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【關鍵詞】異形水池;設計合理性;工程實踐性
1. 概述
水池是給排水以及其他一些水處理結構工程中的核心工程,廣泛應用與市政、環境、水利和工業項目建設工程中。土建工程中水池造價占全部費用的75%以上,其中水池結構設計的科學性與合理性對水池的造價有直接的影響。如何從概念入手,掌握水池選型和結構布置的科學性是水池結構設計的關鍵,因此必須對不同形式水池的適用條件、經濟指標有明確的概念,用以指導工程實踐 。
2. 圓形水池和矩形水池的影響因素
給排水和水處理結構工程中最常用的水池形式圓形水池和矩形水池,無論是選擇何種水池,都需優先考慮以下三方面因素:
2.1 水池容積
工程實踐表明,對于貯水類水池,容積在3 000 m3以內時,圓形水池比矩形水池的經濟效果更好。容積如果繼續增大,則圓形水池的直徑需要變大,池壁的環向拉力將會增大,則需要較大的壁厚來抵消拉力以維持穩定結構,這將導致造價過大。但對于一般的水處理結構水池雖然容積小,由于考慮施工和多個水池的組合而多采用矩形水池。
2.2 抗裂要求
上述可知,圓形水池池壁主要以環向受拉為主,容易引起貫通裂縫,在容積較大的時候需采用預應力結構形式,這樣會使圓形水池的造價增大。矩形水池的池壁除極小的偏心受拉外,主要是受彎力影響較大,一般截面都會存在均勻的受壓區,裂縫一般不會貫通,只需要讓最大裂縫滿足抗裂要求即可。
2.3 布置場地
就場地的相關布置而言,矩形水池相比圓形水池,對場地的適應性更強一些,如在山區狹長地帶建造水池以及在城市大型給水工程中,矩形水池的這一優越性有利于節約用地,同時矩形水池又便于水池間的組合和管道連接。
3.異形水池的設計影響因素
近年來,以上介紹的圓形和矩形水池在水廠之類的大型企業中依然大量使用。但是隨著人們生活水平的提高,經濟條件的改善,尤其是別墅的出現,異性水池的藝術感與其相適應,從而異性水池的建造力度一直加大,下文將對其構建和理性進行討論。
3.1 構造簡圖設計
3.1.1 池壁與頂板
對于敞口水池池壁和預制的頂板,并且頂板擱置在池壁頂端無任何連接措施時,應視池壁頂端為自由端。當預制板與池壁頂端設有抗剪鋼筋連接或池壁與頂板整體澆筑,僅配置抗剪鋼筋時,池壁與頂板的連接應視為鉸接。當池壁與頂板整體澆筑,并配置連續鋼筋時,池壁與頂板節點應視為彈性固定,而當池壁與頂板整澆,且池壁的線剛度與頂板線剛度比值大于5時,頂板相對于池壁來說可視為鉸接。
3.1.2 池壁與底板
當池壁底端為獨立結構時,池壁底端可視為固定支承。而對于非獨立基礎,當滿足一定數量關系時,池壁底端也可視為固定支承。當水池底板較薄或挑出長度較小的情況下,按彈性固定計算比較合適。
3.1.3 池壁與池壁
水池的設計中,相鄰壁間的連接按照固定彈性考慮。所以在計算有關相鄰池壁間的彎矩時,需要對相鄰近的不平衡彎矩進行平衡分配,以使水池的設計趨于科學性。
3.2 荷載組合
3.2.1 地下式水池
地下水池的設計一般主要計算兩種工況,第一種工況為閉水試驗情況下,即池內有水而池外無回填土。第二種工況為池內無水期間,而池外有土,同時還需考慮地面有堆積荷載以及池外地下水壓力共同作用。
3.2.2 地面水池
第一種工況為閉水試驗,主要考慮池內水和溫、濕度作用的影響。第二種工況為使用期,主要考慮池內水,池外填土、地下水壓力和溫、濕度作用的影響。
3.3 內力計算
3.3.1 頂板和底板
對于有頂蓋水池,頂蓋計算和鋼筋混凝土樓蓋的計算方法比較類似;而對于圓形頂板,根據支承條件可查靜力計算手冊進行計算;對于異形水池的內力計算,可將其進行相關微分,化為若干個小圓形和小矩形進而用上述方法進行計算。底板計算時,視水池底板的結構形式而定,當水池池壁采用獨立基礎時,底板的反力按直線分布考慮,對于一般水處理結構水池,由于平面尺寸較小,底板多為等厚平板,須按不同荷載情況計算內力,進行組合疊加即可。
3.3.2 池壁的內力計算
水池池壁的內力按彈性理論進行計算,根據池壁壁板的長度和壁板的高度的比值和壁板邊界條件按《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程》規定計算。應該注意的是池壁與池壁的邊界條件多為彈性固定,因此須進行不平衡彎矩的分配。
4. 構造要求和注意事項
4.1 鋼筋的混凝土保護層
新《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程》對水池的耐久性提出了更高要求,提高了混凝土保護層厚度,最小保護層厚度取值直接和構件類型以及構件所處環境相關,一般情況下最小保護層厚度要求不低于25mm。
4.2 水池的變形縫
《給水排水工程鋼筋混凝土水池結構設計規程》規定伸縮縫之間的間距不大于20 m,而往往實際工程中不希望分縫,一般采用摻外加劑和設置后澆帶等方法,并結合施工季節的溫度延長伸縮縫的2倍,特別是地面式水池,必要時還是設置伸縮縫為宜。
4.3 暗梁與暗柱
敞開式水池池壁的頂端宜設置暗梁,高度不得小于池壁厚度,內外兩側各配置一定的受力水平鋼筋,以加強上口的抗裂性能。在池壁的轉角和內隔墻與外池壁交接處也宜設置暗柱,以改善節點的受力效果和加強鋼筋的錨固及抗裂性能。
4.4 配筋構造要求
受力鋼筋一般采用直徑較小的鋼筋較為合適,間距宜為140 mm~240 mm ,內、外各側受力鋼筋和構造鋼筋配筋率均不應小于0.20% ,受力鋼筋的配筋百分率宜控制在0.3%~0.7%的經濟配筋率范圍內。受力鋼筋的有效錨固長度必須按GB 50010鋼筋混凝土結構設計規范的規定采用。
4.5 轉角加腋
現澆鋼筋混凝土水池池壁的拐角及與頂板、底板的交接處宜設置腋角,腋角邊寬不宜小于150 mm ,腋角內配斜筋的直徑與池壁受力筋相同,間距宜為池壁受力鋼筋間距的兩倍或為200 mm。
5. 結束語
全面理解和掌握水池設計的要點并能正確運用于工程實踐,有利于提高水池設計的科學性和經濟性,鑒于鋼筋混凝土水池所處的環境,除正確的理論計算和選擇合理的結構形式外,同時必須重視水池的構造要求,從而全面提高水池設計的質量。
參考文獻:
[1] GB 69284,給水排水工程結構設計規范[S] .
[2]劉健行,郭先瑚,蘇景春.給水排水工程結構[M] .北京:中國建筑工業出版社,1994.2472249.
[3]郭天木.水池底板對池壁的嵌固條件[J] .特種結構,1998(4) :36237.
關鍵詞:尾礦庫排水管;結構驗算;加固
1 前言
四川省某鐵礦綜合利用工程尾礦庫工程,2009年完成初期工程施工。初期壩為碾壓式堆石透水壩,最大壩高47.8m,初期庫容占滿后,采用尾礦砂筑壩,設計總壩高242.8m,依照《選礦廠尾礦設計規范》(ZBJ1-90)以及《尾礦庫安全技術規程》(AQ2006-2005)的規定,尾礦庫為二等庫,主要構筑物等級為二級。
2 排水管荷載計算
2.1計算斷面的選擇
根據設計院提供的尾礦庫設計總平面圖,沿排水管中心軸方向,繪制了尾礦庫排水管縱剖面圖,見圖1。樁號0+000.00~1+209.23之間的排水管管徑為2.5m,樁號1+209.23~1+708.57之間的排水管管徑為2m,結構驗算選取斷面A、斷面B、斷面C。
斷面A所在的樁號為1+132,該斷面的特征是垂直尾礦砂厚度最大,排水管管徑為2.5m,斷面B所在樁號為1+209.23,該斷面位于2.0m管徑排水管首端,是近500m長的2.0m管徑排水管上覆尾礦砂厚度最大的斷面。斷面C所在樁號為0+138,該斷面位于初期壩最大壩高斷面之下,上覆蓋材料為堆石。
2.2材料參數
2.2.1鐵礦尾礦砂彈性模量
2.2.3排水管基礎彈性模量
根據業主提供的排水管縱剖面圖及巖土工程勘察報告,確定了排水管基礎的有關力學指標:
斷面A(樁號1+132)排水管座落于正長巖上,壓縮模量Es=為1.8×104MPa;斷面B(樁號1+209)排水管座落于正長巖上,壓縮模量Es=為1.8×104MPa; 斷面C(樁號0+138)排水管座落于坡洪積粉質粘土(②1)上,坡洪積粉質粘土基礎厚度約為7m,壓縮模量為6 MPa;以下為正長巖(④2和④3)。
擬定正長巖與坡洪積粉質粘土的泊松比ν為0.3,根據式2.2,確定正長巖與坡洪積粉質粘土的彈性模量分別為1.56×107kpa和5200kpa。
2.2.4回填土彈性模量
設計要求現澆排水管后,用原土回填開挖溝槽,參照《給排水工程管道結構設計規范》(GB50332-2002)附錄A及施工時原土回填的原則,確定了回填土的彈性模量。
斷面A與B排水管基礎為正長巖,施工時一般采用開挖土回填,回填土中砂礫、碎石含量很高,根據《給排水工程管道結構設計規范》附表A.0.2-1,確定回填土的彈性模量為15000kpa。
斷面C排水管基礎為坡洪積粉質粘土(②1),施工時一般采用開挖土回填,假定回填土比基礎原狀土彈性模量略小,確定回填土的彈性模量為5000kpa。
2.2.5材料參數匯總
計算模型中各分區材料物理力學指標參數匯總表1。
2.3荷載計算結果
為了分析不同溝埋深度及筑壩方式對土壓力的影響,劃分個工況,各工況說明及計算目的見表2。
注1:排水管水壓力從排水管中心位置計算;
注2:垂向土壓力系數指管頂垂向壓力與上覆土層理論重量之比。
3內力計算
通過有限元計算,獲得各單元高斯點應力,為了套用規范進行強度復核,將彈性力學有限元應力計算結果轉換為結構內力。對于排水管,計算了典型截面(圖2)的彎矩、剪力、軸力,結果如表4。
4.1強度復核
4.1.1確定大小偏心
根據表4內力計算結果可以看出,構件同時受彎、剪、壓的作用。按照受壓構件考慮,各構件受理狀態可能是小偏心或大偏心受壓。因此要先確定構件大小偏心受壓狀態。先假設為大偏心,計算受壓區高度x,若x≤0.55h0,則構件為大偏心受壓構件,反之為小偏心受壓。
根據受力狀態計算受力結果,各部位受力狀況見圖3。
圖3 各工況受壓狀況判斷結果示意圖
4.1.2構件正截面受壓承載力
按照《水工混凝土結構設計規范》,偏心受壓構件正截面受壓承載力應符合以下規定:
4.2偏心受壓構件斜截面受剪承載力
對于設計排水管,如圖4,在1/4拱圈(450)部位配置了3道箍筋,箍筋型號為HPB235,箍筋間距為橫向200mm,縱向110~125mm,鋼筋直徑12mm,在側壁部位設置了一道箍筋,箍筋型號為HPB235,箍筋間距縱向為300mm。其余部位未設置箍筋。通過內力計算可知,在拱圈中心截面剪力較大,為了校核斜截面受剪承載力,計算了截面Ⅰ(350部位,無箍筋)和截面Ⅱ(550,無箍筋)、截面Ⅲ(450,有箍筋)的斜截面受剪承載力(圖4),結果見表6。
從上述計算結果可以看出,斷面A和斷面B的截面Ⅱ,均沒有配置箍筋,在兩種工況下剪力均比較大,斜截面抗剪承載力安全系數均小于規范允許值。
斷面C的截面Ⅰ和Ⅱ,因軸力偏小且剪力較大,沒有配置箍筋,在兩種工況情況下斜截面抗剪承載力安全系數均非常低,遠小于規范要求的安全系數。排水管在這些區域將可能產生剪切破壞。在配置了箍筋的區域,如截面Ⅲ,斜截面抗剪承載力可滿足規范要求。
5加固設計方案
針對計算結果,確定在排水管內側增加縱向HPB335鋼筋,鋼筋直徑25mm,間距200,箍筋為HPB335,直徑20mm,間距200,混凝土采用C30/P8,加固厚度200mm。加固部位為K0+63.5M~K0+244M段。
6 結束語
該管涵加固工程,加固長度180.5m,2009年12月施工, 2010年3月完成,加固質量良好,運行至今,未出現其他裂縫。
參考文獻:
[1]四川省某鐵礦綜合開發利用工程巖土工程勘察報告.(R)四川省蜀通巖土工程公司.2007年
[2]四川省某鐵礦綜合開發利用工程巖土工程勘察報告(補充勘察)(R).四川省蜀通巖土工程公司.2008年
關鍵詞:鋼筋混凝土水池;結構設計;構造;荷載組合;裂縫
Abstract: the reinforced concrete pool design requirement and attention problems for a more detailed description, puts forward some problems in the design process, the processing method also puts forward the structure design of reinforced concrete pool of general construction requirements.
