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1.1整體尺度原則
城市高層建筑設(shè)計(jì)的整體尺度原則是指建筑各組成主體間的有機(jī)聯(lián)系及產(chǎn)生的視覺(jué)效果。整體尺度原則主要強(qiáng)調(diào)的是建筑物整體性,在高層建筑整體性設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮建筑的主體、裙房以及屋面三個(gè)主要因素,將三要素有機(jī)結(jié)合在一起按照統(tǒng)一的尺度參考體系進(jìn)行設(shè)計(jì),而不是將三者單獨(dú)地按照各自的參數(shù)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)。只有這樣才能使三者有機(jī)的融合在一起,打造具有整體性的優(yōu)秀建筑工程設(shè)計(jì)作品。
1.2近人尺度原則
近人尺度原則在城市高層建筑設(shè)計(jì)中的內(nèi)涵是建筑物的進(jìn)出口以及底層部分的尺寸大小能給人帶來(lái)視覺(jué)享受的同時(shí)又能方便人們使用。其中,建筑物進(jìn)出口是用戶每天都要使用的部分,進(jìn)出口設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)用戶的感官刺激較大。所以在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)要將近人尺度設(shè)計(jì)理念充分地融入到設(shè)計(jì)思路中,合理地劃分建筑物入口處的柱子、檐口、大門(mén)以及墻面的尺度,細(xì)化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在滿足用戶對(duì)建筑功能性需求的基礎(chǔ)上,又能給人們帶來(lái)感官享受。
1.3細(xì)部尺度原則
細(xì)部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質(zhì)感,是更為細(xì)膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)透徹地了解人們對(duì)建筑材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)要求及喜好程度。一般情況下,我們對(duì)事物的評(píng)價(jià),都是通過(guò)眼觀以及手摸的方式去對(duì)事物進(jìn)行進(jìn)一步的了解,然后從主、客觀角度對(duì)該項(xiàng)事物做出綜合性評(píng)價(jià)。所以,設(shè)計(jì)人員應(yīng)遵循細(xì)部尺度原則,采用人們能夠接受的喜愛(ài)的建筑材質(zhì)塑造建筑工程作品,給人們帶細(xì)部尺度主要是指建筑材料的質(zhì)感,指高層建筑更細(xì)分的尺度大小。
2城市建設(shè)中高層建筑設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1高層建筑采光設(shè)計(jì)
隨著人們節(jié)能減排意識(shí)的不斷提高,發(fā)展節(jié)能型建筑是當(dāng)今建筑工程領(lǐng)域發(fā)展的總體態(tài)勢(shì)。高層建筑內(nèi)的照明能耗比較大,如何通過(guò)有效的措施降低人工照明對(duì)能源的消耗及利用日光照明是當(dāng)今建筑工程領(lǐng)域必須要重視的課題。目前,比較先進(jìn)的日光采集系統(tǒng)主要有以下幾種:(1)提高單位面積進(jìn)光區(qū)的日光量,利用太陽(yáng)光為建筑提供照明需求,可有效降低人工照明對(duì)能源消耗。(2)為了能在不增加窗戶周?chē)年?yáng)光強(qiáng)度且能使其到達(dá)采光更深的工作區(qū)域,可以通過(guò)陽(yáng)光發(fā)射到屋頂平面來(lái)完成。(3)在不改變建筑構(gòu)造的基礎(chǔ)上,如增大建筑窗戶的面積或數(shù)量來(lái)采集更多的太陽(yáng)光,而能較好地滿足建筑內(nèi)照明需求的同時(shí)又不會(huì)在強(qiáng)烈的太陽(yáng)光下給用戶帶來(lái)不適感覺(jué),可通過(guò)陽(yáng)光直射阻擋系統(tǒng)來(lái)解決。該系統(tǒng)是利用光線的折射計(jì)反射原理為設(shè)計(jì)依據(jù)的。
2.2高層建筑的抗震設(shè)計(jì)
抗震設(shè)計(jì)是高層建筑工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響?;诘卣痤l發(fā)的現(xiàn)實(shí)情況,加強(qiáng)高層建筑抗震設(shè)計(jì)工作是現(xiàn)行建筑工程領(lǐng)域必須要關(guān)注及重視的問(wèn)題。在高層建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)候需要注意以下要點(diǎn):建筑大廳的四角及建筑外墻位置應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,并根據(jù)高層建筑要求的具體抗震等級(jí)合理確定構(gòu)造柱數(shù)量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設(shè)置構(gòu)造柱用來(lái)分擔(dān)磚墻荷載;在高層建筑抗震設(shè)計(jì)前設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入到施工工地進(jìn)行工程地質(zhì)勘探,牢固掌握高層建筑施工所在地地質(zhì)情況及發(fā)生地震災(zāi)害的頻率情況,以此為依據(jù)進(jìn)行高層建筑抗震設(shè)計(jì)。在抗震設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》劃分的設(shè)防等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)不得以經(jīng)驗(yàn)隨意地更改建筑的設(shè)防等級(jí),如果提高建筑的設(shè)防等級(jí)會(huì)額外地增加工程成本投入,而降低建筑設(shè)防等級(jí)則會(huì)降低建筑的抗震能力,一旦地震災(zāi)害來(lái)臨將會(huì)對(duì)建筑及人們生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)極大危害。
2.3高層建筑的消防問(wèn)題設(shè)計(jì)
隨著國(guó)內(nèi)人口的逐漸增多,城市化的進(jìn)程在不斷加快。我國(guó)有著人口眾多,人均資源不足,土地?cái)?shù)量有限的矛盾局面,在城市建筑建設(shè)中,必須要遵守稀土如金的原則,用更高層的建筑來(lái)做到節(jié)約土地資源,同時(shí)為人們提供充足的工作生活居住空間。同時(shí)高層地標(biāo)性的建筑也為城市的相貌增添了魅力。越來(lái)越多的城市在發(fā)展過(guò)程中,對(duì)高層超高層的需求不斷增加。建筑行業(yè)應(yīng)該根據(jù)市場(chǎng)需求來(lái)調(diào)整發(fā)展方向,對(duì)高層建筑的需求需要設(shè)計(jì)師們不斷開(kāi)發(fā)研究出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。在滿足人們對(duì)高層建筑實(shí)用性要求的同時(shí),增強(qiáng)建筑在藝術(shù)上感官上的美感追求。同時(shí)利用高科技,新世紀(jì),新工藝和新材料來(lái)建設(shè)使用周期長(zhǎng),對(duì)環(huán)境破壞小又與城市自然景觀相匹配的現(xiàn)代高層建筑。
2高層建筑設(shè)計(jì)的基本方法
2.1剪力墻的設(shè)計(jì)據(jù)有關(guān)部門(mén)的相關(guān)規(guī)定,在設(shè)計(jì)中需要充分考慮到各種具體的條件,必去剪力墻的受力特點(diǎn)和區(qū)別等等,合理的剪力墻及擁有分布均勻特點(diǎn)的墻體,其建筑的鋼心和質(zhì)心是在同一個(gè)地方的。目前來(lái)說(shuō),很多高層建筑剪力墻數(shù)量多分布廣,為了確保工程的經(jīng)濟(jì)適用和安全性能,需要嚴(yán)格控制剪力墻的鋼筋配置。
2.2地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工程造價(jià)的決定性條件是地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。所以地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須保證萬(wàn)無(wú)一失,步步驚心。高層建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要想確保有這完善的基礎(chǔ)設(shè)計(jì),要實(shí)施因地制宜政策,根據(jù)當(dāng)?shù)氐臈l件和相關(guān)建筑政策調(diào)整設(shè)計(jì)內(nèi)容。
2.3荷載組合要求采用點(diǎn)算程序化計(jì)算設(shè)計(jì)出地基承載力及各荷載組合的特點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)荷載及地震效應(yīng)導(dǎo)致高層住宅邊角地方豎向作用力大時(shí),如果短期荷載等同于永久荷載,邊角的豎向結(jié)構(gòu)就會(huì)偏大,而中間又是在原有的小值之上,地基墻體就會(huì)受力不均產(chǎn)生裂縫。組合地震作用及重力荷載時(shí),應(yīng)增大承載力,同時(shí)提高承載力的特征值在組合重力荷載和風(fēng)荷載時(shí)。在設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員要最大程度地降低地基變形和差異變形。
2.4消防設(shè)計(jì)情況及其對(duì)策高層建筑的外部尺度的規(guī)劃是十分重要的。一般來(lái)說(shuō),高層建筑消防相關(guān)的供水系統(tǒng)主要由消防水池和自動(dòng)噴水裝置構(gòu)成。消防水池主要是用于存儲(chǔ)一定量的水源以供火災(zāi)放生的緊急使用,具體的設(shè)置位置和設(shè)置數(shù)量應(yīng)該依據(jù)實(shí)際的情況和相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。而在實(shí)際中,常常會(huì)發(fā)現(xiàn)水池設(shè)置位置不當(dāng)或水池點(diǎn)設(shè)置過(guò)多或過(guò)少等問(wèn)題,這些都會(huì)造成實(shí)際的安全隱患,或者對(duì)于水資源的浪費(fèi)。因此,消防水池的布局與數(shù)量,必須依據(jù)實(shí)際的建筑情況,進(jìn)行合理規(guī)劃。而自動(dòng)噴水裝置只要是指各樓層設(shè)置的滅火器及煙霧探測(cè)噴水器。這樣的消防系統(tǒng)應(yīng)該加大設(shè)置力度,力求做到每一層都有足夠的數(shù)量。同時(shí),還需要格外注意在地下室,樓梯拐角等容易忽略的死角位置設(shè)置足夠的探測(cè)噴水器以避免意外的發(fā)生。
3高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題
3.1主梁有次梁處附加筋問(wèn)題基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中,在梁下部的作用力點(diǎn)附以鋼筋,做到集中荷載由另加的橫向鋼筋結(jié)構(gòu)來(lái)承重。梁截面高度范圍不同,加不加筋對(duì)于主梁來(lái)說(shuō)選擇也不同,當(dāng)主次截面相差很大時(shí),主梁就不用加鋼筋了,因?yàn)楹奢d較小,沒(méi)有必要。反而如果相差不大,次梁荷載相對(duì)來(lái)說(shuō)較重,就需要添加附加鋼筋來(lái)分擔(dān)次梁的承重,實(shí)現(xiàn)安全性。針對(duì)箱、筏基礎(chǔ)底板跳板的陽(yáng)角問(wèn)題,如果說(shuō)底板的鋼筋是雙排并且兩個(gè)方向同時(shí)有的話,陽(yáng)角不能夠決不允許添加輻射筋。
3.2彈回再壓縮設(shè)計(jì)開(kāi)挖基坑時(shí),會(huì)有一部分基地反彈受到約束,那就是摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基地。然而坑中心地基沒(méi)有周?chē)渌麞|西的影響,基土是可以實(shí)現(xiàn)反彈的,針對(duì)回彈部分,人工可以進(jìn)行清除工作。不過(guò)并不是所有的坑基中心都需要人工清理,針對(duì)小基礎(chǔ)的坑底,坑底約束力較大,回彈可忽略不計(jì)。
3.3梁、板的計(jì)算跨度梁板結(jié)構(gòu)的意思是,用剛性支座梁,放在梁的中心線位置,這時(shí)候梁板就相當(dāng)于截面板。如果梁是扁的的話,高度和厚度基本等同,長(zhǎng)度和彎矩選擇梁中心位置即可,同時(shí)加上兩者的較大值配筋。
4高層建筑設(shè)計(jì)的提升方法
4.1環(huán)境因素一個(gè)建筑是否與周?chē)沫h(huán)境相融合是很重要的,符合我國(guó)古代天時(shí)地利人才能和的思想。充分考慮當(dāng)?shù)氐臍庀笏暮偷刭|(zhì)因素,深入了解影響工程質(zhì)量的各種環(huán)境因素,在做完調(diào)查研究工作之后再開(kāi)展各項(xiàng)設(shè)計(jì)活動(dòng)。水文地質(zhì)是一個(gè)在設(shè)計(jì)中很容易忽視的部分,然而它的地位卻不容撼動(dòng),地下水對(duì)巖層土層有著直接的重要影響,建筑物的穩(wěn)定性和耐久性受到地下水文地質(zhì)的影響比較大。尤其是高層住宅建筑,關(guān)乎到很多人的生命安全,更是要充分研究考察選址的地下水文和地質(zhì)情況。
4.2優(yōu)化建筑位置及朝向設(shè)計(jì)建筑選址是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié),需要考慮到城市其他設(shè)施的空間布局,把對(duì)城市的影響最大化。建筑物的位置選擇和朝向設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師要考慮的首要因素,人們的生存依賴(lài)于陽(yáng)光,在明亮的環(huán)境中更有助于培養(yǎng)愉悅舒適的心情,在建筑設(shè)計(jì)時(shí),依照當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境,讓建筑物朝向光照時(shí)間長(zhǎng)的方位,這樣就可以減少用戶在用光方面資源的消耗和浪費(fèi)。提前設(shè)計(jì)好日影圖,使建筑物最大程度上接受太陽(yáng)的照射,以此來(lái)確定建筑物的位置和走向。由于我國(guó)大部分的地區(qū)都在北半球,因此建筑物坐北朝南的情況居多,建筑體南面的開(kāi)窗要盡可能大,而其他防衛(wèi)的窗戶面積越小越好。減少熱能的損耗,使得用戶在不實(shí)用空調(diào)暖氣等設(shè)施的情況下,也可享受怡人的溫暖。
4.3優(yōu)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)現(xiàn)代的高層建筑需要有通風(fēng),透光,保溫三個(gè)最基本的條件要求。為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)室外環(huán)境的完美統(tǒng)一,最大程度上降低對(duì)能源的消耗,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體設(shè)計(jì)方面,也需要建筑師大下功夫。一般來(lái)說(shuō)可選用的產(chǎn)品主要有玻璃幕墻,高分子吸濕除潮材料等。在科學(xué)的基礎(chǔ)之上選擇墻體設(shè)計(jì)材料,減少了建筑成本,同時(shí)延長(zhǎng)了高層建筑物的使用年限。
4.4運(yùn)用當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的新設(shè)計(jì)當(dāng)前,低碳式高層建筑設(shè)計(jì)主要運(yùn)用的設(shè)計(jì)手法有以下幾種,如利用物聯(lián)網(wǎng),數(shù)字化技術(shù),仿生學(xué)特色來(lái)發(fā)展建筑行業(yè)的低碳式理念。這些新理論新技術(shù)的應(yīng)用,提高了高層建筑設(shè)計(jì)理念,確保建筑物的質(zhì)量和效果。
5結(jié)語(yǔ)
Abstract: At present, the high-rise building occupies larger and larger proportion in our city’s construction, and due to the variety of the building structure design, there are many new structure design scheme presented in our city construction of the fast speed. With the more and more complicated building types and functions, and the increasing number of high-rise building, the structure systems of the high-rise building is also more and more diverse. Thus, the high-rise building structure design has become the diffecult and key point. Facing with the situation, we should put the high-rise building structural design on the first place, and do some study. And there puts forward higher request for engineering design personnel. This paper discusses a few matters needing attention of the structure design.
Keywords: high-rise building; structure design
中圖分類(lèi)號(hào):TU761.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原則 1.1 選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖:結(jié)構(gòu)計(jì)算式在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生,所以選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn),但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。 1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案:基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件,上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型與載荷分布,相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析,選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案,設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告,對(duì)一些缺少地質(zhì)報(bào)告的建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看和參考臨近建筑資料。通常情況下,同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用兩種不同的基礎(chǔ)類(lèi)型。 1.3 合理選擇結(jié)構(gòu)方案:一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案,也就是要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力、傳力明確。同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用不同結(jié)構(gòu)體系,地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則。總而言之,必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析,并與建筑、電氣、給排水、暖通等專(zhuān)業(yè)充分協(xié)商,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型,確定結(jié)構(gòu)方案,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方案比較,擇優(yōu)選用。 1.4 正確分析計(jì)算結(jié)果:在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù),但是由于目前軟件種類(lèi)繁多,不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí),由于結(jié)構(gòu)實(shí)際情況與程序不相符合,或人工輸入有誤,或軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果,因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析,慎重校核,做出合理判斷。 1.5 采取相應(yīng)的構(gòu)造措施:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉” 原則,注意構(gòu)件的延性性能;加強(qiáng)薄弱部位;注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度,尤其是鋼筋的直段錨固長(zhǎng)度;考慮溫度應(yīng)力的影響力等等。 2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 2.1 軸向變形不容忽視:高層建筑中,豎向載荷很大,能在柱中引起較大的軸向變形,對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響,造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小,跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大;此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響,要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值,對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整;另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響,與考慮構(gòu)件豎向變形比較,會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。 2.2 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo):相對(duì)于底層建筑而言,高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔和一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力,避免倒塌,特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?,?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。 2.3 水平荷載成為決定因素:一方面,因?yàn)楦邔咏ㄖ欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎向構(gòu)件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對(duì)某一定高度樓房來(lái)說(shuō),豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問(wèn)題分析3.1 結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題:在抗震規(guī)范和高層規(guī)程中,對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制,尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題,除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度以外,增加了B級(jí)高度,處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,出現(xiàn)過(guò)由于結(jié)構(gòu)類(lèi)型的變更而忽略該問(wèn)題,導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過(guò),必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開(kāi)專(zhuān)家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況,對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。 轉(zhuǎn)貼于 中國(guó)論文下載中心 h3.2 短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題:在新規(guī)范中,對(duì)墻肢截面高厚比為4~8的墻定義為短肢剪力墻,且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制,因此,在高層建筑設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。 3.3 嵌固端的設(shè)置問(wèn)題:
由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板,也有可能設(shè)置在人防頂板等位置,因此,在這個(gè)問(wèn)題上,結(jié)構(gòu)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌固端的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問(wèn)題,而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。 3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題:新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng),新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件,例如:平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“高層建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系。”因此,結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意,以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。
關(guān)鍵詞:高層建筑;沖孔灌注樁;設(shè)計(jì);施工
近年來(lái)我國(guó)城市快速發(fā)展使得可用城市土地越來(lái)越少,而城市人口的不斷增加,使得原本不多的人均土地變得更少。為了緩解城市人口增加帶來(lái)的人均土地減少,市政部門(mén)一方面擴(kuò)大城市面積,將原有近郊開(kāi)發(fā),提高城市土地面積。另一方面積極進(jìn)行老城區(qū)改造,通過(guò)高層建筑的建設(shè)將土地使用率提高。在進(jìn)行高層建筑時(shí)沖孔灌注樁是高層建筑樁基工程中使用比較廣泛的一種樁型。高層建筑物,因其對(duì)地基和基礎(chǔ)的承載能力和變形(豎向下沉及水平位移)的要求較高,大直徑、深長(zhǎng)或嵌巖灌注樁往往成為高層建筑地基處理的主選方案。
一、我國(guó)高層建筑沖孔灌注樁應(yīng)用現(xiàn)狀分析
在高層建筑、舊城改造的樁基礎(chǔ)中,沖孔灌注樁以其低噪音、對(duì)周?chē)h(huán)境影響較小、無(wú)擠土效應(yīng)等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的沖(鉆)孔灌注樁的施工工藝在成孔中,為避免塌孔必須采用泥漿護(hù)壁,但由于泥漿護(hù)壁所形成的泥皮影響了樁側(cè)摩阻力的發(fā)揮;同時(shí)由于施工工藝上的原因,孔底沉渣不易清除,也影響了樁端阻力的發(fā)揮。因此目前較為常用的方法是在沖孔灌注樁上采用后壓漿技術(shù),其主要目的就是減輕或消除樁側(cè)泥漿護(hù)壁和孔底沉渣對(duì)單樁極限承載力的影響,提高單樁承載力。采用沖(鉆)孔灌注樁,可穿越所有土層,但成孔時(shí)要采用泥漿護(hù)壁會(huì)影響樁的承載力,樁底沉渣也不易清除,如果樁端要進(jìn)入風(fēng)化巖層則造價(jià)較高。如果將樁端持力層選擇在礫卵石層上,同時(shí)采用后壓漿技術(shù),則可大大縮短樁的長(zhǎng)度,通過(guò)注漿可消除或擠密樁側(cè)泥皮和樁底沉渣并提高礫卵石層的樁端承載力,從而較大幅度地提高單樁承載力,減少工程造價(jià)。
二、高層建筑沖孔灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
在進(jìn)行高層建筑沖孔灌注樁的設(shè)計(jì)前,要根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)和可選的基礎(chǔ)形式結(jié)合場(chǎng)地地質(zhì)情況,并對(duì)工程要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
(一)高層建筑沖孔灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
在進(jìn)行高層建筑沖孔灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),要通過(guò)對(duì)工程所在地地質(zhì)進(jìn)行勘探,確定建筑物地質(zhì)情況。然后確定樁基的選用,對(duì)于建筑物所受荷載大、變形控制嚴(yán)格以及工程擬建地地質(zhì)較差的情況,要通過(guò)多種灌注樁的復(fù)合使用來(lái)達(dá)到建筑目的。通過(guò)分析和調(diào)查確認(rèn)沖孔灌注樁位置與根數(shù),然后對(duì)其進(jìn)行有效計(jì)算。首先對(duì)樁長(zhǎng)進(jìn)行確定,然后估算單樁極限承載力。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)公式Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp(d<800mm),(d≥800mm)計(jì)算樁的豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。另外還要多注意對(duì)各分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行考慮。隨著活載變異系數(shù)的增大,樁側(cè)阻、端阻和承臺(tái)底土反力分項(xiàng)系數(shù)均減少,恒載分項(xiàng)系數(shù)也相應(yīng)減小,而活載分項(xiàng)系數(shù)則隨之增大。隨著承臺(tái)底土摩擦角或粘滯力的變異性增大,樁側(cè)阻、端阻、恒載效應(yīng)、活載效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)均隨之減少,承臺(tái)底土反力分項(xiàng)系數(shù)相應(yīng)增加。
在高層建筑沖孔灌注樁設(shè)計(jì)完成后為確保樁基質(zhì)量萬(wàn)無(wú)一失,需從總數(shù)樁中按1%的比例且不應(yīng)小于3根(工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根)抽選工程樁作為試驗(yàn)樁,待試樁靜載檢測(cè)合格后方可全面施工樁基。
(二)高層建筑沖孔灌注樁設(shè)計(jì)中關(guān)于質(zhì)量控制的注意事項(xiàng)
高層建筑沖孔灌注樁質(zhì)量控制的注意事項(xiàng),首先要對(duì)造孔進(jìn)行質(zhì)量控制。造孔質(zhì)量包括:孔位偏差、樁孔垂直度偏差、孔徑偏差及孔深與孔底沉渣厚度問(wèn)題等。根據(jù)相關(guān)規(guī)范中的允許值對(duì)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行規(guī)定,在實(shí)際工程施工過(guò)程嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行控制。對(duì)于沖孔灌注樁質(zhì)量影響的另一個(gè)因素是清孔質(zhì)量,在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,在灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度應(yīng)符合下列規(guī)定:端承樁≤50mm;摩擦端承、端承摩擦樁≤100mm;摩擦樁≤300mm。為此,在清孔過(guò)程中應(yīng)不間斷地置換泥漿,直至澆注水下混凝土,并保持孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重<1.25,含砂率≤8%,粘度≤28s。這些數(shù)據(jù)及要求在進(jìn)行灌注樁設(shè)計(jì)的時(shí)候都要考慮進(jìn)去,以此來(lái)確定孔深等數(shù)據(jù)。另外對(duì)于混凝土拌制質(zhì)量在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)考慮進(jìn)去,由于灌注混凝土工藝的特殊性,其對(duì)混凝土的性質(zhì)及拌制質(zhì)量有如下一些特定要求:①混凝土的強(qiáng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高5MPa;②混凝土的坍落度宜為18~22cm,并有一定的流動(dòng)保持率,坍落度降至15cm的時(shí)間不宜小于1h,擴(kuò)散度宜為34~38cm;③混凝土的初凝時(shí)間應(yīng)滿足整個(gè)灌注過(guò)程(從攪拌第1斗混凝土開(kāi)始至灌完最后1斗混凝土并拔出導(dǎo)管為止),一般為3~4h,如運(yùn)輸距離較遠(yuǎn),一般宜在混凝土中摻加緩凝劑。
(三)關(guān)于高層建筑沖孔灌注樁灌注設(shè)計(jì)分析
由于高層建筑沖孔灌注樁是整個(gè)工程質(zhì)量的關(guān)鍵,因此針對(duì)混凝土的灌注也應(yīng)在事前進(jìn)行優(yōu)良的設(shè)計(jì),根據(jù)有關(guān)規(guī)定的相關(guān)要求,設(shè)計(jì)出適宜工程的混凝土混合比例、灌注量、混凝土攪拌時(shí)間等,根據(jù)不同的地質(zhì)情況及工程情況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)良好的混合量,將灌注間歇時(shí)間控制在15min之內(nèi),最多不得超過(guò)30min,每根樁整個(gè)灌注過(guò)程應(yīng)盡可能控制在4~6h以內(nèi)完成,以保證混凝土的均勻性。這就要求在施工前將單根樁及所用混凝土進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)前期的設(shè)計(jì)規(guī)劃及施工前的計(jì)算做好混凝土的混合工作。而且混凝土滯留空氣的時(shí)間對(duì)于混凝土的強(qiáng)度有一定的影響,因此根據(jù)混凝土應(yīng)在1.5h內(nèi)灌注完畢,夏季應(yīng)在1.0h內(nèi)灌完的要求,要結(jié)合灌注樁的要求進(jìn)行混凝土混合,否則應(yīng)摻加緩凝劑?;炷翍?yīng)灌注至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上規(guī)定的高度,以保證設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以下混凝土的質(zhì)量。
三、高層建筑沖孔灌注樁試樁過(guò)程——設(shè)計(jì)效果的檢驗(yàn)
一般在進(jìn)行高層建筑沖孔灌注樁工程施工中,工程壓漿管多用鋼管制作,壓漿管固定焊于鋼筋籠上,上端止于距地表0.2-0.3m,以防移機(jī)或調(diào)換機(jī)具鉆桿等情況下被損壞,樁端壓漿管低于樁端50mm,并用特制的樁側(cè)壓漿閥和樁端壓漿閥與壓漿管相連。為防堵管,可以將把樁端壓漿管改為大口徑主樁端壓漿管和小口徑次樁端壓漿管,以防堵管影響壓漿質(zhì)量。為保證注漿通道的通暢,檢查注漿管是否連通,并將泥渣及泥皮的細(xì)粒推至,注漿前必須進(jìn)行壓水試驗(yàn)。同時(shí)記錄壓水試驗(yàn)的穩(wěn)定壓力,其穩(wěn)定的注水壓力可作為注漿施工的初始注漿壓力。壓水壓力以壓通為準(zhǔn),個(gè)別不通暢的注漿管,壓水壓力采用10MPa,多次反復(fù)進(jìn)行直到壓通,以保證注漿的順利進(jìn)行,確保注漿質(zhì)量。成樁1周后進(jìn)行注漿,每根樁注漿時(shí)間為1—2小時(shí)。壓力注漿以壓水試驗(yàn)的穩(wěn)定壓力1.5MPa為初始注漿壓力,以終壓漿壓力大于2.5MPa和注漿量為1000kg水泥量作為施工的控制指標(biāo)。對(duì)個(gè)別樁注漿壓力低于2.5MPa,灌入量較大的樁,當(dāng)?shù)孛嫖闯霈F(xiàn)冒漿時(shí),可適當(dāng)提高水泥的灌入量,一般控制在2000kg左右;對(duì)注漿壓力高于7MPa,可灌性差的樁,現(xiàn)場(chǎng)采用濃漿、慢速灌注及注注停停間歇注漿的辦法,其終止時(shí)間以注漿壓力控制,最大注漿壓力不高于10MPa,且水泥量不少于800kg。每根樁注漿完畢,立即將注漿管擰上堵頭,以防回漿,影響注漿效果。最終通過(guò)檢測(cè)來(lái)測(cè)試高層建筑沖孔灌注樁設(shè)計(jì)時(shí)候達(dá)到工程要求。
結(jié)論
高層建筑沖孔灌注樁是整個(gè)工程設(shè)計(jì)與施工的重點(diǎn),其對(duì)于整個(gè)工程質(zhì)量有著重要的影響。因此在進(jìn)行高層建筑沖孔灌注樁的設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮建筑擬建地的地質(zhì)情況與建筑施工地區(qū)的氣候特點(diǎn),將灌注中的各個(gè)環(huán)節(jié)充分考慮進(jìn)去,以保障工程施工的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞]高層建筑;給水排水;工程設(shè)計(jì);優(yōu)化策略
隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展,高層建筑成為了城市建筑中的主要建筑形式,高層建筑在為廣大人民群眾提供便利生活的同時(shí)也為城市給排水工作提出了更高的要求。以往的低層建筑給排水工程的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單,其雖然在基本理論和設(shè)計(jì)方法上與高層建筑基本一致,但是也高層建筑層數(shù)的增多而有所不同。高層建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,層數(shù)較高,高度較大,因此,在設(shè)計(jì)建筑給排水時(shí)就要有針對(duì)性,符合高層建筑給排水設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。
1高層建筑給水排水工程設(shè)計(jì)問(wèn)題
1.1雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析
高層建筑的雨水排除是給排水設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題,陽(yáng)臺(tái)雨水和屋面排水的設(shè)計(jì)尤其重要。一般在設(shè)計(jì)屋面雨水排除時(shí),會(huì)按照重現(xiàn)期一年進(jìn)行設(shè)計(jì),因此如果遭遇了大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的暴雨災(zāi)害時(shí),屋面雨水在管道內(nèi)就會(huì)形成壓力流系統(tǒng);而陽(yáng)臺(tái)雨水不會(huì)造成管道內(nèi)的滿流情況,其會(huì)形成為重力流系統(tǒng)。針對(duì)這種情況,如果對(duì)陽(yáng)臺(tái)雨水和屋面雨水進(jìn)行混合,而同時(shí)排出,那么如果遭遇大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的暴雨時(shí),雨水管道內(nèi)就會(huì)形成滿流,從而導(dǎo)致陽(yáng)臺(tái)通過(guò)地漏的反水情況??梢?jiàn),進(jìn)行陽(yáng)臺(tái)與屋面的同時(shí)混合排水,其最大缺點(diǎn)就是在遭遇大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的暴雨時(shí),陽(yáng)臺(tái)雨水無(wú)法及時(shí)排除。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中,雨水斗能夠承擔(dān)的匯水面積達(dá)不到重現(xiàn)期一年時(shí)的允許匯水面積,因此,壓力流在雨水管內(nèi)形成的幾率很低,但是其也不能夠阻止陽(yáng)臺(tái)反水現(xiàn)象,因此,設(shè)計(jì)時(shí)可以將拐彎后的雨水管道的型號(hào)做出調(diào)整,即放大一號(hào)。
1.2給水方式的選用問(wèn)題分析
在選擇高層建筑給水方式時(shí),首先要確定高層建筑的豎向分區(qū),之后才能夠進(jìn)行給水方式的選擇。給水方式的選擇需要遵循一定的原則,也就是要以經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、供水安全等為前提。高層建筑給水可以根據(jù)市政管網(wǎng)壓力的大小和建筑物的所處位置予以確定。在建筑物的下層建筑中,如地下室、裙房以及附屬用房等建筑的供水中,就可以選擇市政管網(wǎng)直接供水的方式,其可以起到節(jié)約能源、節(jié)省基建部分的投資以及運(yùn)行管理方面的費(fèi)用等作用。另外,在使用市政管網(wǎng)進(jìn)行建筑給水時(shí),最重要的就是應(yīng)該對(duì)需要供水的房間的性質(zhì)和功能以及管網(wǎng)的供水壓力進(jìn)行考慮,務(wù)必符合相關(guān)要求。如,建筑物的高度低于100m時(shí),通常可以采用市政管網(wǎng)直接供水,而對(duì)于建筑的中區(qū)和高區(qū)則可以采用調(diào)速渠進(jìn)行供水,這也就是高層建筑垂直分區(qū)并聯(lián)供水系統(tǒng)。在各分區(qū)內(nèi),為減少二次污染的產(chǎn)生以及穩(wěn)定水壓,可以設(shè)置減壓閥進(jìn)行局部的壓力調(diào)整,此方法不需要設(shè)置高位水箱,也是目前眾多選擇中,效果較好的供水方式之一。
1.3污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的相關(guān)問(wèn)題分析
高層建筑中給排水設(shè)計(jì)中的污水設(shè)計(jì)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)引起足夠重視。其中包括兩方面內(nèi)容:首先就是高層建筑塔樓污水的排除問(wèn)題。如果二室或二座以上塔樓污水通過(guò)雨水立管集中后,匯合入一根總管,然后再由裙房同時(shí)排出,這種方法有一定的不利之處。因排水系統(tǒng)的可靠度無(wú)法保證,如果將雨水過(guò)于集中,一旦總管損壞需要檢修時(shí),其影響面會(huì)很大;其次是不設(shè)技術(shù)夾層的問(wèn)題。在高層建筑中,結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層梁的高度和寬度一般均大于標(biāo)準(zhǔn)層,而轉(zhuǎn)換層梁會(huì)影響到衛(wèi)生潔具的布置以及污水管的布置,如果潔具的布置與標(biāo)準(zhǔn)層相同,那么潔具的排水管就有可能跟轉(zhuǎn)換梁產(chǎn)生沖突,因此,這一問(wèn)題需要特別注意。
2基于高層建筑給排水節(jié)能設(shè)計(jì)策略
節(jié)能降耗已成為當(dāng)今世界發(fā)展的主題。因而在高層建筑給排水設(shè)計(jì)中,除了做好給排水設(shè)計(jì)外,還應(yīng)對(duì)其做好節(jié)能設(shè)計(jì)。以下筆者分別從中水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、節(jié)水龍頭的設(shè)計(jì)以及變頻水平設(shè)計(jì)三方面做出分析。
2.1節(jié)水龍頭的設(shè)計(jì)
高層建筑給排水關(guān)系到人們的生產(chǎn)和生活,在如今水資源日益緊缺的背景下,做好高層建筑的給排水節(jié)能設(shè)計(jì)正當(dāng)其時(shí)。節(jié)水與閥門(mén)的質(zhì)量和型號(hào)等有密切關(guān)系,所以在對(duì)高層建筑進(jìn)行給排水節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí),要關(guān)注于節(jié)水閥門(mén)的選擇。在水壓相同的情況下,節(jié)水龍頭相對(duì)于普通龍頭更能夠減少水的流失,減少浪費(fèi)。高層建筑給排水的節(jié)能要從高層建筑給排水工程特點(diǎn)、給水方式、水設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)等方面認(rèn)真研究和實(shí)踐,為人們?cè)O(shè)計(jì)出更新、更好的建筑,從而從根本上確保節(jié)水設(shè)計(jì)取得成效。
2.2中水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
所謂中水系統(tǒng),就是將污水、雨水等經(jīng)過(guò)一定的處理,使水質(zhì)達(dá)到一定的指標(biāo)后,為人們利用的一種水循環(huán)過(guò)程,例如利用設(shè)計(jì)的中水系統(tǒng)將污水和雨水處理后,用于澆樹(shù)、洗車(chē)等。由于成本低且環(huán)保效果好,因而我們必須做好中水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,作為設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其用途有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí),結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)確定中水處理工藝和供水方式,并充分考慮其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益,最大化的確保設(shè)計(jì)的科學(xué)性。
2.3變頻水泵的設(shè)計(jì)
變頻設(shè)計(jì)也是實(shí)現(xiàn)高層建筑給排水節(jié)能的有力方式,變頻器上一般都具備閉環(huán)控制功能,其可以根據(jù)壓力信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制運(yùn)行,使其達(dá)到供水水壓的恒壓。利用變頻器可以改變水泵的轉(zhuǎn)速,有效調(diào)節(jié)水泵的流量和壓力,實(shí)現(xiàn)節(jié)水設(shè)計(jì)。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述,高層建筑給排水設(shè)計(jì)要滿足水量、水質(zhì)和水壓的要求,并根據(jù)這些要求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提高用水的安全性和經(jīng)濟(jì)性,最大程度實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能和減少運(yùn)行費(fèi)用。
作者:梅鵬遠(yuǎn) 單位:西安思源學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]韓曉冬.高層建筑給水排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析[J].科技展望,2015,25(35):19-20.
1.1給水分區(qū)方式
高層建筑采用的給水方式要符合建筑自身用水特點(diǎn),對(duì)供水分區(qū)進(jìn)行合理選擇時(shí),除了考慮用戶自身需要以外,還要和其他專(zhuān)業(yè)統(tǒng)一技術(shù)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合分析,以此選擇最合適的給水方案。供水一般分為三個(gè)區(qū):分別是高、中、低三個(gè)區(qū)。高區(qū)(19層~32層),適合高位水箱的給水方式,中區(qū)(7層~18層),采用變頻調(diào)速供水;低區(qū)(1層~6層),由市政管網(wǎng)直接供水,利用市政供水壓力。在節(jié)省投資的情況下,高區(qū)和中區(qū)還可采用恒速泵-屋頂水箱給水方式和變頻給水,節(jié)能效果也十分顯著。
1.2給水管材選用
目前,市場(chǎng)上給水管材種類(lèi)繁多,質(zhì)量不一,價(jià)格差異較大。使建筑工程設(shè)計(jì)中對(duì)管材的選用產(chǎn)生一定的困難。常用的給水管材分為金屬管材、非金屬管材和復(fù)合管材三種。(1)金屬管材:室內(nèi)給水常用金屬管材分為幾下幾種:薄壁不銹鋼、銅管、鍍鋅鋼管等。它的優(yōu)點(diǎn)為:韌性好,經(jīng)久耐用,有較好的抗沖擊能力,易操作等。缺點(diǎn):價(jià)格偏高,難以成為廣泛使用的給水管材,只有一些特殊場(chǎng)合和規(guī)格較高的地方才能使用。(2)塑料管材:種類(lèi)較多并且特性各異,如常用的硬聚氯乙烯(UPVC)管有較高的抗沖擊性和耐化學(xué)性,質(zhì)地堅(jiān)硬,耐腐蝕不結(jié)垢,安裝方便,價(jià)廉;但抗震性較差,在使用過(guò)程中會(huì)有UPVC單體和添加劑滲出,不適用于熱水輸送,接頭粘合技術(shù)要求較高,固化時(shí)間較長(zhǎng)。而高密度聚乙烯(HDPE)管是目前抗震性最好的管道,韌性好,較好的抗疲勞強(qiáng)度,耐溫性能較好,耐沖擊強(qiáng)度高,質(zhì)輕,使用壽命長(zhǎng);但熔接需要電力,機(jī)械連接,連接件大。設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程情況選用。(3)金屬與塑料復(fù)合管材:一般常用的有涂塑鋼管、鋁塑復(fù)合管等。其優(yōu)點(diǎn)為:較高的強(qiáng)度,連接方便,抗老化性能好等,是目前市場(chǎng)上使用較多的管材。
1.3加壓系統(tǒng)選擇
關(guān)于給水加壓系統(tǒng)的選擇共有三種:(1)各級(jí)供水均采用水池-水泵-水箱的聯(lián)合供水方式;(2)各級(jí)供水均選用水池(水箱)-變頻供水設(shè)備-各用水點(diǎn)的供水方式;(3)初級(jí)供水采用市政管網(wǎng)-無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備-各用水點(diǎn)的供水方式,二級(jí)供水采用轉(zhuǎn)輸水箱-變頻供水設(shè)備-各用水點(diǎn)的供水方式。
2排水系統(tǒng)
2.1生活排水系統(tǒng)
污水在排水立管中流動(dòng),與一般的壓力流和重力流不同,是一種極不穩(wěn)定的氣—水兩相流。在高層建筑中,由于排水立管長(zhǎng)、水量大、流速高,往往會(huì)引起管道內(nèi)的氣壓極大波動(dòng),并且可能形成水塞,造成衛(wèi)生器具溢水或水封被破壞。從而使下水道中的臭氣進(jìn)入室內(nèi),污染室內(nèi)環(huán)境。理論和實(shí)踐都說(shuō)明:高層建筑排水系統(tǒng)功能的優(yōu)劣,很大程度上取決于排水管道的通氣系統(tǒng)是否合理。因此,在高層建筑中通氣系統(tǒng)在排水系統(tǒng)中占有重要地位。一個(gè)完善的排水系統(tǒng),應(yīng)滿足以下各點(diǎn)要求:(1)管道布置合理,水力條件好,能迅速排出污水;(2)盡可能的使排水系統(tǒng)的管道內(nèi)保持氣壓穩(wěn)定,防止水塞的形成和水封被破壞;(3)管道安裝牢固,防振,減振和減少噪聲;(4)檢修方便。
2.2雨水系統(tǒng)
建筑屋面雨水系統(tǒng)可按不同的流態(tài)設(shè)計(jì):(1)半有壓屋面雨水排水系統(tǒng):主要采用65型號(hào)、87型系統(tǒng)雨水斗,管網(wǎng)設(shè)計(jì)流態(tài)是無(wú)壓流和有壓流之間的過(guò)渡流態(tài)。(2)壓力流屋面雨水排水系統(tǒng),也稱(chēng)為虹吸式雨水系統(tǒng),采用虹吸式雨水斗,管網(wǎng)設(shè)計(jì)流態(tài)是有壓流。(3)重力流屋面雨水排水系統(tǒng):采用重力流雨水斗,管網(wǎng)設(shè)計(jì)流態(tài)是無(wú)壓流態(tài),水力計(jì)算中忽略水流壓力的作用。根據(jù)我國(guó)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50015-2003(2009年版)4.9.10的規(guī)定,高層建筑屋面雨水排水管道設(shè)計(jì)流態(tài)宜按重力流設(shè)計(jì)。由于目前的重力流雨水斗不具備阻隔超流量雨水進(jìn)入該斗的功能,而且屋面溢流口一般高出屋面十幾厘米以上,由溢流口排除超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水的構(gòu)想在工程設(shè)計(jì)中難以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)超設(shè)計(jì)重現(xiàn)期雨水進(jìn)入重力流系統(tǒng)后,系統(tǒng)中的流態(tài)會(huì)向半有壓流或有壓流轉(zhuǎn)變,產(chǎn)生明顯的正壓和負(fù)壓,造成負(fù)壓區(qū)塑料管被吸癟,室內(nèi)檢查井冒水,甚至管道系統(tǒng)的破壞。并且由于國(guó)標(biāo)圖集常用的65、87型雨水斗會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生明顯壓力,采用該雨水斗時(shí)應(yīng)按半有壓流系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為此,在多層建筑重力流排水系統(tǒng)宜采用建筑排水塑料管,但在高層建筑重力流排水系統(tǒng)則宜采用耐腐蝕的金屬管、承壓塑料管。另外,若采用壓力流排水系統(tǒng)則宜采用內(nèi)壁較光滑的帶內(nèi)襯的承壓排水鑄鐵管、承壓塑料管和鋼塑復(fù)合管等,其管材工作壓力應(yīng)大于建筑物凈高度產(chǎn)生的靜水壓。用于壓力流排水的塑料管,其管材抗環(huán)變形外壓力應(yīng)大于0.15MPa。
3消防給水系統(tǒng)
3.1消防給水系統(tǒng)形式的選擇
3.1.1減壓給水方式
即設(shè)立在屋面水箱和一組消防水泵,水泵的揚(yáng)程一般100~170mHO左右,通過(guò)減壓閥減壓使高區(qū)往低區(qū)供水,此種供水方式其優(yōu)點(diǎn)則是占地面積小,水泵機(jī)組少,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,節(jié)約造價(jià)和施工安裝的時(shí)間,在高低兩區(qū)交界的失火時(shí),只需要啟動(dòng)一臺(tái)水泵即可。但也不乏有缺點(diǎn):電耗較大,但消防輸泵不需要經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn),相比之下還是較為經(jīng)濟(jì)的。另一個(gè)問(wèn)題則是水流的水質(zhì)通過(guò)減壓閥后要求變得較高,鍍鋅鋼管是消防給水管道經(jīng)常采用的,但往往因長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)行而出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象,從而產(chǎn)生鐵銹,容易堵塞減壓閥前的過(guò)濾器,嚴(yán)重影響滅火效果。因此考慮到這個(gè)方面,采用耐腐蝕的管材和管件及閥門(mén)是設(shè)計(jì)方面要重點(diǎn)注意的。之后還要對(duì)日常管理工作進(jìn)行加強(qiáng),保證較好的水質(zhì)。
3.1.2并聯(lián)分區(qū)給水方式
在高位水箱和一組消防水泵分別設(shè)立是高區(qū)和低區(qū)。兩個(gè)分區(qū)各自獨(dú)立給水,它對(duì)水質(zhì)的要求沒(méi)有減壓閥高,有較好的安全性。地下層集中設(shè)置了水泵,方便管理,比減壓給水方式耗電少。為增加水箱和水泵的占地面積,在低區(qū)多設(shè)立一組水泵和分區(qū)水箱,但這種方式和減壓給水方式進(jìn)行對(duì)比,增加了造價(jià)。如果高區(qū)和低區(qū)交界的任何一層發(fā)生火災(zāi),都要啟動(dòng)兩組水泵,隨之而來(lái)的則是增大供電系統(tǒng)容量。而想要減少一組水泵,則要采用多級(jí)雙出口水泵。
3.1.3串聯(lián)分區(qū)給水方式
串聯(lián)分區(qū)供水方式,各區(qū)都設(shè)有水泵、水箱,每區(qū)水泵從水箱抽水送到上一區(qū)的水箱,由無(wú)塔供水設(shè)備中的水箱向各層供水。水泵和水箱設(shè)置在設(shè)備層里。優(yōu)點(diǎn):各區(qū)的水泵揚(yáng)程和流量穩(wěn)定,按照實(shí)際需要來(lái)設(shè)計(jì),所以水泵的工作效率高,能耗低;管道的總需求量少,節(jié)約投資。缺點(diǎn):設(shè)備層(技術(shù)層)的要求高;每區(qū)都有水泵、水箱;水泵噪聲大。水箱要考慮防湯水,不便于集中管理;下層水箱容積大,結(jié)構(gòu)負(fù)荷大。造價(jià)高。工作不可靠,上區(qū)用水受下區(qū)限制。
3.2消防給水系統(tǒng)的防超壓措施
在高層建筑中全自動(dòng)變頻調(diào)速供水設(shè)備被廣泛采用,不僅符合消防給水系統(tǒng),還可以恒壓變流量。一般有以下兩種措施:1)設(shè)置回流泄壓裝置;在消防水池支管上設(shè)置泄壓閥,泄壓閥會(huì)因?yàn)楣芫W(wǎng)壓力超過(guò)設(shè)定工作壓力一定范圍(30%)時(shí)而自動(dòng)打開(kāi)回流泄壓,防止管網(wǎng)超壓。2)系統(tǒng)分區(qū)時(shí)可采用可調(diào)式減壓閥減壓;只要設(shè)立一個(gè)閥后壓力,并利用可調(diào)式減壓閥來(lái)穩(wěn)定壓力,閥后的工作壓力不會(huì)受閥前任何變化的影響。超壓現(xiàn)象也不會(huì)在可調(diào)式減壓閥后面的消防管網(wǎng)出現(xiàn)。
3.3室外消防支援室內(nèi)消防系統(tǒng)
首先,應(yīng)注意的是室外消火栓和水泵接合器的設(shè)置。有些民用高層建筑沒(méi)有充分考慮水泵接合器與室外消火栓的連接問(wèn)題,室外消火栓和水泵接合器的連接可以使消防車(chē)從消火栓處方便快速取水。而水泵接合器數(shù)量設(shè)計(jì)要與室外消火栓數(shù)量保持一致,室內(nèi)消火栓的水泵接合器要呈分散狀設(shè)置。如果室內(nèi)某一處安裝的水泵接合器數(shù)量超過(guò)兩組,應(yīng)該增加適量的消火栓在室外,使建筑消防要求得到滿足。其次,還要對(duì)消防電梯前室消火栓的專(zhuān)用性問(wèn)題給予重視,為消防員提供是消防電梯前室設(shè)置消火栓的主要目的,專(zhuān)為開(kāi)辟通路所用。不能將其計(jì)算到消防栓總量當(dāng)中。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:電氣;設(shè)計(jì);安裝
1工程概況
某工程位于長(zhǎng)沙市CBD商務(wù)區(qū)內(nèi),占地面積9500m2,總建筑面積45000m2,地上19層,地下2層,為星級(jí)酒店和寫(xiě)字樓于一體的綜合性商務(wù)樓宇。該工程電氣設(shè)計(jì)按供配電一級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì),采用兩路10KV電源供電,供電線路采用電纜直埋方式,兩路10KV電源一用一備。通過(guò)母連接,兩路電源均能負(fù)載100%的負(fù)荷。供電制式為三相五線制TN-S系統(tǒng),為滿足高層建筑防火要求和提高變壓器的過(guò)負(fù)荷能力,該工程選用二臺(tái)1600KV干式變壓器,變壓器的負(fù)荷率平時(shí)保持在70%左右。
2大廈電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算
2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1.1照明系統(tǒng)
2.1.1.1系統(tǒng)概述
本工程的照明系統(tǒng)分為正常照明和應(yīng)急照明。
正常照明主要包括舞廳照明,大廳照明,公共區(qū)域照明,客戶照明等。為減小動(dòng)力負(fù)荷頻繁啟動(dòng)對(duì)照明質(zhì)量的影響,設(shè)定了一專(zhuān)用變壓器為照明系統(tǒng)供電。自酒店的中心配電室出線后進(jìn)入配電豎井,經(jīng)低壓母線引至各樓層的總照明配電箱,然后由此分布到各區(qū)域配電箱。
因本工程為高檔星級(jí)酒店與智能化辦公樓,對(duì)供電要求較高,所以除配有自備發(fā)電機(jī)組外,樓層設(shè)有專(zhuān)用的應(yīng)急照明系統(tǒng),系統(tǒng)主要覆蓋區(qū)域包括:酒店大堂,各餐廳、走廊、電梯間、樓梯間等。在設(shè)計(jì)時(shí)該系統(tǒng)的供電采用雙電源,其中大堂,餐廳區(qū)域選擇其中幾個(gè)支路兼做正常照明,供電從本層配電豎井應(yīng)急照明切換箱中出線。在此基礎(chǔ)上,在各公共區(qū)域及通道設(shè)置具有蓄電池的事故照明燈具,在沒(méi)有任何外供電源的情況下,該燈具能不間斷供電1h。
2.1.1.2照度的確定
星級(jí)酒店的裝修檔次一般較高,為配合裝修效果,充分體現(xiàn)酒店及辦公氣氛,本工程對(duì)酒店中各重點(diǎn)區(qū)域的照度均采用利用系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)酒店各功能區(qū)的特點(diǎn),各功能區(qū)的照度標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1。
2.1.2動(dòng)力系統(tǒng)
動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備包括正常動(dòng)力與消防電源兩部分。正常動(dòng)力包括:空調(diào)制冷機(jī)組,空調(diào)水泵,冷卻塔,洗衣設(shè)備,污水泵,客用電梯,貨梯,各層空調(diào)器,開(kāi)水器等。因動(dòng)力設(shè)備在地下2層分布較多,所以該部分設(shè)備的配電自酒店總配電室出線后在地下2層設(shè)動(dòng)力控制中心。
消防電源包括:消防水泵,水幕水泵,消防電梯,噴淋水泵,排煙風(fēng)機(jī),正壓送風(fēng)機(jī)等。消防動(dòng)力設(shè)備為雙電源供電,一路引自由兩路電源變壓器供電的消防供電專(zhuān)柜上,另一路引自自備發(fā)電機(jī)組,兩路消防電源分別由兩回線路引到各個(gè)消防用電設(shè)備點(diǎn)上實(shí)行末端自動(dòng)切換,以確保消防設(shè)備的供電可靠性及安全性。
2.1.3負(fù)荷計(jì)算
電力負(fù)荷一般由各專(zhuān)業(yè)提供技術(shù)要求及負(fù)荷大小:
2.1.3.1三相負(fù)荷計(jì)算:
2.1.3.2單向負(fù)荷計(jì)算:
①盡量將各單相負(fù)荷逐相均勻分配,以減少不平衡,計(jì)算時(shí),將線負(fù)荷換算成相負(fù)荷,將各相負(fù)荷相加,取其最大單相負(fù)荷的3倍作為三相負(fù)荷。
②當(dāng)回路中的單相負(fù)荷的總?cè)萘啃∮谠摶芈啡鄬?duì)稱(chēng)負(fù)荷的總?cè)萘康?5%時(shí),按三相平衡負(fù)荷計(jì)算。
③只有線負(fù)荷時(shí),將各線間負(fù)荷相加,選取較大的兩項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算,現(xiàn)以Pab≧Pbc≧Pca為例:
按70%的負(fù)荷率,第二臺(tái)變壓器的容量為:1086/0.7=1552kVA,選用1600kVA變壓器。
2.2防雷與接地
本工程聯(lián)合接地電阻阻值要求小于1,利用鋼筋混凝土箱型基礎(chǔ)做自然接地體。鋼筋混凝土柱內(nèi)鋼筋做防雷引下線,在建筑物四角距室外地坪0.5m處做測(cè)試點(diǎn)。為防止側(cè)擊雷進(jìn)入酒店,酒店鋁合金鋼窗均與圈梁內(nèi)鋼筋可靠焊接。酒店中所有金屬管道均與混凝土中鋼筋焊接,以使整個(gè)大樓處于一種均壓狀態(tài)??紤]到弱電系統(tǒng)對(duì)接地的特殊要求,而弱電接地裝置與強(qiáng)電接地裝置的間距無(wú)法滿足規(guī)范要求,不能設(shè)置單獨(dú)弱電接地系統(tǒng),只能選用聯(lián)合接地。
3線槽敷設(shè)安裝施工
智能化建筑弱電工程是當(dāng)今建筑中很重要的一部分,衡量一個(gè)城市建筑的現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)形態(tài)和智能化是其中的兩個(gè)方面。智能建筑的弱電系統(tǒng)主要由以下各子系統(tǒng)組成:
(1)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);(2)辦公自動(dòng)化系統(tǒng);
(3)建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng);(4)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng);
(5)公共安全防范系統(tǒng);(6)結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng);(7)弱電電源及接地系統(tǒng)。
如此之多功能設(shè)施,布線設(shè)計(jì)方案也成為電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,因涉及專(zhuān)業(yè)多,施工時(shí)相互配合尤為重要。為保證大廈內(nèi)部的美觀,也為了更科學(xué)滿足設(shè)施智能化的要求,方案選用地板內(nèi)敷設(shè)地面線槽來(lái)達(dá)到各功能目的。
3.1地面敷設(shè)線槽的定義
地面線槽是一種封閉的、直接隱蔽于地面下的金屬線槽,可以靈活方便地提供電源、電話、電視、計(jì)算機(jī)、話筒等線纜傳輸電能和信號(hào)接口。其設(shè)計(jì)是根據(jù)建筑物近期和發(fā)展需要布置線槽的縱橫間距,根據(jù)穿線的根數(shù)、橫截面積和工藝要求確定線槽的規(guī)格及槽數(shù)。按槽數(shù)可分為單槽、雙槽、三槽,規(guī)格有50系列、70系列、100系列、230系列、300系列。
線槽適用于380/220以下強(qiáng)電和弱電的線路敷設(shè)。性能特點(diǎn):地面線槽可供單一或多用途線纜、多回路敷設(shè),終端元件布置平整美觀。地面線槽是由線槽、分線盒、各種連接件、密封件、附件及電源頭等組成。
3.2地面線槽規(guī)格型號(hào)設(shè)置與布線參數(shù)要求
內(nèi)外均熱浸鍍鋅,出線口處采用無(wú)螺紋接口,線槽標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為3m(可特殊加工),線槽出線口開(kāi)孔尺寸:﹤48mm,線槽開(kāi)孔間距分:3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、600mm等。
主要配件有:線槽分線盒:線槽分線盒起到導(dǎo)線的相接、轉(zhuǎn)彎交叉、屏蔽等作用。其中二槽、三槽的分線盒內(nèi)設(shè)有屏蔽分離板,以保證強(qiáng)電、弱電的隔離與屏蔽。
線槽支架:分為單槽、雙槽、三槽支架,它是用于線槽的支撐及高度調(diào)整,高度調(diào)節(jié)范圍一般為20mm~150mm的熱鍍鋅件。其它還包刮彎頭、封頭、出線圈等配件。具體穿線根數(shù)見(jiàn)表4。
3.3地面線槽的敷設(shè)安裝工藝
3.3.1彈線定位:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定線槽走向,從始端至終端找好水平線或垂直線,用粉線袋在線路的中心外進(jìn)行彈線,按照設(shè)計(jì)圖要求及施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,分別找出分線盒、分線口及支架的具置,用鉛筆分別標(biāo)注。一般支架間距為1.0-1.5m。
3.3.2線槽敷設(shè):根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)位置放置分線盒和支架,然后放置線槽和出線口,同時(shí)根據(jù)需要加各種配件,朝上的線槽不必立得太長(zhǎng),否則易被砸斷。連接完畢后,調(diào)整支架和塑料蓋,使出線口到適當(dāng)高度。達(dá)到位置正確,固定牢固,走向合理。線槽水平或垂直敷設(shè)部分平直度和垂直度允許偏差不超過(guò)5mm。為防止灰漿進(jìn)入,各連接處周邊抹專(zhuān)用膠,各分線盒、出線口盒蓋擰緊,并用鐵絲綁扎,未端加塑料封堵。澆筑混凝土?xí)r設(shè)專(zhuān)人看護(hù),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。
3.3.3跨接地線焊接:依據(jù)施工規(guī)范,確定跨接線規(guī)格。地線兩端焊接面不小于該跨接線截面的6倍,焊縫均勻牢固。
3.3.4槽內(nèi)配線:首先清掃線槽,可先將帶線穿插至出線口,然后將布條綁在帶線一端,從中一端將布線條拉出,反復(fù)多次可將線槽內(nèi)的雜物和積水清理干凈,也可用空氣壓縮機(jī)將線槽內(nèi)的雜物和積水吹出。放線前應(yīng)先檢查管及線槽連接處的護(hù)口是否齊全,其放線和導(dǎo)線連接部分與其它管路敷設(shè)形式大致相同。敷設(shè)線纜應(yīng)注意以下基本原則:1、同一路徑不同回路絕緣導(dǎo)線設(shè)計(jì)于同一線槽內(nèi),但同一槽內(nèi)強(qiáng)電回路必須能同時(shí)切斷電源;2、線槽內(nèi)導(dǎo)線總截面不應(yīng)超過(guò)線槽內(nèi)截面的30%;3、強(qiáng)弱電回路應(yīng)分槽敷設(shè);4、不同電壓回路交叉時(shí)應(yīng)在分線盒處采用金屬隔板隔開(kāi)。
3.3.5線路檢測(cè):線路檢查及絕緣遙測(cè)按相關(guān)規(guī)范操作。
3.3.6面板安裝:配合裝修,依據(jù)各出線口用途,安裝相應(yīng)的終端面板。
3.4地面線槽安裝時(shí)具體注意事項(xiàng):
3.4.1地面線槽表面混凝土厚度應(yīng)大于20mm;
3.4.2線槽內(nèi)外應(yīng)光滑平整,無(wú)棱刺,扭曲、翹邊等變形現(xiàn)象;
3.4.3支架與調(diào)整螺栓調(diào)整線槽高度一般以30-50mm為宜;
3.4.4線槽整體連結(jié)完畢后,應(yīng)按設(shè)計(jì)檢查確認(rèn),無(wú)誤后對(duì)線槽及附件連結(jié)處用蜜封膠密封,對(duì)線槽首、末、分線盒、出線栓和未用出線孔用專(zhuān)用塑料防護(hù)蓋封堵。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,現(xiàn)代高層建筑的電氣設(shè)計(jì)由于智能化的需要而變得復(fù)雜,用電設(shè)備越來(lái)越多,對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和線路安裝提出了許多新的要求,因此在電氣設(shè)計(jì)和線路安裝時(shí),將供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、靈活性擺在突出位置,認(rèn)真按照設(shè)計(jì)和操作規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化和施工,從而將建筑智能化從設(shè)計(jì)和安裝上推至臻美。
參考文獻(xiàn):
辦公樓建筑中聚集了很多企業(yè)員工,其在辦公的時(shí)候可能會(huì)產(chǎn)生一定的噪音與污染,這對(duì)周?chē)h(huán)境會(huì)有一定的影響,所以,提高高層辦公樓建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的首要任務(wù),就是對(duì)建筑場(chǎng)地的選擇。在選擇的過(guò)程中,要使辦公樓建筑符合城市規(guī)劃的要求,還要與市政設(shè)施相匹配,這樣才能使高層辦公樓建筑的建設(shè)更加和諧,才能盡量避免打擾周?chē)罕姷恼I?。辦公樓的設(shè)計(jì)需要考慮到租賃人的變動(dòng)問(wèn)題,要使建筑具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,還要增加建筑的功能,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,可以增加停車(chē)場(chǎng)、實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)務(wù)室、餐飲廳等功能的設(shè)施,這樣可以大大增加建筑的價(jià)值,還可以為企業(yè)員工日常的辦公提供極大的便利性。高層建筑中一般都設(shè)有電梯,提高電梯設(shè)計(jì)的質(zhì)量,可以為員工節(jié)約一定時(shí)間,也可以有效的增加高層建筑的安全性。
二、高層辦公樓建筑設(shè)計(jì)
1、外部形象設(shè)計(jì)高層辦公樓建筑外形的類(lèi)型比較多,根據(jù)不同的企業(yè)性質(zhì),建筑外部形象設(shè)計(jì)需要根據(jù)不同的要求進(jìn)行改變。比如政府部門(mén)的辦公樓與企業(yè)部門(mén)的辦公樓外形方面就有較大的差異,這些建筑設(shè)計(jì)的差異性,大大增加的建筑辨識(shí)度。在設(shè)計(jì)建筑方案時(shí),設(shè)計(jì)人員還需要實(shí)地考察,要了解施工場(chǎng)地的土質(zhì)特點(diǎn)以及地基環(huán)境等,這樣才能使建筑設(shè)計(jì)符合因地制宜的原則。建筑設(shè)計(jì)的考察工作還包括對(duì)周?chē)h(huán)境的檢測(cè),在施工的過(guò)程中,不能破壞周?chē)沫h(huán)境,要通過(guò)增加建筑外形的美觀性,美化周?chē)沫h(huán)境,使高層辦公建筑成為當(dāng)?shù)匾坏懒聋惖娘L(fēng)景。建筑設(shè)計(jì)是城市建設(shè)的一部分,通過(guò)提高建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量,可以使建筑更具美感,還可以使建筑與周?chē)h(huán)境更加和諧,這也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。
2、內(nèi)部空間設(shè)計(jì)高層辦公樓建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性工作,其包含的內(nèi)容比較多,而且這個(gè)建筑需要具備多種功能,還要根據(jù)使用性質(zhì)的差異性,改變建筑的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)。性質(zhì)不同的企業(yè),其辦公樓的風(fēng)格也有一定的差別,在高層建筑中,建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,而且建筑的功能需要比較多,這也給建筑設(shè)計(jì)提出了更高的要求。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑進(jìn)行平面布局設(shè)計(jì)時(shí),要將行政辦公區(qū)與技術(shù)房區(qū)分開(kāi),增加建筑結(jié)構(gòu)平面布局的靈活性,這也有利于擴(kuò)展建筑空間面積,提高建筑空間的美感。高層辦公建筑由于樓層比較高,在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí),要注意保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,可以在建筑的集中中心設(shè)置一個(gè)中樞結(jié)構(gòu),這樣可以使建筑的功能更好的發(fā)揮,還能提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性。人流量大的空間(比如多功能報(bào)告廳)可布置在建筑首層,在院內(nèi)設(shè)單獨(dú)入口,第一步,重視生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)。對(duì)于辦公建筑,創(chuàng)造舒適、健康的空間愛(ài)你環(huán)境是永恒的話題。這部分可以提高項(xiàng)目品牌形象,吸引高端公司人住。第二步,重視節(jié)約能耗設(shè)計(jì)。節(jié)約能耗設(shè)計(jì)并不是項(xiàng)目最終的目的,二趙金龍中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)黑龍江省電力勘察設(shè)計(jì)研究院黑龍江哈爾濱是降低客戶的運(yùn)營(yíng)成本,同時(shí)提高項(xiàng)的目的同類(lèi)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)地位。第三步,提高室內(nèi)健康舒適度,提高健康舒適度一方面能提高工作效率,另一方面能減少生病缺勤率,增加對(duì)客戶的吸引力。
3、辦公樓的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)和辦公樓首先在布局朝向上,應(yīng)該考慮建筑節(jié)能設(shè)計(jì),并控制開(kāi)窗面積。保證各部分維護(hù)結(jié)構(gòu)的合理厚度及構(gòu)造,做好屋面保溫,給水排水、采暖通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)、動(dòng)力等所有帶熱和低溫的管道均采取保溫措施,以降低能耗。采暖通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)應(yīng)合理確定室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù),減少冷卻和加熱空氣所需要的能量,選配能效比高的暖通空調(diào)設(shè)備,減少運(yùn)行能耗等。
三、高層辦公樓建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能性
1、自然通風(fēng)自然通風(fēng)是炎熱地區(qū)節(jié)能的一個(gè)重要手段。利用自然通風(fēng)可以減少空調(diào)的能耗,自然通風(fēng)還能為室內(nèi)提供更多的新鮮空氣,減少因長(zhǎng)期封閉房間,室內(nèi)滋生的細(xì)菌和建筑材料釋放的有害氣體對(duì)人體健康的危害。在本樓設(shè)計(jì)中,我們利用中庭頂部加開(kāi)大面積天窗和南北各層走廊的盡端開(kāi)敞,加強(qiáng)自然通風(fēng),使房間盡可能形成穿堂風(fēng)。帶走室內(nèi)的熱空氣,而污濁的空氣從中庭頂部的天窗排出,形成室內(nèi)舒適的小氣候。
2、立體化、多層次的綠色空間大量的環(huán)境學(xué)、心理學(xué)研究表明透過(guò)玻璃觀賞植物等被動(dòng)活動(dòng),能使人心情舒暢,提高工作效率。辦公室可以說(shuō)是員工的第二個(gè)家,我們要使室內(nèi)空間環(huán)境具有歸屬感,植物綠化景觀的融入無(wú)疑是最美妙的調(diào)味劑。它可以起到減輕眼部疲勞、提神醒腦的作用。除了美化作用,綠色植物景觀還具有吸收周?chē)h(huán)境中的化學(xué)物質(zhì),并將其降解的作用,這已為許多實(shí)驗(yàn)所證明。綠色植物通過(guò)呼吸作用,向空氣中釋放出水汽,可以大大增加室內(nèi)環(huán)境的濕度。
3、使用環(huán)保型材料環(huán)保型材料是指對(duì)自然資源破壞較低、對(duì)環(huán)境污染較小、有利于人體健康、耐久或可再生的材料。建筑材料的生產(chǎn)過(guò)程會(huì)破壞自然資源,會(huì)排放有害物資污染環(huán)境,危害人體健康。此外,建筑的耐久性也是“環(huán)?!毙阅艿囊粋€(gè)重要指標(biāo),材料的耐久性差直接導(dǎo)致建筑的壽命降低。環(huán)保型材料既可以直接使用自然材料制造,又可以通過(guò)人工合成。
四、結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);探討
1 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的原則
1.1 選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)計(jì)算式在計(jì)算簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的事故常常發(fā)生,所以選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖是保證結(jié)構(gòu)安全的重要條件。計(jì)算簡(jiǎn)圖還應(yīng)有相應(yīng)的構(gòu)造措施來(lái)保證。實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的鉸結(jié)點(diǎn)和剛結(jié)點(diǎn),但與計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差應(yīng)在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。
1.2 選擇合適的基礎(chǔ)方案:基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件,上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型與載荷分布,相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析,選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案,設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?;A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)有詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告,對(duì)一些缺少地質(zhì)報(bào)告的建筑應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看和參考臨近建筑資料。通常情況下,同一結(jié)構(gòu)單元不宜用兩種不同的類(lèi)型。
1.3 合理選擇構(gòu)方案:一個(gè)合理的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案,也就是要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確,傳力簡(jiǎn)捷。同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系,地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則??偠灾?,必須對(duì)工程的設(shè)計(jì)要求、材料供應(yīng)、地理環(huán)境、施工條件等情況進(jìn)行綜合分析,并與建筑、電、水、暖等專(zhuān)業(yè)充分協(xié)商,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型,確定結(jié)構(gòu)方案,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行多方案比較,擇優(yōu)選用。
1.4 正確分析計(jì)算結(jié)果:在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍采用計(jì)算機(jī)技術(shù),但是由于目前軟件種類(lèi)繁多,不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)程序的適用范圍、條件等進(jìn)行全面了解。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí),由于結(jié)構(gòu)實(shí)際情況與程序不相符合,或人工輸入有誤,或軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果,因而要求結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析,慎重校核,做出合理判斷。
1.5 采取相應(yīng)的構(gòu)造措施:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終要牢記“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓若拉原則”,注意構(gòu)件的延性性能;加強(qiáng)薄弱部位;注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度,尤其是鋼筋的執(zhí)行段錨固長(zhǎng)度;考慮溫度應(yīng)力的影響力。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
2.1 軸向變形不容忽視:高層建筑中,豎向載荷很大,能在柱中引起較大的軸向變形,對(duì)連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生影響,造成連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩減小,跨中正彎矩和端支座負(fù)彎矩值增大;此外還會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)構(gòu)件的下料長(zhǎng)度產(chǎn)生影響,要求根據(jù)軸向變形計(jì)算值,對(duì)下料長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整;另外對(duì)構(gòu)件剪力和側(cè)移產(chǎn)生影響,與考慮構(gòu)件豎向變形比較,會(huì)得出偏于不安全的結(jié)果。
2.2 結(jié)構(gòu)延性是重要設(shè)計(jì)指標(biāo):相對(duì)于底層建筑而言,高層建筑的結(jié)構(gòu)更柔和一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較強(qiáng)的變形能力,避免倒塌,特別需要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?,?lái)保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。
2.3 水平荷載成為決定因素:一方面,因?yàn)楦邔咏ㄖ欠孔灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩以及由此在豎構(gòu)件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對(duì)某一定高度樓房來(lái)說(shuō),豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用,其數(shù)值是隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有較大幅度變化。
3 高層建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)問(wèn)題分析
3.1 結(jié)構(gòu)的超高問(wèn)題:在抗震規(guī)范和高規(guī)范中,對(duì)結(jié)構(gòu)的總高度有著嚴(yán)格的限制,尤其是新規(guī)范中針對(duì)以前的超高問(wèn)題,除了將原來(lái)的限制高度設(shè)定為A級(jí)高度以為,增加了B級(jí)高度,處理措施與設(shè)計(jì)方法都有較大改變。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,出現(xiàn)過(guò)由于結(jié)構(gòu)類(lèi)型的變更而忽略該問(wèn)題,導(dǎo)致施工圖審查時(shí)未予通過(guò),必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)或需要開(kāi)專(zhuān)家會(huì)議進(jìn)行論證等工作的情況,對(duì)工程工期、造價(jià)等整體規(guī)劃的影響相當(dāng)巨大。 轉(zhuǎn)貼于
3.2 短肢剪力墻的設(shè)置問(wèn)題:在新規(guī)范中,對(duì)墻肢截面高厚比為5~8的墻定義為短肢剪力墻,且根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn),對(duì)短肢剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用增加了相當(dāng)多的限制,因此,在高層建筑設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)盡可能少采用或不用短肢剪力墻,以避免給后期設(shè)計(jì)工作增加不必要的麻煩。
3.3 嵌固端的設(shè)置問(wèn)題:由于高層建筑一般都帶有二層或二層以上的地下室和人防,嵌固端有可能設(shè)置在地下室頂板,也有可能設(shè)置在人防頂板等位置,因此,在這個(gè)問(wèn)題上,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師往往忽視了由嵌固端的設(shè)置帶來(lái)的一系列需要注意的方面,如:嵌固端樓板的設(shè)計(jì)、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級(jí)的一致性、在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)嵌的設(shè)置、結(jié)構(gòu)抗震縫設(shè)置與嵌固端位置的協(xié)調(diào)等問(wèn)題,而忽略其中任何一個(gè)方面都有可能導(dǎo)致后期設(shè)計(jì)工作的大量修改或埋下安全隱患。
3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性問(wèn)題:新舊規(guī)范在這方面的內(nèi)容出現(xiàn)了較大的變動(dòng),新規(guī)范在這方面增添了相當(dāng)多的限制條件,例如:平面規(guī)則性信息、嵌固端上下層剛度比信息等,而且,新規(guī)范采用強(qiáng)制性條文明確規(guī)定“建筑不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案?!币虼?,結(jié)構(gòu)工程師在遵循新規(guī)范的這些限制條件上必須嚴(yán)格注意,以避免后期施工圖設(shè)計(jì)階段工作的被動(dòng)。
4 結(jié)語(yǔ)
近些年來(lái),我國(guó)的高層建筑建設(shè)發(fā)展迅速。但從設(shè)計(jì)質(zhì)量方面來(lái)看,并不理想。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)工程師不能僅僅重視結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確性而忽略結(jié)構(gòu)方案的具體實(shí)際情況,應(yīng)作出合理的結(jié)構(gòu)方案選擇。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析掌握的知識(shí)處理實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中遇到了各種問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
[1]梅洪元,付本臣.中國(guó)高層建筑創(chuàng)作理論發(fā)展研究[R].高層建筑與智能建筑國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì),2002.
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