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xx年x月至2xx年x月由總公司任命我擔任xxx副院長,于是有幸在這個工作崗位上在您們的領導、您們的關照、您們的理解與支持下經歷了適應新的設計管理需要,摸索新的工作方法,考驗任職能力的兩年。現在把兩年來我所想的、所做的,分幾個方面報告如下:
一、適應設計,積極配合參與做好與市政xxx“聯合”的工作
xx年春,當公用事業局牽頭提出局系統設計單位聯合申報綜合甲級資質時,xxx院長召集院領導班子慎重研究分析“聯合”可能給我們帶來的機遇以及可能給我們生產與經營帶來的問題。在這個過程中,我始終執積極態度。這包括兩個方面:一是將利害關系積極地提出,并建議院長向總公司報告;二是積極的按市政院的要求配合做好報送資質材料的工作,并和院長一起共同研究《承擔工程項目劃分協議》的起草工作。
雖說“聯合”后出現了“失去獨立的設計資質”問題,這個問題給總公司的機構改革和我們院的經營運作帶來很大障礙,但我們還有別的選擇嗎?留給我們的問題是怎樣培植一個“符合資質”條件的問題。
二、適應工程管理需要摸索設計階段生產管理的方法
這兩年工程項目(特別是公司內部項目)實施過程中與設計有關的比較突出的是“設計變更”問題。我認為,“設計變更”本是工程實施過程中的正常程序。至于那些屬于不恰當“變更”的原因很重要的原因是設計準備不充分,原始資料不齊全或不準確,設計要則不確定。一方面是業主(或項目主管部門)有時并不清楚我們下在做什么標準的設計,另一方面有時我們也不太準確地了解業主(或項目主管部門)究竟想要什么質量的東西。反復出現的不恰當“設計變更”一是影響投資效益,二是挫傷設計人員的積極性,干擾設計生產的正常進行。為此我做了兩件事:第一件是反復學習了國家規程、規范有關處理“設計變更”程序的控制規定,起草了符合總公司工程實施實際情況的《處理設計變更事宜的有關規定》,《規定》經征求意見,院長批準后作為院生產管理制度試行。第二件是注意在接受設計任務時從業主(主管部門)那里把設計要求問清楚,在下達生產計劃時,將設計深度和方案要點向設計人員講清楚。這樣做的意義在于通過抓好中間環節,強化項目設計的嚴肅性和嚴謹性,實現既便于責任部門對工程項目密切控制,又便于設計人員準確理解任務要求,把握設計要素實現質量目標。
三、適應工程多種管理形式,摸索做好設計配合的方法
這兩年,一些重要的工程項目,特別是公司內部項目采取了多種管理形式。如市區管網改造項目采取了內部招標制;內部改造項目采用了“使用單位負責制”,投資30萬元以上項目實行“工程監理制”等多種管理方式。要適應這樣的情況,在設計配合過程中,應特別注意具體工程管理形式的特點,要求設計人員在處理現場問題時,針對不同當事方的職責權力,按規則依程序辦事。同時,要注意根據具體的承包單位其實際的施工能力盡量即時地給于技術上的支持。把握好既盡責做到位又不“越權干予”。
四、摸索符合實際情況的設計方法
怎樣根據工程項目的實際需要選擇恰當的設計方法,實際上是優化設計的問題,本是設計單位為之不斷努力的目標。以往有許多情形,現在依然有這樣的情況,當工程驗收時方方面面提出了許多不滿意的“說法”。特別是公司內部的改造修繕工程。
這兩年里,作為院設計生產負責人,說實話沒有解決好這個問題。
每當我聽到這樣,那樣的議論,每當我看到設計人員辛苦工作了不但得不到承認反而心里委屈。我想到自已有責任。我的責任是應該事前估計到可能發生的后果,要求設計人員盡量優選方案,避免人們感觀上的“不習慣”,同時及時向有關負責人解釋設計規范的相關規定,在條件允許的情況下,適當地、慎重的“靈活”使用《標準圖》。
五、還應適應什么,摸索什么?
今后在副院長這個職位上工作,我認為還應注意以下問題:
⒈ 適應設計市場要求,摸索爭取設計市場“制高點”的條件和方法。
⒉ 適應已與市政院“聯合”的現實,摸索如何在生產管理方面扮好“分院”的角色。
關鍵詞:結構設計基本方法措施
Abstract: based on the author's work experience and summarize the structure design process and some of the basic methods of their discussion.
Keywords: structure design basic measures
中圖分類號:TB482.2文獻標識碼:A 文章編號:
:隨著現代改革開放的慢慢深入和推進,我國經濟的不斷發展,即我國的工業民用建筑也得到了很大進步,建筑結構的設計思想也隨著不斷的得到更新,建筑結構的體系越來越多樣化,及在建筑項目結構設計的早期階段的項目管理也在不斷的成熟當中。競爭變得越來越激烈,市場慢慢的走向成熟,客戶對于建筑的設計也越來越理性,對于建筑的功能設計要越來的越高,因此從建筑設計人員來看的話, 建筑項目的設計過程變得極其重要。
建筑的結構設計
建筑結構設計可分為整體設計和部分設計兩部分。整體設計包括結構結構體系的選擇,柱網的布置,梁的布置,剪力墻的分布,基礎的選型等。設計的關鍵在方案,應進行多方案比較。
建筑的結構方案不應該是預先設想的,所喜愛的某種形式,一般結構設計總可以有多種方案來實現建筑師的構想,而多種方案中通常必有一種相對更為經濟、合理,作為方案技術比較和經濟分析是一項必不可少的重要工作。建筑結構平面是否合理,豎向剛度、質量是否均勻,柱網尺寸是否適當,是決定結構方案好壞和經濟與否的關鍵。建筑物的平面及造型一般都是建筑師的工作,市場經濟有時往往為投業主所好,標新立異。
結構工程師處于比較被動的地位,解決這一問題的辦法,除了建筑師需要掌握基本的結構知識,特別是抗震設防的概念外,結構工程師在方案的前期,就應該與建筑師共同商討,通力合作,密切配合,以實現建筑師在設計上的創新。有時如果能夠巧妙地運用結構體系,把它暴露出來,反映不同功能系統相互配合,展示建筑的風格,不但能取得經濟效果而且會取得特有的多樣化的造型效果。
建筑結構設計的階段大致上可以分為三個部分的內容:
第一,結構方案的確定,即通過建筑所在地的地質情況和抗震情況,和所需建筑的高度來確定建筑所需要的結構形式。
第二:建筑結構的計算,這方面的計算包括很多的方面,比如說風的載荷、地震的載荷、結構自身的載荷等等另外,還應該根據計算出來的載荷值和一些計算方法來確定構件的截面,綜合計算出來的載荷值和構件截面進行彎矩、扭矩等一些內力的計算。最后,通過對計算出來的構件的內力值和一些對構件的要求和限制計算出構件是否符合文件規范和要求。
第三,就是根據以上計算出來的值對施工圖紙進行設計和確定。
2結構設計的基本方法
(1)地基的基礎設計。向來建筑結構工程師都比較的重視地基與基礎的設計,因為在該階段的設計的好壞就會直接的影響到后續的設計工作,而且作為工程造價的決定性因素,地基與基礎的設計也起著決定性的作用,因此在這一個階段,應該確保設計的萬無一失。
設計時應該嚴格按照國家的《地基基礎設計規范》當中的要求和地方建設標準來進行,因此設計人員設計前必須對當地的地質條件和地方法規進行深入的學習。條基交叉處的基礎面積不能循環利用,注意隨時調整基礎的寬度。
