前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的給排水結構設計規范主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關鍵詞】水工構筑物;伸縮縫;施工
1 前言
隨著我國經濟發展,國家對環境保護的日益重視,各地污水處理工程逐年增多。作為配套的土建結構專業如何優化設計,在滿足給排水工藝要求的前提下,既保證水池構筑物今后的正常生產使用,又降低工程造價,是設計、施工人員面臨的共同任務。下面就設計中經常遇到的一些水池構筑物的問題,提出筆者的一些看法
2 設計地下水位的合理確定
水池構筑物的設計與地下水位的標高密切相關。由于地下水位未掌握好而引起結構選型錯誤及抗浮不夠等工程事故也時有發生。地下水位不僅與結構設計有關,與給排水工藝設計也有關。根據現行國家設計規范,地下水位應根據地方水文資料,考慮可能出現的最高地下水位。一般設計均取用水文資料的最高地下水位。在50年設計基準期內,一般水工構筑物地下水可變作用的取用按“工程結構可靠度設計統一標準”原則確定[1],并不考慮罕遇洪水的偶然作用。但值得注意誤。設計人員應詳實了解工程所在地的水文情況,對未滿足設計要求的地質勘察報告要求予以補充。要求考慮當地有無暴雨、臺風影響,會否出現由于地表水不能及時排除而引起的地下水位提高。給排水設計人員,應結合對地下水位及地質情況的了解,與結構設計人員一起決定各構筑物的基底標高,綜合工藝流程要求、土建造價、運營成本、投產年限諸多因素,制定總體方案及各構筑物方案,以求經濟合理。
3 構筑物伸縮縫及后澆帶的設置
根據設計規范,矩形構筑物最大伸縮縫間距一般為20~30m。近年來,一方面水工藝要求設計的水池構筑物長度已遠超過規范間距,另一方面隨著建筑材料、施工方法的改進,又為超長水池構筑物不設縫、少設縫提供了可能。
(1)伸縮縫的設置[2]。一般水池類構筑物設計中,對結構強度、裂縫開展寬度、抗浮等計算,一般均按規范要求考慮較好,但由于溫度、變形以及不均勻沉降引起開裂,在工程中常常遇到。大多出現裂縫的工程實例表明,設計對溫度、混凝土收縮變形等因素影響考慮欠缺是問題的主要原因:①水池類構筑物并非必須保證不開裂,對設計人員來講重要的是做好裂縫的控制。一方面設計人員要事先對可能的不利因素及其影響予以預防,另一方面在施工過程中萬一發生較大裂縫也要有處理方法及技術措施,確保工程交付驗收及投產后的安全生產及運行需要。一般說來,影響裂縫的主要因素是溫差及混凝土的收縮,溫度越高越易開裂,裂縫的數量及寬度也越大;混凝土收縮越快也帶來同樣后果。②加強對允許伸縮縫間距的計算。從設計方案來講,設計盡可能采用無縫設計以滿足施工的連續性及減少施工難度。針對地基軟硬及溫差大小,選擇伸縮縫的間距。一般水池壁厚≤500mm時,設計不考慮水池熱的影響,主要考慮施工階段的最不利溫差和混凝土收縮產生的當量溫差,保證由于綜合溫差對混凝土產生的拉應力與混凝上相應齡期的極限抗拉強度之比值符合安全要求,按此條件復核設計假定的伸縮縫間距是否滿足。
(2)后澆帶的做法。當設計較長矩形水池時,設計可采用后澆帶施工方法來減少混凝土收縮產生的當量溫差及不利溫差。后澆帶的設置可避免部分不利的施工前階段溫差及混凝土前期收縮產生的當量溫差,從而增大了構筑物伸縮縫的允許間距。考慮施工的難度,建議設計在后澆帶墊層混凝土上設置凹槽,這樣方便后期后澆帶的清理,雜物等可棄置于四槽,沖洗也方便。筆者在金川集團有限公司含重金屬離子污水處理站擴能改造工程的一級混合反應沉淀池結構設計中因水池結構超長,采用了設置后澆帶的做法,并在混凝土結構后澆帶中摻入微膨脹劑UEA,依靠加強帶混凝土較大的膨脹應變,補償兩側混凝土的溫差應變及混凝土的收縮,使混凝土收縮當量溫差≤0,達到設計要求。
4 水池構筑物的計算要點
水池構筑物首先是計算條件的確定,根據水池的池頂池底的連接方式不同,其計算條件也各不相同。(1)敞口貯液池或貯液池的池蓋為預制裝配式,池壁的上端一般應視為自由支承;(2)池蓋與池壁為整體現澆,并配制連續鋼筋的,池壁上端視為彈性固定,當僅配抗剪鋼筋的,則池壁上端視為較支承;(3)池壁與池底為整體現澆時,一般應視為彈性固定。
5土建與給排水、設計與施工間的配合
在水池構筑物設計中,給排水設計人員要了解土建一些設計要求,例如對較大水池壁與壁之間、壁板與底板之間的構造加腋(八字角)要求。如工藝不允許加腋,應向結構設計人員講明。另一方面土建設計人員應盡量滿足工藝要求,對較小水池可不加腋。設計應以設計規范為依據,專業之間互相配合,對一些構造措施應區別情況靈活掌握。設計人員還要了解施工,了解施工中新材料、新技術、新方法,了解施工順序,施工對設計的要求,使設計切合施工、方便施工。水池施工為便于支模及澆筑混凝土,一般在離池底及加腋以上300~500mm處留置施工縫,在此范圍盡量避免設計有予留洞、予埋管、懸挑梁板等。
6結 語
多出優秀設計、多出精品工程是時代賦予全體設計人員的莊嚴使命。在水池構筑物設計中,一方面設計人員應結合具體情況,以較少的工程造價建設優質工程,另一方面設計人員對施工失誤產生的滲漏裂縫處理,也應有所了解、準備,對當前常用處理裂縫及堵漏方法、所用材料應有所了解,以便更好地完成設計后期服務。要在貫徹國家技術經濟政策的同時,做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。
【參考文獻】
關鍵詞:結構設計;矩形水池;使用材料;水池荷載;內力計算;構造措施
中圖分類號: TU2 文獻標識碼: A 文章編號:
引言
鋼筋混凝土矩形水池作為常見的特種結構類型,被廣范應用于工業與民用建筑的給水、消防、排污工程中。在實際的工程設計中,應充分對所設計誰吃的環境以及結構特點進行分析,保證今后的正常生產使用,又降低工程造價。
鋼筋混凝土矩形水池一般由池壁、池底板和池頂蓋組成。
1.水池結構設計假定
1.1 水池使用材料
在水工構筑物的設計工程中,應首先確定該水池的結構類型,一般情況下半地下式及地下矩形水池,建議采用鋼筋混凝土材料。
貯水或水處理構筑物、地下構筑物的混凝土強度等級不應低于C25;3.0.3.鋼筋混凝土構筑物的抗滲,宜以混凝土本身的密實性滿足抗滲要求。混凝土的抗凍等級應進行試驗確定。
貯水或水處理構筑物、地下構筑物的混凝土,其含堿量最大限制應符合《混凝土堿含量限值標準》CECS53的規定,不得采用氯鹽作為防凍、旱強的摻和料。受侵蝕介質影響的混凝土,應根據侵蝕性質選用。
2.水池結構分析
2.1 水池荷載分類及選用
2.1.1 池頂荷載
有頂蓋的水池,應計算作用于池頂板上的豎向荷載,包括頂板自重、防水層重、覆土重、雪荷載和活荷載。雪荷載和活荷載不同時考慮。
