時間:2022-05-18 17:58:49
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[論文關鍵詞]高層建筑;結構特點;結構體系
我國改革開放以來,建筑業有了突飛猛進的發展,近十幾年我國已建成高層建筑萬棟,建筑面積達到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:地王國際商會中心即地王大廈共54層,高206.3米。隨著城市化進程加速發展,全國各地的高層建筑不斷涌現,作為土建工作設計人員,必須充分了解高層建筑結構設計特點及其結構體系,只有這樣才能使設計達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的基本原則。
一、高層建筑結構設計的特點
高層建筑結構設計與低層、多層建筑結構相比較,結構專業在各專業中占有更重要的位置,不同結構體系的選擇,直接關系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機電管道的設置、施工技術的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。其主要特點有:
(一)水平力是設計主要因素
在低層和多層房屋結構中,往往是以重力為代表的豎向荷載控制著結構設計。而在高層建筑中,盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要影響,但水平荷載卻起著決定性作用。因為建筑自重和樓面使用荷載在豎向構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與建筑高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩、以及由此在豎向構件中所引起的軸力,是與建筑高度的兩次方成正比。另一方面,對一定高度建筑來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨著結構動力性的不同而有較大的變化。
(二)側移成為控指標
與低層或多層建筑不同,結構側移已成為高層結構設計中的關鍵因素。隨著建筑高度的增加,水平荷載下結構的側向變形迅速增大,與建筑高度H的4次方成正比(=qH4/8EI)。
另外,高層建筑隨著高度的增加、輕質高強材料的應用、新的建筑形式和結構體系的出現、側向位移的迅速增大,在設計中不僅要求結構具有足夠的強度,還要求具有足夠的抗推剛度,使結構在水平荷載下產生的側移被控制在某一限度之內,否則會產生以下情況:
1.因側移產生較大的附加內力,尤其是豎向構件,當側向位移增大時,偏心加劇,當產生的附加內力值超過一定數值時,將會導致房屋側塌。
2.使居住人員感到不適或驚慌。
3.使填充墻或建筑裝飾開裂或損壞,使機電設備管道損壞,使電梯軌道變型造成不能正常運行。
4.使主體結構構件出現大裂縫,甚至損壞。
(三)抗震設計要求更高
有抗震設防的高層建筑結構設計,除要考慮正常使用時的豎向荷載、風荷載外,還必須使結構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,如果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造價和處理措施,可以多建層數,這在軟弱土層有突出的經濟效益。
地震效應與建筑的重量成正比,減輕房屋自重是提高結構抗震能力的有效辦法。高層建筑重量大了,不僅作用于結構上的地震剪力大,還由于重心高地震作用傾覆力矩大,對豎向構件產生很大的附加軸力,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,框架中柱的軸壓應力往往大于邊柱的軸壓應力,中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時,此種軸向變形的差異將會達到較大的數值,其后果相當于連續梁中間支座沉陷,從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。
(六)概念設計與理論計算同樣重要
抗震設計可以分為計算設計和概念設計兩部分。高層建筑結構的抗震設計計算是在一定的假想條件下進行的,盡管分析手段不斷提高,分析的原則不斷完善,但由于地震作用的復雜性和不確定性,地基土影響的復雜性和結構體系本身的復雜性,可能導致理論分析計算和實際情況相差數倍之多,尤其是當結構進入彈塑性階段之后,會出現構件局部開裂甚至破壞,這時結構已很難用常規的計算原理去進行分析。實踐表明,在設計中把握好高層建筑的概念設計也是很重要的。
二、高層建筑的結構體系
(一)高層建筑結構設計原則
1.鋼筋混凝土高層建筑結構設計應與建筑、設備和施工密切配合,做到安全適用、技術先進、經濟合理,并積極采用新技術、新工藝和新材料。
