高层建筑的高度标准范文
时间:2023-12-28 17:57:45
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篇1
【关键词】灭火 高层 建筑
一、超高层建筑定义、建筑材料及结构体系
建筑高度超过100米的高层建筑通常称为超高层建筑。目前超高层建筑用于承受荷载的建筑材料主要有三种,分别为:钢结构、钢筋混凝土结构、钢混凝土组合结构。
二、超高层建筑在防火设计上的特殊要求
在我国《高层建筑防火设计规范》有关内容中规定超高层建筑除执行高层建筑防火设计的有关规定外,对超高层建筑提出了特殊的防火设计要求,如:
(一)建筑高度超过100m的高层建筑,其应在电缆井、管道井每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔;
(二)建筑高度超过100m的公共建筑,应设置避难层(间),并应符合有关规定;
(三)建筑高度超过100m,且标准层建筑面积超过1000m2的公共建筑,宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施,并应符合有关规定;
(四)当建筑高度超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时,应设增压设施;
(五)建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房,除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外,均应设自动喷水灭火系统。
通过对规范的研究,可以了解到超高层建筑从内部人员的逃生疏散、火灾范围的控制、排烟、供水、固定灭火设施上均提出了具体和更为严格的要求。
北京、上海等地相继发生高层建筑外墙火灾后,国家对高层建筑外墙保温材料的防火等级也提出了更高要求。
三、超高层建筑消防安全问题
超高层建筑在竖向的空间布置上得到了有效的延伸,从而使建筑业主对于建筑的内部空间进行合理的区域划分与功能的布置。正是超高层建筑的功能分区较为复杂,因此,消防监审部门不能够完全根据常规建筑的防火规范进行统一设计,需要针对不同功能分区采取必要的性能化设计。
四、超高层建筑火灾发生危险性
第一,可燃物较多,因此发生的火灾的负荷较大。超高层建筑的内部装修使用的材料主要是大量的可燃物,并且还敷设了很多的电缆电线。如果发生火灾,可燃物会产生毒害气体与大量的浓烟,并且沿着建筑的电梯井与垃圾井等竖向的.
第二,用电量大结构功能复杂。超高层建筑用途很多,其使用功能也相对复杂,提供办公、娱乐、餐饮、会议、商务、购物等功能为一体。并且,根据功能的需要,都会配置大量用电设备,因此其导致火灾发生的可能性因素很大。
第三,设备的日常维护和管理落实不到位,存在安全隐患。在超高层建筑的产权较为复杂、人员的流动性较大、使用功能复杂等。因此超高层建筑的消防设施长时间的使用后耗损程度较大,有些建筑内部甚至没有设计自动化的消防设施。
五. 超高层建筑消防设计
5.1消防设计的难点和目标
超高层建筑的高度一般超过100米,属于综合高层建筑,因此,消防设计难点主要体现在以下方面:
①消防扑救现场与扑救面难以确定。
②大型的地下停车库的疏散通道和疏散口与锅炉房的确定,以及柴油发电机房的位置。
③标准层的平面上的大空间的消防疏散设计。
④设计建筑避难层。
超高层建筑消防设计中,需要坚持:预防为主,防消结合“消防原则,并且完善超高层建筑消防自救能力,通过安全可靠消防防火措施,使建筑消防功能满足实用、安全、经济、技术先进要求。
5.2超高层建筑消防设计
①确定扑救现场与扑救面。根据超高层建筑的地理位置与周边环境,设计出合理的地形改造,最大限度的满足超高层建筑和城市道路之间的关系,从而实现项目建设合理性、经济型与可执行性。
②设计避难层。避难层提供给人员避难的安全场所,因此消防设计较为严格。根据《高规》:建筑高度如果超过了100米,其应该设置避难层。设置避难层,从超高层建筑的第一层到第一个避难层或者是在两个避难层间,但是不超过15层。其原因是火灾发生阶段聚集在建筑15层的避难人员是不允许经过楼梯进行疏散的,可以借助于室外登高云梯实现人员的疏散。所以,超高层建筑设计避难层,首先要考虑的是人员的安全疏散时间的控制,并且使室外消防登高车有效的施救高度,特别是第一个避难层需要充分的考虑消防装备水平,在设置消防登高车最大限度的伸展高度范围内。如果避难层每平米可以容纳5个人,并且适当的设计空余空间,因此好需要设计机械防排烟系统。
③标准层的平面空间上的消防疏散设计。根据超高层建筑的使用功能,进行规范设计,包括疏散宽度、疏散楼梯等。例如:如果属于综合办公区域,根据其使用功能,其内部的餐饮功能的消防难点是在第五层,如果按照消防疏散人员208个计算,疏散宽度应该设计为2.08米。如果会议层的消防难点是在第十一层,其疏散人员按照220计算,其疏散的宽度应该设计为2.2米。如果办公功能的消防难点层是标准层,面积按照929平方米计算,疏散人员按照156计算,其疏散宽度需要设计为1.56米。并且在疏散楼梯的设计上一般要求至少两部,每层都需要满足消防疏散要求。
④借用大型的停车库疏散口、锅炉房和柴油发电机房的位置的确定。如果超高层建筑的用地面积受到外界因素的限制,需要在一定面积内设计停车库,需要采用的是普通停车库和机械停车库相结合的设计方法。大型停车库的车辆出入口由于条件限制不能设计三个时,根据高度差关系,需要在建筑负2层或者是负3层分别设计通往到响铃的地下停车库的车行通道,并且借助于相邻的地下停车可地面出入口,从而实现了车库对外的出入口数量要求。但是,为了避免对主体超高层建筑的影响,需要在其周围场地设计景观造型和地面楼梯等外部造型。
结束语:
超高层建筑消防设计不但涉及以上几点,还包括建筑装饰材料的设计等。超高层建筑的设计基点都应该遵循我国的设计规范,根据超高层建筑特点,立足于防火自救,并且主动性的预防火灾发生,在装饰与保温材料上避免使用可燃性的建筑材料,严格把关施工。提高人民消防安全责任意识入手,保障人民群众的生命与财产安全。
参考文献:
[1] 曹胜开. 浅谈超高层建筑消防设计――以重庆银行大厦为例[J]. 重庆建筑. 2012(11-25).
