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關鍵詞:外墻;鋼筋混凝土填充墻;抗滲性能;抗震性能;優缺點
【分類號】:F284
目前國內住宅項目多數外墻結構做法采用剪力墻結構以加氣混凝土砌塊作為填充墻,該做法在結構抗滲性能、抗震性能等方面都存在一定的缺陷:
1. 在結構抗滲性方面,加氣混凝土砌塊空隙率大,吸水高,抗滲性能低;施工過程中質量控制難度較大,如加氣砼砌塊砂漿不飽滿是造成外墻滲水的主要原因;磚砼結合部開裂、抹灰質量不好、外墻磚勾縫不密實、未按要求設置構造柱、圈梁、馬牙槎等方面也會導致外墻滲水。
2. 在結構抗震性方面:雖然加氣混凝土容重輕,整體性能好,地震時慣性力小,具有一定的抗震能力,但是與鋼筋混凝土比較還是有一點的差距。
3. 加氣混凝土砌塊表面強度低,在運輸和搬運過程容易缺角或斷裂現象,損耗大,降低了原材料本身的質量。
4. 加氣混凝土砌塊表面容易起粉末,不易于與砂漿更好的粘結。
5. 由于加氣混凝土砌塊內有大量的封閉氣孔,硬度較低,對于要在磚墻上打墻洞等,容易出現整塊脫落。
但是加氣混凝土砌塊目前在國內工藝比較成熟,生產和銷售已成體系,造價相對較低,能有效降低建安成本。
外墻結構采用剪力墻結構以鋼筋混凝土作為填充墻,與采用剪力墻結構以加氣混凝土砌塊作為填充墻相比較,存在如下優缺點:
1. 在整體性方面:外墻剪力墻結構以鋼筋混凝土作為填充墻對結構具有很好的整體性,有利于結構抗震,抵抗振動和爆炸沖擊波。
2. 在結構抗滲性方面,因混凝土本身的密實性具有一定自防水抗滲能力,由于鋼筋混凝土和加氣混凝土砌體的線脹系數差別很大,采用鋼筋混凝土填充墻與外墻結構為同一材料,減少了不同材料的熱脹冷縮產生較大差異,這樣可以避免兩種不同材料產生較大應力,避免了墻體裂縫產生,從而增加了結構的抗滲性能。
3. 在現場施工管理方面,以鋼筋混凝土作為填充墻,外墻可以一次性澆筑,同時減少了各工序的交叉施工,這樣大大節省了施工周期。
4. 在成本控制方面,因鋼筋混凝土的價格比砌塊高,鋼筋的含量約為80kg/m2,高出傳統做法約20kg/m2,整個造價要高出約150元/平方。
雖然鋼筋混凝土自重大,抗裂性能差,針對鋼筋混凝土結構的缺點,我們可以采用輕質、高強材料來減輕結構自重及改善結構的抗裂性能。
關鍵詞:高層建筑;給排水;設計
中圖分類號:TB21文獻標識碼: A 文章編號:
對于高層建筑,混凝土結構技術規程中規定十層及十層以上或高度超過二十四的鋼筋混凝土結構稱為高層建筑結構。當建筑高度超過一百米時為超高層建筑。因為超高層和超高層建筑內的人員較密集,帶來給排水系統的復雜化,相關規范對高層和超高層建筑的給排水設計、消防系統設計、施工的安全性、施工可靠性提出了更高的要求。
1 高層建筑給排水工程特點
在高層建筑中,系統中靜水壓力不低,若供水區只有一個,帶來是麻煩,管道和相應配件也容易壞。所以,我們要進行豎向分區,使之合理,使靜水壓力變低,得到系統安全的運行環境。在高層建筑中,其動力設備不少,管道都不短,振動易產生,帶來噪音。給排水設計中,要采取相應措施,例如,對管道的防震、管道的防噪、變位的防止、設置伸縮等問題提出相應的方案。高層建筑功能多,消防系統的安全性、可靠性都要加強,我們必須設計良好的消防系統。高層建筑火災發生快,需要給排水量很大,要保持壓力穩定,其給排水能力不能弱,需采用單立管道系統,設置通氣管系統,其性能好,新型產品。關于排水管道的材料,我們要選好的管材,要配備柔性接口的材料。
2 關于高層建筑的給水方式分析
對高層建筑的給水要做到給水安全,方便可靠、運用先進的技術,造價也要低,這個原則要遵守。在我國,高層建筑比較普遍,其給水包括減壓分區給水、氣壓罐給水方式、高位水箱供水方式、變頻泵無水箱給水方式幾種方式,分別做以下介紹:
2.1減壓分區的給水方式
它是指依靠減壓水箱和減壓閥減壓的一種給水方式。具體是指通過水泵,水被直接注入位于最上區的水箱,接下來向下區的水箱供水,或者于上下區間裝置減壓閥代替水箱起到減壓的作用。水力控制減壓閥的性能優良,可隨時據現場需要適當調整的水壓比例,不會受到閥體自身限制。閥后端的壓力不會因為閥前端的壓力變化而變化,可保持不變。當閥后端的流量發生變化時,可調整減壓閥,不會出現流量不足或閥后端的壓力降低的情況。用減壓分區給水方式給水,設備和管道不復雜,成本不高,但下區供水面壓力不小,需要消耗的能源也較多。
2.2氣壓罐的給水方式
采用氣壓罐并聯給水方式和氣壓罐減壓閥給水方式。并聯給水方式的供水設備是將氣壓給水設備集中設于建筑物地下室或設定的場所,通過并聯的主干管分別向各區管網供水的方式。其優點是設備集中,管理方便。缺點是各區所需壓力不同,設備選型也不同。此方式是將氣壓罐給水設備設于建筑底層或地下室,集中加壓,在下部分區供水管路上設減壓閥減壓,以免下部分區管網內壓力過大,而造成管路、用水器具和設備的損壞。與氣壓罐并聯給水方式相比,該方式可減少氣壓罐臺數,便于維護管理,缺點是因氣壓罐調節水容積百分數低,不適于用水量大、層數多的高層建筑。兩種方式共同優點是不需設高位水箱,不占上部建筑面積,缺點是氣壓罐貯水量小,水泵啟動頻繁,運行費用高,常配合其他給水方式使用。
2.3無水箱水泵直接給水方式
無水箱水泵直接給水方式是近年來國內外一些大型高層建筑普遍采用的,此種給水方式比較好,在控制水泵在供水壓力不變的的情況下,讓水泵的出水量隨管網用水量而調整,達到變流量供水的效果。在運行中,供水裝置的水泵有恒速運和變速運行兩種方式,都可按使用要求實現變流量供水。
2.4高位水箱供水
高位水箱給水由貯水池、加壓水泵、高位水箱和配水管網組成,其必需的設備是水泵和水箱,它是應用較多的一種高樓供水方式。在給水系統中,高位水箱的作用是貯水、調節水量和穩定水壓。此種給水方式又可分為并聯給水方式、串聯給水方式、減壓水箱給水方式、減壓閥給水方式等。由此可見,以上每一種給水方式都各有優缺點,我們也可以將幾種供水方式結合在一起使用。所以,設計給水方式,要具體問題具體分析,同時,要結合實際的情況和地方特點。
3高層建筑的排水設計
高層建筑的排水設計包括排水系統的分流制、排水管道布置、排水管道的鋪設、通氣管道系統設置等內容。具體如下:
3.1排水系統的分流制
高層建筑中,生活污水、廢水和雨水是分流排放的。污廢水的排放,到底是采用合流制,還是分流制,這些主要是由技術和經濟因素決定。
3.2高層建筑排水管道的布置與敷設
基本原則與低層建筑相同。其特點表現在:體量大,建筑的不均勻沉降可能引起出戶管平坡或倒坡。暗裝管道多,建筑吊頂高度有限,橫管敷設坡度受到一定的限制。居住人員多,若管理水平低,衛生器具使用不合理,沖洗不及時堵塞。排水橫支管多,流量大,立管長,排水管內的氣壓波動大。高層建筑排水管道在布置與敷設中情況復雜,要求高。滿足基本要求外,要滿足排水通暢,使水力條件最佳,保證建筑物的使用及安全。
3.3布置通氣管道系統
在建筑內排水管道系統中,通過設置專用的通氣立管,達到與大氣相通的目的,排水管系中正壓得到釋放、空氣得到補充,負壓得以減少。同時,也要減少排水管道內的不利氣體,使排水管內的空氣流通得到保證。這些通氣的方式主要是指伸頂、專用、主副、器具和結合通氣管等幾種方式。
3.4水力計算的過程
控制好排水立管的水流量,使它的值不超過最大的流量值,滿足規定。水流的下降速度也要同時降低,要采取消能措施,避免水流的沖擊對管系造成的危害。實踐中,通常大家自頂層起,每七層設置安裝相關裝置,起到消能的作用。
參考文獻
[1] 劉冠辰. 淺談高層建筑給排水施工技術[J]. 民營科技, 2010,(06)
關鍵詞:高層建筑;給排水工程;設計
高層建筑給排水設計水平的高低對高層建筑的節能成效的高低以及使用年限和使用安全性的高低有著直接的影響,一旦給排水設計不當,不僅會導致大量水資源被浪費,還會給廣大居民的生活環境帶來影響。例如破壞環境,降低空氣質量等。因而必須加強對高層建筑給排水的設計。基于此,筆者就此展開以下探究性的分析。
1.高層建筑給排水工程設計的基本思路分析
在高層建筑給排水設計工程中,作為設計人員首先必須對設計的基本原理有一個全面的認識。即必須對其特點有一個基本的認識,例如給排水設備多、排水量大、動力設備多、管道長等特點必須掌握;并結合高層建筑能耗大的特點,對高層建筑給水和排水施工進行精心的設計,才能更好地確保設計質量[1]。
2.基于高層建筑給水設計的幾點淺見
2.1高層建筑給水設計內容分析
在高層建筑給水設計中,設計的內容較多,但大都是做好以下幾方面的設計:一是減壓分區的設計;二是氣壓罐的設計;三是高位水箱的設計等。
2.2減壓分區的設計
在高層建筑中設計減壓分區時,主要是利用水泵將水注入最上區域的水箱,再為下區水箱進行供水,有時也可以在上下區域之間設置相應的減壓閘閥,同樣能達到給水箱降低壓力的效果。在實際中,對于新建或改建的高層建筑的減壓分區,應盡可能選用減壓閘閥,這是由于利用其能結合實際需要對水壓比例進行科學的調整,且不會因為閥體自身帶來的限制,從而對減壓閥進行調整,預防流量低和閥門壓力低等問題的出現,尤其是所用的管道設備較為常見,成本相對較低,而缺點就在于下區的供水面壓力較大,且能源浪費較多,因此在實際工程中也應結合實際確定設計方式,以最大化地確保其設計的有效性。
2.2氣壓罐的設計
在高層建筑中,氣壓罐作為重要的給水設備之一,因而必須對其進行精心的設計。一般情況下,氣壓罐的給水設計主要采取并聯和減壓閘閥的方式進行給水,其中,當采用并聯的方式給水時,主要是供水設備把氣壓至高層建筑固定場所或者地下室的給水設備之中,并將主干管并聯之后,再對高層建筑的各個區域的管網進行供水,不僅設備集中,而且管理十分方便,而其缺點就在于高層建筑不同區域所需的壓力與設備的選型不盡相同。因而必須意識到氣壓罐設計的重要性。而采取減壓閘閥對其進行設計中,應盡可能地預防各區域管道的壓力大而導致管理與用水設備被破壞。其優點是能有效降低氣壓罐的使用臺數,且對維護和管理提供了較大的便利,而缺點就是難以滿足用水需求和超高層建筑的使用。而這二者的共同優點則在于不用進行高位水箱的設置,不會對建筑上部面積進行占用。而缺點則是貯水量較小,且水泵需要頻繁的啟動,導致運行成本高,因而作為設計人員,應結合高層建筑的實際和業主的需求,在加強氣壓罐設計的同時加強其與其他給水方式的有機結合,才能更好地提高設計成效。
2.3高位水箱的設計
在高層建筑中,高位水箱的給水需要貯水池、配水管網以及加壓水泵和高位水箱等相互協作才能完成。其中,水箱和水泵又是不可或缺的,在高層建筑中應用高位水箱給水,不僅能貯水,而且還能對水量進行調節,確保水壓的穩定,作為設計人員,應結合高層建筑實際,對高位水箱的給水進行科學的設計[2]。
3.基于高層建筑排水設計的幾點淺見
3.1高層建筑排水設計內容分析
在高層建筑排水水設計中,設計的內容同樣較多,但大都是做好以下幾方面的設計:一是排水系統的分流方式的確定;二是排水管的設計;三是通氣立管的設計。
3.2排水系統的分流方式的確定
首先高層建筑中的各種污水和廢水以及雨水的排放應采取分流的方式進行;其次,在排放過程中,應結合實際確定采取合流還是分流的方式;最后,通過對技術和經濟等方面的因素進行分析,最終確定排放的方式。
3.3排水管的設計
排水管作為整個排水系統的承載物,其設計水平的高低直接對整個排水系統能否高效運行有著直接的影響。尤其高層建筑具有較大的體量,一旦出現不均勻的沉降將導致出戶管出現平坡甚至倒坡,加上安裝的暗管道較多,而起吊頂的高度又有限嗎,因而在敷設橫貫時往往受到坡度的限制,因此在排水管設計過程中,除了滿足基本的要求之外,還應確保排水的順暢,并確保實力條件達到最佳狀態,才能在確保建筑排水通暢的同時確保建筑物的安全,因此作為設計人員必須高度重視排水管的設計。
3.4通氣立管的設計
在高層建筑的內排水系統中必須設置相應的通氣立管,才能確保其和大氣之間互通,在釋放排水系統中的正壓的同時補充大量的空氣,最終達到減少負壓的同時加你內部的不利氣體減少,確保排水管道內部空氣流動的暢通性。此外,在確定通氣方式時,同樣應結合建筑實際進行設計,才能確保設計的科學性。常見的通氣方式主要有專用、伸頂、主副、以及器具與通氣管結合等方式[3]。
4.基于高層建筑給排水節能設計的幾點淺見
節能降耗已成為當今世界發展的主題。因而在高層建筑給排水設計中,除了做好給排水設計外,還應對其做好節能設計。以下筆者分別從中水系統的設計、節水龍頭的設計以及變頻水平設計三方面做出分析。
4.1中水系統的設計
所謂中水系統,就是將污水、雨水等經過一定的處理切水質達到一定的指標后,為人們利用的一種水循環過程,例如利用設計的中水系統將污水和雨水處理后,用于澆樹、洗車等。由于成本低且環保效果好,因而我們必須做好中水系統的設計。在設計過程中,作為設計人員必須對其用途有一個全面的認識,結合以往經驗確定中水處理工藝和供水方式,并充分考慮其帶來的經濟效益,最大化的確保設計的科學性。
4.2節水龍頭的設計
閥門的好壞與型號和節約水質量關系密切,因此,在設計過程中要選擇節水閥門。在水壓相同的時,節水龍頭節水,減少水的流失與浪費。高層建筑給排水設備的使用人數多,它與人們的生產、生活的關系十分密切。我們要從高層建筑給排水工程特點、給水方式、水設計、節能設計做出認真地研究與實踐,為人們設計好更新、更好的建筑,從而從根本上確保節水設計取得成效。
4.3變頻水泵的設計
變頻是利用改變電源的頻率來改變電機的轉速,并因此而改變出水量,水泵的轉速決定其出水量的大小。利用變頻器來改變水泵的轉速,來調節水泵的流量和壓力,變頻器上一般都有閉環控制功能,可以根據壓力信號自動控制運行,達到恒壓供水。因而必須做好變頻水平的設計[4]。
5.結語
綜上所述,對高層建筑的給排水高層設計進行探討具有十分重要的意義。作為新時期背景下的高層建筑給排水設計人員,必須緊密結合時展的需要,加強自身的學習,致力于自身專業技術水平的提升,切實掌握高層建筑給排水高層的特點,做好給排水的設計和節能設計工作,以最大化地確保其設計的有效性,從而在在節能降耗的同時為廣大人民群眾構建溫馨和諧的工作和生活環境,最終實現我國高層建筑設計事業蓬勃發展。
參考文獻:
[1]劉江.高層建筑給排水工程設計初探[J].中國住宅設施,2009,07:46-47+49.
[2]趙春梅.淺談高層建筑給排水工程設計[J].黑龍江科技信息,2012,15:250.
【關鍵詞】探討;二次供水;優缺點;方式
中圖分類號:TV674 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著城市建設飛速發展,城市人口不斷增多,城市樓層建筑逐年增高,導致城市水廠的供水壓力已不能滿足高層建筑的供水,而要通過二次供水方式向高層用戶供水。所謂的二次供水指的就是在人群較多的建筑,因水壓不夠而建立蓄水設施,通過水泵加壓方式或采用經水處理方法,采用集中式供水的方式供應高層建筑用戶用水,高層建筑設備蓄水設施可以建立在低位,也可以建立在高位,可根據具體情況而定。高層建筑的供水存在設計與施工不合理、衛生管理不合理等問題,這決定了選用二次供水方案主要從施工合理、費用低、供水衛生安全方面考慮。本文中探討了幾種不同的供水方式及優缺點,并從中找出既經濟實用又能保證用戶用水安全的供水方式。
二次供水的含義
二次供水也稱二次增壓供水,指的是因為城市供水廠供水管網壓力不夠,無法直接向高層建筑供應水,而需要進行第二次加壓后供水的方法[1]。二次供水目的是通過設計合理有效的二次加壓方式及設備來滿足高層建筑用戶用水要求。采用二次供水方式對高層用戶供水時,不僅要考慮到用戶的用水量,還要考慮供水衛生安全問題。因此,需要綜合各方面因素,選擇最佳供水方式。
二次供水方式
2.1水泵調節閘閥供水方式及其優缺點
該供水方式的是由低位蓄水池、工頻水泵、調節閘閥及供水管網和用水戶組成。因為管網用水量不斷在變化,而水泵的配備與分級有限,需在管道上設計調節閘閥以便能不間斷的開啟度調節,以達到高層供水量接近于管網用戶的用水量,進而滿足高層用戶的用水量。
優缺點:該二次供水方式供給用戶的水量較大,但還是很難使供水量達到用水量的水平,而且費力耗時,很難滿足不同時間段用戶用水的穩定要求,加上閘閥耗能較大,導致能量損失浪費。
2.2水泵高位水塔聯合供水方式及其優缺點
該供水方式一般要通過水泵將水由低位水池抽送至高位水塔上,然后往下再供水至各層用水用戶,高位水塔具有穩定供水的效果。而水泵會根據高位水塔的上下水位差控制、不斷進行起停運行,選擇合理的水泵能使水泵一直在節能的狀態下運行[2]。
優缺點:這樣能增加供水壓力,能實現穩壓供水,還能節約水泵工作時消耗的電費,可以說是一種經濟實用的供水方法。但是該供水方式也存在著缺點,因為高水位塔存在二次污染的隱患,所以在使用高位水塔時應該采取相應措施預防二次污染發生。
2.3利用氣壓供水及其優缺點
其中一種氣壓供水方法是由低位水池、工頻水泵、氣壓罐、管網系統及用水地點組成,該系統采用的氣壓罐設備有兩種,一種是補氣式,另外一種是隔膜式。其中補氣式氣壓罐供水設備最好方式是自平衡水壓自動補充氣壓,氣壓水罐內可以調節容積,所以水泵選型可根據最大、最小用水量進行選擇。氣壓水罐的設計環境應滿足無粉塵、通風效果良好、空氣潔凈的特點[3]。隔膜式氣壓供水設備是由焊接后加工成型,隔膜需用法蘭固定住,但是用法蘭固定隔膜的部位容易出現氣體泄漏,加上氣壓罐調節儲蓄氣壓量有限,所以并不普遍使用在生活用水的供應方面。
設計地下水池與恒壓變頻泵的供水方法,該系統流程是:低位蓄水池-恒壓變頻-用水管網-用水點,恒壓變頻水泵是通過低位蓄水池抽水并供應水,恒壓變頻泵分為主泵與副泵,遇到用水高峰期時主泵會開啟并供水,以便維持恒壓變頻系統壓力不出現大幅度變化。在使用恒壓變頻的基礎上還可以設置氣壓水罐,以便調節用水高峰期時出現水壓波動[4]。目前,許多高層建筑采用的都是這種供水方式,該供水系統的優點是確保供水壓力不變,供水無污染,不需要設置樓頂水箱,可依據用水量大小進行變頻供水,既能節約用水還能延長水泵使用壽命,水泵出現問題時系統還能自動跳過出現故障的水泵繼續運作。
優缺點:利用恒壓變頻供水是較為理想的供水方式,設備造價比較經濟,不用設置高位水箱,降低水質污染的可能,保證頂層供水壓力。但是該供水方式也是存在缺陷的,一旦供水系統出現問題,無法供水,受到影響的就是整棟樓層的用戶。而且,水泵運作是由變頻控制柜來完成的,一旦變頻控制柜出現障礙,就需要專門的技術人員才能解決,這就有可能導致維修不及時,用戶用水得不到保障。
2.4單元水箱-單元增壓泵-單元高位水箱-用水處
該系統中單元水箱和單元增壓泵其實是一個整體,稱為單元增壓器[5]。這種供水方式解決了前兩種供水方式的缺點,管理上減少了不少麻煩,但是一次性投資費用較大,每個單元需安裝增壓器、單元樓頂水箱以及進水總表等,總費用較大。水電費是各用水用戶自己交,如果水泵發生故障,影響到的只是該單元的一些用戶,這樣就保證了其他用戶的用水不受影響。
優缺點:由于設有樓頂水箱,高水位時水泵停止運作,低水位時水泵會開啟,水泵可不定時休息,延長水泵使用壽命,不會出現在停電時水泵就馬上停止運作無水供應,用戶用水得到保障。但是該方式供水設備出現問題及返修次數多時,也會給管理方面帶來很多麻煩,單元增壓設備性能的優良與否,直接關系著用戶用水,因此選用品質、性能優良的單元供水設備很重要。
2.5無負壓供水方式及其特點
這種供水方式采用的是下行上給的供水管網方式。而水泵與供水管網直接連接時,在用水高峰期出現時對管網產生吸力,從而對城市水廠供水管道網產生負壓,產生這種負壓是由水泵本身的特性決定的。目前,不少供水設備生產的廠家已生產具備微機控制的無吸力變頻恒壓二次供水設備,城市供水廠供水經過無負壓設備的穩壓補壓罐,采用由變頻水泵抽水送至各用戶用水點。
優缺點:該供水方法既能利用城市供水廠供水管網的余壓,又不會對城市供水管網產生負壓。其優點是運作費用低,自動化程度提高,管理簡單,在設備安裝及維護方面都比較方便,而且在樓頂不設置蓄水池,可以避免造成二次污染。
結論
隨著社會的不斷發展,城市用地出現緊張化,使得城市的樓房的層數日益增高,為了滿足高層住戶的用水問題,需要采取二次供水方式。二次供水方式的合理選擇,既關系著高層建筑供水的經濟合適性又關系著供水安全保障及耗能問題。選取什么樣的二次供水方式是由樓層的具體情況決定的。通過對4種二次供水方式的探討,發現每個供水系統都有著各自的優缺點,而隨著變頻器成本的降低,變頻器可靠性的提高,變頻調速供水系統已成為高層建筑二次供水方法的主流,成為當前城市供水廠減少耗電量,增強供水穩定性、使經濟效益最大化的重要二次供水方式[6]。變頻調速恒壓供水方式,可按實際需要改變供水量,不僅克服了傳統閘閥供水時出現水壓波動大的缺點,還省去建造高位水塔的費用,避免出現二次污水,對高層用戶用水提供衛生安全保障。
【參考文獻】
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[2]李英.小高層建筑二次供水技術的探討[J].科學之友.2010(04).
[3]孔全.建筑二次供水方式及優缺點探析[J].科技資訊.2010(03).
【關鍵詞】高層建筑;轉換層;結構設計;類型
1.前言
高層建筑的結構轉換層設計是一項非常復雜的工程,在設計施工之前必須要對其進行細致的分析討論,確定方案無誤時才能進行施工,從力學的角度來分析,可以看出高層建筑轉換層的上下層內力比較集中,并且地震力集中,設計起來非常困難,這也逐漸成為高層建筑設計的重要問題之一,一直受到國內外的高度重視,為了保證設計的舒適安全,必須要對高層建筑的結構變化處設置轉換層,下面我們就對轉換層設計進行系統的論述。
2.轉換層的定義和功能
高層建筑轉換層可以分為兩類,一類是結構轉換層,另一類是功能轉換層,本文主要是對結構轉換層進行論述。
結構轉換層的定義:對于一些高層建筑來說,結構轉換層的設計有一定的難度,高層建筑一般上部用于公司辦公或者居民住房,這樣需要的墻多柱少,而下部一般用于超市等的商業用處,需要更大的空間,這樣需要的就是墻少柱多,所以就必須要對其進行轉換,將上部的墻體所承受的內力轉移到下面的支柱上,這樣的具備轉換力的樓層一般被稱為結構轉換層。
功能:結構轉換層的功能有很多,主要是將上下樓層的結構進行轉換、改變上下層的柱網和結構類型、對上下層結構類型和柱網一起改變。
3.結構轉換層的類型及設計方法論述
高層建筑結構轉換層可以分為四種類型:梁式轉換層、厚板式轉換層、箱式轉換層和桁架式轉換層。
3.1梁式轉換層
特點:梁式轉換層分為托柱形式轉換梁截面設計和托墻形式轉換梁截面設計,這兩者是按功能不同來進行劃分的。
(1)托柱形式轉換梁截面設計。當轉換梁承接的是上部的普通框架時,可以按照普通的截面設計進行配筋計算,因為這時的轉換梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一樣的,但是,當轉換梁承受的是上部斜桿框架時,就應該按偏心受拉構件進行截面尺寸設計,因為,此時的轉換面承受的是軸向拉力。
(2)托墻形式轉換梁截面設計。在轉換梁的施工過程中,力學問題是一個關鍵問題,必須要予以重視,當轉換梁承受上部的墻體是小墻體時,要采取普通梁的截面設計方法進行配筋計算,且縱向的鋼筋也可以放置在轉換梁的底部,像普通梁那樣布置就可以了;當轉換梁承受的是上部墻體且滿跨不開洞時,轉換梁應采取的截面設計方法是深梁截面設計方法,它的受力特點和破壞形態表現為深梁,不過此時的轉換梁跨中較大范圍的內力較大,所以其縱向的鋼筋就不應該彎曲或者截斷了;當轉換梁承托上部墻體滿跨或者不滿跨時,但是剪力墻長度比較大時,應該采取的轉換梁設計方法是深梁截面設計方法。
3.2箱型轉換結構
當轉換梁的截面較大時,可以在轉換梁的梁頂和梁底同時設置一層樓板,遍布全層,使得整個樓層都構成“箱子”形式,也因此被稱為“箱型轉換層。
箱型轉換結構也是高層建筑設計中較為常用的一種結構形式,在設計過程中主要要注意支撐體系的合理設置,這是保證建筑施工質量的重要前提,主要特點有:層高大、自重大、混凝土強度高、結構受力比較復雜、墻柱模板支設困難等,主要優點是轉換層本身的整體性非常好,但是,它也有其缺點,就是它直接占用了整個樓層的面積,使得這個樓層不能再有其他用途,只能當做設備層使用,還有一個缺點就是上面所提出的自重大、造價高,這也是在實際應用當中很少使用的原因。
3.3厚板式轉換層
這種厚板厚梁式轉換結構主要優點是布置靈活,整體性比較好,當上、下柱網線錯開比較多很難用梁來承托時就需要采取這種形式,做成厚板,厚板的厚度也可以根據上下的結構以及柱網尺寸而定,但是這種厚板式轉換層的自重很大,地震作用大,耗費材料多,不僅耗費資金而且還容易發生震害,所以這種方法采用的也不是很多。
厚板式轉換層可以采用TBSA等的三維空間分析程序對整體進行內力分析,主要是轉換板的不規則邊界,這樣的一般會采用有效單元法進行內力分析,還可以采用復雜樓板有限元分析軟件進行進一步計算,還可以對板在收到豎向壓力荷載的受彎和局部壓力等的進行計算。
3.4桁架式轉換層
桁架可以分為兩種,一種是空腹桁架,另一種是實腹桁架,這種桁架式轉換層主要是由梁式轉換層結構轉換而來的,與梁式轉換層相比它的受力更加明確、整體性好、抗震能力強、框架支柱柱頂彎矩和剪力更加小一點,這是它主要的優點,但是缺點也比較明顯,施工難度大,更加復雜、節點設計難度大。可以對其進行整體結構的內力分析,當高層建筑的下部為大商場時,需要的空間必須要大,上部則是居住辦公等的小空間,在這時就可以采用桁架式轉換層,特別是在需要設置管道時,更要采取這種方式,一般采用桁架式轉換層時應該跨滿層進行布置,而且上弦節點要與上部密柱中心對齊。桁架式轉換層的重量比較小,所以也減小了下部框架的承重負荷。
4.轉換層施工遇到的問題及對策
4.1遇到的問題
(1)轉換層的自重大、占用空間大、結構復雜,在施工過程中難度大,材料的占用量也非常大,施工成本也大大增加。(2)在轉換層中,有的具有大體積的混凝土施工,這樣容易出現升溫裂縫的現象。(3)要減小轉換層施工對下部的影響。
4.2解決措施
(1)合理的對支撐體系進行布置,要結合下部結構特點進行靈活的布置,采用懸空支撐體系進行支撐,盡量減小對樓板直接的作用力。(2)對于轉換層混凝土體積較大,應該采取一定的措施,比如:采用養護措施對溫度進行調整、使用低水化熱的礦渣、在完成施工拆除支撐體系時,要確保混凝土的干濕程度是否符合要求等等。(3)減小轉換層施工對下部的影響主要采取的措施是分層澆灌混凝土,讓先澆灌的部分承擔一部分的重量,卸載支撐體系的負荷。(4)在鋼筋翻詳前一定要對設計意圖以及熟練程度、審核等進行深一步的了解,熟練掌握相關規定,當轉換梁的高度較高時一定要保證鋼筋骨架的穩定,這樣才能安全方便的進行操作。
5.結語
高層建筑中,結構轉換層的設計一直是建筑行業人員十分關注的問題,由于其結構的復雜性和工程量巨大,需要工作人員對其進行充分的了解,合理的設計規劃,對于高層建筑轉換層的設計要選擇合理的、合適的轉換層形式,在設計布置時,加強主要構件來增加設計結構的安全性和穩定性。目前高層建筑的轉換層設計還不完善,需要我們不斷的研究發現,進行深一步的探索。
參考文獻
[1]李多龍.高層建筑結構設計的基本流程分析[J].江西建材,2013(6):32-33
關鍵詞高層建筑給水方式分區 水壓
隨著經濟的發展和城市地價的攀升,以及建筑業的迅速發展,高層建筑在大中型城市的比例逐年增加,我國的高層建筑數量越來越多。因此,高層建筑的給水系統也得以快速發展。由于多層與高層的不同特性,尤其是消防方面,給水系統的正確選用也是十分重要的,否則輕則水壓水量不穩,重則事故頻頻,不能正常運行。作為給排水設計人員對高層建筑的給水系統進行仔細分析,在以后的設計工作中才能得心應手。
首先,我們應該明確高層建筑一般指十層及十層以上的居住建筑(包括首層設置商業服務網點的住宅)或建筑高度超過24m的公共建筑。多層建筑是相對高層建筑而言,大多數為6層以下,故本文討論的多層指6層以下或低于20米的建筑。
對于高層建筑,城市給水管網的水壓一般不能滿足高區部分生活用水的要求,絕大多數采用分區給水方式,即低區部分直按由城市給水管網供水,高區部分由水泵加壓供水。選擇給水方式是高層建筑生活給水系統設計的關鍵,它直接關系到生活給水系統的使用和工程造價。
就目前我國城市給水狀況而言,水壓一般可滿足建筑五~六層的生活用水要求,高區部分的供水應根據具體情況確定。規范規定:“高層建筑生活給水系統的豎向分區,應根據使用要求、材料設備性能、維修管理、建筑物層數等條件,結合利用室外給水管網的水壓合理確定。分區最低衛生器具配水點處的靜水壓,住宅、旅館、醫院宜為300~350KPa;辦公樓宜為350~450KPa。”因此,根據《規范》規定的分區給水靜水壓,兼顧消防給水系統的給水方式,高層建筑生活給水系統高區部分應進行合理的豎向分區。
目前,高區部分可以采用的分區給水方式有:高位水箱給水方式;變頻調速水泵給水方式或氣壓罐給水方式。我國目前消防給水系統中臨時高壓制居多,一般高層建筑都設有高位消防水箱。在高位水箱有效容積增加不多的情況下,生活貯水與消防貯水同時貯存于一個水箱中,這既經濟又便于管理。高位水箱具有穩壓作用,使冷熱水系統水壓保持平衡,方便洗浴。變頻調速水泵不能滿足消防貯水量,存在小流量和零流量供水問題,同時變頻控制股價格較高,在高層建筑中采用較少。氣壓罐給水方式的主要缺點是氣壓罐調節容積小,同樣存在不能滿足消防貯水的問題,一般作為消防給水系統中的經常性增壓設備,對于高層建筑生活給水一般用于少數樓層水壓不足時的增壓。由于以上諸多原因,目前絕大多數高層建筑采用高位水箱給水方式,盡管高位水箱存在增加建筑荷載和防止生活用水受到二次污染的問題。
高位水箱給水方式可根據《規范》要求采用高位水箱減壓給水方式、高位水箱并聯給水方式或高位水箱串聯給水方式,或者根據具體情況采用幾種給水方式的結合。其中高位水箱減壓給水方式利用減壓水箱和減壓閥減壓。減壓水箱占用一定的建筑面積,并且增加了防止生活用水二次污染的困難,有噪音影響。減壓閥造價雖然較高,但占地面積大大減小,不影響水質而且無噪聲,國內減壓閥產品質量提高,性能可靠,故采用減壓閥減壓方式的日漸增多。
高位水箱給水方式在實際應用中可以按以下情況考慮:
(1)筑高度50m左右的高層建筑,高區部分可采用貯水池――水泵――屋頂水箱――減壓閥給水方式。此方式供水安全可靠,充分利用了城市管網的水壓,節省能源。這種方式普遍采用。
(2)建筑高度50~80m左右的高層建筑,高區部分可采用貯水池―― 水屋頂水箱――減壓閥給水方式或高位水箱并聯給水方式。并聯給水方式各分區為獨立的給水系統,供水安全可靠,水泵集中布置,便了管理維護,運行動力費川省。但走必須設水泵――水箱兩套設備,增加了水泵和水箱占用的建筑面積,造價增大,這在大城市尤為顯著。減壓閥給水方式系統簡單,設備費用少,占地面積小,管理維護方便。但是其供水安全性比并聯給水較差,運行動力費用較高。目前我國各地供電情況逐步改善,電費比較適中,采用高位水箱分區減壓給水方式具有較大優越性。這種情況病區部分有兩個分區。此種方式應用較多。
3、建筑高度批80~110m左右的高層建筑,高區部分推薦采用高位水箱分區減壓給水方式,即貯水池――水泵――屋頂水箱――減壓閥給水方式,如圖4所示。也可以采用高位水箱并聯給水方式。這種情況高區部分有三個分區。
4、建筑高度超過110m的高層建筑,最高分區水泵揚程將會很大,壓水管線很長,為避免這種情況應采用高位水箱串聯給水方式(不設中間水箱時采用中間接力水泵方式)。推薦采用高位水箱串聯給水與減壓給水相結合的方式。
高位水箱串聯給水方式的特點是各分區的水泵分散設置,各從下一分區的水箱抽水,下一分區的水箱除供本分區外同時是上一分區的水源,適用于超高層建筑。其優點是避免了設揚程高的水泵和水壓高的壓水管,壓水管也不會很長。其缺點是由于設備分散,管理維護不便;水泵設于樓層對防震、隔音要求高;上區供水受下區影響,安全性較差。串聯給水與減壓給水結合,由于設備(水泵、水箱)減少,節省造價,并有利于管理維護,也減小了震動和噪聲的影響,因而在超高層建筑中采用較多。
根據目前給水系統設計,高層建筑生活給水系統給水方式的選擇應考慮多種因素。當建筑高度50m左右時,低區利用城市給水管網水壓直接供水,高區采用水泵――屋頂水箱聯合供水;當建筑高度50-80m時,高區采用高位水箱減壓閥給水方式;當建筑高度80-110m時,高區采用高位水箱分區減壓給水方式:當建筑高度超過110m時,高區采用高位水箱串聯給水與減壓給水相結合的方式。總之,應根據《規范》規定并結合當地的實際情況及工程的實際情況,確定經濟合理的給水方式。
【關鍵詞】高層建筑;構造;沉降原因;處理措施
當今高層建筑的不斷增多,主樓和裙樓會使得地面會受到壓力負荷的作用,地基也會因為受理不均勻產生結構性的差異沉降現象。結構性的不均勻沉降對高層建筑物的危害是極大的,不僅會使地面基礎出現裂縫,而且會使建筑物一些結構發生開裂,嚴重時會房屋整體會發生傾斜,甚至發生倒塌。面對高層建筑的施工工程要求,需要及時處理高層建筑差異沉降的問題,下面簡述三種解決高層建筑結構差異沉降的方法。
1、設置沉降縫防止發生不均勻沉降產生
設置沉降縫將建筑物分割為多個獨立的沉降單元,以有效地防止發生不均勻沉降產生。處理差異沉降慣用方法為設置沉降縫,這是一種純粹的“放”的方法。
1.1沉降縫設計原理
沿高層建筑主、裙樓交接處設沉降縫。沉降縫自上而下(基礎也要斷開)將主樓和裙樓分隔成人、各自獨立的結構單元,相鄰結構單元之間的差異沉降并不相互影響,不會由此產生結構內力。
主樓的沉降量一般要比裙樓的沉降量要大,基礎施工前可先分別估算主樓單元及裙樓單元各自的沉降量,在施工時適當調高主樓樓面相對高度和適當高低裙樓樓面相對高度,使兩者在經歷了整個沉降過程后變為一致。
1.2構造
沉降縫的寬度一般為100mm,并且應符合搞震縫的要求。有蓋板覆蓋,縫頂處要覆蓋密實,防止雨水滲人。
1.3優點
沉降縫的優點在于設計思路 簡單,無需考慮抵抗不均勻沉降引起的結構內力。
1.4缺點
1.4.1設沉降縫的缺點在于會出現雙柱、隔墻、雙梁,建筑 平面的使用受到了限制。
1.4.2沉降縫寬度只有100mm,縫兩側的隔墻很難做防水處理,如果沉降縫沒有被封蓋密實,很容易造成雨水滲入而潮濕隔墻.
2、設置施工后澆帶
施工后澆帶能夠有效解決上述沉降縫的缺點,這是一種先“放”后“抗”的方法。
2.1施工后澆帶的原理
后澆帶的位置通常設在主樓和裙樓交接處附近結構受力較小的部位(如梁、板的反彎點處)。在分別澆筑主樓和裙樓主體單元時,從基礎梁到上部結構的梁和板都預留出施工后澆帶,待主樓和裙樓的主體分別完工后,再用膨脹混凝土將兩部分連接起來,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先“放”一部分,一般情況下,高層主樓完成后,兩部分的沉降量已完成最終沉降量的60%-8/0%,剩下的沉降量就小很多了,這時再完成施工后澆帶的混凝土,二者余下部分差異沉降引起的結構內力,可由結構自行調整。
2.2構造
后澆帶寬度一般為700~1000mm,實踐中較多采用1000mm。后澆帶處鋼筋可斷也可不斷。后澆帶一般做成企口式,無論何種形式,后澆帶在補澆混凝土前必須鑿毛并清理干凈。后澆帶從預留到澆筑的時間當然越長越好,但為了施工期間不影響設備安裝,一般不應少于40天,最宜60天。
2.3進行后澆帶的填充
后澆帶的填充材料宜采用澆筑水泥、膨脹水泥或普通水泥加鋁粉等配制的混凝土。當施工現場缺乏這類水泥時,也可采用普通水泥混凝土,但要求混凝土強度等級比原來高一級,潮濕養護不少于15天。
2.4優點
施工澆帶的優點就是在于完全解決了設縫的弊端。
2.5缺點
在實際施工操作中,后澆帶往往帶來一些問題,主要有以下幾點:
2.5.1留于基礎底板上的后澆帶,將歷經整個結構施工的全過程,直至結構封頂。對于高層建筑,這段時間很長,在這段時間內,后澆帶中將不可避免地掉進各種各樣的垃圾雜物,由于底板鋼筋較粗較密,再加上局部加強筋,使得清理工作非常艱難,若不清理干凈,必然影響后澆混凝土的質量。
2.5.2后澆帶貫穿整個地下、地上結構,所到之處遇梁斷梁,遇板斷板,給施工帶來很多不便,影響施工進度。
2.5.3在后澆帶補澆混凝土前,需將兩側混凝土鑿毛,施工非常困難;而底板混凝土與后澆帶混凝土澆帶時間間隔數月,新舊混凝土的粘結強度很難保證;又由于澆筑時間差,造成底板混凝土的干縮極易在新舊混凝土的連接處產生裂縫。設置施工后澆帶的初衷是防止底板裂縫的產生,而后澆帶處理不好卻人為地在每條后澆帶處造成兩條貫穿裂縫,引起漏水。
2.5.4在軟土地基或地下水位高的情況,必須時間降水。
2.5.5后澆帶將底板分成若干塊,底板抗水平力的能力大大削弱,底板的移動還可導致上部結構的位移,因此必須采用特殊措施確保底板穩定性。
3、完全以“抗”方法抵御地基不均勻沉降引起的結構內力
不論是用沉降縫還是施工后澆帶處理不均勻 沉降問題,都有其各自的弊端,如果條件允許,我們可以考慮采用“抗”方法--通過合理的設計配筋、合理的混凝土強度等級,以結構本身抵御不均沉降引起的結構內力。
3.1取消沉降縫或后澆帶的理論依據
3.1.1如果地基的天然地質條件較好的話,或者采用樁基打入較堅硬的巖層,地基的絕對沉降量很小,那么差異沉降也不會大,所產生的結構內力也較小,設置沉降縫或施工后澆帶顯得大材小用。
3.1.2如何取消沉降縫或施工后澆帶。
沉降縫或施工后澆帶都是采用以“放”為主的原理來處理基礎差異沉降的,而我們可以改變觀念,改用以“抗”的手段來處理。
主、裙樓荷載差異雖然很大,但如果都建在樁基或改良 的地基上(包括堅硬的天然地基),或利用樁基和堅硬地基調整主、裙樓的差異沉降控制在較小范圍;還可以利用大底板聯合基礎的整體性調整差異沉降,確保主、裙樓在整體基礎上具有較小的差異沉降。但需要通過計算和分析,加強變截面處的抗彎剛度和配筋,控制工程在封頂后的最終沉降在20~30mm范圍以內。
3.2缺點
3.2.1采用“抗”方法對地基的地質條件要求較高,并不是任何工程均可采用的。
3.2.2采用“抗”的方法較設置沉降縫或施工后澆帶更為冒險,要求結構設計人員有豐富的經驗并進行精確的計算。
關鍵詞:高層建筑結構;設計;對策
1高層建筑結構的特征
高層建筑結構不但承受較大的垂直方向的荷載,同時也承受較大的水平方向的荷載,如風荷載和地震作用。一般情況下,低層建筑結構受到水平方向上的影響比較小,然而在高層建筑中,水平荷載作用則往往比較大,外界地震的作用和外界風產生的水平方向的荷載的影響是主要的影響因素。隨著建筑物高度的增加,高層建筑的位移增加較快,但是高層建筑過大的側移不但影響人的舒適度,同時使得建筑物的使用受到影響,并且容易損壞結構構件以及非結構構件。基于此,在設計高層建筑結構時,首先控制側移在規定的范圍之內,所以,高層建筑結構設計的核心是抗側力結構的設計。
2高層建筑結構設計的原則
2.1選擇合理的結構方案。合理的結構設計方案必須滿足安全性和經濟性的要求,并且要滿足結構形式和結構體系的要求。結構體系的要求是受力明確,傳力簡單。在相同的結構單元當中,應該選擇相同結構體系,如果高層建筑處于地震區,那么盡量選用平面和豎向規則的結構方案。另外,應在綜合考慮地理條件,工程使用需求,施工條件,材料等因素的基礎上,并和建筑包括水,暖,電等各個專業的相協調的情況下,選擇合理的結構,從而確定結構的方案。
2.2選擇合理的高層建筑結構計算簡圖 在計算簡圖基礎上進行高層建筑結構設計的計算,如果選擇不合理的計算簡圖,就比較容易造成由于結構不安全或造成不必要的浪費。基于此,高層建筑結構設計安全合理保證的前提是合理的計算簡圖的選擇。同時,在設計中應該采取相應的結構構造措施,保證計算簡圖的誤差在規范規定的范圍內,確保結構的安全。
2.3選擇合理的高層建筑結構基礎設計 按照高層建筑地質條件進行基礎設計的選擇。綜合分析高層建筑上部的結構類型與荷載分布情況,考慮施工條件,相鄰的建筑物的影響等各個因素,在此基礎上選擇科學合理的基礎方案。基礎方案的選擇應該使得地基的潛力得到最大程度的發揮,必要的時候要求進行地基變形的檢驗。高層建筑設計要有詳細的地質勘查報告,如果缺失,那么應該進行現場勘查并參考相鄰建筑物的有關資料。一般情況下,相同結構單元應該采用相同的類型。
2.4對計算結果進行準確的分析 隨著科技的不斷進步,計算機技術被廣泛的應用在建筑結構的設計中。當前市場上存在著形形的計算軟件,采用不同的軟件得到的結果可能不同,所以,建筑結構設計人員在全面了解的軟件使用的范圍和條件的前提下,選擇合適的軟件進行計算,對復雜的結構應采用兩種以上的不同的結構軟件計算,并進行對比分析,按最不利的結果進行設計。
2.5高層建筑的結構設計要采用相應構造措施。高層建筑結構設計的原則是強剪弱彎,強柱弱梁。高層建筑結構設計過程中把握上述原則,加強薄弱部位,對鋼筋的執行段錨固長度給予重視,并且要重點考慮構件延性的性能和溫度應力對構件的影響。
3高層建筑結構體系的選型
3.1建筑的結構在抵抗來自于水平方向和豎直方向的荷載時構件的組成形式和傳力的路徑就是高層建筑的結構體系。通過包括墻,柱等的豎向構件和樓蓋等水平構件將豎向荷載傳遞到基礎,利用抗側力體系將水平荷載傳遞到基礎。
3.2根據高層建筑結構的材料將高層建筑的結構體系分為鋼筋混凝土結構體系,鋼結構體系,鋼–混凝土混合結構體系以及鋼–混凝土組合結構體系。鋼筋混凝土結構體系被廣泛的應用在各類的工程結構中,具有混凝土和鋼筋兩種材料的協同受力性能特征,造價低廉,耐久耐火,成本低,整體性能優良,但存在著自重大,延性差,施工慢等缺點;鋼結構體系的強度高,抗震性能比較好,施工方便,跨度大,用途多,但是存在著費用高,防火性能差,施工復雜等不足;鋼–混凝土混合結構結合了鋼筋混凝土構件和鋼構件的長處,不但增加了鋼構件的材料強度,同時具有較高的抗震性能,成本低廉,然而這兩種材料構件的連接技術還存在著不足;鋼–混凝土組合結構具有承載能力高,抗震性能強,比鋼結構具有更優良的耐火性,施工速度快,但是存在著節點的構造比較復雜的缺點,一般被用于小偏心受壓構件。
3.3根據結構形式可以將高層建筑結構分為框架結構體系,剪力墻結構體系,框架–剪力墻結構等體系。利用柱,梁等結構體系作為高層建筑豎向承重的結構,并且承受水平荷載,這種結構側向位移大,框架結構內力大,適于60m高度以下的建筑;通過高層建筑的墻體當做抵抗側力和豎向承重的結構體系,就是剪力墻結構體系。這種剪力墻結構的剛度大,整體性能好,不易受水平力作用發生變形,適應于高層建筑,但是由于剪力墻的間距小,使得平面的布置不靈活,因此,在公共建筑中不宜使用;利用框架和剪力墻組合的而構成的結構形式就是框架–剪力墻結構體系,這種結構形式不但具有實用性強,布局靈活的優點,同時承受水平負載的能力更高,在高層建筑中被廣泛使用。在框架–剪力墻結構體系中,需要注意考慮剪力墻的位置,設計合理的剪力墻的數量,以及滿足框架的設計要求。
4高層建筑結構設計問題分析及對策
4.1高層建筑結構存在著超高的問題 基于高層建筑抗震的要求,我國的建筑規范對高層建筑的結構的高度有嚴格的規定,針對高層建筑的超高問題,在新規范中不但把原來限制的高度規定為A級高度,并且增加了B 級高度,使得高層建筑結構處理設計方法和措施都有了改進。實際工程設計中,對于建筑結構類型的改變對高層超高問題的忽略,在施工審圖時將不予通過,應該重新進行設計或者進行專家會議的論證等。在這種情況下,整個建筑工程的造價和工期都會受到極大的影響。
4.2高層建筑結構設計短肢剪力墻設置 我國建筑新規范中,短肢剪力墻是指墻肢的截面厚度不大于300mm,且高度和厚度比在5~8 的墻,按照實際經驗以及數據,高層建筑結構設計中增加了對短肢剪力墻的使用限制。所以,在高層建筑的結構設計中,必須盡可能的減少或者避免使用短肢剪力墻。
4.3高層建筑結構設計嵌固端的設置 一般情況下,高層建筑配有兩層或者兩層以上的地下室或者人防。高層建筑的嵌固端一般設置在地下室的頂板或者人防的頂板等位置。因此,結構工程設計人員應該考慮嵌固端設置會可能帶來的問題。考慮嵌固端的樓板的設計;綜合分析嵌固端上層和下層的剛度比,并且要求嵌固端上層和下層的抗震的等級是一致的;高層建筑的整體計算時充分考慮嵌固端的設置,綜合分析嵌固端位置和高層建筑結構抗震縫隙設置的協調。
4.4高層建筑結構的規則性 在關于高層建筑的新規范中,對于高層建筑結構的規則性做出了很多限制,比如規定了結構嵌固端上層和下層的剛度比,平面規則性等等,并且硬性規定了 “高層建筑不能采用嚴重不規則的設計方案。”因此,為了避免后期施工設計階段的改動,高層建筑結構的設計必須嚴格遵循規范的限制條件。
結束語:
高層建筑的結構設計是一項綜合性的技術工作,對于建筑的設計有著非常重要的作用和意義。隨著我國高層建筑的不斷發展,高層建筑的結構設計的要求越來越高,充分了解高層建筑的結構特性和高層建筑結構設計的原則至關重要。本文分析了高層建筑的結構特性,高層建筑結構體系的選型問題,并重點分析了高層建筑結構設計問題及對策,可以為高層建筑結構設計提供參考。
參考文獻:
關鍵詞:給排水設計 高層建筑 管道敷設
中圖分類號:[TU208.3]
1 高層建筑給水排水工程的設計要求
由于高層建筑具有層數多高度大、振動源多、用水要求高、排水量大等特點,因此。對建筑給水排水工程的設計、施工、材料及管理方面都提出了較高的要求。與低層建筑給水排水工程相比,高層建筑給水排水工程具有以下特點。
1.1 高層建筑給水熱水消防系統靜水壓力大。如果只采用一個區供水,不僅影響使用。而且管道及配件容易被破壞。因此,供水必須進行合理的豎向分區,使靜水壓力降低,保證系統的安全運行。
1.2 高層建筑引發火災的因素多,火勢蔓延速度快,火災危險大.而且撲救困難。因此,高層建筑消防系統的安全可靠性要比底層建筑的高。由于目前我國消防設備能力有限。撲救高層建筑火災的難度較大。所以高層建筑的消防系統應立足于自救。
1.3 高層建筑的排水量大,管道長,管道中壓力波動大。為了提高排水系統的排水能力。穩定管道的壓力,保護水封不被破壞,高層建筑的排水系統應設置通氣管系統或采用新型單立管系統。另外,高層建筑的排水量管道應采用機械強度較高的管道材料。并采用柔性接口。
1.4 高層建筑的建筑標準高,給水排水設備使用人數多,瞬間的給水量和排水量大.一旦發生停水或排水管道堵塞事故,影響范圍大。因此。高層建筑必須采用有效的技術措施,保證供水安全可靠,排水通暢。
1.5 高層建筑動力設備多,管線長,易產生振動和噪聲。因此,高層建筑的給水排水必須考慮設備和管道的防振動和噪音的技術措施。
2 高層建筑給水排水設計
2.1 生活給水系統
由于高層建筑物總高度較大,僅靠室外管網的供水壓力,通常無法滿足較高層用水點的水壓要求,工程中一般采用增壓設備輔助供水,以產生更大的水壓,如果給水系統不進行豎向分區,則底層衛生器具將承受較大的靜水壓力,從而帶來一系列的問題。因此,對高建筑應實行分區供水,保證給水系統的順利進行。在給水方式上、各個地方應該根據自已地區的實際情況和不同要求選擇適合的給水方式,通常包括高位水箱給水、氣壓罐給水、變頻泵無箱給水、減壓分區給水等幾種方式。
2.2 污廢水排放系統設計
室內的污廢水管道采用雨水和污、廢水分流,污水和廢分流設計,污、廢水排放系統設置共享通氣立管,室外的污廢水管道采用合流設計,排入市政污水管網.。
地庫停車場的廢不由排水溝收集排入車庫集水坑,再經潛水排污泵提升至室外污水管網。考慮停車庫沒有洗車庫,故不令設集中的隔油處理。廢水集水井內均設兩臺潛水排污泵,均為一用一備設置,主泵可以由控制箱隨機啟動,在緊急情況下可以通過水信控制的模式啟動備用泵,達到更為安全的目的。水泵可現場物動控制或通過控制實現自動控制(停泵水位、第一臺水泵啟動水位、啟動備用水泵和報警水位等)。
2.3 消火栓滅火系統
依據各建筑類別及《高層民用建筑設計防火規范》《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》,住宅為一類高層普通住宅,同一時間按一個著火點進行消防設防,建筑高度大于50m,室內消火栓用水量為20L/s,室外消防用水量為1L/s,火災延續時間2h;地下車庫室內消火栓用水量為10L/s,室外消防用水量為20 L/s,火災延續時間為2h。
3 關于水表設置
長期以來,我國住宅水表均設于室內廚房或衛生間等用水集中處,對于用水點較多且分散的住宅,有時甚至一戶內設多個水表。近年來,水表設于戶內而引發的諸多問題日益引起人們的重視。由于這些問題的產生,水表出產已成為必然的選擇。住宅建筑一般裝設分戶水表,分戶水表或分戶水表的數字顯示應設在戶外較宜。水表分戶一般有以下幾種方式:
3.1 分戶水表集中設于屋頂(水箱供水)或底層空間內(變頻供水)。這種方式常用于多層單元式住宅中。一般一個單元梯位水表設一個水表井(箱),分戶水管沿室內管井或建筑外墻引入戶內。其優點為;抄表方便,抄表人員勞動強度低,可以杜絕用戶的輸水行為。缺點是:管材耗量大,管道水頭損失大,需占用較大空間的管道井,如設于外墻則易影響建筑外觀,分戶支管不易檢修。
3.2 水表設于樓梯休息平臺處。給水立管設于平臺處,每戶設一水表箱;將水表箱嵌入休息平臺兩側墻體中。其優點為:分戶支管短,較節約管材,管道水頭損失也較小,缺點是:水表分散設置,抄表人員勞動強度較大;通常室內消火栓箱也明設于休息平臺處,因而使本來就擁擠的休息平臺更為局促,給住戶通行帶來不便。
3.3 水表每層集中設于水表間內,分戶水表整齊靠于墻面。其優點:分戶支管短,較節約管材,管道水頭損失也較小,缺點是:分戶管道必須沿公共走道樓板下引入室內,因而走道內要求設吊頂。
以上幾種水表分戶方式,各有其優缺點,具體在工程實際設計中采用何種方式,應由設計入員根據住宅的性質、檔次及當地行業管理部門的要求確定。
4 排水管道敷設及材質選用
4.1 衛生間排水管道設置
為了不使衛生間污水橫管進入下層戶內空間,排水管道的敷設一般采用以下幾種方式:
衛生間地面樓板下沉,污水橫管設于下沉室內。這種方式對排水管道的施工較為方便,但檢修管道則十分不易。在實際工程使用過程中,經常發生下層住戶靠衛生間處樓板及側墻發生滲漏現象。由于無法查找出漏水的原因,上層住戶只能將整個衛生間地面鑿開重新翻修,鑿開后才發現下沉室內積滿水,積水經側墻滲入下層。分析產生積水的主要原因有:衛生間地面防水未處理好,地面水滲透入下沉室;部分給排水管道漏水進入下沉室。針對以上原因采取的措施有:嚴格做好衛生間地面的防水處理及下沉室四周的防水處理;衛生間內所有給排水管道應經嚴格試壓住水試驗后方可暗封管道,建議在下沉室側面設置側排地漏,以排除可能出現的積水。
采用側排方式。衛生間采用后出水式座便器,側排地漏,將浴盆或淋浴房墊高,各衛生器具排水橫支管沿衛生間地面墻腳處引至外墻。器具存水彎、排水橫管及立管均設于建筑外墻處。采用這種方法,可避免出現下沉式積水的狀況,但應注意幾點:首先,盡可能將潔具特別是座便器設于靠外墻處;其次應與建筑專業密切配合。由于排水橫管及立管均設于外墻,不可避免影響到建筑外觀,因而在建筑方案設計階段,給排水專業人員就應介入,將衛生間布置于建筑凹槽處,盡量降低對建筑立面的負面影響。
在北方嚴寒和寒冷地區的氣候條件下,住宅廚房、衛生間的排水立管應分別設置。加側排地漏,北方地區因安裝困難可適當加大管井,排水管道不得穿越臥室,排水立管采用普通塑料排水管時,不應布置在靠近與臥室相鄰的內墻;當必須靠近與臥室相鄰的內墻時,應采用橡膠密封圈柔性接口機制的排水鑄鐵管、雙臂芯層發泡塑料排水管、內螺旋消音塑料排水管等有消聲措施的管材。
4.2 排水管道的材質選用
根據建設部的規定,目前新建多層住宅均使用UPVC塑料排水管,室內UPVC排水管的類型有普通UPVC實壁管、UPVC芯層發泡管(PSP管)、UPVC螺旋消音管三種。普通UPVC實壁管噪音較大,而同等壁厚的UPVC芯層發泡排水管比UPVC實壁管重量輕約20%-30%左右,同時它又具有隔熱隔音的效果,特別適合于建筑排水,可顯著地降低流水噪音,大有取代UPVC實壁排水管的趨勢。UPVC螺旋消音管不僅可以降低噪音,而且與其它同管徑排水管相比排水能力大大提高。不僅可作為高層建筑的排水管,而且還不用設專用通氣立管。因此,要根據安全、經濟、環境等因素綜合考慮,合理選擇排水管。