设计 ,往往容易忽略纵向框架的设计 ,然而抗震设计规范中明确规定了水平地震作用必须按照两个主轴的方向进行分别计算 ,各方面的地震作用需由该方向的抗侧力构件自行承担 ,因此 ,在进行框架设计时 ,横向框架和纵向框架的作用应该是等同的 ,也就是说两者有着同等的重要性 ,缺一不可。在进行建筑结构设计时 ,应遵循小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设计原则 ,这就要求结构设计应设计成延性结构。延性结构的变形能力能够有效地承载一定的地震作用 ,能够降低地震对建筑结构的破坏,因此,建筑结构设计应尽量以延性结构为主。

第4篇:给排水结构设计规范范文

【关键词】住宅小区;室外给排水;施工图设计

随着经济的发展,水资源的使用也呈现出不断上涨的趋势,对于住宅小区的给排水问题,也逐渐引起了人们的重视。室内给排水系统源于室外市政给水管网,而又止于室外市政排水管网,住宅小区局部的用水质量有了大大的改善,其中室内外生活、消防用水都非常的简单快捷,一扫传统的用水窘境,而排水的方式主要是通过布置在室外的排水管道将各住宅小区楼宇产生的生活污废水、雨季的天气降水排至住宅小区外的特殊检查井内。“给水进、排水出”看似简单的六个字,其实包含的工作量十分巨大,给排水系统的形成过程需要技术人员首先进行管道的布置设计,继而对住宅小区的房屋结构等等进行细致的勘察测量才能进行安装,而施工图的设计更是难上加难,由于施工工程是一项隐秘性工程,所以施工图的设计需要结合住宅小区的建筑结构设计图纸来进行,对设计人员的设计思路有了较大的限制,所以在给排水施工图的设计上,总会存在许多问题。本文接下来将对各种问题进行细致的探讨说明。

一、住宅小区室外给排水施工图设计中存在的深度问题

住宅小区室外给排水施工图的设计是工程具体施工的重要前提,只有依照精密科学的设计施工图才能在住宅小区的室外进行顺利的施工。但在一些给排水的管道工程中,施工的方式不怎么明确,而且工序十分的混乱,这一方面的原因是施工人员的技术并不娴熟,而更重要的是缺少一张能够指导施工人员正常施工的施工图纸。所以在施工过程中经常可以看见没有按照设计图就混乱施工的现象,这既耽误了正常的施工进度,也对住宅小区用户的给排水质量造成了严重影响。一套完整的小区给排水设计施工图纸应涵盖小区建筑物建筑规划、结构、给排水构筑物及管道的精细尺寸、管道标高以及交叉处的节点坐标等等。设计师应该对住宅小区的总体布局及结构有比较深入的了解,并且要搜集市政能够提供的所有关于施工住宅小区的相关资料,然后再针对市政职能部门给出的原有给水阀门以及雨、污水检查井处的具体坐标位置来进行给排水管道的综合设计。在设计过程中一定要特别注意管线的布置,尤其交叉点非常多的管道处应该有必要进行三维可视化设计,这样能有效避免管道交叉出现渗漏的现象。此外对于住宅小区外面的明沟或暗沟,还需要设计人员能够对明暗沟始端、末端及中间变坡点进行较为精密的设计,以免排水过程中出现倒坡及污水反流的现象。

二、住宅小区室外给排水施工图设计中存在的综合性问题

对于住宅小区的给排水施工图的设计,存在的问题一般比较分散但是又能联系起来,总体分析起来主要是综合性的问题占据大多数。对综合性问题的分析和探讨,能够有效的涵盖整个工程施工过程,这样对于施工质量和施工效率的提高都大有好处。接下来本文将针对这个环节具体分析施工图中存在的综合性问题。

给排水管道的规格、尺寸选取是一个需要重点关注的因素,由于不同住宅小区的排水量并不一致,如果管道的管径不合适,可能会出现给排水管道资源浪费或者是排水量超出了给排水管道在单位面积的极限流通量,这样的情况显然不是设计师所希望看到的。对于管道的管径应经过专门的数据师进行细致科学的计算后才可以确定,管径偏大或偏小都会使得住宅小区局部甚至整体的用水质量大大降低。此外一旦出现火险,甚至会阻碍消防用水的最佳使用时段,给人们的生命安全及财产带来巨大威胁。而且在住宅小区内的排水量一般较为分散,这也决定了管道数量会比较多,管线的布置会存在一定的障碍。如果管道位置重叠,可能会出现锈蚀而渗漏的现象,这样一来在将会出现断水或者污水反流的不良现象。

