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從本世紀初開始,我國建設工程的設計文件中開始標注“設計使用年限”。這一概念起源于1997年4月1日我國頒布的《中華人民共和國建筑法》的第六十條:“建筑物在合理使用壽命內,必須確保地基基礎工程和主體結構的質量”。第六十二條關于建筑工程實行質量保修制度的規定:“建筑工程的保修范圍應當包括地基基礎工程、主體結構工程、屋面防水工程和其他土建工程,以及電氣管線、上下水管線的安裝工程,供熱、供冷系統工程等項目。保修的期限應當按照保證建筑物合理壽命年限內正常使用,維護使用者合法權益的原則確定。具體的保修范圍和最低保修期限由國務院規定。”根據該法的規定,國務院2000年頒布了《建設工程質量管理條例》(以下簡稱為《條例》),在第四十條中明確規定:“在正常使用條件下建設工程最低保修期限為:
(一)基礎設施工程、房屋建筑的地基基礎工程和主體結構工程的最低保修期為設計文件規定的該工程的合理使用年限;
(二)屋面防水工程、有防水要求的衛生間、房間和外墻面的防滲漏,為5年;
(三)供熱與供冷系統,為2個采暖期、供冷期;
(四)電氣管線、給排水管道、設備安裝和裝修工程,為2年。
其他項目的保修期限由發包方與承包方約定。建設工程的保修期,自竣工驗收合格之日起計算。”
建筑物壽命是指從規劃、實施到使用、毀壞的全部時間。建筑物的合理使用壽命是指地基基礎、主體結構、建筑附件、建筑設備等不同類別的使用壽命期。在《條例》第四十條保修期的具體規定,我們不難看出,建筑附件、建筑設備的保修期限均在3-5年,說明它們的合理使用壽命較短,而基礎設施工程、房屋建筑的地基基礎工程和主體結構工程的合理使用年限應由設計文件規定。因為此類工程結構的使用壽命是其質量得以量化的集中表現,工程結構的實際使用年限或者說設計使用壽命應該是工程結構設計使用年限的預期目標。根據《混凝土耐久性設計規范》條文說明,建筑物的主體結構設計使用年限在量值上與建筑物的合理使用年限相同。建筑結構的設計使用年限雖然與合理使用年限源于相同的概念,但數值并不相同,合理使用年限是一個確定的期望值,而設計使用年限則必須考慮環境作用、材料性能等因素的變異性對于結構耐久性的影響,需要有足夠的保證率,這樣才能使所設計的建筑結構滿足《建筑法》中規定的“確保質量”要求。對于工程結構的設計使用年限的確定,設計人員應在工程設計前首先聽取業主和使用者對于工程合理使用壽命的要求,然后以合理壽命為目標,確定主體結構的設計使用年限。
2003年建設部修訂并頒布的《建筑設計文件編制深度規定》第3.5.2條中,要求建設結構設計文件必須明確“建筑結構的安全等級和設計使用年限、建筑抗震設防烈度和設防類別”。這是我國自1949年解放以后,第一次以部頒文件的形式對建筑工程清晰地提出了“設計使用年限”這一概念。
同時,相關的法律法規明確了在工程的“設計使用年限”內各方責任主體對工程質量應承擔的法律責任。《條例》第八十條:“在建筑物的合理使用壽命內,因建筑工程質量不合格受到損害的,有權向責任者要求賠償”。第四十一條中強調“建設工程在保修范圍和保修期限內發生質量問題的,施工單位應當履行保修義務,并對造成的損失承擔賠償責任。”第十九條中規定:“勘察、設計單位必須按照工程建設強制性標準進行勘察、設計,并對其勘察、設計的質量負責。”受過去計劃經濟年代長期影響,我國設計人員不太關注工程合理使用壽命,僅局限于照搬技術標準中的相關規定。自本世紀以來,我國開始重視建筑結構的合理使用壽命,在2001年版的《建筑結構可靠度設計統一標準》第1.0.5條以強制性條文的形式明確結構的設計使用年限(如下表)。
從法律法規和技術法規中的這些條文規定,建筑結構在“設計使用年限”內若達不到工程質量要求或非正常使用維護而造成的工程事故,與工程相關的人員是應當承擔起經濟賠償和法律責任的。
2 設計使用年限與設計基準期的區別
在我們的一些建筑工程設計中,采用上世紀80年代的相關技術規范,而在設計文件中表示的使用年限為50年,更有甚者將“設計使用年限”定為100年。假若在設計計算和設計構造中,按照《建筑結構可靠度統一標準》GB50068-2001(以下簡稱為《可靠度標準》)進行了調整,這種表述無可非議,但在不做任何調整的情況下采用這種表述,說明這些工程技術人員對“設計使用年限”與“設計基準期”這兩個概念的區別不清晰。
20世紀70年代,我國對建筑工程的使用壽命沒有提出具體規定,只有在相關標準中提到了設計基準期的概念,而且其基準期僅為30年。隨著我國市場經濟的發展和法律法規的不斷完善,建筑市場迫切需要明確建筑工程的使用年限。在我國2001版《可靠度標準》的修訂中,借鑒國際標準ISO 2394:1998《結構可靠度總原則》,提出了各種建筑結構的“設計使用年限”的概念,并明確了“設計使用年限”是設計規定的一個時期,在這一規定的時期內,只需進行正常的維護而不需要進行大修就能按預期目的使用,完成預定的功能。根據該定義,“設計使用年限”是結構在正常設計、正常施工、正常使用和維護下所達到的使用年限。
設計基準期則是為確定可變作用及與時間有關的材料性能等取值而選用的時間參數。建筑結構作用效應或荷載效應的設計參數,即施加在結構上的直接作用或者引起結構外加變形、約束變形的間接作用,如結構承受的人群、設備、車輛,以及施加于結構的風、雪、冰、土壓力、水壓力、溫度作用等。我國現行《建筑結構荷載規范》將荷載或作用分為三類,即永久荷載(恒載)、可變荷載(活載)和偶然荷載(特殊荷載)。其中,永久荷載在結構使用期間,其值不會隨時間變化而變化,但可變荷載和偶然荷載在結構使用期間,其值隨時間變化,特別是因自然條件引起的可變荷載和偶然荷載的標準值,它涉及到出現荷載最大值的時域問題,這個時域就是設計基準值。我國1987年版《荷載規范》所提供的可變荷載標準值設計基準期為30年,2001年版《荷載規范》所提供的可變荷載標準值為50年。一般情況下,基準期越長,發生最不利情況的概率就越大,可變荷載標準值必然提高。若按30年設計基準期的標準荷載取值作為設計依據,工程設計文件中標注的“設計使用年限”遠超過基準期,又未提高荷載取值,必然造成安全儲備降低。同時,“設計使用年限”遠超過設計基準期,不是結構不能使用,但結構構件的失效概率將快速增大。
同時,我國規范對荷載組合的處理上,由于理論分析上的困難,一般假定抗力為隨機變量,同時將多個荷載的組合效應近似簡化為極值隨機變量,這樣可使可靠度的計算最終歸結為隨機變量函數的概率計算,而且荷載效應組合也可作為獨立的問題進行研究。在這種情況下,假如荷載取值的安全儲備不高,甚至不在基準期內,那么必將導致組合后的荷載效應脫離實際效應,根據該組合得到的計算結果可能是錯誤的,甚
至在“設計使用年限”內存在安全隱患。上述采用30年一遇的最不利荷載取值,而其設計目標使用期卻為50年甚至100年,在“設計使用年限”內一旦遇上某種最不利情況下的自然災害,也可能破壞或倒塌。
隨著世界氣候的變化,近幾年來各種自然災害頻繁出現,導致房屋倒塌和破壞的事故時有發生。在我國被暴風吹垮、冰雪壓垮的房屋也不計其數。以2008年的南方冰災為例,當時的實際冰雪荷載遠超過《荷載規范》提供的標準值,有些甚至高達2倍以上。冰雪災害壓垮了數以萬計的房屋,但同一地區,有些房屋仍保持完好,而有些房屋遭到破壞和倒塌。在這些破壞和垮塌的房屋中,輕鋼結構最多,而輕鋼結構中,拱殼結構居多。這說明了一個問題,即建筑結構安全儲備的作用。混凝土結構和砌體結構自重大,在計算時自重乘以荷載分項系數后的安全儲備可以平衡一部分超出的冰雪荷載,而輕鋼結構自重輕,即使乘以荷載系數也難以平衡所超出的冰雪荷載,故造成結構構件的倒塌破壞。這些罕遇災害造成房屋的倒塌,說明設計基準期內的設計參數是一個十分復雜的問題,存在較大的不確定性和不確知性,我國目前缺乏此類罕遇災害的數據記錄和積累。
