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中图分类号:TU113.1
文献标识码:A
文章编号:1008-0422(2013)05-0091-03
1 前言
既有建筑光伏发电系统是将既有建筑与光伏系统进行综合设计与利用。由于我国既有建筑面积容量大、屋面空间利用效率低、单位面积能耗巨大,对既有建筑平屋面进行光伏设计具有光伏发电系统靠近用户,光伏装机容量较小,满足于用户需求并支持现有电网运行;用户自行控制;减少输配线损失;起到调峰降压等作用。随着技术的进步和市场的扩展我国相继颁布了《关于组织申报金太阳和光电建筑应用示范项目的通知》、《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见(暂行)》等法规条例为国内私人业主及企事业单位安装光伏上网提供了相应的经济鼓励机制与法律法规;同时由于国外市场的萎缩大量企业开始注重国内市场的开阔与发展,使大量新技术新设备得以应用;因此当前我国发展光伏与既有建筑结合恰临前所未有的机遇。但是对于大量现存的既有建筑而言,太阳能光伏设备的安装较为不易,如适当的预埋件尚未装置,改造时给太阳能装置的安装造成了一定的障碍;增加建筑负荷可能损害建筑结构;破坏既有建筑保温构造等因此寻找一种适合我国既有建筑实际状况,又能具有较高经济性的系统安装方式显得较为迫切。
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既有建筑平屋面光伏系统的设计安装优势
建筑物屋顶作为吸收太阳光部件有其特有的优势,如:日照条件好,不易受遮挡,可以充分接受太阳辐射,系统可以紧贴屋顶结构安装,减小风力的不利影响,并且太阳能光伏板可以替代保温隔热层遮挡屋面,有效的利用了屋顶空间。
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既有建筑平屋面光伏系统的设计安装注意事项
3.1排布要求
3.1.1光伏阵列布局
阵列设计需要保证在冬至日当天光照辐射强度最好的时间段中(AM9:00—PM3:00)前排光伏组件的阴影不应影响后排光伏组件正常工作。如果太阳电池不能被日光直接照到时,那么只有散射光用来发电,此时的发电量比直射光照的要减少约10%-20%。因此在选择敷设方阵时应尽量留出空间,使发电效率达到最高。另外,当纬度较高时,方阵之间的距离加大,相应地设置屋面的面积也会增加,需在设置方阵阵列时,分别选取每一个方阵的构造尺寸,将其高度调整到合适值,从而利用其高度差使方阵之间的距离调整到最小,使屋面的场地得到充分的应用,节约空间资源。
3.1.2阴影的影响。
阴影分为随机阴影和系统阴影。随机阴影产生的原因、时间和部位都不能确定。如果阴影持续的时间很短,虽然不会对电池板的输出功率产生明显的影响,但在蓄电池浮充工作状态下,控制系统有可能因为功率的突变而产生误动作,造成系统的不可靠。系统阴影是周围比较固定的建筑、树木以及建筑本身的女儿墙、冷却塔、楼梯间、水箱等遮挡而成,由于持续时间长会对官府系统输出功率产生明显影响的水平。因此系统需要具有相应的容错能力,不会因瞬间的阴影产生误动作(如启动保护电路);对于系统阴影要认真勘察现场,进行回避,进行合理设计。
3.1.3高效利用
为了获得较多太阳光,屋面坡度宜采用光伏组件全年获得电能最多的倾角。一般情况下可根据当地维度+或—10°来确定屋面坡度,低纬度地区还要特别注意保证屋面的排水功能。
3.2构造要求
(1)安装在坡屋面的光伏组件宜根据建筑设计要求,选择顺坡镶嵌设置或顺坡架空设置方式。顺坡架空在坡屋面上的光伏组件与屋面间宜留出有大于100mm的通风间隙。控制通风间隙的目的有两个:一是通过加强屋面通风降低光伏组件背面升温;二是保证组件的安装维护空间。设计良好的冷却通风系统,这是因为光伏组件的发电效率随着表面工作温度的上升而下降。理论和实验证明,在光伏组件屋面设计空气通风通道,可使组件的电力输出提高8.3%,组件的表面温度降低15℃左右。因此光伏系统的设计安装特别重要。
(2)对于原有防水侧已经破坏的屋面,支座基座部位应做附加防水层。光伏组件支座与结构层相连时,附加防水层应包到支座和金属埋件的上部,形成较高的泛水,地脚螺栓周围缝隙容易渗水,应作密封处理。附加层宜空铺,空铺宽度不应小于200mm。为了防止卷材防水层收头翘边,避免雨水从开口处渗入防水层下部,应按设计要求做好收头处理。卷材防水层应用压条钉压固定,或用密封材料封严。
(3)需要经常维修的光伏组件周围屋面、检修通道、屋面出人口以及人行通道上面应设置刚性保护层保护防水层,一般可铺设水泥砖。
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既有建筑平屋面光伏系统的安装分类
4.1屋顶独立式
4.1.1独立基础式安装
独立基础式安装系统适合于屋面荷载小和风荷载小的地区,一般适用于中低层建筑。光伏安装系统基础采用混凝土浇注预制,尺寸长、宽、高可自定,在混凝土块顶面预埋地脚螺栓平放在水泥屋顶上。它具有不破坏原有屋面防水层、保温层,点式基座利于屋面排水等特点;同时预制的混凝土块方便屋顶吊装,减少人工、降低成本,适用于工程造价低,施工速度快的工程项目。
4.1.2条形基础式安装
条形基础式安装系统适合荷载量较大的平面屋顶,底部框架使用优质铝导轨,预埋螺栓固定,支撑件材料为不锈钢,牢固美观,铝合金导轨与单元连接设计,无需现场二次加工。适用于任意规格晶硅组件及部分薄膜组件;在水泥基础面上安装预埋地脚螺栓,根据实际需要设计调节安装角度具有较高的适应性;基座布置方面与屋面排水方向不垂直,利于屋面排水;所需人工量较少适用于工程造价不高的项目。
4.1.3负重基础式安装
负重式安装系统,无需破坏原有防水层,适用于平面屋顶荷载量较大的情况。底部框架使用优质铝导轨,固定采用水泥块或石块等重物,支撑件材料为不锈钢,牢固美观,独创的铝合金导轨与单元连接设计,无需现场二次加工。不破坏原有防水层,无需防水处理;适用于任意规格晶硅组件及部分薄膜组件;底框上安装可调负重框,上面放置水泥块、石块等;根据实际需要设计安装角度。但基座布置方向与屋面排水方向垂直,不利于屋面排水增加了屋面荷载,不适合于降雨量达又不能很好解决排水问题的屋面工程项目。
4.1.4全钢可调式安装
全钢可调式系统安装支架后立柱可以自由做长度调整,立柱上的安装固定座可以多角度旋转,在施工现场可以非常方便的实现光伏组件在高度和角度上的调整。支架结构件全部采用镀锌型钢,强度好,成本低;安装角度在一定范围内可自由调整,以适应不同安装场地;采用通用组件固定方式,方便可靠;利于屋面排水,工程适用范围较广。
4.1.5工程塑料固定式安装
工程塑料固定式中的承重部件采用工程塑料制造。工程塑料由聚酰胺制作,该塑料不但要求能在高温下保持极低的蠕变性,在低温下也表现出了优异的韧性和刚性;高比例玻璃纤维增强的聚酰胺还具有优异紫外耐受性和耐候性,在户外条件下寿命长达20年,能满足如雪载、风压等的承重要求;系统制造工艺中,使用扣接、骨架和挡板未排水和布线,使得部件非常轻巧和易于安装,太阳能板在平顶上的安装变得更加简单快捷,且具有良好的太阳能装置成本效益,适用于户外工程项目施工。
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山东建筑大学1MW太阳能光伏发电示范项目
山东建筑大学位于济南市东部地区,地处北纬36°40′,东经117°0′。济南属于暖温带半湿润大陆性季风气候。济南市全年辐射总量为5251.8MJ/m2,年平均日照时数2582.3小时,年日照百分率58.3%。校园楼房等建筑物多为平顶屋面,建筑物的屋面承载力较强,比较适合建设屋顶太阳能光伏电站。山东建筑大学在学生公寓梅园1#、2#、3#楼顶平面;松园1#、2#、3#楼顶平面;竹园1#、2#楼顶平面校图书馆与信息楼楼顶平面;校办公楼楼顶平面;大学生活动中心楼顶平面进行太阳能光伏系统的排布。
中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:
一、工程概况
本工程帝宝花园为吴江市汽车站西侧地块住宅区,本项目用地面积92113平方米,总建筑面积为138169㎡(未包括地下部分)。其中高层住宅建筑面积为75040.1㎡,多层住宅建筑面积为38461.9㎡,低层住宅建筑面积为16969㎡,商业建筑面积为6380㎡,物管用房建筑面积为968㎡,社区服务用房建筑面积为350㎡。地块内布置了9幢11-17层高层住宅楼、数幢5-6层多层住宅、数幢2-5户的低层住宅及一幢4层的商业,另结合绿化和商业布置4处配电房和燃气调压站等附属建筑。高层建筑地下一层作为自行车库、储藏和设备用房,多层及部分高层设置半地下车库。结构高度37.65m,建筑长度57.2m,宽度11.3m,建筑的长宽比L/B=5.1,高宽比H/B=3.3。二层以上平面在建筑南侧存在凹口,为实现这种底部大开间与上部剪力墙之间的转换,在主楼2层设置结构转换层,以传递竖向荷载和水平荷载。室外地坪以上主体高度为65m。建筑平面如图(1-3):
图1(底部1层建筑平面图 ) 图2(2层以上建筑平面图)
图3(结构平面图)
二、结构方案的确定
竖向不规则高层建筑中,经常被采用的方法是带转换层的复杂结构,这样的设计理念能够满足其建筑功能,同时也符合建筑美学的结构要求。但是,在结构上,转换层结构存在着自身的弱点,在结构上荷载不能传递给下部对应的结构构件,会造成总体结构竖向构件传力不连续性,转换结构的内力重分配向下传递。可见,转换构件受力复杂,在保证转换结构正常地、可靠地、有效地工作中尤为重要,是结构设计的重点之所在。根据《建筑抗震设计规范》和《钢筋混凝土高层建筑结构设计规程》的严格规定与严格的高位转换结构规定,帝宝花园工程建筑方案转换进行全方位的比较。
1、厚板转换层
上图的图1、图2所示,本建筑工程的特殊功能要求,使得上部框支剪力墙轴线与底部框支框架存在较大的凹进,为了解决众多轴线错开的现实问题,初步将方案拟定为板式转换层,综合柱网尺寸、上部结构荷载来确定出厚板的厚度。
(1)厚板转换层优势:由于下部柱网不会受上部结构布局影响太大,板式转换层的凸显出灵活布置的优势。由于厚板刚度大,就能够形成整体性较好的承台,能够为施工带来更大的方便。但是不能明确厚板转换的传力走向,受力分析上较为复杂,在实现抗剪和抗冲切时,需要计算板厚,初步预设为2.2~2.8m。这样看来,厚板重量大无形中就增大了下部竖向构件在设计上的强度要求。
(2)厚板转换层对抗震严重的不利:由于厚板结构中部是质量集中之所在点,这样就出现结构整体振动性能变得复杂了,转换层刚度上,厚板比下层的刚度会大很多,就会出现应力的集中,这样一旦出现地震时,反应就会强烈,这样的设计明显的表现是对抗震严重的不利。再有,这样的设计会造成材料的耗很大,给工程的经济造价增加很多。综上,厚板转换层对本工程是不适用的。
2、梁式转换层
使用梁式转换层能够表现出传力直接而明确的特点,最大的优点就是说传力途径清晰。在受力性能方面,转换梁也能表现出较好的特性。这对于施工来说方便很多。
基于以上分析,曾与建筑开发商与小区的准业主协商,对建筑图进行较大的调整,目的就是减少主次梁的复杂转换次数,使转换梁直接承托上部剪力墙得到有效的保障。框支主次梁平面图如下图:
(灰色---底部框支结构,黑色---上部框支剪力墙)
三、对整体结构的计算与分析
用SATWE、PMSAP方法通过对该结构的整体对比与计算,分析得出主次梁方案的可行性。
1、抗震等级:抗震一级包括:框支框架、底部加强区;假设百年一遇,风荷载:基本风压0.4KN/ M2;考虑到扭转耦联按剪弯刚度计算地震作用,计算得出振型24个(但是图中的为前三个振型数据),计算结果具体为下表。
表A(结构整体计算的部分结果)
2、由上表数据计算结果得出结论为:
A—振型:结构的振型1、振型2为平动振型,振型3为扭转振型。
结构扭转为主的第一自振周期:平动为主的第一自振周期
B--转换层侧向刚度的计算方法:可以采用剪切刚度、剪弯刚度和地震剪力与地震层间位移的比这三种方法。
利用剪弯刚度计算,转换层上部:γe=下部结构的等效侧向刚度比
C—位移值:最大层间位移:平均层间位移
四、不规则高层建筑物的结构设计技术方法
1、确定建筑方案
框支剪力墙在结构上,存在上下刚度的突变,但是由于存在竖向构件的不连续行就造成了传力的复杂性。在地震出现时,下框支层产生巨大内力造成塑性变形的震害,这样的结构对于抗震不利。框支剪力墙结构可以实现建筑物上下不同使用功能。
2、合理的设计
确定了建筑方案,下一步是合理的设计,减轻自重,节省投资改善抗震性能。结合该工程的实践谈梁式转换结构设计技术方法。
(1)底部大开间柱网的布置。为了减少转换的次数,缩短传力的路径和主次梁的不规则转换,将转换梁直接承托上部剪力墙。
(2)结构竖向刚度匀变。将足够多的上下贯通构件,使落地剪力墙的厚度加大,和混凝土强度等级提高,同时要使洞口的尺寸减小,这样的纵横墙在连接上会形成一个筒体,就能够使得底部的大空间刚度不断增大。
(3)侧向刚度比的控制。为保证底部大空间层的刚度,转换层上下结构需要控制侧向刚度比,以防竖向刚度变化差距过大。
(4)结构设置。弱化上部剪力墙结构,强化下部框剪结构。根据开间的大小,扩大上部剪力墙的间距,可以减少混凝土的用量,从而使刚度减小。在上部墙体上,设结构洞用轻质墙体填充,减小剪力墙结构的刚度。使结构质心和刚心接近,避免扭转。
(5)结构层间位移角的控制。风荷载和地震作用下结构层间会发生角度的位移。严格控制住地震基底剪力与重力荷载代表值的比值。剪力墙结构底部加强区与其它部分框支柱的比值需要准确的控制。
综上,平面不规则的高层结构具有扭转效应,结构设计时要充分发挥剪力墙的作用,使结构具有较大的抗扭刚度。以吴江市帝宝花园为例,对平面不规则结构的设计进行了探讨,要通过构造措施提高结构竖向构件的变形能力。带转换层复杂高层建筑结构可以实现建筑物上、下不同使用功能,当在结构上,上下刚度突变出现竖向构件连续差不利于抗震。转换层结构设计是关键,需要在设计上研究比较。本文通过以吴江市帝宝花园为例的不同分析模型,计算分析某高层商住楼框支剪力墙结构,对结构转换层转换优缺点进行比对,提出了转换层结构布置分析与设计计算方法。
参考文献
[1]建筑抗震设计规范GB50011-2001 ,北京:[D].中国建筑工业出版社,2001
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[3]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].中国建筑工业出版社.2002(1):27-41
伴随着社会的高速发展,各行业对于节能减排的意识越来越强烈,人们逐步认识到节能与环保的重要,节能也逐步进入到每个人的思想当中,建筑行业是作为耗能较多的行业,对于节能的意识应该更强烈。通过对于建筑平面设计中的体形设计来改善建筑的节能,是建筑节能的重要手段。
1 建筑平面体形设计中的外墙设计方案
在建筑平面体形的设计中应该充分重视建筑物外墙的设计,外墙在整个节能设计中占据着不可或缺的重要作用,从季节角度上去进行考虑,冬季和夏季两个季节是建筑物发挥重要作用的季节,在夏季的时候由于建筑物体的外墙受到太阳光照和太阳直射的作用下,室外的气温在急剧增加的情况下,将热量传导到建筑物体的墙体内部,有的高温季节可以使整个墙体的温度达到60℃以上,在这样的情况下,温度透过墙体不断的向室内进行传导。建筑物体的外墙在整个建筑平面体形的设计中应该得到充分的重视。在冬季的时候,由于室外温度较低,同时太阳光照的时候能够导致墙体温度的升高,但是这样的温度传导都是极弱的,更多的时候是墙体在发挥着挡风和保温的作用。当冬季来临的时候,建筑物内的人们总是希望自己的房子的外墙够厚,这样就能抵御寒风的侵袭。因此, 住宅设计在外墙上常采用导热系数小的材料以提高其保温隔热性能。例如, 保温隔热性能好的小孔多孔砖、加气砼砌块替代实心黏土砖砌筑外墙体, 它们的传热系数分别为实心黏土砖墙的80%和50%。另外在外墙上增设外保温材料, 保温隔热效果也非常显著。
另外在建筑物外墙设计中的时候,应该充分重视外墙色彩的设计。这样的设计方案应该充分考虑到地域的不同而进行不同色彩的设计。在我国的北方地区应该充分重视到寒冷季节较长而热的天气较短的因素,在外墙色彩的设计上应该是充分利用吸热性更好的颜色,如灰色或者稍微偏暗的颜色,选择这样的颜色有助于建筑物在阳光充足的时候能够尽可能多的吸收来自太阳的温度,达到室内温度升高的合理走向,而在南方地区特别是夏季较长的季节里面,应该充分考虑到建筑物的颜色的不同对于室内温度传导的效果不一样,鉴于要提升建筑物内的凉爽和舒适度,应该选择颜色较浅的色调,如白色、米色等颜色,这些颜色能够使建筑物将来自太阳的光线反射回去,使得太阳光的温度不能够全部传导到建筑物体内部去。这样就能起到良好保持室内温度适宜的效果。总之,在建筑物体的平面设计中应该充分重视外墙厚度的设计,只有考虑到墙体厚度的状况,才能将建筑物的墙体设计的更加合理和完善。同时充分考虑建筑物所处的地理位置选择外墙的颜色,使对建筑物进行节能减排的设计更加趋向合理化。
2 建筑平面体形设计中的外窗设计方案
建筑物平面体形设计中很重要的节能的一个方面就是对于窗户的合理设计,外窗在建筑物中起到良好的保温隔热的能力,外窗在提供舒适的室内空间和保温隔热的性能发挥着极其重要的作用。如果要发挥好外窗的隔热保温作用,就要从外窗的结构进行设计,外窗的结构对于调节温度起到非常重要的作用,设计不同结构的外窗对于室内温度的保持和室外温度的隔热是具有不同的效果的。例如, 推拉窗的窗扇在窗框下滑轨来回滑动, 上部有较大的空间, 下缘有滑轮间的空隙, 窗扇上下形成明显的空气对流交换通道, 冷热空气的对流形成较大的能量损,空气对流和能量损失的大小与窗扇上下空间大小成正比。
在建筑物体形的设计过程中有的外窗设计成了推拉窗、上推窗、固定窗户,从节能效果上来看这些窗户都发挥着一定的保温和节能的效果,但是发挥的作用大小是不一样的,推拉式的窗户可以称之为节能窗户的典范,这样的窗户随手就可以将窗户完全打开,使室内的空气和室外的空气进行对等的交换,当天气炎热的时候可以开窗透气达到节省能源的目的,另外就冬季而言这样的窗户的保温性能稍微差了点,有其不足的缺点。上推窗是介与推拉窗和固定窗户之间的一种窗户设计模式,这样的窗户设计主要应用于较高楼层窗户的设计,节能效果是不理想的,无论是从夏季还是从冬季来进行考虑,不利于通风,也不利于保温的效果。固定窗户在设计的过程中,一般应用到冬季时间较长的地区,这样对于建筑物的保温效果较好。综合以上的三种窗户的设计过程来看,究竟使用哪种具体的外窗模式,应该根据不同的地域特色来进行设计和使用,不能够一切照搬哪个来进行使用,只有将这些设计的优点、弊端进行对比分析之后,再进行设计和完善,才能够达到建筑平面体形设计中的外窗设计的优选,才能够在节能方面发挥其窗户设计的积极作用,如果没有充分考虑到以上几点的话,那么有可能导致的结果是相反的。
3 建筑平面体形设计中的建筑物顶层设计方案
建筑物的顶层设计中,应该充分考虑到夏季的炎热对于室内人体的舒适度的效果。住在顶层隔热性能差的住户常抱怨夏天室内酷热难当, 即使有空调进行降温也抵挡不了来自屋面的太阳辐射热。所以, 对于建筑物的顶层进行合理的建筑物体的体形设计是非常重要的一个方面。任何建筑物体都会有暴露在最上面的一部分在太阳下面,对于建筑物体的平面体形设计,应该设计成圆锥型的顶层最合理。这样设计的原因有以下几个方面:首先,在对于顶层圆锥形设计的时候有利于建筑物顶层,雨季的排水较顺利,不会因为雨水较大而导致了建筑物体难以排水的过程,在以往的建筑物设计过程中经常出现的情况就是有的建筑物顶层设计成了平面的,这样很容易导致雨水积压到建筑物的顶层,最后由于建筑物防水做的不好的情况下,导致楼下漏水的情况发生。
其次,将建筑物体的顶层设计成圆锥形的时候,特别是在夏季天气特别炎热的情况下,一般建筑物即使顶层建筑的隔热做的再好也难以阻挡太阳直射产生的热量,这些热量会随着建筑物的顶层固体向下进行传导,导致距离顶层最近的一层居民夏季炎热难耐。在设计成圆锥形的建筑顶层之后,可以弥补的情况就是在建筑物体的顶层留有空间,当太阳直射的过程中,热量全部的导入下面这个空隙当中,这一部分是非居住区域。这样在下面一层的居民就相当于是有了一个非常好的隔热层,这样在顶层居住的人们就不会产生炎热的感觉,达到了节能减排的目的。
这样设计的效果还能够增加建筑物体的美感,让建筑物体采用过去在设计中的包豪斯设计的风格,让建筑物体更加具有审美的效果在其中,从建筑设计的实用角度和美学角度来看,都能够达到建筑物的综合利用的效果,同时这样的设计更能加固对于建筑物的凝心力,使建筑物的受力情况更加分散而达到稳定建筑物的作用。通过建筑物体顶层的设计,让整个建筑更加和谐的适应与整个建筑的大的框架中去,尽管这样的顶层设计可能会在施工的初期,使用较多的工时,而且在施工中也存在着一些难度,但是从长远的建筑物体的使用情况来看,还是一个值得使用的长远投资。建筑物体的使用不是三年五年的时间,而是一般几十年的使用标准来进行设计的,这么长的时间段,如果按照平顶的设计方案的话,很容易导致的结果就是顶层在几年后隔热层会出现漏水、漏雨的现象发生。而采用圆锥形的设计方案,即使其中上面的一个表层出现漏水现象的时候,下面还有一层无人居住的空间起到隔水渗透的效果,这样就有两个保护层出现在建筑物的顶层,达到了建筑物体长久使用的效果,从另一个方面来讲这也是节能的另外一个方式。在建筑平面体形的设计中,顶层的设计往往是建筑设计过程中较重要的一个细节,大多数的建筑设计师都会花费大量的心思在顶层设计上设计合理而功能实用的顶层。
4 建筑平面体形设计中的建筑物周围绿化设计方案
建筑物平面体形设计中应该考虑到周围绿化环境的设计,对于建筑物节能的重大作用,特别是在夏季,这样的效果显得更加的明显,在建筑物的周围进行绿化,一方面增强了整个建筑物体的人居环境的改善,另一方面也增强了建筑物躲避炎热季节炙热天气的考验。如何使建筑物的平面体形设计中的绿化效果更明显或者说是更加具有实用性。具体应该根据建筑物体的大小和高度进行考虑。在建筑物体较小的情况下,周围绿化可以以低矮的树木或者是以草本植物的形式进行设计,而对于高的建筑物可以就其所在区域进行绿化设计,让高层建筑在绿树环绕下矗立其中,发挥周围绿色植物的隔热遮荫作用,同时能够改善室内气温的环境,对降低空调的使用也极为有效。在建筑物体的周围种植高大乔木和攀岩植物,并利用花架、种植槽、阳台和绿色植物构成的周围垂直绿化,在夏季降低低温辐射的同时,还能够有利于墙体自身的散热;同时还能够对调节碳氧平和、减小温室效应、减轻空气污染、降低噪音等都具有具足轻重的作用。
结语
在当前国家非常重视大力推广节能减排的大环境下,我国的建筑行业一直努力践行着,从设计到施工的整个过程中,使用先进的节能设计方案,更加完善在建筑设计过程中降低建筑的耗能以及建成后的耗能的减少。同时各种新型建筑材料、新技术、新设备的投入使用都或多或少的减少了建筑行业中的能耗。但就其中的很多节能设计方案来看,最能够发挥其具体效果的却是在进行建筑平面体形的设计过程,这个过程是建筑行业中最能体现出节能设计的一个重要环节。通俗的讲,建筑平面体形的设计就是建筑物体的墙面的设计,这个设计过程,是对于建筑物体的表面、建筑物的周围、建筑物的顶层、建筑物的周围环境的全面设计过程。在建筑的平面中,肌里是对于空间组织结构的反映,他能够把握住平面结构的参照。总的说来, 平面设计是建筑设计的决定性环节。忽视了建筑物体的平面体形设计,就会导致整个建筑设计的失误,这样的失误严重性的情况,会导致建筑物的受力不均衡,使建筑物不能够稳定根基,同时在体形设计中如果不能充分的考虑到地域特色、自然因素等建筑学中重要的参考指标,就会导致盲目的抄袭和生搬硬套,不能够因地制宜的进行建筑的设计,导致建筑施工过程中和施工后的建筑物不能够达到节能减排的目的。在简述平面体形的设计中应该充分重视人的具体作用,发挥以人为本的设计理念,创造出适合人类居住的人性化空间环境,满足人类的功能性的需求,尽可能的完善人居的环境,创造利于人身心健康的生态建筑环境,达到建筑与环境与人的和谐共生的局面。
参考文献
[1]叶建华.现代建筑平面设计存在问题的应对策略[J].洛阳大学学报,2004.9.第92-93页.
[2]黄厦.夏热冬冷地区高舒适度住宅的节能设计.宁德师专学报(自然科学版),2002.8.第232-234页.
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
1工程任务和规模
某特大型跨流域水利工程,工程管理任务是规范建设管理,保障工程的安全及良性运行。为保证工程的整体性和系统性,保证建筑物与所在地区的周边环境相协调,对该管理处进行建筑方案设计。主要包括办公楼、食堂、柴油发电机室、地源热泵机房和传达室设计。
2建筑设计研究分析与实例
2.1总平面设计
2.1.1总平面设计分析
总平面设计主要表示整个建筑基地的总体布局,具体表达新建房屋的位置、朝向以及周围环境(原有建筑、交通道路、绿化、地形)基本情况的图样。
水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求,做到内部流线简洁顺畅,建筑物之间联系方便,而且应注重环境设计,考虑设计绿化、休憩空间,职工体育运动场地等。同时各个建筑物也有集中和分散两种布置方式,各有其优点,具体采用哪一种布置方式,则应因地制宜,根据具体环境而定,设计要与周边环境相协调。
2.1.2总平面设计实例
2.2.2.1设计内容
场区设计包括场区总体布置、道路设计、绿化设计。
2.2.2.2设计原则及目标
充分利用场区地形,发挥绿地效益,并结合当地景观特征,以实用为原则布置绿化带和景观带,实现建筑与自然的和谐统一。 绿化设计以简洁、大方、美化环境为的主导思想,体现建筑风格为原则,使绿化和建筑相互融合,相辅相成,创造一个舒适、愉快的办公环境。
2.2.2.3场区总体布置
依据规划部门提供的征地范围设置两处场区的入口,分别设在设在西侧和南侧。
场区内拟建办公楼、食堂、柴油发电机室、地源热泵机房和传达室。
2.2.2.4场区道路设计
管理处场区之中道路路网规划设计力求通顺、流畅、方便、实用。
场区路网规划
主入口:在场区南侧设置一个管理处场区主入口,与场区绿地相协调形成开敞的主入口,对外设置连接路,方便出行。
环形车行系统:在管理处场区规划环形机动车车行系统。整体做到人车分流清晰,通达顺畅安全。
停车场:结合总体布局,在管理处采取分散方式布置停车位。每个车位3x6m,可以停放20辆左右小型汽车,以满足管理处内部员工及外来办事人员的停车需求。
道路设计
场区内道路采用混凝土路面,路宽为7.0m。
2.2.2.5场区绿化设计
(1)场区景观绿化规划
场区景观绿化规划设计的主导思想是:简洁、大方、美化环境。在体现建筑设计风格为原则的情况下,使绿化和建筑相互融合,相辅相成。
(2)绿化设计
结合建筑用地的地形、地貌和周边环境,植被搭配以乡土树种为主,运用植物平面绿化与立体绿化相结合的设计手法,使绿地在四季的静态构图中,呈现季相的动态变化。
2.2平面设计
2.2.1平面设计分析
建筑物是为了满足社会的需要、利用所掌握的物质技术手段,在科学规律与美学法则的支配下,通过对空间的限定、组织而创造的人为的社会生活环境。
一般水工建筑物的设计程序首先由水工专业、水机专业和电气设备专业等提出专业设备布置要求,然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式,建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系,建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。同时建筑设计人员应积极发挥主动性考虑建筑空间的有效使用和综合利用。
2.2.2平面设计实例
2.2.2.1设计内容及规模
设计内容包括管理处办公楼、食堂、柴油发电机室、地源热泵机房和传达室。
2.2.2.2设计原则
(1)安全原则
安全是设计之本。在保证工程安全的前提下,对建筑进行规划设计。设计中严格遵循相关规范要求,确保工程质量。
(2)创新原则
在满足使用功能的前提下,结合整体布局,创新设计理念和方法,力求做到明朗大方、新颖独特。
(3)节约性原则
根据建设节约型社会的要求,规划设计方案力求实用、经济、美观,充分利用现有资源和本土资源,节约能源。
2.2.2.3建筑单体设计
(1)办公楼
功能分区与平面构成:
办公楼平面功能布局力求分区明确、紧凑合理、使用方便。
建筑平面布置与结构、给排水、暖通、电气和自动化专业等相互沟通联系,满足各专业要求。
内部交通组织:
办公楼南侧设为主入口,两侧设为次入口,主要作为疏散通道出口。工作人员上班时可经过门厅、走廊、楼梯进入各层工作区。
楼内设计两个楼梯,作为垂直交通的联系纽带,既满足了防火技术的安全要求又满足了自动化调度系统技术用房安装设备的要求。
(2)食堂、柴油发电机室和传达室
食堂布置在场区西侧,食堂单独布置,方便职工就餐;柴油发电机室布置在场区东北角一侧,地源热泵机房布置在场区西北角一侧,减少运行时的噪声对办公楼的影响;传达室布置在场区东南角,方便管理。食堂、柴油发电机室、地源热泵机房和传达室的造型风格及室、内外装修均结合办公楼进行设计,使场区内建筑物整体相协调。
2.2.2.4建筑防火设计
依据国家现行的《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006),对管理处进行建筑防火设计。
管理处拟建建筑物包括某管理处办公楼、食堂、柴油发电机室和传达室,耐火等级均为二级。
各房屋建筑满足规范中防火间距6m的要求(《建筑设计防火规范》第5.2.1条规定)。
2.2.2.5建筑节能设计
依据国家现行的《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005),对管理处进行建筑节能设计。
2.3建筑风格设计
2.3.1建筑风格设计分析
建筑风格是指建筑设计中在内容和外貌方面所反映的特征,主要在于建筑的平面布局、形态构成、艺术处理和手法运用等方面所显示的独创和完美的意境。
2.3.2 建筑风格设计实例
2.3.2.1造型风格
本设计从整体入手,力求表现出办公大楼现代、简洁、朴实风格,并与水利工程建筑环境相融合。
2.3.2.2室外装修
屋顶造型采用铝塑板作为装饰材料,整个建筑采用蓝、白色仿石涂料作为外墙装饰材料,并于浅绿色的的玻璃相结合,突显其现代感,而外墙上棕色装饰条分隔的采用,又增添了建筑的雅致情趣。
3.结语
建筑设计是指设计一个建筑物或建筑群体所做的工作,建筑是住牵头专业,常常处于主导地位,要综合协调各个专业设计。
随着经济的发展,水利工程建筑的社会地位也日趋重要。它不仅能够给经济建设带来便捷,更标志着国家的综合实力和精神风貌不断强大。要做好水利工程建筑设计需要树立创新意识、激发灵感、大胆探索、敢于尝试,才能创造出高品质的现代化水利工程建筑。水工建筑是以物的形式作用于人类赖以生存的社会环境,对生态环境也具有很大的影响,功能美与形式美相协调也是社会和谐发展的必然要求。结合水利工程加强建筑艺术化设计,创建景观水利,建设我们的生态文明的美丽中国。
参考文献:
【1】住房和城乡建设部工程质量安全监管司,全国民用建筑工程设计技术措施规划.建筑.景观,中国建筑标准设计研究院,2009
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:引言
高层建筑结构常常受到扭转反应带来的各种震害的影响,对结构进行扭转结构控制不但要考虑建筑物本身,还需要对地震在地面上运动产生的分量进行分析,在充分把握其影响因素的基础上,对结构进行合理的调整,改善其扭转振动性能,最终提高建筑结构对扭转振动的抵抗能力。一般而言,在进行高层建筑的扭转反应控制的设计时,会遇到以下问题或者其中的某个问题:(1)在偶然扭转因素中,平面设计对称结构能否对地震产生一定的扭转反应;(2)扭转位移比能否最终控制在限值范围之内;(3)顶部无刚性连接多塔结构的周期比检验方法的选择。
1.偶然扭转因素与影响分析
所谓偶然扭转就是指地震中出现的某些不确定的因素导致建筑建构的扭转反应,比如在地震时,建筑物的底部会产生一定的扭转作用分量,这里的扭转分量的运动加速度无法进行准确计算,因此属于偶然扭转因素;无法准确的计算得出预设结构的刚度与质量的实际分布情况;若结构与非结构作出屈服或者损坏的线形反应时,不同构件都会出现程度不同的退化现象,这时进行的计算结果显然比实际情况偏大许多。在偶然扭转的因素考虑中,目前主要的方法就是附加0.05L偶然偏心计算近似值法(其中L为建筑物的长度)。
1.1偶然转动的实例分析
本文将引入美国的三幢高层建筑进行实例探讨,这三幢建筑的结构平面设计大致对称,在不计土和基础间相互作用的情况下。
图1高层建筑A的平面结构
图2高层建筑B的平面结构
图3高层建筑C的平面结构
图1表示建筑A的平面设计,三层钢结构,1989年的10月份在地震中测量得到建筑底部的两水平加速度的时程及,与建筑的二、三层楼面与楼顶的2个水平加速度的时程与转动加速度的时程分别为。图2表示建筑物B的平面设计图,两层钢筋混凝土结构,在1987年与1990年的两次地震中测量得到建筑物的底部和二层楼面与楼顶的时程分别为。图3表示建筑物C的结构平面设计,三层钢结构,在1989年的地震中检测出建筑物的底部与三层楼面与屋顶的时程分别为。
表1底部转动的加速度峰值以及x方向上加速度峰值、转动剪力比
如表1给出的建筑底部加速度峰值和底部x方向的水平加速的峰值的对比。从表1中能够看出,与的比值均在0.20-0.30范围之内。值得注意的是,其中B建筑物的平面面积只有,在这样长度一般的高层建筑的底部还可以发现显著的转动加速度。若按照地震运动的波型分析,对地面上相位的差异进行运动分析,只能对其中的超长部分(例如长度大于300m)才能看出某些转动分量。
1.2偶然扭转作用对建筑结构设计的影响
仍然采用目前国内外比较普遍的0.05L的偶然近似值偏心对偶然扭转作用进行分析,从上文中所引三幢高层建筑物在既定地震中的反应结果中,足可以证明其有效性。首先建筑物C的偶然扭转影响相对较大,在某些点的内力作用增加至0.30,比根据0.05L的偶然近似偏心计算结果还要大些。其次,建筑物A和B的偶然扭转作用影响较小,一般的内力作用增加为0.02-0.04。在那些平面长度较短且周期比较小的多层建筑结构中,由底部转动作用而引起的加速度也相对较小,因此偶然扭转作用带来的影响也较小,附加0.05L的近似偏心计算结构也小,对结构产生的内力不高,但会对扭转位移比产生一定的影响。
在设计时就需要将偶然扭动的影响考虑在内,需要考虑的具体情况有:结构的扭转周期大于或者近似于平动周期;如果建筑物的长度较长,例如上文中建筑物C的长度为77米左右,那么就必须将这一影响纳入0.05L计算的条件之内;地震运动时产生的转动分量和建筑物所在的地理环境、地震的发生条件有关;结构与非结构的屈服以及局部的损坏都能增加扭转作用,例如上文中建筑物C的部分填充墙受到损坏,也会能加C的偶然扭转作用。
总之,平面结构具有对称设计的建筑,在地震中也无法避免扭转作用的影响,这是因为地震中的建筑物的底部会产生一定的扭转运动分量和实际结构刚度,系上质量分布很难和预计吻合等共同造成。
2.控制扭转反应的技术手段
根据上文的分析可知,高层建筑能够产生扭转,主要因为建筑物的质量中心和刚度中心相差过大,或者某些建筑的结构刚度与建筑所需不匹配等原因导致的,为了能够有效的控制建筑结构的扭转作用,也应该从降低刚度中心与建筑物质量中心的偏差,调整建筑结构的抗扭刚度以及抗侧刚度出发。
在质量中心和刚度中心的控制方面,首先必须对建筑结构的设计有一个整体的了解,然后采用概念设计的方式,对建筑平面加以合理的规划,对各种部件加以科学的使用,以尽可能的控制建筑的抗侧力及其刚度,最终达到降低建筑质量中心和刚度中心的偏差程度。具体做法包括,联系建筑专业设计人员,根据建筑所在地的环境特征,对需要注意的位置设计合理的伸缩缝,对结构单元进行科学的布局,保证结构单元符合平面设计规则,不要出现明显的平面凸出或者凹陷。对于抗侧力的布置,主要就是按照均匀、分散、周边、对称的标准,避免抗侧力过于集中于某一点或位置。
3.案例分析
为了说明问题,本文选取某高层办公楼建筑作为工程实例。办公楼的地下一层,地上十三层,局部三层,楼面有一造型,办公楼呈平面对称设计,选用了一般的框架结构。
在结构设计之初,框架柱放入尺寸为,5-8轴的中柱为,其中1轴与12轴柱是。框架梁的尺寸主要是,C、D轴之间的框架梁是。根据以上信息就可以得出最初的计算结果,如表2所示。
表2最初计算结果
从以上计算结果可以看出,因为建筑物平面较长,其结构本身的抗扭刚度就变得较小,于是结构的第二振型主要表现为扭动,且其周期比大于9%。所以需要对结构的抗扭刚度进行加强。主要方法就是增加1轴与12轴的柱截面积,从原来的增加到,在进行计算,结果如表3所示。
表3首次调整之后的计算结果
从这次调整之后的计算结果来看,增加柱截面积对抗扭刚度有一定的提高,但是仔细观察发现,其提高仍然有限,而且周期的改变也不够大。因此,考虑将轴1与轴12的全场框架增加至,再次进行计算,得到计算结果如表4所示。
表4再次调整之后的计算结果
从第二次调整之后的计算结果上看,梁截面的面积增加之后,尤其是短跨上的梁增加之后,建筑结构的抗扭刚度得到了明显的提高,而且第二振动型改变成为平动振型,以扭动为主的振型降低至第三振型,同时周期比也有了明显的降低。
总整体上看,基本上达到了降低质量中心与刚度中心差异的目的,而且优化了扭动刚度和抗侧刚度0、,即对办公楼这一高层建筑结构的扭转反应起到可有效的控制。
参考文献:
高层建筑的使用功能复杂,设备种类繁多,人员集中,起火因素多,而人的安全疏散及扑救灭火的困难都较大。为了保证安全,防灾于未然,要特别重视高层建筑的防火设计。我国的高层建筑设计必须遵守我国现有防火规范的有关规定。
一、高层建筑的防火设计要点
做好防火设计,可以尽量减少或避免高层建筑火灾所带来的巨大危害,保障城市建设和人民生命财产的安全。防火设计中应把楼内人员的生命安全放在首要位置来考虑,立足于以防为主,防火与灭火相结合。在进行高层建筑的防火设计时,应着重考虑以下几方面问题:
(1)总体布局要保证通畅安全。处理好主体和附体部分的关系,保持与其它各类建筑的防火间距,合理安排广场、空地和绿化,并提供消防车顺利接近高层建筑的良好条件。
(2)合理进行防火分区。采取每层作水平的分区(以防火墙划分)和垂直的分区(以耐火的楼板划分),力争将火势控制在起火单元内加以扑灭,防止火灾扩散。
(3)构造设计要使建筑物的基本构件(墙、柱、梁、楼板、防火门等)具有足够的耐火极限保证火灾时结构的耐火支持能力和分区的隔火能力。
(4)安全疏散路线要简明直捷。在靠近防火单元的两端布置疏散楼梯,控制最远房间到安全疏散出口的距离,做好疏散楼梯的防火封闭和排烟措施,以保证人员安全迅速地撤离险区。
(5)尽量作到建筑物内部装修、隔断、家具、陈设的不燃化或难燃化,控制可燃物的贮放数量,以减少火灾的发生和降低蔓延速度。
(6)做好建筑物室内、外消防给水系统的设计,保证足够的消防用水量和最不利点的灭火设备所需的水压。采用先进可靠的自动报警和灭火系统并正确地处理安装位置。还应设旨消防控制室,控制和指挥报管、灭火、排烟、疏散等。
二、耐火构造设计与防火设计
为了争取高层建筑主体在火灾后基本保持完整,减少损失、高层建筑应有一定的耐火能力。耐火构造设计要按结构方案选取各种材料和做法,确保构造厚度及保护层厚度。高层建筑的主要构件基本采用钢筋混凝土结构和钢结构,可以我国规范为主要依据,根据燃烧性能和耐火极限确定不同部位、不同种类的钢筋混凝土或钢结构构件的保护层厚度。玻璃幕墙的窗间墙、窗槛墙等填充墙的材料应用非燃烧材料。如外墙面采用耐火极限不低于1h的非燃烧体时,其墙内填充材料可采用难燃烧材料。无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙,应在每层楼板外沿设置低于80cm高的实体裙墙,或在玻璃墙内侧每层设自动喷水保护其喷头间距不宜大于2m。另外,高层建筑内的装修往往采用各种可燃材料,一旦火灾发生,这些内装修可能成为火势的助燃物而扩大灾情。所以,内装修的不燃、难燃与阻燃是关于防火设计的重要研究方向。
预防失火或减少火灾损失的具体目标就是早期发现、早期发出警报,不待火灾扩大即早期扑灭,同时,使人员迅速疏散到安全地段、消防车能迅速靠拢,消防队员能迅速到达火灾现场救火。为达到上述目标,防火、灭火的每一个步骤必须充分重视,任何一点疏忽,都会贻误时机,扩大灾情。
1、总平面布局中的消防问题
选址应在交通便捷处。根据城市规划确定的高层建筑位置应有方便的道路通达。要求既宣靠近干道,便于高层建筑中大量人流的集散,又便于消防时的交通组织与疏散。在进行总平面设计时,应根据城市规划要求,合理确定高层建筑的位置、防火间距、消防车道和消防水源等。高层民用建筑不宜布置在火灾危险性为甲、乙类厂(库)房,甲、乙、丙类液体和可燃气体储罐以及可燃材料堆场附近。高层主体建筑的底部至少有四分之一的周边长度不应布置与其相连的高度在5m,进深在4m以上的附属建筑,且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。建筑物周围应设环形车道(可利用交通道路)。如设环形车道有困难时,可沿建筑物的两个长边设置消防车道。当建筑物的总长度超过220m时,应在适中位置设置穿过建筑物的消防车道。保持建筑间的防火间距。为了保让登高消防灭火操作的要求,及防止火势蔓延,高居建筑总体设计应保持建筑间的防火间距。
2、防火、防烟分区和建筑构造
高层建筑的体量大,有的标准层面积也很大,为了将火势控制在发生的单元,阻止向各处蔓延,一般都规定防火分区。防火单元是由防火墙和耐火楼板、防火门窗划分的。在设置有困难的开门部位,也可采用水幕保护的防火卷帘,在火警时,由消防中心指挥防火卷帘自动降下,执行防火分区的功能。
高层建筑防火分区的水平划分,应在满足防火规范的前提下,结合建筑物平面特征进行,力求协调使用功能合理分区、疏散方便、便于自救、扑救和火灾蔓延。当建筑物内部设有上下层相连通的走马廊、开敞楼梯、自动扶梯、传送带等开口部位时,应按上下连通层作为一个防火分区,其面积之和不应超过规定;当上下开口部位设有卷帘水幕等分隔设施时,则可按分层计算防火分区面积。在防火分区设计中,还需注意水平管道的耐火构造和垂直防火分区。穿过防火单元及防火墙的水平管道应由不燃材料制作,其中,为防止风管窜烟窜火,不宜穿过防火墙,必须穿过时,应在两侧设防火阀。
三、疏散设计
发生火灾时,人员往往还在远离地面的高层,将他们全部迅速地疏散到安全地带是防灾的重要环节。安全疏散设计是高层建筑交通设计中不对忽视的组成部分。疏散设计的原则是路线简单明了,便于人们在紧急时进行判断。同时提供从室内任何位置向两个方向疏散的可能性。
平面布局中的安全疏散问题,即表现为水平面合理疏散线路组织。火灾发生时,人流通过精心组织的水平通道顺畅到达疏散楼梯、电梯口,如旅馆中要求人们从着火房间或部位跑到公共走道、再经过公共走道到达疏散楼梯间,当人们向一个方向疏散(如常用,熟悉的出口等)遇到烟火阻碍时,将会掉头寻找另一条出路,设计上提供另一方向的疏散口成为必要。保证水平面有两个以上的安全疏散,它将贯穿在任何楼层平面设计中。一般,水平通道组织即是围绕两个疏散口(或逃生口)布置来进行。
消防电梯可以在火灾发生时供运送消防人员相消防器材以及抢救受伤人员。火灾时,普通客梯应立即降到首层停驶。但为了消防队员能迅速进入火场,及时运送消防器材和救护伤员等,必需设置一定数量的在失火能保证安全运转的消防电梯。
目前,许多建筑物中,消防电梯是单独设置的,但设计中采用以下几种情况:①位置上与其他电梯分开;②位置上虽与其他电梯并排,但层门不朝向公用的候梯厅,有单独的消防前室,并且操作是独立的。此外,人们在紧急避难时具有“归巢”本能,即首先选择最熟悉的。设计时可以使平时交通流线与紧急避难流线完全结合起来,从而使乘客电梯在火灾时变成快速高效的安全疏散工具。
中图分类号:TU2 文献标识码: A
设计师的思维模式决定着作品的设计方向,设计师将自己针对设计任务的所思所想融入到设计作品当中,形成作品的独特风格,也就是说设计作品的内容及方式是由设计师的思维活动所决定。建筑设计亦是如此,在建筑设计中设计师的理性思维对建筑物来说极为重要。本文以某学院的培训中心楼为实例,对建筑设计的理性思维进行探讨。某学院的培训中心楼位于学院东面,设计面积1684O,建筑物的主要功能是休息、学生培训、开会、后勤服务等,设计内容包含休息室、教室、会议室及客房。
一、建筑设计构思
在进行建筑设计时,设计师需要对设计任务进行分析,对该建筑物的功能需求、空间要求、建筑地点、建设条件等进行调查研究,寻找出建筑物的各需求因素间的联系和建设限制条件,结合以上考察分析结果在脑内对建筑物进行初步的设计,然后将其用专业的建筑语言在图纸上表达出来,再进行完善,形成建筑设计图。这个过程实际上就是对建筑设计任务进行发散性理性分析,然后根据建设分析来找出建设核心,再根据建设核心进行收敛性理性综合,最后根据综合条件进行建筑方案设计。
在对培训中心楼进行建筑设计前,首先对建筑物的建造地点进行考察,分析其地形环境,考察范围有培训中心楼的建造基地基大小和周围的道路、树林、湖泊、建筑物等,还需要对该学校的建筑风格进行调查分析。在进行建设设计时,在建筑环境方面,需要分析培训中心楼与餐厅和学院大门的关联,和建筑物和景物的映衬问题,并据此对建筑物的整体结构进行设计。在建筑功能方面,需要了解休息室、教室、会议室及客房间的关联,并据此对建筑物的空间结构进行划分设计。在建筑造型方面,需要周围建筑的造型特点,结合自己的建筑设计特性,设计出造型既能协调于学院,又有自身个性的建筑。在建筑风格方面,参考学院整体的设计风格,结合自身的建筑设计风格,加入现代化的建筑设计理念,设计出具有自身独特品位和气质的建筑。
二、建筑设计方案
建筑设计的方案是建筑施工的基础,其设计方式因所处环境,建筑的功能和设计师的风格有极大的关系,下面以某院的培训中心楼为建设方案分析对象,分别从环境设计、平面设计、立体面设计和室内设计几个方面进行了解
(一)培训中心楼周围的环境设计
环境设计主要是参考建筑基地周围的环境,结合建筑物的特性,对周围的环境合理的进行借景,需要考虑建筑基地周围的环境特点,和建筑物自身的造型、风格、大小以及功能,将以上因素进行协调设计,让培训中心楼的建造与周围的景物和谐映衬,以培训中心楼为中心产生空间上的秩序感。还需要方便其功能的使用。故而环境对建筑设计有很大的制约性。
根据实际情况,某学院的培训中心楼所处的环境是位于校园东大门旁边,基地以北15m处有一条自西向东的道路,和一个小型的操场,此操场有多项功能,既能够供人娱乐,还能够停车,也能够敞开空间为东大门进入提供一种视觉开阔的感觉。培训中心楼的造型是面朝西南方向,设计时内部的窗户也是朝西、南两向打开,以此来借湖泊及树林的景,从室内向外眺望可以看到湖水粼粼,绿意森森的景象,让室内与室外产生一种流动的空间感。由于学院内的人流量比较大,学生活动比较热闹的地方也在西南方向,培训中心楼设计为面朝西面,能够一眼就能看到建筑物和周围景色产生的美感。因此可见,环境与建筑既能相互制约,也能相互映衬。
(二)培训中心楼的平面设计
建筑物平面设计的主要制约条件是设计功能和基地大小,需要从功能的主次、动静和内外几个方面来进行结构的划分,达到很大程度上满足使用功能的需求,方便使用者活动,且格局合理的目的。对培训中心的休息、学生培训、开会、后勤服务等功能进行考虑,分析其应用的主次以及使用空间的大小,对建筑物进行平面设计,让设计空间结构灵活有序。
培训中心楼分平面的整体布局分为,东侧客房区和西侧培训区两大区域,客房区一般比较安静,活动也比较少,培训区一般需要经常使用,人流量大,活动人口多,比较热闹。建筑物的中间部分是用于交通、交流的区域。可设为大厅、值班室之类地方。
以培训中心楼的二层为例。在此平面上,中间部分为入口,还设置了服务台和休息室以及接待室,比较宽敞,实现也很开阔,连接着两端的客房区和培训区,具有很强的空间层次感和空间连续性以及流动性,完美地进行了空间过渡,让建筑整体有一种亲切大气的感觉。建筑物选用的窗户玻璃极大,能够连接室内室外的景物,且面西南,日照充足,适合交流和接待。因处于二层,能够清晰的看到一层的人员来往,对人员管理也有很大的帮助。培训区位于西侧,分为两个培训教室,其布局为中部两侧,有利于室外活动和交流。客房区位于东侧,设置了不同条件的居住条件,方便接待不同的人员。且中间部分与食堂连接在一起,能够方便使用人员进行餐饮活动。
(三)培训中心楼的立体面设计
建筑物立体面的设计的主要制约条件是学院建筑的分布和风格分布,设计出方便使用者活动的建筑造型。考察学院的整体建筑风格和特。结合设计建筑周围的建筑分布位置,对其立体面的走向和门窗朝向进行设计,根据周围建筑物的风格特色结合设计师自身的设计风格对设计建筑的整体风格进行设计。
以培训中心楼为例,了解培训中心楼周围食堂、学生公寓、学院大门的点,加上自己的见解,利用高低不同,大小不一的立体块,设计出能够与校园其他建筑相衬,且有自己特色的建筑风格。建筑设计的立体面能够便显出丰富的光影效果,造型自然、多变,外表采用大面积的白色涂层,部分青草绿的设计,加上不锈钢的屋面扶手和防盗网,色彩明快、和谐,让楼层显得清新、活力,具有鲜明的现代主义风格。
(四)培训中心楼的室内设计
室内设计建筑物设计的一个重点,能够深化设计的内涵,在进行室内设计时,需要考虑其功用、使用群体以及建造地点。培训中心楼建造于校园之内,主要作用是用于学生培训,使用群体大部分是学校教师和学生,所以其室内设计不仅需要美观、方便、舒适,还需要便体现出深刻的校园文化内涵。培训楼的入口是使用花岗岩打磨的地板,白色大理石铺就的墙面,不锈钢制作的栏杆,在重组的日光下干净、优雅,能够让人产生一种宁静悠远的感觉,符合学院的文艺氛围。培训教室及客房则力求干净、简单,各种材料用色比较适合淡雅、明亮风格,给人带来一种很清静、舒适的感觉。
结束语
本文以某学院的培训中心楼为实例,对其设计中的理性思维做了简要的分析。可以看出建筑设计的理性思维主要是对建筑物的建造需求进行合理的分析和综合,设计出符合建造条件的方案。建筑设计的理想思维需要建筑物的实用性出发,对建筑的外部环境、平面、立体面和内部环境进行充分的考虑,让设计出的建筑方案合理、科学、美观。
参考文献:
[1]李亮.理性思维指导下的建筑设计方法研究[D].山东建筑大学,2011.
[2]邢凯.建筑设计创新思维研究[D].哈尔滨工业大学,2009.
[3]张艳.理性思维指导下的建筑设计方法研究[J].科技传播,2013(12):83+82.