(2)結構的計算和分析。在結構的計算和分析階段既要準確又要強調高效,因此結構工程師在這一階段應該對一些比較常見的問題有一些清晰的認識。
第一,計算軟件的選擇。如果選擇的軟件不合適,不僅會浪費大量的時間和精力,還有可能對建筑結構產生一定的安全隱患。
第二,要考慮到風載荷與建筑自振周期的影響。表1和表2當中分別給出了風壓高度變化的系數表和風振的動力系數。
第三,非結構構件的計算和設計。
第四,振型的數目是否充足,因為在舊的規范當中,沒有提到振型參與系數的相關概念,因為我們計算時應該按照新的規范來操作,對計算結果中該振型參數進行有效的判斷,從而決定要不要調整振型的數量。因此,在設計時這也是設計人員應該值得重視的問題。
(3)樓梯的設計。在樓梯的設計當中,要注意控制撓度,保證梯梁的位置和上下樓層的高度位置統一。
(4)剪力墻的設計。剪力墻的布置必須做到均勻并且合理,使得整個建筑的質心和剛心在同一個位置。對于大多數的小高層的建筑來說,剪力墻的面比較的廣,量比較的大,因此應該合理的控制住剪力墻的鋼筋配置,這點對于工程的安全性和經濟意義是非常重大的。同時,按照規范,剪力墻應該按照《高層建筑混凝土結構技術規程》設置邊緣型的構件。
邊緣構件的配筋當中,應該區分剪力墻的受力特性及其區別,在設計當中對于一個方向長肢另一個方向短肢的按照長肢進行配筋的做法是不可取的,在這里計算中另一個方向短肢不進入剛度,則此時可以不再考慮短肢方向的影響,再者計算短肢的進入剛度,那么在設計時就應該考慮方向短肢帶來的不利影響。
3結構設計時的一些注意事項
(1)箱、筏的陽角問題,因為陽角面積在整個的基礎底板面積當中所占的比較非常的小,因此可以砍成直角或者斜角等。
(2)梁、板得跨度計算,在教科書當中的一些常規的結構設計應用在實際的扁梁當中是不太合適的,在扁梁的結構當中,應該把長度計算至梁的中心位置。
(3)挖基坑時,坑中心的地基土會出現反彈,回彈的地基土可以由人工予以清除,當基礎較小時,坑底將會受到一個很大的約束,回彈的量就可以近視的忽略。當基坑很大的時候,約束力就會比較的小,因此計算的時候應該按照基底得壓力計算。
(4)如果建筑的大部分房間都比較的小,就只是偶爾的幾個房間比較的大時,按照大房間的面積確定基礎板得厚度就會造成比較大的浪費,但是如果按照小房間的來設計又會顯示出配筋時的困難。因此,對這一現象,在滿足承載力的要求時,可以按照小房間來設計基礎板得厚度,然后在大房間當中墊聚苯卸載。
4總結
以上幾點只是我在建筑結構設計設計過程當中出現的幾個問題的分析和一些應對措施,在以后的結構設計過程當中,還會碰到許許多多的問題,我們應根據規范來解決,不斷的總結積累經驗,是今后的結構設計更加的完善合理。
參考文獻
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一、市場狀況
我院是從事建筑勘察與設計、建筑工程技術咨詢與服務的專業型科技單位,是一個集科研、技術于一體的房地產服務企業,產品基本都是建筑創作作品,所從事的行業極具特殊性。眾所周知,自2014年以來,隨著國家經濟發展模式轉入高質量發展,工程勘察設計行業結束了過去快速式增長,進入了中低速增長。當前鞍山的建筑設計行業產能過剩,建筑市場急劇下滑,市場競爭激烈,勞動生產率低,我市去庫存時間長,另外棚戶區改造項目采用新型貨幣化方式安置動遷居民,所以基建市場依然低迷。
二、指標完成情況。
2017年我院簽訂勘察設計合同1390萬元,出圖面積42 萬平米;完成勘察工程任務139項,3.4萬標米。全院累計產值2639萬元,其中政府往年欠款1475萬元,凈利潤360萬元。國際工程咨詢公司營業收入12.5萬元,虧損185萬元。
最近投標、中標項目有海城第三人民醫院,月1.5萬平,市長大醫院新建心腦血管大樓項目,約3萬平。經過積極準備與爭取,立山區、千山區、海城經濟開發區設計費50萬元以下設計企業名錄庫項目均已中標。
方案階段的項目有高新區實驗學校分校、樂雪家私城改造工程。
設計完成的重點項目有鞍山市戒毒所、靈山監獄,鐵東區綠化街、園林大道改造項目,鐵西區10個、立山區21個老舊小區改造項目。
三、工作亮點
1、對咨詢公司特點的充分利用。工程咨詢作為現代設計服務業的一個重要組成部分,自我院代管鞍山國際工程咨詢公司以來,充分利用了該公司的前沿性,以該公司為尖兵,先一步掌握設計市場信息,充分理解委托單位對工程的要求,為后續的設計委托提前邁出了堅實的一步。至2018年初我院已幾次成功將工程咨詢委托拓展至工程設計委托。
2、成立市政所。市場是企業賴以生存、發展的依附體。由于近年來全省乃至東北地區房屋建設趨于飽和導致建筑設計市場低迷。但同時隨著經濟的不斷發展,城市規模的增大,現有城市道路已不能滿足現代城市的需求,市政設計市場的競爭已逐漸拉開帷幕。基于以上所述,為了拓展更廣泛的設計市場,為了積極配合鞍山市老舊小區整治、城區主次要干道維修改造,我院于2017年成功申請市政行業(道路工程、給水工程、排水工程)專業乙級設計資質,并成立了專門服務市政設計的“市政所”。現今市政所已全面啟動承接市政設計任務,完成了鐵西區市政路燈改造工程;臺安縣西平林場、臺安縣洪家農牧場、臺安縣新華農場三個農場的保障安居工程配套基礎設施二期工程,總設計22萬元;千山正門出口路工程,設計費18萬元。設計中的項目還有昌圖縣寶力農場2018年危房改建配套基礎設施建設項目,設計費13.3萬元。我們的市政所有信心在今后的工作中做到“人有我專、人專我新”,提高設計產品的技術檔次,以優良的質量和服務贏得市場認可,帶動后續項目的承攬,實現滾動式發展。
四、2018年計劃完成指標
完成勘測、設計綜合產值800萬元,爭取達到1000萬元。
關鍵詞:建筑;鋼結構;耐火設計;荷載
鋼結構與傳統的鋼筋混凝土結構相比具有以下特點:(1)鋼材材質均勻,可認為為理想的彈性材料,受力狀態簡單明了;(2)鋼材的塑性和韌性好,有利用提高結構的抗震性能;(3)鋼結構強度高,自重輕,降低結構的自振周期,減小結構設計內力,降低基礎造價;(4)鋼結構制作周期短、施工速度快等。
鋼結構優點很多,但卻有一個致命的缺陷:耐火性能差。結構發生火災后在很短的時間內就能把建筑物燒毀。文中針對鋼材的抗火性能,參考了國內外的資料,總結出了鋼結構的抗火設計方法及保護方法,并給出一些建議,為鋼結構的設計提供參考。
鋼結構建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架,它的安全性直接關系到整幢建筑的安全,它們大都采用鋼材,鋼材雖然是不燃材料,但其耐火性能很差,隨著溫度的變化,其力學指標會發生很大的改變,承載力和平衡穩定性會隨溫度升高而大幅度下降。鋼結構在溫度達到350℃、500℃、600℃時,其強度分別下降1/3、1/2、2/3,在高溫條件下其內部應力也會發生改變,使鋼結構承重體系出現問題,按理論計算,在全負荷下,鋼結構失去平衡穩定性的臨界溫度為500℃,一般火場溫度都在800℃-1000℃左右,在這樣的高溫條件下,無任何保護的鋼結構很快就會出現塑性變形,大約15分鐘內就會倒塌。