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关键词:高层建筑 新材料 抗震 低碳
1. 高层建筑结构的特点
有关高层建筑的定义目前尚没有统一规定,从理论上讲应按照结构的受力特性来划分,即按水平作用对建筑物的影响程度来划分。联合国教科文组织下属的世界高层建筑委员会曾于1972年在美国宾夕法尼亚州的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上专门讨论了这个问题,提出将9层及9层以上的建筑定义为高层建筑,并建议按建筑的高度将高层建筑分为4类:第一类,9~16层(最高到50 m);第二类,17~25层(最高到75 m);第三类,26~40层(最高到l00 m);第四类,也称超高层建筑,40层以上(高度在100 m以上)。
在我国,关于高层建筑的界限规定也未完全统一。行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3―2002)(以下简称高规)规定,10层及10层以上和高度超过28 m的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。国家标准《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-1995)规定,10层及10层以上的住宅建筑(包括底层设置商业服务网点的住宅)和建筑高度超过24 m的公共建筑为高层建筑。建筑高度指建筑物室外地面到其檐口或屋面、屋面板板顶的高度,屋顶上的望塔、水箱间、电梯机房、排烟机房和出屋面的楼梯间等不计入建筑高度和层数内。
高层建筑结构特点包括:
①水平荷载对结构的影响大,侧移成为结构设计的主要控制目标之一。对一般建筑物,其材料用量、造价及结构方案的确定主要由竖向荷载控制,而在高层建筑结构中,高宽比增大,水平荷载(包括风力和地震力)产生的侧移和内力所占比重增大,成为确定结构方案、材料用量和造价的决定因素。其根本原因就是侧移和内力随高度的增加而迅速增长。
②楼(屋)盖结构整体性要求高。高层建筑结构的整体共同工作特性主要是各层楼板(包括楼面梁系)作用的结果,由于楼板在自身平面内的刚度很大,变形较小,故在高层建筑中一般都假定楼板在自产生平面内只有刚移(仅产生平动和转动),而不改变形状,并忽略楼板平面之外的刚度。因此,在高层建筑结构中的任一楼层高度处,各抗侧力结构都要受到楼板刚体移动的制约,即所谓的位移协调,这时抗侧刚度大的竖向平面结构必然要分担较多的水平力。
③高层建筑结构中构件的多种变形影响大。在一般房屋结构分析中,通常只考虑构件弯曲变形的影响,而忽略构件轴向变形和剪切变形的影响,一般是因为其构件的轴力和剪力产生的影响很小。而对于高层建筑结构,由于层数多、高度高,轴力很大,从而沿高度逐渐积累的轴向变形很显著,中部构件与边部、角部构件的轴向变形差别大,对结构内力分配的影响大,因而构件中的轴向变形影响必须加以考虑。
④结构受到动力荷载作用时的动力效应大。根据结构本身的特点不同,如结构的类型与形式,结构的高度与高宽比,结构的自振周期与材料的阻尼比等的不同,结构受到地震作用或风荷载作用时,产生的动力效应对结构的影响也不同,有时这种动力效应严重影响结构物的正常使用,甚至造成房屋的破坏。
⑤扭转效应大。当结构的质量分布、刚度分布不均匀时,高层建筑结构在水平荷载作用下容易产生较大的扭转作用,扭转作用会使抗侧力结构的侧移发生变化,从而影响各个抗侧力结构构件(柱、剪力墙或筒体)所受到的剪力,并进而影响各个抗侧力结构构件及其他构件的内力与变形。因此,在高层建筑结构设计中,结构的扭转效应也是不可忽视的问题。
⑥必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题。在高层建筑结构设计中,应该重视结构的整体稳定性与结构的抗倾覆能力,防止结构发生整体失稳的破坏情况。
⑦当建筑物高度很大时,结构内外与上下的温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。
2. 高层建筑的未来发展的趋势
近年来,高层建筑呈现出以下发展趋势:
①新材料的开发和应用。随着高性能混凝土材料的研制和不断发展,混凝土的强度等级和韧性性能也不断地改善。混凝土的强度等级已经可以达到C100甚至更高,在高层建筑中应用高强度混凝土,可以减小结构构件的尺寸,减少结构自重,必将对高层建筑结构的发展产生重大影响。高强度具有良好可焊性的厚钢板将成为今后高层建筑钢结构的主要用钢,而耐火钢材FR钢的出现为钢结构的抗火设计提供了方便。
②层数增多,高度加高。由于城市规划、用地紧张和使用功能等原因,我国高层建筑目前也有一些正在设计或施工的80层以上的建筑。在地震区的钢筋混凝土高层建筑结构设计中,我国处在世界领先地位。
③组合结构高层建筑增多,采用组合结构可以建造比混凝土结构更高的建筑。在强震国家日本,组合结构高层建筑发展迅速,其数量已超过混凝土结构高层建筑。除外包混凝土组合柱外,钢管混凝土组合柱应用很广泛,外包混凝土和钢管混凝土双重组合柱的应用也很多。由于钢管内混凝土在处于受压状态时,能提高构件的竖向承载力,从而可以节省钢材。
④新型结构形式的应用增多。已建成的香港中国银行大厦和正在筹划中的芝加哥532 m高的摩天大楼方案,都采用了桁架筒体,并将全部垂直荷载传至周边结构,它们的单位面积用钢量都仅约150 kg/m2,特别节省钢材。预计这种结构体系今后在300 m以上的高层建筑中将得到更多的应用。巨型框架体系由于其刚度大,便于在内部设置大空间,今后也将得到更多的应用。
参考文献:
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关键词:高层建筑、平面设计、标准层
1.高层建筑概述
1.1高层建筑定义
高层建筑根据民用建筑其使用功能的不同分为居住建筑和公共建筑。根据现行建筑的相关规范,不同使用功能的高层建筑对高层的定义也不同。
居住建筑根据我国现行《住宅设计规范》规定:1至3层的住宅为低层住宅、4至6层的住宅为多层住宅、7至9层的住宅为中高层住宅、10层及以上的住宅为高层住宅。规范规定七层及以上的住宅或住户入口层楼面距室外设计地面的高度超过16m以上的住宅必须设置电梯。
公共建筑根据我国现行相关防火规范规定:建筑高度大于24米的公共建筑为高层公共建筑。不同使用功能的公共建筑对于设置电梯的要求各不相同。例如《办公建筑设计规范》规定五层及五层以上办公建筑应设电梯;《商店建筑设计规范》规定大型商店营业部分层数为四层及四层以上时,宜设乘客电梯或自动扶梯。
1.2高层建筑平面分类
在建筑水平与垂直系统中,由大多数建筑、结构、设备等性质相同的楼层重叠起来的空间,称之为标准层。高层建筑标准层的有效水平重叠与合理垂直贯穿是建筑设计的基本精髓,截取水平面和垂直体交汇处的任一单元段,即得到所谓的标准层。
1.2.1高层标准层平面根据不同的使用功能要求可以划分为住宅建筑、办公建筑、酒店建筑、医院建筑等。住宅、办公、酒店、医院等高层建筑各自的使用特点不同,顺应功能要求设计出来的标准层平面无论是平面形状还是平面内部的房间布局、交通流线组织也各不相同。
以高层住宅为例,根据住宅交通疏散形式的不同,住宅平面被分为单元式、塔式、通廊式等。
1.2.2如果单纯的按照高层标准层平面形状划分,高层建筑的标准层平面以对称的几何平面图形居多。主要原因在于高层中,建筑除了受竖向荷载作用外,还要考虑风力或地震力引起的水平荷载,这在很大程度上限制了标准层设计的自由度。这种对称的平面形式可以使高层建筑的结构设计更为经济合理。
高层建筑的竖向交通核心筒系统,即楼梯、电梯、及其前室、疏散走道、公共服务用房、设备室、管道井等集中组合成有机的结构核心体,形成上下贯通,结构刚度强劲的核心筒体组合,其常常布置在平面较为中心的部位,作为高层建筑平面的核心要素,对标准层平面布局的灵活性构成了极大影响。高层建筑基本的平面图形有矩形(板式)、弧形曲线、方形、圆形、三角形等等。这些基本图形可以通过切角、旋转、形体上加减法等设计手法衍生出来新的平面造型。
结合高层建筑不同的使用功能,高层建筑各自的标准层平面形状也会有所不同。例如单元式住宅的平面形式常为矩形(板式)平面形式等;办公和酒店建筑的平面形式常为矩形(板式)、弧形曲线、方形、圆形等;医院建筑平面形式常为矩形(板式)等。
2.标准层平面设计要素
标准层平面设计影响因素来自于多方面、多角度。
2.1交通组织和消防疏散对于高层建筑标准层平面设计的影响是一个主要因素。高层建筑一般都具有人员密集、使用功能复杂、各种设备管线繁多的特点,引起火灾的潜在因素颇多。发生火灾时,将被火情围困的人员迅速安全地疏散到室外地面安全地带是防火疏散设计的重要环节。疏散设计的原则是路线简单明了,便于人们在紧急时进行判断,同时提供从室内任何位置向两个方向疏散的可能性。
根据《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定,不同高度、不同功能的高层建筑其疏散楼梯的形式也不相同。
规范中明确规定:
一类高层建筑和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度超过32m的二类建筑以及塔式住宅,均应设防烟楼梯间;
裙房和除单元式和通廊式住宅外的建筑高度不超过32m的二类高层建筑应设封闭楼梯间。
十一层及十一层以下的单元式住宅可不设封闭楼梯间,但开向楼梯间的户门应为乙级防火门,且楼梯间应靠外墙,并应直接天然采光和自然通风。
十二层及十八层的单元式住宅应设封闭楼梯间。
十九层及十九层以上的单元式住宅应设防烟楼梯间。
十一层及十一层以下的通廊式住宅应设封闭楼梯间;超过十一层的通廊式住宅应设防烟楼梯间。
以上这些关于安全疏散的相关规定,都和高层建筑标准层平面设计息息相关。任何高层建筑平面设计都要以满足人员安全疏散为前提,合理的进行交通流线的组织。
2.2高层建筑平面设计应满足其使用功能的合理性。“以人为本”是当今建筑设计的一个重要设计理念。随着科学技术、经济文化的不断飞速发展,人类对建筑设计的要求已经不仅仅是满足单一的建筑使用功能,而是要求以人的基本生活、心理、行为和文化物质为出发点的人性化建筑设计。 在科技发展、智能化水平不断提高的背景下,强调人性化设计更有必要。标准层的平面设计就是要有利于人的身心健康,具有使用的舒适性合理性。建筑标准层平面布局设计应灵活,尽可能营造符合人体功能学的宽松舒适的工作、生活环境。
2.3标准层平面设计的经济因素是投资方较为关心的一个设计要素。影响经济因素的内容较多,比如结构选型、平面布局的各个功能空间的使用率等。
高层建筑标准层平面规则对称、具有良好的整体性,可以增强其抗侧力的能力。不规则的建筑平面方案,如平面凹凸不规则的建筑方案在结构设计时会按照相关规范规定采取一定的加强措施。这些措施都会增加建筑的投资成本。
便捷高效的水平与垂直交通系统和安全疏散系统,这些标准层平面中主要的公共空间需要在满足安全使用的前提下尽可能的缩减建筑面积,提高标准层的有效使用率。