2.高層建筑結構設計應重視結構選型和構造,擇優選擇抗震及抗風性能好而經濟合理的結構體系與平、立面布置方案,并注意加強構造連接。在抗震設計中,應保證結構整體抗震性能,使整個結構有足夠的承載力、剛度和延性。
(二)高層建筑結構體系及適用范圍
目前國內的高層建筑基本上采用鋼筋混凝土結構。其結構體系有:框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構等。
1.框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架,它是主要承重結構,各平面框架再由連系梁連系起來,即形成一個空間結構體系,它是高層建筑中常用的結構形式之一。
框架結構體系優點是:建筑平面布置靈活,能獲得大空間,建筑立面也容易處理,結構自重輕,計算理論也比較成熟,在一定高度范圍內造價較低。
框架結構的缺點是:框架結構本身柔性較大,抗側力能力較差,在風荷載作用下會產生較大的水平位移,在地震荷載作用下,非結構構件破壞比較嚴重。
框架結構的適用范圍:框架結構的合理層數一般是6到15層,最經濟的層數是10層左右。由于框架結構能提供較大的建筑空間,平面布置靈活,可適合多種工藝與使用的要求,已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。
2.剪力墻結構體系。在高層建筑中為了提高房屋結構的抗側力剛度,在其中設置的鋼筋混凝土墻體稱為“剪力墻”,剪力墻的主要作用在于提高整個房屋的抗剪強度和剛度,墻體同時也作為維護及房間分格構件。
剪力墻結構中,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,剪力墻結構表現了良好的抗震性能,震害較少發生,而且程度也較輕微,在住宅和旅館客房中采用剪力墻結構可以較好地適應墻體較多、房間面積不太大的特點,而且可以使房間不露梁柱,整齊美觀。
剪力墻結構墻體較多,不容易布置面積較大的房間,為了滿足旅館布置門廳、餐廳、會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,形成框支剪力墻結構。
在框支剪力墻中,底層柱的剛度小,形成上下剛度突變,在地震作用下底層柱會產生很大內力及塑性變形,因此,在地震區不允許采用這種框支剪力墻結構。
3.框架—剪力墻結構體系。在框架結構中布置一定數量的剪力墻,可以組成框架—剪力墻結構,這種結構既有框架結構布置靈活、使用方便的特點,又有較大的剛度和較強的抗震能力,因而廣泛地應用于高層建筑中的辦公樓和旅館。
4.筒體結構體系。隨著建筑層數、高度的增長和抗震設防要求的提高,以平面工作狀態的框架、剪力墻來組成高層建筑結構體系,往往不能滿足要求。這時可以由剪力墻構成空間薄壁筒體,成為豎向懸臂箱形梁,加密柱子,以增強梁的剛度,也可以形成空間整體受力的框筒,由一個或多個筒體為主抵抗水平力的結構稱為筒體結構。通常筒體結構有:
(1)框架—筒體結構。中央布置剪力墻薄壁筒,由它受大部分水平力,周邊布置大柱距的普通框架,這種結構受力特點類似框架—剪力墻結構,目前南寧市的地王大廈也用這種結構。
(2)筒中筒結構。筒中筒結構由內、外兩個筒體組合而成,內筒為剪力墻薄壁筒,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作用,類似一個多孔的豎向箱形梁,有很好的抗風和抗震性能。目前國內最高的鋼筋混凝土結構如上海金茂大廈(88層、420.5米)、廣州中天廣場大廈(80層、320米)都是采用筒中筒結構。
(3)成束筒結構。在平面內設置多個剪力墻薄壁筒體,每個筒體都比較小,這種結構多用于平面形狀復雜的建筑中。
(4)巨型結構體系。巨型結構是由若干個巨柱(通常由電梯井或大面積實體柱組成)以及巨梁(每隔幾層或十幾個樓層設一道,梁截面一般占一至二層樓高度)組成一級巨型框架,承受主要水平力和豎向荷載,其余的樓面梁、柱組成二級結構,它只是將樓面荷載傳遞到第一級框架結構上去。這種結構的二級結構梁柱截面較小,使建筑布置有更大的靈活性和平面空間。
除以上介紹的幾種結構體系外,還有其他一些結構形式,也可應用,如薄殼、懸索、膜結構、網架等,不過目前應用最廣泛的還是框架、剪力墻、框架—剪力墻和筒體等四種結構。
[參考文獻]
[1]GB50011-2001建筑抗震設計規范.
[2]GB50010-2002混凝土結構設計規范.
轉換層實現上下結構的轉化大致有以下三種類型。
1.1上下層結構類型的改變,如轉換層以下為框架、框架-剪力墻或框架-筒體等結構形式,轉換層以上為剪力墻、剪力墻-筒體等結構形式。
1.2上下層柱網、軸線的改變,轉換層的上下層結構形式不變,僅柱網、軸線有所變化,常用于筒體結構建筑中。
1.3上下層不僅結構類型有所改變,而且柱網、軸線也有所改變,常用于上下層功能變化較大或較復雜的建筑物。
2轉換層的結構形式
由于轉換層上下結構轉換有多種類型,所以轉換層本身的結構形式也有不同,常用的有以下幾種。