三、住宅小区室外给排水施工图设计中存在的给水工程问题

在住宅小区的给排水问题上,往往是小区居民比较看重的,这也是施工图的主导者--设计师最为重视也是头疼的问题。最重要的一步就是在给水的过程中能够完美的避免居民用水倒流的现象。

根据国标《倒流防止器安装图》的规定,在住宅小区的给水管道处一定要安置倒流防止器和导流防止器。但是二者不能与给排水系统有直接的相连关系,应该处于一种间接给排水的状态。倒流防止器主要由进水止回阀、出水止回阀以及自动排水阀组成,其主要作用是防止用户在给排水的过程中出现污水反流或者用水堵塞的现象。此外由于一些住宅小区的内部建构并不科学也会给施工图的设计带来一定的困难,如果管道布置的空间不够,可能会造成供水困难或排水不便的问题。

四、住宅小区室外给排水施工图设计中存在的雨污水排水工程的问题

在住宅小区的施工图设计上亦须严格依照国家标准来实行,特别是给水阀门井、水表井、排水检查井和雨水口等几个重要的设计点需要设计人员能够合理的布置。此外在正常的施工图的设计,提供给工程师的住宅小区的平面图的比例常偏小,这样对于管线的设计和排水口的选择都会造成微量的误差,管道的管径、长度、给水阀门井、排水雨污水检查井的编号以及雨污水管道的坡度都会出现一定的数据偏差。所以工程师应该亲自对该住宅小区的内部结构有一个全面的了解,再根据建筑给排水设计规范要求进行施工图的设计。关于雨污水排水工程的设计问题,重点放在雨污水口的位置的选择上,应严格遵循《室外排水设计规范》的规定来布置。住宅小区居民的生活与建筑消防用水安全、排水功能是否正常、生活水资源的好坏、施工的造价、后期管道的维修等等问题都相互联系、息息相关。所以,施工图的设计人员应该在正式施工之前,对住宅小区的建筑建构有较为全面的了解,然后根据小区居民的具体要求,设计出多套施工图的方案,最近经过反复的讨论和经济分析选择性价比最高、最适用的施工图来进行后期施工。

结语

住宅小区施工图的设计不是一蹴而就的,是一个需要花费大量时间搜集数据并经过细致分析整理之后才能设计出来的。住宅小区的给排水工程虽然只是一个看似小型化施工工程,但是与居民的日常生活息息相关,与住宅小区内各建筑局部的正常生活用水、建筑消防和生活排水等都有着重要联系,而在生活污水的排放问题上更是非常的重要。总之,设计师在进行住宅小区的给排水管道设计中,一定要结合住宅小区的环境,对节能、造价、维修、管理等进行周全的考虑之后再从整体上开始施工图的设计。一份科学合理高质量的施工设计图还应该含有简单完备的工期计划,这样能够有效控制施工进度和施工质量。此外在施工之前还需要进行仔细的数据校对、审核以及审定,只有将每个过程都做的尽善尽美,这样才能使施工图的设计质量有所保障,施工质量以及以后系统的正常运行得以实现。

参考文献:

[1]GB50016—2006,建筑设计防火规范[S].

[2]GB50045—95(2005) ,高层民用建筑设计防火规范[S].

[3]GB50352—2005,民用建筑设计通则[S].

[4]GB50013—2006,室外给水设计规范[S].

第5篇:给排水结构设计规范范文

【关键词】框架结构;结构设计;计算简图;杭震构造

钢筋混凝土框架结构由梁和柱所组成,是一种抗震、抗风较好的结构体系,这种体系的侧向刚度小,平面布置灵活,易于满足建筑物设置大房间的要求,在工业与民用建筑中被广泛应用。

1 框架结构设计原则

1.1 刚柔并济 合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差,强大的破坏力瞬间袭来时,需要承受的力很大,容易造成局部受损最后全部毁坏;而太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。柔多一点虽然造价便宜但是必然产生变形以适应外力,太柔的结果必然是太大的变形,甚至会导致立足不稳而失去根本。

1.2 多道防线 安全的结构体系是层层设防的,灾难来临,所有抵抗外力的结构都在通力合作,前仆后继。这时候,如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上,是非常非常危险的。如土建结构中多肢墙比单片墙好,框架剪力墙比纯框架好等等,就是体现了多道防线的设计思路。

1.3 抓大放小 在框架结构结构体系中具有“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等的说法也是钢结构设计中非常重要的概念。绝对安全的结构是没有的。简单地说,虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体,但各个构件担任的角色不尽相同,按照其重要性也就有轻重之分。一旦不可意料的破坏力量突然袭来,各个构件协作抵抗的目的,就是为了保住最重要的构件免遭摧毁或者至少是最后才遭摧毁,这时候牺牲在所难免,让谁牺牲呢?明智之举是要让次要构件先去承担灾难。“宁为玉碎,不为瓦全”,如果平均用力,可能会“玉石俱粉”,损失则更大矣!

