前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的高層建筑類別劃分標準主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:高層建筑、實例、防雷、接地、設計
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:
0引言
時代的發展、社會的進步加速了建筑規模的擴大,提高了居民的生活追求。建筑內智能化程度越來越高,各種線纜及電氣、電子設備的使用也越來越多。然而當雷電來臨時通過線纜等進入建筑物,擊壞建筑室內電氣、電子設施的現象也時有發生,此時造成的損失也是不可計量的。由此可見,智能化的線纜設施給人們帶來福音的同時也埋藏著隱患。因此,只有做好建筑的防雷接地設計,才能很好的避免這種隱患,提高建筑物的抗雷電能力。
1工程實例
鄭州市某高層住宅小區中一棟層數為29層的住宅樓。其長寬高分別為:79m、19.2m、84.7m。建有3個單元,每單元每層有四戶人家。地上29層均為二廳一衛的獨立式住宅,層高3米。地下室只有1層,為設備用房和停車庫,層高5 .8 m。
2該高層建筑防雷接地設計分析
結合該建筑的實際情況進行防雷接地設計的分析。概括的講:設計首先要明確必須參考的那些設計依據。其次分析防雷類別并計算出等級。隨后再分別進入防雷設計和接地設計階段。
2.1防雷接地設計依據。
防雷接地設計是一項完整、嚴謹的系統工作。設計要嚴格依照國家、行業及公司規定的相關設計規范及技術標準等。通常新時代下,防雷接地設計規范在原有規范的基礎上更加完善全面,設計者要嚴格依照這些規范認真行事。通常可參考的設計依據有:《建筑物防雷設計規范GB50057-2010》、《建筑物電子信息系統防雷技術規范GB50343-2012》、《智能建筑設計標準GB/T50314-2006》、《民用建筑電氣設計規范JGJ16-2008》、《通信局站防雷與接地工程設計規范 GB50689-2011》、《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規范GB50169-2006》、《低壓配電設計規范GB50054-2011》、《建筑物防雷設施安裝99(07)D501-1》、《等電位聯結安裝02D501-2》等等。總之,防雷接地設計需要遵守的依據有很多,設計人員只有做到心中有數,恪守規范標準,才能設計出優異的方案,進而降低雷電對建筑物設施設備的危害,保護居民生命和財產安全,保障建筑物供電系統、電子信息系統的正常運行。
2.2防雷類別分析與計算
防雷類別的分析首先要了解該建筑所處區域的地理位置、土壤電阻率、雷暴日數、環境等條件,并綜合建筑物的內外結構、面積、層數、高度及用途等,計算建筑物年預計雷擊次數(新規范中指明預計累計次數N的大小是防雷分類的一個重要指標)。然后按照《建筑物防雷設計規范》確定該所高層建筑的防雷類別。最后查看電氣設計說明,看設計出的防雷類別是否正確。因為防雷類別的劃分十分重要,若劃分錯誤會導致防雷圖紙的重大改動。
該建筑年預計雷擊次數由公式N =kNg Ae 計算所得。式中N即為年預計雷擊次數,k為校正系數通常取1,Ng為建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度(依據公式Ng=0.1Td計算,鄭州市年平均雷暴日21.4d/天),Ae為與該建筑物截收相同雷擊次數的等效面積(由于該建筑高度小于100米,故由公式計算得出)。此處省去計算過程,將該建筑具體參數帶入公式得出Ng =2.14次/(㎞2·年),Ae =51605.225×10-6 ㎞2,此處k取1,那么得出該高層建筑物年預計雷擊次數為0.1104。根據《建筑物防雷設計規范GB50057-2010》中第3.0.4規定N處于0.05~0.25之間,可知該高層建筑為第三類防雷建筑物。以下所有設計事宜就要以第三類防雷等級處理。
2.3防雷設計
防雷設計是為了防止建筑及建筑內部設施受雷電侵害而采取的相應措施。常見的設計方法就是運用防雷設備和做好防雷防護措施。分析當地的雷暴日數、氣候等自然條件,以直擊雷為主,設計采用避雷針、避雷線、避雷帶或避雷網等可有效防止直擊雷入侵。具體到建筑物本身,要想合理保護該建筑外部和內部都免受雷電侵害,就必須要有效的組合、設置防雷設備及器件,使之形成安全可靠地內、外部的雷電防護系統。由上述計算分析可知該建筑應按第三類防雷建筑物設防。第三類防雷建筑物外部防雷的措施,宜采用裝設在建筑物上的接閃網、接閃帶或接閃桿,或由其混合組成的接閃器。接閃網、接閃帶應按設計規范規定沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設,并應在整個屋面組成不大于20m×20m或24m×16m的網格;另外此高層建筑高度超過60m,還應沿屋頂周邊敷設接閃帶(接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上或其外),且接閃器間應互相連接。其內部防雷裝置通常是由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。首先可在屋頂挑沿上設Φ10鍍鋅圓鋼避雷網,網高10cm,網支承點間距1米,讓避雷帶縱橫接連形成一個不大于20m×20m的網格。然后利用構造柱中外側兩根Φ16主筋上下焊接連通做避雷引下線。隨后利用基礎地梁下側兩根主筋焊接連通為閉合導電通路,做為接地極,接地電阻要小于1Ω,若大于1Ω應補打接地極。此外防雷設計還要注意一些細節性問題,諸如需將所有外墻引下線在室外地面下1米處引出1根40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼,且扁鋼要伸出散水外0.3米。由±0.00起,每三層要做均壓環(利用圈梁內兩根Φ16以上主筋通長焊接并綁扎形成),且均壓環要與該層外墻上的所有金屬窗、構件、引下線相連接。建筑從60 m高度起,每層設計防側擊雷避雷帶,且要與每層外墻上的所有金屬窗、構件、引下線相連接等等。
2.4接地設計
結合最新設計規范、本建筑特點及甲方要求等多方面因素,假定得出該高層建筑采用保護性接地等電位聯結設計最為適宜。則設計注意事項有:該工程防雷接地、變壓器中性點接地、電氣設備的保護接地、計算機房、電梯機房、通信機房、消防控制室等接地共用統一的接地極,要求接地電阻不大于1Ω,實測大于1Ω時,要增設人工接地極。設計變配電室到強電豎井內的橋架上敷設1根40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼,并將兩者的接地相連。同時強電豎井內也應垂直敷設1根40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼,其下端還應與接地網連接可靠。另外,電纜橋架及其支架全長必須至少有兩處與接地干線連接。不問斷電源輸出端的中性線必須與由接地裝置直接引來的接地干線相連接,做重復接地。
等電位聯結接地方式設計事宜:將40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼沿外墻內側暗敷成環形作為接地母干線,并確保接地母干線與基礎接地極和柱子鋼筋每隔5連接一次。住宅室內的衛生間及淋浴間也采用局部等電位聯結,可從合適的位置引出兩根大于Φ16的結構鋼 筋至局部等電位箱(局部等電位箱宜暗裝,箱底距地約30cm), 并將衛生間內所有金屬管道、構件與局部等電位箱連接。
另外建筑的配電系統及照明支路也應做接地設計。該建筑采用低壓配電系統可用TN—C—S制式保護。設計要點:配電室中性線做重復接地保護且接地電阻要小于1Ω。住宅樓內所有穿線鋼管,配電柜、箱,電纜橋架,用電設備金屬外殼等均需跨焊為一體,并通過PE線連接成良好的導電通路,同時PE線應與單相三極插座接地極可靠連接。照明支路可用自動空氣開關保護,插座支路可用漏電斷路器保護。當雷電襲擊時往往會產生瞬間大電壓,此時需要事先做好過電壓保護設計。可在變配電室低壓母線上裝一級電涌保護器SPD,屋頂室外風機、室外照明配電箱或二級配電箱內裝二級SPD,末端配電箱及弱電機房配電箱內裝三級SPD。
4結語
總之,雷電等自然災害的出現是人類無法預期的,但運用科學的設計手段及方法,采用先進的防雷設備,結合有效的防雷接地技術,能夠合理的避免雷電給建筑及人類帶來的破壞。而文章結合建筑實例芻議的設計方法及注意事項,希望對同行有借鑒作用,同時對論述不到之處望多多包涵。
參考文獻
1金松;楊煥鋒;建筑電氣的防雷接地功能與防雷系統[J];設計科技視界;2012年 15期
關鍵詞:巖土工程;勘察;報告;常見問題;
中圖分類號:F470.1 文獻標識碼:A
一、引言
巖土工程的技術業務范圍涉及到多個方面,和土工工程建設過程中所有與土體和巖體有關的工程技術問題,包括勘察、設計、施工、檢驗監測和監理等五個方面。巖土工程勘察是進行地基基礎設計的基礎,因此各項工程建設在設計和施工之前,都必須按照規定的程序進行勘察。而巖土工程勘察的最終成果要通過勘察報告呈現出來,所以他是地基基礎、地基處理和基坑設計的基礎,因為這些設計和施工工作都要參考其數據。所以,巖土勘察報告的完整性、正確性、合理性和建設性意見都對巖土工程的設計和施工產生重大的影響。
二、巖土工程勘察報告中的常見問題
(一)關于場地環境類型的分類問題
劃分場地的環境類別,目前所參考的標準是GB50021-2001附錄G。只有正確確定了場地的環境類型,才可以準確判定水和土對混凝土結構的腐蝕程度。而場地的環境類型一般是較難確定的,在同一塊區域內,不同的地貌單元的環境類型也可能不同,即使是在同一塊場地內,也可能出現兩種不同的環境類型。那么,究竟應該如何對場地的環境類型進行分類呢?筆者認為,應該根據土層的含水量和滲透性來確定環境的類型。當建筑施工的場地處于不同的地貌單元上面,應根據實際的情況來具體分析,進而準確判別環境類別。
(二)關于場地類別的確定問題
在進行劃分建筑場地的類別時,應該檢測場地覆蓋層厚度和土層等效剪切波速,并以此為劃分建筑場地類別的參考依據,再結合《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)來劃分場地類別。
1、場地覆蓋層厚度。
場地覆蓋層厚度的確定,《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)對此有明確的規定。在一般情況下,場地覆蓋層的厚度應該按照地面至剪切波速大于500m/s時的土層頂端的距離來確定;在地表面5m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速的2.5倍的土層,且其下臥巖土的剪切波速均不小于400m/s時,按照地面至該土層頂端的距離來確定。在一些特定的情況下,當判定的場地類別處于分界線附近左右徘徊時,即使勘探孔的孔深滿足變形計算深度和承載力的要求時,也要加深勘探孔。換句話說,勘探孔的深度不僅要滿足地基規范和樁基規范的要求,同時還要滿足抗震規范的要求。
2、等效剪切波速的測試。
根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)的規定,高層建筑都需要做土層剪切波速的測試,波速測試適用于測定各類巖土體的壓縮波、剪切波或瑞利波的波速。在工程實際中,要按照任務的要求,一般采用單孔法、跨孔法或面波法等方法進行測試。其原理是利用鐵球水平撞擊木板,使板與地面之間發生運動,產生豐富的剪切波,從而在鉆孔內不同高度的地方分別接收通過土層向下傳播的剪切波。由于這種豎向傳播的路徑接近于天然地層由基巖豎直向上傳播的情況,因此對地層反應分析較為有用。通過剪切波速的測試,可以劃分場地類型、計算場地基本周期、提供地震反應分析所需的地基土動力參數、判別地基土液化可能性、評價地基處理效果。
(三)關于地下水的問題
地下水問題是所有的工程建設都要面臨的問題,在巖土工程的勘察、設計和施工過程中,應該要充分考慮地下水的影響和作用。在巖土工程的勘察階段,應提供根據工程的設計和施工所需要的有關參數,并對地下水的問題進行分析和預測,提出防護或者監測等工程措施,防止不必要的后果發生。
1、地下水位的深度
在進行巖土工程的勘察時,需要提供勘察時的地下水位、近3-5年最高地下水位或者歷史最高地下水位,以及水位變化的趨勢和主要的影響因素。然而筆者在審查巖土工程的勘察報告時,發現大部分報告中只提供一個混合水位,這顯然是不符合要求的。筆者認為勘察報告中提供的地下水位應該和工程緊密相關,與工程無關的地下水位不應該提供,這會嚴重影響巖土工程的設計和施工方案。和工程緊密相關的地下水位的測量應該分層進行,并采取相應的止水隔離防護措施。而對于最高的地下水位,它的形成和場地的地形、地貌、水文地質條件、整平標高、建筑規劃方案等因素密切相關,所以不能直接等同于勘察時的最高地下水位,關于最高地下水位的提供,應根據巖土工程的場地情況進行具體分析,不可以籠而統之。
2、地下水對建筑材料的腐蝕性
地下水的存在會對建筑物自身產生一定的腐蝕,因此對于每個工程場地,都要判定地下水對建筑材料的腐蝕性。《工業建筑防腐蝕設計規范》規定:當有足夠的經驗或者資料證明工程場地及其附近的地下水對建筑物材料具有腐蝕性時,可以不進行試樣抽取來判定其腐蝕性。
對于沿海地區而言,由于其特殊的地形、地貌和地質條件,導致沿海地區的工程場地及其附近地區可能存在多層地下水。筆者在實際工作中發現:一些巖土工程勘察報告只采用2組混合水位的地下水水樣進行腐蝕性分析,并且這2組地下水水樣對建筑物材料的腐蝕性評價結果差異很大,顯然不符合巖土工程勘察報告的要求。筆者認為:對于上述工程,應該在樁身范圍內對每一含水層都要采取地下水試樣,以此分別來判定地下水對建筑物材料的腐蝕性。根據地下水的腐蝕性等級,建議地下水對建筑物材料的防護應符合《工業建筑防腐蝕設計規范》(GB50046)的規定。
(四)關于高層建筑極軟巖嵌巖樁的勘探深度問題
極軟巖是指飽和單軸抗壓強度的標準值Fr小于或等于5MPa時的巖石,它的承載力特征值一般比較低,并且在浸水之后會發生軟化的現象。在許多的工程實踐中,誤將極軟巖當作嵌巖樁的樁端持力層,下列情況就是典型的例子:興建高層建筑時采用嵌巖樁,把極軟巖當作樁端持力層,勘探的孔深僅僅進入極軟巖內部3-5米,勘探的深度不能滿足工程設計的標準和現行的勘察規范的要求,可能導致實際設計的樁基長度超過鉆探的孔深。上述問題產生的原因是因不熟悉上部結構的荷載力,沒有估計單樁的承載力。解決上述問題的辦法是和設計人員進行溝通,了解上部結構的最大柱底軸力,估計單樁的承載力,將勘探的孔深進入嵌巖面以下3-5d。當方案有多種樁長和樁徑時,則采取根據最長樁的方案確定勘探的孔深。
三、結語
由于場地和地基巖土的差異、建筑類型的不同和勘察精度的高低,不同項目的勘察報告反映的側重點當然有所不同。一般來說,上列關于場地環境類型的分類問題、關于場地類別確定問題、關于地下水的問題、關于高層建筑極軟巖嵌巖樁的勘探深度問題,是勘察報告中常見的問題。總之,我們要根據勘察項目的實際情況,出具最符合實際的巖土工程勘察報告,為地基基礎設計和施工的參考提供內容齊全、重點突出、結論明確、合理適用的基本依據。巖土工程的勘察是一個專業性集系統性的工作,需要我們不斷地努力,共同促進它的進步。
參考文獻:
[1]建筑抗震設計規范(GB50011-2001)[S].2008.
[2]巖土工程勘察設計規范(GB50021-2001)[S].2009.
[3]建筑樁基技術規范(JGJ94-2008)[S].
關鍵詞:高層建筑;施工;危險源;識別;防范
緒論
隨著城市和商業經濟的不斷發展,高層建筑也迎來了發展的黃金時期。與普通的建筑工程不同,高層建筑施工具有自身的特點:樓座高,工程體量大,流程多而復雜,但工期又較短;建筑結構越來越復雜,地基處理難度高;施工過程中交叉作業多,施工中使用的大型機械較多,對施工人員的技術水平要求高等,這些特點決定了高層建筑施工過程中會存在諸多安全問題,因此,對高層建筑施工過程中的危險源進行識別并采取有效措施進行防范,是建筑施工安全管理的重要工作之一。
一、 高層建筑施工過程中危險源識別方法
對危險源進行識別是建筑施工安全管理工作的第一步,具有重要的意義。對于高層建筑施工來說,危險源不僅具有隱蔽性的特點,而且對于施工的要求更高,因此危險源識別工作的意義就顯得更加重要。通常危險源識別的分析方法有定性和定量兩種,在分析過程中,先結合建筑施工的區域、工藝等具體情況,對施工過程中危險源的類別、數量、可能造成的傷害程度、如何防范等問題進行定性的分析,然后根據定性分析結果,對某些危險源可以進一步做定量分析,得出危險源發生的概率,判斷是否符合限定的標準。在危險源的識別過程中,需要重點注意以下幾點:要對重點安全事故的類型、誘發因素和影響進行綜合分析;對于各個危險源引發的危害程度、概率、頻率等應當進行評估確認;要對各評估單元的管理級別進行劃分。[1]在危險源分析中,定性分析較定量分析而言,是一個粗略的分析方法,實際工作過程中,通常會綜合采用定性和定量兩種方法。
二、 高層建筑施工過程中的危險源類別
(一) 機械設備傷害
在長期的作業過程中,施工單位由于缺乏必要的設備管理措施,比如:未進行定期的維修保養,機械設備非正常狀態運轉,存在極大的安全隱患;未按照標準進行安裝,使用前沒有必要的驗收程序直接進入作業;缺少必要的安全保護設備或設施或者保護設施未起到保護作用;施工單位缺乏安全意識,沒有按照安全管理規范進行檢查、管理、整改,導致以上存在的種種問題無法被及時發現和改正,機械設備引發的事故通常指機械設備失穩傾翻、轉動部分卷入碾壓、零部件飛出、機械設備失控、工作人員違章操作等造成的事故傷害。
(二)起重事故
第一,吊物吊鉤事故。這主要是指在起重機在吊載過程中,吊具或者載物從空中墜落。常見類型有:脫鉤墜落,載物、吊具從吊鉤脫出墜落;脫繩墜落,載物從捆綁的繩索中脫落;斷繩墜落,起升繩子或者吊裝用繩由于疲勞使用或者載物重量超出繩子極限引起斷裂導致載物墜落;吊鉤斷裂,吊鉤材質不合要求或者使用已達疲勞極限。第二,擠壓碰撞事故。這通常是因為吊物歪斜打滑、工作人員指揮不當或者司機操作失誤、人與重物距離太近或工人手扶吊繩等原因造成工作人員受到擠壓、撞擊傷害。
(三)人員墜落事故
作業人員墜落事故多發生于起重機作業過程中,主要有兩種情況:第一,升降裝置的制動失靈或者破壞造成吊物告訴下滑墜落造成作業人員人身傷害及設備的損壞;第二,載客或者載物電梯在工作過程中繩索斷裂導致轎廂墜落引起傷亡。
(四)坍塌事故
坍塌事故的原因有多種,比如井架、腳手架傾斜或者支撐不牢固引起坍塌,由于建筑基礎部位被破壞、發生下沉、滑移、基礎強度不夠等造成上層部分的建筑或重物坍塌,溝壁洞石等的塌方,施工過程中臨時作業設施、堆置物等的坍塌,這些事故或造成建筑物設備的損壞,或造成人員傷害,不容忽視。
(五)觸電事故
在高層建筑的施工現場通常會有許多暴露在環境中的高壓電線,如果施工作業沒有嚴格遵守安全管理規則,那么極易發生起重機臂桿或鋼絲吊繩觸碰高壓線路導致相關的工作人員受到電擊傷害,還可能發生用電設備漏電、電線破口等造成的觸點事故。
三、 高層建筑施工過程中的危險防范措施
高層建筑施工過程中的安全管理工作應當從管理方面和技術方面同時入手以降低事故發生率,保證施工人員的生命安全和減少財產損失。
(一) 施工前期、中期和后期的危險防范措施
施工項目涉及的各個單位和部門機構應當嚴格對施工的前期準備、施工中期管理以及施工后期維護檢測的各個階段,包括施工人員、機械設備、工藝流程、管理等方面在內的內容進行控制。在施工前的準備工作中,應當將各個部門的安全責任進行落實,建立起完善的管理體系,相關部門應當對施工的方案嚴格審批,并且根據施工的具有情況對高層建筑施工過程中可能出現的危險源進行識別,然后根據確認的危險源做好預防措施,對于可能發生的危險,應當在施工前制定出完善可行的應急預案,將事故的傷害降到最低程度。在施工的中期管理中,對于施工現場的各類機械設備必須在使用前進行檢查維護,在使用過程中,操作人員要嚴格按照操作規范使用,此外,對現場的機械設備要進行定期的檢修工作,并且需要設立專門的安全監督人員對現場的安全問題進行監督管理,一旦發現危險源立即進行整改。在施工的后期管理中,施工單位切不能為了趕工期而忽略了必要的機械設備、腳手架等的安全檢測和維修,也不能因為后期主體工程完工,工作量較少而減少安全監督管理力量導致安全保障更加薄弱。
(二) 常見危險源加強防范
針對上面歸納的高層建筑施工過程中幾點常見危險源應當加強防范。對于現場的機械設備要按時檢修、規范操作,對于起重和墜落事故,施工單位要使用符合實際使用要求的吊鉤繩索,如果發現已達到使用的極限,必須立即更換,還需設立必要的臨邊防護,作業過程中,作業人員與載物之間要保持安全距離,要求員工按要求進行操作。對于現場的用電,應當配置總配電柜和分配電柜,分配電柜應具有合理的計量設計避免超負荷用電,應當遵守“一機一閘一箱一漏保”的安全規定,[2]不亂拉線,停工必須斷電。
(三) 加強施工人員的培訓
在高層建筑施工過程中的安全隱患多數是由于施工人員的安全意識淡薄,因此,對相關人員進行安全培訓和管理是非常必要的。首先應當對施工人員加強安全教育,建立他們的安全意識和提高自我安全防范的能力,其次,要對施工人員的操作技術進行培訓,保證在施工過程中,施工人員能夠按規范操作,消除安全隱患。
四、 結論
綜上所述,隨著社會的進步,安全施工問題已經成為高層建筑施工的重點問題。以人為本,保障施工人員的生命財產安全,減低財產損失,就必須要求能夠科學地識別危險源并能采取有效的監測和防范措施。
參考文獻:
關鍵詞:建筑;抗震;結構設計
隨著這幾年來經濟的快速發展,由于建設者開發、使用功能上的要求,高層建筑的體型越來越多樣化。高層建筑不僅在材料和結構體系上逐漸多樣化,而且在高度上也大幅度增長。進入上世紀90年代后,結構抗震分析和設計已提到各國建筑設計的日程。特別是我國處于地震多發區,高層建筑抗震設防更是工程設計面臨的迫切任務。作為工程抗震設計的依據,高層建筑抗震分析處于非常重要的地位。
地震是威脅人類安全的主要自然災害之一。我國是一個地震多發的國家,分布廣、頻率高、強度大、震源淺,是世界上地震災害最嚴重的國家之一。近幾年來,各國歷次地震對人類造成了嚴重災害,通過總結大量的經驗教訓,促使結構抗震設計不斷發展。建筑抗震的實踐表明,一個地震區建筑物,如果沒有良好的建筑總體布置方案,單靠結構抗震計算和抗震的構造措施,在較強烈的地震作用下,仍是難以取得建筑抗震的較好效果,甚至減輕不了建筑物的震害程度。因此,只有建筑設計與建筑抗震設計有機地結合起來,建筑抗震設計水平才能達到一個比較完善的高度。
1 目前我國抗震設計中存在的不足
通過多年對于建筑抗震設計的研究,我國逐漸形成了自己的一套較為先進的抗震設計方法而且日益成熟,但是也有許多考慮欠妥的地方,需要我們今后加以完善。首先,與國外規范相比,我國抗震規范在對關系的認識上還存在一定的差距。美國UBC規范按同樣原則來劃分延性等級,但在高烈度區推薦使用高延性等級,在低烈度區推薦使用低延性等級。這幾種抗震思路都是符合規律的,而目前我國將地震作用降低系數統一取為2.86,而且還把用于結構截面承載能力設計和變形驗算的小震賦予一個固定的統計意義。另外,我國規定的“小震不壞,中震可修,大震不倒”的三水準抗震設防目標也存在一定的問題。該設防目標對甲類、乙類、丙類這三類重要性不同的建筑來說,并不都是恰當的。最后,由于不同類別建筑的不同重要性,不宜再籠統的使用以上同一個性態目標。此外,還應該考慮建筑所有者的不同要求,選擇不同的設防目標,從而做到在性態目標的選擇上更加靈活。
2 高層建筑抗震設計中經常出現的問題
2.1 部分建筑物高度過高
按我國現行高層建筑混凝土結構技術規程規定,在一定設防烈度和一定結構型式下,鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。在這個高度,抗震能力還是比較穩妥的,但是目前不少高層建筑超過了高度限制。在震力作用下,超高限建筑物的變形破壞性會發生很大的變化,建筑物的抗震能力下降,很多影響因素也發生變化,結構設計和工程預算的相應參數需要重新選取。
2.2 地基的選取不合理
由于城市人口的增多和相對空間的縮小,不少建筑商忽略了這一問題,哪里商業空間大就在哪里建。高層建筑應選擇位于開闊平坦地帶的堅硬土場地或密實均勻中硬土場地,遠離河岸,不應垮在兩類土壤上,避開不利地形、不采用震陷土作天然地基,避免在斷層、山崖、滑坡、地陷等抗震危險地段建造房屋。高層建筑的地基選取不恰當可能導致抗震能力差。
2.3 材料的選用不科學,結構體系不合理
在地震多發區,采用何種建筑材料或結構體系較為合理應該得到人們的重視。由于我國建筑結構主要以鋼筋混凝土核心筒為主,變形控制要以鋼筋混凝土結構的位移限值為基準。但因其彎曲變形的側移較大,靠剛度很小的鋼框架協同工作減小側移,不僅增大了鋼結構的負擔,而且效果不大,有時不得不加大混凝土的剛度或設置伸臂結構,形成加強層才能滿足規范側移限值。
2.4 較低的抗震設防烈度
許多專家提出,現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要,建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高。我國現行抗震設防標準是比較低的,中震相當于在規定的設計基準期內超越概率為lO%的地震烈度,較低的抗震設防烈度放松了高層建筑的抗震要求。
2.5 建筑外形與平面功能影響結構布置
現在某些政府規劃部門領導根本不懂結構,純粹為了形象美觀而對建筑設計指指點點,從而使建筑偏離了建筑設計師的最初理念,你對他提出的修改意見不予理會,你就通不過。還有某些建筑設計師根本就缺乏抗震設計的概念,在高烈度區設計出高層建筑的大懸挑,這既增加了工程造價,有埋下了安全隱患,不負責任的叫囂“沒有做不出的結構”,那要看付出的代價和收獲是不是對等。
3 高層混凝土建筑抗震結構設計策略
3.1 高層混凝土建筑的結構體系選擇
高層建筑結構應根據建筑使用功能、房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、地基情況、結構材料和施工技術等因素,綜合分析比較,選擇適宜的結構體系。高層建筑鋼筋混凝土結構可采用框架、剪力墻、框架- 剪力墻、筒體和板柱-剪力墻結構體系。
框架結構可為建筑提供靈活布置的室內空間。當建筑物層數較少時,水平荷載對結構的影響較小,采用框架結構體系比較合理;框架結構屬于以剪切變形為主的柔性結構,使用高度受到限制,主要用于非抗震設計和層數相對較少的建筑中。剪力墻結構中,剪力墻沿橫向、縱向正交布置或多軸線斜交布置,由鋼筋砼墻體承受全部的水平荷載和豎向荷載,屬于以彎曲變形為主的剛性結構。該種結構的抗側力剛度大,在水平力作用下側向變形小,空間整體性好。但剪力墻結構自重大,建筑平面布置局限性大,難以滿足建筑內部大空間的要求。因此更多地用于墻體布置較多,房間面積要求不太大的建筑物中,既減少了非承重隔墻的數量,也可使室內無外露梁柱,達到整體美觀。
框架――剪力墻結構是指在框架結構中的適當部位增設一些剪力墻,是剛柔相結合的結構體系,能提供建筑大開間的使用空間,是由若干道單片剪力墻與框架組成。在這種結構體系中,框架和剪力墻共同承擔水平力,但由于兩者剛度相差很大,變形形狀也不相同,必須通過各層樓板使其變形一致,達到框架和剪力墻的協同工作。從受力特點看,剪力墻是以彎曲變形為主,框架是以剪切變形為主,由于變位協調,在頂部框架協助剪力墻抗震,在底部剪力墻協助框架抗震,其抗震性能由于較好地發揮了各自的優點而大為提高。因此可以適用于各種不同高度建筑物的要求而被廣泛采用。板柱- 剪力墻結構,由于在板柱框架體系中加入了剪力墻或井筒,主要由剪力墻構件承受側向力,側向剛度也有很大的提高。這種結構目前在7、8 度抗震設計的高層建筑中有較多的應用,但其適用高度宜低于一般框架- 剪力墻結構。
3.2 減少地震發生時能量的輸入
在具體的設計中,積極采用基于位移的結構抗震方法,對具體的方案進行定量分析,使結構的變形彈性滿足預期地震作用力下的變形需求。對建筑構件的承載力進行驗收的同時,還要控制建筑結構在地震作用下的層間位移限值;并且根據建筑構件的變形和建筑結構的位移之間的關系,確定構件的變形值;根據建筑界面的應變分布以及大小,來確定建筑構件的構造需求。對于高層建筑,在堅固的場地上進行建筑施工,可以有效減少地震發生作用時能量的輸入,從而減弱地震對高層建筑的破壞。
參考文獻:
[1] 伊小群.高等民用建筑結構的抗震設計探討[J].中國高新技術企業,2010,(20).
關鍵詞:建筑結構;剛度;延性;主振型;鞭梢效應
中圖分類號:TU375.4 文獻標識碼:A 文章編號:1006—8937(2012)23—0150—02
建筑結構具有很多形式,包括砌體結構、框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構、索膜結構、筒體結構等,不同的結構形式,其抗震性能有明顯的不同。
建筑的抗震等級一般是由多層和高層鋼筋混凝土結構、構件進行抗震設計計算和確定并最終構造措施的標準。為了抗震設計的安全可靠與經濟合理,應充分考慮多方面因素及各種不同情況,并且針對鋼筋混凝土結構、構件的抗震要求,在計算和構造上應區別對待。因此,地震作用越大(或房屋高度越大),抗震要求亦越高;對于不同的結構體系,應有不同的抗震要求。此外,同一結構中的不同部位以及同一種結構形式在不同結構體系中所起的作用不同,其抗震要求也應有所區別。例如,在框架結構中,框架是主要抗側力構件,而在框架一抗震墻結構中,框架是次要抗側力構件(抗震墻是主要抗側力構件),因此框架結構中的框架應比框架一抗震墻結構中的框架抗震要求高。又如,在部分框支抗震墻結構中,框支層由于剛度和強度的削弱,往往成為塑性變形集中的薄弱樓層,因此其落地抗震墻底部加強部位的抗震要求就應高于一般抗震墻的抗震要求。
為此,我國抗震規范和高層規程綜合考慮建筑抗震重要性類別、地震作用(包括區分設防烈度和場地類別)、結構類型(包括區分主、次抗側力構件)和房屋高度等因素,對鋼筋混凝土結構劃分了不同的抗震等級。抗震等級的高低,體現了對抗震性能要求的嚴格程度。不同的抗震等級有不同的抗震計算方法及相應的構造措施要求,從最高等級四級到一級,抗震要求依次提高;高層規程中還規定了抗震等級更高的特一級。
對于砌體結構,由于整體性比較差,抗震性能較差,對其進行科學的配筋,可有效的提高其抗震性能,但也只限于多層建筑,已經逐漸退出建筑市場。框架結構其具有較大的剛度,用自身的剛度進行抗震,但是在水平地震作用下框架結構將發生側向變形,由于框架結構的整體抗側剛度對稱處理不利,會導致結構整體在地震過程中產生整體的扭轉,發生復合破壞,因此,框架結構對抗震來說并不理想。根據此種問題,產生框架剪力墻結構、筒體結構,在抗震性能上有明顯的提高,成為高層建筑的首選結構形式。
1 問題的提出
隨著高層建筑的建造,高層建筑抗震在建筑設計中占有很大的比重,由于地震作用的復雜性于人類對地震規律認識的局限性,目前對建筑物的抗震設計水平還停留在一個初步的階段,尚無法做出精確的計算,現有的地震作用力的計算方法和結構抗震設計的計算大都是近似方法。因此結構設計對抗震的設計內容應包括概念設計與計算設計兩方面,本文論述就屬于概念設計的理論闡述,建筑物結構抗震設計應考慮到在六度與九度范圍內設防,不同場地根據不同的烈度進行地震作用力計算與截面抗震驗算,同時應符合相應的抗震構造要求。
2 兩種抗震因素分析
地震作用力實際上是建筑物對地面運動的反應,他與許多因素有關。人們針對建筑結構的不同配以不同的計算方法,例如,高層建筑物地震作用力的計算宜采用振型分解反應譜法,對剛度和質量不對稱的結構采用扭轉藕連震動影響的振型分解反應譜法,此外還有剪力法計算,對于甲類高層建筑,較高的高層建筑。復雜的高層建筑物,以及剛度和質量分布特別不均勻的高層建筑,還要采用時程分析法進行多遇和罕遇水平地震作用下的計算。可見地震計算相當繁瑣,相比之下地震的概念分析顯得生動易懂,對于非專業學生了解結構抗震設計有很好的益處。下面介紹概念設計中的兩種抗震因素分析。
我國是一個地震多發的國家,設計時需要充分考慮抗震設防的區域遼闊,因此,研究結構的抗震性能在我國具有充分的必要性。我國的現代抗震設計理念是從20世紀50年代開始,在國際抗震理論的推動下發展起來,并逐漸形成了自己的地域特色,大部分內容都符合現代抗震設計理念,下面就結構抗震理論中的影響抗震性能的兩方面因素進行簡要的論述。
【關鍵詞】高層建筑;結構;結構設計;混凝土結構
引言
高層建筑的結構設計是一個專業化系統化的工作,因此需要由專業的設計人員來完成。在設計過程中,設計者要注重設計的各項客觀性指標是否符合建筑物設計標準,同時再加入一些必要的主觀性需要,本著科學、合理、安全、高效等原則,不僅能夠為人們提供使用上的便利,而且也要體現出必要的安全性能,發揮抗震、抗風等方面功能與作用,只有這樣才能體現出高層建筑物的優勢和優點,才能有效發揮其功能和作用。
1 高層建筑結構體系的類別
1.1 按結構材料劃分為:
1)鋼筋混凝土結構。充分發揮鋼筋和混凝土兩種工程材料的力學性能,共同受力,協調工作。
2)鋼結構。雖然存在結構材料本身價格較高、易銹蝕、維護成本高的種種缺點,但結構強度高、自重低、抗震性能優良等優點使鋼結構成為優秀的超高層的建筑結構。
3)鋼-混凝土組合混合結構。將鋼構件和鋼筋混凝土構件作為結構構件進行連接,共同形成結構。
4)鋼-混凝土組合結構。型鋼混凝土結構: 將型鋼當作混凝土中的加勁材料; 鋼管混凝土結構: 鋼管內澆筑混凝土形成高強度的結構構件。
1.2 按結構形式劃分為:
1)框架結構。由梁、柱為主要受力構件的結構形式。
2)剪力墻結構。主要由剪力墻承受橫向或豎向荷載的結構形式。
3)框架剪力墻結構。利用框架和剪力墻的各自優點,框架和剪力墻組合使用的結構形式,既有較強的水平抗力,又能滿足建筑對空間使用的要求較高。
4)筒體結構: 包括框筒、筒中筒和組合筒等結構形式。
1.3 較復雜高層建筑結構體系:
1)轉換層結構。沿立面根據功能劃分為不同區段,使得結構形式在豎向上有變化,設置轉換層使這些不同區段的豎向構件實現過渡。
2)連體結構。由架空連接體將不同的高層建筑進行連接,以實現外觀和功能需求。
3)帶加強層結構。在框筒結構中沿豎向設置一個或若干個加強層,以提高整個結構的抗側剛度。
2 高層建筑的結構設計要點
2.1 數值模擬計算的建筑模型
結構的計算工作是以建筑模型為基礎進一步開展的,如果建筑模型設置不當就會導致許多結構安全的問題頻繁產生, 因此建立正確的建筑結構模型是保證結構安全的有力條件。同時建筑模型也應該采取一定的構造措施來確保模型本身在實際應用中的適用程度。 如實際的結構節點不可能是純粹的鉸結點或剛結點, 但是與實際上的計算模型的差異就一定要控制在設計允許的差異范圍之內。
2.2 基礎方案
基礎設計應該根據施工現場的工程地質條件,對上層的結構類型和載荷分布以及鄰近建筑物影響和施工條件等等多方面的因素進行綜合的整理分析, 選擇最適合并且最經濟的基礎方案,以滿足承載力、變形的要求。在基礎設計的時候應根據實際情況最大限度地發揮地基的作用,在需要時尚應進行地基的變形驗算。此外,基礎設計應依據詳盡的地質勘察報告,充分考慮場地、地基情況,對于缺少詳盡地質報告的建筑場地應進充分的調查,并參考附近建筑的場地資料。一般情況下,同一地區的結構單元都不會用兩種各不相同的類型的基礎方案。
2.3 結構方案
一個切實可行的結構方案,實際上就是一個可以實際應用的結構形式和結構體系的總稱。結構體系的完備就必須要做到受力明確,傳力簡單。在簡單的同一結構單元中不適合選擇用不同結構的體系混合,如果位于地震區單元附近就應該充分的考慮平面以及豎向的規則性。具體說來就是必須對工程中所有的具體情況進行綜合的整理分析,并且與建筑、電、水、暖等各專業設計人員進行充分協商,在滿足各專業要求的基礎上進行適當的結構方案的設計,如果必要時可能要進行多種方案綜合比較,從而優化方案,選出經濟合理并確保安全的結構方案。
3 高層建筑物結構數值模擬計算中的重點問題
3.1 重點加強結構延展性設計
由于高層建筑物高度較高,地震發生時更容易受到影響,可能出現變形、倒塌等問題,因此,結構設計方面必須加強其結構柔和度,在設計過程中需要著重對結構實施特別的工藝和方法,使結構能夠發揮良好的延展性、彈,這樣才能有效克服地震災害產生的變形等問題。
3.2 重視軸向變形問題
高層建筑物由于層數多,高度大,豎向荷載數值往往很大,能夠在柱中引起較大的軸力值,再加上沿高度積累的軸向變形顯著, 軸向變形會使高層建筑結構的內力數值與分布產生顯著的改變。如框架結構中由于中柱軸力比邊柱大些,中柱軸向壓縮變形也大于邊柱,相當于梁的中支座產生沉陷,中支座上方梁端負彎矩自下而上逐層減少,到上部樓層梁跨中還可能出現正彎矩。另外結構所受的豎向荷載并不是在結構完成后一次施加的,而是在施工過程中逐層施加的,若是忽視了施工過程分層施加這一因素,會出現一些不合理的計算結果,如鄰近剪力墻和筒體的上層框架梁出現過大彎矩和剪力等。
4 工程實例分析
4.1 工程概況
某高層寫字樓建筑,地上23層,地下3層,總建筑面積約為12.4萬平米。底部大裙房,上部兩個塔樓,塔樓均為框架核心筒結構。根據巖土工程勘察報告提供信息,本工程場地為黃河沖積二級階地,地基土層為第四系上更新地層,擬建場址區域設計基本地震加速度值為0.20g,抗震設防烈度為8度,設計地震分組為第一組;建筑場地類別為Ⅱ類;場地內可不考慮地震液化影響。塔樓柱下荷載最大豎向荷載達2.8x104KN,采用鉆孔灌注樁,平板式樁筏基礎。
4.2 主要問題及措施
1)層位移與位移角不滿足要求
主要由于結構側向剛度不足造成,應提高側向剛度。可通過增大豎向構件截面或增
大梁截面的方式來提高側向剛度。另外,對于框架核心筒結構,造成位移角過大的原因,也有可能是結構剛度在平面上分布不均勻。本工程結構按整體模型和各塔樓分體模型分別進行分析比較并采用電算軟件SATWE計算。
2)平面扭轉不規則的抗震加強措施
主要采取調整抗側力構件的布置,使質心與剛心盡量重合,并加大結構的扭轉剛度,以減小結構扭轉效應,使結構各樓層的位移比不大于1.2。例如由于塔樓平面存在局部凸出圓弧,部分樓層的Y向最大水平位移與平均層間位移比值超 1.2,最大達到 1.37,最終通過適當加寬圓弧內柱子Y向柱寬,并加強兩柱聯系梁剛度得以解決。
結束語
高層建筑設計需要衡量多方面設計因素,如建筑結構布置的合理性和實用性,與周圍環境的協調和美觀性,最重要的是滿足建筑設計的功能使用要求。設計人員在設計時要對環境條件的有充分的考察和對建筑使用要求有充分的了解,在結構設計過程中充分發揮建筑材料性能,充分利用結構布置的有利條件,才能打造出精良的結構設計作品。
參考文獻
[1]荊宏濤,趙松嶺. 高層建筑工程的安全設計與管理方法[J]. 科技致富向導,2014,20:302.
關鍵詞:綠色建筑評價標準;不足;完善
Abstract:Analysis green building evaluation work , Combined with relevant state laws and regulations, Find the “green building evaluation standards”in the shortcomings , From the urban planning and design work practice Angle , Put forward the Suggestions and revised to adjust and improve
Key Words: Green building evaluation standard;shortage; perfect
中圖分類號:TS958.1+7文獻標識碼:A文章編碼:
1 引言
國家標準《綠色建筑評價標準》(GB/T50378-2006,以下簡稱《標準》)自2006年6月1日實施至今,是總結我國綠色建筑方面的實踐經驗和研究成果,借鑒國際先進經驗制定的第一部多目標、多層次的綠色建筑綜合評價標準。該標準明確了綠色建筑的定義、評價指標和評價方法,確立了我國以“四節一環保”(節能、節地、節水、節材、保護環境和減少污染)為核心內容的綠色建筑發展理念和評價體系 。《綠色建筑評價標準》已經成為我國各級、各類綠色建筑標準研究和編制的重要基礎, 有效指導了我國綠色建筑實踐。截止2011年8月, 中國城市科學研究會共組織完成108個綠色建筑設計項目、2個綠色建筑運行項目的評審工作[[1] /news.php?act=pageh&id=34]。多個省、市、自治區、直轄市也依據此標準,詳細深化制定了各地方《綠色建筑評價標準》。
隨著綠色建筑各項工作逐步推進,綠色建筑內涵和外延不斷豐富,各行業、各類別建筑踐行綠色理念的需求不斷提出,新的城市規劃編制法律法規的實施,現行《綠色建筑評價標準》已不能完全適應現階段綠色建筑實踐及評價工作的需要。筆者長期從事城市規劃與設計工作,認為就《標準》中部分條文,特別是住宅建筑節地方面的部分內容,值得進一步修訂與調整,另外就綠色建筑項目申報與評審中出現的一些不足,也一并提出,與廣大同仁共同探討。
2 現行《綠色建筑評價標準》中人均居住用地指標的調整
2.1現行《綠色建筑評價標準》中規定的人均居住用地指標與當前部分法規及各地建設實踐存在沖突
《綠色建筑評價標準》中第 4.1.3中規定:“人均居住用地指標:低層不高于43㎡、多層不高于28㎡、中高層不高于24㎡、高層不高于15㎡”,此規定與當前法規及建設實踐存在沖突:
2.1 .1與新修訂的《城市用地分類與規劃建設用地標準》(GBJ137-2011)規定的人均居住用地指標存在差異
2011年1月1日,中華人民共和國住房和城鄉建設部、中華人民共和國技術質量監督檢驗檢疫總局聯合的《城市用地分類與規劃建設用地標準》(GB50137-2011)實施。《城市用地分類與規劃建設用地標準》用于城市總體規劃階段。其中,第4.3.1強制性條文[[2]中華人民共和國國家標準.城市用地分類與規劃建設用地標準 [M] 北京 中國建筑工業出版社.2011:P12]規定人均居住用地面積為表1所示:
表1 人均居住用地面積指標(m2/人)
注: 表1摘自《城市用地分類與規劃建設用地標準》(GB50137-2011)
對比《綠色建筑評價標準》第 4.1.3和表1可以看出,《綠色建筑評價標準》以低層、多層、中高層、高層建筑作為人均居住指標劃分依據,而《城市用地分類與規劃建設用地標準》是以建筑氣候區劃作為劃分依據,兩者在最低上限數值和最高上限數值也存在差異,在新的《綠色建筑評價標準》建議給以調整。
2.1 .2與《城市居住區規劃設計規范》(GB 50180—932002年修訂版)規定的人均居住用地指標存在沖突
《城市居住區規劃設計規范》(GB 50180—932002年修訂版)中第3.0.3款[[3]中華人民共和國國家標準.《城市居住區規劃設計規范》(GB 50180—932002年修訂版)[M] 北京 中國建筑工業出版社.2002:P2]規定人均居住區用地控制指標應符合以下規定(見表2 ):
表2 人均居住區用地控制指標 (m2/人)
注: 表2摘自《城市居住區規劃設計規范(GB 50180—932002年修訂版每戶以3.2人計)
對比《綠色建筑評價標準》第 4.1.3和表2可以看出,《綠色建筑評價標準》以低層、多層、中高層、高層建筑作為人均居住指標劃分依據,而《城市居住區規劃設計規范》增加了居住區規模、層數、建筑氣候區劃等幾條標準,兩者在最低上限數值和最高上限數值也存在差異。
《城市居住區規劃設計規范(GB 50180—93)》大多用于城市詳細規劃階段,《城市用地分類與規劃建設用地標準》(2011)與《城市居住區規劃設計規范》(2002)兩個指標的出入屬于正常情況,綠色建筑住宅評價應屬于詳細規劃階段,故應采用《城市居住區規劃設計規范》。
2.1 .3與各地建設實踐存在差異
《北京市綠色建筑評價標準》[[4]北京市質量技術監督局.《北京市綠色建筑評價標準》 2011](2011年12月1日實施)中規定:依據實際人口居住現狀,居住區人口按每戶2.8人計算。據此,規定人均居住用地指標為低層不高于49平方米,多層不高于32平方米,7到9層的中高層不高于27平方米,大于或等于10層的高層不高于17平方米。與《綠色建筑評價標準》人均用地指標相比,有突破。
《重慶市綠色建筑評價標準》(2009年),規定人均居住用地指標為低層不高于38平方米,多層不高于28平方米,中高層不高于20平方米,大于或等于10層的高層不高于12平方米。與《綠色建筑評價標準》人均用地指標相比,存在不足量。
2.2調整建議
關鍵詞:民用建筑;消防;設計
一、前言
近年來,隨著我國經濟社會和人們生活水平的不斷提高,居民居住的民用建筑越來越高。隨之而來的高層建筑消防安全也成為了必須重視的安全問題,加之高層建筑中的各類電器增多,裝修檔次越來越高,氣體能源的使用越來越普及,從而使發生火災的可能性、危險性增大,高層建筑的消防體系設計成為了重要的建筑設計組成部分。目前,民用建筑的消防設計主要包括:建筑的位置設計,建筑物防火間距的設計,消防車道消防水源的設計,建筑物耐火等級的設計,以及建筑物內部的防火防煙分區、防火墻、隔墻和樓板、防火窗、防火卷簾、電梯井和管道井、疏散樓梯間和疏散樓梯、消防電梯、防排煙和通風、火災自動報警系統、消火栓系統、自動噴水滅火系統以及其他滅火設施、消防電源和配電、火災應急照明和疏散指示裝置的設計等。
二、建筑消防設計中存在的幾個突出問題
(1)建筑煙氣控制設計不夠科學合理。建筑火災煙氣是造成人員傷亡的主要兇手。有的高層建筑防煙樓梯、消防電梯數量少,距離主要防火防煙區遠;走廊、前室及防煙樓梯間等一些不便采用自然通風的區位,沒有設計必要的排風排煙設施;住宅樓共用排風通道缺少必要的煙、火凈化措施,一旦一家起火,往往泱及其他相鄰住戶甚至整個樓層;建筑及室內修飾材料耐火級別偏低等。
(2)建筑消防給水設計不能滿足實際防火需要。一是有的建筑無室外消防栓、消防水池,或者消防栓數量少、給水池容量小,位置設計不合理,不是太遠就是太近;二是高層建筑物的室內外消防給水管(包括消防豎管)設置少,不能形成環狀水管網;三是個別水槍的最小充實水柱長度小于10米;四是建筑物內消火栓處缺乏遠距離啟動消防水泵的按鈕等。(3)高層建筑沒有設計必要的避難層或避難間,或者設計只具有象征性而不科學合理,因而也難以滿足實際要求。比如,有的高層建筑雖然也有所謂的避難層(間),但卻相隔層數過多、避難場所周圍耐火結構差的現象。
(4)建筑材料和室內裝飾材料耐火級別不高。當前,隨著城市的擴張和房地產業的不斷升溫,建筑領域出現了個別不具備相關資質(往往是借用別公司資質),資金、實力特別是設計能力較低的建筑商以及裝飾公司,為了利潤最大化不惜偷工減料,采用不符合國家質量標準特別是耐火級別要求的建筑裝飾材料,給火,火事故的發生埋下了禍根。
三、解決對策
(一)防火間距的正確處理
防火間距是兩棟建(構)筑物之間,保持適應火災撲救、人員安全疏散和降低火災時熱輻射等的必要間距。實際工作中通常會遇到建筑群內部建筑的防火間距不足和建筑與周邊相鄰建筑防火間距不足的問題,處理辦法有:一是將建筑物的外墻設計為實體防火墻;二是在相鄰建筑的一面設置獨立防火墻;三是提高相鄰建筑或既有建筑本身的耐火等級;四是在相鄰較高建筑外墻上的開口部位設置甲級防火窗或符合GB50084―2001《自動噴水滅火系統設計規范》中規定的防火分隔水幕或防火卷簾;五是降低既有建筑使用功能上的危險性,調整布局,使之更趨合理。另外,還應注意因建筑改變使用性質和功能后應當設置環形消防車道和消防登高面的問題,為滅火創造良好條件。
(二)合理劃分防火分區及防火單元
按照建筑使用性質、建筑類別,根據相關規范要求合理劃分防火分區。可采取設置防火墻、防火卷簾或防火門等防火分隔措施。防火墻應為耐火極限不低于3h的不燃燒體磚墻、輕質混凝土砌塊墻等;設在防火墻上的防火門應為甲級隔熱防火門;防火卷簾的耐火極限不應低于3h,并應符合現行國家標準GB/T7633―2008((門和卷簾耐火試驗方法》有關背火面溫升的判定條件,除特級防火卷簾可直接設在防火墻上不設噴頭保護外,其他防火卷簾兩側應設獨立的閉式自動噴水滅火系統保護。但設置防火墻時應考慮到老建筑本身的結構承重,結合建筑本身合理劃分防火分區,避免樓板等承重構件損壞。
(三)消防給排水設計
建筑消防給水設計要立足實際防火需要。高層建筑要建足夠的布局合理的室外消防栓、消防水池;高層建筑物的室內外消防給水管(包括消防豎管)應形成環狀水管網;消防豎管的布置應保證相鄰消火栓的水槍充實水柱同時到達室內任何部位;室內消防給水管道應用閥門分成若干獨立段,閥門的布置應保證檢修管道時關閉的豎管數鼉不超過一條,且閥門應有明顯的啟閉標志;室內消火栓的靜水壓力超過80米水柱時,應采用分區給水;建筑物內消火槍處設置遠距離啟動消防水泵的按鈕;消防水泵接含器與審內管網的連接點,應遠離固定消防泵出水管與室內管網的連接點,以利充分發揮消防水泵接合器向室內管網補水的效能。
(四)疏散出口的合理設計
由于人類的天性,當遇到火災時,通常是先向自己熟悉的或者是明亮的出口跑。但假如前方遇到煙火的阻礙,那么就會選擇掉頭往回跑去尋找另一條出路。尤其是在人們受到驚嚇,失去理智的情況下,通常就會跟隨腦中的第一反應而盲目的行動了。所以,我們在民用建筑中只設有一個方向的安全疏散路線那將會是及其不安全的。因此,在民用建筑物中的每一層,最好是同時設有兩個或兩個以上的安全疏散方向以供人們進行撤離。
(五)消防電梯設計
消防電梯主要功能是為消防隊員提供來火、搶救傷員的交通工具,它僅僅作為垂直交通工具與普通電梯并無區別,但作為完成特定消防功能的消防電梯,其設計必須具備以下兩點:(1)消防電梯要有完備的火災緊急控制功能,一旦發生火災,消防控制中心可以強迫全部電梯返回首層,其中工作電梯的電源暫時切斷,應急電源自動投入,只有消防電梯可以繼續運行,供消防隊員補救火災、搶救傷員、運送滅火器材之用;(2)消防電梯要設置一套避免火災損害電梯及電梯內人員的技術措施,如防止煙氣進入電梯的消防前室等,使消防電梯在高層建筑發生火災時成為安全的垂直交通工具。
(六)防排煙設計
(1)合理設計防煙系統:高層建筑的裙房需設置排煙系統,防煙的樓梯間需設置機械加壓送風系統,并且樓梯間每一層都要設置一個常開的通風口及多葉送風口;進、出空調機房的送回風管上設70%熔斷的防火調節閥;地下車庫設機械排風兼排煙系統,自然補風;避難層的機械加壓送風量按避難層凈面每平方米不少于30m3/h。
(3)防排煙設計的防火措施:在進行通風防煙系統施工時,通風、空調和排風管道需要用不易燃的材料來建造;空調風管應采用離心玻璃棉材料,防止其易燃;消防中心需要可以控制空調的通風系統,可以隨時發出指令,控制其運行。
(七)火災報警系統設計
從目前高層建筑設置火災自動報警系統情況看,大部分都設置了火災自動報警系統,探測器大多采用感煙型,設置在電梯廳、走道、樓梯等公共部位,但實際效果并不理想。因為煙氣要從戶內穿過密閉性能良好的分戶門到達探測器,需要相當長的時間,起不到早期發現火災的作用。同時大大增加了物業維護管理的費用。在設計時應從早期發現火災,節約投資和維護費用的角度出發,合理地配置。火災報警系統宜結合樓宇智能化設計統盤考慮,把火災探測器、手動報警按鈕等傳感器件納入智能化系統之中,統一設置、統一管理。現在國內已生產出集火災探測、電視監控為一體的攝像探頭,平時作為樓字安壘螯控,災災時自動切換到火災報警模式,并顯示報警部位,經濟有效。
(八)建筑中的電器線路的防火設計
(1)電器線路的材料選擇上。應注意防火及撤離安全保證。可采用防、耐火、耐高溫;無煙、無毒;防水、耐腐蝕性能高;機械強度高、使用壽的材料。
(2)樓層豎井間的防火密封隔離。應妥善處理每層配電及弱電豎井的面,將各種電氣線路孔洞的空隙,采用與建筑構件具有相同耐火等級的料堵塞嚴實,形成樓層豎井間的防火密封隔離。從而確保火災自動報警統和消防聯動系統的配電和信息系統的暢通。
(3)貫穿耐火墻的配電線路。選用電纜橋架、母線槽等貫穿耐火墻時。采用相同燃燒等級的材料將孔洞堵塞嚴密。隔墻兩側貫穿的電纜橋架應鋪細砂。長度距墻一般為lm,以免火勢從一個防火分區,經線路通道入另一個防火分區的線路通道而擴大火勢。
總之,建筑消防工程直接關系到防火滅火的成敗,關系到人的生命與財產的安危,我們應科學、合理地進行消防設計,提高民用建筑的安全性。
參考文獻:
[關鍵詞]地基基層 現代建筑 設計 方法
[中圖分類號] P624 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-1-107-2
隨著我國社會經濟的快速發展,城鎮化進程的不斷推進,城市土地資源也變得越來越緊張。由于土地資源的緊張,城市的高層建筑也越來越多,為了確保高層建筑物的地基穩定性,地基基礎的設計是建筑設計的重要部分。
1地基基礎的勘察方法
(1)在建筑工程施工之前,都要求地質勘察人員對建筑工程現場表面情況以平面構圖的形式表現出來。如即將進行建設的建筑物所處的地形的坐標、地形的形態、地下水的情況等,要取得詳實的勘察結果,如地下水分布情況及對建筑的腐蝕程度等,都要提出相應的解決方案。勘察到不良的地質,也要進行相應的地質分析,并提出具體可行的不良地質的改良方案。
(2)要完成地震效應評價工作。根據地基設計要求, 需要對地震區域不同類型的地質進行類別劃分,如果抗震設防烈度大于六度(包括六度)時,要劃分場地類型,進行抗震設防烈度評價,恰好是六度時,可不將液化納入分析的范圍。對于乙類的建筑來說,液化判別的標準要按七度的標準來。對于甲類建筑來說,液化判別的標準比較嚴格,要進行液化勘察,并取得液化指數。
(3)對深基坑開挖尚應提供穩定計算和支護設計所需的巖上技術參數,并勘察周圍的建筑分布情況,以及基坑的開挖對周圍建筑產生的影響,做出科學的評價,提供基坑的承載力和變形參數等具體可供參考的數據,保證工程的順利開工。
2建筑地基基礎的設計
房屋建筑的地基基層設計是要綜合考慮工程的地質和水文條件、建筑自身體系和功能要求、負荷能力大小情況、以及相鄰建筑的地基情況、施工技術及施工材料等因素,通過合理的設計,選擇出最為經濟合理、切實可行的地基基礎。
如果地基比較差,為了達到地基強度和沉降的要求,適宜采用樁基礎,或者使用人工處理復合地基。如果天然地基或者人工地基的地基基礎承載力或變形達不到設計的要求,或經過經濟比較采用淺基礎并沒有經濟實惠的優勢時,都應采用樁基礎。
3工程實例
廣州番禺某住宅樓小區擬建3棟15層、5棟18層高層建筑物,其高層建筑物對變形的要求較高,而本建筑場地淺部地基土均為低-中等強度土,承載力較低,不能滿足建筑荷載的要求,因此本工程高層住宅樓建議采用樁基礎。
3.1基礎類型選擇建議
擬建15層、18層高層住宅樓:建議采用預應力管樁或鉆(沖)孔灌注樁,以強風化巖或中~微風化巖作為樁基礎持力層。
預應力砼管樁施工便捷,質量易于保證,但易于受地層條件影響;而鉆(沖)孔灌注樁施工期長,施工質量相對難于控制,對地層適宜性強。故在地層條件許可、樁基承載力可滿足設計要求的同等條件下,應優先選擇預應力砼管樁。
3.2基礎設計及施工建議
(1)預應力砼管樁
在場地南部基巖為中、微風化巖層埋深較大,強風化巖埋深適中,建議采用預應力管樁。為取得較大的單樁承載力,可采用錘擊法施工,樁基礎的持力層應選擇強風化巖層或中、微風化巖頂面,樁長因地段而異。終樁標準應以沉樁的最后3陣貫入度及最后1米的總錘擊數作為控制參數。樁基礎施工前應作試樁,以準確確定單樁承載力。
場地內局部區域由軟弱的淤泥、淤泥質土突變為硬塑狀殘積土層或全~強風化巖,這種“上軟下硬,軟硬突變”的情況,在樁基施工時,要有足夠的重視。由于持力層頂面起伏普遍偏大,沉樁施工不得強打,以防偏樁、斷樁。對于以上區域可采用預鉆孔方式對沉樁的進行導正。而對局部區域樁長偏短、無法達到設計承載力的基樁,亦可采用預鉆孔法控制基樁長度。
(2)鉆(沖)孔灌注樁
在場地北部基巖為混合花崗巖地區,由于中、微風化巖埋深較淺,建議采用嵌巖鉆(沖)孔灌注樁,以連續性較好的中、微風化巖為樁端持力層。
場地內人工填土層呈松散狀,鉆孔施工中易于垮孔,故樁基成孔過程中建議采用鋼護筒護壁,以防垮孔造成地面蹋陷及樁孔壁坍塌。
3.3單樁豎向承載力估算
(1)單樁豎向承載力估算公式
①預應力管樁
目前廣東省內采用的管樁直徑大多數為Φ600以下,相應的豎向承載力設計值為1500~3000KN。當采用強風化砂巖、泥巖作持力層時,根據各土層的平均厚度, 估算各種樁徑管樁的單樁豎向承載力特征值如表1。
②鉆(沖)孔灌注樁
場地北部基巖為混合花崗巖地區,強、中風化巖面埋深較淺,且中風化混合花崗巖分布不連續,不適宜采用預應力管樁,可采用鉆(沖)孔灌注樁,當采用中、微風化混合花崗巖作持力層時,上部第四系覆蓋層的厚度較小,樁的摩阻力可忽略不計;各種樁徑鉆(沖)孔灌注樁的單樁豎向承載力特征值如表2。
建筑地基基層設計要合理的關鍵是上部荷載量要準確、和場地地質巖層情況要了解,上部荷載量的準確性關鍵又在建筑的建構選型上,也就是要求結構計算模型與軟件的計算條件的吻合程度要高;場地地基土分布不均勻時,會對樁基造成不良影響,設計及施工時都應予注意。
參考文獻