時(shí)間:2023-03-17 17:58:09
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇多層建筑論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
(1)建筑立面色彩對(duì)于室內(nèi)空間的環(huán)境色影響。多層建筑群落有一定的樓間距設(shè)計(jì)規(guī)范要求,一般情況下,相近建筑之間會(huì)有一定的色彩環(huán)境因素影響。例如,室內(nèi)空間的墻體、頂棚都是白色的,仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)原本白色的墻壁會(huì)呈現(xiàn)一定的色彩傾向,那就是相鄰建筑立面色彩的映射。建筑立面色彩的環(huán)境色構(gòu)成在實(shí)際設(shè)計(jì)中有較強(qiáng)的視覺(jué)影響力。從色彩三要素來(lái)定位色彩的視覺(jué)效果,色彩純度較高、明度較低的顏色不適用多層建筑立面,比如大紅、熟褐、深藍(lán)這類(lèi)顏色,本身的視覺(jué)沖擊力就很強(qiáng),對(duì)于相鄰建筑的室內(nèi)會(huì)有較強(qiáng)的環(huán)境色影響,空間中會(huì)有較強(qiáng)的色彩映射,以及相關(guān)聯(lián)的色彩混合。色彩純度較低、明度較高的顏色在多層建筑設(shè)計(jì)中的適用性則更為廣泛,比如米色、淺灰色這類(lèi)顏色,屬于空間意義上的背景顏色,對(duì)于相鄰建筑的室內(nèi)影響也較弱。
(2)建筑立面色彩與室內(nèi)空間色彩的調(diào)和。作為住宅類(lèi)別的多層建筑設(shè)計(jì),室內(nèi)空間的視覺(jué)感受是十分重要的,建筑立面色彩填窗而現(xiàn),構(gòu)成了室內(nèi)空間色彩的一部分,由此,設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮立面色彩的可調(diào)和性。在目前市場(chǎng)提供的商品房銷(xiāo)售房源中,可分為精裝房與清水房?jī)刹糠?精裝房的建筑立面色彩設(shè)計(jì)與室內(nèi)色彩設(shè)計(jì)是施工的共同體,是可調(diào)可控的,設(shè)計(jì)時(shí)以建筑風(fēng)格為統(tǒng)領(lǐng),色彩基本是在同一色彩相貌,相近明度、純度的區(qū)間內(nèi);清水房的建筑立面色彩要考慮對(duì)于各種室內(nèi)裝修風(fēng)格的兼容性,設(shè)計(jì)時(shí)要從建筑風(fēng)格出發(fā)選擇色彩相貌,然后調(diào)試色彩的明度、純度至中性色彩感受的范圍內(nèi),這樣的色彩可搭配的元素較多、適用性較強(qiáng)。
2多層建筑立面色彩設(shè)計(jì)與園區(qū)景觀
置身室外,視覺(jué)上的建筑空間環(huán)境包含兩個(gè)部分,一部分是建筑立面的整體色彩,另一部分是建筑相關(guān)的景觀色彩。兩者對(duì)比、調(diào)和,共同形成多層住宅的園區(qū)景觀色彩氛圍。以綠化較多的園區(qū)景觀為參照。植被樹(shù)木在春夏秋三季呈現(xiàn)綠色調(diào),冬季落葉則呈現(xiàn)棕褐色調(diào)。在考慮建筑與景觀主色調(diào)的搭配時(shí),不宜選擇互補(bǔ)色范疇內(nèi)、色彩對(duì)比關(guān)系強(qiáng)烈的顏色來(lái)搭配。以綠化較少、人造小品較多的園區(qū)景觀為參照。設(shè)計(jì)時(shí)要整合景觀主色調(diào),然后考慮建筑立面色彩與景觀色彩的搭配關(guān)系。由于兩大塊的色彩都具有較強(qiáng)的可塑性,所以設(shè)計(jì)發(fā)揮的余地較大。多層住宅建筑色彩的設(shè)計(jì)要依托于其園區(qū)景觀的風(fēng)格定位,選擇色彩相貌,在建筑與景觀的色彩對(duì)比、色彩調(diào)和關(guān)系中選擇色彩相貌,調(diào)適色彩明度,確定色彩純度。
3多層建筑立面色彩設(shè)計(jì)與城市規(guī)劃
3.1多層建筑立面色彩的群化
色彩的小面積與大面積的視覺(jué)沖擊力是截然不同的,從城市地塊規(guī)劃及項(xiàng)目整體性考慮,多層建筑所構(gòu)成的居住區(qū)一般占地面積是比較大的,其建筑立面的色彩延展、群化之后的可視面積也是較大的,這樣就需要考慮其構(gòu)成的心理影響力。每一種色系都具有獨(dú)特的色彩表現(xiàn)力與影響力,在同一色系中色彩的明度與純度的變化又是多元的。在建筑立面色彩設(shè)計(jì)中要遵循選定色彩、調(diào)試色彩、色彩搭配、群化擴(kuò)大的步驟,循序漸進(jìn)的推進(jìn)色彩的選擇定位。在初步選定建筑立面色彩后,再反之從空間體驗(yàn)者的角度感受群化后的色彩氛圍,最終確定主色調(diào)及具體色彩構(gòu)成元素。
3.2多層建筑立面色彩的群化與城市規(guī)劃
(1)多層建筑立面色彩群化與城市規(guī)劃的色彩關(guān)系。城市規(guī)劃是指根據(jù)城市的地理環(huán)境,人文條件,經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等客觀條件制定適宜城市整體發(fā)展的計(jì)劃,從而協(xié)調(diào)城市各方面發(fā)展,并進(jìn)一步對(duì)城市的空間布局、土地利用、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等進(jìn)行綜合部署和統(tǒng)籌安排的一項(xiàng)具有戰(zhàn)略性和綜合性的工作。與之相對(duì)應(yīng),不同區(qū)域的建筑會(huì)有各自功能性的色彩表現(xiàn)。建筑的色彩總是要有其功能、風(fēng)格、適用人群的定位表達(dá),這樣就要求在建筑立面色彩設(shè)計(jì)時(shí)要宏觀考慮城市規(guī)劃對(duì)于建筑所屬區(qū)域、地塊的功能形象定位,找到表達(dá)功能相呼應(yīng)的色彩進(jìn)行建筑立面設(shè)計(jì)。
(2)多層建筑立面色彩群化與城市規(guī)劃的風(fēng)格協(xié)調(diào)。不同的城市由于其所屬?lài)?guó)家、所處地域、居住人群、歷史文化等因素的不同會(huì)有獨(dú)特的風(fēng)格面貌,每個(gè)城市的獨(dú)特性格可以由色彩來(lái)構(gòu)建印、表達(dá)。在多層建筑立面色彩設(shè)計(jì)的前期,要綜合考慮政策性、文化性的總體要求,在色彩定位中做到個(gè)體精彩服從整體風(fēng)格。
4建筑立面色彩設(shè)計(jì)的心理影響力
建筑是抽象的藝術(shù),建筑色彩更是抽象的視覺(jué)表現(xiàn)因素,建筑色彩由其廣闊的空間面積、圍合的空間氛圍,以及與自然光線的復(fù)合變化決定,對(duì)于人們的居住感受有著潛移默化、印象深刻的覆蓋性影響。色彩作為獨(dú)立的符號(hào)因素,以視覺(jué)示人,形成氛圍、給人感受。不同的色彩搭配又會(huì)產(chǎn)生新的視覺(jué)形象、衍生出豐富的表現(xiàn)可能性。我們認(rèn)識(shí)到的色彩是剝離了形象、體積、空間、質(zhì)感等因素而獨(dú)立存在的視覺(jué)符號(hào),有相當(dāng)?shù)挠绊懥?同時(shí)也有很強(qiáng)的可塑性。
我國(guó)政府對(duì)住宅建設(shè)十分關(guān)心,特別是改革開(kāi)放以來(lái)給予了高度重視,投入了大量的人力、物力和財(cái)力,近期住宅建設(shè)成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和居民消費(fèi)熱點(diǎn),因此,積極開(kāi)展住房制度改革,推進(jìn)住宅商品化,為廣人居民提供良好的居住環(huán)境,是全社會(huì)關(guān)注的重要課題。
由于我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó),農(nóng)村人口占全國(guó)人口比例十分大。因此農(nóng)村居民住房也是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。而在住宅建筑中多層房屋結(jié)構(gòu)最為適合農(nóng)村及中小城市的使用。所以多層宅在我國(guó)農(nóng)村新建或正在建造的住宅中占90%以上。
多層房屋結(jié)構(gòu)的廣泛使用的有一個(gè)重要的問(wèn)題:就是多層房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。若這個(gè)問(wèn)題得不到重視那么將會(huì)給我們帶來(lái)不少的安全隱患。
一、多層建筑結(jié)構(gòu)的概述
住宅建筑按其層數(shù)分為:低層(l~3層)、多層(4~6層)、中高層(7~9層)、高層(l0層以上)四類(lèi)。
從80年代開(kāi)始至今,是我國(guó)多層房屋建筑在設(shè)計(jì)使用及施工建筑等各方面得到迅速發(fā)展的階段,各中等城市以及廣大農(nóng)村都普遍興起建造以框架結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、加筋砌體等多層建筑。
多層住宅為4~6層高的住宅,借助公共樓梯解決垂直交通,其優(yōu)點(diǎn)在于:①它比低層住宅占地少,比高層住宅建設(shè)工期短,一般開(kāi)工一年內(nèi)即可竣工;②公攤面積少,無(wú)需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資,物業(yè)費(fèi)也較低,整體的性能價(jià)格比高;③結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成熟,建材可就地大量工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化地生產(chǎn)。因此,多層住宅造價(jià)較低,售價(jià)適中,易于被普通消費(fèi)者接受。
由于寧波市所轄地區(qū)有很多城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū),因此都存在很大部分的農(nóng)村自留地。因?qū)幉ㄊ鞘規(guī)r地質(zhì)環(huán)境、地下溶洞較多的情況,高層建筑對(duì)自留地?fù)碛姓邅?lái)說(shuō)又投資太大,所以寧波的自留地建筑物主要是以3~6層的多層為主。多層建筑在寧波的廣泛使用,不但能夠改善廣大群眾的居住水平,而且通過(guò)房屋的出租提高群眾的收入。所以多層房屋在寧波推廣的比較普及。
二、設(shè)計(jì)對(duì)多層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
1.多層建筑的基礎(chǔ)
多層房屋建筑無(wú)地質(zhì)詳勘報(bào)告,僅僅依據(jù)建設(shè)單位口頭或籠統(tǒng)參照附近建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料就進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì);采用換土墊層進(jìn)行軟弱地基處理,不進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì),只憑經(jīng)驗(yàn)處置,沒(méi)有進(jìn)行墊層寬度和厚度計(jì)算,既不安全,又不經(jīng)濟(jì)。
2.多層建筑的磚混結(jié)構(gòu)房屋中構(gòu)造柱兼作承重柱用
在磚混結(jié)構(gòu)中,構(gòu)造柱不但能夠提高墻體的坑剪能力,而且構(gòu)造柱與圈梁聯(lián)結(jié)在一起,形成對(duì)砌體的約束,這對(duì)于限制墻體裂縫的開(kāi)展,維持豎向承載力,提高結(jié)構(gòu)的抗震性能有著重要的作用。
在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用,這種做法使得構(gòu)造柱提前受力,柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎曲及局部承壓強(qiáng)度必然不能滿(mǎn)足要求,降低了構(gòu)造柱的拉結(jié)和約束作用,一旦遭遇地震,構(gòu)造柱位置因應(yīng)力集中首先破壞。
3.多層建筑在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,只注意橫向框架而忽視縱向框架
現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求水平地震作用應(yīng)按兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算,縱向框架與橫向框架同等重要。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)于非抗震設(shè)計(jì),沒(méi)有考慮地震的縱向作用,在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋,跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現(xiàn)象。
4.多層建筑的懸挑梁的梁高選用過(guò)小
設(shè)計(jì)者往往只注意了對(duì)梁的強(qiáng)度和傾覆進(jìn)行驗(yàn)算,而忽略了對(duì)梁撓度的驗(yàn)算。梁高選用過(guò)小,引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過(guò)高,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發(fā)生脆性破壞,失去承載力。
5.多層建筑的連續(xù)梁按單梁進(jìn)行設(shè)計(jì)
這種情況多發(fā)在陽(yáng)臺(tái)邊梁的設(shè)計(jì)中。由于邊梁上的荷重一般較小,沒(méi)有引起設(shè)計(jì)者的重視,為圖受力分析方便,設(shè)計(jì)者把實(shí)際應(yīng)為連續(xù)梁的邊梁按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行設(shè)計(jì),致使邊梁在支座處上部負(fù)筋配置量過(guò)少,加載后梁支座上部受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫,引起梁上的攔板出現(xiàn)豎向裂縫。
6.多層建筑的樓板設(shè)計(jì)常見(jiàn)題
板是建筑工程中的主要承重構(gòu)件,是它將樓面、屋面的荷載傳遞到墻或梁,樓板的設(shè)計(jì)問(wèn)題必將影響梁、墻、柱等構(gòu)件安全。整個(gè)設(shè)計(jì)考慮不周,容易出現(xiàn)質(zhì)量隱患。樓板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)如下幾個(gè)問(wèn)題。
1)對(duì)板的受力狀態(tài)認(rèn)識(shí)不足,簡(jiǎn)單地將雙向板作單向板進(jìn)行計(jì)算,使計(jì)算假定與實(shí)際受力狀態(tài)不符,導(dǎo)致一個(gè)方向配筋過(guò)大,而另一方向僅按構(gòu)造配筋,造成配筋嚴(yán)重不足,致使板出現(xiàn)裂縫。
2)計(jì)算板承受線荷載的彎矩時(shí),常常將該部分線荷載換算成等效的均布荷載后,進(jìn)行板的配筋計(jì)算。但有些設(shè)計(jì)人員錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外,在板的設(shè)計(jì)中沒(méi)考慮板上砌墻的影響,在板支承點(diǎn)上部出現(xiàn)了負(fù)彎矩,致使板頂出現(xiàn)裂縫。
3)雙向板有效高度取值偏大。雙向板計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮兩個(gè)方向的彎矩,取各自的有效高度,一般長(zhǎng)向的有效高度比短向的有效高度小。有的設(shè)計(jì)者為圖省事或?qū)Π迨芰φJ(rèn)識(shí)不足,取兩方向的有效高度一致進(jìn)行配筋計(jì)算,致使長(zhǎng)跨有效高度偏大,配筋降低,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在的質(zhì)量隱患,甚至出現(xiàn)開(kāi)明縫的現(xiàn)象。
總之,我們?cè)O(shè)計(jì)工作者應(yīng)按規(guī)范相應(yīng)的構(gòu)造要求嚴(yán)格執(zhí)行,才能從根本上消除設(shè)計(jì)質(zhì)量的隱患。
三、抗震設(shè)計(jì)對(duì)穩(wěn)定性的影響
1.抗震措施
當(dāng)前,在抗震設(shè)計(jì)中,從概念設(shè)計(jì)、抗震驗(yàn)算及構(gòu)造措施等三方面入手,在將抗震與消震(結(jié)構(gòu)延性)結(jié)合的基礎(chǔ)上,建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)和方法,直至進(jìn)一步通過(guò)一些結(jié)構(gòu)措施(隔震措施,消能減震措施)來(lái)減震,即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的方向。而且,強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用己得到普遍的認(rèn)可。
2.多層建筑的抗震設(shè)計(jì)理念
我國(guó)《建筑抗震規(guī)范》(GB50011-2001)對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求。“三水準(zhǔn)”即“小震不壞,中震可修,大震不倒”。對(duì)建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求,是通過(guò)“兩階段”設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第一階段:第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng),與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合,并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù),進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì),從而滿(mǎn)足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求;第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角,使其不超過(guò)抗震規(guī)范所規(guī)定的限值;同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施,保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能,從而自動(dòng)滿(mǎn)足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段:采用與第三水準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù),計(jì)算出結(jié)構(gòu)(特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié))的彈塑性層間位移角,使之小于抗震規(guī)范的限值,并采用必要的抗震構(gòu)造措施,從而滿(mǎn)足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。
參考文獻(xiàn):
中圖分類(lèi)號(hào):TU352.1+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
輪臺(tái)地區(qū)是一個(gè)七度抗震區(qū),今年一年,發(fā)生了兩次四級(jí)以上地震,給人民的生活帶來(lái)很大的影響,房屋的抗震能力,是關(guān)系到千家萬(wàn)戶(hù)切身利益的大事,抗震好壞直接體現(xiàn)在建筑工程的質(zhì)量上。抗震設(shè)計(jì)圖紙是通過(guò)建筑施工來(lái)完成的,設(shè)計(jì)人員的抗震意圖是通過(guò)建筑施工來(lái)實(shí)現(xiàn)的,特別是多層磚房的一些抗震構(gòu)造措施,更是靠施工人員的高質(zhì)量施工才能充分發(fā)揮其作用。砂漿強(qiáng)度、砌體質(zhì)量、縱橫墻體間的連接,樓(屋)蓋與墻體之間的連接,甚至非結(jié)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的錨固等,均需要高質(zhì)量的施工才能奏效。
那么要做好多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震首先要了解這種房屋的震害規(guī)律。多層砌體房屋震害規(guī)律主要有:1)不同烈度區(qū)震害差異較大,特別在高烈度區(qū)以嚴(yán)重破壞或倒塌為主。2)結(jié)構(gòu)整體性差、抗連續(xù)倒塌能力低。3)未進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的老舊房屋破壞嚴(yán)重。4)砌體與鋼筋混凝土混合體系中磚砌體破壞嚴(yán)重。5)不同結(jié)構(gòu)體系抗震性能不同, 房屋復(fù)雜體形比簡(jiǎn)單體型破壞重;房屋震害橫墻承重最輕,縱橫墻承重次之,縱墻承重最重;空曠底層破壞重,端頭大房間的震害加重;大空間頂層破壞重。特別村鎮(zhèn)建筑震害嚴(yán)重,是最薄弱的環(huán)節(jié)。
1 房屋抗震構(gòu)造應(yīng)注意的問(wèn)題
1.1 平面布置。多層磚房屋墻體的布置應(yīng)當(dāng)均勻,上下層墻體對(duì)齊,墻上門(mén)窗洞口大小盡量一致,窗間墻應(yīng)等寬均勻分布。在房屋的一個(gè)獨(dú)立單元內(nèi)宜采用相同的結(jié)構(gòu)和墻體材料。平面上盡量避免凹進(jìn)凸出的墻體,若為L(zhǎng) 形或II 形平面時(shí),應(yīng)使轉(zhuǎn)角或交叉部分的墻體拉通,如側(cè)翼伸出較長(zhǎng)(超過(guò)房屋寬度),則應(yīng)以防震縫分割成獨(dú)立的單元。
1.2 立面布置。立面體型復(fù)雜、屋頂局部突出物比平面不規(guī)則對(duì)地震更敏感,所以應(yīng)不做或少做地震時(shí)易倒、易脫落的門(mén)臉、裝飾物、女兒墻、挑檐等。如必須設(shè)置時(shí),應(yīng)采取措施在變截面處加強(qiáng)連接;建筑物的立面、體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單,注意減輕建筑物自重,降低重心位置。
1.3 建筑場(chǎng)地的選擇。一般地說(shuō),建筑場(chǎng)地的選擇應(yīng)避免以下幾種情況:1)活動(dòng)斷裂地帶中容易發(fā)生地震的部位及附近地區(qū);2)地下水位較淺的地方和松軟的土地;3)地下有溶洞的地方,在石灰?guī)r地區(qū),如有較大的溶洞塌陷,因此,在其上部不應(yīng)建筑高大或沉重建筑物;4)地勢(shì)較陡的山坡、斜坡及河坎旁邊,建在這些地方的建筑物不但容易例塌。而且還會(huì)由于山崩、滑坡而被淹沒(méi),或者由于重力關(guān)系而下滑。當(dāng)建筑的各項(xiàng)條件相同時(shí),建筑在比較牢固的地基上和建筑在松軟地基上的建筑物,一個(gè)可能完整無(wú)損,一個(gè)可能破壞倒塌。因此,建筑時(shí),必須注意地基的地質(zhì)條件和地形地貌。
1.4 精心施工,注意質(zhì)量。歷史的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)證明:地震對(duì)人類(lèi)最大的破環(huán)大多是以建筑物的倒塌造成的。可以說(shuō)建筑物質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到人類(lèi)的生命及財(cái)產(chǎn)的安全,為了把地震災(zāi)害損失減少到最小程度,國(guó)務(wù)院于1994 年確定了防震減災(zāi)十年目標(biāo),即在各級(jí)政府和全社會(huì)的共同努力下,爭(zhēng)取用10 年左右的時(shí)間使我國(guó)大中城市和人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)具有抗御6 級(jí)左右的地震的能力。1998 年國(guó)務(wù)院頒布了《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》,2001 年11 月國(guó)務(wù)院義頒布了《地震安全性評(píng)價(jià)管理?xiàng)l例》,這些法規(guī)都明確規(guī)定:重大建筑工程必須進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)。
2 多層砌體房屋的抗震構(gòu)造措施
2.1砌體工程
砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)不夠,有的施工隊(duì)對(duì)砌筑砂漿的配合比重視不夠,水泥供應(yīng)緊張時(shí),同時(shí)用幾個(gè)水泥生產(chǎn)廠家的水泥,有時(shí)一幢建筑上用的砂子取自不同的產(chǎn)地,而砌筑砂漿的配合比卻往往一成不變。這就造成磚墻砂漿強(qiáng)度等級(jí)有時(shí)偏低,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
1)有時(shí)工地潤(rùn)磚不徹底,輪臺(tái)縣,巴州地區(qū),氣候干燥、磚塊較干,砂漿在砌體內(nèi)還未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí),砂漿水分已被磚吸走和散失,使其強(qiáng)度等級(jí)降低。
2)砌體砂漿不飽滿(mǎn),水平及垂直灰縫的砂漿飽滿(mǎn)度低,造成磚與砂漿粘結(jié)力降低,影響磚墻體的抗震強(qiáng)度。
3)縱橫墻體交接處留馬牙槎。要保證多層磚房的抗震能力,首先要確保房屋結(jié)構(gòu)的整體性。為此保證磚墻體之間,特別是縱橫墻體交接處的咬槎砌筑則是首要措施。國(guó)家地震局工程力學(xué)研究所楊玉成同志把多層磚房縱橫墻體咬槎砌筑的連接強(qiáng)度用連接強(qiáng)度系數(shù)來(lái)表示,把其樓層墻體平均抗震抗倒能力用層間平均墻體抗震強(qiáng)度系數(shù)表示,所以縱橫墻體同時(shí)咬槎砌筑的剛性多層磚房,一般不會(huì)發(fā)生傾覆破壞。因此,縱橫墻體交接處應(yīng)咬槎砌筑、杜絕留直槎(馬牙槎),是各有關(guān)設(shè)計(jì)、施工規(guī)范(規(guī)格)所一再?gòu)?qiáng)調(diào)的。
2.2鋼筋混凝土圈梁、構(gòu)造柱
設(shè)置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱,可增強(qiáng)磚墻的連接,有效地加強(qiáng)房屋的整體性,限制外墻的平面外的變形,防止房屋體傾覆破壞,顯著提高多層磚房的抗倒能力。但在圈梁和構(gòu)造柱的施工,較為普遍地存在著下述問(wèn)題。
1)構(gòu)造柱爛根。由于構(gòu)造柱根部基礎(chǔ)圈梁(或混凝土座)處不鑿毛、不清掃,留有落地灰、碎磚塊,碎木屑等;或由于構(gòu)造柱的混凝土采用整層高澆筑,又不能確保澆筑質(zhì)量,使構(gòu)造柱下部的混凝土離散,骨料堆積柱底;或由于振搗密實(shí)等原因,造成構(gòu)造柱根部出現(xiàn)嚴(yán)重露筋及縫隙夾渣層等。
2)構(gòu)造柱插筋移位。從基礎(chǔ)內(nèi)或基礎(chǔ)圈梁內(nèi)伸出的構(gòu)造柱插筋移位,有的工地插筋移位達(dá)100mm之多,為了使其能和上部構(gòu)造柱豎筋搭接(或焊接),強(qiáng)行將插筋扳到構(gòu)造柱豎筋的位置,這樣做大大削弱了構(gòu)造柱的抗震作用。
3)構(gòu)造柱箍筋應(yīng)加密的部位不加密,或加密不符合設(shè)計(jì)要求。
4)構(gòu)造柱與墻體的馬牙槎連接施工不到位。有的施工單位片面認(rèn)為馬牙槎僅是為了澆灌混凝土后形成一個(gè)個(gè)伸入磚墻內(nèi)的剛性鍵,將磚墻與構(gòu)造柱(通過(guò)構(gòu)造柱將磚墻和磚墻)有機(jī)地連接在一起。由于上述偏見(jiàn),當(dāng)遇到有外露混凝土面的構(gòu)造柱時(shí),就可能忽略設(shè)計(jì)大馬牙槎。有的雖然做了,但不規(guī)范,時(shí)有時(shí)無(wú),影響柱與墻體的連接。
5)構(gòu)造柱與墻體的水平拉結(jié)鋼筋施工不規(guī)范。拉結(jié)鋼筋施工不規(guī)范主要表現(xiàn)在:拉結(jié)鋼筋伸入縱橫墻內(nèi)的長(zhǎng)度不夠(小于1m)。有的工地將有剩余的短鋼筋,不管其長(zhǎng)度是否合適,就拿來(lái)代替拉結(jié)鋼筋,造成有時(shí)伸入墻內(nèi)的長(zhǎng)度不夠。拉結(jié)鋼筋的平面擱置不符合設(shè)計(jì)要求。有的鋼筋距墻皮的距離太小,而有的將兩根鋼筋放在了磚墻中部;拉結(jié)鋼筋沿墻高度設(shè)置不均勻,或者間距過(guò)大,超過(guò)了規(guī)范規(guī)定的要求。
2.3墻體間的連接
縱橫墻體的交接處應(yīng)同時(shí)砌筑。設(shè)防烈度為7度時(shí)層高超過(guò)3.6m 或墻長(zhǎng)度大于7.2m 的大房間,及設(shè)防烈度為8度和9 度時(shí),外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交接處,當(dāng)末設(shè)構(gòu)造柱時(shí),應(yīng)沿墻高每隔500mm 配置2Φ6 拉結(jié)鋼筋,并每邊伸入墻內(nèi)不宜小于1m。后砌的非承重墻砌體應(yīng)沿墻高每隔500mm 配置2Φ6 鋼筋與承重墻柱拉結(jié),并每邊伸入墻內(nèi)不應(yīng)小于500mm;當(dāng)設(shè)防烈度為8 度和9 度時(shí)長(zhǎng)度大于5.1m 的后砌非承重砌體隔墻的墻頂,尚應(yīng)與樓板或梁拉結(jié)。
2.4樓(屋蓋)結(jié)構(gòu)
樓(屋蓋)結(jié)構(gòu)及其與圈梁、梁、墻的連接非常重要,在地震中,鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件承受不了地震力的強(qiáng)烈震動(dòng)。主要是由于預(yù)制構(gòu)件和墻體不是整體受力,在預(yù)制構(gòu)件的端部形成集中應(yīng)力。造成截面的斷裂和破壞《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2008)的強(qiáng)制性條文要求:1)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板或屋面板伸進(jìn)縱、橫墻內(nèi)的長(zhǎng)度,均不應(yīng)小于120mm;2)裝配式鋼筋混凝土樓板或屋面板,當(dāng)圈梁未設(shè)在板的同一標(biāo)高時(shí)。板端伸進(jìn)外墻的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120mm,伸進(jìn)內(nèi)墻的長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm,在梁上不應(yīng)小于80mm;3)當(dāng)板的跨度大于4.8m 并與外墻平行時(shí),靠外墻的預(yù)制板側(cè)應(yīng)與墻或圈梁拉結(jié);4)房屋端部大房間的樓蓋。8 度時(shí)房屋的屋蓋和9 度時(shí)房屋的樓、屋蓋,當(dāng)圈梁設(shè)在板底時(shí),鋼筋混凝土預(yù)制板應(yīng)相互拉結(jié),并應(yīng)與梁、墻或圈梁拉結(jié)。
3現(xiàn)澆樓板質(zhì)量不合乎要求,主要表現(xiàn)在以下方面:
1)模板立柱支撐不牢,底模有下沉現(xiàn)象,致使樓板的支座處現(xiàn)澆板厚度減少,影響樓板的抗震質(zhì)量。
2)鋼筋位移,尤其是抗剪鋼筋,不能保證位置。
3)混凝土配比不準(zhǔn),振搗不密實(shí),出現(xiàn)縱裂縫。
4抗震縫
在我國(guó),住宅建筑按其層數(shù)分為:低層、多層、和高層三類(lèi)。我國(guó)在《民用建筑設(shè)計(jì)通則》(GB50352—2005)中明確規(guī)定:1~3層為低層住宅;4~6層為多層住宅;7~9層為中高層住宅;10層以上為高層住宅。在這里我們著重筆墨論述一下多層住宅的建筑施工管理問(wèn)題。
1. 多層住宅建筑的特點(diǎn)歸納
正如引言部分所說(shuō),多層住宅一般指4~6層高的住宅,借助公共樓梯解決垂直交通,是一種極具代表性的城市集合住宅。多層住宅在我國(guó)目前新建或正在建造的城鎮(zhèn)住宅中占90%以上。多層的優(yōu)點(diǎn)在于:第一、它比低層住宅在占地上要節(jié)省,同時(shí)又比高層住宅建設(shè)工期短,一般開(kāi)工一年內(nèi)即可竣工;第二、公攤面積少,無(wú)需像高層住宅需要增加公共走道、電梯、高壓水泵等方面的投資,物業(yè)費(fèi)也較低,整體的性能價(jià)格比高;第三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成熟、通常采用磚混結(jié)構(gòu),建材可就地生產(chǎn),可大量工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。因此,多層住宅造價(jià)較低,價(jià)格適中,易于被普通消費(fèi)者接受。
2. 多層住宅建筑結(jié)構(gòu)體系分析
多層住宅建筑的結(jié)構(gòu)體系主要包括以下三大類(lèi):第一、混凝土空心砌塊多層建筑體系,但其主要問(wèn)題在于雨水容易從砂漿縫隙滲入,如果雙面抹灰,又大大增加抹灰量;并且在光潔的砌塊上抹灰難度很大,易空鼓、開(kāi)裂;第二、框架輕板結(jié)構(gòu)體系,結(jié)構(gòu)多為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),內(nèi)外墻均為非承重墻。可用陶粒空心砌塊、加氣混凝土砌塊或其它非粘土砌塊以及陶粒混凝土輕質(zhì)兩面光條板、3E板等做內(nèi)外墻;第三、鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系,內(nèi)外墻全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻,目前已開(kāi)發(fā)出多種配套的外墻保溫體系。這類(lèi)結(jié)構(gòu)體系,亦可以把外墻做成預(yù)制墻板在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制生產(chǎn)后就地安裝。
3. 多層住宅建筑施工管理的特殊性總結(jié)
3.1局部質(zhì)量問(wèn)題等同于全部質(zhì)量問(wèn)題
因?yàn)槎鄬幼≌こ躺婕暗奖姸嘧?hù)的個(gè)人利益,業(yè)主及住戶(hù)都很重視,對(duì)工程質(zhì)量要求比較嚴(yán)格。在施工中,即使工程質(zhì)量控制得很好,若在一處出現(xiàn)小小失誤,對(duì)住戶(hù)來(lái)說(shuō),就是全部的問(wèn)題。這就要求后期管理要過(guò)細(xì)、過(guò)硬。
3.2各工種相互制約問(wèn)題
一個(gè)環(huán)節(jié)考慮不周就會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)影響另一個(gè)環(huán)節(jié),或更多的環(huán)節(jié),產(chǎn)生難以控制的負(fù)面效應(yīng)。如工序先后問(wèn)題處理不當(dāng),就會(huì)影響成品保護(hù),甚至給整個(gè)工程質(zhì)量帶來(lái)隱患。
3.3 施工面過(guò)于分散
因?yàn)槎鄬幼≌瑯菈w比較多,房間多,施工洞堵住以后,同一樓層不相通,往往造成對(duì)某處施工管理不到位,出現(xiàn)問(wèn)
題。
4. 如何做好多層住宅建筑的管理
4.1 做好施工預(yù)案的重要性
要針對(duì)整個(gè)工程的特點(diǎn)編制有針對(duì)性的施工方案。其中應(yīng)包括:關(guān)鍵部位的施工方法,工序的安排,不同工種的插入時(shí)間,對(duì)易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題提出預(yù)控措施,制定出成品保護(hù)措施等。工程管理中,要抓住關(guān)鍵問(wèn)題,使管理處于“受控”狀況,才可能達(dá)到工期縮短,質(zhì)量提高,經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)的效果。
4.2 嚴(yán)格控制多層住宅工程的變更
工程變更和設(shè)計(jì)變更的造價(jià)占整個(gè)工程造價(jià)的比例有近10%,有時(shí)甚至更多.在施工過(guò)程中,各方面可能會(huì)提出各種各樣超出原設(shè)計(jì)圖紙的要求,或者由于設(shè)計(jì)考慮不周造成與實(shí)際情況不符合等,就會(huì)出現(xiàn)工程變更和設(shè)計(jì)變更,而這些變更必須會(huì)帶來(lái)工程造價(jià)的增加.也就可能出現(xiàn)工程造價(jià)難于控制好的局面.目前,導(dǎo)致絕大多數(shù)多層住宅工程造價(jià)突破控制的主要原因就在于此。
4.3 做好多層住宅施工工程監(jiān)理工作
工程監(jiān)理一個(gè)很重要的任務(wù)就是投資控制.即工程造價(jià)控制.其次,執(zhí)行工程監(jiān)理的監(jiān)理工程師都是工程技術(shù)專(zhuān)家.他們的經(jīng)驗(yàn)、閱歷比較豐富.在設(shè)計(jì)及施工監(jiān)理過(guò)程中能提出許多積極的降低工程造價(jià)的建議、尤其在施工階段關(guān)系到是否要設(shè)計(jì)變更和工程變更的決定時(shí),他們往往能根據(jù)自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)做出合理正確的選擇,這一點(diǎn)許多建設(shè)方代表因其經(jīng)驗(yàn)、閱歷及技術(shù)受各方面的條件制約而無(wú)法做到。再者,在施工過(guò)程中。甲、乙兩方因各自的立場(chǎng)、觀點(diǎn)不同,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些影響施工正常進(jìn)行的情況,監(jiān)理單位作為公正的第三方,在施工過(guò)程中協(xié)調(diào)雙方關(guān)系,確保工程施工正常進(jìn)行,這樣能為完成工程造價(jià)控制提供有利條件。
5. 多層住宅建筑施工的管理控制方法研究
5.1多層住宅建筑施工的質(zhì)量管理方法
要根據(jù)多層住宅建筑工程的質(zhì)量目標(biāo),制定相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),而且要使企業(yè)質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)高于國(guó)家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)把材料質(zhì)量關(guān)。采購(gòu)的材料要符合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(含環(huán)保標(biāo)準(zhǔn))和設(shè)計(jì)要求,嚴(yán)格執(zhí)行材料驗(yàn)收制度。確保主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量關(guān)系到整體工程質(zhì)量和安全,關(guān)系到每個(gè)職工生命安全,因此,必須確保主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量。重視裝飾質(zhì)量。在施工裝飾階段,一定要克服質(zhì)量通病,搞好細(xì)部處理,在裝飾水準(zhǔn)上要高人一籌,要有創(chuàng)新和特色。抓好地下室、一層、頂層、屋面、衛(wèi)生間以及樓梯走道等關(guān)鍵部位施工。同時(shí),要積極推廣應(yīng)用新技術(shù)新材料。隨著科技進(jìn)步,新材料、新技術(shù)不斷涌現(xiàn),施工企業(yè)要及時(shí)掌握這些信息、積極應(yīng)用到工程中來(lái)。
5.2 多層住宅建筑施工的成本管理方法
多層住宅建筑的成本控制就是在項(xiàng)目成本的形成過(guò)程中,對(duì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)所消耗的人力資源、物質(zhì)資源和費(fèi)用開(kāi)支進(jìn)行指導(dǎo)、監(jiān)督、調(diào)節(jié)和限制,把各項(xiàng)生產(chǎn)費(fèi)用控制在計(jì)劃成本范圍之內(nèi),保證成本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目經(jīng)理是項(xiàng)目成本控制第一責(zé)任人,應(yīng)及時(shí)掌握和分析盈虧狀況,并迅速采取有效措施。
5.3 多層住宅建筑施工的安全管理方法
要訂立安全責(zé)任書(shū),發(fā)生安全事故,各級(jí)責(zé)任人和班組都要承擔(dān)一定經(jīng)濟(jì)責(zé)任。確保安全設(shè)施投資到位。安全設(shè)施投入不能省,特別是企業(yè)改制以后,安全設(shè)施投入更不能省,一旦發(fā)生安全事故,造成的損失要比你安全投入的費(fèi)用大得多,而且,造成的影響很大。
最后,在現(xiàn)有多層住宅建筑施工管理水平的基礎(chǔ)上,應(yīng)針對(duì)影響工程質(zhì)量品質(zhì)的一些關(guān)鍵問(wèn)題,從技術(shù)、人事制度上建立更有效的、更加科學(xué)的管理體制,明確每一個(gè)施工人員的目標(biāo)責(zé)任,從而達(dá)到進(jìn)一步提高管理水平的目的。
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多層、特別是高層鋼筋混凝土建筑,在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),必須明確嵌固端的位置。嵌固端是人為的對(duì)多、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算模型中的一個(gè)重要假定,它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)計(jì)算模型與結(jié)構(gòu)實(shí)際受力狀態(tài)的符合程度,以及構(gòu)件內(nèi)力、結(jié)構(gòu)側(cè)移等計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
嵌固端的定義,指除能承受軸力、彎矩、剪力之外;X向水平位移,Y向水平位移,豎向位移,位移角均為零的部位。按在地震作用下的屈服機(jī)制而言,就是預(yù)期塑性鉸出現(xiàn)的部位。確定嵌固端就是通過(guò)剛度和承載力調(diào)整,迫使塑性鉸在預(yù)期部位出現(xiàn),并能承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)在該處屈服超強(qiáng)引起的極限彎矩和出現(xiàn)塑性鉸時(shí)的最大剪力以及相應(yīng)的最大最小軸力。故嵌固端的選取和處理直接影響結(jié)構(gòu)體系的受力和變形狀態(tài);恰當(dāng)和正確對(duì)待嵌固端的選擇和處理對(duì)保證結(jié)構(gòu)體系的可靠性有重要意義。
如進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的高層建筑,當(dāng)?shù)叵率翼攲幼鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí),地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用,地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或四級(jí)。抗震設(shè)計(jì)時(shí),一般剪力墻結(jié)構(gòu)底部加強(qiáng)部位的高度可取墻肢總高度的1/8和底部?jī)蓪佣叩妮^大值。此“底部?jī)蓪?rdquo;理解為從嵌固端向上的二層,而不是從基礎(chǔ)向上的二層。墻厚和配筋,底部加強(qiáng)部位的墻厚,一、二級(jí)不宜小于200,且不宜小于層高的1/16;三、四級(jí)不應(yīng)小于160,且不應(yīng)小于層高的1/20。一、二、三級(jí)抗震墻的豎向和橫向分布鋼筋最小配筋率均不應(yīng)小于0.25%,四級(jí)抗震墻不應(yīng)小于0.2%。從以上數(shù)據(jù)可以看出,嵌固端的正確選取,直接影響工程的墻厚及配筋,影響工程造價(jià)。所以,設(shè)計(jì)人應(yīng)高度重視。科技論文。
多層建筑的嵌固端一般在基礎(chǔ)位置;因?yàn)槎鄬咏ㄖ话悴缓叵率遥浠A(chǔ)埋深較淺;實(shí)際工程中,特別是城市繁華地段,多層商業(yè)公建也存在聯(lián)體的大底盤(pán)地下室。科技論文。規(guī)范規(guī)定“高層建筑宜設(shè)地下室”,但實(shí)際工程中,高層建筑也存在不含地下室的情況;所以,應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能,基礎(chǔ)埋深,有無(wú)地下室,地質(zhì)情況等具體對(duì)待。
1. 有地下室的建筑
有地下室的建筑宜將上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位設(shè)在地下室頂板,此時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足以下條件:1.1地下室頂板與室外地坪的高差不能太大,一般宜小于本層層高的1/3。
1.2地下室頂板結(jié)構(gòu)應(yīng)為梁板體系(即強(qiáng)梁弱柱),且該層樓板不得留有大洞,樓板框架梁應(yīng)有足夠的抗彎剛度,地下室頂板部位的梁柱節(jié)點(diǎn)的左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于柱端實(shí)際承載力之和。
1.3地下室結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)保證地下室頂板及地下室各層樓板有足夠的平面內(nèi)整體剛度和承載力,能將上部結(jié)構(gòu)的地震作用傳遞到所有的地下室抗側(cè)力構(gòu)件上;為此,地下室頂板的厚度不宜小于180mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30,并應(yīng)采用雙層雙向配筋,每個(gè)方向每層配筋率不小于0.25%。
1.4地下室結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受上部結(jié)構(gòu)屈服超強(qiáng)及地下室本身的地震作用,即地下室的樓層剪切剛度不小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層剪切剛度的2倍;一般情況下,地下室外墻可參與地下室樓層剪切剛度的計(jì)算,但當(dāng)?shù)叵率彝鈮εc上部結(jié)構(gòu)相距較遠(yuǎn),如地下室一端附帶多跨地下車(chē)庫(kù)的情況,則在確定結(jié)構(gòu)底部嵌固部位時(shí),地下室外墻不參與地下室樓層剪切剛度的計(jì)算。
1.5上部為多塔結(jié)構(gòu)地下室為大底盤(pán)時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足以下條件:<1>大底盤(pán)地下室的整體剛度與上部所有塔樓的總體剛度比不小于2.0。<2>每棟塔樓范圍內(nèi)的地下室剪切剛度與相鄰上部塔樓的剪切剛度比不應(yīng)小于1.5,塔樓范圍可取塔樓周邊向外擴(kuò)出與地下室高度相等的水平長(zhǎng)度。
1.6地下室柱截面每側(cè)縱向鋼筋面積,處應(yīng)滿(mǎn)足計(jì)算要求外,不應(yīng)少于地上1層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱向鋼筋面積的1.1倍。
若由于地下室大部分頂板標(biāo)高降低較多、開(kāi)大洞口、地下室頂板標(biāo)高與地下室地坪的高差大于本層層高的1/3或地下一層混凝土剪力墻墻體較少等原因,不能滿(mǎn)足地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的要求時(shí),一般宜將嵌固部位設(shè)在基礎(chǔ)頂面。除非地下室不是一層,當(dāng)為兩層甚至多層地下室時(shí),地下1層剪切剛度應(yīng)大于地上1層樓層的剪切剛度,且地下2層樓層剪切剛度應(yīng)大于地下1層樓層剪切剛度,并應(yīng)大于地上1層樓層剪切剛度的2倍。
2.無(wú)地下室建筑
2.1若基礎(chǔ)埋深較淺,可取基礎(chǔ)頂面作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。
2.2若基礎(chǔ)埋深較深,多層剪力墻或砌體結(jié)構(gòu),當(dāng)建筑地面設(shè)有200~300mm厚混凝土剛性地面時(shí),可取室外地面以下500mm處作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位。上部結(jié)構(gòu)為剛度較柔的框架結(jié)構(gòu),采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ),基礎(chǔ)埋深較深時(shí),將拉梁作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位是不妥的。拉梁改變了柱子的計(jì)算長(zhǎng)度,使柱子的配筋較為經(jīng)濟(jì)合理,但拉梁本身剛度比較小,再加上回填土的密實(shí)度不好控制,行不成嵌固端。如果按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)為高杯口基礎(chǔ),滿(mǎn)足高杯口基礎(chǔ)的壁厚要求,可將高杯口基礎(chǔ)的頂面作為嵌固端。
我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái),建筑業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,近十幾年我國(guó)已建成高層建筑萬(wàn)棟,建筑面積達(dá)到2億平方米,其中具有代表性的建筑如深圳地王大廈81層,高325米;廣州中天廣場(chǎng)80層,高322米;上海金茂大廈88層,高420.5米。另外在南寧市也建起第一高樓摘要:地王國(guó)際商會(huì)中心即地王大廈共54層,高206.3米。隨著城市化進(jìn)程加速發(fā)展,全國(guó)各地的高層建筑不斷涌現(xiàn),作為土建工作設(shè)計(jì)人員,必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征及其結(jié)構(gòu)體系,只有這樣才能使設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、平安適用、確保質(zhì)量的基本原則。
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特征
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比較,結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)在各專(zhuān)業(yè)中占有更重要的位置,不同結(jié)構(gòu)體系的選擇,直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長(zhǎng)短和投資造價(jià)的高低等。其主要特征有摘要:
(一)水平力是設(shè)計(jì)主要因素
在低層和多層房屋結(jié)構(gòu)中,往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而在高層建筑中,盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響,但水平荷載卻起著決定。因?yàn)榻ㄖ灾睾蜆敲媸褂煤奢d在豎向構(gòu)件中所引起的軸力和彎矩的數(shù)值,僅和建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩、以及由此在豎向構(gòu)件中所引起的軸力,是和建筑高度的兩次方成正比。另一方面,對(duì)一定高度建筑來(lái)說(shuō),豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風(fēng)荷載和地震功能,其數(shù)值是隨著結(jié)構(gòu)動(dòng)力性的不同而有較大的變化。
(二)側(cè)移成為控指標(biāo)
和低層或多層建筑不同,結(jié)構(gòu)側(cè)移已成為高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的增加,水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形迅速增大,和建筑高度H的4次方成正比(=qH4/8EI)。
另外,高層建筑隨著高度的增加、輕質(zhì)高強(qiáng)材料的應(yīng)用、新的建筑形式和結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)、側(cè)向位移的迅速增大,在設(shè)計(jì)中不僅要求結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度,還要求具有足夠的抗推剛度,使結(jié)構(gòu)在水平荷載下產(chǎn)生的側(cè)移被控制在某一限度之內(nèi),否則會(huì)產(chǎn)生以下情況摘要:
1.因側(cè)移產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力,尤其是豎向構(gòu)件,當(dāng)側(cè)向位移增大時(shí),偏心加劇,當(dāng)產(chǎn)生的附加內(nèi)力值超過(guò)一定數(shù)值時(shí),將會(huì)導(dǎo)致房屋側(cè)塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開(kāi)裂或損壞,使機(jī)電設(shè)備管道損壞,使電梯軌道變型造成不能正常運(yùn)行。
