高層建筑的高度標準范文
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【關鍵詞】滅火 高層 建筑
一、超高層建筑定義、建筑材料及結構體系
建筑高度超過100米的高層建筑通常稱為超高層建筑。目前超高層建筑用于承受荷載的建筑材料主要有三種,分別為:鋼結構、鋼筋混凝土結構、鋼混凝土組合結構。
二、超高層建筑在防火設計上的特殊要求
在我國《高層建筑防火設計規范》有關內容中規定超高層建筑除執行高層建筑防火設計的有關規定外,對超高層建筑提出了特殊的防火設計要求,如:
(一)建筑高度超過100m的高層建筑,其應在電纜井、管道井每層樓板處用相當于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔;
(二)建筑高度超過100m的公共建筑,應設置避難層(間),并應符合有關規定;
(三)建筑高度超過100m,且標準層建筑面積超過1000m2的公共建筑,宜設置屋頂直升機停機坪或供直升機救助的設施,并應符合有關規定;
(四)當建筑高度超過100m時,高層建筑最不利點消火栓靜水壓力不應低于0.15MPa。當高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時,應設增壓設施;
(五)建筑高度超過100m的高層建筑及其裙房,除游泳池、溜冰場、建筑面積小于5.00m2的衛生間、不設集中空調且戶門為甲級防火門的住宅的戶內用房和不宜用水撲救的部位外,均應設自動噴水滅火系統。
通過對規范的研究,可以了解到超高層建筑從內部人員的逃生疏散、火災范圍的控制、排煙、供水、固定滅火設施上均提出了具體和更為嚴格的要求。
北京、上海等地相繼發生高層建筑外墻火災后,國家對高層建筑外墻保溫材料的防火等級也提出了更高要求。
三、超高層建筑消防安全問題
超高層建筑在豎向的空間布置上得到了有效的延伸,從而使建筑業主對于建筑的內部空間進行合理的區域劃分與功能的布置。正是超高層建筑的功能分區較為復雜,因此,消防監審部門不能夠完全根據常規建筑的防火規范進行統一設計,需要針對不同功能分區采取必要的性能化設計。
四、超高層建筑火災發生危險性
第一,可燃物較多,因此發生的火災的負荷較大。超高層建筑的內部裝修使用的材料主要是大量的可燃物,并且還敷設了很多的電纜電線。如果發生火災,可燃物會產生毒害氣體與大量的濃煙,并且沿著建筑的電梯井與垃圾井等豎向的.
第二,用電量大結構功能復雜。超高層建筑用途很多,其使用功能也相對復雜,提供辦公、娛樂、餐飲、會議、商務、購物等功能為一體。并且,根據功能的需要,都會配置大量用電設備,因此其導致火災發生的可能性因素很大。
第三,設備的日常維護和管理落實不到位,存在安全隱患。在超高層建筑的產權較為復雜、人員的流動性較大、使用功能復雜等。因此超高層建筑的消防設施長時間的使用后耗損程度較大,有些建筑內部甚至沒有設計自動化的消防設施。
五. 超高層建筑消防設計
5.1消防設計的難點和目標
超高層建筑的高度一般超過100米,屬于綜合高層建筑,因此,消防設計難點主要體現在以下方面:
①消防撲救現場與撲救面難以確定。
②大型的地下停車庫的疏散通道和疏散口與鍋爐房的確定,以及柴油發電機房的位置。
③標準層的平面上的大空間的消防疏散設計。
④設計建筑避難層。
超高層建筑消防設計中,需要堅持:預防為主,防消結合“消防原則,并且完善超高層建筑消防自救能力,通過安全可靠消防防火措施,使建筑消防功能滿足實用、安全、經濟、技術先進要求。
5.2超高層建筑消防設計
①確定撲救現場與撲救面。根據超高層建筑的地理位置與周邊環境,設計出合理的地形改造,最大限度的滿足超高層建筑和城市道路之間的關系,從而實現項目建設合理性、經濟型與可執行性。
②設計避難層。避難層提供給人員避難的安全場所,因此消防設計較為嚴格。根據《高規》:建筑高度如果超過了100米,其應該設置避難層。設置避難層,從超高層建筑的第一層到第一個避難層或者是在兩個避難層間,但是不超過15層。其原因是火災發生階段聚集在建筑15層的避難人員是不允許經過樓梯進行疏散的,可以借助于室外登高云梯實現人員的疏散。所以,超高層建筑設計避難層,首先要考慮的是人員的安全疏散時間的控制,并且使室外消防登高車有效的施救高度,特別是第一個避難層需要充分的考慮消防裝備水平,在設置消防登高車最大限度的伸展高度范圍內。如果避難層每平米可以容納5個人,并且適當的設計空余空間,因此好需要設計機械防排煙系統。
③標準層的平面空間上的消防疏散設計。根據超高層建筑的使用功能,進行規范設計,包括疏散寬度、疏散樓梯等。例如:如果屬于綜合辦公區域,根據其使用功能,其內部的餐飲功能的消防難點是在第五層,如果按照消防疏散人員208個計算,疏散寬度應該設計為2.08米。如果會議層的消防難點是在第十一層,其疏散人員按照220計算,其疏散的寬度應該設計為2.2米。如果辦公功能的消防難點層是標準層,面積按照929平方米計算,疏散人員按照156計算,其疏散寬度需要設計為1.56米。并且在疏散樓梯的設計上一般要求至少兩部,每層都需要滿足消防疏散要求。
④借用大型的停車庫疏散口、鍋爐房和柴油發電機房的位置的確定。如果超高層建筑的用地面積受到外界因素的限制,需要在一定面積內設計停車庫,需要采用的是普通停車庫和機械停車庫相結合的設計方法。大型停車庫的車輛出入口由于條件限制不能設計三個時,根據高度差關系,需要在建筑負2層或者是負3層分別設計通往到響鈴的地下停車庫的車行通道,并且借助于相鄰的地下停車可地面出入口,從而實現了車庫對外的出入口數量要求。但是,為了避免對主體超高層建筑的影響,需要在其周圍場地設計景觀造型和地面樓梯等外部造型。
結束語:
超高層建筑消防設計不但涉及以上幾點,還包括建筑裝飾材料的設計等。超高層建筑的設計基點都應該遵循我國的設計規范,根據超高層建筑特點,立足于防火自救,并且主動性的預防火災發生,在裝飾與保溫材料上避免使用可燃性的建筑材料,嚴格把關施工。提高人民消防安全責任意識入手,保障人民群眾的生命與財產安全。
參考文獻:
[1] 曹勝開. 淺談超高層建筑消防設計――以重慶銀行大廈為例[J]. 重慶建筑. 2012(11-25).
