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引言
随着高层建筑的迅速发展,能够满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型日趋复杂,结构体系更加多样化,高层建筑的结构设计成为结构工程师设计工作的重点和难点。本文就高层建筑结构设计与施工进行分析,供参考。
1.高层建筑的设计
结构选型:(1)短肢剪力墙的设置问题短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构,虽然有利于住宅建筑布置,也可减轻结构自重,但在高层住宅中,剪力墙肢不宜太短,因为短肢剪力墙的抗震性能较差,地震区应用经验不多,为安全起见,高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。(2)嵌固端的设置问题由于高层建筑一般都带有两层或两层以上的地下室和人防,嵌固端有可能设置在地下室顶板,也有可能设置在人防顶板等位置,因此,在这个问题上,结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面:抗震设计的多高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。(3)房屋的适用高度和高宽比在抗震规范与高规中,对结构的总高度都有严格的限制,除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外,增加了B级高度的建筑,因此,必须对结构的该项控制因素严格注意,一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度,其设计方法和处理措施将有较大的变化。(4)合理选择结构体系高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位;避免在凹角和端部设置楼电梯问;避免楼电梯间位置偏置,以免产生扭转的影响。
结构分析与计算: 1) 多塔之间各地震周期的互相干扰,是否需要分开计算。一段时间以来,大底盘,多塔楼的高层建筑类型大量涌现,而在计算分析该类型高层建筑时,是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算,还是将结构人为地分开进行计算,是结构工程师必须注意的问题。 2) 振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念,并明确提出了该参数的限值。3) 是否需要地震力放大,考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及,只是,在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。4) 结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有:SATWE,TAT,TBSA或ETABS,SAP等,但是,由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异,因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。
2.高层建筑的施工特点
(1) 高层建筑基础深高层建筑都仃深基础, 一般都在1O米以上。由于现阶段所建的高层都在闹市区,犬都足拆除重建项目,施工:场地狭小,临边都有旧建筑物,对基坑的支护要求很高。在土方开挖过程中由十支护不到位而造成十方塌方的事故时有发生。
(2) 高层建筑施工期长高层建筑施工工期•般部在两年左右,有的项目工期可达三至四年,许多设施放置以后就要使用 年至几年,在此期间人员变动气候变化等人为与自然的因素都能使JF常的设施转入危险状态,注意就容易发生事故。
(3) 高层建筑施工交叉作业多高层建筑层数多,作业 体化,上下层作业中互相造成伤亡事故时有发牛一 而落物砸伤下面人员的事故就更多了。
(4)高层建筑大量的施工作业都是在高空进行的,5O米以上的高空与l0多米高度的作业有本质的同。高层建筑楼面预留涧坠人致死更是常有发生,平常不大注意的小石块从百米高空 落可以砸死人。
高层建筑裂缝分为运动、不稳定、稳定、闭合、愈合等几大类型。虽说骨料内部凝固时产生的微观裂缝不可避免,但从质量角度考虑应尽可能减少。由于高层建筑混凝土强度普遍较高、混凝土量较大、且带有地下室,所以裂缝产生的可能性更大。下面主要叙述有关对裂缝的“放”、“抗”相关措施。所谓“放”,就是结构完全处于自由变形无约束状态下,有足够变形余地时所采取的措施;所谓“抗”,就是处于约束状态下的结构,在没有足够的变形余地时,为防止裂缝所采取的措施。施工措施:(1) “抗”的措施:避免结构断面突变带来的应力集中:重视对构造钢筋的配置:对采用混凝土小型空心砌块等轻质墙体,增设间距≯3m的构造柱,每层墙高的中部增设厚度120mm与墙等宽的混凝土腰梁;砌体无约束端增设构造柱;预留的门窗洞口采用钢筋混凝土框加强;两种不同基体交接处,用钢丝网(每边搭接不小于150mm)进行处理;屋面保温层与隔气层的合理设置等。 (2) “放”、“抗”相结合的措施:合理设置后浇带,采取相应补偿收缩混凝土技术,混凝土中多掺纤维素类等。 (3) “放”的措施:设置永久性伸缩缝:外墙面适当位置留分隔缝等。
3.结语
(1) 建筑设计与结构设计是一个相互交流的过程,建筑师必须时刻保持与结构师的沟通,以此完善建筑物的各种使用功能,使之成为既美观又实用的产品。
(2) 合格的建筑师应该注重培养自己的结构观念,并将它用于实践,以减少设计过程中出现的结构不合理等问题,同时这也有助于建筑设计能力的提升。
(3) 建筑与结构是紧密相连的,结构布置及结构形式直接关系到建筑的平立面,因此,在建筑设计中,从方案阶段就需要对结构概念进行了解,在合理的结构概念上去进行建筑创意。
参考文献:
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
前言
高层建筑转换层结构的设计与施工阶段对整栋楼层起着至关重要的环节,所以,控制好高层建筑转换层结构在设计时的注意事项与施工中常出现的问题,及时提出措施加以解决就显得尤为重要。
二.高层建筑转换层结构简析
为满足高层建筑结构将上部布置小空间,刚度大的剪力墙,下部布置大空间、刚度小的框架柱而专门在楼层拦腰一层设置的一种转换结构构件。一般随建筑结构的多样性呈现多种形式,有的是非曲直转换板形式,实心的厚板结构,里面不能住人;有的是转换梁结构,可以安装设备或住人,其高度限定在2.2m以下,以减少占用规划指标。转换层的结构形式,一般分为:斜杆桁架式、梁式、空腹桁架式、箱形和板式。其中较为常用的结构形式为梁—柱体系。
高层结构转换层的特点
1.转换结构构件常常承受上部结构传来的巨大竖向荷载或悬挂下部结构的多层荷载,使得转换结构构件的内力很大,因此竖向荷载成为控制转换结构设计的主要因素;
2.转换结构构件跨度通常是上部结构跨度的数倍,所以转换结构构件的挠度称为严格控制的目标;
3.转换结构的连续施工强度大,过程复杂;
4.由于设置了转换层,沿建筑物高度方向刚度的均匀性会受到很大的破坏,力的传递途径改变很大,所以转换层结构的分析和设计与常规结构不同。
四.各种转换层结构的设计要点
1、几种基本结构:
(一)梁式转换层
梁式转换层的传力直接、明确,传力途径清楚。跨度较大且承托层数较多时,采用较大的截面高度为1. 6~4. 0 m。跨度较小及承托层数少时,采用0. 9~1. 4 m较小的截面高度。施工方便且构造简单,工作可靠,转换梁受力性能好,结构计算也相对容易,很多情况下混凝土用量可达到板式转换层混凝土用量的几倍。
(二)桁架式转换层
桁架式转换层传力明确、传力途径清楚。其节间可采用轻质建筑材料填充,有利于减轻结构自重,同时抗侧力刚度比转换梁小,地震反应要比梁式转换的高层建筑小得多。但构造和施工复杂,且转换桁架使充分利用该转换层空间成为可能.,为开洞与设置管道具备了很大灵活性的位置和大小的条件。也从施工工程中得知,转换桁架其混凝土用量比、钢材的采用比转换梁节约成本些。
(三)板式转换层
板式转换层传力不清楚,受力复杂,相邻上、下层受很大作用力。从抗剪和抗冲切角度考虑,容易在地震作用下反应强烈。一般板厚度有在2. 至2. 8 米区间,且结构计算困难。施工中,上部结构布置不便,造成混凝土用量大。也由于本身受力很大,增大了下部垂直构件的承载力设计要求,故板必须三向配筋。
2、转换层合理取值要点
为避免高层建筑竖向刚度悬殊相差太大.,为避免高层建筑竖向刚度悬殊相差太大,保证转换层上、下部主体结构刚度与变形特征的接近。应控制好剪切刚度比,上、下主体结构的刚度分别要一个弱化一个强化。从而确保转换层下部大空间整体结构,达到合适的强度、刚度、延性和抗震能力。
(一)大底盘大空间剪力墙结构
由于转换层附近结构内力非常复杂,为保持主体刚度力求变化不过于悬殊,大底盘大空间剪力墙结构的上层与底盘刚度变化较小。仅主体部分部份上层与底盘剪切刚度比,大底盘的总刚度力求等于或稍大于上部楼层刚度,上层与底盘(包括主体和裙房)剪切刚度比小于或于1。.因此,底盘尽可能布置纵、横向剪力墙并加大厚度,剪力墙尽量布置在底盘的边、角部位,以加大其抗扭刚度.。
(二)底部大空间剪力墙结构
由于底部大空间剪力墙结构,底层大且部分剪力墙不落地改为框支,为防止底部刚度显着减小的突变。因此,应控制转换层上、下层剪切刚度比,其中:非抗震设计取值,纵向应该大于或等于1,小于或等于3区间,抗震设计取值,纵向应该大于或等于1,小于或等于3区间。
(三)鱼骨式底部大空间上部剪力墙结构
为防止鱼骨式底部大空间上部剪力墙结构的刚度减少太多,且在下部大空间层过于集中变形,因此,转换层上、下层剪切纵、横两个方向的刚度比,应为非抗震设计取值,纵向应该大于或等于1,小于或等于2区间;抗震设计取值,纵向应该大于或等于1,小于或等于2区间。2.3.4. 大柱距的框筒结构或内部抽柱的框架结构,保持上、下层剪切刚
3、转换层楼板平面内力和变形的计算
为确保转换层结构控制质量安全可靠,必须精确计算位于楼板平面内力和变形。目前,实际工程设计过程采用的计算分析程序,均假定楼板在自身平面内刚度为无穷大,只作刚体运动,没有相对变形.,导致框支柱的剪力比计算值大几倍。
五.转换层结构施工存在的问题及应对措施
1、存在的问题
(一)转换层下部结构受压太大,庞大的转换层及其复杂支撑体系的自重,都要由转换层下部的结构承担受力。实际施工中,直接产生对下部结构较大的不利影响,影响最大的表现在对下部楼层楼板。
(二)施工成本的增加,在施工过程中,常规采用的混凝土浇筑方法,一般情况下,需从转换层一直支到底层地面,有些甚至达到地下室的厚板。因此,导致材料的占用量非常大,材料周转费用过大。而且施工难度也大,主要包括转换层空间大,转换层自重大,转换层结构及其支撑体系复杂上。
(三)温度裂缝,在施工中,具备大体积混凝土施工特性的如:厚板式转换层,须采用有效的施工措施加以防范,防止其裂缝的生成。
(四)钢筋的安装和骨架的稳定,在施工转换层结构中,通常情况下,钢筋分项工程量大,而且施工难度也大,为保证钢筋安装的正确性和骨架的稳定性.,须采取有效的手段与方法,以确保钢筋分项工程的施工质量。
2、有效应对措施
(一)钢筋的施工处理。在在施工中,对钢筋的翻详和下料,首先要熟悉设计文件及有关说明,弄清楚设计意图掌握有关规定,考虑好钢筋之间的穿插避让关系,转换层结构主筋接头全部采用闪光对焊,对于两端做弯头的钢筋,采用可调伸螺纹接头连接或冷挤压套筒连接。确定制作尺寸和帮扎次序,保证转换梁高度或转换板厚度较大时,钢筋骨架的稳定性和便于操作。
(二)合理布置转换层支撑体系。竖向受力构件如:柱、剪力墙承担着来自高层建筑的上部荷载,同时也承受转换层施工过程中的庞大荷载。因此,根据下部结构的特征,可采用灵活布置悬空支撑体系,直接减少作用于楼板、梁等水平构件,使转换层施工过程中的庞大荷载合理地传递给下部贯通的竖向受力构件。同时,认真分析计算下部构件的受力情况,排除高层建筑上部荷载过重造成的安全隐患,杜绝工程事故发生.。
(三)采用分层浇筑混凝土。由于转换层水平构件高跨比较大,表现为短深梁或厚板的受力特性。在工程中采用二次叠浇法施工,可先浇筑部分构件的强度承担部分荷载,给支撑体系卸荷。需要注意的是,要确保构件在施工过程中、正常使用状态下都能满足要求,认真分析出叠合构件的受力。
(四)加强大体混凝土的施工,在针对转换层体积大的因素,在混凝土浇筑施工中,应采用一些养护措施,可选用低水化热的矿渣,火山灰硅酸盐水泥的技术,以达到降低转换层内部与表面温度差等。
六.结束语
综上所述,在高层建筑转换层施工中,由于其楼板厚、结构受力复杂、对支撑系统要求高,因此施工过程中的质量控制显得十分重要,只有在科学计算的基础上,精心组织,规范施工,做好施工过程中的质量控制,才能为建筑物整体质量打下坚实的基础。
参考文献:
[1]赵西安 钢筋混凝土高层建筑结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1995:10l一156.
中图分类号TU97 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)44-0082-02
随着高层建筑越来越多,建筑给水排水安装质量成为影响人们生活和建筑物的使用价值的主要原因。高层建筑的主体结构多为框剪或筒体结构,主体结构预留预埋的套管、孔洞到位准确情况,是保证工程质量的关键;给水排水施工需要精确的施工和管理。因此,有必要对给排水系统进行科学设计,并加以严格的施工管理,以确保工程质量。
1 给排水工程设计
1.1 建筑给水
1.1.1 给水管道设备的选用
我国传统的给水管道材料为热镀锌钢管,近几年出现了各种各样的塑料给排水管道,如PP-R管、PVC管、PE管、ABS管等,他们都具有质量轻、耐压强度高、输送液体阻力小、耐化学腐蚀性强、安装方便、使用寿命长等优点。
当采用PP-R管等可热熔连接管材时,可将接头设置于地面下,当选择铝塑复合管等非热熔连接管材时,应将连接接头设置于地面上,防止漏水时检修困难。
1.1.2 给水方式的确定
高层建筑与一般多层建筑相比,建筑层数多、建筑高度大、结构复杂,在给水排水技术上都有一定的难度,这就需要对高层建筑进行技术经济分析,合理的选取加压供水设备,对给水系统进行合理的分区,并加设减压设备以及中间和屋顶水箱,使系统运行完好。
1.1.3 管道设备的布置
对管道布置进行优化可以在满足用户用水的情况下减少工程造价。但是相对于城市管网优化设计,建筑管网具有特殊性,且管网覆盖面小、管径小,造价自然低,这就需要在高层建筑不断增多的情况下,针对高层建筑管网的特殊性,不断提高管道的质量和性能,通过进行管道的优化改善管道设备的布置。
1.2 建筑排水
在高层建筑中,由于排水立管比较长、泄水量大、落差高、产生的能量比较大,往往会在管道内产生气压波动,最终造成卫生器具的破坏,从而下水道中的臭气侵入室内,污染环境。因此,为了提高建筑排水的效果和质量,要从以下各个方面进行有效控制,保证排水系统运行的安全。
1)卫生间出现渗漏情况,主要原因是卫生间地面防水未处理好,地面水渗透到下层,因此要做好卫生间地面的防水处理,保证卫生间所有的管道进行严格注水试压后方可进行隐蔽工作;
2)如果卫生间采用后出水式座便器,侧排地漏,应该将浴盆或淋浴房垫高,各卫生器具排水横支管应沿卫生间地面墙角处引至外墙。器具存水弯、排水横管及立管均设于建筑外墙处;
3)在施工中要注意和各个专业的协同配合,由于排水横管及立管均设置于外墙,为了减小对外观的影响,要在建筑方案设计中,根据给排水施工人员的建议将卫生间布置在建筑的凹槽处,尽量降低对建筑立面的负面影响;
4)高层建筑为减少空调凝结水的自由散落,因此在空调机旁要设置凝结水排水立管,卧室大多采用分体式空调机排水,在离地面2 100m处的冷凝水排水立管上接入三通口,将空调凝结水排水软管接入。
2 给排水工程施工方法
为了应对高层建筑给排水施工中的难点问题,特提出以下方法予以解决。
2.1预留预埋