當地面無堆載時,地面活荷載可按1.5~2.0KN/m2考慮。
2.1.2 池壁荷載
作用在池壁上的荷載可分為池內水壓力、池外土壓力和地下水壓力。
池內水壓一般偏安全地按滿池來計算水壓。對于地下式或半地下式水池,土對池壁有側壓力,側壓力通常用朗肯主動土壓力理論計算。
2.1.3 溫、濕度變形應力
由于混凝土硬化過程中產生的水化熱、工藝特殊要求以及季節變化等,造成池壁產生膨脹或收縮。當變形受到約束時,在池體中產生相應的的溫度和濕度變形應力,很容易產生有害裂縫。在水池結構設計中,主要采取下列措施來消除或控制溫差、濕差造成的不利影響:
1)設置伸縮縫或者后澆帶,以減少對溫度或者濕度變形的約束;
2)配置適量的構造鋼筋,以抵抗可能出現的溫度或濕度應力;
3)通過計算來確定溫度或濕度造成的內力,在承載力和抗裂計算中加以考慮。
2.2 荷載組合
水池設計中通常考慮以下3種荷載組合:
池內水壓+自重(對應工況為:池內有水,池外無土),
第①組合為地上式水池的必需組合;
②池外土壓+自重(對應工況為:池內無水,池外有土),第②組合是半地上式水池和地下式水池的必需組合;
③池內水壓+自重+溫、濕度變形應力;
第③組合用于冬夏季或早晚溫、濕差大的地區,并且沒采區任何保溫措施的水池。
水池結構構件正常使用極限狀態的設計要求主要是裂縫控制。當荷載效應為軸心受拉或小偏心受拉時,其裂縫控制應按不允許開裂考慮,此時,凡承載能力極限狀態設計時,必須考慮的各種荷載組合,在抗裂計算時都要考慮;當荷載效應為受彎、大偏心受壓或大偏心受拉時,裂縫控制按限制最大裂縫寬度考慮,此時,只考慮使用使用階段的荷載組合,但可不計入活荷載短期作用的影響,即最大裂縫寬度應按荷載效應的準永久組合值計算。
3.水池內力計算
水池的內力計算主要包括池壁內力計算和底板內力計算。不同邊界條件和地基反力模型的選取,對水池的內力計算結果有很大的影響。
3.1 池壁的邊界條件假定和內力計算
3.1.1 池壁與頂板
a.對于敞口水池池壁和頂板為預制擱置且無連接措施時,池壁頂端視為自由端;
b.當預制板與池壁頂端設有抗剪鋼筋連接或池壁與頂板整體澆筑,僅配置抗剪鋼筋時,連接應視為鉸接;
c.當池壁與頂板整體澆筑,并配置連續鋼筋時,池壁與頂板節點應視為彈性固定,而當池壁與頂板整澆,且池壁的線剛度與頂板線剛度比值大于5時,頂板相對于池壁來說可視為鉸接。
3.1.2 池壁與底板
a.當池壁底端為獨立基礎時,池壁底端可視為固定支承;
b.對于非獨立的基礎,當池底板外挑長度大于池壁厚度及底板厚度時,池壁底端也可視為固定支承;
c.當底板較薄或挑出長度較小,而地基較弱時,宜按彈性固定計算。
3.1.3 池壁與池壁
矩形水池相鄰池壁間的連接應按彈性固定考慮。
3.2 抗浮穩定計算
當水池地面標高在地下水位以下,或位于地表滯水層內又無排除上層滯水措施時,地下水或者地表滯水就會對水池產生浮力。當水池處于空池狀態時就有被浮托起來或池底板和頂板被浮力頂裂的危險,此時應對水池進行抗浮穩定性驗算。
封閉式水池的抗浮穩定性不夠時,可以用增加池頂覆土厚度的辦法來解決。開敞式水池的抗浮穩定性不夠時,則采用增加水池自重,將底板懸伸出池壁以外,并在上邊壓土。凡采用覆土抗浮的水池,在施工階段尚未覆土之前,應采取降低地下水位的措施。
4.構造措施
水池計算不僅要滿足水池的強度、穩定和裂縫寬度要求,還要采用構造措施,加強結構的整體剛度,增強其防水、抗滲和耐凍性能。構造措施如下:
a.混凝土水池的受力壁板與底板厚度不宜小于20cm。
b.混凝土水池各部件的受力鋼筋宜采用小直徑鋼筋,每米寬度不宜小于4根,且不宜超過10根。
c.現澆鋼筋混凝土水池池壁的拐角與頂、底板的交接處,為增強連接處的抗裂性,宜設45°腋角,并在腋角內配附加筋與受力筋相同,間距宜為受力筋間距的兩倍。
d.敞開式水池往往在池壁頂部先開裂,池壁頂端宜設置暗梁,高度不得小于池壁厚度;在池壁的轉角和內隔墻與外池壁交接處宜設置暗柱,池壁太長,也可以每隔一段距離設置暗柱。
e.鋼筋混凝土水池池內外表面抹防水砂漿面層。
f.在水池露出地面四周設散水坡,防止地面水滲入引起地基不均勻沉降。
5.結語
綜上所述,只有全面了解水池各構件的組成及聯系,才能更好的對其進行簡化,選取合理的結構方案,應用正確的結構計算簡圖和計算公式,并結合水池這種特種結構的構造特點,才能把鋼筋混凝土矩形水池設計得更加可靠和經濟。
參考文獻
SH/T3132-2002 石油化工鋼筋混凝土水池結構設計規范
闡述了建筑結構的類型與設計的內容,結合多年的工作經驗,對如何提升建筑結構設計品質提出個人一點愚見,與大家一起探討。
關鍵詞:建筑結構設計;類型;內容;措施
Abstract: our comprehensive national strength of ascension that people to the improvement of the standard of living, to our house design workers put forward higher request. In the national strength is strong at the moment, the city infrastructure and housing construction pace more and more quickly, a group of and a batch of high quality, high standard building consequential. The era of planned economy by the "problem" to the development requirements of comfort across, this also is absolutely the progress of transference, therefore, the people to the requirements of the housing is all parties. Below,
Expounds the types of building structure and design content, combined with years of the worked experience, how to improve building structural design quality puts forward personal a little humble opinion, and we discuss together.