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關鍵詞:高層建筑 新材料 抗震 低碳
1. 高層建筑結構的特點
有關高層建筑的定義目前尚沒有統一規定,從理論上講應按照結構的受力特性來劃分,即按水平作用對建筑物的影響程度來劃分。聯合國教科文組織下屬的世界高層建筑委員會曾于1972年在美國賓夕法尼亞州的伯利恒市召開的國際高層建筑會議上專門討論了這個問題,提出將9層及9層以上的建筑定義為高層建筑,并建議按建筑的高度將高層建筑分為4類:第一類,9~16層(最高到50 m);第二類,17~25層(最高到75 m);第三類,26~40層(最高到l00 m);第四類,也稱超高層建筑,40層以上(高度在100 m以上)。
在我國,關于高層建筑的界限規定也未完全統一。行業標準《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3―2002)(以下簡稱高規)規定,10層及10層以上和高度超過28 m的鋼筋混凝土民用建筑屬于高層建筑。國家標準《高層民用建筑設計防火規范》(GB 50045-1995)規定,10層及10層以上的住宅建筑(包括底層設置商業服務網點的住宅)和建筑高度超過24 m的公共建筑為高層建筑。建筑高度指建筑物室外地面到其檐口或屋面、屋面板板頂的高度,屋頂上的望塔、水箱間、電梯機房、排煙機房和出屋面的樓梯間等不計入建筑高度和層數內。
高層建筑結構特點包括:
①水平荷載對結構的影響大,側移成為結構設計的主要控制目標之一。對一般建筑物,其材料用量、造價及結構方案的確定主要由豎向荷載控制,而在高層建筑結構中,高寬比增大,水平荷載(包括風力和地震力)產生的側移和內力所占比重增大,成為確定結構方案、材料用量和造價的決定因素。其根本原因就是側移和內力隨高度的增加而迅速增長。
②樓(屋)蓋結構整體性要求高。高層建筑結構的整體共同工作特性主要是各層樓板(包括樓面梁系)作用的結果,由于樓板在自身平面內的剛度很大,變形較小,故在高層建筑中一般都假定樓板在自產生平面內只有剛移(僅產生平動和轉動),而不改變形狀,并忽略樓板平面之外的剛度。因此,在高層建筑結構中的任一樓層高度處,各抗側力結構都要受到樓板剛體移動的制約,即所謂的位移協調,這時抗側剛度大的豎向平面結構必然要分擔較多的水平力。
③高層建筑結構中構件的多種變形影響大。在一般房屋結構分析中,通常只考慮構件彎曲變形的影響,而忽略構件軸向變形和剪切變形的影響,一般是因為其構件的軸力和剪力產生的影響很小。而對于高層建筑結構,由于層數多、高度高,軸力很大,從而沿高度逐漸積累的軸向變形很顯著,中部構件與邊部、角部構件的軸向變形差別大,對結構內力分配的影響大,因而構件中的軸向變形影響必須加以考慮。
④結構受到動力荷載作用時的動力效應大。根據結構本身的特點不同,如結構的類型與形式,結構的高度與高寬比,結構的自振周期與材料的阻尼比等的不同,結構受到地震作用或風荷載作用時,產生的動力效應對結構的影響也不同,有時這種動力效應嚴重影響結構物的正常使用,甚至造成房屋的破壞。
⑤扭轉效應大。當結構的質量分布、剛度分布不均勻時,高層建筑結構在水平荷載作用下容易產生較大的扭轉作用,扭轉作用會使抗側力結構的側移發生變化,從而影響各個抗側力結構構件(柱、剪力墻或筒體)所受到的剪力,并進而影響各個抗側力結構構件及其他構件的內力與變形。因此,在高層建筑結構設計中,結構的扭轉效應也是不可忽視的問題。
⑥必須重視結構的整體穩定和抗傾覆問題。在高層建筑結構設計中,應該重視結構的整體穩定性與結構的抗傾覆能力,防止結構發生整體失穩的破壞情況。
⑦當建筑物高度很大時,結構內外與上下的溫差過大而產生的溫度內力和溫度位移也是高層建筑結構的一種特點。
2. 高層建筑的未來發展的趨勢
近年來,高層建筑呈現出以下發展趨勢:
①新材料的開發和應用。隨著高性能混凝土材料的研制和不斷發展,混凝土的強度等級和韌性性能也不斷地改善?;炷恋膹姸鹊燃壱呀浛梢赃_到C100甚至更高,在高層建筑中應用高強度混凝土,可以減小結構構件的尺寸,減少結構自重,必將對高層建筑結構的發展產生重大影響。高強度具有良好可焊性的厚鋼板將成為今后高層建筑鋼結構的主要用鋼,而耐火鋼材FR鋼的出現為鋼結構的抗火設計提供了方便。
②層數增多,高度加高。由于城市規劃、用地緊張和使用功能等原因,我國高層建筑目前也有一些正在設計或施工的80層以上的建筑。在地震區的鋼筋混凝土高層建筑結構設計中,我國處在世界領先地位。
③組合結構高層建筑增多,采用組合結構可以建造比混凝土結構更高的建筑。在強震國家日本,組合結構高層建筑發展迅速,其數量已超過混凝土結構高層建筑。除外包混凝土組合柱外,鋼管混凝土組合柱應用很廣泛,外包混凝土和鋼管混凝土雙重組合柱的應用也很多。由于鋼管內混凝土在處于受壓狀態時,能提高構件的豎向承載力,從而可以節省鋼材。
④新型結構形式的應用增多。已建成的香港中國銀行大廈和正在籌劃中的芝加哥532 m高的摩天大樓方案,都采用了桁架筒體,并將全部垂直荷載傳至周邊結構,它們的單位面積用鋼量都僅約150 kg/m2,特別節省鋼材。預計這種結構體系今后在300 m以上的高層建筑中將得到更多的應用。巨型框架體系由于其剛度大,便于在內部設置大空間,今后也將得到更多的應用。
參考文獻:
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關鍵詞:高層建筑、平面設計、標準層
1.高層建筑概述
1.1高層建筑定義
高層建筑根據民用建筑其使用功能的不同分為居住建筑和公共建筑。根據現行建筑的相關規范,不同使用功能的高層建筑對高層的定義也不同。
居住建筑根據我國現行《住宅設計規范》規定:1至3層的住宅為低層住宅、4至6層的住宅為多層住宅、7至9層的住宅為中高層住宅、10層及以上的住宅為高層住宅。規范規定七層及以上的住宅或住戶入口層樓面距室外設計地面的高度超過16m以上的住宅必須設置電梯。
公共建筑根據我國現行相關防火規范規定:建筑高度大于24米的公共建筑為高層公共建筑。不同使用功能的公共建筑對于設置電梯的要求各不相同。例如《辦公建筑設計規范》規定五層及五層以上辦公建筑應設電梯;《商店建筑設計規范》規定大型商店營業部分層數為四層及四層以上時,宜設乘客電梯或自動扶梯。
1.2高層建筑平面分類
在建筑水平與垂直系統中,由大多數建筑、結構、設備等性質相同的樓層重疊起來的空間,稱之為標準層。高層建筑標準層的有效水平重疊與合理垂直貫穿是建筑設計的基本精髓,截取水平面和垂直體交匯處的任一單元段,即得到所謂的標準層。
1.2.1高層標準層平面根據不同的使用功能要求可以劃分為住宅建筑、辦公建筑、酒店建筑、醫院建筑等。住宅、辦公、酒店、醫院等高層建筑各自的使用特點不同,順應功能要求設計出來的標準層平面無論是平面形狀還是平面內部的房間布局、交通流線組織也各不相同。
以高層住宅為例,根據住宅交通疏散形式的不同,住宅平面被分為單元式、塔式、通廊式等。
1.2.2如果單純的按照高層標準層平面形狀劃分,高層建筑的標準層平面以對稱的幾何平面圖形居多。主要原因在于高層中,建筑除了受豎向荷載作用外,還要考慮風力或地震力引起的水平荷載,這在很大程度上限制了標準層設計的自由度。這種對稱的平面形式可以使高層建筑的結構設計更為經濟合理。
高層建筑的豎向交通核心筒系統,即樓梯、電梯、及其前室、疏散走道、公共服務用房、設備室、管道井等集中組合成有機的結構核心體,形成上下貫通,結構剛度強勁的核心筒體組合,其常常布置在平面較為中心的部位,作為高層建筑平面的核心要素,對標準層平面布局的靈活性構成了極大影響。高層建筑基本的平面圖形有矩形(板式)、弧形曲線、方形、圓形、三角形等等。這些基本圖形可以通過切角、旋轉、形體上加減法等設計手法衍生出來新的平面造型。
結合高層建筑不同的使用功能,高層建筑各自的標準層平面形狀也會有所不同。例如單元式住宅的平面形式常為矩形(板式)平面形式等;辦公和酒店建筑的平面形式常為矩形(板式)、弧形曲線、方形、圓形等;醫院建筑平面形式常為矩形(板式)等。
2.標準層平面設計要素
標準層平面設計影響因素來自于多方面、多角度。
2.1交通組織和消防疏散對于高層建筑標準層平面設計的影響是一個主要因素。高層建筑一般都具有人員密集、使用功能復雜、各種設備管線繁多的特點,引起火災的潛在因素頗多。發生火災時,將被火情圍困的人員迅速安全地疏散到室外地面安全地帶是防火疏散設計的重要環節。疏散設計的原則是路線簡單明了,便于人們在緊急時進行判斷,同時提供從室內任何位置向兩個方向疏散的可能性。
根據《高層民用建筑設計防火規范》的相關規定,不同高度、不同功能的高層建筑其疏散樓梯的形式也不相同。
規范中明確規定:
一類高層建筑和除單元式和通廊式住宅外的建筑高度超過32m的二類建筑以及塔式住宅,均應設防煙樓梯間;
裙房和除單元式和通廊式住宅外的建筑高度不超過32m的二類高層建筑應設封閉樓梯間。
十一層及十一層以下的單元式住宅可不設封閉樓梯間,但開向樓梯間的戶門應為乙級防火門,且樓梯間應靠外墻,并應直接天然采光和自然通風。
十二層及十八層的單元式住宅應設封閉樓梯間。
十九層及十九層以上的單元式住宅應設防煙樓梯間。
十一層及十一層以下的通廊式住宅應設封閉樓梯間;超過十一層的通廊式住宅應設防煙樓梯間。
以上這些關于安全疏散的相關規定,都和高層建筑標準層平面設計息息相關。任何高層建筑平面設計都要以滿足人員安全疏散為前提,合理的進行交通流線的組織。
2.2高層建筑平面設計應滿足其使用功能的合理性。“以人為本”是當今建筑設計的一個重要設計理念。隨著科學技術、經濟文化的不斷飛速發展,人類對建筑設計的要求已經不僅僅是滿足單一的建筑使用功能,而是要求以人的基本生活、心理、行為和文化物質為出發點的人性化建筑設計。 在科技發展、智能化水平不斷提高的背景下,強調人性化設計更有必要。標準層的平面設計就是要有利于人的身心健康,具有使用的舒適性合理性。建筑標準層平面布局設計應靈活,盡可能營造符合人體功能學的寬松舒適的工作、生活環境。
2.3標準層平面設計的經濟因素是投資方較為關心的一個設計要素。影響經濟因素的內容較多,比如結構選型、平面布局的各個功能空間的使用率等。