关键词:工程造价控制工程项目
企业要生存、要发展、必须最大限度地提高企业的投资收益。而企业提高收益的最主要的途径理所当然就是要降低工程成本。而要降低工程成本,控制工程造价则是关键。
一、工程造价在项目过程中存在的问题
1. 造价人员与设计人员不能紧密相结合,缺乏必要的工作协调,造价人员只管拿图纸算量组价,计算工程造价,反过来,又不与设计人员互通造价控制意见。
2.政府对设计的审查不全面,缺乏监督机制。
3.设计招投标不彻底,设计人员控制造价的积极性就不会很高。
4.勘察、设计、施工各主要环节之间互相分割与脱节,在质量、安全、进度和现场管理以及衔接部位缺乏统一调度和协调。
5.现行的设计费与工程成本无关,只取决于工程造价的高低或建筑面积的大小,没有考虑造价的合理性和经济效益的因素。
二、决策阶段影响工程造价的主要因素
1. 项目建设规模:项目正常生产营运年份可能达到的生产能力或者使用效益,项目规模的合理选择关系到项目的成败,决定着工程造价合理与否,其制约因素有市场因素、技术因素、环境因素。
2.建设地区:选择的合理与否在很大程度上,决定着拟建项目的命运,影响着工程造价的高低,建设工期的长短,建设质量的好坏,还影响到项目建成后运营状况。建设地点的选择是一项极为复杂的、技术经济的综合性很强的系统工程,正确选择建设地点有利于建设项目顺利进行,有利于项目建成后正常生产运行,有利于建设项目投资水平和造价控制。
3. 技术方案:不仅影响项目的建设投资水平和造价,也影响项目建成后的运营成本,因此必须认真选择和确定。
4.设备方案:主要设备的选择应与确定的建设规模,产品方案和技术方案相适应,应力求经济合理,应符合有关技术标准,要注意进口设备之间以及国内外设备之间的衔接配套问题。
三、设计阶段影响工程造价的主要因素
1.工业项目:总平面设计,总平面设计中影响工程造价的因素有占地面积,功能分区和运输方式的选择。占地面积的大小一方面影响征地费用的高低,另一方面也会影响管线布置成本及项目建成运营的运输成本。合理的功能分区既可以使建筑物的各项功能充分发挥,又可以使总平面布置紧凑、安全,避免大挖大填,减少石方量和节约用地,降低工程造价,不同的运输方式其运输效率及成本不同,从降低工程造价的角度来看,应尽可能这样无轨运输,可以减少占地,节约投资。
2.工作设计:是工程设计的核心,是根据工业企业生产的特点、生产性质和功能来确定。在工艺设计过程中影响工程造价的因素,主要包括:生产方法、工艺流程和设备造型。在工业建筑中,设备及安装工程投资占有很大的比例,设备的造型不仅影响工程造价,而且对生产方法及产品质量也有决定作用。
3.建筑设计部分:要在考虑施工过程的合理组织和施工条件的基础上,决定工程的立体平面设计和结构方案的工作要求。在建筑设计阶段影响工程造价的主要因素有平面形状、流通空间、层高、建筑物层数、柱网布置、建筑物的体积与面积和建筑结构。
4.住宅建筑设计:住宅建筑设计中影响工程造价的主要因素有建筑物平面形状和周长系数、层高和净高、单元组成、户型和住户面积建筑结构等。
四、工程造价控制的有效措施
1.在项目决策阶段提高资金利用率和投资控制效率。在项目决策阶段不但要编制项目的投资估算,而且还要进行多方案的技术经济比较,选出最佳方案。在初步设计阶段,继续深化设计方案,要进行多方案的技术经济比较,使项目决策阶段选出最佳方案得到落实和贯彻,施工设计编制设计预算,通过设计预算可以了解工程造价分配的合理性。通过对投资估算和设计概算、预算的分析,可以将投资比例比较大的部分作为投资控制的重点,提高投资控制效率。项目可行性研究结论的正确性是工程造价合理性的前提。项目可行性研究结论正确,意味着对项目建设作出科学的决断,优先出最佳投资行为方案,达到资源的合理配置,这样才能合理地确定工程造价,并且在实施最优投资方案过程中,有效地控制工程造价。
2.使工程造价确定与控制工作更加主动,建设项目的投资管理也是全过程管理,项目决策阶段控制工程造价,是设定项目投资的一个期望值。项目设计阶段控制工程造价,是实现投资期望方案的具体表现:项目施工建设阶段控制工程造价,是实现设计项目投资期望值的具体操作。
现在人们已经进入了信息化时代,在此背景下人们在生活质量方面有了更高的要求,同时精神需求以及物质需求也发生了翻天覆地的改变,建筑行业在这种情况下飞速的发展起来。水电工程的建筑是工业建筑的重点,为了可以跟上时代的发展步伐,要对传统技术以及现代技术进行合理应用,为人们设计出经济、实用的水电建筑工程。
一、水电工程如今的设计类型和大致流程
(一)类型介绍
现在,水电工程建筑分为:平面设计类型、总平面设计类型和造型风格类型。平面设计为水电工程当中最为主要的部分,此部分应该由综合素质非常强的设计人员来负责,这部分人不但要掌握与建筑设计有关的一切专业知识,还应该了解一些水工知识以及电气知识等[1]。水电工程的建筑一定要符合人们的要求,所以,设计人员要对工程的实际情况进行分析,然后对建筑的内部结构进行科学设计。除此之外,在特有的建筑空间中,设计人员应该按照自己所了解的一切专业知识,应用可以利用的资源,对建筑的结构进行合理设计,使建筑空间的利用价值有所增加。
(二)大致流程
首先,对建筑平面进行设计。按照专业设备在建筑布置方面规定的要求来对平面进行设计,其中水电工程当中建筑物平面的主要布置模式是由水工人员和专业建筑人员一同决定的[2]。其次,对建筑的总平面进行设计。水电工程当中建筑总平面设计分为:建筑物设计、与其配套的设施设计,建筑物有涵闸、大坝以及泵站设计等;而配套设施包括居住房、商业房、绿化等。最后,对建筑的造型和风格进行设计。建筑通常有豪放风格、恢弘风格、温柔秀气风格等。总之,水电工程应该考虑周边环境特点再进行建筑设计,将建筑的韵味体现出来。
二、水电建筑的特点
(一)建筑物对建筑基础有限制
要参照水工专业知识来明确水电工程建筑物的具置、实际高度和占地面积等,这对水电工程的建筑有着一定的限制,因此,不能进行合理的创造。
(二)和地方经济间有着促进作用
水电工程和地方经济间存在着相互促进的作用,随着水电工程的飞速发展,地方经济也发生了巨大改变,而经济的飞速发展,又促使人们对建筑质量有了更高的要求,进而使水电工程的建筑要求逐渐升高[3]。现在,因为有很多创新元素被引入到水电工程建筑当中,促使水电建筑设计成为其余建筑设计的领头羊,在时代的变化中,水电工程建筑早已和新建筑群完全的融合起来。
(三)没有充足的资金来支持工程设计
在设计水电工程的建筑图纸时,因为传统思想的影响,人们经常不会在此过程中花费太多的资金。资金投入的多少会对工程设计的质量产生直接影响,越少的资金投入,工程的设计质量越差,进而在工程施工过程中就会出现各种各样的问题。因此。想要使水电工程可以顺利完成施工,就需要在设计图纸环节增加资金的投入量,这样不但建筑质量提高了,水电工程也会稳步向前发展。
三、水电工程建筑设计需要对以下事项加以注意
(一)在设计时要和业主进行沟通与交流
在设计水电工程建筑时,设计人员必须和与工程有关系的一切人员进行交流,特别是与业主的沟通。一般情况下,业主都会对水电工程建筑的形象和构造有相应的要求,虽然不可能提出明确的方案 ,可业主提出的建议会对设计有所帮助。当设计人员和业主进行沟通的时候,能够掌握到他们所青睐的建筑物风格与结构形式,进而设计人员就可以参照周边环境为业主设计出他们满意的方案[4]。虽然业主不了解建筑设计知识,可是他们却有着强大的审美能力,在和他们交流和沟通的过程中不断对设计方案进行改进,让设计的建筑物能够完全的与周围环境融合在一起,既将建筑的风格完美的凸显出来,又使业主的要求得以满足。
(二)不断的进行创新改革设计
针对水电工程的建筑来看,应该一直进行创新,这样才会与人们的需求更加符合。在设计水电工程建筑时融入一些创新元素,不但可以使建筑物更具创新性,还会使建筑物的外观以及结构更加的完善。设计人员科学的应用美学规律对建筑方案进行设计,并考虑了业主的实际需求,进而将众多因素融合到了设计方案当中,同时还结合了艺术,使建筑物更具特色。
(三)对工程造价进行合理控制
水电工程的规模十分巨大,只有投入大量的资金才会建筑特色符合人们对艺术的追求。因此,设计人员一定要对工程特点进行分析,合理的设计建筑物的内部结构,同时要对业主所具有的经济实力进行分析,最大限度的为他们设计出最好的建筑。想要使工程造价得以降低,就需要将资金应用在合适的位置上,设计人员可以把建筑的外观当做主要部分进行设计,从而在此部分投入资金,保证建筑具有局部设计特色。譬如:水电工程当中在对大坝里坡防护进行设计时,可以在外护坡上应用花木草皮进行护坡设计。除此之外,还可以在预制块当中合理的应用一些混凝土造型,这样做不但工程造价得到了合理的控制,设计的艺术特点也随之体现出来。
结 语:
总而言之,身为我国一项重要工业建筑的水电工程建筑,科学的设计可以促进水电事业持续向前发展。随着信息化的迅猛发展,水电建筑的设计也有了进一步的提高,设计人员所掌握的知识也逐渐的丰富起来,并不断对建筑进行创新设计。在设计水电工程建筑的时候,设计人员在了解工程实际情况的基础上,将建筑与自然环境有机的结合在一起,使人们的需求得到了相应的满足。
参考文献:
[1]李晓娟.浅谈水利水电工程施工技术及其中存在的问题[J].科技创新与应用,2012(11):141-141.