预留预埋是给排水施工的关键工序,套管、孔洞的预留位置是否准确,将直接影响到给水排水管道的安装质量,最终影响到厨房、卫生间的管道安装;当套管、孔洞的预留位置出现偏差,这就需要将浇筑好的混凝土凿开,重新进行埋设,即费工又费时,因此在现场施工时,施工人员应该严格按照图纸尺寸进行预埋,保证对设备的安装尺寸、管道配件的安装尺寸非常熟悉,并绘制出预埋图,才能顺利的完成预埋工作;当预埋完成后,应该做好固定工作,保证浇筑混凝土时不会出现移位情况。
2.2样板层
为了保证标准层的管道安装、尺寸、位置都满足要求,卫生洁具的定位尺寸正确,就需要在施工前由经验丰富的施工人员做好一个样板层,可以在制作样板房的过程中发现设计中出现的问题,并根据实际情况,与设计单位和监理单位进行沟通,及时处理,最后要由建设单位、施工单位、监理单位共同检验验收。
2.3分区施工
高层建筑具有外墙面积大、高度高、功能复杂、施工难度大等特点,因此在进行给排水施工时,为了保证施工质量,应该采取分区安装的施工方法,按建筑的层数分为上中下三个区域,分别施工,这种施工方法具有施工速度快、节省材料、避免施工作业面混乱等优点,有效的执行施工组织、监督工作。
3 施工质量控制
3.1事前控制
在施工前,要熟悉工程相关文件,并组织制定施工组织设计,做好图纸会审工作,做好施工图纸交底和图纸会审工作,通过设计交底就可以了解设计意图,了解工程的难点和重点,通过图纸会审解决设计中的缺陷、错误,作出相关专业的位置、尺寸、标高协调,解决各专业问题的矛盾冲突,统一各方面的意见,为工程顺利进行创造必要的条件。
3.2事中控制
工程质量的施工控制是质量控制的重点,其控制效果将直接影响到工程质量。针对工程的具体情况,应该分清主次,把握重点的进行控制:1)严格执行给水排水材料检验制度;2)做好隐蔽工程检验工作;3)合理组织施工。现场管理人员应该根据现场实际情况合理组织人员施工,并针对存在的问题提出改进措施,以保证施工质量。
3.3事后控制
在给水排水工程完成后,要做好竣工验收,根据高层建筑给排水的情况可以按照工序验收、分项分部工程验收、单位工程验收三个步骤进行,进而确保分项分部工程的质量。
4 结论
现代高层建筑中,给排水工程质量要求越来越高。要满足使用要求,必须严格组织施工,做好施工各环节的统筹规划,并针对施工中的重点问题和技术难点进行科学的施工设计,采用有效的技术措施,才能保证施工质量,使给排水工程达到满意的质量效果。
参考文献
1前言
由于高层建筑其本身楼层相对较高,与地面距离较远,因此其需要的逃生实践也相对较长,同时一旦发生火灾火势蔓延速度也相对较快,而这些都是高层建筑的劣势,也使得其一旦发生火灾所造成的损失相对较大。所以需要通过精确计算来设计高层建筑的消防设施,同时严格的控制施工质量,并且对消防社会进行定期的检查与维修也是必不可少的。
2高层建筑在消防设计中存在的问题
2.1高层建筑消防楼梯间喷头设置未落实
目前对高层建筑的消防喷头的设置,我国已经在相关的法规中有了相应的要求。这就使得自动喷淋消防系统得到了最大限度普及,除了一些不能用水扑救的场所与部位外,其他区域均可使用自动喷水灭火系统。而这项规定并没有强制性的要求消防楼梯间也进行自动喷淋系统的设置,但是由于高层建筑一旦发生火灾后期火势会顺着楼梯间迅速蔓延。假如此处没有设置自动喷头,烟雾将会非常顺利的向上蔓延,这样很可能会造成人员的窒息。而设置了自动喷头的话,会对烟雾的蔓延速度起到一定的减缓作用,同时对空气也可以起到一定的精华作用,增加人员的逃生几率,并为消防人员争取更多的营救实践。但是目前,很多高层建筑设计消防设施时,经常忽略这一问题。
2.2高层建筑消防登高面设计存在缺
消防车展开作业和消防员进入高能建筑内扑救火灾的建筑立面就是我们常说的消防登高面。由于高层建筑的布局相对复杂,在一定程度上增加了消防灭火的暗度。同时其对于建筑外立面的造型以及内部功能在设计时又极为的看重,从而造成了消防登高面设计的不合理,比如登高操作面都是玻璃幕墙使得裙房的进深与高度在设计时存在不合理的现象。最终造成了一旦火灾发生时,消防车无法及时的向主体建筑靠拢,从而影响消防救援工作的开展。
2.3高层建筑消防水池设计有瑕疵
消防栓使主要的灭火设施,如果在每一栋建筑内都配备单独的消火栓系统,这样不仅会使得成本增加,同时不便于消防设备的整体管理。所以通常情况下都是在保证不影响其功能的前提下,几栋建筑共同使用一套消防设施。由于消防水池使建筑消防的主要供水设备,所以其在高层建筑发生火灾时发挥了重要作用,然而目前大多数高层建筑的消防水池设计过多与不合理的问题。这就造成了其在高层建筑没有发生火灾时的水资源污染与浪费。
3提高高层建筑消防设计和施工的措施
3.1全面分析,严格消防设计关口
(1)对于消防水池以及消防水箱要进行合理设置。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》,按照相关的要求设立两个可以独立使用满足蓄水容量达到要求的蓄水池;此外对临时的高压给水系统应满足消防水箱初期火灾消防用水的要求也进行了相应的规定。如果存在消防用水与其他用水公用一池的情况,应该首先保证消防用水不做他用的技术措施。(2)对于消防水泵设计安装时要严格把关。由于安装错误可能会在其实际使用的过程中出现,水泵性能会随着时间的推移而降低,也会在一定程度上造成水泵无法满足实际的压力和流量需求此时应该在水泵房内设置流量与压力测试装置,从而确保检测其性能的准确性。如果消防用水是从市政管网直接抽取的话,应当设置倒流防止器以防止消防用水出现倒流回市政管网的现象。需要引起注意的是,倒流防止器不能安装在吸水管上,否则会影响水泵的使用寿命。(3)合理设计通道喷头。虽然美观是建筑物必不可少的条件,然而消防问题也是必须全面考虑的问题,应该在通道设置相应的喷头,从而最大限度的增加建筑的安全性。此外,通道喷头设置时,应当按照相应的要求进行合理的设置,同时严格按照施工要求进行喷头的安装,而通道喷头的用水应当从配水管直接引入为最佳,对于喷头的数量应严格的控制设置的数量;只有这样才能使自动喷水灭火系统更加顺利的运行,以确保火灾发生时起到及时灭火的作用。
3.2消防施工过程要注重施工质量
(1)严格控制施工人员的专业素质,强化施工质量。在施工前对施工人员进行消防知识的考核,一旦发现考核不合格的人员一律不予使用。在进行消防材料的选购时,严格的按照国家相关标准进行选择,比如相仿水泵、小刚水箱、喷头、防火卷帘等等,从而保证消防器材的质量以及其使用寿命。(2)对施工过程要进行实时监督。施工人员在施工过程中,要具有较强的责任意识,保证所有的施工步骤都能满足相关的要求。同时也可采取第三方或项目部住而已人员监督的方式,对施工过程中的关键点进行相应的监督,从而保证其施工质量符合国家标准。比如安装在消防水泵出水口的放水阀,就是高层建筑消防的关键,所以一定要严格的按照相关的要求保证其在施工时的质量。另外施工过程中还应对消火栓、防水池、排气道等的质量引起重视。
3.3加强管理,强化维修检查
由于在没有火灾发生的情况下,消防设施都是闲置不用的,所以就需要相关的管理人员与消防部门在消防设施闲置不用时,认真的做好消防设施的检查与检修工作,从而保证其在一旦发生火灾的情况下可以充分的将其作用发挥出来。对于高层建筑的消防设施应该明确其管理责任。可以采取要求相关的产权单位缴纳相应费用的方式明确其责任管理方位,同时对消防设施可能存在的隐患邀请专业的物业公司进行定期检查。而对不愿意缴纳费用的产权单位应采取停止其产权的方式处理。同时不断的加强社区的防火意识宣传、普及火灾逃生的相关知识等,减少人们在火灾发生时的财产损失。
4结语
高层建筑工程中消防工程是重要的施工内容,当前,消防设施在高层建筑的设计与施工中还存在着诸多的问题,而要改变这一现状,就需要相关设计人员采用科学的手段进行设计,同时在施工时加强管理,从根本上保证施工质量完全符合标准,从而保证高层建筑的消防系统可以安全可靠的运行,最终实现保障人们什么财产安全的目的。
参考文献:
[1]周玉.小波变换在高速铁路牵引供电地震防灾系统中的应用研究[D].成都:西南交通大学,2015.
[2]周惠贤.新建兰渝铁路西秦岭隧道防灾救援点方案设计[J].甘肃科技,2015(04):108~110.
中图分类号TU97 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)91-0028-02
1 火灾报警系统与联动控制系统
超高层建筑作为地标建筑或重要建筑,其政治性,影响力远大于自身经济价值;因此保持超高层建筑自身安全性显得尤其重要。针对超高层建筑火灾扑救难度较大,火灾结果严重,因此将火灾预防和火灾处理作为火灾报警系统中重要组成部分。应采取智能化设计确保火灾自动预警系统科学性,从报警和消防措施两方面遏制火势蔓延,保障人身财产安全。
1.1火灾预警系统智能化设计
1.1.1报警系统
针对超高层建筑特殊性和安全性,在火灾预警系统内部,一般采取全智能火灾预警系统。当发生火灾或温度异常时,系统根据探测器回路传送的火灾探测系数上传至云终端并进行分析运算加以判断,温度异常即会发出火灾报警。
同时,控制器针对历史火灾可以智能存储火灾参数特点变化规律的功能,并与建筑自身现场传输回来的火灾探测器作比较,确定是否进行预警。
1.1.2联动系统
当发生火灾预警时,针对超高层建筑火灾影响严重情况,需对活在系统外部进行系统联动;通过火灾预警与保安监控系统联动效应,在火灾预发初期,通过预警系统和现场监控设备将现场火灾画面及时传到中央系统监控制,利用现场画面便于现场工作人员确认是火灾还是检测器误报。如果确认火灾,则立即采取切断电源,喷淋,排烟,广播,报警等一系列预警措施,在火灾初期进行广播,门禁系统,楼层控制等系统联动,将损失降至最小,完善整体火灾预警与联动系统稳定性和及时性。
1.2提升火灾预警及联动控制系统科学性与可靠性
火灾预警和相关联动系统在火灾处理中具有重要影响作用,系统可靠性决定火灾是否能得到及时控制。
1.2.1 在超高层建筑设计时火灾预警系统科学性和可靠性
主要体现在:1)预警器具有自检功能;2)预警系统可根据现场温度异常进行判断分析;3)采取集控中心报警系统;4)预警回路采取环形总线设计;5)关键设备采取双主机热备份系统;6)每10~15个预警探测器装设一个短路隔离模块,采用预警探测器与模块回路分开设置。
1.2.2 联动系统科学性和可靠性措施
联动系统在整个火灾系统占据核心地位;关系到火灾及时扑救和降低财产损失。因此提升联动系统可靠性应在以下几方面做好设计要点。
1)火灾预警系统与门禁,119报警台,高层建筑消防中心,中心控制台,电力配送中心进行联动效应,当一旦发出火灾警报,各联动系统在第一时间采取相应应急方案,确保人员和财产损失最小化;
2)对于喷淋泵,排烟扇,消防栓等重要灭火设备,为确保在火灾发生时可紧急使用,应考虑手动控制和多地联动等方式;在灭火时即可就地控制也可远程控制,自动和手动相结合使用,确保火灾及时扑灭,减少人员和经济损失;
3)在进行线路设计时,应合理设计管线,线路走向,在预警及联动系统线路走向设计时应避开对线路造成损伤的热源或地,确保消防设备和预警系统线路处于绝对安全环境中。
2 通信系统
超高层建筑因其建筑建设规模庞大,内部系统线路集成复杂,因此,超高层建筑通信系统一般由当地的电信运营商承建,为超高层或地标性建筑提供诸如:语音,视屏,数据图像等多媒体综合业务。在进行安全智能化设计时,应注重通信系统安全性设计,考虑用预留物理分开的双通信设备接入系统,满足同步数字光纤传输应用需求。
超高层建筑应根据职能分区不同和竖向分区特点,采取分级和分区设计形式。
1)根据职能不同,建筑内部应建立两级网络通信系统。为满足各类业务需求,提供便捷服务;一级通信网络系统由远程中心交换机等设备组成,为建筑物整体提供通讯业务。在酒店,商业,办公等区域应采用网络程控交换机的二级通信网络系统;
2)伴随网络信息化逐渐在超高层建筑中的应用,在现阶段高层建筑中逐步使用无源光通信网络接入技术。在建筑安全智能化设计过程中可将ONU(光网络单元)部署于避难室或地下室电信室内,管理接入各级层之间数据,语音业务传输。
3 安全技术预防系统
3.1人员管理系统
1)对高层建筑常客进行IC卡资料入库管理,常客持卡登乘各电梯,需IC卡通过数据库提供的基本信息进行图像和相关信息比对,禁止陌生面孔随意通行;2)加强来访人员身份登记管理,保安或前台人员 通过对讲机与被访单位进行确认。在安全敏感时期,可于大厅进行强制安检,防止非法人员入内。
3.2车库安检系统
从结构上来说,地下室是各机房设备所在地,也是高层建筑薄弱环节,因此加强地下室车库安全检测系统,并且车辆安检应同时匹配自动升降路障,防止车辆强行穿越,车辆安检系统可适用不同车辆,具备较高可靠性以及检测效率。车库安检系统可保证以电力为主要动力来源的消防设备和供电系统瘫痪造成的建筑物损坏。鉴于超高层建筑的重要性和影响力,加强地下室车辆安检力度是延长建筑寿命的有效保证。
3.3安防末端设施配置
为加强超高层建筑敏感部位安全建设,应考虑如下方面:
1)超高层建筑大型宴会厅,电影院,剧场的通风空调机房应安装门禁设施;2)针对洗手间安全盲点建设区域,可在门外走廊装置摄像预警探测器,门内装置传声器和报警系统按钮,敏感时期必要时进行强制检查;3)开水间,消防设施房,电力中心,锅炉房,发电机房等场所应装置门禁,明确进出人员身份,仅允许特许的相关职业工作人员进出,加强薄弱环节针对性管理;4)在疏散楼梯口处设置传声器和摄像头,并与监控中心联动,便于在发生安全事故时针对各层楼梯实际损坏程度进行人员紧急疏散,确保人员损失最小化。
参考文献
一、地基基础与桩基础概论
受建筑物荷载的影响,建筑物下一定范围内土层将产生应力和变形,而应力和变形不可忽略的那部分地层就是地基。另外为满足稳定性要求及使建筑物落在较好的土层上,一般要将建筑物埋入地下一定深度,埋入的这部分结构,起着支撑上部结构,并将上部结构荷载传递给地基的作用,埋入的这部分结构称为基础。一般是在地质条件不良的情况下,天然地基不能承受得住建筑物的荷载,地基会发生大的变形,建筑物的稳定性也受到一定的影响,此时可考虑采用桩基础。
二、地基基础的设计
(一)选用合理的地基基础类型
如果想把地基基础设计得更好,就要根据地形的实际情况来进行合理的设计,不仅要综合考虑工程的地质条件与水文地质条件,而且还要充分考虑建筑结构和功能的要求、荷载大小与荷载的分布状况、原料的供应与施工的条件等各种因素的影响,这样才能设计出既合理又科学的地基基础。 地基基础类型的选用可大致按一下几点。
1. 上部建筑结构荷载较小时,可选择刚性基础。无筋扩展基础又称刚性基础,是指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成而且不配置钢筋的基础。无筋扩展基础都是用抗弯性能较差的材料建造的,在受弯时很容易因弯曲变形过大而拉坏。在一般情况下,六层及六层以下的砖混结构的民用住宅楼,宜采用刚性基础,六层以上的房屋宜采用柔性基础,柔性基础是指用抗拉、抗压、抗弯、抗剪性能均较好的钢筋混凝土材料做基础(不受刚性角的限制)。柔性基础用于地基承载力较差、上部荷载较大、设有地下室且基础埋深较大的建筑。
2. 在有地下室、基础没有防水的要求、柱网和荷载都比较均衡以及地基条件比较稳固的情况下,框架结构的建筑物应该选择独立柱基,在抗震等级较高以及基础情况复杂的情况下还需设置独立基础间拉梁;如果在建筑物没有地下室,地基相对比较差,荷载也比较大的情况下,柱下独立基础也可以改成柱下条形基础和墙下条形基础,使地基的整体性更加稳固;如果地基的承载力和变形还达不到要求时,可以选择筏板基础。
3. 建筑物如果有防水的要求,可以选择筏板基础和箱形基础。一般情况下,高层建筑都建有地下室,这种情况可以选择筏板基础。假如地下室设有隔墙,建筑物可以选择箱形基础。如果地基比较差时,为保证地基的强度与沉降达到满足的要求,也可以选择桩基或人工地基。不管选择那种基础类型都要把基础底板和地下室的外墙处理好,以防地下室底板漏水。剪结构的房屋若没有设地下室,地下水位较深,地基条件相对比较好,荷载力比较均衡,也可以选择单独柱基或者墙下条基,在抗震设防地区内,柱基下要设拉梁,并且拉梁、柱要和墙下条形基础相互连在一起。
(二)合理设计桩基础
一般低层和多层工业与民用建筑尽量采用天然地基浅基础,但是当采用天然地基上的浅基础不能满足地基基础的承载力和变形要求时,可采用地基处理或深基础方案。深基础主要有桩基础、沉井基础、箱桩基础和地下连续墙等几种类型,其中以桩基础应用最为广泛。桩基础具有较大的整体性和刚性,承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工、适应性强等特点。桩基础能适应高、重、大的建筑物的要求。以下是关于桩基础的设置需注意的问题。
1. 桩平面布置应力求使各桩桩顶受荷均匀,上部结构荷载的重心和桩的重心需相互重合,并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。
2. 在纵横墙交叉处都应布置桩,横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩,门洞口不适合布置桩。
3. 桩的直径比较大时,适合使用一柱一桩:筒体可以选用群桩,注意设定好桩的中心距离。
4. 伸缩缝和防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。
5.地震作用下剪力墙承受巨大的倾覆弯矩,因此在较长的墙肢两端应布置基桩。
三、地基基础施工过程中存在的问题
地基基础施工在工程建筑中是一个值得注意的环节,处理的好与不好都会直接影响到建筑项目是否正常进行。实际工程中地基基础施工还存在有很多的问题,对于这些问题需要采取有效的措施进行解决,同时这些问题也需要其它部门引起高度的重视。
1、倒塌问题
在进行施工中,如果出现有倒塌现象的发生,地基的稳定性就会受到一定的影响,地基的承载力就会受到严重的干扰,从而整个工程的建设就会出现严重问题,周围的建筑也会受到严重的影响。当然也有可能会造成安全事故的发生,导致人员伤亡等现象,同时也造成经济损失。所以,为了防避其倒塌问题发生。工作人员在进行设计和施工前,需要进一步考察地质的结构和质量,对周边的环境要熟悉了解。在实施设计方案中,确保严格按照国家标准、规定执行。
2、保护地基不够全面
实际施工过程中,如果保护地基不够全面的话,就会出现很多问题。例如,长江以南地区雨量比较充沛,地基就会比较容易进水,地基质量就会受到严重的影响。所以,在施工前,就要依据地区的具体情况来进行,采用有针对性的措施与合理的技术来保护地基。
3、施工存在的遗漏
在施工中,工作人员在进行操作时,可能因为比较大意,没有严谨的工作作风,或者在施工中没有采取针对性的措施。就会出现很多问题。比如,实际的基坑与先前设计出来的基坑会存在有很大的差异,制定出来的方案没有达到要求,这样整个地基在承载力方面就会有很大的变化,这样建筑质量也会受到影响。所以施工单位要有认真的工作态度,要加大管理力度,改善管理措施。在操作中,如果出现问题时,有关部门要引起高度的重视,采用合理科学的方法进行解决处理,以确保建筑的质量得到保证,建筑在后期使用中会更加的可靠和安全。
四、桩基础是在建筑中经常采用的施工技术
目前我国经常运用到的一种基础类型是桩基础,桩基础主要包含有预制桩、沉管灌注桩、钻孔灌注桩等方式。桩基础施工的方式常用的有两种,一种是振动沉桩,另一种是静力压桩。
运用振动沉桩来施工,一般是在桩的顶部安装振动器,桩经过振动后产生的效果和本身重力综合产生作用,让它自动沉降在地基土层处,这是一种比较简单的施工技术。在使用过程中,产生的效果相对比较好,可以减少劳动力,使得施工效率得到有效的提高,从而大量地降低施工成本。
静力压桩的含义是:利用桩架比自身的重力重所产生的反力作用,目的是把桩压入到土层处。在压桩的过程中,土层结构就会遭到破坏,同时土层也会产生反力作用,所以,在操作时不能出现有停顿,要一直运行下去,粘土中可以使用这种方式来进行操作,它不仅造价低而且产生的噪音也很小,工艺也相对比较简单,质量也得到相对的保证,这样才能确保高层建筑的质量安全。
参考文献
中图分类号:TU97 文献标识码:A 文章编号:
高层建筑的楼层较高,结构复杂,对给排水设计提出了更高的要求。本文在对高层建筑给排水工程主要特点分析的基础上,将着力从高层建筑给排水设计的要点及给排水节能设计进行论述。
1.主要特点
一是影响较大。使用给排水设备的人员多,用水量大。假如出现管道堵塞或停水,其产生的影响范围比较广,涉及的人员多。因此,必须做好高层建筑的给排水设计,以确保给排水工程的安全性、可靠性。二是静水压力大。因为其具有较大的静水压力。假如只设置一个供水区,不仅使用起来不方便,而且很容易导致管道、配件的损坏。故此,应该做好竖向分区,这样可以使静水压力降到最低,从而确保给排水系统的安全运行。三是振动噪音大。从高层建筑来看,所用的动力设备多,管道长,很容易产生比较强烈的振动与噪音。因此在进行高层建筑给排水设计时,必须充分考虑到管道防震与防噪的要求,采取有效措施。四是消防要求高。消防风险大,容易引发火灾,如果失火,就会造成火势迅速地蔓延,且难以进行有效地疏散和扑救。故此,必须从消防角度做好给排水设计,确保消防给排水设计的安全性和可靠性。五是管道压力波动大。因为给排水量大、管道长,容易产生强烈的压力波动。为了确保管道压力具有足够的稳定性和给排水能力,可以采用新型的单立管道,或是进行通气管系统的设置。此外,采用高强度的排水管道,并采用柔性接口[1]。
2.给排水设计要点
2.1给水设计要点
2.1.1结合特点设计
必须立足特点进行给水设计,对每幢建筑,必须设立给水系统,采用蓄水池、水泵、水箱、减压阀、用水点的方式设计给排水系统,从而确保其具有节能、节地又便于管理的优势。通过这样的方式,可以有效地解决管网供水系统的不足,而且可以满足消防贮水量的要求。同时,可以对多幢建筑共建蓄水池,并在地下车库底下设置水池。对于单栋建筑而言,可以设置独立的水泵,从而确保其具有足够的灵活性、独立性等优势[2]。
2.1.2生活给水系统设计要点
高层建筑楼层高,需要借助设备增加供水压力。如果高层建筑给水系统未按照竖向分区的要求设置,就会增加底层卫生器具的静水压力,从而威胁到用水安全。故此,必须采用分区供水的方式,以减少静水压力对底层的威胁。在设计时,必须根据实际情况选择合适的给水方式,主要有减压分区、高位水箱、气压罐、变频泵无箱等方式进行给水。
2.1.3生活热水系统设计要点
一是水垢清除设计。这是一个常见的通病,主要采用软化、磁水器等方式。使用最多的就是软化法,但是在进行软化时需要不少的盐,投入成本大。用磁水器是利用物理处理原理,可以软化水垢,但容易打散。其中,采用控制热水温度的方式最为有效,一般将水温控制在40℃~60℃之间,并以此为依据,选择合适的管道。二是排气设计。在高层建筑热水系统中,气体容易聚集在管网最高处,降低热水循环效果,因此,需要将排气装置设置在配水管的最高位置,且热水管道不能形成凸凹形布置,横管的坡度必须大于0.003。
2.1.4消防给水系统设计要点
一是消防栓给水系统。这种系统主要采用稳压泵,能够保持长久的高压供水状态,有利于快速扑灭初期火灾。在设计时,可以做好自救式水枪的设置,以供非专业消防员使用,可以在火灾时发挥良好的自救作用,尽可能地减少损失。为了确保消防栓具有充足的水压和出水量,可以使用减压阀、稳压阀等方式。此外要设置好备用泵,一旦工作泵破坏,就能够自动切换启动备用泵。二是自动喷水灭火系统。近年来,高层建筑的增多,使得自动喷水灭火系统成为主流,这是一种具有自动性、智能型进行快速喷水灭火的方式,一般适用于集中性高层建筑群。
2.2排水设计要点
一是做好排水分流设计。在高层建筑给排水设计中,究竟是采用合流或分流的方式来排放污废水,就必须从经济及技术两个方面进行综合考虑。在民用高层建筑的排水设计中,一般是采用分流的方式来排放生活污水、废水与雨水的。二是做好排水管道布设。在进行排水管道布设时,为了确保排水管道的安全,方便日常维修保养,要尽可能地缩短污水排放的管道距离,且尽量避免经过变形缝。三是做好排水管道铺设。在铺设管道时,必须确保其与墙之间的距离,并做到管道间距设置得当。如果需要从楼板、墙壁穿越,就需要提前设置预留洞孔。四是做好通气管道设置。在建筑排水管道系统中,为了将排水管的正压释放出去,并对空气减少负压进行补充,需要设置与大气相通的通气立管,并确保排水管空气流通,严防有害气体进行排水管道[3]。
2.3高层建筑给排水中的节能设计要点
一是节水器具的使用。从传统的水龙头来看,容易出现滴水、漏水、渗水等问题,严重浪费水资源,还容易造成卫生间、厨房的渗水问题。如果采用节水龙头,就能够达到明显的节水效果。如采用感应式水龙头,当手放在水龙头下面时,自然会喷出水,当手离开,就会自动停止,这就可以避免因为忘记关水龙头或是龙头没拧紧而导致滴水、漏水问题的发生,从根本上节约水源。还可以使用节水便器、节水沐浴喷头、节水阀门等。
二是充分利用中水系统。中水就是经过污水处理后,符合一定水质要求,可以进行使用的水。在经济方面比较,中水是再生水,其成本最低。在生态环保方面比较,通过污水再生利用处理,能够优化水域环境质量,促进水环境的良性循环。因此,在进行高层建筑给排水设计时,必须充分利用中水。譬如,可以利用洗菜水浇花草,可以用洗衣水拖地、冲洗厕所等。将生活排水、雨水等经过处理后,能够满足一定的水质指标,可以节约资源,方便使用。尤其是在高层建筑集中的区域,具有废水量大、水质好、容易处理等优势,为中水系统处理提供了很好的水源。
三是使用变频水泵。通过变频处理,能够改变水泵的转速,以此实现对水泵流量和压力的灵活调节。变频器具有闭环控制的作用,可以随着压力大小而对运行情况进行自动控制,始终保持恒压供水。从高层建筑给排水的节能节水来讲,它具有十分明显的优势:理想的节能效果,容易调速,操作简单易学,可以调整的范围大,具有比较完善的保护功能,运行状态安全性、可靠性和稳定性很强。从高层建筑过去采用的减压装置来看,需要消耗大量的电能,既不节能,又不划算。而在高层建筑给排水系统中利用变频水泵,具有十分理想的节能降耗效果,它采用速度调节来对流量进行灵活的调节,不需要频繁启动电机,具有很好的节电效果。这种技术已经日益成熟,得到了十分广泛地应用和推广,非常适用于现代高层建筑给排水系统[4]。
3.结语
综上所述,从高层建筑的特点来看,主要有楼层多、结构复杂、功能复杂等特点,这给高层建筑给排水工程设计提出了更高的要求。作为设计人员,必须根据这些特点进行设计,切实采用采用分区供水的方式,以减少静水压力对底层的威胁,严格按照规范要求,结合工程实际,做好生活用水、消防用水及节能用水等方面的设计。
【参考文献】
[1]路树生.高层建筑给排水工程设计及施工技术[J].中华建设,2012,08:270-273.
中图分类号:TU97文献标识码:A文章编号:
引言:
近年来,随着经济的快速增长,房地产市场繁荣发展,高层建筑不断涌现,高层建筑给水排水设计随着科学水平的不断提高,技术更先进,设备更完善、功能更齐全。它具有用水要求高、水流量大等特点,必须不断改进和提高高层建筑给水排水技术才能满足高层建筑的功能要求,确保给水排水系统的良好运转。
1.高层建筑给水排水工程的特点
与低层建筑给水排水工程相比,高层建筑给水排水工程具有以下特点:
1.1高层建筑给水排水消防系统静水压力大,如果只采用一个区供水,不仅影响使用,而且管道及配件容易被破坏。因此,供水必须进行合理的竖向分区,使静水压力降低,保证系统的安全运行。
1.2高层建筑引发火灾的因素多,火势蔓延速度快,火灾危险大,而且扑救困难。因此,高层建筑消防系统的安全可靠性必须要比低层建筑高。由于目前我国消防设备能力有限,扑救高层建筑火灾的难度较大,所以高层建筑的消防系统应立足于自救。
1.3高层建筑的排水量大,管道长,管道中压力波动大。为了提高排水系统的排水能力,稳定管道的压力,保护水封不被破坏,高层建筑的排水系统应设置通气管系统或采用新型单立管系统。另外,高层建筑的排水管道应采用机械强度较高的管道材料,并采用柔性接口。
1.4高层建筑的建筑标准高,给水排水设备使用人数多,水量大,一旦发生停水或排水管道堵塞事故,影响范围大。因此,高层建筑必须采用有效的技术措施,保证供水安全可靠,排水通畅。
1.5高层建筑动力设备多,管线长,易产生振动和噪声。因此,高层建筑的给水排水必须考虑设备和管道的防振动和噪声的技术措施。
2.高层建筑给排水系统方案设计
给水排水系统方案设计包括给水系统设计、消防系统设计、排水系统设计以及热水系统方案设计。结合高层建筑给排水系统的主要特征,进行给排水系统方案设计,确保高层建筑给排水系统日常运行的安全性、经济性、合理性。
2.1给水系统方案设计
高层建筑给水系统的设计中最为关键的是给水方式的选择,它直接关系到生活给水系统的使用质量和工程造价。根据《建筑给排水设计规范》中相关条文,高层民用建筑生活给水系统应竖向分区,且各分区最低卫生器具配水点处静水压力不宜大于0.45MPa;水压大于0.35MPa的入户管,宜设置减压阀。除此之外应该合理确定给水系统垂直分区,保证给水设备卫生器具的正常使用,避免压力过高,出现不必要的能量浪费。给水器材出水过猛,当启闭这些器材时易产生水击,使管网产生噪声、振动甚至管件破裂,致使卫生洁具给水零件容易破坏。
就目前我国城市给水状况而言,市政水压一般只能满足建筑五至六层的生活用水要求,对于高层建筑,城市市政给水管网的水压就不能满足高区部分生活用水的要求,绝大多数采用分区给水方式,因此合理划分生活给水系统竖向分区,控制最不利点的最低工作压力和最低静水压力,针对不同的高层建筑,二次加压供水方式主要如下几种:
2.1.1水泵水箱联合供水;该供水方式供水可靠,但缺点是该种供水系统需设水泵吸水箱和屋顶高位水箱两个水箱,容易产生水质二次污染;另外将水一次提升至屋顶水箱,低区再通过减压阀减压供水,存在不节能和减压阀因减压比过大,造成减压阀失灵的隐患,而且因屋顶水箱容积较大,增加土建工程量,且固定的屋顶水箱在地震时存在鞭稍效应,对建筑物安全不利。
2.1.2地下生活调节水箱通过变频加压设备供水;该供水方式取消了高位水箱,减少了一个水质可能受到污染的环节,水压稳定,供水可靠,能克服第一种供水方式不能满足顶层燃气热水器等对水压的要求的缺点,几个供水分区的设备可集中放置,方便管理,变频加压设备可配置气压罐及小流量泵,当用水量较小时,主泵可休眠,可依靠小流量泵或气压罐维持供水流量和压力,可用于市政管网压力较小的情况。
2.1.3管网叠压供水设备供水;其优点与第二种相同,不同之处是充分利用市政管网压力。其缺点是调节水量较少,在市网较长时间停水时不能满足用水要求。可用于市政管网压力较大,供水量全天大于用水量的情况,但该方式一般会影响其他地方供水,建议在限定条件下使用。
2.2排水系统方案设计
2.2.1排水系统的组成和布置
1)组成
2)排水系统由卫生器具或生产设备受水器、排水管道、通气管系统、清通气设备、抽升设备和局部处理构筑物等几部分组成。
3)管道布置
4)在对排水管道进行选择时,要根据所排污、废水的不同性质进行,遵循符合技术标准和经济节约两大因素。进行管道布置设计时,要以最短的距离排出室外,并且尽量不要越过变形缝,同时要保证其安全性和方便使用维护。具体的对管道进行铺设工作时,要注意在管道与管道之间、管道与墙之间要留有一定的距离;管道要穿墙或穿楼板进行铺设时,要有预留洞。排水立管与排出管端部的连接宜采用两个45度弯头或弯曲半径不小于4倍管径的90度弯头。
2.2.2排水设计
1)生活排污系统
2)高层建筑的生活排水系统的排水体制分为粪便污水和生活废水合流或分流两种。将卫生间的污、废水排入同一立管中,不需要使用专用通气立管。而合流入粪池的方式就是污、废水合流排水体制。它的管道布设简单,但是它需要增大化粪池的容积,工程造价较高。污、废水的分流体制是将卫生间生活污水和废水分别排入两根立管,进行排出的方法。它的管道布设较复杂,但它能够改善排水和通气的效果。
3)排水通气系统
4)高层建筑物的排水通气系统中使用了各种通气管和通气阀。其主要是通过提供排水中气体的散逸来达到透气的作用;防止排水系统中出现水封的负压虹吸及正压喷溅现象,确保空气的循环;保持排水迅速通畅、安静。通气阀是一种在通气系统基础上发展起来的通气阀件。单路进气阀可安装在室内立管顶部或横支管上,既可补气又可防止管道内部气体进入室内;双路通气阀可安装在室外立管顶部代替通气帽,使用时以单路进气阀为主。
4.结束语
总之,高层建筑给水排水设计对广大群众的日常生活及安全意义重大,作为给排水设计人员应本着技术、安全、实用、美观、经济的原则,不断总结和完善设计技术,寻求最佳的给排水设计方案,适应社会发展的新要求,满足人民群众不断提高的物质文化和生活要求。
参考文献:
高层建筑的发展体现了国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平,也是建设部门财力雄厚的象征。由于高层建筑结构复杂,工程量大,涉及工序多,给建筑施工带来相当大的难度。如何做好高层建筑结构设计与施工技术,是本文研究的重点。
一、高层建筑结构概念设计原则与体系
结构的简单性。应将复杂的变成简单、将结构的受力与传力途径设计越简单、直接和明确就越好、尽可能避免出现以抗扭为主导的关键性传力构件、传力途径越复杂就越易形成内力与变形的不协调和难以预料的薄弱环节。同理,对结构进行分析计算时,应该运用最简单、最直接、概念很清除地计算方法,切忌使用概念含糊不清,有的甚至连概念都看不出来,系数套系数的繁琐计算方法。
结构的规则性。建筑平面规则,平面内结构布置宜规则、对称、均匀、减少偏心,使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递,并使质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心、建筑平面规则、结构布置均匀,有利于防止薄弱层的结构过早破坏、倒塌,使地震作用能在各结构之间重分布,增加结构的超静定的数量,发挥整个结构耗散地震能量的作用。
结构的均匀性。沿建筑物竖向的结构布置宜规则、均匀,避免刚度、承载能力和传力途径的突变,避免有过大的外挑和内收,以限制结构在竖向某楼层或少数几个楼层出现敏感的薄弱部位,以致在这此部位因产生过大的应力集中和过大的变形而使结构不安全。
高层及超高层结构体系。对于高层及超高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过60m为超高层建筑。对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
二、高层建筑的施工技术分析
混凝土施工技术。主要表现在:混凝土施工中,经常会出现建筑体地面或墙体出现局部裂缝的现象、混凝土施工技术人员一定要考虑到由于外部气候条件、天气状况的不同,混凝土的结构自然也会有所差异,其裂缝宽度的控制也会有不同的控制标准。目前,国内高层建筑中混凝土施工技术对于裂缝问题的预防与控制,普遍以施工期间的技术强化与重点监管为主。整体强度的控制方面,混凝土施工中要加强原材料的质量控制与强度检验,确保高层建筑整体强度。
转换层施工技术。主要表现在:控制网的布置、高层建筑转换层的结构分为顶层、转换层以上标准层、转换层、转换层以下等四个层面。在转换层施工中,主楼的垂直度和施工测量数据都必须得到有效地控制。钢筋制作和绑扎工艺要在钢筋沿体周围一定的距离安置一定数量的U形钢支架,钢筋捆绑的科学顺序为:架设U形支架,放置开口底箍、绑扎牢固,放置内开口箍,从中间向两边分层放置水平主筋、绑扎牢固,从两侧插入水平开口箍。只有严格遵守钢筋制作和绑扎工艺,才能保证高层建筑施工的基本质量要求。
连体结构施工技术。抗震性能要求,高层建筑物连体结构一般是由两栋或多栋建筑之间设置的架空连接体而形成、高层建筑物连体结构的跨度因建筑的实际需要及用途的差异而略有不同、在国内现阶段应用的高层建筑物连体结构施工技术中,连接体与主体结构的连接一般采用刚性或柔性连接两种形式、由于高层建筑物连体结构得竖向刚度容易发生突变,结构扭转效应也相对较大,且竖向与水平地震组合作用对连接体及其附近主体结构有不利影响,受力复杂、因此,在连体机构施工技术的应用中一定要强化建筑物的整体抗震性能,全面保障建。
三、高层建筑的施工的细节技术分析
材料的选用。钢结构有很多优点,但其缺点是导热系数大,耐火性差。随着冶金技术的提高,耐火钢的研究成功并投入生产,为钢结构的进步发展创造了条件。宝钢的B400RNQ和B490RNQ两种型号的耐火钢,达到600℃时其屈服强度还有150-220MPa。
制作与安装。土建、钢结构、玻璃幕墙和各类设备的安装,使用的测量仪器和使用的钢尺必须由国家法定的同一计量部门由同一标准鉴定;定位轴线、标高和地脚螺栓根据实际确定;钢柱的制作与交装必须满足现行规范的验收标准。
[中图分类号] TU976+.55[文献码] B [文章编号]1000-405X(2014)-1-204-1
近年来,我国高层建筑的建设逐渐增多,同时建筑内配备了相应的电子产品、电气设备等,由于雷电发生时产生的电磁脉冲会对设备造成电磁效应以及热效应,影响设备正常使用,严重的还会造成人身伤亡。加强高层建筑防雷设计以及施工技术管理刻不容缓。
1高层建筑防雷设计要素分析
在对高层建筑进行防雷设计时,首先应该进行建筑防雷类别划分,一方面是根据建筑物功能定性来决定,另一方面如果是第二、三类建筑,除根据功能定性外还需要对建筑物雷击次数进行预测,以此来确定设计方案。另外,还需要根据建筑物实际情况确定防雷保护范围,但是这只是对避雷针以及避雷线为主的防雷装置进行。确定防雷保护范围,主要是根据被保护物体实际尺寸进行确定,主要包括双支、单支、双支不等高避雷针以及两根、单根平行以及两根不平行不等高避雷线等布局形式。对于高层建筑进行防雷设计,一般常用的构造措施包括四种,即防直击雷、防侧击雷、防雷电感应和雷电波侵入以及防雷电波入侵。
1.1防直击雷
防直击雷设计主要可以采用避雷针、避雷网或者两者混合的措施,另外还可以在规定要求内将建筑物金属屋面作为接闪器。对于引下线设计,应该选择剪力墙内钢筋以及钢筋混凝土柱,消防梯、金属烟筒等建筑物的金属物体也可作为引下线。最后在确定接地设计时,建筑物中钢筋为接地设置首选。如果建筑具有钢筋混凝土地梁时需要将地梁内钢筋作为环形接地装置,如果不具备地梁,就需要选择-40×4镀锌扁钢直接安置在槽坑外,形成环形接地。
1.2防侧击雷
以侧击雷为重点设计防雷装置,要求将建筑内钢筋与钢柱作为防雷装置引下线,并且钢构架与钢筋混凝土内钢筋必须要相互连接。另外,针对侧击雷特点,还要将高于30m建筑外金属栏杆、门窗等金属物件与防雷装置相连。同时,建筑物中竖直装设的金属管道等物体的上下端都必须要防雷装置相连。最后,将建筑圈梁和组合柱作为均压环,如果没有圈梁和组合柱,就需要每3层在建筑外墙内铺设一圈Φ12镀锌圆钢作为均压环,并且将建筑内竖向金属管道与均压环每3层连接一次。需要注意在设置均压环时必须要与引下线相连。
1.3防雷电感应和雷电波侵入
(1)将建筑内所有金属物件,如管道、设备外壳等,就近连接到防雷装置或者是设备接地装置上。(2)针对建筑物内平行敷设的构架、管道以及电缆金属外皮的长金属物,如果构件之间净距离在100mm以内,需要用金属线进行跨接,要求跨接点间距在30m以内;针对构件交叉净距离在100mm,同样需要在交叉处用金属线跨接。
1.4防雷电波入侵
对低压线路而言,防雷设计一般选择架空和埋地两种,要求两种方式都必须要对金属管道在进出建筑物处与防雷接地装置进行连接。如果是埋地,在入口处将电缆金属管道和金属外皮与防雷接地装置连接;架空线应该换接50m电缆进入建筑物,要求换接处于防雷接地设置连接。如果是选择用架空,线引入必须要在引入处设置避雷器。下图为常用工程防雷设计。
2高层建筑防雷施工要点
2.1接闪器系统安装施工要点
在高层建筑防雷设计中,接闪器是其中重要组成部分,是整个避雷系统中唯一暴露在建筑屋面的防雷设置,主要包括避雷针、避雷带、避雷网以及避雷线。在对接闪器进行施工时应该注意以下几点:(1)确保接闪器质量。要求接闪器规格必须要符合施工要求,在施工过程中必须保证其完整性。特别是避雷针,在选择时必须要符合建筑物被保护物体需求,必须要有合格证、使用说明以及其他相关材料。最后要保证其施工稳固性。(2)避雷网敷设要求。要求避雷网在敷设时要与建筑物顶部设置的避雷针以及各种金属物相连接,使所有金属结构连接为整个结构。另外,避雷网在施工时需要将与接地体引导屋顶引线的连接处做出明显施工标志。(3)加强避雷网质量控制。高层建筑物选择用避雷网材料规格质量必须要符合施工要求,一般都选择用镀锌圆钢,要求将其与结构柱内主筋作防雷引下线。
2.2防雷引下线敷设质量管理
引下线是高层建筑防雷设置中的重要组成,主要将防雷接闪装置和接地装置连接起来,可以由若干并联的电流通路,其电流通路的长度是最短的。防雷引下线敷设施工时可以选择建筑内金属构件以及建筑主筋等引下和断接卡子制作、安装。其中利用建筑内筋做引下线,在镀锌处必须要进行防腐蚀处理;利用建筑外沿金属构件做引下线,一般都是选择用圆钢、扁铁作为引下材料。
2.3防侧击雷系统安装施工技术控制
防侧击雷系统安装施工技术的控制,对于高30m以及30m以上建筑物,需要将外墙的栏杆、门窗等各种金属构件与防雷装置进行连接。在施工过程中,必须要根据图纸找出建筑内各门窗预留洞口处等点为题金属引线位置、材料以及数量。就现状来看,土建预留等电位连接体引出方式主要分为内置式和外露式两种,内置式施工要点是在门窗预留洞口处前提内预埋钢件,要求此钢件必须要与引下线连接,金属门窗防雷接地引下线要与此预埋件连接;外露式主要是采用圆钢与墙体引下主筋先焊接,金属门窗必须与预留件连接完成接地。在工程施工时一般都是选择金属管道连接并利用管道支架、固定支架作为连接件与近处引上线焊接。
3结束语
社会经济的快速发展,使得更多高层建筑被建设出来,并配备相应电子设备,雷电发生时对设备造成损坏,严重甚至会造成人身伤亡,这就对建筑防雷设计以及施工提出更高要求。想要提升高层建筑防雷效率,就需要我们应该根据建筑特点,对直击雷、侧击雷以及雷电波进行防治,并在在设计以及施工时加强管理,以此来提升建筑防雷功能。
一、前言
建筑基础是深埋于自然土层下面的用来承受建筑上部荷载、水平荷载和其他荷载的建筑体,因为它是建筑的受力部分,所以要求其结构一定要坚固、稳定,能够经受各种自然灾害的侵蚀。高层基础设计不仅影响后期设计工作的顺利进行,更重要的是和建筑的质量、安全、成本息息相关。所以要对基础设计进行优化和调整,解决实际应用中遇到的各种问题。
建筑基础的刚度、强度、稳定性、变形要求都是设计合理的关键点,高层建筑基础设计时应该采用整体性好、能满足地基承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式方案,达到安全适用和经济合理的目的。和一般建筑相比,高层建筑不仅要考虑建筑外观要求和性能要求,更多的是建筑基础设计是否满足建筑的稳定性、抗震性、竖向承载力、横向抗滑力、土层抗压能力等。
二、高层建筑基础选型
我国地质条件复杂,城市地质分布有很多软土、液化土等弱性土质,这已经从建筑环境上给基础设计提出了更高的要求和难题。基础选型不合理会严重影响建筑的使用功能和安全性能,甚至导致建筑物出现开裂、倾斜、沉降等问题,不仅给工程带来经济上的损失,还会对居住着的人身安全造成严重威胁。所以采用哪种基础是基础设计首要考虑的问题。
高层建筑的基础形式多种多样,有筏形基础、箱形基础、桩基础和桩筏基础等。天然地基常常用到筏形基础,特点是经济;在软弱地基上,如果浅层土质达到要求,周围环境影响也较小,房屋刚度性较大,可以采用补偿式箱形基础;高层建筑地下室一般用来作为地下车库和机电用房,需要有较大的平面空间,常常使用筏型基础和箱形基础;在地基土比较均匀的条件下,采用筏形基础和箱形基础宜保证结构竖向荷载重心和基础平面形心保持重合,减小建筑的倾斜力。而当地基土质较软,不足以承受上部结构重量时,桩基础凭借整体性好、承载力高和沉降量小、结构布置灵活等优点,在结构设计中广为采用。
三、高层建筑基础埋深
高层建筑的主要特点是竖向荷载力大、重心高、倾斜敏感,在风荷载和地震荷载等的作用下容易产生倾覆力矩,在基础上又产生新的倾覆力矩,导致建筑倾斜量增加,使结构中心和基础平面的中心相偏离。因此,保证高层建筑基础的埋深具有重要意义:
1)合理的埋深可以有效的防止在水平风力和水平地震等作用下基础发生滑移和倾斜,提高基础的稳定性,从而保证上部结构的稳定性;
2)增大基础埋深,可以有效提高地基的承载力,减小基础的沉降量;
3)一定的埋置基础深度,对天然地基或复合地基的基础能起到很大的卸载和补偿作用,减少了地基的附加应力,并且外侧墙的土压力、摩擦力限制了基础的倾斜,基地下土反力的分布趋于平缓,减少集中程度;
4)加大埋置深度后,地面运动阻尼增大,输入加速度减小,可有效减轻震害。
四、分析基础设计的关键点
1、全面掌握资料
对于高层建筑,地质资料和上部结构资料掌握充分能使基础设计事半功倍。高层建筑的这些资料相对于一般建筑资料要求的更为全面和详细。在对地质资料分析时要充分考虑各种地基类型对对建筑产生的影响,包括对岩石特性、土层分布、地下水、地面水等的详细分析。对上部结构进行分析时要注重建筑物的体型的复杂程度和结构类型,还有传力体系。设计师在采集到这些资料的时候要详细阅读工程建设场地地质勘察报告,对勘察报告的内容和深度进行复核,判断是否满足结构设计需要,必要时提出补充勘察要求。重点研读勘察报告中的持力层及其地基承载力、地基变形、地下水和场地抗震要求等。
2、统一目标
基础设计方案在选择时,要满足多种个性化目标的要求,并把个性化目标统一起来形成整体目标。通常情况下,高层建筑基础设计把建筑性能、建筑质量、建筑成本放在首位,而忽视了对施工性能、周边环境影响、地震地质性能的满足。个性化目标在一定条件下,有矛盾和冲突,改变条件或者是弱化矛盾是满足整体目标的前提。所以根据目标之间的关系进行兼顾、协调地优化和调整能够达到最终的基础设计目标。
3、多种方案结合起来,趋利避害
基础工程在整个建筑工程中施工成本和施工工期分别占到30%左右,合理的高层建筑基础设计能够有效节省工程造价和缩短工期。然而设计方案的制定影响因素众多。
多样性和复杂性是高层建筑基础设计的特点,因为是涉及的元素众多,特别是现代建筑技术和手段的不断提高,基础设计处理方法和处理型式也在不断扩大。传统的基础设计型式和现代基础设计型式相冲突,必然会加大设计的困难度。基础设计通常根据工程条件和地质条件,综合传统设计型式和现代设计型式,提供多种基础处理方案。所以设计师要做好多个方案,经验和理论相结合,从中考量利弊,选择最合理、最优化的方案。
4、总结经验教训
高层建筑基础设计规模庞大、施工难度大、涉及的影响因素众多,在设计和优化方案的过程中进行了大量的分析和研究。这些分析成果和研究成果对日后的基础设计都有很大的帮助,特别是实例工程中的经验和教训都能成为选型的关键信息。只有在工程实践中不断创新和提高,才能设计出符合工程要求的基础。
五、在基础设计中的注意事项
随着经济的发展高层建筑的数量及其形式的多样化、复杂化也随之增长,这势必给高层建筑基础设计带来若干问题和困难,以下为基础设计中常见的几个问题。
1)不重视地基基础的设计等级。《地基规范》3.0.1条规定,根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征等条件,将地基基础的设计统一分为三个等级。而在3.0.2条规定,根据高层建筑地基基础的设计等级同时考虑地基变形(在长期荷载作用下)对上部结构的影响,地基基础设计须满足如下要求:
①所有建筑物的地基承载力设计须满足要求;
②属于甲、乙级设计等级的建筑,应进行地基变形验算;
③属于丙级的建筑有《地基规范》规定的5种情况之一时,应作变形验算。
2)抗浮设计时不区分实际情况即进行抗浮验算:
①抗浮验算时上部结构永久荷载须乘以分项系数,分项系数可根据《荷载规范》或当地地区标准取值,验算建筑物抗浮能力应满足:建筑物永久荷载水浮力≥1.0,其中,永久荷载取标准值,永久荷载与水浮力的分项系数按《荷载规范》或参照《北京细则》取值。
②当结构基础设计需要采取抗浮措施时,应按工程具体情况区别对待。当高层建筑主体基础与裙房地下结构空间连成整体,均采用桩基,可采取抗拔桩来解决抗浮问题;当主体与裙房地下结构空间未连成整体,采用天然地基会产生沉降差,则抗浮常采取配重的方法。
3)设置地下室对基础设计与整体结构的影响不了解。
①高层建筑设置地下室除了能增加建筑物的使用空间功能外,还会对地基基础和地面以上的整体结构的受力性能有很大的贡献。地下室深基坑的开挖,对天然地基或复合地基的基础能起到很大的卸载和补偿作用,从而减少了地基的附加压力,增强了地基承载力的计算值。
②地下室周边后期夯实的回填土对埋深较大的地下室外圈混凝土墙施加了被动土压力的同时,还对外圈挡土墙产生摩阻力,使基础的稳定性得以增强。同时使基础板底反力平缓分布。
六、总结
高层建筑在高度和体积上的庞大给基础提出了高要求。“基础不牢,地动山摇”是建筑工程中的一句俗语,基础质量不过关,容易导致建筑裂缝出现,甚至出现坍塌的现象。基础设计要从基础选型等多方面控制质量,保证能够满足上部结构要求和地质要求,并且满足抗震、抗风等要求,做到安全适用、经济合理、确保质量、保护环境。