高層建筑標準層平面規則對稱、具有良好的整體性,可以增強其抗側力的能力。不規則的建筑平面方案,如平面凹凸不規則的建筑方案在結構設計時會按照相關規范規定采取一定的加強措施。這些措施都會增加建筑的投資成本。
便捷高效的水平與垂直交通系統和安全疏散系統,這些標準層平面中主要的公共空間需要在滿足安全使用的前提下盡可能的縮減建筑面積,提高標準層的有效使用率。
標準層平面形式及外表宜簡不宜繁,過于繁雜化的藝術處理會造成不合理的空間利用、結構及施工困難,裝修與維護不便及能源消耗量的無謂增加等。
2.4建筑的節能設計與建筑所在地區的氣候條件、建筑總體布局、建筑物體形系數、朝向、護結構保溫隔熱性能、外檐門窗質量等諸多因素有關。高層建筑體型龐大,相鄰高層建筑相互遮擋,易形成大面積陰影區。
高層建筑平面設計時應考慮到節能設計的相關設計要素,盡可能的降低建筑能耗。例如在寒冷地區平面設計應注意合理的確定建筑位置和朝向,使建筑平面主要功能空間更多的接收到太陽輻射的熱能;建筑平面在南向開窗面積可以略大一些,而東西向、北向的房間在滿足采光條件下開窗面積要盡可能小一些;高層建筑的平面形體要規整,減少不必要的凹凸變化,嚴格控制體形系數。這些設計方法可以使建筑獲得更多太陽熱輻射并且同時減少熱損失,給室內創造一個良好舒適的溫度環境。
2.5工業化高速發展的社會,人類面臨環境破壞、能源危機等種種環境威脅。高層建筑如何充分利用綠色建筑能源已經成為當今高層建筑設計的一個新的設計要素。盡可能利用當地的環境氣候、地勢、陽光、水和空氣等自然特點,減少建筑對生態系統的破壞,創建生態建筑。在進行高層建筑平面設計時主要體現在對綠色能源的充分利用。例如各主要功能空間的平面布局要充分利用自然采光,盡量減少人工照明的能耗;通過平面形體、朝向等設計應將主要功能空間的朝向垂直于夏季主導風向,充分利用自然通風。除此之外還有雨水的重新回收利用系統、天陽能集熱器提供熱水系統、光電管提供電能系統、呼吸式幕墻系統等等,在進行這些綠色建筑要點設計時,建筑平面設計都需要將平面的使用功能與綠色建筑設備系統進行綜合考慮合理布置平面。
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論文摘要:本文簡要介紹了高層、超高層建筑的結構體系,通過對國內已建和在建的高層建筑鋼結構國產化問題的調研,分析了在鋼材、設計、施工和監理等方面國產化所面臨的主要問題,為高層建筑鋼結構的發展提出了一些建議。
高層鋼結構建筑在國外已有110多年的歷史,1883年最早一幢鋼結構高層建筑在美國芝加哥拔地而起,到了二次世界大戰后由于地價的上漲和人口的迅速增長,以及對高層及超高層建筑的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高,使高層和超高層建筑迅猛發展。鋼筋混凝土結構在超高層建筑中由于自重大,柱子所占的建筑面積比率越來越大,在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結構受到質疑;同時高強度鋼材應運而生,在超高層建筑中采用部分鋼結構或全鋼結構的理論研究與設計建造可說是同步前進。
超高層建筑的發展體現了發達國家的建筑科技水平、材料工業水平和綜合技術水平,也是建設部門財力雄厚的象征。
一、我國的高層與超高層鋼結構建筑的發展
我國的高層與超高層鋼結構建筑自改革開放以來已有20年的歷史,并在設計和施工中積累了不少經驗,已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ 99-98。
1、鋼材的國產化
國內鋼鐵企業根據我國高層建筑鋼結構設計標準的要求,制訂我國第一部高層建筑鋼結構的鋼材標準《高層建筑結構用鋼板》( YB4104-2000),比目前仍在實施的《低合金高強度結構鋼》(GB/T 1591-94) 又前進了一步,其性能指標優于國外同類產品。
2、鋼結構設計國產化
截止2003年3月,我國已建和在建的高層建筑鋼結構有60 余幢,按其結構類型劃分,鋼框架-RC核心筒占4314%,SRC框架-RC核心筒占1617%,二者合計6011%;鋼框架-支撐體系占1813%;巨型框架占813%;純鋼框架占617%,筒體和鋼管混凝土結構各占313%。統計表明,目前我國高層建筑鋼結構以混合結構為主。
鑒于我國對混合結構尚未進行系統的研究,所以《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)暫不列入這種結構類型是合理的。
國家標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)等有關高層建筑最大高度和最大高寬比的規定,在一般情況下,應遵守規范的規定,否則應進行專項論證或試驗研究。建設部第111號令《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》和建質[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》,對加強高層建筑鋼結構設計質量控制意義重大,具有可操作性。
鋼結構設計分兩個階段,即設計圖階段和施工詳圖階段?,F在有的設計院完全采取國外設計模式,無構件圖、節點圖和鋼材表等,對工程招投標和施工詳圖設計帶來不便。因此,建議有關部門對此做出具體規定。關于節點設計問題,國內應多做一些理論和試驗研究工作,比如柱梁剛性節點塑性鉸外移和防止焊接節點的層狀撕裂等。由于鋼結構的阻尼比較低,在研發各種耗能支撐和節點的減震消能體系方面,國際上研究和應用較多,國內應加快進行此方面的研究。
二、高層及超高層結構體系
對于高層及超高層建筑的劃分,建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有一個統一規定,一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑,建筑總高度超過60m為超高層建筑。
對于結構設計來講,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則,選擇相應的結構體系,一般分為六大類:框架結構體系、剪力墻結構體系、框架—剪力墻結構體系、框—筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。
三、鋼結構制作與安裝
1、鋼柱的安裝
鋼柱是高層、超高層建筑決定層高和建筑總高度的主要豎向構件,在加工制造中必須滿足現行規范的驗收標準。
100m高的超高層鋼柱一般分為8~12節構件,鋼柱在翻樣下料制作過程中應考慮焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形,所以鋼柱的翻樣下料長度不等于設計長度,即使只有幾毫米也不能忽略不計。而且上下兩節鋼柱截面完全相等時也不允許互換,要求對每節鋼柱應編號予以區別,正確安裝就位。
矩形或方形鋼柱內的加勁板的焊接應按現行規范要求采用熔嘴電渣焊,不允許采用其他如在箱板上開孔、槽塞焊等形式。
鋼柱標高的控制一般有二種方式:
(1)按相對標高制作安裝。鋼柱的長度誤差不得超過3mm,不考慮焊縫收縮變形和豎向荷載引起的壓縮變形,建筑物的總高度只要達到各節柱子制作允許偏差總和及鋼柱壓縮變形總和就算合格,這種制作安裝一般在12層以下,層高控制不十分嚴格的建筑物。
(2)按設計標高制作安裝。一般在12層以上,精度要求較高的層高,應按土建的標高安裝第一節鋼柱底面標高,每節鋼柱的累加尺寸總和應符合設計要求的總尺寸。每一節柱子的接頭產生的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形應加到每節鋼柱加工長度中去。
2、框架梁的制作與安裝
高層、超高層框架梁一般采用H型鋼,框架梁與鋼柱宜采用剛性連接,鋼柱為貫通型,在框架梁的上下翼緣處在鋼柱內設置橫向加勁肋。
框架梁應按設計編號正確就位。
為保證框架梁與鋼柱連接處的節點域有較好的延性以及連接可靠性和樓層層高的精確性,在工廠制造時,在框架梁所在位置設置懸臂梁(短牛腿),懸臂梁上下翼緣與鋼柱的連接采用剖口熔透焊縫,腹板采用貼角焊縫。框架梁與鋼柱的懸臂梁(短牛腿)連接,上下翼緣的連接采用襯板(兼引弧板)全熔透焊縫,腹板采用高強螺栓連接。
由于鋼筋混凝土施工允許偏差遠遠大于鋼結構的精度要求,當框架梁與鋼筋混凝土剪力墻或鋼筋混凝土筒壁連接時,腹板的連接板可開橢圓孔,橢圓孔的長向尺寸不得大于2d0(d0為螺栓孔徑),并應保證孔邊距的要求。
框架梁的翻樣下料長度同樣不等于設計長度,需考慮焊接收縮變形。焊接收縮變形可用經驗公式計算再按實際加工之后校核,確定其翻樣下料的精確長度。
框架梁上下翼緣的連接可采用高強螺栓連接或焊接連接,目前大部分采用帶襯板的全熔透焊接連接。施工時先焊下翼緣再焊上翼緣,先一端點焊定位,再焊另一端。
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Abstract: With the development of construction industry, our country related construction levels are also constantly improving. Due to high raise building industry one body complex difficulty is more advanced, so it can reflect the construction level. This article through to analyzes the high-rise building construction technology and characteristics, introduces several high-rise building construction technology.