1.4 打通关节理想的结构体系当然是浑然一体的―也就是没有任何关节的,这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。基于这个思路,设计者要做的就是要尽可能地把结构中各种各样的关节“打通”,使力量在关节处畅通无阻。打通关节保持平衡的目的其实就是使其永远处于原始的静态,当力量不能畅通时,构件与构件之间,构件的组成元素与元素之间的静态平衡一旦被破坏,结构变成机动,“动”即是死,即为终结。可见设计者是协调者,其任务是让所有互不相关的静态构件相聚之后依然处于静态(也就是使其保持常态),或者是处在相对的静态之中。

2 框架结构设计方法

现代建筑常因设计不当而造成施工环节质量难以保证,给工程安全留下隐患,现从以下几个方面阐述框架结构设计时应注意的问题。

2.1 框架计算简图的确定

2.1.1无地下室的多层框架房屋

(1)基础埋深较浅时现浇的框架结构梁柱刚接,计算简图的确定主要是确定底层柱的计算长度。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 (以下简称《结构规范》)第6.2.20条规定:一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构,底层柱的计算长度取基础顶面到一层楼盖顶面的高度H:装配式框架取1.25H。

(2)基础埋深较大时为了增加房屋底部的整体性,减小位移有时在0.000n〕附近设置基础连系梁。将基础连系梁以下的部分看作底层,往的H值取基础顶面至连系梁顶面的高度,而把实际建筑的底层作为第二层考虑,层高H取连系梁顶层至一层楼面高度。

2.1.2 带地下室的多层框架房屋 对于带地下室的多层框架结构,合理确定上部结构的嵌固位置是一个关键问题。《结构规范》和《建筑抗震设计规范》GB50011-2010(以下简称《抗震规范》),都没有明确地提出具置,需要具体问题具体分析。对于能够满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或采用箱型基础时,可将地下室顶作为框架上部结构的嵌固位置,在利用PKPM软件进行设计时,楼层总数仅输入地下室以上的实际层数,底层的层高H取实际层高。这样计算出的地震作用与实际情况较为接近。对于不能满足《抗震规范》第6.1.14条规定的地下室结构或者采用筏板式基础时,嵌固位置最好取在基础顶面。此时,利用电算进行楼层组合时,总层数应为实际的楼层数加上地下室的层数。

2.2 基础宽度和面积的计算 在计算基础宽度或面积时,往往由于力学模型不明确或考虑问题不周详,导致基础宽度或面积不足。如墙体上作用有较大集中力的情况,当墙体上有较大的集中力作用时,通过墙体和基础可将集中力向地基扩散,但这种扩散是有一定范围的,且基底土反力并不均匀分布。若设计时用该集中力除以墙段长度得到的平均线荷来确定基础宽度,则导致局部基础宽度不足。因此,必须加大基础宽度以满足地基承载力的要求。通常采用局部调整系数调整基础宽度的方法解决此类问题。

2.3 钢筋混凝土保护层厚度的取值 混凝土保护层的作用是保护钢筋不发生锈蚀,并保证钢筋的粘结锚固性能,直接影响构件的耐久性和钢筋的受力性能,但由于设计人员的不重视,常会出现问题:

2.3.1 梁或柱中,只注意到主筋的保护层厚度,而忽略了箍筋的保护层厚度,造成箍筋外露或保护层厚度不足;

2.3.2 主梁与次梁交叉处、主梁、次梁和板的钢筋关系处理不明确,造成板负筋保护层厚度不足或构件有效截面高度损失,直接影响到构件的安全性;

2.3.3 地上部分与地下部分的柱子因所处的环境条件不同,根据规范要求,应采取不同的保护层厚度。

因此,设计时应注意:

(1)正确处理构件内各类钢筋的相互关系,按钢筋的正确位置确定构件内钢筋的保护层厚度及构件有效截面高度,并进行构件的截面设计。首先根据规范要求确定梁柱内箍筋的保护层厚度,即确定箍筋的正确位置,主筋的保护层厚度可采用a+dl(a为箍筋保护层最小厚度,d:为箍筋直径),并大于规范规定的最小厚度,以此确定主筋的正确位置;根据各种钢筋的正确位置,确定相关构件的有效截面高度并进行配筋计算,在施工图中标出相关构件中钢筋的位置。

(2)正确区分同一构件所处的环境条件,区别对待不同环境下的混凝土保护层厚度。地下部分的柱子可将其断面加大,满足其保护层厚度的要求,同时保证柱子钢筋上下位置的一致性,满足钢筋受力要求。