2.1梁式結構的轉化層。梁式結構的轉化層一般在轉換層的樓面設置縱橫交錯的鋼筋砼承重大梁。為適應上部荷載的需要,梁的截面尺寸比較大,常用的尺寸有1000mm×2000mm,1200mm×250
0mm,1500mm×3000mm等。
2.2桁架式結構的轉換層。桁架式結構的轉換層是有梁式結構的轉化層變化而來的,整個轉換層由多榀鋼筋混凝土桁架組成承重結構,桁架的上下弦桿分別設在轉換層的上下樓面的結構層內,層間設有腹桿。由于桁架高度較高,所以上下弦的截面尺寸相對較小。
2.3箱式結構的轉換層。箱式結構的轉換層實際上也是有梁式結構的轉化層變化而來的。有縱橫交錯的雙向主次梁連同上下層樓面的樓板結構以及四周墻壁構成全封閉的箱式結構轉換層,整個轉換層就像一只大箱子,當然四周也可以適當開洞。
2.4板式結構(厚板)的轉換層。板式結構的轉換層通常適用于上下層既有結構類型的改變,又有柱網、軸線的變化整個轉換層是一塊厚達2.0~3.0m的實心鋼筋混凝土承重板。有的板式轉換層中在一定的部位也設置暗梁,以滿足上部結構的變化要求。
3轉換層的施工特點
3.1模板支撐系統。轉換層結構的體量大、自重大,對模板支撐系統的承載能力、剛度和穩定性都有嚴格的要求,必須進行詳細的計算,切不可憑經驗辦事。以梁式結構轉換層為例,梁本身的線荷載通常在60~100KN/m,加上施工荷載就更大,對于板式結構,每平方米的荷載(樓板荷載+施工荷載)也在100~150KN,因此,往往需要搭設滿堂紅支撐系統,其立柱一直搭至地下室,使荷載直接傳值房屋基礎。當作為多層支撐荷載傳遞時,上下立柱的位置應對齊,防止上下樓面因
在梁式結構轉化層施工中,由于梁的側向高度較大,厚度較薄,所以尚應驗算模版系統側向穩定性和側向強度,防止整體跑位和脹模。
3.2鋼筋綁扎。轉換層中的鋼筋,其特點一是數量多,而是直徑大。對梁式結構轉化層來說,其鋼筋綁扎通常在梁的底模板架設完成后進行,鋼筋綁扎完畢經過驗收后安裝大梁兩側的模板。鋼筋綁扎中應切實注意鋼筋骨架側向的穩定,防止傾倒傷人。
粗直徑豎向鋼筋接頭宜用電渣壓力焊或冷擠壓接頭,按規范要求,同一斷面接頭應錯開50%。
鋼筋保護層應用相應的粗直徑鋼筋頭焊于主筋上,常用的砂漿墊塊易壓碎。
當轉換層的梁或板混凝土分兩次澆筑時,應在施工縫上增設若抗剪鋼筋,以保證上下層混凝土結合牢固。
轉換層結構設計中,目前也較多采用后張拉預應力結構。
3.3混凝土澆筑。轉換層的混凝土一次澆筑量很大,混凝土的強度等級也較高,一般為C40~C60,特別是梁式結構轉換層和板式結構轉換層,混凝土澆筑量大,大多屬于大體積混凝凝土施工,不僅對模板支撐系統帶來很大困難,而且混凝土內部容易產生溫度裂縫。為此,很多工程的施工,在征得設計單位的認可后,將混凝土二次疊澆成型,即分層澆筑,形成整體。這樣做,既可減輕模板支撐系統的承載荷重,因為利用先澆注部分混凝土的齡期強度參與模板職稱一起承受上部后澆筑混凝凝土的荷載重量以及施工荷載,從而節約模板支撐費用,同時頁保證了混凝土澆筑質量。由于梁式或板式轉換層承受的上部荷載都很大,在混凝土分層澆筑時,應保證上下層之間銜接緊密,通常采用在銜接面上假設豎向抗剪鋼筋或在銜接面上設置若干抗剪槽,使上下層混凝土結合緊密。
3.4混凝土養護。混凝土由于澆注體量大,所以澆筑后特別注意養護,以減小混凝土內部與表面的溫差值。待混凝土澆筑后,應用草包、麻袋或塑料薄膜覆蓋保溫,使表面保持濕潤狀態。冬季施工時還應按規定做好保溫測溫工作。受力不勻而造成的局部損傷。
關鍵字:高層建筑豎向分區耗熱量減壓閥
前言
華源大廈位于廣東省東莞市厚街鎮107國道邊,地勢較平坦,總建筑面積約124100m2,主樓高52層,地面以上高度182.60m,地下室共二層,地下二層為六級人防掩蔽所,平時用作停車場,地下一層主要用作空調機房及水池,裙樓下半地下層用作車庫,配電房。首層至六層為裙房,含大堂﹑廚房﹑餐廳﹑宴會廳﹑健身房﹑桑拿房﹑卡拉OK包房﹑會議室等綜合配套設施。主樓九至二十三層為辦公用房,二十五至五十一層為酒店客房,五十二層為特色餐廳,其中二十四﹑三十九層為避難層及設備用房。
1生活給水系統
1.1,室外給水系統
從107國道市政給水管引入一根DN200給水管,且在旁邊嘉華酒店引入一根DN200給水管形成兩路供水。市政水壓不低于0.20MPa,供水量可滿足本工程要求。在本建筑周圍設DN200環狀給水管,每隔100m左右設一室外地上式消火栓,共設4套,以供火災時消防車取用。室外給水管采用球墨給水鑄鐵管,柔性膠圈接口。
1.2,室內給水系統
(1)室內生活、消防給水系統分開設置。
(2)生活給水系統采用并聯與串聯相結合的給水方式,共分為七個壓力分區。一區:(直供區):地下二層至半地下層,由市政管網直供。本區考慮生活水箱,消防水池、中餐廳廚房等用水。二區:首層至八層,由地下一層水泵房內的變頻調速給水設備供給。本區考慮中餐包房、卡拉OK房、桑拿等用水。三區:九層至二十層,由設在二十四房避難房的中間水箱供給,九、十層支管減壓。本區考慮辦公用水。四區:二十一層至二十九層,由屋頂水箱經減少閥減壓后供給本區考慮部分辦公及部分客房用水。五區:三十層至三十八層,由屋頂水箱經減壓閥減壓后供給。本區考慮部分客房用水。六區:三十九層至四十六層,由屋頂水箱直接供給。本區考慮部分客房用水。七區:四十七至五十二層,由屋頂水箱經變頻調速給水設備加壓后供給。本區考慮部分客房及頂層餐廳用水。