Keywords: reinforced concrete pool; Structure design; Structure; Load combination; crack
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
引言
隨著我國四個現代化建設的開展,綜合國力的增強,城市的不斷發展擴大,人們生活、工業生產和環境保護的需要,水池類構筑物工程建設逐年增多。因耐久性和實用性方面的要求越來越高,鋼筋混凝土已經作為水池的主要砌筑材料。鋼筋混凝土水池在煉油化工建設中是一種應用極為廣泛的構筑物,大量用于儲存水、油和污水等介質,在煉油廠給排水工程中最常見的是清水池、蓄水池、隔油池、中和池、曝氣池、沉淀池、反應池及消防水池等。
一、鋼筋混凝土水池分類及應用
鋼筋混凝土水池根據結構形式分為圓形水池、矩形水池;按施工方式分為整體式、分離式、裝配式;根據池壁的高寬比分為淺壁池、一般壁池、深壁池;根據池室布局可分為單格水池、多格水池和多排多格水池等。根據埋置深度分為地上式、地下式、半地上式。水池從用途上可分為兩大類:一類是水處理水池,另一類是貯水池。由于多數建于地下或半地下,質量較好又可節省材料。水池埋入地下后,溫度及風化作用等因素影響較小,而且池壁外土壓力能平衡部分或全部池壁內的水壓力。因而,采用材料又依據水池容積耗費材料等而定為磚砌池壁及鋼筋混凝土池壁兩大類。無論是矩形還是圓形、預制還是現澆的池體,由于多種原因產生變形所引起的池體結構裂縫(包括池頂板、壁板、底板)都是難免的,都要使裂縫嚴格控制在規范允許的范圍內(一般水池裂縫規范允許0.2mm) 。同時,在給排水工程的污水處理廠設計中,水池的設計占很大比重,其土建投資約占整個處理廠土建總投資的70%一80%,因此,水池結構設計的技術與經濟合理性顯得尤為重要。
二、鋼筋混凝土水池的結構設計
1.結構設計應符合的規定
a.各種結構類別、形式的水池均應進行強度計算。根據荷載條件、工程地質條件和水地質條件,決定是否驗算結構穩定性。
b.鋼筋混凝土水池應進行抗裂度或裂縫寬度驗算。滿足正常使用要求時,控制裂縫開展是必要的,對于圓形水池或矩形水池的某些部位(例如長壁水池的角隅處),其受力狀態多屬軸拉或小偏心受拉,唧整個截面處于受拉狀態,這就需要控制其裂縫出現;更多的構件將處于受彎,大偏心受力狀態,從耐久性要求,需要限制其裂縫開展寬度,防止鋼筋銹蝕影響水池的使用年限,這里面也包括混凝土的抗滲,抗凍以及鋼筋保護層厚度等要求。
c.對于建于地下水位比較高的場地的水池,還應進行水池抗浮驗算。
三、鋼筋混凝土水池的一般構造要求
1.鋼筋混凝土貯水或水處理構筑物,其壁、底板厚度均不宜小于200mm。主要是從保證施工質量和水池的耐久性考慮,水池的鋼筋凈保護層厚度不宜太小,也就決定了構件的厚度不宜太小,否則難以做好混凝土的振搗密實性,就會影響其水密性要求,并且將不利于鋼筋的防銹,從而影響水池的使用壽命。
2.水池各部位構件內,受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度(從鋼筋的外緣處起),應符合《給水排水工程構筑物結構設計規范》中表6.1.3的規定。鋼筋混凝土結構的使用壽命通常取決于鋼筋的嚴重銹蝕而導致破壞。鋼筋銹蝕可有集中銹蝕和均勻銹蝕兩種情況,前者發生于裂縫處,加大保護層厚度可以延長碳化時間,亦即對結構的使用壽命提高了保證率。另外,對鋼筋保護層厚度去稍大一些,有利于混凝土(鋼筋與模板間)的振搗,對混凝土的水密性是有好處,也就提高了施工質量的保證率。
3.鋼筋混凝土墻(壁)的拐角及與頂、底板的交接處,宜設置腋角。腋角的邊寬不應小于150mm,并應配置構造鋼筋,一般可按墻或頂、底板截面內受力鋼筋的50%采用。
四、鋼筋混凝土水池計算的荷載組合
對于非地上式水池,池壁的水平向荷載包括:池內水壓力,池外土壓力(包括地面活荷載影響和地下水位所處的位置的影響);垂直向荷載包括:池內水重和池外土重。為了簡化計算,通常池內水壓力可按齊頂水壓計算。荷載不利組合分為:a.池內有水、池外無土;b.池外有土、池內無水。結構模型可按一端簡支,一端固定的單跨梁或者三邊固定,一邊簡支的雙向板來計算。對于地上式無頂蓋的水池,池壁可按懸臂板來計算。如果是水池頂板荷載包括:恒載(頂板和抹灰自重、覆土重),活載(考慮是否通車或消防車,按規范取相應值),結構計算模型可按一般的雙向板來計算;水池底板荷載:頂板自重、滿水重量,結構計算模型可按無梁樓蓋計算。由于水池的底板和池壁都相對比較厚,對于一般的水池(壁高不超過3.5m),起控制配筋的不是強度而是裂縫寬度。
五、鋼筋混凝土水池裂縫控制措施
1.將基礎與池壁的混凝土澆筑間隔時間縮短至10d左右,以減小基礎對池壁的水平阻力。
2.模板拆除后及時回填土,以控制混凝土早期或中期開裂。
3.適當配置水平鋼筋:配筋盡可能采用100~150mm間距,配筋率宜在0.3%~0.5%之間。
4.縮短伸縮縫距離,將伸縮縫縮短至8mm左右。
5.優化混凝土配合比:選用低水化熱的水泥,將混凝土塌落度減小至14mm以下。
6.混凝土澆筑:a.采取跳倉澆筑法,其間隔時間控制在一周以上;b.在高溫季節用帳篷將砂石骨料覆蓋,控制混凝土的出機溫度;用保溫材料將混凝土輸送管道包裹,降低混凝土的入模溫度;c.分層澆筑混凝土,厚度控制在500mm以下。
7.混凝土養護:縮短帶模養護時間,且保證混凝土連續養護時間不少于14d。
六、大型水池結構無溫度伸縮縫處理方法
1.設置混凝土后澆帶。當池體長度超過國家規范的要求時,不設溫度伸縮縫,而設置1~2m寬的后澆帶。該法只能解決施工期間混凝土的收縮問題,并不能解決季節溫差(濕差)所產生的溫度應力問題。尤其對于水池類結構,隨著時間的延續,后澆帶很難保證池體混凝土不發生開裂,滲水。
2.使用混凝土膨脹劑。摻加膨脹劑的目的就是在混凝土中產生膨脹應力。但產生的膨脹應力值是有限的,也就是說,超過一定的界限就起不到應有的作用。從工程耐久性考慮,水池結構不宜使用含鈣礬石類的膨脹劑。因為膨脹劑中的延遲鈣礬石生成現象,會給水池結構帶來災難性的后果。
3.預應力技術。用有粘結或無粘結預應力鋼絞線來解決溫度應力問題。當池體長度和寬度都較大時,不設溫度伸縮縫,而在池壁、底板水平方向均施加預應力來解決溫度應力問題,這是從根本上解決水池裂縫問題的方法。采用預應力無縫整體水池設計,建造出來的水池結構耐久性更強,且比傳統分縫水池節約造價7%~20%左右。
七、結語
1.池底和池壁一次澆筑完成,不留施工縫,配置φ10@150水平鋼筋可滿足不設伸縮縫要求。
2.若池底和池壁分兩次澆筑,距池底500mm處,留一道水平施工縫,配置φ12@120水平鋼筋,施工質量良好,也可不設施工縫。
3.水池類現澆結構,一般厚度不大,高度也不高,這類結構很容易從池壁上部出現邊緣效應而引起裂縫。為此,建議在池頂和池底以及水平施工縫的上、下宜各配置4φ16~4φ22的粗鋼筋予以加強,也稱此部位為“暗梁”。這樣,易裂的薄弱部位的含鋼率均大,混凝土的極限拉伸提高,從而結構的抗裂性得到增強。
參考文獻
[1]《給水排水工程構筑物結構設計規范》GB 50069-2002.中國建筑工業出版社.