总之,以上提出的都是些框架结构设计中出现的易疏忽的问题。一旦处理不好或计算过程中未加考虑便会导致结构不合理,甚至结构不安全。设计人员在精于结构电算分析的同时,更应注意到以上所提到的在设计过程中碰到的类似问题,使施工图的设计更完善,保证结构的安全。

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第6篇:给排水结构设计规范范文

关键词:建筑;人防地下室;给排水;设计

近几年来,随着我国经济及社会的发展,人防地下室平时大都数被作为商场或车库使用,只有在发生大型战争时才会作为人员的掩蔽所使用,作为战时人员的掩蔽工程,需结合战争大背景下掩蔽人员的需要,进行合理高效的给排水工程设计。鉴于给排水工程的重要地位及作用,人防地下室给水、排水以及消防等的设计就显得尤为重要,对未来的国防安全等有着很重要的现实意义。

一、 人防地下室给排水设计的概念

作为建筑给排水系统施工的重点项目,人防地下室给排水设计在建筑设计中占有极其重要的位置。高层建筑在设计施工的时候都会设置1~2层的地下空间,用来作存货仓库或者是停车场,这就要求建筑设计者在设计时-要结合我国现阶段地下室的结构功能,对人防地下室的防水防震功能要求应有针对性的设计,在精心设计提高其结构质量的同时要对其结构功能进行进一步的完善,满足当前发展的功能需求,所以,这就要求设计者在进行人防地下室结构设计时要将设计的重心转移到给排水设计上,避免给排水设计对地下室结构造成影响,确保其功能的完整性。

二、人防地下室给排水设计分析

(一)地下室的给水设计

近年来,在人防地下室的使用及演变过程中,对其给水的设计,要结合原始的使用功能,严格按战时标准设计, 这就要求人防地下室的给水设计要满足所掩蔽人员的日常生活需求,在此基础上,也要满足战后清理人防地下室过程中的冲洗需求。在设计的过程中,也要考虑到人防地下室内部设备和现状,为了满足战时掩蔽人员的饮用水、生活用水以及人员洗消用水和口部洗消用水的需求,要根据实际情况设计贮水箱,并使用水量达到《人民防空地下室设计规范》里的需求标准,而且对于饮用水、生活用水可在贮水箱上设取水龙头,供人员使用,或装置相应的洗漱用水装置,增大给水管道的供水泵流量进行战时的日常用水使用。此外,要结合战后撤出人防地下室后对污染房间的冲洗需要,在染毒区域设冲洗龙头及简易洗消间中设1-2个洗脸盆并设供水泵加压供水,设计相应的贮水箱,通过使用皮带水龙头抽取贮水箱的水进行出入口的冲洗。根据战时的用水需求,对战时用水量的计算是人防地下室设计的重点,下表是战时人员掩蔽用水量统计[1]:

另外,如设有电站时也应考虑电站的用水,移动电站的冷却水用水量设计为2m3,洗消用水可由贴临的人员掩蔽部供给,或独立设置。通过上述设计,满足了人防地下室的用水,做到了合理的给水设计,

(二)人防地下室的排水设计

作为人防地下室给水设备的配套设备,排水系统应该是单独设计的,地上建筑的生活污水管、雨水管、燃气管不得进入人防地下室。也就是与建筑物上部用水的不同,人防地下室排水系统具有战时污水排放以及战后染毒房间及通道冲洗废水排放等,这也就决定了其上部建筑的排水系统不允许穿过地下室的人防区域。在实际的设计及建造中,应将人防地下室清洁区的污水设污水池及排水管独立排出,染毒区的洗消废水设染毒水池及排水泵独立排出。地上建筑的排水应在人防地下室的顶板上设覆土层或管沟敷设排水管,将污水排至室外。在管材的选择方面,应根据敷设区域的不同,按规范要求选择抗震效果较好的水管。

以一个人防地下室的二等人员掩蔽部排水设计为例,此工程的设计时,战时排水可利用平时集水井以及排水管道排出,根据平时及战时流量和扬程的要求合理的选择污水泵,做到平战结合。人防地下室各战时出入口防护密闭门外的通道内、竖井及防毒通道和密闭通道内设置有染毒水池,并在其他染毒房间设防爆波地漏接至防毒通道和密闭通道的染毒水池,方便排出染毒污水。战后排污过程中,设计有移动式潜污泵等装置排出废水 [2]。

(三)人防地下室的消防设计

当前的人防地下室大多被当做车库使用,基于此现状,设计相应的消防系统势必不可少的,要确保所设计及建造的消防系统能实现发生火灾时自动喷水的需要,进行设计时,要考虑到,人防地下室消防系统可连接上部建筑消防系统,形成两者的共用。为了方便简易操作,可连接安装阀门控制进行二者的转换,满足当前人们生产生活对建筑人防地下室消防方面的需求。与此同时,要考虑到空间密实的情况,和密闭造成的室内烟气大雾温度高情况,所以,要将给排水工程所用的消防水箱水池以及消防泵与地面消防设施进行共用合用,并在人防地下室外墙或顶板有消防管道穿过的地方采取防护密闭措施。

(四)平战结合要求的设计

人防地下室在不同时期的作用是不同的,基于此,要考虑平战结合的原则,针对不同时期的应用进行综合设计。在设计时,给排水管道的位置应在混凝土浇筑之前预留孔道,为了保证人防地下室的整体性和密闭性,不得进行管道二次安装,上部建筑的燃气管以及雨水管等不能进入防空地下室,遇到必须要穿过的情况,其公称直径不宜大于150mm。为了方便战时能及时封堵日常用的给排水管道,穿人防地下室的围护结构,应设防护阀门,防护阀门采用压力不小于1.0MPa,阀芯为不锈钢或铜材质的闸阀或截止阀。临战时关闭,以供战时需要。

(五)给排水系统管材和连接

首先,在给水管的选择方面,应选用内壁衬塑的钢塑复合管,并采用防腐处理的机制排水铸铁管用于围护结构以内的重力排水管。同时,在敷设结构底板时应采用热镀锌钢管,另外,对于集水池的通气管,则应选用热镀锌钢管;其次,当管道穿越人防围护结构时,应在围护结构内侧设置相应的防护阀门,对大于100mm的给水管直径用卡箍接口进行连接,小于100mm的则选择丝扣连接;此外,在设计时,要注意到人防地下室围护结构的内侧设置的防护阀门,其阀门近端面的距离墙应不大于200mm,并安装在穿墙或顶板的管道上,确保人防地下室的安全维护的进行[3]。

三、结束语:

综上所述,基于人防地下室的特殊性,在给排水设计的过程中要充分考虑到人防地下室的给水、排水以及相应的消防设计,并结合当前社会的发展现状,进行其平战结合要求的设计,在材料选择方面严格把关,因地制宜进行设计,满足当前发展的需求。

参考文献:

[1]梁勇明.人防地下室给排水设计要点分析[J].工程建设与设计,2011,03:76-78.

第7篇:给排水结构设计规范范文

关键词:建筑设计;结构设计;安全设计

1 建筑安全与结构安全的关系

建筑结构安全直接影响建筑物的安全,结构不安全会导致墙体开裂、构件破坏、建筑物倾斜等,严重时甚至发生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中,不少三角形建筑均遭到严重的破坏。从结构角度而言,平面形状是三角形的结构迎风面较大,在水平风力作用下,它受力的效果,即抗弯曲变形和抗侧移的能力比圆形、椭圆形、正方形,正多边形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高层建筑要弱很多,而使得建筑物安全性较差。

2 结构设计安全度

2.1结构设计安全度的概念

从事建筑结构设计的基本目的是在一定的经济条件下,赋予结构以适当的安全度,使结构在预定的使用期限内,能满足所预期的各种功能要求,一般来说,建筑结构必须满足的功能要求是:能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用,且在偶发事件中,仍能保持必须的整体稳定性,即建筑结构需具有的安全性;在正常使用时具有良好的工作性能,即建筑结构需具有的适用性;在正常维护下具有足够的耐久性。因此可知安全性、适用性和耐久性是评价一个建筑结构可靠(或安全)与否的标志,总称为结构的可靠性,对这些性能的度量,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构的可靠度(或称安全度)。

2.2安全度与工程事故

关于工程事故与设计安全度的关系,有人认为国内发生的工程事故与现行规范的安全度没有关系,规范的安全度是够的。资料显示,上世纪50年代的结构设计方法与现在近似,当时所用的混凝土强度很低,只有110#-140#,比现在的C15还低,其施工手段也很落后,混凝土用体积配合比,人工搅拌,没有振捣器。而施工发生安全事故的却很少,如北京饭店、王府井百货大楼等一些建筑物,使用至今已逾45年,而且都经过了唐山地震影响的考验,因此可以说,现在的安全事故与结构设计安全度是没有连带关系的。不过也有专家指出,一些工程事故往往由多种因素综合造成,施工质量差、设计有毛病、结构安全储备又偏低,加在一起终于酿成大祸,这类情况不是由于野蛮施工和管理腐败,较高的安全度总是与较低的失效概率相联系,这是客观规律。

