时间:2022-04-04 08:46:17
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了一篇多层建筑论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
摘 要:多层建筑物的给排水设计水平是体现建筑物建设质量和现代化水平的重要标志,其技术水平及先进性直接影响到建筑物的使用功能。本文就多层建筑工程给排水设计进行分析探讨。
关键词:多层建筑;给排水;设计
一、建筑给水系统的分类及组成
建筑给水系统可分为生活给水系统、生产给水系统和水消防系统。其中生活给水系统需要满足用水设施对水量和水压的要求处,还应符合国家规定的相应的水质标准;生产给水系统由于采用的工艺流程不同,生产同类产品的企业对水量、水压、水质的要求可能存在较大差异;水消防系统包括消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。同时具备两种或两种以上的给水用途建筑,应根据用水对象对水质、水量、水压的具体要求,通过在技术经济方面的比较,确定采用独立设置的给水系统或共用给水系统。
二、多层建筑给水管材的选择方式
根据《建筑给水排水设计规范》的要求,室内的给水管材可采用塑料给水管、塑料和金属复合管、铜管、不锈钢管及经可靠防腐处理的钢管。一般情况下,传统给水管材多使用镀锌钢管,但是,该种材料使用寿命不长,而且容易生锈,输送的水质也难以达到标准要求,因此,很多地区开始明确规定,禁止在建筑物中使用镀锌钢管,并大力的推荐塑料给水管。与镀锌管道相比而言,塑料给水管有着耐化学腐蚀、重量轻、输送阻力小、耐腐蚀能力强、使用寿命长的特征,安装也十分的便捷,就现阶段来看,常用的塑料给水管包括铝塑复合管、改性聚乙烯管材、聚丁烯管材、钢塑复合管、高密度聚乙烯管材、硬聚氯乙烯管材等。在对管材进行选择的过程中,必须从安装方案、温度、施工环境、压力等方面进行综合考虑,同时要以住宅的档次以及居住者的要求为出发点,考虑到管材的经济性。对于解困房与经济适用房,可以使用卫级硬聚氯乙烯管材,这样能够有效的降低造价;对于中档与高档住宅,可以使用铝塑复合管材或者其他管材。考虑到住宅配水点的热水温度应该控制在60℃以下,因此,除了硬聚氯乙烯管材与铝塑复合管材以外,其余的材料都能够作为热水管道。
三、给排水管道的布置与敷设
1、给排水立管的布置与敷设
一般而言,传统的建筑住宅设计,是将给排水立管安装于室内卫生间和厨房的墙角。这种敷设方式的设计,施工比较方便,但是管道比较明显,对整体的居室美观度造成影响。住户会在室内第二次装修时,用一些轻质的材料把管道隐藏起来。如果将给排水立管设计在建筑物外墙部位,则要避免管道长期处于阳光直射的情况下,寒冷地区还需采取防冻措施,并且在外墙部位敷设管道,维修不方便,也会对建筑物的外观造成影响。最好的办法是将给排水立管敷设在管道的井内。建筑工程可设置集中化的管道井,将排水管和给水管尽量设置在管道井之内。
2.给水支管的布置与敷设
随着人们生活水平的提高,建筑起居也有了较大的发展。一些建筑的内部结构比较复杂,内部房间分散式的分布。用户的给水管道如果明装在室内,不仅影响室内美观、占用位置,而且管道外壁还要防止结露。给水支管应该沿墙敷设在管槽的部位内,或者敷设在楼面的找平层地带。敷设在管槽内或找平层的给水支管外径不宜超过25mm,但在实际操作过程中,用水点较多时,给水管外径会超过25mm。因此,为了合理布置给水管道,需要接入分水器。分水器宜布置在卫生间内,可设置在洗脸台面板下面、吊顶或管道井内等位置,利用分水器能够把用水点各支管的外径缩小至25mm以下。需要注意的是,敷设在找平层内的给水支管,给水支管施工完毕后,应在敷设管道位置地面上做好标记,防止在后期装修时弄坏了给水管道。
四、热水系统设计
燃气热水器系统、太阳能热水器系统、热水炉加热交换系统等热水系统广泛地被建筑设计所采用。从节能减排、环保以及经济方面考虑,在条件许可的情况下,建筑热水系统当优先采用太阳能热水系统。小区内常会设计一套热水机组集中供应热水。该热水系统设计配用开式或闭式储热水箱,由管路送至各处。为了确保热水系统各回路的循环水头损失相均衡,可将距离加热器较远的各立管管径适当放大,逆向布置回水管,并在每根回水立管上设调节阀或节流孔板。对室外热水供回水管的设计,可采用预制保温管道直埋。生活热水系统中,钢管会影响水质,且容易结垢,所以金属管最好采用铜管,目前多采用PP-R热水管。
五、室内消火栓给水系统
如今的消火栓系统多是临时高压系统。消火栓给水系统通常采用减压阀、水泵以及减压水箱等来进行分区。分区的办法有给水管网竖向分区,给水管网竖向分区可通过并联消防给水泵分区供水或串联消防给水泵的方式分级向上供水。为了布置合理,串联消防水泵应该设置在设备层中。采用减压阀减压分区时当一级减压阀不能满足需要时,就可以用减压阀串联减压。消火栓系统如果消火栓栓口的出水压力超过0.5MPa,就要采用减压稳压消火栓或者加减压孔板。消防泵只在试验或消防时启动,因而不会引起浪费水资源的问题。室外消防一般都是室外消防给水环管供水。消火栓给水系统要满足两路进水的条件并保证水压、流量的要求。
六、喷淋系统设计
多层建筑自动喷淋灭火系统组件的设置。在寸土寸金的闹市,报警阀往往集中设置在水泵房旁边。如果系统工作压力极限超过1.2Mpa时,按规范要求必须采取分区或减压的措施。根据竖向分区的情况,把报警阀往楼层上方的位置移动,使报警阀前的工作压力控制在其最大允许范围内,以利于系统安全运行。
自动喷水灭火系统能否正常发挥作用取决于喷头的合理选型和布置。因此,应根据建筑的不同功能或部位选择不同温度等级的喷头。由于喷头的实际动作温度,一般高于喷头使用环境的最高温度30℃左右。因此,在施工中要避免错误地选择过高的温度级。多层建筑的开间布局应充分考虑到喷头的合理设置,确保购物中心不论如何分隔,场所内的喷头布置都能满足场所消防安全要求。其次,自动喷淋灭火系统管网布置。管网的作用是向喷头供水,由于管网在喷头的基础上完成,设计自主性强。也是消防工程投入的大头。根据实践,自动喷水灭火系统采用居中进水,也就是配水支干管与成组喷头支管居中连接的方式最节省。在较大面积的保护区内宜采用多立管划片连接支管,避免横支管太长导致喷头前的工作压力差值太大,减少流量传输,克服管材浪费。
结束语:多层建筑给排水的设计问题与用户的生活质量息息相关,在实际的设计工作中,必须针对住房的实际情况与用户的需求进行综合的筛选,选择最优的设计方案。
摘要:在经济日益发展的背景下,人们对建筑造型和建筑功能的要求也日趋多样化,不论是民用建筑还是工业建筑,在设计结构时也遇到了越来越多的难题。在本文中笔者着重分析了多层建筑框架结构设计的几点突出问题,探讨了多层建筑框架结构的设计要点,以期为广大同行提供一些借鉴和参考。
关键词:多层建筑 框架结构设计 设计要点
一、前言
在建筑工程项目建设里,高层建筑框架结构设计是极其重要的工作,和建筑工程项目的社会效益及经济收益的实现有着直接关系。框架结构设计具有相当重要的作用及地位,设计人员及单位应大力采用科学化的设计方法理念,进而保证框架结构设计工作的顺利实施,最终确保框架结构的优化设计工作。
二、多层建筑框架结构设计的几点突出问题分析
1、基础部分的设计技术
地基不均匀以及比较软或者柱下扩展基础宽度比较宽的时候,常常使用柱下条基,同时对节点地方基础底面积双向重复运用的不良因素进行考虑,进行基础的适当增宽。在建筑地段比较好,基础埋深多于3米的时候,结构工程师需要提议甲方进行地下室的增设。在地基承载力符合设计要求的时候,地下室底板能够没有外伸,便于防水。高规规定间隔为30-40m,针对具体实际工程,需要根据建筑物长度以及气候等特点进行全面考虑,进行一个后浇带的增设,在两个月之后,使用微膨胀混凝土进行浇筑。进行地下室的设置能减少地基的附加应力,进而使地基的承载力提升,使由于地震作用对上部结构产生的影响减小。进行设计的时候,局部地下室不应设置,地下室要有一样的埋深。当地下室外墙是混凝土的时候,有关的楼层处梁与基础梁能消除。伸缩缝与抗震缝在地面之下可以不进行设置,在连接处要加强,但是沉降缝两边墙体基础必须分离开来。当存在相邻建筑物时,对于新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础,当埋深大于原有建筑物基础时,两基础间应保持一定净距,基础之间的净距不小于基础高差的两倍,不然应采取分段施工,设临时加固支撑、打板桩、地下连续墙、打抗滑移桩等,以防原先建筑物损坏。
2、延伸性及轴向变形问题分析
对于高层建筑,它的框架结构自身就有着延伸性,该延伸性从一定的程度看,建筑楼层越高,那么延伸性越大。一旦有外力的突然改变,此类变形将变得更加大。为使框架结构经过塑性变形之后,依然有着变形能力,避免过载倒塌的发生,要在结构设计方面,积极采取措施,进而确保结构的延伸性平衡。对于高层建筑的框架结构,由竖向上看,载荷数值是非常大的,其可以在主梁上面造成比较大的轴向变形发生,进而影响着连续梁的弯矩,导致连续梁的中间支点的负弯矩发生变小的情形,端支点地方的负弯矩及跨中的正弯矩增大。与此同时,将影响着预制构件的下料长度,此时,与施工质量及建筑施工有着直接关系,因此,随后要对变形实施计算,同时对施工调整进行指导。
3、结构薄弱层的设计问题
结构薄弱层是指在强震下,结构首先容易产生较大弹塑性位移的部分,这些结构薄弱部位的承载力在设计时是满足抗震承载力要求的,但是当地震的震级在7 级以及7 级以上时,容易出现薄弱现象。通常情况下薄弱层对结构的抗震影响极大,设计应该尽量避免薄弱层的出现。如果薄弱层无法避免,应该在结构计算和出图时,保证按照规范要求采取相应构造加强措施,除了对薄弱层的地震剪力乘以1~1.5倍的放大系数以外,还需要对结构的楼层屈服强度系数进行验算。楼层屈服强度系数应该按照构件的实际配筋和材料强度标准值进行计算。具体可根据楼层受剪力和地震作用标准来计算楼层弹性地震剪力的比值,如果地震烈度在7 度到9 度之间的地区结构楼层屈服强度系数小于0.5 时,则需要对结构进行弹性变形验算,使其符合建筑抗震设计规范。如果不符合以上要求,就必须重新调整结构布置。
4、框架结构柱的设计问题
如果框架结构柱在地上的部分为圆柱时,在地下的部分就尽量做成矩形柱,这样可以尽量减少施工的工序。圆柱的纵筋根数应该保证在8根以上,而圆柱的箍筋宜优先采用螺旋式,这样可以有效增加结构的整体性和柱子的刚度及承载力,施工图纸中需要注明柱子端部有一圈半的水平段;矩形柱宜优先选用井字复合箍的箍筋形式,有抗震设防要求的需按照建筑抗震设计规范进行加密设计。角柱和楼梯间的框架柱、梯柱应在全柱高范围内进行加密。通常框架结构柱的截面,非抗震时不宜小于边长250mm,四级抗震边长不宜小于300mm,一、二、三级抗震时边长不宜小于400mm;框架柱混凝土的标号则应该在C25 以上,且梁纵筋锚入柱内的水平段长度、弯折长度应该符合规范要求。
三、多层建筑框架结构的设计要点
1、把主楼框架结构设计当作重点
对于现代建筑工程,技术要求高、管理难度大、投资大、成本高以及工期长等是它们的明显特点,然而在建筑工程整个过程中,高层建筑框架结构设计是相当重要的,一定突现出高层建筑框架结构设计的技术保障对策。依靠合理的框架结构设计技术保障,确保建筑物质量的提高及工期的缩短,这样建筑工程取得经济收益的工程建设目标才能得以实现。对于高层建筑框架结构设计,主楼框架结构设计在全部建筑物中处于非常重要的地位。合理运用技术手段及有效的管理办法,把主楼框架结构设计上升到建筑工程的重点位置。钢筋混凝土建筑物主楼框架结构作为主体备份,是现代建筑科学技术的运用重点所在。所以,必须把主楼框架结构设计视为重要环节,同时加强主楼框架结构设计的科技应用与技术含量。
2、中心线要符合规定
框架梁与柱的中心线应该符合相关规定,也就是框架梁、柱中心应该尽量重合,如果中心线存在偏移现象时,需要全面考虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造可能产生的影响,同时也应该考虑到梁上荷载对柱子的偏心影响。如果偏心距大于该方向上柱宽度的1/4 时,可以考虑采用增加梁水平方向加腋等措施。而当梁、柱偏心大于该方向柱宽的1/4 时,可采用梁水平腋的措施。加腋后的梁在验算梁的剪压比和受弯承载力时,通常不会计算加腋部分截面的有利影响。
3、防止砌体墙的出现
在多层框架结构建筑的设计当中,通常不可以采用部分砌体墙承重的混合形式。通过对大量的震害分析来看,框架结构在地震作用下的反应,要比仅按纯框架抗侧力刚度时要大很多,尤其是有砌体墙存在的时候,在地震的作用下,砌体结构会最先受到破坏。这种情况下框架结构对于内力和配筋并没有按照实际刚度来确定,这就会使得结构的构件在地震作用下很容易受到地震波的破坏,因此,这种建筑设计会存在一定的危险因素。通过对大量震害建筑的分析来看,框架结构中的承重砌体均会出现较为严重的开裂和破坏问题,一些出层顶的楼、电梯间会因为砌体承重墙的原因出现破坏现象。所以,在多层框架结构建筑的设计中,应该避免砌体承重墙的出现。
4、加强框架结构设计技术管理
在框架结构设计管理里,也不可忽视设计技术的管理问题,其同时也是钢筋混凝土建筑施工质量与进度的重点保证。钢筋混凝土建筑的框架结构技术管理不是一味照搬或者照抄国内外技术管理经验,它是基于原有的技术管理经验,实施重新改进及整合,进而渐渐形成符合国内现代高层建筑框架结构设计的技术管理理论。其框架结构设计的技术管理牵涉许多方面,而且相对多样且复杂,同时还很难进行具体操作。因此,只有进行高层建筑框架结构设计技术管理的加强,现代建筑工程的技术要求才能得到合理提升。
四、结语
综上所述,设计人员在进行多层建筑框架结构设计过程中,要熟练理解掌握设计规范,同时根据自己工作中的经验,选择出合理的结构体系。笔者上述为自身在进行多层建筑框架结构设计中的一些体会,以期为广大同行提供一些借鉴和参考,以助于设计出更加合理安全的框架结构房屋。
摘要:城市进程步伐越来越快,城市土地日益紧张,人口居住的压力越来越大,为了保证城市土地使用率的极大地提高,尽可能地减少土地用地,多层建筑已经成为城市建筑的主要趋势。桩基工程是影响多层建筑工程质量的关键所在,故此,必须加强对桩基础质量的有效控制,以确保多层建筑的整体质量。
关键词:多层建筑,桩基,施工技术
一、前言
桩基自身的社会效益与经济效益的特点关系到整个建筑物的工程质量。在桩基施工过程中如遇到突发情况,应与监理单位、设计单位共同协商,在满足结构规范与功能性的使用要求下方可施工。只有这样,才能更好地为人们服务,推动建筑行业的健康发展。
二、 桩基的施工技术要点
1. 灌注桩的施工技术
(1)锤击沉管灌注桩施工技术
施工的设备主要包括桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组以及行走机构,主要适用于粘土、淤泥、砂土等软土质的施工场地。对于砂砾石、岩层等密实坚硬的土质则不能使用。首先要埋设一些混凝土的预制标杆,然后对桩机进行精确的定位。在所有设备调试完毕之后,就可以进行锤击沉管打孔工作。灌注混凝土之后,就可以成桩了。在施工时,用桩架起吊钢制桩管对准混凝土预制标杆,并且将麻绳垫在桩管和桩尖处防止有地下水渗入。在桩管上方要套上桩帽,缓慢的将桩管和桩尖压入土中。在此过程中,一定要保证桩管的垂直度偏差在 5%以内,并且桩管和桩锤一定要在同一直线上。开始锤击一定要轻,以防过重造成不垂直。当轻击到标准程度并且没有偏移出现,再用正常力进行敲打。深度达到标桩高度的时候,一定要检查桩管内是否进水或者泥浆。检查完毕之后,再灌注混凝土。
在拔管的过程中,一般的土质每分钟拔出 1 m左右,在软硬土质交界处速度要尽量慢一些。因为在这些部位容易出现塌方,速度控制在每分钟0.3~0.8m。有时候会采用倒打拔管,如果采用单动气锤,每分钟不能少于 50 次;若采用自由落锤,每分钟不能少于 40 次。中心距大于 3.5 倍桩径的桩属于稀疏类型,这种情况可以采用连打的方法。如果两个桩的中心距小于 3.5 倍桩径的情况,适合采用跳跃打桩的方法,这样可以有效避免断桩现象的出现。如果土质比较差,并且淤泥较多,应该采用控制时间的连打方法。在相邻桩的混凝土凝固之前,把在影响范围内的桩全施工完毕。
(2)振动、振动冲击沉管灌注桩施工技术与锤击沉管灌注桩不同,振动和振动冲击沉管灌注桩的施工技术更适合稍密和中密的砂土土质中。这两种施工中分别采用振动桩锤和振动冲击锤,施工工艺完全相同。都是先将桩管先沉入土中,然后再灌注混凝土。
施工时同样先安装好桩机,将桩管下的活动桩尖先合起来。再把桩位对准,保证桩管的垂直度,然后慢慢的放下桩管,压入土中。启动激振器,直到桩管达到设计标高后停止振动。随后将准备好的钢筋笼放入到桩管内,再把混凝土灌入,再次开动激振器。一边将钢管拔出,同时还能将混凝土振实。一般施工中比较常用单打法的施工方法。在桩管达到要求的深度后,一边灌注混凝土一边拔桩,同时振实混凝土。但是在含水量比较少的土质层,比较适合使用预制标杆,一般土质适合用活瓣式桩尖。在灌入混凝土之后,保证激振器先振动 5~10s,然后再边振边拔。在每拔 0.5~1.0 m 时,振动 5~10 s 然后再继续拔。如此这样反复进行,直到桩管全部拔出。如果采用活瓣式桩尖,拔出的速度不宜过快。在一般的土质中,1.2~1.5 m/min 为宜;在软土层中,0.6~0.8 m/min 为宜。
2. 预制桩的施工技术
(1)预制桩的施工准备
首先要清理打桩的施工场地,保证打桩的部位地下管路不会受到损坏,或者存在阻碍打桩的硬基础设施。在地面上,场地要平整,具有足够的承载力,不影响桩机的移动和平稳性。基础桩最好是选用具有知名度的厂家生产的,并且带有详细的技术资料和质量保证文件。对于运送到场地的桩,要对其强度和表面平整度进行仔细检查,配备型号相符的桩机。工程技术人员最好采用以旧带新的方式,既保证了团队有新鲜的成员,又不失团队的经验性。员工要定期组织培训学习施工技术、图纸的阅读、工艺流程的掌握,尤其是施工安全方面的知识,保证施工人员的生命安全。
(2)预制桩施工
本文主要详细介绍了打入式预制桩的施工方案。
1)抄平放线及定桩位
在施工现场不影响打桩的位置,设置不少于两个水准点。目的是时刻检查预制桩的入土深度,同时也能起到抄平场地的作用。控制桩的轴线,保证桩的位置的准确度,偏差不能超过 20 mm。
2)土方开挖和回填夯实
在土方开挖时一般采用工程机械,一般选用一辆挖掘机和装载机,留够回填用土。基础回填一般按顺序从下到上的分层铺筑,每层铺筑 30cm 左右。然后夯实 3~4 遍,并且在周围 50cm 需要用人工进行夯实。对回填的土一定要严格审查,有机含量不能过高,不能有垃圾掺杂。
3)桩承台及承台梁的施工
桩基施工完毕之后还有承台和承台梁的施工项目,但是施工的前提必须是桩基验收合格。首先要准确测量出承台梁的位置,然后进行土方的开挖工作。地基的检查验收合格之后,才能全面的施工。
4)打桩的注意事项
开始打桩时,落距一定要短而且力度要轻。当桩入土达到 12m 时,用全落距击打。记录桩每下降1m 所用的时间,便于观察记录桩的下降速度,并且保证下降均匀。还要注意,每次锤击的间歇时间不能过长,并且防止锤子的偏心造成桩的损坏或者偏心。经常检查桩机的工作状态,如绳索是否牢固、桩机是否水平。最后为了保证设计的标高,需要将桩头按要求截掉。
三、 桩基的施工质量管理
1. 审核边缘尺寸是否符合要求
由于工程中原因的不确定性,沉桩施工很容易产生一定的偏差,尤其是锤击桩特别容易出现偏差。承台的边缘尺寸一定要满足规定的要求,不然很容易出现桩位偏差在允许范围之内、但是桩身已经超出了承台梁的边缘的情况。
2. 审核桩顶标高正确性
在施工中,经常会出现质量上的通病。在设计中,施工图的桩标高经常会定的比较低,这会给施工带来诸多问题。大部分原因可能是设计人员的现场施工经验不足,在确定沉桩的桩顶标高的时候,应该考虑到锚筋焊接长度、桩顶混凝土保护层厚度以及嵌入承台的长度。
3. 规范破桩工作
在桩基开挖之后,有一项技术性很强的工作,那就是破桩头。破桩头需要一个责任心很强的人去管理这项工作,并进行方案的制定和技术的交底工作。
破桩工作的顺序:去桩顶混凝土保护层凿出四角主筋剔除凿出钢筋网片松散混凝土块,注意嵌入承台的长度要符合规范要求。
4. 统一桩基施工质量验收标准
施工质量的控制最后主要取决于质量验收的标准和规范。由于技术规范的不断更新,很容易造成许多旧的规范没有及时更新,造成规范的执行出现混乱。为了防止这种问题的出现,必须严格规范统一规范标准,按照新规范的要求进行验收。
四、 结语
桩基工程是整个建筑中非常重要的环节。万丈高楼平地起,在桩基的施工过程中,要严格把握各个环节,严格履行规范要求,并且做好质量检测工作。只有保证桩基的质量,才能从根本上保证建筑的结构安全。
摘要:本文利用ANSYS有限元软件,建立多层建筑梁式转换层结构,并进行单向、双向、双向及扭转地震作用下的弹塑性时程反应分析,分析比较地震作用下建筑结构的动力特性和地震响应。
关键词:地震扭转作用; 多层建筑;ANSYS模型;内力分析
随着经济的快速发展,满足多功能分区的转换层结构的建筑越来越多,这些年国内外专家学者对转换层结构的抗震性能研究颇多,但是对于考虑地震动扭转分量的结构的地震反应研究依然很少。近些年的地震灾害证实,考虑地震动扭转分量对转换层结构的影响应该引起我们充分的重视。本文是在过去专家学者研究的基础上利用ANSYS有限元软件对多层建筑结构进行数值模拟分析,以此来分析地震动扭转分量对多层建筑转换层的地震响应。
1. 有限元模型的建立
结构为十层框架,底部三层层高4.5m,楼板厚200mm,其余层高3.0m,楼板厚120mm,选用混凝土强度等级为C40,HRB400级钢筋。转换层结构中:首层与二层非转换梁截面尺寸400×800mm2,三层转换梁截面尺寸600×1500 mm2,三层及以上的梁截面尺寸300×600mm2。落地柱截面尺寸800×800 mm2,不落地柱截面尺寸700×700 mm2。梁式转换层结构平面图如图1所示。
图1结构平面布置
2.计算结果力矩分析
建立模型后,对其施加多维地震波加速度下的荷载,采用Block Lanczos法对所建立的框架结构进行模态求解并进行力矩分析。图分别列出了10层框架结构在EI地震波作用下柱的轴力、剪力、扭矩和弯矩的最值。
EI波作用下各柱的轴力最值(kN)
EI波作用下各柱的剪力最值(kN)
EI波作用下各柱的弯矩最值(kN.m)
(1)对轴力而言,中柱的轴力最大,增大率最大的出现在角柱,从而得知地震波对角柱的影响最大。
(2)对剪力而言,各柱在多维地震下都有所增大,其中角柱增大最多,中柱增大的最少。
(3)对于弯矩而言,边柱弯矩最大,转换层结构的中柱增大率最小,而普通框架增大率最小的是边柱。
3. 结论
本文利用ANSYS软件建立了10层框架结构模型,分析对比结构在地震作用下的轴力、剪力、扭矩和弯矩后可以看出,结构的内力随着层高的增大而逐渐地减小。双向加扭转地震对结构的效应影响最大,其次是双向地震,最后是单向地震,经过分析地震扭转分量对结构扭矩的影响最为显著。所以抗震设计时应该着重考虑结构底部的加强。
经过分析得出,结构的轴力、剪力和弯矩的最大值出现在边柱,扭矩的最大值则出现在角柱,其次是边柱,中柱最小。而在多维地震作用下,轴力对结构的角柱影响较大,剪力和弯矩对边柱的影响较大。所以,以后在结构设计中应该着重注意对相应柱子的考虑,加强对相关部位的加强,并且结构设计时还应注意结构的扭转效应问题。
摘 要:随着我国经济发展及现代建筑技术的推广,为保障人们的正常生产、生活安全,针对建筑物倾斜现象,加强对建筑纠偏加固技术的推广、应用尤为必要。文章分析了导致建筑物倾斜的原因,并介绍了纠偏加固的方法。
关键词:建筑加固;纠偏;原因分析
1 导致建筑物倾斜的原因
1.1 地基土的较软,不符合施工标准:地基土的厚薄不均,软硬程度也不同,这就使得对地基土的处理的要求不同,地基不稳的重要原因之一就是在施工中对地基土的处理方法不得当,特别是在离心超重负荷的作用下,较软的地基土最容易发生沉降的现象,从而间接致使建筑物发生倾斜。
1.2 两建筑物的距离过短,这样带来的后果就是两建筑物的地基的附加应力出现重叠的现象,无形中加大了建筑物地基的负载,这也会导致地基沉降量增加,导致两建筑物(或相邻单元)相互倾斜。
1.3 已建好的建筑物附近出现别的施工作业,或者是建筑物的低下水位下降,这也是建筑地基下沉的重要原因之一。
1.4 勘察过程中的疏忽或者是对地基土承载力的错误判断,导致基底应力比预想的要高,也会引起地基失稳。
1.5 建筑物重心与基底形心相偏离,从设计的角度来说,一般住宅的厨房、楼梯间、卫生间多被集中布置在一起,这就造成建筑一边的隔墙、设备都比较多,负载失衡等现象就会出现,这些都是引起建筑物的倾斜的重要原因。
1.6 在建筑物内堆载的东西较多,使地基所受到的附加压力在无形中增加,这就会使得基础不均匀沉降而使建筑物发生倾斜现象。
1.7 在淤泥或饱和软粘土地区,一些比较旧的建筑物被拆除,这就会引起原本平衡稳定的地基因为局部负载的减小而出现出不平衡,同时在周围建筑物地基的侧向挤压的作用下发生隆起,导致相邻建筑物的发生倾斜。
2 纠偏的主要原则
2.1 制定完善地纠偏方案,制定相关的方案时首先要对倾斜建筑物的倾斜、沉降、结构、周围、地基基础等情况进行仔细地调查,以这些具体的情况作为制定纠偏方案的重要依据。
2.2 结合建筑工程的原始资料,通过运用补查、补勘、补测等方法了解地基的整个结构及其实际情况,准确把握建筑物倾斜的具体原因。
2.3 拟定的纠偏建筑物的整体刚度恰到好处。如果刚度达不到纠偏的具体标准时,必须要采取相应的措施对地基进行加固。加固的关键点应该要放在建筑物的底部,加固的方法主要有:砌筑横墙、增设拉杆、以及增设圈梁、砌实门窗洞口,构造柱等。
2.4 注意做好观测工作。观测是做好纠偏工作的重要步骤之一。提高观测准确度的方法主要就是要在建筑物上多设一些观测点,可以使用的工具主要有:经纬仪、垂球、倾角仪、水准仪等,另外,还必须要及时对观测到的数据进行分析以处理。
2.5 如果地基土的稳定程度还是达不到要求,那么在实施施工的部位的另一侧则也必须要采取相应的措施,比如,树根桩、锚杆静压桩、旋喷等方法,以使得建筑物的地基与周围的保持平衡;桩与基础之间可采用铰连接或固结连接,连接的次序分纠偏前和纠偏后两种,应视具体情况而定。
2.6 在纠偏设计时,应充分考虑地基土的有可能存在的剩余变形力。
3 纠偏加固的原理及方法
3.1 纠偏加固的工作原理
(1)改变地基土受力状态,使应力得到充分地转移或者是释放;(2)扰动或者是破坏地基土体的整个结构,使土体在上部荷载作用下重新固结沉降达到纠偏目的。
3.2 主要的一些纠偏方法
3.2.1 钻孔排土法。软土地基上的房屋矫正方法,其步骤为:综合分析房屋发生倾斜的一些可能性原因,测定建筑的倾斜角度,然后准确计算排土量;在房屋沉降量大的一侧设置加固桩,加固桩的设置必须要沿着基础翼缘部位,但是与此同时也必须要在房屋沉降量较小的其它侧面设置相应的加固桩,需要注意的是,沉降量的面应该设置的加固桩的密度要稍微大一些;在房屋沉降量小的其它侧面的沿基础边缘,按排土量的多少钻深浅不一的纠偏井点,纠偏井点的密度也有一定的要求,即必须要能够使持力层发生剪切变形,并且必须要能够使深层软土发生改变,从纠偏井点中直接取土排出。强制房屋沉降量小的各侧基础连同持力层向倾斜的反向转动,同时多点测纠偏值,通过调整各纠偏点的排土量防止房屋扭曲变形;当矫正的大小达到一定的值时,必须要立即结束钻孔排土,并迅速向各纠偏井点填充物质,使偏井点尽可能地充实,防止由于软土的流动引起地基失稳,当矫正程度符合了相关的标准时,必须要注意把周围的加固桩稳定。
3.2.2 降水法。在建筑物沉降量比较小的一侧打井进行抽水作业,以达到降低地下水位的目的,所获得的效果并不大,使用降水法具体做法为:首先应该在沉降比较小的一些设置双排井点或双排沉井,然后从从井中抽取地下水,抽取低下水的速度必须要有所控制,步骤要缓慢,这样才能够慢慢纠正地基的沉降,而不引起其他的问题。地基中的地下水位有所下降之后,土中有效自重应力就会因为浮力作用的消失而变大,紧接着,沉降较少的地基就会加大沉降量然后发生固结。同时,需要注意的是,必须防止对邻近的建筑物的产生影响而设置相应的回灌井点。
3.2.3 高压旋喷法。就是利用钻机把带有喷嘴注浆管钻至土层的预定位置后,以高压设备使浆液或水成为压力为2.0MPa左右的高压流从喷嘴射出来,冲击土体土粒从土体剥落下来与浆液搅拌结合,使在土体中形成固体,加固土地基,提高地基的抗剪能力,改善土的变形性质,使其在上部结构荷载的直接作用下不产生破坏或过大的变形,此方法用的注浆材料主要是普通硅酸盐水泥,施工如果是在冬季,必须要在使用的水泥浆内加入一些早强剂,而在已经发生已沉降侧的浆液里加入的应该是膨胀剂,在这个过程中,必须要使得土体与浆液尽可能快地凝固,减小膨胀,旋喷注浆的好处在于:不仅不会对建筑物的上层结构发生影响,同时也可以保证建筑物的正常使用,而比较软的地基土也可以得到进一步地加固,达到加稳的效果。
3.2.4 安置静压桩的方法。静压桩的方法就是在沉降大的地方的地基下放置锚固静压桩或者是坑式静压桩,而接桩主要采用的则是硫磺胶泥,以建筑物自重为压重,用千斤顶将一节节预制桩压人土中,直到压桩力超过基础传下的压重。与此同时,必须将桩与基础锚绑定在一起,使其作为整个结构的支承点,从而减少建筑基础底面地基上的负荷力,达到防止建筑物再次下沉的目的,使得建筑物的沉降力达到极致,很难再沉降。
3.2.5 现代信息施工法。现代信息法施工利用的主要是通过计算机的传感器来及时监测对建筑物结构以及软土层的的实际情况,比如位移程度、应力大小等情况。同时利用现代信息技术中的可视化技术,还可以实现动态的监测,这样就可以使得施工人员对出现的情况进行及时的处理,以便采取一些正确的纠偏方法,提高纠偏效率。另外,在纠偏实施之前,施工人员应该要尽可能地预测施工过程中可能发生的情况,并做好应对准备,比如进行实时的施工模拟、设置全方位的监控点,利用现代化的信息技术对工程的各个环节进行监测。
4 结束语
纠偏加固是一项技术性很强的工程实践,它不但要注重经济效益,同时必须强调社会效益。由于目前纠偏理论还难以达到精确量化的程度,这就给设计方案的优选带来一定的难度。但在实践过程中,只要遵循文章列举的几个原则,那么,一个经济合理、安全可靠的纠偏方案就会产生良好的综合效益。最后需要指出的是,纠偏施工应注意测量信息的指导作用,因为通过看得见的变形来分析、控制看不见的内力,不失为一种简便而有效的方法。
【摘要】随着现代商业的不断发展,各种大型购物中心的出现,室内大空间的设计需求越来越强烈,而现有的规范并不能涵盖设计的多样化,对于面积超过规范限定而设计目的趋向整体开敞的商业空间的防火设计就需要专门的防火性能化设计。其在规范制定原理的基础上,采用相应的防火措施使超限建筑达到满足疏散及防火的要求。本文通过所参与的北京英特宜家购物中心的防火设计进行详细论述,在多层大型购物中心设计中如何对于超出疏散距离,超出防火分区的中庭空间进行相应的技术措施处理,并通过相应的防火实验研究,疏散模拟软件来进行计算并反馈到建筑设计中,以满足方案设计的对流动的连通大空间的诉求,通过对项目相关设计的总结,以此来对相关的项目设计提供参考。
【关键词】现代商业,大型购物中心,室内大空间,超限,防火性能化
一、项目概况
北京英特宜家购物中心大兴项目由瑞典英特宜家购物中心集团开发建设,一期为宜家家居,二期为购物中心。两期分期建设,各自管理运营,但是空间上各层连通。
本项目位于北京市大兴区西红门镇京九铁路以东,北邻西红门东西街,东邻兴华大街,西邻西红门西区二号路,南邻西红门南二街的建设地块。项目总建筑面积约50万平米,其中地上建筑面积25万平米,地下建筑面积25万平米。地上建筑主体为3层,局部4层,建筑高度23.95米,地下建筑为3 层。本项目为建筑高度不超过24米 大型商业建筑综合体,为多层公共建筑,其耐火等级为一级。
项目定位为区域型大型购物中心,其建筑设计理念秉承英特宜家集团的“为家庭而设计,为商业而建立”的商业理念,开发模式上具有欧洲商业购物中心的特征:一是大:占地面积大、绿地大、停车场大、建筑规模大;二是多:行业多、店铺多、功能多(集购物、餐饮、休闲、娱乐于一体);三是高,购物环境要求高,档次高,顾客群购买力高。汇集了主题商店,大型超市,百货公司为主力店,辅之以精品店、专卖店、美食广场、咖啡厅、多功能国际影视城等于一体,店与店之间要有良好的连通性与互补性,并通过统一管理发挥整体效应。
项目由7 栋地上建筑物组成,建筑物编号为1号~7号楼。沿四周布有五栋建筑,分别为1号,2号,3号,6号,7号楼,中间为两个岛型建筑,分别为4号,5号楼。建筑的北侧,东侧,和南侧设有主入口,北侧主入口与地铁二层和三层连通,东侧主入口约有50米 的高大中庭空间,南侧主入口将有室外架空步行连桥系统与用地南侧的兴创和春光地块相连接,为行人创造通畅的立体步行系统。环形的室内商业街贯穿建筑物的南北和东西向,其首层及二、三层连桥将7个建筑物和主入口联系起来,商业街顶部为玻璃采光顶屋面。
地下为三层大型汽车库,可提供4750 辆停车位。地下一层为汽车库,设备机房,变配电室,消防控制室,锅炉房及大型卸货区,锅炉房位于地上建筑的投影范围外;地下二层为汽车库,地下三层为汽车库,六级人防物资库,主要设备机房,如:制冷站,给排水机房,中水机房等。
建筑层高:地上各层为5.58米,地下一层为5.58米,地下二层为4.34米,地下三层为4.65米。建筑净高:地上各层为5.36米。
二、主要面临的防火疏散问题
由于建筑物南北向约500米,东西向约200米,体量庞大,占地面积大,空间相互贯通,业态功能多样等特点,其防火设计难以完全依据现行建筑防火设计规范进行设计。其面临的主要消防设计难题和问题如下:
1、人员疏散问题:部分楼梯间在首层不能直接对外,且其出口距直通室外的安全出口大于15米,最远距离达到120米。
2、各层均有距安全出口直线距离超出37.5米的问题。
3、购物中心与宜家家居及地铁空间贴邻,难以接受采用防火墙进行分隔
4、建筑长边为490米,难以设置穿过建筑物的消防车道。
5、防火分区问题:购物中心内步行街区域(即中庭及回廊组成的交通空间)总面积约为42000平米,难以按照规范进行防火分区划分。
三、防火问题解决方案概述
常规的防火设计难以解决这些问题。如要实现空间相互贯通,业态功能的多样化,需要进行消防性能化设计,并进行火灾模拟设计和人员疏散分析。
根据建筑设计方案,中庭及步行街部分在整个建筑中穿插并直通室外,因此把中庭及步行街部分通过采取防火措施做为疏散准安全区,人员疏散至此即视为安全,通过此区域再进一步疏散到室外,类似于防火规范所提到的扩大前室的概念。步行街采用不燃装修材料装修,严格控制固定可燃荷载设置,并合理设置火灾自动报警系统、大空间自动灭火系统及防排烟系统,顶部结构采用一定耐火等级的防火构件和安全玻璃,确保该区域火灾时的安全。
(2)设置疏散安全走道作为疏散过渡空间
距直接对外出口较远的人员可通过安全走道疏散至步行街,然后向室外疏散;步行街作为准安全区域,人员疏散到步行街即视为相对安全。
(3)步行街划分联动控制分区分阶段引导人员疏散。
在距离室外较远的楼梯外设置疏散走道通向安全区,走道两侧墙体的耐火极限可按2.0小时 确定,其吊顶应为耐火极限不低于1.0小时 的实心吊顶。疏散走道作为安全走道处理,并设置加压送风系统。
四、防火问题解决方案详述
经过了相关的研究,解决方案如下:
1、针对购物中心与其它功能区域界面处理问题。
1)与宜家家居的界面
(1)采用耐火极限不低于3.0小时 的防火墙、特级防火卷帘及甲级防火门进行分隔;
(2)分隔处特级防火卷帘两侧消防控制中心均可对其实施控制;
(3)本项目购物中心与宜家家居2 个消防控制中心火灾报警信息实现共享。
(4)宜家家居入口中庭与购物中心中庭相连通,划分逻辑防烟分区。
(5)在本项目施工期间,应采取在靠近宜家家居工地增设室外消火栓、保证界面区域的道路畅通等可靠的技术和管理措施,保证消防车可快速到达宜家家居(一期)四周,以保证宜家家居(一期)在本项目购物中心施工期间的消防安全。
2)与地铁空间的界面处理
(1)首层为开敞空间,可不进行防火分隔处理,购物中心二、三层应采用特级防火卷帘或甲级防火门与连通地铁空间的连桥进行分隔,此连桥不得作为经营活动场所;
(2)地铁空间与连桥间采用特级防火卷帘或甲级防火门进行分隔;
(3)本项目购物中心与地铁空间实现火灾报警信息共享。
2、针对消防车道设置问题的应对策略
(1)外部(包含一期和二期)消防车道应形成环形,实现快速到达各建筑区域;
(2)购物中心四周均应布置消防车登高操作场地,且应符合下要求:场地靠建筑外墙一侧的边缘至建筑外墙的距离不宜小于5米;每块消防车登高操作场地的长度和宽度分别不应小于15米 和8米;操作场地及其下面的地下室、管道和暗沟等,应能承受大型消防车的压力;
(3)在四周适当位置设置扑救窗口,窗口的净尺寸不得小于0.8米×1.0米,窗口下沿距室内地面不宜大于1.2米,窗口的玻璃应易于破碎,并应设置可在室外识别的明显标志;
(4)设置可进入建筑内部空间的消防车道。
3、针对防火分区及人员疏散问题的应对策略
将具有独立疏散条件的区域如迪卡侬、电器卖场、超市及电影院等严格按照规范进行防火分区划分,并采用3.0小时防火墙、3.0小时防火卷帘及甲级防火门与其他区域进行防火分区分隔。本项目步行街及相关区域应对策略如下:
1)步行街区域
(1)步行街区域首层、二层及三层建筑面积共约42000平米,划分为一个防火分区,其内禁止放置任何固定可燃荷载,如确有需要,可设置一些主体材料为不燃的家俱,但不应影响人员疏散和消防救援。
(2)步行街区域应允许消防车进入(保证首层4米净高的消防通道),进而实施灭火救援。顶部结构采用一定耐火等级的防火构件和安全玻璃,确保该区域火灾时的人员疏散及消防救援的安全。
(3)步行街区域应设置消防水炮或大空间智能灭火装置。
(4)步行街区域应设置适用于大空间的火灾探测系统。
(5)步行街区域应设置机械排烟系统;
(6)步行街区域消防应急照明供电时间不应小于60分钟,且保证地面最低水平照度不应小于5.0勒克斯;
(7)步行街区域应设置疏散指示标志和消防应急广播系统;疏散指示应采用具有火灾时能优化疏散路径功能的集中控制型疏散指示系统。
(8)应根据区域功能特点、防火分隔条件等因素对步行街区域合理划分火灾联动控制分区。
2)步行街以外区域
首层商业(含零星布局餐饮)按建筑面积不大于10000平米进行防火分区划分,二、三层商业与餐饮按建筑面积不大于5000平米进行防火分区划分,同时应满足以下要求:
(1)步行街两侧商铺建筑面积不大于750 平米时,应采用耐火极限不低于2.0小时的固定分隔物将商铺与周围区域进行防火分隔,商铺与步行街区域之间分隔可采用2.0小时实体防火墙(图1)。