因此現行規范中所提供的荷載標準值只是設計應用中必須把握的最低值,實際工程更需要設計人員結合工程的實際情況進行分析判斷,才能確保建筑結構在設計使用年限內的正常使用。在冰災中輕鋼結構破壞和倒塌嚴重的事實,更能告誡我們每一個從事建設工程的設計人員、施工人員應樹立起對建筑物全生命周期的安全度的考慮,熟悉和了解我國現行技術規范中條文的真正含義和所要達到的目標。
3 使用年限內的耐久性
上世紀80年代以前,無論我國的標準規范,還是設計、施工、使用各方都把重點放在了為滿足各種荷載作用下的結構強度要求上,而對環境因素作用下的耐久性考慮甚少。隨著我國經濟建設的飛速發展和以往工程建設因忽視耐久性問題而造成的慘痛教訓,特別是建筑工程中“設計使用年限”概念的提出。建筑結構與構件的耐久性問題,已是一個不可回避的事實。建筑結構的耐久性是“設計使用年限”內結構保持正常功能的重要因素之一,它與工程的使用壽命緊密相連。
本世紀以來,建筑界開始關注和重視建筑結構的耐久性問題。2008年頒布了我國第一部《混凝土結構耐久性設計規范》(GB/T 504762008),同時,現行有關建筑結構的技術標準均增加了結構構件耐久性的內容,例如,2001年版的《混凝土結構設計規范》增加了耐久性要求的章節,并根據各類建筑結構“設計使用年限”作出了相應的規定。2001年版的《砌體結構設計規范》的修訂中,為提高砌體結構的耐久性,上調了砌體結構材料的最低強度等級。2008年版的《工業建筑防腐蝕設計規范》對建筑結構構件的防腐蝕措施要求更加嚴格。
但在我們實際工程的設計、施工中,對建筑結構耐久性問題的嚴重性和迫切性認識并非深刻。以民用建筑為例,如巖土勘察忽視土壤、地下水等腐蝕性的分析。即使巖土勘察做出了土壤、地下水對結構構件存在腐蝕作用的結論,而設計人仍未采取相應防腐措施。又如,混凝土結構的鋼筋保護層不按“設計使用年限”和使用環境的規定進行設計和施工,不到幾年,混凝土炭化、鋼筋銹蝕,更令人費解的是有不少的混凝土結構工程,結構構件出現可見裂縫的現象十分突出,特別是某些露天結構、地下結構修建不到幾年,裂縫四處可見,鋼材銹跡斑斑。但人們都在用一句“混凝土結構是帶縫工作的”的話搪塞著。工程院院士陳肇元教授在《完善標準、法規,確保建筑物的合理使用壽命》中提到“保護層與壽命的關系是平方的關系,保護層厚度減小1/2,鋼筋的壽命就會減小1/4”。保護層厚度對鋼筋壽命的影響如此之大。更不用說混凝土結構構件產生了超過一定寬度的裂縫,使得鋼筋壽命大幅度縮短,甚至可能導致結構喪失承載能力。再如,目前建筑節能的外墻保溫體系,不少人靠低標價承接工程項目,而采用偷工減料的方法施工,這必然導致保溫層的使用周期與建筑物全生命周期不一致等問題,從而影響建筑結構的耐久性安全。如此種種降低建筑結構耐久性的現象,使人不無憂慮。有專家估計,我國“大干”建設的浪潮還可延續10多年,由于忽視耐久性,迎接我們的還有“大修”20年的浪潮,這個浪潮可能不用很久時間就將到來,其耗費等同于當時工程建設的投資。
隨著世界氣候環境的惡化,我國遭受酸雨侵蝕的面積已超過國土面積的30%,廢氣、廢水在四處排放,下雪、冰凍無處不在對建筑結構產生腐蝕作用。同時,我們又處在住宅建筑私有化,人們法律意識不斷增強的大背景下,
“設計使用年限”內因耐久性問題引發的各種法律責任的追究終究會表露出來。我們工程設計人員應對建筑結構的耐久性引起高度關注,不要成為“買單者”。
4 “設計使用年限”內的適用性
在“設計使用年限”內,建筑結構保持正常工作能力,除它的安全性、耐久性外更多的應體現在它的適用性上。但當人們談到其適用性時,總認為是建筑的平面功能、交通功能、舒適功能等,卻忽視了建筑結構的適用性問題,當人們以專業的視覺去觀察我們現已使用的房屋建筑時,就不難尋找到因建筑結構的質量問題給房屋功能帶來的危害。以下將通過幾個例子加以說明。
例1 某商住樓,設計耐火等級為二級,《防火規范》要求樓面板耐火極限為1.0h,而設計的樓面板采用了預應力空心板,其耐火極限值僅為0.5h,在一次火災中,樓面板在很短時間被大火燒斷。造成房屋整體倒塌,傷亡慘重。
隨著我國城鎮化的推進,城市建筑在不斷的發展,火災也在頻繁地發生,嚴重威脅著人民的生命財產安全。我國現行的《防火規范》的指導思想十分明確,在火災發生時,一是要能保證受災人員在一定時間內逃離火災現場,二是保證消防人員可以進行有效的救援措施。因此在我國現行的設計防火規范中,將房屋建筑分為廠房(倉庫)、液體和氣體儲存庫、可燃材料堆場,民用建筑(多層建筑、高層建筑)幾大類,按建筑物重要性又將建筑分為四個耐火等級,即一級、二級、三級和四級。在我們的設計文件中一般要標注建筑物的耐火等級。在正常設計情況下,結構構件的燃燒性能和耐火極限應與其整個工程的耐火等級相匹配,這樣才能使房屋結構在火災情況下提供可靠的支撐空間。假若房屋發生火災后,房屋的主體結構在很短時間內就破壞倒塌,就沒有一定可供受災人員疏散和消防人員施救的時間。這說明該建筑不能達到預期的極端情況下的正常使用要求,同樣也不滿足在“設計使用年限”內的適用性要求。
在上述問題中,有不少二級耐火等級的商住樓采用了預應力空心板,其預應力板的保護層厚度僅為10mm,其耐火極限為0.4h,即使加上頂部抹灰20mm,其保護層厚度算30mm,耐火極限還只有0.85h,而規范規定的耐火極限為1.00h,兩者應有較大差距。水火無情,應引起我們每一位結構工程師的重視。
例2,樓梯梯口梁碰頭現象在不少公共建筑、住宅建筑中時有發生。由于作者個頭較高的原因,經常被同行所“害”,碰得暈頭轉向。倘若有一天,因此而造成人員傷亡的事故,設計者是應該承擔法律責任的。在我國現行的《民用建筑設計通則》第6.7.5條中規定:“樓梯平臺上部及下部過道處的凈高不應小于2m,梯段凈高不宜小于2.2m”。該條款列入了2003年版的強制性條文。雖然在2005年版的《通則》中沒有列入強制性條文,但規范條文中以不小于2m作為強制規定。我們的設計人員應從適用性角度去嚴格遵守。
例3 屋面、地下室的漏水現象突出。市面上有不少大篇幅、多視角的論述防水問題的專業著作、雜志論文,它們都說明了屋面、地下室等滲漏水現象會嚴重影響房屋建筑的正常使用功能。究其原因,不是我們現有技術不能解決,而是那些滲漏水的建筑工程在設計、施工或維護使用中的某個環節出現了質量問題。但凡滲漏水的混凝土結構工程,其結構或者構件一般存在可見裂縫,且裂縫的寬度和深度已超出了我們現行規范的規定。這些裂縫是質量問題的表現,應由相關責任方承擔其責任。
1做好梁柱連接、安裝工作
梁柱的連接與安裝是鋼結構施工中一項重要的施工項目,現如今,建筑施工中采用多跨門式鋼架時使用斜梁焊接的方式或者采用中柱的方式,這樣的方法進行鋼結構的施工工作,常常會偏離設計圖,在實際中對使用造成不便,甚至還可能引發安全事故。為此,在鋼結構梁柱連接、安裝施工過程中,要嚴格按照施工圖紙進行施工,施工過程中,發現連接板的厚度需要進行更改,加厚或者是加寬的情況時,需通過焊接的方式來加寬加厚,焊接過程中要注意,按照傾斜度進行焊接,梁柱的焊接工作,對焊接的厚度與寬度要求嚴格,因此,負責焊接工作的施工人員要有專業的焊接技術,按照要求進行焊接,保證焊接質量達到規定的要求。
2做好柱腳制作與安裝工作
在鋼結構建筑施工過程中,進行吊裝施工要注意的是人為因素的控制,吊裝施工中,常常因為人為因素,對鋼結構質量造成影響,致使鋼結構發生側向外力現象。該現象在施工當中較為常見,要避免該現象的發生,在預埋螺栓施工中,就要注意鋼柱側邊螺栓位置是否準確,是否出現過度靠邊的現象。預埋螺栓工作中,施工人員常常忽視預留位置,而預留一定的位置,對提高工程施工質量具有重大的意義。在鋼結構施工中,采用到混凝土短柱,在設計上,注意混凝土短柱的強度,保證其強度達到相關要求之后,開展鋼結構的吊裝工作。施工人員在施工過程中,發現存在抗剪槽等現象時,正確的處理方法是進行柱腳承載拉力的計算,計算承載拉力大小是,承載拉力是否可滿足相關要求和良好的控制受力水平。若是沒有進行抗剪件的處理工作,需要計算的是吊車水平荷載、水平地震荷載,這兩項均要計算,掌握荷載情況,了解柱腳承受的荷載大小,從而保證柱腳的施工質量。
3做好檁條等構件的安裝工作
鋼結構技術在建筑當中已得到廣泛施工,鋼結構施工中,安裝工作直接關乎著工程質量,鋼結構施工重點就是在于安裝工作,安裝工作中,施工人員為了加快安裝速度,常常把檁條、檁托板的螺栓孔徑,私自將其擴大,或者是增加長度,這樣雖然便于安裝,但是對鋼結構的穩定性卻造成不良影響,因此,為了安全起見,該方式不可采用。檁條在鋼結構施工中的作用是進行屋面板的支撐,對于懸掛墻面板而言,其作為一種掛件,并作為整個剛接梁柱隅撐設置。建筑施工中,若是設置了隅撐,就可將鋼架平面外的長度適當減少,可提高鋼架平面外的穩定性,但是不可忽視的是,檁條、檁托板這兩者,只要一者的孔徑長度超過規定長度,隅撐將失去本身的作用。此時,施工人員將隅撐角鋼、鋼梁腹板相焊接,當鋼架受到側向力的作用時,腹板就會受到水平力的作用,致使鋼梁失去穩定性。
4做好鋼結構建筑施工中高強螺栓安裝及其他技術控制
工作在鋼結構建筑施工工作中,高強螺栓安裝是重要的一項工作,進行高強螺栓的安裝,需要嚴格按照相關程序進行,安裝時,根據高強螺栓型號進行安裝,將高強螺栓順利地安裝進入孔中,若是扭剪型的高強螺栓,注意安裝時需要將有墊圈的倒角與螺母對應。安裝螺栓主要螺栓穿入的方向,并且一定要自由進入,不可采用氣割的方式來增加孔徑,增加孔徑應該使用刀絞的方式,孔徑增加之后,采用砂輪機將孔邊緣的毛刺清除。另外,高強螺栓安裝還需要注意,不可在下雨天氣里進行安裝,安裝完畢之后,做好檢查工作,查看高強螺栓是否安裝到位,并做好相關的記錄工作。為了保證工程的施工質量,務必要按照施工圖紙進行施工,施工圖紙在整項工程當中,起到了指導的作用,若是施工圖紙出現問題,鋼結構建筑工程在施工中必然存在質量問題。為此,施工前期,進行圖紙的繪制工作時,對鋼結構圖紙給予高度重視,圖紙繪制完成之后,技術人員與施工人員等,聯合進行審核,確保圖紙的實用性與準確性。為了保證圖紙的準確性,可以將圖紙由施工單位、設計單位進行負責,這兩個單位負責圖紙的繪制監督工作,圖紙繪制時是否滿足設計要求,是否達到質量要求等,都由這兩個單位負責。而圖紙的審查工作,需要具有專業技術的檢查人員負責,檢查人員認真查看圖紙,而其他的工作人員對圖紙的內容要了如指掌,當發現圖紙存在問題時,立馬召開會議進行研討。另外,負責鋼結構建筑施工的工作人員,必須要具有一定的建筑技術,鋼結構建筑與混凝土結構建筑不同,對技術要求較高,只有具有專業施工技術的施工人員來完成施工工作,才可確保工程質量。
二結束語
關鍵詞:建筑;電氣設計;節能
Abstract: the environmental problem has become one of the most importance for modern people, in building electrical design, people began to explore how to promote the concept of environmental protection in the application. To implement the concept of environmental protection in building electrical design, to enable to make people's lives improved, the energy consumption is greatly reduced, thus reducing the pollution to the environment. The author from the environmental point of view, combined with the production practice, focusing on energy saving measures in building electrical design. Based on the analysis of the building energy saving problems so far, for energy-saving measures are introduced to the concept of environmental protection, more far in building electrical design and line, make its contribution.
Keywords: building; electrical design; energy saving
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
引言
節能化的發展方向是我國近些年來建筑工程發展的新方向。一般節能化工作主要是體現在建筑工程中的電氣設計階段,節能化方向的新趨勢,使得電氣工程在建筑工程中扮演著重要的角色。建筑電氣設計已經不僅僅影響建筑工程某一個或者兩個局部工作部分,而是涉及到建筑工程的方方面面,直接影響到建筑工程的完成質量。因此,應當提高電氣技術工作人員的節能意識,在提高自己專業水平的基礎上,將節能措施同專業技術相結合,從而做好電氣設計的工作。本文分析的重點是建筑工程中電氣設計節能問題。
1.建筑節能問題分析
節能問題一直以來都是十分重要的問題,但是在經濟快速發展的今天,很多企業或者企業家,只看到短期的經濟利益,節能意識淡薄,即使有認識到,但在生產經營中也并不給予充分的考慮。經濟的發展使人們的生活越來越電氣化以及自動化,在這一過程中,人們對電力的需求越來越大。建筑電氣節能問題也被提到了日程之上。但正如前文所述,節能問題在生產經營過程中沒有得到足夠的認識,主要原因是現今教育體制下國家并沒有在教育上給予節能高度重視,節能的社會意識相對于其他發達國家來說較為薄弱。筆者認為建筑電氣設計過程中,建筑電氣工程師應當本著節能的理念從事其本職工作,總結生活中人們的不同用電要求,從而設計出更為合理更為符合節能理念的建筑電氣設計產品。
2.建筑電氣的節能設計
2.1 防雷與接地的設計
我國在很早以前就制定了《建筑防雷設計規范》,對該規章內容進行閱讀,我們發現最常提到的字眼是防雷設計,其主張建筑電氣工程師在進行防雷設計時,可以利用建筑物內部的鋼筋和鋼結構,這是因為結構鋼筋或者鋼結構由于其金屬特性,具有導電作用,因此,在設置避雷裝置時,運用這一性質,不僅能夠更好的防雷,更能夠節省原材料,是節能的重要舉措。
2.2高效電動機的選擇(以某發達城市某中型建筑企業為例)
一直以來,很多建筑企業為了能夠節省成本,在機械設備的選擇上經常偷工減料,從長遠來說選擇節能良好的機械設備對于企業長遠成本計算具有重大意義。在建筑工程中,電動機的選擇對于節能的意義重大,應當選擇最新系列的高效電動機。筆者通過一系列數據,可以闡述高效電動機對于節能以及節約成本的重要意義。某發達城市某中型建筑企業一直以來企業業績不是十分理想,2010年該企業實行企業整改,希望能夠重新獲得市場活力,基于節約成本的考慮,該企業在5月份引入了一批性能良好的機械設備,其中包括了多臺高效電動機,根據該企業6月分布的數據表明,6月高效電動機投入使用之后,比上月節省了百分之十五到百分之二十的用電量。根據物理常識,我們知道減少電能損耗的重要途徑是使電動機的功率以及效率變大,高效電動機能夠使電動機的效率提高到一半左右,從而使得總能耗降低百分之二十到百分之三十。因此,在建筑電氣工程中應當選用高效電動機。
2.3軟啟動器的使用
軟啟動器相對于變頻器來說,可以更好的節能。主要表現在能夠更好的控制電壓變化,使電壓能夠持久的保持穩定。能夠做到這一點是因為軟啟動器,不同于變頻器是通過鐵圈而實現電壓轉換,而是通過對設備內部可控硅導通角進行控制,此種控制方式能夠得到更為穩定的電壓。此外,軟啟動器的節能優勢還體現在采用的是正反饋電流、負反饋電壓或反饋測速,通過這些方式得到信息之后,對可控硅導通角重新控制,使電壓能夠進一步穩定。由于軟啟動器這一性能,在建筑電氣節能設計中,一般會適用在水泵等大型電機設備中,這些設備對電壓的穩定性要求相對來說比較高。
2.4交流變頻調速的優點
隨著科技的發展,交流電機的變頻調速技術得到了高速發展,其中目前為止,最為先進的技術是電力電子器件在異步電動機調速中的應用。交流變頻調速主要是通過調節轉速使得負載的變化與電機負載相適應,使得輕載時的電機功率得到提高,從而達到節能的目的。
2.5導線連接的注意事項
目前為止,很多工程的插座回路中的接地保護線仍然采用串聯的方式。串聯連接對于建筑工程電路的安全來說十分不利,因為串聯線路一旦在某一處斷裂開來,將會直接導致其他所有線路失去接地保護。串聯連接方式一旦運行過久,還會容易產生過熱現象,從而引起火災。
3.建筑電氣節能設計的基本原則
3.1實用原則
環境以及經濟成本應當在建筑電氣節能設計中給予充分考慮。將實用原則作為最重要的原則,在科學技術的指導下,研究出最優的節能設計方案。在建筑電氣設計過程應當本著以下的原則,貫徹落實設計方案,從而達到節能環保的目的。
建筑電氣設計過程中,一般要求所選用的設計方案能夠滿足安全實用的要求,因此,實用性原則成為建筑電氣節能設計原則中最為重要的原則,是建筑電氣節能設計的主要內容。在實用原則的指導下,盡量去掉一些人們在日常生活中不常使用的功能,從而使人們的生活變得更加舒適與便利。此外,還可以選擇一些較為智能的設備,智能設備能使人們的生活變得自動化,從而創造出更為安全舒適的環境。
3.2經濟效益最大化的原則
上文介紹可以通過添置節能新設備來減少能源的消耗,但是在添置的過程中,要對成本效益進行充分的分析。不能夠毫無節制或者不講策略的添置。在建筑節能設計的過程中,應當本著經濟效益最大化的原則。為了防止無節制的添置節能設備,節能工作應當從較為老舊的電氣設備或者電氣設計入手,以現有設備為基礎進行技術改造與創新,從而節約成本的投入。這些是經濟效益最大化原則的體現。
3.3建筑電氣技術先進的原則
在進行建筑電氣技術改造的過程當中,應當謹慎起見。積極研發新的建筑電氣技術,研發之后,不能夠太急于投入使用,應當在小范圍內適用,通過結果觀察,如果有把握能夠在實際生產中適應的話,則投入生產使用。
4.結語
一直以來,人們都在探索可持續發展的路徑。我國在可持續發展的道路上任重道遠。在經濟發展的過程中,我國應當堅持這樣的理念,從保護環境的角度出發,盡量降低我國的能源消耗水平。在建筑電氣設計中,應當在對建筑物基本功能充分研究的基礎上,對電氣節能設計進行充分探索。
參考文獻
[1] 付興華.建筑工程擴建過程中節能措施研究——以貴和購物中心二期為例[J]. 黑龍江科技信息. 2011(09).
關鍵詞:高層建筑 結構設計 常見問題 解決措施
一、高層建筑的結構設計特點
1、建筑設計中的水平荷載
有關建筑設計中的水平荷載問題,我們可以從以下兩個方面來說明:一方面,樓房的自身重量和建筑樓面所承受的載荷作用于豎向構件中,其所引起的軸力和彎矩數值與建筑物高度的一次方成正比關系。在建筑結構中,水平載荷產生的傾覆力矩和豎向構件中所引起的軸力,都是與建筑物的垂直高度的平方成正比關系。另一方面,對于某一特定的高層建筑物來說,其豎向載荷能力基本上已經是定值,而在水平載荷方面則不同,它還會受到一定的風力影響和地震作用影響,水平載荷的數值會隨著建筑物結構的動力特性的變化而不斷變化。
2、建筑設計中的軸向變形
在高層建筑的結構設計中,建筑物豎向載荷的數值一般都比較大,如果設計時考慮不周,會在柱體中引起一定的軸向變形,對連續梁彎矩有一定的影響,這種情況會減少連續梁中間支座處的負彎矩值,而端支座的副彎矩值和跨中正彎矩則會出現增大的情況;在建筑設計中,需要根據軸向變形來計算相應的數值,對預制構件的下料長度進行細致的調整;有關軸向變形的問題,還會影響到構件的剪力和側移的幅度,從而引起建筑設計的安全問題。
3、建筑設計中的結構延性
對于高層建筑物來說,它相對于一些較低的建筑物有更為柔和的建筑結構,在一些突發的震動情況下會產生較大的變形。為了使建筑結構在塑性變形后仍然具有良好的變形能力,避免出現建筑倒塌,我們在建筑設計時要采取一定的措施,以保證高層建筑的結構具有適合的延性。
4、建筑設計中的側移幅度
在高層建筑的設計過程中,建筑結構產生側移的問題是高層建筑結構設計的關鍵要素,隨著高層建筑的高度不斷增加,其水平荷載能力也在隨之變化,建筑物結構側移的幅度迅速增大,為了確保高層建筑的質量安全,必須把建筑結構水平載荷下的側移幅度設計控制在一定限度之內。
二、高層建筑結構設計的常見問題
1、高層建筑結構的規則性問題
有關高層建筑結構設計的規則性問題,在新出臺的建筑規范章程上出現了很大的改動,新的規范標準在結構設計方面增加了一系列的限制性條件,例如,新的規范制度用強制性的條文規定了“建筑物不應該采用嚴重不規則的建筑設計方案”。因此,建筑結構設計人員在進行設計工作時應注意遵守新規范制度中的限制性條件,對于設計中的不符合規定問題必須及時的調整,以免為后期的相關工作造成隱患。
2、高層建筑的高度問題
根據我國《高層建筑混凝土結構技術規程》中的有關規定,從考慮經濟與適用原則的角度出發,規定了各種常見建筑結構體系的最大適用高度。在我國的社會經濟發展水平、建筑科研水平和施工科學技術水平的相關背景下,這一高度是比較安全穩妥的,它是目前我國土木工程規范體系中最相協調的標準高度。但是在實際的建筑工作中,很多混凝土結構的高層建筑在高度設計上已經超過了這一限制,例如,中信廣場是采用混凝土結構進行建造的,其高度達到了322m;金茂大廈采用的是組合結構進行建造,其整體高度達420.15m。對于目前這種超過高度限制的高層建筑物,我們必須以謹慎的科學態度對待。因為如果發生地震的話,這些超高建筑物在受到破壞后會發生很大的變形,嚴重影響建筑物的安全。隨著建筑物的高度不斷增加,它的一些規范指標的適用范圍也發生了變化,在安全指標、材料性能、延性要求等方面都要做適當的調整,從而使建筑物具有穩定的安全性能。在建筑物的抗震規范建設標準與高度建設規定中,對于建筑物整體結構的總體高度都有嚴格的限制性規定,超過規定的高度,建筑物的設計方法和處理措施都會發生很大的變化,這一問題對建筑工程的各方面影響巨大,我們必須嚴肅對待。
3、高層建筑嵌固端的設置問題
通常情況下,高層建筑的底部都建有二層或二層以上的地下室,它是高層建筑的根基所在。建筑物的嵌固端有時會設置在人防頂板的位置,有時也會設在地下室的頂板處,這是建筑結構設計中的一個細節問題,在建筑結構設計中,如果設計人員忽視了嵌固端的設置,會引發嵌固端的樓板設計、嵌固端的上下層剛度比例限制、嵌固端的上下層抗震等級的一致性、建筑整體建構設計與嵌固端位置協調等一系列的問題,任何一個細節問題的忽略都可能導致后期施工工作中的安全隱患。
4、高層建筑的地基與基礎設計問題
高層建筑的地基與基礎設計問題一直是建筑結構設計人員比較重視的問題之一,該階段設計工作的好壞會直接影響后期結構設計工作的順利進行,同時,建筑物地基基礎也是整個工程造價高低的決定性因素。在地基基礎設計這一階段,極有可能出現一些問題,如果不加以重視,將對建筑工程造成巨大的損失。設計人員在地基基礎設計的過程中,一定要重視地方性規范標準。由于我國的幅員遼闊,不同地區的地質條件各不相同,僅憑國家標準的《地基基礎設計規范》根本無法達到對全國不同地區的地基基礎都進行詳細的適用描述和規定,因此,各地方出臺的地方性“地基基礎設計規范”更適合本地區的地基基礎設計工作,其對施工設計的相關規定更為準確和詳細,在進行地基基礎設計工作時,一定要深入的學習地方性建筑規范,避免對后期的設計施工工作造成不良的影響。
5、建筑材料的選用和結構問題
通常情況下,在地震多發的一些地區,工程技術人員對采用何種建筑材料或建筑結構體系的問題都非常的重視。在我國,150m以上的建筑物主要采用框一筒、筒中筒和框架一來支撐三種常用的建筑結構體系。這三種建筑結構體系在其他國家的高層建筑中已經被普遍采用。在國外的地震多發地區,高層建筑物主要以鋼結構為主,而在中國,建筑物有將近90%的比例是鋼筋混凝土結構或其他沙石混合結構。在混合結構的鋼筋混凝土內筒部位,通常要承受80%~90%的地震作用剪力,這種情況對建筑物來說是十分危險的。在結構設計中,由于建筑結構是以鋼筋混凝土核心筒為主,所以對建筑材料的變形控制要考慮鋼筋混凝土結構的位移。由于鋼筋混凝土結構的彎曲變形側移幅度較大,如果我們只采用剛度很小的鋼架來減少側移,效果并不明顯,而且還會增加鋼結構的承載能力。有時會采取加大混凝土內筒的剛度和設置伸臂結構等方法以達到滿足規范側移限制的標準。所以,在高層建筑材料的選用方面,根據我國現有建筑市場上的鋼材類型、品種和有關鋼結構的加工制造能力,建議在高層建筑中盡可能采用鋼管混凝土結構或鋼結構、鋼骨混凝土結構,以達到改善高層建筑結構的抗震性的目的。鋼骨(鋼管)混凝土通常作為高層建筑的首選建材,這是由它的堅固和穩定性能決定的。
6、建筑設計中的軸壓比與短柱問題
在采用鋼筋混凝土建筑的高層建筑中,設計人員為了控制柱的軸壓比,使得柱的橫截面很大,在柱的縱向鋼筋中則是構造配筋,即使在建筑中采用高強度的混凝土,建筑柱斷面的尺寸也沒有明顯的減小。為了使建筑中的柱體處于偏壓狀態,防止混凝土被壓碎,要限制柱體的軸壓比數值。建筑中主體的塑性變形能力越小,其建筑結構的延性就越差,當發生地震災害時,就會出現吸收和耗散地震能量較少的情況,導致建筑結構遭到不同程度的損壞。在建筑結構設計中,應根據強柱弱梁的原則來進行設計,同時選擇具有良好延性的梁具,就可以使柱子進入屈服的可能性大大的減少,也可放松軸壓比限值。此外,雖然很多高層建筑物的底部柱體長度與直徑比都小于4,但并不能說明這一柱體就是短柱。確定短柱參數的依據是柱的剪跨比,只有當柱體的剪跨比小于2時,才能確定該柱體是短柱。曾經有建筑專家提出高層建筑的抗震規范應采取較高的軸壓比,但通過實踐表明,雖然調整了建筑物的軸壓比限值,但柱面并沒有因為這一調整而減小,所以在建設具有抗震性能的高層建筑物時,采用鋼筋混凝土材質是否合理還有待研究。
三、總結:
一個好的設計結構也就是一個好的耗能體系,在設計中,要充分注意到等強度設計、高度等重要問題,從而增強建筑結構的整體性,在保證整個建筑結構安全性的基礎上,同時增加了建筑的使用期限。
參考文獻:
1、劉大海,楊翠如等,高樓結構方案優選[M].陜西:陜西科學技術出版社,2008
2、趙西安,高層結構設計[M].中國建筑科學研究院結構研究所,2008
[關鍵詞]建筑;梁柱節點;問題;措施
中圖分類號:TU518 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)16-0142-01
在當今的社會發展中,建筑的發展水平已經有了非常顯著的提升,它使得人們的生活環境和生活的質量有了非常明顯的提升,但是在施工的過程中,梁柱節點施工的過程中還是容易出現一些明顯的質量問題和安全隱患,在這樣的情況下,工程自身的質量和穩定性也就收到了十分不利的影響,對建筑物自身功能的實現也構成了非常大的不利影響。所以在施工中要對這些問題加以分析,并采取有效措施加以改進。
一、梁柱節點處理混凝土施工中的問題和技術措施
建筑節點施工的質量對整個建筑的穩定性和安全性會產生重大的影響,它的質量會影響到整個建筑載荷的分布,同時還會影響到整個建筑的使用周期,所以在建筑施工的過程中,對梁柱節點采取有效的措施進行管理和養護就成了非常重要的一個環節,但是,在建筑梁柱節點的施工中,人們對節點自身的結構強度并沒有引起高度的重視,所以也就使得梁柱結構施工中所采用的混凝土等級要比柱結構混凝土的強度等級高一些,這種情況也就使得梁柱節點的承載力受到了一些不利的影響,從而也使得梁柱節點在施工的過程中會存在著一定的質量問題。
在建筑工程施工的過程中,梁柱結構之間所使用的混凝土在強度上還是存在著一定差異的,而這也是施工過程中非常普遍的一種現象,通常其會設置在建筑結構的下端位置,產生這種現象的原因就是人們在設計和施工的過程中,其梁柱結構所承受的載荷也存在著一定的差異,而要更好的滿足施工的要求,保障其能夠更好的對軸壓比進行嚴格的控制,同時也使得建筑的施工質量得到更好的保障,施工人員在選擇柱結構進行建設和施工的過程中應該選擇強度比較高的混凝土進行澆筑,同時,建筑自身的結構抗彎強度也有非常高的要求,而施工的過程中就是要對材料進行詳細的控制,如果采用的混凝土在強度上出現了過大的情況,不僅不會保證施工的強度和質量,反而會讓建筑自身的強度受到了一些不良的影響,而且建筑不同位置對混凝土的強度也有著不同的要求,這就使得梁柱節點施工在存在著一定的難度,從而也會出現比較嚴重的問題。
當前在我國的建筑施工過程中,很多施工人員對梁柱節點部分的施工并沒有予以高度的重視,同時也沒有針對這一技術進行嚴格的規范,所以混凝土材料的強度也會存在著十分明顯的差異,施工人員在處理的過程中只是根據自己的經驗去判斷和處理是不能非常好的去保證施工質量的,在施工過程中對相關的制度也沒有進行嚴格仔細的建立,同時也沒有一個科學準確的施工規范,所以一旦出現了問題,就很難得到及時妥善的解決。
依據相關的調查情況來看,我們能夠明顯看到的是,梁柱結構體系之間的強度差異過大的現象,通常出現在建筑高層下部位置,而引發這方面問題的原因,主要是由于在施工期間,為了能夠盡可能的確保軸壓比得到滿足,工程結構的施工人員就會采取高強度的混凝土結構,來使得柱體結構本身所具備的承載能力得到較大幅度的提升。
2、梁柱節點處混凝土施工技術的措施
梁柱節點去和梁板在進行分開澆筑的過程中,如果沒有專門的管理人員對施工采取非常嚴格的組織措施,在接茬的地方就非常容易產生冷縫的問題,為了能夠更好的保證梁柱節點位置的施工質量,設計人員應該在工作中更加充分的采取措施使得整個工作程序更加的便捷,施工單位必須要在施工之前就充分的了解設計人員的設計意圖,同時采取合理的措施進行施工組織工作。
在結構設計方面:對高層建筑混凝土結構的豎向構件和水平構件的混凝土強度等級,要進行合理取值。①整個工程的豎向構件混凝土強度等級種類不應過多,且與豎向構件截面的變化要錯層同步;②水平構件的混凝土強度等級取值要符合規范要求,同時要與豎向構件相匹配,使實際施工簡單化,盡量減少梁柱節點區單獨澆筑混凝土。
在現場施工方面:為做好梁柱兩個不同等級混凝土在同一澆筑面的接槎,在組織流水段澆筑時,要根據澆筑面的寬度和澆筑速度,分別算出梁板混凝土和梁柱節點區混凝土的體積,妥善安排兩種等級混凝土的用車量并計算各自的澆筑時間,以確保兩種混凝土接槎在2h內完成。另外,還要確保低等級混凝土不能流入高等級混凝土中。一般可分2個班組進行施工,一個班組隨輸送泵澆筑梁板,一個班組用塔吊澆筑柱(梁柱節點區),要在梁板混凝土接近柱邊前,先澆筑柱(粱柱節點區)混凝土。為避免梁板混凝土因流動太快而造成低等級混凝土流入梁柱節點區,可在柱外側500、h/2位置采取用快易收口網進行隔離。
二,不同強度等級混凝土梁柱節點產生裂縫的原因
由于梁柱節點處的混凝土結構的強度差異較大,這就使得施工人員在對其進行工程施工的時候,混凝土結構在接觸面上存在一些微細裂縫,雖然這些微細裂縫不是在建筑結構荷載作用下而產生的,但是這也會對建筑結構的質量和美觀有著嚴重的影響,因此為了提高建筑結構的質量,保證建筑梁柱節點的美觀,施工人員就要采用相應的技術措施,對這些微細裂縫進行有效的控制處理。目前在高層建筑工程施工中,導致不同強度等級混凝土梁柱節點處產生裂縫的因素主要有以下幾點:
第一,梁柱節點處混凝土強度等級相差較大時,混凝土中水泥用量、水用量、水灰比就有較大差別。第二,柱子混凝土強度大,水泥用量多,產生的水化熱就高,水化反應結束后,就使得高低強度混凝土界面附近容易產生裂縫。第三,商品混凝土配合比中,高強度等級混凝土的水泥用量偏多,水灰比、含砂率、坍落度偏大,也會導致高低強度混凝土交界附近產生裂縫。第四,柱子的斷面和剛面相對于梁較大,因受柱子的強大約束,梁混凝土的收縮收到限制,也容易產生裂縫。為防止不同強度等級混凝土梁柱節點產生裂縫的措施調整混凝土配合比設計,在滿足強度等級和可泵性的條件下,減少柱混凝土的水泥用量、減少含砂率、增加石子含量、減少坍落度、減少用水量,并相應調整粉煤灰和外加劑的用量。
節點處混凝土實行“先高后低”的澆筑原則,即先澆筑梁柱節點區混凝土,并在節點混凝土初凝前澆筑梁板混凝土。嚴格控制節點區柱子部位混凝土的坍落度,該部位混凝土宜采用塔吊輸送,以降低坍落度。若柱混凝土坍落度較大,柱頭混凝土應待梁板混凝土卸料后再振搗,以避免柱混凝土漿液過多的透過鋼絲網流失到梁中。在不同強度等級混凝土梁柱節點處,只要采取的針對性措施到位,并精心組織施工,其高低強度等級混凝土交接面處的裂縫完全可以得到有效控制甚至是可以避免的。
四、結束語
綜上所述,高層建筑梁柱節點施工中存在的問題,不但對建筑結構的質量有著一定的影響,還破壞了建筑結構的使用功能,所以人們在高層建筑施工的過程中,還要對其梁柱節點的施工質量進行嚴格的要求。雖然我國目前沒有對高層建筑節點的施工工藝進行明確的規定,但是,我們可以根據相關的施工經驗,對其進行嚴格的要求,并且在實踐過程中對其施工方法進行適當的優化,從而有效的推動我國建筑行業的發展。
參考文獻
關鍵詞:建筑結構;設計;問題;安全性
中圖分類號: TU318 文獻標識碼: A 文章編號:
一、結構設計的基本方法
1.1 結構平面圖
在日常繪制建筑結構設計圖紙的時候必須事先進行說明,要對建筑本身有具體的了解,對建筑數據進行詳細的分析和整理,認真對待建筑結構的規劃,要詳細了解建筑結構建模在計算機中的應用,建筑也要根據本地的抗震規則與國家抗震規范建設,對于建筑過程中的直接設計必須要反復檢查設計建模的關鍵因素及核心信息,要及時掌握好軟件設計過程中建模的標準和內容,針對砌體結構和內容進行更新,針對受壓和局部保護問題要區別對待,必要時要進行人工檢查,對局部承載力和建筑質量做出細致的分析,而且還要保障軟件使用的負載能力引導計算,建立全新的建筑結構設計圖層,其中包括:圈梁層,構造柱層,梁層,文字層,板鋼筋層等等。這樣做的目的是提高繪圖效率,方便在不同結構平面圖間的拷貝移動和刪除。
1.2 屋頂(面)結構圖
當建筑是坡面時,結構的處理方式一般采用兩種,分別是梁板式及折板式,梁板式主要值得是適用于建筑過程中建筑施工的對象平面粗糙和不規則的問題時使用,而且建筑內跨度較大,建筑層面的坡度比較大,房屋屋子脊線部位曲折和復雜化的情況下選用的一種結構處理方式,相反結構比較簡單,建筑平面比較平滑和規整的情況下選擇折板式。一般情況拉筋時要部分或者全部的配筋拉通,以此來抵抗拉力,達到均衡。板較厚的結構一般也不能超過120mm厚度,在結構設計中梁板的折角部分鋼筋的布置應該有大體的示意圖,屋子的平面面板上的結構設計畫法應該注意采用透視的解剖示意圖畫法,并且制作出大樣,提供正確的繪圖使用,設計人員真正的目的是要將自我的空間意識發揮出來,幫助建筑單位在設計圖紙上了解到設計方法和設計類別。屋面的坡度起伏具有不同的特性,因此坡面的墻體和內容必須要與窗口部分吻合設計在窗口要增加“圓梁”降低墻壁高度。
1.3 大樣詳圖
大樣詳圖的繪制可以在建筑詳圖的基礎上直接繪制,前提是建筑詳圖的準確無誤。也可以在以前做過的詳圖的基礎上來局部改進繪制。要注意的是在保持建筑外形的前提下盡量的使結構受力和理和施工方便。在標高和外形尺寸上一定要和建筑專業協調一致。
1.4 樓梯
樓梯要注意撓度的控制,樓梯要注意的是梁下凈高要滿足建筑的要求,樓梯的位置盡量使上下樓層的位置統一。局部不合適處可以采用折板樓梯。折板樓梯鋼筋在內折角處要斷開分別錨固防止局部的應力集中。閣樓樓梯由于有分戶墻的存在要設置抬墻梁。二、建筑結構設計的注意問題
2.1基礎問題
關于“箱、筏”基礎底板挑板的陽角問題:第一、陽角的面積所占總體面積較小,可以忽略不計,可以改變設計為死角或者斜角,第二,底板鋼筋雙向雙排,在“挑空”部分不變,陽角可以通過輻射加注鋼筋。關于箱、筏的基礎性問題必須是挑板的問題,第一,建筑結構設計要從設計結構的角度上分析,能出挑板就按照均衡比例分配跨底板鋼筋,不能布置底板鋼筋就加大整個底板的長度和人工地基的規制,等到可以使用時就采用天然地基,加大跨度的窗井,提升基礎面積。
2.2設計測量問題
關于梁、板的計算跨度:一般的手冊或教科書上所講的計算跨度,如凈跨的 1.1倍等,這些規定和概念僅適用于常規的結構設計,在應用日廣的寬扁梁中是不合適的。梁板結構,簡單點講,可認為是在梁的中心線上有一剛性支座,取消梁的概念,將梁板統一認為是一變截面板。在平扁梁的建筑結構之中,“房梁”本身的高度比厚度大幾公分,這個間距較小時,可以將計算長度和設計長度直接取到梁的中心部分,如果房梁中心處的厚度和彎度更復雜時,必須要分析“房梁”邊的彎曲程度和板厚的配筋,取二者的大體配筋,柱體結構也可以是大截面,梁體配筋應該選取柱體結構科學的彎曲距離。
2.3回彈再壓縮問題
基坑開挖時,摩擦角范圍內的坑邊的基底土受到約束,限制壓縮,坑中心的地基土反彈,回彈以彈性為主,回彈部分被人工清除。當基礎較小,坑底受到很大約束,如獨立基礎,回彈可以忽略,在計算沉降時,應按基底附加應力計算。當基坑很大時,相對受到較小約束,如箱基,計算沉降時應按基底壓力計算,被坑邊土約束的部分當作安全儲備,這也是計算沉降大于實際沉降的原因之一。三、解決建筑結構設計存在問題的一些建議
3.1提高建筑設計質量
第一、提高設計質量保證結構安全。中央多次強調同時也制定了一些重要的法規,第68號令和質量條例,對各方責任主體的違法違紀行為做出了具體的規定。質量責任制重在責任追究,從設計行業來看,在有些方面還需繼續完善。制定合理設計周期。建立工程設計各級行政和技術人員責任制。工程設計簽字制度統一規定。第二、要大力推行工程設計咨詢與發展,實現強化本身建筑設計的科學性與嚴謹性,加強建筑結構設計的審查工作,建筑工程設計研究院可以對一些建成的工程進行審查和分析,建筑本身存在的建設問題和結構設計問題可以通過工程建設反應出來,在使用建筑的同時還要不斷審查結構設計的問題,以便于在后期可以進行改善和跟進,提高建筑設計的嚴謹性和科學性,要開展進一步的設計咨詢,讓更多的人詢問有關結構設計的問題和障礙,在發現問題的過程中解決好問題,這對后期建筑結構設計與發展起到了至關重要的推動作用和研究價值。
3.2建筑結構設計與電氣專業設計的協調
電氣的室內線路安排必須要遵守室內安裝的規范和要求,不能在后期引起導電和短路現象。在室內的線路安排原則上可以是導線在金屬管之中隨著墻壁穿線,暗設埋線,現階段很多墻體的復雜性導致內部埋線的困難,這就需要結構設計人員在前期考慮到這些問題,更為妥善和合理的解決好這些問題,結構設計中預制裝備的整體框架必須要有科學的考慮,對一些承重墻和剪力墻的設計要獨特,節省空間是最重要的。
3.3在多高層結構設計時,應盡可能避免短柱
其主要的目的是使同層各柱在相同的水平位移時,能同時達到最大承載能力,但隨著建筑物的高度與層數的加大,巨大的豎向和水平荷載使底層柱截面越來越大,從而造成高層建筑的底部數層出現大量短柱,為了避免這種現象的出現,對于大截面柱,可以增加截面積的豎立鑿穿面積,避免短柱的出現,保持較好的承載力和平衡力。
參考文獻:
[1] 李洪濤.我國建筑結構設計問題與展望分析.現代商貿工業.2010.07:70-73
就目前房屋建筑而言,我國的房屋建筑在施工過程中存在很多的問題。尤為突出的問題就是在施工過程中,整個施工建筑的質量根本沒有得到很好的保證。施工中所用的材料都是以次充好的材料,且一些建筑商為了賺取更多的經濟利益偷工減料現象也尤為嚴重,這些想象都會對房屋質量構成嚴重的威脅。直接的結果就是導致房屋的結構變形,房屋墻面出現裂縫甚至是裂痕,對人們的生命安全也會造成相當大的威脅。由此可見,在房屋建筑施工中,施工人員要全方位的考慮房屋建筑的安全性和使用性因素,制定行之有效的施工方案,及時的解決房屋施工建筑中和施工完成后所能帶來的一切質量問題,將危險系數降到最低,將使用性能提升到最大空間。結構加固技術在房屋建筑施工中可以有效的保證房屋的質量,在一定程度上可以減少經濟損失,才能進一步發揮結構加固技術在房屋建筑施工中的作用。
2房屋建筑施工結構加固技術分析和運用
在進行房屋建筑加固處理上,要依照建筑物不同的情況,來確定適合不同結構的加固技術和方案。就目前而言房屋的建筑結構加固一般分為直接加固和間接加固。在進行這兩種方法時一定要充分考慮建筑施工的實際條件和生活需要來進行選擇合適的加固方法。下面簡單介紹幾種加固方法在房屋結構中的運用。
2.1加大截面加固法
該方法是在房屋材料為鋼筋混凝土時常用的方法,主要表現是在鋼筋混凝土截面受壓嚴重的地區加上加上混凝土現澆層。是指在原受力構件的單側或雙側澆注一層混凝土來增大原混凝土構件的截面面積,同時加配一定數量的鋼筋以達到提高原構件承載能力的方法。該方法適用于板、梁、柱、墻、基礎等構件。
2.2外包鋼加固法
外包剛加固法就是在混凝土的四周或者兩面包上型鋼的一種方法,目的就是提高了建筑物最初了承載力。在實際操作中,針對不同形狀的截面要采用不同的包角方法。四周包角鋼并在橫向加綴板的方法適用于截面為矩形或方形。扁鋼加套箍加固法適用于圓柱或者弧形體。無論采用何種方法,在實際操作中,在型鋼和原柱之間出現縫隙時,就采用采用乳膠水泥漿或環氧砂漿或細石混凝土填充的濕式外包法;當型鋼與原混凝土柱之間沒有任何連接,采用無水泥砂漿的干式外包法。
2.3預應力加固法
該方法是采用外加預應力的鋼拉桿(分水平拉桿、下撐式拉桿和組合式拉桿三種)或撐桿對結構進行加固的方法。該方法適用于對提高承載力要求比較小,且加固后的剛度和裂痕加固后占空間較小的混凝土結構。但是運用此方法需要注意的是,不能用于高溫環境下的混凝土結構,對于易變性的混凝土結構也不適用。
2.4增設支點加固方法
增加支點加固的方法指的是在一定程度上較少構件的單位作用力。增加支點可以使建筑物遭受破壞的時候增加構件的彎曲承受力,從而較小對房屋的破壞程度。該方法簡單易行,但是也錯在一定的缺點,增加支點后,會對建筑物本來的外觀、功能及使用上造成一定的損壞,在房屋空間結構上也會造成空間變小。
2.5粘鋼加固法
該方法主要利用粘貼劑,嚴格按照加固施工設計將鋼板粘貼在鋼結構或者混凝土表面,這樣就可以使鋼板和結構共同產生作用力。目前的粘鋼加固技術分很多種,包括粘鋼加固技術、包鋼加固技術、混凝土裂縫灌注修補技術和基層修補技術。不同的技術具有不同的特點,因此,在進行房屋結構加固過程中所起的作用也不盡相同。基于粘鋼加固技術具有施工簡單、快速且使用該技術不會對建筑結構造成影響的特點,該技術主要應用于房屋建筑施工中的梁、板、柱和橋梁等混凝土建筑的結構加固中。
2.6碳纖維加固法
該技術運用的是碳素纖維和結構膠來對建筑房屋結構進行加固。主要特點使耐用、且加固后建筑結構強度增大,具有超強的實用性運用廣泛。在進行房屋基層部位修補時,要針對不同部位不同情況運用此項技術的不同材料,如房屋構件表體層面出現裂縫現象時,應選用的是灌注環氧樹脂膠;聚合物水泥砂漿針對局部建筑層體的風化腐蝕效果較好。上述加固方法總結如下幾種:
(1)加大截面加固法。加固特點:用增大結構構件截面面積,以提高其承載力和滿足正常使用的傳統加固方法。加固效果好、經濟、適用面廣,但施工復雜,濕作業工作量大,工期長,對房屋的凈空和美觀也會有一定影響。試用范圍:板、梁、柱、墻、基礎等構件。
(2)外包鋼加固法。加固特點:在結構構件的四角包以型鋼的一種加固方法、受力可靠,施工簡介,但是維護費用較高。試用范圍:梁、柱、屋(橋)架。
(3)預應力加固法。加固特點:采用外加預應力的鋼拉桿、鋼絞線或型鋼撐桿的加固方法。但是在運用此方法上要有嚴格的溫度要求,而且需要采取一定的防護措施。試用范圍:梁、柱、屋(橋)架。
(4)增設支點加固方法。加固特點:通過增設支點,較小結構的跨度和內力,從而提高承載力的方法。該方法受力明確,且效果明顯。加固特點:通過增設支點,較小結構的跨度和內力,從而提高承載力的方法。該方法受力明確,且效果明顯。試用范圍:板、梁、桁、架。
(5)粘鋼加固法。加固特點:用結構膠把鋼板粘貼在構件外部以提高結構承載力和滿足正常使用的加固方法。施工工藝簡單、速度快,對生產和生活影響小。要求環境溫度不超過60℃、相對濕度不超過70%及無化學腐蝕的使用條件,否則應應應采取有效防護措施,對混凝土強度等級低于C15的構件不宜采用。試用范圍:板、梁、墻、屋(桁)、架。
(6)碳纖維加固法。加固特點:利用樹脂膠結材料將碳纖維布或碳纖維板粘貼于構件表面,從而提高結構承載力的加固方法。材料輕質高強、施工方便,適用面廣要求環境溫度不超過60℃,否則應采取有效防護措施,對棍凝土強度等級低于C15的構件不宜采用。試用范圍:板、梁、墻、屋(桁)、架。
3結束語
1.1國內節能標準介紹
關于公共建筑節能標準,以2005年4月4日建設部的《公共建筑節能設計標準》為準,此標準于2005年7月1日起正式實施,有關如何對公共建筑節能改造,主要的參考依據是于2009年12月1日開始實施的《公共建筑節能改造技術規程》。
1.2潛力分析
我國的公共建筑面積在46億㎡左右,根據資料查找得知:寫字樓、商場的能耗費用為72~200元/(㎡年);政府機構的公共建筑能耗費用為110元/(㎡年),雖然我國北方、南方的氣候特點不同,但是總能耗相差不大。其中采暖制冷的能耗在45%~65%,如果按照節能標準為50%來進行的話,我國的公共建筑可以實現節能1.35億噸,可以節省電能1600億kWh,超過了八億中國人口的年用電總量。
1.3公共建筑節能改造的進展
建筑節能的展開主要是在北方的地區,但是對于公共節能的展開工作才逐漸開始,北方的采暖地區的公共建筑節能改造運動已經開始,南方地區以及過渡地區,對于公共建筑節能改造也在躍躍欲試,目前已經開始了相關的調研與準備工作。
2典型公共建筑節能改造分析
2.1屋頂節能改造
保溫層的厚度對于空調的能源消耗的影響最大,為了選取最經濟最合適的保溫材料與保溫材料的厚度,分別模擬采用擠塑聚苯板(XPS)和硬質聚氨酯板(PU),來進行對于屋頂保溫系統的實驗,通過兩種保溫材料下的建筑保溫性能的對比,分析適合作為節能材料的類別。XPS板的導熱系數比PU大,所以在厚度相同時,采用PU板保溫的節能效果比采用XPS板保溫的效果要好。
2.2幕墻節能改造
隨著社會的發展,現代公共建筑在注重實用性的同時,更加注重美觀性,大多公共建筑的護結構都是采用的玻璃幕墻,通過調查得知玻璃幕墻的能量損耗占整個公共建筑能耗的45%左右,玻璃幕墻包括明框玻璃幕墻、隱框玻璃幕墻、點式玻璃幕墻等,目前新型節能玻璃幕墻已經被開發出來,即為動態幕墻,動態幕墻是一種節能型的維護結構,是由中空玻璃制作而成的,節能原理實際上是構建了一個豎向的通風道,類似于煙囪,空間會沿著垂直坡度而向上或者向下。空氣由建筑的頂端排出,帶走途經之處的熱量,減少公共建筑的能耗。
3國外公共建筑節能改造的先進經驗
3.1能耗標準列入節能法規
國外的能耗標準制定分為兩類,各自具有不同的作用,分為自愿性標準與強制性標準,通過不同的標準實施不同層級的能耗標準制度,自愿性標準是政府激勵居民節約能源的一種鼓勵標準,強制性標準是相關產品、設備的最低能源效率的標準,節能法規一般三到五年更新一次。
3.2政府機構樹立節能典范
美國的很多法律對政府機構的節能問題進行了規定,在相關的法律法規中提出了具體的節能目標,美國的政府為了達到這些目標,會積極采取有效的措施,制定“白宮節能計劃”。
3.3政府引導節能與市場結合
公共建筑節能改造屬于公共事業,并具有一定的市場性質,在一些發達國家中,首先政府帶頭引導全民節能減耗,再經過市場的推進作用,實現公共建筑節能改造的完成,有專業的團隊來對公共建筑節能改造進行設計、投資、施工等。
4市場化途徑下的公共建筑節能改造設計思路
4.1政府辦公建筑率先引領節能改造
借鑒國外先進的公共建筑節能改造,結合我國現有情況,完成對我國市場化途徑下的公共建筑節能改造,市場經濟作用下的改造首先要采用榜樣示范的手段,形成激勵機制,最后由市場來推進其發展運行。政府辦公建筑的節能管理是公共建筑節能改造的指南針,示范作用的主體非政府莫屬,政府辦公建筑的改造在作為風向標的同時,也具有信息源的作用。只有政府辦公建筑完成了節能改造,我國的公共建筑的改造才能夠具有良好的開端。
4.2建立準確合理的定額與審計制度
對公共建筑進行節能改造時,需要依靠相關政策法規以及標準技術文件,公共建筑能源消耗定額制度以及公共建筑能源審計制度就屬于技術依據文件。在進行技術依據文件制定時,要具有針對性與多層性,對于不同類型的公共建筑制定不同的技術依據標準,如對于建筑面積在2萬㎡以上的公共建筑,采用中央空調的公共建筑采用確定能源定額的方式,對于建筑面積小于2萬㎡的公共建筑采用能源審計的方式,對能耗進行累計,超出能源定額則根據相關法律法規進行懲罰。
4.3建立獎懲分明的能耗激勵制度
在對公共建筑進行改造的同時,其中首要的任務是建立強制性的標準制度,對具體的節能標準提出嚴格的標準,使得市場化途徑下的公共建筑的節能改造擁有法律法規的保障,在備有嚴格的節能標準之后,還需要建立與之相匹配的節能激勵獎懲制度,超過節能定額的能源消耗,政府節能執法部門將對其進行累積記錄,定期加以改造,實際能源的消耗低于定額的,政府的節能部門則對其予以獎勵,建立獎懲分明的激勵制度,可以有效的保證公共建筑節能改造的持續性與有效性。
4.4建立市場化的建筑合同能源管理
目前來看,運用市場途徑推進建筑節能改造的最有效的措施是采用建筑合同能源管理,所謂的建筑合同管理的概念是:愿意進行建筑節能改造的業主與專業的節能服務公司簽訂合同,隨后的工作就是專業的建筑節能改造團隊來為“客戶”實施具體的節能改造措施。推進建筑合同能源管理對于公共建筑節能改造是必要且必需的,合同能源管理可以完成四項重要的工作,公共建筑能源的審計;公共建筑節能改造方案的設計;公共建筑節能改造的施工;公共建筑節能改造的維護與推廣。
5結論
從組織管理方面采取措施主要是將工程預算的經濟責任分解到責任人,項目經理對本項目的成本、效益及工期和質量負主要責任。計合部和財務部負責建筑工程施工預算及計價結算工作,其他管理人員重視成本和收益,做好本職工作。這種分工合作既提高了工作效率,又使施工預算管理有了主體保障。
2、技術措施
技術措施不僅僅對建筑工程施工階段中所遇到技術難題的解決有重要作用,而且還有利于控制工程造價。技術措施包括以下幾點:①合理安排施工人員工作時間,避免出現勞累過度影響工作質量的現象。②合理安排施工階段的進度,這樣就可以避免機器和人工的停歇及其所造成的一些消極影響。③科學選擇施工方案和施工人員。所謂磨刀不誤砍柴工是說完備的準備工作會達到事半功倍的效果。管理人員事先可以征集較多的施工方案與施工隊伍,在保證工期、質量的前提下可以選取費用最低的施工方案與施工人員。④嚴格按合同質量施工,認真按照質量對每一道工序進行驗收。避免因為質量問題導致經濟損失。
3、經濟控制措施
(1)人工費用控制
在施工過程中,人工費的控制具有較大的難度。盡管如此,我們可以從控制支出和按實簽證兩個方面來著手解決。①按定額人工費控制施工生產中的人工費,盡量以下達施工任務書的方式承包用工。②產生了合同價款以外的內容,應按實簽證。
(2)機械費用控制
機械費用在建筑工程的成本中占有較重比例,為在社會市場經濟下獲取最高利益為目的的施工預算應該掌握對機械堅持合理利用,最大限度發揮機械效能的原則。在施工過程中,一方面要避免出現機械閑置的情況。另一方面就是在機械類型選擇上要結合工程的實際情況及費用兩個方面綜合考慮。
(3)材料費的控制
材料費的控制主要體現在材料進價、運輸、數量方面。在進價上建筑公司可以選擇與一個材料生產商長期合作以盡量降低材料價格。在運輸方面也可以采取與進價一樣的方法,當然要選擇一個比較值得信賴的人,避免材料在運輸過程中出現‘意外’。在數量上要尤其注意,在施工預算上一定要嚴格把關,避免出現材料過多產生的浪費。此外在材料儲存上值得注意的是在施工過程中出現一系列狀況,所以要避免材料儲存過久,不僅影響數量,而且還影響質量。
(4)管理費用的控制
管理費用的控制應該根據施工預算和工期共同要求,制定出科學合理的費用開支計劃,對每一個費用項目逐一核定指標,并嚴格按照計劃執行。此外,要精簡管理機構、管理人員,嚴格執行出差審批手續,嚴格控制業務招待的費用等其它措施,以達到最大程度的降低管理費用開支的目的。
4、實現有效的預算制度
建筑工程施工階段預算管理最關鍵與重要的是預算要有效和真實。流于形式的預算在如今的建筑行業也是相當普遍的,這樣不僅嚴重損害建筑工程施工的發展,更是對建筑公司的利益產生不可忽視的消極影響。所以實現有效的預算制度是勢在必行的。
5、結語