高層建筑特點范文

時間:2024-01-04 17:46:50

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高層建筑特點

篇1

關鍵詞:高層建筑;采暖;問題;思考

中圖分類號:TU97 文獻標識碼:A

1.我國高層建筑采暖現(xiàn)狀

自上世紀八十年代以來,中國建筑業(yè)發(fā)展迅速,民用建筑發(fā)展更是十分迅速。目前,建筑工程一年左右就可以建成17萬至18萬平方米,尤其是在經(jīng)濟快速發(fā)展的新時代,高樓大廈隨處可見,是城市化發(fā)展的主要標志。但就目前的供暖工程而言,多數(shù)高層建筑物由于受到條件、技術和自然環(huán)境等因素的限制而不得不采用原來底層供熱系統(tǒng)來進行供暖。 在這種社會現(xiàn)狀下,供暖壓力存在著明顯的不足,帶來了供暖效果不佳的隱患。一般情況下,針對這些問題,如果原來的供暖面積較小,則可以采用對爐房以及鍋爐設備進行更換,使得其能夠滿足新的供暖系統(tǒng)需求;如果是供暖面積較大,則需要采用新的建筑采暖工程標準來進行更改和改造,使之能夠滿足新的壓力需求。在當前社會中,這些現(xiàn)象是最為普遍的采暖隱患之一,也是高層建筑工程中的主要采暖改進要點。

根據(jù)我國的現(xiàn)有規(guī)定,高層建筑是指10層和10層以上的住宅建筑和高度超過24米公共建筑和集成架構。隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展,周圍高樓大廈如雨后春筍般拔地而起。高層建筑的大量出現(xiàn)給人們的生活和工作帶來了良好的舒適性、方便性,并為城市建設節(jié)約了大量的土地面積,但它的設計與施工難度都遠比普通多層建筑要高很多。在這里,我們將對高層建筑的采暖系統(tǒng)的一些特點進行簡要的分析,并提出一些解決措施。高層建筑采暖系統(tǒng)設計需要考慮的特點:

2 關于圍護結構的傳熱系數(shù)

建筑圍護結構組成(屋頂、墻壁、地基、保溫材料、密封材料、門和窗戶、遮光設施)設計對建筑能耗、環(huán)保性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量和用戶的視覺和熱舒適零部件根本性的影響。圍護結構的傳熱系數(shù)與圍護結構的材料、材料的厚度以及內(nèi)外表面的換熱系數(shù)有關。在上述因素中,圍護結構外表面的換熱系數(shù)取決于外表面的對流放熱量和輻射放熱量。

戶外風力從地面到天空逐漸增加。對于高層建筑來說,上半部分的戶外風速較大,所以頂端部分的外表面的對流傳熱系數(shù)也大。此外,由于高層建筑周圍沒有其他的建筑遮擋,所以,高層建筑不斷向天空輻射熱量。因此高層部分外表面輻射放熱的增加不可忽視。由于高層部分外表面對流換熱系數(shù)加大,并且輻射放熱量也增加,所以增大了高層部分圍護結構的傳熱系數(shù)。

3關于室外冷空氣的進入量

室外風速隨高度的增加以外,風壓也不斷增加,這就增加了外界冷空氣的滲透量。冷空氣從迎風面縫隙滲入,并從背風面縫隙排出,為了不使迎風面房間溫度過低,必須將滲入的冷空氣加熱,這就加大了高層部分的熱負荷。冬季高層建筑物內(nèi)熱外冷,使得室外空氣經(jīng)建筑物下部出入口(或縫隙)進入建筑物,而后通過上部各種開口排出,這種在熱壓作用下的空氣流動,當高度越來越高,室內(nèi)外溫差越大時,就會使更多的室外空氣流入建筑物,這種作用增大了高層建筑物下層部分的熱負荷。

4高層建筑采暖外網(wǎng)的連接問題

高層建筑采暖外部網(wǎng)絡連接的問題主要出現(xiàn)在中國的北方城市。目前,大多數(shù)城市主要用于建筑的采暖系統(tǒng)多是中央供暖系統(tǒng),而在冬季供熱采暖也主要由城市管網(wǎng)供熱。隨之也近年來高層建筑的飛速發(fā)展,各大城市建設力度蓬勃興起,高層建筑的采暖需求和現(xiàn)有城市熱網(wǎng)供暖的配套問題越來越突出、越來越明顯,嚴重影響了建筑的供暖質(zhì)量。 因此,就目前的工程項目施工分析,其主要的工作重點在于解決現(xiàn)有城市供熱網(wǎng)壓力和溫度都較低的情況下引發(fā)的問題。

目前高層建筑施工過程中建設的主要途徑是提高設計流程和施工質(zhì)​​量,同時在施工中加強監(jiān)督和管理,從而提高效率和工程質(zhì)量。不僅對于目前的高層建筑的供熱系統(tǒng)有著缺陷和不足,并且在其技術、工藝分析和應用上,仍存在一些問題。目前的供熱系統(tǒng)中,常見的工程形式有:雙水箱分層式、熱交換器隔絕分層式、單雙管混合式、雙線式等幾種形式,各種形式的優(yōu)點也特別明顯,但在具體工程的使用上卻也受到種種條件的限制,都有不盡人意之處,難以滿足急劇增長的高層建筑的采暖需求。 探索新的解決北方城市高層建筑采暖系統(tǒng)形式是有益的。 現(xiàn)就上述幾種采暖方式及其優(yōu)缺點進行分析比較如下:

(1)熱交換器隔離分層系統(tǒng):在一定范圍內(nèi)可避免高層出現(xiàn)較低的靜壓力水平的現(xiàn)象,而且,還可以確保相關底層驅(qū)散器造成的超壓現(xiàn)象,但是其對于熱網(wǎng)水溫要求較高,必須要在設計中高于用戶預定水溫。該建筑所處的熱網(wǎng)溫度顯然是滿足不了要求的。另外,熱交換器的價格較貴,占用空間大。 系統(tǒng)較為復雜,會增加造價。

(2)雙線式或單雙管混合式:雖然結構簡單。 造價低,但高層區(qū)靜水壓力對低層區(qū)散熱器的影響依然存在。

(3)雙層箱隔絕分層式:供回水溫度雖然沒有特別限定,但在建筑物頂部設置一個水箱和兩個保溫水箱,系統(tǒng)受氧腐蝕嚴重,壽命較短,后續(xù)維護費用較高,且浪費建筑面積,增加建設費用。

5 室內(nèi)熱負荷特點

在其他國家,由于高層建筑通常使用的幕墻,雖然它傳熱系數(shù)比傳統(tǒng)的結構可以更小,但比傳統(tǒng)的建筑物,它的熱容量要小得多,從而使得高層建筑物室內(nèi)的蓄熱能力大為降低,在室外氣溫及太陽輻射變化時,便使房間的供暖熱負荷迅速變化。

高層建筑采暖所采取的措施:

(1)為了減少風壓力所造成的室外空氣滲透量,應盡量減少窗縫長度和提高窗縫密閉性,例如,采取單扇窗口并且窗縫之間的橡膠密封墊安裝等。風壓和熱壓造成的空氣流動,使室外空氣主要經(jīng)底層大門進入建筑物。為了避免門廳部分溫度過低,通常將底層大門做成雙層門,旋轉門,在門外加一個深度適當?shù)拈T斗或者加裝空氣幕。冷空氣進入建筑物后,沿樓梯間上升,經(jīng)上層房間的窗縫或其他開口排至室外。因此在樓間通向走廊的地方應設置常閉的內(nèi)門,如彈簧門、自動門等。

(2)宜將供暖系統(tǒng)按朝向分區(qū),并且在每區(qū)的供暖系統(tǒng)中加裝室溫控制裝置。

(3)如果高層建筑熱水采暖系統(tǒng)中,由于較低的散熱器只能承受一定的靜水壓力,從而限制了系統(tǒng)的高度,這使得高層建筑熱水采暖系統(tǒng)必須垂直劃分。在建筑物的底部,供暖系統(tǒng)與熱水管網(wǎng)直接連接,混合設備可用混水器,也可用水泵。在高層部分,供暖系統(tǒng)則通過水 - 水加熱器與熱水熱力管網(wǎng)間接連接,用這種方法吧上、下兩個系統(tǒng)分開,使最下面的散熱器所承受的靜水壓力與層系統(tǒng)無關。水 - 水加熱器,水泵等設備均可設置在輔助房間內(nèi)。這個房間可布置在建筑物的中間層,也可布置在建筑物的底層,這要視具體情況而定。通常將采暖設備、空調(diào)設備、給水排水設備和電氣設備等的機房設備均放在同一層內(nèi),它可占去這一層樓的大部分面積。這一層樓就叫設備層。設備層比標準層高,其高度大約是標準層的 1.6 倍。對于旅館之類的高層建筑物,各種機房所占的面積大約是總建筑面積的4%~7%。在高層建筑中,除了用地下層或頂層作為設備層以外,也有必要在中間層和最上層設設備層,一般認為每10~20 層設一設備層最好。供暖系統(tǒng)可用鍋爐也可用室外熱力管網(wǎng)作為熱源。

(4)高層建筑如使用蒸汽加熱系統(tǒng),該系統(tǒng)的高度就不會受到限制。但通常不在高層建筑使用高壓或低壓蒸汽加熱,因為高壓或低壓蒸汽加熱系統(tǒng)除了散熱器表面溫度過高,不符合衛(wèi)生要求,并且只能用間歇工作的方法調(diào)節(jié)散熱器的散熱量,這就會造成室溫在較大的范圍內(nèi)波動。但在高層建筑中,可用真空蒸汽采暖系統(tǒng),它的高度既不受限制,也沒有蒸汽采暖系統(tǒng)在衛(wèi)生及調(diào)節(jié)方面的缺點。在采用真空蒸汽供暖系統(tǒng)時,不僅要使系統(tǒng)內(nèi)保持真空,而且要用改變真空度的辦法來調(diào)節(jié)散熱器的散熱量,這就要求系統(tǒng)嚴密不漏,并需要保持真空的自控設備。

6.總結:

總之,高層建筑樓層多,使用人員大多不同,設備具有復雜性,使得一些特點——高層建筑的采暖系統(tǒng)具有不同于傳統(tǒng)多層建筑的若干特點——往往容易被忽視的設計師,希望這可以為我們的設計人員提供一些有價值的參考。

參考文獻:

參考文獻:

篇2

為此,對高層建筑的防滅火工作必須高度重視,認真研究高層火災的火災規(guī)律,火災特點和撲救措施,以適應高層建筑大量涌現(xiàn)的發(fā)展趨勢的需要。本文從高層建筑的結構特征和火災特點出發(fā),分析火災發(fā)生的因素,提出方法意見,為科學撲救高層建筑火災提供參考。

[關鍵詞]消防 高層建筑 火災特點 撲救

中圖分類號:TU998.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)27-0329-02

一、高層建筑特點

1.1 建筑結構的復雜

高層建筑主體建筑高、層數(shù)多,如上海環(huán)球金融中心大樓,主體建筑高492米,地上共101層。四周有裙房。按規(guī)定主體建筑至少留有1/4邊不設裙房,裙房內(nèi)設有鍋爐房、變壓器室、配電間、廚房、餐廳、倉庫等。

形式與結構多樣,形式有四方形、塔型、階梯型、凹形、人性等。結構體系有框架、剪力墻、筒體等。豎井、管道多,有電梯井、電纜井、樓梯井、治理井等,有排風管、水管、電線管道等。豎井、管道是火災蔓延的重要途徑。

用電設備多。如各種照明燈具,電冰箱、電視機、電梯、自動空調(diào)、自動窗簾等。

1.2 功能復雜,人員密集

高層建筑用途廣泛。高層建筑分為住宅樓、賓館、辦公樓、百貨樓等。經(jīng)常聚集較多的人員。功能多樣。有些高層建筑、同一幢大樓有多種功能,有辦公室、會議室、臥室、文娛室、圖書室、小賣部、維修室、變(配)電室、鍋爐房、廚房、餐廳、機房、倉庫、車庫等。一些高級高級賓館還有宴會廳、歌舞團、咖啡廳、酒吧間、展覽廳等。人員密集,火災更容易導致傷亡。

1.3 可燃物多,火災荷載大

高層建筑內(nèi)可燃裝飾材料多,如可燃材料吊頂、塑料墻布、墻紙、窗簾等,有些管道、電纜的隔熱材料也是可燃材料。這些材料在燃燒過程中能放出大量的熱和可燃氣體,以及帶有毒性的煙氣,威脅人員的安全,同時能加快燃燒的速度,發(fā)生發(fā)生爆燃。室內(nèi)陳設的可燃物品多。如化纖地毯、壁毯、掛畫及床、沙發(fā)、桌椅等生活用品。一般住宅樓的火災荷載密度約35―60K/O,高級旅館達45―60K/O。

1.4 消防設施完善

高層建筑內(nèi)一般都設有較完善的消防設施,如防火分隔設施、安全疏散設施、火災自動報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、防排煙設施等,為撲救高層建筑火災提供了許多有利條件。

二、高層建筑火災因素分析

2.1 違反安全生產(chǎn)制度。

高層建筑用電、用氣、用火量大,而內(nèi)部設施一般達不到防火要求,臨時布線過多、過亂。電焊、電工等特種工操作人員缺乏專業(yè)培訓,有的是無證上崗,施工時操作不規(guī)范,甚至是違規(guī)操作。

2.2 邊營業(yè)邊施工的現(xiàn)象普遍存在。

高層建筑由于使用年限較長,長時間使用中,存在改造和裝修,單位內(nèi)部擅自就進行了裝修和改造,施工現(xiàn)場用電量大,但由于用電是臨時性的,導致安裝極不規(guī)范,電線私拉亂接現(xiàn)象嚴重。

2.3 消防意識不強。

高層建筑消防安全管理存在諸多問題:任意壓縮消防投入;對消防人員特別是消防值班人員不落實;人員沒有經(jīng)過消防培訓,素質(zhì)低;消防系統(tǒng)缺乏維護保養(yǎng);物品亂堆放,影響消防設施的正常使用。

三、高層建筑的火災特性及危害

3.1 高層建筑管道豎井多,易形成“煙囪”效應

一般高層由于建筑工藝上的需要,高層建筑設置很多管道豎井,如電纜井、電梯井、管道井、垃圾道、通風道、樓梯間等。在設計或施工中,如果防火處理不好,特別是防火分隔措施考慮不周,或者在施工中未能滿足設計要求,火災發(fā)生時,這些豎井就會成為一個個高聳的“煙囪” ,使煙氣在豎井內(nèi)的垂直擴散速度大大提高導致火勢迅速蔓延。

3.2 火災蔓延迅速,易形成立體火災

高層建筑的樓梯間、電梯井、管道井、風道、電纜井等豎向井道多,如果防火分隔處理不好,發(fā)生火災時就好像一座座高聳的煙囪,成為火勢迅速蔓延的途徑,尤其是高級賓館、綜合樓和圖書館、辦公樓等高層建筑,一般室內(nèi)可燃物較多,一旦起火,燃燒猛烈,蔓延迅速。經(jīng)測定,在火災初期階段,因空氣對流,在水平方向造成的煙氣擴散速度為0。 3m/s;煙氣沿樓梯間或其它豎向管井擴散速度為3~4m/s。假如一座高度為100m的高層建筑發(fā)生火災,在無阻擋的情況下,半分鐘左右,煙氣就能順豎向管徑到擴散到頂層,其擴散速度是水平方向的十倍以上。

3.3 室內(nèi)裝修可燃材料多

高層建筑中,無論是賓館,還是商場、辦公樓,由于其用途需要,往往都要根據(jù)自己的特點進行裝修,但在裝修過程中,又采用許多可燃性材料,特別是化工品用量極大,這些化工原料主要由碳氫化合物組成,燃燒分解產(chǎn)生大量的有毒氣體同時還會產(chǎn)生大量煙塵及水蒸氣等,這些氣體和煙塵都會對人體產(chǎn)生危害,嚴重影響建筑物內(nèi)人員安全疏散和消防撲救,易造成火災的蔓延擴大。嚴重影響建筑物內(nèi)人員安全疏散和消防撲救,易造成火災的蔓延擴大。

3.4 高層建筑發(fā)生火災時,人員疏散困難

一是層數(shù)多,垂直距離長,疏散到地面或其他安全場所的時間長;二是人員集中;疏散時容易出現(xiàn)擁擠情況; 三是發(fā)生火災時煙氣和火勢向上蔓延快、且易竄入樓梯間,而火災發(fā)生時人們大量涌向樓梯,增加了疏散難度(平時使用的普通電梯,在火災時必須切斷電源,停止使用,因此,高層建筑的安全疏散主要靠樓梯)?;馂陌咐治霰砻鳎粺熮顾赖恼蓟馂乃劳鋈藬?shù)的一半以上。另外在慌亂中還難免發(fā)生摔死、摔傷、跳樓等慘劇。這些都是高層建筑發(fā)生火災時進行疏散的不利條件。

3.5 高層建筑火災撲救難度大

3.5.1、登高困難;高層建筑發(fā)生火災時,如不借助消防電梯,一般的消防隊員徒步跑上8、9層,其體力已消耗到基本喪失戰(zhàn)斗力,而由于經(jīng)濟等因素,消防電梯的設置終究有限。高層建筑高達幾十米,甚至超過二三百米,發(fā)生火災時外部進攻受限?,F(xiàn)在消防云梯車高度有限,世界最高的云梯車其高度僅101m;另一方面缺乏地面消防行動展開的場地,高層建筑的主體建筑周圍往往設有裙房,妨礙登高車全方位靠近主體建筑進行滅火救援活動,所以超高層建筑上部樓層發(fā)生火災,消防隊員無法進行外攻。

3.5.2、用水量大,供水困難;高層建筑發(fā)生火災時,冷卻和控制火災蔓延擴大的用水量是相當大的,從國內(nèi)外高層建筑火災實例來看,高層建筑火災實際用水量需要每秒上百升至幾百升,而目前,撲救高層建筑火災的消火栓系統(tǒng)的供水量約為每秒幾十升,因此,只好借助消防隊千方百計往高樓供水,但由于受水帶耐壓強度和消防車供水高度的影響,常因供水不上而貽誤滅火戰(zhàn)機。

3.5.3、鋼結構建筑易坍塌;鋼結構具有強度大、重量輕、力學性能尤其是抗風、抗震好等優(yōu)點,因而高層、超高層建筑和一些有特殊要求的工業(yè)與民用建筑采用鋼結構的不少。但從防火角度看,鋼結構雖然是不燃燒體,但很不耐火,這就是鋼結構的最大弱點,這一結論已被無數(shù)火災案例和科學試驗所證明,無防火保護的鋼結構(即露明的鋼結構)在火災的作用下,約一刻鐘(15min)左右就會燒損或破壞。

四、高層建筑火災撲救措施

4.1 高層建筑火災撲救遵守的基本原則

4.1.1、集中優(yōu)勢兵力,加強第一出動的原則。因為在高層建筑內(nèi)人員密集,發(fā)生火災時蔓延速度快,撲救困難,人員易造成大量傷亡,所以必須在短時間內(nèi)集結足夠兵力,快速抵達,才能確保及時營救出被困人員。同時考慮高層建筑火災現(xiàn)場情況復雜、維持秩序和疏散滅火的需要,在調(diào)集消防力量到達現(xiàn)場的同時還應調(diào)集公安、交警、供水、供電、醫(yī)療、救護和其他社會力量到達現(xiàn)場。

4.1.2、堅持“救人第一,科學施救”的戰(zhàn)術原則。正確處理救人與其他滅火救援行動的關系,一般情況下救人與滅火應同步部署實施。針對高層建筑內(nèi)人員集中、發(fā)生火災后煙霧大、毒氣多、人員容易恐慌、疏散困難、搶救人命任務重的特點,消防隊到場后,首先要消滅人員被困地點及疏散通道的火勢,驅(qū)散煙霧,打開疏散通道,迅速救出被困人員。同時派出搜索分隊,深入著火層及著火層以上樓層逐層搜尋、引導或搶救疏散被困人員。在力量允許的情況下,同時還要及時深入著火層以下各層,搜尋受火勢威脅的人員,進行引導疏散。

4.1.3、“以固為主,固移結合”的撲救原則。針對高層建筑內(nèi)部情況復雜、火災發(fā)展蔓延速度快、外部撲救困難的特點,消防隊到達火災現(xiàn)場后,迅速關閉空調(diào)通風系統(tǒng),將室內(nèi)消火栓處的水槍、水帶與消火栓連接,開啟消火栓滅火。同時利用室內(nèi)消防電梯、儲水系統(tǒng)快速投入救援工作。當室內(nèi)固定消防設施不能完全撲滅火災時,就要快速組織外部移動式消防裝備進行火場供水,確保火場上不間斷用水的需要,實現(xiàn)救援行動中固移消防設施的有機結合。在借助消防電梯登高時,必須要在低于起火樓層二層以上的地方下電梯,然后利用通道到達起火樓層救援被困人員,尋找著火源,并利用建筑消防設施進行滅火。

4.2 高層建筑火災撲救的戰(zhàn)術措施

高層建筑火災撲救基本戰(zhàn)法:一般可采取內(nèi)攻外堵、上截下防、阻止蔓延、分層消滅的戰(zhàn)術措施。作戰(zhàn)部署應以內(nèi)攻為主,把主要力量部署在起火樓層,實施近戰(zhàn),直接撲滅火災。高層民用建筑的耐火性能比較好,且內(nèi)部設計安裝有固定的消防o水系統(tǒng)和其他消防設施,因此高層建筑火災的撲救方法和普通建筑火災的撲救方法有所不同,指揮員在組織指揮撲救時,應確立救人優(yōu)先的指導思想,堅持以內(nèi)攻為主和充分發(fā)揮固定消防設施作用的原則。

4.2.1、利用內(nèi)部固定消防設施,及時處置初期火災。高層建筑起火后,如果在初期火災時間內(nèi)不能及時撲滅,火勢就會沿樓層外部、樓內(nèi)通風管道、豎井、樓梯、電梯井等迅速向上下蔓延,形成立體燃燒。因此,利用本單位的消防組織和職工,及時撲救初期火災,有秩序地疏散人群,將火災撲滅在萌芽狀態(tài)十分重要。

4.2.2、適應立體作戰(zhàn)需要,部署消防力量。高層建筑火災撲救力量的編成,應按照高層建筑的功能、體量、火災特點,火災事故的等級和規(guī)模,現(xiàn)有滅火力量和作戰(zhàn)能力,在火災撲救中所承擔的任務來進行,平時加強協(xié)同配合演練,戰(zhàn)時實施分級力量調(diào)派,重點加強第一出動力量,強化第一時間段的救人和滅火行動。

4.2.3、搞好火場偵察。高層建筑的火場偵察,是撲救火災的重要環(huán)節(jié),火情偵察準確,能為指揮員的科學指揮提供依據(jù)。因此,公安消防部隊到達現(xiàn)場后首先要利用大樓消防控制中心的各種消防設備顯示系統(tǒng)和閉路監(jiān)視系統(tǒng),向現(xiàn)場職工、單位負責人了解相關情況,還要組織偵察小組,攜帶好照明工具、氧氣呼吸器、安全繩等,必要時用水槍掩護前進,深入重點區(qū)域偵察,迅速查明高層建筑的起火部位,燃燒物質(zhì)的性能和數(shù)量,火勢蔓延方向,起火樓層及其上、下有關各層受火勢威脅的程度,通行道路、救人任務和方法等情況,以確保安全。火情偵察要貫穿整個滅火戰(zhàn)斗的始終,根據(jù)偵察來的信息,隨時掌握火勢變化情況及時采取搶救措施。

4.2.4、堅持“救人第一”的原則,疏散和搶救人員。高層建筑發(fā)生火災時,要有效地組織疏散群眾和救出被困人員,是一項十分難巨的任務,因此應組織精干的搶救力量,攜帶救護和破拆工具,深入起火樓層,仔細搜索被困人員。執(zhí)行救人任務,不能少于2人,事先要約定聯(lián)絡信號,互相照應,應攜帶救生器材,以備救人自救,進入有煙火的區(qū)域,要配戴空氣呼吸器等防護器材。

4.2.5、保持不間斷火場供水,滿足火場用水量。高層建筑發(fā)生火災,能否及時而不間斷的將水輸送到滅火陣地,滿足火場所需的水量和水壓,是戰(zhàn)斗成敗的關鍵。尤其是基建工地發(fā)生火災后,火勢蔓延迅速,且周圍消防水源缺乏,施工工地上固定供水系統(tǒng)未建成或不完善,當供水高度超過單車供水高度時,采取沿樓層鋪設水帶或在樓梯間垂直鋪設水帶的供水方法,較難保證不間斷供水,此時,應采取多車藕合供水或消防車與手抬機動泵串聯(lián)供水的方式。若缺少耐高壓水帶,則宜采取最后一種方式,以確保安全使用。

五、結論

高層建筑火災的撲救是當前火災形勢下,對我們消防工作提出的一個新課題,消防部隊全體指戰(zhàn)員必須不斷地探索高層建筑火災的發(fā)展特點和撲救措施,發(fā)揮現(xiàn)有裝備優(yōu)勢,發(fā)揮滅火最佳效能,打贏現(xiàn)代條件下的高層建筑火災的滅火戰(zhàn)斗,為駐地的一方平安發(fā)揮應有的作用。

參考文獻

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篇3

關鍵詞:建筑施工;高層建筑;施工質(zhì)量;控制措施

一、高層建筑施工特點

(一)規(guī)模龐大,工期成本高。高層建筑體量及總建筑面積大,所需投資往往比較多,目前較多都在18層以上,這樣就造成建設單位的資金壓力非常大,而資金壓力又體現(xiàn)在工期成本高,一旦工程延期往往會急劇提高投資成本,進而降低投資收益。

(二)基礎埋置深,施工難度大。由于建筑結構穩(wěn)定和開發(fā)地下空間的需要,高層建筑的基礎埋置都比較深,目前較多采用兩層地下室,因而深基礎施工周期長,施工安全風險相應增大。

(三)結構高度高,施工技術含量高。高層建筑較其它建筑最為顯著的區(qū)別是高度大。目前世界上最高建筑高度已經(jīng)達到828m(阿聯(lián)酋迪拜大廈)。高度的不斷增加和造型的奇特都會增加高層建筑結構施工難度。

(四)作業(yè)空間狹小,施工組織難度高。高層建筑是垂直向上伸展的建筑,這一特點決定了高層建筑的施工只能逐層向上進行,施工作業(yè)面狹小且周邊可做施工場地的空間普遍較小,有的工程甚至幾乎沒有,造成施工組織的難度非常高,必須有效利用作業(yè)時間和空間,合理安排,進而提高施工效率。

(五)建設標準高,材料設備品種多、來源廣。高層建筑多為設計標準比較高的建筑,有些作為城市標志性的高層建筑尤其如此。業(yè)主和建筑師為了打造精品,往往采用比較先進科技成果,這對總承包單位管理能力是一個嚴峻考驗,管理前瞻性要求相當高。

(六)工期長,冬雨季施工難以避免。高層建筑體量大,施工周期相應加長,據(jù)統(tǒng)計,我國全部竣工的單棟高層建筑平均工期為12個月左右,規(guī)模大的高層建筑施工工期甚至超過2年。因此,施工過程中冬雨季惡劣天氣不可避免。特別是隨著施工高度的增加,作業(yè)環(huán)境更加惡劣,風大、溫度低都給結構施工帶來難以預見的困難。

(七)人員、材料設備垂直運輸量大。高層建筑體量巨大,用材品種多、數(shù)量大,施工人員上下的交通流量也比較大,因而垂直運輸體系的效率對提高施工速度影響極大。

1.8功能繁多,系統(tǒng)復雜,施工組織要求高?,F(xiàn)代高層建筑往往功能繁多。為了實現(xiàn)建筑功能,系統(tǒng)也就非常復雜,除了建筑結構外,還包含強電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和樓宇自控系統(tǒng)等。要在有限的時間和空間內(nèi),保質(zhì)保量完成這些系統(tǒng)的施工,對總承包單位的施工組織能力是一個嚴峻的考驗。

二、高層建筑“三線”的施工控制

建筑物的軸線、標高、垂直度是建筑物的經(jīng)絡,控制不好,對高層建筑的質(zhì)量影響很大。對高層建筑的軸線、標高、垂直度控制來說,由于涉及面廣,施工環(huán)境復雜,操作技術難度大,經(jīng)常會發(fā)生位移或不準現(xiàn)象。“三線”的控制是高層建筑施工的一大難點。施工時,應做好以下技術控制:

(一)垂直度的控制

控制垂直度是保證高層建筑的質(zhì)量基礎,也是關鍵的環(huán)節(jié)之一。為了控制建筑大樓的垂直度,首先應根據(jù)大樓柱網(wǎng)布置情況,先將大樓四個邊角柱的位置確定。在安裝四個邊角柱的模板時,沿柱外層上彈出厚度線,立模、加支撐,采用吊線的方法測定立柱的垂直度;在保證垂直度100%后,對準模板外邊線加固支撐、澆筑混凝土。待四角柱拆模后,其他各列柱以該四柱為基線,拉條鋼線,控制正面的平整度和垂直度。施工過程中的垂直度控制,應用激光儀加重錘進行雙重較驗,這樣更能增添垂直度的準確性,同時加上內(nèi)、外雙控使高層建筑的豎向投測誤差能減小到最低限度。

(二)軸線的控制

1.軸線控制網(wǎng)的引測

基礎施工時,由于環(huán)境視線較好,可以采用常規(guī)的軸線控制網(wǎng)進行放線控制。設置控制點時,要綜合考慮隨著建筑物升高時必要的復測。高層建筑施工過程中,腳手架與施工層同步向上,導致從一些基準點無法引測,因此在±0.00結構施工復核軸線無誤后,以―層樓面為基準在最長縱橫向預埋一定數(shù)量的200*200*8mm鋼板,在鋼板上標出控制軸線或主軸線控制點(并繪制控制軸線點平面圖);二層及以上施工時,以一層樓面為基準在每層樓面相應位置留設 200*200mm方洞,采用大線錘引測下層樓面的控制點(必要時也可直接用激光經(jīng)緯儀引測),再用經(jīng)緯儀及鋼卷尺進行軸線校正,放出各層軸線和細部尺寸線。

2.過程線的控制。

掛起兩條線,澆好剪力墻,這是過程線控制的關鍵。澆筑剪力墻,宜用18mm厚優(yōu)質(zhì)膠合夾板,外墻組合固定大模,內(nèi)墻散裝散拆進行組合模編號。這樣墻體平整度得到了保證,但更要注意的是墻體的垂直度。為此:①模板支撐時嚴格控制好剪力墻的四角,確保四個角的垂直度偏差在最小范圍內(nèi);②澆筑混凝上時,在剪力墻外平面的腰部和頂部掛雙線,確保線和模板始終保持一致,樓層混凝土搭接無偏差,發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整,從而達到線性控制的目的。

(三)標高線的控制

在每層預控軸線的至少四個洞口(一般高層至少要由3處向上引測)進行標高的定位,同時輔以多層標高總和的復核,然后輔以水準儀抄平,復核此四點是否在同一水平面上,以確保標高的準確性。這其中對四個洞口標高自身的準確性要求提高,因施工過程中模板、澆筑、加載等原因,洞口標高可能失去基準作用。為此必須確保引測點的可靠性,加強洞口處模板支撐,同時輔以直徑為12鋼筋控制該部位樓面厚度,確保標高的準確。在大樓四角、四周具備條件處設立層高、累計層高復核點,每層向上都附以該位置進行復核,防止累計誤差過大。層面標高復核過程中必須實現(xiàn)每層面的四個洞口控制點與外層高復核點在同一水平面上方能確認標高的準確性,達到標高控制的目的。

三、對施工測量的控制

對于高層建筑而言,要把握好施工精度較難,在施工中經(jīng)常存在著移位或者偏差的現(xiàn)象,要確保建筑的整體高度、長度和寬度滿足要求,要做到3線控制,確保垂直度、軸線和標高線的準確。通常情況下垂直度要根據(jù)高層建筑的柱網(wǎng)的分布情況,將建筑物的四角邊墻沿縱橫向測設到一層轉交邊墻上,并進行標記,以此作為測量用的垂直度的標準。軸線通常使用經(jīng)緯儀結合激光儀的方式進行獲取。標高線可以在每層預設四個洞作為標高定位,但由于澆筑,加膜等原因會造成基準標高點不準確,這時可采用多層標高復核,使用水準儀進行抄平,以確保標高的準確性。

四、施工中混凝土和鋼筋的使用

在施工時,會用到大量的混凝土,要保證混凝土的強度滿足要求,防止混凝土的離散型過大,而造成強度過低的問題,混凝土的質(zhì)量將直接影響到整個高層建筑的質(zhì)量。除了混凝土以外,鋼筋對高層建筑的支撐力也起到重要影響,鋼筋的質(zhì)量有材料監(jiān)管部門負責,而對施工中鋼筋的使用則有施工部門進行負責,施工部門要根據(jù)建筑強度的要求使用鋼筋,做到改用鋼筋的地方不能用其他材料取代。

五、高層建筑裂縫的處理

通常高層建筑中的混凝土強度較高,很容易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象,水泥的熱化作用,也會釋放大量的熱量,從而導致混凝土的溫度變化,由于溫度應力和收縮應力的作用,往往會產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。裂縫不僅使建筑物的美觀受到影響,同時還對建筑物的整體的耐用性產(chǎn)生影響。為了避免產(chǎn)生裂縫,可以選用中低熱的水泥,盡量減少大體積混凝土的使用量,同時可以摻雜適量的緩凝劑從而減少裂縫的產(chǎn)生。

六、 施工人員的管理

施工隊伍的素質(zhì)對高層建筑的施工質(zhì)量有很大影響,在進行建設施工時,應對施工個負責人進行任務分配,下達相應的任務指標,定期對指標進行檢查,確保工期的進度。對施工人員的管理則更為重要,首先要確保施工人員聽從指揮,按照施工設計方案進行施工。其次需要施工人員具有一定的專業(yè)水準,能夠看懂設計方案自行進行操作。再次需要施工人員要有強烈的敬業(yè)精神,按照預期完成建設任務,進制無故曠工、磨洋工的現(xiàn)象。

參考文獻:

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【關鍵詞】高層建筑,給排水設計,建筑工程,特點。

一、綜述

給排水系統(tǒng)工程雖然在建筑工程中的比重不大,但是卻是影響生活質(zhì)量的重要因素,水是生活的根本,良好的給排水系統(tǒng)是保證正常生活用水充足的前提保證,高層建筑具有建筑樓層高、用戶多、用水多的特點,根據(jù)這些特點進行給排水系統(tǒng)的改進,將有利于解決給排水過程中出現(xiàn)的障礙或者事故。高層建筑帶來的安全隱患尤其是火災問題,給高層建筑的救援帶來很大的消防難題。要解決這個難題,就必須在高層建筑的給排水設計中對安全隱患進行充分地考慮。

二、高層建筑給排水工程特點

1.高層建筑給排水設備的使用人數(shù)較多,水量也較大。如 果發(fā)生停水或是管道堵塞等事故,則影響人群較多,范圍較大。因此,高層建筑必須采用有效的措施,以保證供水安全和排水通暢,經(jīng)濟合理以及維護管理方便。

2.高層建筑中給排水系統(tǒng)中靜水壓力較大。如果只有一個供水區(qū),不光是會影響使用,而且也容易損壞管道和配件。因此,可以對給排水系統(tǒng)進行合理的豎向分區(qū),從而降低靜水壓力,使系統(tǒng)做到安全運行。

3.高層建筑的各種動力設備繁多,管道較長,比較容易產(chǎn)生振動和噪音。因此在給排水設計中,應該考慮到管道的防震、防噪、防管道的變位或是伸縮等措施。

4.高層建筑的功能復雜,引發(fā)火災的因素也比較多,一旦失火,火勢蔓延迅速,并且在人員的疏散和撲救方面都存著一定的困難。要提高高層建筑的消防系統(tǒng)的安全可靠性,必須設立安全可靠的室內(nèi)消防給水系統(tǒng)。

5.高層建筑的給排水量大,管道長,管道中存在著較大的壓力波動。為了使管道的壓力穩(wěn)定,提高系統(tǒng)的給排水能力,采用新型的單立管道系統(tǒng)或是設置通氣管系統(tǒng)是很有必要的。此外,排水管道的材料最好采用機械強度較高的,并用柔性接口。

三、高層建筑的給水方式

高層建筑的給水應該秉承給水安全可靠,技術先進,經(jīng)濟合理的原則。目前我國的高層建筑給水主要有四種方式:

1.減壓分區(qū)給水

即是一種利用減壓水箱或是減壓閥進行減壓。水泵直接將水注入最上區(qū)的水箱,然后依次向下區(qū)的水箱供水,或是在上下區(qū)間裝置減壓閥代替水箱起到減壓的作用,用這種方式給水,設備和管道都比較簡單,成本較低,方便維修管理,但是下區(qū)供水面臨較大的壓力,水泵也會消耗較多的能源。

2.氣壓罐給水方式

這種方式需要離心水泵和氣壓罐兩種設備。利用氣壓罐內(nèi)的空氣的壓縮性來存儲和調(diào)節(jié)水量的高度,并且使用水泵機組的循序啟動和軟啟動,實現(xiàn)供水。氣壓罐供水不需要建設水塔和水箱,減少了建筑物的荷載和基建的投資,而且密封的罐內(nèi)可以避免水質(zhì)的污染,但是氣壓罐的容水量是有限的,并且會經(jīng)常出現(xiàn)供水壓力不穩(wěn)定的現(xiàn)象,供水的可靠性無法保障,水泵的啟用頻繁,大大縮短了使用的壽命,設備支出費用會有所增加。

3.高位水箱供水方式

這種方式所需的設備包括水泵和水箱。水箱內(nèi)的水在泵房離心泵的作用供給,高位水箱則用來存儲和調(diào)節(jié)本區(qū)的水量及穩(wěn)壓。使用高位水箱供水方式,水箱里可以儲存一定量的水,并且水泵的啟動次數(shù)也相對較少,可以保障供水的安全可靠,同時所支出的設備費和運營費也比較低。但是,使用這種方式,首先,水箱內(nèi)的水容易受到污染;其次水箱的設置會占用一定的建筑面積和增加建筑結構的復雜性。

4.變頻泵無水箱給水方式

這種方式的水壓和流量是可以調(diào)節(jié)的。從而達到一種節(jié)能的效果,并且可以隨著用水量的變化隨時調(diào)整點機的轉速運行,保證了運行的可靠性并且延長了設備的使用壽命。但是由于變頻器的價格比較貴,所以設備所需的費用較大,并且變頻器對工作環(huán)境也有一定的要求,容容易受到外界的干擾,影響整個系統(tǒng)的正常運行??偠灾?,每一種給水方式都各有利弊。給水方式的設計,應該結合實際的情況和地方特點,做到具體分體具體分析,也可以將幾種供水方式相互結合使用。

三、高層建筑的排水設計

1.排水系統(tǒng)的分流制

污廢水是采用合流制還是分流制主要是由技術和經(jīng)濟兩大因素決定的。一般在民用高層建筑中,生活污、廢與雨水是分流排放的。

2.排水管道布置

需排出的污水盡量通過最短的排水管道排出室外,并且排水管道盡量的不要經(jīng)過變形縫。這樣有利于排水管道的安全使用以及維修清理。

3.排水管道的鋪設

管道與墻之間、管道之間需要留有一定的間距;如果管道要穿越樓板、穿越墻壁或是樓基怎要預留洞孔。排水立管與排水管端相連的部分應該采用兩個45°的彎頭或是彎曲半徑不小于4倍管徑的90°彎頭。

4.通氣管道系統(tǒng)設置

建筑內(nèi)排水管道系統(tǒng)要設置專用的通氣立管與大氣相通,達到釋放排水管系中正壓和補充空氣減少負壓的作用。保證排水管內(nèi)空氣的流通,減少排水管道內(nèi)的有害氣體。排水管道一般有伸頂通氣管、專用通氣管、主通氣管、副通氣管、器具通氣管和結合通氣管等幾種通氣的方式。

5.通過嚴格的水力計算,控制排水立管的水流量不超過規(guī)定的最大流量值并且為了降低水流的下降速度,可以在排水立管中采取一些消能措施,從而避免水流的沖擊對管系所造成的破壞。在實際的建筑操作中,通常自頂層起,每隔6層就會設置一套消能的裝置。

四、高層建筑給排水中的節(jié)能設計

1.建立中水利用系統(tǒng)

高層建筑使用后的某些生活排水、冷卻水和雨水等,經(jīng)過再處理后可以達到一定的水質(zhì)指標,滿足某些使用要求,成為可以進行有益使用的中水。在那些高層建筑比較集中的區(qū)域,生活廢水具有水量較大,使用時間比較集中,水質(zhì)和處理效果也相對的較理想,為中水系統(tǒng)的建立提供了水源。

五、室內(nèi)自動噴水系統(tǒng)的設置

高層建筑的防火,需要在室內(nèi)設置自動噴灌系統(tǒng)。由于室內(nèi)管線眾多,走線縱橫。所以在設計管道走向時,從上至下依次為風管-電管-水管。要注意噴頭的位置要遠離電源和燈管,這樣在噴水時不影響照明和防止出現(xiàn)漏電事故。同時,高層建筑在設計上都會有吊頂?shù)让烙^裝飾,這也給噴頭的設置帶來了不小的障礙。因此,在設計時,需要和多方進行協(xié)調(diào)合作。

六、滅火器的設置

滅火器的設置看起來是一個很簡單的問題,因此,在高層建筑的給排水設計中,滅火器的位置往往被忽視了。但為了消防安全,滅火器又是建筑設計中必不可少的。因此,要特別注意滅火器的安置。安放的位置要醒目。

七、報警裝置的設置

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【關鍵詞】城市化發(fā)展;高層建筑;防火措施;建設需求

1 對高層建筑的火災發(fā)生特征分析

1.1 極快的蔓延速度

在一般情況下,高層建筑會有著諸多的豎向管井,比如,電梯、排煙井、排水管道以及通氣口等,這些建筑設施之中,如果不能實現(xiàn)對其的安全系數(shù)進行加強,將會在火災發(fā)生的時候,讓火災產(chǎn)生的濃煙在較短的時間里蔓延到整個高層建筑之中去,這即為所謂的“煙囪效應”。根據(jù)相關的調(diào)查研究表明,當一座高層建筑的高度達到100m的時候,當其未能做到有效遮擋工作的時候,濃煙僅需30s的時間,就會擴散到樓層的頂樓,豎向擴散的速度可達到水平方向擴散速度的十倍以上。再者,由于高層建筑在建設活動中,大多數(shù)情況下,會選擇高分子材料、木質(zhì)材料以及其它易燃材料來作為建筑物的構造主體,這樣就使得高層建筑一旦發(fā)生火災,其蔓延速度快,且也會產(chǎn)生大量的毒氣,加劇了火災事故的嚴重程度。

1.2 難以完成人員的疏散

在現(xiàn)代城市建設的規(guī)劃活動中,由于高層建設自身的層數(shù)較多,樓層較高,且內(nèi)部的設計結構復雜,使得想要在火災發(fā)生之后盡快實現(xiàn)逃離的難度較高,再加上高層建設本身的居住人數(shù)較多,且較為集中,相應地提高了疏散活動的開展難度,同時,當火災煙氣蔓延的時候,人們的能見度將會受到影響,疏散人員想要第一時間逃出高層建筑的難度也就急劇提升,踩踏事故所造成的人員傷亡,也就隨之出現(xiàn)。

1.3 消防救援工作的開展難度高

當火災發(fā)生的時候,針對高層建筑的救災情況,需要使用云梯消防車來實現(xiàn)救援工作的更好開展,但是,消防云梯的高度仍就無法滿足許多實際的救援工作開展,這是因為消防云梯難以達到樓層的高度,同時,在高處,即是是微風也會讓云梯產(chǎn)生較大的波動起伏,嚴重影響到了救援工作的開展。再者,消防工作的開展需要使用大量的水,而在高層建筑之中,救援工作的供水需求難以滿足,在一定程度上嚴重阻礙到了火災的直接撲救。同時,火災產(chǎn)生的時候,其帶來的大量濃煙,給消防工作的開展所帶來了極大的困難。特別是火災濃煙,會讓消防工作人員難以明確被困人員的具置,影響到了及時地施救工作開展。這二者因素的共同影響,也就使得當高層建筑發(fā)生火災的時候,消防工作的開展會面臨著諸多的開展困難,進而導致了火災問題難以在第一時間得到控制、解決,帶來了更加嚴重的財產(chǎn)損失與人員傷亡。

2 如何有效開展高層建筑的防火救災

2.1 加強對消防配套呢設施的建設

想要提高層建筑的防火能力,建設方需要按照國家的相關標準,按照建筑物的布局與設計,為防火區(qū)域的配件設施進行配置。比如,在進行設計活動的時候,需要充分考慮到建筑物的安全性,正確布局與設計建筑物的疏散通道與防煙管道,同時,配置正確、有效的消防設施。最好,能夠在敏感部位設置火警預報系統(tǒng),針對于高層建筑的設計建設規(guī)模與抗火能力來完成建筑物的設計方案。

2.2 加強對建筑防火管理系統(tǒng)的建設

由于高層建筑的建設需求多樣化,且其所面臨的火災隱患各種各樣。因此,如果不能實現(xiàn)對防火能力的加強與完善,將會使得整個建筑物的火災威脅急劇加深。所以,在進行防火管理活動的時候,需要就以下幾點進行完善:

2.2.1 對易燃物品的管理

加強對易燃物品的管理,進而實現(xiàn)對明火的有效控制。在進行高層建筑的設計與建設的時候,需要首先保證建筑物的安全性,所有的建筑作業(yè)都需要有專業(yè)的人員進行監(jiān)管。在對高層建筑內(nèi)的餐廳、娛樂場所等場所進行建設的時候,需要有專業(yè)人員進行監(jiān)督管理。在對高層建筑內(nèi)的吸煙行為進行管理的時候,需要加強對其的明確與落實。

2.2.2 對電氣設備的管理

在高層建筑中,如若需要使用加熱產(chǎn)品,需要確保其使用的安全性,最好不要使用明火。并且,需要根據(jù)國家的相關要求與標準,禁止亂拉亂接,杜絕火災的發(fā)生。

2.2.3 操作技術的管理

在高層建筑之中,需要根據(jù)用火、用氣的標準來實現(xiàn)對流程操作的完善,同時,也要加強對管理監(jiān)督制度的建立與完善,做好操作人員的安全意識的加強,加強對安全用火保障。

2.3 如何實現(xiàn)安全疏散

想要實現(xiàn)高層建筑的安全疏散,需要注重以下幾個方面:

2.3.1 對通道的建設

當高層建筑發(fā)生火災的時候,需要經(jīng)過走廊才能達到安全區(qū)域,因此,加強通道的安全性,才能實現(xiàn)人員的安全疏散。同時,為了盡量的縮短疏散的時間,需要對疏散通道進行優(yōu)化設計,做到雙向的疏散,對疏散通道的位置、距離、寬度以及高度等各個環(huán)節(jié)進行一一核對,確保疏散工作的有效開展。

2.3.2 樓梯

在高層建筑的設計與建設,需要設置多個防煙樓梯間,提升,要確保必要的防煙與采光保障。

2.3.3 電梯

在發(fā)生火災的時候,電梯不能作為高層建筑的人員疏散方式,需要就其的運行模式進行控制,保證當火災不慎發(fā)生的時候,能夠做到安全保障。

2.4 對防火制度的建立與完善

建立并落實防火制度從以往高層建筑的火災教訓來看,大多數(shù)火災隱患來自人為疏忽或者操作不當,如液體燃料或氣體燃料泄漏引發(fā)爆炸;煙頭沒有熄滅并引燃起火物;電氣設備超,負荷運轉;電熱設備或照明設備與易燃物,過近引發(fā)火災,等等。另外,特殊工種操作,人員無證上崗、違規(guī)操作也是引發(fā)火災的因素之一。因此,高層建筑中涉及到的每一位管理者、居住者都應提高防火意識,做到對自己負責、對他人負責,建立健全防火安全制度并嚴格落實到位,實現(xiàn)防火工作的制度化、規(guī)范化、全員化發(fā)展。

2.5 對消防設施的購置與維護

在對高層建筑進行建設的時候,還要做到對消防設施的維護與保養(yǎng),確保用時的有效性。避免火災發(fā)生的時候,安全問題隱患帶來的事故。

2.6 對防火安全教育的有效開展

政府的消防機構作為社會公共組織的一部分,需要提高社會民眾對消防的認識與理解,這是消防機構的職責所在,也是其工作開展的重要內(nèi)容。特別是就高層建筑來說,更加需要加強對這方面認識的提高,同時,還要定期的開展消防演練,杜絕火災的發(fā)生。

【參考文獻】

[1]劉慧,周佳佳.高層建筑火災的特點及防火對策研究[J].河南科技,2013,(14):145.

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關鍵詞:高層建筑;建筑特點;施工;技術

高層建筑的施工建設需要大量的人力物力投入,其施工建設專業(yè)性強、包含眾多工序流程及各環(huán)節(jié)的交叉作業(yè),建筑的體積結構自重大、具有復雜的結構受力特點,因此也導致了其施工設計的復雜與施工建設工期的漫長。高層建筑層數(shù)多、體積大的特點決定其結構類型必然較為復雜且形式多樣,因此導致了施工建設難度的增加,要求較高水平的施工工藝才能確保高層建筑的穩(wěn)固屹立。

一、高層建筑的建筑特點

1、高層建筑的施工準備工作量大

高層建筑體積、面積大,需用大量的各種材料、構配件和機具設備,品種繁多,采購量和運輸量龐大。施工需用大量的專業(yè)工種、勞動力,需進行大量的人力、物力以及施工技術準備工作,以保證工程順利進行,同時,在中心城區(qū)施工,場地狹小一般都是施工難點,如何有效分配調(diào)整施工現(xiàn)場平面布置以保證施工順利進行也考驗施工企業(yè)現(xiàn)場管理水平。

2、高層建筑的施工周期較長

施工方要統(tǒng)籌各個部門的施工進度,制定科學有效的施工計劃,這由施工方的項目投資所決定,項目投資較大則使用質(zhì)量較高的材料。無論施工方是競標方還是自主施工方,對前期的成本投入都要做好預算,要確保項目投資能夠保證施工質(zhì)量的可靠性。

3、地基設置較深,施工難度較大

由于高層建筑的地面建筑較多,整個建筑的重量較大,近年來地震等自然災害頻發(fā),堅固的地基不僅能夠很好的支撐上層建筑,而且對抵抗自然災害有重要的作用,在進行地基施工時,不僅要考慮到地基的堅固問題,還要考慮到綜合利用問題,現(xiàn)代高層建筑通常會設置多層地下室,地下室可以用作商用或者停車場。對地基施工周期要做好預算,不能只專注于地標建筑的施工,地基施工質(zhì)量直接影響整個施工質(zhì)量。

4、建筑高,施工技術難度較大

隨著高度的增加,風速也不斷的增強,溫度也越來越低。除了自然因素,建筑的造型也影響著施工,要保證建筑造型同時還要抵御自然因素的影響,這些都增加了施工難度。高層建筑施工原材料的運輸較為復雜,需要使用垂直升降機或者起重設備進行運輸,同地面施工相比,運輸方式較為復雜,嚴重影響施工進度。工期時間長,受自然氣候影響大。高層建筑施工量大,施工周期較長,工程作業(yè)要受到季節(jié)氣候的影響,隨著季節(jié)的變化,雨雪對高層建筑施工和人員安全的保證都帶來了一定的難度。

二、高層建筑施工技術

1、高層建筑樁基礎施工技術

高層建筑需要更強的水平載荷承受能力,為了防止建筑物的傾斜、水平滑移、地基的沉降等問題發(fā)生,對高層建筑中的基礎施工質(zhì)量提出了更高的要求。高層建筑的基礎施工主要有土方開挖、基坑的支護、基礎混凝土澆筑等工作。

(1)土方開挖前,要對地形、地質(zhì)、水文等信息進行處理,以便選擇最合適的開挖方式,編制最優(yōu)的施工方案,合理安排施工順序,根據(jù)開挖工程規(guī)模、土石特性、工作條件等選取最適用的施工機械設備。做好棄渣、棄土的處理工作,不可隨意傾倒,最好用于鋪路、造地還田,實現(xiàn)廢物的再利用,做好施工排水措

施,施工用水、地下水等要及時排出,避免基坑積水,創(chuàng)造最好的施工條件。

(2)基坑支護可以減小基地回彈,節(jié)約施工空間,保護建筑物和地下設施。在支護結構的承載能力存在極限狀態(tài)時,要求施工人員工作必須達到安全標準,擋板質(zhì)量要高,避免結構受彎破壞,擋板嵌入深度要符合標準要求,增強擋土結構的抗壓力,針對不同被支護土體類型選擇合理的支護結構形式。

2、高層建筑混凝土施工技術

高層建筑的施工過程中,混凝土的施工技術由為重要,因為由于高層建筑施工周期較長,混凝土會因氣候和工作條件的影響而產(chǎn)生質(zhì)量問題,這就需要在施工過程中控制好混凝土的強度。在工程開工前,要按著高層建筑的設計要求來配制不能強度等級的混凝土,并進行強度試驗,等試驗結果出來后,再對混凝土的配合比進行調(diào)節(jié),以達到高層建筑的施工標準,試驗主要調(diào)整的是砂石、水混、含水率的配合比,在調(diào)整過程中要根據(jù)實際情況進行調(diào)整,并嚴格控制配合比的計算,以保障工程的施工質(zhì)量。在泵送混凝土的過程中也要在配比、原材料、攪拌控制嚴格的情況下進行細仔的檢查工作。

混凝土澆筑后,應及時進行養(yǎng)護(保溫層材料和厚度待定)?;炷帘砻鎵浩胶?,先在混凝土表面灑水,再覆蓋一層塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆蓋保溫材料進行養(yǎng)護,保溫材料夜間要覆蓋嚴密,防止混凝土暴露,中午氣溫較高時可以揭開保溫材料適當散熱。底層塑料布下預設補水軟管,補水軟管間距6~8m,沿管長度方向每100mm開5mm水孔,根據(jù)底板表面濕潤情況向管內(nèi)注水,養(yǎng)護過程設專人負責?;炷翝仓瓿?2小時,嚴禁上人踩踏,澆筑完成24小時內(nèi),除檢測測溫設備及覆蓋材料外,不得上人踩踏。保溫層在混凝土達到要求強度并表面溫度與環(huán)境溫度差要小于20℃時方可拆除,并在中午氣溫比較高時才可安排保溫拆除。

3、 施工后澆帶的施工技術

在高層建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高層主樓與低層裙房連在一起,裙房包圍了主樓的大部分。從傳統(tǒng)的結構觀點看,希望將高層與裙房脫開,這就需要設變形縫;但從建筑要求看又不希望設縫。因為設縫會出現(xiàn)雙梁、雙柱、雙墻,使平面布局受局限,因此施工后澆帶法便應運而生。一般高層主樓與低層裙房的基礎同時施工,這樣回填土后場地平整,便于上部結構施工。對于上部結構,無論是高層主樓與低層裙房同時施工,還是先施工高層后施工低層,同樣要按施工圖預留施工后澆帶。對高層主樓與低層裙房連接的基礎梁、上部結構的梁和板,要預留出施工后澆帶,待主樓與裙房主體完工后,再用微膨脹混凝土將它澆筑起來,使兩側地梁、上部梁和板連接成一個整體。這樣做的目的是為了把高層與低層的差異沉降放過一部分,因為高層主樓完成之后,一般情況下,其沉降量已完成最終沉降量的60%~80%,剩下的沉降量就小多了。這時再補齊施工后澆帶混凝土,二者差異沉降量就較小,這部分差異沉降引起的結構內(nèi)力,可由不設永久變形縫的結構承擔。對于施工后澆收縮帶,宜在主體結構完工兩個月后澆筑混凝土,這時估計混凝土收縮量已完成60%以上。施工后澆帶的位置宜選在結構受力較小的部位,一般在梁、板的變形縫反彎點附近,此位置彎矩不大,剪力也不大;也可選在梁、板的中部,彎矩雖大,但剪力很小。在施工后澆帶處,混凝土雖為后澆,但鋼筋不能斷。如果梁、板跨度不大,可一次配足鋼筋;如果跨度較大,可按規(guī)定斷開,在補齊混凝土前焊接好。后澆帶的配筋,應能承擔由澆筑混凝土成為一整體后的差異沉降而產(chǎn)生的內(nèi)力,一般可按差異沉降變形反算為內(nèi)力,而在配筋上予以加強。后澆帶的寬度應考慮便于施工操作,并按結構構造要求而定,一般寬度以700mm~1000mm 為宜。施工后澆帶的斷面形式應考慮澆筑混凝土后連接牢固,一般宜留直縫。

綜上所述,隨著我國建筑技術的飛速發(fā)展,現(xiàn)階段建筑工程,尤其是高層建筑的施工技術都取得了長足的進步,這些進步都充分的展現(xiàn)了我國當前建筑水平。為了使我國高層建筑水平得到進一步的提高,相關工作人員應在施工時細心觀察,及時發(fā)現(xiàn)當前高層建筑施工中的不足之處并及時加以改進,從而實現(xiàn)我國高層建筑施工技術的完善與進步。

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關鍵詞:高層建筑 新材料 抗震 低碳

1. 高層建筑結構的特點

有關高層建筑的定義目前尚沒有統(tǒng)一規(guī)定,從理論上講應按照結構的受力特性來劃分,即按水平作用對建筑物的影響程度來劃分。聯(lián)合國教科文組織下屬的世界高層建筑委員會曾于1972年在美國賓夕法尼亞州的伯利恒市召開的國際高層建筑會議上專門討論了這個問題,提出將9層及9層以上的建筑定義為高層建筑,并建議按建筑的高度將高層建筑分為4類:第一類,9~16層(最高到50 m);第二類,17~25層(最高到75 m);第三類,26~40層(最高到l00 m);第四類,也稱超高層建筑,40層以上(高度在100 m以上)。

在我國,關于高層建筑的界限規(guī)定也未完全統(tǒng)一。行業(yè)標準《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3―2002)(以下簡稱高規(guī))規(guī)定,10層及10層以上和高度超過28 m的鋼筋混凝土民用建筑屬于高層建筑。國家標準《高層民用建筑設計防火規(guī)范》(GB 50045-1995)規(guī)定,10層及10層以上的住宅建筑(包括底層設置商業(yè)服務網(wǎng)點的住宅)和建筑高度超過24 m的公共建筑為高層建筑。建筑高度指建筑物室外地面到其檐口或屋面、屋面板板頂?shù)母叨?,屋頂上的望塔、水箱間、電梯機房、排煙機房和出屋面的樓梯間等不計入建筑高度和層數(shù)內(nèi)。

高層建筑結構特點包括:

①水平荷載對結構的影響大,側移成為結構設計的主要控制目標之一。對一般建筑物,其材料用量、造價及結構方案的確定主要由豎向荷載控制,而在高層建筑結構中,高寬比增大,水平荷載(包括風力和地震力)產(chǎn)生的側移和內(nèi)力所占比重增大,成為確定結構方案、材料用量和造價的決定因素。其根本原因就是側移和內(nèi)力隨高度的增加而迅速增長。

②樓(屋)蓋結構整體性要求高。高層建筑結構的整體共同工作特性主要是各層樓板(包括樓面梁系)作用的結果,由于樓板在自身平面內(nèi)的剛度很大,變形較小,故在高層建筑中一般都假定樓板在自產(chǎn)生平面內(nèi)只有剛移(僅產(chǎn)生平動和轉動),而不改變形狀,并忽略樓板平面之外的剛度。因此,在高層建筑結構中的任一樓層高度處,各抗側力結構都要受到樓板剛體移動的制約,即所謂的位移協(xié)調(diào),這時抗側剛度大的豎向平面結構必然要分擔較多的水平力。

③高層建筑結構中構件的多種變形影響大。在一般房屋結構分析中,通常只考慮構件彎曲變形的影響,而忽略構件軸向變形和剪切變形的影響,一般是因為其構件的軸力和剪力產(chǎn)生的影響很小。而對于高層建筑結構,由于層數(shù)多、高度高,軸力很大,從而沿高度逐漸積累的軸向變形很顯著,中部構件與邊部、角部構件的軸向變形差別大,對結構內(nèi)力分配的影響大,因而構件中的軸向變形影響必須加以考慮。

④結構受到動力荷載作用時的動力效應大。根據(jù)結構本身的特點不同,如結構的類型與形式,結構的高度與高寬比,結構的自振周期與材料的阻尼比等的不同,結構受到地震作用或風荷載作用時,產(chǎn)生的動力效應對結構的影響也不同,有時這種動力效應嚴重影響結構物的正常使用,甚至造成房屋的破壞。

⑤扭轉效應大。當結構的質(zhì)量分布、剛度分布不均勻時,高層建筑結構在水平荷載作用下容易產(chǎn)生較大的扭轉作用,扭轉作用會使抗側力結構的側移發(fā)生變化,從而影響各個抗側力結構構件(柱、剪力墻或筒體)所受到的剪力,并進而影響各個抗側力結構構件及其他構件的內(nèi)力與變形。因此,在高層建筑結構設計中,結構的扭轉效應也是不可忽視的問題。

⑥必須重視結構的整體穩(wěn)定和抗傾覆問題。在高層建筑結構設計中,應該重視結構的整體穩(wěn)定性與結構的抗傾覆能力,防止結構發(fā)生整體失穩(wěn)的破壞情況。

⑦當建筑物高度很大時,結構內(nèi)外與上下的溫差過大而產(chǎn)生的溫度內(nèi)力和溫度位移也是高層建筑結構的一種特點。

2. 高層建筑的未來發(fā)展的趨勢

近年來,高層建筑呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢:

①新材料的開發(fā)和應用。隨著高性能混凝土材料的研制和不斷發(fā)展,混凝土的強度等級和韌性性能也不斷地改善。混凝土的強度等級已經(jīng)可以達到C100甚至更高,在高層建筑中應用高強度混凝土,可以減小結構構件的尺寸,減少結構自重,必將對高層建筑結構的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。高強度具有良好可焊性的厚鋼板將成為今后高層建筑鋼結構的主要用鋼,而耐火鋼材FR鋼的出現(xiàn)為鋼結構的抗火設計提供了方便。

②層數(shù)增多,高度加高。由于城市規(guī)劃、用地緊張和使用功能等原因,我國高層建筑目前也有一些正在設計或施工的80層以上的建筑。在地震區(qū)的鋼筋混凝土高層建筑結構設計中,我國處在世界領先地位。

③組合結構高層建筑增多,采用組合結構可以建造比混凝土結構更高的建筑。在強震國家日本,組合結構高層建筑發(fā)展迅速,其數(shù)量已超過混凝土結構高層建筑。除外包混凝土組合柱外,鋼管混凝土組合柱應用很廣泛,外包混凝土和鋼管混凝土雙重組合柱的應用也很多。由于鋼管內(nèi)混凝土在處于受壓狀態(tài)時,能提高構件的豎向承載力,從而可以節(jié)省鋼材。

④新型結構形式的應用增多。已建成的香港中國銀行大廈和正在籌劃中的芝加哥532 m高的摩天大樓方案,都采用了桁架筒體,并將全部垂直荷載傳至周邊結構,它們的單位面積用鋼量都僅約150 kg/m2,特別節(jié)省鋼材。預計這種結構體系今后在300 m以上的高層建筑中將得到更多的應用。巨型框架體系由于其剛度大,便于在內(nèi)部設置大空間,今后也將得到更多的應用。

參考文獻:

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關鍵詞: 高層建筑,特點,施工組織,測量

1 高層建筑施工特點

1. 1 總體特點

1) 工期跨度大、季節(jié)性施工不可避免。因考慮項目的綜合效益,施工周期一般定為2 年左右,特別是在北方,冬夏季節(jié)替明顯,給工期造成了一定的壓力。2) 高層建筑對材料、設備、人員的運輸安全要求高。高層建筑現(xiàn)場施工的運輸方式主要為垂直運輸,吊運設備高度高、運輸數(shù)量大,屬于重要危險源,高層建筑要把高空安全防護放在首位,嚴防人員、物體墜落,另外,臨時用水、臨時用電、消防設施等要定期進行排查,避免各類安全隱患的產(chǎn)生。特別要強調(diào)的是,由于高層建筑上下不方便,再加上施工工人以農(nóng)民居多,文化素質(zhì)偏低,隨地大小便的問題發(fā)生的較多,為了文明施工,施工單位應加強這方面的管理和設置臨時廁所,防止這種不文明的行為發(fā)生。3) 深基坑開挖。高層建筑均會考慮高效率的利用空間,地下一般設有停車場、超市、各種設備儲藏間等,因此基坑開挖深度大,地基處理復雜,基坑支護難度大,材料耗用多,對成本和工期有較大的影響,因此如何制定優(yōu)秀的基坑支護方案成為了節(jié)約成本、控制工期的主要措施。4) 大部分高層建筑的施工均在市區(qū)進行,施工用地緊張,場地有限,需要根據(jù)現(xiàn)場材料、機械的需求量合理組織安排,減少庫存量和機械占地,盡量采用商品混凝土,確保整體施工場面的順暢。5) 高層建筑一般為鋼筋混凝土現(xiàn)澆結構,混凝土用量大,模板型號多,鋼筋連接密集,因此控制好混凝土及鋼筋的質(zhì)量顯得尤為重要。6) 材料品種多、安裝工期長。垂直吊運設備、各種材料均需提前預定或者訂做,以便供應商能及時供應,并且在結構施工階段,合理安排插入其他工序,穿插施工、流水作業(yè),確保施工工期。

1. 2 施工測量特點

1) 影響因素眾多。影響高層建筑施工測量的因素主要有: 設計圖紙、施工工藝、施工環(huán)境以及測量儀器的精度和測量人員的綜合素質(zhì)等。目前,為了滿足高層建筑的美觀和多功能,多數(shù)高層建筑的造型設計復雜,給測量工作造成了一定的困難,另外因基礎剛度小、樓層多、重量大,施工過程中建筑物的沉降就越大,各部位的沉降差異也越明顯。另外,測量儀器是否規(guī)范操作、測量人員的認真程度及測量水平也在較大方面影響了施工放樣的精準度。2) 精準度要求高。高層建筑測量精度的準確與否直接決定著施工的質(zhì)量。高層建筑由于層數(shù)多,測量放樣直接影響著結構的受力,如果施工過程中測量誤差較大,不僅僅會影響建筑物后續(xù)工作的施工,增加工程的成本,并造成外觀缺陷,還會影響各功能的使用,比如電梯間樓層垂直度直接影響電梯的運行,更嚴重者將導致整棟高層建筑受力結構的改變。3) 施工測量難度大。因高層建筑支撐柱多,結構奇特,異形構件多,平面控制網(wǎng)布設困難,測量通視較為困難,作業(yè)條件差,架設儀器困難,間接增加了測量過程的轉站,且空間位置隨著樓層的加高不斷變化,俯視或仰視測量增多,造成測量的累計誤差越來越大,增加了施工測量的難度。

2 高層建筑物施工的控制措施

2. 1 施工組織控制

1) 根據(jù)施工地區(qū)的氣候特點,制定符合氣象條件的施工進度安排。在適合施工的季節(jié)應安排3 班人員24 h 輪流施工,加快工程進度,彌補因自然氣候的影響而損失的工程進度,以達到整體施工進度不受影響。2) 每周召開項目部會議,提前安排下周工作和工程進度情況。3) 做好施工預案。施工單位應結合設計圖紙、現(xiàn)場實際情況及業(yè)主合同要求等編制合理、可行的施工組織方案和管理方案,用方案指導整個項目的施工。方案內(nèi)容要涵蓋場地規(guī)劃、人員機械的準備工作情況、各工序的計劃完成時間、關鍵部位的施工方法,對易出現(xiàn)的質(zhì)量問題提出預控措施,制定出成品保護措施、安全措施等。4) 按規(guī)定使用安全帽、安全帶、安全網(wǎng)。任何人員進入現(xiàn)場必須戴安全帽。對水電設備,特別是電力設備,專人管理。5) 現(xiàn)場按照施工組織設計布置的場地合理布置,材料、機械規(guī)范堆放,嚴格控制樓面板堆放物的層數(shù)和重量,以免對未完成成型的樓層構成質(zhì)量隱患,現(xiàn)場拆除的廢舊模板、施工廢材等應及時清理出施工現(xiàn)場,棄放在指定地點。

2. 2 施工測量控制

1) 測量儀器及方法。a. 定期校正測量儀器,規(guī)范使用儀器,減少儀器誤差。b. 制定統(tǒng)一的、科學合理的儀器操作規(guī)范,減少不同操作人員引起的誤差。c. 調(diào)查了解,建筑設計、施工工藝和施工環(huán)境對施工測量的不利因素,并制定與之相應的施工測量方案。d. 多點測量,相互對比校正。如高程傳遞可同時引測三點,并用水準儀抄平比對,相互校正。e. 選定合理的測量點,減少換點次數(shù)。f. 保證總誤差在規(guī)范要求內(nèi)。

2) 主要部位施工測量控制。a. 高層建筑垂直度的控制。因高層建筑樓層高,周邊場地狹窄,沒有足夠的距離架設經(jīng)緯儀,鉛垂測量的方式由于高度大,擺動大,精度很難得到保證,所以,常用的方式并不適合高層建筑垂直度的精準測量,目前,多采用內(nèi)測法,即在建筑物外輪廓線內(nèi)設置測量控制基點,通常設在+ 0.00 樓面。澆筑每層樓板時,在對應位置留設孔洞,由此層層進行傳遞。某樓層軸線測設時,在測量控制基點架設激光經(jīng)緯儀( 或激光鉛直儀) 向上發(fā)射垂直激光,在該樓層預留孔洞處放置有機玻璃板,接受激光光斑,由此測定該樓層軸線基點,再依據(jù)由此測設的若干基點,測設出該樓層所有軸線。b. 剪力墻精度測量的控制。在以往工程施工中,多次出現(xiàn)因剪力墻、隔墻施工位置不準確,造成后續(xù)裝飾施工未能及時插入,直接增加了施工成本并影響了工期,所以剪力墻精度測量至關重要。測量時要根據(jù)軸線放樣出墻的精確位置,用墨斗彈出邊線,然后再引出墻體的控制線,做明顯的紅色標記,為了精確度和起到復核的作用,每個房間的標記不得少于三個( 三點一線) 。在墻體施工完成后,要及時將控制線引測到墻面上,以便于后期的鋼筋保護層檢測及墻置的檢查等,確保滿足后續(xù)施工的需要。c. 門、窗位置的測量控制。每層樓主體施工完成后,用經(jīng)緯儀在垂直方向測出門、窗的豎向中心線,然后根據(jù)設計圖紙尺寸定出洞口頂、洞口底的水平標高位置,用鋼尺橫向量測出豎向邊線及橫向邊線,用墨斗線彈出,用此辦法檢查門、窗洞口尺寸的精準度。

3 結語

高層建筑越來越多的運用到城市建設中,隨著眾多高層建筑的建設,建設人員在高層建筑方面的經(jīng)驗也越來越豐富,各種先進設備、先進技術的運用,使得高層建筑的機械化程度及施工質(zhì)量得到了較大的提升,我們也應與時俱進,積極學習,對原有的技術加以改進,對施工技術要點進行有效總結,為高層建筑施工貢獻自己的一份努力。

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[關鍵詞]高層建筑;結構特點;結構體系 文章編號:2095-4085(2015)08-0037-02

1.高層建筑結構設計的特點

高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較,結構專業(yè)在各專業(yè)中占有更重要的位置,不同結構體系的選擇,直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有:

1.1水平力是設計主要因素

在低層和多層房屋結構中,往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中,盡管豎向荷載仍對結構設計產(chǎn)生重要影響,但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構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;而水平荷載對結構產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力,是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面,對一定高度建筑來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數(shù)值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。

1.2側移成為控指標

與低層或多層建筑不同,結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加,水平荷載下結構的側向變形迅速增大,與建筑高度H的4次方成正比(=qH4/8EI)。另外,高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現(xiàn)、側向位移的迅速增大,在設計中不僅要求結構具有足夠的強度,還要求具有足夠的抗推剛度,使結構在水平荷載下產(chǎn)生的側移被控制在某一限度之內(nèi)。

1.3抗震設計要求更高

有抗震設防的高層建筑結構設計,除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外,還必須使結構具有良好的抗震性能,做到小震不壞、大震不倒。

1.4減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要

高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮,如果在同樣地基或樁基的情況下,減輕房屋自重意昧著不增加基礎造價和處理措施,可以多建層數(shù),這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟效益。

1.5軸向變形不容忽視

采用框架體系和框架一剪力墻體系的高層建筑中,框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力,中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時,此種軸向變形的差異將會達到較大的數(shù)值,其后果相當于連續(xù)梁中間支座沉陷,從而使連續(xù)梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。

1.6概念設計與理論計算同樣重要

抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的,盡管分析手段不斷提高,分析的原則不斷完善,但由于地震作用的復雜性和不確定性,地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性,可能導致理論分析計算和實際情況相差數(shù)倍之多,尤其是當結構進入彈塑性階段之后,會出現(xiàn)構件局部開裂甚至破壞,這時結構已很難用常規(guī)的計算原理去進行分析。

2.高層建筑的結構體系

2.1高層建筑結構設計原則

(1)鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合,做到安全適用、技術先進、經(jīng)濟合理,并積極采用新技術、新工藝和新材料。

(2)高層建筑結構設計應重視結構選型和構造,擇優(yōu)選擇抗震及抗風性能好而經(jīng)濟合理的結構體系與平、立面布置方案,并注意加強構造連接。在抗震設計中,應保證結構整體抗震性能,使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。

2.2高層建筑結構體系及適用范圍

目前國內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有:框架結構、剪力墻結構、框架一剪力墻結構、筒體結構等。

(1)框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架,它是主要承重結構,各平面框架再由連系梁連系起來,即形成一個空間結構體系,它是高層建筑中常用的結構形式之一。其使用范圍:框架結構的合理層數(shù)一般是6到15層,最經(jīng)濟的層數(shù)是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間,平面布置靈活,可適合多種工藝與使用的要求,已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學校及多層工業(yè)廠房和倉庫中。

(2)剪力墻結構體系。剪力墻結構中,由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載,剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置,它剛度大,空問整體性好,用鋼量省。歷史地震中,剪力墻結構表現(xiàn)了良好的抗震性能,震害較少發(fā)生,而且程度也較輕微,在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點,而且可以使房間不露梁柱,整齊美觀。

在框支剪力墻中,底層柱的剛度小,形成上下剛度突變,在地震作用下底層柱會產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形,因此,在地震區(qū)不允許采用這種框支剪力墻結構。

2.3框架一剪力墻結構體系

在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻,可以組成框架一剪力墻結構,這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點,又有較大的剛度和較強的抗震能力,因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。

2.4簡體結構體系

隨著建筑層數(shù)、高度的增長和抗震設防要求的提高,以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系,往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體,成為豎向懸臂箱形梁,加密柱子,以增強梁的剛度,也可以形成空間整體受力的框筒,由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有以下幾種。

(1)框架一筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒,由它受大部分水平力,周邊布置大柱距的普通框架,這種結構受力特點類似框架一剪力墻結構,目前南寧市的地王大廈也用這種結構。

(2)筒中筒結構。筒中筒結構由內(nèi)、外兩個筒體組合而成,內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒,外筒為密柱(通常柱距不大于3米)組成的框筒。由于外柱很密,梁剛度很大,門密洞口面積?。ㄒ话悴淮笥趬w面積50%),因而框筒工作不同于普通平面框架,而有很好的空間整體作用,類似一個多孔的豎向箱形梁,有很好的抗風和抗震性能。

(3)成束筒結構。在平面內(nèi)設置多個剪力墻薄壁簡體,每個筒體都比較小,這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。

篇10

【關鍵詞】高層房屋建筑;特點;施工技術;工期

前言

隨著城市常住人口的增多以及土地資源的日益緊缺,房屋建筑高層化已經(jīng)成為大勢所趨,其對于緩解人口與土地資源的矛盾具有重要的現(xiàn)實意義。高層房屋建筑對安全性、適用性、耐久性的要求更高,因此,在施工過程中更要注意對施工技術的選擇和把握。由于高層建筑的施工具有高空作業(yè)多、工期長、造價高等特點,使得傳統(tǒng)的房屋施工技術不能直接應用,需要針對高層房屋建筑自身具備的特點采用科學合理的施工方法進行施工。

1 高層房屋建筑施工特點

1.1 高空作業(yè)多

高層房屋建筑本身最突出的特點就是“高”,這無疑給現(xiàn)場施工帶來了一定的困難,一方面在施工過程中隨著施工高度的增加,各種建筑材料、機具設備和施工人員需要向高處輸送,這無疑增加了施工設施的投入;另一方面高處作業(yè)時要做好各種洞口、臨邊的防護工作,既要防止出現(xiàn)施工人員高處墜落的安全事故,又要防止高空拋物造成對地面人員的打擊傷害。

1.2 工期長

高層建筑結構相對復雜,例如基坑開挖深度更深,還要涉及支護、降水等工序,而且基礎和主體承重構件一般都為大體積混凝土,用料多而且管控嚴格,再加上物料、機具等的輸送路徑較長。因此,一般來說高層房屋建筑的施工工期較長,可達到一至兩年左右,在這期間還會遇到季節(jié)的更替、惡劣天氣的影響等,給高層建筑工程施工帶來一定的麻煩,可能導致工期更加延長。

1.3 基坑深度大

為了將高層房屋建筑的自重和其他荷載均勻傳遞給地基土,使房屋建筑整體上均勻沉降,并抵抗高層房屋建筑在水平方向上的荷載(如風荷載、地震力等)、增強建筑結構穩(wěn)定性,需要將高層建筑的基礎埋置很深,因此對于高層建筑來說,地基基礎工程是整個建筑能否實現(xiàn)安全使用功能的前提,高層建筑施工過程中基坑深度一般都在 5m 以上,隨著房屋建筑高度的增加,甚至可達 20m 以上,因此在基坑開挖過程中一旦發(fā)生塌方等安全事故,后果不堪設想。

1.4 工程造價高

由于基坑開挖土方量大,基礎埋置較深,在基坑開挖過程中需要根據(jù)實際情況進行支護和降水,為保證房屋建筑的強度和剛度要求,工程中所使用的鋼筋、混凝土的量很大,因此相應的施工人員和施工機械的數(shù)量相對龐大、工種多樣,再加上現(xiàn)場的質(zhì)量和安全管理工作量較大,產(chǎn)生的費用較多,因此導致工程造價較高。

2 高層房屋建筑施工技術現(xiàn)狀

高層房屋建筑工程施工中涉及到的施工技術很多,由于篇幅原因文章只以具有代表性的鋼筋連接技術、預應力技術、基坑支護技術等做為討論重點。

2.1 鋼筋連接技術

鋼筋的連接對于保證高層房屋建筑質(zhì)量至關重要,在鋼筋混凝土構件中,混凝土主要主要承受荷載壓力作用,而鋼筋則用來抵抗結構內(nèi)部拉應力的作用,隨著人們對高層房屋建筑的要求越來越高,施工中鋼筋的種類也越來越多,針對不同種類的鋼筋以及不同施工部位的鋼筋來說,其連接技術的選擇也有較大差異。當前鋼筋連接的方法主要有焊接、綁扎連接以及機械連接等,對于非承重部位、不承受動力荷載的部位可選擇焊接、綁扎連接的方式,在滿足受力要求的前提下最大程度地節(jié)約施工成本;而對于承重部位和承受動力荷載的部位來說由于鋼筋直徑較大、受力復雜,一般必須用機械連接的方式,如套筒擠壓連接等進行鋼筋的連接,當前這種鋼筋連接方式已經(jīng)在高層建筑施工中得到廣泛的應用。

2.2 深基坑支護技術

高層房屋建筑的基坑深度一般在 5m 以上。因此,不適合放坡開挖,只能采用帶有支護結構的中心島式開挖、盆式開挖以及逆作法開挖等,在開挖過程中為了保證施工的安全、使基坑側壁具有一定的側向剛度從而防止塌方事故的發(fā)生,就必須根據(jù)基坑巖土性質(zhì)、周圍環(huán)境情況、開挖深度等條件選擇合理的基坑支護技術。當前最常用的深基坑支護技術有錨桿支護、排樁支護、地下連續(xù)墻、水泥土攪拌樁、土釘墻、逆作拱墻等,目前我國在對深基坑支護的選型、施工等無論是理論還是實踐上都已經(jīng)較為成熟。

2.3 預應力技術

預應力技術就是對鋼筋預先施加一定的拉應力,使之抵抗混凝土的裂縫,并且使構件具備更大抗沖擊力的一種技術,目前預應力技術在一些高要求的房屋建筑中已經(jīng)得到實際應用。預應力技術包括先張法預應力技術和后張法預應力技術兩種,先張法就是在澆筑混凝土以先對鋼筋施加拉應力,待混凝土凝固達到一定強度后放張;而后張法則是在混凝土澆筑前預先埋置鋼筋套管或在鋼筋外表面涂劑、包覆塑料膜等,待混凝土澆筑完畢并凝固后再張拉鋼筋,后張法預應力技術包括有粘接和無粘接兩種,其中無粘接預應力技術被認為是更有前途的技術。

3 我國高層房屋建筑施工技術的發(fā)展方向

3.1 推廣建筑施工新技術

當前我國高層房屋建筑的施工技術已經(jīng)相對成熟,能夠滿足房屋建筑的各項基本要求,但在諸多方面仍然落后于發(fā)達國家。因此,應當不斷引進國外的先進施工技術,充分學習并與我國高層建筑施工實際情況相結合,探索出適合我國國情的高層建筑施工新技術,使施工過程更加安全、快捷,并使房屋建筑更加牢固、耐久、美觀,滿足各類人群對房屋建筑的高標準使用要求,使我國的高層房屋建筑施工技術逐步與世界接軌。

3.2 現(xiàn)代化科技手段的應用

將各種現(xiàn)代化的科技手段與高層房屋建筑施工相結合,可極大提升工作效率。例如在施工之前將工程中涉及到的各類參數(shù)輸入到計算機軟件中,利用計算機進行數(shù)據(jù)分析和處理,將整個施工過程模擬出來,判斷建筑施工的技術可行性和經(jīng)濟合理性,有助于管理人員從整體上把握施工流程,對施工中可能出現(xiàn)的問題及時作出修改,減小實際施工的損失,有利于安全、進度、質(zhì)量、成本等各項目標的實現(xiàn)。又如利用傳感器技術,將傳感器埋置于建筑結構關鍵部位,如易發(fā)生形變、裂縫等部位,一旦施工過程中出現(xiàn)混凝土里表溫差過大、基礎不均勻沉降以及滲漏水等即可及時報警,便于及時采取措施排除質(zhì)量問題??梢姴捎矛F(xiàn)代化科技手段是提高施工技術水平的重要途徑。

4 結束語

高層房屋建筑的施工較為復雜,隨著社會的發(fā)展,人們對高層建筑的質(zhì)量和使用功能等要求會越來越高,因此,必須在傳統(tǒng)施工技術的基礎上不斷學習和創(chuàng)新新技術,提高高層房屋建筑施工技術水平。

參考文獻:

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