時間:2022-03-17 14:59:13
序論:在您撰寫民用建筑結(jié)構(gòu)論文時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
為了保證建筑的使用空間,使建筑物具有相對的穩(wěn)定性,滿足人們對建筑物的要求,就需要對民用建筑進(jìn)行合理設(shè)計,保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。
(一)磚混結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu)是建筑物的主要豎向受力構(gòu)件,為磚墻或其他類砌體,橫向承重的梁、樓面、屋面為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。適合房間面積小、開間進(jìn)深不大的低層和多層建筑。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,墻體做為主要受力構(gòu)件,要保證墻體的厚度和抗震性,保證建筑物整體的穩(wěn)定性。同時在設(shè)計時,還要注意施工過程的方便快捷,節(jié)省工期。
(二)框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)是建筑物中由鋼筋混凝土柱和梁共同組成框架來承擔(dān)豎向荷載和側(cè)向水平力荷載的結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能和抗彎能力,平面布置比較靈活,有利于布置較大空間,可以滿足多功能的使用要求。由于構(gòu)件截面尺寸的影響,框架結(jié)構(gòu)的房層高度受到限制。
(三)剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土墻共同承擔(dān)豎向荷載和側(cè)向水平力荷載的結(jié)構(gòu)體系。鋼筋混凝土墻不僅承受荷載,而且對空間起分割作用。由于主要受力構(gòu)件均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)墻,所以該結(jié)構(gòu)具有剛度大、抗震性能好、整體性強(qiáng)的特點,適用范圍較大,可建造較高的建筑。但受剪力墻間距的影響,開間距太大,對大空間建筑該結(jié)構(gòu)的靈活性就比較差。
(四)筒體結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代的高層建筑中筒體結(jié)構(gòu)被廣泛地應(yīng)用,最主要的特點是該結(jié)構(gòu)剛度好、防震能力強(qiáng)。筒體結(jié)構(gòu)主要由核心筒和框筒結(jié)構(gòu)組成。建筑布置靈活、抗側(cè)剛度大、整體性好,能夠提供較大的使用空間。筒體結(jié)構(gòu)能有效地抵抗水平荷載,因此比較適用建筑高層及超高層的建筑。在民用建筑設(shè)計中還有其他建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計形式,對這些建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時不僅要考慮結(jié)構(gòu)的選型、適用條件,還要考慮建筑物的功能和使用年限等多方面因素,才能使民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加符合需要,更加科學(xué)合理。
二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題
現(xiàn)階段,民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在著許多不合理設(shè)計現(xiàn)象,許多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計為了追求較大的使用空間沒有設(shè)計抗震墻,使建筑物存在著很大的安全隱患。與此同時,施工與設(shè)計方案不一致,擅自更改設(shè)計方案,使得建筑施工不合理,設(shè)計粗糙簡單,也使得建筑存在著安全隱患。在一些設(shè)計圖紙中,存在著許多漏洞,沒有對建筑結(jié)構(gòu)的消防、耐火等級、安全等級進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注,使得建筑結(jié)構(gòu)不符合工程施工要求,達(dá)不到居住標(biāo)準(zhǔn)。
三、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的新要求
在新時期,各種新情況不斷出現(xiàn),土地、原材料、施工設(shè)備的成本不斷上漲,因此必須在設(shè)計時考慮到施工成本,在保證結(jié)構(gòu)安全和施工質(zhì)量的同時還要做到經(jīng)濟(jì)適用。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要根據(jù)相關(guān)知識、工程經(jīng)驗以及建筑功能,根據(jù)建筑的實際情況對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計,這樣才能使設(shè)計更加合理。與此同時,業(yè)主對建筑物的審美追求更加強(qiáng)烈,在業(yè)主選擇戶型時不僅僅考慮建筑質(zhì)量,還注重建筑的個性化。因此在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要充分考慮到當(dāng)前市場的需求,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要具有靈活性,方便業(yè)主在裝修時能夠根據(jù)自身的需求進(jìn)行改造,所以必須對墻體結(jié)構(gòu)、門窗位置、梁柱結(jié)構(gòu)、樓梯間等進(jìn)行合理設(shè)計,方便業(yè)主改造。隨著城市化進(jìn)程不斷加快,人們環(huán)保意識的增強(qiáng),人們對民用建筑的環(huán)保要求也越來越高,因此在進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要保證建筑物的采光、通風(fēng)符合環(huán)保要求,盡量利用自然能源,提高建筑能源的利用效率,使建筑更加符合環(huán)保要求。隨著時代的發(fā)展,社會和市場對民用建筑的要求還會越來越多、越來越高,在對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時要符合這些要求,這樣才能使民用建筑的市場更加廣泛,保證民用建筑的質(zhì)量和使用壽命。
四、民用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施
為了保證民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性,就必須對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行合理優(yōu)化,保證民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量,使其達(dá)到工程要求。
(一)提升民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量針對民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在標(biāo)注不全、設(shè)計粗糙和違反規(guī)范條文等問題,應(yīng)在出施工力之前予以解決,這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員具有一定的專業(yè)知識和職業(yè)素養(yǎng)。定期對設(shè)計人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí),不斷提升設(shè)計人員的業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心,端正設(shè)計人員的態(tài)度,提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平和質(zhì)量。在選擇設(shè)計方時,要對設(shè)計方的相關(guān)證書和資質(zhì)進(jìn)行審查,保證民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量,從源頭上提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和整個建筑工程的質(zhì)量。
(二)優(yōu)化民用建筑結(jié)構(gòu)模型民用建筑涉及國計民生,是與人民群眾利益聯(lián)系最緊密的建筑工程,因此在設(shè)計前必須對民用建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計,對房屋的結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、房屋的各個細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計,保證建筑結(jié)構(gòu)的承重、受力符合相關(guān)規(guī)范和要求。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時還要充分考慮經(jīng)濟(jì)原則,保證建筑結(jié)構(gòu)安全的同時還要盡可能降低建筑結(jié)構(gòu)的成本,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