關鍵詞:大型鋼筋混凝土水池;無粘結預應力;ansys
中圖分類號:tu71 文獻標識碼:a
1概述
隨著社會經濟的發展和生產規模的不短擴大,現在混凝土水池的尺寸和容量向越來越大的趨勢發展。
按現行的《給水排水工程構筑物結構設計規范》gb50069-2002(以下簡稱規范)的要求,在室外露天的條件下每20m設置一道伸縮縫。常用做法是在伸縮縫之間設置橡膠止水帶。這種方法應用在小尺寸的水池(如40m以內時),效果比較理想。但在大型水池中,由于尺寸非常大,需要縱橫方向設置多條伸縮縫。把水池分成很多個獨立的單元,這樣會存在幾個問題。(1)橡膠止水帶因為材料特性原因容易老化,影響使用年限。(2)伸縮縫處普遍存在漏水和滲水問題。因為伸縮縫處節點構造復雜,混凝土澆筑時不容易澆實。一旦漏水會造成環境污染,甚至造成水池基礎塌陷,產生較大變形,將底板拉壞。(3)抗震性能差。因為水池被分成多個單元,水池整體性比較差,在地震作用下伸縮縫處很容易撞壞或拉壞。
根據規范的要求,水池除需要進行承載能力極限狀態下的強度驗算外,在正常使用極限狀態下,水池還需要進行正常使用極限狀態下的裂縫驗算。當池壁為雙向板或池壁高度小于6m時,池壁的支座、跨中彎矩值都不是很大,此時水池的壁厚和配筋都不太大。普通鋼筋混凝土結構形式一般均可滿足強度和裂縫寬度限制的要求,相對經濟合理。但有時為滿足工藝的要求,水池的尺寸會很大。此時池壁的計算模型常常為單向板且池壁很高(大于7m)。計算后池壁所得彎距值很大。此時如仍然采用普通鋼筋混凝土結構,在滿足裂縫要求的情況下就會造成池壁很厚,配筋量也很大。
2 預應力技術在大型水池中應用
2.1 由于水池尺寸過長,設置伸縮縫又存在很多弊端。如不設置伸縮縫,混凝土產生的溫度應力非常大,會造成池壁開裂。通過對池壁和池底施加預應力可以有效解決溫度應力問題。此外,通過在池壁施加預應力還可以有效減少池壁厚度并有效控制裂縫。
2.2 下面以某污水處理廠中事故調節池為例,介紹如何應用有限元軟件ansys計算水池應力,并對其進行預應力設計。工程概況:
調節池長96m,寬70m,池壁高度8.5m。為矩形多格有蓋(池蓋采用鋼檁條上鋪設玻璃鋼瓦)水池。水池充水高度7.5m,池底板埋深1.2m。水池平面見圖1。
2.2.1 計算模型
在水池池壁設置500×800和800×800扶壁柱(具置見圖一),在池壁頂部設置300×800圈梁。因為事故池跨度為48米,故在池中中設置500×500框架柱,用來減少池頂板拉梁的計算長度。水池長期在水溫80℃狀態下工作。水池基礎采用預應力混凝土管樁phc 500 ab 100-26,底板厚度600mm,池壁厚度400mm,混凝土強度c40,鋼筋采用hrb400。由于水池體型巨大,且充水水位較高,在使用荷載下較易出現裂縫,導致滲漏,為防止池壁、池底混凝土在水壓力、水溫度及混凝土收縮徐變作用下出現裂縫,在各矩形水池池壁、池底中均配置了無粘結預應力筋,在池頂拉梁中配置有粘結預應力筋。扶壁柱、拉梁、樁基礎采用beam188單元,池壁采用shell63單元,樁基邊界條件為樁端剛接,具體模型見圖2。
2.2.2 計算結果分析
(1)荷載工況
該調節水池池壁高8.5m,設計水位位于池壁7.5m高處,承受80℃水壓力作用。水池各部位具體荷載作用如下:池壁:7.5m水壓力作用,池壁底部壓強為0.075mpa;80℃溫度作用;池底:0.075mpa水壓力;80℃溫度作用;扶壁柱:80℃溫度作用;主拉梁:自重作用和頂蓋荷載;次拉梁:自重作用和頂蓋荷載。
(2)計算結果分析
由于計算結果的通用性,本文選取a軸池壁進行分析。圖3~圖6所示為a軸池壁豎向變形、水平變形及水平應力、垂直應力分布圖。
根據上述變形云圖可知,a軸池壁的水平最大位移為4.75mm,出現在池壁中部位置;其豎向最大位移為2.71mm,出現在池壁的最上部。同時,由應力分布云圖可知,a軸池壁水平應力最大值發生在長池壁與短池壁的交界位置處,其值為6.06mpa;最大垂直應力發
在a軸池壁與底板的交界處,其值為11.23mpa。
2.2.3 水池預應力設計
由于該水池容積大,一旦發生滲漏將產生非常大危害。因此,該水池采用一級抗裂等級。在設計時,采用的預應力為1860mpa,φs15.2mm預應力鋼絞線。預應力鋼絞線控制應力取δcon=0.75 fptk,首先根據裂縫控制條件估算npe,然后求得預應力筋根數,最后根據預應力度求得非預應力面積。預應力筋布置如圖7所示。
池壁非預應力筋施工圖如圖8所示。
3 大型鋼筋混凝土水池設計時經常采用的其他構造措施
3.1 設置后澆帶
后澆帶的施工工藝是在帶兩側先澆筑混凝土,待兩側混凝土澆筑40~60d后采用比兩側強度高一級的混凝土進行帶內澆筑來減少大體積或者超長結構混凝土裂縫產生的方法。后澆帶存在一些缺點:一般設計要求后澆帶的澆筑時間需待兩側結構混凝土澆筑后兩個月,因此在很多工程中這樣會影響總工期。后澆帶在兩側混凝土澆筑后需要對其進行保護、清理與鑿毛,給后期施工無形中增添了一定的工程量。由于有施工縫存在,在地下工程及其他有防水要求的地方,增加了滲漏隱患。
3.2 設置膨脹加強帶
連續式膨脹加強帶需要在帶內和帶外添加補償收縮混凝土,有限制膨脹率的要求。連續澆筑方式就是帶內和帶外混凝土一起澆筑,兩側均不埋設止水鋼板,因此工期大大縮短,澆筑完畢后沒有施工縫。由于膨脹加強帶的整個結構都需要添加膨脹劑,因此在材料價格方面會大于后澆帶,(每噸外加劑的價格在1000-1600左右,一千方的混凝土大概需要添加30噸左右)。本工程采用的是連續式膨脹加強帶做法,具體設置位置見圖1。
結語
由于采用無粘結預應力技術,水池各構件尺寸均有一定程度的減少。和普通混凝土水池相比,池壁尺寸大約可以減小20-40%。普通鋼筋使用量減少約20%-40%。雖然總造價略高于普通混凝土水池,但預應力水池取消了伸縮縫,使得水池整體性,耐久性、抗震性、抗滲性能得到很大提高。此外預應力水池由于取消了伸縮縫,使得施工周期大大縮減。隨著無粘結預應力技術的不斷發展,其造價也在不斷的降低。加之上述的各項優點可以解決大型混凝土水池設計中采用普通混凝土結構不能解決的實際問題,越來越多的業主和工程師的青睞。
參考文獻
[1]陶學康.無粘結預應力混凝土設計與施工[m].北京:地震出版社.
[2]中國建筑科學研究院.jgj92-2004.無粘結預應力混凝土結構技術規程[s].北京:中國建筑工業出版社.
某四星級酒店裝修設計任務書
北京***酒店定位為四星級涉外酒店,位于京城******,總建筑面積67000 平方米。北京***酒店集酒店住宿、公寓、溫泉水文化中心、會議、餐飲、娛樂、購物為一體。地熱溫泉作為北京***大酒店的優勢資源,要求設計時充分加以利用,建立京城獨特的溫泉水文化中心。
一、 設計依據
1、 北京***大酒店附屬綜合樓的裝修設計招標文件、設計任務書、建筑設計圖、結構設計圖、機電設計圖。
2、 設計規范及標準
1)《北京市建筑裝飾裝修工程設計文件編制深度的規定》(dbj01-612-2002);
2)中華人民共和國評定旅游涉外飯店星級的規定《旅游涉外飯店星級劃分與評定》(gb/t14308-1997);
3)中華人民共和國評定旅游涉外飯店星級的規定《星級飯店客房用品質量與配置要求》(lb/t003-1996);
4)《建筑制圖標準》(gb/t50104-2001);
5)《cad工程制圖規范》(gb/t18229-2000);