3 确保建筑安全的设计措施

3.1建筑设计必须与结构设计相结合

建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节,对整个建筑物的外观效果、结构稳定方面起着至关重要的作用。但也有一种不好的倾向,少数建筑设计帅把结构设计摆在从属地位,并要求结构必须服从建筑,应以建筑为主。许多建筑设计师强调创作的美观、新颖、标新立异,强调创作的最大自由度,然而有些创新的建筑方案却在结构上很不合理甚至无法实现,这无疑给建筑结构的安全带来隐患。

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3.2合理确定设计安全度

结构设计安全度的高低,是国家经济和资源状况、社会财富积累程度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。确定工程的安全度在一定程度上需以概率和统计为基础,但更多的须依靠经验、工程判断及综合考虑。

与国际上一些通用标准相比,我国混凝土结构规范设定的安全度水平偏低,有的偏低较多。这体现在涉及结构安全度的各个环节中,如我国混凝土结构设计规范取用的荷载值比国外低,材料强度值比国外高,估计结构承载力所用计算公式的安全裕度低于国外甚至在个别情况下偏于不安全,对结构的构造规定又远比国外要求低。

3.3进行防火防爆设计

建筑消防设计市建筑设计中一个重要组成部分,关系到人民生命财产安全,应该引起大家的足够重视。现从防火分区和安全疏散两方面来讨论:

3.3.1建筑的防火分区问题

《建规》3、2、1条规定了厂房的防火分区,其中有一点需要注意,即厂房的防火分区是和该厂房的耐火等级、最多允许层数及占地面积有关。虽然《建规》中规定封闭楼梯间的门为双向弹簧门就可以了,但作为划分防火分区用的封闭楼梯间门至少应设乙级防火门。因为开敞的楼梯间也是开口部位,是火灾纵向蔓延的途径之一,也应按上下连通层作为一个防火分区计算面积。

3.3.2安全疏散设计问题

很多大型商业建筑在消防安全疏散设计中存在的问题,诸如首层中部疏散楼梯无法直通室外、中庭回廊容易滞留人员、首层疏散距离超过规范要求等。商业建筑卖场的疏散距离应执行《建规》中5、3、8第三款(不论采用任何形式的楼梯间,房间内最远一点到房门的距离不应超过袋形走道两侧或尽端的房间从房门到外部出口或楼梯间的最大距离)的规定,即22m,如再设有自动喷水灭火系统其疏散距离再增加25%,为27.5m。但如果在商业建筑的卖场每家店铺均设有到顶的隔断墙,并设有安全疏散通道,疏散通道两侧的隔墙耐火极限≥lh(非燃材料),房间隔墙耐火极限t>0.5h(非燃材料),则房间门通过安全疏散通道到疏散出口的距离适用40m和22m的规定等等。

3.4考虑建筑结构的耐久性

结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题。现在有这样的倾向:设计中考虑强度多而考虑耐久性少,重视强度极限状态而不重视使用极限状态。重视新建筑的建造而不重视旧建筑的维护。所谓“安全”,包括保证人员财产不受损失和保证结构功能的正常运行,以及保证结构有修复的可能,即所谓的“强度”、“功能”和“可修复”三原则。

我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干渴、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害。所以这个问题必须引起格外重视。

第8篇:给排水结构设计规范范文

    侧移的能力比圆形、椭圆形、正方形,正多边形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高层建筑要弱很多,而使得建筑物安全性较差。

    2  结构设计安全度

    2.1结构设计安全度的概念

    从事建筑结构设计的基本目的是在一定的经济条件下,赋予结构以适当的安全度,使结构在预定的使用期限内,能满足所预期的各种功能要求,一般来说,建筑结构必须满足的功能要求是:能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用,且在偶发事件中,仍能保持必要的整体稳定性,即建筑结构需具有的安全性:在正常使用时具有良好的工作性能,即建筑结构需具有的适用性:在正常维护下具有足够的耐久性。因此可知安全性、适用性和耐久性是评价一个建筑结构可靠(或安全)与否的标志,总称为结构的可靠性,对这些性能的度量,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构的可靠度(或称安全度)。

    2. 2 安全度与工程事故

    关于工程事故与设计安全度的关系,有人认为国内发生的工程事故与现行规范的安全度没有关系,规范的安全度是够的。资料显示,上世纪5O年代的结构设计方法与现在近似,当时所用的混凝土强度很低,只有11O#一l40#,比现在的C15还低,其施工手段也很落后,混凝土用体积配合比,人工搅拌,没有振捣器。而施工发生安全事故的却很少,如北京饭店、王府井百货大楼等一些建筑物,使用至今已逾45年,而且都经过了唐山地震影响的考验,因此可以说,现在的安全事故与结构设计安全度是没有连带关系的。不过也有专家指出,一些工程事故往往由多种因素综合造成,施工质量差、设计有毛病、结构安全储备又偏低,加在一起终于酿成大祸,这类情况不是由于野蛮施工和管理腐败,较高的安全度总是与较低的失效概率相联系,这是客观规律。