Keywords: building structure design; Type; Content; measures
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
1 建筑結構設計概述
1.1 建筑結構的類型
建筑物根據使用功能要求的不同,因此有了許多類型及分類方法。根據建筑物的用途,可以分為工業建筑與民用建筑。根據建筑物的層數,可以分為單層、多層、高層和超高層建筑。建筑物根據其結構類型(即所使用的結構材料)可以分為:木結構、砌體結構、鋼筋混凝土結構、鋼結構和混合結構等。建筑物根據其結構體系(即結構構件的組成方式),可以分為框架結構、剪力墻結構、框剪結構、筒體結構、框筒結構、筒中筒結構和束筒結構等。
1.2 建筑結構設計的具體內容
1.2.1 結構設計程序
建筑物的整體設計包含很多方面,有建筑結構設計、景觀設計、給排水設計、暖通設計和電氣設計等。建筑結構設計在建筑設計工作中起著決定性的作用,是其最主要的組成部分。經濟、安全、環保、美觀是建筑設計所遵循的基本要求。
1.2.2 建筑結構設計要求
為提升建筑結構設計品質,保證建筑結構的安全性和可靠性,在設計階段應注意以下問題:抗震考慮,建筑結構抗震等級的選擇應綜合考慮當地實際情況,包括建筑高度、地域烈度、場地土類別、具體結構類型等;相關的計算,應合理輸入載荷及正確計算,并驗算結構構件的承載正常使用狀態及擾度,以滿足承載力與舒適度的要求。
1.2.3 結構設計應遵循的基本原則
可靠性、經濟性、美觀性、適用性、安全性。
2 提高建筑結構設計品質的有效途徑
建筑工程受地理因素的制約與影響,這個特點也導致設計過程中涉及的參數很可能具有一定的特殊性。簡單舉例: 基本雪壓、基本風壓、場地土類別、地震烈度等鑄鍛參數的選取過程都要嚴格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風壓分布圖》以及工程地質報告這三份材料進行敲定,又如墻體圍護的主材在不同地區存在差異,工程師則需要根據實際選用的主材確定墻體荷載。在開始設計之前,設計人員應當大量收集設計相關資料、深入研究設計規范,特別是地方規范,再根據具體的工程結構類型、地域條件確定具體參數,這樣的做法能夠在加強計算結果可靠性的同時,避免參數的不合理選用,或者造成不必要的返工、浪費等現象,如此設計的構筑物可實現經濟、安全的要求。
2.1 重視結構計算與地基基礎設計
建筑結構計算結果是施工圖設計的重要依據 ,并且計算結果是否正確直接關系到建筑結構設計的可靠性和安全性 ,所以必須引起設計人員的高度重視。例如在樓板計算中應選用正確的計算方法進行樓板計算 ,對于連續板不能選用單向板的計算方法 ,對于雙向板計算應考慮材料泊松比對其的影響 ,以避免由于未調整跨中彎矩而造成計算值不準確 ;基于科學技術的不斷發展 ,大多數結構計算均采用計算程序進行計算 ,這種計算結果雖然精確度很高 ,但是缺少與必要的設計經驗相結合 ,所以必須對電算結果進行分析、評價 ,以此判斷其正確與否 ,可否作為建筑結構設計的依據。地基基礎設計是建筑結構設計中的重要環節 ,該環節的設計質量優劣直接與后期設計工作是否能夠順利開展息息相關。為使地基基礎設計更符合建筑所在地的地基基礎類型特點 ,設計人員應在熟知國家相關標準的前提下 ,對地方性的《地基基礎設計規范》加以深入學習 ,明確地基基礎特點 ,豐富地基基礎設計經驗 ,掌握設計處理的方法 ,使地基基礎設計更符合建筑工程的實際地理情況。
2.2 重視抗震設計
通常情況下 ,設計師在進行框架結構設計時 ,多數都只重視橫向框架的設計 ,往往容易忽略縱向框架的設計 ,然而抗震設計規范中明確規定了水平地震作用必須按照兩個主軸的方向進行分別計算 ,各方面的地震作用需由該方向的抗側力構件自行承擔 ,因此 ,在進行框架設計時 ,橫向框架和縱向框架的作用應該是等同的 ,也就是說兩者有著同等的重要性 ,缺一不可。在進行建筑結構設計時 ,應遵循小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設計原則 ,這就要求結構設計應設計成延性結構。延性結構的變形能力能夠有效地承載一定的地震作用 ,能夠降低地震對建筑結構的破壞,因此,建筑結構設計應盡量以延性結構為主。
【關鍵詞】住宅小區;室外給排水;施工圖設計
隨著經濟的發展,水資源的使用也呈現出不斷上漲的趨勢,對于住宅小區的給排水問題,也逐漸引起了人們的重視。室內給排水系統源于室外市政給水管網,而又止于室外市政排水管網,住宅小區局部的用水質量有了大大的改善,其中室內外生活、消防用水都非常的簡單快捷,一掃傳統的用水窘境,而排水的方式主要是通過布置在室外的排水管道將各住宅小區樓宇產生的生活污廢水、雨季的天氣降水排至住宅小區外的特殊檢查井內。“給水進、排水出”看似簡單的六個字,其實包含的工作量十分巨大,給排水系統的形成過程需要技術人員首先進行管道的布置設計,繼而對住宅小區的房屋結構等等進行細致的勘察測量才能進行安裝,而施工圖的設計更是難上加難,由于施工工程是一項隱秘性工程,所以施工圖的設計需要結合住宅小區的建筑結構設計圖紙來進行,對設計人員的設計思路有了較大的限制,所以在給排水施工圖的設計上,總會存在許多問題。本文接下來將對各種問題進行細致的探討說明。
一、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的深度問題
住宅小區室外給排水施工圖的設計是工程具體施工的重要前提,只有依照精密科學的設計施工圖才能在住宅小區的室外進行順利的施工。但在一些給排水的管道工程中,施工的方式不怎么明確,而且工序十分的混亂,這一方面的原因是施工人員的技術并不嫻熟,而更重要的是缺少一張能夠指導施工人員正常施工的施工圖紙。所以在施工過程中經常可以看見沒有按照設計圖就混亂施工的現象,這既耽誤了正常的施工進度,也對住宅小區用戶的給排水質量造成了嚴重影響。一套完整的小區給排水設計施工圖紙應涵蓋小區建筑物建筑規劃、結構、給排水構筑物及管道的精細尺寸、管道標高以及交叉處的節點坐標等等。設計師應該對住宅小區的總體布局及結構有比較深入的了解,并且要搜集市政能夠提供的所有關于施工住宅小區的相關資料,然后再針對市政職能部門給出的原有給水閥門以及雨、污水檢查井處的具體坐標位置來進行給排水管道的綜合設計。在設計過程中一定要特別注意管線的布置,尤其交叉點非常多的管道處應該有必要進行三維可視化設計,這樣能有效避免管道交叉出現滲漏的現象。此外對于住宅小區外面的明溝或暗溝,還需要設計人員能夠對明暗溝始端、末端及中間變坡點進行較為精密的設計,以免排水過程中出現倒坡及污水反流的現象。
二、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的綜合性問題
對于住宅小區的給排水施工圖的設計,存在的問題一般比較分散但是又能聯系起來,總體分析起來主要是綜合性的問題占據大多數。對綜合性問題的分析和探討,能夠有效的涵蓋整個工程施工過程,這樣對于施工質量和施工效率的提高都大有好處。接下來本文將針對這個環節具體分析施工圖中存在的綜合性問題。
給排水管道的規格、尺寸選取是一個需要重點關注的因素,由于不同住宅小區的排水量并不一致,如果管道的管徑不合適,可能會出現給排水管道資源浪費或者是排水量超出了給排水管道在單位面積的極限流通量,這樣的情況顯然不是設計師所希望看到的。對于管道的管徑應經過專門的數據師進行細致科學的計算后才可以確定,管徑偏大或偏小都會使得住宅小區局部甚至整體的用水質量大大降低。此外一旦出現火險,甚至會阻礙消防用水的最佳使用時段,給人們的生命安全及財產帶來巨大威脅。而且在住宅小區內的排水量一般較為分散,這也決定了管道數量會比較多,管線的布置會存在一定的障礙。如果管道位置重疊,可能會出現銹蝕而滲漏的現象,這樣一來在將會出現斷水或者污水反流的不良現象。
三、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的給水工程問題
在住宅小區的給排水問題上,往往是小區居民比較看重的,這也是施工圖的主導者--設計師最為重視也是頭疼的問題。最重要的一步就是在給水的過程中能夠完美的避免居民用水倒流的現象。
根據國標《倒流防止器安裝圖》的規定,在住宅小區的給水管道處一定要安置倒流防止器和導流防止器。但是二者不能與給排水系統有直接的相連關系,應該處于一種間接給排水的狀態。倒流防止器主要由進水止回閥、出水止回閥以及自動排水閥組成,其主要作用是防止用戶在給排水的過程中出現污水反流或者用水堵塞的現象。此外由于一些住宅小區的內部建構并不科學也會給施工圖的設計帶來一定的困難,如果管道布置的空間不夠,可能會造成供水困難或排水不便的問題。
四、住宅小區室外給排水施工圖設計中存在的雨污水排水工程的問題
在住宅小區的施工圖設計上亦須嚴格依照國家標準來實行,特別是給水閥門井、水表井、排水檢查井和雨水口等幾個重要的設計點需要設計人員能夠合理的布置。此外在正常的施工圖的設計,提供給工程師的住宅小區的平面圖的比例常偏小,這樣對于管線的設計和排水口的選擇都會造成微量的誤差,管道的管徑、長度、給水閥門井、排水雨污水檢查井的編號以及雨污水管道的坡度都會出現一定的數據偏差。所以工程師應該親自對該住宅小區的內部結構有一個全面的了解,再根據建筑給排水設計規范要求進行施工圖的設計。關于雨污水排水工程的設計問題,重點放在雨污水口的位置的選擇上,應嚴格遵循《室外排水設計規范》的規定來布置。住宅小區居民的生活與建筑消防用水安全、排水功能是否正常、生活水資源的好壞、施工的造價、后期管道的維修等等問題都相互聯系、息息相關。所以,施工圖的設計人員應該在正式施工之前,對住宅小區的建筑建構有較為全面的了解,然后根據小區居民的具體要求,設計出多套施工圖的方案,最近經過反復的討論和經濟分析選擇性價比最高、最適用的施工圖來進行后期施工。
結語
住宅小區施工圖的設計不是一蹴而就的,是一個需要花費大量時間搜集數據并經過細致分析整理之后才能設計出來的。住宅小區的給排水工程雖然只是一個看似小型化施工工程,但是與居民的日常生活息息相關,與住宅小區內各建筑局部的正常生活用水、建筑消防和生活排水等都有著重要聯系,而在生活污水的排放問題上更是非常的重要。總之,設計師在進行住宅小區的給排水管道設計中,一定要結合住宅小區的環境,對節能、造價、維修、管理等進行周全的考慮之后再從整體上開始施工圖的設計。一份科學合理高質量的施工設計圖還應該含有簡單完備的工期計劃,這樣能夠有效控制施工進度和施工質量。此外在施工之前還需要進行仔細的數據校對、審核以及審定,只有將每個過程都做的盡善盡美,這樣才能使施工圖的設計質量有所保障,施工質量以及以后系統的正常運行得以實現。
參考文獻:
[1]GB50016—2006,建筑設計防火規范[S].
[2]GB50045—95(2005) ,高層民用建筑設計防火規范[S].
[3]GB50352—2005,民用建筑設計通則[S].
[4]GB50013—2006,室外給水設計規范[S].
【關鍵詞】框架結構;結構設計;計算簡圖;杭震構造
鋼筋混凝土框架結構由梁和柱所組成,是一種抗震、抗風較好的結構體系,這種體系的側向剛度小,平面布置靈活,易于滿足建筑物設置大房間的要求,在工業與民用建筑中被廣泛應用。
1 框架結構設計原則
1.1 剛柔并濟 合理的建筑結構體系應該是剛柔相濟的。結構太剛則變形能力差,強大的破壞力瞬間襲來時,需要承受的力很大,容易造成局部受損最后全部毀壞;而太柔的結構雖然可以很好的消減外力,但容易造成變形過大而無法使用甚至全體傾覆。柔多一點雖然造價便宜但是必然產生變形以適應外力,太柔的結果必然是太大的變形,甚至會導致立足不穩而失去根本。
1.2 多道防線 安全的結構體系是層層設防的,災難來臨,所有抵抗外力的結構都在通力合作,前仆后繼。這時候,如果把“生存”的希望全部寄托在某個單一的構件上,是非常非常危險的。如土建結構中多肢墻比單片墻好,框架剪力墻比純框架好等等,就是體現了多道防線的設計思路。
1.3 抓大放小 在框架結構結構體系中具有“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等的說法也是鋼結構設計中非常重要的概念。絕對安全的結構是沒有的。簡單地說,雖然整個結構體系是由各種構件協調組成一體,但各個構件擔任的角色不盡相同,按照其重要性也就有輕重之分。一旦不可意料的破壞力量突然襲來,各個構件協作抵抗的目的,就是為了保住最重要的構件免遭摧毀或者至少是最后才遭摧毀,這時候犧牲在所難免,讓誰犧牲呢?明智之舉是要讓次要構件先去承擔災難。“寧為玉碎,不為瓦全”,如果平均用力,可能會“玉石俱粉”,損失則更大矣!