(2)当商铺建筑面积大于750平米时,应采用耐火极限不低于3.0小时的防火墙(局部开口可采用3.0小时防火卷帘)与周围区域进行防火分隔,且至少设置2个安全出口。
(3)对于餐饮类商铺及美食广场热加工区应采用耐火极限不低于2.0小时的墙体和甲级防火门进行分隔;座椅区、冷加工区及配餐区可以开敞布置,但其主体家具应为不燃材料。
(4)所有疏散走道两侧墙体的耐火极限应不低于2.0小时,吊顶的耐火极限应不低于1.0小时。首层“岛”区域的疏散走道还应增设加压送风系统,其加压送风量按风速法计算确定。
(5)疏散楼梯可采用剪刀楼梯,但应满足以下条件:
1、楼梯间为防烟楼梯间;
2、梯段之间应设置耐火极限不低于1.0小时 的不燃烧体墙分隔;
3、应分别设置前室,且分别设置加压送风系统。
五、各层防火问题解决方案
(一)首层防火设计:
本层主要由精品店、主力店(含超市)及室内步行街组成,本层迪卡侬及超市部分应严格按照规范进行防火分区划分,并采用3.0小时防火墙、3.0小时防火卷帘及甲级防火门与其他区域进行防火分区分隔(图2)。其他区域分隔如下:
1、本层步行街区域与二、三层步行街区域(含三层集中餐饮的座椅区、冷加工区及配餐区)形成一个防火分区。
2、本层步行街以外区域按建筑面积不大于10000平米进行防火分区划分,并应满足第四部分关于步行街以外区域的相关要求。
本层除迪卡侬、超市部分外区域计算所需疏散宽度为150米,现该区域对外出口总宽度为166米,满足疏散宽度要求。
1)将步行街作为疏散准安全区
步行街采用不燃装修材料装修,严格控制固定可燃荷载设置,并合理设置火灾自动报警系统、大空间自动灭火系统及防排烟系统,顶部结构采用一定耐火等级的防火构件和安全玻璃,确保该区域火灾时的安全。
2)设置疏散安全走道作为疏散过渡空间
距直接对外出口较远的人员可通过安全走道疏散至步行街,然后向室外疏散;步行街作为准安全区域,人员疏散到步行街即视为相对安全。
(3)步行街划分联动控制分区分阶段引导人员疏散。
(二)二层防火设计:
该层主要由精品店、主力店及步行街区域组成,本层迪卡侬及超市部分应严格按照规范进行防火分区划分,并采用3.0小时防火墙、3.0小时防火卷帘及甲级防火门与其他区域进行防火分区分隔。其他区域分隔如下:
1)本层步行街区域与首层、三层步行街区域(含三层集中餐饮的座椅区、冷加工区及配餐区)形成一个防火分区。
2)本层步行街以外区域按建筑面积不大于5000平米进行防火分区划分, 本层除迪卡侬、超市部分外区域计算所需宽度为120米,现该区域对外出口总宽度为119米,基本满足疏散宽度要求。并应满足第四部分关于步行街以外区域的相关要求。
本层人员可通过楼梯间疏散至首层,然后向室外疏散;疏散至首层的部分人员需借助安全通道和步行街疏散至室外,步行街作为临时安全区域,人员疏散到步行街即视为相对安全。
(三)三层防火设计:
三层主要由精品店、餐饮区、亚洲精品区、电影院及步行街区域等组成,本层电器卖场及电影院部分应严格按照规范进行防火分区划分,并采用
3.0小时 防火墙、3.0小时 防火卷帘及甲级防火门与其他区域进行防火分区分隔。其他
区域分隔如下:
1)步行街区域(中庭)本层步行街区域(含三层集中餐饮的座椅区、冷加工区及配餐区)与首层、二层的步行街区域划为一个防火分区。本层集中餐饮的座椅区应采用宽度不小于6米 的隔离带进行划分,防火隔离带上应划明显标识,且不得设置固定可燃荷载。
2)步行街以外商业区域
本层步行街以外商业区域按建筑面积不大于5000平米进行防火分区划分,并应满足第四部分关于步行街以外区域的相关要求。
(2)对于餐饮类商铺及美食广场热加工区应采用耐火极限不低于2.0小时的墙体和甲级防火门进行分隔;座椅区、冷加工区及配餐区可以开敞布置,但其家具主体应为不燃。
(3)所有疏散走道两侧墙体的耐火极限应不低于2.0小时,吊顶的耐火极限应不低于1.0小时。本层除迪卡侬、超市部分外区域计算所需宽度为124米,现该区域对外出
口总宽度为115米。
本层人员可通过楼梯间疏散至首层,然后向室外疏散;疏散至首层的部分人员需借助安全通道和步行街疏散至室外,步行街作为临时安全区域,人员疏散到步行街即视为相对安全。
六、综述
经过以上的防火性能化设计,不仅能够在现有技术条件下遇到火灾情况可以解决疏散问题,也同时保证的大空间大流线的设计理念。利用不同的耐火极限隔墙把建筑分区,使空间统一的建筑内部空间通过材料,机电的防火设计成若干防火独立单元,避免的生硬的防火墙的处理,同时解决了大规模中庭空间的防火问题,并使之成为疏散的借用对象,完成了建筑方案的理念实现。
【摘要】文章主要就多层建筑钢筋混凝土构造柱施工常见问题及质量技术控制方面进行了探讨,可供同行参考。
【关键词】钢筋混凝土;构造柱;施工;问题;质量控制
前言
钢筋混凝土构造柱是提高多层建筑抗震能力的一种有效措施,但是,由于当前许多施工单位在钢筋混凝土构造柱施工过程当中不注意施工方法和质量,极容易产生各种施工缺陷问题:如构造柱上下层错位、钢筋主筋扭曲、搭接长短不一、箍筋加密区数量不够或间距不准确及砼振捣不密实等现象,造成施工质量隐患问题,不但不能起到设置混凝土构造柱增强墙体抗震能力的作用目的,还将破坏到建筑物的整体性,给建筑物安全带来隐患,因此我们必须严格重视构造柱的施工方法,控制质量通病,消除隐患,确保施工质量。
一、构造柱的性能和作用
钢筋混凝土构造柱是多层砖混结构建筑物按照构造要求设置的提高建筑物结构性能的建筑部件,它在建筑物中起着重要的作用:第一,构造柱可以提高砖混结构建筑物砖墙的延性,从而提高楼房的搞震能力;第二,构造柱可以与砖墙及圈梁形成类似框架剪力墙结构的箍框,箍住开裂的墙体,防止墙体裂缝的产生或进一步发展,限制开裂的墙体的错位,从而防止墙体倒塌;第三,对于高宽比较大的房屋墙体,构造柱能提高墙体的抗倾覆能力,防止砖墙的整体弯曲破坏;第四,构造柱的设置可以提高整个墙体的抗压或局部抗压承载能力,构造柱是砖混结构建筑中重要的砼构件。构造柱,主要不是承担竖向荷载的,而是抗击剪力,抗震等横向荷载的。
混凝土构造柱是从建筑构造的角度考虑设置的,一般设在建筑物的四角、内外墙交接处、楼梯间、电梯间以及某些较长的墙体中部,并与每层圈梁有可靠连接。实验证明,在多层砖混房屋结构中设置混凝土构造柱,一般情况下墙体抵抗水平外力的强度最大可提高20%以上,墙体延性可增大3倍以上。根据构造柱的结构特性,即使地震后的墙体发生滑移、变形、开裂,仍可多层砖混结构房屋的整体性明显加强,从而减少灾害所带来的损坏。
二、构造柱的主要质量问题及成因分析
1.构造柱主筋位置错位、骨架扭曲变形。
构造柱施工是在砖墙砌筑完后,分楼层浇灌的,由于构造柱钢筋是在砼浇灌时预插,混凝土浇灌时,由于振捣极易发生位置偏移,在浇注混凝土过程不认真调整钢筋骨架,确定好轴线,就会造成钢筋主筋位置偏移,从而造成了上、下楼层构造柱无法贯通,轴线错位的现象。另构造柱钢筋骨架是分楼层整体绑扎、就位搭接的。极易造成绑扎好的构造柱在搬运过程中因箍筋松动而使钢筋骨架变形,影响钢筋骨架整体性。
2.构造柱接茬烂根现象
构造柱烂根现象,经常出现在基础上部及楼板顶部。因构造柱混凝土是浇注到圈梁标高一致,在施工完楼板,由于构造柱“柱腔”经历了整个一层的砌筑时间,其根部位置会落下很多砌砖过程中砂浆、砖渣等杂物,在砌筑完墙体后,在构造柱根部的杂物很难清除干净,构造柱浇注混凝土后便在此处形成“烂根”现象,造成构造柱接茬处混凝土不密实。原因是此部位在砌砖过程中最易积存砂浆、砖渣,且不易清理,造成混凝土接茬出现质量问题。
3.混凝土露筋、不密实、蜂窝、麻面、缩颈断离和强度不足。
构造柱混凝土拆模后,出现表面露筋,不密实、蜂窝、麻面、缩颈断离,振捣不密实现象,造成原因主要是钢筋绑扎支模前,钢筋骨架上没有绑扎好混凝土保护层垫块,致使钢筋保护层厚度不足,同时,有的钢筋位置不准,也会造成露筋现象;混凝土浇捣前,模板和马牙搓砖墙未作充分湿润,混凝土中的部分水分,被砖墙和模板吸走,混凝土表面出现麻面和酥松现象。砼石子粒径过大,墙体拉筋阻隔,振捣不到位,模板不密实与墙体接触缝隙过大,出现跑浆现象;将造成混凝土的不密实、蜂窝、麻面、缩颈断离现象发生和导致混凝土强度无法达到设计要求。
4.构造柱和墙体连接整体性差。
墙体砌砖时,未按设计要求,漏掉摆放与构造柱的拉结筋或错放、长度不准确问题造成。
5.构造柱与圈梁部位浇筑整体性差。
钢筋拉结筋位置放置不正确,混凝土接茬不好造成的构造柱与圈梁部位浇筑整体连接性差。
三、保证构造柱的技术和质量控制
针对建筑构造柱施工的质量问题,施工过程中,必须提高相关施工人员对增设构造柱重要性的认识;根据的设计要求和施工条件,制定保证构造柱施工质量的技术措施方案,做好技术交底工作,在施工过程中严格执行,并做好“三检”制,责任落实到人。
1. 保证构造柱的钢筋主筋的位置正确性,在混凝土浇灌前固定好其位置,混凝土浇灌后,混凝土未终前对位置进行校核,做好砌砖时定位轴线工作,保证构造柱的位置准确。构造柱钢筋绑扎,施工现场尽量避免主筋采用搭接方式以及在马牙槎内现套箍筋的做法,避免不良施工方法可以防止构造柱主筋产生位移、骨架扭曲变形。
2.对于构造柱接茬烂根现象,加强构造柱“柱腔”垃圾清理工作,封模前清理干净砌砖遗留下的砂浆、砖渣等,剔除原有砼表面的浮浆和松动石子等,支模时预留清扫孔,浇灌混凝土前,用清水再次冲洗,浇灌混凝土时,配置同标号水泥砂浆,浇灌在原有混凝土表面上,厚度为1~2cm为宜,确保新旧混凝土结合的可靠性。
3.针对混凝土露筋、不密实、蜂窝、麻面、缩颈断离问题,施工时钢筋绑扎时要保证主筋位置正确,整体绑扎的钢筋可用电焊局部焊牢箍筋,避免搬运过程中变形,利用墙体拉筋做好主筋位置固定工作,固定好钢筋保护层垫块的设置位置、数量,保证钢筋保护层厚度。混凝土浇灌前常温时,需将砖砌体及模板提前浇水湿润,避免混凝土中的水分被砖砌体和模板吸收,造成砼脱水,但不得有积水,影响混凝土水灰比,影响混凝土强度。混凝土浇筑高度不宜大于2米,坍落度宜控制在5-7厘米,骨料粒径宜为2厘米。构造柱混凝土通常分段浇灌的,一定要在适当位置预留混凝土浇捣口,保证混凝土充分振捣到位,使混凝土分层浇捣密实,浇捣时避免碰撞砌体和钢筋,避免墙体松动拉结筋脱开和钢筋骨架移位,从而造成质量隐患现象出现。
4.正确理解设计意图,按照设计要求,对墙体拉结筋和构造柱钢筋避免拉结筋漏放、错放、长度不准确要按图施工,不得认为不重要而要用边角余料,偷工减料应付了事,避免拉结筋漏放、错放、长度不准确,要保证拉结筋在砖墙中的稳固性,继而保证构造柱和墙体良好连接整体。
5.为避免构造柱与圈梁部位浇筑整体性差问题,钢筋绑扎时在圈梁和构造柱钢筋交接处,圈梁钢筋要放在构造柱内侧,锚入柱内长度应符合设计要求。浇灌混凝土时,构造柱在每层圈梁顶面与新浇筑砼柱接茬时,衔接处的原有砼表面必须进行清理,剔除松动石子并用水冲洗,并配置同标号水泥砂浆,浇灌在原有混凝土表面上,保证新旧砼结合有可靠的接触。
四.小结
正确施工建筑物中构造柱,是改善砌体结构抗震性能的重要措施,它与圈梁共同作用约束了砖砌体的开裂,使裂缝不致进一步扩展,既使开裂也不致于倒塌,提高建筑物由很脆的材料组成的结构获得可观的抗变形能力。尤其目前我国民用建筑大多采用砖混多层建筑,正确施工构造柱,保证施工质量,杜绝施工质量隐患,提高建筑物的整体性,抗震性能,保障人民生命财产安全具有非凡的意义。
摘要:近年来,伴随着城市化建设的不断加速发展,城市建筑用地逐渐呈现出紧张的局面,为缓解土地资源利用紧张,多层建筑成为了城市建筑发展的主要类型。然而在建筑工程施工作业中灌注桩的施工作为保障工程质量的关键所在,如何完善灌注桩施工技术的发展至关重要。
关键词:灌注桩;桩基;建筑;施工;质量管理
一、前言
桩基自身的社会效益与经济效益的特点关系到整个建筑物的工程质量。在桩基施工过程中如遇到突发情况,应与监理单位、设计单位共同协商,在满足结构规范与功能性的使用要求下方可施工。只有这样,才能更好地为人们服务,推动建筑行业的健康发展。
二、桩基的施工技术要点
1. 灌注桩的施工技术
(1)锤击沉管灌注桩施工技术
施工的设备主要包括桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组以及行走机构,主要适用于粘土、淤泥、砂土等软土质的施工场地。对于砂砾石、岩层等密实坚硬的土质则不能使用。首先要埋设一些混凝土的预制标杆,然后对桩机进行精确的定位。在所有设备调试完毕之后,就可以进行锤击沉管打孔工作。灌注混凝土之后,就可以成桩了。在施工时,用桩架起吊钢制桩管对准混凝土预制标杆,并且将麻绳垫在桩管和桩尖处防止有地下水渗入。在桩管上方要套上桩帽,缓慢的将桩管和桩尖压入土中。在此过程中,一定要保证桩管的垂直度偏差在5%以内,并且桩管和桩锤一定要在同一直线上。开始锤击一定要轻,以防过重造成不垂直。当轻击到标准程度并且没有偏移出现,再用正常力进行敲打。深度达到标桩高度的时候,一定要检查桩管内是否进水或者泥浆。检查完毕之后,再灌注混凝土。