6)《cad通用技術規范》(gb/t17304-1998);
7)《建筑地面設計規范》(gb50037-96);
8)《住宅設計規范》(gb50096-99);
9)《旅館建筑設計規范》(jgj62-90);
10)《飲食建筑設計規范》(jgj64-89);
11)《辦公建筑設計規范》(jgj67-89);
12)《商店建筑設計規范》(jgj48-88);
13)《公共浴室給水排水設計規程》(cecs108:2000);
14)《建筑內部裝修設計規范》(gb50222-1999);
15)《民用建筑工程室內環境污染控制規范》(gb-50325-2001);
16)《室內裝飾裝修材料人造板及制品中甲醛釋放限量》(gb18580-2001);
17)《室內裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有限物質限量》(gb18581-2001);
18)《室內裝飾裝修材料內墻涂料中有限物質限量》(gb18582-2001);
19)《室內裝飾裝修材料膠粘中有限物質限量》(gb18583-2001);
20)《室內裝飾裝修材料木家具中有限物質限量》(gb18584-2001);
21)《室內裝飾裝修材料壁紙中有限物質限量》(gb18585-2001);
22)《室內裝飾裝修材料聚氯乙烯卷材地板中有限物質限量》(gb18586-2001);
23)《室內裝飾裝修材料放射性核素限量》(gb6566-2001);
24)《建筑裝飾裝修工程施工質量驗收規范》(gb50210-2001);
25)《高級裝飾工程質量檢驗評定標準》dbj01-27-96
26)《建筑裝飾工程施工驗收規范》(jbj73-94);
27)《高層民用建筑設計防火規范(2001年修訂版)》(gb50045-9);
28)《建筑滅火器配置設計規范(97年局部修訂)》(gbj140-90);
29)《消防通信指揮系統設計規范》(gb50313-2000);
30)《自動噴水滅火系統設計規劃》(gb50084-2001);
31)《火災自動報警系統設計規范》(gb50116-98);
32)《民用建筑照明設計標準》(gbj133-90);
33)《民用建筑電氣設計規范》(jgj/t16-92);
34)《室內燈具光分布分類和照明設計參數標準》(cecs56:94);
35)《建筑采光設計標準》(gb/t50033-2001);
36)《智能建筑設計標準》(gb/t50314-2000);
37)《電子計算機機房設計規劃》(gb50174-93);
38)《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計技術規定(暫行)》;
39)《建筑給水排水設計規范(97年修訂)》(gbj15-88);
40)《建筑中水設計規范》(gb5036-2002);
41)《采暖通風與空氣調節設計規范(2001年版)》(gbj19-75);
42)《旅游旅館建筑熱工與空氣調節節能設計標準》(gb50189-93);
43)其它國家及地方現行相關規范及標準文件。
二、 設計風格
1、 設計方案應體現以人為本的原則,要求合理、科學地考慮平面布局與流程,充分滿足使用要求。設計風格以現代、簡潔、大氣、莊重為主格調,裝修項目為簡潔為主,裝飾配套要突出時代要求,體現輕裝修重裝飾的設計原則。
2、 設計要充分體現以水養龍的文化特色,充分利用地熱溫泉。水文化中心要有自己獨具特色的內涵及現代、舒適、以人為本的休閑、娛樂流程。美觀、簡約大方,富有現代氣息,又要協調統一;
3、 要求重視綠化設計,運用適當的植物品種,巧妙搭配,營造良好的綠化景觀。重視對聲光環境的設計,包括人造光源設計及自然光源環境設計以及相應的避光、隔聲和吸音措施;
4、 利用自然采光、通風,采用合理有效的措施,盡力降低能源消耗,體現生態思想和節能觀念,滿足可持續發展的需要。
三、 設計范圍
設計范圍為:
1、室內裝修設計:
1) 除招標文件規定工作裝修設計以外所有室內區域的內裝修設計,包括天、地、墻、門、隔墻及固定家具的設計;
2) 大堂入口處的大門;
3) 廚房給出平面規劃,廚房設備由廚房設備廠家專業設計。
2、裝修配套設計
包括但不僅限于活動家具、潔具選型、燈具選型、裝飾材料樣板、窗簾布藝、畫、盆景、門五金、衛生間五金、門牌標志、室內陳設。
3、根據四星級裝修標準及使用功能提出強弱電、通風空調、給排水、消防的設計接口。
包括但不僅限于:
1)綜合布置天花圖(包括燈具、風口、煙感、喇叭、噴淋等機電的定位);
2)強電開關插座面板的定位;
3)弱電出線口的定位;
4)消防設計相關要求(如:防火分區、防火門、防火通道、消防排煙樓梯設置要求);
5)空調風口的送風型式、空調開關定位;
6)廚房設備平面規劃方案;
7)衛生潔具節水控制要求等等;
8)桑拿房、游泳池、保齡球館、弱電機房的設計接口。
4、給排水工程、強弱電工程、空調工程、消防工程、廚房設備、游泳池設備、電梯設備、舞臺燈光、音響設備、霓虹燈設備由甲方委托專業的設計公司設計,裝修設計單位要提供設計接口和配合。
四、 具體設計要求
五、 進度要求(合同要求)
六、 造價控制(即限額設計)
1、 裝修: 元/㎡
2、 室內家具配套: 元/㎡
3、 配套: 元/㎡
室內裝修總投資控制在15000萬元以內。
七、 設計文件要求
八、 需設計單位完成的其他工作
1、 配合建設單位做好裝修工作的招標工作;
2、 配合建設單位做好現場驗收工作;
3、 配合建設單位做好裝修材料樣板的確認工作;
4、 配合建設單位做好整個裝修工程的設計變更工作;
5、 參加裝修工程的竣工驗收工作;
6、 參加由建設單位主持的需由設計人參加的相關工程會議。
施工管理的不完善,是導致安全質量問題產生的根本原因。其四施工過程中質量問題看:通常有質量資料體系問題、砌體結構施工缺陷、基坑施工問題以及給排水工程施工質量問題等等。
2保障建設施工質量的四個基本要素
2.1嚴格把握建筑物的安全水準
但不管現在國建規定的建筑物的安全性水準是否符合實際需要,是否需要作以調整,在新的規定未頒布前必須遵守,而恰恰是有的建筑物的施工單位,在這點上有虛假成分,解決的做法是通過不正當得手段疏通監督和驗收環節。
2.2從設計到施工要嚴密銜接,消除不安全隱患
建筑物的耐久性安全使用在很大程度上取決于承重的主體結構質量。但是與國際上通用的設計標準相比,我國房屋結構設計規范所規定的安全水準有很大差距。例如對于公共場所的樓板,我國要求的承受人員、設備等使用荷載的能力,約僅及國外標準的50%~60%,至于公路橋梁設計的承受車輛和人群荷載的能力,也只達到國際通用標準的2/3左右。這個標準一直執行了50多年,沒有根本的變化,現已不能適應當前國情。我國很多建筑的結構設計規范中耐久性要求與國外的差距更大。以最常見的鋼筋混凝土結構為例,按照我國規范設計的混凝土中鋼筋發生銹蝕的年限,大概只能達到國際通用標準的1/2~1/3。這樣設計的結果是,除了室內持續干燥環境下的構件尚能大體滿足50年不需大修外,對于潮濕或室外受雨淋或冬季受凍等情況影響的結構構件,往往不到30~40年就出現鋼筋銹蝕引起的混凝土脹裂剝落,或者過不了幾年混凝土就遭凍蝕。而工業廠房結構的使用壽命則更短。(本文來自于《工程科技》雜志。《工程科技》雜志簡介詳見.)
2.3明確施工質量控制相關目標,完善建筑施工管理
必須明確施工質量控制相關目標,明晰施工中的質量控制程序以及完善質量檢測體系。建筑施工質量管理最為主要的原則是建立施工質量控制點,按照其對整個建筑施工質量的影響程度大小而定,在生產檢測階段以及材料復驗、各分項工程以及各個施工工序中都要設置質量控制點。在正式施工前,質量的影響因子為人、機、料、法、環等五個方面。在人方面,監理必須全面了解整個施工隊伍的素質,知曉其具備的相關專業技能,合理做出相關施工策略。對于材料而言,必須對進場的材料進行抽樣檢測,只有合格后的產品才能采用。控制施工活動的效果,必須遵循以下流程,即實測一分析一判斷一糾正或認可。對于質量要求達不到標準的,必須采取糾正,若質量嚴重和標準偏離,必須直接否定,對于符合標準的,進行相關確認。
2.4堅持以人為本,積極提高施工隊伍素質
關鍵詞:高層建筑;給水排水;設計辦法
中圖分類號:TU97文獻標識碼:A文章編號:
引言:
近年來,隨著經濟的快速增長,房地產市場繁榮發展,高層建筑不斷涌現,高層建筑給水排水設計隨著科學水平的不斷提高,技術更先進,設備更完善、功能更齊全。它具有用水要求高、水流量大等特點,必須不斷改進和提高高層建筑給水排水技術才能滿足高層建筑的功能要求,確保給水排水系統的良好運轉。
1.高層建筑給水排水工程的特點
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高層建筑給水排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必須要比低層建筑高。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,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聲的技術措施。
2.高層建筑給排水系統方案設計
給水排水系統方案設計包括給水系統設計、消防系統設計、排水系統設計以及熱水系統方案設計。結合高層建筑給排水系統的主要特征,進行給排水系統方案設計,確保高層建筑給排水系統日常運行的安全性、經濟性、合理性。
2.1給水系統方案設計
高層建筑給水系統的設計中最為關鍵的是給水方式的選擇,它直接關系到生活給水系統的使用質量和工程造價。根據《建筑給排水設計規范》中相關條文,高層民用建筑生活給水系統應豎向分區,且各分區最低衛生器具配水點處靜水壓力不宜大于0.45MPa;水壓大于0.35MPa的入戶管,宜設置減壓閥。除此之外應該合理確定給水系統垂直分區,保證給水設備衛生器具的正常使用,避免壓力過高,出現不必要的能量浪費。給水器材出水過猛,當啟閉這些器材時易產生水擊,使管網產生噪聲、振動甚至管件破裂,致使衛生潔具給水零件容易破壞。
就目前我國城市給水狀況而言,市政水壓一般只能滿足建筑五至六層的生活用水要求,對于高層建筑,城市市政給水管網的水壓就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,因此合理劃分生活給水系統豎向分區,控制最不利點的最低工作壓力和最低靜水壓力,針對不同的高層建筑,二次加壓供水方式主要如下幾種:
2.1.1水泵水箱聯合供水;該供水方式供水可靠,但缺點是該種供水系統需設水泵吸水箱和屋頂高位水箱兩個水箱,容易產生水質二次污染;另外將水一次提升至屋頂水箱,低區再通過減壓閥減壓供水,存在不節能和減壓閥因減壓比過大,造成減壓閥失靈的隱患,而且因屋頂水箱容積較大,增加土建工程量,且固定的屋頂水箱在地震時存在鞭稍效應,對建筑物安全不利。
2.1.2地下生活調節水箱通過變頻加壓設備供水;該供水方式取消了高位水箱,減少了一個水質可能受到污染的環節,水壓穩定,供水可靠,能克服第一種供水方式不能滿足頂層燃氣熱水器等對水壓的要求的缺點,幾個供水分區的設備可集中放置,方便管理,變頻加壓設備可配置氣壓罐及小流量泵,當用水量較小時,主泵可休眠,可依靠小流量泵或氣壓罐維持供水流量和壓力,可用于市政管網壓力較小的情況。
2.1.3管網疊壓供水設備供水;其優點與第二種相同,不同之處是充分利用市政管網壓力。其缺點是調節水量較少,在市網較長時間停水時不能滿足用水要求。可用于市政管網壓力較大,供水量全天大于用水量的情況,但該方式一般會影響其他地方供水,建議在限定條件下使用。
2.2排水系統方案設計
2.2.1排水系統的組成和布置
1)組成
2)排水系統由衛生器具或生產設備受水器、排水管道、通氣管系統、清通氣設備、抽升設備和局部處理構筑物等幾部分組成。
3)管道布置
4)在對排水管道進行選擇時,要根據所排污、廢水的不同性質進行,遵循符合技術標準和經濟節約兩大因素。進行管道布置設計時,要以最短的距離排出室外,并且盡量不要越過變形縫,同時要保證其安全性和方便使用維護。具體的對管道進行鋪設工作時,要注意在管道與管道之間、管道與墻之間要留有一定的距離;管道要穿墻或穿樓板進行鋪設時,要有預留洞。排水立管與排出管端部的連接宜采用兩個45度彎頭或彎曲半徑不小于4倍管徑的90度彎頭。
2.2.2排水設計
1)生活排污系統
2)高層建筑的生活排水系統的排水體制分為糞便污水和生活廢水合流或分流兩種。將衛生間的污、廢水排入同一立管中,不需要使用專用通氣立管。而合流入糞池的方式就是污、廢水合流排水體制。它的管道布設簡單,但是它需要增大化糞池的容積,工程造價較高。污、廢水的分流體制是將衛生間生活污水和廢水分別排入兩根立管,進行排出的方法。它的管道布設較復雜,但它能夠改善排水和通氣的效果。
3)排水通氣系統
4)高層建筑物的排水通氣系統中使用了各種通氣管和通氣閥。其主要是通過提供排水中氣體的散逸來達到透氣的作用;防止排水系統中出現水封的負壓虹吸及正壓噴濺現象,確保空氣的循環;保持排水迅速通暢、安靜。通氣閥是一種在通氣系統基礎上發展起來的通氣閥件。單路進氣閥可安裝在室內立管頂部或橫支管上,既可補氣又可防止管道內部氣體進入室內;雙路通氣閥可安裝在室外立管頂部代替通氣帽,使用時以單路進氣閥為主。
4.結束語
總之,高層建筑給水排水設計對廣大群眾的日常生活及安全意義重大,作為給排水設計人員應本著技術、安全、實用、美觀、經濟的原則,不斷總結和完善設計技術,尋求最佳的給排水設計方案,適應社會發展的新要求,滿足人民群眾不斷提高的物質文化和生活要求。
參考文獻:
[1]彭金華;王健;;塘下涌排澇工程優化設計[J];中國農村水利水電;2011年07期.
關鍵詞 循環供水系統收集系統循環水處理系統自動雨淋系統補水系統中圖分類號:F037 文獻標識碼:A
工程概述
根據業主要求,配合道路專業,本專業在指定路段做模擬雨淋路段的循環供水系統的設計。
設計依據和設計規范
1、《沈陽市公安局交警支隊考場建設工程施工圖設計委托書》
2、沈陽市規劃院提供的場地周邊規劃紅線圖
3、沈陽市勘測院提供的1:500電子地形圖
4、建設單位提供的增、改建項目內容
5、中華人民共和國公共安全行業標準《機動車駕駛人考試場地及其設施設置規范-第1部分:設計設置》(征求意見稿)
6、公共安全行業標準《機動車駕駛人考試場地及其設施設置規范》編制說明(征求意見稿)
7、沈陽市勘測院提供的地質勘察報告
8、《沈陽市公安局交警支隊考場建設工程-道路施工圖》——沈陽市市政工程設計研究院
9、《建筑給水排水制圖標準》GB/T 50106-2010
10、《室外排水設計規范[2011年版]》GB 50014-2006
11、《給水排水工程管道結構設計規范》GB/50332-2002
12、《給水排水管道工程施工及驗收規范》GB50268-2008
13、《給水排水構筑物工程施工驗收規范》GB50141-2008
14、測量手簿——沈陽市市政工程設計研究院
15、業主及規劃部門相關意見。
工程現狀
工程用地總體地勢呈北高南低。現狀無給排水設施,所有設備均為新建工程。
設計內容
循環雨淋系統設計
本次設計雨淋循環系統包括考場用自動雨淋系統、循環水處理系統和補水系統。
1、工藝流程:雨水(包括雨淋水和雨水)收集沉淀池沉淀循環水處理設備過濾模擬雨淋系統。
2、雨水(包括雨淋水和雨水)收集系統:
截水溝平面位置:在模擬濕滑路面起點處設置兩道300x250mm混凝土截水溝收集路面雨水。
截水溝縱斷設計:i≥0.3%坡向沉淀池。截水溝做法詳見國標圖集07J306-P22、J3。
排水管管徑采用DN300。
3、沉淀池:有效容積為16m3/h,L=6.6m,B=3.0m。構造詳見施工圖紙。池體配筋參見國標圖集08SS704-18~38(有覆土、有地下水4#)。
池內設有潛水泵為循環水處理系統中的過濾水箱供水。
(1)放空井:沉淀池內設有DN200放空管。入冬之前、池內設備檢修或池體清掏時需將池內廢水放空至放空井,然后用臨時泵排出至附近雨水井。放空井采用Φ1000圓形磚砌檢查井,參見06MS201-3-P11、22。
(2)溢流口:沉淀池內設有D=0.2m溢流管,溢流管出水口為八字式管道出水口(漿砌塊石)做法詳見國標圖集06MS201-9-P5。出水口下游底板做法參見本設計泄水槽構造圖(一)中做法。
(3)潛水泵控制要求、方式和顯示:沉淀池內設有一臺Q=16m3/h,H=7.5m潛水泵,三級負荷。控制箱由水泵廠家配套提供。控制箱顯示泵的啟、停、低報警水位、故障狀態信號、和揚水管的壓力信號。水泵啟、停由過度水箱中的浮球根據水箱中水位控制。以水箱底高程為±0.00m,啟泵水位:1.0m(相對高程);停泵水位:1.6m(相對高程)。水泵低水位報警由沉淀池中的浮球根據池中低報警水位控制,當達到低報警水位時自動停泵。
4、循環水處理系統:采用成套廢水過濾設備,主要包括過度水箱沉淀、氣罐曝氣、罐體過濾、清水箱儲水等工藝,處理量需滿足Q=7.0m3/h,處理后水質需達到城市雜用水中洗車用水水質標準(詳見《城市污水再生利用城市雜用水水質》GB/T 18920-2002)。
(1)曝氣:工藝中曝氣材料為空氣,氣源由廠家配套提供。
(2)濾料:過濾材料為級配石英砂,由廠家配套提供。
(3)設備材質:設備箱體材料均采用不銹鋼HS-304。
(4)反沖洗:過濾設備定期反沖洗,但需在雨淋系統不工作時,反沖洗水源來自清水箱。
(5)泄水井:入冬之前或設備維修時需將設備內廢水放空,設備內水放空至設備間外YA1泄水井。泄水井采用Φ1000圓形磚砌檢查井,參見06MS201-3-P11、22。
中水處理系統配套控制箱由中標廠家配套提供及指導安裝。水處理工藝參見施工圖紙。本設計工藝流程可根據中標廠家工藝調整。待與設計溝通滿足設計要求后,方可施工。
5、考場用自動雨淋系統:
(1) 本雨淋系統模擬局地短歷時強降水:1h降水量不小于20mm。
(2)單個噴頭噴水能力:流量1.389 L/min,壓力0.3MPa。(1MPa是十公斤水(常溫清水),100米水柱)
作用面積:350m2。
(3)本系統采用濕式系統。考試時,噴頭動作。雨淋系統用水由清水箱提供,通過Q=7m3/h(Q=0.02*7*50=7)、 H=40m(H=H1凈提升高度+H2最不利點沿程損失+H3最不利點局部水頭損失+H,安全水頭)干式多級離心泵提升至系統。離心泵就地手動控制啟停。
(4)雨淋系統管材采用鋼管,管道工作壓力1.0MPa。
(5)系統泄水:入冬之前或系統維修時需將系統內廢水放空,通過閥門井FA1和FA2內DN50立式閘閥將系統內水放空至設備間外YA1和YA2泄水井。
閥門井采用地面操作磚砌圓形立式閘閥井,參見0707MS101-2-P14~23。
泄水井采用Φ1000圓形磚砌檢查井,參見06MS201-3-P11、22。
(6)鋼制管道防腐:鋼管在進行內、外防腐前,應將表面的油污及鐵銹等去除,焊縫不得有焊渣、毛刺。鋼管表面的預處理必須滿足《涂裝前鋼材表面預處理規范》(SYJ4007-86)的要求,處理程度Sa2-21/2級,設計采用機械拋光法除銹。
管道外防腐:凡污水廠內明露的鋼管、鋼管件外壁,均刷一道底漆,三道調和漆,顏色由建設單位統一規定;浸入水中的鋼管、管件均一道底漆,兩道調和漆,顏色為乳白色;埋地鋼管,無論大管或小管均做環氧煤瀝青防腐,加強級做法,既底漆-面漆-玻璃布-面漆-面漆做法,干膜厚度≥0.4mm。
管道內防腐:采用無毒環氧樹脂,底漆兩道,面漆兩道,干膜厚度≥0.2mm。
6、補水系統:
(1)管道線位:補水管道線位詳見施工圖紙。
(2)管道設計:補水管道管徑為DN50,管道起點為場區東南辦公樓處市政給水管網,終點為沉淀池。其作用是為沉淀池補充水源。
(3)管道縱斷設計:給水管道覆土H≥1.8m,i≥0.3%。
(4)管材:本次設計給水管道管材采用PE100管材及同材質管件。施工中應嚴格按《給水排水工程管道施工及驗收規范》及有關規定實行。
管材的技術要求:
A、其環向彎曲剛度不宜小于8kN/m2,管道覆土大于5米其環向彎曲剛度不宜小于12.5kN/m2。
B、管道內、外壁防腐能力強,要安全運行50年。
C、管徑豎向的直徑變形率不得大于5%
D、管材粗糙系數≤0.01
(5)管道基礎及接口: 200mm厚砂墊層基礎。管道接口采用熱熔承插連接,當與金屬管件連接時采用法蘭連接。
(6)管道工作壓力0.6MPa,管道試驗壓力按《給水排水工程管道施工及驗收規范》及當地質檢監督部門的相關規定執行。
(7)閥門:
水表井GA1中管道上的控制閥門選用立式閘閥(帶閥梃,地面式操作)。同時配套安裝伸縮節以方便檢修,水表采用LXS旋翼型水表,閥門、伸縮節等附屬設備主體材質采用球墨鑄鐵,工作壓力按1.0MPa選用,管道上各種管件的法蘭螺栓孔要求與閥門設備法蘭相應配套。
閥門井GA4中管道上的控制閥門選用AMX型DN50多功能水力控制閘閥,功率0.37KW。
(8)閥門井和水表井:
水表井GA1采用磚砌圓形水表井(DN15-40),詳見07MS101-2-P40。
閥門井GA4采用地面操作磚砌圓形立式閘閥井,參見0707MS101-2-P14~23。
上述井室、井筒內外壁均要求采用1:2水泥砂漿抹面,厚度20mm。
閥門井和水表井井蓋材質由建設方確定,在機動車道上的井蓋荷載按《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60-2004)公路一級標準車輛荷載設計。
(9)多功能水力控制閘閥控制要求、方式和顯示:補水系統設置多功能水力控制閘閥,閥門啟閉由沉淀池內的浮球根據池內水位控制。控制箱顯示閥門的啟、閉、故障狀態信號。
設計要點及工程注意事項
1、本設計中管道長度、高程以米計,管徑以毫米計;雨水管道高程均為管底高程;管道樁號為方便施工定位。
2、管道應敷設在地基承載力特征值fak≥130kPa的原狀土地基或經處理后回填密實的地基上。溝槽開挖后,如遇淤泥等軟土時,應采用換填等地基加固處理措施,即將管道及檢查井基礎底下1.0m范圍內的淤泥土清除,回填級配砂礫并夯實。處理后的地基承載力經檢測達到fak≥130kPa后方可進行管道及檢查井施工。當溝槽開挖深度超過6m時,應采取相應的溝槽支護措施。
3、如當年修建道路,設在道路紅線內部的管道溝槽回填水撼砂至道路結構層,其余部分采用原土回填;如當年不修建道路或管道位于綠化帶內,溝槽回填水撼砂至管道外頂以上0.5m,其余部分采用原土回填。
4、回填土要緊密分層夯實,當排水管道采用砂石基礎時,如管材為鋼筋混凝土承插口管,則溝槽回填土密實度要求詳見國家建筑標準圖集《混凝土排水管道基礎及接口》06MS201—1 P7圖2。
關鍵詞:設計優化;工程造價;材料選型
中圖分類號:TU723.3 文獻標識碼:A1.設計優化的相關內容、實施方案及重要性
1.1 設計優化的相關內容
1.1.1 項目專業全部施工圖(包括地上部分和地下部分)設計優化咨詢服務。要求在不影響項目工期、不改變建筑使用功能及滿足國家和地方相關法規的情況下,對結構的配筋量、混凝土用量、結構形式、設計選型等做合理地經濟優化。
1.1.2 要求在不影響項目工期、不改變建筑使用功能及滿足國家和地方相關法規的情況下,對設備用房的位置和面積、各種用量負荷、各種設備和管線選型及綜合管線布置等方面進行合理地經濟優化。
1.1.3 在不影響項目工期、不改變建筑使用功能及滿足國家和地方相關法規的情況下,對各專業內部及各專業之間存在的“錯漏碰缺”問題進行優化完善,同時還要按照國家標準對圖紙深度及精度進行完善。
1.2 設計優化的實施方案
1.2.1 通常情況下,業主會委托專業的優化公司進行優化。提供全套的施工藍圖或電子圖紙等,優化前全套施工圖以雙方項目負責人簽字確認的藍圖或電子光盤為準。
1.2.2 受委托方向委托方書面提供項目設計優化報告供委托方確認。
1.2.3 在設計優化工作過程中,受委托方應監督原設計單位按照經委托方確認的設計優化意見進行相應的施工圖設計優化修改,設計優化修改后的施工圖或設計變更文件應滿足施工圖審查要求。若優化后施工圖或設計變更文件經甲乙雙方簽字確認,則視為設計單位是按委托方提供的優化意見進行相應的設計優化意見修改。
1.2.4 最終優化成果以設計方的施工藍圖為準,并以此作為咨詢費的支付依據。
1.3 設計優化的重點及重要性
1.3.1 設計優化的重點
設計優化的重點大致可分為:
(1)土方開挖及基礎形式優化。在設計基礎形式時,往往要考慮土方開挖的工程量及回填量,通過工程造價比較確定最終的開發深度及基礎形式。如西安某小區獨立基礎低標高為-5m,持力層為-7m.最初的設計方案為開挖至-7m的持力層,采用砂夾石進行回填至-5m并在此標高進行基礎施工。考慮到項目所處地為中心城區,土方開挖及回填的單價過高,經設計優化,基礎先大開挖至-5m,獨立基礎采用單獨開挖至-7m的持力層,由此進行基礎施工(即基礎下沉2m),在-5m位置設置拉梁把持結構未定。此項優化節約成本400萬元。
(2)樁基工程優化。對于樁基工程,往往要對多種樁基形式進行比較并進行造價比較,最終確定合理的設計方案。
(3)基坑支護工程。當前絕大部分設計院對基坑設計時,往往只考慮安全性,不考慮經濟性,設計方案偏于保守。以長沙某小區為例,設計采用分層放坡后再做支護樁的形式,減少了支護樁的高度,降低了冠梁的高度及降低了土層壓力,滿足安全需求的同時較大地節約了成本。樁錨支護冠梁的配筋按混凝土結構設計原理優化鋼筋配置減少了鋼筋用量。通過組織專家進行現場踏勘時發現北面地塊地勢較低,僅開挖地下一層作為地下室結構,經分析地質勘測報告并把北面地塊的護坡樁支護根據地勢條件及優化方案選型的方法有機結合地進行優化,最終確定修改成土釘墻進行支護。共節約成本300萬元。
(4)結構工程優化
在安全的前提下,通過選取合理的計算參數;適當調整構件的布置形式;改變構架的截面形式等方式,通過結構形式調整,可以達到更好的安全性、更優的經濟性、更靈活的使用空間。同時,根據受力情況,對構件的含筋量,混凝土強度進行調整,可達到節約成本的目的。車庫的優化也非常重要,以陜西漢中某小區為例,小區地勢為北高南低,南面地勢高出2m。原設計為地下室大開挖,后經方案優化。以南面自然地坪為正負零標高,將車庫底標高整體上移,車庫調整為半地下車庫。此方案直接減少開挖費用200萬元,地下室側壁防水、回填等費用300萬元同時在消防、通風中采用自然通風設計,減少通風費用200萬元。
室內的防水工程,對于衛生間防水,有些設計防水一次到頂,可優化為返墻面1.8m高。對于用水量較小的廚房,可取消地面及墻面的防水涂膜。
(5)裝飾工程
在外立面的選擇上精心優化。根據樓盤的檔次,選擇合適的外立面材料。對于中等檔次樓盤,盡量采用涂料,避免采用石材、貼磚。在設計的布置上,避免整體采用仿石涂料,可在低層布置仿石涂料,高層布置普通外墻涂料。
細化公共部位的裝修設計。目前開發商對公共部位的裝修尤為關注。對精裝修材料的選取花費很大精力,但往往起不到應有的效果。如在面積較小的大堂、門廳大量采用石材,空間感不足,相反采用大尺寸的玻化磚,既節約成本又展示了良好的效果。對高度不大的電梯間采用復雜的吊頂形式,降低了空間高度,而簡單的噴涂可以美觀而整潔。電梯間采用干掛石材縮小了電梯間空間,粘貼簡潔的瓷磚反而達到美觀的效果。對于門窗工程,盡量減少鋁包木的數量。合理選擇燈飾,空間較小的地方盡量少采用吊花燈。
(6)電氣工程優化
按照《高層民用建筑設計防火規范》GB50045-95(2005版)對高層建筑進行分類,對設備及導體進行合理選擇。對防雷設計,首先應計算出每棟建筑的預計年雷擊次數(N值),然后根據N值確定建筑物的防雷類別。根據規范,對高壓及低壓系統進行優化,合理優化電纜等截面尺寸。對配電箱系統進行優化,合理確定系統的接線方式及回路。對于火災報警系統,合理確定火災報警溫感探測器的布置數量,對于地下建筑,可考慮采用車庫區域采用由輸入模塊帶的非地址溫感降低造價。對于電梯,應合理確定功能,選定電梯配置前應充分考慮電梯的所有功能是否適用;對于電梯品牌的選用,不要盲目追求高端產品。因為電梯的好壞,不單單取決于電梯的品牌,更取決于電梯的安裝水平。如在江蘇淮安某小區電梯的選擇過程中,對于各種品牌進行甄別,最終選定中外合資的西子奧的斯產品,成本節約200萬元。在嚴格的安裝質量控制下,電梯的運行水平與排名前十的電梯相當,住戶的評價較高。
(7)給排水工程
對于給排水系統,應合理選擇一是管材的材質,比如排水系統要選用UPVC,而不是金屬管材;上水管道要選用普通材質而不是昂貴的新產品;二是系統的功能要講究,比如同層排水造價昂貴,不要選用。綜合小市政管網方案特別重要,稍有不慎或設計各專業不交圈會導致后期的變更較多,增大成本造價。對于排水及給誰管道,沒有必要采用鍍鋅管材,可選用壓力或環剛度滿足要求的塑料管材。另外對管道直徑的選擇也尤為重要,很多設計院的工程師設計的直徑往往偏大,后期優化中要根據用水量或排水量合理確定管道的直徑。
(8)室外景觀工程
景觀工程是現代地產行業的一張王牌,現在的景觀基本上都是造景。而普遍地看來,開發商都愿意花大量的錢去造景,景觀工程的特點就在于“空間的無限性”和“植物的稀缺性”。在景觀工程中,要注意選擇樹種的適宜性,多選擇適宜當地氣候條件的樹種,減少后期維護的費用。同時盡量減少水系的布置,降低建造成本及后期維護費用。對景觀的層次,要多次論證,避免鋪天蓋地的種樹,反而達不到預期的效果。對于硬鋪裝,盡量選擇觀感較好的人造石,減少天然石材的使用。
2. 新型材料的選型及應用
隨著經濟的發展和工業化的推進,電新型材料在工程中廣泛利用。以電纜為例,正確和經濟地選擇電力電纜型號和截面,成為輸送電網電纜設計的關鍵。按導體進行分類,目前常見的電纜可分為銅芯電纜、鋁芯電纜與合金電纜。
秦皇島某小區原設計采用銅芯電纜。通過對新材料、新工藝的了解、考察、論證后,將3種電纜從多方面做對比(詳見合金電纜和銅、鋁電纜性能對照表)。得出應用新型的鋁合金電纜比較經濟,但又能滿足使用功能。我們曾經將這一新材料應用在開發的項目,直接節約成本近30%。因此合理選用并應用新型材料尤為重要。
結語
新型項目管理當中,建設方往往在設計院設計成果的基礎上。聘請專業的設計優化公司,進行反復地優化。對每個分部分項工程進行系統地分析,很大程度上節約項目成本。
參考文獻