标准层平面形式及外表宜简不宜繁,过于繁杂化的艺术处理会造成不合理的空间利用、结构及施工困难,装修与维护不便及能源消耗量的无谓增加等。
2.4建筑的节能设计与建筑所在地区的气候条件、建筑总体布局、建筑物体形系数、朝向、护结构保温隔热性能、外檐门窗质量等诸多因素有关。高层建筑体型庞大,相邻高层建筑相互遮挡,易形成大面积阴影区。
高层建筑平面设计时应考虑到节能设计的相关设计要素,尽可能的降低建筑能耗。例如在寒冷地区平面设计应注意合理的确定建筑位置和朝向,使建筑平面主要功能空间更多的接收到太阳辐射的热能;建筑平面在南向开窗面积可以略大一些,而东西向、北向的房间在满足采光条件下开窗面积要尽可能小一些;高层建筑的平面形体要规整,减少不必要的凹凸变化,严格控制体形系数。这些设计方法可以使建筑获得更多太阳热辐射并且同时减少热损失,给室内创造一个良好舒适的温度环境。
2.5工业化高速发展的社会,人类面临环境破坏、能源危机等种种环境威胁。高层建筑如何充分利用绿色建筑能源已经成为当今高层建筑设计的一个新的设计要素。尽可能利用当地的环境气候、地势、阳光、水和空气等自然特点,减少建筑对生态系统的破坏,创建生态建筑。在进行高层建筑平面设计时主要体现在对绿色能源的充分利用。例如各主要功能空间的平面布局要充分利用自然采光,尽量减少人工照明的能耗;通过平面形体、朝向等设计应将主要功能空间的朝向垂直于夏季主导风向,充分利用自然通风。除此之外还有雨水的重新回收利用系统、天阳能集热器提供热水系统、光电管提供电能系统、呼吸式幕墙系统等等,在进行这些绿色建筑要点设计时,建筑平面设计都需要将平面的使用功能与绿色建筑设备系统进行综合考虑合理布置平面。
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论文摘要:本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系,通过对国内已建和在建的高层建筑钢结构国产化问题的调研,分析了在钢材、设计、施工和监理等方面国产化所面临的主要问题,为高层建筑钢结构的发展提出了一些建议。
高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史,1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起,到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长,以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高,使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大,柱子所占的建筑面积比率越来越大,在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑;同时高强度钢材应运而生,在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。
超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平,也是建设部门财力雄厚的象征。
一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展
我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史,并在设计和施工中积累了不少经验,已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98。
1、钢材的国产化
国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求,制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》( YB4104-2000),比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-94) 又前进了一步,其性能指标优于国外同类产品。
2、钢结构设计国产化
截止2003年3月,我国已建和在建的高层建筑钢结构有60 余幢,按其结构类型划分,钢框架-RC核心筒占4314%,SRC框架-RC核心筒占1617%,二者合计6011%;钢框架-支撑体系占1813%;巨型框架占813%;纯钢框架占617%,筒体和钢管混凝土结构各占313%。统计表明,目前我国高层建筑钢结构以混合结构为主。
鉴于我国对混合结构尚未进行系统的研究,所以《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)暂不列入这种结构类型是合理的。
国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定,在一般情况下,应遵守规范的规定,否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大,具有可操作性。
钢结构设计分两个阶段,即设计图阶段和施工详图阶段。现在有的设计院完全采取国外设计模式,无构件图、节点图和钢材表等,对工程招投标和施工详图设计带来不便。因此,建议有关部门对此做出具体规定。关于节点设计问题,国内应多做一些理论和试验研究工作,比如柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等。由于钢结构的阻尼比较低,在研发各种耗能支撑和节点的减震消能体系方面,国际上研究和应用较多,国内应加快进行此方面的研究。
二、高层及超高层结构体系
对于高层及超高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过60m为超高层建筑。
对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。
三、钢结构制作与安装
1、钢柱的安装
钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件,在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。
100m高的超高层钢柱一般分为8~12节构件,钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形,所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度,即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换,要求对每节钢柱应编号予以区别,正确安装就位。
矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊,不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。
钢柱标高的控制一般有二种方式:
(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm,不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形,建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格,这种制作安装一般在12层以下,层高控制不十分严格的建筑物。
(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上,精度要求较高的层高,应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高,每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。
2、框架梁的制作与安装
高层、超高层框架梁一般采用H型钢,框架梁与钢柱宜采用刚性连接,钢柱为贯通型,在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。
框架梁应按设计编号正确就位。
为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性,在工厂制造时,在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿),悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝,腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁(短牛腿)连接,上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝,腹板采用高强螺栓连接。
由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求,当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时,腹板的连接板可开椭圆孔,椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0(d0为螺栓孔径),并应保证孔边距的要求。
框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度,需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核,确定其翻样下料的精确长度。
框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接,目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘,先一端点焊定位,再焊另一端。
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Abstract: With the development of construction industry, our country related construction levels are also constantly improving. Due to high raise building industry one body complex difficulty is more advanced, so it can reflect the construction level. This article through to analyzes the high-rise building construction technology and characteristics, introduces several high-rise building construction technology.
