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序論:在您撰寫民用建筑結構論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
為了保證建筑的使用空間,使建筑物具有相對的穩定性,滿足人們對建筑物的要求,就需要對民用建筑進行合理設計,保證建筑結構的穩定。
(一)磚混結構磚混結構是建筑物的主要豎向受力構件,為磚墻或其他類砌體,橫向承重的梁、樓面、屋面為鋼筋混凝土結構。適合房間面積小、開間進深不大的低層和多層建筑。在進行結構設計時,墻體做為主要受力構件,要保證墻體的厚度和抗震性,保證建筑物整體的穩定性。同時在設計時,還要注意施工過程的方便快捷,節省工期。
(二)框架結構框架結構是建筑物中由鋼筋混凝土柱和梁共同組成框架來承擔豎向荷載和側向水平力荷載的結構體系??蚣芙Y構具有較好的抗震性能和抗彎能力,平面布置比較靈活,有利于布置較大空間,可以滿足多功能的使用要求。由于構件截面尺寸的影響,框架結構的房層高度受到限制。
(三)剪力墻結構剪力墻結構是鋼筋混凝土墻共同承擔豎向荷載和側向水平力荷載的結構體系。鋼筋混凝土墻不僅承受荷載,而且對空間起分割作用。由于主要受力構件均為鋼筋混凝土結構墻,所以該結構具有剛度大、抗震性能好、整體性強的特點,適用范圍較大,可建造較高的建筑。但受剪力墻間距的影響,開間距太大,對大空間建筑該結構的靈活性就比較差。
(四)筒體結構在現代的高層建筑中筒體結構被廣泛地應用,最主要的特點是該結構剛度好、防震能力強。筒體結構主要由核心筒和框筒結構組成。建筑布置靈活、抗側剛度大、整體性好,能夠提供較大的使用空間。筒體結構能有效地抵抗水平荷載,因此比較適用建筑高層及超高層的建筑。在民用建筑設計中還有其他建筑結構設計形式,對這些建筑結構進行設計時不僅要考慮結構的選型、適用條件,還要考慮建筑物的功能和使用年限等多方面因素,才能使民用建筑結構設計更加符合需要,更加科學合理。
二、民用建筑結構設計存在的問題
現階段,民用建筑結構設計存在著許多不合理設計現象,許多建筑結構設計為了追求較大的使用空間沒有設計抗震墻,使建筑物存在著很大的安全隱患。與此同時,施工與設計方案不一致,擅自更改設計方案,使得建筑施工不合理,設計粗糙簡單,也使得建筑存在著安全隱患。在一些設計圖紙中,存在著許多漏洞,沒有對建筑結構的消防、耐火等級、安全等級進行詳細標注,使得建筑結構不符合工程施工要求,達不到居住標準。
三、民用建筑結構設計的新要求
在新時期,各種新情況不斷出現,土地、原材料、施工設備的成本不斷上漲,因此必須在設計時考慮到施工成本,在保證結構安全和施工質量的同時還要做到經濟適用。在建筑結構設計時要根據相關知識、工程經驗以及建筑功能,根據建筑的實際情況對建筑結構進行合理設計,這樣才能使設計更加合理。與此同時,業主對建筑物的審美追求更加強烈,在業主選擇戶型時不僅僅考慮建筑質量,還注重建筑的個性化。因此在民用建筑結構設計時,要充分考慮到當前市場的需求,建筑結構設計要具有靈活性,方便業主在裝修時能夠根據自身的需求進行改造,所以必須對墻體結構、門窗位置、梁柱結構、樓梯間等進行合理設計,方便業主改造。隨著城市化進程不斷加快,人們環保意識的增強,人們對民用建筑的環保要求也越來越高,因此在進行民用建筑結構設計時要保證建筑物的采光、通風符合環保要求,盡量利用自然能源,提高建筑能源的利用效率,使建筑更加符合環保要求。隨著時代的發展,社會和市場對民用建筑的要求還會越來越多、越來越高,在對民用建筑結構設計時要符合這些要求,這樣才能使民用建筑的市場更加廣泛,保證民用建筑的質量和使用壽命。
四、民用建筑結構優化措施
為了保證民用建筑結構設計的合理性,就必須對建筑結構設計進行合理優化,保證民用建筑結構設計質量,使其達到工程要求。
(一)提升民用建筑結構設計質量針對民用建筑結構設計中存在標注不全、設計粗糙和違反規范條文等問題,應在出施工力之前予以解決,這就要求建筑結構設計人員具有一定的專業知識和職業素養。定期對設計人員進行專業培訓學習,不斷提升設計人員的業務水平和責任心,端正設計人員的態度,提升建筑結構設計的水平和質量。在選擇設計方時,要對設計方的相關證書和資質進行審查,保證民用建筑結構的設計質量,從源頭上提升建筑結構設計的安全性和整個建筑工程的質量。
(二)優化民用建筑結構模型民用建筑涉及國計民生,是與人民群眾利益聯系最緊密的建筑工程,因此在設計前必須對民用建筑結構模型進行合理優化設計,對房屋的結構體系、圍護結構、房屋的各個細節結構進行合理優化設計,保證建筑結構的承重、受力符合相關規范和要求。在進行建筑結構設計時還要充分考慮經濟原則,保證建筑結構安全的同時還要盡可能降低建筑結構的成本,實現經濟效益的最大化。
(三)提高民用建筑結構設計的安全性現階段的民用設計普遍存在著抗震設計不足,結構設計不合理等現象。因此,為了保證建筑結構的安全性和使用壽命,必須對民用建筑結構進行合理設計。在民用建筑結構設計時,要盡可能選擇合理的結構類型。比如現階段運用廣泛鋼結構,鋼結構與傳統的鋼筋混凝土結構相比,具有強度高、質量輕、工期短等特點,適應現階段民用建筑結構的設計要求。與此同時,鋼結構的大空間布置,能更好地保證了民用建筑空間設置的靈活性,為施工和業主的裝修設計提供了便利。此外,使用鋼結構進行設計施工時能有限地減少水泥、砂石等建筑原料的使用,能大大減少施工成本,降低工程造價。同時還能降低環境污染,實現建筑的可持續發展,提高民用建筑的社會效益。為了更好地保障民用建筑的安全性,建筑物地基基礎部分的設計不容忽視,在進行民用建筑結構設計時,要充分考慮場地條件及地基承載力特征值,根據建筑本身的結構特點選擇合適的基礎結構形式,保證地基基礎部分受力均勻,滿足整個建筑的設計要求。當施工過程中出現問題時能夠及時與設計人員溝通,共同商議處理方法,保證施工進度和施工質量,使地基基礎部分符合建筑設計的要求。
五、結語
關鍵字:民用建筑裂縫修補
裂縫修補主要以恢復結構材料的防水性及耐久性為目的,也有從維護人身安全及注重美觀的角度而進行修補的。在滿足修補的前提下,必須考慮經濟性來決定修補的范圍及修補的規模等。
一、修補設計
修補設計原則上應根據第四章是否需要修補及補強加固的判定結果,進行恢復己開裂結構件的機能及耐久性的設計,更重要的是要選擇適當的修補材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。
進行修補設計時,應考慮如下事項:
(1)根據是否需要修補的判斷結果,設定修補范圍及規模,還應
按需要再度調查現場。
(2)掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等),建筑物的重要性及環境條件(一般環境、工廠地區、鹽類環境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。
(3)為了明確規定修補目的及恢復目標,考慮(2)中的環境條件,選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法,可按開裂現場及開裂原因參照表6.1所示內容決定。另外,當構筑物處于鹽類等苛刻環境時,應選擇比普通環境條件高一個等級的材料及工法。如有可能,裂縫最好在穩定后再作修補;對隨環境條件變化的溫度裂縫,則宜在裂縫最寬時處理。
混凝土建筑物及構件的修補恢復目標將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異,另外,保修年限也不盡相同。
通常,可將修補恢復目標分成如下三個階段:
①恢復到與健全構件同等性能。因水泥的水化熱、碳化、千縮而產生的裂縫等,是作為搞清開裂原因而進行修補的對象。希望保修年限定為10-15年。
②恢復到不妨礙使用的程度。當由鋼筋腐蝕、堿性骨料而導致的裂縫及由此產生的劣化度比較明顯時,或者開裂原因是多方面的,又不能將所有原因都搞清楚時,年限定為5-10年。
③恢復到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應急修補工程。
(4)必須充分研究修補作業所必要的機械材料、腳手架及工程現場對周圍人群的安全保障。
二、修補工法及特點
2.1表面修補法
常用的方法為涂覆法,增加整體面層,壓抹環氧膠泥,環氧漿液粘玻璃絲布,表面縫合等。
(1)涂覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時,采用手工或機械噴涂方法,將修補材料涂覆于混凝土表面,起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間,厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫濕度變化,介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等,例如,要求耐磨的地坪可選用環氧瀝青涂料,聚氨酷涂料,聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料,不穩定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體,橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。
(2)增加整體面層:混凝土表面裂縫數量較多,分布面較廣時,常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理。多數情況下,整體面層內應配置雙向鋼絲網。有條件時,宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。
(3)壓抹環氧膠泥:對于數量不多,又不集中,縫寬>0.lmm的裂縫可采用此法處理。
(4)環氧漿液粘貼玻璃絲布:一般采用環氧樹脂膠料或環氧焦油膠料,粘貼1~2層玻璃絲布。
(5)表面縫合:在裂縫兩邊鉆孔或鑿槽,將u形鋼筋或金屬板放入孔或槽中,用環氧樹脂砂漿等無收縮型砂漿灌入孔或槽中錨固,以達到縫合裂縫的目的。
2.2局部修復法
常用的方法有充填法,部分鑿除重新澆筑混凝土、預應力法等。
(1)充填法
用鋼釬、風鎬或高速轉動的切割圓盤將裂縫擴大,最終鑿成V形或梯形槽,分層壓抹環氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環氧砂漿適用于有結構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。
(2)預應力法
用鉆機在構件上鉆孔,注意避開鋼筋,然后穿入螺栓(預應力鋼筋),施加預應力擰緊螺帽,使裂縫減小或閉合。如條件許可時,成孔的方向應與裂縫方向垂直,見圖2.2(a)鉆孔方向不與裂縫垂直時,宜采用雙向施加預應力,見圖2.2(b)。
(3)部分鑿除重新澆筑混凝土
對于鋼筋混凝土預制梁等構件,由于運輸、堆放、吊裝不當而造成裂縫的事故時有發生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土,清洗、充分濕潤后,澆筑強度高一等級的混凝土,養護到規定強度的修補方法。修補后的構件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構件應特別慎重。此外,修補前應檢查鋼筋的實際應力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復工作必須十分仔細認真,否則新老混凝土結合不良將導致失敗。
2.3灌漿法
將水泥或化學漿液灌入混凝土縫內,使其擴散,固化。固化后的漿液具有較高的粘結強度,與混凝土能較好地粘結,從而增強了構件的整體性,使構件恢復使用功能,提高耐久性,達到堵漏防銹補強的目的。
用于結構修補的化學漿液主要有兩類:一類是環氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙,使之不透水并增加強度。
雖然民用建筑混凝土結構裂縫修補工法多種多樣,但我們不能只知其一、只用其一,而應牢牢掌握每一種方法,以一變應萬變,做到根據不同情況采取不同方法,盡量實現修補最優。
參考文獻:
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[2]建筑工程施工質量驗收統一標準(GB50300-2001),2001
[3]曹可之.大體積混凝土結構裂縫控制的綜合措施.建筑結構,2002,(8)
關鍵詞:高層民用建筑;結構設計;問題;措施
中圖分類號:TU318文獻標識碼: A 文章編號:
0引言
建筑工程質量的好壞和群眾生命財產安全息息相關,而其中建筑設計又是一項繁重、責任大的工作,對建筑物的整體安全、經濟合理性以及適用都會造成嚴重的影響。 實際設計過程中,結構設計概念與方法上總是存在著一定的差錯,之所以存在差錯,主要有以下幾方面的原因:第一,由于設計人員對于高層建筑設計沒有過多的重視,只盲目的按照或者一味的照搬其他設計結果進行;第二,設計人員對于相關設計規范及方法缺乏一定的了解;第三,設計人員沒有清晰的力學概念,難以構建起科學合理的計算模式,在判斷結構驗算結果時,經驗不足。
1.高層民用建筑結構設計過程中存在的問題
1.1天然地基承載力與基礎埋深的確定問題
首先是地基承載力的確定存在誤差 ;在對地基承載力進行確定時,不僅要對其性質加以充分的考慮,而且,還要充分的考慮基礎的埋置深度以及寬度,地基承載力會隨著基礎埋置深度的加深以及基礎寬度的加大而逐漸的提高。但是,如果屬于軟弱基地,那么,將會使得地耐力取值進一步提高,存在安全隱患。其次,基礎埋深,通常從室外地面標高開始算起;填方區域應在填土后才可進行挖槽,可從填土面開始算起,填土主要是在上部結構而完成的,從天然地面標高開始算起。如果地下室采用的是箱形基礎,那么,基礎埋深應從室外地面標高開始算起;比如,分離式的基礎的地下室,也就是說內墻與內柱基礎,具體埋置深度應從室內地面開始算起;而地下室外墻基礎應采取室內與室外計算埋置深度的平均值。不過,實際設計過程中,通常沒有考慮天然地面室外設計地面標高間存在的不同和填土的規范施工順序,只一味的按照設計室內地面標高算起。這樣一來,就會使得基礎計算埋深值進一步增大,最終導致按照深度調整后的地基承載力也較大,安全系數低。
1.2結構計算存在的問題
建筑物結構計算存在的問題是荷載取值不夠合理、驗算底框砌體結構方面的問題以及結構周期折減系數的確定。如,高層民用框架的建筑一般在采取獨立的基礎上以及其地基受力部位不具備軟弱粘性土層的情況下,那么,就非常有必要對地基的抗震承載力加以驗算,在對其基礎進行設計時,應充分的考慮風荷載的作用。因此,必須將風荷載輸入到高層民用建筑中。只有具有均勻的剛度時方可采用底部剪力法,假如其結構中存在薄弱層,應充分考慮其因塑性變形集中所帶來的影響;此外,由于框架結構等都有填充墻,因此,它的實際剛度要高于計算時的剛度,但其實際周期比計算周期小,因此,最終所計算出的地震剪力通常較小,使得結構潛在了安全隱患,唯一的解決辦法就是折減計算周期。
2.加強高層民用建筑結構設計措施
2.1對地基承載力寬度與深度修正
在對地基承載力寬度與深度進行修正時,應結合工程具體情況,根據《建筑地基基礎設計規范》中的規定、基本原理以及理論,明確基礎埋置深度的取值,特別對于部分特殊情況,應充分的分析,合理的進行取舍。在施工中要求基礎完成時還要在上部結構施工前回填完成,回填土應進行分層夯實。實際上,地基承載力就是地基同時滿足強度以及變形這兩個條件時,單位面積所能承受的最大荷載。一般情況下,上部結構體型較為簡單,整體剛度較大,如果,地基不均勻沉降有著極強的適應性,那么,地基承載力就可取高值;如果基礎寬度大,埋置深度深,那么,地基承載力就會有所提高;高層建筑為了使得地基具有較好的穩定性,避免建筑物滑動與傾覆,通常都會要求基礎整體剛度要大,埋置深度深,可采用箱形基礎。另外,基礎埋深對于地基土體及上部結構所組成的相互作用體系的動力特性與動力反應有著一定的影響;各個學者在對這一問題進行研究后,所得出的結論存在著一定的差異,主要是因為上部結構剛度條件具有差異性。應對上部結構各種剛度條件加以全面的考慮,并進行大量的數值計算,從而獲取到基礎埋深對土體與結構共同作用體系的動力特性與反應影響的規律。
2.2結構計算參數的選擇
具體有以下三方面:首先,選擇合理的地震力振型組合數;其對于高層建筑,在沒有采取扭轉耦聯計算方式時,應取3,如果振型系數已經超出了3,那么,應取3的倍數,不過決不能比房屋層數高,在《建筑抗震設計規范》中有明確的規定,一個合理的振型個數通常能夠取振型參與質量達到總質量的百分之九十所需的振型數。目前,中國建筑科學研究院已經具備了這一功能,能夠及時的將這種參與質量的比值全面的輸出。同時,通過耦合計算的地震剪力要比非耦合計算小,只有其結構發生極為明顯的扭轉時,才可以采用耦合計算的方式進行,必要時應采用非耦合計算加以補充。其次,框架結構或荷載最不利布置與組合;如果活荷載較大,那么,是否對活荷載進行最不利布置、組合,會嚴重的影響到計算全面的反映出來,很有可能導致結構不安全。并且在PKPM中難以將荷載規范表4.1.1中的第1(1)與第1(2)~12項進行明確的區分,無法滿足荷載規范區分不同荷載類型采用各種樓面荷載折減系數的具體要求。所以,在對結構計算過程中,應對各種構件進行區分,然后進行分布計算,并且當荷載輸入時,應進一步折減樓面活荷載。
3.結論
綜上所述可知,本文論述了高層民用建筑結構設計過程中存在的問題,并針對問題制定了有效的措施,以確保結構設計具有較高的準確度、安全性以及較好的經濟合理性。由于筆者能力有限,本文的論述不是很全面,以期相關人員提出寶貴的意見。
參考文獻:
[1] 倪榮榮.高層建筑結構設計若干問題探討[J].才智,2011年23期.
[2] 陳娟,王曉霞,李謙.高層建筑結構的若干關鍵設計分析[J].科技致富向導,2011年20期.
[3] 卜永慶.高層建筑結構分析與設計[J].中國新技術新產品,2011年14期.
Abstract: The quality of civil quality factors in addition to effect and site construction, another important factor is the structural design. This paper discusses some key problems in the design of civil building structure, and the study and analysis of the key points for simple.
Keywords: Chinese civil building structure; problem; analysis of the key points
中圖分類號:TU318 文獻標識碼: 文章編號:
一、高層民用建筑結構的設計原則
1.結構堅固、耐久。除按荷載大小及結構要求確定構件的基本斷而尺寸外,對陽臺、樓梯欄桿、頂棚、門窗與墻體的連結等構造設計,都必須保證建筑物構、配件在使用時的安全。 2.應用先進技術。在進行建筑構造設計時、應大力改進傳統的建筑方式,從材料、結構、施工等方面引入先進技術、并注意因地制宜。
3.合理降低造價。各種構造設計,均要注重整體建筑物的經濟、社會和環境的三個效益,即綜合效益。在經濟上注意節約建筑造價,降低材料的能源消耗,又要有利于降低經常運行、維修和管理的費用。還須保證工程質量,不能單純追求效益而偷工減料,降低質量標準,應做到合理降低造價。 4.注意美觀大方。建筑物的形象除了取決于建筑設計中的體型組合和立面處理外,一些建筑細部的構造設計對整體美觀也有很大影響。例如欄桿的型式、陽臺的凸凹、室內外的細部裝修,各種轉角、收頭、交接處的接頭設計.都應合理處理.并相互協調,注意美觀大方。
二、影響高層民用建筑結構設計的主要因素
1.外力作用的影響 作用在建筑物上的各種外力統稱為荷載。荷載可分為恒荷載(如結構自重)和活荷載(如人群、家具、風雪及地震荷載)兩類。荷載的大小是建筑結構設計的主要依據。也是結構選型及構造設計的重要基礎,起著決定構件尺度、用料多少的重要作用。風載是高層建筑水平荷載的主要因素,風力隨著地面的不同高度而變化,在沿江沿海地區,風力影響更大,設計時必須遵照有關設計規范執行。 地震荷載也是主要荷載。地基土的縱波使建筑物產生上下顫動;橫波使建筑物產生前后或左右的水平方向的晃動。但這三個方向的運動并不同時產生,其中橫波的振動往往超過風力的作用,所以地震力產生的橫波是建筑物的主要側向荷載。地震的大小用震級表示,震級的高低是根據地震時釋放能量的多少來劃分的,釋放能量愈多,地震越大,震級也愈高。故震級是地震的大小指標。在進行建筑物抗震設計時,是以該地區所定地震烈度為依據,地震烈度是指在地震過程中,地表及建筑物受到影響和破壞的程度。
2.氣候條件的影響 我國各地區地理位置及環境不同,從炎熱的南方到寒冷的北方,氣候條件有許多差異。太陽的輻射熱、自然界的風、雨、雷、霜、地下水等構成了影響建筑物的多種因素。有的構、配件因熱脹冷縮而開裂;有的部位出現滲漏水現象;有的因室內過冷或過熱而妨礙工作等等.放在進行構造設計時,應該針對建筑物所受影響的性質與程度,對各有關構、配件及部位采取必要的防范措施.如防潮、防水、保溫、隔熱、設伸縮縫、設隔蒸汽層等等。以防患于未然。
3.各種人為因素的影響 人們在生產和生活活動中,往往遇到火災、爆炸、機械振動、化學腐蝕、噪聲等人為因素的影響。故在進行建筑構造設計時,必須針對這些影響因素,采取相應的防火、防爆、防振、防腐、隔聲等構造措施,以防止建筑物遭受不應有的損失。
三、高層民用建筑結構設計過程中存在的問題
1.天然地基承載力與基礎埋深的確定問題 首先是地基承載力的確定存在誤差 ;在對地基承載力進行確定時不僅要對其性質加以充分的考慮,而且還要充分的考慮基礎的埋置深度以及寬度,地基承載力會隨著基礎埋置深度的加深以及基礎寬度的加大而逐漸的提高。但是如果屬于軟弱基地,那么將會使得地耐力取值進一步提高存在安全隱患。其次基礎埋深通常從室外地面標高開始算起;填方區域應在填土后才可進行挖槽,可從填土面開始算起,填土主要是在上部結構而完成的,從天然地面標高開始算起。如果地下室采用的是箱形基礎,那么基礎埋深應從室外地面標高開始算起;比如分離式的基礎的地下室也就是說內墻與內柱基礎,具體埋置深度應從室內地面開始算起;而地下室外墻基礎應采取室內與室外計算埋置深度的平均值。不過實際設計過程中通常沒有考慮天然地面室外設計地面標高間存在的不同和填土的規范施工順序,只一味的按照設計室內地面標高算起。這樣一來就會使得基礎計算埋深值進一步增大,最終導致按照深度調整后的地基承載力也較大,安全系數低。
2.結構計算存在的問題 建筑物結構計算存在的問題是荷載取值不夠合理、驗算底框砌體結構方面的問題以及結構周期折減系數的確定。如高層民用框架的建筑一般在采取獨立的基礎上以及其地基受力部位不具備軟弱粘性土層的情況下,那么就非常有必要對地基的抗震承載力加以驗算,在對其基礎進行設計時,應充分的考慮風荷載的作用。因此必須將風荷載輸入到高層民用建筑中。只有具有均勻的剛度時方可采用底部剪力法,假如其結構中存在薄弱層應充分考慮其因塑性變形集中所帶來的影響;此外由于框架結構等都有填充墻,因此它的實際剛度要高于計算時的剛度,但其實際周期比計算周期小,因此最終所計算出的地震剪力通常較小,使得結構潛在了安全隱患,唯一的解決辦法就是折減計算周期。
四、加強高層民用建筑結構設計措施
1.對地基承載力寬度與深度修正 在對地基承載力寬度與深度進行修正時,應結合工程具體情況,根據《建筑地基基礎設計規范》中的規定、基本原理以及理論,明確基礎埋置深度的取值,特別對于部分特殊情況,應充分的分析,合理的進行取舍。在施工中要求基礎完成時還要在上部結構施工前回填完成,回填土應進行分層夯實。實際上地基承載力就是地基同時滿足強度以及變形這兩個條件時,單位面積所能承受的最大荷載。一般情況下上部結構體型較為簡單,整體剛度較大,如果地基不均勻沉降有著極強的適應性,那么地基承載力就可取高值;如果基礎寬度大,埋置深度深,那么地基承載力就會有所提高;高層建筑為了使得地基具有較好的穩定性,避免建筑物滑動與傾覆,通常都會要求基礎整體剛度要大,埋置深度深,可采用箱形基礎。另外基礎埋深對于地基土體及上部結構所組成的相互作用體系的動力特性與動力反應有著一定的影響;各個學者在對這一問題進行研究后,所得出的結論存在著一定的差異,主要是因為上部結構剛度條件具有差異性。應對上部結構各種剛度條件加以全面的考慮,并進行大量的數值計算,從而獲取到基礎埋深對土體與結構共同作用體系的動力特性與反應影響的規律。
2.結構計算參數的選擇 具體有以下三方面:首先選擇合理的地震力振型組合數;其對于高層建筑,在沒有采取扭轉耦聯計算方式時,應取3,如果振型系數已經超出了3,那么應取3的倍數,不過決不能比房屋層數高,在《建筑抗震設計規范》中有明確的規定,一個合理的振型個數通常能夠取振型參與質量達到總質量的百分之九十所需的振型數。目前中國建筑科學研究院已經具備了這一功能,能夠及時的將這種參與質量的比值全面的輸出。同時通過耦合計算的地震剪力要比非耦合計算小,只有其結構發生極為明顯的扭轉時,才可以采用耦合計算的方式進行,必要時應采用非耦合計算加以補充。其次框架結構或荷載最不利布置與組合;如果活荷載較大,那么是否對活荷載進行最不利布置、組合,會嚴重的影響到計算全面的反映出來,很有可能導致結構不安全。在對結構計算過程中,應對各種構件進行區分,然后進行分布計算,并且當荷載輸入時,應進一步折減樓面活荷載。
五、結束語
民用建筑的結構設計是一個復雜的系統,其中存在的問題涉及到方方面面,要解決好這些問題就需要豐富的經驗和先進的理論知識,在此前提下,建筑結構設計師通過綜合考慮各方面設計因子,并與各種規范進行多重整合,運用科學的設計理念,做到建筑設計與結構設計的緊密結合,選擇合理的結構體系,這樣才能設計出真正滿意的建筑。
參考文獻:
關鍵詞:工民建;高層建筑;結構選型;影響因素
Abstract: As a comprehensive and strong systematic content, the selection decision-making of high-rise building structures in civil engineering project occupies an extremely important position. This paper will combine with many years of practical experience; provide a simple exposition of civil engineering in high-rise buildings for selection of structural factors, for reference.Key words: civil engineering; high-rise buildings; structure selection;influencing factors
中圖分類號:TU3文獻標識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)06-0020-02
高層建筑以其占地面積較小,高層空間利用率較高的優勢,有效的緩解了目前城市土地資源緊張與城市人口壓力逐年加大之間的矛盾,使其迅速成為現今建筑工程設計與施工建造的首選類型。就我國目前而言,高層建筑主要用于住宅、賓館、辦公寫字樓、以及綜合性商業設施等用途中,由于其對高層建筑的使用功能性的要求不同,使其在對于建筑物的內部結構選型中存在著一定的差異性。在高層住宅的建筑工程項目中,由于其對于功能具有空間較小、分隔墻體較多、各層布局基本相同的特殊要求,在結構的選擇時就比較適合采用剪力墻或框架剪力墻結構,此外除了應考慮各組成部分各自適用的結構體系以外,選型中還要考慮兩種體系組合的效果是否最佳因為當建筑物包括不止一個主要結構時,它們之間必然存在一定的橫向聯系,分別對每一結構優化所拼湊而成的整個建筑結構不一定最優,故結構選型應從整個工程系統,即主要結構的集合出發進行全局優化決策根據工程的具體情況和條件正確解決結構體系的選型問題。
1工民建筑物的基本要求
1.1美觀功能要求
結構是構成建筑藝術形象的重要因素通常人們比較強調結構型式適應建筑造型上的美觀性要求,而易于忽視另一方面,即結構本身的美學效應。結構自身也富有美學表現力,為了達到安全與堅固的目的,各種結構體系都是由構件按一定的規律組成的,這種規律性的東西本身就具有裝飾效果,結構選型的參與者、建筑師們必須注意發揮這種表現力和利用這種裝飾結果自然地顯示結構,結構型式與建筑的空間藝術形象融合起來使兩者成為統一體。
1.2結構受力合理性
因為各種結構體系有各自的受力特征,比如在抗風能力、抗震能力整體剛度等各方面各不相同,而選型必須保證結構體系的受力合理,所以要根據力學上的要求認真比較各種結構體系優缺點,挑選出能入圍的幾個結構體系,然后再結合其它影響因素作分析,做篩選結構受力合理性包括結構能有效抗風、可靠抗震、傳力途徑明確、應力分布合理破壞機制合理等等。它受環境條件諸如基本風壓、設防烈度等影響,而基本風壓、設防烈度又因場地條件不同而不同。
1.3綜合考慮不同結構方案對建筑物造價的影響
某些結構材料單價較高但可能給建筑物整體造價帶來好處,結構材料對選型的影響下文將展開論述。例如某市三多里高層住宅地面以上15層、局部16層,層高2.7m建筑??偢叨?4.2m為板-柱框架剪力墻體系,采用陶?;炷?。預制大樓板內外填充墻分別采用100mm及200mm厚的加氣混凝土徹塊,每層平均重量僅為8.31kN/平方米而一般框架-剪力墻體系的高層住宅每層平均重量約為12~13kN/平方米,因此該高層建筑采用天然地基箱形基礎,而同期建造的另一幢15層高層住宅,為內澆外掛剪力墻體系,采用柱箱復合基礎15層高層住宅采用天然地基,在某市是僅有的一幢,是一個成功的工程實踐。
1.4結構全壽命期費用
在進行結構方案的經濟分析時,通??紤]的是一次性投資費用,這是不夠全面的。一幢建筑物在其整個使用壽命期內,一般為50年,還會發生其它費用,如結構的一般維護維修費用、災后的重建費用等等,而這些費用的數額往往也是不容忽視的。在進行結構選型決策時也應予以考慮。例如對于一幢高層建筑如果結構方案采用鋼結構,則由于鋼材易于銹蝕在整個建筑物投入使用后,必須對鋼結構構件進行定期的防銹蝕處理和維護,從建筑的整個使用壽命期來看這一筆維護費用的數額是巨大的但如果結構方案采用鋼筋混凝土結構則基本上不需要對結構構件進行維護。從建筑的整個使用壽命期來看,就基本上不存在發生于結構構件的維護費用,當對類似的高層建筑進行結構方案的選擇時就要綜合考慮權衡各方面利弊從結構的全壽命期,來進行綜合經濟分析才能得出令人滿意的決策結論。
2施工水平對高層建筑結構選型的影響建筑施工的生產技術水平及生產手段對建筑結構型式有很大影響。正是大型起重機械及各種建筑機械例如混凝土泵,相繼問世才使高層建筑的各種結構型式成為現實,施工水平對建筑結構型式的影響表現在以下兩個方面:
一方面,施工技術條件不具備或選用的結構方案不適應現有施工技術能力,將給工程建設帶來困難。例如選擇裝配式框架結構方案時需要認真考慮施工單位焊工技術力量,否則將給工程質量帶來嚴重影響。如果決策人員在結構選型時考慮不周也將會給施工單位帶來不必要的困難。因此選型時有關設計人員應多與施工單位人員溝通,共同磋商解決選型中出現的矛盾。
另一方面,選擇結構型式時要結合施工工藝因素考慮工程的具體施工條件,同一種結構型式可以對應不同的施工工藝,而不同的施工工藝不僅影響材料消耗,勞動力工期施工工期的影響已經在經濟因素中分析及造價等技術經濟指標,而且會影響到結構的受力狀態、抗震性能、計算分析及構造措施。所以,在高層建筑結構選型中應對施工工藝連同其它因素加以全面綜合權衡考慮。
3建筑結構材料對高層建筑結構選型的影響
隨著科學技術的發展,新的結構材料如高強砼、輕骨料砼、復合材料中的鋼管砼、鋼纖維砼等等不斷誕生,新的結構材料促使傳統結構型式發生變革,新的結構型式產生,從而不可避免地給結構選型問題帶來深刻影響。眾所周知在傳統的建筑材料中,鋼材符合輕質又高強的條件,在國外高層建筑中很多采用鋼結構體系,鑒于我國國情和條件,絕大部分高層建筑都采用鋼筋砼結構體系,且一般都采用普通鋼筋砼、混凝土及鋼材的強度等級不高,建筑物的自重一般平均在12~17kN/平方米。據統計,在我國已建成的高層建筑中,自重小于12kN/平方米的只占22%。而大于14kN/平方米的占46%,總的來說,自重偏大給設計、施工、材料運輸、結構抗震性能及結構技術經濟指標帶來較多不利影響因此在考慮了材料的供應狀況的前提條件下,優先選用能減輕建筑物自重的結構材料是很有必要的。減輕建筑物自重給整個高層建筑帶來的效益有:
3.1有利于減小結構截面節約建筑材料尤其對于高層建筑下部樓層的柱子影響更大。
3.2有利于減小基礎投資據統計在軟土地基地區基礎的造價約占土建總投資的25%左右。例如:某市樁箱型基礎約占28%,隨著目前地下室越來越深,這個比例有加大的趨勢,所以減輕高層建筑自重對減少軟土地基地區高層建筑基礎投資有重大意義。
4結語
綜上所述,在實際工作中,結構設計人員往往由于未能深入了解結構選型的各個影響因素及其相互關系,從而造成結構選型決策的種種失誤影響結構選型決策的因素主要體現在建筑物的功能要求,結構受力合理性經濟因素的制約等多個方面,所有的這些確定性的和非確定性的因素都或多或少對結構選型產生影響,在某些情況,不為人們重視甚至被忽略的一些因素往往起著決定性的作用。因此,在結構選型決策工作中應該綜合考慮各種決策影響因素的作用特點和對決策結果的影響度,并將它們綜合協調統一起來,這就涉及到高層建筑選型決策方法的合理選擇問題。
參考文獻
[1]李國強.我國高層建筑鋼結構發展的主要問題[J].建筑結構學報,2008.08.
【關鍵詞】 民用建筑;結構節能;原理;措施
中圖分類號: TE08 文獻標識碼: A
0 引言
隨著我國經濟及社會的發展,能源消耗消耗量急劇增加,能源危機迫在眉睫。我們亟需要開拓一條節能減排的綠色化道路,而民用建筑作為一種主要的建筑類型,其節能潛力巨大。基于此,筆者結合自己學習及工作的經歷和經驗,在相關理論的支撐下,對我國民用建筑結構節能原理及措施進行了較為系統的研究。
1 建筑節能概述
建筑節能是指通過建筑材料的合理選擇、施工過程的有效控制、建筑使用過程中的資源消耗的整體控制,達到提高建筑性能及能源利用率的目標。一般來說,建筑節能主要通過建筑采暖、空調、照明、熱水供應等方面的優化設計來達到節能的目的[1]。由此可以看出建筑節能所涉及的范圍及內容比較廣泛,幾乎涵蓋了從建筑設計開始,到建筑施工、使用的整個過程。所以說建筑節能是一項系統的工程。同時,建筑節能工程對于技術的要求很高。幾乎所有的節能目標的實現都要用技術做支撐。比如圍護結構的保溫隔熱技術、太陽能與建筑一體化技術、建筑遮陽技術等都是建筑節能的重要技術,另外還包括一些近年來比較受關注的照明節能技術、新型供冷供熱技術等。這些技術決定著建筑節能的效果,因此在建筑規劃設計之前,就要將建筑的節能與建筑本身的規劃、設計、施工、監理等過程的管理緊密的聯系起來,使之成為一個不可分割的整體。只有從系統的角度,站在戰略的高度上,才能有效地實現建筑節能工程。
2 民用建筑結構節能的相關原理
對于民用建筑節能工程來說涉及到的相關原理,最重要的就是與節能技術相關的一些原理。一般來說,建筑物的能耗是由建筑本身的圍護結構決定的,圍護結構的冷風滲透和熱傳導共同造成了建筑物的能耗,所以要節能的話,也應該從這兩方面著手。對于民用建筑來說,其圍護結構主要是指墻體、屋面、窗戶(玻璃幕墻)、外遮陽設施等[2]。這些結構最為主要的功能及作用就是防熱御寒,保證建筑空間內不暴露在外部環境中,這樣建筑在受到一定遮護的情況下,可以減少外部環境對室內環境的影響,可以形成一個相對舒適的空間。雖然,屋內溫度及環境受到外部的影響,而且冬季與夏季的屋內外的熱流方向截然相反。但是,都要求房屋的護結構具有一定的絕熱性能,這樣才能保證流出或流入的熱量相對減少。由此可以看出建筑的護結構直接影響民用建筑的能耗。因此,對于民用建筑物來說,節能的主要途徑包括墻、門、窗、頂等圍護結構的節能。通過對圍護結構的優化設計,減少建筑的能量損耗及消散,使房屋整體達到保溫、隔熱、透光、通風等要求,以滿足節能的需求,達到最佳的節能效果。
3 民用建筑結構節能的相關措施
通過上面的分析可以看出,民用建筑的結構節能對于實現我國可持續發展戰略及節能減排措施具有一定的促進作用。具體來說,筆者結合我國的發展實際,對我國民用建筑結構節能,提出幾下幾條改進措施。第一,建筑墻體的節能措施。可以在建筑的外墻部分建筑一個保溫層,以增強外墻的保溫效果。值得強調的是這種保溫層,一定要經受得起撞擊,如果受不起撞擊的話,不僅保溫效果會受到很大的影響,而且會增加使用的風險性,影響整個建筑的美觀。同時,要盡量做好保溫層與墻體之間的固定[3]。一般來說,實際建設的過程中,主要通過貼保溫板、粉刷石膏、聚苯顆粒膠粉等方法,實現墻體的保溫。第二,建筑門窗的節能措施。門窗是建筑與外界環境融為一體的主要連接。所以,門窗的節能設計對于整個建筑來說,影響也是非常大的。比如說,門窗的位置與方向、窗戶的設計、玻璃的選擇等,都是影響門窗獲得太陽能的主要因素。另外,影響門窗熱損失的因素還包括輻射、對流、空氣滲漏等。所以,在選擇門窗設計及安裝的時候,要合理選用原片玻璃及隔熱性能好的窗框材料。第三,建筑屋頂的節能措施。建筑屋頂的取材是決定其節能性能的關鍵因素。一般來說,要根據當地的環境氣候及地理條件來綜合確定。一般來說,屋頂的保溫層不應該選用一些導熱系數較高的保溫材料,因為這種材料,雖然能夠有效地防止熱量的傳遞,但是吸水性能比較好。所以,會嚴重地影響材料本身的保溫性能。所以,屋面應該鋪設絕熱材料或者采用倒置式屋面做法,也可以采采用植被屋面。第四,建筑樓板及遮陽設施的節能措施。一般來說,與外部環境接觸的樓板主要包括挑板、過街樓等,如果不進行保溫的話,會照成冷橋。至于遮陽設施,主要是窗、玻璃幕墻的配套設施,這些實施雖然表面上對建筑保溫效果的提高,效果不明顯。但是,對于調節日照、節省能源具有十分重要的作用。
4 結語
通過論文的研究可以看出,民用建筑結構節能不僅能夠達到建筑節能的目的,還可以增加建筑整體的美觀效果。所以,在民用建筑設計、建設與使用的過程中,要從建筑結構的角度,增強建筑的節能效果。最后,希望論文的研究為相關的工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價值,也為我國民用建筑結構節能的設計及運用做出一定的貢獻。
【參考文獻】
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【關鍵詞】民用建筑;安全鑒定;工程應用
房屋安全鑒定定義對房屋安全鑒定機構以國家相關法規和相關工程技術作為標準,以查勘以及檢測和驗算作為手段,實現對既有房屋結構當前的完損以及使用狀況和抗震能力與危險程度等方面做出科學鑒別和評定的技術性管理工作。房屋安全對人民群眾生命和財產安全產生了直接影響,與我國國計民生和社會和諧發生了直接關系。最近幾年房屋安全方面的問題層出不窮,使人們的財產遭受到了巨大損失,所以說房屋安全鑒定工作迫在眉睫。
一、民用建筑安全鑒定的重要意義
房屋安全鑒定工作在房屋進行安全管理方面、房產價值評估方面、安全排查方面、以及房屋災后加固、房屋裝修改造糾紛界定等方面發揮著不可替代的作用。正確評價既有民用建筑物的安全性,對保證已有房屋繼續安全使用和挖潛利用房屋資源有重大的經濟效益和社會效益[ ]。
二、民用建筑安全鑒定的類型
已有民用建筑結構的檢測鑒定工作主要包含偶然作用類、施工質量類、合同糾紛類等幾類工程問題。
1、偶然作用類
①火災作用后的民用建筑檢測鑒定
火災作用后的建筑進行的主要是表面損傷檢測和材料強度檢測,并且對預應力結構以及對預應力構件進行荷載試驗以評價其承載力。
②爆炸作用后的民用建筑檢測鑒定
由于人們使用電器種類的增多以及天然氣、煤氣的不正確使用,爆炸在民居中頻繁發生,因此爆炸后的房屋的損傷檢測工作尤為重要。經受爆炸作用后的民用建筑結構檢測包含現場檢測、墻體等構件垂直度檢測[ ]。
③地震作用后的民用建筑檢測鑒定
對于震級較高的地震,在地震之后的民用建筑在經過可靠的技術鑒定后才能夠決定其是否能繼續使用或加固后繼續使用。
2、施工質量類
我國建筑市場由于建設人員水平參差不齊,監管力度不足,導致建筑質量存在較多問題。常見的施工質量類問題包含材料質量不達標、偷工減料、施工初始損傷等。如果新建的房屋建筑存在質量問題,需要進行安全質量鑒定方可進行使用。
3、合同糾紛類
如今因房屋建造所引發的民事糾紛不斷,房屋安全鑒定能夠對房屋的破損程度和原因進行鑒定,可以為司法的裁定提供事實依據,維護了司法的公正。
三、既有民用建筑安全鑒定方法
1、直接經驗法
直接經驗法是在房屋安全鑒定人員對被鑒定房屋的建造情況調查、現場查勘,在圖紙完備的情況下,通過對原設計圖紙對房屋的各個部位構件的校核,然后技術人員根據自己的專業知識以及經驗和驗算對房屋進行安全等級評定,是一種比較粗糙的鑒定方法。這種方法主要憑借鑒定人員的知識和經驗對房屋結構的可靠性進行整體分析,具有方法簡單、費用低、鑒定速度快的特點,但由于其與鑒定人員個人水平密切相關,缺少現代檢測技術的必要保證和科學評定程序,鑒定結果帶有一定的主觀性和隨機性,因而鑒定結果有效性低。
2、實用鑒定法
實用鑒定法以傳統的經驗法作為基礎,依據的是鑒定人員的全面分析鑒定,并且列出房屋的損壞原因,列出明確的鑒定、檢測項目,鑒定人員利用現代檢測技術和測試手段對被鑒定房屋的損壞原因進行全面分析,對房屋結構的使用材料、材料強度等方面用儀器進行實地檢測,然后再對檢測值按有關規范進行分析和計算,結合結構計算和實驗結果,對每一個項目進行綜合性的評定,得出較準確的鑒定結論。實用鑒定法一般要完成:①初步調查建筑物的原始概況,包括調閱圖紙及規劃、勘探、環境等技術資料。②對建筑物的各組成部位進行檢測和查看,包括建筑物的地基基礎、建筑材料和建筑結構。③在實驗室進行構件試驗以及通過相關軟件對檢測結果進行模型和結構驗算分析[ ]。
3、概率法
概率法是以概率以及數理統計原理作為基礎的,采用的是非定值統計規律進行的結構可靠性的鑒定。概率法是依據結構可靠性理論,用結構失效概率來衡量結構的可靠程度。概率法指的是在結構抗力以及作用效應之間進行一定數量關系的建立,只要計算出失效概率,也就能得出建筑物的可靠度。
四、既有建筑安全鑒定在工程中的應用
以位于 X市環翠區海港路73號的某一項目為例,該項目建于1981年。該建筑采用的是4層砌體結構,每一層的高度為4米,建筑物的總高度為1.45米,該項建筑的總建筑面積為921.6m2。
鑒定過程:
1、工程現狀初步調查
對X項目進行初步調查,主要包括房屋概況、建筑設計情況、地基基礎、上部結構、圖紙資料等。
經過對X項目工程現狀的初步勘察,我們可以得知X項目的建筑結構形式、建筑的平(立)面尺寸以及建筑的做法和構造處理都符合施工圖紙的要求;在建筑結構的體系以及結構布置方面也基本合理,建筑結構以及構件之間的鏈接很可靠,墻體采用的砌筑方式也很正確;X項目的建筑地基也很穩定沒有發現不均勻的沉降以及墻體裂縫等一些不良現象;X項目建筑的樓板以及樓面也很平整,沒有發現明顯的扭曲變形現象,此外X項目建筑房屋的防水性能也很好,也沒有發現有任何積水的跡象以及墻體發霉的現象。
2、地基基礎
X項目建筑的地基很穩定,沒有發現不均勻的沉降引起的建筑傾斜以及散水等現象。
3、上部承重結構檢測
從對X項目建筑現場的檢測來看,X項目建筑在建筑結構布局方面基本合理,設計的傳力路徑以及結構的選型都很正確,圈梁的尺寸以及配筋和材料的強度都符合設計規范,在檢測時發現X項目建筑在支撐大梁的窗間強沒有出現豎向裂縫,在建筑的縱橫墻的交接處也沒有出現明顯的裂縫,并且通過對承重墻體的檢查發現沒有傾斜、裂縫以及酥松現象,墻體的連接以及砌筑方式也是正確的[ ]。
4、抗震設施檢測
通過X項目建筑的現場檢測可以發現,在該建筑中沒有設置構造柱,并且在建筑的內橫墻上也沒有設置圈梁,設置的構造柱以及圈梁也不滿足設計規范要求。
5、圍護系統
對X項目建筑的檢測過程中沒有發現樓板以及屋蓋出現明顯的變形、裂縫現象,X項目建筑的屋面防水以及排水等方面的性能良好,沒有出現老化、滲漏以及排水不良的現象,門窗的封閉良好可以自如地開啟,X項目建筑墻體也沒有出現也沒有出現明顯的變形以及裂縫。
【總結】
通過上文分析我們清楚了對既有民用建筑進行安全鑒定的必要性,了解了既有記住安全鑒定的內容,并且了分析了對既有民用建筑進行安全鑒定的方法以及在實際工程中對安全鑒定方法的應用?,F階段有關既有建筑房屋安全鑒定方面的研究成果還很少,本文的分析能夠為既有建筑房屋安全的鑒定提供一定的借鑒和指導。
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