    3 确保建筑安全的设计措施

    3 1建筑设计必须与结构设计相结合

    建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节,对整个建筑物的外观效果、结构稳定方面起着至关重要的作用。但也有一种不好的倾向,少数建筑设计师把结构设计摆在从属地位,并要求结构必须服从建筑,应以建筑为主。许多建筑设计师强调创作的美观、新颖、标新立异,强调创作的最大自由度,然而有些创新的建筑方案却在结构上很不合理甚至无法实现,这无疑给建筑结构的安全带来隐患。

    3.2合理确定设计安全度

    结构设计安全度的高低,是国家经济和资源状况、社会财富积累程度以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。确定工程的安全度在一定程度上需以概率和统计为基础,但更多的须依靠经验、工程判断及综合考虑。

    与国际上一些通用标准相比,我国混凝土结构规范设定的安全度水平偏低,有的偏低较多。这体现在涉及结构安全度的各个环节中,如我国混凝土结构设计规范取用的荷载值比国外低,材料强度值比国外高,估计结构承载力所用计算公式的安全裕度低于国外甚至在个别情况下偏于不安全,对结构的构造规定又远比国外要求低。

    3 3进行防火防爆设计

    建筑消防设计市建筑设计中一个重要组成部分,关系到人民生命财产安全,应该引起大家的足够重视。文章从防火分区和安全疏散两方面来讨论:

    (1)建筑的防火分区问题

    《建规》3、2、1条规定了厂房的防火分区,其中有一点需要注意,厂房的防火分区是和该厂房的耐火等级、最多允许层数及占地面积有关。虽然《建规》中规定封闭楼梯间的门为双向弹簧门就可以了,但做为划分防火分区用的封闭楼梯间门至少应设乙级防火门。因为开敝的楼梯间也是开口部位,是火灾纵向蔓延的途径之一,也应按上下连通层作为一个防火分区计算面积。

    (2)安全疏散设计问题

    很多大型商业建筑在消防安全疏散设计中存在的问题,诸如首层中部疏散楼梯无法直通室外、中庭回廊容易滞留人员、首层疏散距离超过规范要求等。商业建筑卖场的疏散距离应执行《建规》中5、3、8第三款(不论采用任何形式的楼梯间,房间内最远~ 点到房门的距离不应超过袋形走道两侧或尽端的房间从房门到外部出口或楼梯间的最大距离)的规定,即22m,如再设有自动喷水灭火系统其疏散距离再增加25%,为27.5m。但如果在商业建筑的卖场每家店铺均设有到顶的隔断墙,并设有安全疏散通道,疏散通道两侧的隔墙耐火极限

    ≥lh(非燃材料),房间隔墙耐火极限t>O.5h(非燃材料),则房间门通过安全疏散通道到疏散出口的距离适用40m和22m的规定等等。

    4考虑建筑结构的耐久性

    结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题。现在有这样的倾向:设计中考虑强度多而考虑耐久性少,重视强度极限状态而不重视使用极限状态。重视新建筑的建造而不重视旧建筑的维护。所谓“安全’ 包括保证人员财产不受损失和保证结构功能的正常运行,以及保证结构有修复的可能,即所谓的“强度”、“功能”和“可修复”三原则。

    我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干渴、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害。所以这个问题必须引起格外重视。

第9篇:给排水结构设计规范范文

从事建筑结构设计的基本目的,是在一定的经济条件下,赋予结构以适当的安全度,使结构在预定的使用期限内,能满足所预期的各种功能要求,一般来说,建筑结构必须满足的功能要求是:

1)能承受在正常施工和使用时可能出现的各种作用,且在突发事件中,仍能保持整体稳定性,即建筑结构需具有的安全性;

2)在正常使用时具有良好的工作性能建筑结构需具有的适用性;

3)在正常维护下具有足够的耐久性。上述安全性、适用性和耐久性,是建筑结构安全与否的标志,总称为结构的可靠性,对这些性能的度量,即结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构的安全度。

2关于我国结构设计安全度的现状分析

我国的建筑结构设计安全度已不适应当前国情的需要。自2o世纪5O年代以来,我国建筑结构的设计方法,经历了容许应力设计法、破损阶段设计法、极限状态设计法和概率极限状态设计法的重大变化。在结构设计标准中,安全度主要表现为安全系数(容许应力法、破损阶段法)、分项系数(极限状态法)和可靠指标(概率极限状态法)同时还与其它许多因素有关,如结构的构造规定、荷载标准值与材料强度标准值的取值、构件承载力计算公式及结构内力分析的精度等。从50年代到现在,我国建筑结构的设计标准不论在方法或具体内容上都有了很大的发展和提高,但在结构设计的安全度要求上,却一直没有大的变动,与国际通用设计标准相比始终处于低水平的安全度。这并不是一个单纯的技术问题,从根本上说,结构设计安全度的高低,是国家经济和资源状况,社会财富以及设计施工技术水平与材料质量水准的综合反映。提高结构的安全度,必然会增加结构造价和耗费更多的材料,但能相应降低结构失效的风险。所以确定建筑结构设计的安全度,还应体现投资者或业主的利益,在结构造价与结构风险之问权衡得失,寻求较优的选择。我国建筑结构安全度的现状是:设计规范取用的荷载值比国外低,材料强度的取值比国外高,所用结构承载力计算公式的安全度比国外低,甚至在个别情况下偏于不安全,对结构的构造规定又远比国外要求低。也就是说,在设计结构安全度的各个环节中,几乎没有一个环节比国外更偏于安全的。

3关于建筑结构设计的原则

适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。完美的建筑结构设计就是在努力追求这五个方面的最佳结合的过程中产生的,适用、安全、经济、美观、便于施工是结构设计人员最终努力的目标,是结构设计的最佳体现。结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计。但又“反制”于建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计,应满足、实现各种建筑要求;建筑设计不能超出结构设计的能力范围,不能超出安全、经济、合理的结构设计原则。结构设计决定建筑设计能否实现,从这个意义上讲,结构设计显得更为重要,虽然一栋标志性建筑物建成后,人们只知道建筑师的名字,但一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计也是工程师们的骄傲和成就。

4建筑结构设计特点

4.1科学性

建筑结构设计是以数学、力学为理论基础,借助现代计算机技术进行的一种应用性技术。一个结构工程师应该善于抽象建筑结构的理论模型,善于用数学和力学只是分析建筑结构的工作机理,只有这样才能具有较强的认识能力和适应能力。

4.2应用性

建筑结构设计必须讲究经济效益,一个成功的建筑结构设计,技术上先进合理,经济上效益显著。

4.3实践性

建筑结构设计是一种工程实践活动,没有一个工程师是直接从大学毕业生马上变成一个成熟的工程师,而是必须经过一个较长时间的工程设计锻炼。

4.4复杂性

建筑结构设计的复杂性首先表现在设计中各种因素的不确定性,建筑结构设计是一个具有多解而没有标准答案的问题,作为一名结构工程师。我们需要找到一个相对最优的方案。

4.5创新性

建筑结构设计作为一种技术服务行业,在设计市场竞争激烈形势下,要想获得开发商的项目,必须提供比别人更加合理经济的结构方案,这就需要工程师的创新能力。

5建筑结构设计中应注意的相关问题

5.1底部抗震墙框架结构

(1)底部抗震墙应双向布置,应注意纵向抗震墙不要偏少。

(2)上部抗震墙与底部框架、抗震墙应对齐或基本对齐。“基本对齐”要求:(对于7度设防区)每结构单元不宜多于一道或每三道抗震墙不多于一道与下部框架、抗震墙不对齐。尽量减少次梁托换的数量,减少传力途径。

(3)托墙梁支座处应设柱,对于支承于抗震墙的托墙梁支座应采取加强措施。

(4)底框结构转换层楼板应适当加强,避免开大洞。避免板标高变化产生错层。

5.2关于箱、筏基础底板的挑板问题

从结构角度来讲,如果能出挑板,能调匀边跨底板钢筋,特别是当底板钢筋通长布置时,不会因边跨钢筋而加大整个底板的通长筋,较节约;出挑板后,能降低基底附加应力,当基础形式处在天然地基和其他人工地基的坎上时,加挑板就可能采用天然地基;能降低整体沉降,当荷载偏心时,在特定部位设挑板,还可调整沉降差和整体倾斜;窗井部位可以认为是挑板上砌墙,不宜再出长挑板。虽然在计算时此处板并不应按挑板计算。当然此问题并不绝对,当有数层地下室,窗并横隔墙较密,且横隔墙能与内部墙体连通时,可灵活考虑;当地下水位很高,出基础挑板,有利于解决抗浮问题;从建筑角度讲,取消挑板,可方便柔性防水做法。

5.3建筑结构设计与暖通专业设计的协调

商层建筑空调设备(风道、冷热水管、空调箱、空调机组等)通常与电梯、电梯厅、楼梯、电气间、卫生间集中布置在核心区。构成维持整个高层建筑活动机能的关键部分。在竖向布置上又与给排水、电气等集中布置在设备层。结构设计时应充分注意核心区及设备层的特点:

(1)楼面负荷大。在内力分析及楼板设计时应考虑。

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