(3)地下一層生活水箱有效容積225m3,二十四層避難層中間水箱有效容積30m3,屋頂生活水箱有效容積80m3。
(4)給水深度處理為改善水質,市政自來水進入地下室先經過石英砂壓力過濾器處理后進入生活用水箱,以去除自來水中的雜質。
(5)消毒設備選擇為防止生活用水二次污染,采用H2000-30型高效復合二氧化氯發生器一臺,用于生活給水消毒。
(6)管材及閥門生活給水管采用銅管,閥門采用銅閘閥及銅截止閥。
2生活熱水系統
熱水系統的供應對象為各客房衛生間的洗浴熱水、桑拿淋浴用水、辦公部分及公共部分的衛生熱水。為保證用水水壓的穩定與平衡,熱水系統的壓力分區與冷水系統完全相同。為使每個壓力分區的熱水系統能自成系統地獨立運行,水加熱器按壓力分區分組設置,在減壓分區的水加熱器前(冷水側)設減壓閥。所有壓力分區的管網圖式均為上行下給式機械全循環方式。水加熱器的熱媒采用蒸汽。
(1)耗熱量計算
采用衛生器具和其熱水用水量定額計算法計算。廚房用熱水溫度要求較高處,采用局部電加熱。
同時使用系數取0.7,熱水溫度40°C,冷水計算溫度10°C(地面水),浴缸1小時用水
量按300升計。
(2)管材及閥門
熱水管采用銅管,閥門采用銅閘閥及銅截止閥。
(3)飲用水
酒店客房免費提供瓶裝優質礦泉水,辦公層提供桶裝水。故本項目不做管道直飲水系統。
3消火栓給水系統
室外消防管網采用低壓制,呈環狀設置,共設四個地上式室外消火栓。室內消防系統共設8套地上式水泵接合器,其中接消火栓系統6套,接自動噴水系統2套。室內消火栓系統用水量40l/s,火災延續時間3小時。室內消火栓給水管網成環狀布置。豎向分為四個個區,每個區最低層消火栓口的靜水壓力不大于0.80MPa。消火栓口的出水壓力大于0.50MPa時,采用減壓穩壓消火栓。Ⅰ區:地下二層~八層Ⅱ區:九層~二十四層Ⅲ區:二十五層~三十七層Ⅳ區:四十層~五十二層Ⅰ、Ⅱ區為低區,設一組消防泵供水;Ⅲ、Ⅳ區高區,另設一組消防泵供水。Ⅰ、Ⅱ區和Ⅲ、Ⅳ區之間分別設置減壓閥減壓。
在地下一層設置消防水池。消防水池有效容積532m3,分為兩格。在52層屋頂設消防水箱,有效容積18m3。地下一層消防水泵房內設置消火栓加壓泵,高低區消防主泵均為三臺,兩用一備。發生火災時先啟動一臺消防泵,當供水壓力不能滿足要求時再啟動第二臺消防泵。在屋頂設備房設消防專用氣壓供水設備,以保證最高幾層消防管網的壓力。各層消火栓設置保證防護面積內任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達,充實水柱為13m。
4自動噴水滅火系統
本建筑的公共活動用房、走道、廚房、餐廳、客房、辦公室、庫房、地下車庫以及面積大于5m2的衛生間等處均設置自動噴水滅火系統;自動噴水滅火系統按中危險等級設計,其中車庫、廚房等按中危Ⅱ級,其它場所按中危Ⅰ級設計。中危Ⅰ級的設計流量為20.8l/s,中危Ⅱ級的設計流量為27.7l/s。自動噴水滅火系統豎向分為高、低兩個區;高低區各設兩臺噴淋泵供水,水泵為一用一備。高區:二十四層~五十二層低區:地下二層~二十三層自動噴水滅火系統接屋頂消防水箱,在屋頂設備房設穩壓裝置,噴淋系統低區設消防水泵接合器。
5其他滅火系統
5.1,氣體滅火系統
發電機房、鍋爐房采用高壓CO2氣體滅火系統滅火,設計與施工應委托專業消防工程公司完成。
5.2,滅火器的配置
本建筑火災危險等級除中餐廳廚房為嚴重危險級外,其它場所大部分為中危險級。主要火災種類為A類火災,廚房及地下車庫為A、B類火災,電氣設備用房為帶電類火災。按《建筑滅
火器配置設計規范》GBJ140-90(1997年版)要求,在本建筑內的公共場所、走道、宴會廳、廚房、地下車庫、機電設備用房等處均設置手提式干粉或二氧化碳滅火器,在地下車庫增設推車型泡沫滅火器。
6排水系統
6.1,生活排水系統
市政排水系統采用雨、污分流制。故室外排水采用雨、污分流制。
(1)地下室污水無法自流排出室外,采用潛污泵抽升排出。
(2)消防電梯機坑設容積不小于2m3的集水井,排水泵的流量取大于10L/s。
(3)廚房及餐廳污水單獨排至裙樓半地下層的污水處理間。
(4)主樓衛生間采用糞、污立管及專用通氣管的三管制排水方式。并在每個客房衛生間設器具通氣支管以改善排水條件,降低噪聲。糞便污水經化糞池預處理后與生活污水一起排入市政污水管網。
(5)餐廳廚房含油污水必須進行預處理后,方能排入市政下水道。
在高層建筑隨工檢測過程中,需要根據工程進度隨時查閱相關圖紙。電氣施工圖電氣施工圖中,記錄均壓環設置的起始層數、高度、均壓環間距、利用主筋數量、主筋截面積、引下線數量、引下線與均壓環交匯位置、各層金屬門窗與均壓環連接方式等。結構配筋圖結構配筋圖中,記錄均壓環中鋼筋的數量、主筋尺寸、均壓環通長連接的方式、均壓環與引下線主筋的連接方式和位置、各類接地預留位置等。
2現場檢測及檢查
均壓環的檢測工作,應分為首層均壓環檢測和標準層(高層建筑中空間位置布置相同的層)均壓環檢測。根據查閱圖紙環節記錄的相關內容,嚴格對照現場實際施工情況檢查和測量。均壓環起始層設置應符合GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》中的要求,即第一類防雷建筑物不高于30m,第二類防雷建筑物不高于45m,第三類防雷建筑物不高于60m。鑒于防雷工程中的均壓環實際上與土建工程中的建筑外圈梁為同一項工程,所以起始層均壓環建議從建筑物的首層做起。實際檢測判定結果應以符合規范及設計要求為準。標準層均壓環應利用建筑物外圈梁中兩根主筋通長連接,再與本層的所有引下線分別可靠連接,路徑設置應符合雷電流泄放的最短路徑原則,且應形成有效的閉合回路。均壓環中的主筋數量及尺寸應滿足規范及設計要求,要求使用不小于48mm鋼筋或截面積不小于48mm2的鍍鋅扁鋼焊接成閉合環路。利用建筑物圈梁內主筋作為均壓環時,現場應主要檢查主筋的焊接質量,不應有漏焊、夾渣、咬肉、焊渣未清理現象,搭接長度及轉角處的跨接鋼筋曲率應滿足規范要求。鋼筋焊接部分應做好防腐處理。實際檢測判定結果應以符合規范及設計要求為準。現場還應檢查均壓環與金屬門窗及外墻大型金屬物連接的預留接地,每層設均壓環的建筑物,應在上下兩層均壓環各自引出接地預留。隔層設均壓環的,應在每個門窗洞口設置不少于2點的接地預留。本層衛生間等電位預留,應就近從本層或最近層的均壓環引出,滿足雷電流泄放的最短路徑原則,且應根據圖紙中等電位箱的實際高度,留出足夠長度的預留鋼筋或扁鐵。均壓環接地電阻應在按照規范要求的前提下滿足設計要求。隨工檢測時應在均壓環鋼筋綁扎、焊接工作完成后,混凝土澆筑施工前進行。測點選擇應均勻分布在均壓環各個方向。均壓環轉角處及均壓環與引下線連接處也應進行測試,并測試過渡電阻。套管連接的主鋼筋,在套管兩側也應測試過渡電阻。過渡電阻的阻值應滿足規范要求。
3小結
高層建筑的消防管理,與一般建筑的消防管理相比,大致有以下特點。
1、高層民用建筑內部的陳設和裝修材料大多是可燃或易燃物品;高層工業建筑使用和儲存的易燃、可燃物更多火災負荷很大建筑內的
樓梯間、管道井、電纜井、排氣道、垃圾道等各種豎向管井,就象一座座高聳的煤囪,加上高樓受氣壓和風速的影響,一旦發生火災,火勢猛烈、蔓延迅速。而且建筑物高、樓層、垂直疏散題離遠,需要疏散的時間長、人員集中,疏散設施又少、人員疏散困難,容易造成很大的人員傷亡加之樓層高、建筑結構的特殊性,對撲救造成很大的困難。因此,高層建筑的火災危險性比一般建筑大得多。搞好高層建筑的消防管理,應是建筑消防管理的重點。
2.高層建筑消防功能與其建筑結構和使用功能是截然不可分割的一個整體。在進行建筑設計的同時,必須搞好其防火設計,并做到同步施工,同時投入使用。如果在建筑設計、施工階段,各項消防技術措施得不到貫徹和落實,等到工程竣工后,才發現存在有不安全因素,不符合防火要求,為時晚矣。即使采取一定的補救措施,則已影響工程的投產和使用,而且在資金、材料等方面都將造成巨大浪費,有的甚至無可挽回,將會貽患無窮。因此,對高層的建筑消防管理,必須嚴格控制這幾個環節,才會有管理的主動權。
2、高層建筑消防存在的問題
隨著高層建筑的興起,我們還看到,在高層建筑消防管理方面,各地已經走出了路子、提供了經驗、也提出了許多尚待進一步探索的問題,目前主要有:
1、建筑設計消防管理方法落后、控制能力不強,致使設計單位和設計人員消防責任不明。一些設計人員憑經驗設計,依*消份;部門把關的依賴思想,發現了不少不合格的施工圖建筑設計防火規范難以落實。
2、消防安全意識薄弱,一些建設單位對消防設備、設施的重要性和必要性認識不夠。往往為增加使用面積,壓縮投資而擅自降抵消防安全標準,裁減消防建設項目。
3、一些施工單位不具備施工能力,只是為了賺錢而從事消防工程的施工不能正確領會設計意圖,對現代消防設備的性能缺乏足夠了解,缺乏實際施工、安裝的經驗,無法保證工程的質量。
4、消防設備、設施維護管理工作簿弱,有的不設專業崗位人員,由兼職人員管理,甚至不經過崗位技術培訓的人員也頂崗,未建立安全技術操作規程和崗位責任制度,有的雖建立了制度也不能嚴格執行,對消防系統技術功能不熟悉,更不能正確處理運行中出現的故障和維修,甚至不懂技術而誤操作。
5、隨意改變高層建筑使用性質和功能,采用大量可燃、易燃材料進行室內裝修,在施工中破壞建筑內部的防火、防煙分隔、安全疏散和原有消防設施、設備的現象屢見不鮮。
6、隨著改革開放的逐步深入,市場經濟體制的建立、高層建筑一家所有多家使用的現象比比皆是,大多沒有建立與之相適應的消防管理機制,消防設施、設備的維護無人問津,消防安全管理成了死角或流于形式。
7、高層建筑消防管理法規、消防工程技術法規目前尚不健全、不配套。
3、高層建筑消防管理問題的對策
1、堅持“預防為主、防消結合”的方針,嚴把“三關”。
高層建筑存在的隱患,是設計不合理、不完善,施工不符合要求,驗收不嚴格帶來的。把好三關,是消除隱患,預防火災最基礎的工作。
(1)設計的防火審核關。在實施審核中以法律為后盾,貫徹技術規范。一是加強消防技術法規和地方性法規的建設;二是積極、靈活地貫徹“誰主管、誰負責”的原則,在設計院、室成立防火審核機構,明確防火負責人。
(2)施工檢查關。施工單位是否有消防安裝許可證,是否有安裝經驗及專業技術人員,是否按圖施工,消防隱蔽工程是否能滿足要求等情況,只有在施工期間進行檢查,才不致于完工后因既成事實或隱蔽無法看到而造成隱患。
(3)施工驗收關。消防驗收的好壞不僅直接反映出消防監督力量和依法監督的水平,而且關系到消防工程的質量的高層建筑的安全度。為此一是把握技術關,消防驗收必須有工程設計的技術負責人參加,由他們對各項專業的消防設備、設施技術負責、共同參與質量評價;二是應制定一系列的驗收標準,進行定性、定量地評價高層建筑消防工程的質量。
2、實行技術培訓,強化高層建筑消防工程管理。
高層建筑消防工程的通過驗收并交付用戶投人運行后,重點是要加強管理,建立嚴格的管理制度,選派的崗位值班人員要經過技術培訓,經消防監督部門考核,發給崗位工作證以后,方可值班頂崗,培訓工作可以由消防監督部門組織生產廠家或安裝調試進行,并對系統定期進行維護保養。
3、進一步落實逐級防火責任制。高層建筑的消防安全工作不是哪一個人的問題,而是每個人都有的義務,要層層落實責任制度,尤其是多家經營、使用的高層建筑,要成立有出租單位牽頭,租用單位參加的防火安全領導小組,各租用單位要有一名領導分管消防安全,集中管理大樓內的消防安全工作,定期召開會議,按時進行防火檢查,制定嚴格地消防管理制度,樓內各處、科、室要層層落實消防安全責任制,做到層層有人管,處處有人抓。
4、普及高層建筑消防常識,組織消防演練。提高全民對高層建筑的消防意識,是一個社會問題。只有全社會都來重視加強對高層建筑的消防工作,人人自覺遵守消防規定,關心和支持消防工作,才能把高層建筑的消防工作做好。
研究高層建筑消防管理工作的新情況、新特點、新問題,探索如何實施和加強高層建筑消防管理,我們已邁出一大步。在不少方面、不少環節上有待進一步總結、完善和提高。
五、參考文獻
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[2]嚴娟.多業態高層建筑消防管理初探[J].消防月刊,2000,(09).
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[6]譚連生.高層建筑火災特點與滅火對策[J].時代消防,1997,(04).
關鍵字:高層建筑豎向分區耗熱量減壓閥
前言
華源大廈位于廣東省東莞市厚街鎮107國道邊,地勢較平坦,總建筑面積約124100m2,主樓高52層,地面以上高度182.60m,地下室共二層,地下二層為六級人防掩蔽所,平時用作停車場,地下一層主要用作空調機房及水池,裙樓下半地下層用作車庫,配電房。首層至六層為裙房,含大堂﹑廚房﹑餐廳﹑宴會廳﹑健身房﹑桑拿房﹑卡拉OK包房﹑會議室等綜合配套設施。主樓九至二十三層為辦公用房,二十五至五十一層為酒店客房,五十二層為特色餐廳,其中二十四﹑三十九層為避難層及設備用房。
1生活給水系統
1.1,室外給水系統
從107國道市政給水管引入一根DN200給水管,且在旁邊嘉華酒店引入一根DN200給水管形成兩路供水。市政水壓不低于0.20MPa,供水量可滿足本工程要求。在本建筑周圍設DN200環狀給水管,每隔100m左右設一室外地上式消火栓,共設4套,以供火災時消防車取用。室外給水管采用球墨給水鑄鐵管,柔性膠圈接口。
1.2,室內給水系統
(1)室內生活、消防給水系統分開設置。
(2)生活給水系統采用并聯與串聯相結合的給水方式,共分為七個壓力分區。一區:(直供區):地下二層至半地下層,由市政管網直供。本區考慮生活水箱,消防水池、中餐廳廚房等用水。二區:首層至八層,由地下一層水泵房內的變頻調速給水設備供給。本區考慮中餐包房、卡拉OK房、桑拿等用水。三區:九層至二十層,由設在二十四房避難房的中間水箱供給,九、十層支管減壓。本區考慮辦公用水。四區:二十一層至二十九層,由屋頂水箱經減少閥減壓后供給本區考慮部分辦公及部分客房用水。五區:三十層至三十八層,由屋頂水箱經減壓閥減壓后供給。本區考慮部分客房用水。六區:三十九層至四十六層,由屋頂水箱直接供給。本區考慮部分客房用水。七區:四十七至五十二層,由屋頂水箱經變頻調速給水設備加壓后供給。本區考慮部分客房及頂層餐廳用水。
(3)地下一層生活水箱有效容積225m3,二十四層避難層中間水箱有效容積30m3,屋頂生活水箱有效容積80m3。
(4)給水深度處理為改善水質,市政自來水進入地下室先經過石英砂壓力過濾器處理后進入生活用水箱,以去除自來水中的雜質。
(5)消毒設備選擇為防止生活用水二次污染,采用H2000-30型高效復合二氧化氯發生器一臺,用于生活給水消毒。
(6)管材及閥門生活給水管采用銅管,閥門采用銅閘閥及銅截止閥。
2生活熱水系統
熱水系統的供應對象為各客房衛生間的洗浴熱水、桑拿淋浴用水、辦公部分及公共部分的衛生熱水。為保證用水水壓的穩定與平衡,熱水系統的壓力分區與冷水系統完全相同。為使每個壓力分區的熱水系統能自成系統地獨立運行,水加熱器按壓力分區分組設置,在減壓分區的水加熱器前(冷水側)設減壓閥。所有壓力分區的管網圖式均為上行下給式機械全循環方式。水加熱器的熱媒采用蒸汽。
(1)耗熱量計算
采用衛生器具和其熱水用水量定額計算法計算。廚房用熱水溫度要求較高處,采用局部電加熱。
同時使用系數取0.7,熱水溫度40°C,冷水計算溫度10°C(地面水),浴缸1小時用水
量按300升計。
(2)管材及閥門
熱水管采用銅管,閥門采用銅閘閥及銅截止閥。
(3)飲用水
酒店客房免費提供瓶裝優質礦泉水,辦公層提供桶裝水。故本項目不做管道直飲水系統。
3消火栓給水系統
室外消防管網采用低壓制,呈環狀設置,共設四個地上式室外消火栓。室內消防系統共設8套地上式水泵接合器,其中接消火栓系統6套,接自動噴水系統2套。室內消火栓系統用水量40l/s,火災延續時間3小時。室內消火栓給水管網成環狀布置。豎向分為四個個區,每個區最低層消火栓口的靜水壓力不大于0.80MPa。消火栓口的出水壓力大于0.50MPa時,采用減壓穩壓消火栓。Ⅰ區:地下二層~八層Ⅱ區:九層~二十四層Ⅲ區:二十五層~三十七層Ⅳ區:四十層~五十二層Ⅰ、Ⅱ區為低區,設一組消防泵供水;Ⅲ、Ⅳ區高區,另設一組消防泵供水。Ⅰ、Ⅱ區和Ⅲ、Ⅳ區之間分別設置減壓閥減壓。
在地下一層設置消防水池。消防水池有效容積532m3,分為兩格。在52層屋頂設消防水箱,有效容積18m3。地下一層消防水泵房內設置消火栓加壓泵,高低區消防主泵均為三臺,兩用一備。發生火災時先啟動一臺消防泵,當供水壓力不能滿足要求時再啟動第二臺消防泵。在屋頂設備房設消防專用氣壓供水設備,以保證最高幾層消防管網的壓力。各層消火栓設置保證防護面積內任何部位有兩個消火栓的水槍充實水柱同時到達,充實水柱為13m。
4自動噴水滅火系統
本建筑的公共活動用房、走道、廚房、餐廳、客房、辦公室、庫房、地下車庫以及面積大于5m2的衛生間等處均設置自動噴水滅火系統;自動噴水滅火系統按中危險等級設計,其中車庫、廚房等按中危Ⅱ級,其它場所按中危Ⅰ級設計。中危Ⅰ級的設計流量為20.8l/s,中危Ⅱ級的設計流量為27.7l/s。自動噴水滅火系統豎向分為高、低兩個區;高低區各設兩臺噴淋泵供水,水泵為一用一備。高區:二十四層~五十二層低區:地下二層~二十三層自動噴水滅火系統接屋頂消防水箱,在屋頂設備房設穩壓裝置,噴淋系統低區設消防水泵接合器。
5其他滅火系統
5.1,氣體滅火系統
發電機房、鍋爐房采用高壓CO2氣體滅火系統滅火,設計與施工應委托專業消防工程公司完成。
5.2,滅火器的配置
本建筑火災危險等級除中餐廳廚房為嚴重危險級外,其它場所大部分為中危險級。主要火災種類為A類火災,廚房及地下車庫為A、B類火災,電氣設備用房為帶電類火災。按《建筑滅
火器配置設計規范》GBJ140-90(1997年版)要求,在本建筑內的公共場所、走道、宴會廳、廚房、地下車庫、機電設備用房等處均設置手提式干粉或二氧化碳滅火器,在地下車庫增設推車型泡沫滅火器。
6排水系統
6.1,生活排水系統
市政排水系統采用雨、污分流制。故室外排水采用雨、污分流制。
(1)地下室污水無法自流排出室外,采用潛污泵抽升排出。
(2)消防電梯機坑設容積不小于2m3的集水井,排水泵的流量取大于10L/s。
(3)廚房及餐廳污水單獨排至裙樓半地下層的污水處理間。
(4)主樓衛生間采用糞、污立管及專用通氣管的三管制排水方式。并在每個客房衛生間設器具通氣支管以改善排水條件,降低噪聲。糞便污水經化糞池預處理后與生活污水一起排入市政污水管網。
(5)餐廳廚房含油污水必須進行預處理后,方能排入市政下水道。
混凝土的抗沖擊性是指當混凝土材料遭受外部打擊時所展現出來的抵抗破壞力的能力,抗沖擊性越強的混凝土所建造出來的建筑物才更加堅固,貢獻出更長的使用壽命。相比于普通的混凝土材料,鋼纖維混凝土的抗沖擊性要高于其兩倍以上,韌性更能達到普通混凝土的十倍之多,因此在現代的建筑材料中,越來越傾向于鋼纖維混凝土的使用,否則高層建筑會更加容易受到外力的侵蝕而出現質量問題和安全隱患。由于高層建筑都不是短時間的易耗品,而是需要長時間使用的資產,因此降低磨損與折舊也是在建造高層建筑的目標之一。在同等條件下,加入了鋼纖維的混凝土的磨損程度要比普通混凝土總體降低百分之三十左右,這可以更好的減少建筑的年度折舊,節約成本,提升利潤空間。
2鋼纖維混凝土原材料配比需求
2.1單位水泥用量
一般來說,在水灰比保持同一水平不變的條件下,如果想要提高拌合料的整體流動性,就需要加入更多的水泥,反之,則在單位混凝土中加入少量水泥。這是因為水泥除了需要滿足空隙填補這一需求,還需要額外的水泥漿來形成間隔防護層,來減少骨料與鋼纖維之間的摩擦,這種性可以有效的增強拌合料的流動性。
2.2水泥品種的選取
不同品種和質量的水泥對于混凝土的整體性能也有著不同程度的影響,因此挑選水泥的品種也是十分必要的。同時在選定品種的基礎上一定要細心挑選符合最低標準的高質量水泥才可。
2.3鋼纖維的選取
在進行鋼纖維種類的篩選時,主要是對長度和直徑進行更替,如果鋼纖維的長度過短則不能有效起到性能提高的作用,而如果鋼纖維過長則會影響拌合物的質量并給施工過程帶來一定的麻煩。同時,如果直徑過細則會在攪拌過程中發生彎折與磨損,反之則會降低強化效果,因此在鋼纖維的長度與直徑的比例也需要挑選。
2.4粗集料的選取
在挑選粗集料時,主要是對其直徑、形狀等進行篩選。高級配的粗集料可以有效的縮小空隙,從而大大增加混凝土的緊實程度。因此,科學合理的選擇粗集料也可以幫助節約成本,提高建筑質量水平。
2.5細集料
細集料也就是我們通常所說的細骨料,主要作用時填充原料空隙并作為鋼纖維混凝土的骨架的一部分。如果細集料的挑選出現不符合實際需求標準的情況,就會使原料空隙過大從而影響混凝土的穩定性。
2.6減水劑
減水劑是一種可以減少拌合過程中用水數量的可溶于水的外加劑,其主要功能在于提高混凝土的耐久程度和抗壓強度等等,在改善混凝土整體性能中起著重要的作用,因此選用適當的減水劑也可以很好的提高混凝土的整體化學性能。
3鋼纖維混凝土施工技術在高層建筑中的應用
3.1鋼纖維混凝土在梁柱節點的應用
梁柱節點在整個框架中處于受力核心區域,起著分配荷載力并保證結構整體性能的重要作用,而節點的承載力主要取決于節點處的混凝土的整體強度,因此對于梁柱節點的強度保證是建筑過程中的一個重點。在梁柱節點處應用鋼纖維混凝土可以有效的提高抗壓性、抗剪性并提高柔韌性,全方位的提高梁柱節點的堅固程度。早在上世紀70年代,就已經有過多次此方面的實驗,結果表明這種材料的混凝土在強度、剛度、荷載能力等各方面都比普通混凝土有著極大程度的超越。在近年來的各種關于節點剛度、承載能力等的研究中,也對鋼纖維混凝土對于高層建筑的整體質量的提高有著更深入的理解和應用。
3.2鋼纖維混凝土的連梁抗震性應用
對于提高高層建筑的抗震性能,鋼纖維混凝土也有著極大的貢獻。因為在高層的建筑物中,連梁起著調節與保證剪力墻與框架這一建筑的核心結構,因此可以說的上是當地震來臨之際的第一道有力的防線。但是如何提高連梁的抗震性能又是一大難題,因為連梁的跨高較大,因此脆性強,遭受外力沖擊時遭到剪性破壞的幾率就會更大。而通過近年建筑界的學者不斷研究,最終發現使用鋼纖維混凝土可以有效的提高連梁的延性與抗震性,可以保證高層建筑在遇到地震等強大的外力沖擊時能夠在建筑的第一道防線處分散更大的沖擊力,從而減少建筑主體的傷害程度。
3.3鋼纖維混凝土的柱延性應用
在建造高層建筑中,為了減少使用的柱子截面數以及降低短柱的數量,通常會在建筑底部的柱子中使用高強度的混凝土,但是這種高強度的混凝土在給建筑帶來便利的同時也存在著安全隱患,這種隱患主要是其較低的柱延性所帶來的。為了兼具強度和延性兩者特性共同存在的方法主要有兩個,第一種是在高強度混凝土使用鋼管等強度較大的材質進行圈圍保護,保持其功能的發揮;第二種方法即在混凝土中混合進入鋼纖維這種可以增強混凝土延性的原料,各項試驗和實踐皆證明了添加了鋼纖維的混凝土在延性上大幅度高于普通混凝土,這就有效的解決了高層建筑因柱延性較低而產生的諸多問題和隱患。
3.4鋼纖維混凝土在高層建筑樁基承臺上的應用
高層建筑中,樁基承臺可以說是受力最復雜的部分之一,由于本身的壓力或者外力,常常要受到彎曲、沖擊、剪性作用等多種力量,而且隨著人們對高層建筑層數要求的提高,樁基承臺所負荷的壓力也越來越大,因此普通的高強度混凝土在日常的工程中早已不適用,鋼纖維混凝土才是有效控制承臺厚度并保證堅固程度的最優選擇。加入了鋼纖維的混凝土在各方面化學特性和物力特性方面都有著明顯優于普通混凝土的優勢,因此,在高層建筑中使用鋼纖維混凝土可以有效堅固建筑各組件,為建筑整體的安全奠定堅實的基礎。
3.5鋼纖維混凝土在高層建筑轉換層大梁中的應用
高層建筑中的功能分布十分復雜,因此常常遇到上下功能不同的問題,這個時候就需要一個中間結構轉換層來進行調節溝通對不同的結構進行轉換。在這個轉換層中,大梁是最核心的一個組成部分,因為其結構的特點,所以壓力負荷極高,對于抗剪和抗裂水平的需求也高于其他部位。例如,某地區通達大廈工程中第十層中的轉換層的大梁全部使用鋼纖維混凝土,在混凝土混合物中,鋼纖維的占比在百分之一,而正是使用了鋼纖維混凝土,轉換層的抗剪性提高了百分之四十五以上,在增強建筑質量的基礎上,還提高了建筑的防震性能,同時提高了經濟使用性。
3.6鋼纖維混凝土在高層建筑柱和剪力墻中的應用
為了提高高層建筑的整體重量負荷能力,通常在建筑的底層的柱和剪力墻中使用高強度混凝土。但是使用高強度混凝土有一個弊端,即當超過一定范圍之后,其材質會變得很脆弱,無法抵抗過強的壓力,因此可以在混凝土中加入適量的鋼纖維,這可以有效的提高其受力極限,使基層建筑更加堅韌。
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