1.4 打通關節理想的結構體系當然是渾然一體的―也就是沒有任何關節的,這樣的結構體系使任何外力都能迅速傳遞和消減。基于這個思路,設計者要做的就是要盡可能地把結構中各種各樣的關節“打通”,使力量在關節處暢通無阻。打通關節保持平衡的目的其實就是使其永遠處于原始的靜態,當力量不能暢通時,構件與構件之間,構件的組成元素與元素之間的靜態平衡一旦被破壞,結構變成機動,“動”即是死,即為終結。可見設計者是協調者,其任務是讓所有互不相關的靜態構件相聚之后依然處于靜態(也就是使其保持常態),或者是處在相對的靜態之中。
2 框架結構設計方法
現代建筑常因設計不當而造成施工環節質量難以保證,給工程安全留下隱患,現從以下幾個方面闡述框架結構設計時應注意的問題。
2.1 框架計算簡圖的確定
2.1.1無地下室的多層框架房屋
(1)基礎埋深較淺時現澆的框架結構梁柱剛接,計算簡圖的確定主要是確定底層柱的計算長度。根據《混凝土結構設計規范》GB50010-2010 (以下簡稱《結構規范》)第6.2.20條規定:一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結構,底層柱的計算長度取基礎頂面到一層樓蓋頂面的高度H:裝配式框架取1.25H。
(2)基礎埋深較大時為了增加房屋底部的整體性,減小位移有時在0.000n〕附近設置基礎連系梁。將基礎連系梁以下的部分看作底層,往的H值取基礎頂面至連系梁頂面的高度,而把實際建筑的底層作為第二層考慮,層高H取連系梁頂層至一層樓面高度。
2.1.2 帶地下室的多層框架房屋 對于帶地下室的多層框架結構,合理確定上部結構的嵌固位置是一個關鍵問題。《結構規范》和《建筑抗震設計規范》GB50011-2010(以下簡稱《抗震規范》),都沒有明確地提出具置,需要具體問題具體分析。對于能夠滿足《抗震規范》第6.1.14條規定的地下室結構或采用箱型基礎時,可將地下室頂作為框架上部結構的嵌固位置,在利用PKPM軟件進行設計時,樓層總數僅輸入地下室以上的實際層數,底層的層高H取實際層高。這樣計算出的地震作用與實際情況較為接近。對于不能滿足《抗震規范》第6.1.14條規定的地下室結構或者采用筏板式基礎時,嵌固位置最好取在基礎頂面。此時,利用電算進行樓層組合時,總層數應為實際的樓層數加上地下室的層數。
2.2 基礎寬度和面積的計算 在計算基礎寬度或面積時,往往由于力學模型不明確或考慮問題不周詳,導致基礎寬度或面積不足。如墻體上作用有較大集中力的情況,當墻體上有較大的集中力作用時,通過墻體和基礎可將集中力向地基擴散,但這種擴散是有一定范圍的,且基底土反力并不均勻分布。若設計時用該集中力除以墻段長度得到的平均線荷來確定基礎寬度,則導致局部基礎寬度不足。因此,必須加大基礎寬度以滿足地基承載力的要求。通常采用局部調整系數調整基礎寬度的方法解決此類問題。
2.3 鋼筋混凝土保護層厚度的取值 混凝土保護層的作用是保護鋼筋不發生銹蝕,并保證鋼筋的粘結錨固性能,直接影響構件的耐久性和鋼筋的受力性能,但由于設計人員的不重視,常會出現問題:
2.3.1 梁或柱中,只注意到主筋的保護層厚度,而忽略了箍筋的保護層厚度,造成箍筋外露或保護層厚度不足;
2.3.2 主梁與次梁交叉處、主梁、次梁和板的鋼筋關系處理不明確,造成板負筋保護層厚度不足或構件有效截面高度損失,直接影響到構件的安全性;
2.3.3 地上部分與地下部分的柱子因所處的環境條件不同,根據規范要求,應采取不同的保護層厚度。
因此,設計時應注意:
(1)正確處理構件內各類鋼筋的相互關系,按鋼筋的正確位置確定構件內鋼筋的保護層厚度及構件有效截面高度,并進行構件的截面設計。首先根據規范要求確定梁柱內箍筋的保護層厚度,即確定箍筋的正確位置,主筋的保護層厚度可采用a+dl(a為箍筋保護層最小厚度,d:為箍筋直徑),并大于規范規定的最小厚度,以此確定主筋的正確位置;根據各種鋼筋的正確位置,確定相關構件的有效截面高度并進行配筋計算,在施工圖中標出相關構件中鋼筋的位置。
(2)正確區分同一構件所處的環境條件,區別對待不同環境下的混凝土保護層厚度。地下部分的柱子可將其斷面加大,滿足其保護層厚度的要求,同時保證柱子鋼筋上下位置的一致性,滿足鋼筋受力要求。
總之,以上提出的都是些框架結構設計中出現的易疏忽的問題。一旦處理不好或計算過程中未加考慮便會導致結構不合理,甚至結構不安全。設計人員在精于結構電算分析的同時,更應注意到以上所提到的在設計過程中碰到的類似問題,使施工圖的設計更完善,保證結構的安全。
作者簡介:
關鍵詞:建筑;人防地下室;給排水;設計
近幾年來,隨著我國經濟及社會的發展,人防地下室平時大都數被作為商場或車庫使用,只有在發生大型戰爭時才會作為人員的掩蔽所使用,作為戰時人員的掩蔽工程,需結合戰爭大背景下掩蔽人員的需要,進行合理高效的給排水工程設計。鑒于給排水工程的重要地位及作用,人防地下室給水、排水以及消防等的設計就顯得尤為重要,對未來的國防安全等有著很重要的現實意義。
一、 人防地下室給排水設計的概念
作為建筑給排水系統施工的重點項目,人防地下室給排水設計在建筑設計中占有極其重要的位置。高層建筑在設計施工的時候都會設置1~2層的地下空間,用來作存貨倉庫或者是停車場,這就要求建筑設計者在設計時-要結合我國現階段地下室的結構功能,對人防地下室的防水防震功能要求應有針對性的設計,在精心設計提高其結構質量的同時要對其結構功能進行進一步的完善,滿足當前發展的功能需求,所以,這就要求設計者在進行人防地下室結構設計時要將設計的重心轉移到給排水設計上,避免給排水設計對地下室結構造成影響,確保其功能的完整性。
二、人防地下室給排水設計分析
(一)地下室的給水設計
近年來,在人防地下室的使用及演變過程中,對其給水的設計,要結合原始的使用功能,嚴格按戰時標準設計, 這就要求人防地下室的給水設計要滿足所掩蔽人員的日常生活需求,在此基礎上,也要滿足戰后清理人防地下室過程中的沖洗需求。在設計的過程中,也要考慮到人防地下室內部設備和現狀,為了滿足戰時掩蔽人員的飲用水、生活用水以及人員洗消用水和口部洗消用水的需求,要根據實際情況設計貯水箱,并使用水量達到《人民防空地下室設計規范》里的需求標準,而且對于飲用水、生活用水可在貯水箱上設取水龍頭,供人員使用,或裝置相應的洗漱用水裝置,增大給水管道的供水泵流量進行戰時的日常用水使用。此外,要結合戰后撤出人防地下室后對污染房間的沖洗需要,在染毒區域設沖洗龍頭及簡易洗消間中設1-2個洗臉盆并設供水泵加壓供水,設計相應的貯水箱,通過使用皮帶水龍頭抽取貯水箱的水進行出入口的沖洗。根據戰時的用水需求,對戰時用水量的計算是人防地下室設計的重點,下表是戰時人員掩蔽用水量統計[1]:
另外,如設有電站時也應考慮電站的用水,移動電站的冷卻水用水量設計為2m3,洗消用水可由貼臨的人員掩蔽部供給,或獨立設置。通過上述設計,滿足了人防地下室的用水,做到了合理的給水設計,
(二)人防地下室的排水設計
作為人防地下室給水設備的配套設備,排水系統應該是單獨設計的,地上建筑的生活污水管、雨水管、燃氣管不得進入人防地下室。也就是與建筑物上部用水的不同,人防地下室排水系統具有戰時污水排放以及戰后染毒房間及通道沖洗廢水排放等,這也就決定了其上部建筑的排水系統不允許穿過地下室的人防區域。在實際的設計及建造中,應將人防地下室清潔區的污水設污水池及排水管獨立排出,染毒區的洗消廢水設染毒水池及排水泵獨立排出。地上建筑的排水應在人防地下室的頂板上設覆土層或管溝敷設排水管,將污水排至室外。在管材的選擇方面,應根據敷設區域的不同,按規范要求選擇抗震效果較好的水管。
以一個人防地下室的二等人員掩蔽部排水設計為例,此工程的設計時,戰時排水可利用平時集水井以及排水管道排出,根據平時及戰時流量和揚程的要求合理的選擇污水泵,做到平戰結合。人防地下室各戰時出入口防護密閉門外的通道內、豎井及防毒通道和密閉通道內設置有染毒水池,并在其他染毒房間設防爆波地漏接至防毒通道和密閉通道的染毒水池,方便排出染毒污水。戰后排污過程中,設計有移動式潛污泵等裝置排出廢水 [2]。
(三)人防地下室的消防設計
當前的人防地下室大多被當做車庫使用,基于此現狀,設計相應的消防系統勢必不可少的,要確保所設計及建造的消防系統能實現發生火災時自動噴水的需要,進行設計時,要考慮到,人防地下室消防系統可連接上部建筑消防系統,形成兩者的共用。為了方便簡易操作,可連接安裝閥門控制進行二者的轉換,滿足當前人們生產生活對建筑人防地下室消防方面的需求。與此同時,要考慮到空間密實的情況,和密閉造成的室內煙氣大霧溫度高情況,所以,要將給排水工程所用的消防水箱水池以及消防泵與地面消防設施進行共用合用,并在人防地下室外墻或頂板有消防管道穿過的地方采取防護密閉措施。
(四)平戰結合要求的設計
人防地下室在不同時期的作用是不同的,基于此,要考慮平戰結合的原則,針對不同時期的應用進行綜合設計。在設計時,給排水管道的位置應在混凝土澆筑之前預留孔道,為了保證人防地下室的整體性和密閉性,不得進行管道二次安裝,上部建筑的燃氣管以及雨水管等不能進入防空地下室,遇到必須要穿過的情況,其公稱直徑不宜大于150mm。為了方便戰時能及時封堵日常用的給排水管道,穿人防地下室的圍護結構,應設防護閥門,防護閥門采用壓力不小于1.0MPa,閥芯為不銹鋼或銅材質的閘閥或截止閥。臨戰時關閉,以供戰時需要。
(五)給排水系統管材和連接
首先,在給水管的選擇方面,應選用內壁襯塑的鋼塑復合管,并采用防腐處理的機制排水鑄鐵管用于圍護結構以內的重力排水管。同時,在敷設結構底板時應采用熱鍍鋅鋼管,另外,對于集水池的通氣管,則應選用熱鍍鋅鋼管;其次,當管道穿越人防圍護結構時,應在圍護結構內側設置相應的防護閥門,對大于100mm的給水管直徑用卡箍接口進行連接,小于100mm的則選擇絲扣連接;此外,在設計時,要注意到人防地下室圍護結構的內側設置的防護閥門,其閥門近端面的距離墻應不大于200mm,并安裝在穿墻或頂板的管道上,確保人防地下室的安全維護的進行[3]。
三、結束語:
綜上所述,基于人防地下室的特殊性,在給排水設計的過程中要充分考慮到人防地下室的給水、排水以及相應的消防設計,并結合當前社會的發展現狀,進行其平戰結合要求的設計,在材料選擇方面嚴格把關,因地制宜進行設計,滿足當前發展的需求。
參考文獻:
[1]梁勇明.人防地下室給排水設計要點分析[J].工程建設與設計,2011,03:76-78.
關鍵詞:建筑設計;結構設計;安全設計
1 建筑安全與結構安全的關系
建筑結構安全直接影響建筑物的安全,結構不安全會導致墻體開裂、構件破壞、建筑物傾斜等,嚴重時甚至發生倒塌事故。如墨西哥城在1985年9月地震中,不少三角形建筑均遭到嚴重的破壞。從結構角度而言,平面形狀是三角形的結構迎風面較大,在水平風力作用下,它受力的效果,即抗彎曲變形和抗側移的能力比圓形、橢圓形、正方形,正多邊形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高層建筑要弱很多,而使得建筑物安全性較差。
2 結構設計安全度
2.1結構設計安全度的概念
從事建筑結構設計的基本目的是在一定的經濟條件下,賦予結構以適當的安全度,使結構在預定的使用期限內,能滿足所預期的各種功能要求,一般來說,建筑結構必須滿足的功能要求是:能承受在正常施工和使用時可能出現的各種作用,且在偶發事件中,仍能保持必須的整體穩定性,即建筑結構需具有的安全性;在正常使用時具有良好的工作性能,即建筑結構需具有的適用性;在正常維護下具有足夠的耐久性。因此可知安全性、適用性和耐久性是評價一個建筑結構可靠(或安全)與否的標志,總稱為結構的可靠性,對這些性能的度量,即結構在規定的時間內,在規定的條件下,完成預定功能的概率,稱為結構的可靠度(或稱安全度)。
2.2安全度與工程事故
關于工程事故與設計安全度的關系,有人認為國內發生的工程事故與現行規范的安全度沒有關系,規范的安全度是夠的。資料顯示,上世紀50年代的結構設計方法與現在近似,當時所用的混凝土強度很低,只有110#-140#,比現在的C15還低,其施工手段也很落后,混凝土用體積配合比,人工攪拌,沒有振搗器。而施工發生安全事故的卻很少,如北京飯店、王府井百貨大樓等一些建筑物,使用至今已逾45年,而且都經過了唐山地震影響的考驗,因此可以說,現在的安全事故與結構設計安全度是沒有連帶關系的。不過也有專家指出,一些工程事故往往由多種因素綜合造成,施工質量差、設計有毛病、結構安全儲備又偏低,加在一起終于釀成大禍,這類情況不是由于野蠻施工和管理腐敗,較高的安全度總是與較低的失效概率相聯系,這是客觀規律。
3 確保建筑安全的設計措施
3.1建筑設計必須與結構設計相結合
建筑設計與結構設計是整個建筑設計過程中的兩個最重要的環節,對整個建筑物的外觀效果、結構穩定方面起著至關重要的作用。但也有一種不好的傾向,少數建筑設計帥把結構設計擺在從屬地位,并要求結構必須服從建筑,應以建筑為主。許多建筑設計師強調創作的美觀、新穎、標新立異,強調創作的最大自由度,然而有些創新的建筑方案卻在結構上很不合理甚至無法實現,這無疑給建筑結構的安全帶來隱患。
期刊文章分類查詢,盡在期刊圖書館
3.2合理確定設計安全度
結構設計安全度的高低,是國家經濟和資源狀況、社會財富積累程度以及設計施工技術水平與材料質量水準的綜合反映。確定工程的安全度在一定程度上需以概率和統計為基礎,但更多的須依靠經驗、工程判斷及綜合考慮。
與國際上一些通用標準相比,我國混凝土結構規范設定的安全度水平偏低,有的偏低較多。這體現在涉及結構安全度的各個環節中,如我國混凝土結構設計規范取用的荷載值比國外低,材料強度值比國外高,估計結構承載力所用計算公式的安全裕度低于國外甚至在個別情況下偏于不安全,對結構的構造規定又遠比國外要求低。
3.3進行防火防爆設計
建筑消防設計市建筑設計中一個重要組成部分,關系到人民生命財產安全,應該引起大家的足夠重視。現從防火分區和安全疏散兩方面來討論:
3.3.1建筑的防火分區問題
《建規》3、2、1條規定了廠房的防火分區,其中有一點需要注意,即廠房的防火分區是和該廠房的耐火等級、最多允許層數及占地面積有關。雖然《建規》中規定封閉樓梯間的門為雙向彈簧門就可以了,但作為劃分防火分區用的封閉樓梯間門至少應設乙級防火門。因為開敞的樓梯間也是開口部位,是火災縱向蔓延的途徑之一,也應按上下連通層作為一個防火分區計算面積。
3.3.2安全疏散設計問題
很多大型商業建筑在消防安全疏散設計中存在的問題,諸如首層中部疏散樓梯無法直通室外、中庭回廊容易滯留人員、首層疏散距離超過規范要求等。商業建筑賣場的疏散距離應執行《建規》中5、3、8第三款(不論采用任何形式的樓梯間,房間內最遠一點到房門的距離不應超過袋形走道兩側或盡端的房間從房門到外部出口或樓梯間的最大距離)的規定,即22m,如再設有自動噴水滅火系統其疏散距離再增加25%,為27.5m。但如果在商業建筑的賣場每家店鋪均設有到頂的隔斷墻,并設有安全疏散通道,疏散通道兩側的隔墻耐火極限≥lh(非燃材料),房間隔墻耐火極限t>0.5h(非燃材料),則房間門通過安全疏散通道到疏散出口的距離適用40m和22m的規定等等。
3.4考慮建筑結構的耐久性
結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題。現在有這樣的傾向:設計中考慮強度多而考慮耐久性少,重視強度極限狀態而不重視使用極限狀態。重視新建筑的建造而不重視舊建筑的維護。所謂“安全”,包括保證人員財產不受損失和保證結構功能的正常運行,以及保證結構有修復的可能,即所謂的“強度”、“功能”和“可修復”三原則。
我國土建結構的設計與施工規范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環境因素作用(如干渴、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故,其嚴重程度已遠大于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害。所以這個問題必須引起格外重視。
側移的能力比圓形、橢圓形、正方形,正多邊形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高層建筑要弱很多,而使得建筑物安全性較差。
2 結構設計安全度
2.1結構設計安全度的概念
從事建筑結構設計的基本目的是在一定的經濟條件下,賦予結構以適當的安全度,使結構在預定的使用期限內,能滿足所預期的各種功能要求,一般來說,建筑結構必須滿足的功能要求是:能承受在正常施工和使用時可能出現的各種作用,且在偶發事件中,仍能保持必要的整體穩定性,即建筑結構需具有的安全性:在正常使用時具有良好的工作性能,即建筑結構需具有的適用性:在正常維護下具有足夠的耐久性。因此可知安全性、適用性和耐久性是評價一個建筑結構可靠(或安全)與否的標志,總稱為結構的可靠性,對這些性能的度量,即結構在規定的時間內,在規定的條件下,完成預定功能的概率,稱為結構的可靠度(或稱安全度)。
2. 2 安全度與工程事故
關于工程事故與設計安全度的關系,有人認為國內發生的工程事故與現行規范的安全度沒有關系,規范的安全度是夠的。資料顯示,上世紀5O年代的結構設計方法與現在近似,當時所用的混凝土強度很低,只有11O#一l40#,比現在的C15還低,其施工手段也很落后,混凝土用體積配合比,人工攪拌,沒有振搗器。而施工發生安全事故的卻很少,如北京飯店、王府井百貨大樓等一些建筑物,使用至今已逾45年,而且都經過了唐山地震影響的考驗,因此可以說,現在的安全事故與結構設計安全度是沒有連帶關系的。不過也有專家指出,一些工程事故往往由多種因素綜合造成,施工質量差、設計有毛病、結構安全儲備又偏低,加在一起終于釀成大禍,這類情況不是由于野蠻施工和管理腐敗,較高的安全度總是與較低的失效概率相聯系,這是客觀規律。
3 確保建筑安全的設計措施
3 1建筑設計必須與結構設計相結合
建筑設計與結構設計是整個建筑設計過程中的兩個最重要的環節,對整個建筑物的外觀效果、結構穩定方面起著至關重要的作用。但也有一種不好的傾向,少數建筑設計師把結構設計擺在從屬地位,并要求結構必須服從建筑,應以建筑為主。許多建筑設計師強調創作的美觀、新穎、標新立異,強調創作的最大自由度,然而有些創新的建筑方案卻在結構上很不合理甚至無法實現,這無疑給建筑結構的安全帶來隱患。
3.2合理確定設計安全度
結構設計安全度的高低,是國家經濟和資源狀況、社會財富積累程度以及設計施工技術水平與材料質量水準的綜合反映。確定工程的安全度在一定程度上需以概率和統計為基礎,但更多的須依靠經驗、工程判斷及綜合考慮。
與國際上一些通用標準相比,我國混凝土結構規范設定的安全度水平偏低,有的偏低較多。這體現在涉及結構安全度的各個環節中,如我國混凝土結構設計規范取用的荷載值比國外低,材料強度值比國外高,估計結構承載力所用計算公式的安全裕度低于國外甚至在個別情況下偏于不安全,對結構的構造規定又遠比國外要求低。
3 3進行防火防爆設計
建筑消防設計市建筑設計中一個重要組成部分,關系到人民生命財產安全,應該引起大家的足夠重視。文章從防火分區和安全疏散兩方面來討論:
(1)建筑的防火分區問題
《建規》3、2、1條規定了廠房的防火分區,其中有一點需要注意,廠房的防火分區是和該廠房的耐火等級、最多允許層數及占地面積有關。雖然《建規》中規定封閉樓梯間的門為雙向彈簧門就可以了,但做為劃分防火分區用的封閉樓梯間門至少應設乙級防火門。因為開敝的樓梯間也是開口部位,是火災縱向蔓延的途徑之一,也應按上下連通層作為一個防火分區計算面積。
(2)安全疏散設計問題
很多大型商業建筑在消防安全疏散設計中存在的問題,諸如首層中部疏散樓梯無法直通室外、中庭回廊容易滯留人員、首層疏散距離超過規范要求等。商業建筑賣場的疏散距離應執行《建規》中5、3、8第三款(不論采用任何形式的樓梯間,房間內最遠~ 點到房門的距離不應超過袋形走道兩側或盡端的房間從房門到外部出口或樓梯間的最大距離)的規定,即22m,如再設有自動噴水滅火系統其疏散距離再增加25%,為27.5m。但如果在商業建筑的賣場每家店鋪均設有到頂的隔斷墻,并設有安全疏散通道,疏散通道兩側的隔墻耐火極限
≥lh(非燃材料),房間隔墻耐火極限t>O.5h(非燃材料),則房間門通過安全疏散通道到疏散出口的距離適用40m和22m的規定等等。
4考慮建筑結構的耐久性
結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題。現在有這樣的傾向:設計中考慮強度多而考慮耐久性少,重視強度極限狀態而不重視使用極限狀態。重視新建筑的建造而不重視舊建筑的維護。所謂“安全’ 包括保證人員財產不受損失和保證結構功能的正常運行,以及保證結構有修復的可能,即所謂的“強度”、“功能”和“可修復”三原則。
我國土建結構的設計與施工規范,重點放在各種荷載作用下的結構強度要求,而對環境因素作用(如干渴、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學介質侵蝕)下的耐久性要求則相對考慮較少。混凝土結構因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導致的結構安全事故,其嚴重程度已遠大于因結構構件承載力安全水準設置偏低所帶來的危害。所以這個問題必須引起格外重視。
從事建筑結構設計的基本目的,是在一定的經濟條件下,賦予結構以適當的安全度,使結構在預定的使用期限內,能滿足所預期的各種功能要求,一般來說,建筑結構必須滿足的功能要求是:
1)能承受在正常施工和使用時可能出現的各種作用,且在突發事件中,仍能保持整體穩定性,即建筑結構需具有的安全性;
2)在正常使用時具有良好的工作性能建筑結構需具有的適用性;
3)在正常維護下具有足夠的耐久性。上述安全性、適用性和耐久性,是建筑結構安全與否的標志,總稱為結構的可靠性,對這些性能的度量,即結構在規定的時間內,在規定的條件下,完成預定功能的概率,稱為結構的安全度。
2關于我國結構設計安全度的現狀分析
我國的建筑結構設計安全度已不適應當前國情的需要。自2o世紀5O年代以來,我國建筑結構的設計方法,經歷了容許應力設計法、破損階段設計法、極限狀態設計法和概率極限狀態設計法的重大變化。在結構設計標準中,安全度主要表現為安全系數(容許應力法、破損階段法)、分項系數(極限狀態法)和可靠指標(概率極限狀態法)同時還與其它許多因素有關,如結構的構造規定、荷載標準值與材料強度標準值的取值、構件承載力計算公式及結構內力分析的精度等。從50年代到現在,我國建筑結構的設計標準不論在方法或具體內容上都有了很大的發展和提高,但在結構設計的安全度要求上,卻一直沒有大的變動,與國際通用設計標準相比始終處于低水平的安全度。這并不是一個單純的技術問題,從根本上說,結構設計安全度的高低,是國家經濟和資源狀況,社會財富以及設計施工技術水平與材料質量水準的綜合反映。提高結構的安全度,必然會增加結構造價和耗費更多的材料,但能相應降低結構失效的風險。所以確定建筑結構設計的安全度,還應體現投資者或業主的利益,在結構造價與結構風險之問權衡得失,尋求較優的選擇。我國建筑結構安全度的現狀是:設計規范取用的荷載值比國外低,材料強度的取值比國外高,所用結構承載力計算公式的安全度比國外低,甚至在個別情況下偏于不安全,對結構的構造規定又遠比國外要求低。也就是說,在設計結構安全度的各個環節中,幾乎沒有一個環節比國外更偏于安全的。
3關于建筑結構設計的原則
適用、安全、經濟、美觀、便于施工是進行建筑結構設計的原則。一個優秀的建筑結構設計往往是這五個方面的最佳結合。完美的建筑結構設計就是在努力追求這五個方面的最佳結合的過程中產生的,適用、安全、經濟、美觀、便于施工是結構設計人員最終努力的目標,是結構設計的最佳體現。結構設計一般在建筑設計之后,“受制”于建筑設計。但又“反制”于建筑設計。結構設計不能破壞建筑設計,應滿足、實現各種建筑要求;建筑設計不能超出結構設計的能力范圍,不能超出安全、經濟、合理的結構設計原則。結構設計決定建筑設計能否實現,從這個意義上講,結構設計顯得更為重要,雖然一棟標志性建筑物建成后,人們只知道建筑師的名字,但一個適用、安全、經濟、美觀、便于施工的結構設計也是工程師們的驕傲和成就。
4建筑結構設計特點
4.1科學性
建筑結構設計是以數學、力學為理論基礎,借助現代計算機技術進行的一種應用性技術。一個結構工程師應該善于抽象建筑結構的理論模型,善于用數學和力學只是分析建筑結構的工作機理,只有這樣才能具有較強的認識能力和適應能力。
4.2應用性
建筑結構設計必須講究經濟效益,一個成功的建筑結構設計,技術上先進合理,經濟上效益顯著。
4.3實踐性
建筑結構設計是一種工程實踐活動,沒有一個工程師是直接從大學畢業生馬上變成一個成熟的工程師,而是必須經過一個較長時間的工程設計鍛煉。
4.4復雜性
建筑結構設計的復雜性首先表現在設計中各種因素的不確定性,建筑結構設計是一個具有多解而沒有標準答案的問題,作為一名結構工程師。我們需要找到一個相對最優的方案。
4.5創新性
建筑結構設計作為一種技術服務行業,在設計市場競爭激烈形勢下,要想獲得開發商的項目,必須提供比別人更加合理經濟的結構方案,這就需要工程師的創新能力。
5建筑結構設計中應注意的相關問題
5.1底部抗震墻框架結構
(1)底部抗震墻應雙向布置,應注意縱向抗震墻不要偏少。
(2)上部抗震墻與底部框架、抗震墻應對齊或基本對齊。“基本對齊”要求:(對于7度設防區)每結構單元不宜多于一道或每三道抗震墻不多于一道與下部框架、抗震墻不對齊。盡量減少次梁托換的數量,減少傳力途徑。
(3)托墻梁支座處應設柱,對于支承于抗震墻的托墻梁支座應采取加強措施。
(4)底框結構轉換層樓板應適當加強,避免開大洞。避免板標高變化產生錯層。
5.2關于箱、筏基礎底板的挑板問題
從結構角度來講,如果能出挑板,能調勻邊跨底板鋼筋,特別是當底板鋼筋通長布置時,不會因邊跨鋼筋而加大整個底板的通長筋,較節約;出挑板后,能降低基底附加應力,當基礎形式處在天然地基和其他人工地基的坎上時,加挑板就可能采用天然地基;能降低整體沉降,當荷載偏心時,在特定部位設挑板,還可調整沉降差和整體傾斜;窗井部位可以認為是挑板上砌墻,不宜再出長挑板。雖然在計算時此處板并不應按挑板計算。當然此問題并不絕對,當有數層地下室,窗并橫隔墻較密,且橫隔墻能與內部墻體連通時,可靈活考慮;當地下水位很高,出基礎挑板,有利于解決抗浮問題;從建筑角度講,取消挑板,可方便柔性防水做法。
5.3建筑結構設計與暖通專業設計的協調
商層建筑空調設備(風道、冷熱水管、空調箱、空調機組等)通常與電梯、電梯廳、樓梯、電氣間、衛生間集中布置在核心區。構成維持整個高層建筑活動機能的關鍵部分。在豎向布置上又與給排水、電氣等集中布置在設備層。結構設計時應充分注意核心區及設備層的特點:
(1)樓面負荷大。在內力分析及樓板設計時應考慮。