在拔管的过程中,一般的土质每分钟拔出1m左右,在软硬土质交界处速度要尽量慢一些。因为在这些部位容易出现塌方,速度控制在每分钟0.3 ~ 0.8m。有时候会采用倒打拔管,如果采用单动气锤,每分钟不能少于50次;若采用自由落锤,每分钟不能少于40次。中心距大于3.5倍桩径的桩属于稀疏类型,这种情况可以采用连打的方法。如果两个桩的中心距小于3.5倍桩径的情况,适合采用跳跃打桩的方法,这样可以有效避免断桩现象的出现。如果土质比较差,并且淤泥较多,应该采用控制时间的连打方法。在相邻桩的混凝土凝固之前,把在影响范围内的桩全施工完毕。
(2)振动、振动冲击沉管灌注桩施工技术与锤击沉管灌注桩不同,振动和振动冲击沉管灌注桩的施工技术更适合稍密和中密的砂土土质中。这两种施工中分别采用振动桩锤和振动冲击锤,施工工艺完全相同。都是先将桩管先沉入土中,然后再灌注混凝土。
施工时同样先安装好桩机,将桩管下的活动桩尖先合起来。再把桩位对准,保证桩管的垂直度,然后慢慢的放下桩管,压入土中。启动激振器,直到桩管达到设计标高后停止振动。随后将准备好的钢筋笼放入到桩管内,再把混凝土灌入,再次开动激振器。一边将钢管拔出,同时还能将混凝土振实。一般施工中比较常用单打法的施工方法。在桩管达到要求的深度后,一边灌注混凝土一边拔桩,同时振实混凝土。但是在含水量比较少的土质层,比较适合使用预制标杆,一般土质适合用活瓣式桩尖。在灌入混凝土之后,保证激振器先振动5 ~ 10s,然后再边振边拔。在每拔0.5 ~ 1.0m 时,振动5 ~ 10s然后再继续拔。如此这样反复进行,直到桩管全部拔出。如果采用活瓣式桩尖,拔出的速度不宜过快。在一般的土质中,1.2 ~ 1.5m/min 为宜;在软土层中,0.6 ~ 0.8m/min 为宜。
2. 预制桩的施工技术
(1)预制桩的施工准备
首先要清理打桩的施工场地,保证打桩的部位地下管路不会受到损坏,或者存在阻碍打桩的硬基础设施。在地面上,场地要平整,具有足够的承载力,不影响桩机的移动和平稳性。基础桩最好是选用具有知名度的厂家生产的,并且带有详细的技术资料和质量保证文件。对于运送到场地的桩,要对其强度和表面平整度进行仔细检查,配备型号相符的桩机。工程技术人员最好采用以旧带新的方式,既保证了团队有新鲜的成员,又不失团队的经验性。员工要定期组织培训学习施工技术、图纸的阅读、工艺流程的掌握,尤其是施工安全方面的知识,保证施工人员的生命安全。
(2)预制桩施工
本文主要详细介绍了打入式预制桩的施工方案。
1)抄平放线及定桩位
在施工现场不影响打桩的位置,设置不少于两个水准点。目的是时刻检查预制桩的入土深度,同时也能起到抄平场地的作用。控制桩的轴线,保证桩的位置的准确度,偏差不能超过20mm。
2)土方开挖和回填夯实
在土方开挖时一般采用工程机械,一般选用一辆挖掘机和装载机,留够回填用土。基础回填一般按顺序从下到上的分层铺筑,每层铺筑30cm左右。然后夯实3 ~ 4遍,并且在周围50cm需要用人工进行夯实。对回填的土一定要严格审查,有机含量不能过高,不能有垃圾掺杂。
3)桩承台及承台梁的施工
桩基施工完毕之后还有承台和承台梁的施工项目,但是施工的前提必须是桩基验收合格。首先要准确测量出承台梁的位置,然后进行土方的开挖工作。地基的检查验收合格之后,才能全面的施工。
4)打桩的注意事项
开始打桩时,落距一定要短而且力度要轻。当桩入土达到12m时,用全落距击打。记录桩每下降1m所用的时间,便于观察记录桩的下降速度,并且保证下降均匀。还要注意,每次锤击的间歇时间不能过长,并且防止锤子的偏心造成桩的损坏或者偏心。经常检查桩机的工作状态,如绳索是否牢固、桩机是否水平。最后为了保证设计的标高,需要将桩头按要求截掉。
三、桩基的施工质量管理
1. 审核边缘尺寸是否符合要求
由于工程中原因的不确定性,沉桩施工很容易产生一定的偏差,尤其是锤击桩特别容易出现偏差。承台的边缘尺寸一定要满足规定的要求,不然很容易出现桩位偏差在允许范围之内、但是桩身已经超出了承台梁的边缘的情况。
2. 审核桩顶标高正确性
在施工中,经常会出现质量上的通病。在设计中,施工图的桩标高经常会定的比较低,这会给施工带来诸多问题。大部分原因可能是设计人员的现场施工经验不足,在确定沉桩的桩顶标高的时候,应该考虑到锚筋焊接长度、桩顶混凝土保护层厚度以及嵌入承台的长度。
3. 规范破桩工作
在桩基开挖之后,有一项技术性很强的工作,那就是破桩头。破桩头需要一个责任心很强的人去管理这项工作,并进行方案的制定和技术的交底工作。破桩工作的顺序:去桩顶混凝土保护层凿出四角主筋剔除凿出钢筋网片松散混凝土块,注意嵌入承台的长度要符合规范要求。
4. 统一桩基施工质量验收标准
施工质量的控制最后主要取决于质量验收的标准和规范。由于技术规范的不断更新,很容易造成许多旧的规范没有及时更新,造成规范的执行出现混乱。为了防止这种问题的出现,必须严格规范统一规范标准,按照新规范的要求进行验收。
四、结语
桩基工程是整个建筑中非常重要的环节。万丈高楼平地起,在桩基的施工过程中,要严格把握各个环节,严格履行规范要求,并且做好质量检测工作。只有保证桩基的质量,才能从根本上保证建筑的结构安全。
摘要:随着经济的快速发展,国民生活水平的不断提高,高层建筑不断在城市和乡镇的大街小巷耸立。但是高层建筑的基础部分却也是其最薄弱的地方,那就是高层建筑的地基建造,尤其是建筑建造过程中隔震技术的应用。假如社会一旦出现地震,那么高层建筑的地基稳固就非常重要,更重要的是地震发生可能会动摇到该高层建筑的根基,对建筑的安全性带来很大危害。下面本文就一般高层建筑隔震技术在我国多层建筑中的应用情况进行分析,找出合理的解决办法,通过对在工程建造的全过程中准确对事前、事中、事后采取质量控制措施,从而正确的预防地震发生,保证对整个建筑物的安全起到保护作用。
关键词:隔震技术;多层建筑;应用探究
我国属于地震发生较多的国家,尤其是在大城市中,高层建筑不断增多,且人口多,居住密集,如果发生地震,那么建筑物倒塌可能引起周围大面积的损失,因此隔震技术的研究在我国势在必行,也是建筑建造过程中很重要的一个施工阶段,随着我国科学技术水平的提高,建筑建造过程中的隔震技术不断增强,同时也不断地应用于多层建筑建造过程中,因此增强建筑物的抗震能力,采用更安全的建造方法和建造过程,形成一种更合理、有效、安全、经济的结构体系。因此对隔震技术在多层建筑中的应用进行研究具有非常重要的现实意义。
1.基础隔震结构模型建造
1.1隔震原理
隔震原理设计中橡胶垫子的使用,是比较广泛的一种应用,隔震组件形成的隔震层的设计的水平高度和上面的连接刚性结构的设计相比较而言,是比较小的,因此隔震技术在隔震层的设计中拥有大于一般建筑结构的周期,因此不会形成共振现象,在隔震层中除了防止共振效应外,还有设置缓冲装置也就是阻尼器,这样通过阻尼器的使用减少隔震层的移动,能够实现有效地降低地震带来的损害,从而能够尽量减小地震对上层建筑的影响。
1.2基础隔震结构模型的建造计算
1.2.1单质点的模型
单质点模型的设计,只要是以建筑物的结构为刚性结构为前提,以隔震层作为一个整体,通过这样的假设来估算地震时地震对隔震层造成的反应。
1.2.2多质点的模型
多质点模型的设计,不是以建筑物的结构为刚性结构为前提,以隔震层作为一个整体,而是将隔震层作为建筑一体的第一层,然后上面结构分层次,通过这样的假设来估算地震时地震对隔震层以及分出的各层造成的反应来设计的模型。通过使用时程分析法等方法,对多质点模型进行分层次计算,对于地震过程中形成的各层次之间重叠,都作为各层次间的错动,通过这样的模型设计来进行基础隔震结构模型建造和基础隔震结构模型的建造计算。
2.多层建筑工程分析
2.1多层建筑工程概括
假设多层建筑为11层建筑物,建筑场地属于三类场地,地面以上是10层,再加上一层地下室,建筑物高度为34层,首层是4米,其他各层是3米,混凝土的强度为C25。
2.2隔震层的设计过程
2.2.1确定隔震层的位置
首选隔震位置是在建筑物的最底部,根基以下部分,隔震层的刚度中心必须与建筑物的结构中心底部相吻合。
2.2.2隔震层设计中隔震垫子的数量、大小以及位置
第一,隔震层应该设计在建筑物底部的根基基础下部,也就是承受力比较重的地方,在安排放置时一定要在每个地基的脊柱下面放置橡胶隔震垫,当地基上部基础结构比较跨度大时,可以设计放置多个橡胶隔震装置;第二,充分保证隔震垫可以达到对建筑物水平位移以及极限承载能力的要求;第三,隔震层设计有足够的竖向刚度,能够保证竖向承载力足够大,保证竖向的位移可以被有效控制在范围内。
2.3隔震层的平面设置以及结果分析
第一,隔震层的位置位于建筑物地基底部,采用的是橡胶叠加的隔震支架结构,因此根据以上隔震层的平面设置,选取控制因素进行分析,确定隔震层布置的合理性。
第二,利用时程分析法进行分析计算,确保隔震结构能够有效地将地震影响集中到隔震层里;同时隔震层在地震发生时水平位移和竖向位移都要保证在既定的范围内;通过上面多质点方法的分析,可以确定隔震层各层承受的压力大小以及控制压力在非隔震装置结构的30%以下;同时也要保证隔震装置中各隔震层的加速度以及层与层之间的剪力分别降到既定的范围之内。通过这样的方法计算和数据结果分析,有利于做好多层建筑在隔震层设计中的应用。
第三,建筑物的本体和基础地下如果被检测到含有地下水层时,一定要对建筑物基层建造时,可能出现的地下水喷射造成建筑物基层的损坏等后果进行数据计算,切实做好控制工作以及数据解释的合理性。比如可以在低于地下水水位的位置开挖基坑,应该要先进行渗透性和富水性试验,并且要对由人工降水可能引起的土体沉降和边坡失稳,从而影响周围建筑物稳定性的概率进行客观的评价。只有通过一系列合理的假设和数据分析,才能够真正的做好隔震技术在多层建筑中的应用,以及确保隔震设置能够达到应有的隔震效果。
总之,在我国,建筑隔震技术不断应有于建造市场中,并且广泛受到市场和人民的肯定,这是时展进步的产物。尽管建筑物建造属于常规建设,但是其隔震技术的完成过程却是需要克服很大的困难阻碍,是一项艰巨的任务,因此掌握好的建筑隔震技术是建筑物建造项目建设过程中的必备条件,其建造过程中离不开隔震技术的支持。只有做好隔震技术以及隔震结构的设计,才能够保证建筑物在遇到地震情况下的安全稳定,才能够保证建筑物的完整,因此必须严格把控对建筑隔震技术的管理。
3.隔震层的建造措施探讨
建筑物建造工程项目在我国尤其是城市发展过程中建造项目非常之多,,且隔震技术要求水平很高,隔震层设计的的优劣关系着对资源的有效利用,同时施工管理方法的有效性也对此产生巨大影响。因此,做好隔震层设计的技术水平、管理水平、安全措施等问题都成为建筑物建造工程项目建设中隔震层设计的突出问题。
3.1对于同一栋建筑物建造时,可以针对不同的建造位置采用不同型号的隔震垫子。
隔震层的设计目的就是为了抵御地震对建筑物可能造成的危害,因此以建筑物的稳固存在为目的建造。
3.2可以应用钢筋作为避雷线。
通过导线连接进入隔震层,降低地震时产生的强大电力对隔震层以及建筑物主体造成的伤害。
3.3.切实执行好橡胶隔震垫子的安装程序
只有真正地切实做好橡胶隔震垫子的安装过程,才能够保证隔震技术以及隔震效果的实现,在隔震工序施工结束后,一定要对隔震层上部结构和水平、竖直方向的障碍物距离做好检查工作。
3.4加强隔震装置施工运行管理
在建筑物隔震装置施工运行中,一定要做好其管理工作,保证运行过程的规范性和有效性,对于设备运行过程中设备、施工人员等都要做好管理,对于一些施工过程中出现的不良情况比如设备故障、施工人员马虎做事等一定要认真管理。对于隔震装置施工运行的资料数据的收集和保管、工人的操作、技术问题等都要认真对待,发现问题及早解决。
4.结束语
伴随着我国社会主义建设不断发展和完善,与此同时人民生活水平也不断提高,相应地房地产建造项目也不断增加。提高我国房地产建造项目建设过程中的各项施工技术非常必要,高层建筑隔震技术以及隔震装置安装等是目前多层建筑建造过程存在的很大问题,因此在建筑物建造时一定要做好隔震技术的监督管理工作,从选材、施工到维护一定要选用严格检测技术来检验,严格做好隔震层的设计和安装,以保证建筑物的安全稳固和地下室的正常使用。
摘要:本文就高层的建筑施工技术作了分析和阐述,分别讲述了深基坑施工,地上结构施工,绿色施工。仅供同行参考。
关键词:控制技术;安全防护技术;混凝土回收
1 多层建筑发展的新趋势
随着我国建筑业的不断进步和发展,我国多层建筑施工呈现出新的特点,随着老城区的新规划,建设部门兴建高楼,致得城区内的建筑空间越来越小,多层建筑密度越来越大,致使土建施工人员及管理人员对施工过程中的环境保护、安全防护等问题也变得非常突出。主要表面为以下两点:
一是多层建筑由单纯追求高度方面的发展,到同时追求形体的特异和立面的丰富多彩,在结构功能得到提升、造型优美新颖的同时,也使上部结构的施工技术难度大大增加。如模板体系,施工机械设备等。
二是从多层建筑一次建成交付使用,到为了进一步提高投资效率,而采用分阶段建设交付使用。因此在建设过程中也必然面临部分施工、部分开业或者上部施工、下部开业的情况,这对施工过程中的人员安全、场地利用和确保购物环境舒适等绿色施工技术提出了新的挑战。
2 高层建筑施工技术
2.1 深基坑施工的控制技术
多层建筑深基坑的施工时,对周边环境或多或少存在一定的影响。
主要原因是深基坑土方开挖过程是土体卸载过程,会造成周边建筑、管线或地下结构产生一定量的沉降和偏移,因此,在深基坑施工过程中,对周边环境影响的控制是至关重要的。特别是紧邻“生命线”工程的多层建筑的施工,深基坑的施工过程中的变形控制的良好与否,事关“生命线”工程和超高层施工过程中的安全,需要特别关注。
实践证明,采用现代控制理论对深基坑施工过程进行控制,可以有效地解决这个难题。目前工程控制方法与系统主要有三大类:开环控制、闭环控制和自适应控制。其中开环控制属经典工程控制方法,非常成熟,但由于不存在反馈系统,开环控制不能根据施工过程情况调整控制措施,控制精度比较低。闭环控制属现代工程控制方法,由于包含反馈系统,能够根据结构状态监测结果不断调整控制措施,适合结构复杂的工程,控制精度比较高。自适应控制属最新的工程控制方法,理论研究和工程实践都取得一定成果,但总体上还处于探索阶段。在目前,闭环控制方法是深基坑施工过程控制中比较有效的方法。
基于上述分析和研究,特殊环境下深基坑施工的总体思路和方法是以现代工程控制理论为指导,以结构-岩土共同作用分析方法为手段,通过施工方案的优化达到施工过程环境受控的目的。
2.2 地上结构施工技术
2.2.1 斜爬模体系的设计和应用
在以往多层建筑建造过程中,电动脚手及模板系统得到了广泛的应用,这在多层建筑结构立面垂直时此类体系具有良好的适应性,但当结构立面为斜面或者曲面的时候,这类体系会遇到很大的困难。而在闹市区的多层建筑施工时,通常均面临场地狭小,距离地面交通较近的实际情况,因此必须采用安全可靠的脚手和模板体系,这样才能既可以保证工程顺利的进行,又可以兼顾周边闹市区的安全。针对这个问题,经过研究开发,我们创新性地提出了一种可分离的斜爬模体系,可以充分适应高层建筑各种特殊外立面的要求。
2.2.2 可收分整体提升钢平台技术
整体提升钢平台具有整体性好、安全性高、施工操作面大等优点,因此在多层建筑核芯筒施工中也得到了广泛的应用。但是如果核芯筒形状上下变化较大,则整体提升钢平台也就面临收分处理的困难。
针对这个问题,我们研究开发了可收分的整体提升钢平台体系。
其构成和工作原理如下:在建筑结构核芯筒剪力墙上设置格构柱,用钢梁和钢板搭设平台,将内外脚手悬挂于钢平台下,再采用提升设备将整个钢平台随楼层施工进行提升。如施工中要经历拆除部分内脚手和拆除部分钢梁的过程时,则在剪力墙增设悬锚脚手或钢桁架进行过渡,并随楼层上升逐层补缺,以满足施工操作。
2.2.3 超高空的钢结构塔桅安装技术
多层建筑由于建筑造型或功能的需要,通常在结构顶部设置钢结构塔桅。目前顶部塔桅的施工方法主要有三种,一是采用塔吊散装,二是采用整体提升,三是采用直升飞机吊装。第一二种方法依赖于顶部的施工作业面和结构形式,第三种则风险很大。因此在顶部施工作业面有限,且塔桅高度高、重量重的情况下,其施工必然面临很大的困难,采用攀升吊技术就能很好的解决这上困难。
2.3 绿色施工技术
在施工场地狭小的闹市区,进行多层建筑的建造,带来了许多以安全防护为重点的环境保护新问题和超常规垂直运输、交通组织以及营造购物环境舒适度等一系列绿色施工技术难题。
2.3.1 安全防护技术
多层建筑续建工程中,如果建筑部分已投入商业运营,通常商场内购物、休闲、餐饮、娱乐设施齐全,顾客会络绎不绝,且由于地处闹市区,周边道路也通常是交通要道,人流、车流量极高,所以,安全防护的重点是防止发生超高层施工过程中的高空坠落对地面物品、人流和车流产生危害。针对此项问题,具体技术方案是:通过安全防护分析,确定需要实施防护的区域、需求和防护内容;确立不同阶段施工防护的特点和重点;考虑施工防护体系对行人、顾客和交通的影响,同时综合防护体系本身的强度要求、防火要求、维护方式、综合利用等因素。
2.3.2 环境保护技术
建筑施工尤其是多层建筑的续建施工会对周围环境产生噪声、光的污染。因此,防止施工过程中的声、光对环境的影响、强化废弃物的合理处置是多层建筑续建施工中又一大难题。针对这种特殊条件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源,其解决方案还是采用专门的措施,防止施工对环境的影响。如对混凝土浇捣等可能产生较大噪音的施工项目,通过设置隔离棚,将泵车产生的噪音隔离;在临近居民区的地方设置施工层隔音壁,来隔离噪音;设立特殊的施工污水汇集系统,将施工污水集中处理后排放;采用“立体场布”的思路,将场地设置在已建好的建筑结构上,设置空中材料周转场地,建立立体的材料堆放、接力运输的体系。为适应“立体场布”的需求,在垂直运输机械布置上,我们采取“高空接力安装技术”、特殊基础加固技术、电梯接力和超长扶墙等专门措施,解决续建工程带来的特殊难题。
2.3.3 混凝土回收利用技术
由于在混凝土输送方面经常会遇到“如何穿越人行道和在营业中的楼层布置混凝土泵送以及结束时泵管中余下混凝土的处理”等问题,对此,我们设计了门架式泵管支架和配套的回收利用截止阀,解决了特殊的泵管布置和管中余料的回收问题。在地面上,通过交通组织,使人行道的一部分临时改成非机动车道,而将非机动车道利用来布置泵车,地面泵管利用门架式泵管架跨越人行道,这样可避免对交通产生影响;另外通过专门泵管支架系统的保护,可解决复杂路径泵管的布设问题。
3 结语
随着多层建筑的发展,不同的建筑施工也会遇到越来越多的技术难题,这都需要广大工程技术人员携起手来,坚持技术创新,共同攻克难关,再攀新的高峰。
摘要:在如今的多层建筑实际的工程应用当中,下部结构必须要承受上部施工的重力,故而对下部承受力是巨大的考验。下面将分析在多层建筑项目中施工应注意的技术要点,包括对钢筋的合理应用、如何保证施工的绿色环保、深基坑施工的控制技术以及地上结构施工等问题的讨论。
关键词:下部结构;钢筋;技术要点;深基坑;地上结构;绿色环保
1 多层建筑结构要求
多层建筑在建筑使用功能上通常要求上部小空间轴线布置,其下部就要求大空间轴线布置。这样的要求就跟自然布置、结构合理正好不同。在多层建筑的结构下部会承受楼层很大的压力,而上部的受力则较小,通常在布置的时候就该是下部的墙多、刚度大、柱网密集,到了上部就逐渐减少墙、柱数量,以扩大轴线的间距。这样一来结构的自然布置和建筑的功能之间就会产生矛盾。
为满足建筑的功能要求,结构的布置就必须以与常规的相反方式布置。在下部以大空间布置,并且在下部布置框架柱时要选择刚度小的进行布置;在上部以小空间布置,并且在上部布置剪力墙时要选择刚度大的进行布置。为了实现这一结构布置要求,则必须在须要进行结构转换时的楼层设置出转换层。
下部结构必须要承受上部施工的重力,故而对下部承受力是巨大的考验,在结构转换层中包括梁式转换层与厚板转换层与高位转换层与巨型框架转换层和合柱转换层等,由于梁式转换层具有设计与施工简单、受力明确的特点,所以其应用也是最为广泛的。
2 对钢筋工程的要求
对于钢筋工程的要求。转换层的梁板钢筋通常都是由大量的直径大的钢筋组成,使得施工有一定的困难,要保证其钢筋的质量就必须采取以下措施:
1> 在进行转换层施工的时候,当木工将大梁底模安装完成之后,侧模的安装要跟大梁的下层钢筋绑完以后的模板一起进行安装。
2> 用短钢管在大梁的中间和两端做成一个用以固定大梁钢筋的钢管架,防止偏位。
3> 在绑扎梁筋的时候要用钢管在梁的两侧且是每隔1.5m的距离搭好用以支撑钢筋的支架,并且要从梁的最深处开始绑扎梁筋。
4> 转换梁的内纵筋最好是通长,若是有接头的则使用直螺纹进行连接。
5> 转换梁的内箍筋通长并加密,腰筋亦通长,端部要锚入支座。
6> 转换梁内严禁凿洞、流洞。
3 多层建筑的施工技术要点
3.1 深基坑施工控制
多层建筑在进行深基坑施工时,附近的环境多少都将受到影响。是因为深基坑土方的开挖过程和土体的卸载过程中,将对周边的建筑与管线和地下结构造成一定的沉降或偏移,所以,深基坑的施工过程,对周边环境产生的影响进行控制尤为重要。尤其是紧邻重大工程项目的多层建筑施工,深基坑在施工的过程中其变形控制好坏,直接关系到多层施工的质量和周边重大工程的安全。因此需要引起足够的重视。
采用现代的控制理论对于深基坑的施工过程的控制,能够有效解决变形的难题。现今工程控制的系统和方法一般有三类:自适应控制、开环控制和闭环控制。其中自适应控制是属于最新工程控制方式,在工程实践和理论研究的方面都取得了很好的成果,但其还处于探索的阶段。而开环控制是属于典型的工程控制方式,是相当成熟的,其缺点是没有反馈系统,则不能依照施工过程的具体情况作出调整控制的措施,所以控制的精度是比较低的。闭环控制是属于现代工程的控制方法,其拥有了反馈系统,所以可以依照对结构状态监测的结果进行不断的调整的控制措施,对于结构相对复杂的工程而言相当适合,其控制精度也是比较高的。就现今而言,闭环控制法是深基坑的施工过程控制中最有效的方法。
3.2 地上结构施工技术
斜爬模体系设计与应用是在以往的多层建筑施工过程中,模板系统和电动脚手架具有广泛的应用。当多层建筑的结构立面在垂直的时候,这类体系的适应性是很强的,不过在结构立面变成斜面或是曲面时,此类体系将面临巨大的挑战。由于闹市区进行的多层建筑的施工,其施工场地一般都是很狭小的,施工范围具有局限性,且距离地面的交通较近,则必须采取可靠且安全的模板体系与脚手架,只有这样才能使工程顺利开展并兼顾周边的安全得到有效的保障。因此要能高度适应多层建筑的各类特殊的外立面的要求的斜爬模体系就应运而生地被设计了出来。
整体提升钢平台技术具有安全性高、整体性好、施工操作面大的优点,故而在多层建筑的核芯筒施工中得到广泛应用。不过核芯筒的形状上下若是变化较大,整体提升钢平台则面临收分处理的尴尬问题。为解决这个问题就研究开发出了可收分整体提升钢平台技术。其工作原理与构成如下:在建筑结构的核芯筒剪力墙上设出格构柱,采用钢板和钢梁来进行平台的搭设,把内外脚手架悬挂在钢平台下,然后用提升设备把整个钢平台随着楼层施工的进行而提升。
超高空钢结构的塔桅安装技术,处于对多层建筑的建筑功能或造型需要的考虑,一般会在结构的顶部设置出钢结构的塔桅。现今的顶部塔桅常用的施工方法有三种,直升机吊装、整体提升、塔吊散装。直升机吊装的风险较大,后两种方法依靠顶部施工作业跟结构形式。由于顶部施工的作业面本身就有限,加之塔桅的高度大且重量大,施工起来就有相当大的困难,若是采取攀升吊技术则可以将此问题解决。
3.3绿色施工技术
在闹市区进行多层建筑施工时,由于其施工场地的狭小等因素,将造成安全隐患和噪音污染,此时绿色施工技术就起到了安全防护和环境保护的作用,并且致力于解决超常规的垂直运输和交通组织方便和营造舒适的购物环境等等绿色施工技术性问题。
多层建筑在续建工程时出于对安全防护的考虑,需要运用到安全防护技术,建筑有的部分若已经投入了商业运营,一般商场内休闲娱乐购物餐饮等配套设施齐备,处于闹市区,其顾客络绎不绝,周围的道路也是交通要道,车流、人流量极大,因此,安全防护重点工作是防止在超高层施工的过程中发生高空坠落现象,坠落物对车流、人流或是地面物品造成危害。对此的安全防护技术方案如下:经过综合的分析,将需要进行安全防护的区域确定下来,并同时将防护内容与需求一并确定;对不同的施工阶段的安全防护的重点与特点进行确定;要综合施工时的安全防护系统对顾客与交通与行人造成的影响进行考虑,并且要综合安全防护系统其本身的维护方式、防火要求、强度要求、综合利用等诸多因素的考虑。
建筑施工又尤其是多层建筑施工将对周围环境造成光污染和噪声污染。因此环境保护技术作为多层建筑施工的技术要点之一,所起的作用就包括了防止在施工的过程当中声、光对周围环境的污染,将废弃物进行合理的处置,防止施工污水和生活污水等对环境的污染。必须采取具体的专门措施,以防止施工所造成的对环境的影响。泵车产生的噪音可通过隔离棚将噪音隔离;在距离居民区较近的地方设置起施工层的隔音壁,以此将噪音隔离;为了将施工过程中产生的污水进行集中的处理后排放,应设置一个施工的污水汇集体系;把场地设立于已经建成的建筑结构之上,设立空中的材料周转地,设置立体的接力运输和材料堆放体系。为适应需求,垂直运输的机械布置,采取电梯接力、超长扶墙、特殊基础的加固与高空接力安装技术等专门措施,以解决多层建筑工程所具有的难题。
混凝土的回收利用,设计出门架式的泵管支架与配套回收利用的截止阀,以此解决了管中余料与特殊泵管布置的混凝土回收问题。在泵车运输混凝土时,经交通组织,把一部分人行道临时改为非机动车道,减少对交通的影响。
4 结束语
现今城市化的进程加大,建筑项目的施工技术随着社会的进步将得到提高和改善,这当中将面临越来越多的困难,对多层建筑施工技术也会提出更多更高的要求,有了前进方向和大家的创新进取精神一定能取得辉煌的成就,为城市建设贡献力量。
摘要:在建筑施工中,框架结构的节点是联系整个结构体系的枢纽,节点承受由梁端和柱端传递来的各种荷载的共同作用且受力复杂。因此,节点要求具有足够的强度,以保证整个结构体系的安全可靠。本文针对框架节点处理技术的基础理论及在施工中的应用问题进行探讨,并提出应注意的几个问题。以期通过本文的阐述对促进高层建筑施工质量,提高施工进度提供理论支持。
关键词:框架节点;理论;施工技术;高层建筑
1 框架节点处理技术的基础理论
钢筋混凝土框架节点的受力机理指通过合理的计算假定模式,描述由梁、板、柱传来的内力(M,N,V,T)在框架节点核心区的传递和由此产生的各种破坏形式。
从节点混凝土强度方面看,混凝土强度直接影响框架节点抗剪承载力,对于承受一定荷载的框架节点,混凝土强度越高,则梁、柱的截面尺寸越小,框架节点核心区混凝土的承剪截面也相应减小,在一定配箍率下,对其抗震性能反而不利。从节点配筋角度看,在框架节点内配置水平封闭箍筋,一方面对框架节点核心区混凝土产生有利约束,增强传递轴向荷载的能力;另一方面承担部分水平剪力,提高框架节点的抗剪承载力。在水平反复荷载作用下,框架节点核心混凝土出现交叉斜裂缝后,剪力的传递由斜压杆作用过渡到水平箍筋承担水平分力、柱纵向钢筋承担竖向分力以及平行于斜裂缝的混凝土骨料咬合力所构成的桁架抗剪机制,设置竖向箍筋可承担框架节点剪力的竖向分量,减少混凝土的负担,从而提高框架节点的抗剪承载力,但施工不便。柱纵向钢筋通常按抗弯要求设置,沿柱截面的高度方向,按构造规定也相应配置一定数量的纵向钢筋。这些纵筋与水平箍筋联合对框架节点核心区混凝土形成双向约束。
2 框架节点处理技术在施工中的应用
2.1 梁柱节点随柱、梁、板统一浇捣的施工不管柱顶留或不留施工缝,均应先用塔吊吊斗或混凝土泵输送柱等级的混凝土就位,分层振捣,在楼面梁板处留出45°斜面。在混凝土初凝前,随之泵送浇筑楼面梁板的混凝土。采用这种方法浇捣楼层柱、墙、梁、板混凝土时,应重点控制高低强度等级混凝土的邻接面不能形成冷缝,故宜在柱顶梁底处留设施工缝。
2.2 梁柱节点只随同楼面统一浇捣的施工梁柱节点处不同强度等级混凝土采用分别浇捣的施工方法,给施工带来不便,且容易形成邻接面的冷缝,故当柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过二级时(10N/mm2),可考虑梁柱节点处的混凝土随同梁板一起浇捣。但应当指出:此时,梁柱节点处的混凝土强度如果取用梁板的混凝土强度,会引起柱在竖向荷载作用下的承载力不足,以及地震作用下节点核心区的抗剪承载力不足,所以一般不应采用。 高层建筑框架梁柱节点的模板支设也是施工中的一个重点。梁柱节点模板若在现场散支散拼,易出现尺寸偏差大、拼缝不严、表面平整度差等问题,要拆除再重装往往十分麻烦,不便于进行节点内的杂物清理和节点箍筋的调整处理。所以结合节点箍筋的绑扎顺序。在装梁底模、穿梁底筋再绑扎节点箍筋后才安装节点模板,框架梁宽度范围以外(框架梁端头梁底以下的节点模板作为梁底模的支承在装梁底模时已一起安装)的节点模板采用工具式定制模板的改进做法。其具体要点如下:
(1)在弄清每个节点处的梁柱、楼板的几何尺寸及相互位置关系后,对节点进行分类编号。
(2)根据各个编号节点的相关几何数据确定节点模板的制作方案。矩形节点框架梁宽度范围以外的模板一般由四个侧面的各一至两片矩形板组成,模板下部与柱的搭接长度取40cm便于固定。结合节点模皈的组合方式确定每片模板的具体尺寸并编号后,绘制出各节点的模板制作图。
(3)安排熟练木工,根据各节点的模板制作图预制节点工具式模板,并做好相应的标识。模板可用18mm厚的优质夹板制作,用40mm×50mm(柱截面大于lO00mm 时可用50mm×l00mm)木枋做背楞,背楞间距不超过300mm。装模专用的夹具也预先加工好,矩形柱采用钢管夹具,圆形柱采用扁铁圆箍夹具,紧固对拉螺栓采用12圆钢。
(4)随施工进度,现场安装节点模板。先用铁钉将相应的模板在柱身初步固定,检查安装杯高及垂直度,调整合适后安装夹具并初步收紧螺栓,再复杏无误后用力收紧螺栓完成安装。另外,视情况可将节点模板与梁板模连结加固。采用工具式定制节点模板体系,节点模板一般可以周转使用1O次左右,可节省人工和材料;提前制作,又可节省现场作业时间,加快进度;工具式定制模板尺寸准确、接驳垂直、拼缝严密、不易变形,质量比较有保障,可减少或杜绝节点装模的通病;而且,模板装拆比较灵活简便配合了节点箍筋的绑扎。
当梁板比柱的混凝土强度等级低20MPa 及20MPa 以上时,再靠增设节点区竖向短筋来提高其抗压强度是不可行的,其原因一是无法布筋,二是短筋数量太大。此时节点区需采用与柱同等级混凝土单独浇筑,虽然有一定的施工难度且需有较严密的施工组织措施,但所占的分量不是很大,仍可以接受。
偏心受压计算公式中没有体现节点区各方向水平梁对其提高强度的影响,事实上该影响是存在且有效的,尤其中柱节点通常有两向梁对其约束产生的效果较为显著。
3 施工中应注意的问题
3.1 钢筋制作方面的问题及处理方法节点配筋构造主要包括节点区的箍筋及受力主筋在节点内的锚固。箍筋对核心区内的混凝土起到约束作用,箍筋间距越小,节点抗剪强度即受剪承载力也越高。节点区内有纵梁、横梁、柱的纵向钢筋三向交叉,且钢筋密集,配置箍筋在施工上有一定的难度。常用的施工方法是在支完梁板的模板后放入梁的钢筋骨架。再放节点箍筋。但是由于钢筋的安装绑扎难度较大,有些施工人员因此经常出现不放或少放箍筋,或箍筋绑扎不牢等问题,直接影响到混凝土结构的抗裂性能。因此,节点区的箍筋可以考虑先按设计要求制成钢筋笼,套入柱的纵向钢筋,并绑扎或焊接牢固,再放梁的钢筋,以保证构件钢筋的安装质量,特别要注意做好对工人的技术质量交底,严格按施工要求和规范进行安装绑扎。
在边柱节点上,为了保证钢筋的锚固长度,梁钢筋须弯折插入节点区域,设计人员往往只较重视其最小锚固长度在图纸上作出明确的规定,而忽视了最小水平锚固长度及垂直锚固长度。设计人员应该审视节点细部构造的详图设汁,明确节点处的钢筋布置,避免留下工程质量隐患。
3.2 节点箍筋加密的问题及处理方法规范明确规定:框架节点核心区内箍筋量,不应小于柱端加密区的实际配箍量。这可以提高柱子的承载力。避免主筋受剪切弯曲破坏。可是有些设计、施工人员对节点箍筋加密的必要性认识不足:设计人员未考虑节点内力分析。在节点核心区也无明确标注;对于施工人员而言,节点区纵横交叉的钢筋本来就很密集,按正常绑扎钢筋已感困难,要求加密难度更大,在施工图无明确标注的情况下,也就很难按照规范要求进行箍筋安装绑扎。
4 结束语
随着城市建设的发展,高层建筑越来越多,工程质量越来越受到人们的重视,采用此施工技术,对梁柱节点区的处理,有效地解决了混凝土浇筑的不便,既做到抗震结构“三强”,即“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点、强锚固”的设计准则,又使施工简便,不但保证工程质量,而且施工进度明显加快。
【摘 要】本文作者结合多年工作实践,就多层建筑施工技术作了分析和阐述,分别讲述了深基坑施工,地上结构施工,绿色施工。仅供同行参考。
【关键词】土建工程多层建筑施工技术
1.多层建筑发展的趋势
随着我国建筑业的不断进步和发展,我国多层建筑施工呈现出新的特点,随着老城区的新规划,建设部门兴建高楼,致得城区内的建筑空间越来越小,多层建筑密度越来越大,致使土建施工人员及管理人员对施工过程中的环境保护、安全防护等问题也变得非常突出。主要表面为以下两点:
一是多层建筑由单纯追求高度方面的发展,到同时追求形体的特异和立面的丰富多彩,在结构功能得到提升、造型优美新颖的同时,也使上部结构的施工技术难度大大增加。如模板体系,施工机械设备等。
二是从多层建筑一次建成交付使用,到为了进一步提高投资效率,而采用分阶段建设交付使用。因此在建设过程中也必然面临部分施工、部分开业或者上部施工、下部开业的情况,这对施工过程中的人员安全、场地利用和确保购物环境舒适等绿色施工技术提出了新的挑战。
2.多层建筑施工技术要点
2.1 深基坑施工的控制技术
多层建筑深基坑的施工时,对周边环境或多或少存在一定的影响。主要原因是深基坑土方开挖过程是土体卸载过程,会造成周边建筑、管线或地下结构产生一定量的沉降和偏移,因此,在深基坑施丁过程中,对周边环境影响的控制是至关重要的。特别是紧邻“生命线”工程的多层建筑的施工,深基坑的施工过程中的变形控制的良好与否,事关“生命线”工程和超高层施工过程中的安全,需要特别关注。
实践证明,采用现代控制理论对深基坑施工过程进行控制,可以有效地解决这个难题。目前工程控制方法与系统主要有三大类:开环控制、闭环控制和自适应控制。其中开环控制属经典工程控制方法,非常成熟,但由于不存在反馈系统,开环控制不能根据施工过程情况调整控制措施,控制精度比较低。闭环控制属现代工程控制方法,由于包含反馈系统,能够根据结构状态监测结果不断调整控制措施,适合结构复杂的工程,控制精度比较高。自适应控制属最新的工程控制方法,理论研究和工程实践都取得一定成果,但总体上还处于探索阶段。在目前,闭环控制方法是深基坑施工过程控制中比较有效的方法。
基于上述分析和研究,特殊环境下深基坑施工的总体思路和方法是以现代工程控制理论为指导,以结构一岩土共同作用分析方法为手段,通过施工方案的优化达到施工过程环境受控的目的,
2.2 地上结构施工技术
2.2.1 斜爬模体系的设计和应用
在以往多层建筑建造过程中,电动脚手及模板系统得到了广泛的应用,这在多层建筑结构立面垂直时此类体系具有良好的适应性,但当结构立面为斜面或者曲面的时候,这类体系会遇到很大的困难。而在闹市区的多层建筑施工时,通常均面临场地狭小,距离地面交通较近的实际情况,因此必须采用安全可靠的脚手和模板体系,这样才能既可以保证工程顺利的进行,又可以兼顾周边闹市区的安全。针对这个问题,经过研究开发,我们创新性地提出了一种可分离的斜爬模体系,可以充分适应高层建筑各种特殊外立面的要求。
2.2.2 可收分整体提升钢平台技术
整体提升钢平台具有整体性好、安全性高、施工操作面大等优点,因此在多层建筑核芯筒施工中也得到了广泛的应用。但是如果核芯筒形状上下变化较大,则整体提升钢平台也就面临收分处理的困难。
针对这个问题,我们研究开发了可收分的整体提升钢平台体系。其构成和工作原理如下:在建筑结构核芯筒剪力墙上设置格构柱,用钢梁和钢板搭设平台,将内外脚手悬挂于钢平台下,再采用提升设备将整个钢平台随楼层施工进行提升。如施工中要经历拆除部分内脚手和拆除部分钢梁的过程时,则在剪力墙增设悬锚脚手或钢桁架进行过渡,并随楼层上升逐层补缺,以满足施工操作。
2.2.3 超高空的钢结构塔桅安装技术
多层建筑由于建筑造型或功能的需要,通常在结构顶部设置钢结构塔桅。目前顶部塔桅的施工方法主要有三种,一是采用塔吊散装,二是采用整体提升,三是采用直升飞机吊装。第一二种方法依赖于顶部的施工作业面和结构形式,第三种则风险很大。因此在顶部施工作业面有限,且塔桅高度高、重量重的情况下,其施工必然面临很大的困难,采用攀升吊技术就能很好的解决这上困难。
2.3 绿色施工技术
在施工场地狭小的闹市区,进行多层建筑的建造,带来了许多以安全防护为重点的环境保护新问题和超常规垂直运输、交通组织以及营造购物环境舒适度等一系列绿色施工技术难题。
2.3.1 安全防护技术
多层建筑续建工程中,如果建筑部分已投入商业运营,通常商场内购物、休闲、餐饮、娱乐设施齐全,顾客会络绎不绝,且由于地处闹市区,周边道路也通常是交通要道,人流、车流量极高,所以,安全防护的重点是防止发生超高层施工过程中的高空坠落对地面物品、人流和车流产生危害。针对此项问题,具体技术方案是:通过安全防护分析,确定需要实施防护的区域、需求和防护内容;确立不同阶段施工防护的特点和重点;考虑施工防护体系对行人、顾客和交通的影响,同时综合防护体系本身的强度要求、防火要求、维护方式、综合利用等因素。
2.3.2 环境保护技术
建筑施工尤其是多层建筑的续建施工会对周围环境产生噪声、光的污染。因此,防止施工过程中的声、光对环境的影响、强化废弃物的合理处置是多层建筑续建施工中又一大难题。针对这种特殊条件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源,其解决方案还是采用专门的措施,防止施工对环境的影响。如对混凝土浇捣等可能产生较大噪音的施工项目,通过设置隔离棚,将泵车产生的噪音隔离;在临近居民区的地方设置施工层隔音壁,来隔离噪音;设立特殊的施工污水汇集系统,将施工污水集中处理后排放;采用“立体场布”的思路,将场地设置在已建好的建筑结构上,设置空中材料周转场地,建立立体的材料堆放、接力运输的体系。为适应“立体场布”的需求,在垂直运输机械布置上,我们采取“高空接力安装技术”、特殊基础加固技术、电梯接力和超长扶墙等专门措施,解决续建工程带来的特殊难题。
2.3.3 混凝土回收利用技术
由于在混凝土输送方面经常会遇到“如何穿越人行道和在营业中的楼层布置混凝土泵送以及结束时泵管中余下混凝土的处理”等问题,对此,我们设计了门架式泵管支架和配套的回收利用截止阀,解决了特殊的泵管布置和管中余料的回收问题。在地面上,通过交通组织,使人行道的一部分临时改成非机动车道,而将非机动车道利用来布置泵车,地面泵管利用门架式泵管架跨越人行道,这样可避免对交通产生影响;另外通过专门泵管支架系统的保护,可解决复杂路径泵管的布设问题。
3.结语
随着多层建筑的发展,不同的建筑施工也会遇到越来越多的技术难题,这都需要广大工程技术人员携起手来,坚持技术创新,共同攻克难关,再攀新的高峰。
多层建筑物的给排水设计水平是体现建筑物建设质量和现代化水平的重要标志,其技术水平及先进性直接影响到建筑物的使用功能,与人们的生活、卫生、环境安全等息息相关。本文就通给水系统和排水系统两个方面的设计对多层建筑的给排水设计进行了分析。
一、建筑给水系统设计
完善的建筑给水系统是能够以充足的水量、合格的水质和适当的水压向居住建筑、公共建筑或工业企业建筑等各类建筑内部的生活、生产以及消防用水设施供水的一整套构筑物、设备、管路系统及其附件的总称。在进行建筑给水系统的设计时,为保证工程设计的科学与合理性,需要注意以下几方面的设计内容。
(一)建筑给水系统的分类及组成
建筑给水系统可分为生活给水系统、生产给水系统和水消防系统。其中生活给水系统需要满足用水设施对水量和水压的要求处,还应符合国家规定的相应的水质标准;生产给水系统由于采用的工艺流程不同,生产同类产品的企业对水量、水压、水质的要求可能存在较大差异;水消防系统包括消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。同时具备两种或两种以上的给水用途建筑,应根据用水对象对水质、水量、水压的具体要求,通过在技术经济方面的比较,确定采用独立设置的给水系统或共用给水系统。
(二)建筑给水系统的给水方式
给水方式必须依据用户对水质、水压和水量的要求,结合室外管网所能提供的水质、水量和水压的情况、卫生器具及消防设备在建筑物内的分布、用户对供水安全可靠性的要求等因素,经技术经济比较或经综合评判来确定。
1.直接给水方式。由于建筑物内部只设有给水管道系统,室内给水管道系统与室外供水管网直接相连,利用室外管网压力直接向室内给水系统供水,因此这是最为简单、经济的给水方式,它适用于室外室外管网水量不水压充足,能够全天保证室内用户用水要求的地区。
2.单设水箱给水方式。这种给水方式是建筑物内部设有管道系统和屋顶水箱,且室内给水系统与室外给水管网直接相连。当室外管网压力能够满足室内用水需要时,则由室外管网直接向室内管网供水,并向水箱充水,以贮备一定水量。当用水高峰时,室外管网压力不足,由水箱向室内系统补充供水,为了防止水箱中的水回流至室外管网,在引入管上要设置止回阀。
3.水泵水箱联合给水方式。这种给水方式由水泵和水箱联合工作,水泵及时向水箱充水,可以减小水箱容积。同时,在水箱的调节下,水泵能稳定在高效点工作,节省电耗,在高位水箱上采用水位继电器控制水泵启动,易于实现管理自动化。贮水池和水箱能够贮备一定水量,增强供水的安全可靠性。
(三)给水管道的布置
建筑物给水管道的布置,需要考虑用水要求、建筑结构、配水点和室外给水管道的位置,以及供暖、通风、空调和供电等其他建筑设备工程管线布置等因素的影响。在进行管道布置的设计时,需要满足以下两点要求。
1.在经济合理的前提下保证供水安全。管道布置时应力求长度最短,尽可能呈直线走向,并与墙、梁、柱平行敷设。给水干管应尽量靠近用水量最大设备处或不允许间断供水的用水处,以保证供水可靠,并减少管道转输流量,使大口径管道长度最短。当建筑物不允许间断供水时,引入管要设置两条或两条以上,并应由城市管网的不同侧引入,在室内将管道连成环状或贯通状双向供水。
2.在管道安全的前提下应方便安装维修。给水管道不宜穿越伸缩缝、沉降缝、变形缝,如必须穿越时,应设置补偿管道伸缩和剪切变形的装置。同时给水管道不宜敷设在烟道、风道、电梯井内、排水沟内。给水管道不宜穿越橱窗、壁柜、给水管道不得穿过大便槽和小便槽,且立管离大、小便槽端部不得小于0.5m。
二、建筑排水系统设计
(一)多层建筑排水系统组成
多层建筑物内的排水系统设计水平关系到整个建筑物的设计质量。污水能够顺利、迅速地排出去,能够有效地防止污水管中的有毒气体进入室内等,是体现设计质量的重要内容,同时也是建筑物内部排水系统的基本要求。
1.卫生器具。卫生器具是多层建筑物内部排水系统的起点,是用来满足日常生活中各种卫生要求、收集和排除生活污水的设备。各种卫生器具的结构、形式等各不相同,选用时应注意各种卫生器具的结构特点、与管道系统的配套、安装尺寸等。
2.排水管道系统。排水管道系统包括器具排水管、存水弯、横支管、立管、埋地横干管、排出管等组成部分。在排水系统中,在每一个卫生器具的排水口的下方或在与卫生器具连接的器具排水管上,必须设置存水弯,以防止管道内的有害气体、虫类等通过管道进入室内,危害人们的健康。
3.通气管系统。由于多层建筑的室内排水管道中是气水两相流,当排水系统中突然大量排水时,可能导致系统中的气压波动,造成水封破坏,使有毒、有害气体进入室内。为防止以上现象的发生,需要在室内排水系统中设置通气管系统。它的主要作用是将室内排水管道中的臭气排到大气中并向排水管道补充空气,可以减少污水和有害气体对管道的腐蚀,延长管道的使用寿命。
(二)提高排水立管道通水能力的措施
在多层建筑物的排水系统设计中,在保证水封不被破坏的前提条件下,最大限度地提高排水立管的通水能力、即达到了经济和安全的目的。而防止水封破坏和尽量提高排水立管的通水能力都与立管内压力变化有关,因此为提高排水立管道的通水能力就应该稳定管道内的压力。
以上对多层建筑物中的给排水设计进行了分析,通过对给水系统及排水系统组成及设计的分析希望能为同行提供可借鉴的经验和设计的标准。
摘要:随着高层建筑施工的广泛开展,在斜山坡上进行高层建筑的施工不可避免。在斜山坡这种复杂场地上建造多层建筑时,在上部结构设计过程中,为了防止不均匀沉降造成的破坏,形成多层次的空间稳定结构体系;应用结果表明,采用的方法与措施对在斜山坡地基上进行建筑结构设计是行之有效的。本文研究了在上部结构设计过程中,为防止不均匀沉降造成的破坏,提出场地、地基、基础与上部结构协调设计方法。
关键词:斜山坡;多层建筑;结构设计;基础处理
引言
随着经济的发展,我国的建筑业也在不断前进,但是前进的过程中也遇到了很多問题,比如土地紧缺問题,而在斜山坡上建造多(高)层建筑是缓解用地紧张、塑造良好建筑环境的有益尝试。在这种场地上建造房屋,地形、地貌及地质条件往往很复杂,既有利于设计出独特风格的建筑作品,也容易因结构设计不当而酿成事故,也容易因结构设计不当而造成安全隐患。
1.场地的稳定性分析及处理
工程场地地质条件异常复杂,不良的工程地质会影响场地的稳定性。
1.1整体稳定性
建筑场地范围内斜坡土体下为层片状基岩(产状为∠30-32°),若破坏原有的稳定平衡状态,可导致土体滑坡。
1.2局部稳定性
局部稳定性問题的主要表现体现在:挖、填土形成的多级临空台阶,破坏了原有的稳定状态;堆填土在雨水渗入软化时会沿原坡面滑塌。
1.3基础的稳定性
基础的稳定性即地基承载力可靠,满足建筑物正常使用极限状态的要求。
1.4处理方法
为不破坏地基原有稳定性,在确定楼、地面的标高及台阶时应考虑到既要依地形顺坡设计,确保整体稳定。也做好地面排水设计,避免加剧地基差异风化及溶蚀作用。
2.结构设计
(1)挡土墙设计坡地建筑中,设计好挡土墙的意义重大,挡土墙是影响到上部结构设计的关键。挡土墙的设计及施工中都应遵循安全,经济、合理的原则,从实际场地出发,结合地形地质条件及使用要求,因地制宜,以取得最好的社会效益,山区地形地质条件千变万化,每个工程都有其特殊性。工程设计时根据实际情况,因地制宜,力求达到挡土墙建筑物的完美组合,通常坡地建筑挡土墙设计做法有两种:考虑挡土墙与主体结构分开;结合主体结构布置挡土墙。挡土墙要有足够刚度,使墙身在土压力作用下不发生移动或转动。挡土墙设计应满足以下要求,挡土墙强度计算:在静止土压力及水压力作用下,挡土墙计算模型按1m板带宽度,上端简支,下端固定的单向板进行计算,土压力按静止土压力取值,K取0.5。结构刚度要求:在挡土墙高度范围内框架柱截面高度取挡土墙厚的两倍。由于挡土墙内侧为地下室,不能直接设置泄水孔,因此在挡土墙背面底部及中部设置排水盲沟,沿挡土墙顺坡导入地下室外侧边沟。
(2)上部结构设计。山区建筑主要震害表现为:由于架空层太高形成柔弱底层而使结构严重破坏;采用长短柱将坡地架空,短柱易发生剪切破坏;错层处楼梯柱,楼梯板破坏严重;陡坎边缘地带建筑物震害较重等。《建筑抗震设计规范》2010年版规定,当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时,除保证其在地震作用下的稳定性外,尚应估计不利地段对设计地震参数可能产生的放大作用,其地震影响系数最大值应乘以增大系数,其值可根据不利地段的具体情况确定在1.1-1.6范围内。由于挡土墙与主体结构是整体设计的主体计算时应考虑侧向土压力的影响,根据理正软件取1m板带宽度挡土墙按上端简支下端固定模型计算出上端的支座反力,再乘以框架柱的水平受荷宽度,得出集中力。在进行上部建筑结构设计时应采取以下措施:选择建筑场地时应尽量避开不稳定的边坡;由于山地建筑竖向刚度不规则,扭转效应明显,设计时底部应加强,从概念设计上重视并采取必要的抗震措施,避免出现短柱和上刚下柔的情况;设置防震缝,在建筑高差变化较大处设置防震缝,在底层连廊与主体结构問设置防震缝,均可有效地减少地震作用、温度变形、不均匀沉降等造成的不利影响。加强上部与基础的协调,采用墩基础的形式可减少建筑不均匀沉降的程度,在建筑底层人工挖孔墩的承台問设连系梁,将各墩、柱相互牵制连为一个整体而共同工作,可有效传递水平力,避免因个别墩失稳或失效而引起建筑整体破坏;变形观测,加强监测地基在建筑施工过程的不同阶段因加载的变化引起地基的变形,沉降、滑移情况,检查边坡的稳定性,以便及时发现隐患,采取必要的处理措施。
3.基础处理
3.1基础方案选择
基础方案主要包括:柱下独立基础、柱下条形基础、筏形基础。经承载力计算,基础的地基反力都远小于地基承载力特征值,但前两种基础型式显然因有地下室难以满足防水要求,而梁板式筏形基础型式还合适。经变形计算,如果仅从变形值结果看,应该没有問题,但即使在地形平坦和地质非常均匀土层的场地上进行理论变形计算结果与实际测试结果都有较大误差,更何况在该持力层厚度和坡度变化较大的场地上计算变形值与实际有多大的偏差就更难以估计。最常用的地基稳定性计算方法有:圆弧滑动法、平面滑动法、折线滑动法、赤平极射投影法、实体比例投影法、数值分析法。根据地基土的物理特性,桩基础方案应根据场地岩土条件进行选择,如表1:⑨-1层混合土相对松散,局部含滚石,均匀性较差;⑨-2层含砾粉质粘土强度尚可,但其埋深变化较大;⑩-1层全风化花岗岩强度较高,但其埋深变化较大;⑩-2层强风化花岗岩强度较高,但其厚度变化较大;⑩-3层中风化花岗岩层强度高,分布尚稳定。因此,上述各岩土层均不宜选作为桩基础持力层,对于钻孔灌注桩,由于⑨-1层相对松散、护壁较为困难,普遍含有滚石、施工相对困难,因此不宜使用,故最合适的是选用人工挖孔灌注桩。
3.2人工挖孔灌注桩计算和施工
3.2.1成桩可能性分析
由于⑨-1层混合土含水丰富,适合用人工挖孔桩方案应采用混凝土护壁。由于持力层层面变化较大,桩基础施工时应按实际层位控制为准,以避免桩长不满足承载力要求。
3.2.2桩承载力计算
当滑坡推力的水平分力小于桩的水平承载力时就是安全的,在水平力计算过程中需要考虑的因素太多,要让每个假定都符合实际困难较大,力求符合设计的计算模型和构造要求。
3.2.3施工要求
斜坡地上嵌岩桩的护壁材料应采用钢筋混凝土制作,护壁内配置一定数量的水平环向钢筋和竖向钢筋,护壁厚度和配筋应加大。编制爆破作业施工方案时必须采用爆破作业向下炸岩进行松动爆破和凿除处理时炸药爆破应合理布孔,以尽量减小冲击波对护壁的破坏及对周围环境的影响。在孔井口应采取能泄爆又能阻挡碎碴飞溅的有效措施,爆破时必须由专人统一指挥。炸药爆破后,爆破人员先下井检查,挖孔人员方可下井。在挖孔过程中遇到不良地质时必须处理:桩基成孔后,保证桩基底部持力范围内有完整的基岩层。当桩基处于竖向软弱裂隙带或深熔洞顶部,可在该桩侧补桩,加大桩截面及持力底面层。或者在该桩侧一定范围内补两根桩。穿越土洞的桩基,护壁外侧土洞应填实。对桩基穿越大溶洞时,可以采用喷浆加固溶洞、填砌毛石或砌块。对桩底局部的溶槽、溶沟、石牙等,对桩底,应根据具体情况放置钢筋予以加强。
4.结语
山坡地形情况非常复杂,怎样做好基础及上部结构的设计,选择合理的施工方案,尤其是控制建筑物的沉降量符合规范要求,沉降均匀,以确保工程质量、结构安全、节省工程造价,是建筑工程技术人员面临着的一个长期艰巨的课题。在山坡上建造大体量的多(高)层建筑时,需将建筑物跨越各级台阶顺坡建造,其建筑及结构设计具有特殊性,也容易因结构设计不当而酿成事故,建筑结构设计的关键是基础设计及处理問题。因此,研究斜山坡上多层建筑结构设计及基础处理具有一定的现实意义。