鉴于我国高层建筑呈几何级快速增长,高层建筑的类型和功能也变得越来越复杂,而其结构体系也变得更为多样化,在此过程中出现任何遗漏或者错误,都极有可能导致整个设计变得更为复杂,或者造成设计的不安全。因此,高层建筑的结构设计问题是一个长期而复杂的过程,也是建筑师开展设计工作的重点与难点。
1.高层建筑结构设计方面的原则
1.1 选用适当的计算简图:结构计算式在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生,所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
1.2 选择合适的基础方案:基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型与载荷分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下,同一结构单元不宜用两种不同的类型。
1.3 合理选择构方案:一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案,也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总而言之,必须对工程的设计要求、材料供应、地理环境、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、电、水、暖等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时应进行多方案比较,择优选用。
1.4 正确分析计算结果:在结构设计中普遍采用计算机技术,但是由于目前软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、条件等进行全面了解。在计算机辅助设计时,由于结构实际情况与程序不相符合,或人工输入有误,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。
1.5 采取相应的构造措施:结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”,注意构件的延性性能;加强薄弱部位;注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的执行段锚固长度;考虑温度应力的影响力。
2. 一、高层建筑结构设计的基本特点
2.1高层建筑的水平荷载已成为决定性要素
由于楼房的自重与楼面使用荷载在竖构件当中所造成轴力与弯矩之数值,仅仅和楼房高度的一次方成正比关系,而水平荷载对于结构所形成的倾覆力矩及由此而在竖构件当中所引起之轴力,和楼房高度的二次方成正比关系。因此,对于某一座具有一定高度的建筑物来说,竖向荷载主要为定值,而水平荷载之风荷载的数值随着结构动力特点之不同而出现了较大变化。
2.2高层建筑的轴向变形不可忽视
高层建筑的竖向荷载值较大,可在柱中引发比较大的轴向之变形,将对连续梁弯矩造成直接影响,导致连续梁中间的支座处负弯矩值出现减小趋势,不仅跨中正弯矩之和端支座负弯矩值将会增大,而且还将对预制构件下料长度形成影响,因而要求依据轴向变形来计算,并对下料长度作出调整。
2.3侧移已经成为控制性指标
与较低建筑物有所不同的是,结构侧移成了高层建筑物结构设计当中的重要因素。因为楼房高度在不断增加,由于水平荷载下的结构侧移变形快速变大,所以水平荷载作用之下的结构侧移应当被控制于限度以内。
2.4结构延性成为重要的设计指标之一
相对一般楼房来说,高层建筑物的结构显得更柔,因而一旦出现地震,其变形也会更加大。为确保结构在塑性变形之后仍然能有较强的变形能力,从而避免出现倒塌,因而十分需要在结构上运用合理之措施以保证结构能够有一定的延性。
3 高层建筑的结构布置原则
3.1 结构平面布置。大量震害经验表明,建筑物平面不对称、刚度不均匀、高低错层、屋顶局部突出或沿高度方向刚度突变等,都容易造成震害。在考虑抗震设计时,结构的平面布置、体型及构造措施是否合理比计算是否精确更直接影响结构安全。在高层建筑的一个独立单元内,宜使结构平面形状简单、规则,刚度和承载力分布均匀、对称,要使结构的刚度中心和质量中心尽量重合,以减少水平荷载作用下扭转的影响。建筑平面长度不宜过长,否则可能因两端振动不一致使建筑物破坏。不应采用严重不规则的平面设计。
因城市规划、建筑艺术和使用功能的需要,对平面形状的要求,一般不会非常简单,所以《高层建筑混凝土结构设计技术规程》(JGJ3-2002)对抗震设计的A 级高度钢筋混凝土高层建筑的平面布置提出如下具体要求:①平面宜简单、规则、对称,减小偏心;②平面长度不宜过长,突出部分长度L 不宜过大;③不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。抗震设计的B 级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构的高层建筑其平面布置应简单、规则,减少偏心。
3.2 结构竖向布置。结构竖向设计应做到刚度均匀而连续,避免由于刚度突变而形成薄弱层。在地震区高层建筑的立面宜采用矩形、梯形、金字塔形等均匀变化的几何形状。高层建筑结构的竖向抗侧移刚度的分布宜从下而上逐渐减小,不宜突变。在实际工程中往往沿竖向分段改变构件截面尺寸和混凝土强度等级。截面尺寸的减小与混凝土强度等级的降低应在不同楼层,改变次数也不宜太多。《高层建筑混凝土结构设计技术规程》(JGJ3-2002)对需要抗震设防的高层建筑,要求沿竖向体型应规则、均匀,避免有过大的外挑和内收。结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化,不应采用竖向设计严重不规则的结构。
中图分类号: TU471.8 文献标识码: A 文章编号:
在现代建筑中,由于地基软弱、荷载分布不均匀等原因,引起建筑物下沉或者不均匀下沉,虽然地勘报告能够揭示各土层状态,但地基承载力也很有限,我国建筑历史上也曾有过建筑物均匀下沉实例,上海某大厦目前已沉降后,下沉超过一层左右。但是如何防止基础的不均匀沉降如何采取技术措施和技术方案,目前其说不一,各抒已见,我认为在软弱地基上建造建筑物一方面采取合理的基础方案,同时采取合适的处理技术措施,尤其在建筑、结构、设计和工程施工中采取相应的合理、可行、方便、经济的技术方法,来减轻不均匀沉降对建筑物造成的严重危害。特别是在地基条件严重较差,例如:水位很高,地基承载力很低的污泥质土壤,如建筑设计和结构设计处理得当,可节省基础造价,降低工程成本和投资,减少地基处理的造价,因此解决地基沉降在工程施工中占有极其重要的意义。
一、从建筑方面采取的技术措施。
1、建筑平面力求简捷。
建筑平面设计对不均匀沉降起着一定的作用,如平面呈一字型,呈口字型,层数和高度接近一致的建筑物,这样基底的应力均匀,结构设置的圈梁易拉通、封闭,建筑物的整体刚度好,即使沉降较大,建筑物不轻易被拉裂而形成裂缝和破坏。例如我们已施工完的某市六层住宅(图 1)。
( 图一)
平面呈“一”字形,长 48m,高 18.8m,长度与高度比例小,整体刚度好,实测得建筑物沉降为曲线二侧边部为 85mm,中间为106mm。
但墙身为建筑物体复杂,例如为“L“”T“”山”等建筑物的整体刚度,远远不如“一”字型及“口”字型,特别是在纵横单元相交处,基础地基应力叠加,该处的沉降往往大于其它部位,又因在使用过程中构件受力复杂,建筑物在该处易造成不均匀沉降,而结构,由其是砌体结构抗拉强度低,墙身产生裂缝,图 1 为某“L”型建筑物相对沉降曲线及墙身开裂状况。
2、设置沉降缝
用沉降缝将建筑物从基础到屋面分割开,形成若干个独立刚度较好的沉降单元,使得建筑物平面变得简单,长高比减小,可有效地减轻地基的不均匀沉降。沉降缝通常设置在如下部位:
2.1 平面形状复杂的转角处;
2.2 建筑物高差大,荷重差异大的部位;
2.3 长高比过大的建筑物的适当部位;
2.4 地基土压缩性显著变化处;
2.5 建筑物结构或基础类型不同处;
2.6 分批建筑的建筑物交接处;
2.7 二种基础型式交接处。
3、控制相邻建筑物的间距,相邻建筑物太近,则因地基应力扩散作用,令相互影响,引起相邻建筑物产生附加应力,造成沉降。
4、建筑物与设备管道,应有足够的净空,宜采用柔性的管道接头。
二、结构技术措施
在软弱地基上,减小建筑物的基底压力及调整基底的附加应力分布是减小基础不均匀沉降的根本措施;加强结构整体刚度和抗侧力的强度,也是调整基础不均匀沉降的重要措施之一。将建筑物上部主体结构做成静定体系同时也是减轻地基不均匀沉降危害的有效技术措施。
1、减小建筑物的基底压力
上部的荷载包括主体结构如楼面、屋面、可变荷载及永久荷载,下部基础自重,及其上方填土,民用建筑永久荷载大约占全部荷载的 60%- 75%,所以应设法减轻结构的重力。
减轻墙体重力采取轻质墙体。
b.采用轻型结构如予应力的结构,轻钢屋面,自防水自找坡构件。
c.采用覆土而轻的基础,空腹沉井等。
d.采用予应力结构。
2、调整基底压力或附加压力
a.设置地下室,作为地下车库,减小基底附加压力。
b.改变基底尺寸,调整基础沉降,上部荷载大的基础,可采用承
载力要求大的基底面积。
3、增强建筑物的刚度和强度
a.控制长高比宜在 L/H≤2.5 为宜。
b.砌体及节能住宅按规范设置钢砼圈梁,可适当把圈梁高取其规范上限,配筋率也取规范上限。这样提高砌体的抗剪抗拉,防止砌体出现裂缝,圈梁一般设在窗口上、楼板下,隔墙适当设置拉结圈梁把砌体结构连成整体且局部闭合。
c.砌体结构内应设置钢筋结构造柱,与砌体结构拉紧,同时砌体内设钢筋与柱拉结。
4、基础宜采用桩、筏、箱等基础。
5、上部主体结构应采用静定结构各为独立单元。
三、施工技术方案
1、基坑开挖,不要扰动基底土体,通常厚度 300mm 为予留层,待垫层施工时再挖至基底。
2、开挖后立即进行基础施工,不得凉晒,不得被水浸泡。
3、如有上述证状,需把扰动层挖掉,用中粗砂回填到原设计标高。
4、建筑物高、低错落,应先施工高、重部分,再施工低、轻部分,高低跨设计连体,可采用后浇代方式,消除高低跨之间沉降差异。
四、在使用方面应向业主提出警示
不要随便改便使用功能,例如:原设计住宅,有的改为“OK”厅,由于局部改变增加荷载,造成基础不均匀沉降,违规出事不在一一例举。
五、结束语
综上所述,地基不均匀沉降是引起土木、建筑工程事故的主要原因之一,对建筑物的破坏是难以修复的。但是能在设计、施工等各方面采取一定的措施,就可以预防和控制不均匀沉降的产生,确保施工质量。
参考文献: