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關鍵詞:高層建筑;工程施工
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
0、引言
在城市建設中,優化土地資源配置問題尤其受到人們的關注。在人口數量遠大于土地面積的今天,如何使人們得到優良的居住環境是建筑企業考慮的首要問題。在這種背景下,高層建筑市場應運而生。在高層建筑中,工作風險,工作量等相對較大,因此,合理且先進的工程施工技術就是施工人員,乃至整個社會關心的要點。
1、高層建筑工程施工技術重要性
與其他建筑相比,高層建筑自身的特點較多。其層數多,高度高,結構類型復雜,體型獨特等特點決定了其施工工藝的技術特點。即其要求較高,同時期材料用量較多,施工的工期更長,工序多,而且交叉作業多,結構自重大。除此之外,受力特點與設計的依據與多層建筑業存在著一定的區別,對建筑結構的安全要求較高,對工程結構的施工質量有更高的要求,這就要求高層建筑施工人員技術達到一定的優化水平。只有施工人員以及施工現場的技術達到了一定水平,才能盡可能的優化安全管理,成本管理,質量管理,以及利潤管理。
2、高層建筑工程施工的特點分析 2.1 高層建筑的工期長于一般多層建筑一般多層住宅每棟平均工期在10個月左右,而高層建筑的施工周期平均為兩年左右。這是因為高層建筑施工對于各種環境和氣候的要求較高,因此只能選擇合適材料反映的季節進行施工,而且高層施工樓層多,工作量一般過大,因此需要的工期比一般的多層建筑工程長。 2.2 高層建筑的基礎埋置深度深于一般多層建筑 高層建筑為了保證其整體穩定性,基埋置深度不宜小于建筑物高度的 1/12; 采用樁基時,不宜小于建筑物高度的 1/15(樁的長度不計算在埋置深度內),至少應有一層地下室。因此,一般埋深至少在地面以下5m。超高層建筑的基礎埋置深度甚至達20m以上。 2.3 高層建筑整體體工程量大于一般多層建筑 據統計,我國目前高層建筑平均建筑面積約為1。5萬平方米。由于工程量大,工程項目多,涉及單位多、工種多,特別是一些大型復雜的高層建筑,往往是邊設計、邊準備、邊施工,總、分,包涉及許多單位,協作關系涉及眾多部門。這就帶來了高層建筑施工計劃、組織、管理、協調的難度大。 2.4 高層建筑工程施工技術要求高于一般多層建筑高層建筑施工技術主要以鋼筋混凝土和鋼材為主,以及結構材料和相關的施工技術構成。而鋼筋混凝土又以現澆為主,需要著多重研究解決各種工業化模板、鋼筋連接、高性能混凝土、建筑制品、結構安裝等施工技術。其次是高層建筑工程裝飾、消防、防水、設備等要求較高。現在,平面類型的多樣化、立面造型的個性化、立面色彩與周圍環境的協調和諧,皆已成為時代的潮流,因此,高層建筑中的裝飾作業就要高于一般建筑。其次,消防設施要求也非常高,還有地下室、墻面、屋面、廚房、衛生間的防水,甚至管道冷凝水的處理,都比多層建筑要求高。
3、高層建筑工程施工技術要點分析 3.1、高層建筑的基礎技術 高層建筑中的基礎建設是整個房屋結構的重要組成部分,其造價和工期分別約占建筑物土建總造價的20~30%,占總工期的30~40%左右。高層建筑基礎施工有如下特殊性:3.1.1 高層建筑的基礎埋置較深《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》規定了高層建筑基礎埋置深度。因此,高層建筑施工時必須按照規程進行基礎埋置。這會成為工期內的主要建設內容,并且進行埋置時,為了不影響周圍的生活居民,工程施工人員應盡量避開休息時間進行施工。并且應該采用最先進的施工技術,這樣不僅能最大的避免噪音污染,還能最大化的縮短工期。其次,進行埋置后的土、料應該盡可能的進行合理應用,比如鋪路,造墻等。
3.1.2 高層建筑深基坑工程的設計與施工
高層建筑在城市中鱗次櫛比,施工場地狹窄。由于鄰近建筑及四周市政工程設施的安全和保護,對基坑工程的穩定和位移要求很嚴,而基坑工程在施工過程中大部分是臨時工程。深基坑的開挖與支護,這是地下工程極其富有變化的領域,它包含土力學強度與穩定問題、位移變形問題、土與支護結構相互作用問題以及環境巖土工程問題。這些問題隨著巖土性質不同而差異很。一旦設計施工不當,極易發生基坑工程事故。這將會對企業和周邊設施帶來巨大影響,也會影響工程施工。3.2 高層建筑建設中混凝土施工技術 混凝土質量的主要指標之一是抗壓強度,從混凝土強度表達式不難看出,混凝土抗壓強度與混凝土所用水、水泥的強度成正比,按公式計算,當水灰比相等時,高標號水泥比低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多,所以混凝土施工時切勿用錯了水泥標號。另外,水灰比也與混凝土強度成正比,水灰比大,混凝土強度高,水灰比小,混凝土強度低。因此,當水灰比不變時,企圖用增加水泥用量來提高混凝土強度是錯誤的。
混凝土質量控制包含兩部分基本內容。首先,要使混凝土達到設計要求的質量標準。其次,在滿足設計要求的質量指標前提下盡量降低成本。這兩條要求實際上是盡量降低混凝土的標準差。混凝土的強度有一定離散性,這是客觀的,但通過科學管理可以控制其達到最小值,因此混凝土標準差能反映施工單位的實際管理水平,管理水平越高,標準差越小,混凝土質量越好。3.3 結構轉換層施工技術 高層建筑從建筑的功能上一般上部要求小空間的軸線布置,而下部則需要大空間的軸線布置。上述要求與結構合理、自然布置正好相反。由于高層建筑結構下部樓層受力很大,上部受力較小,正常布置時應當是下部剛度大、墻多、柱網密,到上部漸減少墻、柱。因此結構的正常布置與建筑功能之間就產生了矛盾。 為了滿足建筑功能的要求,結構必須以和常規相反的方式進行布置。上部分布置小空間,下部分布置大空間。上部布置剛度大的剪力墻,下部布置剛度小的框架柱。為了實現這種結構布置,就必須在結構轉換的樓層設置轉換層。這種轉換層廣泛應用于剪力墻結構及框架-剪力墻等結構體系中。 不管采用何種轉換形式,帶轉換層的剪力墻結構仍是目前工程應用的主要結構形式。同時,由于轉換層位置越來越高,帶轉換層的筒體結構也時有應用。對帶轉換層的剪力墻結構及帶轉換層筒體結構這兩類轉換結構,通過轉換層上下層間位移角及內力變化情況的分析,可得出影響其抗震性能的主要因素。分別是:轉換層設置高度、轉換層上部與下部結構等效剛度比、轉換層結構與其上層結構側向剛度比。 3.4、高層建筑工程施工后澆帶施工技術
在高層建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高層主樓與低層裙房連在一起,裙房包圍了主樓的大部分。從傳統的結構觀點看,希望將高層與裙房脫開,這就需要設變形縫。但從建筑要求看又不希望設縫,因為設縫會出現雙梁、雙柱、雙墻,使平面布局受局限,因此施工后澆帶法便應運而生。 一般高層主樓與低層裙房的基礎同時施工,這樣回填土后場地平整,便于上部結構施工。對于上部結構,無論是高層主樓與低層裙房同時施工,還是先施工高層后施工低層,同樣要按施工圖預留施工后澆帶。對高層主樓與低層裙房連接的基礎梁、上部結構的梁和板,要預留出施工后澆帶,待主樓與裙房主體完工后,再用微膨脹混凝土將它澆筑起來,使兩側地梁、上部梁和板連接成一個整體。這樣做的目的是為了把高層與低層的差異沉降放過一部分,因為高層主樓完成之后,一般情況下,其沉降量已完成最終沉降量的60%~80%,剩下的沉降量就小多了。這時再補齊施工后澆帶混凝土,二者差異沉降量就較小,這部分差異沉降引起的結構內力,可由不設永久變形縫的結構承擔。
結束語
綜上所述,高層建筑工程的施工技術對各個方面都有較為嚴格和縝密的要求和方法。無論是對于工程本身的質量還是對工程的造價控制來說,先進的施工技術都能帶來最大化的期望值。
參考文獻
[1]張愛青.高層建筑的施工技術[J].工程建設與設計,2009
關鍵詞:城市高層建筑;施工特點;分析研究
引 言
城市高層建筑具有一定的代表性和象征意義,不僅反映了該市經濟發展水平的程度,還具備表達傳遞該地區人文精神和審美情趣的功能。優秀的作品是造型、功能、結構三者之間的完美結合。隨著我國經濟水平的進步,業主對建筑物的主觀需求不斷提高,僅僅滿足基本功能的使用已經不能達到建設要求。設計人員和施工人員必須仔細分析研究建筑工程的施工特點,融入新技術、新方法,更好地滿足人們對建筑物外形美觀、結構合理、布局科學、安全系數高、成本低廉、符合環保理念等要求。
1 高層建筑造型、功能、結構三者對施工的影響因素
高層建筑空間布局豐富、功能復雜,高層建筑下半部一般多設置為大面積中庭共享空間(停車場、商場、影院等),另外,高層建筑的上部與下部在使用功能上有所區別,存在中間層支撐結構的改變或體系的轉換(商住樓)。在滿足功能性的基礎上,還要兼顧高層建筑在城市中的“象征意義”特點。這些因素集合在一起,要求我們處理好其功能使用性,結構穩定性、空間豐富性、形態美觀性之間的關系。
1.1 人文與環境心理對高層建筑的影響
使用者對高層建筑使用的舒適性要求,對高層建筑與周邊環境的協調性要求越發看重。
高層建筑是否擁有舒適、健康的空間環境,是使用者永遠的話題。比如:增加中庭,打破高層建筑內部空間的封閉與單調;在開闊的空間進行綠化;沿高層的外表面布置不同深度的過渡空間。這些都是為了降低封閉空間對使用者的壓迫感,從而形成良好的內部小環境,增加使用者的舒適度。
高層建筑以其宏偉的尺度和獨特的風格,令觀者感受到強烈的視覺沖擊,在起到地標作用的同時也表現出所在區域的人文價值觀。
高層建筑造型是建筑空間組合的外在表現,它同時是內在諸因素的反映。二者是互為依存不可分割的。完美和諧的建筑藝術形象,總是內部合乎邏輯的反映。
1.2 施工技術對對高層建筑的影響
目前,我國高層建筑的單座建筑面積平均超過15000m2,平均施工周期為2年左右。工程量大、工程項目多、涉及工種多,邊設計、邊準備、邊施工已是常態,由于涉及眾多單位部門的協作,所以必須精心施工,加強集中管理。
高層建筑施工技術包括鋼筋混凝土施工技術和以鋼材為主要材料的施工技術。鋼筋混凝土以現澆為主,需要研究解決各種模板、鋼筋連接、高性能混凝土、建筑制品、結構安裝等施工技術。以鋼材為主要材料的施工技術涉及裝飾、消防、防水、設備等施工。這些方面的施工技術都比多層建筑的施工要求高。
2 高層建筑施工特點分析與研究
一個在技術性和美觀性上能夠同時達到很高的要求的建筑必然是優秀的作品。一棟優美的高層建筑,是功能、空間、使用、體型的四個要素的完美統一體。若要充分表現出高層建筑的完美統一性,就需要在具體施工過程中,分析和研究以下幾個方面問題:
2.1 處理好高層建筑形狀與環境的統一性問題
高層建筑和多層建筑物相比較,其垂直荷載、地震影響、風力水平荷載變得非常大,為了避免各層受力不均勻,最好的做法是:使用功能相對簡單,空間盡可能統一,受力體系貫通,但是,由于需要兼顧“象征意義”,高層建筑的設計施工反而是最麻煩的。這就需要在具體的施工過程中,結合工程的實際特點,嚴格按照施工工藝流程,做好各項關鍵技術,確保工程順利進行。同時,處理好高層建筑功能性與美觀性之間的關系。使其能夠成為和諧統一的整體。
2.2 靈活運用多項施工技術,解決工程質量問題
高層建筑施工是一項龐雜的工程,若能抓住主要問題,運用有效的技術手段加以解決,可以確保工程質量。研究解決各種基坑開挖及支護技術,是高層建筑施工的重點;現澆混凝土是高層建筑施工的主導工序,合理地選擇模板是縮短施工工期,降低成本的主要途徑。
在基坑施工階段,采用劈裂注漿技術對坑內被動土進行加固處理,提高其抗剪能力;利用輕型井點降水方法對深層土體進行降水,使土體固結,從而提高土體抗剪能力;挖土時,同時卸載立柱樁四周土體,分層開挖,使土體應力得到一個緩慢的釋放,確保立柱樁周邊土壓力的平衡;立柱材料選擇工程鋼管樁,盡量使用原工程樁進行支撐布置,在滿足施工要求的同時達到了省時省工的效果。
模板工程施工階段,結合工程的結構特點與設計要求,針對不同的結構部位采用相應的模板施工方法。例如:頂板底模采用1830×915×18雙層涂模膠合板作面板,截面為50mm×100mm的單根枋作內楞,間距設為600mm。房屋內設通用鋼管(扣件式)腳手架,作為支撐系統。
混凝土工程施工階段,采用平板振動器平板振動器插入式高頻振動棒結合振搗。用“趕漿法”推進分層澆筑橫梁,澆筑到平板位置時,再與板混凝土一起澆筑。
在設備基座澆注的地方,對混凝土面進行鑿毛處理并清洗干凈,安裝側模板,設置標高,按設計要求進行澆注。待澆筑完工后,檢查預留孔洞及螺栓的偏差,并將其調整至符合設計要求,然后將表面壓平修光。
采用插入式高頻振動棒振搗,每一層澆筑的厚度不能大于50cm。振搗密實后再澆注第二層,直至完成。
對于整個立柱,則需要一次性澆筑到梁底或板底。混凝土澆注完畢后,在12h之內用土工布加以包裹,并定時澆水養護,保持表面濕潤。養護時間不少于半個月。
需要對混凝土的溫度進行有效監控。這樣做是為了防止產生裂縫。在混凝土溫測過程中,需要對各層的溫度都進行測量,并就其溫度變化進行分析,實施有效的養護工作。養護混凝土是為了有效控制混凝土溫度,以滿足混凝土抗力要求。澆筑混凝土時,應使用塑料布加以覆蓋,并在塑料布外面覆蓋防寒氈,做好保溫保濕工作,避免澆筑件由于脫水而產生裂縫。必要時候應設置隔熱層,實現澆筑件內部溫度有序降低。
3 結 論
對于高層建筑的施工而言,必須首先對工程施工質量進行嚴格有效的控制,確保高層建筑的整體施工質量。在此基礎之上,還應注意合理運用施工技術,解決施工中的具體問題,從而使得高層建筑的“地標性”功能能夠得到充分展現。從而實現科學技術與人文藝術的有機結合,體現高層建筑的審美效果。
參考文獻
[1]高層建筑施工技術[M].北京:機械工業出版社,2005.
[2]李福民.關于高層建筑施工質量控制問題探討[J].China's Foreign Trade,2010.
關鍵字:高層房屋建筑;施工技術;
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
1.高層房屋建筑施工特點
1.1高層建筑施工周期長
通常多層住宅每棟平均工期在10個月左右,而高層建筑的施工周期平均為2年左右。要縮短施工周期,首要是縮短構造和裝修施工周期。各種高層構造系統可以選用不一樣的施工辦法。而現澆混凝土是高層建筑施工的主導工序,合理的挑選模板系統是縮短主體構造工期,降低成本的首要路徑之一。
1.2基礎埋置深度深
高層建筑為了保證其全體穩定性,地基埋置深度不宜小于建筑物高度的1/12;選用樁基時,不宜小于建筑物高度的1/15(樁的長度不計算在埋置深度內),最少應有一層地下室。因而,通常埋深最少在地上以下5m。超高層建筑的基礎埋置深度乃至達20m以上。深基礎施工,地基處理復雜。尤其是在軟土地基,基礎施工方案有多種挑選,對造價和工期影響很大。研究解決各種深基礎開挖支護技術,是高層建筑施工的要點之一。
1.3高層建筑體量大,工程量大
據統計,中國當前高層建筑平均建筑面積約為1.5萬平方米。因為工程量大,工程項目多,觸及單位多、工種多。特別是一些大型復雜的高層建筑,往往是邊設計、邊預備、邊施工,總、分包觸及很多單位,協作關系觸及很多部分。這就帶來了高層建筑施工方案、組織、辦理、協調的難度大。有必要精心施工,加強會集辦理。當然,因為高層建筑層數多、工作面大,就可充分利用時刻和空間,進行平行流水立體交叉工作。
1.4施工技術需要高
高層建筑施工技術首要以鋼筋混凝土和鋼材為首要構造材料及有關的施工技術構成,而鋼筋混凝土又以現澆為主,需要側重研究解決各種工業化模板、鋼筋連接、高性能混凝土、建筑成品、構造安裝等施工技術。其次是裝修、消防、防水、設備等需要較高。平面類型的多樣化、立面造型的個性化、立面顏色與周圍環境的協調和諧,已經成為年代潮流;消防設施需要高,深基礎、地下室、墻面、屋面、廚房、衛生間的防水,乃至管道冷凝水的處理,都比多層建筑需要高;高層建筑的設備繁復,高檔裝修裝修多這些都給施工提出了更高的質量和技術需要。
2.高層建筑要害施工技術剖析
2.1深基礎施工技術
高層建筑在進行施工的時分對地基基礎進行施工的時分要做到做到量體裁衣,采納適宜的方法來進行施工。地基在土質條件方面比較復雜,這樣可以選用樁基礎施工技術來進行施工。在進行地基施工的時分,因為中國的鋼產量是十分低的,因而,在樁的挑選上可以運用現澆和預制鋼筋混凝土樁的方法來進行施工。在地基基礎施工中,預制樁的發展是十分好的,并且,在質量方面也是可以進行保證的,因而,預制樁在進行施工的時分在地下水位比較高的情況下愈加的適用。現澆鋼筋混凝土樁在這些年也得到了極好的發展,但是在進行運用的時分對施工安全還是進行注重的。現澆鋼筋混凝土灌注樁在進行運用的時分適應性是十分強的,并且,在施工過程中噪聲是十分小的,在施工過程中本錢也是十分低的,在今后的發展中必能獲得非常好的遠景。
2.2構造變換層施工技術
高層建筑在空間設置上,通常都是小空間在上,大空間鄙人,并成軸線散布,盡管與組織力學的需求不共同,但這一技術共同被很多施工方使用,并取得了杰出的作用。高層建筑構造下部樓層受力大于上部,正常是越往上墻面和柱子越少,這就加大了軸間距。結合實際的狀況,設計建筑構造要不同于慣例方法,即上面的空間小于下面,也即是上面的墻面或者是柱子要有很大的剛度,下面的墻面或者是柱子的剛度能夠適當的小一些。要想到達這種構造,就應該在樓層設置變換層。設置變換層還要思考外筒和內筒剛度以及本身的高度。設計好變換層的高度,有利于進步高層建筑體的抗震才能,保證使用者的安全,施工單位在設計時要限制變換層高度,以此來減小上下層的位移和內力驟變。經過操控側向剛度比能夠操控層間位移角及內力驟變。關于帶變換層的剪力墻構造或筒體構造,可采納以下辦法強化下部構造:加大筒體及落地墻厚度,進步混凝土強度,在房子周邊增置有些剪力墻、壁式結構或樓梯間筒體,進步抗震才能;可采納以下辦法弱化上部:不落地剪力墻開洞、減小墻厚等。
2.3鋼筋的焊接連接技術
鋼筋連接在高層建筑施工中對主體結構的施工質量具有關鍵意義。鋼筋連接技術可分為鋼筋焊接和鋼筋機械連接兩大類。鋼筋焊接技術在施工中是比較傳統且常見的連接技術,高層建筑興建初期主要使用的是閃光對焊和電弧焊。閃光對焊是在焊接電流經過接觸點時發出電阻熱,從而使金屬融化,再施加頂鍛力。其操作要點就在于閃光要強烈、頂鍛時要快而有力。電弧焊則是利用焊接電流產生的電弧熱進行焊接,優點是靈活、方便,適應性強,可以用于HRB335、HRB400鋼筋。之后處于節約鋼材,減少搭接長度的目的,電渣壓力焊、氣壓焊的使用開始增多。但是,電渣壓力焊適用范圍限制多,特別對可焊性不太理想的鋼筋焊接效果并不好。而氣壓焊工藝復雜,對施工環境要求高,已經逐漸被淘汰。目前,機械連接技術得到飛快發展。鋼筋機械連接技術主要適用于現場施工,有徑向擠壓連接、軸向擠壓連接、錐螺紋連接三種。其特點是質量穩定、可靠,連接速度快、操作較簡單,無污染、節約能源。在國家行業標準出臺的背景下,機械連接技術已經迅速發展、日趨成熟。總體來講,在目前高層建筑鋼筋連接過程中,通常采用閃光對焊。對于豎向鋼筋小于φ20,多采用電渣壓力焊,直螺紋鋼筋機械連接技術則多用于大于φ20的鋼筋連接。
2.4混凝土工程施工技術
長久以來,混凝土工程施工技術一直是困擾著高層建筑施工的重要問題,在高層建筑混凝土工程的施工過程中,主要暴露出了兩大問題,分別為商品混凝土的強度問題和混凝土施工泵送過程的問題,這兩個問題都是較為復雜的,因此在這里我們重點強調混凝土工程的施工工藝流程,無論是多層建筑還是高層建筑,其施工工藝流程都差不多,而高層建筑對于混凝土工程的施工規范要求更加嚴格,具體的施工工藝流程均為混凝土攪拌-混凝土運送-柱、梁、板、剪力墻、樓梯混凝土的澆筑和振搗-養護,高層建筑的要求標準與多層建筑的規范要求還是有一定的區別,也就是說規范的不同也就導致了技術等級的差異。
2.5.垂直運輸技術
高層建筑施工對垂直運輸技術的要求很高,合理配置垂直運輸機械是保證高層建筑施工順利的關鍵之一。垂直運輸機械主要有塔式起重機、混凝土泵和施工電梯。一般而言,對于以鋼結構為主的高層建筑施工,塔式起重機配置高,如上海環球金融中心;以鋼筋混凝土結構為主的,則混凝土泵配置高,如迪拜大廈。塔式起重機的布置需要充分發揮機械的性能,覆蓋整個吊裝區域,并且便于施工。架設方式一般采用附著自升式或內爬自升式。對于施工電梯,對于高層建筑優先選用雙籠、重型、高速施工電梯,載重量為2t或2.4t,服務建筑面積大約100000O。混凝土泵的選型需要根據工程特點和工期確定技術參數,注意混凝土輸送管的支撐力,耐磨性以及及時更換、清洗。
結束語
總之,高層建筑由于施工的風險大、周期長、難度高,所以在施工的過程中對于關鍵的技術需要重點的把握,從材料的選購,到技術人員的水平再到技術的管理都是至關重要的,需要緊密聯系在一起進行綜合管理,只有這樣才能夠保證高層建筑的質量安全。
參考文獻
關鍵詞:高層建筑剪力墻;結構設計;要點
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:
只有合理的結構體系才能保證建筑結構的經濟性和安全性,因此設計人員應當遵循規范的要求以及甲方的需要,來選擇合理的結構體系。而在剪力墻結構設計中,整個體系的剪力墻布置和調整過程就是一個逐步優化的過程,直到按照周邊均勻對稱的原則將結構體系的位移與剛度趨于最合理,才能使材料發揮最大的效能。其中的連梁作用不可忽視,其剛度將直接影響整個剪力墻結構的整體剛度。尤其不可盲目增大某一個或幾個構件的剛度,以至于造成薄弱位置轉移甚至產生新的薄弱部位。
1 高層建筑結構的受力分析
建筑結構通常主要是受到來自于垂直與橫向兩個方向的外力。多層建筑由于其高寬比較小,平面的尺寸較大,結構的高度較低,并且結構受到地震作用和風荷載作用也很小,因此在多層建筑的設計中主要是考慮如何來抵抗其垂直的荷載。然而隨著建筑物高度的不斷增加,其受力特點也同樣在逐步地產生變化,而在設計時則主要考慮垂直荷載、橫向荷載、結構展延性以及側向移動等方面。
1.1 垂直荷載
通常高層建筑物的垂直荷載都較大,并會在柱中產生相當的垂直應力,以此來影響連續框架梁的彎矩,而且同時還會影響預制構件的下料長度。所以必須考慮其垂直荷載對其軸向變形的影響,從而對其下料長度作出相應的調整。
1.2 橫向荷載
對于高層建筑來說,其在一定高度范圍內的垂直荷載基本上是固定的,但是包括來自地震作用與風荷載作用的橫向荷載值,則會隨著建筑結構動力特性的區別而導致較大的影響和變化。
1.3 結構延性
與多層建筑相比,高層建筑的結構在碰到地震作用時,其所發生的變形就會大得多。為了保證建筑在其塑性的變形階段當中仍能具備較強的變形能力,就必須在結構的設計中采取相應措施來保證其結構展延性。
1.4 側向移動
對于結構側向移動的控制是在高層建筑結構設計中的關鍵所在。而且隨著其建筑高度的逐漸增加,在橫向荷載作用下的結構側移變形就會隨其建筑高度的增加而迅速增大。針對高層建筑的這一特征,其在橫向荷載的作用下產生的側移就必須進行嚴格的控制。
2 高層建筑混凝土剪力墻的結構設計
高層建筑結構中主要受力的構件包括框架梁、柱、樓板和剪力墻。其中作為垂直構件的混凝土剪力墻是其提供結構剛度的第一構件,它在高層建筑當中承受結構的絕大部分橫向荷載和垂直荷載。而當高層建筑的受力結構主體全部由剪力墻構件來構成時,就形成了通常所說的剪力墻結構。在剪力墻結構中單肢的剪力墻承擔了所有的橫向荷載和垂直荷載。混凝土剪力墻結構是一種較為優良的結構體系,屬于剛性結構,其剛度和強度都比較高并且具備一定的展延性,傳力也均勻直接,有不錯的抗倒塌能力和較高的整體性。高層建筑混凝土剪力墻的結構設計應從下述幾個方面來考慮。
2.1 合理的結構布置
所有民用建筑的結構布置都應盡可能遵循簡潔、規則的原則,保證結構的質心與剛心相一致,而對于剪力墻結構來說,剪力墻的方案布置、墻肢的長短等均應合理。因為底部框架——剪力墻結構中的剪力墻屬于低矮墻,且其抗剪剛度相對較大,所以如果平面形式復雜、布置的墻肢較長,就很容易出現受力過于集中、局部剛度過大的現象,甚至往往出現只布置極少的剪力墻就能滿足上下層的抗側剛度比限值的情況。所以在剪力墻布置方案上必須要堅持對稱、均勻、周邊、分散的原則,且墻片不宜過長,墻片平面形式也不宜采用增強抗側剛度的“T”、“L”等平面形式,而應盡可能采用“一”字平面形式。同時還應控制好剪力墻的最大間距,以滿足規范的要求。縱向剪力墻還應在外縱軸布置好開窗洞的剪力墻,這樣就能大大增強其橫向抗傾覆的能力,以避免邊柱產生過大的拉力和壓力。
2.2 建筑高度和層數要求
根據資料和研究證明,隨著樓層數的增加,剪力墻結構的震害將會加劇,所以規范對于結構形式為剪力墻結構的建筑物的高度和層數有著嚴格的限值要求。其中的建筑高度指的是從室外地面至檐口或者屋面板板面的高度,對于半地下室結構則從室內地面算起,而對于全地下室或者嵌固條件較好的半地下室則仍然應從其室外地面算起。對于那些帶閣樓的坡屋頂則應算至山墻的半高處。
2.3 抗震要求
根據歷史上地震的記錄及其分析研究,之所以底層框架——剪力墻結構會產生嚴重的破壞,究其原因就在于其上部剛度和底層剛度之比太過于懸殊。因而導致當地震集中作用到底層時,就會因為底層剛度較上部結構要小得多而造成底層彈塑性的明顯且突出的集中變形的現象。所以控制上部剛度和底層剛度之比是非常關鍵的。對于不同的抗震設防烈度,抗震要求也有一定的區別。
2.4 底層框架柱布置
如果剪力墻結構的底層是全框架的結構形式,那么在其內柱X、Y向軸線的砌體墻中均應設置構造柱或者框架柱,且其底部全框架結構的柱距不宜太大,一般要求控制在到八米以內,而且每根框架梁上最多只能設置一道非落地的剪力墻。從使用功能來講,通常底部全框架結構的民用建筑大部分為商住樓,而該跨對應的上部結構即可分割成兩個開間,無論上部結構是用作辦公還是住宅,該跨所對應的上部結構開間的尺寸都能夠達到填充砌體結構所能達到的功能,以此來控制每根框架梁上部僅設置一道非落地墻。與此同時考慮到大框架梁的梁高一般控制在梁跨的八分之一到五分之一,而如果柱距過大,就會使得梁截面及其配筋率出現超限,而且增加上部結構非落地墻的數量也會使這種現象趨于嚴重。
2.5 過渡層的設計
對于存在過渡層或者轉換層的剪力墻結構,比如底層框架剪力墻結構,其過渡層或者轉換層的剪力墻墻體在地震中需要提供的抗傾覆力矩和抗剪切力最大,且其受力也最不利。除此之外,由于在垂直均勻荷載的作用下,過渡層或者轉換層的剪力墻墻體處于拉剪或者者壓剪的應力狀態,而一旦有橫向荷載作用時,過渡層或者轉換層的剪力墻墻體的橫向承載力及其抗裂性能都將相應地降低。根據試驗表明,在垂直和反復橫向荷載的作用下,過渡層或者轉換層的剪力墻墻體的橫向承載力大約會降低兩到三成。而如果按驗算一般墻體橫向承載力的方法,當其托梁的高跨比或者者垂直荷載較小時,就將會過高地估計過渡層或者轉換層剪力墻的抗震承載力,從而降低結構抗震的安全可靠性。因此過渡層或者轉換層應在每開間設置圈梁以及構造柱,以形成類框架體系,從而增強過渡層或者轉換層傳遞地震剪切力的能力,并大大增加其展延性以及耗能能力。
2.6 連梁設計
剪力墻的連梁是一件耗能構件,因此它的剪切破壞將對抗震不利,并會使結構的延性大大降低。在設計過程中就要注意對連梁進行強剪弱彎的驗算,以保證連梁的剪切破壞晚于彎曲破壞。所以切忌人為來加大連梁的縱筋,這樣就有可能無法滿足其強剪弱彎的要求,也不能單純地認為加大箍筋就一定能保證其強剪弱彎的要求。因為當連梁不能滿足其截面控制條件時,一味盲目地增加箍筋必然會導致連梁在其箍筋還未充分發揮作用時就發生剪切破壞。而連梁截面的抗剪計算中,對于那些跨高比大于2.5的連梁,應注意將其剪力設計值乘以增大系數。
2.7 長墻肢的處理
高層建筑剪力墻的結構還必須具備足夠的展延性,特別是對于呈高細形狀的剪力墻(即高寬比超過二)而言,就具有較好的展延性和彎曲破壞的屬性,從而能夠很好地避免發生脆性剪切破壞。然而在墻肢長度比較長的情況中,為了滿足其每個墻段的高寬比都超過二,就可以采取開洞的方式來將長墻分割成為獨立的、小而均勻的墻段。此外,當其墻段的長度較小時,因受彎而導致產生裂縫的寬度也比較小,這樣就可以充分地發揮出剪力墻墻體配筋的作用。另外對于剪力墻結構當中存在的不多的長度超過八米的剪力墻長墻肢而言,在理論計算當中其樓層的剪力絕大部分都是由這些剪力墻的長墻肢來承擔。因此在發生地震尤其是超烈度的強震時,這些長墻肢就是最容易遭到破壞的。而短墻肢則會因沒有足夠多的配筋,從而使整個墻面的結構遭到全面的破壞。為了避免這種不利的現象發生,因此對于大于八米的長墻肢,可以通過以下兩種方法來處理:
2.7.1 采取開施工洞,也就是在施工的過程當中于墻上留洞,而混凝土結構完成時再砌筑填充墻體,從而將長墻肢分隔成為短墻肢。
2.7.2 采取開計算洞,也就是在進行結構設計PK計算的過程中假設有洞,而在繪制施工圖時卻不留洞,從而通過這種特殊的計算方式來加強其它的短墻肢的配筋。對于這種方法而言一般適合用作地下室外墻等不允許開施工洞的長墻肢。
參考文獻:
關鍵詞:高層建筑 砼結構設計
Abstract: new concrete structure as the fifth kind of new combination building structure, give full play to the steel and concrete material properties and advantages, which has been widely used in high-rise buildings, this article simply introduces the structure characteristics of the high-rise building, from the frame structure of the layout principle, structural type selection, the crack problem and seismic design and so on several aspects, in order to optimize the design.
Key words: concrete structure design of high-rise building
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A文章編號:
前言
高層建筑的豎向和水平構件的設計同低層及多層建筑的設計沒什么區別,但使豎向構件的設計成為高層設計有兩個控制性的因素:首先,高層建筑需要較大的柱體墻體和井筒;更重要的是側向力所產生的傾覆力矩和剪力變形要大的多,必要謹慎設計來保證。
高層建筑的結構特點
1.1結構應具有適宜剛度隨著高度的增加,高層建筑的側向位移迅速增大 因此設計高層建筑時,不僅要求結構有足夠的強度,而且要求結構有適宜的剛度,使結構有合理的自振頻率等動力特性,并使水平力作用下的層位移控制在一定范圍之內。
1.2側向力(風或水平地震作用)成為影響結構內力結構變形及建筑物土建造價的主要因素高層建筑和低層建筑一樣,承受自重活載雪載等垂直荷載和風地震等水平力在低層結構中,水平荷載產生的內力和位移很小,可以忽略不計;在多層結構中,水平荷載的效應(內力和位移)逐漸增大;在高層建筑中,水平荷載和地震力將成為主要的控制因素。
1.3結構應具有良好的延性相對于較低樓房而言,高樓結構更柔一些,在地震作用下的變形更大一些建筑結構的耐震主要取決于結構的承載力和變形能力兩個因素為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免高層建筑在大震下倒塌,必須在滿足必要強度的前提下,通過優良的概念設計和合理的構造措施,來提高整個結構特別是薄弱層的變形能力,來保證結構具有足夠的延性。
2. 高層建筑中常用的結構體系有哪些 各有何特點和適用
高層建筑中常用的結構體系有框架、剪力墻、框架-剪力墻、筒體以及它們的組合。
2.1框架結構體系
框架結構體系是由梁、柱構件通過節點連接構成,既承受豎向荷載,也承受水平荷載的結構體系。這種體系適用于多層建筑及高度不大的高層建筑。
框架結構的優點是建筑平面布置靈活,可以做成有較大空間的會議室、餐廳、車間、營業室、教室等。需要時,可用隔斷分隔成小房間,或拆除隔斷改成大房間,因而使用靈活。外墻用非承重構件,可使立面設計靈活多變。
框架結構構件類型少,易于標準化、定型化;可以采用預制構件,也易于采用定型模板而做成現澆結構,有時還可以采用現澆柱及預制梁板的半現澆半預制結構。現澆結構的整體性好,抗震性能好,在地震區應優先采用。
2.2剪力墻結構體系
剪力墻結構體系是利用建筑物墻體承受豎向與水平荷載,并作為建筑物的圍護及房間分隔構件的結構體系。
剪力墻在抗震結構中也稱抗震墻。它在自身平面內的剛度大、強度高、整體性好,在水平荷載作用下側向變形小,抗震性能較強。在國內外歷次大地震中,剪力墻結構體系表現出良好的抗震性能,且震害較輕。因此,剪力墻結構在非地震區或地震區的高層建筑中都得到了廣泛的應用。
2.3框架-剪力墻結構體系
框架-剪力墻結構體系是在框架結構中布置一定數量的剪力墻所組成的結構體系。由于框架結構具有側向剛度差,水平荷載作用下的變形大,抵抗水平荷載能力較低的缺點,但又具有平面布置較靈活、可獲得較大的空間、立面處理易于變化的優點;剪力墻結構則具有強度和剛度大,水平位移小的優點與使用空間受到限制的缺點。將這兩種體系結合起來,相互取長補短,可形成一種受力特性較好的結構體系-框架-剪力墻結構體系。剪力墻可以單片分散布置,也可以集中布置。框架-剪力墻結構的剛度和承載力較框架結構都有明顯的提高,在水平荷載作用下的層間變形減小,因而減小了非結構構件的破壞。在我國,無論在地震區還是非地震區的高層建筑中,框架-剪力墻結構體系得到了廣泛的應用。
2.4筒體結構體系
筒體結構為空間受力體系。筒體的基本形式有三種:實腹筒、框筒及桁架筒。用剪力墻圍成的筒體稱為實腹筒。在實腹筒的墻體上開出許多規則的窗洞所形成的開孔筒體稱為框筒,它實際上是由密排柱和剛度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架圍成的筒體。筒體最主要的受力特點是它的空間受力性能。無論哪一種筒體,在水平力作用下都可以看成固定于基礎上的箱形懸臂構件,它比單片平面結構具有更大的抗側剛度和承載力,并具有很好的抗扭剛度。因此,該種體系廣泛應用于多功能、多用途,層數較多的高層建筑中。
3. 結構平面布置與結構豎向布置有哪些要求
3.1豎向布置
豎向布置宜規則均勻上下變化不大,不要有過大的外挑或內收,除頂層外,局部收進的水平向尺寸不宜大于相鄰下一層的 ,同層柱的尺寸宜相同,框架沿高度方向各層平面柱網尺寸宜相同,或向上逐步減小 ,做到剛度下大上小 ,均勻連續,避免剛度突變,避免薄弱層,上下柱子尺寸變化時,應盡量使柱中心對齊,盡量避免某層某柱取消造成結構豎向不規則。
3.2平面布置
必須設計成鋼架的抗風荷載和水平地震作用的結構體系,即采用雙向鋼接梁柱抗側力體系,主體結構除個別外,不應采用鉸接抗震設計的框架結構不易采用單跨框架,應根據建筑的使用功能要求結合受力的合理性方便施工經濟等因素,確定柱網的開間和進深,大開間的房屋適用于建筑平面要求有較大空間的房屋,但將增大梁截面的尺寸小柱網梁柱尺寸小。
4. 高層建筑的荷載與地震作用
4.1高層建筑的荷載
高層建筑的荷載作用主要為風荷載效應,這里主要說下動力風效應。確定某一指定建筑物的動力風效應至少需要三方面的信息:一是建筑物所處
的風環境;二是建筑物的氣動特性;三是結構物的動力特性。除了以上三方面外,
還需要補充說明兩方面:一是鄰近建筑物的干擾問題。周圍建筑的存在(上風向
和下風向)有可能會明顯影響作用于建筑物上的氣流特征和尾流的發展,從而影
響作用于建筑物上的氣動力和響應。類似的,擬建建筑物的建成會影響鄰近的已
建建筑物的適用性和安全性問題。二是風向的影響。現有的規范提供的方法一般
不考慮風向的影響,它們偏安全地假定風從最不利的方向作用于建筑物上。不同
方向的風速的最大值是不同的,建筑物的氣動特性也明顯依賴于風向,而目前規
范不考慮風向的影響對結構設計而言偏保守,考慮城市主導風向的影響并做相應
的處理會導致更加經濟和合理的結構設計。
4.2高層建筑的抗震設計
4.2.1結構剛度、承載力和延性要有合理的匹配
對結構提出了綜合抗震能力的概念,就是要綜合考慮整個結構的承載力和構造等因素,來衡量結構具有的抵抗地震作用的能力,地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關,與其具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性密切相關。
4.2.2抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件
延性是指構件或結構具有承載能力基本不降低的塑性變形能力的一種性能 在小震不壞,中震可修,大震不倒的抗震設計原則下,結構應設計成延性結構。當設計成延性結構時,由于塑性變形可以耗散地震能量,結構變形加大,但結構承受的地震作用不會直線上升,也就是說,結構是用它的變形能力在抵抗地震作用,延性結構的構件設計應遵守強柱弱梁,強剪弱彎,強節點弱桿件,強底層柱原則,承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
4.2.3應重視高層建筑結構的規則性
合理的建筑布置在抗震設計中是頭等重要的,提倡平立面簡單對稱,因為震害表明,此種類型建筑在地震時較不容易破壞,而且容易估計出其地震反應,易于采取相應的抗震構造措施和進行細部處理。
4.2.4加強薄弱環節
①要防止在局部上加強而忽視整個結構各部位剛度承載力的協調;
②結構在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載力分析是判斷薄弱層
的基礎;
③在抗震設計中有意識有目的地控制薄弱層(部位),使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的主要手段。
5. 高層建筑結構設計要求與計算原則
5.1設計的基本要求
一是截面承載力驗算;二是正常使用條件下結構水平位移驗算;三是結構穩定與抗顛覆驗算;四是結構的延性要求;五是結構的概念設計要求
5.2計算原則(方法)
⑴線彈性分析方法
⑵慮塑性內力重分布方法
⑶線性分析方法
⑷模型試驗分析方法
6.基礎設計的一般原則
應綜合考慮建筑場地的地質狀況及水位、上部結構類型、使用功能施工條件以及相鄰建筑的相互影響,以保證建筑物不致發生過量沉降或傾斜,并能滿足正常使用要求,應注意了解鄰近地下構筑物及各類地下設施的位置和標高,以保證基礎的安全和確保施工中不發生問題
結語:實際上結構設計不僅僅是一門技術,更是一門藝術,結構設計沒有唯一解,沒有最佳的設計,只有更合理的設計,唯有不斷的探索,不斷的調整方案,才能做出相對滿意的設計。
參考文獻:
[1]陰杰,曹京華,陳克勤高層建筑的結構設計理念,山西建筑
[2]陳顥,淺談高層建筑結構轉換層,山西建筑
關鍵詞:高層房屋;施工技術;特點;現狀;思考
Abstract: This article from the tall building and the actual characteristics of high-rise building construction process, used in technical analysis, combine with the construction of high-rise building on the foundation of the current situation and put forward some unique views.
Key words: high-rise building; construction technology; characteristics; present situation; thinking
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02
高層建筑由于綜合了各種復雜的設計因素,因此就其設計的質量考慮應有來自于各個方面的因素的影響,做到綜合全面。設計單位在完成設計之后應當將設計文件進行評審,待評審合格之后,才能夠應用于實際施工。但是在現實環境中,實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題主要表現在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的問題之上。決定房屋建筑質量的關鍵性因素在于施工技術,但是,傳統建筑施工技術已經無法完全滿足高層建筑施工質量的標準要求,所以加強對高層房屋建筑施工技術的探討成為建筑施工行業發展進程中的重要研究課題。因而,本文將圍繞高層房屋建筑施工的技術問題進行相應的分析與探討。
一、高層房屋建筑施工特點
就主體結構的施工而言,高層建筑的施工技術類似于多層建筑的施工技術,但是,高層房屋建筑的施工也有其特殊性。高層建筑和多層建筑在逐層施工的方法上是相同的。但是就整個建筑的施工過程來看,兩者就有較大的區別。這主要是因為隨著房屋建筑高度的增高和體量的增大,必然造成施工難度增大,施工技術產生差異。高層房屋建筑施工的特點概括為:高、深、大、長。
1.高。高層房屋建筑尤其要注意高空作業的控制。高空作業需要解決好材料、機具設備、制品和人員的垂直運輸等工作。在整個施工過程中,一定要注意做好高空安全保護、防火、用水、用電、通訊、臨時廁所等問題,現場要注意提高安全意識,防止高空物體墜落而造成損失。
2.深。高層房屋建筑的的另一個特點是:深。意思是指基礎埋置深度深。高層房屋建筑必須滿足整體穩定性,所以地基埋置深度必須滿足規定的深度要求。高層建筑的基礎埋深一般至少在地面以下5m;超高層建筑的基礎埋置深度甚至達20m以上。深基礎施工會遇到很多困難,其中之一就是地基的處理問題,尤其是在軟土地基上施工時,有很多方案可供選擇,這樣對造價和工期影響很大。高層建筑施工的重點之一就是:研究解決各種深基礎開挖支護技術。
3.大。高層房屋建筑的的第三個特點是:大。意思是指高層建筑體量大,工程量大。高層建筑施工中有很多獨特的地方:工程量大;工程項目多;涉及單位多;施工工種多;施工方法選擇多;管理技術要求高;安全質量要求高。特別是在有些高層建筑的施工過程中,往往采用邊設計、邊準備、邊施工的施工方法,雖然也有很多好處,但是總、分包會涉及到許多單位,需要整個建設過程能夠得到很好地額協調和配合,這必然會給高層建筑施工計劃、組織、管理、協調等工作帶來很大難度,所以必須要求精心施工,而且要求加強集中管理。當然,也可以利用高層建筑層數多、工作面大的特點,進行平行流水立體交叉作業,這樣便可以使得時間和空間得到有效地利用。
4.長。高層房屋建筑的的第四個特點是:長。意思是指:高層建筑施工周期長,導致季節性施工(雨施、冬施)不可避免。一般來講,多層住宅每棟平均工期在10個月左右,但是高層房屋建筑的施工周期平均要持續2年左右。高層建筑施工主要是利用縮短結構和裝飾施工周期,來達到縮短整體周期的目的。雖然工程房屋建筑的施工工序很多,但是其主導工序是:現澆混凝土。因此,如果能夠做到合理的選擇模板體系,那么對于縮短主體結構工期,降低成本將會起到很好的作用。
二、高層房屋建筑施工技術的發展現狀
1.支護技術。上文我們已經介紹過,城市土地面積有限,而且隨著經濟的不斷發展,可供利用的土地面積也在不斷減少,城市房屋建筑開始面向高層領域發展,而且建筑物的高度也在不斷的提升,而這些將給高層建筑的施工帶來更大的挑戰,尤其是在如何保持和提高土地穩定性這一問題上。采用傳統放坡的方式已經無法解決高層建筑施工要求。我們需要的是一種安全性更高、更經濟實用的“探基礎土體支護”的結構體系。目前,鉆孔灌注樁、沖孔灌注注樁、鋼板樁以及鋼筋砼板樁這幾種支護結構這我國高層房屋建筑中得到了廣泛的應用。但是工程實踐往往具有特殊性,沒有完全能夠照搬套用的模式,由于土層工程的地質因素、基坑大小以及臨近建筑的結構形式等各種因素的影響,高層房屋建筑基坑支護結構的標準要求也各不相同。所以,在進行支護結構選擇的時候,必須根據實際條件分析研究,然后做出經濟合理的判斷,保證高層施工質量得到滿足。
2.預應力技術。近幾年,我國發展起來了一種新的建筑施工技術:預應力技術。與傳統的鋼筋混凝土相比,預應力技術有以下的特點:混凝土在橫截面上要更小一些,體積也輕一些;對剛度以及抗裂度的要求更高;綜合的經濟價值與效益也要更好一些。正是由于預應力的這些特點,預應力技術在我國房屋建筑當中發展較快,應用也更為廣泛。預應力技術不僅僅滿足低層建筑的施工要求,對于多層以及高層的建筑施工中,預應力技術更加凸顯出了其先進性。目前,預應力技術當中的后張無粘結的預應力技術發展較為迅速,而且在高層房屋建筑中的應用也越來越廣泛。
關鍵詞:高層建筑;施工技術;發展情況及特點
1 我國高層建筑施工技術的發展情況
隨著我國建筑行業的快速發展,同時由于我國土地資源的限制,我國建筑行業已經逐漸的再向高層建筑的方向發展了,在對相關數據的統計中我們發現,樓層數在11層以上的高層建筑的總面積已經遠遠的超過了一千萬平方米,在我國接近50個大型城市中,高層建筑的覆蓋率也已經接近了50%。在高層建筑不斷增加的情況下,而隨著而來的建筑要求、建筑施工、建筑體系以及建筑設備等問題也都對高層建筑的發展情況有著決定性的影響,因此,我們應建立一套完善的高層建筑的施工技術體系。
1.1 高層建筑的建筑體系
要想真正的建立一套完善的高層建筑的技術體系,那么其所涉及到的三大核心問題就是結構材料、結構類型以及施工工藝,不同類型的建筑就會有不同的施工方法,并且高層建筑的施工條件和物質技術基礎對解決這三大問題也是有著重要的影響。
1.2 高層建筑的深基礎施工
高層建筑的基礎類型多樣,常見的有獨立基礎、筏板基礎以及孔樁基礎等類型,而對于不同類型的建筑基礎,就要選擇有針對性的施工方法,其中,最關鍵的內容就是要嚴格的依據施工圖紙文件規范化、合理化的進行施工。另外,地下水的排放、基坑土方的開挖以及邊坡的支護等工作也是要引起施工單位重視的。在具體的高層建筑深基礎進行施工過程中,我們既要考慮建筑面積以及樓層數等內容,同時更要考慮到具體的基礎形式,如果基礎的行為柱下獨立基礎,那么施工的工期就會短一些,而如果基礎的類型為筏板基礎、箱式基礎或是樁基礎,那么施工的工期肯定就要長一些。同時高層建筑基礎施工的質量好壞也是要受到很多因素的影響的,如施工工藝的選擇、政策的支持以及投資規模大小等,并且混凝土類型的建筑和鋼結構類型的建筑施工工藝也是有一定的差異,在眾多的因素中,限制高層建筑工期進度的最主要因素就是投資的規模這一因素。因此,在對高層建筑基礎進行施工作業時,應視現場的調度情況、樓型的設計以及基礎的深度等不同的問題進行具體的分析和選擇。
1.3 高層建筑的施工機具
在選擇高層建筑的施工機具時,必須以能夠滿足建筑的施工工期作為大前提條件,合理的組合施工中的運輸機具和起重機具,因機具而產生的費用越低,那么肯定施工企業所獲得的綜合經濟效益就會越高。在高層建筑的施工過程中,應重點解決吊裝的施工以及垂直運輸兩大問題,高層建筑的施工中建議重點使用塔式起重機,因為此設備的工作范圍更廣,同時既能夠水平運輸,也能夠垂直運輸。
1.4 高層建筑的施工設備
在高層建筑的施工過程中,主要分為兩大階段,即主體結構階段和基礎階段,這兩個階段對于設備的選擇也有著自己的特點。主體結構階段常用的設備包括:混凝土固定輸送泵、混凝土車載輸送泵、高層建筑吊車、汽車吊、砂漿攪拌機、強制混凝土攪拌機、鋼筋對焊機以及人貨兩用施工電梯等;而基礎階段常用的設備則包括:壓樁機、井點抽水設備、打樁機、強制混凝土攪拌機、混凝土泵送機、推土機、強制排水設備、挖土機以及運土的車輛等。
2 我國高層建筑施工技術的特點
2.1 基礎施工技術
高層建筑的基礎施工工作主要分為基坑支護、土石方的開挖以及混凝土的澆筑三部分,由于高層建筑上面十幾層甚至是幾十層的重量都是由基礎承擔著的,因此,基礎施工的質量對于整棟高層建筑的施工質量是有著決定性的影響,在高層建筑施工的總成本和計劃的工期中,基礎施工
的工期和成本也占著較大的比例。在《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》等文件中對基礎埋置的深度也是有著明確的說明的,如果是樁基基礎,那么其埋置的深度就應為整個建筑高度的1/15左右;而如果是天然的地基,那么其埋置的深度就應為整個建筑高度的1/12左右。深基礎在滿足了這樣的埋置深度的要求,整個建筑才具備成為高層建筑的條件。在高層建筑施工過程中,常見的基礎類型有樁基礎、箱式基礎、復合基礎、筏板基礎以及十字交叉條形基礎等,施工時要特別注意混凝土的澆筑、支護工程的施工以及地下水位的防護等工作,避免基礎出現滑移的情況,真正的保證基礎的強度和穩定性。
2.2 鋼結構施工技術
鋼結構這類施工技術有著自身的明顯優勢,如工業化強度高、施工速度快等,因此,也得到了更為廣泛的應用。在高層建筑施工體系中,有很多種類型的鋼結構,如鋼筋混凝土組合結構、大跨度空間鋼結構以及高層重型鋼結構等。而鋼結構的主要缺點就是其熱傳導性太好,這樣一旦發生火災時,鋼結構就會給整個高層建筑帶來毀滅性的破壞。因此,如果高層建筑選擇了鋼結構這種型式,那么在設計的過程中就應重視放火工作,做好防火設施的設計和施工工作,一旦真正的發生火災時,從而最大限度的降低火災對整個建筑的損壞程度。在高層建筑鋼結構的施工過程中,大型塔吊是起著重要作用的設備,所以鋼結構的安裝效果就會受到塔吊的幅度要求和塔吊的起重能力等因素的影響,塔吊一般有兩類,即內爬式塔吊和附著塔吊,這兩種塔吊的起吊能力并沒有太大差異,但它們的造價卻相差很多,因此,從經濟的角度考慮在高層建筑鋼結構的施工過程中建議選擇內爬式塔吊。
2.3 混凝土工程施工技術
長久以來,混凝土工程施工技術一直是困擾著高層建筑施工的重要問題,在高層建筑混凝土工程的施工過程中,主要暴露出了兩大問題,分別為商品混凝土的強度問題和混凝土施工泵送過程的問題,這兩個問題都是較為復雜的,因此在這里我們重點強調混凝土工程的施工工藝流程,無論是多層建筑還是高層建筑,其施工工藝流程都差不多,而高層建筑對于混凝土工程的施工規范要求更加嚴格,具體的施工工藝流程均為混凝土攪拌-混凝土運送-柱、梁、板、剪力墻、樓梯混凝土的澆筑和振搗-養護,高層建筑的要求標準與多層建筑的規范要求還是有一定的區別,也就是說規范的不同也就導致了技術等級的差異。
3 結束語
隨著我國建筑行業的快速發展,而這也給建筑施工工作展現了更大的舞臺,在我國土地資源較為緊張并且房價節節攀升的大背景下,高層建筑也就成為了我國建筑行業的重要發展趨勢,高層建筑的體型復雜,并且高度高、層數多,而其施工技術的好壞也就成為了決定其施工質量的重要因素,建議一套完善的高層建筑的施工技術體系,保證高層建筑的施工質量,繼續促進我國高層建筑行業的快速發展。
參考文獻
[1]劉艷青.高層建筑施工主要技術標準與施工關鍵技術[j].建筑建材裝飾,2011.
共用消防給水系統可以將建筑群或城市綜合體作為完整的消防對象考慮,設計按最不利的供水工況確定流量和水壓。其優點主要有:①較好的經濟性。共用消防給水系統可以減少消防水池、消防泵房、高位消防水箱等的設置數量,增加了建筑的有效使用面積,節省了消防投資,節約了消防用地;②系統設置數量上的簡化。在滿足最不利供水的情況下,采用一套系統來解決各棟建筑的消防給水問題,控制簡化;③節約消防用電量。避免了在一次火災的情況下,城市綜合體需要同時開啟多套消防給水系統,避免消防用電量的增加。共用消防給水系統雖然在經濟性上有明顯的優勢,但也存在一定的不足之處。主要表現在:①系統服務范圍的增加,對系統組件的可靠性要求增加;②系統的管理和控制水平需要提升。
系統設置影響因素的分析
共用消防給水系統的設置是基于同一時間內只考慮一次火災的情況,而有多次火災出現的情況就不能簡單套用目前的規范規定,且采用共用消防給水系統的優勢也不明顯。從設計的安全角度出發,有必要對共用消防給水系統的設置有一個限制,而不能無限制地擴大應用。關于火災次數的確定,現有的規范僅局限在城市、居住區。《建筑設計防火規范》[1]規定,城市、居住區的人數N≤2.5萬人時,按同一時間內的火災次數1次確定;N≤40.0萬人時,按同一時間內的火災次數2次確定;N>40.0萬人時,按同一時間內的火災次數3次確定。工廠、倉庫、堆場、儲罐(區)和民用建筑的室外消防用水量,應按同一時間內的火災次數和一次滅火用水量確定。然而,對單體建筑、公共建筑群,現有國家規范沒有相關規定。如何確定城市綜合體的火災次數,在地方規范[3]中有了明確規定。在上海市《民用建筑水滅火系統設計規程》[3]中規定,公共建筑物、聯體建筑群共用一套消防給水系統時,其保護的建筑總面積不應大于500000m2。主要考慮城市建設的發展,對超大規模的公共建筑提出了更高的要求。這里的建筑物是指采用一套消防給水系統的建筑群和單棟建筑物。建筑面積50萬m2的這個概念是基于辦公建筑按10m2/人的估算指標,居住人數為5.0萬人來估算的。當然該規范僅僅對公共建筑提出了要求,并參照了現有的已建超高層建筑的設計實例。
在上海地方規范[3]中有提出,消防給水系統在任何時間和地點的工作壓力不應大于2.4MPa(廣播電視塔除外)。無論是共用消防給水系統還是單一的消防給水系統,如果因服務范圍過大,造成系統壓力很大,將不利于系統的安全可靠。因此,最高壓力的控制對系統的設置是很重要的要素。造成共用消防給水系統壓力增加的主要因素是消防供水高度和輸水距離。系統數量的設置還要考慮到不同建筑對消防給水系統所需水壓要求的區別。從建筑的用地來看,共用消防給水系統或區域消防給水系統的服務范圍也不應穿越市政道路或街坊。無論是消火栓給水系統還是自動噴水滅火系統,建筑總體布置的管道進入市政道路將突破建筑紅線,且管線的開挖容易相互影響,降低了消防供水管網的可靠性。就建筑本身來看,建筑常常出現上下一體和水平方向一體化的形式。一些建筑群對整個地塊的地下空間一起開發,在上部分別設各棟高層建筑,這時的消防給水系統按統一考慮更合理。還有將兩個地塊合并建設,兩棟建筑貼鄰設計,相互一體、無防火墻分隔,這種情況也適合采用共用消防給水系統。其理由是一體的建筑在發生火災后不可能在水平和垂直方向完全獨立,消防給水系統除了用于滅火外,還提供上下的滅火冷卻用水。就如消火栓的設置不能簡單說底層不設消火栓,樓層上設消火栓。畢竟建筑滅火是一個整體,當任意部位發生火災后,其火災蔓延的方向也不能完全確定,共用一套消防給水系統更能最大限度地發揮滅火系統的作用。不論建筑功能是否相同,若建筑未完全進行物理的分隔,其采用共用消防給水系統更合理。
共用消防給水系統還涉及到建筑所采用的物業管理方式。在城市綜合體中,酒店與辦公樓、住宅樓的運行管理方式在標準、時間等方面均不盡相同;從使用功能的角度看,同類用途的建筑可以合用設置系統,不同功能的建筑宜分開設置消防給水系統,這也是為了便于今后的運行管理。共用消防給水系統可能對不同建筑需要提供不同的消防水量和水壓,這對物業管理也提出更高要求。系統設置數量與系統的控制也有關。共用消防給水系統的服務范圍增加后,造成消火栓、報警閥啟動消防泵和向消防控制中心報警的距離增加,工程中有的甚至超過1000m,其控制線路所串聯連接的設備增多,系統的可靠性有所降低。相對單一的消防給水系統,共用消防給水系統或區域消防給水系統除了消防泵房、消防水池(箱)的供水范圍增加外,水泵接合器的服務也有所變化,供水管網的距離、閥門等也明顯增加。
系統設置的限制與優化
在系統服務范圍上,上海地方規范[3]的城市消防設施條件較好,其人數取值是按5.0萬人確定的。而作為涉及到火災次數的人數關系的《建筑設計防火規范》[1]中,城市2次火災的最低人數界限是2.5萬人。如果折算到辦公的建筑面積,約為25萬m2。考慮到單體建筑或建筑群的室內消防設施較完善,保護面積可以適當擴大(取1.2系數),對于單一建筑的控制面積適當再擴大(取1.6系數)。因此,建議共用(區域)消防給水系統的最大服務面積不大于30萬m2、單棟建筑的最大建筑面積不超過40萬m2,可按1次火災設計。同時,共用消防給水系統或區域消防給水系統的服務范圍不應跨越市政道路或街坊。上海地方規范[3]提出了十二層及十二層以下的住宅設置集中消防給水系統的規定,在室內消防給水系統和室外消防給水系統合并設置的穩高壓消防給水系統中規定了消防泵的服務半徑不應大于400m的要求。這些也是值得借鑒的,建議共用(區域)消防給水系統從消防泵到最不利點的距離不宜大于500m。共用消防給水系統的最高給水壓力不應大于2.4MPa。設置系統中還要兼顧最不利建筑與消防泵房附近建筑的消防供水壓力的平衡問題,必要時需要設置減壓設備。此外,對于無物理完全分隔的貼鄰建筑和上下一體的建筑,其消防給水系統應該采用一套,不應將其肢解為幾套,除非按多次火災同時發生考慮。如酒店的地下車庫與商業完全連通,若將酒店與商業分別設置系統,在其邊界發生火災的情況下,需考慮兩個系統的同時開啟,這對于消防系統的管理也帶來不便。如果確實需要在同一建筑或建筑綜合體中采用多套消防給水系統,在不同系統其給水系統供水的分界應有滿足防火規定的物理分隔。#p#分頁標題#e#
由于共用(區域)消防給水系統是同一時間內只考慮1次火災的,因此,可共用消防水池、消防泵房、高位消防水箱。消防水池、高位消防水箱的容積應按消防用水量最大一幢高層建筑計算。高位消防水箱應設置在建筑或建筑群內最高一幢建筑的屋頂最高處。但實際工程設計的情況是千變萬化的,如出現高層建筑群的高度不一致、超高層建筑的轉輸水箱設置、建筑群相對分散等情況,為確保系統的可靠性不降低,需要對系統的設置提出具體的優化技術措施。(1)采用共用(區域)消防給水系統的高層建筑,當設有消防轉輸水箱或消防轉輸水泵時,每棟建筑的應分別設置。這對高層建筑消防可靠性起到一定的保障作用,特別是對于不同建筑高度的超高層建筑群顯得特別重要。共用系統的設備主要是消防水池、消防水泵和高位消防水箱,共用高位消防水箱應設置在最高一幢高層建筑的最高部位。(2)共用消防給水系統向各棟建筑的消防供水(輸水)干管應采用環狀管網。(3)對于高層建筑與多層建筑宜區別對待。從消防供水系統的不同水源上看,有消防水池(市政管網)、高位消防水箱、水泵接合器。在水泵接合器的設置方面,建議每棟高層建筑應分別設置水泵接合器,對多層建筑可規定相鄰水泵接合器的設置距離不大于80m。由于在水泵接合器15~40m附近設有室外消火栓,這樣同時增加了共用消防給水系統在總體室外消火栓數量上的設置,也是提高消防供水可靠性的技術措施之一。(4)共用自動噴水滅火系統的報警閥組宜分別在各棟建筑的附近集中設置。這主要是考慮到可以減少配水管的輸水距離,采用環狀供水干管提高供水的可靠性,還有利于運行的管理和控制。(5)各棟建筑的消防給水配水管網應獨立設置,以減少各棟建筑之間的相互影響,做到系統的可控性。在系統的入口應有相應的減壓措施,特別是各棟建筑消防用水量不同情況下,避免部分系統超壓,確保整個系統的可靠性。(6)對于建筑功能不同的建筑,宜在建筑上進行物理分隔,也是保證建筑使用的完整性。這樣有利于對不同區域分別設置各自的消防給水系統。此外,在同一時間內只考慮1次火災的情況下,建筑群或建筑綜合體采用多套消防給水系統時,也可共用一套消防水池。即在消防水泵房內設置不同系統的消防泵,分別從共用消防水池吸水。這較一套消防給水系統的可靠性有所提高,也解決了多處消防水池占用建筑面積的問題。
關鍵詞:高層建筑;地基基礎;施工;質量控制;探討
中圖分類號:TU7 文獻標識碼:A 文章編號:
地基基礎的建設是整個建筑的關鍵因素,也是關系到整個建筑的安全性所在,因此在施工過程中必須要嚴格按照相關技術指標來進行操作,也需要我們的相關人員嚴格進行把關以及我們的操作人員嚴格按照程序進行施工操作,通過我們大家的共同努力,我相信我們的建筑質量是不會存在任何問題,這樣為我們的社會以及人民帶來生命財產上的保障。
1 高層建筑地基基層的特點
高層建筑物與一般的普通居住建筑有著很明顯的區別,下面就它們的區別做一些對比:在建筑高層建筑物時,我們需要首先考察現場的地質環境,結合當地環境的資料來進行綜合考慮,并最終進行多方討論得出最終的方案,這樣綜合考慮以后,我們可以得出一個既經濟又牢固的建筑方案;主要還是在考慮建筑地基方面下大力氣做好,一方面我們要考慮到地基對整棟建筑物的承受能力,還要考慮到地基的垂直承受能力,在我國很多地方還經常出現季節性的臺風和不可預測到的地震,這就要求我們考慮到這些問題,我不僅要考慮建筑物的抗臺風能力,還需要考慮到建筑物對地震的抗震能力,減少對人民的生命財產的損失,對于一些地質比較復雜的位置,這就需要我們在設計的時候選取一些指標和系數時一定要控制好;在設計地基的深度的時候,我們必要結合整棟建筑物的高度來控制地基的深度,這樣既能節約成本又能保障建筑物的安全,這些與我們目前的一些設備和我們使用的鋼筋、水泥、沙石等材料有關,在設計鋼筋結構的時候也是非常的關鍵的。所以在設計整個地基基礎的機構時是需要進行嚴格的驗證,畢竟關系到整棟建筑物的質量,如果不好,則會造成經濟利益方面的損失,這其中也包含了地質環境對我們建筑物的影響,所以建筑高層建筑需要考慮的問題比普通建筑物就多了很多的綜合性問題,這就要求我們需要更長時間的進行調查和研究以及對多方面的因素進行多次地討論和協商才能得出最后的定案,對于之前已經建筑過的,我們要借鑒其的成功經驗加以綜合使用。
2 建筑高層建筑物的地基基礎需要控制的問題
2.1 進行測量并放線
所謂的前期測量放線對高層建筑的建造具有非常重要的指導性作用,它能夠指引建筑方向,在做測量、放線時必須要做到準確、嚴密,只這樣的工作才能保證工程的安全和質量得以保證,并一定要嚴格按照圖紙來進行施工。測量對施工具有非常重要的作用,因此在我們施工的過程中,務必要充分認識到測量工作對建筑的重要性,科學地管理并嚴格進行測量才能更好地為施工服務,進而提高我們的施工質量。隨著社會的進步和科技的不斷更新發展,我們的技術設備也在不斷的更新,這樣使得我們在測量中更加的快速、準確。但同時也需要我們提供機會培訓我們的員工,讓他們掌握最新的技術,滿足測量的需要,同時也要不斷地引進這方面的優秀人才。
2.2 施工材料的選擇與控制是建筑的一個重要點
建筑過程中的材料質量是否得以保證是整棟建筑物能否長期存在的一個最重要的衡量標準,倘若工程隊使用不合格的材料,那么整個工程將是豆腐渣工程,不僅給國家和人民帶來損失,而且還會給整個公司帶來不可估量的損失。因此,在選擇原材料的時候需要進行嚴格的把關,決不允許出現違規操作流程,絕不允許出現偷工減料的程序,決不允許與供應商進行勾結,決不允許做與工程質量想背離的事。我們在選擇原材料時,需要進行以下幾點:一、對供應商要進行嚴格的選擇,通過招拍掛進行選擇廠家,對廠家的資質進行嚴格的審查,選擇資質、實力、信譽綜合比較高的廠家來考慮;二、對來料比較進行嚴格的把關,必須要對來料進行質量檢查,對不合格的材料堅決予以退回處理,不允許出現人情關,每一次的來料必須要求廠家提供原材料的檢測報告以及成分含量說明等技術指標。
2.3 采用水泥灌注樁方式來作為地基基礎質量的控制標準
在鉆孔過程中,任何一個微小的環節都會影響到整個地基的質量,因此要求我們必須把握好鉆孔灌注技術的使用,這其中必須要使用一批具有經驗豐富,資質較老的管理人員進行指導,由操作實踐較多的員工進行操作,不允許沒有資質的技術人員參與,不允許新手參與灌注,因為鉆孔、灌注是整個過程中最為重要的二個因素,所以它們也是影響整個工程質量的重要因子。在開始鉆孔之前,必須要對鉆孔機進行檢查,看是否出現問題,保證鉆孔機的正常操作,確保鉆孔過程中不出現問題,保障工程進展順利,確保底座與頂端保持平穩,在施工過程中不能出現失衡和塌陷的現狀,以免影響工程的順利進行,進而影響到工程的質量問題;再次要鉆孔機器的鉆孔角度是否滿足要求,不能出現偏斜等一些不合理的狀況。最后,還要對鉆孔機的孔徑、孔深以及傾斜度等進行深度的檢查,最后由專業的技術員進行鉆孔檢測處理,由專業人員進行操作并出具專業的報告。目前都是采用混凝土來作為鉆孔泥漿,當以前都是自己進行攪拌混凝漿,但是現在很多的公司都是直接購買其他專業的廠家已經攪拌好的混漿。我們的施工單位的監管人員還必須具備現場檢查問題的能力。另外,我們的技術管理人員要嚴格地履行自己的職責,把好質量關口,對不合理的方法予以糾正,對不合格的物體進行強制重建,與此同時還需要管理人員對使用的原材料進行監控,防止出現換用材料的情況出現,一經發現,要嚴格處理相關人員,絕不姑息。
2.4 完善和健全施工單位的質量管理體系
建立和健全高層建筑物的質量管理體系是保障高層建筑施工質量的重要因素。這就需要我們的全體管理人員、全體員工以及全社會人員參與其中來對整個施工過程進行監控,為進一步做好高品質的建筑做好堅實而強力的保障。
3 強化工程質量控制的措施
目前有許多的地基建設,就是因為工人在施工過程中操作錯誤或者不當造成很多的質量問題,這些問題需要我們進行反思并加以控制,很多在表面看來對工程沒有影響的一個小小的錯誤操作,實際上會造成整個或局部地區產生承受力不夠的問題,因而會影響到整個大樓的質量,因為地基是整個樓房的核心部分,因此我們要狠抓細節問題,將不必要的錯誤予以堅決修正過來,因此這就要求我們的管理和技術員在施工工程中不斷地對整個施工現場進行巡視,對發現有不當的行為要堅決予以改正,不允許出現不當的操作,一旦被管理人員和技術人員發現的,要堅決制止,對不服從的,要按有關規定進行處罰,態度惡劣者要予以調離原崗位或解決勞動關系,這就要求我們有完善的管理體系。在日常生產過程中,必要要嚴格按流程進行操作,不允許出現違章的行為,這既是為我們的員工的生命財產進行保護也是為我們的工程質量著想。
4 結束語
在現代化高速發展的進程中,高層建筑的施工也在日益的在快速增長,俗話說萬丈高樓從地起,高層建筑當然就非常地重視地基的建設了,地基的建設對整棟高層建筑物起著至關重要的作用,因此在建造過程中,地基的牢靠與否就直接關系到了整棟樓的質量。地基的好壞關鍵是要重點解決地基的承載能力以及抗變形能力,我們在設計地基的結構時需考慮到到地基對整棟樓房的承載力和變形程度來做雙向控制來設計方案。
參考文獻:
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