(三)提高民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性現(xiàn)階段的民用設(shè)計普遍存在著抗震設(shè)計不足,結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理等現(xiàn)象。因此,為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命,必須對民用建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計。在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要盡可能選擇合理的結(jié)構(gòu)類型。比如現(xiàn)階段運用廣泛鋼結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、工期短等特點,適應(yīng)現(xiàn)階段民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求。與此同時,鋼結(jié)構(gòu)的大空間布置,能更好地保證了民用建筑空間設(shè)置的靈活性,為施工和業(yè)主的裝修設(shè)計提供了便利。此外,使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計施工時能有限地減少水泥、砂石等建筑原料的使用,能大大減少施工成本,降低工程造價。同時還能降低環(huán)境污染,實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展,提高民用建筑的社會效益。為了更好地保障民用建筑的安全性,建筑物地基基礎(chǔ)部分的設(shè)計不容忽視,在進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要充分考慮場地條件及地基承載力特征值,根據(jù)建筑本身的結(jié)構(gòu)特點選擇合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式,保證地基基礎(chǔ)部分受力均勻,滿足整個建筑的設(shè)計要求。當(dāng)施工過程中出現(xiàn)問題時能夠及時與設(shè)計人員溝通,共同商議處理方法,保證施工進(jìn)度和施工質(zhì)量,使地基基礎(chǔ)部分符合建筑設(shè)計的要求。
五、結(jié)語
關(guān)鍵字:民用建筑裂縫修補(bǔ)
裂縫修補(bǔ)主要以恢復(fù)結(jié)構(gòu)材料的防水性及耐久性為目的,也有從維護(hù)人身安全及注重美觀的角度而進(jìn)行修補(bǔ)的。在滿足修補(bǔ)的前提下,必須考慮經(jīng)濟(jì)性來決定修補(bǔ)的范圍及修補(bǔ)的規(guī)模等。
一、修補(bǔ)設(shè)計
修補(bǔ)設(shè)計原則上應(yīng)根據(jù)第四章是否需要修補(bǔ)及補(bǔ)強(qiáng)加固的判定結(jié)果,進(jìn)行恢復(fù)己開裂結(jié)構(gòu)件的機(jī)能及耐久性的設(shè)計,更重要的是要選擇適當(dāng)?shù)男扪a(bǔ)材料、修補(bǔ)工法以及在選擇修補(bǔ)時間的基礎(chǔ)上進(jìn)行修補(bǔ)設(shè)計。
進(jìn)行修補(bǔ)設(shè)計時,應(yīng)考慮如下事項:
(1)根據(jù)是否需要修補(bǔ)的判斷結(jié)果,設(shè)定修補(bǔ)范圍及規(guī)模,還應(yīng)
按需要再度調(diào)查現(xiàn)場。
(2)掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等),建筑物的重要性及環(huán)境條件(一般環(huán)境、工廠地區(qū)、鹽類環(huán)境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。
(3)為了明確規(guī)定修補(bǔ)目的及恢復(fù)目標(biāo),考慮(2)中的環(huán)境條件,選定最適于修補(bǔ)的修補(bǔ)材料、修補(bǔ)工法及修補(bǔ)時間。選擇修補(bǔ)工法,可按開裂現(xiàn)場及開裂原因參照表6.1所示內(nèi)容決定。另外,當(dāng)構(gòu)筑物處于鹽類等苛刻環(huán)境時,應(yīng)選擇比普通環(huán)境條件高一個等級的材料及工法。如有可能,裂縫最好在穩(wěn)定后再作修補(bǔ);對隨環(huán)境條件變化的溫度裂縫,則宜在裂縫最寬時處理。
混凝土建筑物及構(gòu)件的修補(bǔ)恢復(fù)目標(biāo)將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異,另外,保修年限也不盡相同。
通常,可將修補(bǔ)恢復(fù)目標(biāo)分成如下三個階段:
①恢復(fù)到與健全構(gòu)件同等性能。因水泥的水化熱、碳化、千縮而產(chǎn)生的裂縫等,是作為搞清開裂原因而進(jìn)行修補(bǔ)的對象。希望保修年限定為10-15年。
②恢復(fù)到不妨礙使用的程度。當(dāng)由鋼筋腐蝕、堿性骨料而導(dǎo)致的裂縫及由此產(chǎn)生的劣化度比較明顯時,或者開裂原因是多方面的,又不能將所有原因都搞清楚時,年限定為5-10年。
③恢復(fù)到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進(jìn)行的應(yīng)急修補(bǔ)工程。
(4)必須充分研究修補(bǔ)作業(yè)所必要的機(jī)械材料、腳手架及工程現(xiàn)場對周圍人群的安全保障。
二、修補(bǔ)工法及特點
2.1表面修補(bǔ)法
常用的方法為涂覆法,增加整體面層,壓抹環(huán)氧膠泥,環(huán)氧漿液粘玻璃絲布,表面縫合等。
(1)涂覆法:混凝土表面出現(xiàn)數(shù)量較多的表面裂縫時,采用手工或機(jī)械噴涂方法,將修補(bǔ)材料涂覆于混凝土表面,起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間,厚度大者適應(yīng)裂縫變化能力強(qiáng)。選用修補(bǔ)材料時應(yīng)考慮使用條件(室內(nèi)、室外、環(huán)境溫濕度變化,介質(zhì)腐蝕情況)以及裂縫活動情況等,例如,要求耐磨的地坪可選用環(huán)氧瀝青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料,不穩(wěn)定的裂縫修補(bǔ)可選用聚氨酷彈性體,橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。
(2)增加整體面層:混凝土表面裂縫數(shù)量較多,分布面較廣時,常采用增加一層水泥砂漿或細(xì)石混凝土整體面層的方法處理。多數(shù)情況下,整體面層內(nèi)應(yīng)配置雙向鋼絲網(wǎng)。有條件時,宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。
(3)壓抹環(huán)氧膠泥:對于數(shù)量不多,又不集中,縫寬>0.lmm的裂縫可采用此法處理。
(4)環(huán)氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環(huán)氧樹脂膠料或環(huán)氧焦油膠料,粘貼1~2層玻璃絲布。
(5)表面縫合:在裂縫兩邊鉆孔或鑿槽,將u形鋼筋或金屬板放入孔或槽中,用環(huán)氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌入孔或槽中錨固,以達(dá)到縫合裂縫的目的。
2.2局部修復(fù)法
常用的方法有充填法,部分鑿除重新澆筑混凝土、預(yù)應(yīng)力法等。
(1)充填法
用鋼釬、風(fēng)鎬或高速轉(zhuǎn)動的切割圓盤將裂縫擴(kuò)大,最終鑿成V形或梯形槽,分層壓抹環(huán)氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補(bǔ);梯形槽用于滲水裂縫修補(bǔ);環(huán)氧砂漿適用于有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的修補(bǔ);聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補(bǔ)。
(2)預(yù)應(yīng)力法
用鉆機(jī)在構(gòu)件上鉆孔,注意避開鋼筋,然后穿入螺栓(預(yù)應(yīng)力鋼筋),施加預(yù)應(yīng)力擰緊螺帽,使裂縫減小或閉合。如條件許可時,成孔的方向應(yīng)與裂縫方向垂直,見圖2.2(a)鉆孔方向不與裂縫垂直時,宜采用雙向施加預(yù)應(yīng)力,見圖2.2(b)。
(3)部分鑿除重新澆筑混凝土
對于鋼筋混凝土預(yù)制梁等構(gòu)件,由于運輸、堆放、吊裝不當(dāng)而造成裂縫的事故時有發(fā)生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土,清洗、充分濕潤后,澆筑強(qiáng)度高一等級的混凝土,養(yǎng)護(hù)到規(guī)定強(qiáng)度的修補(bǔ)方法。修補(bǔ)后的構(gòu)件仍可使用在工程上。用這種方法修補(bǔ)己斷裂的構(gòu)件應(yīng)特別慎重。此外,修補(bǔ)前應(yīng)檢查鋼筋的實際應(yīng)力和變形狀況。修補(bǔ)混凝土宜用微膨脹型。修復(fù)工作必須十分仔細(xì)認(rèn)真,否則新老混凝土結(jié)合不良將導(dǎo)致失敗。
2.3灌漿法
將水泥或化學(xué)漿液灌入混凝土縫內(nèi),使其擴(kuò)散,固化。固化后的漿液具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度,與混凝土能較好地粘結(jié),從而增強(qiáng)了構(gòu)件的整體性,使構(gòu)件恢復(fù)使用功能,提高耐久性,達(dá)到堵漏防銹補(bǔ)強(qiáng)的目的。
用于結(jié)構(gòu)修補(bǔ)的化學(xué)漿液主要有兩類:一類是環(huán)氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學(xué)漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙,使之不透水并增加強(qiáng)度。
雖然民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫修補(bǔ)工法多種多樣,但我們不能只知其一、只用其一,而應(yīng)牢牢掌握每一種方法,以一變應(yīng)萬變,做到根據(jù)不同情況采取不同方法,盡量實現(xiàn)修補(bǔ)最優(yōu)。
參考文獻(xiàn):
[1]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2000
[2]建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50300-2001),2001
[3]曹可之.大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的綜合措施.建筑結(jié)構(gòu),2002,(8)
關(guān)鍵詞:高層民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;問題;措施
中圖分類號:TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
0引言
建筑工程質(zhì)量的好壞和群眾生命財產(chǎn)安全息息相關(guān),而其中建筑設(shè)計又是一項繁重、責(zé)任大的工作,對建筑物的整體安全、經(jīng)濟(jì)合理性以及適用都會造成嚴(yán)重的影響。 實際設(shè)計過程中,結(jié)構(gòu)設(shè)計概念與方法上總是存在著一定的差錯,之所以存在差錯,主要有以下幾方面的原因:第一,由于設(shè)計人員對于高層建筑設(shè)計沒有過多的重視,只盲目的按照或者一味的照搬其他設(shè)計結(jié)果進(jìn)行;第二,設(shè)計人員對于相關(guān)設(shè)計規(guī)范及方法缺乏一定的了解;第三,設(shè)計人員沒有清晰的力學(xué)概念,難以構(gòu)建起科學(xué)合理的計算模式,在判斷結(jié)構(gòu)驗算結(jié)果時,經(jīng)驗不足。
1.高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題
1.1天然地基承載力與基礎(chǔ)埋深的確定問題
首先是地基承載力的確定存在誤差 ;在對地基承載力進(jìn)行確定時,不僅要對其性質(zhì)加以充分的考慮,而且,還要充分的考慮基礎(chǔ)的埋置深度以及寬度,地基承載力會隨著基礎(chǔ)埋置深度的加深以及基礎(chǔ)寬度的加大而逐漸的提高。但是,如果屬于軟弱基地,那么,將會使得地耐力取值進(jìn)一步提高,存在安全隱患。其次,基礎(chǔ)埋深,通常從室外地面標(biāo)高開始算起;填方區(qū)域應(yīng)在填土后才可進(jìn)行挖槽,可從填土面開始算起,填土主要是在上部結(jié)構(gòu)而完成的,從天然地面標(biāo)高開始算起。如果地下室采用的是箱形基礎(chǔ),那么,基礎(chǔ)埋深應(yīng)從室外地面標(biāo)高開始算起;比如,分離式的基礎(chǔ)的地下室,也就是說內(nèi)墻與內(nèi)柱基礎(chǔ),具體埋置深度應(yīng)從室內(nèi)地面開始算起;而地下室外墻基礎(chǔ)應(yīng)采取室內(nèi)與室外計算埋置深度的平均值。不過,實際設(shè)計過程中,通常沒有考慮天然地面室外設(shè)計地面標(biāo)高間存在的不同和填土的規(guī)范施工順序,只一味的按照設(shè)計室內(nèi)地面標(biāo)高算起。這樣一來,就會使得基礎(chǔ)計算埋深值進(jìn)一步增大,最終導(dǎo)致按照深度調(diào)整后的地基承載力也較大,安全系數(shù)低。
1.2結(jié)構(gòu)計算存在的問題
建筑物結(jié)構(gòu)計算存在的問題是荷載取值不夠合理、驗算底框砌體結(jié)構(gòu)方面的問題以及結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的確定。如,高層民用框架的建筑一般在采取獨立的基礎(chǔ)上以及其地基受力部位不具備軟弱粘性土層的情況下,那么,就非常有必要對地基的抗震承載力加以驗算,在對其基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計時,應(yīng)充分的考慮風(fēng)荷載的作用。因此,必須將風(fēng)荷載輸入到高層民用建筑中。只有具有均勻的剛度時方可采用底部剪力法,假如其結(jié)構(gòu)中存在薄弱層,應(yīng)充分考慮其因塑性變形集中所帶來的影響;此外,由于框架結(jié)構(gòu)等都有填充墻,因此,它的實際剛度要高于計算時的剛度,但其實際周期比計算周期小,因此,最終所計算出的地震剪力通常較小,使得結(jié)構(gòu)潛在了安全隱患,唯一的解決辦法就是折減計算周期。
2.加強(qiáng)高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計措施
2.1對地基承載力寬度與深度修正
在對地基承載力寬度與深度進(jìn)行修正時,應(yīng)結(jié)合工程具體情況,根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定、基本原理以及理論,明確基礎(chǔ)埋置深度的取值,特別對于部分特殊情況,應(yīng)充分的分析,合理的進(jìn)行取舍。在施工中要求基礎(chǔ)完成時還要在上部結(jié)構(gòu)施工前回填完成,回填土應(yīng)進(jìn)行分層夯實。實際上,地基承載力就是地基同時滿足強(qiáng)度以及變形這兩個條件時,單位面積所能承受的最大荷載。一般情況下,上部結(jié)構(gòu)體型較為簡單,整體剛度較大,如果,地基不均勻沉降有著極強(qiáng)的適應(yīng)性,那么,地基承載力就可取高值;如果基礎(chǔ)寬度大,埋置深度深,那么,地基承載力就會有所提高;高層建筑為了使得地基具有較好的穩(wěn)定性,避免建筑物滑動與傾覆,通常都會要求基礎(chǔ)整體剛度要大,埋置深度深,可采用箱形基礎(chǔ)。另外,基礎(chǔ)埋深對于地基土體及上部結(jié)構(gòu)所組成的相互作用體系的動力特性與動力反應(yīng)有著一定的影響;各個學(xué)者在對這一問題進(jìn)行研究后,所得出的結(jié)論存在著一定的差異,主要是因為上部結(jié)構(gòu)剛度條件具有差異性。應(yīng)對上部結(jié)構(gòu)各種剛度條件加以全面的考慮,并進(jìn)行大量的數(shù)值計算,從而獲取到基礎(chǔ)埋深對土體與結(jié)構(gòu)共同作用體系的動力特性與反應(yīng)影響的規(guī)律。
2.2結(jié)構(gòu)計算參數(shù)的選擇
具體有以下三方面:首先,選擇合理的地震力振型組合數(shù);其對于高層建筑,在沒有采取扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算方式時,應(yīng)取3,如果振型系數(shù)已經(jīng)超出了3,那么,應(yīng)取3的倍數(shù),不過決不能比房屋層數(shù)高,在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中有明確的規(guī)定,一個合理的振型個數(shù)通常能夠取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的百分之九十所需的振型數(shù)。目前,中國建筑科學(xué)研究院已經(jīng)具備了這一功能,能夠及時的將這種參與質(zhì)量的比值全面的輸出。同時,通過耦合計算的地震剪力要比非耦合計算小,只有其結(jié)構(gòu)發(fā)生極為明顯的扭轉(zhuǎn)時,才可以采用耦合計算的方式進(jìn)行,必要時應(yīng)采用非耦合計算加以補(bǔ)充。其次,框架結(jié)構(gòu)或荷載最不利布置與組合;如果活荷載較大,那么,是否對活荷載進(jìn)行最不利布置、組合,會嚴(yán)重的影響到計算全面的反映出來,很有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不安全。并且在PKPM中難以將荷載規(guī)范表4.1.1中的第1(1)與第1(2)~12項進(jìn)行明確的區(qū)分,無法滿足荷載規(guī)范區(qū)分不同荷載類型采用各種樓面荷載折減系數(shù)的具體要求。所以,在對結(jié)構(gòu)計算過程中,應(yīng)對各種構(gòu)件進(jìn)行區(qū)分,然后進(jìn)行分布計算,并且當(dāng)荷載輸入時,應(yīng)進(jìn)一步折減樓面活荷載。
3.結(jié)論
綜上所述可知,本文論述了高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題,并針對問題制定了有效的措施,以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計具有較高的準(zhǔn)確度、安全性以及較好的經(jīng)濟(jì)合理性。由于筆者能力有限,本文的論述不是很全面,以期相關(guān)人員提出寶貴的意見。
參考文獻(xiàn):
[1] 倪榮榮.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計若干問題探討[J].才智,2011年23期.
[2] 陳娟,王曉霞,李謙.高層建筑結(jié)構(gòu)的若干關(guān)鍵設(shè)計分析[J].科技致富向?qū)В?011年20期.
[3] 卜永慶.高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011年14期.
Abstract: The quality of civil quality factors in addition to effect and site construction, another important factor is the structural design. This paper discusses some key problems in the design of civil building structure, and the study and analysis of the key points for simple.
Keywords: Chinese civil building structure; problem; analysis of the key points
中圖分類號:TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: 文章編號:
一、高層民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則
1.結(jié)構(gòu)堅固、耐久。除按荷載大小及結(jié)構(gòu)要求確定構(gòu)件的基本斷而尺寸外,對陽臺、樓梯欄桿、頂棚、門窗與墻體的連結(jié)等構(gòu)造設(shè)計,都必須保證建筑物構(gòu)、配件在使用時的安全。 2.應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)。在進(jìn)行建筑構(gòu)造設(shè)計時、應(yīng)大力改進(jìn)傳統(tǒng)的建筑方式,從材料、結(jié)構(gòu)、施工等方面引入先進(jìn)技術(shù)、并注意因地制宜。
3.合理降低造價。各種構(gòu)造設(shè)計,均要注重整體建筑物的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境的三個效益,即綜合效益。在經(jīng)濟(jì)上注意節(jié)約建筑造價,降低材料的能源消耗,又要有利于降低經(jīng)常運行、維修和管理的費用。還須保證工程質(zhì)量,不能單純追求效益而偷工減料,降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)做到合理降低造價。 4.注意美觀大方。建筑物的形象除了取決于建筑設(shè)計中的體型組合和立面處理外,一些建筑細(xì)部的構(gòu)造設(shè)計對整體美觀也有很大影響。例如欄桿的型式、陽臺的凸凹、室內(nèi)外的細(xì)部裝修,各種轉(zhuǎn)角、收頭、交接處的接頭設(shè)計.都應(yīng)合理處理.并相互協(xié)調(diào),注意美觀大方。
二、影響高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要因素
1.外力作用的影響 作用在建筑物上的各種外力統(tǒng)稱為荷載。荷載可分為恒荷載(如結(jié)構(gòu)自重)和活荷載(如人群、家具、風(fēng)雪及地震荷載)兩類。荷載的大小是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)。也是結(jié)構(gòu)選型及構(gòu)造設(shè)計的重要基礎(chǔ),起著決定構(gòu)件尺度、用料多少的重要作用。風(fēng)載是高層建筑水平荷載的主要因素,風(fēng)力隨著地面的不同高度而變化,在沿江沿海地區(qū),風(fēng)力影響更大,設(shè)計時必須遵照有關(guān)設(shè)計規(guī)范執(zhí)行。 地震荷載也是主要荷載。地基土的縱波使建筑物產(chǎn)生上下顫動;橫波使建筑物產(chǎn)生前后或左右的水平方向的晃動。但這三個方向的運動并不同時產(chǎn)生,其中橫波的振動往往超過風(fēng)力的作用,所以地震力產(chǎn)生的橫波是建筑物的主要側(cè)向荷載。地震的大小用震級表示,震級的高低是根據(jù)地震時釋放能量的多少來劃分的,釋放能量愈多,地震越大,震級也愈高。故震級是地震的大小指標(biāo)。在進(jìn)行建筑物抗震設(shè)計時,是以該地區(qū)所定地震烈度為依據(jù),地震烈度是指在地震過程中,地表及建筑物受到影響和破壞的程度。
2.氣候條件的影響 我國各地區(qū)地理位置及環(huán)境不同,從炎熱的南方到寒冷的北方,氣候條件有許多差異。太陽的輻射熱、自然界的風(fēng)、雨、雷、霜、地下水等構(gòu)成了影響建筑物的多種因素。有的構(gòu)、配件因熱脹冷縮而開裂;有的部位出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象;有的因室內(nèi)過冷或過熱而妨礙工作等等.放在進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計時,應(yīng)該針對建筑物所受影響的性質(zhì)與程度,對各有關(guān)構(gòu)、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保溫、隔熱、設(shè)伸縮縫、設(shè)隔蒸汽層等等。以防患于未然。
3.各種人為因素的影響 人們在生產(chǎn)和生活活動中,往往遇到火災(zāi)、爆炸、機(jī)械振動、化學(xué)腐蝕、噪聲等人為因素的影響。故在進(jìn)行建筑構(gòu)造設(shè)計時,必須針對這些影響因素,采取相應(yīng)的防火、防爆、防振、防腐、隔聲等構(gòu)造措施,以防止建筑物遭受不應(yīng)有的損失。
三、高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在的問題
1.天然地基承載力與基礎(chǔ)埋深的確定問題 首先是地基承載力的確定存在誤差 ;在對地基承載力進(jìn)行確定時不僅要對其性質(zhì)加以充分的考慮,而且還要充分的考慮基礎(chǔ)的埋置深度以及寬度,地基承載力會隨著基礎(chǔ)埋置深度的加深以及基礎(chǔ)寬度的加大而逐漸的提高。但是如果屬于軟弱基地,那么將會使得地耐力取值進(jìn)一步提高存在安全隱患。其次基礎(chǔ)埋深通常從室外地面標(biāo)高開始算起;填方區(qū)域應(yīng)在填土后才可進(jìn)行挖槽,可從填土面開始算起,填土主要是在上部結(jié)構(gòu)而完成的,從天然地面標(biāo)高開始算起。如果地下室采用的是箱形基礎(chǔ),那么基礎(chǔ)埋深應(yīng)從室外地面標(biāo)高開始算起;比如分離式的基礎(chǔ)的地下室也就是說內(nèi)墻與內(nèi)柱基礎(chǔ),具體埋置深度應(yīng)從室內(nèi)地面開始算起;而地下室外墻基礎(chǔ)應(yīng)采取室內(nèi)與室外計算埋置深度的平均值。不過實際設(shè)計過程中通常沒有考慮天然地面室外設(shè)計地面標(biāo)高間存在的不同和填土的規(guī)范施工順序,只一味的按照設(shè)計室內(nèi)地面標(biāo)高算起。這樣一來就會使得基礎(chǔ)計算埋深值進(jìn)一步增大,最終導(dǎo)致按照深度調(diào)整后的地基承載力也較大,安全系數(shù)低。
2.結(jié)構(gòu)計算存在的問題 建筑物結(jié)構(gòu)計算存在的問題是荷載取值不夠合理、驗算底框砌體結(jié)構(gòu)方面的問題以及結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的確定。如高層民用框架的建筑一般在采取獨立的基礎(chǔ)上以及其地基受力部位不具備軟弱粘性土層的情況下,那么就非常有必要對地基的抗震承載力加以驗算,在對其基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計時,應(yīng)充分的考慮風(fēng)荷載的作用。因此必須將風(fēng)荷載輸入到高層民用建筑中。只有具有均勻的剛度時方可采用底部剪力法,假如其結(jié)構(gòu)中存在薄弱層應(yīng)充分考慮其因塑性變形集中所帶來的影響;此外由于框架結(jié)構(gòu)等都有填充墻,因此它的實際剛度要高于計算時的剛度,但其實際周期比計算周期小,因此最終所計算出的地震剪力通常較小,使得結(jié)構(gòu)潛在了安全隱患,唯一的解決辦法就是折減計算周期。
四、加強(qiáng)高層民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計措施
1.對地基承載力寬度與深度修正 在對地基承載力寬度與深度進(jìn)行修正時,應(yīng)結(jié)合工程具體情況,根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定、基本原理以及理論,明確基礎(chǔ)埋置深度的取值,特別對于部分特殊情況,應(yīng)充分的分析,合理的進(jìn)行取舍。在施工中要求基礎(chǔ)完成時還要在上部結(jié)構(gòu)施工前回填完成,回填土應(yīng)進(jìn)行分層夯實。實際上地基承載力就是地基同時滿足強(qiáng)度以及變形這兩個條件時,單位面積所能承受的最大荷載。一般情況下上部結(jié)構(gòu)體型較為簡單,整體剛度較大,如果地基不均勻沉降有著極強(qiáng)的適應(yīng)性,那么地基承載力就可取高值;如果基礎(chǔ)寬度大,埋置深度深,那么地基承載力就會有所提高;高層建筑為了使得地基具有較好的穩(wěn)定性,避免建筑物滑動與傾覆,通常都會要求基礎(chǔ)整體剛度要大,埋置深度深,可采用箱形基礎(chǔ)。另外基礎(chǔ)埋深對于地基土體及上部結(jié)構(gòu)所組成的相互作用體系的動力特性與動力反應(yīng)有著一定的影響;各個學(xué)者在對這一問題進(jìn)行研究后,所得出的結(jié)論存在著一定的差異,主要是因為上部結(jié)構(gòu)剛度條件具有差異性。應(yīng)對上部結(jié)構(gòu)各種剛度條件加以全面的考慮,并進(jìn)行大量的數(shù)值計算,從而獲取到基礎(chǔ)埋深對土體與結(jié)構(gòu)共同作用體系的動力特性與反應(yīng)影響的規(guī)律。
2.結(jié)構(gòu)計算參數(shù)的選擇 具體有以下三方面:首先選擇合理的地震力振型組合數(shù);其對于高層建筑,在沒有采取扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算方式時,應(yīng)取3,如果振型系數(shù)已經(jīng)超出了3,那么應(yīng)取3的倍數(shù),不過決不能比房屋層數(shù)高,在《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中有明確的規(guī)定,一個合理的振型個數(shù)通常能夠取振型參與質(zhì)量達(dá)到總質(zhì)量的百分之九十所需的振型數(shù)。目前中國建筑科學(xué)研究院已經(jīng)具備了這一功能,能夠及時的將這種參與質(zhì)量的比值全面的輸出。同時通過耦合計算的地震剪力要比非耦合計算小,只有其結(jié)構(gòu)發(fā)生極為明顯的扭轉(zhuǎn)時,才可以采用耦合計算的方式進(jìn)行,必要時應(yīng)采用非耦合計算加以補(bǔ)充。其次框架結(jié)構(gòu)或荷載最不利布置與組合;如果活荷載較大,那么是否對活荷載進(jìn)行最不利布置、組合,會嚴(yán)重的影響到計算全面的反映出來,很有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不安全。在對結(jié)構(gòu)計算過程中,應(yīng)對各種構(gòu)件進(jìn)行區(qū)分,然后進(jìn)行分布計算,并且當(dāng)荷載輸入時,應(yīng)進(jìn)一步折減樓面活荷載。
五、結(jié)束語
民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng),其中存在的問題涉及到方方面面,要解決好這些問題就需要豐富的經(jīng)驗和先進(jìn)的理論知識,在此前提下,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師通過綜合考慮各方面設(shè)計因子,并與各種規(guī)范進(jìn)行多重整合,運用科學(xué)的設(shè)計理念,做到建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的緊密結(jié)合,選擇合理的結(jié)構(gòu)體系,這樣才能設(shè)計出真正滿意的建筑。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:工民建;高層建筑;結(jié)構(gòu)選型;影響因素
Abstract: As a comprehensive and strong systematic content, the selection decision-making of high-rise building structures in civil engineering project occupies an extremely important position. This paper will combine with many years of practical experience; provide a simple exposition of civil engineering in high-rise buildings for selection of structural factors, for reference.Key words: civil engineering; high-rise buildings; structure selection;influencing factors
中圖分類號:TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02
高層建筑以其占地面積較小,高層空間利用率較高的優(yōu)勢,有效的緩解了目前城市土地資源緊張與城市人口壓力逐年加大之間的矛盾,使其迅速成為現(xiàn)今建筑工程設(shè)計與施工建造的首選類型。就我國目前而言,高層建筑主要用于住宅、賓館、辦公寫字樓、以及綜合性商業(yè)設(shè)施等用途中,由于其對高層建筑的使用功能性的要求不同,使其在對于建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)選型中存在著一定的差異性。在高層住宅的建筑工程項目中,由于其對于功能具有空間較小、分隔墻體較多、各層布局基本相同的特殊要求,在結(jié)構(gòu)的選擇時就比較適合采用剪力墻或框架剪力墻結(jié)構(gòu),此外除了應(yīng)考慮各組成部分各自適用的結(jié)構(gòu)體系以外,選型中還要考慮兩種體系組合的效果是否最佳因為當(dāng)建筑物包括不止一個主要結(jié)構(gòu)時,它們之間必然存在一定的橫向聯(lián)系,分別對每一結(jié)構(gòu)優(yōu)化所拼湊而成的整個建筑結(jié)構(gòu)不一定最優(yōu),故結(jié)構(gòu)選型應(yīng)從整個工程系統(tǒng),即主要結(jié)構(gòu)的集合出發(fā)進(jìn)行全局優(yōu)化決策根據(jù)工程的具體情況和條件正確解決結(jié)構(gòu)體系的選型問題。
1工民建筑物的基本要求
1.1美觀功能要求
結(jié)構(gòu)是構(gòu)成建筑藝術(shù)形象的重要因素通常人們比較強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)型式適應(yīng)建筑造型上的美觀性要求,而易于忽視另一方面,即結(jié)構(gòu)本身的美學(xué)效應(yīng)。結(jié)構(gòu)自身也富有美學(xué)表現(xiàn)力,為了達(dá)到安全與堅固的目的,各種結(jié)構(gòu)體系都是由構(gòu)件按一定的規(guī)律組成的,這種規(guī)律性的東西本身就具有裝飾效果,結(jié)構(gòu)選型的參與者、建筑師們必須注意發(fā)揮這種表現(xiàn)力和利用這種裝飾結(jié)果自然地顯示結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)型式與建筑的空間藝術(shù)形象融合起來使兩者成為統(tǒng)一體。
1.2結(jié)構(gòu)受力合理性
因為各種結(jié)構(gòu)體系有各自的受力特征,比如在抗風(fēng)能力、抗震能力整體剛度等各方面各不相同,而選型必須保證結(jié)構(gòu)體系的受力合理,所以要根據(jù)力學(xué)上的要求認(rèn)真比較各種結(jié)構(gòu)體系優(yōu)缺點,挑選出能入圍的幾個結(jié)構(gòu)體系,然后再結(jié)合其它影響因素作分析,做篩選結(jié)構(gòu)受力合理性包括結(jié)構(gòu)能有效抗風(fēng)、可靠抗震、傳力途徑明確、應(yīng)力分布合理破壞機(jī)制合理等等。它受環(huán)境條件諸如基本風(fēng)壓、設(shè)防烈度等影響,而基本風(fēng)壓、設(shè)防烈度又因場地條件不同而不同。
1.3綜合考慮不同結(jié)構(gòu)方案對建筑物造價的影響
某些結(jié)構(gòu)材料單價較高但可能給建筑物整體造價帶來好處,結(jié)構(gòu)材料對選型的影響下文將展開論述。例如某市三多里高層住宅地面以上15層、局部16層,層高2.7m建筑。總高度44.2m為板-柱框架剪力墻體系,采用陶?;炷?。預(yù)制大樓板內(nèi)外填充墻分別采用100mm及200mm厚的加氣混凝土徹塊,每層平均重量僅為8.31kN/平方米而一般框架-剪力墻體系的高層住宅每層平均重量約為12~13kN/平方米,因此該高層建筑采用天然地基箱形基礎(chǔ),而同期建造的另一幢15層高層住宅,為內(nèi)澆外掛剪力墻體系,采用柱箱復(fù)合基礎(chǔ)15層高層住宅采用天然地基,在某市是僅有的一幢,是一個成功的工程實踐。
1.4結(jié)構(gòu)全壽命期費用
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟(jì)分析時,通??紤]的是一次性投資費用,這是不夠全面的。一幢建筑物在其整個使用壽命期內(nèi),一般為50年,還會發(fā)生其它費用,如結(jié)構(gòu)的一般維護(hù)維修費用、災(zāi)后的重建費用等等,而這些費用的數(shù)額往往也是不容忽視的。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型決策時也應(yīng)予以考慮。例如對于一幢高層建筑如果結(jié)構(gòu)方案采用鋼結(jié)構(gòu),則由于鋼材易于銹蝕在整個建筑物投入使用后,必須對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行定期的防銹蝕處理和維護(hù),從建筑的整個使用壽命期來看這一筆維護(hù)費用的數(shù)額是巨大的但如果結(jié)構(gòu)方案采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則基本上不需要對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行維護(hù)。從建筑的整個使用壽命期來看,就基本上不存在發(fā)生于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的維護(hù)費用,當(dāng)對類似的高層建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的選擇時就要綜合考慮權(quán)衡各方面利弊從結(jié)構(gòu)的全壽命期,來進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)分析才能得出令人滿意的決策結(jié)論。
2施工水平對高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響建筑施工的生產(chǎn)技術(shù)水平及生產(chǎn)手段對建筑結(jié)構(gòu)型式有很大影響。正是大型起重機(jī)械及各種建筑機(jī)械例如混凝土泵,相繼問世才使高層建筑的各種結(jié)構(gòu)型式成為現(xiàn)實,施工水平對建筑結(jié)構(gòu)型式的影響表現(xiàn)在以下兩個方面:
一方面,施工技術(shù)條件不具備或選用的結(jié)構(gòu)方案不適應(yīng)現(xiàn)有施工技術(shù)能力,將給工程建設(shè)帶來困難。例如選擇裝配式框架結(jié)構(gòu)方案時需要認(rèn)真考慮施工單位焊工技術(shù)力量,否則將給工程質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。如果決策人員在結(jié)構(gòu)選型時考慮不周也將會給施工單位帶來不必要的困難。因此選型時有關(guān)設(shè)計人員應(yīng)多與施工單位人員溝通,共同磋商解決選型中出現(xiàn)的矛盾。
另一方面,選擇結(jié)構(gòu)型式時要結(jié)合施工工藝因素考慮工程的具體施工條件,同一種結(jié)構(gòu)型式可以對應(yīng)不同的施工工藝,而不同的施工工藝不僅影響材料消耗,勞動力工期施工工期的影響已經(jīng)在經(jīng)濟(jì)因素中分析及造價等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),而且會影響到結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、抗震性能、計算分析及構(gòu)造措施。所以,在高層建筑結(jié)構(gòu)選型中應(yīng)對施工工藝連同其它因素加以全面綜合權(quán)衡考慮。
3建筑結(jié)構(gòu)材料對高層建筑結(jié)構(gòu)選型的影響
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新的結(jié)構(gòu)材料如高強(qiáng)砼、輕骨料砼、復(fù)合材料中的鋼管砼、鋼纖維砼等等不斷誕生,新的結(jié)構(gòu)材料促使傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式發(fā)生變革,新的結(jié)構(gòu)型式產(chǎn)生,從而不可避免地給結(jié)構(gòu)選型問題帶來深刻影響。眾所周知在傳統(tǒng)的建筑材料中,鋼材符合輕質(zhì)又高強(qiáng)的條件,在國外高層建筑中很多采用鋼結(jié)構(gòu)體系,鑒于我國國情和條件,絕大部分高層建筑都采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系,且一般都采用普通鋼筋砼、混凝土及鋼材的強(qiáng)度等級不高,建筑物的自重一般平均在12~17kN/平方米。據(jù)統(tǒng)計,在我國已建成的高層建筑中,自重小于12kN/平方米的只占22%。而大于14kN/平方米的占46%,總的來說,自重偏大給設(shè)計、施工、材料運輸、結(jié)構(gòu)抗震性能及結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)帶來較多不利影響因此在考慮了材料的供應(yīng)狀況的前提條件下,優(yōu)先選用能減輕建筑物自重的結(jié)構(gòu)材料是很有必要的。減輕建筑物自重給整個高層建筑帶來的效益有:
3.1有利于減小結(jié)構(gòu)截面節(jié)約建筑材料尤其對于高層建筑下部樓層的柱子影響更大。
3.2有利于減小基礎(chǔ)投資據(jù)統(tǒng)計在軟土地基地區(qū)基礎(chǔ)的造價約占土建總投資的25%左右。例如:某市樁箱型基礎(chǔ)約占28%,隨著目前地下室越來越深,這個比例有加大的趨勢,所以減輕高層建筑自重對減少軟土地基地區(qū)高層建筑基礎(chǔ)投資有重大意義。
4結(jié)語
綜上所述,在實際工作中,結(jié)構(gòu)設(shè)計人員往往由于未能深入了解結(jié)構(gòu)選型的各個影響因素及其相互關(guān)系,從而造成結(jié)構(gòu)選型決策的種種失誤影響結(jié)構(gòu)選型決策的因素主要體現(xiàn)在建筑物的功能要求,結(jié)構(gòu)受力合理性經(jīng)濟(jì)因素的制約等多個方面,所有的這些確定性的和非確定性的因素都或多或少對結(jié)構(gòu)選型產(chǎn)生影響,在某些情況,不為人們重視甚至被忽略的一些因素往往起著決定性的作用。因此,在結(jié)構(gòu)選型決策工作中應(yīng)該綜合考慮各種決策影響因素的作用特點和對決策結(jié)果的影響度,并將它們綜合協(xié)調(diào)統(tǒng)一起來,這就涉及到高層建筑選型決策方法的合理選擇問題。
參考文獻(xiàn)
[1]李國強(qiáng).我國高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的主要問題[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2008.08.
【關(guān)鍵詞】 民用建筑;結(jié)構(gòu)節(jié)能;原理;措施
中圖分類號: TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
0 引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)及社會的發(fā)展,能源消耗消耗量急劇增加,能源危機(jī)迫在眉睫。我們亟需要開拓一條節(jié)能減排的綠色化道路,而民用建筑作為一種主要的建筑類型,其節(jié)能潛力巨大?;诖?,筆者結(jié)合自己學(xué)習(xí)及工作的經(jīng)歷和經(jīng)驗,在相關(guān)理論的支撐下,對我國民用建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能原理及措施進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。
1 建筑節(jié)能概述
建筑節(jié)能是指通過建筑材料的合理選擇、施工過程的有效控制、建筑使用過程中的資源消耗的整體控制,達(dá)到提高建筑性能及能源利用率的目標(biāo)。一般來說,建筑節(jié)能主要通過建筑采暖、空調(diào)、照明、熱水供應(yīng)等方面的優(yōu)化設(shè)計來達(dá)到節(jié)能的目的[1]。由此可以看出建筑節(jié)能所涉及的范圍及內(nèi)容比較廣泛,幾乎涵蓋了從建筑設(shè)計開始,到建筑施工、使用的整個過程。所以說建筑節(jié)能是一項系統(tǒng)的工程。同時,建筑節(jié)能工程對于技術(shù)的要求很高。幾乎所有的節(jié)能目標(biāo)的實現(xiàn)都要用技術(shù)做支撐。比如圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱技術(shù)、太陽能與建筑一體化技術(shù)、建筑遮陽技術(shù)等都是建筑節(jié)能的重要技術(shù),另外還包括一些近年來比較受關(guān)注的照明節(jié)能技術(shù)、新型供冷供熱技術(shù)等。這些技術(shù)決定著建筑節(jié)能的效果,因此在建筑規(guī)劃設(shè)計之前,就要將建筑的節(jié)能與建筑本身的規(guī)劃、設(shè)計、施工、監(jiān)理等過程的管理緊密的聯(lián)系起來,使之成為一個不可分割的整體。只有從系統(tǒng)的角度,站在戰(zhàn)略的高度上,才能有效地實現(xiàn)建筑節(jié)能工程。
2 民用建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能的相關(guān)原理
對于民用建筑節(jié)能工程來說涉及到的相關(guān)原理,最重要的就是與節(jié)能技術(shù)相關(guān)的一些原理。一般來說,建筑物的能耗是由建筑本身的圍護(hù)結(jié)構(gòu)決定的,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷風(fēng)滲透和熱傳導(dǎo)共同造成了建筑物的能耗,所以要節(jié)能的話,也應(yīng)該從這兩方面著手。對于民用建筑來說,其圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要是指墻體、屋面、窗戶(玻璃幕墻)、外遮陽設(shè)施等[2]。這些結(jié)構(gòu)最為主要的功能及作用就是防熱御寒,保證建筑空間內(nèi)不暴露在外部環(huán)境中,這樣建筑在受到一定遮護(hù)的情況下,可以減少外部環(huán)境對室內(nèi)環(huán)境的影響,可以形成一個相對舒適的空間。雖然,屋內(nèi)溫度及環(huán)境受到外部的影響,而且冬季與夏季的屋內(nèi)外的熱流方向截然相反。但是,都要求房屋的護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的絕熱性能,這樣才能保證流出或流入的熱量相對減少。由此可以看出建筑的護(hù)結(jié)構(gòu)直接影響民用建筑的能耗。因此,對于民用建筑物來說,節(jié)能的主要途徑包括墻、門、窗、頂?shù)葒o(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能。通過對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,減少建筑的能量損耗及消散,使房屋整體達(dá)到保溫、隔熱、透光、通風(fēng)等要求,以滿足節(jié)能的需求,達(dá)到最佳的節(jié)能效果。
3 民用建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能的相關(guān)措施
通過上面的分析可以看出,民用建筑的結(jié)構(gòu)節(jié)能對于實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及節(jié)能減排措施具有一定的促進(jìn)作用。具體來說,筆者結(jié)合我國的發(fā)展實際,對我國民用建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能,提出幾下幾條改進(jìn)措施。第一,建筑墻體的節(jié)能措施。可以在建筑的外墻部分建筑一個保溫層,以增強(qiáng)外墻的保溫效果。值得強(qiáng)調(diào)的是這種保溫層,一定要經(jīng)受得起撞擊,如果受不起撞擊的話,不僅保溫效果會受到很大的影響,而且會增加使用的風(fēng)險性,影響整個建筑的美觀。同時,要盡量做好保溫層與墻體之間的固定[3]。一般來說,實際建設(shè)的過程中,主要通過貼保溫板、粉刷石膏、聚苯顆粒膠粉等方法,實現(xiàn)墻體的保溫。第二,建筑門窗的節(jié)能措施。門窗是建筑與外界環(huán)境融為一體的主要連接。所以,門窗的節(jié)能設(shè)計對于整個建筑來說,影響也是非常大的。比如說,門窗的位置與方向、窗戶的設(shè)計、玻璃的選擇等,都是影響門窗獲得太陽能的主要因素。另外,影響門窗熱損失的因素還包括輻射、對流、空氣滲漏等。所以,在選擇門窗設(shè)計及安裝的時候,要合理選用原片玻璃及隔熱性能好的窗框材料。第三,建筑屋頂?shù)墓?jié)能措施。建筑屋頂?shù)娜〔氖菦Q定其節(jié)能性能的關(guān)鍵因素。一般來說,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候及地理條件來綜合確定。一般來說,屋頂?shù)谋貙硬粦?yīng)該選用一些導(dǎo)熱系數(shù)較高的保溫材料,因為這種材料,雖然能夠有效地防止熱量的傳遞,但是吸水性能比較好。所以,會嚴(yán)重地影響材料本身的保溫性能。所以,屋面應(yīng)該鋪設(shè)絕熱材料或者采用倒置式屋面做法,也可以采采用植被屋面。第四,建筑樓板及遮陽設(shè)施的節(jié)能措施。一般來說,與外部環(huán)境接觸的樓板主要包括挑板、過街樓等,如果不進(jìn)行保溫的話,會照成冷橋。至于遮陽設(shè)施,主要是窗、玻璃幕墻的配套設(shè)施,這些實施雖然表面上對建筑保溫效果的提高,效果不明顯。但是,對于調(diào)節(jié)日照、節(jié)省能源具有十分重要的作用。
4 結(jié)語
通過論文的研究可以看出,民用建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能不僅能夠達(dá)到建筑節(jié)能的目的,還可以增加建筑整體的美觀效果。所以,在民用建筑設(shè)計、建設(shè)與使用的過程中,要從建筑結(jié)構(gòu)的角度,增強(qiáng)建筑的節(jié)能效果。最后,希望論文的研究為相關(guān)的工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價值,也為我國民用建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能的設(shè)計及運用做出一定的貢獻(xiàn)。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 褚良銀,陳文梅,李曉鐘,劉培坤. 水力旋流器能耗機(jī)制與節(jié)能原理研究 Ⅴ.流場結(jié)構(gòu)與能量耗損[J]. 化工機(jī)械,2009,06:8-12.
[2] 汪慧,張立亞,馬桐年. 解讀《天津市民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能檢測技術(shù)規(guī)程》[J]. 天津建設(shè)科技,2011,03:11-12.
【關(guān)鍵詞】民用建筑;安全鑒定;工程應(yīng)用
房屋安全鑒定定義對房屋安全鑒定機(jī)構(gòu)以國家相關(guān)法規(guī)和相關(guān)工程技術(shù)作為標(biāo)準(zhǔn),以查勘以及檢測和驗算作為手段,實現(xiàn)對既有房屋結(jié)構(gòu)當(dāng)前的完損以及使用狀況和抗震能力與危險程度等方面做出科學(xué)鑒別和評定的技術(shù)性管理工作。房屋安全對人民群眾生命和財產(chǎn)安全產(chǎn)生了直接影響,與我國國計民生和社會和諧發(fā)生了直接關(guān)系。最近幾年房屋安全方面的問題層出不窮,使人們的財產(chǎn)遭受到了巨大損失,所以說房屋安全鑒定工作迫在眉睫。
一、民用建筑安全鑒定的重要意義
房屋安全鑒定工作在房屋進(jìn)行安全管理方面、房產(chǎn)價值評估方面、安全排查方面、以及房屋災(zāi)后加固、房屋裝修改造糾紛界定等方面發(fā)揮著不可替代的作用。正確評價既有民用建筑物的安全性,對保證已有房屋繼續(xù)安全使用和挖潛利用房屋資源有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益[ ]。
二、民用建筑安全鑒定的類型
已有民用建筑結(jié)構(gòu)的檢測鑒定工作主要包含偶然作用類、施工質(zhì)量類、合同糾紛類等幾類工程問題。
1、偶然作用類
①火災(zāi)作用后的民用建筑檢測鑒定
火災(zāi)作用后的建筑進(jìn)行的主要是表面損傷檢測和材料強(qiáng)度檢測,并且對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)以及對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行荷載試驗以評價其承載力。
②爆炸作用后的民用建筑檢測鑒定
由于人們使用電器種類的增多以及天然氣、煤氣的不正確使用,爆炸在民居中頻繁發(fā)生,因此爆炸后的房屋的損傷檢測工作尤為重要。經(jīng)受爆炸作用后的民用建筑結(jié)構(gòu)檢測包含現(xiàn)場檢測、墻體等構(gòu)件垂直度檢測[ ]。
③地震作用后的民用建筑檢測鑒定
對于震級較高的地震,在地震之后的民用建筑在經(jīng)過可靠的技術(shù)鑒定后才能夠決定其是否能繼續(xù)使用或加固后繼續(xù)使用。
2、施工質(zhì)量類
我國建筑市場由于建設(shè)人員水平參差不齊,監(jiān)管力度不足,導(dǎo)致建筑質(zhì)量存在較多問題。常見的施工質(zhì)量類問題包含材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、偷工減料、施工初始損傷等。如果新建的房屋建筑存在質(zhì)量問題,需要進(jìn)行安全質(zhì)量鑒定方可進(jìn)行使用。
3、合同糾紛類
如今因房屋建造所引發(fā)的民事糾紛不斷,房屋安全鑒定能夠?qū)Ψ课莸钠茡p程度和原因進(jìn)行鑒定,可以為司法的裁定提供事實依據(jù),維護(hù)了司法的公正。
三、既有民用建筑安全鑒定方法
1、直接經(jīng)驗法
直接經(jīng)驗法是在房屋安全鑒定人員對被鑒定房屋的建造情況調(diào)查、現(xiàn)場查勘,在圖紙完備的情況下,通過對原設(shè)計圖紙對房屋的各個部位構(gòu)件的校核,然后技術(shù)人員根據(jù)自己的專業(yè)知識以及經(jīng)驗和驗算對房屋進(jìn)行安全等級評定,是一種比較粗糙的鑒定方法。這種方法主要憑借鑒定人員的知識和經(jīng)驗對房屋結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行整體分析,具有方法簡單、費用低、鑒定速度快的特點,但由于其與鑒定人員個人水平密切相關(guān),缺少現(xiàn)代檢測技術(shù)的必要保證和科學(xué)評定程序,鑒定結(jié)果帶有一定的主觀性和隨機(jī)性,因而鑒定結(jié)果有效性低。
2、實用鑒定法
實用鑒定法以傳統(tǒng)的經(jīng)驗法作為基礎(chǔ),依據(jù)的是鑒定人員的全面分析鑒定,并且列出房屋的損壞原因,列出明確的鑒定、檢測項目,鑒定人員利用現(xiàn)代檢測技術(shù)和測試手段對被鑒定房屋的損壞原因進(jìn)行全面分析,對房屋結(jié)構(gòu)的使用材料、材料強(qiáng)度等方面用儀器進(jìn)行實地檢測,然后再對檢測值按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行分析和計算,結(jié)合結(jié)構(gòu)計算和實驗結(jié)果,對每一個項目進(jìn)行綜合性的評定,得出較準(zhǔn)確的鑒定結(jié)論。實用鑒定法一般要完成:①初步調(diào)查建筑物的原始概況,包括調(diào)閱圖紙及規(guī)劃、勘探、環(huán)境等技術(shù)資料。②對建筑物的各組成部位進(jìn)行檢測和查看,包括建筑物的地基基礎(chǔ)、建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)。③在實驗室進(jìn)行構(gòu)件試驗以及通過相關(guān)軟件對檢測結(jié)果進(jìn)行模型和結(jié)構(gòu)驗算分析[ ]。
3、概率法
概率法是以概率以及數(shù)理統(tǒng)計原理作為基礎(chǔ)的,采用的是非定值統(tǒng)計規(guī)律進(jìn)行的結(jié)構(gòu)可靠性的鑒定。概率法是依據(jù)結(jié)構(gòu)可靠性理論,用結(jié)構(gòu)失效概率來衡量結(jié)構(gòu)的可靠程度。概率法指的是在結(jié)構(gòu)抗力以及作用效應(yīng)之間進(jìn)行一定數(shù)量關(guān)系的建立,只要計算出失效概率,也就能得出建筑物的可靠度。
四、既有建筑安全鑒定在工程中的應(yīng)用
以位于 X市環(huán)翠區(qū)海港路73號的某一項目為例,該項目建于1981年。該建筑采用的是4層砌體結(jié)構(gòu),每一層的高度為4米,建筑物的總高度為1.45米,該項建筑的總建筑面積為921.6m2。
鑒定過程:
1、工程現(xiàn)狀初步調(diào)查
對X項目進(jìn)行初步調(diào)查,主要包括房屋概況、建筑設(shè)計情況、地基基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)、圖紙資料等。
經(jīng)過對X項目工程現(xiàn)狀的初步勘察,我們可以得知X項目的建筑結(jié)構(gòu)形式、建筑的平(立)面尺寸以及建筑的做法和構(gòu)造處理都符合施工圖紙的要求;在建筑結(jié)構(gòu)的體系以及結(jié)構(gòu)布置方面也基本合理,建筑結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件之間的鏈接很可靠,墻體采用的砌筑方式也很正確;X項目的建筑地基也很穩(wěn)定沒有發(fā)現(xiàn)不均勻的沉降以及墻體裂縫等一些不良現(xiàn)象;X項目建筑的樓板以及樓面也很平整,沒有發(fā)現(xiàn)明顯的扭曲變形現(xiàn)象,此外X項目建筑房屋的防水性能也很好,也沒有發(fā)現(xiàn)有任何積水的跡象以及墻體發(fā)霉的現(xiàn)象。
2、地基基礎(chǔ)
X項目建筑的地基很穩(wěn)定,沒有發(fā)現(xiàn)不均勻的沉降引起的建筑傾斜以及散水等現(xiàn)象。
3、上部承重結(jié)構(gòu)檢測
從對X項目建筑現(xiàn)場的檢測來看,X項目建筑在建筑結(jié)構(gòu)布局方面基本合理,設(shè)計的傳力路徑以及結(jié)構(gòu)的選型都很正確,圈梁的尺寸以及配筋和材料的強(qiáng)度都符合設(shè)計規(guī)范,在檢測時發(fā)現(xiàn)X項目建筑在支撐大梁的窗間強(qiáng)沒有出現(xiàn)豎向裂縫,在建筑的縱橫墻的交接處也沒有出現(xiàn)明顯的裂縫,并且通過對承重墻體的檢查發(fā)現(xiàn)沒有傾斜、裂縫以及酥松現(xiàn)象,墻體的連接以及砌筑方式也是正確的[ ]。
4、抗震設(shè)施檢測
通過X項目建筑的現(xiàn)場檢測可以發(fā)現(xiàn),在該建筑中沒有設(shè)置構(gòu)造柱,并且在建筑的內(nèi)橫墻上也沒有設(shè)置圈梁,設(shè)置的構(gòu)造柱以及圈梁也不滿足設(shè)計規(guī)范要求。
5、圍護(hù)系統(tǒng)
對X項目建筑的檢測過程中沒有發(fā)現(xiàn)樓板以及屋蓋出現(xiàn)明顯的變形、裂縫現(xiàn)象,X項目建筑的屋面防水以及排水等方面的性能良好,沒有出現(xiàn)老化、滲漏以及排水不良的現(xiàn)象,門窗的封閉良好可以自如地開啟,X項目建筑墻體也沒有出現(xiàn)也沒有出現(xiàn)明顯的變形以及裂縫。
【總結(jié)】
通過上文分析我們清楚了對既有民用建筑進(jìn)行安全鑒定的必要性,了解了既有記住安全鑒定的內(nèi)容,并且了分析了對既有民用建筑進(jìn)行安全鑒定的方法以及在實際工程中對安全鑒定方法的應(yīng)用。現(xiàn)階段有關(guān)既有建筑房屋安全鑒定方面的研究成果還很少,本文的分析能夠為既有建筑房屋安全的鑒定提供一定的借鑒和指導(dǎo)。
【參考文獻(xiàn)】
[1]陳銘建.既有民用建筑安全鑒定方法及工程應(yīng)用[D].廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文,
2007.
[2]李兵.建設(shè)工程質(zhì)量檢測行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].黑龍江科技信息,2009(24):351.
[3]王子英.既有民用建筑可靠性鑒定及程序設(shè)計[D].天津大學(xué)碩士學(xué)位論文,2005.