Key words: construction technology; construction; design
中圖分類號:TU74一、現代高層建筑施工特點 高層建筑施工除了跟多層建筑在主體結構的施工方面有相同點以外,也必須表現出了自身的施工特點。 1、高層建筑的高技術和高作業 高層建筑顧名思義,就是高度比較高的建筑,這樣的建筑結構,就造成垂直運輸工作量的加大。同時,高層建筑的施工就意味著高空作業量也比一般的建筑施工要大,高空作業所需要的材料、設備、制品和建筑人員的垂直運輸等工作都要到位,尤其是對高空作業人員的安全保障,防止高空墜物事故的發生,都要做到防患于未然。 2、地基處理技術復雜 高層建筑為了實現其自身整體上的穩定性,所以在地基的埋置深度上一定要大于建筑物高度的1/12,而如果采用樁基的方式,其埋置深度至少要達到建筑物高度的1/15,而且至少需要一層地下室。這就意味著,高層建筑的基本埋置深度往往要達到20米以上,這種深度的建筑施工,對地基的處理上的技術就較為復雜,尤其是建設在軟土層上的高層建筑,由于技術施工方案的多樣性,選擇方案的不同,其所需的過程造價和所需的工期都不同,這也是高層建筑有別于其他建筑的特點之一。 3、高層建筑集中管理和多方協作 由于高層建筑的結構比較復雜,技術含量較高和工程量巨大,在建筑中所涉及到的單位也比較多。我國目前的高層建筑往往是采取設計、準備和施工的同時進行,其工程的分包涉及到很多的建筑單位,相互協作的關系涉及到很多的部門。這就是高層建筑施工計劃中的組織管理和協作之間的難度加大,所以必須要采用集中管理的方式,加強各部門之間的相互協作。 4、施工周期較長 低層建筑和多層建筑施工的平均工期一般為十個月左右,而由于高層建筑的施工量大和技術含量高,其平均工期一般要達到兩年以上,而且高層建筑受季節的影響較為明顯,也相應的增長了施工的周期。而目前我國對于施工周期的縮短上主要采取的是將建筑架構和裝飾工期的相應的縮短,而且選擇不同的模板體系所需要的施工周期也不同,由此選擇合理的模板也是縮短工期的一個重要的手段。 二、高層建筑施工技術 1、高層建筑基礎技術 高層建筑中的基礎是整個房屋結構的重要組成部分,其造價和工期分別約占建筑物土建總造價的20~30%,占總工期的30~40%左右。高層建筑基礎施工有如下特殊性: (1)基礎埋置較深 根據《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》規定,基礎埋置深度,天然地基時應為建筑高度的1/12;樁基時應為建筑高度的1/15,樁長不計在埋置深度以內。且充分利用地下空間高層建筑一般將地下室建成三~四層,深達20多m,所以深基礎工程已成為建造高層建筑的條件。 (2)深基坑工程的設計與施工風險較大。 高層建筑在城市鱗次櫛比,施工場地狹窄。由于鄰近建筑及四周市政工程設施的安全和保護,對基坑工程的穩定和位移要求很嚴,而基坑工程在施工過程中大部分是臨時工程。深基坑的開挖與支護,這是地下工程極其富有變化的領域,它包含土力學強度與穩定問題、位移變形問題、土與支護結構相互作用問題以及環境巖土工程問題。這些問題隨著巖土性質不同而差異很大設計施工不當,極易發生基坑工程事故。 2、混凝土工程施工技術 混凝土質量的主要指標之一是抗壓強度,從混凝土強度表達式不難看出,混凝土抗壓強度與混凝土用水、水泥的強度成正比,按公式計算,當水灰比相等時,高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多。所以混凝土施工時切勿用錯了水泥標號。另外,水灰比也與混凝土強度成正比,水灰比大,混凝土強度高,水灰比小,混凝土強度低,因此,當水灰比不變時,企圖用增加水泥用量來提高混凝土強度是錯誤的,此時只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收縮和變形。 混凝土質量控制包含兩個基本內容:首先,要使混凝土達到設計要求的質量標準。其次,在滿足設計要求的質量指標前提下盡量降低成本,這兩條要求實際上是盡量降低混凝土的標準差?;炷恋膹姸扔幸欢x散性,這是客觀的,但通過科學管理可以控制其達到最小值,因此混凝土標準差能反映施工單位的實際管理水平,管理水平越高,標準差越小。 3、結構轉換層施工技術 高層建筑從建筑的功能上一般上部要求小空間的軸線布置,而下部則需要大空間的軸線布置。上述要求與結構合理、自然布置正好相反。由于高層建筑結構下部樓層受力很大,上部受力較小,正常布置時應當是下部剛度大、墻多、柱網密,到上部漸減少墻、柱,擴大軸線間距。結構的正常布置與建筑功能之間就產生了矛盾。 為了滿足建筑功能的要求,結構必須以和常規相反的方式進行布置。上部布置小空間,下部布置大空間。上部布置剛度大的剪力墻,下部布置剛度小的框架柱。為了實現這種結構布置,就必須在結構轉換的樓層設置轉換層。這種轉換層廣泛應用于剪力墻結構及框架-剪力墻等結構體系中。 不管采用何種轉換形式,帶轉換層的剪力墻結構仍是目前工程應用的主要結構形式。同時,由于轉換層位置越來越高,帶轉換層的筒體結構也時有應用。對帶轉換層的剪力墻結構及帶轉換層筒體結構這兩類轉換結構,通過轉換層上下層間位移角及內力變化情況的分析,可得出影響其抗震性能的主要因素,分別是:轉換層設置高度、轉換層上部與下部結構等效剛度比、轉換層結構與其上層結構側向剛度比。對帶轉換層筒體結構其主要影響因素表現為轉換層上部外筒的剛度、轉換層設置高度和內筒剛度。 對上述兩類轉換結構,轉換層高度是影響其抗震性能的主要因素之一,轉換層高度越高,轉換層上下層間位移角及內力突變越明顯,設計時應限制轉換層設置高度。轉換層與其上層的側向剛度比對結構抗震性能有一定影響。對轉換層位置較低的帶轉換層的剪力墻結構,控制側向剛度比可以控制轉換層附近的層間位移角及內力突變。 4、施工后澆帶施工技術 在高層建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高層主樓與低層裙房連在一起,裙房包圍了主樓的大部分。從傳統的結構觀點看,希望將高層與裙房脫開,這就需要設變形縫;但從建筑要求看又不希望設縫。因為設縫會出現雙梁、雙柱、雙墻,使平面布局受局限,因此施工后澆帶法便應運而生。 一般高層主樓與低層裙房的基礎同時施工,這樣回填土后場地平整,便于上部結構施工。對于上部結構,無論是高層主樓與低層裙房同時施工,還是先施工高層后施工低層,同樣要按施工圖預留施工后澆帶。對高層主樓與低層裙房連接的基礎梁、上部結構的梁和板,要預留出施工后澆帶,待主樓與裙房主體完工后,再用微膨脹混凝土將它澆筑起來,使兩側地梁、上部梁和板連接成一個整體。這樣做的目的是為了把高層與低層的差異沉降放過一部分,因為高層主樓完成之后,一般情況下,其沉降量已完成最終沉降量的60%~80%,剩下的沉降量就小多了,這時再補齊施工后澆帶混凝土,二者差異沉降量就較小,這部分差異沉降引起的結構內力,可由不設永久變形縫的結構承擔。 三、結束語
在高層建筑的工程建設中,我們只有本著高效、科學、標準、規范的設計施工原則,依據各工程施工技術特點進行秩序化、規范化、科學化的適應性施工管理,嚴把質量關、加強基礎施工建設,因地制宜、安全規范,才能最終使高層建筑工程施工在復雜的體系結構中找出頭緒、理清思路,依據用戶的豐富需求開展人性化施工設計,并促進高層建筑各項工程建設水平的穩步提升,切實為延長高層建筑的使用壽命做出貢獻。
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關鍵詞:高層建筑;施工要點;相關闡述
廣義而言,高層建筑一般分為四個層次:大于五十米高度的的為一類高層,而大于七十五米部分的是二類高層,大于一百米的為三類高層,我們通常所說的四十層以上的則為超高層。眾所周知,在進行高層建筑相關施工的過程中,對高層建筑施工的成本投入和工期投入都相對較大,并且在進行高層建筑施工時對混凝土的投入量也非常大。需要提到的一點的是,高層建筑在建筑工程質量和建筑安全兩個方面上有著一定的特殊性。本文針對上述高層建筑的相關特性對高層建筑中的施工要點進行具體闡述,希望為我國的高層建筑行業的發展貢獻出一份力量。
一、強度控制
高層建筑的強度一般是指建筑混凝土的強度,因為高層建筑對混凝土的需求量較大,相對而言,其建筑施工工期比較長,與此同時也會受到氣候和施工設備等條件的制約。綜上所述,我們在進行高層建筑施工的過程中應該控制好混凝土強度的相關問題。
1.配比選定
在進行高層建筑施工之前,通常要根據建筑設計的相應要求對高層施工混凝土強度進行控制,需要注意的是,應該在相關法定實驗機構去進行一定的級配實驗,經報告審批合格后根據級配實施具體的配合比試驗,在經過試驗之后按照最終結果進行實際施工操作。
2.實行相對嚴格的養護制度
進行高層建筑施工的過程中所用的混凝土應該采用泵送式混凝土。因為適時的使用泵送混凝土可以在一定程度上縮短工程施工的整體施工周期,并且還能對其施工性能進行較為良好的改善。需要提到的是,在一些工程配比材料的使用說明中,假設對振搗進行嚴格控制時其也會出現混凝土強度不足的狀況,在對高層建筑進行施工的過程中對養護時間的不合理掌握是造成混凝土強度不足的主要原因。
3.對混凝土強度進行科學評定
眾所周知,對混凝土強度進行科學有效的判定是高層建筑施工中的重點。與此同時,我國頒布過有關混凝土強度判定標準的相關條例,其中也強調了對混凝土強度進行評定和檢測的重要性。在整個施工的過程中,真正符合施工標準的混凝土施工應該是混凝土的強度等級和齡期以及相關的生產工藝條件都相同的情況下選擇其中一種較為合適的混凝土進行投入使用。高層建筑施工的施工周期相對較長,并且對混凝土的養護工作以及對混凝土的澆筑工作也相對較差,也就是我們通常所說的施工要求標準過大。但是假設將其進行較為籠統的判定,那么就有可能出現產品不合格的情況,所以我們應該針對此種情況進行分批處理,并根據基本條件相互符合的混凝土強度進行仔細的判定。只有這樣才能使其達國家規定條款的同時也達到了了高層建筑施工中的混凝土強度指標。
二、對結構轉換層進行合理的控制和安排
1.符合建筑功能的相關需求
在進行高層建筑施工的過程中,上部建筑的空間要求相對較小,但是下部建筑的需求空間則需要較大的軸線布置。同時,如果上部建筑的受力情況較小的話,那么在進行正常施工布置的過程中其下部建筑的剛度就會顯著增大,并且墻面和柱網都會有所改變,使其在一定程度上減少了墻柱軸線之間的實際間距。上述情況往往會導致高層建筑正常布置和相應的建筑功能之間產生一定的矛盾。綜上所述,要想使其達到高層建筑施工標準,建筑結構應該采用與常規設置相反的方式進行施工布置。需要提到的是,上部建筑布置的布置空間比較小,而下部建筑的布置空間卻相對較大。要想實現上述格局布置構思,我們應該在進行結構轉換的過程中對相關樓層進行設置轉換工作。此種類型的轉換層方式大多數被應用在剪力墻結構體系創建當中。
2.轉換形式的高層建筑模式
眾所周知,具有轉換層的剪力墻是當前我國高層建筑施工中的主要構成形式。但是,因為當下轉換層高度的不斷變化,其簡體結構的應用次數相對減少。還需要提到的一點就是,高層建筑施工中的主要轉換結構包括兩種類型,一般為帶有相應轉換層的剪力墻結構和帶有轉換層的簡體結構,經過對上述兩種轉換結構的具體分析,我們可以得出影響結構抗震性能的具體因素主要為:轉換層的相關高度,轉換層上部建筑結構和下部建筑結構等相應的等效剛度數值比。但是對簡體結構而言,其主要結構影響因素包括:外筒剛度和內筒剛度。
三、三線控制
高層建筑施工中的主要難點在于對工程軸線和工程標高以及相應的工程垂直度的掌握上。但是由于上述因素的涉及面相對較廣,同時施工操作難度也比較大,這就會使工程施工中的建筑部件位移以及測量不準的狀況時有發生。其中進行合理有效地三線控制是高層建筑施工中的首要任務。
1.對相關垂直高度進行合理的控制
廣義而言,要想在一定程度上保證高層建筑施工的整體質量,就應該對相關垂直高度進行合理的控制和把握。對高層建筑的垂直高度進行合理的控制應該先從建筑柱網的分布情況角度出發,同時要將邊腳柱固定在相應的位置上。需要注意的是,在進行安裝邊角柱模板時應該沿著邊角柱的外層彈出其厚度線,并在此基礎上立磨和支撐。立柱垂直高度的測量應該采用掉線的方法進行測量,在保證立柱垂直度完全符合規定標準后,將模板的外側邊線進行加固和支撐,對混凝土的澆筑工作也要進行嚴格把關。
2.軸線控制
正確的做法是,在進行對過程線控制的過程中。應該掛起兩條線并對剪力墻進行相應的澆筑工作,這是高層建筑施工軸線控制工作中的重點環節。在進行對剪力墻進行澆筑的過程中應該注意膠合板的質量是否符合施工標準,固定外墻的具體規模,而內墻散裝散拆應對其進行相應的組合模編號。只有這樣才能在一定程度上保證了墻體的平整度。但在此過程中應該注意墻體的垂直度狀況。
3.合理控制標高線
在進行高層建筑施工的過程中,預控抽線都會有少數進行標高的洞口,與此同時用標高綜合復核進行標高配合,之后再用水準儀進行抄平工作,此時應該對相應洞孔進行檢查其是否在固定的水平線上,從而保證了標高的準確性。需要注意的是,在進行標高線控制的過程中,應該確保相應引測點的準確性,并對累計層復合點都要進行嚴格的復核檢查,只有這樣才能對標高線進行有效的控制。
四、結束語
綜上所述,在保證了高層建筑的各步驟建筑質量的前提下才能使后續施工能夠順利的進行。同時,我們也要對建筑工程的施工要點重視起來,對相關的強度、裂縫和三線等進行具體的研究和分析,并總結出有利于高層建筑施工的重要施工決策。
參考文獻:
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篇7
關鍵詞:建筑工程,高層建筑施工,施工工程現狀,技術淺談
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
隨著社會的不斷發展,施工技術在建筑等領域備受重視,成為了各企業所依靠的重要手段,在全面的建筑工程中由于工程涉及到各方各面,所以在技術上要有一定的手段,完善的處理工程量巨大,保證施工質量,工程實施時間長等一系列的復雜問題。
一.高層建筑簡述.
高層建筑對于不同的國家有不同的規定高度,一般在美國高層建筑的高度是不小于25m,在中國其高度是按樓層規定的,一般從兩方面定義,其一是對于居民樓的建筑的樓層數不小于10層的為高層建筑,其二是對于商業建筑它們的高度不小于24m的定義為高層建筑,對于島國的日本來說,他們的高層建筑標準與美國相比要高一些,樓層總高度大于30米時才歸為高層建筑。高層建筑一般性的被認為是裙樓和標準樓層之間的建筑項目,在建筑高層建筑時一定要事先設置它的結構轉力的承受應力,對于樓的整個承重部分來說,需要較為密布的鋼筋排列,而且另一方面一定要注重捆綁的結實性,針對高層建筑的結構他點必須要結合實際因素進行有效施工,只有這樣才能夠確保施工上安全和重要環節的處理。
二.高層建筑特點及施工特點.
(一)高層建筑的特點.
高層建筑之所以越來越受到人們的青睞,是因為高層建筑具有獨特的特點。高層建筑可以說是國家非常倡導的,高層建筑占據的是空間位置,而像高度低于24米的建筑物他們所占據的是地域空間,簡單地說就是土地面積。正因為我國的土地占有面積過少,我國的人口又在不斷增加,用地緊張的問題逐漸受到人們的關注,另外由于城鎮經濟的發展迅速,土地的利用價值越來越高,所以國家才大肆的提倡高層建筑工程。高層建筑可以使人口得到集中化,方便人們工作的減少交通路途,這一方面無論是土地的利用還是各方面的便捷上都相當的有效率。另外高層建筑與一般性的施工相比可以大大提高施工期限,從一定角度上縮短了工期,還可以在市政的投資方面有所節約。
(二)高層建筑施工的特點.
高層建筑施工的要求十分嚴格,現階段我國的多層建筑多為磚混結構建筑,而高層建筑卻是鋼筋混凝土或鋼混結構為主的,所以,要根據高層建筑物的結構特點進行施工。施工時,施工方要對原材料及施工設備做認真的檢查,并做好水電供應、高空作業的安全防護及材料垂直運輸等相關問題,以滿足高層建筑施工的要求。
另外,高層建筑物在設計與施工時不僅要在樓層高度和結構上下功夫,還要重點考慮它的功能、布局及造型等。也就是說高層建筑的施工還需要完善的設備和科學的建筑施工設計技術。
三?高層建筑具體施工技術.
1.深基礎施工。建筑工程最重要的就是前期的基礎施工,而建筑基礎恰恰又是基礎施工的首要任務,二十一世紀以來,我國在高層建筑上不斷地進行改革,其中有一項就是要把地基打牢,地基決定于這座建筑的壽命以及抗自然因素的影響。一般地基所處土質復雜、持力層相對較深的高層建筑,普遍都會應用樁基礎來對建筑的穩定性進行加固;
2.主體結構施工。高層建筑的結構在一定程度上有別于其他工程施工,正是因為高度的原因就需要掌握好框架以及框架剪力墻和剪力墻等這三大要點,但是現階段最受大眾認可的是筒體結構,一般性的從正交的方面看,是屬于不規則的,而這種趨勢現在正在朝向斜交和不規則這兩大體系發展,總之這些因素都是建立在高層建筑的影響因素上而設立的。
3.高層管道以及設備安裝。高層建筑施工有著多層話、條件艱難等因素的影響,所以高層建筑在安裝管道時需要考慮它的復雜性以及特殊性,另外在用電設備的安裝上更需要嚴格安裝,盡量做好各方面的配合,在工程前后都要監管得當;
4.鋼筋混凝土施工技術。高層建筑擁有其他建筑所不具備的特點,在高度上是較高的,在體積上是過于龐大的,這時鋼筋混凝土的抗壓性就相當重要了,這就需要施工人員嚴格遵守設計方案的標準進行混凝土的配置,混凝土的抗壓性強度和混凝土用水及水泥的強度是成正比的,所以在配置時要控制好水泥與混凝土的比例,并在混凝土制作完成后進行嚴格的檢測,主要目的就是保證它的抗壓性,必須確保其保持最佳的性能,所以還需要具備一定的技術水平將整個工藝得以實現,這樣才可以確保高層建筑的安全性。一般來說在建筑工程的前期采購中,采購的鋼筋混凝土,其結構粘度要達到80%以上,而模板結構所需要的費用要小于35%大于30%,所以鋼筋混凝土的質量監測是一項重要任務。
5.鋼結構技術。近年來,鋼結構在高層建筑中被廣泛應用,它具有強度高、抗壓力強和不易變形等特點,而且抗震性強又節能環保還能加快施工的進度,諸多優勢使其在我國乃至國外都得到了積極的推廣。
四?施工工程現狀.
在上面的敘述中已經提出高層建筑的可行性研究對整個工程的影響重大,在這一方面一定要做到深度考慮,仔細謀劃,扎實決策,充分完成可行研究工作的任務。國外現階段對高層建筑可行性研究的認知已遠遠超過了我國,不管是在技術上的領先性與適中性,還是到工程施工中所存在的可能性與風險性,都作出充足的準備工作,現階段我國在工程建設上對于高層建設技術問題上普遍性的忽視,所以最后造成工程中問題頻發。
另外有些工程建設企業已認識到了前期的可行性研究重要性,對此也做出相應的規劃,但是取得效果卻不盡所想,雖然進行了可行性研究但是只是在形式上掩人耳目,沒有實質上對施工技術的加以重視,最后因為施工技術不到位、調查不全面等諸多因素導致工程埋下隱患。所以施工技術的管理也十分值得我們重視和改進,只有科學合理的施工管理,才是保障工程質量的基本條件。
總結:本文通過對高層建筑施工中技術上的淺要分析,進一步展現了高層建筑技術上的重要性,隨著高層建筑的發展趨勢,未來的高層建筑一定會有更大的發展空間。另外在建設高層建筑的同時還要有效的管理工程施工問題,全面性的考慮,全方位的實施才會收獲工程安全的認證。
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【關鍵詞】高層建筑 施工特點 施工技術
隨著新材料、新技術的不斷發展,高層建筑的施工技術及其要求也會發生相應的變化。設計人員和施工人員只有結合具體工程的具體要求,認真貫徹相關法規、條例的要求,學習新技術、新方法,才能滿足人們對外形美觀、結構合理、布局自然、安全性高和低成本高環保的建筑要求。
一、高層建筑施工特點分析與研究
1、高層建筑施工周期長。一般多層住宅每棟平均工期在 10 個月左右,而高層建筑的施工周期平均為 2 年左右。要縮短施工周期,主要是縮短結構和裝飾施工周期。各種高層結構體系可以采用不同的施工方法。而現澆混凝土是高層建筑施工的主導工序,合理的選擇模板體系是縮短主體結構工期,降低成本的主要途徑之一。
2、基礎埋置深度深。高層建筑為了保證其整體穩定性,地基埋置深度不宜小于建筑物高度的 1/12; 采用樁基時,不宜小于建筑物高度的 1/15 ( 樁的長度不計算在埋置深度內) ,至少應有一層地下室。因此,一般埋深至少在地面以下5 m。超高層建筑的基礎埋置深度甚至達 20 m 以上。深基礎施工,地基處理復雜。尤其是在軟土地基,基礎施工方案有多種選擇,對造價和工期影響很大。研究解決各種深基礎開挖支護技術,是高層建筑施工的重點之一。
3、高層建筑體量大,工程量大。據統計,我國目前高層建筑平均建筑面積約為 1. 5 萬平方米。由于工程量大,工程項目多,涉及單位多、工種多。特別是一些大型復雜的高層建筑,往往是邊設計、邊準備、邊施工,總、分包涉及許多單位,協作關系涉及眾多部門。這就帶來了高層建筑施工計劃、組織、管理、協調的難度大。必須精心施工,加強集中管理。當然,由于高層建筑層數多、工作面大,就可充分利用時間和空間,進行平行流水立體交叉作業。
4、施工技術要求高。高層建筑施工技術主要以鋼筋混凝土和鋼材為主要結構材料及相關的施工技術構成,而鋼筋混凝土又以現澆為主,需要著重研究解決各種工業化模板、鋼筋連接、高性能混凝土、建筑制品、結構安裝等施工技術。其次是裝飾、消防、防水、設備等要求較高。平面類型的多樣化、立面造型的個性化、立面色彩與周圍環境的協調和諧,已經成為時代潮流; 消防設施要求高,深基礎、地下室、墻面、屋面、廚房、衛生間的防水,甚至管道冷凝水的處理,都比多層建筑要求高; 高層建筑的設備繁多,高級裝修裝飾多這些都給施工提出了更高的質量和技術要求。
二、高層建筑施工關鍵施工技術分析與研究
1、混凝土工程施工技術。混凝土質量的主要指標之一是抗壓強度?;炷量箟簭姸扰c混凝土用水及水泥的強度成正比,當水灰比相等時,高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多,所以混凝土施工時切勿用錯了水泥標號; 另外,水灰比也與混凝土強度成正比,水灰比大,混凝土強度高,水灰比小,混凝土強度低。因此,當水灰比不變時,企圖用增加水泥用量來提高混凝土強度是錯誤的,此時只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收縮和變形。綜上所述,影響混凝土抗壓強度的主要因素是水泥強度和水灰比; 要控制好混凝土質量最重要的是: 控制好水泥和混凝土的水灰比兩個主要環節。在滿足設計要求的質量指標前提下盡量降低成本,這兩條要求實際上是盡量降低混凝土的標準差?;炷恋膹姸扔幸欢x散性,這是客觀的,但通過科學管理可以控制其達到最小值。因此,混凝土標準差能反映施工單位的實際管理水平,管理水平越高,標準差越小??梢哉f,混凝土質量控制實質上是標準差的控制。
2、結構轉換層施工技術。高層建筑從建筑的功能上一般上部要求小空間的軸線布置,而下部則需要大空間的軸線布置,而這一要求與結構力學、自然布置正好相反。由于高層建筑結構下部樓層受力很大,上部受力較小,正常布置時應當是下部剛度大、墻多、柱網密,到上部逐漸減少墻、柱,擴大軸線間距。為了滿足建筑功能的要求,結構必須以和常規相反的方式進行布置。上部布置小空間,下部布置大空間。上部布置剛度大的剪力墻,下部布置剛度小的框架柱。為了實現這種結構布置,就必須在結構轉換的樓層設置轉換層。不管采用何種轉換形式,帶轉換層的剪力墻結構仍是目前工程應用的主要結構形式。隨著轉換層位置上移,應設計帶轉換層的筒體結構。對帶轉換層筒體結構其主要影響因素表現為轉換層上部外筒的剛度、轉換層設置高度和內筒剛度。對這兩類轉換結構,轉換層高度是影響其抗震性能的主要因素之一,轉換層高度越高,轉換層上下層間位移角及內力突變越明顯,設計時應限制轉換層設置高度。轉換層與其上層的側向剛度比對結構抗震性能有一定影響。對轉換層位置較低的帶轉換層的剪力墻結構,控制側向剛度比可以控制轉換層附近的層間位移角及內力突變。對于帶轉換層的剪力墻結構或筒體結構,可采取以下措施強化下部結構: 加大筒體及落地墻厚度,提高混凝土強度等級,必要時可在房屋周邊增置部分剪力墻、壁式框架或樓梯間筒體,提高抗震能力; 可采取以下措施弱化上部: 不落地剪力墻開洞、開口、減小墻厚等。
3、施工后澆帶的施工技術。在高層建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高層主樓與低層裙房連在一起,裙房包圍了主樓的大部分。從傳統的結構觀點看,希望將高層與裙房脫開,這就需要設變形縫; 但從建筑要求看又不希望設縫。因為設縫會出現雙梁、雙柱、雙墻,使平面布局受局限,因此施工后澆帶法便應運而生。一般高層主樓與低層裙房的基礎同時施工,這樣回填土后場地平整,便于上部結構施工。對于上部結構,無論是高層主樓與低層裙房同時施工,還是先施工高層后施工低層,同樣要按施工圖預留施工后澆帶。對高層主樓與低層裙房連接的基礎梁、上部結構的梁和板,要預留出施工后澆帶,待主樓與裙房主體完工后,再用微膨脹混凝土將它澆筑起來,使兩側地梁、上部梁和板連接成一個整體。這樣做的目的是為了把高層與低層的差異沉降放過一部分,因為高層主樓完成之后,一般情況下,其沉降量已完成最終沉降量的 60 ~80%,剩下的沉降量就小多了。
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關鍵詞:高層建筑;抗震設計;問題;策略
1引言
隨著社會經濟的快速發展,我國城市化進程不斷加快,城市中隨處可見高樓林立,加之世界人口數量的激增,為了給人類提供擁有更多的建筑空間,高層建筑規模越來越大,建筑層數也不斷提高。與此同時,隨著建筑的復雜性和難度的增加,人們對于建筑安全的要求越來越高,特別是作為一個地震多發地區的國家,加之近幾年自然災害的頻發,我國居民對于高層建筑的防震效果更加重視,這就對我國高層建筑的抗震設計帶來了不小的挑戰。因此,筆者認為,十分有必要對我國高層建筑的抗震設計中存在的問題進行研究,并尋求合理的解決途徑,以期能夠提高我國高層建筑抗震能力。
2高層建筑抗震設計中存在的問題
2.1高度規范問題
雖然我國有相關的法律法規和政策文件對建筑物的高度規范做出了明確的、具體的規定,而且為了保證高層建筑的安全性,針對不同級別的高層的混凝土的建筑結構技術也有不同級別的高層建筑設置規范,但從我國現階段各個建筑單位的實際執行情況來看,很多房地產開發商為了追求經濟利益,使得高層建筑的高度遠遠超過了科學合理的范圍,以至于在遭遇地震時,這些違規高層建筑會成為“眾矢之的”,不能有效抵抗地震威脅。
2.2抗震材料選用問題
我國雖然也是地震多發國家,但是與國際上發達國家在高層建筑時結構材料的選擇還相差甚遠。地震多發地區的建筑應當較多的采用鋼架結構,以提高建筑的穩定性和安全性,但是我國很多地震區域的高層建筑仍然知識鋼筋混凝土的普通結構,這種結構的抗震性能遠不及鋼結構。另外,對于建筑高度高于150m的高層,應當有三層支撐框架做支撐。而且隨著科技的進步及鋼鐵產能的提高,新型鋼質混凝土結構一般質量較輕,且能夠在減少鋼架結構尺寸的基礎上,提高高層建筑的防震能力。
2.3抗震設計人才支撐問題
現階段我國抗震設計領域的專業人才還很匱乏,很多抗震設計大多是借鑒國外的成功經驗,國內設計者的自主創新能力較低。雖然國內很多高校和職教院校都開設了抗震設計專業類課程,但是由于我國缺乏實際施工實踐經驗,理論知識與實踐能力的不扎實,課程結構的不全面等,使得我國建筑設計在抗震設計領域的人才十分匱乏,國內一些經典的高層建筑還不得不依賴國外的設計師來進行抗震設計和施工,抗震設計人才支撐不足。此外,我國抗震設計的抗震能力較差,抗震級別較低,還比不上發達國家的標準。我國的建筑架構設計安全系數還不高,因此,亟需相關部門對我國高層抗震設計做出更為符合我國國情和時代要求的標準,以提高我國高層建筑抗震設計的適宜性。
3我國高層建筑抗震設計優化策略
3.1采用位移的結構抗震方法進行設計
地震來臨時,高層建筑都會因為受到地震能量作用而發生變形,還有一些建筑在施工過程中也會出現變形,所以,不論是在建筑施工還是在后期防震設計和建設過程中都應當設置合理的彈性變形結構,比如位移變形結構設計,通過改變縱地基層的位移來減少地震產生的位移,另外還應當對界面結構的應變分布處進行處理來加強變形部件之間的聯系,提高抗震效果。此外,還可以在建筑周圍建立一些鞏固結構,減少地震直接對建筑物產生能量,減弱地震力。
3.2運用高延性結構來進行消震和隔震
高延性結構能夠有效抵消地震力,并起到良好的隔震效果,因此,我國當前在建筑的防震設計及后期施工過程中,很多建設和施工單位都加強了結構的韌性、剛度,并對地震構造進行了科學的設計,提高高層建筑的結構韌性和剛度,減少地震帶來的不利影響。地震過程是一種能量的釋放過程,因此,需要高延性結構設計和施工來產生良好的消震和隔震效果,有效減少地震對房屋建筑的傷害。反過來講,如果高層建筑的負載能力較差,高延性結構能夠更多的過濾掉地震的能量,有效保證房屋的原有結構,避免建筑變形,而適宜的韌性能夠大大降低房屋崩塌的發生率。因此,在對高層房屋建筑的設計和規劃時,一定要運用先進的技術來提高房屋的抗震能力,比如阻尼器的設計原理就是通過吸收地震能量來減少對房屋建筑的沖擊,而且還能監測地震對建筑的破壞程度,效果顯著。
3.3建立多層地震防線
通過建立多層地震防線的方式能夠提高高層建筑抗地震的性能,滿足高層業主對于房屋安全的要求。當高層建筑在遭遇地震等惡劣自然災害的影響時,如果只有一道地震防線,一旦遇到級別很高的地震,就難以阻擋地震的摧毀和破壞,因此,一定要設置出備用防線,在多層建筑中設置第二道、第三道防線,以防一道地震防線崩潰后造成建筑物的整體崩塌。高層建筑在進行抗震設計時,可以采用多段強框架結構,最常見的比如抗震剪力墻設計,該設計因其抗震性能好,因此被廣泛的應用作為抗震墻的第一層防線,而且發揮著最為重要的作用。所以,為了保證墻體的抗震能力足以防止地震的損害,有效減少地震造成的墻體裂痕或者倒塌,就應當科學建立防震結構,多層防線形成合力。而且在地震以后,每一層的剪力墻所承受的負載力應當是設計預期最大剪力墻的兩倍,或者要超過地震總剪力值的1/5.