Key words: construction technology; construction; design
中图分类号:TU74一、现代高层建筑施工特点 高层建筑施工除了跟多层建筑在主体结构的施工方面有相同点以外,也必须表现出了自身的施工特点。 1、高层建筑的高技术和高作业 高层建筑顾名思义,就是高度比较高的建筑,这样的建筑结构,就造成垂直运输工作量的加大。同时,高层建筑的施工就意味着高空作业量也比一般的建筑施工要大,高空作业所需要的材料、设备、制品和建筑人员的垂直运输等工作都要到位,尤其是对高空作业人员的安全保障,防止高空坠物事故的发生,都要做到防患于未然。 2、地基处理技术复杂 高层建筑为了实现其自身整体上的稳定性,所以在地基的埋置深度上一定要大于建筑物高度的1/12,而如果采用桩基的方式,其埋置深度至少要达到建筑物高度的1/15,而且至少需要一层地下室。这就意味着,高层建筑的基本埋置深度往往要达到20米以上,这种深度的建筑施工,对地基的处理上的技术就较为复杂,尤其是建设在软土层上的高层建筑,由于技术施工方案的多样性,选择方案的不同,其所需的过程造价和所需的工期都不同,这也是高层建筑有别于其他建筑的特点之一。 3、高层建筑集中管理和多方协作 由于高层建筑的结构比较复杂,技术含量较高和工程量巨大,在建筑中所涉及到的单位也比较多。我国目前的高层建筑往往是采取设计、准备和施工的同时进行,其工程的分包涉及到很多的建筑单位,相互协作的关系涉及到很多的部门。这就是高层建筑施工计划中的组织管理和协作之间的难度加大,所以必须要采用集中管理的方式,加强各部门之间的相互协作。 4、施工周期较长 低层建筑和多层建筑施工的平均工期一般为十个月左右,而由于高层建筑的施工量大和技术含量高,其平均工期一般要达到两年以上,而且高层建筑受季节的影响较为明显,也相应的增长了施工的周期。而目前我国对于施工周期的缩短上主要采取的是将建筑架构和装饰工期的相应的缩短,而且选择不同的模板体系所需要的施工周期也不同,由此选择合理的模板也是缩短工期的一个重要的手段。 二、高层建筑施工技术 1、高层建筑基础技术 高层建筑中的基础是整个房屋结构的重要组成部分,其造价和工期分别约占建筑物土建总造价的20~30%,占总工期的30~40%左右。高层建筑基础施工有如下特殊性: (1)基础埋置较深 根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》规定,基础埋置深度,天然地基时应为建筑高度的1/12;桩基时应为建筑高度的1/15,桩长不计在埋置深度以内。且充分利用地下空间高层建筑一般将地下室建成三~四层,深达20多m,所以深基础工程已成为建造高层建筑的条件。 (2)深基坑工程的设计与施工风险较大。 高层建筑在城市鳞次栉比,施工场地狭窄。由于邻近建筑及四周市政工程设施的安全和保护,对基坑工程的稳定和位移要求很严,而基坑工程在施工过程中大部分是临时工程。深基坑的开挖与支护,这是地下工程极其富有变化的领域,它包含土力学强度与稳定问题、位移变形问题、土与支护结构相互作用问题以及环境岩土工程问题。这些问题随着岩土性质不同而差异很大设计施工不当,极易发生基坑工程事故。 2、混凝土工程施工技术 混凝土质量的主要指标之一是抗压强度,从混凝土强度表达式不难看出,混凝土抗压强度与混凝土用水、水泥的强度成正比,按公式计算,当水灰比相等时,高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号。另外,水灰比也与混凝土强度成正比,水灰比大,混凝土强度高,水灰比小,混凝土强度低,因此,当水灰比不变时,企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的,此时只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收缩和变形。 混凝土质量控制包含两个基本内容:首先,要使混凝土达到设计要求的质量标准。其次,在满足设计要求的质量指标前提下尽量降低成本,这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性,这是客观的,但通过科学管理可以控制其达到最小值,因此混凝土标准差能反映施工单位的实际管理水平,管理水平越高,标准差越小。 3、结构转换层施工技术 高层建筑从建筑的功能上一般上部要求小空间的轴线布置,而下部则需要大空间的轴线布置。上述要求与结构合理、自然布置正好相反。由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部受力较小,正常布置时应当是下部刚度大、墙多、柱网密,到上部渐减少墙、柱,扩大轴线间距。结构的正常布置与建筑功能之间就产生了矛盾。 为了满足建筑功能的要求,结构必须以和常规相反的方式进行布置。上部布置小空间,下部布置大空间。上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置转换层。这种转换层广泛应用于剪力墙结构及框架-剪力墙等结构体系中。 不管采用何种转换形式,带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。同时,由于转换层位置越来越高,带转换层的筒体结构也时有应用。对带转换层的剪力墙结构及带转换层筒体结构这两类转换结构,通过转换层上下层间位移角及内力变化情况的分析,可得出影响其抗震性能的主要因素,分别是:转换层设置高度、转换层上部与下部结构等效刚度比、转换层结构与其上层结构侧向刚度比。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度。 对上述两类转换结构,转换层高度是影响其抗震性能的主要因素之一,转换层高度越高,转换层上下层间位移角及内力突变越明显,设计时应限制转换层设置高度。转换层与其上层的侧向刚度比对结构抗震性能有一定影响。对转换层位置较低的带转换层的剪力墙结构,控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层间位移角及内力突变。 4、施工后浇带施工技术 在高层建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高层主楼与低层裙房连在一起,裙房包围了主楼的大部分。从传统的结构观点看,希望将高层与裙房脱开,这就需要设变形缝;但从建筑要求看又不希望设缝。因为设缝会出现双梁、双柱、双墙,使平面布局受局限,因此施工后浇带法便应运而生。 一般高层主楼与低层裙房的基础同时施工,这样回填土后场地平整,便于上部结构施工。对于上部结构,无论是高层主楼与低层裙房同时施工,还是先施工高层后施工低层,同样要按施工图预留施工后浇带。对高层主楼与低层裙房连接的基础梁、上部结构的梁和板,要预留出施工后浇带,待主楼与裙房主体完工后,再用微膨胀混凝土将它浇筑起来,使两侧地梁、上部梁和板连接成一个整体。这样做的目的是为了把高层与低层的差异沉降放过一部分,因为高层主楼完成之后,一般情况下,其沉降量已完成最终沉降量的60%~80%,剩下的沉降量就小多了,这时再补齐施工后浇带混凝土,二者差异沉降量就较小,这部分差异沉降引起的结构内力,可由不设永久变形缝的结构承担。 三、结束语
在高层建筑的工程建设中,我们只有本着高效、科学、标准、规范的设计施工原则,依据各工程施工技术特点进行秩序化、规范化、科学化的适应性施工管理,严把质量关、加强基础施工建设,因地制宜、安全规范,才能最终使高层建筑工程施工在复杂的体系结构中找出头绪、理清思路,依据用户的丰富需求开展人性化施工设计,并促进高层建筑各项工程建设水平的稳步提升,切实为延长高层建筑的使用寿命做出贡献。
参考文献
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关键词:高层建筑;施工要点;相关阐述
广义而言,高层建筑一般分为四个层次:大于五十米高度的的为一类高层,而大于七十五米部分的是二类高层,大于一百米的为三类高层,我们通常所说的四十层以上的则为超高层。众所周知,在进行高层建筑相关施工的过程中,对高层建筑施工的成本投入和工期投入都相对较大,并且在进行高层建筑施工时对混凝土的投入量也非常大。需要提到的一点的是,高层建筑在建筑工程质量和建筑安全两个方面上有着一定的特殊性。本文针对上述高层建筑的相关特性对高层建筑中的施工要点进行具体阐述,希望为我国的高层建筑行业的发展贡献出一份力量。
一、强度控制
高层建筑的强度一般是指建筑混凝土的强度,因为高层建筑对混凝土的需求量较大,相对而言,其建筑施工工期比较长,与此同时也会受到气候和施工设备等条件的制约。综上所述,我们在进行高层建筑施工的过程中应该控制好混凝土强度的相关问题。
1.配比选定
在进行高层建筑施工之前,通常要根据建筑设计的相应要求对高层施工混凝土强度进行控制,需要注意的是,应该在相关法定实验机构去进行一定的级配实验,经报告审批合格后根据级配实施具体的配合比试验,在经过试验之后按照最终结果进行实际施工操作。
2.实行相对严格的养护制度
进行高层建筑施工的过程中所用的混凝土应该采用泵送式混凝土。因为适时的使用泵送混凝土可以在一定程度上缩短工程施工的整体施工周期,并且还能对其施工性能进行较为良好的改善。需要提到的是,在一些工程配比材料的使用说明中,假设对振捣进行严格控制时其也会出现混凝土强度不足的状况,在对高层建筑进行施工的过程中对养护时间的不合理掌握是造成混凝土强度不足的主要原因。
3.对混凝土强度进行科学评定
众所周知,对混凝土强度进行科学有效的判定是高层建筑施工中的重点。与此同时,我国颁布过有关混凝土强度判定标准的相关条例,其中也强调了对混凝土强度进行评定和检测的重要性。在整个施工的过程中,真正符合施工标准的混凝土施工应该是混凝土的强度等级和龄期以及相关的生产工艺条件都相同的情况下选择其中一种较为合适的混凝土进行投入使用。高层建筑施工的施工周期相对较长,并且对混凝土的养护工作以及对混凝土的浇筑工作也相对较差,也就是我们通常所说的施工要求标准过大。但是假设将其进行较为笼统的判定,那么就有可能出现产品不合格的情况,所以我们应该针对此种情况进行分批处理,并根据基本条件相互符合的混凝土强度进行仔细的判定。只有这样才能使其达国家规定条款的同时也达到了了高层建筑施工中的混凝土强度指标。
二、对结构转换层进行合理的控制和安排
1.符合建筑功能的相关需求
在进行高层建筑施工的过程中,上部建筑的空间要求相对较小,但是下部建筑的需求空间则需要较大的轴线布置。同时,如果上部建筑的受力情况较小的话,那么在进行正常施工布置的过程中其下部建筑的刚度就会显著增大,并且墙面和柱网都会有所改变,使其在一定程度上减少了墙柱轴线之间的实际间距。上述情况往往会导致高层建筑正常布置和相应的建筑功能之间产生一定的矛盾。综上所述,要想使其达到高层建筑施工标准,建筑结构应该采用与常规设置相反的方式进行施工布置。需要提到的是,上部建筑布置的布置空间比较小,而下部建筑的布置空间却相对较大。要想实现上述格局布置构思,我们应该在进行结构转换的过程中对相关楼层进行设置转换工作。此种类型的转换层方式大多数被应用在剪力墙结构体系创建当中。
2.转换形式的高层建筑模式
众所周知,具有转换层的剪力墙是当前我国高层建筑施工中的主要构成形式。但是,因为当下转换层高度的不断变化,其简体结构的应用次数相对减少。还需要提到的一点就是,高层建筑施工中的主要转换结构包括两种类型,一般为带有相应转换层的剪力墙结构和带有转换层的简体结构,经过对上述两种转换结构的具体分析,我们可以得出影响结构抗震性能的具体因素主要为:转换层的相关高度,转换层上部建筑结构和下部建筑结构等相应的等效刚度数值比。但是对简体结构而言,其主要结构影响因素包括:外筒刚度和内筒刚度。
三、三线控制
高层建筑施工中的主要难点在于对工程轴线和工程标高以及相应的工程垂直度的掌握上。但是由于上述因素的涉及面相对较广,同时施工操作难度也比较大,这就会使工程施工中的建筑部件位移以及测量不准的状况时有发生。其中进行合理有效地三线控制是高层建筑施工中的首要任务。
1.对相关垂直高度进行合理的控制
广义而言,要想在一定程度上保证高层建筑施工的整体质量,就应该对相关垂直高度进行合理的控制和把握。对高层建筑的垂直高度进行合理的控制应该先从建筑柱网的分布情况角度出发,同时要将边脚柱固定在相应的位置上。需要注意的是,在进行安装边角柱模板时应该沿着边角柱的外层弹出其厚度线,并在此基础上立磨和支撑。立柱垂直高度的测量应该采用掉线的方法进行测量,在保证立柱垂直度完全符合规定标准后,将模板的外侧边线进行加固和支撑,对混凝土的浇筑工作也要进行严格把关。
2.轴线控制
正确的做法是,在进行对过程线控制的过程中。应该挂起两条线并对剪力墙进行相应的浇筑工作,这是高层建筑施工轴线控制工作中的重点环节。在进行对剪力墙进行浇筑的过程中应该注意胶合板的质量是否符合施工标准,固定外墙的具体规模,而内墙散装散拆应对其进行相应的组合模编号。只有这样才能在一定程度上保证了墙体的平整度。但在此过程中应该注意墙体的垂直度状况。
3.合理控制标高线
在进行高层建筑施工的过程中,预控抽线都会有少数进行标高的洞口,与此同时用标高综合复核进行标高配合,之后再用水准仪进行抄平工作,此时应该对相应洞孔进行检查其是否在固定的水平线上,从而保证了标高的准确性。需要注意的是,在进行标高线控制的过程中,应该确保相应引测点的准确性,并对累计层复合点都要进行严格的复核检查,只有这样才能对标高线进行有效的控制。
四、结束语
综上所述,在保证了高层建筑的各步骤建筑质量的前提下才能使后续施工能够顺利的进行。同时,我们也要对建筑工程的施工要点重视起来,对相关的强度、裂缝和三线等进行具体的研究和分析,并总结出有利于高层建筑施工的重要施工决策。
参考文献:
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关键词:建筑工程,高层建筑施工,施工工程现状,技术浅谈
中图分类号:TU198文献标识码: A
随着社会的不断发展,施工技术在建筑等领域备受重视,成为了各企业所依靠的重要手段,在全面的建筑工程中由于工程涉及到各方各面,所以在技术上要有一定的手段,完善的处理工程量巨大,保证施工质量,工程实施时间长等一系列的复杂问题。
一.高层建筑简述.
高层建筑对于不同的国家有不同的规定高度,一般在美国高层建筑的高度是不小于25m,在中国其高度是按楼层规定的,一般从两方面定义,其一是对于居民楼的建筑的楼层数不小于10层的为高层建筑,其二是对于商业建筑它们的高度不小于24m的定义为高层建筑,对于岛国的日本来说,他们的高层建筑标准与美国相比要高一些,楼层总高度大于30米时才归为高层建筑。高层建筑一般性的被认为是裙楼和标准楼层之间的建筑项目,在建筑高层建筑时一定要事先设置它的结构转力的承受应力,对于楼的整个承重部分来说,需要较为密布的钢筋排列,而且另一方面一定要注重捆绑的结实性,针对高层建筑的结构他点必须要结合实际因素进行有效施工,只有这样才能够确保施工上安全和重要环节的处理。
二.高层建筑特点及施工特点.
(一)高层建筑的特点.
高层建筑之所以越来越受到人们的青睐,是因为高层建筑具有独特的特点。高层建筑可以说是国家非常倡导的,高层建筑占据的是空间位置,而像高度低于24米的建筑物他们所占据的是地域空间,简单地说就是土地面积。正因为我国的土地占有面积过少,我国的人口又在不断增加,用地紧张的问题逐渐受到人们的关注,另外由于城镇经济的发展迅速,土地的利用价值越来越高,所以国家才大肆的提倡高层建筑工程。高层建筑可以使人口得到集中化,方便人们工作的减少交通路途,这一方面无论是土地的利用还是各方面的便捷上都相当的有效率。另外高层建筑与一般性的施工相比可以大大提高施工期限,从一定角度上缩短了工期,还可以在市政的投资方面有所节约。
(二)高层建筑施工的特点.
高层建筑施工的要求十分严格,现阶段我国的多层建筑多为砖混结构建筑,而高层建筑却是钢筋混凝土或钢混结构为主的,所以,要根据高层建筑物的结构特点进行施工。施工时,施工方要对原材料及施工设备做认真的检查,并做好水电供应、高空作业的安全防护及材料垂直运输等相关问题,以满足高层建筑施工的要求。
另外,高层建筑物在设计与施工时不仅要在楼层高度和结构上下功夫,还要重点考虑它的功能、布局及造型等。也就是说高层建筑的施工还需要完善的设备和科学的建筑施工设计技术。
三・高层建筑具体施工技术.
1.深基础施工。建筑工程最重要的就是前期的基础施工,而建筑基础恰恰又是基础施工的首要任务,二十一世纪以来,我国在高层建筑上不断地进行改革,其中有一项就是要把地基打牢,地基决定于这座建筑的寿命以及抗自然因素的影响。一般地基所处土质复杂、持力层相对较深的高层建筑,普遍都会应用桩基础来对建筑的稳定性进行加固;
2.主体结构施工。高层建筑的结构在一定程度上有别于其他工程施工,正是因为高度的原因就需要掌握好框架以及框架剪力墙和剪力墙等这三大要点,但是现阶段最受大众认可的是筒体结构,一般性的从正交的方面看,是属于不规则的,而这种趋势现在正在朝向斜交和不规则这两大体系发展,总之这些因素都是建立在高层建筑的影响因素上而设立的。
3.高层管道以及设备安装。高层建筑施工有着多层话、条件艰难等因素的影响,所以高层建筑在安装管道时需要考虑它的复杂性以及特殊性,另外在用电设备的安装上更需要严格安装,尽量做好各方面的配合,在工程前后都要监管得当;
4.钢筋混凝土施工技术。高层建筑拥有其他建筑所不具备的特点,在高度上是较高的,在体积上是过于庞大的,这时钢筋混凝土的抗压性就相当重要了,这就需要施工人员严格遵守设计方案的标准进行混凝土的配置,混凝土的抗压性强度和混凝土用水及水泥的强度是成正比的,所以在配置时要控制好水泥与混凝土的比例,并在混凝土制作完成后进行严格的检测,主要目的就是保证它的抗压性,必须确保其保持最佳的性能,所以还需要具备一定的技术水平将整个工艺得以实现,这样才可以确保高层建筑的安全性。一般来说在建筑工程的前期采购中,采购的钢筋混凝土,其结构粘度要达到80%以上,而模板结构所需要的费用要小于35%大于30%,所以钢筋混凝土的质量监测是一项重要任务。
5.钢结构技术。近年来,钢结构在高层建筑中被广泛应用,它具有强度高、抗压力强和不易变形等特点,而且抗震性强又节能环保还能加快施工的进度,诸多优势使其在我国乃至国外都得到了积极的推广。
四・施工工程现状.
在上面的叙述中已经提出高层建筑的可行性研究对整个工程的影响重大,在这一方面一定要做到深度考虑,仔细谋划,扎实决策,充分完成可行研究工作的任务。国外现阶段对高层建筑可行性研究的认知已远远超过了我国,不管是在技术上的领先性与适中性,还是到工程施工中所存在的可能性与风险性,都作出充足的准备工作,现阶段我国在工程建设上对于高层建设技术问题上普遍性的忽视,所以最后造成工程中问题频发。
另外有些工程建设企业已认识到了前期的可行性研究重要性,对此也做出相应的规划,但是取得效果却不尽所想,虽然进行了可行性研究但是只是在形式上掩人耳目,没有实质上对施工技术的加以重视,最后因为施工技术不到位、调查不全面等诸多因素导致工程埋下隐患。所以施工技术的管理也十分值得我们重视和改进,只有科学合理的施工管理,才是保障工程质量的基本条件。
总结:本文通过对高层建筑施工中技术上的浅要分析,进一步展现了高层建筑技术上的重要性,随着高层建筑的发展趋势,未来的高层建筑一定会有更大的发展空间。另外在建设高层建筑的同时还要有效的管理工程施工问题,全面性的考虑,全方位的实施才会收获工程安全的认证。
参考文献:
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【关键词】高层建筑 施工特点 施工技术
随着新材料、新技术的不断发展,高层建筑的施工技术及其要求也会发生相应的变化。设计人员和施工人员只有结合具体工程的具体要求,认真贯彻相关法规、条例的要求,学习新技术、新方法,才能满足人们对外形美观、结构合理、布局自然、安全性高和低成本高环保的建筑要求。
一、高层建筑施工特点分析与研究
1、高层建筑施工周期长。一般多层住宅每栋平均工期在 10 个月左右,而高层建筑的施工周期平均为 2 年左右。要缩短施工周期,主要是缩短结构和装饰施工周期。各种高层结构体系可以采用不同的施工方法。而现浇混凝土是高层建筑施工的主导工序,合理的选择模板体系是缩短主体结构工期,降低成本的主要途径之一。
2、基础埋置深度深。高层建筑为了保证其整体稳定性,地基埋置深度不宜小于建筑物高度的 1/12; 采用桩基时,不宜小于建筑物高度的 1/15 ( 桩的长度不计算在埋置深度内) ,至少应有一层地下室。因此,一般埋深至少在地面以下5 m。超高层建筑的基础埋置深度甚至达 20 m 以上。深基础施工,地基处理复杂。尤其是在软土地基,基础施工方案有多种选择,对造价和工期影响很大。研究解决各种深基础开挖支护技术,是高层建筑施工的重点之一。
3、高层建筑体量大,工程量大。据统计,我国目前高层建筑平均建筑面积约为 1. 5 万平方米。由于工程量大,工程项目多,涉及单位多、工种多。特别是一些大型复杂的高层建筑,往往是边设计、边准备、边施工,总、分包涉及许多单位,协作关系涉及众多部门。这就带来了高层建筑施工计划、组织、管理、协调的难度大。必须精心施工,加强集中管理。当然,由于高层建筑层数多、工作面大,就可充分利用时间和空间,进行平行流水立体交叉作业。
4、施工技术要求高。高层建筑施工技术主要以钢筋混凝土和钢材为主要结构材料及相关的施工技术构成,而钢筋混凝土又以现浇为主,需要着重研究解决各种工业化模板、钢筋连接、高性能混凝土、建筑制品、结构安装等施工技术。其次是装饰、消防、防水、设备等要求较高。平面类型的多样化、立面造型的个性化、立面色彩与周围环境的协调和谐,已经成为时代潮流; 消防设施要求高,深基础、地下室、墙面、屋面、厨房、卫生间的防水,甚至管道冷凝水的处理,都比多层建筑要求高; 高层建筑的设备繁多,高级装修装饰多这些都给施工提出了更高的质量和技术要求。
二、高层建筑施工关键施工技术分析与研究
1、混凝土工程施工技术。混凝土质量的主要指标之一是抗压强度。混凝土抗压强度与混凝土用水及水泥的强度成正比,当水灰比相等时,高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多,所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号; 另外,水灰比也与混凝土强度成正比,水灰比大,混凝土强度高,水灰比小,混凝土强度低。因此,当水灰比不变时,企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的,此时只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收缩和变形。综上所述,影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比; 要控制好混凝土质量最重要的是: 控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。在满足设计要求的质量指标前提下尽量降低成本,这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性,这是客观的,但通过科学管理可以控制其达到最小值。因此,混凝土标准差能反映施工单位的实际管理水平,管理水平越高,标准差越小。可以说,混凝土质量控制实质上是标准差的控制。
2、结构转换层施工技术。高层建筑从建筑的功能上一般上部要求小空间的轴线布置,而下部则需要大空间的轴线布置,而这一要求与结构力学、自然布置正好相反。由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部受力较小,正常布置时应当是下部刚度大、墙多、柱网密,到上部逐渐减少墙、柱,扩大轴线间距。为了满足建筑功能的要求,结构必须以和常规相反的方式进行布置。上部布置小空间,下部布置大空间。上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置转换层。不管采用何种转换形式,带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。随着转换层位置上移,应设计带转换层的筒体结构。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度。对这两类转换结构,转换层高度是影响其抗震性能的主要因素之一,转换层高度越高,转换层上下层间位移角及内力突变越明显,设计时应限制转换层设置高度。转换层与其上层的侧向刚度比对结构抗震性能有一定影响。对转换层位置较低的带转换层的剪力墙结构,控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层间位移角及内力突变。对于带转换层的剪力墙结构或筒体结构,可采取以下措施强化下部结构: 加大筒体及落地墙厚度,提高混凝土强度等级,必要时可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯间筒体,提高抗震能力; 可采取以下措施弱化上部: 不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。
3、施工后浇带的施工技术。在高层建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高层主楼与低层裙房连在一起,裙房包围了主楼的大部分。从传统的结构观点看,希望将高层与裙房脱开,这就需要设变形缝; 但从建筑要求看又不希望设缝。因为设缝会出现双梁、双柱、双墙,使平面布局受局限,因此施工后浇带法便应运而生。一般高层主楼与低层裙房的基础同时施工,这样回填土后场地平整,便于上部结构施工。对于上部结构,无论是高层主楼与低层裙房同时施工,还是先施工高层后施工低层,同样要按施工图预留施工后浇带。对高层主楼与低层裙房连接的基础梁、上部结构的梁和板,要预留出施工后浇带,待主楼与裙房主体完工后,再用微膨胀混凝土将它浇筑起来,使两侧地梁、上部梁和板连接成一个整体。这样做的目的是为了把高层与低层的差异沉降放过一部分,因为高层主楼完成之后,一般情况下,其沉降量已完成最终沉降量的 60 ~80%,剩下的沉降量就小多了。
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关键词:高层建筑;抗震设计;问题;策略
1引言
随着社会经济的快速发展,我国城市化进程不断加快,城市中随处可见高楼林立,加之世界人口数量的激增,为了给人类提供拥有更多的建筑空间,高层建筑规模越来越大,建筑层数也不断提高。与此同时,随着建筑的复杂性和难度的增加,人们对于建筑安全的要求越来越高,特别是作为一个地震多发地区的国家,加之近几年自然灾害的频发,我国居民对于高层建筑的防震效果更加重视,这就对我国高层建筑的抗震设计带来了不小的挑战。因此,笔者认为,十分有必要对我国高层建筑的抗震设计中存在的问题进行研究,并寻求合理的解决途径,以期能够提高我国高层建筑抗震能力。
2高层建筑抗震设计中存在的问题
2.1高度规范问题
虽然我国有相关的法律法规和政策文件对建筑物的高度规范做出了明确的、具体的规定,而且为了保证高层建筑的安全性,针对不同级别的高层的混凝土的建筑结构技术也有不同级别的高层建筑设置规范,但从我国现阶段各个建筑单位的实际执行情况来看,很多房地产开发商为了追求经济利益,使得高层建筑的高度远远超过了科学合理的范围,以至于在遭遇地震时,这些违规高层建筑会成为“众矢之的”,不能有效抵抗地震威胁。
2.2抗震材料选用问题
我国虽然也是地震多发国家,但是与国际上发达国家在高层建筑时结构材料的选择还相差甚远。地震多发地区的建筑应当较多的采用钢架结构,以提高建筑的稳定性和安全性,但是我国很多地震区域的高层建筑仍然知识钢筋混凝土的普通结构,这种结构的抗震性能远不及钢结构。另外,对于建筑高度高于150m的高层,应当有三层支撑框架做支撑。而且随着科技的进步及钢铁产能的提高,新型钢质混凝土结构一般质量较轻,且能够在减少钢架结构尺寸的基础上,提高高层建筑的防震能力。
2.3抗震设计人才支撑问题
现阶段我国抗震设计领域的专业人才还很匮乏,很多抗震设计大多是借鉴国外的成功经验,国内设计者的自主创新能力较低。虽然国内很多高校和职教院校都开设了抗震设计专业类课程,但是由于我国缺乏实际施工实践经验,理论知识与实践能力的不扎实,课程结构的不全面等,使得我国建筑设计在抗震设计领域的人才十分匮乏,国内一些经典的高层建筑还不得不依赖国外的设计师来进行抗震设计和施工,抗震设计人才支撑不足。此外,我国抗震设计的抗震能力较差,抗震级别较低,还比不上发达国家的标准。我国的建筑架构设计安全系数还不高,因此,亟需相关部门对我国高层抗震设计做出更为符合我国国情和时代要求的标准,以提高我国高层建筑抗震设计的适宜性。
3我国高层建筑抗震设计优化策略
3.1采用位移的结构抗震方法进行设计
地震来临时,高层建筑都会因为受到地震能量作用而发生变形,还有一些建筑在施工过程中也会出现变形,所以,不论是在建筑施工还是在后期防震设计和建设过程中都应当设置合理的弹性变形结构,比如位移变形结构设计,通过改变纵地基层的位移来减少地震产生的位移,另外还应当对界面结构的应变分布处进行处理来加强变形部件之间的联系,提高抗震效果。此外,还可以在建筑周围建立一些巩固结构,减少地震直接对建筑物产生能量,减弱地震力。
3.2运用高延性结构来进行消震和隔震
高延性结构能够有效抵消地震力,并起到良好的隔震效果,因此,我国当前在建筑的防震设计及后期施工过程中,很多建设和施工单位都加强了结构的韧性、刚度,并对地震构造进行了科学的设计,提高高层建筑的结构韧性和刚度,减少地震带来的不利影响。地震过程是一种能量的释放过程,因此,需要高延性结构设计和施工来产生良好的消震和隔震效果,有效减少地震对房屋建筑的伤害。反过来讲,如果高层建筑的负载能力较差,高延性结构能够更多的过滤掉地震的能量,有效保证房屋的原有结构,避免建筑变形,而适宜的韧性能够大大降低房屋崩塌的发生率。因此,在对高层房屋建筑的设计和规划时,一定要运用先进的技术来提高房屋的抗震能力,比如阻尼器的设计原理就是通过吸收地震能量来减少对房屋建筑的冲击,而且还能监测地震对建筑的破坏程度,效果显著。
3.3建立多层地震防线
通过建立多层地震防线的方式能够提高高层建筑抗地震的性能,满足高层业主对于房屋安全的要求。当高层建筑在遭遇地震等恶劣自然灾害的影响时,如果只有一道地震防线,一旦遇到级别很高的地震,就难以阻挡地震的摧毁和破坏,因此,一定要设置出备用防线,在多层建筑中设置第二道、第三道防线,以防一道地震防线崩溃后造成建筑物的整体崩塌。高层建筑在进行抗震设计时,可以采用多段强框架结构,最常见的比如抗震剪力墙设计,该设计因其抗震性能好,因此被广泛的应用作为抗震墙的第一层防线,而且发挥着最为重要的作用。所以,为了保证墙体的抗震能力足以防止地震的损害,有效减少地震造成的墙体裂痕或者倒塌,就应当科学建立防震结构,多层防线形成合力。而且在地震以后,每一层的剪力墙所承受的负载力应当是设计预期最大剪力墙的两倍,或者要超过地震总剪力值的1/5.
4结束语
时代的发展让高层建筑已经成为我们司空见惯的建筑物,对其进行优化设计,提升其抗震能力也将会成为建筑行业未来发展的重要趋势。相关人员选用更加专业的材料,运用更加专业的技术手段提升建筑的抗震效果。同时,该行业人员也需要不断提升研发能力,让新型抗震材料进入到高层建筑抗震设计中,让高层建筑为人们的生活带来跟尾舒适、安全的居住环境。
参考文献:
[1]张罡睿.高层建筑工程抗震设计中的相关问题分析[J].门窗,2014(4):258~259.
篇10
关键词:高层 建筑工程 施工技术
中图分类号: TU198 文献标识码: A 文章编号:
1 前言
高层建筑的施工建设需要大量的人力物力投入,其施工建设专业性强、包含众多工序流程及各环节的交叉作业,建筑的体积结构自重大、具有复杂的结构受力特点,因此也导致了其施工设计的复杂与施工建设工期的漫长。由于与一般多层建筑存在较大的区别,因此高层建筑施工中的结构安全诉求较强,这又进一步导致了高层建筑结构工艺的复杂与施工质量的高标准要求。基于以上高层建筑施工建设中存在的特点,笔者展开了对高层建筑工程施工技术的策略探讨,并提出了来源于实践的合理化建议。
2 结构层施工技术
高层建筑层数多、体积大的特点决定其结构类型必然较为复杂且形式多样,因此导致了施工建设难度的增加,要求较高水平的施工工艺才能确保高层建筑的稳固屹立。从功能角度来看,高层建筑的上部结构一般要求进行小空间的轴线布置,而在其下部的结构中则需要进行大空间范围的轴线布置。基于以上标准要求,我们不难看出高层建筑的这一结构施工特点恰好与合理结构及布局自然的一般建筑结构需求背道而驰。产生这种现象的原因在于高层建筑的下部楼层结构需要承受很大的楼体压力,而随着楼层的增加,越接近建筑结构的上部其承受的楼体压力就越小。在一般建筑结构的布置中正常的标准为下部结构的刚度建设标准较大、墙体较多、柱网布设较密,而在上部建筑结构中墙体、柱体的结构数量则进一步降低,同时,轴线间的距离也进一步扩大。而这一正常的建筑结构建设规律却不适应于高层建筑的结构特点,因此为了切实满足高层建筑的结构功能需求,在结构施工建设中我们必须反其道而行之,在上部结构中以小空间布置,在下部结构空间中则用大空间布置。为了满足这一结构目标我们必须采用结构转换施工技术对高层楼层的设置进行必要的转换层施工建设。该类结构转换层可广泛的用于高层建筑的结构剪力墙及框架剪力墙等结构体系中,实现较好的结构功能建设。当然不论采用何类结构转换技术,在高层结构施工建设中,剪力墙转换层施工技术无疑都是目前各项功能指标完备、适用广泛的结构施工技术之一。同时,随着结构转换层位置的升高,具有转换层特点的简体结构施工技术也成为当前的主力施工技术之一。为了明确影响抗震性能的主要因素,我们可通过对以上两种结构转换层施工技术的上层与下层间角度位移及内应力变化指标情况分析,从而得出科学的控制结论。即高层的抗震等级在剪力墙转换层结构技术中与高层建筑转换层的高度设置、其转换层的上下层结构的等效刚度比例关系、转换结构层与其上层的侧向结构刚度比存在着紧密的影响效应关系。而在简体结构转换层施工及时技术中其抗震效应则与转换层上层的外筒刚度、设置高度及内筒刚度有紧密的关系。综上所述我们不难看出,在两类结构转换层施工技术中,转换层的高度是决定其抗震影响效能的最主要因素之一,转换层的高度越高,其上下层之间的位移角度、内应力突变现象就越明显,因此在施工设计中我们应科学的限制其转换层施工设置高度。同时对于位置较低的转换层剪力墙结构施工中,我们可通过对侧向刚度比的控制来调节其转换层较近距离的层间位移角度及其内力突变情况。另外在结构层施工实践中我们还可通过以下措施进一步强化高层建筑的下层结构施工强度。即有效的扩大简体结构中落地墙的实际厚度、提高结构施工中的混凝土材料强度等级、依据施工需求在建筑周边增设部分结构剪力墙及壁式框架结构或楼梯间的简体结构,从而有效的增强高层建筑抗震功能,同时我们还可利用不落地的剪力墙开洞施工技术、开口或减小墙面厚度等措施有效的实现弱化上部结构的科学结构施工目标。
3 建筑电气工程施工技术
建筑电气工程施工中主要涵盖了变配电系统、照明电路系统、自动火灾报警系统、安全防范体系、电路布线系统、通信系统、高层建筑防雷接地系统等众多施工环节。基于高层建筑的电气设备构建现状我们不难发现,其具有耗电设备种类繁多、电气系统结构复杂、铺设线路工艺复杂、方式多样、对供电可靠性及安全性需求较高、电能消耗量大、自动化集成控制程度高等特点。因此针对各个电气工程施工环节选用科学的施工技术、合理的施工思路充分适应高层建筑的施工建设特点是十分必要的。在照明系统的构建中,我们应本着事前控制的原则,在土建施工中便考虑周全,对楼道内、走廊中及车库、电梯等场所的照明系统以及安全应急照明、高层室外环境的照明、疏散指示照明等环节施工进行预留到位处理。基于高层建设高度较高及居民住宅分布密集的特点,在防雷接地的设施建设中我们应采取高度重视的态度,科学的按照防雷类别进行细化施工,并利用建筑桩基、地梁及柱内的主钢筋作为防雷接地的引下线,同时确保其建设数量的达标,做到就地取材、因地制宜。
4 给、排水工程施工技术
高层建筑给排水系统的施工是关系到整个高层建筑能否持续、健康、高效服务的关键环节,一旦高层在投入使用后发生供水系统断水或排水系统堵塞现象,那么将会使用户日常所需的水源连续供给受到严重的影响并导致重大的经济损失。因此在该施工环节我们应本着安全、可靠、高效、连续、畅通的水源供给原则,对管网进行科学布置设计与高水平的建设施工。在高层建筑室内的给水管道施工设计中应确保其不穿越重要的变配电房间、高层集中通讯控制机房及大型的网络枢纽控制间等,不应为了施工便利就将其布线从生产设备的上方通过。另外高层建筑内部生活给水及排水管的埋地铺设环节也应做到科学有序,不能将两管道进行就近交叉铺设,其平行距离应在半米以上,给水管在上、排水管在下,且交叉距离不应小于0.15 米。当进行给水管道的隐藏敷设时,不应将其直接设置在建筑的结构层中,而是应通过穿越地下室及高层建筑外墙的方式进行暗敷,且对于穿越屋面的管道部分应通过选择防水套管设置的方式为其进行必要的防水保护。
5 通风及空调工程的施工技术
为了给高层建筑营造良好的居住及使用环境,目前我国大部分的高层建筑工程中均包含大型的空调机组以便依据外界环境、天气的变化为高层建筑提供夏季凉爽送风、冬季保温供暖的人性化服务。同时还会在车库及电梯间、楼梯间进行必要的通风设计与防、排烟管道及风井的建设施工。因此我们可通过在建筑屋顶加设正压加压风机的建设方式,为高层建筑营造良好、畅通的通风环境。基于这一完善建设目标,在事前施工与控制阶段,我们应严把质量关,按照相关条例标准进行文明施工、科学施工,依据建筑空调及通风工程的施工特点进行完备的风管制作,部件构造及各风管系统的安装、空调及通风设备的安装、空调水循环系统、制冷系统等各环节的安装。同时还应依据防腐及绝热的需求展开对空调通风系统工程的详细调试、对其各项工程的综合效能进行核定及调节。
6 结语
总之,在高层建筑的工程建设中,我们只有本着高效、科学、标准、规范的设计施工原则,依据各工程施工技术特点进行秩序化、规范化、科学化的适应性施工管理,严把质量关、加强基础施工建设,因地制宜、安全规范,才能最终使高层建筑工程施工在复杂的体系结构中找出头绪、理清思路,依据用户的丰富需求开展人性化施工设计,并促进高层建筑各项工程建设水平的稳步提升,切实为延长高层建筑的使用寿命做出贡献。
参考文献:
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10高层建筑实例分析