要使鋼結構材料在實際應用中克服防火方面的不足,必須進行防火處理,其目的就是將鋼結構的耐火極限提高到設計規范規定的極限范圍。
對于鋼結構,無論是構件層次還是整體結構層次的抗火設計,均應滿足以下要求:
1。在規定得結構耐火極限時間內,結構的承載力應不小于各種作用所產生的組合效應。
2。在各種荷載效應組合下,結構的耐火時間應不小于規定得結構耐火極限。
3。火災下,當結構內溫度分布一定時,若記結構達到承載力極限狀態時的內部某特征點的溫度為臨界溫度,則臨界溫度應不小于在耐火極限時間內結構在該特征點處的最高溫度。(1)
上述計算方法對于單根構件計算更為適合,對于鋼結構性能化防火設計方法,結構火災作用下的整體力學性能分析是結構抗火設計未來的發展方向。結構整體力學評估一般分析程序如下:
(1)分析建筑功能及消防措施,設計火災場景。
(2)確定鋼結構的極限溫度。
(3)通過流體動力學軟件計算火災后的煙氣及溫度的分布,計算由于火災導致的鋼結構的溫度。
(4)建立鋼結構空間的三維幾何模型,計算熱效應引起的鋼材強度的降低。采用有限元或者結構力學分析軟件計算,荷載可采用火災狀況中的“火災荷載”。
(5)根據結構安全分析計算結果,確定鋼結構的防火方案。(2)
1鋼結構抗火的設計方法
鋼結構抗火設計的實質是:選定保護材料及所需厚度,從而使結構在火災中的溫升不超過其臨界溫度而確保耐火穩定性,滿足承載能力的規定。
在實際建筑設計中設計人員在遇到鋼結構建筑中對所設計的建筑都做出特別的要求,比如涂刷防銹涂料,防火涂料屬于油漆類。(3)基于試驗的構件抗火設計是一種簡單、直觀的方法。即規范要求某一類型建筑物具有一定的耐火時間,然后對結構的主要構件進行正常設計荷載下的標準試驗,測定其抗火時間。設計目標為:結構(構件)的抗火時間不小于規范規定的耐火時間。我國《現行建筑設計防火規范》(GBJ16―87)中關于鋼梁和鋼柱的防火措施的要求正是基于此法。該試驗方法存在很多缺陷。首先,耐火時間、耐火等級不易確定。目前建筑物趨于功能復雜,體量大型化。同一建筑物的各個組成部分功能相差非常大。其次,構件在結構中受力很難模擬,而受力的大小對構件耐火時間的影響很大。最后,構件受火在結構中產生溫度應力,而這一影響在構件試驗中也難以準確反映。可見早期的抗火設計方法有時失之經濟,有時又失之安全。鑒于試驗的上述缺陷,結構抗火設計方法已開始從基于試驗的傳統方法,轉為基于計算的現代方法,特別是英國、瑞典、美國、日本等從20世紀70年代就大量開展了考慮上述諸因素的結構抗火計算與設計方法的研究。我們在設計時,要根據不同建筑對構件耐火極限的要求,通過科學比較,選出最恰當的防火保護方法,達到經濟和安全要求。(4)
基于計算的現代方法即用計算的方法代替標準試驗的方法,可以免除傳統方法中所存在的問題,是鋼結構抗火設計發展的方向。目前計算方法有幾種:直接按耐火等級選擇構件的耐火極限t,求出構件臨界溫度后Ts,用t、Ts為控制條件求保護層厚度的Ts-t耐火設計方法;用構件的臨界溫度Ts和當量升溫時間Te來確定防火保護層厚度的Ts-Te耐火設計方法。(5)我國的第一部鋼結構防火設計標準《上海市鋼結構防火技術規程》(報批稿)中采納的設計方法,其計算過程如下:
(1)采用確定的防火措施,設定一定的防火被覆厚度。
(2)計算構件在確定的防火措施和耐火極限下的內部溫度。
(3)采用確定高溫下鋼的材料參數,計算結構中的該構件在外荷載和溫度作用下的內力。
(4)進行荷載組合:S= γGCGGk + ∑γQiCQiQik+γW C W Wk+γfCf(ΔT)。
其中,S為荷載組合效應;Gk為永久荷載標準值;Qik為樓面或屋面活載(不考慮屋面雪載)標準值;Wk為風荷載標準值;T為構件或結構的溫度變化(考慮溫度效應);γG為永久荷載分項系數,取1、0;γQi為樓面或屋面活荷載分項系數,取0.7;γW為風載分項系數,取0或0、3;γf為溫度效應的分項系數,取1、0;CG, CQi ,C W,Cf為永久荷載,樓面或屋面活載,風載,溫度變化的效應系數。
(5)根據構件和受載的類型,進行構件耐火承載力極限狀態驗算。驗算要求為:S≤R式中R為按確定溫度條件下的構件的極限承載力。
(6)當設定的防火被覆厚度不合適時(過大或過小),可調整防火被覆厚度,重復上述(1)~(5)步驟。
基于計算的防火設計方法,優點是:考慮了多個影響因素,從構件的實際工作條件出發,進行耐火設計,從而與實際情況更接近;用保護材料的熱物理參數測定法取代了構件的耐火試驗,使試驗工作簡化并大大降低了費用。缺陷是:目前計算方法尚未統一;計算較為復雜,各計算方法之間計算結果差異較大,沒有考慮基于整體結構的計算。
2鋼結構的防火保護
除了進行基本的抗火設計我們必須考慮可行的防火保護,將兩者緊密的結合起來,鋼結構的防火保護的基本原理是采用耐火、絕熱或吸熱的材料,阻隔火焰和熱量,推遲鋼結構的升溫速率,延緩鋼結構表面到達臨界溫度的時間。主要方法有以下幾種:
由于鋼結構耐火能差,在火災高溫作用下很快失效倒塌,耐火極限僅15分鐘,若采取措施,對鋼結構進行保護,使其在火災時溫度升高不超過臨界溫度,鋼結構在火災中就能保持穩定性,對鋼結構采取的保護措施,從原理上來講,主要可劃分為兩種:截流法和疏導法。(6)
2.1截流法
截流法的原理是截斷或阻滯火災產生的熱流量向構件的傳輸,從而使構件在規定的時間內溫升不超過其臨界溫度。其作法是構件表面設置一層保護材料,火災產生的高溫首先傳給這些保護材料,再由保護材料使給構件。由于所選材料的導熱系數較小,而熱容又較大,所以能很好地阻滯熱流向構件的傳輸,從而起到保護作用。截流法又分為噴涂法、包封法、屏蔽法和水噴淋法。
2.1.1噴涂法
噴涂法是用噴涂機具將防火涂料直接噴在構件表面,形成保護層。鋼結構防火涂料按所使用的膠粘劑的不同可分為有機防火涂料和無機防火涂料兩類,按涂層厚度分為薄涂型和厚涂型兩類,薄涂型鋼結構涂料涂層厚度一般為2~7mm,有一定裝飾效果,高溫時涂層膨脹增厚,具有耐火隔熱作用,耐火極限可達0。5~1。5小時,這種涂料又稱綱結構膨脹防火涂料。厚涂型鋼結構防火涂料厚度一般為8~20mm,粒狀表面,密度較小,導熱系數低,耐火極限可達0。5~3。0小時,這種涂料又稱鋼結構防火隔熱涂料。
鋼結構防火涂料的防火原理有三個:一是涂層對鋼基材起屏蔽作用,使鋼結構不至于直接暴露在火焰高溫中。二是涂層吸熱后部分物質分解放出的水蒸汽或其他不燃氣體,起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用。三是涂層本身多孔輕質和受熱后形成碳化泡沫層,阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞,推遲了鋼基材強度的降低,從而提高了鋼結構的耐火極限。
薄涂型鋼結構防火涂料的主要品種有:LB、SG―1、SB―2、SS―1鋼結構膨脹防火涂料。厚涂型鋼結構防火涂料主要品種有:LG鋼結構防火隔熱涂料、STI―A、JG276、ST―86、SB―1、SG―2鋼結構防火涂料等。
在噴涂鋼結構防火涂料時,噴涂的厚度必須達到設計值,節點部位宜適當加厚,當遇有下列情況之一時,涂層內應設置與鋼結構相連的鋼絲網,以確保涂層牢固。
(1)承受沖去振動的梁
(2)設計層厚度大于40mm寸
(3)粘貼強度小于0。05MPa的涂料
(4)腹板高度大于1。5m的梁
噴涂法適用范圍最為廣泛,可用于任何一種鋼構件的耐火保護。
2.1.2包封法
包封法就是在鋼結構表面做耐火保護層,將構件包封起來,其具體做法有:
(1)用現澆混凝土作耐火保護層。所使用的材料有混凝土、輕質混凝土及加氣混凝土等。這些材料既有不燃性,又有較大的熱容量,用作耐火保護層能使構件的升溫減緩。由于混凝土的表層在火災高溫下易于剝落,可在鋼材表面加敷鋼絲網,進一步提高其耐火的性能。
(2)用砂漿或灰膠泥作耐火保護層。所使用的材料一般有砂漿、輕質巖漿、珍珠巖砂漿或灰膠泥、蛭石砂漿或石灰膠泥等。上術材料均有良好的耐火性能,其施工方法常為金屬網上涂抹上述材料。
(3)用礦物纖維。其材料有石棉、巖棉及礦渣棉等。具體施工方法是將礦物纖維與水泥混合,再用特殊噴槍與水的噴霧同時向底子噴涂,構成海綿狀的覆蓋層,然后抹平或任其呈凹凸狀。上述方式可直接噴在鋼構件上,也可以向其上的金屬網噴涂,且以后者效果較好。
(4)用輕質預制板作耐火保護層。所用材料有輕質混凝土板、泡沫混凝土板、硅酸鈣成型板及石棉成型板等等,其做法是以上述預制板包覆構件,板間連接可采用釘合及粘合。這種構造方式施工簡便而工期較短,并有利工業化。同時,承重(鋼結構)與防火(預制板)的功能劃分明確,火災后修復簡便且不影響主體結構的功能,因而具有良好的復原性。
2.1.3屏蔽法
屏蔽法是把鋼結構包藏在耐火材料組成的墻體或吊頂內,在鋼梁、鋼屋架下作耐火吊頂,火災時可以使鋼梁、鋼屋架的升溫大為延緩,大大提高鋼結構的耐火能力,而且這種方法還能增加室內的美觀,但要注意吊頂的接縫、孔洞處應嚴密,防止竄火。
2.1.4水噴淋法
水噴淋法是在結構頂部設噴淋供水管網,火災時,自動啟動(或手動)開始噴水,在構件表面形成一層連續流動的水膜,從而起到保護作用。
由上述可知,這些方法的共同特點是設法減小傳到構件的熱流量,因而稱之為截流法。
2.2疏導法
疏導法目前主要是充水冷卻保護這一種方法。該方法是在空心封閉截面中(主要是柱)充滿水,火災時構件把從火場中吸收的熱量傳給水,依靠水的蒸發消耗熱量或通過循環把熱量導走,構件溫度便可保持在100℃左右。從理論上講,這是鋼結構保護最有效的方法。該系統工作時,構件相當于盛滿水被加熱的容器,象燒水鍋一樣工作。只要補充水源,維持足夠水位,而水的比熱和氣化熱又較大,構件吸收的熱量將源源不斷地被耗掉或導走。
冷卻水可由高位水箱或供水管網或消防車來補充。蒸氣由排氣口排出。當柱高度過大時,可分為幾個循環系統,以防止柱底水壓過大,為防止銹蝕或水的冰結,水中應摻加阻銹劑和防凍劑。
3結語
1)現行的抗火設計方法是基于計算的構件設計方法,缺乏基于計算的結構抗火設計。改方法以防止整體結構倒塌為目標時,基于整體結構的承載能力極限狀態進行抗火設計。即將結構的主要功能作為整體承受荷載,火災下結構單個構件的破壞,并不一定意味著整體結構的破壞,特別是對于鋼結構,一般情況下結構局部少數構件發生破壞,將引起結構內力重分布,結構仍具有一定繼續承載的能力。
2)考慮火災隨機性的結構抗火設計方法:結構抗火的概率可靠度設計必須考慮火災與空氣升溫的隨機性,有待發展。(8)
3)鋼結構構件在溫度、重力荷載共同作用下的破壞機理和承載力計算模型研究。該研究是結構抗火設計的核心,工作量也最大。
4)抗火涂料的抗沖擊性研究。
5)缺乏火災荷載分布統計。該項研究是鋼結構抗火設計的基礎。(9)
防止鋼結構在火災中迅速升溫發生形變塌落,其措施是多種多樣的,關鍵是要根據不同情況采取不同方法,如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結構,降低熱量傳遞的速度推遲鋼結構溫升、強度變弱的時間等。(10)但無論采取何種方法,其原理是一致的。
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關鍵詞:民用建筑;電氣工程;節能設計;施工圖設計
前言
在各種建筑工程項目建設中,民用建筑是保障基本物質生活的基礎,而且是現代社會發展的重要組成部分。然而建筑行業的能源浪費問題也日趨受到普遍關注,引起行業的高度重視。在建設設計階段,應嚴格遵守節能規范,并且順應節約能源的潮流,因此,民用建筑完成更好節能的目標。對于民用建筑來說,電氣系統是主要功能系統之一,它的節能設計起著關鍵性的作用。民用建筑電氣工程的設計是需要在保證安全用電的基礎上,采取措施,有效地提高對電能的利用率,進而滿足節約能耗的要求。
1.民用建筑電氣工程中節能設計規范
我國現代社會倡導和諧、協調發展,這為民用建筑帶來了良好的發展條件,然而也面臨嚴峻的電力資源浪費問題。這就需要通過合理的設計來保證民用建筑中電力設施及節能設備的運行。民用建筑電氣工程節能設計必須保證建筑設備系統正常運行,根據相關要求,電氣設計采用高效節能產品、對設備、照明和不同功能區域需達到電力能耗指標,以滿足節能設計要求。首先,要明確民用建筑的不同功用來合理應用規范進行建筑的電氣設計;其次,明確現行電氣節能設計的設計要求和規范,以及功能與運用;最后,總結設計中存在的一些主要問題。
2.民用建筑電氣工程節能設計中新技術的應用
2.1民用建筑電氣工程節能設計中,新技術能促使更大的節能效果。民用建筑電氣工程節能設計中,應深入高端技術,從而達到節能要求。供配電系統中的節能技術主要有低損耗變壓器;高效電機;克服三相不平衡裝置;各種調節速度裝置。
2.2民用建筑場應使用功率因數較低的負荷,從而增大在電網中滯后無功功率的比重,所以應選擇單相電感性負荷。在設計當中,適當提高功率因數,保證功率利用率,提高供電效率和電壓質量,減少在線路中過多的損耗,節約電能。為與三相負載平衡相符合,通常在供配電系統中設計電容器無功補償裝置。
2.3民用建筑電氣工程中的設備監控系統主要監控的是冷凍水及冷卻水系統和空調節系統。然而,照明在設計上,應控制照明功率,采用各種節能裝置。
3.民用建筑電氣工程節能設計的注意事項
3.1在設計過程中,在滿足使用功能的前提下,應考慮能源消耗,要做到高能源利用率但不簡化功能和降低功能。即滿足照明的亮度和溫度、顯色指數;達到舒適無障礙要求。采用各種節能裝置。如:客廳等處均可采用調光裝置,高級住宅采用鑰匙開關,室外照明可采用聲控開關,走道、樓梯等可采用節能自熄。采取分區域控制燈光或增加開關點,也能給設計者一個設計建議。
3.2節能應按實際情況考慮經濟效益。不能喧賓奪主,因強調節能而過多投資,增加成本。
3.3節能的著眼點,首先應減少無為損耗的能量,盡量減少與建筑物的功能無關緊要的的能量損耗,再考慮采取相應節能措施。如傳輸電能線路的有功損耗就是一個無用能量損耗的例子;又如照明容量可采用先進技術,其量大而面廣,降低能耗。
4.建筑電氣施工圖設計要求
4.1 施工圖設計階段
設計文件應包括圖紙目錄、施工設計說明、設計圖紙主要設備表等。
4.2 先列出新繪圖,后列重復使用圖。
4.3 施工設計說明
(1)工程設計概況應錄入方案設計說明書中的主要指標。
(2)施工要求和注意事項。
(3)設備定貨要求。
(4)防雷及接地保護。
(5)標準圖圖集編號、頁號。
4.4設計圖紙
(1)補充圖例符號、主要設備表等
(2)電氣總平面圖:標注名稱和編號、變、配電站位置、編號、變壓器臺數 、線路規格及走向、比例等。
4.5 變配電站
(1)高、低壓配電系統圖標明母線的型號、規格;各配件的型號和規格。圖下方表格標注開關和回路的編號,原理方案和施工方法。
(2)平、剖面圖應按比例繪制相關的裝置和安裝圖,當選用標準圖時,應標注標準圖編號、頁次。
(3)繼電保護及信號原理圖:當需要原理圖進行修改時,只需繪制修改部分并說明修改要求即可。控制柜、信號柜、操作電源均應選用標準產品,圖中標示要求和型號。
(4)豎向配電系統圖:以建筑物為單位,自電源點開始至終端配電箱止,按設備所處相應位置繪制,應包括變、配電站變壓器臺數等裝置的規格。并保持與圖紙一致。
(5)相應圖紙說明:圖中表達不清楚的內容,可隨圖作出相應補充。
4.6自動調節系統
(1)普通工程宜選定型產品。
(2)需專項設計的自控系統需繪制:自動調節方框圖、儀表盤及臺面布置圖、主要設備材料表、設計說明等。
4.7建筑設備監控系統
(1)對系統方框圖進行監控、繪至DOC站即可。
(2)列出相關建筑設備監控、位置。
(3)配合建筑設備情況及要求,審查設計圖紙。
4.8防雷、接地及安全
(1)繪制建筑物頂層平面,應有主要軸線號、尺寸、標高、標注避雷針、避雷帶、引下線位置。注明材料型號規格、所涉及的標準圖編號、頁次,圖紙應標注比例。
(2)繪制接地平面圖,繪制接地線、測試點、斷接卡等的平面位置、標明材料型號標準圖編碼、頁次,圖紙要標注相應的比例。
(3)當需要防雷接閃器、接地裝置工作要求時,應標注接地電阻測試點等來達到安全要求。注明標準圖編號和頁碼。
(4)防雷類型和防雷措施可隨圖說明。接地裝置型號和要求等應說明清楚;需采取措施接地極的方法,如利用樁基等也可隨圖解釋。
(5)電源接地型式等電位的設計說明,交待不清楚的應繪制相應圖紙說明
4.9火災自動報警系統
(1)火災報警系統及消防控制系統圖和施工要求。
(2)各層平面圖設備及型號要求。
4.10其它系統
(1)各系統的系統框圖;各設備安裝要求和配合要求的說明,設備的型號與規格等。
(2)主要設備表中按照要求完成對設備的名稱及相關參數的說明。
(3)施工圖設計階段的計算書,進行計算未進行計算的部分,修改需重新進行計算的部分。
5.結束語
民用建筑電氣工程節能設計的過程中,我們應更加關注先進技術,并合理利用相關技術來保證方案的協調性、簡易性與科學性。合理掌握與應用才能全面提高建筑行業技術水平。在建筑電氣施工圖設計中,應嚴格按照要求進行圖紙繪制。
參考文獻
【關鍵詞】建筑節能;節能住宅;節能措施
一、引言
隨著世界范圍內石油、煤炭、天然氣三種傳統能源日趨枯竭,人類不得不轉向成本較高但可再生的生物能、水利、地熱、風力、太陽能等新能源。我國因為人口多、資源貧乏,且分布不均,能源危機尤其嚴重,建筑能耗(包括:建材生產、建筑施工和建筑使用能耗)約占全社會總能耗的近一半,已經成為國民經濟的巨大負擔,因此實行建筑節能,降低建筑能耗,已刻不容緩。
二、建筑節能設計
建筑節能是指建筑在規劃、設計、建造和使用過程中,通過采用節能型材料和技術,加強用能管理,在保證建筑節能和室內環境質量的前提下,降低建筑能源消耗。建筑節能設計是全面的建筑節能中一個很重要的環節,有利于從源頭上杜絕能源的浪費。
1、外部環境的節能設計
1.1 合理選址
建筑選址主要是根據當地的氣候、土質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來確定,如太陽能輻射強度、最熱(冷)月平均氣溫及空氣濕度、夏(冬)季主導風與平均風壓、雨雪量等。為建筑節能創造條件,同時又要不破壞整體生態環境的平衡。
1.2 “微環境”設計
除了地區氣候特征,還需注意區域的“微環境”,如地形條件、地表環境、地表土壤和環境植被等。根據建筑功能的需求,通過合理的外部環境設計來改善既有的微氣候環境,創造建筑節能的有利環境,主要方法為:①在建筑周圍布置樹木、植被,既能有效地遮擋風沙、凈化空氣,還能遮陽、降噪;②創造人工自然環境,如在建筑附近設置水面,利用水來平衡環境溫度、降風沙及收集雨水等。
2、合理群體規劃布局
合理的建筑規劃和體型設計能有效地適應惡劣的微氣候環境。它包括對建筑整體體量、建筑體型及建筑形體組合、建筑日照及朝向等方面的確定。
2.1 日照及朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向,夏季能利用自然通風并盡量減少太陽輻射。
2.2 合理控制體形系數。體形系數就是指建筑物與室外大氣接觸的外表面積F0(m2)和其所包圍的體積V0(m3)之比值。單位建筑空間的外表面積越大,體形系數越大,能耗就越高,反之亦然。因此,在考慮節能設計時,建筑平面外形不宜凹凸太多,力求完整,避免因凹凸太多增大而提高體形系數。在所有幾何形體中,球面體體形系數最小,同等條件下能耗最低。
3、單體的節能設計
單體的節能設計,主要是通過對建筑各部分的節能構造設計、建筑內部空間的合理分隔設計,以及一些新型建筑節能材料和設備的設計與選擇等,來更好地利用既有的建筑外部氣候環境條件,以達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
3.1 建筑各部位的節能構造設計
建筑各部位的節能構造設計,主要是在滿足其作為建筑的基本組成部分功能的同時,通過對各部位(屋頂、樓板、墻體、門窗等)的造型、結構、材料等方面加以進一步設計,充分利用建筑外部氣候環境條件,達到節能和改善室內微氣候環境的效果。
3.1.1 屋面隔熱保溫與遮陽。在夏季,屋面日照時間長,太陽輻射強度大,屋頂外表面溫度最高達到60~80℃,頂層室內溫度受其影響會提高2~4℃。在冬季,屋頂對外散失熱量,又增加了室內的空調熱負荷。屋面隔熱保溫除采用倒置式設計外,蓄水屋面和種植屋面越來越引起人們的重視。①蓄水屋面,就是利用屋面蓄水層蒸發帶走太陽輻射熱(蓄水層深度一般保持在200mm為宜),從而有效地減弱屋面的傳熱量和降低屋頂內表面溫度(可比一般屋面低2~4℃),具有明顯的隔熱效果。②種植屋面,是一種生態節能型屋面,不僅能夠提高屋面的隔熱保溫性能,還能增加城市綠地面積,改善城市氣候環境。實驗數據表明,種植屋面使屋頂外表面最高溫度下降32.4℃,內表面最高溫度下降2.0℃,具有較好的隔熱保溫性能。屋面遮陽,主要采用遮陽構架、遮陽百頁、膜結構、飄板等,有效遮擋太陽直接輻射屋面,同時也能結合立面造型,創造出有性格的建筑形象。
3.1.2 樓板層的節能設計。主要是利用其結構中空空間,以及對樓板吊頂造型加以設計。如將循環水管布置在其中,夏季可以利用冷水循環降低室內溫度,冬季利用熱水循環取暖。
3.1.3 建筑護墻體的節能設計。 目前,我國正提倡新型復合墻體自保溫系統和外隔熱保溫技術,外保溫的優點:建筑室內溫度受室外溫度波動影響小,有利于主體結構保護和避免熱(冷)橋的產生。常用的建筑外墻保溫材料有保溫砂漿、聚苯板、聚氨酯(EPS、XPS)和墻體自保溫四大體系。其中,保溫砂漿和聚苯板市場占有率較大,但保溫性能較差;聚氨脂保溫性能較好,但傳統的聚氨酯硬泡板材不適用于復雜立面墻體保溫。市場新出現的聚氨酯現場發泡噴涂保溫材料(如安健能全水基軟發泡聚氨酯),具有良好的保溫性和憎水性,方便施工,適用于設計各種復雜外墻體保溫和無接縫施工。
3.1.4 建筑門窗的節能設計。據統計資料,在我國既有的高耗能建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。除了要控制窗墻比外,還需增加玻璃門窗的熱工性能:一是選用單層或多層中空或低輻射玻璃(如Low-E鍍膜玻璃)和經熱斷橋處理的門窗型材,同時加強窗墻間、框扇間的接縫氣密性設計。二是增加外墻玻璃門窗遮陽設計,防止夏季太陽輻射熱透過玻璃門窗直接進入室內而耗能。由于遮陽位置和方式不同,主要有:①水平式外遮陽,適用于接近南向外窗;②垂直式外遮陽,適用于東北向、西北向外窗。為克服傳統固定式遮陽在采光、自然通風、視野等方面的矛盾,上述兩種遮陽方式在生態節能建筑中較多地采用活動百葉遮陽,可根據光線變化自動調節百頁角度遮陽,不影響自然采光和通風;③活動內遮陽,主要有遮陽卷簾和遮陽百頁等。相比外遮陽,更靈活,更便于用戶根據季節天氣變化調節使用。但其缺點也較大,除部分熱量被反射出窗外,其余熱量留在了室內而增大空調制冷能耗。
3.2 合理的建筑空間設計
合理的空間設計是在充分滿足建筑使用功能要求的前提下,對建筑空間進行合理分隔(平面分隔和豎向分隔),以改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件,達到節能目的。
3.3 選用建筑節能材料
建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經濟、節能的原則。一方面,隨著科技的發展,大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去,更好地起到節能效果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應用,達到了更好的保溫防潮效果;新型透光隔熱玻璃(如 Low-E玻璃等)在門窗中的應用,起到了更好的透光隔熱效果;采用可調節的鋁材遮陽板,達到遮陽的目的。
三、結語
建筑節能是建筑可持續發展的重要研究課題。目前,國家已制定了《公共建筑節能設計標準》、《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》等行業標準,對建筑節能做出了明確的政策規定;在具體實踐中還必須由設計、施工、各級監督管理部門、開發商、運行管理部門、用戶等各個環節,按照國家的節能政策和節能標準的規定,全面地、嚴格地采取節能措施,讓每一位公民真正樹立起全面的建筑節能觀,將建筑節能真正落到實處。
參考文獻:
關鍵詞:醫院建筑;排水設計;設備儀器
1 工程概況
順德新龍江醫院位于佛山市順德區龍江鎮。本項目為新建綜合醫院,總用地面積53175.85m2,總建筑面積77356.54m2,分為門診樓、住院醫技樓、宿舍、飯堂、職工活動中心、療養樓、后勤樓。門診樓地上共4層,地下1層,建筑總高度為17.85m,總建筑面積為30941.47m2。住院醫技樓地上共13層,地下1層,建筑總高度為52.209 m,總建筑面積為27421.07 m2。宿舍、飯堂地上共5層,建筑總高度為16.5 m,總建筑面積為4485 m2。職工活動中心地上共1層,建筑總高度為13.5m,總建筑面積為1020 m2。療養樓地上共4層,建筑總高度為15.6 m,總建筑面積為3722 m2。后勤樓地上共4層,建筑總高度為17.3 m,總建筑面積為2197m2。
2 醫院建筑給水排水系統設計
隨著現代醫學科學的迅速發展,新技術,新醫療設備層出不窮,從而與之相符的現代化醫 療建筑――醫院,也面臨著新的設計理念和新技術的運用。無論從醫院建筑物功能,其所處的環境,還是設備及裝備系統,要求均愈來愈高。因為它不僅是保障日常工作生活的需要,而且與救治病人,促進康復,避免致殘,挽救生命緊密相關,作為給排水專業的設計,不僅需要滿醫院建筑足中設備上不同功能的要求,而且必須安全可靠。下面根據醫院建筑中有關給水,排水各系統設計,從社會不斷發展和超前的理念方面談幾點體會:
2.1 現代化醫院制劑的設備及裝備系統內容繁多,功能特殊,要求很高。除了要求保證持續供 給充分符合質量標準的用水外,更需要根據不同的醫療儀器以及不同科室對水質,水壓,水溫的要求,分門別類設置水處理系統和對系統進行增減壓。
2.2 醫院的手術室,產房的手術洗手水,衛生通過淋浴水,牙科的牙科椅的口水宜采用凈化消毒水。國內一些大型的,級別高的醫院中心供應室,消毒中心也采用了凈化消毒水,既保證無塵,無菌,消除致病源,避免感染,又減少設備微細管道的阻塞。
2.3 醫院制劑室的制劑用水采用蒸餾水,并在制蒸餾水系統中設有局部增壓設施。具體制蒸餾水工藝應根據醫院制劑不同工藝而定,給排水專業應密切配合制劑工藝預留給排水管和 配置相應的冷卻水循環系統,滿足其工藝對水質,水量,水壓的要求。
2.4 醫院制劑室,產房,嬰兒室,供應室,皮膚科的醫療病房,門急診,醫技各科室和職工后勤部門對熱水供應的要求差異較大,需要分別設置熱水供應系統。一般情況門急診,醫技科室,中心供應室,職工后勤部門供應熱水為定時供水,供應時間比較一致。大部分醫院根據目前的財力,病房樓的熱水供應基本為定時,而從長遠角度來看,應該是 24h供應熱水。手術室,產房的手術洗手,衛生通過的淋浴器應該為 24h供應熱水,而且不能有任何間斷,熱水供應安全可靠,水溫基本控制在人的正常體溫37℃左右,故一般熱水供應宜單獨成為一個系統,以確保供應熱水系統萬無一失。考慮到環境的美化,不宜采用蒸汽開水爐,從而杜絕蒸汽泄漏或疏水器排氣所引起病 房樓的備餐間內地面的潮濕,避免內墻發霉現象的發生。醫院不管大小,開水供應都應采用自動容積或電開水爐,一般一個病區考慮一臺,容積根據使用情況確定。一是便于護工管理;二 是保證對病員的供應,同時改善病房內部的環境。各門急診科室,尤其是傳染科病房各診室,治療室,洗滌盆應設非手動水咀,可采用肘式,膝式或腳踏式開關。如使用腳踏式開關一定要使用防滲漏的產品,以免使用處地面經常潮濕,使病員,醫務人員滑倒,發生事故,手術室,產房手術等洗手應采用恒溫混水閥,恒溫出水,以紅外線感應電磁閥控制方式為好。醫技科室的部分化驗室,實驗室有特殊要求,水咀應根據各科室功能的要求來確定其水咀的形式。醫院的許多科室,尤其是檢驗室,化驗室,放射科等科室中的酸洗池,消毒池,洗片池等下水管道應采用耐腐的PVC2U排水塑料管。對各類污,廢水必須嚴格按國家有關排放標準分門別類,用不同的處理工藝進行針對性地處置和處理。
2.5 由于現代醫院不僅要滿足使用功能需要,同時還要考慮室內外環境美觀。尤其是門急診,醫技樓往往由于醫療功能需要,給排水橫,立管布置較為散亂,較多的明露在室內,有時加之暖通專業的管道,使房間內明露的管道過多,既不雅觀,又影響衛生。這就要求在工程設計過程中,應充分利用不同的結構形式進行合理布置,根據功能需要盡量使各種管道隱蔽布置,在不影響使用的前提下,注意美觀得體。當然,這些需要建筑結構專業密切配合和結構形式的合理。另外,隨著建筑中設備及裝備系統增多,管道的數量大大增加,合理,綜合布置各系統在平面吊頂內的管道則能降低建筑層高,減少投資。如在病房樓設計中,往往首層吊頂和地下室頂部為各專業管道的集合地,各專業有各專業的規范和要求,往往各自布置,其結果要么增加建筑層高,要么顧此失彼。為了克服這一弊端,一般應考慮將較大的風管布置在最上方,其下方為幾個專業布置支管的公用空間,再下方是布置給排水,動力,強,弱電各系統干管。這樣布置比其他形式布置較為經濟實用,熱交換器形式的選擇。傳統的醫院熱水供應系統中,人們基本上采用容積式熱交換器。主要是考慮所提供蒸汽量與熱水供應最大值之間差值的調節量,減小了蒸汽鍋爐設計量,減少了鍋爐房占地面積,節約了一次性投資。然而現在人們對水質要求愈來愈高,尤其是生活熱水中發現軍團菌致病的實例,引起人們的高度重視。主要是因為在30℃~55℃水中最容易繁殖軍團菌,為此世界衛生組織(WHO)推薦:“熱水應在60℃以上儲存,并至少在50℃以上循環。如某些使用者,需要將水龍頭水溫降至40℃或50℃左右,這時可以使用調溫混合閥來實現。為保證蓄水溫度不利于肺炎雙球菌的生長,該調節閥應設定在靠近關停點的地方”這點對醫院尤為重要。因為住院的是有病的弱者,如在醫院內發生軍團菌則不利 于病員治療與康復,醫院責任重大。目前醫院內尤其是一些條件較差的小醫院,包括部分區級醫院不能24h供應熱水,并且容積式交換器內水溫是以梯形狀態分布,在熱交換器內部很難使水溫保持在60℃左右。從而導致容積式熱交換器內供應熱水系統管道中產生軍團菌,改變醫院使用熱交換器形式應是當務之急。采用半即熱式或即熱式熱交換器,使其熱水供應系統水溫始終保持在60℃以上區域進行供水,以避免軍團菌滋生,杜絕軍團菌的發生。
關鍵詞:多層建筑;異形柱的計算;結構設計;梁柱節點
Abstract:This paper analyzes the special-shaped column frame with rectangle columns frame structure in the design of the difference, and the design of special-shaped column frame structure on certain issues in combination with the engineering example to carry on the discussion, proposed some suggestion and peer exchange.
Key words:Multilayer building Special shaped column calculationStructure design Beam column joints
中圖分類號:TU972+.9 文獻標識碼:A文章編號:
現如今,人們對房屋平面與空間布置的要求越來越高 ,跟隨著對建筑設計布局也有了新的要求。普通框架結構的露梁露柱對建筑平面與空間的分隔會直接影響到室內家具的布置及空間的使用,故越來越不能被房屋使用者所接納。有一種全新的結構體系為異形柱框架結構,它能解決普通矩形柱框架結構在房間內露柱造成的使用上不便的問題,其使用面積將會相應增加,同時也可解決磚混結構超高和大開間要求存在的技術問題,故被大多建筑師推廣并應用。
1異形柱結構特點
1.1“一”形截面柱及“Z”形截面柱
在《規范》中未采用“一”形截面柱及“Z”形截面柱。 “一”形柱正截面承載力方面兩主軸方向抗彎能力相差甚大,不論是在風荷載作用下還是在地震作用下結構中的柱一般都是受到兩個方向的彎矩同時作用,其受力后果可想而知;同時“一”形柱在雙向剪力作用下性能也不好,由《混凝土結構設計規范》(GB50010-2002)柱雙向受剪承載力計算公式可知,柱截面相鄰兩邊邊長相差越多,其斜向受剪承載力越低 。“Z”形截面柱與“一”形截面柱類似,即兩主軸方向抗彎能力相差甚大。
在工程設計中應避免采用“一”字形截面柱,可采用部分普通矩形截面柱代替。而對于工程中經常遇到需要做“Z”形柱的情況,在設計計算時較好的方法是在PMCAD 輸入時將其按兩個“L”形柱來輸入并進行內力及配筋計算。因為“Z”形柱受力較大時易在中間肢劈開,劈開后(極限狀態)其受力接近于兩個“L”形柱,按兩個“L”形柱處理較為合理。
1.2 異形柱各肢肢長
異形柱各肢肢長,可能相等 ,或不相等 ,但是提倡采用等肢異形柱。 抗震設計時宜采用等肢異形柱,當不得不采用不等肢異形柱時,柱兩肢的肢高比不宜超過 1.6,大于 50 mm。為編制江蘇省地方標準(DB32/512-2002)東南大學進行的肢高不等的試件雙向受剪試驗表明,當異形截面柱兩肢肢高相近時,其受剪承載力亦大致服從梅花瓣形規律,但當兩肢肢高相差較大時,則服從橢圓規律。 因此,具有一定的翼緣也是保證異形柱抵御斜向受剪破壞能力的需要。
1.3 異形柱截面的肢高肢厚比
在《規范》中指出異形柱截面各肢的肢高肢厚比不大于4。 研究表明,即使是同一種異型截面柱,當柱截面肢高肢厚比不同時,柱的性能會出現不同的差異,若異形柱截面各肢的肢高肢厚比控制在不大于4 的范圍,則異形柱在偏心受壓狀態下的應變基本符合平截面假定,其力學性能符合柱的特性。需要指出的是,當截面肢高肢厚比在5~8 范圍時,根據現行行業標準《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002)的有關規定,此時應劃分為短肢剪力墻進行設計。
2異形柱計算
受力性能、抗震性能與矩形柱結構的不同是由異形柱結構自身的特點決定的。由于異形柱截面不對稱,在水平力作用下產生的雙向偏心受壓給承載力帶來的影響不容忽視。因此,對異形柱結構應按空間體系考慮,宜優先采用具有異形柱單元的計算程序進行內力與位移分析。因異形柱和剪力墻受力不同,所以計算時不應將異形柱按剪力墻建模計算。當采用不具有異形柱單元的空間分析程序(如TBSA 5.0)計算異形柱結構時,可按薄壁桿件模型進行內力分析。
對異形柱框架結構,一般宜按剛度等效折算成普通框架進行內力與位移分析。當剛度相等時,矩形柱比異形柱的截面面積大。一般,比值(A矩/A異)約在1.10-1.30之間。因此,用矩形柱替換后計算出的軸壓比數值不能直接應用于異形柱,建議用比值(A矩/A異)對軸壓比計算值加以放大后再用于異形柱。 3異形柱設計
3.1 縱筋的布置
對“L”形、“T”形和“十”字形截面雙向偏心受壓柱截面上的應變及應力分析表明:在不同的彎矩作用方向角時,截面任一肢端部的鋼筋均可能受力最大,為適應彎矩作用方向角的任意性,縱向受力鋼筋宜采用相同直徑;當軸壓比較大 ,受壓破壞時,在諸多彎矩作用方向角情形,內折角處鋼筋的壓應變可達到甚至超過屈服應變,受力也很大,同時還考慮此處應力集中的不利影響,所以內折角處也應設置相同直徑的縱向受力鋼筋。
異形柱肢厚有限,當縱向受力鋼筋直徑太大 (d>25 mm),會造成粘結強度不足及節點核心區鋼筋的設置的困難。當縱向受力鋼筋直徑太小時(d
3.2 縱筋的配筋率
異形柱肢端的配筋百分率按異形柱全截面面積計算。異形柱肢厚有限,柱中縱向受力鋼筋的粘結強度較差,因此將縱向受力鋼筋的總配筋率由對矩形柱不大于5%降為不應大于4%(非抗震設計 )和 3%(抗震設計 ),以減少粘結破壞和節點處鋼筋設置的困難。
3.3 梁柱節點
節點是框架的梁柱相交區,需要承受上層柱柱端及本層梁梁端傳來的荷載并有效地傳遞到下柱中去。從而作用于節點區的邊界力-外力是梁端和柱端的彎矩 、剪力 、軸力有時甚至還有扭矩。因此,節點核心區處于十分復雜的受力狀態。而對于異形柱框架梁柱節點,則還有另一正交外伸柱肢對核心區受剪作用的影響,更為錯綜復雜。
試驗研究和計算分析表明,節點是異形柱框架的薄弱環節,其受剪承載力遠低于截面面積相同的矩形柱框架梁柱節點。為確保安全,《規范》中要求,異形柱框架應進行梁柱節點核心區受剪承載力計算,同時應滿足相應的構造規定。
研究表明,梁端和柱端的彎矩、剪力、軸力、扭矩是通過鋼筋受拉及受壓傳遞到節點區的,通過混凝土受壓的力的傳遞,較易實現,但通過鋼筋受拉及受壓的力的傳遞,則必須依賴梁柱的縱向受力鋼筋的可靠錨固和粘結才能實現。所以保證梁柱縱向受力鋼筋在節點核心區中的可靠錨固和粘結分外重要。
4工程實例
某市住宅樓長28.3 m,寬 12.9 m,建筑面積 1 015 m2左右,住宅4 層 ,層高 3.0 m,最大建筑高度為 15.4 m。 該工程抗震設防烈度為7 度,設計基本地震加速度為 0.10g,設計地震分組為第二組,場地類別為三類。 采用異形柱框架結構,異形柱框架抗震等級為三級。 采用 SATWE 程序分析,各層間位移角見圖1,滿足規范對層間位移的規定;同時重視抗震概念設計,加強構造措施。 目前已竣工驗收交付使用 ,經觀察結構整體狀況良好。
5結術語
異形柱框架結構樓板在框架整體協同工作中起到的作用較矩形柱框架結構強,故建議采用整體現澆樓面結構,在樓梯間及開較大洞口部位設置矩形柱,角柱為異形柱時角柱邊樓板不宜開洞。對結構薄弱部位的樓板還應加厚并配置雙層鋼筋。
參考文獻
[1] 孫超,姚堯.淺析異形柱框架結構設計中應該注意的問題[J].山西建筑,2010,(13).
[2] 楊紀紅.有抗震要求的多層住宅異形柱框架結構設計及優化措施分析探討[J].中外建筑,2010,(04).
年初以來,在鄉黨委、政府的領導下,通過上級相關職能部門的幫助,結合湖源鄉實際情況,村鎮建設辦主要做好了以下工作:
一、私房審批工作
全年全鄉共受理申請建房農戶共45戶,已上報并批準共45戶,用地面積5160平方米。在審批過程中,嚴格按程序審批,做到符合兩個規劃,并做到“四到場”:定點到場、取樣到場、砌基到場、竣工驗收到場,杜絕未批先建,少批多建,批東建西的現象。對在建農戶,嚴格落實施工掛牌制度,要求建房戶聘請有證工匠施工,并簽訂施工合同,村鎮建設辦對其進行不定期檢查,大力提倡建房保險。目前在建農戶掛牌率100%。
二、村莊規劃編制
湖源鄉由原來27個行政村,經去年行政村規模調整后,合并為現有10個行政村,根據今后新農村建設的發展趨向,設立了新一、窈口、新三、新綠4個中心村。目前新一、窈口兩村已完成中心村規劃設計工作。
三、農村困難戶建房工作
成立農村困難群眾住房領導小組。年初各行政村初上報20戶,協同社會事務辦到實地進行資格會審后,確定9戶農戶為困難群眾住房戶。目前,9戶農戶建房已基本完工。
四、土地復墾工作
1、建設用地復墾工作
本年度湖源鄉宅基地復墾任務為100畝。原經市造地改田和土地整理小組下文公布,我鄉新三村、新二村、窈口村、常南村、新綠村、石龍村等6個村共9只項目被列入宅基地復墾項目。立項總面積109.41畝,共動遷農戶46戶,拆除建筑5199平方米。另湖源鄉未通過驗收的3個宅基地復墾項目:中溪村宅基地復墾項目29.6畝、新三村宅基地復墾項目29.05畝、楊家村宅基地復墾項目8.03畝,共66.68畝。
目前,項目除新三村顏家橋頭、回龍村兩項目未動工外,共有5只項目完工,并于10月22日經杭州驗收通過工程驗收。其中各項目初報驗收面積:石龍村16.64畝,新綠村10.7畝,新三坑口18.5畝,常南4.87畝,新二(原新二、中塔兩項目合并)7.7畝,窈口10.5畝,合計68.61畝。另項目新三村宅基地復墾項目29.05畝、楊家村宅基地復墾項目8.03畝,也已經杭州驗收通過。
2、土地開發工作
,湖源鄉土地開發(造地)項目立項的共有3只,開發總面積167畝。
(1)、窈口村土地開發項目37畝,地處窈口村山塘洪。
(2)、新綠村土地開發項目66畝,兩區塊分別位于下干溪竹塢里段和下南塢小洪春。
(3)、楊家塢村土地開發項目64畝,地處塔塢自然村垅統坪。
另造地、補充耕地整改項目1只:新一村造地、補充耕地整改項目,地處新一村金桔塢,原為度造地項目。已完工待驗收。
五、集鎮建設工作
1、完成小樟村汽車站建設前續工作,并已開始動工建造。
2、完成集鎮1號道路建造前續工作,并已動工。
六、交通工作
李家—中塔公路:全長3.62公里,總投資415萬元。原190萬投資經圖紙會審后,李家村1.2公里路寬2.5米要求調至3.5米,增設安全護欄,現按圖紙設計總投資萬元,已著手申報立項。
雙壩大橋:全長240米,寬12米,高30米,橋頭接線330米,總投資900萬元,于11月開工,現工程完成橋墩5個與總工程量50%,主體工程12月底前完工。2月底全線完成通車。存在問題:路西養殖場受夜炮影響;工程材料差價問題突出。
農村聯網公路:上南塢—牛峰嶺:長3.5公里,投資200萬元,安排時間;新一至梅洲:全長1.5公里,投資80萬元,安排時間20xx年。顏家格頭至五云嶺腳:全長4.6公里,投資220萬元,安排時間20xx年
七、違法建筑專項整治行動工作
在全鄉共發現新違法建筑3起:窈口潘永年竹制口廠,已處理;下溪養雞場;再生物資有限公司;
八、工匠培訓工作
組織進行了工匠證書培訓,全鄉共有21名工匠進行了上崗培訓并取得了證書。
主要工作計劃
1、加速湖源鄉集鎮建設,湖源鄉中心車站及湖源1號公路等集鎮配套設施建設。
2、進一步規范和加強農戶建設審批手續,嚴格按照兩個規劃進行選址。開展好農居點建設項目,充分合理利用上級下達的用地指標,對農居點建設項目進行統一規劃,嚴格控制。
3、做好建設用地復墾圖版詳查工作,為新的宅基地復墾工作打好基礎。新土地開發項目3只:新二村毛榮塢、楊家塢村楊塢、窈口村。
4、繼續搞好集鎮建設。