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关键词:高层工业建筑;结构体系;确定;设计;要点;分析
中图分类号:TU97文献标识码: A
一、高层工业建筑常用结构体系
在高层工业建筑中,常用结构体系主要包括以下几种:第一,框架结构,这种结构的平面布置较为灵活,可获较大使用空间,且其延性也比较好,但是这种结构也存在着一定的不足,即整体的侧向刚度相对比较小,在地震的不断作用下,其侧向变形相对比较大,并且适用的高度也比较有限。第二,剪力墙结构,该结构的空间整体性较好,且侧向高度比较大,侧向的变形相对比较小,适用的高度较大,该结构同样也存在着一定的不足与缺陷,即平面布置容易受到限制,所提供的使用空间不是很大,且结构的自重相对比较大。第三,框架剪力墙结构,该结构综合了剪力墙以及框架所具有的特点,在平面布置过程中,使用效果较好,应用比较广泛。
在高层工业建筑的设计与建设过程中,应结合工业建筑自身的生产特点和其对于整个厂区布置、防火防爆等方面的要求,综合考虑楼面荷载、冲水试压、建筑、工艺管道的布置、及结构施工新技术、建筑材料以及施工条件等相关因素,严格按照工业建筑结构设计的相关要求及规范来予以明确和设计,明确满足厂房建设要求且科学环保的结构体系。下面笔者结合某工程实例,就该高层工业建筑结构体系的明确以及设计要点进行详细地阐述。
二、工程概述
该高层工业建筑,按照工艺及其他辅助专业布置的实际需求,该建筑物的总体高度为60米,其中地上为10层,构筑物的平面尺寸为64米×20米,该结构上的设备较多,同时其外形尺寸以及重量也相对比较大,结构平面布置与竖向布置均比较复杂。此外,本工程结构安全等级:二级;设计使用年限50年;抗震设防烈度:七度;设计基本地震加速度值:0.10g;计地震分组为第二组;抗震设防类别:乙类;;场地类别为II类。本工程按抗震设防烈度七度进行结构计算,抗震措施按八度进行结构设防。
三、工业建筑结构体系的明确
由于该建筑的高度为60米,框架结构体系已超限,再加上该建筑使用空间的实际需求,不可采取剪力墙结构。因此,从结构上来讲,采用框架剪力墙结构体系为可行方案,然而由于在工业建筑设计中,一般情况下是将剪力墙当作侧向支撑,这种布置方式容易对工艺管道产生不利影响,鉴于此,为提供相应的侧向约束,在本次工业厂房建筑结构设计过程中,决定利用钢支撑来替代剪力墙,即所用结构体系是混凝土框架钢支撑结构。此外,若全部都用这种结构,容易使结构的自重加大,并影响地基基础和大型设备吊装。对此,根据结构工艺专业的实际需求与使用特点,通过多次协商和研究分析,决定超过38米的楼层,所用结构体系为钢框架钢支撑,借助于该结构体系的应用,可有效解决上述这一问题。经过多次程序计算,所获各项参数均符合规范需求,同时在实际应用过程中也符合工艺管道的相关需求,效果相对较好。在本次工业建筑结构体系设计中,因上部的荷重相对比较大,基于当地工程项目的实际地质条件,在本工程项目中所用基础为桩-筏板基础,其中桩为机械成孔灌注桩,筏板的厚度是2000mm。
四、工业建筑设计要点
第一,计算方法。因本次工业建筑工程项目的开孔较多且荷载也比较大,在构建模型时,适当地予以了相应的简化处理,借助于ETABS与PKPK-SAT两种设计软件实施了对比与分析。同时在构造设计以及概念设计上均采取了相应的强化措施,于结构中部以及顶层钢结构的楼面上各自设置了由钢筋混凝土混合形成的楼板,通过竖向支撑位置的科学布置,尽量在满足规范要求下,同时满足工艺及其他专业的要求,使结构质量重心与刚度中心重合,继而进一步提高结构抵抗变形的能力,提高结构自身的抗震性能。
第二,框支层结构的设计。 一为框支柱的设计,框支柱设计应该按照柱实际所配的纵筋来进行计算,在柱内所有纵向钢筋,其纵向配筋率不小于1 .2%,同时严格控制轴压比,确保柱具有较好延性,从而达到强剪弱弯的目的;二为框支梁的设计,在本次工程项目中,抗震等级是一级,其中对两端搁置在框支主梁上框支次梁,因其受力和简支梁相类同,对此可根据构造的实际需求来进行支座面筋的配置;三为剪力墙的设计,为使混凝土受压能力得到改善,使其延性得以增强,在设计过程中,要注意墙肢轴压比的控制,墙体水平以及竖向分布筋不仅要符合计算要求,同时还应满足最小配筋率限值,在底部加强区域中的剪力墙,应该根据要求和规范进行约束边缘构件的设置。
第三,钢结构稳定性。在钢结构稳定性设计中,应注意四个方面的内容,即结构与构件自身整体作用、结构方案的布置与构件设计、按照二阶分析来实施稳定计算、综合考虑初始缺陷极值稳定的计算。承受水平荷载的框架,其稳定性可借助于二阶弹塑性来进行分析;承受重力荷载的框架则可借助于转角位移法来对其稳定性进行分析。在稳定设计过程中还要注意支撑问题,通过支撑的设置,不仅能够使框架、压杆以及梁稳定承载性能得到提高,同时在一定程度上还可达到节约钢材的目的,要注意的是支撑并不是不受力构件,其作为一种弹性支座,同样也要满足相应刚度需求,且具备一定承载能力。
第四,混凝土结构耐久性设计。在混凝土结构耐久性设计中,要特别注意环境与材料方面的因素,按照设计的使用年限、结构极限状态、环境类别以及结构作用等级等来予以设计。同时还应综合考虑所建工程施工质量管控和保证对于结构耐久性可能产生的影响,考虑结构在实际应用中的检测需求以及维修需求。此外,为保障结构耐久性,还应采取相应的裂缝控制、防腐措施以及结构构造等措施,加强混凝土养护湿度以及温度的控制。
第五,楼梯设计与结构抗震设计。楼梯对于主体结构框架的影响并不是很大,但是对于楼梯间框架梁柱所产生的影响却非常大,鉴于此,在进行楼梯的设计时,还应该对楼梯构件实施抗震验算,通过楼梯的设计,使结构抗侧刚度得到增强,以此减少结构自振周期。由于在本次工程项目中,抗震设防烈度为七度,因此还要实施抗震设计,其中要特别注意结构延性,根据工程项目的勘察情况与建筑使用要求,对场地类别进行合理地评价,按照抗震等级明确构造形式、截面形式、配筋率、尺寸限制以及材料规格等。
结束语:
综上所述,近年来,随着社会经济发展速度的加快,使得建筑行业也取得突飞猛进的发展。为深入了解与认识工业建筑结构体系,文章就某高层工业建筑结构体系的明确以及设计要点进行了阐述,望通过本文内容的介绍,可为今后相似工程项目的建设提供相应的参考资料,继而进一步推动工业建筑事业的发展,获得更为理想的经济效益。
参考文献:
【关键词】高层建筑;生活给水系统;节能与优化
中图分类号:TE08文献标识码: A
0.引言
随着人口数量的增多和经济的发展,能源问题是一个广受全世界人民关注的问题,能源紧缺和能耗大,是一个世界性的问题,它不仅制约着经济的发展,同时也对人民的生活构成威胁。建筑能耗在整个社会的能耗排位中居于首位,占整个社会能耗的三分之一。要充分认识到建筑节能节水的重要意义,把其放在重要的位置。本文通过对实例进行分析来研究高层建筑生活给水系统的节能与优化。
1.生活给水方案的选择
生活给水方案主要包括:气压给水方式、直接给水方式、水泵和水箱联合给水方式和变频调速泵给水方式四种。下面,我们对这四种高层建筑生活给水方案进行阐述。
1.1气压给水方式
气压给水方式的优点、缺点和适用条件分别为:
优点:其采用的是封闭系统,水质较好,不易受到污染,可以进行贮水,无需设置高位水箱,可以安置在建筑的任意位置。
缺点:有较大的水压波动、水泵的平均效率不高、消耗的能量较多且安全性较低、占用空间。
适用条件:不宜设置高位水箱,室外给水管网的压力常常无法满足建筑内给水管所需的水压要求,建筑的室内用水不均匀。
1.2直接给水方式
直接给水方式的优点、缺点和适用条件分别为:
优点:直接给水系统简单、经济,它由室外水管网直接供水,可以利用室外管网的压力,节能性较好。
缺点:无法贮水,一旦室外管网断水,建筑室内将停水。
适用条件:室外水管的水量能经常满足室内的用水要求且没有其他特殊条件限制的情况下,采用这种给水方式。
1.3水泵和水箱联合给水方式
水泵和水箱联合给水方式的优点、缺点和适用条件分别为:
优点:能及时补充水箱中的水,可以减小水箱的容积,且水泵的出水量比较稳定。
缺点:系统很复杂,管理起来很困难,投入的成本较高且通过水箱给水可能会造成第二次污染,影响水的质量。
适用条件:室外水管网的压力经常无法满足室内给水的压力要求。
1.4变频调速泵给水方式
变频调速泵给水方式的优点、缺点和适用条件分别为:
优点:各区之间的给水系统是独立的,互不影响,给水的安全性较高。各区的升压设备是集中在一起的,维修起来比较便捷。不需要设置水箱,节省占地面积。
缺点:设备费用较高,维修程序复杂,总压水线比较长。
适用条件:高层建筑给水[1]。
2.高层建筑生活给水系统的分析
对高层建筑生活给水系统的分析,我们主要从三个方面进行:高层建筑给水系统的合理分区、减压阀的选型和减压阀的设置。
2.1高层建筑给水系统的合理分区
对高层建筑给水系统的合理分区,主要包括以下内容:
第一,各个分区的卫生器具配水处的静水压应小于0.45MPa,如果出现特殊情况,那么它的水压也应低于0.55MPa。
第二,针对水压高于0.35MPa的配水横管,最好是设置相应的调压或减压装置。
第三,针对配水横管的水压确定,无需设置减压阀层,水压为0.15至0.35MPa之间比较合适。若在特殊条件下需要设置减压阀层,那它的压力控制在0.15MPa比较合适。
2.2减压阀的选型
对减压阀金进行选型时,包括以下几种情况,分别为:
第一,对配水横管进行减压时,可以选用可调试减压阀。
第二,给水进行竖向分区,可以选用比例式减压阀,进行垂直安装或者选用可调式减压阀,进行水平安装。
第三,比例式减压阀的减压比值应比4:1要小。
第四,可调式减压阀的前后压力差应小于0.4MPa,对安静有要求的场所,其压力差不宜大于0.3MPa。
第五,对支管进行减压的减压阀,可选用可调式减压阀[2]。
2.3减压阀的设置
对减压阀进行设置,主要包括以下内容,分别为:
第一,在对给水区设置减压阀时,不能设置旁通管,要采用两组并联设置。
第二,在减压阀前设置压力表、控制阀和过滤器,在减压阀后设置控制阀和压力表。
第三,分户支管的减压阀要设置在水表的前面、控制阀的后面,减压阀后面应设置压力表。
第四,减压阀的设置部位应方便维修人员进行维修,减压阀的设置如图1所示。
图1 减压阀设置示意图
3.高层建筑节能的给水方式
最节能节水的方式,就是高位水箱管网叠压+常速泵组给水的方式,这种方式通常适用于可以设置高位水箱且允许进行管网叠压给水的地方。其优点包括:(1)可以充分利用市政的给水压力。(2)水泵运行的段位为高效段位。(3)高位水箱给水节水、稳定和安全。
高位水箱管网叠压+常速泵组给水的方式结构图,如图2所示。
图2 高位水箱管网叠压+常速泵组供水
图2中的数字从1到8分别代表的是:防回流污染装置、防降压装置、验流灌、压力传感装置、旁通管、水泵机组、自动控制箱和高位水箱。在四种常用的给水方式中,图2中所示的给水方式具有很大的优势[3]。
4.实现高层建筑生活给水系统的节能与优化的措施
实现高层建筑生活给水系统的节能与优化的措施,主要包括以下几个方面:
第一,对家庭废水进行收集。对家用用水设备和卫生器具的排水口进行改造,实现对质量较好的废水的利用。其改造方式有:(1)在盥洗槽的排水管处加一个三通,使其变成双排水口,对两个排水口分别设置阀门进步单独控制。两个排水口所接的地方分别为:室内排水管网系统和直接回收利用。(2)在大便器处增加一个水箱,提高对水的利用率。
第二,对雨水进行收集。传统的对雨水处理的方法,是将雨水通过雨水管道直接排放到市政管网,这就造成了大量的水资源的浪费,其实这部分水资源是很有利用价值的。可以对之前的雨水管道进行改装,使其形成水资源的循环利用。
第三,选用合适的节能节水的给水方式。结合理论知识和实际情况进行分析,选择自家最适宜的给水方式。
第四,不断对给水系统进行研究和改进,从这一方面入手,研究高层建筑生活给水系统的节能与优化。
第五,在对高层建筑生活给水系统进行设计时,应将对市政水压的利用考虑进去,充分合理地利用市政水压。
第六,对高层建筑给水系统进行科学合理的分区。
第七,在选择高层建筑给水方式时,应进综合各方面的因素进行优化选择,以达到节能节水的目的。
第八,高层建筑生活给水系统的设计应充分考虑高层建筑用水的特点,合理选择给水方式。
第九,在高层建筑给水方式中,高位水箱管网叠压+常速泵组的给水方式节能节水,是一种较好的高层建筑生活给水方式[4]。
5.结语
高层建筑生活给水系统的设计、施工和管理等对建筑节能和人民的生活质量具有重要的作用。本文介绍了建筑生活给水系统的实例,从生活给水方案的选择、高层建筑生活给水系统的分析、高层建筑节能的给水方式和实现高层建筑生活给水系统的节能与优化的措施四个方面对高层建筑生活给水系统的节能与优化进行了分析和探讨,希望能为我国相关方面的研究提供一些建设性的意见。
【参考文献】
[1]邓双黔.高层建筑给水系统的节能及优化设计研究[J].规划与设计,2013,22(10):360-361.
[2]王珏,朱志锋.高层建筑给水系统的节能与优化[J].工程技术,2012,29(12):290-291.
【关键词】高层建筑;裙房结构;沉降处理;差异
1、前言
随着社会的快速发展,越来越多的人涌入到城市生活中,使得人口增长与土地资源紧缺矛盾更加突出,已经成为制约各地发展的主要因素。为了确保建筑物的高质量和延长使用期限,对建筑物进行沉降处理显得尤为重要。根据近几年来建造的高层建筑中,有的采用沉降缝,地震时产生轻微碰撞破坏;有的不设缝,但连接部位处理不当,结合部位开裂。作者认为对高层建筑与裙房之间差异沉降的处理进行研究,能够积极地促进城市化建设的发展。
2、高层建筑与裙房之间差异沉降的处理方法
高层建筑通常由主楼和裙房组成,主楼、裙房的荷载、刚度都在很大差异,导致基础的不均匀沉降也很大。所以高层建筑的设计施工都必须考虑差异沉降的问题,将差异沉降控制在规范允许范围内。解决结构差异沉降的方法主要有三种:设置沉降缝、设置施工后浇带、不设置沉降缝和后浇带,将主裙楼基础直接连接。
2.1 设置沉降缝
设置沉降缝的施工技术控制要点是沿高层建筑主楼、裙楼交界处设沉降缝,将主楼和裙房彻底分开,从而完全消除沉降差。根据建筑地基基础规范要求,在建筑物高度与载荷差不同、结构或基础类型不同的部位,宜设置沉降缝来减少连接处存在的问题。现代建筑物对防震要求较高,抗震设计规范要求,对于大型建筑物、体型复杂、结构不规则建筑,按实际需要对建筑物适当部位设置防震缝,并且要在施工前做模拟实验,才能用于实际建筑工程。设置变形缝的优点:设计思路清晰,对于抵抗不均匀沉降导致结构内力变化可以忽略不计;实用性强,几乎对于所用的建筑物都可以应用,不受使用条件限制;安全可靠,设置变形缝后的建筑物,可以消除结构变形,提高了建筑物的安全性能。缺点:影响整个建筑的美观,双柱、双墙、双梁带来使用的不方便。
2.2 设置施工后浇带
其目的是在后浇带封闭前把差异沉降先进行一大部分,之后用微膨胀混凝土把高低两部分再连接起来,使两部分连接成一个整体,不影响对建筑的整体使用功能,使主裙楼之间的差异沉降控制在较小的范围。可以说设置施工后浇带是对设置沉降缝不足的完善。后浇带主要设置在主楼与裙房接合处受力不大的位置,例如梁、板的反弯点处。后浇带施工对施工顺序要求较严,在分别浇筑主楼与裙楼主体单元时,要从基础梁到上部结构的梁板都预留出施工后浇带,等高层结构主体施工结束后(一般不应少于四十天,最宜六十天),用微膨胀混凝土把两部分连接成整体结构,这样可以减少两部分剩余的沉降量,据数据分析发现,结构整体的沉降量约为各部分沉降量总和的30%,并且剩余的沉降量可以在整体结构能不平均分布,那么对建筑的危害性就会大大降低。后浇带宽度通常是800mm到1000mm之间,为了节省材料多选用800mm;后浇带对钢筋状态没有要求,可根据实际需要自由选择,且要设置适量的加强钢筋;后浇带在浇筑混凝土前一定做好前期准备工作,将两侧混凝土表面凿毛,清除掉入里面的垃圾杂物;后浇带预留到施工的时间要足够长,通常是两个月。后浇带的填充材料最好具用比设计强度高一级的微膨胀混凝土,养护时间至少半个月。
设置施工后浇带的优点包括:对设置变形缝中的不足进行了有效的处理;增加了建筑物的整体性。其缺点包括:基础底板处的后浇带,对整个施工过程都会造成影响,对于工期较长的大型建筑,难免掉入后浇带大量杂物,因底板钢筋铺设较密,且型号粗大,增加了清理工作的难度;后浇带浇筑混凝土前的准备工作量大,浇筑混凝土过程中新旧混凝土接合不严,导致大量缝隙产生;后浇带把结构整体分成若干单元,底板不能承受大水平力而发生偏移。
2.3 主楼、裙房整体连接(不设后浇带)
采用桩基打入很深的土,或利用坚硬的地基,是基础的差异沉降控制在可接受范围,可以不设置后浇带;利用大层底板联合基础的整体性调节差异沉降,减小主楼、裙房差异沉降,可以不设置后浇带。地基有足够的支撑力,沉降计算在允许范围内,要采取合适的保护措施,对主楼和裙房间的沉降量进行微调。这种方法通过基础及结构刚度调整不均匀沉降,要求对高层与裙房之间的差异沉降精确计算。其优点:能减少主楼与裙房间的沉降差、避免因沉降差形成的内力对建筑结构的破坏。其缺点:计算复杂、对地基的地质条件要求较高,不是每个工程都能使用;要求设计人员有丰富的经验精确计算,计算工作量大;有时会加大工程的经济成本。
3、结论
设置沉降缝的方法能够有效消除差异沉降,但由于它对建筑外观、使用的限制现在较少采用;主楼、裙房整体连接(不设后浇带)的方法解决了沉降缝的缺点,但是投入工作量很大,也较少采用;设置沉降后浇带的方法被较常应用在工程中,但目前有被滥用的趋势,只要有层数差异就加后浇带是完全没有必要的,沉降差小于一定数值时可以取消后浇带,避免增加沉降后浇带的种种缺点。这三种处理沉降差异的方法各有优缺点,在实际工程中要因地制宜考虑地质条件、经济条件、工期长短等因素再做选择。
参考文献
[1]邸道怀.采用沉降后浇带控制差异沉降的方法.建筑结构.2008.4
[2]刘相富,张海文.浅谈处理多高层建筑主楼与裙房差异沉降的方法[J].城市建设,2010,8(26):78-80.
【关键词】高层建筑;给排水工程;设计
引 言
高层建筑给排水设计水平的高低对高层建筑的节能成效的高低以及使用年限和使用安全性的高低有着直接的影响,一旦给排水设计不当,不仅会导致大量水资源被浪费,还会给广大居民的生活环境带来影响。例如破坏环境,降低空气质量等。因而必须加强对高层建筑给排水的设计。基于此,笔者就此展开以下探究性的分析。
一、高层建筑给排水工程设计的基本思路分析
在高层建筑给排水设计工程中,作为设计人员首先必须对设计的基本原理有一个全面的认识。即必须对其特点有一个基本的认识,例如给排水设备多、排水量大、动力设备多、管道长等特点必须掌握;并结合高层建筑能耗大的特点,对高层建筑给水和排水施工进行精心的设计,才能更好地确保设计质量[1]。
二、基于高层建筑给水设计的几点浅见
1、高层建筑给水设计内容分析
在高层建筑给水设计中,设计的内容较多,但大都是做好以下几方面的设计:一是减压分区的设计;二是气压罐的设计;三是高位水箱的设计等。
2、减压分区的设计
在高层建筑中设计减压分区时,主要是利用水泵将水注入最上区域的水箱,再为下区水箱进行供水,有时也可以在上下区域之间设置相应的减压闸阀,同样能达到给水箱降低压力的效果。在实际中,对于新建或改建的高层建筑的减压分区,应尽可能选用减压闸阀,这是由于利用其能结合实际需要对水压比例进行科学的调整,且不会因为阀体自身带来的限制,从而对减压阀进行调整,预防流量低和阀门压力低等问题的出现,尤其是所用的管道设备较为常见,成本相对较低,而缺点就在于下区的供水面压力较大,且能源浪费较多,因此在实际工程中也应结合实际确定设计方式,以最大化地确保其设计的有效性。
3、气压罐的设计
在高层建筑中,气压罐作为重要的给水设备之一,因而必须对其进行精心的设计。一般情况下,气压罐的给水设计主要采取并联和减压闸阀的方式进行给水,其中,当采用并联的方式给水时,主要是供水设备把气压至高层建筑固定场所或者地下室的给水设备之中,并将主干管并联之后,再对高层建筑的各个区域的管网进行供水,不仅设备集中,而且管理十分方便,而其缺点就在于高层建筑不同区域所需的压力与设备的选型不尽相同。因而必须意识到气压罐设计的重要性。而采取减压闸阀对其进行设计中,应尽可能地预防各区域管道的压力大而导致管理与用水设备被破坏。其优点是能有效降低气压罐的使用台数,且对维护和管理提供了较大的便利,而缺点就是难以满足用水需求和超高层建筑的使用。而这二者的共同优点则在于不用进行高位水箱的设置,不会对建筑上部面积进行占用。而缺点则是贮水量较小,且水泵需要频繁的启动,导致运行成本高,因而作为设计人员,应结合高层建筑的实际和业主的需求,在加强气压罐设计的同时加强其与其他给水方式的有机结合,才能更好地提高设计成效。
4、高位水箱的设计
在高层建筑中,高位水箱的给水需要贮水池、配水管网以及加压水泵和高位水箱等相互协作才能完成。其中,水箱和水泵又是不可或缺的,在高层建筑中应用高位水箱给水,不仅能贮水,而且还能对水量进行调节,确保水压的稳定,作为设计人员,应结合高层建筑实际,对高位水箱的给水进行科学的设计[2]。
三、高层建筑的排水设计
1、 排水系统的分流制
污废水是采用合流制还是分流制主要是由技术和经济两大因素决定的。一般在民用高层建筑中,生活污、废与雨水是分流排放的。
2、排水管道布置
需排出的污水尽量通过最短的排水管道排出室外,并且排水管道尽量的不要经过变形缝。这样有利于排水管道的安全使用以及维修清理。
3、排水管道的铺设
管道与墙之间、管道之间需要留有一定的间距;如果管道要穿越楼板、穿越墙壁或是楼基怎要预留洞孔。排水立管与排水管端相连的部分应该采用两个45°的弯头或是弯曲半径不小于4倍管径的90°弯头。
4、通气管道系统设置
建筑内排水管道系统要设置专用的通气立管与大气相通,达到释放排水管系中正压和补充空气减少负压的作用。保证排水管内空气的流通,减少排水管道内的有害气体。排水管道一般有伸顶通气管、专用通气管、主通气管、副通气管、器具通气管和结合通气管等几种通气的方式。
5、通过严格的水力计算,控制排水立管的水流量不超过规定的最大流量值并且为了降低水流的下降速度,可以在排水立管中采取一些消能措施,从而避免水流的冲击对管系所造成的破坏。在实际的建筑操作中,通常自顶层起,每隔6层就会设置一套消能的装置。
四、高层建筑给排水中的节能设计
1、建立中水利用系统
高层建筑使用后的某些生活排水、冷却水和雨水等,经过再处理后可以达到一定的水质指标,满足某些使用要求,成为可以进行有益使用的中水。在那些高层建筑比较集中的区域,生活废水具有水量较大,使用时间比较集中,水质和处理效果也相对的较理想,为中水系统的建立提供了水源。
2、利用变频水泵
变频水泵有着显著的节能效果,调速方式方便、调速的范围较广、保护功能完善、以及安全可靠的运行。传统的高层建筑通常采用水箱和水泵结合的方式,水泵将水提供给高位水箱,再向下供水。为了防止水压过大,还需安装减压装置,造成大量的电能消耗。而采用变频水泵,则不需要水箱水罐等装置,节约了成本。而且采用调节速度的方式来调节流量,避免了电机的频繁启动,减少了电力资源的浪费。目前,变频水泵的技术已经日臻成熟,大量推广变频水泵在高层建筑给排水系统中的使用,在节能中意义重大。大力推广和使用节水设备。一套节水性能较好的设备,能对节约水资源产生非常重大的作用。例如阀门的质量与类型直接关系着用水质量,我们应该选择能节水的阀门。在水压等客观条件相同的情况下,节水龙头比普通的龙头节水30%到50%,所以在高层建筑中,在水压超标的地方使用节水龙头,可以减少浪费。
结 语
对高层建筑的给排水高层设计进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的高层建筑给排水设计人员,必须紧密结合时展的需要,加强自身的学习,致力于自身专业技术水平的提升,切实掌握高层建筑给排水高层的特点,做好给排水的设计和节能设计工作,以最大化地确保其设计的有效性。
参考文献
[1] 张先义.浅谈高层建筑给排水设计[J].中外建筑,2001(6).
关键词:高层建筑;结构设计;原则;难点;优化
中图分类号: TU318 文献标识码: A
1.高层建筑结构设计原则
1.1选择合理的结构计算简图
首先一点就是要选择出合理的结构计算简图,因为如果所选择的计算简图不合理的话,那就有可能因为安全问题而出现事故。所以,选择合理的计算简图是高层建筑结构设计的前提。除此之外,因为在建筑的结构节点除了饺节点和钢节点外还有其他的节点,所以应选择与计算简图相适应的构造方法,将两者间的误差控制在一定的范围内,这样才能保证高层建筑在安全上不会出问题。
1.2选用合适的基础设计
高层建筑结构设计要选用合适的基础设计,即根据高层建筑所处位置的地质条件来选择基础设计。这一点的要求是要对高层建筑的结构类型、施工情况、荷载分布等问题进行综合性的分析,然后以此为依据选择出最合理的基础设计方案。基础设计方案的选择是以该处的地质勘查报告为依据的,它要求能够在最大限度上发挥地基的潜力,相关的地基变形检验是必不可少的。
1.3选择合理的结构方案
高层建筑结构设计原则第三点就是要对结构方案进行合理的选择,这一点要求结构设计方案要在满足结构的体系与形式的同时,还要满足高层建筑的经济性要求。这需要对地理条件、施工条件、建材、供水、供暖以及供电等等问题进行综合的分析,使各个方面都协调在一起,最终确定出最合理的结构设计方案。
1.4准确分析计算结果
高层建筑结构设计原则第四点是要准确的分析计算结果。随着科学技术的不断发展,在建筑结构的设计中已经广泛的使用计算机技术来进行各种合算,而使用的计算软件不同,所得到的结果也就有可能会不同,所以相关的设计人员在进行软件的选用时,应该全面的了解软件的各种相关信息,最终选择出最为合适的软件。因为计算机的内部程序可能与实际的建筑结构并不相同,所以在使用计算机来进行计算时,就会发生因软件上的漏洞或是人工输入错误而出现计算结果不准的情况。这就要求设计人员在通过计算机得到了相关的结果之后,对这一结果进行反复核对,最终得出正确的结果。
2.高层建筑结构设计选型
高层建筑结构设计主要是指在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行的要求下,按有关设计标准的规定,对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作,并寻求优化的过程。高层建筑的结构体系作为抵抗来自垂直和水平方向荷载的传力途径,它主要是利用抗侧力体系和相关的水平构件与竖向构件将荷载传到基础部分。
高层建筑结构体系按照建筑材料可以分为钢、混凝土组合结构,钢、混凝土混合结构,钢结构。这其中钢筋混凝土结构体系因为其成本低、耐火耐久等优良的性能而广泛应用于各类工程中,但是它本身仍旧存在一些如施工慢、自重大等缺点。而钢结构体系除了具有施工方便、抗震性能好、强度高等优点外,同时还有着例如防火性差、成本高等缺点。钢、混凝土组合结构虽然继承了二者的优点,但是其节点部分的构造复杂,所以并不能被广泛应用。
高层建筑结构体系按照结构形式可以分为框架、剪力墙结构,框架结构,剪力墙结构。框架结构因为是利用柱、梁等结构来承重的,所以这种结构体系的侧向位移相对较大,一般适用于低于50m的建筑。剪力墙结构因为是靠高层建筑的墙体来承重的,所以这种结构的整体性能相对较好,不易产生水平方向的变形,一般多应用于高层建筑,但是因为其在平面上的布置不够灵活,所以很少在公共建筑设计中使用。而框架、剪力墙组合结构则是结合了两者的优点、改善了其中的缺点,所以被广泛应用于高层建筑的结构设计中。
3.高层建筑结构设计难点
3.1防风结构的设计
因为风振作用对高层建筑的影响较大,所以抗风问题在结构设计中是很重要的一部分。因为高度问题,高层建筑对风会造成阻隔和扰动,而风的动力效应在因此而改变后,会对高层建筑产生一个振动的作用力,而受此影响最大的就是高层建筑的动力荷载,风压很有可能会损坏到高层建筑的主体结构,严重的可能会发生玻璃幕墙爆裂、墙体开裂等情况。
3.2难点是高层建筑的抗震结构设计
高层建筑在抗震结构方面向来最为薄弱,那是因为在地震发生时很难确定会产生哪些后果以及高层建筑本身的结构过于复杂,再加上相关的设计人员在设计过程中分析的不够全面,所以经常会出现高层建筑抗震结构的设计在安全性和耐久性有所缺失等问题。
3.3难点是高层建筑的消防就够设计
高层建筑结构的复杂性,决定了其在材料的选用上具有多样性,而这些材料中又有很多都是可燃、易燃的,这样一来火灾发生的可能性就大大的增加了。再加上高层建筑的空气对流性好,一旦有火灾出现,就会有火借风势的情况发生,此时如果建筑结构在消防问题上考虑不足,就会出现火势蔓延、救援难以展开、疏散困难等一系列问题。所以,合理的消防结构设计对于高层建筑的设计来说是非常重要的。
4.高层建筑结构的优化设计
4.1抗风结构优化设计
在基础设计上,要使用配比较高的砂石来保证地基的密实度,同时还要设置抗拔锚杆,以此来提高建筑基础的抗拔强度。在减振系统设计上,要多利用耗能支撑、剪力墙、楼板等组成的耗能减振系统来减少风荷载对高层建筑的影响。对于风荷载与水平力的问题,要对高风压区进行加固。这主要是从水平压力、水平荷载内力等方面进行综合考虑,来为高层建筑进行加固设计。
4.2抗震结构优化设计
①提高结构设计的整体规则性,以此确保承载力体系分布的合理性。②改善地基的抗震设计,即在简化建筑平面、提高地基的强度与高度的同时,将上部结构的重点和群桩设置在同一直线之上。③在剪力墙的设计方面,要提高高层建筑承重结构的抗侧力,以此来满足承载力的耗能与延续性,这样可以有效地提高高层建筑的抗震能力。
4.3消防结构优化设计
①防火间距上的设计,在设计时要全面的考虑间距在火灾中的隔断、灭火功能,同时在设计时还要考虑到建筑结构的耐火性问题以及排烟的问题。②对安全疏散结构进行合理的设计,这主要是为了解决火灾中的疏散困难,在设计上:a.注意防烟区的设置;b.注意双向疏散方面的设计,如合理安排避难层等。③在设计上注意分割结构的安排,这主要是为了控制火势与烟雾的范围,这方面一般使用的是垂直的楼板结构设计方式、水平的单元墙以及防火墙结构设计,以及相关的排烟、防火门等装置的设计。
5.结束语
高层建筑结构设计上的问题并不只有上文所提到的这些,而解决的对策也同样不只如此,它关系到的问题是多方面的,本文所提到的只是其中较为主要的问题。作为设计人员,在进行高层建筑的结构设计时,要时刻保持严谨的工作态度来面对设计中的每一个细节,让高层建筑的结构设计真正的兼备安全性、合理性与科学性。
参考文献:
[1]钟国华.高层建筑结构设计及某工程结构选型探讨[D].重庆大学,2006.
[2]孙凯.高层建筑结构设计的问题及对策探讨[J].价值工程,2011,25:88-89.