4.使主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)大裂縫,甚至損壞。
(三)抗震設(shè)計(jì)要求更高
有抗震設(shè)防的高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),除要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載外,還必須使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能,做到小震不壞、大震不倒。
(四)減輕高層建筑自重比多層建筑更為重要
高層建筑減輕自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮,假如在同樣地基或樁基的情況下,減輕房屋自重意昧著不增加基礎(chǔ)造價(jià)和處理辦法,可以多建層數(shù),這在軟弱土層有突出的經(jīng)濟(jì)效益。
地震效應(yīng)和建筑的重量成正比,減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了,不僅功能于結(jié)構(gòu)上的地震剪力大,還由于重心高地震功能傾覆力矩大,對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力,從而造成附加彎矩更大。
(五)軸向變形不容忽視
采用框架體系和框架——剪力墻體系的高層建筑中,框架中柱的軸壓應(yīng)力往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力,中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)房屋很高時(shí),此種軸向變形的差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)值,其后果相當(dāng)于連續(xù)梁中間支座沉陷,從而使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小,跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值增大。
(六)概念設(shè)計(jì)和理論計(jì)算同樣重要
抗震設(shè)計(jì)可以分為計(jì)算設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩部分。高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定的假想條件下進(jìn)行的,盡管分析手段不斷提高,分析的原則不斷完善,但由于地震功能的復(fù)雜性和不確定性,地基土影響的復(fù)雜性和結(jié)構(gòu)體系本身的復(fù)雜性,可能導(dǎo)致理論分析計(jì)算和實(shí)際情況相差數(shù)倍之多,尤其是當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段之后,會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件局部開(kāi)裂甚至破壞,這時(shí)結(jié)構(gòu)已很難用常規(guī)的計(jì)算原理去進(jìn)行分析。實(shí)踐表明,在設(shè)計(jì)中把握好高層建筑的概念設(shè)計(jì)也是很重要的。
二、高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
(一)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)和建筑、設(shè)備和施工密切配合,做到平安適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理,并積極采用新技術(shù)、新工藝和新材料。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視結(jié)構(gòu)選型和構(gòu)造,擇優(yōu)選擇抗震及抗風(fēng)性能好而經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系和平、立面布置方案,并注重加強(qiáng)構(gòu)造連接。在抗震設(shè)計(jì)中,應(yīng)保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能,使整個(gè)結(jié)構(gòu)有足夠的承載力、剛度和延性。
(二)高層建筑結(jié)構(gòu)體系及適用范圍
目前國(guó)內(nèi)的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)體系有摘要:框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。
1.框架結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)體系是由樓板、梁、柱及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成。由梁、柱、基礎(chǔ)構(gòu)成平面框架,它是主要承重結(jié)構(gòu),各平面框架再由連系梁連系起來(lái),即形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系,它是高層建筑中常用的結(jié)構(gòu)形式之一。
框架結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)是摘要:建筑平面布置靈活,能獲得大空間,建筑立面也輕易處理,結(jié)構(gòu)自重輕,計(jì)算理論也比較成熟,在一定高度范圍內(nèi)造價(jià)較低。
框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是摘要:框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大,抗側(cè)力能力較差,在風(fēng)荷載功能下會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移,在地震荷載功能下,非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴(yán)重。
框架結(jié)構(gòu)的適用范圍摘要:框架結(jié)構(gòu)的合理層數(shù)一般是6到15層,最經(jīng)濟(jì)的層數(shù)是10層左右。由于框架結(jié)構(gòu)能提供較大的建筑空間,平面布置靈活,可適合多種工藝和使用的要求,已廣泛應(yīng)用于辦公、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校及多層工業(yè)廠房和倉(cāng)庫(kù)中。
2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在高層建筑中為了提高房屋結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力剛度,在其中設(shè)置的鋼筋混凝土墻體稱(chēng)為“剪力墻”,剪力墻的主要功能在于提高整個(gè)房屋的抗剪強(qiáng)度和剛度,墻體同時(shí)也作為維護(hù)及房間分格構(gòu)件。
剪力墻結(jié)構(gòu)中,由鋼筋混凝土墻體承受全部水平和豎向荷載,剪力墻沿橫向縱向正交布置或沿多軸線斜交布置,它剛度大,空間整體性好,用鋼量省。歷史地震中,剪力墻結(jié)構(gòu)表現(xiàn)了良好的抗震性能,震害較少發(fā)生,而且程度也較稍微,在住宅和旅館客房中采用剪力墻結(jié)構(gòu)可以較好地適應(yīng)墻體較多、房間面積不太大的特征,而且可以使房間不露梁柱,整潔美觀。
剪力墻結(jié)構(gòu)墻體較多,不輕易布置面積較大的房間,為了滿(mǎn)足旅館布置門(mén)廳、餐廳、會(huì)議室等大面積公共用房的要求,以及在住宅樓底層布置商店和公共設(shè)施的要求,可以將部分底層或部分層取消剪力墻代之以框架,形成框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
在框支剪力墻中,底層柱的剛度小,形成上下剛度突變,在地震功能下底層柱會(huì)產(chǎn)生很大內(nèi)力及塑性變形,因此,在地震區(qū)不答應(yīng)采用這種框支剪力墻結(jié)構(gòu)。
3.框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻,可以組成框架—剪力墻結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)既有框架結(jié)構(gòu)布置靈活、使用方便的特征,又有較大的剛度和較強(qiáng)的抗震能力,因而廣泛地應(yīng)用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結(jié)構(gòu)體系。隨著建筑層數(shù)、高度的增長(zhǎng)和抗震設(shè)防要求的提高,以平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻來(lái)組成高層建筑結(jié)構(gòu)體系,往往不能滿(mǎn)足要求。這時(shí)可以由剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體,成為豎向懸臂箱形梁,加密柱子,以增強(qiáng)梁的剛度,也可以形成空間整體受力的框筒,由一個(gè)或多個(gè)筒體為主反抗水平力的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為筒體結(jié)構(gòu)。通常筒體結(jié)構(gòu)有摘要:
(1)框架—筒體結(jié)構(gòu)。中心布置剪力墻薄壁筒,由它受大部分水平力,周邊布置大柱距的普通框架,這種結(jié)構(gòu)受力特征類(lèi)似框架—剪力墻結(jié)構(gòu),目前南寧市的地王大廈也用這種結(jié)構(gòu)。
(2)筒中筒結(jié)構(gòu)。筒中筒結(jié)構(gòu)由內(nèi)、外兩個(gè)筒體組合而成,內(nèi)筒為剪力墻薄壁筒,外筒為密柱(通常柱距不大于3米)組成的框筒。由于外柱很密,梁剛度很大,門(mén)密洞口面積小(一般不大于墻體面積50%),因而框筒工作不同于普通平面框架,而有很好的空間整體功能,類(lèi)似一個(gè)多孔的豎向箱形梁,有很好的抗風(fēng)和抗震性能。目前國(guó)內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)如上海金茂大廈(88層、420.5米)、廣州中天廣場(chǎng)大廈(80層、320米)都是采用筒中筒結(jié)構(gòu)。
1、商業(yè)建筑的防火與安全疏散設(shè)計(jì)對(duì)策
1.1商業(yè)建筑的安全疏散
安全疏散設(shè)計(jì)是工程從方案轉(zhuǎn)入實(shí)施的一個(gè)重要內(nèi)容。它實(shí)際上是進(jìn)行人流組織,交通設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。它與方案階段的交通組織、人流組織有相同之處,也存在一些差別。它的特點(diǎn)在于:(1)安全疏散研究的對(duì)象主要是人,其交通組織只考慮人流。通常方案階段的交通組織還要包括功能流線、車(chē)流、貨流,平衡三者的關(guān)系,使流線順暢是此階段的重要內(nèi)容。(2)安全疏散是單向性的活動(dòng),其路線簡(jiǎn)單的表示為:活動(dòng)區(qū)域疏散走道疏散樓梯間室外(其它安全區(qū)域),最終要達(dá)到的目標(biāo)比較明確。而通常的人流組織是多向性的,它是根據(jù)人在這棟建筑中的活動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律來(lái)確定的,最終的目的是使交通更為合理,使用更為便捷。(3)平時(shí)人流的流向可以依靠電梯、扶梯、以及水平方向通道等多種交通手段,而發(fā)生火災(zāi)時(shí),除消防電梯以外的所有電梯都將停用,平時(shí)使用的某些通道也會(huì)停用,如防火分區(qū)隔處設(shè)置防火卷簾的地方,防火門(mén)等,人員只能通過(guò)指定的通道進(jìn)行疏散,以盡快到達(dá)安全地帶為最終目的。
1.2合理的消防分區(qū)
建筑內(nèi)設(shè)置防火分區(qū)的意義在于:建筑某部位起火后,能夠?qū)⒒饎?shì)限定在一定的范圍,避免建筑物內(nèi)火災(zāi)發(fā)生轟燃,并為人員、物資疏散和救援工作贏得時(shí)間,減少和控制火災(zāi)所造成的損失。商業(yè)建筑的防火分區(qū)劃分相對(duì)于其它功能的建筑要復(fù)雜一些,因?yàn)槭褂霉δ艿奶厥庑裕鋬?nèi)部要求盡可能的劃分為最大空間。而且空間使用上盡可能的開(kāi)闊,以使其使用時(shí)各個(gè)部分任意相通,即使劃分為小空間租售也能達(dá)到自由分隔。所以工程人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)把這些因素加以考慮,合理的劃分防火分區(qū)。
1.3安全出口的設(shè)置
疏散走道及樓梯的設(shè)置:疏散樓梯是發(fā)生火災(zāi)時(shí)用于人員疏散的唯一通道,它必須是安全可靠的。它和平時(shí)使功能樓通過(guò)。特別是在有電梯、自動(dòng)扶梯以后,“功能”樓梯在垂直交通方面己退居次要位置。疏散樓梯是火災(zāi)情況下,人們逃生的主要途徑。梯平時(shí)使用,人流自由的,其數(shù)量要根據(jù)建筑物實(shí)際需要的疏散寬度來(lái)設(shè)置,其寬度要根據(jù)建筑物的使用用途來(lái)確定,其間距要根據(jù)疏散距離來(lái)設(shè)計(jì),甚至還有特殊要求,如設(shè)置排煙要求等.
1.4其他安全疏散措施
(1)商場(chǎng)的防排煙設(shè)計(jì)。煙氣是造成火災(zāi)中人員傷亡最主要的原因。因此控制好的安全性保障人員全尤為重要。高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)于高層建筑的防排煙設(shè)計(jì)有較明確的規(guī)定。多層建筑無(wú)明確的要求,但規(guī)范中明確規(guī)定建筑物在有條件的前提下盡可能的采用自然排煙的方式進(jìn)行煙控設(shè)計(jì)。商業(yè)建筑具有火荷載大、發(fā)煙量大及火災(zāi)發(fā)展迅速等特點(diǎn)。防火設(shè)計(jì)應(yīng)本著安全、實(shí)用與經(jīng)濟(jì)的方針,盡量采用以自然排煙為主,機(jī)械防排煙為輔的防排煙設(shè)計(jì)方案。(2)設(shè)置防火門(mén)的部位一般為疏散門(mén)或安全出口,它既是保持建筑防火分隔完整的主要物體之一,又是人員疏散經(jīng)過(guò)的疏散出口或安全出口時(shí)需要開(kāi)啟的門(mén)。(3)自動(dòng)扶梯出入口附近設(shè)置噴水幕簾,它能從不同的方向噴淋建筑內(nèi)部,這將用于延遲那一層火災(zāi)早期階段的熱量、煙氣和燃燒體進(jìn)入電梯,該系統(tǒng)與建筑物內(nèi)的噴淋系統(tǒng)一起共同延遲火災(zāi)的蔓延,并為人員撤離提供時(shí)間。
2、商業(yè)建筑的防火與安全疏散設(shè)計(jì)對(duì)策
2.1建筑的性質(zhì)耐火等級(jí)建筑在地上部分,為多組多層建筑與一棟高層建筑相鄰而建,其間以變形縫來(lái)分隔。但是由于地下層全部連在一起,多層與高層部分從結(jié)構(gòu)和交通上并沒(méi)有完全分開(kāi),因此整體建筑為一座高層綜合樓。地上多層建筑部分應(yīng)該屬于高層的裙房。由此,本方案的建筑類(lèi)別為一類(lèi),防火等級(jí)為一級(jí),設(shè)計(jì)中采用的相關(guān)規(guī)范也應(yīng)以《高層民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《高規(guī)》)為標(biāo)準(zhǔn)。
2.2防火分區(qū)的設(shè)置
因?yàn)槭且活?lèi)建筑,按照規(guī)范規(guī)定,建筑內(nèi)部均設(shè)有自動(dòng)火火系統(tǒng)。防火分區(qū)的面積按《高規(guī)》規(guī)定中加倍的面積計(jì)算。(1)地下室分為八個(gè)防火分區(qū),超市、庫(kù)房及地下車(chē)庫(kù)為人防部分。超市部分分為4個(gè)防火分區(qū),每個(gè)防火分區(qū)建筑面積均小于2000m2。車(chē)庫(kù)部分為一個(gè)防火分區(qū),建筑面積小于4000 m2。設(shè)備用房區(qū)分為二個(gè)防火分區(qū),每個(gè)防火分區(qū)建筑面積均小于1000 m2。(2)首層及二層共分為七個(gè)防火分區(qū),高層部分獨(dú)立為一個(gè)防火分區(qū),面積不大于2000 m2。(3)二層為商場(chǎng),共分為二個(gè)防火分區(qū),高層部分獨(dú)立為一個(gè)防火分區(qū),面積不大于2000 m2。其余部分防火分區(qū)面積不大于4000 m2。(4)四層為辦公和會(huì)所共分為兩個(gè)防火分區(qū),高層部分獨(dú)立為一個(gè)防火分區(qū),兩個(gè)防火分區(qū)的面積均不大于2000 m2。
2.3疏散樓梯
(1)地下超市部分共設(shè)有六部復(fù)式樓梯,車(chē)庫(kù)部分設(shè)有兩部可供人員疏散的樓梯,設(shè)備用房部分設(shè)有一部復(fù)式樓梯,兩部樓梯,均為防煙樓梯間,均設(shè)有機(jī)械加壓送風(fēng)防煙系統(tǒng)。(2)裙房部分。首層一二層北面的獨(dú)立商鋪均有內(nèi)部的獨(dú)立封閉疏散樓梯,其它商鋪通過(guò)十九部室外樓梯疏散;二層共設(shè)有五部封閉樓梯間;四層設(shè)有兩部封閉樓梯間進(jìn)行人員。這些樓梯均具有火災(zāi)疏散和平時(shí)的功能。(3)高層部分。首層一二十六層設(shè)有四部電梯,其中一部為消防電梯。另設(shè)有一部剪刀樓梯,為防煙樓梯。平時(shí)主要使用電梯解決交通問(wèn)題,火災(zāi)時(shí)人員疏散使用剪刀梯。樓梯間的設(shè)置滿(mǎn)足建筑疏散距離的要求,即:商業(yè)建筑不小于30m,車(chē)庫(kù)人員疏散不小于60m,其他部分不小于20m。
3、結(jié)語(yǔ)
總之,進(jìn)行商業(yè)建筑的防火設(shè)計(jì)要了解商業(yè)建筑的特點(diǎn),根據(jù)內(nèi)部功能要求采取更為適合的防火措施。如:加強(qiáng)商場(chǎng)的防排煙設(shè)計(jì),最好采用自然排煙,防火分區(qū)要結(jié)合內(nèi)部使用嚴(yán)格按照規(guī)范面積要求進(jìn)行劃分,采用防火墻、防火卷簾等措施分隔防火分區(qū)等,使人員在陌生的壞境中,能很快地找到疏散出口,贏得自救的時(shí)間。
“建筑是用石頭寫(xiě)成的史書(shū)”在雨果先生生活的那個(gè)時(shí)代是沒(méi)有疑問(wèn)的,然而當(dāng)今世界的史書(shū)恐怕沒(méi)有多少是用石頭寫(xiě)的。在幾千年的人類(lèi)歷史中,建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了木結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)、鋼筋水泥結(jié)構(gòu)、鋼混結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),又將建筑業(yè)領(lǐng)向另一個(gè)高峰。鋼結(jié)構(gòu)已是發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)建筑結(jié)構(gòu),以英國(guó)為例,其新建的非居住類(lèi)房屋建筑中 90%的單層和 60%的多層建筑都采用輕鋼結(jié)構(gòu)。 九十年代國(guó)外的輕鋼生產(chǎn)廠家將整套的結(jié)構(gòu)體系推向我國(guó)市場(chǎng)加之我國(guó)鋼產(chǎn)量的提高,極大地推動(dòng)了輕鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展。由于國(guó)外輕型鋼結(jié)構(gòu)體系研究、應(yīng)用已經(jīng)較為成熟,所以技術(shù)引進(jìn)之后在我國(guó)發(fā)展很快。目前國(guó)內(nèi)常用的輕鋼結(jié)構(gòu)承重體系包括:焊接門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)體系、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系多層房屋鋼結(jié)構(gòu)體系、金屬拱型波紋屋蓋體系等。經(jīng)過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工單位已經(jīng)積累了一定的經(jīng)驗(yàn),輕鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)顯示出非常廣闊的應(yīng)用前景。
1.輕鋼結(jié)構(gòu)概述
輕型鋼結(jié)構(gòu)是指這樣一種結(jié)構(gòu):圍護(hù)結(jié)構(gòu)自重輕,承重結(jié)構(gòu)截面小,標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化 、機(jī)械化快速制作安裝,采用新結(jié)構(gòu)鋼材、新結(jié)構(gòu)體系。它分為一般輕型和超輕型鋼結(jié)構(gòu)。論文參考。一般輕型鋼結(jié)構(gòu)主要采用薄鋼板焊接截面或冷彎薄壁型鋼構(gòu)件,典型的結(jié)構(gòu)體系為門(mén)式剛架 ,也可采用軋制型鋼板截面。超輕型輕鋼結(jié)構(gòu)主要采用壓型鋼板,冷彎薄壁構(gòu)件和圓鋼為承重構(gòu)件,典型的結(jié)構(gòu)體系是褶皺拱橋屋面。輕鋼結(jié)構(gòu)主要體系有焊接(軋制)門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)體系、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系、薄壁褶皺拱橋屋面體系、多層框架結(jié)構(gòu)體系、空間和張拉結(jié)構(gòu)體系。
2.輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)
2.1自重輕, 抗震性能好, 安全性高。輕鋼結(jié)構(gòu)采用高效輕型薄壁型材, 承載力高, 構(gòu)件尺寸小, 圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用自重小的輕質(zhì)墻體和樓面材料, 一般可減輕建筑結(jié)構(gòu)自重的30% , 質(zhì)量是鋼筋混凝土住宅的1/2 左右。輕鋼結(jié)構(gòu)整體剛度大, 鋼材強(qiáng)度高、延性好, 因此抗震性能好, 用于結(jié)構(gòu)抗震措施的費(fèi)用少, 適用于地震多發(fā)區(qū); 結(jié)構(gòu)自重輕, 基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)小還可大幅減少基礎(chǔ)造價(jià),尤其適用于地質(zhì)條件較差的地區(qū)。
2.2建筑造型簡(jiǎn)潔美觀, 內(nèi)部空間布置靈活豐富。鋼材強(qiáng)度高, 可以采用大空間柱網(wǎng)布置, 建筑設(shè)計(jì)不受結(jié)構(gòu)限制, 這種住宅為建筑師的創(chuàng)維設(shè)計(jì)提供了無(wú)限想象空間。因此,輕鋼結(jié)構(gòu)住宅外形輕巧美觀, 墻體與屋面色彩豐富, 屋頂造型別致, 盡顯現(xiàn)代風(fēng)格。室內(nèi)大空間無(wú)梁無(wú)柱, 跨度可達(dá)12 m , 為業(yè)主提供了個(gè)性化分隔室內(nèi)空間的可能。真正體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)理念; 同時(shí), 墻柱等構(gòu)件截面尺寸小, 可增加凈使用面積5 %~8 % , 當(dāng)考慮樓板的組合作用, 使用組合梁或扁梁時(shí), 還可以增加凈高, 實(shí)現(xiàn)大空間住宅設(shè)計(jì)理念。
2.3施工快捷、工期短, 不受季節(jié)限制。與傳統(tǒng)住宅體系相比, 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅至少可縮短1/3的工期。真正做到既快又經(jīng)濟(jì), 因此最大限度地為業(yè)主節(jié)約了投資。
2.4防腐耐久, 舒適性好。輕鋼墻體龍骨完全封閉在隔水層與石膏板之間, 不銹蝕, 不腐蝕, 不生霉菌, 防潮性能好; 墻體采用新型輕質(zhì)圍護(hù)材料, 不助燃, 不霉變, 不蟲(chóng)蛀; 裝修一次到位, 少維修; 管線可暗埋在墻體及樓層結(jié)構(gòu)中; 在保溫、隔熱、隔聲等性能方面比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的住宅好, 因此住宅的舒適性更好。
2.5綠色、環(huán)保, 符合國(guó)家可持續(xù)性發(fā)展的要求。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅不使用粘土磚, 符合國(guó)家土地資源政策;施工過(guò)程中環(huán)境破壞及污染少, 符合國(guó)家環(huán)保政策; 而且大部分材料可回收和再生, 具有很高的可重復(fù)使用性和可循環(huán)性, 符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。因此, 輕鋼結(jié)構(gòu)堪稱(chēng)綠色環(huán)保型建筑典范。
2.6設(shè)計(jì)技術(shù)先進(jìn)。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD) 和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM) 技術(shù), 能全面按用戶(hù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì), 且效率高、報(bào)價(jià)快、造價(jià)低、供貨迅速。
輕鋼結(jié)構(gòu)除了上述的優(yōu)勢(shì),自身還具有強(qiáng)度高,自重輕,具有較好的塑性變形能力,抗震性能好等特點(diǎn)。加之隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)鋼產(chǎn)量大大提高,而使其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。論文參考。國(guó)家對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)“鼓勵(lì)使用”的政策,也對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的推廣起到了很好的促進(jìn)作用。2003 年我國(guó)的鋼產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò) 2 億噸,居世界第一。同時(shí),隨著我國(guó)加入 WTO,建筑行業(yè)與國(guó)際接軌的速度加快。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,使得城市建設(shè)對(duì)于大跨、高層建筑的需求量大量增加。與混凝土結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)由于自重低、強(qiáng)度高、工業(yè)化程度高等優(yōu)勢(shì),更適合于大跨、高層建筑。尤其是鋼結(jié)構(gòu)限制較少,建筑表現(xiàn)力強(qiáng),給建筑師的發(fā)揮提供了廣闊的空間。同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)在環(huán)保方面具有混凝土材料難以比擬的優(yōu)勢(shì)。在環(huán)保意識(shí)日益強(qiáng)化的現(xiàn)代社會(huì),鋼結(jié)構(gòu)建筑成為必然的推廣方向。
3.我國(guó)發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的意義
輕鋼結(jié)構(gòu)是近十年來(lái)發(fā)展最快的領(lǐng)域,輕鋼住宅的研究開(kāi)發(fā)已在各地試點(diǎn),是輕鋼發(fā)展的一個(gè)重要方向,現(xiàn)已經(jīng)有多種的低層、多層和高層的設(shè)計(jì)方案和實(shí)例。因其可做到大跨度、大空間,分隔使用靈活,而且施工速度快、抗震有利的特點(diǎn),必將對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)模式產(chǎn)生較大沖擊。而目前輕鋼在我國(guó)應(yīng)用最廣的還是工業(yè)廠房。但與國(guó)外相比,我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展相對(duì)滯后,目前我國(guó)建筑設(shè)計(jì)界普遍存在著對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑認(rèn)識(shí)不足,觀念落后;對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系積極性不高,管理跟不上等問(wèn)題。這些都阻礙著鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)的發(fā)展。盡管目前還存在著種種不盡人意或有待提高的方面,但鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展?jié)摿薮螅熬皬V闊。我國(guó) 20 年來(lái)的改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展,已經(jīng)為鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用創(chuàng)造極為有利的發(fā)展環(huán)境。發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅,擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場(chǎng)占有率,將會(huì)加速住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,對(duì)我國(guó)建筑、冶金及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義;經(jīng)原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn),將“輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑通用體系的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用” 作為我國(guó)建筑業(yè)用鋼的突破口,并正式列為國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目。可見(jiàn),輕鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)在我國(guó)大有發(fā)展前途。
4.我國(guó)發(fā)展輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的有利條件
4.1我國(guó)的鋼材年產(chǎn)量已居世界第一位,可以充分保證建筑住宅市場(chǎng)的用鋼需要。
4.2新型建材業(yè)正處于快速發(fā)育階段,與輕鋼住宅相配套的國(guó)產(chǎn)化建筑材料種類(lèi)較多,并且會(huì)隨著鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展逐步增長(zhǎng)。
4.3國(guó)際上已經(jīng)有相當(dāng)成熟的輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。我國(guó)這方面的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也相繼頒布,并且多個(gè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件也已投入使用。論文參考。
4.4發(fā)展輕鋼住宅符合全面建設(shè)小康住宅一二十年不落后,三四十年可改造的要求。
5.展望
隨著鋼結(jié)構(gòu)春天的到來(lái),今后10年鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展將會(huì)更快。為了使我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)在新世紀(jì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中發(fā)揮更大作用,縮小和國(guó)外同行的差距,除了政府部門(mén)加強(qiáng)行業(yè)管理以外,科研、設(shè)計(jì)、施工單位和輕鋼結(jié)構(gòu)廠家要團(tuán)結(jié)合作、共同促進(jìn)我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)的發(fā)展。只要加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),合理規(guī)劃,積極組織,輕鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)將會(huì)出現(xiàn)興旺發(fā)展的新局面!
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為滿(mǎn)足不斷變化的城市功能和對(duì)城市空間開(kāi)發(fā)的需求,高層建筑的出現(xiàn)成為適應(yīng)城市發(fā)展進(jìn)程的必然產(chǎn)物,而隨著高層建筑不斷的發(fā)展,對(duì)原有城市的空間尺度和城市形態(tài)產(chǎn)生了強(qiáng)大的沖擊,也因此對(duì)城市環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響。對(duì)于城市景觀而言,高層建筑由于其巨大的尺度和高大的體量往往成為視覺(jué)景觀中心,具有重要的標(biāo)志性和導(dǎo)向性。而對(duì)于城市建設(shè)來(lái)說(shuō),高層建筑則是城市力量基礎(chǔ)的一種物質(zhì)的、經(jīng)濟(jì)的表現(xiàn)。
出于對(duì)人文主義精神的影響,在當(dāng)今高層建筑的設(shè)計(jì)中,提出綠色生態(tài)、人性化設(shè)計(jì)、地域性和文脈的表達(dá)、場(chǎng)所精神的塑造等眾多要求,在設(shè)計(jì)中對(duì)上述方面的合理表達(dá),成為評(píng)價(jià)一座建筑的重要標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而也豐富了建筑創(chuàng)作和建筑美學(xué)。
一、高層建筑底部空間環(huán)境
材料、機(jī)電設(shè)備和結(jié)構(gòu)體系協(xié)同發(fā)展,尤其是電梯的發(fā)明使高層建筑得以飛速發(fā)展。在高層建筑發(fā)展的最初階段的設(shè)計(jì)中,采用古典主義的創(chuàng)作方式適應(yīng)電梯的使用要求,形成了垂直的、內(nèi)向的、封閉的空間組織形式,建筑空間自成系統(tǒng),但設(shè)計(jì)中缺少建筑空間與城市空間的聯(lián)系,更沒(méi)有中介空間的概念。由于對(duì)高層建筑底部空間認(rèn)識(shí)的缺乏,給高層建筑與城市之間帶來(lái)了巨大的交通和環(huán)境壓力。因此在之后的高層建筑創(chuàng)作實(shí)踐中,高層建筑底部空間的創(chuàng)作手法和方式得以豐富,例如底部架空、廣場(chǎng)和綠地等的出現(xiàn),同時(shí)人們也開(kāi)始研究高層建筑底部空間與城市空間的結(jié)合問(wèn)題。
由于城市的迅猛發(fā)展,城市的空間密度愈來(lái)愈高,城市中密集的高層建筑隔斷了建筑空間與城市空間的有機(jī)聯(lián)系,城市的空間環(huán)境變得支離破碎,城市街道被淹沒(méi)在高層建筑的陰影之中,街道的活力在逐步喪失,城市中的人們仿佛生活在鋼筋混凝土鑄成的森林中。在這種情況下,高層建筑底部空間與城市空間的矛盾被激化。如何把高層建筑底部空間與城市空間有機(jī)地聯(lián)系在一起,既創(chuàng)造出底部空間的活躍氛圍,又能讓二者和諧共生,成為我們必須面對(duì)的問(wèn)題。
(一)、底部空間的影響因素 高層建筑底部空間作為建筑與城市空間的過(guò)渡空間(中介空間),它在類(lèi)屬、性質(zhì)和形態(tài)等方面亦此亦彼,其最大的特征表現(xiàn)為模糊性。因此,作者將影響要素按照高層建筑底部空間環(huán)境的構(gòu)成分為功能要素、空間尺度要素、視覺(jué)形式要素和人文要素。
1、功能要素是底部空間設(shè)計(jì)中不可忽視的重要環(huán)節(jié)
交通功能直接影響著空間環(huán)境的形態(tài)和效率。有效合理的底部空間環(huán)境設(shè)計(jì)可以拓展室外有效交通使用面積,聯(lián)通地上和地下空間,形成立體式的空間格局,促進(jìn)建筑室內(nèi)外的流通和滲透,增加城市街道的活力因素。
2、 空間尺度要素的影響
在不同空間尺度的作用對(duì)在空間中進(jìn)行場(chǎng)所體驗(yàn)的人來(lái)說(shuō),其行為方式和感知結(jié)果是存在較大差別的。高層建筑外部空間中存在巨大的尺度和人性化的矛盾。現(xiàn)代城市的巨大的尺度在自身周?chē)沫h(huán)境中不能顯示人的存在“摩天大樓的高度也對(duì)城市街道空間行成挑戰(zhàn),其巨型體量沖擊著比例良好的街道,使鄰近的低、多層建筑失去宜人的尺度,為此,必須把高層建筑放在城市的大范圍中去考慮,高層建筑不是紀(jì)念碑,它需要城市交通的支持,它需要提供良好的有場(chǎng)所感的環(huán)境,它的空間要和城市空間之間要具有連續(xù)性。”
3、視覺(jué)形式要素的影響
現(xiàn)代視覺(jué)美學(xué)理論己經(jīng)對(duì)藝術(shù)創(chuàng)造的整體性原則達(dá)成了本質(zhì)上的共識(shí),那就是無(wú)論在什么情況下,假如不能把握事物的整體或統(tǒng)一結(jié)構(gòu),就永遠(yuǎn)也不能創(chuàng)造和欣賞藝術(shù)品,且整體不能通過(guò)各部分相加的和來(lái)達(dá)到,這就是格式塔心理學(xué)中所提的完形概念。在城市環(huán)境的原有環(huán)境中引進(jìn)一個(gè)新的建筑物,那么原有的城市環(huán)境的平衡狀態(tài)被打破。高層建筑在介入空間環(huán)境時(shí),應(yīng)該與環(huán)境中的其他建筑物和空間進(jìn)行積極的對(duì)話,構(gòu)成與城市空間的整體性,而底部作為與地面的接觸點(diǎn),是進(jìn)行對(duì)話的重要部分,應(yīng)該致力與周?chē)臻g環(huán)境形成視覺(jué)形式上的整體性的建構(gòu)。
4 、人文要素的影響 高層建筑對(duì)人文環(huán)境的影響不可忽視。高層建筑可以說(shuō)是城市中最重要的城市插入體,每個(gè)設(shè)計(jì)都應(yīng)是現(xiàn)有城市文脈的尊重、認(rèn)同與配合從而使一個(gè)城市的秩序逐漸形成和完善,使居民保持對(duì)城市的認(rèn)同感,從而增加城市的宜人性。
(二)、底部空間的發(fā)展趨勢(shì) 對(duì)城市空間的開(kāi)發(fā)和保護(hù)永遠(yuǎn)存在著對(duì)立矛盾的關(guān)系,一方面,隨著城市負(fù)荷的加大,在橫向上的空間受到極大限制的情況下,必須進(jìn)行對(duì)城市屬性空間按的開(kāi)發(fā),因此高層建筑也必然不斷突破城市的天際線,創(chuàng)造性的空間尺度,其使用功能也必將更加綜合化,成為容納大多數(shù)城市功能的城市綜合體,一座空中微縮城市。因此,在高層建筑底部空間環(huán)境的設(shè)計(jì)中,應(yīng)進(jìn)行一種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì),結(jié)合信息技術(shù)在城市(數(shù)字城市)和建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,對(duì)高層建筑的分布和城市空間環(huán)境的整合進(jìn)行分析預(yù)測(cè),得出較為科學(xué)的控制標(biāo)準(zhǔn),從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)師進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)。
三、 人性化設(shè)計(jì)
我們常說(shuō),城市的主體是人,服務(wù)的對(duì)象是人,那么無(wú)論高層和超高層建筑如何發(fā)展,城市的形態(tài)如何演變,城市的本質(zhì)是不會(huì)改變的,為解決城市問(wèn)題而誕生的種種學(xué)說(shuō)和設(shè)計(jì)方式根本上都是在解決城市中人的問(wèn)題。高層建筑單體的孤立與城市空間失去聯(lián)系,高層建筑的巨型體量沖擊著比例良好的傳統(tǒng)城市空間,使鄰近的低層、多層建筑失去宜人的尺度;盲目追求的巨大尺度、不得當(dāng)?shù)拈g距使得城市空間壓抑而又冷漠,給人們的視覺(jué)和心理造成壓迫感和疏離感。高層建筑的尺度和風(fēng)格與其周?chē)慕ㄖ嗑嗌踹h(yuǎn),特例獨(dú)行,視覺(jué)上的連貫性被打斷,空間的完整性和適用性也受到影響。高層建筑設(shè)計(jì)中對(duì)高效率、高收益的追求造成了對(duì)傳統(tǒng)城市風(fēng)貌的破環(huán)和場(chǎng)所感的消失。不合理的城市高層建筑布局和單體的設(shè)計(jì)對(duì)城市生態(tài)環(huán)境也帶來(lái)了巨大的沖擊。因此高層建筑底部空間環(huán)境是針對(duì)人的行為和尺度論述形成的相關(guān)概念,在設(shè)計(jì)中人性化是高層建筑底部空間環(huán)境設(shè)計(jì)的核心。
四、結(jié)語(yǔ)
高層底部空間環(huán)境的設(shè)計(jì),不僅僅是對(duì)建筑單體的形體、尺度、材料、色彩和細(xì)部等方面的進(jìn)行的設(shè)計(jì)和研究,這種做法只能改變高層建筑的人性化品質(zhì),而不能實(shí)現(xiàn)底部空間環(huán)境的人性化。高層底部空間環(huán)境作為城市過(guò)渡空間,其特殊的模糊性決定必須從建筑和城市設(shè)計(jì)的雙重角度對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究,并且形成性的環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其空間環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。只有這樣才能發(fā)掘高層建筑底部空間環(huán)境隱含的根本問(wèn)題,然后再參照于城市的關(guān)系完善建筑單體及其附屬環(huán)境,高層建筑外部空間的人性化才有可能真正實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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中圖分類(lèi)號(hào):TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
引言
依托科技在多個(gè)領(lǐng)域中的不斷創(chuàng)新,建筑技術(shù)也在快速的發(fā)展,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就面臨著越來(lái)越苛刻的要求。好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案不但要經(jīng)濟(jì)性、可行性、合理性等特點(diǎn),而且要有相當(dāng)?shù)睦碚摷夹g(shù)作為基礎(chǔ)。經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的幾年,我國(guó)城市涌現(xiàn)出越來(lái)越多的高層和超高層建筑,隨著數(shù)量的加大,一系列的設(shè)計(jì)弊端和問(wèn)題在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也體現(xiàn)出來(lái),設(shè)計(jì)人員必須在事件中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),豐富自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)創(chuàng)新,才會(huì)在未來(lái)的城市建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)設(shè)計(jì)的核心價(jià)值。
一、 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析
1. 軸向變形是現(xiàn)代高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中須要考慮的設(shè)計(jì)要素。有些情況下可能會(huì)由于數(shù)值較大的豎向荷載,在柱中可能引起一定程度軸向變形,引起連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值減小越來(lái)越明顯,會(huì)產(chǎn)生影響預(yù)制構(gòu)件下料的長(zhǎng)度,設(shè)計(jì)人員要依據(jù)軸向變形的實(shí)際計(jì)算值,合理調(diào)整下料長(zhǎng)度,而達(dá)到不影響連續(xù)梁彎矩的目的。
2. 現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中水平荷載是一項(xiàng)必須重視的因素,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,樓面使用荷載和建筑物的自重等豎向荷載,將在豎向構(gòu)件中引起與建筑物高度一次方成正比例的一定數(shù)值的軸力與彎矩,而水平荷載對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩及其在豎構(gòu)件中引起的軸力,則是與建筑物高度的二次方成正比,豎向荷載基本是定值,而地震作用、風(fēng)荷載等水平荷載的數(shù)值則會(huì)隨著建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同,而會(huì)出現(xiàn)很大幅度的變化,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,這種情況經(jīng)常出現(xiàn),這是必須在設(shè)計(jì)工作中進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算與周密分析的原因所在。
3. 設(shè)計(jì)工作還有一項(xiàng)重要的控制指標(biāo)——側(cè)移,必須將水平荷載作用下的建筑結(jié)構(gòu)側(cè)移控制在一定的限度之內(nèi),側(cè)移在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)成為重要的控制指標(biāo),特別是伴隨著建筑物高度不斷增加,建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形在相同水平荷載下增大顯著,這是與與多層建筑完全不同的。
4. 設(shè)計(jì)工作還有另一項(xiàng)重要指標(biāo)—結(jié)構(gòu)延性,相比較于小高層、多層建筑而言,層數(shù)較高的建筑結(jié)構(gòu)會(huì)相對(duì)更加柔一些,在相同的地震作用下變形更大些。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須采取相應(yīng)的工藝與技術(shù)措施,以保證建筑結(jié)構(gòu)具有足夠的延性,這都是為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性變形階段后,依然會(huì)具有非常合理的變形能力,避免建筑物倒塌或者發(fā)生其他的危險(xiǎn)。
二、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程實(shí)例
本論文以某高層住宅建筑工程項(xiàng)目為例,需要指出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本流程與注意事項(xiàng)如下:這個(gè)建筑工程項(xiàng)目位于某城市的市中心繁華的地段,地上20 層,地下1 層,建筑總高度78.3 m,建筑總面積約25萬(wàn)m2。建筑結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為3.8~7.4,高寬比為5.6~10.1。項(xiàng)目所在地地形平坦,表層土以人工填土為主,土層在垂直與水平方向有著穩(wěn)定的分布,基礎(chǔ)一般在第四紀(jì)沉積土層的以下部分。結(jié)構(gòu)為二級(jí)安全等級(jí),抗震設(shè)防重要性為丙類(lèi),基本風(fēng)壓0.45kN/m2,抗震設(shè)防烈度為9 度。
1. 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
這個(gè)項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)采用框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。其中框架的抗震等級(jí)為二級(jí),剪力墻的抗震等級(jí)為一級(jí)。建筑物中部布置剪力墻,形成筒體,并且將其作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件,在筒體周?chē)Y(jié)合建筑物的實(shí)際使用功能合理設(shè)置框架柱。地下室頂板作為結(jié)構(gòu)嵌固端,其板厚設(shè)計(jì)為180mm,板配筋為雙層雙向形式滿(mǎn)布。地上部分的樓層主次梁沿Y 向布置,以利于減小主梁的高度,增加使用凈高,層樓板厚為110mm。
2. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
依據(jù)本工程所在地的地質(zhì)勘察報(bào)告提供的地基承載力計(jì)算,確定本工程X 向基礎(chǔ)梁的尺寸為900×1800,Y 向基礎(chǔ)梁的尺寸為1000×2000 或1800×2000。由于受到筒體內(nèi)電梯基坑、集水井局部下沉的影響,設(shè)計(jì)采用梁板式筏形基礎(chǔ),筒體四周的板厚為1.5m,其他部位板厚為1.0m。局部可能主梁不能正常貫通,筒體部位的豎向荷載也相對(duì)較大。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,要特別重視各類(lèi)技術(shù)資料與數(shù)據(jù)的收集和整理,計(jì)算采用彈性地基梁、板和有限元梁、板的設(shè)計(jì)軟件,確保計(jì)算結(jié)果真實(shí)性與可靠性。
3. 框支層設(shè)計(jì)
(1)框支墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,為了有效改善混凝土的受壓性能,增大結(jié)構(gòu)延性,在設(shè)計(jì)中合理控制墻肢軸壓比,其比值應(yīng)控制在0.5 以?xún)?nèi)。核心筒落地剪力墻的厚度為40cm,核心筒以外,建筑四角分別布置L型剪力墻,厚度為70-90cm 。底部加強(qiáng)區(qū)域的剪力墻設(shè)計(jì)中,應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范與技術(shù)要求設(shè)置相應(yīng)的約束邊緣構(gòu)件,其縱筋配筋率應(yīng)控制在≥1.2%,體積配箍率則要控制在≥1.4%。同時(shí),在本工程長(zhǎng)厚比<5 的短墻計(jì)算中,按照柱輸入計(jì)算進(jìn)行分析與比較。墻體水平與豎向分布筋不但要滿(mǎn)足基本的計(jì)算要求,而且滿(mǎn)足最小配筋率為0.3%的限值要求。
(2)框支柱設(shè)計(jì)
本工程框支柱的抗震等級(jí)為二級(jí),框支柱的剪力設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)值按照柱實(shí)配縱筋進(jìn)行計(jì)算,還應(yīng)控制剪壓比在0.15 以?xún)?nèi),剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以放大系數(shù)1.1。柱內(nèi)縱向鋼筋的配筋率應(yīng)<1.2%,體積配箍率均<1.5%,使得柱具有較為理想的延性,以符合“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)要求。軸壓比的限值為0.6。框支柱主要截面為1300×1300 和1300×2300 等,設(shè)計(jì)中的相關(guān)計(jì)算結(jié)果表明,全部框支柱的受力情況較為理想,軸壓比為0.41~0.52,所以,箱形轉(zhuǎn)換層下的框支柱變形控制效果較為理想。
(3)箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)
本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,箱形轉(zhuǎn)換層的箱體的上下層板厚均為25cm,總高度為245cm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,采用專(zhuān)業(yè)的ANSYS 有限元軟件對(duì)箱體上下層板的內(nèi)力進(jìn)行分析與計(jì)算。在不同的荷載工況條件下,在箱形轉(zhuǎn)換層樓板設(shè)計(jì)中,樓板裂縫≤0.2mm,雙層雙向通長(zhǎng)配筋。箱體上層板的最大壓應(yīng)力控制在1.2MPa 以?xún)?nèi),箱體下層板的最大拉應(yīng)力應(yīng)控制在2.0MPa 以?xún)?nèi)。
三、 結(jié)語(yǔ)
由上述可以得出,對(duì)于設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的效率與質(zhì)量的問(wèn)題要引起特別的重視,必須綜合考慮各種影響因素在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的影響與作用。應(yīng)及時(shí)引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法,從而使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更多的應(yīng)用新工藝、新技術(shù)和新材料,從而達(dá)到有效提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體品質(zhì)的目的,有利于項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。