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【关键词】超高层建筑;基础结构;设计;
中图分类号: TU208 文献标识码: A.
引言:基础是整个建筑工程的重要部分,其重要性在结构、占比、造价、工时上有着全面的体现,是建筑设计、建设和施工单位高度重视的关键部位和环节。超高层建筑基础设计工作中只有通过全面了解情况、优化基础选型、全面科学计算等工作才能够确保超高层建筑基础的安全性和功能,同时确保超高层建筑基础工程造价的可控和降低。在超高层建筑基础实际的设计工作中要对基础选型影响因素进行控制,坚持基础选型的原则,通过对超高层建筑框架结构、箱(筏)和桩箱(筏)种类基础的有效设计和全面控制,实现超高层建筑基础设计的目标,促进超高层建筑基础功能的完善,真正完成超高层建筑基础设计的系统性、全面性的目标。
一、超高层建筑结构设计原则
(1)选择适合的基础方案
应该根据工程的上部载荷分布和结构类型,地质条件,施工条件以及相邻的建筑物影响等各种因素进行综合性分析,选择既合理又经济的方案,必要时要进行地基变形演算,在进行设计时要最大限度地发挥地基的潜力。在进行基础设计时,应该参考临近建筑资料和进行现场查看,要有详细的地质勘查报告,一般情况下,在一个结构单元内部适合用两种不同的类型。
(2)对计算结构进行正确分析
高层建筑结构设计普遍运用计算机技术,但是,往往不同的软件会得出不同的计算结果。所以,对于程序的适用条件、范围等设计师应该进行全面的了解。因为软件本身有缺陷、人工输入有误或者程序与结构的实际情况不相符合,在计算机辅助设计时,都会造成错误的计算结果,所以,在拿到电算结构时要求结构工程师要慎重校对,认真进行分析,做出合理的判断。
(3)选用适当的计算简图
.为了保证结构的安全,在选择计算简图时要选择适当的计算简图。如果计算简图选用不当,则会造成结构安全隐患,要有相应的构造措施来保证计算简图。为了减少计算简图的误差,实际结构的节点应该保证在设计所允许的范围之内,因为其不能是纯粹的刚结点。
(4)采取相应的构造措施
强剪弱弯、强柱弱梁、强压若拉、. 强节点弱构件、.注意构件的延性性能原则是在结构设计中要始终牢记的。要注意钢筋的锚固长度,特别是钢筋执行段锚固的长度。要加强薄弱部位,考虑温度应力的影响。
(5)合理选择结构方案
要选择一个切实可行的结构体系与结构形式,一个经济合理的结构方案是一个合理设计的保证。结构体系应该传力简捷,受力明确。地震区应力求平面和竖向规则,同一结构单元不宜混用不同结构体系。总之,必须综合分析工程的材料、施工条件、设计要求、地理环境等,并且要与水、电、建筑等专业进行充分的协商,以此为基础确定结构方案,为结构选型,最好进行多方案比较后选用较为优秀的.
二、超高层建筑基础选型工作的要点
2.1超高层建筑基础选型的影响因素
2.1.1超高层建筑上部结构对基础选型的影响
上部结构对超高层建筑基础类型、深度、浮力等参数存在着直接的影响,由于上部结构种类的不同,会引起超高层建筑基础荷载大小和分布的不同,要在设计超高层建筑基础予以注意。同时,不同类型的超高层建筑上部结构会因自身的类型不同而产生不同的沉降幅度和变形幅度,因此,带来超高层建筑基础形式上的不同。地下室的种类和形状也会对基础选型有一定影响,要在设计超高层建筑基础时做以重点考量。
2.1.2地质条件对超高层建筑基础选型的影响
地质条件中两项情况对超高层建筑基础选型影响最为显著,一是,地基持力层情况,持力层是承受超高层建筑基础负荷的土层,要根据持力层承载能力大小和压缩模量变化幅度选择超高层建筑基础类型;二是,穿越土层基本状况,应该根据土层中地下水影响和桩基穿越能力的大小选择超高层建筑基础的类型。
2.1.3周围环境因素对超高层建筑基础选型的影响
一是,超高层建筑施工的振动和噪声要对基础带来各种影响,因此需要对此加以控制和预防,以便超高层建筑基础能够持久、稳定和安全。二是,超高层建筑施工中的空间因素也会给基础类型带来一定的影响,要选择既利于施工有利于稳定的超高层建筑基础类型。三是,超高层建筑施工中挤土效应,超高层建筑基础桩基的入土和挤土会产生挤土效益,这会对周边建筑和地下管网造成影响,应该从最小影响原则出发,优先选择挤土效应最小的桩基方式进行超高层建筑基础施工。
2.1.4超高层建筑基础桩种类的影响
不同种类的基础桩有着不同的尺寸,应该从持力层性质、安全性要求、超高层建筑负荷等主要方面确定基础桩的类型和规格,使其满足超高层建筑总体施工建设的需要。
2.1.5超高层建筑基础施工的工期
工期是设计超高层建筑基础类型的重要参考参数,要在确保超高层建筑基础施工速度、施工质量和施工效益的基础上形成最为科学的施工
工期,实现超高层建筑总体价值的全面兼顾。
2.2超高层建筑基础选型的基本原则
超高层建筑基础选型应该坚持的原则有:一是,多样式原则,超高层建筑基础设计单位应该全面掌握各种超高层建筑基础类型,并有针对性地选择社会和综合价值较高的超高层建筑基础类型。二是,经济性原则,超高层建筑基础设计要追求最佳的经济效益,因此,设计超高层建筑基础时要考虑到成本控制、施工进度的重要因素,全面提高超高层建筑基础设计和施工的经济性。三是,总体优化原则,超高层建筑基础设计单位要对各种设计综合起来,将各种设计的优势集中起来,形成优化的超高层建筑基础设计,以实现超高层建筑建设的基本目标。
三、超高层建筑基础设计的方法
当前超高层建筑基础设计采用上部结构与地基、基础共同作用的分析方法,这种方法中地基、基础、上部结构之间同时满足接触点的静力平衡以及接触点的变形协调两个条件,即将上部结构、基础和地基三者看成是一个彼此协调的整体。这种从整体上进行相互作用的分析方法难度较大,计算量庞大,对计算机的性能及存储量要求较高,只在较复杂或大型基础设计时,按目前可行的方法考虑地基-基础-上部结构的相互作用。共同作用分析方法的进步之处仅在于它考虑了上部结构的刚度,这一优势是传统设计方式所不具备的。
四、做好超高层建筑基础设计的要点
1框架结构基础设计的要点
在超高层框架结构基础设计时,基础宜柔不宜刚;若地基土为高压缩性,则基础宜刚;当采用桩基时,可考虑采用变刚度布桩的方式(如改变基础中部桩径或桩长、加密中部布桩),以调整地基或桩基的竖向支承刚度,使差异沉降减到最小,从而减小基础或承台的内力。
2箱(筏)基础设计的要点
对超高层建筑箱(筏)基础设计时,考虑上部结构参与工作有利于降低箱基的整体弯曲应力。建议采用共同工作整体分析进行计算,这样算得的整体弯曲箱基底板钢筋应力才比较符合实际;另外,共同作用使得上部结构下面几层边柱(墙)出现较大内力,采用常规设计方法时应提高边柱(边墙)的内力。
3桩箱(筏)基础设计的要点
超高层建筑桩箱(筏)基础上部荷载满布,可采用变刚度布桩的方式,调整桩基的竖向支承刚度,从而调整桩顶反力分布;若考虑利用桩间土分担上部荷载,充分发挥箱(筏)底桩间土的承载力,可适当增加基础中部桩的间距;另外,若上部结构为剪力墙,则桩宜沿剪力墙轴线布置,这样与
满堂布桩相比可以大大减小底板的厚度。
参考文献
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关键词:超高层; 建筑施工; 关键技术;
中图分类号: TU7 文献标识码: A 文章编号:
前言
人民需要好的生活环境,城市在开始的时候的确做到了这一点。产业革命及人口的增长加剧了城市化,为了在有限的城区面积中提供更多的使用面积,建筑开始向高空发展,我们有许多理由相信,摩天大厦将是都市未来的基本要素,都市结构与现代高楼两者密不可分。超高层建筑的建设也是一个国家科学水平和综合实力的一个重要标志,这是因为超高层建筑由于规模巨大,建筑结构复杂,施工周期长等特点决定了其施工要涉及很多科学技术。目前在超高层建筑的施工技术方面美国和日本走在世界的前列,我国对超高层建筑的研究起步较晚,但是其发展速度较快,目前我国在超高层建筑施工技术方面发展了很多关键技术,例如混凝土超高程泵送技术、超高层测量中的GPS测量技术和整体提升钢平台模板技术等。
一、超高层建筑基本特征分析
超高层建筑的出现和发展并不是一蹴而就的,现在人们感觉超高层建筑如“雨后春笋”般在世界各地出现,其实它也是随着科技的发展和进步逐渐走向规模化的。超高层建筑工程和普通的建筑由于规模、结构和功能的不同,其施工难度、施工环节和施工技术也有巨大差别。
1、超高层建筑的发展历程。城市化进程的推进,城市人口的发展,人均土地资源有限迫使建筑向高空发展,因此建筑有多层发展到高层,再有高层发展到今天的超高层。超高层建筑起源于1898年美国的芝加哥,由于超高层建筑具有明显的社会效益和经济效益,后来在世界范围内超高层建筑得到了广泛兴建。超高层建筑的定义由于和该国的地理环境、科技水平、地震强度、建筑技术等很多因素相关,目前对超高层建筑的定义在世界范围内还没有统一的标准,1972年联合国国际高层建筑会议中对超高层建筑的定义是,楼层在40层以上或建筑高度超过100米的高层建筑。
2、超高层建筑的基本特征。超高层建筑的规模、结构和功能的不同决定了它和普通建筑施工的应用技术有巨大的差别,超高层建筑的施工过程有以下基本特征:⑴建设周期较长、施工参与人员众多、建设资金投入大。⑵由于基础较深,对混凝土基础底板和裂缝的控制标准要求较高。⑶由于高度大,施工时受自然环境的影响较大,再加上独特的造型效果,使得施工难度大,容易发生安全事故。⑷超高层建筑一般位于繁华地段,作业空间狭小,施工时对环保的要求较高,施工平面布置较困难。目前超高层建筑已经从单一的高度要求转向外形的多样化,例如形式上要求扭转、倾斜等,这些新特征的出现给超高层建筑的施工带来了新的挑战。
二、超高层建筑施工中的重点技术分析
由于我国对超高层技术的研究起步较晚,自从改革开放以来我国的超高层建筑的建设和技术研究才有了突破性的进展。目前全世界10个超高层建筑中其中有7个在中国,这表明我国在超高层建设的施工关键技术方面已经取得了长足的进步。本文将从以下四个方面探析超高层建筑施工时的关键技术。
1、超高层测量中的GPS测量技术。由于传统的施工测量无法满足超高层建筑测量的精度要求,GPS测量技术作为一种全新的测量手段应运而生。GPS即全球定位系统,具有速度快、精度高、全天候的优点,主要有空间部分、地面监控部分和用户设备三个部分组成。空间部分由24颗卫星均匀分布在6个轨道上,主要功能是接收导航信息,向用户传输导航电文;地面监控部分的主要功能是向24颗卫星注入更新的导航电文,并对空间部分的卫星系统进行监控;用户设备的主要功能是接收导航和观测数据,并对观测数据进行加工后获得超高层建筑精密的空间定位信息。
2、超高层建筑基础筏板施工中的混凝土泵送技术。超高层建筑工程由于所需的混凝土数量多、体积大、强度高,因此要保证建设的进度和浇筑质量,基础筏板施工中的混凝土泵送技术就成为关键因素。混凝土泵送设备主要有固定泵和汽车泵两种,固定泵的优点是成本低,输送距离长,缺点是劳动强度大,灵活性差;汽车泵的优缺点和固定泵刚好相反,由于超高层建筑基础筏板混凝土具有输送距离长,数量多的特点,目前在实际施工时混凝土泵送技术以固定泵为主,汽车泵为辅。混凝土泵送时需要根据超高层建筑的周围环境、交通状况、泵送时间和泵送强度要求等选择泵送设备的数量、方向和空间布置。例如为了防止超高层建筑施工冷缝出现,混凝土泵送方向应该和基础筏板的长边方向一致;为了应对设备故障,泵送设备的数量一般留有15%左右的余量。
3、超高层建筑基础筏板施工中的混凝土养护技术。混凝土养护技术已经成为超高层建筑基础筏板施工时的关键技术。混凝土收缩除去受搅拌方式和混凝土配合比等因素影响外,还受到养护时间和养护时湿度条件等因素的影响。混凝土的养护主要是控制混凝土凝结硬化过程中的温度和湿度。对于混凝土早期养护是时间越长,越早,养护效果越好。覆盖养护由于成本低、施工方便和技术简单的优点已经成为最常用的养护方法。
4、超高层建筑施工中的钢结构施工技术。超高层建筑一般采用钢结构作为主要构成部分,因此超高层建筑施工中的钢结构施工技术也是关键技术之一。对于刚结构一般要关注刚结构的强度和刚结构的耐高温性能。超高层建筑钢结构施工时还要考虑防火涂料和防火围护等配套设备的施工。由于大型塔吊的起重能力影响到钢结构施工的效率,因此,如何制定钢结构吊装时的技术标准也尤其重要。
三、提高超高层建筑工程质量的对策分析
1、工程图纸设计。一个项目工程的建设首先是施工图纸设计,设计的好坏直接影响工程的整体质量。
2、选择施工队伍。施工队伍素质的高低直接影响工程质量的好坏。一个项目工程建设立项批准之后,必然经过招投标、或议标选择施工队伍,具体方法:一是听,二是看,三是查,四是访,在此基础上,按照标价合理、工期短、质量优、信誉高、素质好的原则,综合比较绝不能靠关系,走后门,特别要防止通过关系指定施工队伍。
3、施工合同签订。施工队伍确认后,建设单位即应与其签订合同(或协议),将甲乙双方的关系用法律条文写下来,合同内容必然严密,条款详尽、责任明确、奖罚分明、要求合理、手续完备、查核布据。
4、工程质量监督。提高监督执法的透明度,建立健全工程质量监督告知制度,使工程质量真正建立预见性、服务性的质量监督模式,做到服务与执法有机结合。
5、质量控制措施。为了确保总工期目标,必然实行分段控制、动态控制。严把材料质量关。材料要符合国家规范标准(含环保标准)和设计要求,严格执行材料验收制度。确保主体结构质量,主体结构质量关系到整体工程质量和安全,关系到每个职工生命安全,因此,必然确保主体结构质量。
四、结语
随着经济的快速发展和城市化进程的迅速推进,在我国人均土地资源非常紧缺的情况下,建筑朝着高层、超高层发展就成为必然。由于我国人口众多,人均土地资源非常有限,因此我国超高层建筑的建设还将持续下去。超高层建筑作为大城市的标志对区域经济的发展有很大的促进作用,日后如何提高超高层建筑的现代化施工技术水平,如何使我国超高层建设的施工工艺位于世界前列,是目前我国建筑行业的相关人员应该研究的重要课题,本文在此提出了一些自己的看法。
关键词:超高;建筑施工;总体规划
1、引言
超高层建筑因造型突出、结构复杂、投资大、建设工期长等特点,造成施工工艺复杂,难度大,传统的建筑施工方式显然无法满足超高层建筑的施工技术特点要求,因此,必须在超高层建筑施工前,根据项目设计和周围水文地质、气候特点,做好施工的总体规划,提高资源的配置效率,为工程顺利安全快速施工提供有力保证。
2、超高层建筑施工技术特点与关键技术
2.1超高层建筑的认定标准
超高层建筑又称为摩天大楼(Skyscraper),通常是指层数较多,高度较高的建筑,但具体达到多少层,高度达到多少米才能认定为超高层建筑,在国际上还没有统一通用的标准。联合国经济事务部在1974年国际高层建筑会议上将40层以上,建筑总高100米以上的建筑认定为超高层建筑,日本建筑大辞典将5~6层至14~15层的建筑定为高层建筑,15层以上超高层建筑。我国《民用建筑设计通则》(JG37-87)规定公共建筑及综合性建筑总高度超过24米为高层,但是高度超过24米的单层建筑不算高层建筑。超过100米的民用建筑为超高层。
2.2超高层建筑施工技术特点
由于超高层建筑结构超高、规模庞大、功能繁多、系统复杂、建设标准高,因此其施工技术特点明显:首先是超高层层建筑施工规模庞大、工期成本高、基础埋置普遍较深,施工难度大,结构超高、施工技术含量高;其次是高层建筑由于是纵向作业,施工空间狭小,施工组织难度高,高空作业条件差,施工进度要求高建设标准高,材料设备来源广,材料设备垂直运输量大;最后由于高层建筑功能繁多,系统复杂,所以施工组织要求高,投资大、工期长、成本高。
2.3 超高层建筑施工关键技术和管理难点分析
深基坑是高层建筑施工需要解决的首要关键技术和施工难点,深基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程,为保证高层建筑的安全稳定性,必须提高基坑的施工安全等级和设计标准,建立质量管理控制体系,同时委托专业机构做好围护结构、地面沉降和水平位移的监测,并根据危险源情况制定相应的处理预案和应急救援措施。
空间结构的定位是保证工程施工质量和安全的关键工作。随着超高层建筑高度的不断上升,施工测量精度除受自然条件、仪器条件等外界因素影响外,还受到建筑本身产生的摆动影响,因此,为提高超高层建筑的测量精度,除提高测量人员技术水平,提高仪器自身测量精度外,还需要针对性的设计合理可行的测量方案,运用GPS技术分阶段复核引测,降低因建筑物摆动造成测量作业障碍和误差累积。
超高层建筑钢结构的安装以及变形控制是工程施工的另一个难点。钢结构在高层位置安装时,由于作业环境小,安全系数低,钢柱体形大,在空间倾斜转向,空间位形复杂,定位与校正难;因此,需要在 GPS 和全站仪等仪器监控下进行区域性整体校正,确保钢柱的空间位形,同时采用采用 CO2气体保护半自动焊接技术等新的焊接工艺,题设高空钢结构的焊接稳定性和安全性;为改变混凝土结构和钢结构之间的变形差异,施工前,采用计算机结构仿真技术,模拟实际施工工况进行验算,并依据计算结果,采取预调措施。
高强混凝土配制和泵送是影响超高层建筑施工质量和施工工期的关键。目前,对于超高层建筑,一般选用轻质高强度混凝土,强度等级不低于C60,采用强度不低于42.5 级的水泥和优质骨料掺配,并以较低的水灰比,通过充分振动密实作用制取而成。同时,为配合超高层混凝土泵送工艺,需要对泵送设备的位置预留,提高混凝土的粘性,选用合理管径的输送管,尽可能的缩短布管的长度,采取各种措施,保障泵送的顺利进行,加快混凝土施工的效率。
3、超高层建筑施工总体规划研究
3.1 超高层建筑施工组织设计
超高层建筑施工是一系统性的综合工程,施工工艺复杂,周期长,组织难度大,因此,必须加强施工总体规划,进行施工组织设计,才能保证工程的顺利实施。超高层建筑施工组织设计的基本任务是从超高层建筑施工环境、工艺特点以及空间约束条件等特点出发,从人力、资金、材料、机械设备和施工方法五个方面,对工程施工组织进行统筹规划,以提高工程施工的有序性,确保整个工程施工质量、安全、工期和成本目标顺利实现,同时总承包单位可以显著提高超高层建筑施工的组织和管理水平。
施工组织设计内容包括对超高层建筑性质、内容、建设位置、建设面积、施工条件、地质气象条件、资源条件、总承包单位等工程概况的分析,以及对整个建设项目全局作出的统筹规划和全面安排,对各项施工活动在时间上的安排,对施工方案和进度在空间上的全面安排,根据施工总体部署确立的技术路线,制定主要分部分项工程施工技术方案,根据超高层建筑工程特点,明确总承包管理目标、原则、组织和岗位职责等。
3.2 超高层建筑施工流程设计
超高层建筑施工流程设计就是将超高层建筑施工资源转化为建筑工程的相互关联或相互作用的施工活动集合中的过程。施工流程设计首先需要围绕超高层建筑的主体建筑功能区进行施工流水段划分,然后选择平行施工,依次施工和流水施工中的一种或多种施工流水方式提升施工效果,一般在地下工程至±0.00位置阶段的施工采用依次施工,平行施工是超高层建筑主体施工最常用的流水施工方式。
3.3超高层建筑施工平面布置设计
合理的施工平面布置对于顺利执行施工进度计划是非常重要的,对现场的文明施工、工程成本、工程质量和安全生产都会产生直接的影响。超高层建筑施工总平面布置以方便施工为最基本原则,随着施工进度,分阶段动态管理,同时施工项目部和施工办公用房设施需要一次性搭设到位,设置成独立的生活区,布置在施工场地外,以少移动为原则。施工总平面布置需要对超高层建筑设计的地上、地下一切房屋、构筑物及其它设施的位置和尺寸进行统一布置,对于超高层建筑,特别是施工机械位置,材料和构配件的堆场、现场加工场地以及现场临时运输道路、消防入口、消防道路和消火栓的位置、临时供水供电线路和其它临时设施进行合理布置,以保证整个施工现场的文明、有序,降低施工成本,提高工程施工的效率。
3.4超高层建筑外装饰施工布置设计
对于外装饰施工,首先要清理施工场地,为施工操作创好条件,然后根据施工图纸的坐标,做好定位放线,同时熟悉施工图纸及变更通知,充分领会设计意图,认真做好图纸会审和技术交底工作,结合图纸会审结果提出主要材料、施工机具、半成品等用量计划和劳动力安排计划,同时编制外装饰工程总体预算,第三是根据施工平面布置图,搭设临时设施,架设临时供电线路,铺设临时供水管道,建立施工排污系统,最后编制外装饰施工总体计划,指导工程施工。
4、结论
超高层建筑结构复杂、体量高大、荷载强度高、地基处理及建筑成本高等特点,对超高层建筑的安全性和稳定性提出了更高的要求,因此,需要提高超高层建筑的施工工艺,对施工进行总体设计和规划,在提升建筑施工效率,缩短高程建筑施工工期,提高建筑工程质量,节约建设成本的同时,提高超高层建筑的安全性和运行的稳定性。
参考文献
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【关键词】超高层建筑;钢结构;施工技术;要点
现阶段,我国高层建筑及超高层建筑数量较多,超高层建筑施工过程中,出于对安全性及稳定性的考虑,需要着力提高建筑物结构的坚固性。钢结构轻量、耐压、抗震等特性逐渐被超高层建筑施工人员所重视,并在施工实践中广泛运用,取得了良好的施工效果。
1、钢结构施工技术的概述
超高层建筑是科学技术及施工技艺不断发展衍生的产物,其数量及规模代表了一个国家建筑施工水平的发展。超高层建筑由于其高度较高,在结构形式上具有较高的要求,因此,钢结构凭借其突出的性能表现,逐渐在超高层建筑结构施工中得以应用[1]。超高层建筑钢结构施工技术基本情况如下:
1.1 复杂性
超高层建筑在结构形式上比之传统建筑物更为复杂,施工人员在开展超高层结构施工活动时,各种施工工序也较为繁杂,也正是基于超高层建筑所具备的结构及施工过程的复杂性,现阶段尚难以对超高层建筑采用自动控制等相关施工管理措施。
1.2不可逆性
超高层建筑钢结构施工的不可逆性比传统的建筑施工更强,超高层建筑工程施工控制的不可逆性表现在施工控制是面向未来的,对既成事实一般是难以通过施工控制技术调整的。超高层建筑工程施工控制的不可逆性是由施工过程在时间上的单向性所决定的,该特点对施工控制提出了非常高的要求。这就需要施工人员在进行施工活动时,要提高各工序的施工质量,如果工序间出现施工质量问题,其二次施工的难度极大,还会引发施工事故。
1.3 系统性
超高层钢结构施工的系统性是针对整体施工流程而言的,由于钢结构需要承载质量极其庞大的建筑物主体,因此在钢结构原材料的选购时,必须保证所选材料具备高硬度、高抗压能力、耐折能力等特殊性能;其次是施工人员和施工机械的调配;最后是施工方案的编制。为确保钢结构施工能够定期高效完成,对施工机械的选定、施工材料的存放、施工人员数量的确定、施工混凝土的泵送方式等,都需要与超高层建筑钢结构施工保持同步,全面配合,提高施工效率。
2 钢结构施工技术要点
2.1 超高层钢结构施工先期准备
做好勘察工作,编制施工组织设计,绘制施工图,并对超高层建筑设计及施工图纸进行会审,对关键部位的设计及施工要求加以研究,及时解决相应的技术疑难,以保障超高层建筑施工质量。接着准备施工材料及施工设备和组织施工力量。在施工材料上,要做好超高层建筑钢结构构件、配件及辅助仪器器具的存放、测量及检验工作。超高层建筑钢结构材料应具备一定的耐火性和抗压性,首选材料应为耐火钢。在施工机械设备上,主要是对施工塔吊进行搭设,塔吊类型应选择内爬式,结合具体施工情况,确定塔吊的高度及位置,并及时采取防护手段,如汽车吊保护,保障塔吊顶升效率及安全性[2]。
2.2 超高层钢结构钢柱安装措施
钢柱安装是超高层建筑钢结构施工的关键。(1)超高层建筑钢结构钢柱安装要着重提高底段钢柱安装质量,避免底段钢柱不稳定而引起超高层建筑整体钢结构失稳。(2)采用平垫铁对钢柱进行找平,对平垫铁的标高加以测量,保障标高参数满足钢结构施工要求。(3)采用经纬仪测量钢柱垂直度,钢柱柱身铅垂度误差要小于10mm。(4)钢柱的施工操作平台进行搭设时,要做好模板间的对接,确保无错位现象,并用水准仪及经纬仪对平面及立面误差进行纠正。(5)采用对称焊接法对钢柱焊缝实施焊接施工,焊接过程要一次完成。
2.3 超高层钢结构测量要点
超高层由于结构较高,通视条件差等因素的影响,结构测量的难度较大。测量时,应科学合理地配备合适的仪器,精心布置测量基准点及测量线路,选择正确的测校方法和数值传递路线。超高层钢结构测量的基准点主要选取超高层建筑标准柱的中线[3]。通过采用经纬仪在标准柱的柱顶对钢结构标准柱进行垂直度的测量。为有效减少测量误差,可以在完成单次测量后通过转动激光仪角度的方式,对激光点的交点进行测量,可得相应的测量误差。针对钢结构其他柱,要基于标准柱,采用丈量法对其误差加以测量及调整,实施方法是于超高层建筑钢结构角柱部位设置钢丝绳,使其呈方格状分布,借助钢尺进行测量,当其误差超出标准数值6mm时,就要及时对其加以调整。
2.4 超高层钢结构焊接技术
超高层建筑钢结构的焊接技术是否科学规范,对施工质量影响较大。超高层建筑钢结构构件大多采用等强焊接连接,不仅焊接工作量大,而且质量要求的标准较高。又因为建筑结构超高,大多数焊接作业都需要在高空完成,安全难以控制,所以焊接操作应做好如下几点:(1)要对焊接施工的工序加以合理规划,平面焊接时,应采用由平面向四周扩散的方式,结合钢结构的构造情况,进行对称焊接。(2)要确定符合超高层建筑钢结构焊接施工的焊接技艺,以确保钢结构的精准度不受焊接热量的影响而导致钢结构出现变形。在开展焊接施工时,要对焊接气体产生的能量加以控制,一方面保障钢结构的完整性和精准度不受损害,另一方面提高焊接的效率。(3)要加强焊接质量的控制,避免焊接中出现焊瘤及焊缝现象,对焊接的流程及各流程的焊接质量加以规定,如一级焊缝环节要避免出现未焊、夹渣及咬边现象,二级焊缝时避免出现裂纹、夹渣及气孔问题。超高层建筑钢结构焊接工序完成后,要进行配套的检验工作,在超高层建筑钢结构焊接操作规范检验上,主要是借助声波检测的方式。
2.5 超高层钢结构螺栓安装技术
(1)超高层建筑钢结构使用的螺栓应为高强度的抗剪型螺栓,注重其在运送过程中的质量控制。(2)超高层建筑钢结构螺栓在进行安装前,要对螺栓的摩擦面加以严格检查,确保其摩擦性能符合施工要求。在安装时,应确保螺栓能够从钢结构穿孔中顺畅通过,不可采用锤击的方式对穿孔加以穿凿,螺栓垫圈应和螺栓的螺母居于同侧[4]。(3)超高层建筑钢结构螺栓连接时,要确保其连接板具备较为平整的接触面,并采取相应的连接配套措施。螺栓连接时要将其放置到布袋中,然后通过吊装设备将其吊运到连接部位,在连接过程中及时检测其垂直度,如超出误差范围要采用热、冷校法进行校正,在连接及校正完毕后,要对螺纹进行检查,查看其是否完好,如满足施工要求,再进行涂油、盖帽等施工工序。针对螺栓之间的间隔距离,也要进行相应的检查,主要检查钢结构地脚螺栓和钢结构钢柱安装孔之间是否匹配。
结语
超高层建筑钢结构施工是一项技术难度大,工艺较复杂的工作,根据其自身独特的技术特点,对施工操作要求较高。在超高层建筑已日渐成为建筑施工中的新潮流,新趋势的背景下,施工单位要重点钻研并改善超高层建筑钢结构施工质量控制要点,是施工成败之关键。
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[2] 赵玉宝.超高层建筑钢结构施工技术与管理[J].黑龙江科技信息,2014,(14):180.
关键词:超高层建筑;电气设计;要点分析
中图分类号:F416.6 文献标识码:A
一、引言
随着经济及科学技术的快速发展,现代建筑向纵深发展已经成为社会推进的必然趋势。因此高层建筑电气设计已经成为一门综合性的科学技术,其环保化及智能化的要求带给我们许多新课题。在不对超高层建筑功能造成影响的情况下减少超高层耗电量已经成为新的研究课题。本文对超高层建筑电气的设计要点进行了分析。
二、高层建筑电气设计核心内容
(一)确定相关的电力负荷
作为配电设计的主要依据,电力负荷需要按照相关的国家规范进行确定,其中电梯、消防用电设备、电话机房及航空障碍等应该按照一级负荷的标准来确定,而其他的负荷应划分为二级负荷或三级负荷。在进行负荷计算时需要分别对照明负荷和动力负荷进行计算,电力负荷能否正确计算,关系到电气设备的选择和配置,对整个超高层建筑电气设计的经济性都具有重要影响,通常采用需要系数法和负荷密度法进行超高层建筑电气负荷计算。
(二)电源设备的选择
超高层建筑至少需要设置两个独立的电源,并采用双回路进行供电。每路各带一半的负荷互为备用,且10kV供电电源应分别来自两个不同的变电站,或者分别来自同一变电站的两段独立母线。某超高层建筑选择了三回10kV线路作为电源引入,并采用一路备用的运行方式。对于超高层建筑中存在的大量一级负荷,还需要利用备用的柴油发电机组,在15s内的范围内应自动恢复供电,以防止意外情况的发生。
(三)设计相关的配电系统
配电系统一般采用单母线分段的方式,母线的分段数主要取决于电源进线回数,如果具有多台变压器则可用采用多分段的方式进行自动切换。10kV外接线则采用环形接线的方式,这样才能提高超高层配电系统的可靠性。采用电缆进线作为电源进线,将供电电源分为主电源和备用电源。
在高压配电系统中的低压干线通常采用放射式的供电方式,在楼层配电系统中则采用混合式的系统。配电系统中主要设备是干线,而在超高层建筑中的竖井中则多使用插接式的母线槽,在各个楼层的竖井中都设有配电间。如果在水平方向难以走线,则可以采用竖井母干线连接的方式,在层间的配电箱进行插接自动空气开关来取得电源。如果超高层建筑所需的供电负荷较大,则需要设置分散的配电中心。
(四)主要电气设备的选择
1、开关柜的选择
超高层建筑的配电室通常设置在主楼的地下,且不宜采用油开关。根据超高层建筑的相关规定,宜选用具有“五防”功能的真空开关柜。
2、变压器的选择
根据相关设计规程,在主楼内不能存在对油浸变压器。由于高层建筑的负载较多,且体积较大,因此可以选择大容量的组合变压器,对季节性的负荷进行集中的设置,使其在过渡期能够对相应变压器进行停用,这样就降低了相关的能量损耗。
3、备用发电机的选择
对于备用发电机系统,应避免其他负荷的接入。备用发电机应靠近区域配电中心,由于燃气轮发电机具有体积小、故障率低且重量轻的特点,因此宜选用燃气轮机作为备用发电机。
三、高层建筑电气设计的特点与对策
(一) 由于空调负荷及照明负荷较多,超高层建筑的用电量较大,对供电可靠性的要求非常高;
(二) 在超层建筑中,照明负荷与动力负荷是分别进行供电的。动力系统中的负荷大多采用放射式供电方式,而照明系统则大多采用母线槽的配电方式。
(三) 超高层建筑由于内部的空间较大,且其配置的电气设备较多,这就导致墙面的埋线是较多的,地面中的管道也非常多;
(四) 超高层建筑的主体主要是利用干法进行施工的,并且采用建筑构件的预配装置缩短工期,这就要求在进行电气施工时要效率要较高;
(五) 超高层建筑对消防的要求较高。由于超高层建筑的高度高,设备较多,且装修豪华,火灾隐患较大,因此其对消防的要求较高。在设计中要有选择性的进行消防设计;
(六) 超高层建筑的用电设备较为分散,其管理难度较大,要求进行微机监控和设计。
四、高层建筑电气设计中的节能原则
作为我国当前的一项基本国策,节能环保行业在我国得到了迅速的发展。在对超高层建筑设计时应坚持节能环保方案,从设备的选型到配置、传输线路距离和功耗计算,都应考虑节能环保设计。这对电气设计工作人员提出了新的更高的要求。
在对超高层建筑进行电气节能设计时应满足建筑的相关功能,在照度、温度、空气流通度等方面达到使人舒适的程度。为建筑物的各种功能提供足够的动力电源。在此基础上进行无谓能耗的控制,并作为节能的主要手段。设计方法如下:首先要找到与超高层建筑物相关功能无关的功耗,其次再针对相关的功耗制定节能设计,并通过照明用电来改善用电环境。
五、结论
超高层建筑的节能设计要结合实际的建筑物,综合考虑各方面的经济效益因素,不要因为盲目地节能而增加投资。要通过技术的更新来实现相关的节能。在超高层建筑电气节能设计时,要对其原理、效果及经济性进行综合的比较,确定最终的节能设计方案,使其满足技术先进、环保实用和经济合理的要求。
参考文献: