高層建筑分析范文
時間:2023-12-07 17:49:16
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篇1
關鍵詞:高層;火災;隱患;預防;宣傳;演練
1高層建筑出現(xiàn)的背景
1.1土地資源緊缺
我國是一個幅員遼闊的大國,但是可用耕地面積相對偏低,又因為人口基數(shù)大,所以人均土地資源相當稀少。據(jù)國土資源部官方資料顯示[1],我國耕地可用面積約為1.35億公頃,人均可用面積不足0.1公頃,遠低于世界平均水平,人均可用住宅面積為20m2以下。從該報告中可知,我國的土地資源總體呈現(xiàn)人均土地資源少、可用耕地減少、建設用地增加等特點。
1.2城鎮(zhèn)化高樓林立
隨著城鎮(zhèn)化的推進和社會快速發(fā)展,城鎮(zhèn)區(qū)域面積在不斷增大,縣城、市區(qū)的范圍變的越來越大。由于我國是人口大國,人均耕地稀少,為了節(jié)省土地資源,就需要采用高層建筑。高層居民小區(qū)如雨后春筍,每個城市都出現(xiàn)了越來越多的高層商品住宅小區(qū)以及寫字樓、酒店等。根據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示我國2015年房屋施工面積達124億m2[2],其中絕大多數(shù)是高層建筑。隨著高層大型建筑的出現(xiàn),其安全防火設施和防火、救火、救援的方法成了消防部隊面臨的新挑戰(zhàn)。
1.3高層住宅的防火重要性
高層建筑由于其高度一般在幾十米到上百米,樓層大多是相對封閉,并且內部建筑結構復雜,建筑內布滿了各種電線電纜、燃氣管道、用電設備,這是都是潛在火源。住宅商品房或是酒店等在裝修時,房間內可燃物品也較多,也存在潛在火災安全隱患。
2高層建筑的可能火源及其特點
2.1高層建筑的隱形火源
高層建筑具有特殊的物理環(huán)境條件,一旦發(fā)生火災,較一般建筑具有更大的危害性。高層建筑有以下幾種火災的可能性。(1)電器引發(fā)火災。據(jù)相關火災統(tǒng)計資料顯示,電器故障、老化等因素引發(fā)的火災占到各類火災的30%左右[3]。在高層商品住房、酒店等建筑內,用電設備較多,空調、冰箱、電視機、熱水壺、烤火風扇等等都可能引發(fā)電器火災。高層建筑人員較多,電器數(shù)量增多,使用頻繁,這更增大了火災發(fā)生的可能性。(2)明火容易引發(fā)火災。高層商品房最大的明火是廚房燃氣以及一些可燃液體,比如白酒、花露水、化妝品、食用油等,這些物品一旦接觸明火或者高溫物體極容易發(fā)生自燃并引燃家中可燃物,燃氣的泄露也可能引發(fā)爆炸事故的發(fā)生。高層酒店往往設有餐廳、宴席廳、食堂、洗浴中心等等,廚房燃氣用火必不可少,甚至出現(xiàn)卡式爐、火鍋、煤氣燒烤、電烤爐等明火。酒店出入人員較多,特別是各種會議、宴席,一旦發(fā)生火災,容易引起現(xiàn)場混亂,救援難度加大。(3)吸煙不慎引起火災。高層建筑內人員繁雜,有參會人員、赴宴人員、顧客、旅客、客戶、員工等,雖在過道中標明禁止吸煙但大多還是難以禁絕。將未熄滅的煙頭隨意丟在有可燃物的垃圾桶或者可燃物體上都有可能引起火災。居家生活使用的蚊香,燃燒的煙霧處溫度高達300℃~500℃,倘若蚊香放置不對,也容易引起床單等可燃物引發(fā)火災。近年來媒體也曾報道過類似火災事故,星星之火可以引發(fā)重大火災事故。(4)設備故障引起火災。在高層建筑內一般安裝有鼓風機、排風機、冷凍設備、各類電動機、電器設備等等。由于長期使用,沒有及時維護、保養(yǎng)、清理塵埃,一旦運行出現(xiàn)故障,熱量積聚,也可引發(fā)火災。(5)因素。比如電工操作不當,裝修工在電焊、切割、打磨過程中也容易引起火花四濺,點燃周邊的可燃物體。(6)人為因素。很多火災的發(fā)生存在個別人員為了報復社會或者個人,或是其他目的,自身攜帶如汽油等可燃物體,進行人為放火。比如2015年8月浙江省麗水市青田縣一男子不滿單位領導調動崗位,精心策劃放火報復;又比如2016年4月北京通州區(qū)一男子因為身體原因在樓道點火解悶。這些個人行為會對人民的生命、財產(chǎn)產(chǎn)生極大的危害。(7)突發(fā)事件。比如“911”恐怖襲擊美國世貿大廈,造成樓梯燃燒,高樓倒塌,死傷慘重。自然災害如火山噴發(fā)、城市周邊的山林自燃等等也可能引起大型火災。
2.2高層建筑的火災特點高層建筑
由于其高度較一般的建筑高,有的可能上百米,在大城市中垂直高度200m的高樓為數(shù)不少。目前城鎮(zhèn)化正快速推進,全國各地都在修建高樓,然而有關高層、特殊大型建筑的防火政策、救火方式和策略還有待完善,對于高層建筑的火災救援仍然是一個難題。比如巴中市的城市化建設近年來不斷興起,很多高層建筑出現(xiàn)在人們面前。消防官兵還缺少高層救援的經(jīng)驗,在實際救火作戰(zhàn)中,必然難度更大[4]。高層建筑火災的主要特點如下。(1)火源隱蔽性強。由于高層建筑內部結構復雜,存在多種客房、會議室、禮堂、廚房、配電房、電梯、各類管道、線纜、燃氣管道等等,所以較小的火源或者是星星之火很難在第一時間被發(fā)現(xiàn),存在一定的隱蔽性。(2)火勢蔓延快。高層建筑中一旦火勢蔓延,其速度驚人,火勢的發(fā)展和過火面積比普通的建筑要快很多。高層建筑猶如一個正方體木棍插在大地中,由于內部可燃物較多,若沒有設置放火隔離或者其他切斷火勢蔓延的措施,火勢一旦形成,就像一個冒著濃煙的“煙囪”?!盁焽琛钡幕鹧婵蛇_上千度而煙霧溫度可達幾百度,并且直接向上層發(fā)展,在很短的時間內可將上層引燃,從而引起一連串的燃燒。這就是所謂的“煙囪效應”[5]。(3)疏散難度大。高層建筑由于樓層高、層數(shù)多、離地距離大、居住或流動人員比較集中,一旦發(fā)生火災,建筑內居民緊張慌亂,現(xiàn)場容易變得相當混亂。此時逃生樓梯比較擁擠,在濃煙中很難發(fā)現(xiàn)逃生方向,從高層逃生到一樓耗費大量體力和時間,這也極容易引起人員擁擠、踩踏事件。同時高層建筑火災救援中,電梯停運,傳統(tǒng)的消防梯很難達到上百米的高度,因而消防人員也必須從樓梯進入,必然延誤救火的時間。(4)滅火救援難度大。傳統(tǒng)的建筑一般高度在二三十米,而高層建筑一般在幾十米、上百米,一些地標性建筑的高度可能在幾百米。在普通建筑物著火時,消防員可利用消防梯、高壓水槍對現(xiàn)場進行滅火。但是在高層著火時這些基本沒有,而樓體內的消防栓,需要消防員經(jīng)歷一段上樓的過程后才能使用。由于高層火災可燃物多,濃煙滾滾,環(huán)境溫度高,空間狹小,室內相對密閉、能見度極低,這些都加大了救災的難度。在救援現(xiàn)場,場面混亂、氣氛緊張,低能見度使得消防員很難快速尋找火源,也容易產(chǎn)生錯誤的判讀,對現(xiàn)場指揮提出很高的要求,造成很大的難度。同時高檔小區(qū)和高層建筑在裝修過程中使用了復合板、纖維、皮質、塑料等易產(chǎn)生毒氣的材料[6],在火災發(fā)生時,很多濃煙都帶有大量有毒氣體,這些有毒氣體和濃煙很容易使人中毒和窒息死亡。
3高層建筑火災防范預防
3.1預防為主
高層建筑的火災預防從建造初期應該嚴格按照《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》等法規(guī)進行設計和裝修。在投入使用前,必須經(jīng)過消防部門的檢查驗收,合格后方可投入使用。每個高層建筑或者單位、小區(qū),需建立消防安全責任制,落實各種消防規(guī)章制度,并定期組織人員檢查消防設施。對可能容易引發(fā)火災事故的過道、房間等進行定期清查。加強管理并控制建筑內的各種火源,加強電器線路的檢查維護,嚴禁私自亂接亂修,從根本上杜絕火源的產(chǎn)生。在我國很多單位和個人消防意識淡薄,沒有組織和參與消防相關的演練和消防知識的普及,一旦發(fā)生火災很多人措不及防。定期開展消防安全知識講座或者培訓,組織消防逃生演練,使人民群眾能夠正確使用消防滅火器,掌握自救和逃生的知識。
3.2火災報警措施
(1)火災自動報警設施。無論普通高層建筑還是一般寫字樓,現(xiàn)在一般都裝有煙霧傳感器。在高層樓房著火后,燃燒產(chǎn)生的煙霧密度到一定程度后,便可觸發(fā)煙霧報警器發(fā)出報警信號。(2)手動報警裝置。在很多樓體內人們可以看到,通行巷道的墻壁上存在紅色消防報警裝置,一旦發(fā)生火災,現(xiàn)場人員可以立即按下觸發(fā)器,進行報警。(3)防排煙設施。由于高層失火后,容易造成濃煙滾滾,在建造初期,應該在樓體內加裝排煙設備或者排煙管道。一旦發(fā)生大火,可將大樓內部的有毒氣體和濃煙吸排到外面,給內部人員最大的生存條件。(4)疏散指示標志。在實際火災中,由于煙霧密布,受困人員加之緊張、急于逃生,一時難以找到逃生出口或者消防安全出口,疏散指示標志此時起到關鍵作用。傳統(tǒng)的指示包括火災應急照明燈,掛在墻壁或者懸掛于過道中的疏散指示標志、安全出口標志,消防通道門等等。這些指示標志在緊急情況下應該能獨立供電,并產(chǎn)生光亮以便受困人員發(fā)現(xiàn)逃生線路。隨著科技的發(fā)展出現(xiàn)了新型的逃生指示標志,比如燈帶式逃生指示等。(5)應急通信設施。隨著信息時代的到來,基本每個人都有手機,手機報警最直接,消防人員也最容易詢問,掌握火災情況。同時自動火災報警系統(tǒng)可以與消防專線通信,一旦發(fā)生火災,便可自動發(fā)送信息到指定的消防人員的手機上。
4高層建筑的火災逃生
4.1心理因素火災發(fā)生后,火場逃生是一項平常用不到的技能,這其中需要克服心理和生理的障礙?;饒鰞仁紫纫3掷潇o,然后根據(jù)現(xiàn)場火情的情況選擇逃生的方案和自我保護措施。4.2逃生技能在火場逃生時,在火勢和煙霧不大的情況下,可立即尋找安全出口,并按照路向指示的方向逃離,逃離到逃生樓梯后,迅速向樓下跑去,直到離開大樓。當火災場面非常復雜,火勢兇猛,濃煙滾滾的時候,首先應該找一塊淋濕毛巾或者厚實的棉布,然后捂在嘴和鼻子上,避免自己被煙火嗆住,同時找到水源將全身淋濕,或者找一個淋濕的棉絮披在身上,然后再開始逃跑。逃跑中遠離火焰,在找到安全出口后,迅速沖出火場,直到到達安全樓梯,并迅速沖下大樓??傊?,高層建筑逃生技巧,要做到冷靜、機智自救,方式果斷。4.3參與救援高層建筑火災中,由于建筑樓內人員眾多,在自己安全的情況下,第一時間就是撥打119報警。倘若自己身處火災現(xiàn)場,首先應該自我逃生到安全地帶,在消防官兵沒到的時候,要做好防護措施,在保全自己的情況下再施救其他被困人員,不可盲目沖進火海。
5對高層建筑居民的防火知識普及宣傳
5.1居民自我學習了解現(xiàn)在信息時代,居民可通過網(wǎng)絡、手機等媒介了解基本消防知識和學習消防逃生技能。通過媒體了解以往發(fā)生過的真實火災救援案例,從中學習一定的消防知識。5.2集體組織消防演練單位、小區(qū)物業(yè)等應該定期開展公司內部、園區(qū)內部的消防知識安全宣傳和講座;在有條件的情況,請專業(yè)的消防人員配合進行消防演練,使廣大人民群眾具備一定的消防知識和逃生技能。
6結語
高層建筑改變了城市面貌、增加了老百姓的生活質量,而這一建筑群體也逐漸成為現(xiàn)代城市發(fā)展的一個趨勢,尤其是土地資源緊缺、人口基數(shù)大的中國。但對高層建筑火災的救援目前依然是一大難題,高層建筑的高度、結構、材料、裝飾、形狀等不同于傳統(tǒng)的小樓房,在防火、救火、滅火的難度上遠大于傳統(tǒng)火災,隨著樓層高度的增加,救援難度加大。所以在這一建筑群出現(xiàn)在城市中,人們要開展更多的消防知識宣傳、講座、演練、逃生演習等等,使普通老百姓能夠參與消防火災的預防;使消防部隊官兵更多地參與實戰(zhàn)高層火災演練。只有這樣,才能將火災發(fā)生和損失才會降到最低。
參考文獻
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篇2
關鍵詞:標準層;原則;平面形狀;構成手法
Abstract: This paper introduces the standard layer concept, elaborates basic principle of standard layer design and graphic forms, and finally analyzes the design method of various types of building standard.
Key words: standard layer; principle; plane shape; composition method
中圖分類號TU2 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104
《民用建筑設計通則》(JGJ37-87)中規(guī)定:10 層及 10 層以上的民用建筑和總高度超過 24m 的公共建筑及綜合性建筑為高層建筑。建筑高度超過 100m 的建筑均為超高層建筑。在建筑水平與垂直系統(tǒng)中,有由大多數(shù)相同的樓層重疊起來的空間,這些空間的建筑、結構、設備等性質均相同,稱之為標準層。
1 標準層的相關概念
在建筑水平與垂直系統(tǒng)中,有由大多數(shù)相同的樓層重疊起來的空間,這些空間的建筑、結構、設備等性質均相同,稱之為標準層。
在高層中,建筑除了受豎向荷載作用外,還要考慮風力或地震力引起的水平荷載,這在很大程度上限制了標準層設計的自由度。高層建筑的豎向交通系統(tǒng)以電梯為主,樓梯只是一個消防疏散和短距離運輸?shù)妮o助手段,這點對標準層平面布局的靈活性構成了極大影響。
2 標準層設計的基本原則
2.1 重復性原則
標準層的豎向積層,向空中發(fā)展是含有標準層建筑的固有屬性。有效水平重疊與合理垂直貫穿是建筑標準層設計的基本精髓,揭示出高層建筑的實質構成。為此,重復性是標準層設計要遵守的最為基本原則。這種重復可從以下兩方面來考慮:完全重復和部分重復。完全重復是最為常見和最簡單的重復原則,即標準層平面的各項要素都完全一致,隨著建筑的日新月異,完全機械式的重復所帶來的空間單調、形式乏味被人們所重視,而部分重復原則在標準層的設計中表現(xiàn)了更為強大的優(yōu)勢。
2.2 高效性原則
高效、集約是現(xiàn)代社會發(fā)展的大趨勢,針對標準層這樣一個容納豐富社會活動的場所來說,更加具有現(xiàn)實性,提高標準層空間的高效利用率、使用率等關系到整棟建筑的綜合效益,充分發(fā)揮標準層高效性原則是現(xiàn)在以至將來標準層所必須遵守和充分重視的基本設計原則。
2.3 安全性原則
標準層的安全性原則主要指交通組織、消防疏散的安全性以及結
構材料的堅固性。
2.3.1 交通疏散的安全性由于標準層建筑面積一般都較大, 使用功能復雜,各種設備管線繁多,人員密度大,人和各種物品的流動量大,引起火災的潛在因素頗多。發(fā)生火災時,將被火情圍困人員迅速安全地疏散到地面安全地帶是防火疏散設計的重要環(huán)節(jié)。疏散設計的原則是路線簡單明了,便于人們在緊急時進行判斷,同時提供從室內任何位置向兩個方向疏散的可能性。
2.3.2 結構材料的堅固性不同性質的建筑等級都有規(guī)定的使用年限,這種劃分主要就是從建筑的結構、材料的耐久性來確定的。在合理的
結構選型基礎上,要保證建筑材料的可靠性,保證標準層的使用壽命。由于我國經(jīng)濟條件的制約,很多建筑不能完全按照規(guī)范的使用年限進行維修和拆除,所以,在標準層的結構選取、材料配比上要放寬限度,盡量為延長建筑的使用周期做出富余,這也是保障標準層安全性的重要一點。
2.4 經(jīng)濟性原則
標準層的經(jīng)濟性長期以來一直是設計者和投資者最為關心的問題,標準層形狀的經(jīng)濟效益主要從長寬比予以考慮。相對來說,隨著建筑層數(shù)、規(guī)模的增大,辦公、商務等需要有較大進深的建筑更適合用點形的塔式;旅館、住宅、醫(yī)院等更適合用條形的板式,由于在大規(guī)模時進深受限,如果要采取塔式不得不采用內天井,而損失使用效率。在這種情況下,標準層長寬比較小(≤2)的寬板式高層得到了廣泛的采用,如果利用得當常能有效地利用塔式和板式的長處,避開短處。
2.5 人本性原則
“以人為本”的設計理念已經(jīng)成為當代建筑師創(chuàng)作的基本原則,是以人的基本生活、心理、行為和文化物質為出發(fā)點的設計。
2.5.1 人性化建筑的目的就是為人服務,人性化是建筑的生命,在今天智能化水平不斷提高的背景下,強調人性化設計更有必要。標準層人本性設計就是要有利于人的身心健康。新一代建筑標準層空間布局更為靈活,空間設計的側重點應向營造寬松舒適的工作、生活環(huán)境轉變。在設計中“中庭空間”“、景觀空間”“、交往空間”“、共享空間”的概念不斷被采納,并與功能空間相結合,為標準層人性化設計鋪開道路。
2.5.2 可持續(xù)性對自然的渴望是人的本性, 注重標準層生態(tài)化設計是人本性的重要體現(xiàn)。要保持生態(tài)必然要做到節(jié)能,兩者互為因果關系??沙掷m(xù)性建筑標準層設計是一項復雜系統(tǒng)工程,設計中要緊緊把握“注重效益、崇尚自然、尊重科學”三個生態(tài)建筑基本點?!白⒅匦б妗本褪恰敖ㄔ旆课萆儆觅Y源,使用房屋節(jié)約能源”“,崇尚自然”就是通過建筑設計和構造的處理手法,實現(xiàn)建筑標準層平面高效自然通風、自然采光、隔熱和遮陽。“尊重科學”就是在可持續(xù)發(fā)展的框架下,采用現(xiàn)代科技手段,使建筑標準層的設計達到生態(tài)建筑的要求。
3 標準層的平面構成手法
3.1 組合連接
組合連接簡稱組接,可分為硬連接和軟連接,都是將相同或不同的若干個形狀有序連成一體的構成方式。
3.2 復合疊加
復合疊加是將相同或不同的幾何平面采用“交集”相疊形成新的平面形式。如方形的疊加、圓形的疊加、方與圓的疊加等。采用這種方法,可在基本幾何形體的基礎上以復合方式衍生出多樣化的建筑體形。
3.3 網(wǎng)格旋轉
這種組合方式往往是利用單一的幾何形平面單元在平面構成網(wǎng)格上進行圓周式轉動,以簡單元素做平面進行立體構成的變形處理,可以打破簡單形體重復的單調、乏味,獲得非同一般的效果。也可將不同的形以幾何中心為圓心進行多角度旋轉。此種構成方式雖然平面形式簡單,但邏輯性很強,對構件尺寸設計及施工的精度要求很高。這些處理都能產(chǎn)生光怪陸離的平面及立體形態(tài)。
3.4 邊角切割
邊角切割是在完整基本幾何形上做局部的簡單剪切,是標準層構成及建筑造型上最為常用的手法之一,是在簡單幾何形平面基礎上,用直線或曲線為“刀”對其進行切削,構成新的平面形式。
3.5 多向扭曲
扭曲是將基礎幾何形標準層平面隔層按著某種規(guī)律進行不同角度的扭曲變異或在“力”的作用下整體變化,如矩形彎成弧形,扭成 S 形等,這些均可產(chǎn)生奇妙的新型平面空間關系和賦有雕塑感的建筑形象。
3.6 自由成形
自由成形就是適形的平面形式,是依據(jù)場地環(huán)境條件和造型上的需要,充分利用鋼筋混凝土的可塑性,創(chuàng)造出與眾不同的平面形式。復雜的基地形狀,不規(guī)則的邊緣條件,采用不規(guī)則圖形設計的方式布置建筑,使建筑的體型與基地相呼應,是建筑師設計的基本手法。這種構成方式雖然不能有明顯章法可循,但一定是有機的、整體的、符合形式美物質運動規(guī)律的。
4 各類建筑標準層設計
4.1 居住類建筑以居住為使用主體的建筑標準層平面多以單元(住宅單元、客房單元)形式出現(xiàn),各單元空間劃分方式基本相同,規(guī)模大小差別不大,基本表現(xiàn)均質空間效果。建筑外觀也呈均勻變化趨勢,很少出現(xiàn)大面積體快及材質的對比處理。
4.2 辦公類建筑
篇3
關鍵詞:高層建筑;結構;設計
中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A 文章編號:
引言:
隨著城市化建設進程的加快,城市的建筑發(fā)生著日新月異的變化,大量人口涌入到城市中來,城市人口的驟增,導致城市土地的緊張,這些外來人口為城市的發(fā)展起到了極大的推動作用,同時也對建筑行業(yè)在滿足城市人口的居住問題上提出了新的問題。城市為了節(jié)約土地及空間及人們對居住環(huán)境的要求,從而帶動了高層建筑技術的迅速發(fā)展,高層建筑已成為城市中的一道亮麗的風景,是城市空間中不可或缺的元素。在高層建筑設計當中,如何更好的滿足人員居住及精神生活的要求,并保證建筑的實用性成為當前設計師需要考慮的主要問題。
高層建筑結構的設計特征
1.決定因素——水平荷載
在豎構件中使用荷載引起彎矩和軸力的樓房自重和樓面,與樓房高度的一次方成正比例關系;而對結構產(chǎn)生傾覆力矩和在豎構件中引起軸力的水平荷載,與樓房高度的2次方成正比例關系。在一定高度的樓房中,豎向荷載多為定值,但風荷載和地震作用的水平荷載,是伴隨結構不同動力的特征進行不同幅度變化的。
2.不容忽視的軸向變形
豎向荷載很大的高層建筑,在柱中不僅能引起很大的軸向變形,還會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生很大的影響,最終減少連續(xù)梁中間支座的負彎矩值,增大跨中正彎矩值和端支座負彎矩值。除此之外,預制構件中的下料的長度也會受其影響,所以,對下料長度進行調整時,要根據(jù)軸向變形的計算值。
3.控制指標——側移
作為高樓結構設計中主要因素的結構側移,與較低的樓房有很大的不同之處。受樓房高度直線增加的影響,水平荷載下的結構下的側移也將會隨其增大,造成在水平荷載作用下的結構側移被控制在一定范圍之內。
高層建筑結構的布置原則
1. 結構平面布置
平面形狀簡單、規(guī)則、對稱盡量使質心和鋼心重合。偏心大的結構扭轉效應大,會加大端部構件的位移,導致應力集中。高層建筑不應采用嚴重不規(guī)則的結構布置,當由于使用功能與建筑的要求,結構平面布置嚴重不規(guī)則時,應將其分割成若干比較簡單、規(guī)則的獨立結構單元。對于地震區(qū)的抗震建筑,簡單、規(guī)則、對稱的原則尤為重要。
2. 結構立體布置
結構豎向布置最基本的原則是規(guī)則、均勻。結構宜設計成剛度下大上小,自下而上逐漸減小。下層剛度小將使變形集中在下部,形成薄弱層,嚴重的會引起建筑的全面倒塌。上不樓層收進使得體型較小的情況經(jīng)常發(fā)生,但是對于收進的尺寸應當限制。收進的部位越高,收進后的平面尺寸越小,高振型的影響明顯加大。如果上部樓層外挑,造成“頭重腳輕”的狀況,將使扭轉反映明顯加大,豎向地震影響也明顯變大。
高層建筑結構設計要點
1. 地基與基礎設計
高層建筑結構中地基更是極其重要的一部分,在高層項目的整個工程造價中,地基占有很大一部分,因此,建筑設計師對地基與基礎設計都特別重視,所以在高層建筑的地基設計當中,結構工程師要首先對當?shù)氐牡刭|條件有詳細的了解,我國幅員廣闊,各地的地質情況都有所差異,所以在設計之前要對當?shù)氐牡刭|情況有個深入的學習過程,從而保證設計及施工的順利進行,避免對整個工程的設計造成嚴重的影響。高層建筑設計不同于多層建筑,首先要對施工場地的地質情況及地下水水位進行了勘探,從而得出相關的數(shù)據(jù),同時還要對高層上部結構的類型及使用功能、施工條件等進行綜合的考慮,另外還要考慮到施工時對周圍的建筑安全性的影響,這樣可以有效的保證建筑物建成后發(fā)生沉降或傾斜的可能。同時為了施工中的安全及施工的順利進行,還要對周邊構筑物及地下的設施的位置及標高進行了解,從而保證設計的科學性,保證施工的正常進行。
2. 高層建筑結構平面及立面形式的選擇
在高層建筑結構設計中,為了避免扭轉問題的發(fā)生,所以在設計時要做到建筑的幾何形心、剛度中心、結構重心盡可能匯于一點,這樣可以有效的減少結構發(fā)生扭轉的可能。如若在結構設計中沒有做到三心合一,由此就會產(chǎn)生扭轉問題。扭轉問題就是結構在水平荷載作用下發(fā)生的扭轉振動效應。扭轉振動效應在風載等水平荷載載荷情況下會對結構產(chǎn)生危害,在結構設計時要選擇合理的結構形式和平面布局,從而達到建筑物的三心合一,因此在設計時對平面和立面形式進行選擇是十分關鍵的。作為高層建筑,更適宜簡單、規(guī)則的對稱形態(tài),而過于復雜的平面形式則不適宜。同時如果平面布置不對稱,有過多的外凸、內凹等復雜形式都容易造成震害。因此在高層結構的設計中,為了保證結構的安全性,要保證結構的抗震設計中,結構體系的選擇、布置、構造措施比軟件的計算結果都要精確,這樣將保證結構具有良好的抗震性,從而保證結構的安全性。
3. 提高結構重要部位的延性
在結構豎向,對于剛度沿高度均勻分布的、體形較簡單的高層建筑,應著重提高底層構件的延性;對于大底盤高層建筑,應著重提高主樓與裙房頂面相銜接的樓層中構件的延性;對于不規(guī)則立面的高層建筑,應著重加強體形突變處樓層構件的延性。在結構平面位置上,應該著重提高房屋周邊轉角處、平面突變處以及復雜平面各翼相接處構件的延性。
4. 注重抗震設計
在需要抗震設防的高層建筑中,盡可能不采用純框架體系,可以采用框架一剪力墻、剪力墻或筒體結構體系,要根據(jù)我國的具體條件進一步總結對高層建筑的剛度要求,以便能夠更經(jīng)濟合理地布置剪力墻及筒體等抗側力構件。
5. 高層的連梁設計
在內力和位移計算時,其構件可采用彈性剛度,在框架-剪力墻結構中,連梁剛度可予以折減。因此,處理連梁超筋或截面控制超過剪壓比的首要方法是選好剛度折減系數(shù)。當連梁剛度折減后,部分樓層的連梁仍然不滿足要求時,可采用內調幅,調幅不宜超過20%。
6. 剪力墻結構設計
剪力墻結構因其即能承擔垂直荷載又能抵抗水平力作用,因此在高層建筑中得以廣泛使用,即將房屋的內、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結構,其面積較大,同時又有樓蓋的支撐,所以其自身有較大的側向剛度,剪力墻作為一種剛性結構,即使有水平荷載作用下,也不會發(fā)生較大的側移量,所以對于15-35 層的高層建筑非常適宜。但剪力墻也有自身的弱點,由于其是剛性結構,自身的剛度較大,因此一旦發(fā)生地震,地震力也會完全作用于剪力墻上,如果在施工中處理不好,在地震中會造成較大的破壞。同時對于公共建筑所需要的較大空間,剪力墻則無法完成,因為剪力墻在布置時對間距有較強的要求,間距不能過大,同時平面布置也不靈活。
結束語:
受高層建筑快速發(fā)展的影響,對高層建筑的材料、力學分析模型以及力學等方面的要求也日益增加。所以,新的結構形式和更為合理的力學模型,是現(xiàn)階段高層建筑結構設計人員的主要目標,只有得到新型的建筑結構形式以及合理的力學模型,城市中的高層建筑才會發(fā)展得更好。
參考文獻:
篇4
關鍵詞:高層建筑;設計要點;整體設計
前言
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,使得城市建設力度不斷加大,而高層建筑作為城市中的主心骨,其規(guī)模及數(shù)量不斷增加。高層建筑給人類帶來了更多的綠地面積和生活空間,同時也裝飾著城市景觀,使其更加豐富多彩。現(xiàn)如今,在很多高層建筑設計中過度重視獨立,忽視了城市設計,從而在城市環(huán)境中被孤立,無法給人親和感,讓人感到畏懼。其忽視了街道與建筑、建筑與建筑、城市與建筑的協(xié)調設計,使得高層建筑與城市環(huán)境格格不入,目前這已成為困擾高層設計的難題。下文主要就高層建筑設計要點進行分析。
一、高層建筑的設計原則
在我國城市不斷發(fā)展的過程中,高層建筑的發(fā)展是有目共睹的,高層建筑對城市的整體面貌影響很大,這是因為在城市的整體面貌中,高層建筑物的作用十分明顯。因此其布置原則應該遵循有機統(tǒng)一的原則,各種高層建筑應該集中布置,從而形成城市“冠”,當然這一過程中要防止互相影響和干擾。可以通過調整高度和間距來避免不良影響。如果是單棟高層建筑可以建設在道路轉彎處,增加城市風景美感。新時代高層建筑的頂端應該盡量避免相同建筑,避免對城市美感造成影響。在相同高層建筑中,尺度要有序,高層建筑設計過程中要充分考慮到城市的尺度和街道尺度等等眾多因素,避免多種尺度混用,確保高層建筑物和城市整體、局部之間的不協(xié)調,促進城市建筑和城市環(huán)境保持有機統(tǒng)一。高層建筑由于自身高大的尺度,可識別性很高,因此要有局部的尺度形象,使得人們能夠估計其整體大小,例如可以使用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等建筑來表示建筑物規(guī)模。對于這些尺度建筑的使用不能任意的增大或縮小,避免導致任職錯覺,不過有時也可以利用這些錯覺制造特殊效果。
二、高層建筑整體設計
1.主體設計
在當前社會,人們在進行此類設計的時候要分析一項非常關鍵的內容,即節(jié)能生態(tài)。第一,針對高層的下方裙樓來講,雖說其對于總的城市氛圍的干擾不是很大,不過對于街道尺寸等的影響會非常的顯著。在其下方的裙樓不同于其上方的,在設計的時候要綜合的論述,要將下部裙房設計的比較多樣化,以免顯得過于蒼白。而且要對裙樓做一些人性化的設置,主要是因為人們的視覺通常能夠看到的是高層的裙樓,而且裙樓對人們所產(chǎn)生的街道空間感的影響以較大。而對于高層建筑的中的樓頂對整個高層建筑的設計形象又起到了個性化體現(xiàn)的作用,雖說其很少會想到生態(tài)方面的內容,不過其反應的是高層的獨特性,所以在設計的時候要認真的分析。
2.合理的使用處理措施
在具體設計的時候,高層中的塔樓雖說在設計的時候未設置非常多的變化,不過在其底層能夠經(jīng)由很多靈巧的設置來確保空間形式的有效性,在具體的設計中,很多均是使用底層架空之類的措施來設置的。
3.底層入口
第一對于其底層的進口地方一定不要設置在所在區(qū)域的冬天的迎風區(qū)域之中,對于南方來講,由于氣溫高,所以底層進口的地方一般是架空處理,這樣的話就不會影響到夏天的通風。
4.建筑圍護
由于此類建筑本身的高度非常高,當我們在其中活動的時候必然會有一種恐懼的心理。所以在設計的時候要做好維護工作,只有這樣才能夠給人一種安全的意識。而且,在設置窗戶的時候,因為風壓太大,不僅僅會導致外窗無法有效的開關,而且在擦拭玻璃的時候也會非常的危險,所以在設計的時候要形成推拉模式。
5.服務設施
高層住宅建筑在設計上就應該充分考慮到建筑的服務設施,要在建筑底層入口處設置大樓管理人員的值班室,在值班室中配置夜間電梯緊急呼叫裝置、公用電話以及值班人員必要的生活用品;同時還要在大樓內外設計分戶信箱以及車輛的存放處,在具體的分戶信箱的尺寸安排上,應該大于 300mm。
三、高層建筑設計要點
1.高層建筑采光設計
高層建筑因其樓層的緣故,故其采光至關重要。減少人工照明的能源消耗和優(yōu)化日光的使用是高層建筑設計時的資源節(jié)約型目標之一。一般情況下,為了減少日光的直射對人視覺舒適度的不利影響以及減少熱能的消耗來減輕高層建筑的制冷壓力,往往采用被動日光技術來對建筑物中直射的光線進行控制。下面來介紹幾種較為先進的日光采集系統(tǒng):1)通過提高單位面積進光區(qū)域內有效日光量,來減輕對陽光輻射產(chǎn)生的制冷負荷,從而減少了建筑物的能耗;2)為了能在不增加窗戶周圍的陽光強度且能使其到達采光更深的工作區(qū)域,可以通過陽光發(fā)射到屋頂平面來完成;3)仔細設計阻擋陽光直射的系統(tǒng),可以減少陽光直射導致的眩光和溫度不適。設計的難度在于每天和全年陽光位置及獲得的不斷變化。自然采光的建筑無論設計得多好,只有在日光有效利用和代替人工照明的情況下才能節(jié)約能源。當然,進行采光設計時,可以在人工照明節(jié)能和少量增加陽光熱量獲得之間尋求平衡。我們可以完善座位和工作平面規(guī)劃,通過更好的窗戶和立面設計來減少眩光,獲得自然采光。研究表明,太陽光的適當獲得和開闊視野可以提供一種舒適感。
2.高層建筑的抗震設計
1)抗震設計在高層建筑設計中影響是很大的,因此,在對高層建筑進行抗震設計時,應該注意以下的問題: 構造柱是否已經(jīng)設置在了大廳的四角和外墻的轉彎處,且位置是否正確; 此外,還要注意山墻和縱墻的交界處是否設置了抗震構造柱和是否用構造柱代替了磚墻承重等問題。2) 缺乏巖土工程勘察資料或者資料不全。在缺乏巖土工程勘察資料的情況下貿然進行施工是不可取的。若沒有相關的巖土工程勘察資料,設計時就缺少了必要的依據(jù),對此我們要注意以下情況: 在設計方案會審后或者規(guī)劃設計階段便直接進行設計施工圖; 在擴初設計會審后就直接進入施工圖設計。3)抗震設防標準掌握不當。在高層建筑設計時要嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級,不能任意的提高或者降低設防等級,前者會造成工程投資超支,后者則會影響整棟建筑的安全性,不利于抗震。
3.高層建筑的消防問題設計
1)眾所周知,高層建筑往往是人群分布密集的區(qū)域。如果發(fā)生火災,除了消防專用電梯之外的其他電梯必須馬上降至底層暫停使用,這樣人員的疏散必須通過樓梯,大大延長了疏散的時間和增加了疏散的難度。因此,在設計時要注重人員疏散問題。2)由于超高層建筑中存在許多可燃物,它們形成了許多縱向煙筒。當火災發(fā)生時,這些煙囪的拔風抽力效應可以促進火焰及煙氣的蔓延,高度越高,抽力越大,這種效應就越強烈。超高層建筑的煙筒效應是最難防范的,雖然可在管道內設置一些防火閥,然而這些防火閥可能出現(xiàn)控制失靈、無法嚴密閉合等情況,從而導致有火溢出直至延燒。3)高層建筑一旦發(fā)生火災,在滅火過程中,就會遇到建筑周圍場地小或者登高高度受限等具體問題。另外,如前文所述,高層建筑的火勢蔓延迅速,也增加了撲救的難度。通過以上分析,可以看出對于超高層建筑,在設計中必須充分重視消防問題。只有全面考慮高層建筑中可能出現(xiàn)的消防問題,并在相關設計中消除這些問題發(fā)生的可能性,才能實現(xiàn)高層建筑設計的根本目標。
結語
總而言之,高層建筑的發(fā)展會隨著我國經(jīng)濟發(fā)展而發(fā)展,因此,我們必須做好高層建筑設計工作,深入的分析設計為城市增加一道亮麗的風景線,滿足人們觀賞和使用的要求。
參考文獻:
篇5
Abstract: Buildings in our country are mostly high-rise buildings. But with the development of the economy and the rising of city land prices,the proportion of high buildings in big and medium-sized cities has been increased year by year. So the water supplying systems in high buildings have made speedy development. This paper is aimed at providing reference for work through the analysis of the water supplying system in high buildings.
關鍵詞:多層建筑;高層建筑;給水系統(tǒng)
Key words: high-rise buildings;multilayer buildings;water supply system
中圖分類號:TU22 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)18-0103-01
0引言
隨著市政給水管網(wǎng)的完善和新型設備材料的不斷出現(xiàn),給水系統(tǒng)的布置方式也快速發(fā)展,并衍生出多種不同類型,可供設計師選擇用。但是,由于多層與高層的不同特性,尤其是消防方面,給水系統(tǒng)的正確選用也是十分重要的,否則輕則水壓水量不穩(wěn),重則事故頻頻,不能正常運行。以下就分別介紹一下多層建筑和高層建筑的常見的給水系統(tǒng)方式。
1多層給水系統(tǒng)
目前,國內大多數(shù)城市的市政管網(wǎng)壓力可以維持在2公斤以上,個別小城鎮(zhèn)的出水壓力甚至可以達到4公斤。因此,對于一般的多層建筑市政管網(wǎng)的壓力已經(jīng)足夠了,但是由于市政管網(wǎng)的供水水量、水壓波動較大,尤其在小城鎮(zhèn)。為了克服這些缺點,多層給水系統(tǒng)的設計主要有以下幾種類型。
①直接供水型。就是直接利用市政管網(wǎng)的壓力,直接供水,一般適用于市政管網(wǎng)壓力稍高的地區(qū)或水廠附近壓力較高的范圍內。缺點就是水量、水壓不能保證。但是,對于規(guī)模較小的管網(wǎng)這種供水方案的經(jīng)濟性能很好,不需要任何其他設備或措施。
②水箱供水型。將市政管網(wǎng)的水引至屋頂水箱,然后靠水箱與用水器具的高差,重力供水,克服了水壓水量的不穩(wěn)定性。但是,由于水箱可能存在的二次污染,而且,水箱體積較大,因此這種方式不提倡。
③水箱、管網(wǎng)聯(lián)合型。平時水量水壓足夠時,直接由市政網(wǎng)供水,超壓時,多余水進入屋頂水箱,當壓力或水量不足時,水箱靠重力自動向用戶供水。物理結構上就是正常的直接供水的主干管伸頂接入水箱,并由水箱設一出水管。該方案減小了水箱的體積,并使水不需要都進入水箱停留這一步驟,衛(wèi)生可靠性增加。但是問題就是如果長時間的穩(wěn)壓供水(現(xiàn)在的市政管網(wǎng)可以辦到的),水箱中的水的停留時間反而大大增加,更容易受污染。而且,所有使用水箱的系統(tǒng)中水箱都必須放在建筑的最高處,在某些場合會影響建筑的美觀,甚至會影響建筑的結構設計。
④氣壓罐供水。由于水箱的不安全因素,所以用密封可靠的氣壓罐代替,氣壓罐不需要高位擺放,不影響建筑美觀與結構承重,近幾年很受歡迎。但是氣壓罐系統(tǒng)需要水泵和自動控制系統(tǒng)得配合,使得成本有所增加。不過,近年其市場價格已經(jīng)讓很多用戶能夠選擇。氣壓罐系統(tǒng)的原理就是利用水泵將水加壓送進建筑內部管網(wǎng),當壓力過大時,水進入氣壓罐,達到一定壓力時,水泵停車或減速;當壓力小于規(guī)定值時,氣壓罐向外輸水并同時啟動水泵或加速(變頻水泵)。
⑤二次加壓型。對于小規(guī)模的用戶,如單幢建筑,氣壓罐系統(tǒng)可以應付。但是,目前住宅向小區(qū)化的方向發(fā)展,主要表現(xiàn)為多層建筑的集群布置,集中穩(wěn)壓。以氣壓罐的容積能力不能滿足要求,所以出現(xiàn)了水泵集中加壓為主,氣壓罐穩(wěn)壓(消除系統(tǒng)水錘)為輔的方式。只是經(jīng)濟成本上升,也需要專人維護。另外,管網(wǎng)系統(tǒng)由于層數(shù)不多,屬于低壓管道,均分層直接接入用戶即可,較為簡單。管道材料以低壓鋼管和低壓PPR塑料管為主。
2高層建筑給水系統(tǒng)
根據(jù)建筑的高度、管道的承壓能力、用水器具的壓力要求,可以分為以下幾種方式。
①分區(qū)減壓系統(tǒng)。這種系統(tǒng)目前可以說是最受歡迎的,因為減壓閥的價格已經(jīng)降到3000元/件左右,相比而言,管材和安裝工程量以及系統(tǒng)得維護難度等均大幅度下降,其經(jīng)濟效率大大提高。系統(tǒng)的組成方式為:生活水池、水泵、主管道、直接入戶管、減壓閥、閥后入戶管等。目前的高層或小高層采用這種方式的很多。系統(tǒng)原理:一般由建筑地下室的泵房進行一次性集中加壓,高壓水沿主干管送至建筑上部用戶,并滿足要求;但是對于建筑下部的用戶水壓過高,則需要進行集中減壓(減壓閥組),再送至用戶。缺點就是減壓區(qū)的水頭損失大,水泵功耗較大。
②水泵并聯(lián)加壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)同樣對建筑的供水系統(tǒng)進行分區(qū),但是不同的是,每個分區(qū)各設置一臺水泵供水(一臺備用)。其缺點很多,如設備費用劇增,占地面積大,主干管多,系統(tǒng)復雜。但是優(yōu)點也十分獨特:供水可靠性高,水泵功耗利用率高,不會發(fā)生能量浪費。
③水泵串聯(lián)加壓系統(tǒng)。目前隨著高層建筑技術的快速發(fā)展,超過100米的建筑已經(jīng)不足為奇,甚至高到三四百米。這樣就出現(xiàn)了幾個問題:一是水泵壓力不夠,或即使壓力滿足,流量相差很大;二是使流量壓力都滿足,管道不能承受如此高的壓力,發(fā)生爆管。所以必須采用這種接力棒式的方式。系統(tǒng)結構:各分區(qū)分別設置水泵或調速泵與吸水箱或吸水池,然后按由下到上的順序啟動。優(yōu)點:供水可靠,能耗少。缺點是:設備分散,水泵等設備多,需要專用設備層等。
3分析
比較以上的幾種方式,我們可以看到多層建筑與高層建筑的供水是不同的兩種系統(tǒng),雖然目的是一樣的。在多層給水中,市政管網(wǎng)的壓力已經(jīng)滿足要求,追求的是穩(wěn)定性,而高層不同,高層給水則是為了能夠將水送到用戶用水處,其次才是穩(wěn)定性。所以設備材料的選擇也有很大差別。多層一般采用低揚程的小型泵,管材為低壓力管材。高層則相反。
分開來講,多層系統(tǒng)的幾種方式中:直接供水仍然廣泛用于規(guī)模較小的鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)管網(wǎng)系統(tǒng),經(jīng)濟上也節(jié)省。二次加壓系統(tǒng)則在新建的小區(qū)住宅中廣泛應用。高層建筑給水系統(tǒng)中分區(qū)減壓的方式應用較多,而對于150米以上的超高層建筑,水泵串聯(lián)的給水系統(tǒng)則相對適宜。
篇6
【關鍵詞】樁基;檢測;方法;實踐;結果及評價
前言
在確保高層建筑質量,樁基安全檢測顯得十分重要。進行樁基檢測,能有效確定樁基的承載力、質量是否達標,減小工程安全隱患,避免造成經(jīng)濟損失和安全事故發(fā)生。
一、高層建筑樁基工程質量檢測內容
對高層建筑樁基的檢測一般分為成孔質量檢測、樁的承載力的檢測和成樁完整性檢測三大部分。成樁質量檢測又可分為承載力檢測和對樁身完整性的檢測,下面對高層建筑樁基工程質量檢測內容分別進行簡單介紹。
(1)成孔質量檢測。成孔作業(yè)時由于施工中的失誤和復雜的地質條件都有可能產(chǎn)生縮徑、塌孔、沉渣過厚、樁孔偏斜等問題。成孔質量檢驗的內容主要包括樁孔位置、孔徑、孔深、沉渣厚度、垂直度、泥漿指標等。
(2)樁的承載力的檢測。在高層建筑樁基承載力的檢測上常用的方法有:靜荷載試驗法、高應變動測樁法和靜動法。目前國內外均將靜荷載試驗的結果作為樁承載力的標準,這是由于樁的承載力和加荷速率有很大關系,靜荷載試驗和動荷載試驗相比,所施加的荷載速率最慢,也最接近于樁基施工時的加荷速率,因此,靜荷載試驗的結果最接近于高層建筑樁基施工時樁的承載力。
(3)樁的完整性檢測。高層建筑樁基完整性檢測又成為樁基整體質量檢測,目前,樁身的完整性檢測的方法主要有低應變動力試樁法、鉆孔取芯法和聲波透射法等。低應變法具有簡便、快速、實用、經(jīng)濟等優(yōu)點,樁基的低應變動測法是通過對樁頂施加較低的激振能量,引起樁身及周圍土體的微幅振動,從而檢驗樁基施工質量的目的。
二、高層建筑施工階段樁基檢測注意的問題
為了確保高層建筑施工階段樁基檢測的質量,本文認為需要注意以下四個方面:
(1)選擇合適的樁基工程質量檢測方法。由于高層建筑施工階段樁基的檢測是一個復雜的過程,在實際檢測過程中,每個工程的檢測目的、檢測對象都不相同,因此,檢測人員應根據(jù)具體情況檢測目的、檢測方法的適用范圍,綜合考慮各種因素如地質情況、設計條件、施工因素以及受檢樁的代表性等選擇合理的樁基工程質量檢測方法。當采用一種方法無法對樁身質量做出正確判定時,為了提高檢測結果的可靠性,應該選用兩種或多種方法進行綜合檢測,多種方法的選擇要符合合理搭配,優(yōu)勢互補的原則,在體現(xiàn)經(jīng)濟上合理性的同時,也要達到“安全適用、正確評價”的目的。
(2)實施合理的檢測步驟。當選擇完正確的檢測方法后在具體實施一定要按照合理的檢測步驟進行檢測,例如檢測樁基豎向承載力時就要按照以下步驟進行:試驗樁進行樁頂處理、安裝反力系統(tǒng)、放置沉降觀測裝置、放置千斤頂、逐級增加荷并測讀和記錄每個荷載下的穩(wěn)定沉降值、根據(jù)沉降數(shù)據(jù)繪制P―S曲線、最后確定該樁基的極限荷載。
(3)選擇合適的檢測工具。由于每種檢測方法所需的檢測工具各不相同,因此為了樁基檢測的準確性,在選定檢測方法后就要選擇合適、合格的檢測工具,選用的檢測工具還要符合計量標準的規(guī)定和檢測精度的要求。例如需要檢測灌注樁的完整性時,只要選用鉆機一個工具即可。需要檢測灌注樁混凝土的強度時,需要選用鉆機、磨平機、鋸切機、專用補平器和壓力機等。
(4)選派技術能力強的檢測人員。在高層建筑樁基檢測的過程中,檢測人員要根據(jù)檢測樁基的具體情況、檢測的目的來選擇檢測方法,同時檢測步驟的制定、檢測工具的選擇、檢測數(shù)據(jù)的記錄和檢測結果的分析等也都是有專業(yè)的檢測人員來完成,因此檢測人員的技術能力和綜合素質對檢測結果的影響是直接的、重大的。為了保證檢測結果符合實際情況、提高檢測質量,就要選派技術能力強的檢測人員。
三、高層建筑施工階段樁基檢測注意的問題
為了確保高層建筑施工階段樁基檢測的質量,本文認為需要注意以下四個方面:
(1)選擇合適的樁基工程質量檢測方法。由于高層建筑施工階段樁基的檢測是一個復雜的過程,在實際檢測過程中,每個工程的檢測目的、檢測對象都不相同,因此,檢測人員應根據(jù)具體情況檢測目的、檢測方法的適用范圍,綜合考慮各種因素如地質情況、設計條件、施工因素以及受檢樁的代表性等選擇合理的樁基工程質量檢測方法。當采用一種方法無法對樁身質量做出正確判定時,為了提高檢測結果的可靠性,應該選用兩種或多種方法進行綜合檢測,多種方法的選擇要符合合理搭配,優(yōu)勢互補的原則,在體現(xiàn)經(jīng)濟上合理性的同時,也要達到“安全適用、正確評價”的目的。
(2)實施合理的檢測步驟。當選擇完正確的檢測方法后在具體實施一定要按照合理的檢測步驟進行檢測,例如檢測樁基豎向承載力時就要按照以下步驟進行:試驗樁進行樁頂處理、安裝反力系統(tǒng)、放置沉降觀測裝置、放置千斤頂、逐級增加荷并測讀和記錄每個荷載下的穩(wěn)定沉降值、根據(jù)沉降數(shù)據(jù)繪制P―S曲線、最后確定該樁基的極限荷載。
(3)選擇合適的檢測工具。由于每種檢測方法所需的檢測工具各不相同,因此為了樁基檢測的準確性,在選定檢測方法后就要選擇合適、合格的檢測工具,選用的檢測工具還要符合計量標準的規(guī)定和檢測精度的要求。例如需要檢測灌注樁的完整性時,只要選用鉆機一個工具即可。需要檢測灌注樁混凝土的強度時,需要選用鉆機、磨平機、鋸切機、專用補平器和壓力機等。
(4)選派技術能力強的檢測人員。在高層建筑樁基檢測的過程中,檢測人員要根據(jù)檢測樁基的具體情況、檢測的目的來選擇檢測方法,同時檢測步驟的制定、檢測工具的選擇、檢測數(shù)據(jù)的記錄和檢測結果的分析等也都是有專業(yè)的檢測人員來完成,因此檢測人員的技術能力和綜合素質對檢測結果的影響是直接的、重大的。為了保證檢測結果符合實際情況、提高檢測質量,就要選派技術能力強的檢測人員。
四、 檢測樁基情況分析
1、廣東某區(qū)高層商住樓,為25層建筑,附設地下室二層,屬于框架―剪力墻結構,樁基為嵌巖沖孔灌注樁。按設計要求,確定總樁數(shù)102根,樁的直徑控制在800~1800 mm以內,長度確定在 5.4~29.78 m以內,樁端持力層在微風化白云質灰?guī)r,單樁豎向承載力特征值 4 100~20 800 kN,樁身混凝土強度等級為 C40。
地質勘察報告顯示,工程所在地巖溶發(fā)育豐富,表面溶蝕溝槽、并有局部溶洞及溶蝕裂隙。本工程采用沖孔成樁的形式進行,故必須做好樁基檢測,確證成樁質量。
本工程采用了鉆芯法、聲波透射法、低應變法等方法進行檢測,現(xiàn)僅以23#基樁為例進行分析說明。
23#基樁采用低應變檢測法與鉆芯法相結合進行檢測
由于 23#基樁預埋聲波管堵塞,因此采用低應變法進行局部檢測。該樁樁長為7.60 m,樁徑 1 800 mm,混凝土設計強度為 C40。經(jīng)低應變法檢測可知:(23#樁低應變檢測圖1所示)
圖1 23#樁低應變曲線圖
檢測波速為4.64 km/s,在混凝土的正常波速范圍之內,該樁判斷為I類樁。由鉆芯檢測發(fā)現(xiàn),檢測樁長范圍內所取混凝土芯樣連續(xù)、完整,表面光滑,膠結較好,骨料分布均勻,大部分呈中柱狀,斷口基本吻合,見少許氣孔,未見空洞、蜂窩、麻面、溝槽等現(xiàn)象。鉆機鉆進進尺慢,樁底無沉渣。經(jīng)鉆芯法檢測結果綜合分析,該樁也被判斷為完整性很好的I類樁。(見圖2)
圖2 23#樁芯樣照片
通過取芯、綜合分析,鉆芯檢測結果與低應變檢測結果取得很好的一致性。驗證了該樁低應變檢測的結果是正確的,綜合各方面的因素獲得準確的檢測結果。因而該檢測和分析方法是可行的,可以在實際工程中應用推廣。
五、結束語
通過上文的敘述分析我們可以得知,建筑工程檢測已經(jīng)受到了人們普遍的重視,但是在具體實踐中,會受到諸多因素的影響,制約到建筑工程檢測質量的提高。針對這種情況,就需要結合具體情況,采取一系列的應對策略,構建相應的檢測質量管理體系,得到更加準確的檢測數(shù)據(jù),促使建筑工程檢測目標得到實現(xiàn)。
參考文獻
篇7
【關鍵詞】建筑電氣;高層建筑;應用
1 高層建筑電氣特點分析
建筑電氣屬于高層建筑工程中的關鍵環(huán)節(jié),其在建筑工程中的應用直接影響著建筑工程項目的工程質量及其綜合效益。在高層建筑中,其電氣特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.1 高層建筑電氣要求供電可靠性高
在高層建筑中,為保障高層建筑中的人員安全、對其供電可靠性提出較高要求。在高層建筑的設計中,應嚴格遵守《高層建筑設計防火規(guī)范》。一類高層的消防設備用電為一級負荷,二類高層的消防設備用電為二級負荷。為保障建筑供電可靠性:一級負荷應由雙重電源供電,當一電源發(fā)生故障時,另一電源不應同時受到損壞。二級負荷的供電系統(tǒng),宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區(qū)供電條件不好時,二級負荷可用6kV 及以上專用的架空線路供電。對于建筑物內的消防設備應采用雙電源供電末端切換。當?shù)貐^(qū)供電條件困難,沒有雙路電源時,可設置柴油發(fā)電機組做為備用電源。一旦出現(xiàn)市電斷電故障后,應在 15s 內自起動供電,保證電梯、應急照明、消防設備等重要負荷用電。
1.2 高層建筑電氣設備數(shù)量多
因高層建筑其體量較大,用戶量較多,為滿足高層建筑電氣需求,需要設置較多的電氣設備。在高層建筑中,電氣設備需用較多數(shù)量的高、低壓配電柜,從而應為高低壓電氣設備安裝留有足夠的空間。另外,在高層建筑中各種管道設置較多,一般在樓道頂部用橋架敷設。如:強、弱電電纜橋架、設備風管及各種水管,在設計中一定要和設備專業(yè)結合,排出各管位的標高,以免設置不合理降低了樓道的高度。
1.3 高層建筑對消防要求高
高層建筑其高度較高,人員居住密集,各種設備數(shù)量多,其火災安全隱患較大,為保障高層建筑安全,對建筑消防提出較高要求。應遵循《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB 50045-9(52005年版)第9.4.2條;第9.4.3條對一、二類高層的相關場所和部位設置火災自動報警系統(tǒng)?;馂淖詣訄缶到y(tǒng)的設置應遵循《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50116-98。附設在建筑物內的消防控制室,比較適宜設在建筑物內首層的靠外墻的部位,也可設置在建筑物的地下一層。對于一級和二級保護對象宜設集中報警系統(tǒng);對于不同場所按規(guī)范選擇相適應的火災探測器。還應在高層建筑內火災危險性大、人員密集等場所設置漏電火災報警系統(tǒng)。
2 建筑電氣的選擇方法
2.1 供電電源選擇
為了保證高層建筑在用電時的穩(wěn)定可靠,供電電源應該設置兩個獨立電源,而且可以相互備用,兩個獨立電源必須滿足:一路通過變電所的線路必須引自兩個獨立的10Kv的高壓人戶線;備用電源采用正常的低壓進戶的供電電源,從而滿足高層建筑電氣設備正常供電,使用的備用電源通常類型有自帶的蓄電池以及以柴油為原料的發(fā)電、EPS電源柜。
2.2 變壓器及對開關柜的選擇
(1)變壓器的選擇。應該通過高層建筑的用電負荷以及性質來合理的確定變壓器的數(shù)目,當一二級負荷變化幅度比較大,隨著季節(jié)的變化,用電波動很大,且用電的時間段也高度集中時,變壓器應該選用兩臺以上(包括兩臺)。所選擇的單個變壓器的容量不允許超過1600kva,當變壓器共同工作時,如其中一臺發(fā)生用電故障時,另一個在滿足其自身承受力(必要時可采用風冷方式處理)的情況下滿足高層建筑物內的正常用電負荷。
(2)開關柜選擇。開關柜選擇時應該對絕緣能力、電流、額定電壓以及斷開和關合能力等進行全面考察。開關柜的進出線,無特殊情況,應盡量使用下進下出方式。低壓開關柜與高壓開關柜要在形式上保持基本的一致,均應采用斷路器與隔離開關的組合,但為保證低壓開關柜正常使用時以及正常檢修時的安全性,必須要保證其斷點更加明顯。變壓器的母線分段開關和低壓一側的總開關可采用選擇式斷路器。
3 高層建筑電氣的施工以及應用
3.1 電氣間的架設和施工
電氣間內應該包含配電間以及弱電間,且強、弱要分開進行設置(或采取某些技術措施使其分隔開),如需共同使用時,應分別設置在其兩側。如設置在一起,為避免強弱電之間互相影響,尤其是由動力柜和動力箱內部電氣元件的產(chǎn)生的影響,合用的電纜橋架在電氣間內應盡量不采用開放式,應盡量采用屏蔽電纜,并做好接地處理。各種線路在電氣間穿越所形成的縫隙、空洞等必須要做好密封防火,電纜橋架通過樓板和防火區(qū)時,務必采用防火材料密封防火處理。在配電間內的線電纜需盡量縮短。作為供電系統(tǒng)中心的配電間,其位置應在盡量接近負荷中心附近,非本專業(yè)的管線盡量不要從電氣間穿過,最好避開樓梯和電梯。
3.2 應急照明的設計和施工
現(xiàn)代建筑,層數(shù)越來越高,占地面積也越來越大,功能越來越齊全,所用設備和材料越來越新。一座建筑里面包括水平交通、垂直交通的內部流量也越來越大。這些建筑(包括地下部分)應不間斷供電,而事實上各種災害也是有可能發(fā)生的。高層建筑的樓梯間內使用的延時自熄開關,必須采用專用的,不可以使用一般的,否則操作失誤時容易成為長明燈,從而導致燈具損壞,不但浪費資源,而且在緊急事件發(fā)生時應急照明等無法正常照明,導致室內人員在正常撤離時受到影響。樓梯間的照明應有應急照明功能,當現(xiàn)緊急情況發(fā)生時,必須保證正常照明。在事故發(fā)生時,為保證正常照明,可采取以下方法解決:第一,采用專用延時自熄開關,可做到人走燈滅,因是三線制開關,它和消防控制室有專線連通。采用雙線路供電,發(fā)生緊急事件,線路能夠自動轉為控制室電源,實施不間斷供電。第二,高層建筑的樓梯間內使用組合式應急燈,其具體方法為,一個燈具中安裝兩個獨立源,一個源與消防控制室相連,自動控制,但如發(fā)生緊急事件時自動亮起,另一個源與普通供電線路相連以獲取正常有效電源,使用普通自熄開關控制,這樣不浪費資源,同時又可保證當緊急事件發(fā)生時,滿足消防應急要求。
3.3 電視系統(tǒng)的設計和施工
有線電視系統(tǒng)是當代高層建筑中的居民的生活必備設施。在對其供電與控制系統(tǒng)進行設計和施工時,至少要保證在客廳和主臥都要設置電視終端插座,其他位置要考慮電視機柜的放置和插座的安裝位置等。
3.4 建筑電氣節(jié)能的設計和施工
在高層建筑內照明、供電等系統(tǒng)的條件滿足之后,要考慮節(jié)能措施的實施。以技術先進、安全使用和節(jié)約能源為原則,高層建筑可通過以下幾點來節(jié)約能源:通過供電系統(tǒng)節(jié)約能源,在變壓器的選擇上選用節(jié)能型的。通過配電系統(tǒng)節(jié)約能源,盡量縮減線纜長度,精簡配電網(wǎng)絡,變配電所的位置與負荷中心靠近。
4 結束語
綜上所述,本文在分析高層建筑電氣特點的基礎上,然后在對高層建筑的電氣的施工與應用進行分析時,從電氣間的架設和施工,應急照明的設計和施工,電視系統(tǒng)的設計和施工以及建筑電氣節(jié)能的設計和施工四個方面進行分析的。因此,保障高層建筑的電氣質量,在保障高層建筑中有著重要的意義。
參考文獻:
[1]班連久.關于建筑電氣在高層建筑中的應用研究[J].建筑遺產(chǎn),2013(7).
[2]姜廣東.簡析建筑電氣在高層建筑中的應用[J].黑龍江科技信息,2013(20).
篇8
關鍵詞:高層建筑;抗震;設計
中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:
0 引言
高層建筑結構的抗震性能關系重大,本文探討了抗震概念、構造及設計過程中如何解決遇到的問題,然后分析了影響建筑物抗震效果的主要因素,指出了高層建筑抗震設計應遵循的原則和方法,就此,提到了高層建筑結構抗震設計的廣闊前景。
1 建筑結構抗震等級的規(guī)定和標準
震級是根據(jù)地震的強度而進行的劃分,在我國,地震劃分為六個級別:3級為小地震,3~4.5級為有感地震,4.5"--6級為中強地震,6~7為級強烈地震,7~8級為大地震,8級以上的為巨大地震,是國家根據(jù)相關的歷史、地理和地質方面的經(jīng)驗資料,經(jīng)過勘查和驗證,對進行地震分組的一個經(jīng)驗數(shù)值,它是地域概念??拐鹪O防有甲、乙、丁類建筑,在我國大部分的房屋抗震等級是8度,可以抵抗6級地震的作用。國家設計部門依據(jù)有關規(guī)定,按照建筑物的分類和設防標準,根據(jù)房屋高度、結構等方面,采用不同的抗震等級。比如,在鋼筋混凝土結構中,抗震等級可以分一般、較為嚴重、嚴重和很嚴重這4個級別。
在高層建筑的抗震設計中,混凝土結構應高根據(jù)建筑的高度、建筑的結構和設防的烈度運用不同的抗震等級,而且應該符合相應的計算和措施要求。
2 影響建筑物抗震效果的因素
研究高層建筑結構的抗震設計,必需明確建筑物抗震效果的主要影響因素。下面,將從建筑結構本身的設計效果、施工材料施工過程以及建筑場地情況3個方面進行分析。
2.1 建筑結構建造過程中所使用的材料和施工過程
建筑結構的材料是影響抗震效果非常重要的因素,但是這個因素往往被人們忽視,工作人員需要明確這樣一點:在一般情況下,地震對建筑物作用力的大小與建筑物的質量成正比。在同等地震環(huán)境下,建筑物材料使用越好,其受到的地震作用力也相對較小;反之,建筑物就會遭到來自地震的很大的作用力。所以,在實際的建筑物的建設中,建議他們多采用隔斷、板樓、維護墻等構件,廣泛采用空心磚、加氣混凝土板、塑料板材等質輕的建筑材料,這將會有利于建筑物抗震性能的提高。所以,高層建筑在具體施工中,要加強監(jiān)管和規(guī)范,嚴格做好高層建筑施工管理,從建筑結構的質量上來提高抗震效果。
2.2 建筑物自身的結構設計
建筑物的結構設計是影響抗震效果極為關鍵的一個因素,建筑物若要達到抗震目的,必須進行合適的結構設計,保證抗震措施合理,能夠基本實現(xiàn)小地震不壞、大地震不倒這樣的目標。無論點式住宅或是版式住宅,都要進行合理的結構設計,提高建筑結構的抗震性能。如果建筑物對平面的布置較為復雜,質心與
剛心不一致,在地震情況下,將會加劇地震的作用影響力,破壞性增強。所以,建筑物的結構平面布置盡量保證建筑物質心和剛心重合,提高建筑物的抗震能力。
在建筑結構的設計中,出屋面建筑部分不宜太高,以降低地震過程中的鞭梢影響;平面布置不規(guī)則的房屋注意偏離建筑結構剛心遠端的抗震墻等等。
2.3 建筑物所處地質環(huán)境情況
在地震中,對建筑物造成破壞的原因是多方面的,比如:巖石斷層、山體崩塌、地表滑坡等使得地表發(fā)生運動,造成建筑物的破壞;海嘯、水災等次生災害對建筑物造成破壞。在造成建筑物破壞的諸多原因中,有些是可以通過工程措施加以預防的。所以,在選擇建筑工地的位置之前,要進行詳盡的勘探考察,分析地形和地質條件,避開不利地段,挑選對建筑物抗震有利的地點。
3 高層建筑抗震設計的方法
對高層建筑結構的抗震設計時,要從減小地震作用力的輸入和增強地震抵抗力兩個方面進行考慮。下面將從五個方面進行分析:盡可能減小地震作用能量的輸入,運用高延性設計、推廣消震和隔震措施的運用,注重抗震結構的設計,重視建筑材料的選擇,增多抗震防線的建設。將減小地震作用力和增強建筑的地震抵抗力二者結合起來,從兩方面入手,進行建筑抗震的設計施工。
3.1 減少地震發(fā)生時能量的輸入
在具體的設計中,積極采用基于位移的結構抗震方法,對具體的方案進行定量分析,使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時,還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值;并且更具建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系,確定構件的變形值;根據(jù)建筑界面的應變分布以及大小,來確定建筑構件的構造需求。對于高層建筑來講,在堅固的場地上進行建筑施工,可以有效減少地震發(fā)生作用時能量的輸入,從而減弱地震對高層建筑的破壞程度。
3.2 運用高延性設計、推廣消震和隔震措施的運用
現(xiàn)在在我國,許多高層建筑進行抗震設計時,多采用延性結構,也就是適當?shù)目罩ㄖY構的剛度,允許地震時結構的構件進入到具有很大延性的塑性狀態(tài),從而消耗地震作用時的能量,使地震反應減小,減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小,但是具有較高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因為延性構件可以吸收較多的能量,經(jīng)受住很大的結構變形。延性結構的運用,在很多情況下是有效的,它可以消耗地震能量,減輕地震反應,使結構物“裂而不倒一。
3.3 注重抗震結構的設計
高層建筑抗震設計的結構應該得到人們的重視。我國150 m以上的建筑,采用的3種主要結構體系(框.筒、筒中筒和框架.支撐體系),都是其他國家高層建筑采用的主要體系。我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大,鋼結構的加工制造能力已有了很大提高,因此在有條件的地方,建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土(柱)結構或鋼結構,以減小柱斷面尺寸,并改善結構的抗震性能。
我國傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價高的思想價值,可以指導很多實際問題。在高層建筑結構的抗震設計中,可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉變,實現(xiàn)以柔克剛、剛柔相濟,有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。比如,在高層建筑的拱形結構中有這樣一個例子迪拜帆船酒店,外觀如同一張鼓滿了風的帆,一共有56層、321 m高,就是運用拱結構抗震減災的很好的例子。
4 高層建筑結構抗震設計前景展望
今后若干年,中國仍將是世界上修建高層建筑最多的國家,這將會給高層建筑抗震設防帶來新的難題。21世紀,高層建筑結構抗震將有如下變化:
(1)高層建筑的抗震結構體系將從以硬性為主向柔性為主的結構抗震轉變,通過“以柔克剛”方式,調整建筑結構構件的隔震、減震和消震來實現(xiàn)抗震目的。
(2)建筑材料對結構抗震的影響越來越得到重視。建筑材料的各個抗震指標的提升可以提高高層建筑的抗震能力,研制新的建筑材料可推動高層建筑結構抗震技術的發(fā)展。通過優(yōu)化的抗震方法設計,來實現(xiàn)高層建筑的抗震要求。
(3)計算機模擬抗震試驗得到廣泛應用。將制作好的模型或結構構件放在模擬地震振動臺上,臺面輸入某一確定性的地震記錄,能夠較好地反映該次確定性地震作用的效果。計算機模擬環(huán)境可以擬真抗震效果,幫助科學改進各因素,有效抗震。
另外,高層建筑結構的抗震設計的計算方法也有了新的轉變:從線性分析向非線性分析轉變,從確定性分析向非確定性分析轉變,從振型分解反應分析向時程分析法轉變 。
5 結語
高層建筑結構的抗震設計方法和技術是不斷變化和進步的,我們需要在具體的實踐中對高層建筑所處的地質和環(huán)境進行詳細的分析和研究,選用適合的抗震結構,注重建筑結構材料的選擇,減小地震的作用力,增強地震的抵抗力,從而達到高層建筑抗震的目的。
參考文獻:
篇9
關鍵詞:高層建筑結構;抗震技術
引 言:對高層建筑結構的抗震設計時,要從減小地震作用力的輸入和增強地震抵抗力兩個方面進行考慮。盡可能減小地震作用能量的輸入,運用高延性設計、推廣消震和隔震措施的運用,注重抗震結構的設計,重視建筑材料的選擇,增多抗震防線的建設。將減小地震作用力和增強建筑的地震抵抗力二者結合起來,從兩方面入手,進行建筑抗震的設計施工。
1 高層建筑結構的基本特征
1.1 高層建筑的結構體系
(1)框架結構體系
框架結構體系是由梁、柱構件通過節(jié)點連接構成,既承受豎向荷載,也承受水平荷載的結構體系。框架結構的優(yōu)點是建筑平面布置靈活,空間大,能適應較多功能的需要。但是,純框架結構體系的側向剛度較小,在一般節(jié)點連接情況下,當承受較大的側向風荷載或地震作用時,將會發(fā)生較大的側向變形,所以這種結構形式的高度和層數(shù)受到了限制。一般僅適用于高度不高的高層建筑。
(2)剪力墻結構體系
剪力墻結構體系是利用建筑物墻體承受豎向與水平荷載,并作為建筑物的圍護及房間分隔構件的結構體系?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結構的整體性好,剛度大,在水平荷載作用下側向變形小,對抵抗側向風力和地震作用是十分有利的,它所允許建造的高度高于純框架結構。但剪力墻結構的不足之處在于,剪力墻間距不能太大,平面布置的不靈活,結構自重較大,使用上受到一定的限制,適應范圍較小,僅適用于住宅、公寓和賓館等建筑。
(3)框架一剪力墻結構體系
框架-剪力墻結構體系是在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻所組成的結構體系。框架結構具有布置靈活的優(yōu)點,而剪力墻結構又具有良好的抗側力能力,兩者結合后的結構體系可廣泛滿足一般建筑功能要求。
(4)筒體結構體系
筒體結構為空間受力體系,具有良好的整體性和抗側力性能,在平面布置和滿足功能要求方面也有明顯的優(yōu)勢。
1.2 對抗震有利的結構布置形式
(1)有利于抗震的結構平面
平面布置要簡單、規(guī)則、對稱。要使結構的剛度中心和質量中心盡量重合,以減少扭轉,通常偏心距e 不宜超過垂直于外力作用線邊長的5%。復雜、不規(guī)則、不對稱的結構必然會帶來難于計算和處理的復雜地震應力,如應力集中和扭轉等,這對抗震都是不利的。
(2)有利于抗震的結構豎向布置
結構的豎向布置應注意剛度均勻而連續(xù),要盡量避免剛度突變或結構不連續(xù)。根據(jù)震害分析取得的經(jīng)驗,抗震設防的高層建筑,豎向體型應力求規(guī)則、均勻,避免有過大的外挑和內收。結構的側向剛度宜下大上小,逐漸均勻變化。
2 高層建筑結構抗震技術要點
2.1 減少地震發(fā)生時能量的輸入
在具體的設計中,積極采用基于位移的結構抗震方法,對具體的方案進行定量分析,使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時,還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值;并且更具建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系,確定構件的變形值;根據(jù)建筑界面的應變分布以及大小,來確定建筑構件的構造需求。對于高層建筑來講,在堅固的場地上進行建筑施工,可以有效減少地震發(fā)生作用時能量的輸入,從而減弱地震對高層建筑的破壞程度。
2.2 運用高延性設計、推廣消震和隔震措施的運用
現(xiàn)在在我國,許多高層建筑進行抗震設計時,多采用延性結構,也就是適當?shù)目罩ㄖY構的剛度,允許地震時結構的構件進入到具有很大延性的塑性狀態(tài),從而消耗地震作用時的能量,使地震反應減小,減弱地震給高層建筑帶來的破壞和重大損失。如果某高層建筑的承載能力較小,但是具有較高的延性,那么在地震中它也不容易倒塌,因為延性構件可以吸收較多的能量,經(jīng)受住很大的結構變形。延性結構的運用,在很多情況下是有效的,它可以消耗地震能量,減輕地震反應,使結構物“裂而不倒”。
進入21世紀以來,人們對建筑物抗振動能力的提高做出了巨大的努力,取得了顯著的成果,其中阻尼器的使用在高層建筑的抗震方面有很大的作用。通過對阻尼器的利用,進行減震和能量的吸收,可以巧妙的避免或減弱地震對高層建筑的破壞作用。
2.3 注重抗震結構的設計
高層建筑抗震設計的結構應該得到人們的重視。我國150 m 以上的建筑,采用的3 種主要結構體系(框- 筒、筒中筒和框架- 支撐體系),都是其他國家高層建筑采用的主要體系。我國鋼材生產(chǎn)數(shù)量已較大,鋼結構的加工制造能力已有了很大提高,因此在有條件的地方,建議盡可能采用鋼骨混凝土結構、鋼管混凝土(柱)結構或鋼結構,以減小柱斷面尺寸,并改善結構的抗震性能。
我國傳統(tǒng)文化中“以柔克剛”具有價高的思想價值,可以指導很多實際問題。在高層建筑結構的抗震設計中,可以從傳統(tǒng)的硬性為主的抗震模式向以柔性為主的抗震模式轉變,實現(xiàn)以柔克剛、剛柔相濟,有效地減弱地震作用過程中釋放的沖擊力。比如,在高層建筑的拱形結構中有這樣一個例子:迪拜帆船酒店,外觀如同一張鼓滿了風的帆,一共有56 層、321 m 高,就是運用拱結構抗震減災的很好的例子。
2.4 重視建筑材料的選擇
在高層建筑的抗震方案設計中,建筑結構的材料選擇也非常重要。首先,我們可以對建筑材料的參數(shù)進行抗震性能的分析,從整體上對材料的參數(shù)變異性進行研究,而不能僅考慮建筑材料的承載力忽略其他因素。從抵抗地震的角度來講,就是要控制建筑結構的延性需求,這就要求我們從高層建筑建設施工的各方面,來選擇符合抗震需求而且經(jīng)濟適用的建筑結構材料。
2.5 增多抗震防線的建設
高層建筑結構防震可以設置多道抗震防線,增強對地震的抵抗力。高層建筑物設置多層的地震抵抗防線,第一道防線遭到破壞之后,有后備的第二道、第三道甚至更多的防線對地震的作用力進行阻擋,避免高層建筑物的倒塌。高層建筑結構進行抵抗地震設計時,可以采用具有多個肢節(jié)和壁式框架的“框架剪力墻”等防震結構。
框架剪力墻具有性能較好的多道防線抗震結構,其中的剪力墻是第一道抗震防線也的主要的抗側力構件。所以,剪力墻要足夠多,保證它的承受能力較高,不小于高層建筑底部地震傾覆力矩的一半。同時,為承受剪力墻開裂后重分配的地震作用,任一層框架部分按框架和墻協(xié)同工作分配的地震剪力,不應小于結構底部總地震剪力的20%和框架各層地震剪力最大值的1.5 倍兩者的較小值。剪力墻結構中剪力墻可以通過合理設置連梁(包括非建筑功能需要的開洞組成多肢聯(lián)肢墻,使其具有優(yōu)良的多道抗震防線性能。
參考文獻:
[1]董濤.淺談高層建筑結構抗震設計[J]. 河南建材. 2009(01).
篇10
關鍵詞:高層建筑;設計規(guī)劃;方法
一、高層建筑設計規(guī)劃的遵循原則
(一)規(guī)劃設計
高層建筑是現(xiàn)今城市中的主要建筑類型。在對高層建筑進行設計時必須有機結合城市空間,保證高層建筑與城市空間的協(xié)調統(tǒng)一。高層建筑設計者必須依據(jù)建筑實用原則,滿足城市規(guī)劃要求,對建筑用地必須合理規(guī)劃控制,同時,參照環(huán)境來設定建筑高度、朝向以及交通出入口位置等。掌握好尺度要求,控制好協(xié)調比例,對建筑整體的強調性有很大影響。在高空建筑臨街時,考慮整體舒適度,必須做到臨街高層建筑保持一致,從而做到空間和視覺的連續(xù)性。
如富陽海通的項目設計,該項目位于富陽街道迎賓路與公園西路交叉口,東至迎賓大道,西至規(guī)劃住宅用地,北至公園路,南至規(guī)劃住宅用地,用地面積約13223平方米。場地形狀呈梯形。周邊現(xiàn)有規(guī)劃新建住宅及寫字樓、酒店建筑。南側與西側是在建的富陽市富春街道農居安置小區(qū)。項目周邊交通便利,東側為富陽主要城市干道迎賓大道連接G320國道。緊臨項目北側的公園路為城市次要干道。其項目主要規(guī)劃要求:建筑后退道路規(guī)劃紅線、河道藍線、基地界線情況:建筑退迎賓路用地紅線20米,退公園路用地紅線18米,退道路轉角切線22米,退相鄰地塊9米,高度限制100米。從總體布局上來說,本項目主要包括兩棟主樓:A樓和B樓及其連接的裙房,其中辦公功能建筑面積為50001平方米,商業(yè)功能建筑面積為5500平方米。商業(yè)類建筑面積占總建筑面積比例為9.9%。同時,在生態(tài)環(huán)境保護設計上,主樓建筑表面以光潔通透的玻璃幕墻結合金屬裝飾的豎向線條為母題,在重復中獲得動態(tài)的韻律。商業(yè)立面以鋁板為主要裝飾元素,充分關注近人尺度的控制,以莊重大氣的外表適應金融商業(yè)業(yè)態(tài)。利用無眩光、反射率低的玻璃幕墻結合合適比例的鋁板裝飾,塑造出現(xiàn)代辦公建筑的時代先進性,同時也很好的防治了玻璃幕墻的光污染問題。如下圖:
(二)設計原則
對于高層建筑中的整體或部分與城市間的比例關系掌握好,將尺度作為參數(shù),達到高層建筑和城市空間的平衡原則,充分把握這些建筑的單體尺度(細部、近人、街道、整體和城市的尺度)的設計序列,保證其統(tǒng)一性,使得高層建筑和城市空間統(tǒng)一,同時,在高層建筑設計時,要注意生態(tài)設計的應用,如,綠化、自然光技術應用等,有效降低成本。根據(jù)所在建筑的地理位置以及氣候等環(huán)境,考慮節(jié)能資源的應用,保證環(huán)保、無污染的建筑設計理念。作為城市建設發(fā)展的重中之重,高層建筑設計、規(guī)劃就是指,結合實際情況,從建筑整體構思,全面的考慮針對這一構思設計在施工中可能出現(xiàn)的問題,并找出解決方案,保證工程的順利,加快城市的發(fā)展。
二、高層建筑設計規(guī)劃的方法
(一)設計方法
1、廣場作用的發(fā)揮
由于城市空間中的高層建筑所占比例較大,使人產(chǎn)生空間壓迫的感覺,因此,我們在做高層建筑設計時也要充分考慮建筑周圍的環(huán)境設計,如街道、廣場以及綠地等,這樣會給人一種視覺緩沖,從而營造更寬敞的空間。此外,廣場的應用,使得人們有一個可以休閑娛樂的舒適場所。是以,在高層建筑設計時將二者結合,綜合考慮。
2、有關主體的設計
在人們眼中,高層建筑在國家的城市中有很大的代表性、象征性,同時這些高層建筑折射出這個城市的經(jīng)濟發(fā)展水平,所以,在設計高層建筑時,必須選擇合理的外形結構,并要注意限制結構形式以及對使用功能的需求。在做高層建筑的主體設計時,它的主體表現(xiàn)形式直接影響整個建筑的外形結構。新形勢下,有很多高層建筑都具有其自己的特殊性,針對高層建筑設計的諸多要求,以符合生態(tài)設計需求,對主體的設計必須加以重視,比如,裙房與屋頂?shù)脑O計,裙房與城市空間中的街道部分有直接關系,而屋頂?shù)脑O計則影響到整個建筑的形象。因此,作為高層建筑的設計者,必須有效結合城市空間,將個性化與合理化融入設計之中,進行一個合理的設計規(guī)劃,讓人們擁有一個生活更為舒適的城市空間,為城市的進一步發(fā)展作出努力。
3、處理方法的巧妙運用
隨著時代的發(fā)展,人們對高層建筑的設計也要求的越來越多,所以,在做高層建筑設計時,會運用一些巧妙辦法的處理,使得空間形式更豐富。如底層架空的處理方法的應用,這也是現(xiàn)代建筑的一個明顯特征。通常情況下,適合應用在密度較高的環(huán)境中,實現(xiàn)建筑與道路、廣場的結合且改善人流的開放空間。因此,處理方法的巧妙應用在高層建筑設計時是不可或缺的。
(二)規(guī)劃方法
在城市發(fā)展建設中,高層建筑的規(guī)劃在其中占據(jù)極其重要的地位,對高層建筑設計進行合理的規(guī)劃,規(guī)避了其對城市發(fā)展帶來的影響,同時,能夠做到其與城市空間相互結合,實現(xiàn)他們之間的協(xié)調統(tǒng)一。
1、規(guī)避高層建筑的密集情況
盡管高層建筑對城市的辦公條件有所改善,并使企業(yè)得到發(fā)展,但是,如果楚翔高層建筑過密的情況,會導致交通擁擠現(xiàn)象并產(chǎn)生污染,也會給城市空間帶來不小的壓力,像是高層建筑設計中玻璃幕墻的應用,這種設計方法的應用使建筑的外觀十分漂亮,極具美感,但是卻容易造成光污染,這樣導致了交通意外的發(fā)生。因此,在做高層建筑設計規(guī)劃時,一定要注意建筑間的密集程度,規(guī)避這種情況的出現(xiàn)引起的危害、污染。
2、關于高層建筑和街道的規(guī)劃
在高層建筑設計規(guī)劃中,建筑與街道的關系也是十分重要的問題。通常情況下,高層建筑一般位于城市的繁華區(qū),在這一位置的街道,交通負荷較大,所以,必須對高層建筑做出合理的設計規(guī)劃,加強對于街道空間的設計,將高層建筑的高度控制在合理的范圍之內,改善交通的通行,否則,一定會嚴重影響這一地區(qū)的交通情況。因此,重視這一問題,為城市發(fā)展建設做出保證。
3、控制超高層建筑的數(shù)量
在城市建設發(fā)展中,超高層建筑的設計也有一定的宣傳影響,它有自己的獨特性、代表性,然而在實際中,這類超高層的建筑的經(jīng)濟性、合理性卻存在嚴重缺乏,僅僅體現(xiàn)了城市的形象、知名度,但是,在使用效果上,卻幾乎沒有收益。所以,必須嚴格控制超高層建筑的數(shù)量,規(guī)避其給我們城市帶來的負面影響,并阻礙城市發(fā)展的進步。
結束語
總之,對高層建筑設計進行合理規(guī)劃,早已成為城市發(fā)展建設的重要工作之一,隨著時代的進一步發(fā)展,為滿足人們對建筑的使用需求,我們必須在高層建筑設計中,積累豐富的經(jīng)驗,合理的規(guī)劃,是以為高層建筑設計、規(guī)劃得到有效保證,并符合實際需求,為城市發(fā)展建設起到積極促進作用
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