發(fā)布時間:2023-04-19 16:48:08
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的高層建筑論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
論文摘要:在建筑施工中采用的基礎是多樣化的,采由深基礎到淺基礎的施工步驟,對各種不同的混凝土基礎均制定不同的施工方案和采取不同的施工措施,大體積混凝土施工灌注時采取階梯式的平面和跑道式的灌注方法,有效地降低大體積混凝土的升溫,克服了混凝土中產生的冷縫現(xiàn)象,在施工中取得良好的效果。
筆者在實習期有幸參加了一棟高層基礎的施工。廣州市、天河區(qū)、禺東西路某企業(yè)一棟33層住宅樓,地下室共有三層,主要用于人防、停車,設備于一體的地下室,長75.7米寬46—38米不等寬的異形平面,基礎混凝土采用筏板形設計方案,板的施工厚度為2.0米,總混凝土量為5876.69m3,基礎中間設有一條1.2m的后澆帶,強度設計為C40的S6級抗?jié)B混凝土基礎。
一、施工前的準備
為了確保施工進度和施工質量,施工前我們在現(xiàn)場進行了認真的調查和對施工方案反復的進行了討論,并做出了充分大量的準備工作。如對市區(qū)內可能產生的道路堵塞、可能造成的停電、停水、及現(xiàn)場設備出現(xiàn)故障等均相應地做好了應急的準備工作。我們對泵送混凝土攪拌站選用方面我們選用了市區(qū)一家最有實力、且一家公司分別有兩個不同方向運送混凝土的攪拌站,如果出現(xiàn)東面斷道就從西面供給,西面斷道就從東面供給的方式,確保混凝土能滿足施工的需求。在用電方面先用了兩路電源并備用一臺360千瓦/時發(fā)電機確保施工用電萬無一失。在用水方面我們除了準備自來水之外,還利用市政2米的排水管道設閘堵水以防停水時無法降溫而影響混凝土的施工質量。對現(xiàn)場的各種設備都相應地做了應急準備。
二、施工方案的選定
(一)為了保證相鄰住房的安全,我們選定以西向東推進的施工方案。
(二)由于施工場地比較寬敞,充分發(fā)揮優(yōu)勢,泵站選用HP—800自動配料機2臺,現(xiàn)場采用HBT—60混凝土輸送泵三臺,管徑直125mm2,同時還采用一臺12m3/h的汽車混凝土輸送泵,專用來做小體積混凝土的補救及找平。
(三)采用38臺6m3/臺混凝土運輸車。
(四)人員采用四班不間隔連續(xù)作戰(zhàn)的的施工方法,確保施工進度,每班交接班需提前半小時。
(五)為了防止由于混凝土自身產生的高溫而燒壞混凝土的現(xiàn)象,我們采用雙排直徑為50mm的鋼管通水降溫的方法,(左右間隔1米,上下1米且交叉布置)取得了良好的效果。
三、保證混凝土出廠質量的措施
(一)選擇高質量的水泥
我們選用“珠江牌”625R硅酸鹽水泥。
(二)混凝土出廠前的技術處理
為了減少水泥的水化熱,降低混凝土自身的溫度,在滿足設計和混凝土保證用泵輸送的前提下,將625R硅酸鹽水泥控制在450kg/m3。
(三)適當參加一定的添加劑,控制水灰比
根據設計要求,混凝土中摻和水泥用量4%的復合液,它具有防水、膨脹、緩凝而一體,溶液中的糖鈣能提高混凝土的和易性,使用水減少20%左右,水灰比一般能夠控制在0.55以下,初凝可延長4小時左右,對大混凝土施工的質量提供了有利的保證。
(四)對骨料的控制
選用70—40mm連續(xù)配碎石,細度模數(shù)2.8—3.0的中砂,砂石的含泥量控制在1%以內,并不能混有其他有機雜質和使用海砂。(五)混凝土的施工配合比
根據設計強度和泵送混凝土對坍塌度的要求,經試驗確定采用:625R硅酸鹽水泥,其水∶水泥∶砂∶碎石∶復合劑=0、25∶1∶1、82∶2、5∶0、04。
(六)加強技術管理確保施工質量
加強原材料的檢驗試驗工作,分工由監(jiān)理單位安排人員跟班檢查,并對每批原材料都做詳細的記錄。
(七)采用確實可行的施工工藝
澆灌混凝土同采用三班人員交叉流水作業(yè)的形式,分層次地采用跑道式的施工路線,一層一層向前推進,每層保證振動器跟上施工步伐,在施工最后一層混凝土時除了采用平板振動器外,還采取長4米的園條形振動器做一次壓平處理,事后人工壓漿收尾。
(八)混凝土的保養(yǎng)
為了防止在大體積混凝土施工時由于產生的高溫而燒壞混凝土,影響混凝土的施工質量,我們采用了循環(huán)水系統(tǒng)降溫的辦法,保證進入口水溫在C25度以下,出口水溫在C58—C68度以內,在水溫超過C70時我們采用加快循環(huán)水量的辦法,并在混凝土上部采用麻袋濕水保養(yǎng)的辦法,在施工過程中做到了一絲不茍,其結果是工夫不負有心人,僅僅在30小時內元滿地完成了5876.69m3混凝土的施工任務。
四、談幾點體會
(一)施工前的準備和施工時可能出現(xiàn)問題,采取相應的應急措施,是非常必要的,給施工增加了保證力量。
(二)采用內外降溫的養(yǎng)護措施有效地控制了混凝土的升溫,大大縮短養(yǎng)護周期,對大體積混凝土的施工時的采用尤其重要。
(三)大體積混凝土施工澆灌時采用分層跑道式的施工方法,對施工進度和施工質量均有利,是可借鑒的一種施工方法。
1.1近人尺度原則
近人尺度原則在城市高層建筑設計中的內涵是建筑物的進出口以及底層部分的尺寸大小能給人帶來視覺享受的同時又能方便人們使用。其中,建筑物進出口是用戶每天都要使用的部分,進出口設計質量對用戶的感官刺激較大。所以在高層建筑設計時要將近人尺度設計理念充分地融入到設計思路中,合理地劃分建筑物入口處的柱子、檐口、大門以及墻面的尺度,細化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在滿足用戶對建筑功能性需求的基礎上,又能給人們帶來感官享受。
1.2細部尺度原則
細部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質感,是更為細膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設計時應透徹地了解人們對建筑材質的標準要求及喜好程度。一般情況下,我們對事物的評價,都是通過眼觀以及手摸的方式去對事物進行進一步的了解,然后從主、客觀角度對該項事物做出綜合性評價。所以,設計人員應遵循細部尺度原則,采用人們能夠接受的喜愛的建筑材質塑造建筑工程作品,給人們帶細部尺度主要是指建筑材料的質感,指高層建筑更細分的尺度大小。
2城市建設中高層建筑設計要點
2.1高層建筑采光設計
隨著人們節(jié)能減排意識的不斷提高,發(fā)展節(jié)能型建筑是當今建筑工程領域發(fā)展的總體態(tài)勢。高層建筑內的照明能耗比較大,如何通過有效的措施降低人工照明對能源的消耗及利用日光照明是當今建筑工程領域必須要重視的課題。目前,比較先進的日光采集系統(tǒng)主要有以下幾種:(1)提高單位面積進光區(qū)的日光量,利用太陽光為建筑提供照明需求,可有效降低人工照明對能源消耗。(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)在不改變建筑構造的基礎上,如增大建筑窗戶的面積或數(shù)量來采集更多的太陽光,而能較好地滿足建筑內照明需求的同時又不會在強烈的太陽光下給用戶帶來不適感覺,可通過陽光直射阻擋系統(tǒng)來解決。該系統(tǒng)是利用光線的折射計反射原理為設計依據的。
2.2高層建筑的抗震設計
抗震設計是高層建筑工程設計的重要內容,抗震設計質量對提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響?;诘卣痤l發(fā)的現(xiàn)實情況,加強高層建筑抗震設計工作是現(xiàn)行建筑工程領域必須要關注及重視的問題。在高層建筑抗震設計時候需要注意以下要點:建筑大廳的四角及建筑外墻位置應設置構造柱,并根據高層建筑要求的具體抗震等級合理確定構造柱數(shù)量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設置構造柱用來分擔磚墻荷載;在高層建筑抗震設計前設計人員應深入到施工工地進行工程地質勘探,牢固掌握高層建筑施工所在地地質情況及發(fā)生地震災害的頻率情況,以此為依據進行高層建筑抗震設計。在抗震設計中設計人員應嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級進行設計不得以經驗隨意地更改建筑的設防等級,如果提高建筑的設防等級會額外地增加工程成本投入,而降低建筑設防等級則會降低建筑的抗震能力,一旦地震災害來臨將會對建筑及人們生命財產安全帶來極大危害。
2.3高層建筑的消防問題設計
關鍵詞:高層建筑消防火災報警探討
一、消防電氣設計應遵循的規(guī)范
目前設計者應該熟悉和掌握的與高層建筑消防電氣有關的設計規(guī)范主要有「高層民用建筑設計防火規(guī)范(GB50045-95以下簡稱“高規(guī)”)、「火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范(GB50116-98以下簡稱“報警規(guī)范)、「民用建筑電氣設計規(guī)范(JGJ/T16-92以下簡稱“民規(guī)")等。前兩部是國家標準,后者是國家建設部的行業(yè)標準。三部規(guī)范對高層建筑中一、二類建筑的劃分以及對火災報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設置與要求總體來講是一致的,但從各自不同角度三部規(guī)范也各有側重,有所區(qū)別。對設計者來說,國標是帶有強制性的,必需嚴格遵守,部標或行業(yè)標準應服從國標。
二、火災報警系統(tǒng)基本形式的劃分及設備設置
火災報警系統(tǒng)的形式應根據具體設計對象來確定,設計者首先必需搞清楚設計對象的建筑形式、規(guī)模、分類、建筑個體的分布等諸多因素,再根據這些因素來確定火災報警系統(tǒng)的形式。
如表一,按“報警規(guī)范”,將火災報警系統(tǒng)劃分為三種基本形式:區(qū)域報警系統(tǒng),集中報警系統(tǒng)和控制中心報警系統(tǒng)。而“民規(guī)”把報警系統(tǒng)分為四種基本形式:區(qū)域系統(tǒng)、集中系統(tǒng)、區(qū)域——集中系統(tǒng)、控制中心系統(tǒng)。隨著新技術不斷出現(xiàn),火災報警設備和元件也在不斷更新和發(fā)展。筆者認為,報警系統(tǒng)設備的設置不宜復雜過多,過多會造成投資增大,可靠性降低,也不宜過于簡單而達不到報警聯(lián)動要求。應該在滿足規(guī)范要求的前提下,強調注意系統(tǒng)的可靠性和經濟性,還應注意不要單純追求消防技術的先進性,而應結合國情充分考慮維護方便和維護水平。
三、消防聯(lián)動控制制式問題
消防聯(lián)動控制有采用多線制的,有采用總線制的。多線制是電源驅動線與信號線分開,電源、檢測、控制分別占用導線的制式。多線制一般有五線制、四線制??偩€制是基于計算機技術中控制總線的原理,采用信號線與電源驅動線分時復用的方式,利用計算機編程技術來達到監(jiān)測與控制目的,總線制有三總線制和二總線制??偩€制比多線制有布線少,監(jiān)測控制設備多等優(yōu)點,目前大中型項目多采用總線制。在具體設計中選擇采用哪種制式可結合工程的具體情況而定。多線制和總線制的主要特點如表二
四、線路的敷設問題
許多電氣設計消防線路采用穿塑料管(PVC)保護,并從吊頂內走線。而“民規(guī)”第24.8.5條規(guī)定:消防聯(lián)動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播等線路,應穿金屬管保護,并暗敷在非燃燒體結構內,其保護層厚度不應小于30mm。當必需明敷時,應在金屬管上采取防火措施。在布線上要求與“民規(guī)”、“報警規(guī)范”基本一致,只是根據“報警規(guī)范”線路在暗敷時可采用金屬管或經阻燃的硬質塑料管保護。從實際情況可以看出,很多設計人員對這一條有所疏忽。
筆者理解,本條之所以沒有包括火災探測器線路,是因為探測器線路只是在火災初燃生煙發(fā)熱階段起作用,而條文中規(guī)定的消防聯(lián)動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播線路,在火災發(fā)生后一段時間內還需起作用,在這段時間內,這些線路應保證安全使用。
敷設在吊頂內的線路,在發(fā)生火災時并不安全,而且吊頂內下是火災多發(fā)地段。設計人員應對規(guī)范條文給予足夠的重視,在實際操作中,凡是新設計的建筑,對該條文規(guī)定的線路,一律穿金屬管或阻燃PVC管保護并在現(xiàn)澆板內、墻內等處暗敷走線。而在改造工程中,由于條件限制不能暗敷時,應對保護鋼管或金屬線槽采取防火措施,如刷防火涂料等。
五、消防水泵的控制啟停問題
消防水泵(包括消火栓泵、噴淋泵)是滅火手段中的重要設施,對消火栓系統(tǒng)而言,根據“高規(guī)”的要求,在消火栓處應能直接啟動消火栓泵。根據“報警規(guī)范”的要求,在消防控制室處也應能手動控制消火栓泵的啟、停。這兩部規(guī)范從各自不同角度提出要求。此外,在水泵房消火栓泵附近還有一個控制箱直接控制水泵電機啟停,這樣消火栓泵的啟動就有三處地方可控制,因此,存在這樣兩個問題,一是消火栓泵的控制權,二是消火栓泵的啟動方式。
消火栓泵的啟動控制權即是消防中心控制室、消火栓動作按鈕與泵房控制箱的主從控制關系。一般來講應以消防控制室為主。目前很多大廈消火栓的控制方式是在泵房控制柜上設置手動、自動轉換開關,通常情況下置于自動位置。這樣設置有一個好處,就是一旦自動控制失靈,工作人員可在水泵房將轉換開關打到手動位置,直接起動消防泵,且就地維修也很方便。但是,這樣一來,將會帶來負面影響。在水泵房設置轉換開關,容易引起人為的操作失誤,因為一般情況下泵房是無人值班的,萬一工作人員或其他人員將轉換開關置于手動位置,而消防中心未能及時發(fā)現(xiàn),就會出現(xiàn)重大的消防隱患(此時消防中心和消火栓按鈕均無法啟動消防泵)。為了有效解決以上矛盾,在實際設計中,消防控制室的手動起停按鈕可不經過泵房設置的轉換開關,而直接啟動消防泵,既能解決直接起動問題,又便于消防中心統(tǒng)一監(jiān)控。
消防控制室與消火栓動作按鈕啟動關系與消火栓泵的啟動形式有關。消火栓泵的啟動方式一般分為兩種,第一種啟動方式是在總線制聯(lián)控方式下,消火栓動作按鈕的起動可通過設在消火栓旁的聯(lián)動接口模塊將其要求的啟動信號送至消防控制室控制臺,再從此處輸出使消火栓啟動的開關量觸點。第二種起動方式,是直接將消火栓動作按鈕的開關量觸點輸出到消火栓泵啟動箱。這兩種啟動方式在實際設計中都可以運用,前一種方式接線省,但需在總線制下,對消火栓聯(lián)動模塊進行地址編碼編程來達到監(jiān)測大量消火栓的目的。后一種啟動方式簡單可靠,但還需要把消火栓動作信號返給消防控制室。設計者在具體設計中可根據實際工程規(guī)模大小來選用,工程規(guī)模大、建筑形式復雜可采用前一種啟動方式,規(guī)模小可采用后一種啟動方式。
噴淋泵的自啟動是通過各保護區(qū)的管網噴嘴玻璃球高溫下爆碎,引起管網水流流動,從而聯(lián)動報警閥壓力開關動作,達到自啟動噴淋泵的目的。通過水流指示器聯(lián)動模塊或報警閥壓力開關引線至控制室,消防控制室能準確反映其動作信號,同時控制室應能直接控制噴淋泵啟停。
六、消防控制室反應消火栓泵和噴淋泵的工作和故障狀態(tài)
根據“報警規(guī)范”的要求,消防水泵啟動后要返回已工作的信號,有兩種做法。其一是取電路信號即接觸器的合閘輔助接點,其二是取物理量信號即取供水管網上的水流壓力傳感器,后者目前使用較少。關于故障信號的返回,電源斷電故障信號的反應比較清楚,其它故障信號的反應,“報警規(guī)范”、“民規(guī)”都沒有明確說明。比如消防水泵過負荷故障信號應該反應到消防控制室,但具體如何反應是在設計中應予考慮的一個問題。
七、防火閥、排煙閥的控制及返回信號
1加大政府干預力度,建立健全相關法規(guī)
促進許昌高層建筑基坑施工過程中排出的地下水的合理開發(fā)、有效利用,促進高層建筑基坑施工地下水再利用的制度化、規(guī)范化,這就要求許昌市各個政府職能部門(住建局,城市規(guī)劃局,環(huán)保局等)之間的協(xié)調和協(xié)作,更需要這些政府職能部門加大干預力度,以此對房地產開發(fā)企業(yè)、建筑施工企業(yè)施加壓力,杜絕地下水的浪費。而僅僅加大政府干預力度還遠遠不夠,同時要求制定并出臺相關法律、法規(guī)政策對房屋開發(fā)公司以及建筑施工單位等相關單位進行約束,使得高層建筑施工過程中地下水能得到合理開發(fā),得到合理利用,杜絕嚴重的地下水資源浪費現(xiàn)象。這些相關法律、法規(guī)的制定和實施是杜絕高層建筑施工時地下水浪費的重要保障。此外,這些相關法律法規(guī)的執(zhí)行需要專門的監(jiān)管部門的監(jiān)督,使得這些相關法律法規(guī)能得到有效的執(zhí)行。
2拓寬高層建筑基坑施工地下水再利用渠道
杜絕或減輕許昌高層建筑基坑施工地下水的浪費現(xiàn)象,除了政府相關職能部門的通力合作,法律法規(guī)的健全、建設以及監(jiān)管部門的強有力監(jiān)管之外,另一方面要求對高層建筑施工過程中汲取的地下水進行多渠道再利用,使得地下水資源能得到充分、有效的循環(huán)和再生,即拓寬高層建筑基坑施工地下水再利用渠道,如圖3所示。從圖3高層建筑基坑施工地下水再利用渠道系統(tǒng)圖可以看出,高層建筑基坑施工地下水汲取之后,可以通過簡單的處理進行建筑場地內和場地外地下水再利用。建筑場地內地下水再利用可以通過多種方式,如用來沖洗施工現(xiàn)場的施工器具、作為混凝土的拌合用水、混凝土的養(yǎng)護用水、建筑工人生活用水、鍋爐采暖用水、建筑場地消防用水、建筑場地地面灑水、建筑場地公用廁所沖洗用水等。如果地下水水質達標,宜優(yōu)先采用地下水作為施工現(xiàn)場混凝土攪拌用水和部分建筑工人生活用水。此外,還可以將汲取的地下水進行建筑場地外轉移,作為建筑場地外用水。如直接將地下水用來作為許昌市內河水補給來源(如圖4所示)、作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)農田水利灌溉來源、市政綠化用水來源、城市道路路面灑水、建筑工地附近居民生活用水等。經過拓寬地下水再利用渠道,使得高層建筑基坑施工汲取的地下水得到充分和有效的利用,間接杜絕或減少高層建筑施工過程中地下水資源的浪費。
3加快地下水綠色回收技術開發(fā)
綠色施工與綠色建筑一樣,是建立在可持續(xù)發(fā)展理念上的,是可持續(xù)發(fā)展思想在施工中的體現(xiàn),因此應該滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。落實到具體的方面,就是《綠色建筑評價標準》中所提出的節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和環(huán)境保護與舒適空間的要求。這些方面不是獨立的,而是相互關聯(lián)的。這就要求,對于高層建筑施工過程中汲取的地下水后處理最理想的辦法就是將汲取的地下水歸還于地下,這樣不但可以保護有限地下水資源的穩(wěn)定循環(huán),同時減少由于過度汲取地下水造成相鄰建筑物的不均勻沉降。因此加快地下水綠色回收技術開發(fā)是解決許昌高層建筑基坑施工地下水浪費問題的環(huán)保型對策,亦是最該優(yōu)先選用的地下水處理方法。地下水綠色回收技術指沒有經過污染的地下水,經過過濾或簡單的處理手段對地下水進行回收。回灌井點技術是在降水井點與保護建筑物之間采用一般降水井點降水設備加回灌水箱等構成回灌井點,通過回灌形成一道隔水帷幕,以補水保持原地下水位。此外,還可以在回灌井點附近設置砂井,并沿砂井設置砂溝,將井點抽出的地下水適時、適量地排入砂溝,再經砂井回灌到地下的砂溝砂井回灌技術。通過地下水綠色回收技術開發(fā)能大大降低地下水資源的浪費,同時可節(jié)省大量的地下水處理費用,起到經濟、綠色、環(huán)保三重作用。
4結語
各個高層建筑的實際地理位置和附近建筑的影響都是有很大差異的,所以設計人員在開展結構設計工作時一定要考慮到建筑的實際地理環(huán)境:第一,設計好平面布局。在設計建筑的平面布局時必須以有關建設規(guī)定為依據,并在建筑周圍完善各種配套設備,例如能夠滿足居民需求的停車場、大型超市等。第二,建設高層建筑時不僅要滿足建筑的功能需求,還要使建筑每層的平面布局都有同一性,這樣能使建筑的電氣線路設計方案、取暖設備、管道設計及防火疏散出口等能夠大量的開展設計。第三,合理地確定高層建筑中電梯及樓梯的數(shù)量及位置,這樣才能確保生活工作的順利性以及逃生時的時效性。第四,建設高層建筑中所使用的各種原材料、設備以及風力、溫差和震動等有較強的抵抗能力。第五,建筑設計滿足了人們的使用要求后,還要盡可能地提高建筑物的美觀程度,并盡量體現(xiàn)建筑的自身特色。
2高層建筑設計常見問題分析
2.1高層建筑結構設計中的高度問題
有些建筑企業(yè)在進行高層建筑的施工時常常一味地追求企業(yè)利潤的最大化,經常會隨意地在設計高度基礎上增加建筑的高度,盲目地將經濟利益作為高層建筑施工的目標,最終會使建成的高層建筑高度不符合相關規(guī)定。同時,建筑高度的加大,勢必使建筑結構所承受的垂向負荷增加,使其大于地基所能承受的最大負荷,建筑物便會出現(xiàn)抗風性弱、無法抵御惡劣天氣及地震災害等諸多問題,這會嚴重影響建筑物使用者的安全。所以,國家有關審查機構必須對高層建筑的高度進行嚴格的審查,并在抗震及建筑高度方面制定嚴格的規(guī)定,針對隨意加大建筑高度的行為制定嚴厲的處罰措施,以遏制這種現(xiàn)象的產生。
2.2高層建筑的嵌固端確定問題
建筑結構設計計算的可信度和準確度會受到高層建筑結構嵌固端的極大影響,所以要科學地確定結構嵌固端的具置,并保證它的位置與建筑整體的抗震性能相協(xié)調,這也是高層建筑設計工作中極其重要的內容。必須保證嵌固端位置的合理性,但建筑企業(yè)往往沒有重視嵌固端位置可能產生的諸多不利影響,如嵌固端樓板的設計、嵌固端上下層剛度比的限制、嵌固端上下層抗震等級的一致性、在結構整體計算時嵌固端的設置、結構抗震縫設置與嵌固端位置的協(xié)調等問題。因此,在設計嵌固端的具置時,一定要充分考慮各個因素,這樣才能最科學地確定嵌固端的位置,防止因嵌固端位置的不合理而產生的施工隱患。
2.3高層建筑設計中的抗震問題
研究我國地質情況發(fā)現(xiàn),中國建筑企業(yè)是較易發(fā)生地震的,再加之泥石流、山體滑坡、地面塌陷產生的概率也較大,因此,開展高層建筑的結構設計工作時,一定要把增強建筑的抗震能力作為最關鍵的工作。進行抗震設計時經常遭遇的困難有:首先,抗震構造柱的位置不合理。墻體的轉角處,屋內的四角位置沒有設立構造柱或者未對稱設計;這樣可以減小磚墻所承受的重量;山墻或縱墻的連接處沒有建設抗震構造柱。其次,設計好結構的平面布局。不對稱、無規(guī)律的平面布局,易產生較大的凹凸形變,即使是在相同的結構單元,結構的平面布局及剛度也不協(xié)調、平面的長度超過規(guī)定等。
2.4高層建筑防火安全問題
現(xiàn)今我國高層建筑的高度日益加大,萬一出現(xiàn)火災事故,則會影響相當大的區(qū)域,甚至危害整體建筑,帶來嚴重的經濟損失,還可能影響工作人員的安全,因此解決好高層建筑建設中的防火問題也是極其重要的。2.4.1增強高層建筑墻體防火材料的耐火性及阻燃性。建設高層建筑墻體所使用的材料只有一定耐火性及阻燃性,這樣才能使高層建筑整體有較好的抗火性能,并使其具有抗火分期的作用,將火災帶來的惡劣影響降到最低。2.4.2要保證整個建筑的通暢性、安全性。建設高層建筑時必須設置數(shù)量合理的人流量樓梯,這樣可以在火災發(fā)生、電梯故障時,樓梯內的工作人員能夠迅速地從救生步梯中逃生。此外,樓道中還要安裝一定數(shù)量的照明設備和逃生指示圖,這樣能避免逃生過程中發(fā)生踩踏等意外,保證所有人員都能安全撤離。
2.5高層建筑防雷擊的問題
高層建筑需要有較強的抵抗雷電的能力,所以在設計高層建筑施工方案時必須注意雷電因素對建筑產生的惡劣影響,特別是廣州一帶雷雨多發(fā)的地區(qū)。實際上,在設計建筑防雷系統(tǒng)時,一定要本著“綜合治理,整體防御,突出重點,多重保護”的原則,要考慮到建筑周圍設施和建筑其他易遭受雷擊的地方安裝避雷針或避雷網等防雷設備,還要安裝鋼筋混凝土來進行接地,把雷電對建筑的惡劣影響減到最小。
3結語
1短肢剪力墻的特點
近年來,高層建筑大量興建,鋼筋混凝土短肢剪力墻得到廣泛的應用并積累了大量的實踐經驗?!陡邔咏ㄖ炷两Y構技術規(guī)程》7.1.8條:短肢剪力墻是指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墻。與普通剪力墻結構體系相比,短肢剪力墻結構體系有以下顯著的特點:1)平面布置較靈活,結構的開洞尺寸也更為靈活,更容易滿足建筑功能的要求,建筑使用上不僅可以更大的發(fā)揮空間使用效率和觀感效果,也可以使門窗的布置有更大的空間自由度。2)結構自重輕,抗側力剛度較小,因此受地震影響較弱,地震力帶來的內力作用更小;短肢剪力墻結構特別適用于15層~25層的高層住宅,而且相對于普通剪力墻結構體系更加經濟。3)短肢剪力墻構件一般為高剪力墻,墻體的破壞形式一般呈彎曲型破壞,連梁跨度、跨高比較大,故連梁也呈彎曲型破壞形式,因此短肢剪力墻結構體系的延性較好。近年來我國高層住宅建筑大量興建,25層以下的高層住宅建筑采用短肢剪力墻結構形式的數(shù)量越來越多。由于JGJ3—2010高層建筑混凝土結構技術規(guī)程規(guī)定,建筑整體不得全部采用短肢墻,故通常采用普通剪力墻和短肢剪力墻結合應用以共同抵抗水平力的方式,一般將建筑樓梯間、電梯間部位設置為筒體或類似于筒體的剪力墻布置形式,而其他部位布置短肢墻。
2高層建筑短肢剪力墻結構構件布置的一般原則
1)短肢剪力墻必須根據建筑立面、平面布置來設置剪力墻,剪力墻構件盡量選用T形、+形、L形、Z形,保證單個承重構件的穩(wěn)定性和平面外剛度,盡量減少或者避免“一”字形剪力墻構件。剪力墻布置盡量使縱、橫方向剛度均勻。2)短肢剪力墻的總體數(shù)量要適當,應保證結構剛度在合理區(qū)間,滿足承載力和剛度的要求,使結構周期、層間位移、位移比、地震底部剪力等各項指標在合理范圍內。3)為避免墻肢凸出于隔墻表面,提高室內美觀度和使用舒適程度,墻肢不宜過厚,一般應為200mm,250mm,300mm,但從構件的穩(wěn)定性和便于施工方面考慮,墻肢厚度一般不小于200mm。當建筑層數(shù)較多和高度較大時,底部剪力墻構件的軸壓比有可能較大或者超出規(guī)定的范圍,可根據實際情況在剪力墻的豎向布置上采用變截面,墻厚從下到上逐漸減小。連接各剪力墻構件的框架梁或連梁一般與剪力墻等厚,但當剪力墻較厚時,也可以將梁寬適當減小,但框架梁或連梁梁寬不應小于200mm。4)剪力墻平面布置時,應盡量使剪力墻拉直、相近的墻肢對齊,使之形成聯(lián)肢墻抗側力結構,聯(lián)肢墻在建筑條件允許的情況下應布置的盡量縱橫均勻。在有條件的情況下,局部相近的剪力墻宜形成局部筒體的形式,以增強結構的整體性。5)填充墻、構造柱、梁、腰梁等二次結構構件與剪力墻、梁之間用拉接筋拉接以保證填充墻與結構構件的連接強度。
3短肢剪力墻結構設計中的注意事項
1)控制軸壓比。高層建筑中的短肢剪力墻,對軸壓比的控制應該比普通剪力墻更加嚴格,特別是端柱、無翼緣的一字形短肢墻。為了確保短肢結構墻的延性,設計時應對短肢結構墻的軸壓比進行嚴格地控制,不應出現(xiàn)超過軸壓比限值的剪力墻構件,合理布置結構布局,減少局部墻肢軸壓比過大的情況。2)關鍵部位剪力墻構件的抗震性能應加強。建筑的角點處、結構外邊線處的剪力墻均處在應力集中的區(qū)域,在地震時會最先出現(xiàn)塑性區(qū)甚至破壞。設計時應充分考慮這些部位墻體的受力特性,并采取必要的加強措施,可提高建筑角點處的短肢剪力墻的抗震等級,減小軸壓比限值、增大配箍率和縱向鋼筋配筋率,特別重視較小墻肢的抗震承載力等。3)正確區(qū)分框架梁和連梁。對梁構件進行設計時,如果其跨高比不大于3,應按連梁的要求對其進行設計。若跨高比大于5,宜按框架梁進行設計。由于連梁的剛度對結構體系的整體抗側移剛度影響顯著,所以,對于梁截面的選擇和配筋都應準確合理,符合結構構件在工作中的實際情況,以此對結構整體抗震性能進行準確的判斷和設計。4)短肢剪力墻結構體系整體的抗震設計。結構體系在整體布置時,應遵循合理的原則,除“強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構件”等基本原則外,應考慮剪力墻的合理布置、框架梁的合理布置。剪力墻布置時應避免形成孤立的“一”字形短肢剪力墻,避免出現(xiàn)明顯薄弱區(qū)域和應力集中,以保證結構的整體性和可靠度。在建筑外邊緣及角點處的墻肢等關鍵部位的剪力墻構件應適當加強。5)結構計算中連梁剛度的設置。結構模型數(shù)值模擬計算中,應根據連梁所處位置、相鄰墻肢承受地震力、“三水準”抗震設防要求中所起的作用等因素,判斷連梁在實際工作中對結構體系提供的剛度貢獻,適當設置連梁的剛度折減系數(shù)。以此使得數(shù)值模擬計算結果更加接近結構實際剛度和受力情況,計算結果更加符合結構體系實際情況,結構設計結果更加合理、經濟。隨著高層建筑的逐漸發(fā)展和人們對住宅使用功能要求的逐步提高,結構設計工作也有了更高的要求。短肢剪力墻結構可以靈活布置,墻肢可長可短可落地也可帶轉換層,能夠更好的實現(xiàn)建筑的使用功能。短肢剪力墻的抗震性能優(yōu)于異形柱的墻肢結構,更加適合高度在20m~60m的住宅建筑。在設計中應根據其特點,合理的布置結構構件,正確運用計算分析方法。短肢剪力墻結構將在高層建筑中有著廣闊的發(fā)展前景。
4短肢剪力墻結構的應用實例
在高層建筑隨工檢測過程中,需要根據工程進度隨時查閱相關圖紙。電氣施工圖電氣施工圖中,記錄均壓環(huán)設置的起始層數(shù)、高度、均壓環(huán)間距、利用主筋數(shù)量、主筋截面積、引下線數(shù)量、引下線與均壓環(huán)交匯位置、各層金屬門窗與均壓環(huán)連接方式等。結構配筋圖結構配筋圖中,記錄均壓環(huán)中鋼筋的數(shù)量、主筋尺寸、均壓環(huán)通長連接的方式、均壓環(huán)與引下線主筋的連接方式和位置、各類接地預留位置等。
2現(xiàn)場檢測及檢查
均壓環(huán)的檢測工作,應分為首層均壓環(huán)檢測和標準層(高層建筑中空間位置布置相同的層)均壓環(huán)檢測。根據查閱圖紙環(huán)節(jié)記錄的相關內容,嚴格對照現(xiàn)場實際施工情況檢查和測量。均壓環(huán)起始層設置應符合GB50057-2010《建筑物防雷設計規(guī)范》中的要求,即第一類防雷建筑物不高于30m,第二類防雷建筑物不高于45m,第三類防雷建筑物不高于60m。鑒于防雷工程中的均壓環(huán)實際上與土建工程中的建筑外圈梁為同一項工程,所以起始層均壓環(huán)建議從建筑物的首層做起。實際檢測判定結果應以符合規(guī)范及設計要求為準。標準層均壓環(huán)應利用建筑物外圈梁中兩根主筋通長連接,再與本層的所有引下線分別可靠連接,路徑設置應符合雷電流泄放的最短路徑原則,且應形成有效的閉合回路。均壓環(huán)中的主筋數(shù)量及尺寸應滿足規(guī)范及設計要求,要求使用不小于48mm鋼筋或截面積不小于48mm2的鍍鋅扁鋼焊接成閉合環(huán)路。利用建筑物圈梁內主筋作為均壓環(huán)時,現(xiàn)場應主要檢查主筋的焊接質量,不應有漏焊、夾渣、咬肉、焊渣未清理現(xiàn)象,搭接長度及轉角處的跨接鋼筋曲率應滿足規(guī)范要求。鋼筋焊接部分應做好防腐處理。實際檢測判定結果應以符合規(guī)范及設計要求為準。現(xiàn)場還應檢查均壓環(huán)與金屬門窗及外墻大型金屬物連接的預留接地,每層設均壓環(huán)的建筑物,應在上下兩層均壓環(huán)各自引出接地預留。隔層設均壓環(huán)的,應在每個門窗洞口設置不少于2點的接地預留。本層衛(wèi)生間等電位預留,應就近從本層或最近層的均壓環(huán)引出,滿足雷電流泄放的最短路徑原則,且應根據圖紙中等電位箱的實際高度,留出足夠長度的預留鋼筋或扁鐵。均壓環(huán)接地電阻應在按照規(guī)范要求的前提下滿足設計要求。隨工檢測時應在均壓環(huán)鋼筋綁扎、焊接工作完成后,混凝土澆筑施工前進行。測點選擇應均勻分布在均壓環(huán)各個方向。均壓環(huán)轉角處及均壓環(huán)與引下線連接處也應進行測試,并測試過渡電阻。套管連接的主鋼筋,在套管兩側也應測試過渡電阻。過渡電阻的阻值應滿足規(guī)范要求。
3小結
首先定義一下尺度,所謂的尺度就是在不同空間范圍內,建筑的整體及各構成要素使人產生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關系,及對行為主體人產生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區(qū)別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的,有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重,有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄,它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關重要的位置。
高層建筑設計中尺度的確難以把握,因它不同于日常生活用品,日常生活用品很容易根據經驗做出正確的判斷,其主要原因有:一是高層建筑物的體量巨大,遠遠超出人的尺度。二是高層建筑物不同于日常用品,在建筑中有許多要素不是單純根據功能這一方面的因素來決定它們的大小和尺寸的,例如門,本來可以略高于人的尺度就可以了,但有的門出于別的考慮設計得很高,這些都會給辨認尺度帶來困難。
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創(chuàng)造,而應以人的尺度為參考系數(shù),充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環(huán)境到微觀的材料質感的設計都要創(chuàng)造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
1、高層建筑設計中的外部尺度
1.1城市尺度
高層建筑是一座城市有機組成部分,因其體量巨大,高度很大,是城市的重要景點,對城市產生重大的影響。從對城市整體影響的角度來看,表現(xiàn)在高層建筑對城市天際輪廓線的影響,城市的天際輪廓線有實、虛之分,實的天際線即是建筑物的輪廓,虛的天際線是建筑物頂部之間連接的光滑曲線,高層建筑在城市天際線創(chuàng)造中起著重要的作用,因城市的天際輪廓線從一個城市很遠的地方就可以看見,也是一座城市給一個進入它的人第一印象。因此,高層建筑尺度的確定應與整個城市的尺度相一致,而不能脫離城市,自我夸耀,唯我獨尊,不利于優(yōu)美、良好天際線的形成,直接影響到城市景觀。高層建筑對城市局部或部分產生的影響,是指從市內比較開闊的地方,如:廣場、干道、開放的水系和綠地所看到的天際線,也直接影響人民的日常生活。因此,城市天際輪廓線不僅影響人從城市所看的景觀,也直接影響到市內居民的生活與視覺觀賞。
高層建筑對城市各構成要素也產生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統(tǒng)文化,不當?shù)某叨葧Τ鞘挟a生不良的影響,改變了城市傳統(tǒng)的歷史文化,也改變了原來城市各構成要素之間有機協(xié)調的比例關系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于靠近黃浦江,其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時,人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規(guī)律,如果得到這一點,就會認為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點,人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
1.2.1各部分尺度比例的協(xié)調
高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統(tǒng)一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性
高層建筑各部分細部尺度的劃分是建立在整體尺度的基礎上的,各個主要部分應有更細的劃分,尺度具有等級性,才能使各個部分造型構成豐富。尺度等級最高部分為高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,使人們觀察該建筑時很容易把握該部分的尺度大小。一般在最高和最低等級之間還有1~2個尺度等級,也不易過多,太多易使建筑造型復雜而難以把握。
1.3街道尺度
街道尺度是指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也是高層建筑設計中重要的一環(huán)。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。例如:上海南京路兩邊的高層建筑置于后面,裙房置于前使兩側的建筑高度與街道的寬度的比例為1∶12,形成良好的購物環(huán)境。
為了保持街道空間及視覺的連續(xù)性,高層建筑臨街面應與沿街的其他建筑相一致,宜有所呼應。如:在新加坡老區(qū)和改建后的一條干道的兩側,為了不致造成新區(qū)高層和老區(qū)低層截然分開,沿新區(qū)一側作了和老區(qū)房屋高度相同中相似的裙房,高層稍后退,形態(tài)效果良好的對話關系。
1.4近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這部分經常為使用者所接觸,也易被人們仔細觀察,也是人們對建筑直接感觸的重要部分。其尺度設計應以人的尺度為參考系,不宜過大或過小,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。
在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。對入口部分及建筑周邊空間加以限定,創(chuàng)造一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。如:上海圖書館門前采用柱廊的形式,使出入館的人有一個過渡區(qū),這樣使建筑更具有近人及親人性。
1.5細部尺度
細部尺度是指高層建筑更細的尺度,它主要是指材料的質感。在生活中,有的事物我們喜歡觸摸,有的事物我們不喜歡觸摸——我們通過說“美妙”或“可怕”來對這些事物做出反應,形成人的視覺質感,建筑設計師在設計過程中要充分運用不同材料的質感,來塑造建筑物,吸引人們親手去觸摸或至少取得同我們的眼睛親近感,或者換言之,通過質感產生一種視覺上優(yōu)美的感覺。勒。柯布西埃在拉托爾提建造的修道院是運用或者確切地說是留下大自然“印下”的質感的優(yōu)秀典范,這里的質感,也就是用斜撐制作在混凝土上留的木紋。
2、高層建筑外部尺度設計的原則
2.1建筑與城市環(huán)境在尺度上的統(tǒng)一
注意高層建筑布置對城市輪廓線的影響,因為在城市輪廓線的組織中,起最大作用的是建筑物,特別是高層建筑,因而它的布置應遵行有機統(tǒng)一的原則進行布置:
(1)高層建筑聚集在一起布置,可以形成城市的“冠”,但為避免其相互干擾,可以采用一系列不同的高度,或雖采用相仿高度,但彼此間距適當,組成有關的構圖。也可以單棟高層建筑布置在道路轉彎處,以豐富行人的視覺觀賞。
(2)若高層建筑彼此間毫無關系,隨處隨地而起不到向心的凝聚感,則不會產生令人滿意的和諧整體。
(3)高層建筑的頂部不應雷同或減少雷同,因為這會極大影響輪廓線的優(yōu)美感。
2.2同一高層建筑形象中,尺度要有序
高層建筑設計時,應充分考慮建筑的城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度這一尺度的序列,在某一尺度設計中要遵守尺度的統(tǒng)一性,不能把幾種尺度混淆使用,才能保證高層建筑物與城市之間、整體與局部之間、局部與局部之間及與人之間保持良好的有機統(tǒng)一。
2.3高層建筑形象在尺度上須有可識別性
高層建筑物上要有一些局部形象尺度,能使人把握其整體大小,除此之外,也可用一些屋檐、臺階、柱子、樓梯等來表示建筑物的體量。任意放大或縮小這些習慣的認知尺度部件就會造成錯覺,效果就不好。但有時往往要利用這種錯覺來求得特殊的效果。