4結束語
時代的發展讓高層建筑已經成為我們司空見慣的建筑物,對其進行優化設計,提升其抗震能力也將會成為建筑行業未來發展的重要趨勢。相關人員選用更加專業的材料,運用更加專業的技術手段提升建筑的抗震效果。同時,該行業人員也需要不斷提升研發能力,讓新型抗震材料進入到高層建筑抗震設計中,讓高層建筑為人們的生活帶來跟尾舒適、安全的居住環境。
參考文獻:
[1]張罡睿.高層建筑工程抗震設計中的相關問題分析[J].門窗,2014(4):258~259.
篇10
關鍵詞:高層 建筑工程 施工技術
中圖分類號: TU198 文獻標識碼: A 文章編號:
1 前言
高層建筑的施工建設需要大量的人力物力投入,其施工建設專業性強、包含眾多工序流程及各環節的交叉作業,建筑的體積結構自重大、具有復雜的結構受力特點,因此也導致了其施工設計的復雜與施工建設工期的漫長。由于與一般多層建筑存在較大的區別,因此高層建筑施工中的結構安全訴求較強,這又進一步導致了高層建筑結構工藝的復雜與施工質量的高標準要求?;谝陨细邔咏ㄖ┕そㄔO中存在的特點,筆者展開了對高層建筑工程施工技術的策略探討,并提出了來源于實踐的合理化建議。
2 結構層施工技術
高層建筑層數多、體積大的特點決定其結構類型必然較為復雜且形式多樣,因此導致了施工建設難度的增加,要求較高水平的施工工藝才能確保高層建筑的穩固屹立。從功能角度來看,高層建筑的上部結構一般要求進行小空間的軸線布置,而在其下部的結構中則需要進行大空間范圍的軸線布置?;谝陨蠘藴室?,我們不難看出高層建筑的這一結構施工特點恰好與合理結構及布局自然的一般建筑結構需求背道而馳。產生這種現象的原因在于高層建筑的下部樓層結構需要承受很大的樓體壓力,而隨著樓層的增加,越接近建筑結構的上部其承受的樓體壓力就越小。在一般建筑結構的布置中正常的標準為下部結構的剛度建設標準較大、墻體較多、柱網布設較密,而在上部建筑結構中墻體、柱體的結構數量則進一步降低,同時,軸線間的距離也進一步擴大。而這一正常的建筑結構建設規律卻不適應于高層建筑的結構特點,因此為了切實滿足高層建筑的結構功能需求,在結構施工建設中我們必須反其道而行之,在上部結構中以小空間布置,在下部結構空間中則用大空間布置。為了滿足這一結構目標我們必須采用結構轉換施工技術對高層樓層的設置進行必要的轉換層施工建設。該類結構轉換層可廣泛的用于高層建筑的結構剪力墻及框架剪力墻等結構體系中,實現較好的結構功能建設。當然不論采用何類結構轉換技術,在高層結構施工建設中,剪力墻轉換層施工技術無疑都是目前各項功能指標完備、適用廣泛的結構施工技術之一。同時,隨著結構轉換層位置的升高,具有轉換層特點的簡體結構施工技術也成為當前的主力施工技術之一。為了明確影響抗震性能的主要因素,我們可通過對以上兩種結構轉換層施工技術的上層與下層間角度位移及內應力變化指標情況分析,從而得出科學的控制結論。即高層的抗震等級在剪力墻轉換層結構技術中與高層建筑轉換層的高度設置、其轉換層的上下層結構的等效剛度比例關系、轉換結構層與其上層的側向結構剛度比存在著緊密的影響效應關系。而在簡體結構轉換層施工及時技術中其抗震效應則與轉換層上層的外筒剛度、設置高度及內筒剛度有緊密的關系。綜上所述我們不難看出,在兩類結構轉換層施工技術中,轉換層的高度是決定其抗震影響效能的最主要因素之一,轉換層的高度越高,其上下層之間的位移角度、內應力突變現象就越明顯,因此在施工設計中我們應科學的限制其轉換層施工設置高度。同時對于位置較低的轉換層剪力墻結構施工中,我們可通過對側向剛度比的控制來調節其轉換層較近距離的層間位移角度及其內力突變情況。另外在結構層施工實踐中我們還可通過以下措施進一步強化高層建筑的下層結構施工強度。即有效的擴大簡體結構中落地墻的實際厚度、提高結構施工中的混凝土材料強度等級、依據施工需求在建筑周邊增設部分結構剪力墻及壁式框架結構或樓梯間的簡體結構,從而有效的增強高層建筑抗震功能,同時我們還可利用不落地的剪力墻開洞施工技術、開口或減小墻面厚度等措施有效的實現弱化上部結構的科學結構施工目標。
3 建筑電氣工程施工技術
建筑電氣工程施工中主要涵蓋了變配電系統、照明電路系統、自動火災報警系統、安全防范體系、電路布線系統、通信系統、高層建筑防雷接地系統等眾多施工環節。基于高層建筑的電氣設備構建現狀我們不難發現,其具有耗電設備種類繁多、電氣系統結構復雜、鋪設線路工藝復雜、方式多樣、對供電可靠性及安全性需求較高、電能消耗量大、自動化集成控制程度高等特點。因此針對各個電氣工程施工環節選用科學的施工技術、合理的施工思路充分適應高層建筑的施工建設特點是十分必要的。在照明系統的構建中,我們應本著事前控制的原則,在土建施工中便考慮周全,對樓道內、走廊中及車庫、電梯等場所的照明系統以及安全應急照明、高層室外環境的照明、疏散指示照明等環節施工進行預留到位處理?;诟邔咏ㄔO高度較高及居民住宅分布密集的特點,在防雷接地的設施建設中我們應采取高度重視的態度,科學的按照防雷類別進行細化施工,并利用建筑樁基、地梁及柱內的主鋼筋作為防雷接地的引下線,同時確保其建設數量的達標,做到就地取材、因地制宜。
4 給、排水工程施工技術
高層建筑給排水系統的施工是關系到整個高層建筑能否持續、健康、高效服務的關鍵環節,一旦高層在投入使用后發生供水系統斷水或排水系統堵塞現象,那么將會使用戶日常所需的水源連續供給受到嚴重的影響并導致重大的經濟損失。因此在該施工環節我們應本著安全、可靠、高效、連續、暢通的水源供給原則,對管網進行科學布置設計與高水平的建設施工。在高層建筑室內的給水管道施工設計中應確保其不穿越重要的變配電房間、高層集中通訊控制機房及大型的網絡樞紐控制間等,不應為了施工便利就將其布線從生產設備的上方通過。另外高層建筑內部生活給水及排水管的埋地鋪設環節也應做到科學有序,不能將兩管道進行就近交叉鋪設,其平行距離應在半米以上,給水管在上、排水管在下,且交叉距離不應小于0.15 米。當進行給水管道的隱藏敷設時,不應將其直接設置在建筑的結構層中,而是應通過穿越地下室及高層建筑外墻的方式進行暗敷,且對于穿越屋面的管道部分應通過選擇防水套管設置的方式為其進行必要的防水保護。
5 通風及空調工程的施工技術
為了給高層建筑營造良好的居住及使用環境,目前我國大部分的高層建筑工程中均包含大型的空調機組以便依據外界環境、天氣的變化為高層建筑提供夏季涼爽送風、冬季保溫供暖的人性化服務。同時還會在車庫及電梯間、樓梯間進行必要的通風設計與防、排煙管道及風井的建設施工。因此我們可通過在建筑屋頂加設正壓加壓風機的建設方式,為高層建筑營造良好、暢通的通風環境?;谶@一完善建設目標,在事前施工與控制階段,我們應嚴把質量關,按照相關條例標準進行文明施工、科學施工,依據建筑空調及通風工程的施工特點進行完備的風管制作,部件構造及各風管系統的安裝、空調及通風設備的安裝、空調水循環系統、制冷系統等各環節的安裝。同時還應依據防腐及絕熱的需求展開對空調通風系統工程的詳細調試、對其各項工程的綜合效能進行核定及調節。
6 結語
總之,在高層建筑的工程建設中,我們只有本著高效、科學、標準、規范的設計施工原則,依據各工程施工技術特點進行秩序化、規范化、科學化的適應性施工管理,嚴把質量關、加強基礎施工建設,因地制宜、安全規范,才能最終使高層建筑工程施工在復雜的體系結構中找出頭緒、理清思路,依據用戶的豐富需求開展人性化施工設計,并促進高層建筑各項工程建設水平的穩步提升,切實為延長高層建筑的使用壽命做出貢獻。
參考文獻: