裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計要點范文

時間:2024-02-19 18:06:16

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關(guān)鍵詞:預(yù)制裝配式;鋼結(jié)構(gòu)建筑;設(shè)計要點;經(jīng)濟(jì)性研究

中圖分類號:TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

當(dāng)前我國正處于城市化高速發(fā)展時期,城市建設(shè)不單單滿足于規(guī)模的擴大,人們開始逐漸在城市建設(shè)中加入文化元素,注重內(nèi)涵,城市的發(fā)展品質(zhì)逐步得到提升,向著綠色環(huán)保、智能集約的方向發(fā)展,因而現(xiàn)代城市建設(shè)對建筑行業(yè)要求也相應(yīng)提升。過去我國城市建筑結(jié)構(gòu)大多采用現(xiàn)澆混凝土或者磚混結(jié)構(gòu),這種建筑結(jié)構(gòu)不但需要高強度的勞動操作,并且施工過程中還存在諸多安全隱患,建筑能耗不但相對較高,并且施工質(zhì)量也無法精確控制。隨著建筑施工技術(shù)的發(fā)展,我國建筑行業(yè)開始向著預(yù)制裝配模式發(fā)展。但是受到傳統(tǒng)的建筑思想以及居住思想的影響,人們對于預(yù)制裝配建筑的認(rèn)識不足,因而無法接受該種建筑結(jié)構(gòu),因而在我國預(yù)制裝配建筑的發(fā)展阻力較大。

1.預(yù)制裝式建筑概述

預(yù)制裝配建筑主要由各類預(yù)制件組合裝配而成,其預(yù)制件有工廠事先加工完成。將預(yù)制件運送至施工現(xiàn)場后,通過可靠的連接方式將預(yù)制件連接拼裝在一起。目前我國常見的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)主要有預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)制裝箱房屋、預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)等。其中預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)主要利用鋼梁、鋼柱等作為建筑的承重結(jié)構(gòu);預(yù)制集裝箱房屋的基本單元為集裝箱,通過預(yù)先在工廠進(jìn)行房屋各模塊的生產(chǎn)建造,而后將完成的預(yù)制結(jié)構(gòu)模塊運送至施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝,繼而完成建筑內(nèi)部裝修。

2.預(yù)制裝配式建筑的特點

建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的核心是融合信息化技術(shù)的新型建筑工業(yè)化,受到現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展、健康環(huán)保、綠色節(jié)能等理念的影響,我國建筑產(chǎn)業(yè)也逐步轉(zhuǎn)型,在設(shè)計施工上都向著更加科學(xué)的方向發(fā)展。預(yù)制裝配式建筑的具備多種傳統(tǒng)建筑所不具備的特點:不但建筑品質(zhì)相較于傳統(tǒng)建筑有所提高,并且操作簡便,現(xiàn)場無需高強度地現(xiàn)場作業(yè),施工垃圾也大大減少,避免了施工過程中造成的污染、減少了材料浪費,并且由于勞動強度降低,因而人工成本得到有效控制,工期大大縮短,工程維護(hù)更加便捷。

3.預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要構(gòu)造

(1)鋼框架―剪力墻結(jié)構(gòu)。體系的形成基礎(chǔ)為框架結(jié)構(gòu),通過在柱網(wǎng)的橫向、縱向設(shè)置剪力墻,從而形成鋼框架―剪力墻結(jié)構(gòu)體系,建筑結(jié)構(gòu)強度由于側(cè)向剛度的改善,建筑結(jié)構(gòu)體系側(cè)向位移量的缺陷被有效彌補,豎向荷載由框架承受,水平荷載由剪力墻分擔(dān),因而建筑承載能力顯著提高,目前高層建筑大多使用該結(jié)構(gòu)體系。

(2)鋼框架結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)體系中建筑的承重構(gòu)件以及抗側(cè)剪力構(gòu)件主要為設(shè)置在建筑橫向、縱向的梁柱,鋼梁、鋼柱的抗彎載能力直接決定了建筑的抗側(cè)剛度。鋼框架結(jié)構(gòu)為柔性結(jié)構(gòu),因而其靈活性較高,且結(jié)構(gòu)體系中的受力、傳力較為明確,在多層建筑及抗震要求低的建筑中較為適用。

(3)鋼框架―支撐結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)力能力較高,這是由于其為雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu),為增加框架柱之間的水平荷載支撐力,會設(shè)置橫向鋼支撐,且橫向鋼支撐不會對豎向荷載造成影響。因而該結(jié)構(gòu)體系具有較高的穩(wěn)定性,且建筑結(jié)構(gòu)的梁柱截面面積有效減少,但是由于體系機構(gòu)復(fù)雜,因而靈活性較差。

常用的預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑常用的樓屋面板形式包括現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板、壓型鋼板―混凝土組合樓板、鋼筋桁架混凝土組合樓板等。

4.設(shè)計特征及設(shè)計要點分析

4.1 設(shè)計特征

與采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)流程相比,預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計工作呈現(xiàn)5個方面的特征:

(1)流程精細(xì)化:從施工流程方面分析,預(yù)制裝配建筑綜合性更強,且精細(xì)化程度、整體化程度更高,相較于傳統(tǒng)建筑設(shè)計,其流程增加了前期技術(shù)策劃和預(yù)制構(gòu)件加工圖設(shè)計兩個設(shè)計階段。

(2)設(shè)計模數(shù)化:模數(shù)化是建筑工業(yè)化的基礎(chǔ),通過建筑模數(shù)的控制可以實現(xiàn)建筑、構(gòu)件、部品之間的統(tǒng)一,從模數(shù)化協(xié)調(diào)到模塊化組合,進(jìn)而使預(yù)制裝配式建筑邁向標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。

(3)配合一體化:在預(yù)制裝配式建筑設(shè)計階段,應(yīng)與各專業(yè)和構(gòu)配件廠家充分配合,做到主體結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件、設(shè)備管線、裝修部品和施工組織的一體化協(xié)作,優(yōu)化設(shè)計成果;

(4)成本精準(zhǔn)化:預(yù)制件的生產(chǎn)加工以預(yù)制裝配建筑設(shè)計為依據(jù),因而建筑設(shè)計直接決定了預(yù)制件的相關(guān)參數(shù)。除此之外,在裝配率條件相同的基礎(chǔ)下,投資成本會受到拆分方案的影響,因此設(shè)計也是影響成本的直接因素之一。

(5)技術(shù)信息化:BIM是利用數(shù)字技術(shù)表達(dá)建筑項目幾何、物理和功能信息以支持項目全生命期決策、管理、建設(shè)、運營的技術(shù)和方法。建筑設(shè)計可采用BIM技術(shù),提高預(yù)制構(gòu)件設(shè)計完成度與精確度。在預(yù)制裝配式建筑設(shè)計過程中,可將設(shè)計工作環(huán)節(jié)細(xì)分為以下5個階段:技術(shù)策劃階段、方案設(shè)計階段、初步設(shè)計階段、施工圖設(shè)計階段以及構(gòu)件加工圖設(shè)計階段。

4.2 設(shè)計要點

(1)規(guī)劃設(shè)計

在設(shè)計規(guī)劃中,預(yù)制裝配建筑應(yīng)當(dāng)首先滿足建筑的采光、通風(fēng)、退線等基礎(chǔ)性要求,在經(jīng)濟(jì)合理、安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上選擇套型模塊進(jìn)行設(shè)計。同時對施工現(xiàn)場的組織流程及工序銜接予以考量,保證施工質(zhì)量和施工效率。

(2)預(yù)制件設(shè)計要點

預(yù)制構(gòu)架是預(yù)制裝配建筑的基本要件,在預(yù)制件的設(shè)計中必須嚴(yán)格遵循模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化要求。以簡潔規(guī)整為出發(fā)點,減少構(gòu)件類型,從而降低建筑造價。此外在設(shè)計預(yù)制件過程中需要充分考慮預(yù)制件生產(chǎn)的可行性,以便捷生產(chǎn)為目的,提高預(yù)制件的可靠性,并便于后期預(yù)制件的保護(hù)。

(3)構(gòu)造節(jié)點設(shè)計要點

節(jié)點構(gòu)造設(shè)計也是決定預(yù)制裝配建筑質(zhì)量的關(guān)鍵,由于預(yù)制件需要在施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配,各個預(yù)制件之間的節(jié)點也需要預(yù)先進(jìn)行設(shè)計,尤其在預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)住宅施工中。各類接縫、節(jié)點都影響著建筑整體質(zhì)量。因而設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)依照施工所在地氣候條件、實際情況進(jìn)行合理設(shè)計,以滿足建筑的防水要求,提高建筑的節(jié)能性。

(4)專業(yè)配合設(shè)計要點

預(yù)制裝配式建筑各專業(yè)應(yīng)協(xié)同。預(yù)制構(gòu)件設(shè)計應(yīng)遵循受力合理、連接簡單、施工方便、少規(guī)格、多組合的原則,提高工程質(zhì)量,控制建設(shè)成本。給排水專業(yè)協(xié)同應(yīng)考慮公共空間豎向管井位置、尺寸及共用的可能性,豎向管線的設(shè)置宜相對集中,水平管線的排布應(yīng)減少交叉。

5.成本分析

工程造價是指進(jìn)行某項工程建設(shè)花費的全部費用,指項目從前期策劃開始到可行性研究,然后進(jìn)行設(shè)計招標(biāo)、工程招標(biāo)。具體來說,影響最大的是在投資決策階段,影響力為70%~95%;其次是設(shè)計階段,影響力為30%~70%;再次是施工階段,影響力是5%~30%,影響最小的是竣工階段。影響力為0~5%。

在施工時,構(gòu)件運輸距離直接影響造價,特別是構(gòu)件的二次搬運,必定造成建設(shè)成本的增加,所以,應(yīng)該確定離工地較近的廠家。其中外掛墻板的成本與材料種類和實際的施工存在必然關(guān)系,在造價控制中應(yīng)以二者作為重點對象。在預(yù)制裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系中,人工費降低了40%,加上施工工期縮短,使成本大幅度降低。同時,腳手架用量大量減少,模板的規(guī)范統(tǒng)一可顯著降低成本。

6.造價控制建議

結(jié)構(gòu)選型是控制預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)造價的關(guān)鍵。因而在進(jìn)行預(yù)制裝配建筑的設(shè)計時需要明確建筑的功能,并以建筑功能作為設(shè)計基礎(chǔ),對建筑結(jié)構(gòu)形式予以明確,從經(jīng)濟(jì)適用、安全穩(wěn)定角度出發(fā),依照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計,對梁柱截面進(jìn)行優(yōu)化,降低結(jié)構(gòu)中鋼的使用量。同時預(yù)制混凝土外掛墻板,盡量降低模具種類,對構(gòu)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范,增加模具的使用率,從而降低施工成本?,F(xiàn)場施工安裝構(gòu)件時,可以采用分段式操作,以流水施工的方式同時進(jìn)行多道工序的操作,從而縮短施工周期,提高效率;另外選擇PK預(yù)應(yīng)力疊合樓板作為屋面板,以提高建筑的經(jīng)濟(jì)性,對造價進(jìn)行控制。

結(jié)語

經(jīng)濟(jì)性是預(yù)制裝配鋼構(gòu)建筑最主要的優(yōu)勢,并且在實踐應(yīng)用中該結(jié)構(gòu)體系諸多優(yōu)勢不斷顯現(xiàn),得到了建筑領(lǐng)域的一致認(rèn)可,因而在未來發(fā)展空間廣闊,但是人們對于該結(jié)構(gòu)體系還并未了解,因此無法真正看到該結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)勢。基于這一點,在未來的發(fā)展中,應(yīng)當(dāng)加大預(yù)制裝配鋼結(jié)構(gòu)體系的推廣,令其逐步成為建筑行業(yè)的主力軍,更好地推進(jìn)我國建筑工業(yè)化進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞:裝配式住宅;綠色建筑;四節(jié)一保

綠色建筑具有能耗低、污染少、保護(hù)環(huán)境等特點,可為建筑用戶提供自然、高效、安全、舒適的建筑空間。裝配式住宅是綠色住宅建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的核心技術(shù),可降低綠色建筑建設(shè)成本,與綠色建筑的“四節(jié)一保”(節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)地和環(huán)境保護(hù))發(fā)展要求相符,建筑企業(yè)應(yīng)在綠色建筑中推廣應(yīng)用裝配式住宅。

1裝配式住宅在綠色建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢

在綠色建筑工程建設(shè)中,裝配式住宅的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下五個方面:①節(jié)能。裝配式住宅在施工過程中,可減少人力、物力,在使用過程中,構(gòu)件性能優(yōu)于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu),可減少建筑運行能耗,節(jié)能效果顯著;②節(jié)材。裝配式住宅建筑使用的施工材料可循環(huán)使用,材料浪費現(xiàn)象得到有效遏制,材料使用率顯著提升;③節(jié)水。裝配式住宅統(tǒng)一生產(chǎn)構(gòu)件,運輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配,施工現(xiàn)場配置的施工人員、施工材料都較少,生活用水與生產(chǎn)用水大大減少,節(jié)約水資源;④節(jié)地。裝配式住宅在工廠生產(chǎn)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件,無須單獨設(shè)置場地進(jìn)行混凝土生產(chǎn),可節(jié)約土地資源;⑤環(huán)保。在裝配式住宅建筑中,施工現(xiàn)場以裝配施工為主,無須運輸水泥、砂石等材料,施工現(xiàn)場粉塵污染大大減少,且無需進(jìn)行夜間施工,不會產(chǎn)生光污染、噪聲污染,不會影響施工現(xiàn)場周邊居民正常生活。

2裝配式住宅在綠色建筑中的應(yīng)用策略

基于裝配式住宅在綠色建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢,建筑企業(yè)應(yīng)根據(jù)住宅建筑特點,選擇合適施工技術(shù),開展裝配式住宅建設(shè)工作,做到“四節(jié)一保”,實現(xiàn)綠色建筑建設(shè)目標(biāo)。以某建筑企業(yè)的小區(qū)工程項目為例,總結(jié)裝配式住宅在綠色建筑中的應(yīng)用策略。該小區(qū)工程項目用地面積約8萬m2,住宅可建設(shè)用地面積69858.88m2,均為裝配式住宅,要求預(yù)制率超過30%,其中裝配式住宅中“三板”占比超過60%。設(shè)計人員根據(jù)該小區(qū)工程項目施工現(xiàn)場地理條件與工程建設(shè)要求,進(jìn)行裝配式住宅建筑、結(jié)構(gòu)等專業(yè)方案設(shè)計,通過設(shè)計施工一體化工作,為裝配式住宅施工提供詳細(xì)指導(dǎo),切實發(fā)揮裝配式住宅優(yōu)勢。

2.1預(yù)制結(jié)構(gòu)設(shè)計

在裝配式住宅施工中,預(yù)制結(jié)構(gòu)部件是基礎(chǔ)環(huán)節(jié),建筑企業(yè)應(yīng)結(jié)合建筑工程的結(jié)構(gòu)特點,將建筑劃分為預(yù)制柱、預(yù)制樁、預(yù)制剪力墻、內(nèi)外墻板、樓板、屋面板、樓梯、陽臺等結(jié)構(gòu)構(gòu)件,在工廠完成各個結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作,將其與施工現(xiàn)場澆筑的部分柱與梁進(jìn)行拼接,或到現(xiàn)場拼接各種預(yù)制構(gòu)件,實現(xiàn)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的建設(shè)目標(biāo)。為此,為保障裝配式住宅建設(shè)質(zhì)量,設(shè)計人員應(yīng)按照規(guī)范流程與要求實施預(yù)制結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

2.1.1方案設(shè)計

在裝配式住宅的方案設(shè)計階段,設(shè)計人員應(yīng)對裝配式住宅的平面布局、立面、結(jié)構(gòu)、建筑空間等模塊進(jìn)行設(shè)計。結(jié)合裝配式住宅的平面布局與立面結(jié)構(gòu),選擇合適的預(yù)制構(gòu)件類型,在滿足建筑工程對建筑空間要求的基礎(chǔ)上,選擇合適的預(yù)制構(gòu)件連接技術(shù),再結(jié)合預(yù)制構(gòu)件類型與連接技術(shù),完成預(yù)制結(jié)構(gòu)方案設(shè)計。在該小區(qū)工程項目中,設(shè)計人員引進(jìn)BIM技術(shù),基于BIM軟件的模擬功能,將裝配式住宅進(jìn)行結(jié)構(gòu)拆分,計算裝配式住宅的預(yù)制率,明確預(yù)制的建筑構(gòu)件及相關(guān)參數(shù)要求。結(jié)合參數(shù)要求,在BIM軟件中構(gòu)建各個預(yù)制構(gòu)件族庫,遵循“少規(guī)格、多組合”的原則,將重復(fù)利用率偏低的結(jié)構(gòu)從預(yù)制構(gòu)件族庫內(nèi)刪除,改為現(xiàn)場澆筑施工,以此明確工程項目中預(yù)制結(jié)構(gòu)的范圍。在確保建筑工程預(yù)制率符合要求的基礎(chǔ)上,協(xié)調(diào)預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)場澆筑施工,避免二者占比不合理,加大工程建設(shè)能耗,實現(xiàn)綠色建筑設(shè)計目標(biāo)。

2.1.2初步設(shè)計

首先,結(jié)合方案設(shè)計成果,設(shè)計人員依托于BIM協(xié)同設(shè)計平臺,整合各項工程項目數(shù)據(jù)信息,計算方案設(shè)計后的預(yù)制裝配率等指標(biāo),準(zhǔn)確拆分裝配式住宅的預(yù)制構(gòu)件,實施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,確保預(yù)制構(gòu)件符合工程項目建設(shè)要求,為后續(xù)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)提供詳細(xì)指導(dǎo);其次,結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計成果,計算裝配式住宅建設(shè)成本,優(yōu)化改進(jìn)裝配式住宅的預(yù)制構(gòu)件規(guī)格,提高裝配式住宅建設(shè)效益;最后,明確設(shè)備管線的預(yù)留預(yù)埋要求,完成裝配式住宅結(jié)構(gòu)方案設(shè)計。在該小區(qū)工程項目中,設(shè)計人員的設(shè)計方案為:25個單體預(yù)制疊合板、13個預(yù)制剪力墻與3個預(yù)制空調(diào)板;通過初步設(shè)計的成本分析,調(diào)整預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格,轉(zhuǎn)變?yōu)?9個單體預(yù)制疊合板、9個預(yù)制剪力墻與1個預(yù)制空調(diào)板,減少了種類數(shù)量,節(jié)約預(yù)制構(gòu)件施工所用的模板、人工等,提高了制作運輸安裝效率,每平方米節(jié)約成本近30元,并顯著提高了裝配式住宅建設(shè)的環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益。

2.1.3施工圖設(shè)計

在完成初步設(shè)計后,設(shè)計人員開展施工圖設(shè)計,繪制裝配式住宅的結(jié)構(gòu)施工圖,明確裝配式住宅的裝配構(gòu)件拼接要點,為裝配式住宅的施工提供依據(jù)。為保障施工圖的準(zhǔn)確性與指導(dǎo)性,設(shè)計人員利用BIM技術(shù)的碰撞檢查功能,對預(yù)制構(gòu)件拼接的空間實施管線碰撞檢測,分析機電管線是否存在交叉、重疊等問題,重新調(diào)整管線布局,通過翻彎、改道等措施,優(yōu)化改進(jìn)裝配式住宅的空間布局,確保預(yù)制構(gòu)件的裝配更為科學(xué)合理,避免施工設(shè)計不合理導(dǎo)致返工,避免進(jìn)一步影響綠色建筑建設(shè)目標(biāo)的達(dá)成。

2.1.4深化設(shè)計

在裝配式住宅深化設(shè)計中,設(shè)計工作分為土建與機電兩個部分:第一,在土建深化設(shè)計中,主要對預(yù)制構(gòu)件和裝配式建筑的現(xiàn)澆部分進(jìn)行結(jié)合設(shè)計,保障裝配式建筑的整體性。設(shè)計工作涵蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)檢測、參數(shù)統(tǒng)計三部分。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,設(shè)計人員要結(jié)合預(yù)制構(gòu)件拆分結(jié)果,計算預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)合點,完成構(gòu)造節(jié)點設(shè)計,并明確預(yù)留、預(yù)埋要求;在參數(shù)檢測中,從裝配式住宅建筑整體(即預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu))入手,分析預(yù)制構(gòu)件之間是否存在碰撞問題、預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)是否存在碰撞問題;在參數(shù)統(tǒng)計中,設(shè)計人員須要計算預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)所需的混凝土體積與重量,明確預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)工程量,并統(tǒng)計預(yù)埋鋼筋的規(guī)格要求與所需長度,為工廠原材料采購提供參考,避免出現(xiàn)材料浪費現(xiàn)象。結(jié)合上述深化設(shè)計成果,設(shè)計人員利用BIM軟件自動輸出預(yù)制構(gòu)件拆分圖、預(yù)制構(gòu)件裝配圖及深化設(shè)計圖等圖紙。第二,在機電深化設(shè)計中,設(shè)計人員根據(jù)裝配式住宅的土建設(shè)計成果、圖紙等,選擇合適的機電設(shè)備類型,綜合部署機電設(shè)備管線,實施凈空控制、支架吊架設(shè)計及荷載驗算等工作,明確土建工程中應(yīng)預(yù)留的機電管線孔洞,并通過BIM軟件自動輸出機電深化設(shè)計圖。

2.2施工方案設(shè)計

在完成裝配式住宅的預(yù)制結(jié)構(gòu)設(shè)計后,根據(jù)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)要求、建筑工程設(shè)計要求,實施預(yù)制構(gòu)件施工方案與建筑施工方案設(shè)計,指導(dǎo)裝配式住宅施工,實現(xiàn)設(shè)計施工一體化建設(shè),提高裝配式住宅工程建設(shè)質(zhì)量和效率。

2.2.1預(yù)制構(gòu)件施工設(shè)計

在該小區(qū)工程項目中,建筑企業(yè)根椐設(shè)計好的裝配式施工圖紙設(shè)計預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)方案,確保工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件在質(zhì)量、規(guī)格等方面符合建設(shè)要求。預(yù)制構(gòu)件均采用裝配整體式預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),通過工廠定制的鋼模板,完成各個鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完成后,通過澆水與蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù),確保預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量與精度符合工程建設(shè)要求。同時,設(shè)計人員考慮裝配式住宅的可持續(xù)性,將外墻結(jié)構(gòu)與面磚的施工工藝設(shè)計為一次澆筑成型工藝,避免外墻面磚脫落,以提高外墻結(jié)構(gòu)的密實性,預(yù)防出現(xiàn)開裂滲水等質(zhì)量問題。在該小區(qū)工程項目中,設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格遵循工程精度要求,設(shè)計規(guī)范的施工流程,將預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的精度控制在5mm內(nèi)。以外墻板為例,設(shè)計的預(yù)制施工流程為:①制作鋼模,根據(jù)小區(qū)住宅的外墻板大小,選擇鋼材制作模板,可循環(huán)利用約200次,且鋼模板報廢后可回爐重制,節(jié)約材料;②綁扎鋼筋,根據(jù)設(shè)計方案要求進(jìn)行鋼筋綁扎;③鋪貼面磚,選擇節(jié)能環(huán)保性能優(yōu)異的面磚材料,按照反打工藝的規(guī)范要求及流程鋪貼;④安裝窗框與預(yù)埋件,選擇隔熱性能優(yōu)異的窗框材料,按照設(shè)計方案規(guī)定的位置安裝窗框與預(yù)埋件;⑤澆筑混凝土,一次性澆筑成型;⑥養(yǎng)護(hù)脫模,選擇蒸汽養(yǎng)護(hù)方案,循環(huán)利用養(yǎng)護(hù)用水,節(jié)約水資源,待混凝土結(jié)構(gòu)強度符合要求后,再進(jìn)行脫模;⑦全面清洗鋼模板,以便后續(xù)重復(fù)利用;⑧將制作完成的外墻板運輸至施工現(xiàn)場。

2.2.2裝配式住宅施工設(shè)計

就目前的建筑施工技術(shù)而言,裝配式住宅常用的施工技術(shù)包括單元吊裝組拼技術(shù)、BIM技術(shù)與產(chǎn)品保護(hù)技術(shù)等。在預(yù)制剪力墻施工流程設(shè)計中,設(shè)計人員考慮到剪力墻為裝配式住宅的核心承重結(jié)構(gòu),在剪力墻內(nèi)部設(shè)置鋼筋大網(wǎng)片,以此提高結(jié)構(gòu)強度;將預(yù)制剪力墻板運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后,要求施工人員以剪力墻內(nèi)部的定位件作為吊裝設(shè)備的附著點,指導(dǎo)施工人員規(guī)范操作預(yù)制構(gòu)件的拼裝施工,保障裝配式住宅施工質(zhì)量。在上述施工流程設(shè)計中,裝配式住宅施工配置的人員較少,且無需進(jìn)行水泥砂石運輸或攪拌等操作,可節(jié)約資源,降低施工現(xiàn)場噪聲,減少環(huán)境污染。在該小區(qū)工程項目中,設(shè)計方案中的施工流程為:預(yù)制剪力墻吊裝→預(yù)制柱吊裝→預(yù)制梁、預(yù)制樓梯吊裝→預(yù)制樓板吊裝→預(yù)制外墻、預(yù)制陽臺板吊裝→樓板上部鋼筋綁扎→樓板上部混凝土澆筑。

2.3內(nèi)部裝修設(shè)計

在裝配式住宅的結(jié)構(gòu)施工方案設(shè)計完成后,建筑企業(yè)可遵循綠色建筑的建設(shè)特點,將裝配式住宅的建設(shè)理念應(yīng)用于內(nèi)部裝修中,優(yōu)化改進(jìn)內(nèi)部裝修設(shè)計,進(jìn)一步提升綠色建筑的“四節(jié)一保”效果,提高裝配式住宅的環(huán)保效益。在裝配式住宅建筑工程中,內(nèi)部裝修通常采用工業(yè)化裝修技術(shù),并遵循裝配式住宅的建設(shè)理念。在工廠進(jìn)行裝配式住宅裝修材料及所需物品的生產(chǎn),再運輸至施工現(xiàn)場,通過集成化裝配完成內(nèi)部裝修。具體來說,工業(yè)化裝修分為菜單式設(shè)計、工廠化生產(chǎn)和集成化供應(yīng)三個環(huán)節(jié),這符合裝配式住宅的設(shè)計施工一體化建設(shè)理念。在裝配式住宅的內(nèi)部裝修中,工業(yè)化裝修落實的重點在于建筑內(nèi)部分隔、廚衛(wèi)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)等模塊的技術(shù)材料創(chuàng)新。因此,在裝配式住宅的內(nèi)部裝修設(shè)計中,設(shè)計人員應(yīng)注重綠色建材的應(yīng)用,以落實綠色建筑建設(shè)目標(biāo)。例如在分隔墻系統(tǒng)中,設(shè)計人員可通過綠色建材的選擇與合理應(yīng)用,發(fā)揮裝配式住宅的優(yōu)勢。在該小區(qū)工程項目中,設(shè)計人員設(shè)計的內(nèi)部裝修方案為:在吊頂體系設(shè)計中,選用薄型輕鋼龍骨材料,減輕吊頂結(jié)構(gòu)重量,延長使用壽命;在臥室裝修設(shè)計中,選用雙面雙層輕鋼龍骨石膏板隔墻,并在墻體內(nèi)配置隔音材料,以提高臥室的隔音效果,為用戶創(chuàng)造安靜舒適的環(huán)境;在浴室裝修設(shè)計中,選用蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土隔墻板(ALC)預(yù)制板作為墻體材料,可減輕墻體重量,且該材料具有較強的保溫性能、防火性能與抗?jié)B性能,具有減少建筑物能耗、提高建筑安全性的作用;在架空地板設(shè)計中,將地板設(shè)計為干式隔音雙層架空地板系統(tǒng),提高地板穩(wěn)定性,減少噪聲;在廚衛(wèi)系統(tǒng)設(shè)計中,設(shè)計人員實施整體廚房與衛(wèi)生間設(shè)計。在整體廚房設(shè)計中,設(shè)計人員整合建筑空間模數(shù)、廚房空間模數(shù)與廚房內(nèi)各個構(gòu)件的模數(shù),如櫥柜尺寸系數(shù)、配套設(shè)施(如電冰箱、烤箱等)尺寸系數(shù),利用BIM軟件構(gòu)建建筑空間與廚房空間的模型,設(shè)計廚房開間與進(jìn)深,再根據(jù)確定的廚房空間模型,部署櫥柜與配套設(shè)施。在整體廚房施工時,按照設(shè)計方案逐一安裝櫥柜與配套設(shè)施,這能夠最大限度利用建筑空間來建設(shè)綠色建筑。在整體衛(wèi)生間設(shè)計中,設(shè)計人員將衛(wèi)生間劃分為防水盤、壁板、頂板及支撐龍骨等部分,在工廠進(jìn)行構(gòu)件生產(chǎn),與衛(wèi)生間配置的潔具共同拼裝,完成衛(wèi)生間模塊的設(shè)計與施工,現(xiàn)場無須進(jìn)行濕作業(yè),且構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),提高材料利用率,節(jié)能環(huán)保。

2.4工程建設(shè)成效

在該小區(qū)工程項目中,設(shè)計人員結(jié)合綠色建筑建設(shè)特點與要求,優(yōu)化設(shè)計裝配式住宅的預(yù)制結(jié)構(gòu)、施工方案以及內(nèi)部裝修,發(fā)揮裝配式住宅的優(yōu)勢,顯著提升建筑工程的性能,提高綠色建筑施工的效率。具體來說,該小區(qū)工程項目的裝配式住宅應(yīng)用效果如下:①在材料方面,從環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性與耐久性三個角度評估該小區(qū)工程項目應(yīng)用的材料。其評估結(jié)果顯示,施工材料的環(huán)保性評級與經(jīng)濟(jì)性評級均為b級,說明該裝配式住宅所用材料屬于綠色建材,碳排量相對較少,部分材料可降解,且材料生產(chǎn)成本相對較低;耐久性評級為c級,該裝配式住宅所用材料可用年限為20年。②在生產(chǎn)方面,該小區(qū)工程項目使用裝配式住宅施工,人工成本投入較少,施工人員培訓(xùn)工作簡單,施工工藝簡潔高效,生產(chǎn)性能優(yōu)異,被評為b級。③在施工管理運維方面,裝配式住宅可通過預(yù)制、吊裝、組拼、連接等方式施工,施工效率與質(zhì)量有保障,施工性能評級為a級;施工工藝流程簡單,集成施工與精益施工管理有序,管理性能評級為a級;在裝配式住宅投入使用后,結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量有保障,內(nèi)部裝修材料技術(shù)先進(jìn),運維工作成本相對較少,運維性能評級為b級。④在綜合性能方面,裝配式住宅的適用性、安全性及耐久性相對較高,被評為b級。綜合上述評級結(jié)果,根據(jù)《工業(yè)化住宅建筑性能綜合等級評定表》,該小區(qū)工程項目的評級為Ⅱ級,整體水平較高,值得其他建筑企業(yè)借鑒學(xué)習(xí)。

3結(jié)語

綜上所述,裝配式住宅可節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境,有助于綠色建筑行業(yè)發(fā)展。通過以上分析,設(shè)計人員應(yīng)做好裝配式住宅的預(yù)制結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方案設(shè)計與內(nèi)部裝修設(shè)計,實現(xiàn)設(shè)計施工一體化建設(shè),提高綠色建筑建造效率與質(zhì)量,提升建筑環(huán)保效益。

參考文獻(xiàn):

[1]趙青.裝配式住宅在綠色建筑中的應(yīng)用[J].居業(yè),2020(4).

篇3

【關(guān)鍵詞】:多層框架機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

中圖分類號:TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:

一、多層框架結(jié)構(gòu)施工方案與選擇

框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點及基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)形式。以梁和柱為主要的承重構(gòu)件,其承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)、分隔構(gòu)件完全分開,墻只起圍護(hù)、分隔作用??蚣芙Y(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活,空間劃分方便,易于滿足生產(chǎn)工藝和使用要求,構(gòu)件便于標(biāo)準(zhǔn)化,具有較高的承載力和較好的整體性??蚣芙Y(jié)構(gòu)在水平荷載下表現(xiàn)出抗側(cè)移剛度小,水平位移大的特點,屬于柔性結(jié)構(gòu),故隨著房屋層數(shù)的增加,水平荷載逐漸增大,就將因側(cè)移過大而不能滿足要求;或形成肥梁胖柱而不經(jīng)濟(jì)。

1、多層框架結(jié)構(gòu)的承重方案

在這個體系中,平面框架是基本的承重結(jié)構(gòu),按其布置方向的不同,框架體系可以分為下列三種:

(1)橫向框架承重方案:一般房屋常采用在這種布置方案中,主要承重框架沿房屋的橫向布置。沿房屋的縱向設(shè)置板和連系梁。

(2)縱向框架承重方案:在這種布置方案中,主要承重框架沿房屋的縱向布置。沿房屋的橫向設(shè)置板和連系梁。

(3)縱橫向框架混合承重方案:在這種布置方案中,主要承重框架沿房屋的縱、橫向布置。

2、框架結(jié)構(gòu)施工方法

框架結(jié)構(gòu)的種類,按照施工方法劃分:現(xiàn)澆整體式、裝配整體式和裝配式三種。

(1)現(xiàn)澆整體式框架:梁、柱、樓蓋均為鋼筋混凝土現(xiàn)澆,其整體性強、抗震性能好,缺點是:現(xiàn)場施工工作量大、需要大量模板。

(2)裝配式框架:梁、柱、板均預(yù)制,通過焊接拼裝連接成整體。預(yù)制構(gòu)件,可實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、機械化生產(chǎn),速度快、效率高;缺點是整體性差,抗震能力弱,焊接接頭處須預(yù)埋連接件,用鋼量增加。

(3)裝配整體式框架:梁、柱、板預(yù)制,構(gòu)件就位后,焊接或綁扎節(jié)點區(qū)鋼筋,澆筑節(jié)點區(qū)混凝土,形成整體結(jié)構(gòu)。兼具上述兩種框架結(jié)構(gòu)優(yōu)點,但是,其節(jié)點區(qū)現(xiàn)場混凝土施工復(fù)雜。

二、框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的荷載

多層結(jié)構(gòu)房屋一般受到豎向荷載和水平荷載的作用。豎向荷載包括恒荷載、樓層使用活荷載、雪荷載、吊車荷載及施工活荷載等。水平荷載包括風(fēng)荷載和水平地震作用。

1、豎向荷載的最不利布置

作用于框架結(jié)構(gòu)上的豎向荷載包括恒荷載和活荷載。恒荷載是長期作用在結(jié)構(gòu)上的荷載,任何時候必須全部考慮。在計算內(nèi)力時,恒荷載必須滿布,但是活荷載卻不同,它有時作用,有時不作用。各種不同的布置就會產(chǎn)生不同的內(nèi)力,因此應(yīng)該由最不利布置方式計算內(nèi)力,以求得截面最不利內(nèi)力。

2、風(fēng)荷載的布置

風(fēng)荷載可能沿某方向的正、反兩個方向作用。在對稱結(jié)構(gòu)中,只需進(jìn)行一次內(nèi)力計算,荷載在反向作用時,內(nèi)力改變符號即可。

三、變形縫的設(shè)置要點

沉降縫是為了避免地基不均勻沉降在房屋構(gòu)件中產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的,沉降縫必須將房屋連同基礎(chǔ)一起分開。沉降縫由于是從基礎(chǔ)斷開,縫兩側(cè)相鄰框架的距離可能較大,給使用帶來不便,此時可利用挑梁或擱置預(yù)制梁、板的方法進(jìn)行建筑上的閉合處理。

伸縮縫的設(shè)置主要與結(jié)構(gòu)長度相關(guān)。當(dāng)結(jié)構(gòu)的長度超過規(guī)范規(guī)定的容許值時,應(yīng)驗算溫度應(yīng)力并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。

沉降縫的設(shè)置主要與基礎(chǔ)受到的上部荷載及場地的地質(zhì)條件有關(guān)。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載差異大、地基土的物理力學(xué)指標(biāo)相差較大等應(yīng)設(shè)沉降縫,可利用挑梁、擱置預(yù)制板或預(yù)制梁等辦法做成。

防震縫的設(shè)置主要與建筑平面形狀、高差、剛度、質(zhì)量分布等有關(guān),防震縫的設(shè)置,應(yīng)使結(jié)構(gòu)單元簡單、規(guī)則,剛度和質(zhì)量分布均勻,避免地震作用的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),同時為避免地震時各單元之間發(fā)生相互碰撞,防震縫寬度應(yīng)滿足規(guī)范要求。

四、框架梁柱的截面配筋與連接要點

1、 框架橫梁

梁的配筋計算包括正截面抗彎和斜截面抗剪配筋,一般按受彎構(gòu)件進(jìn)行??v向受拉鋼筋應(yīng)滿足配筋率及裂縫寬度的要求。縱筋的彎起和截斷位置,應(yīng)根據(jù)彎矩包絡(luò)圖確定。但當(dāng)q/g≤3時,或考慮塑性內(nèi)力重分布對支座彎矩調(diào)幅時,可參照比重進(jìn)行布筋。

2、框架柱

框架柱屬偏心受壓構(gòu)件,一般采用對稱配筋,在中間軸線上的框架柱,按單向偏心受壓考慮,邊柱按雙向偏心受壓考慮,框架平面外尚按軸心受壓構(gòu)件驗算。

框架柱截面尺寸還可以根據(jù)所承受的豎向荷載及軸壓比限值來估算,其中框架柱的軸向力設(shè)計值可根據(jù)其支撐面積上的恒載及活載估算。柱的剪跨比宜大于2,以避免產(chǎn)生剪切破壞,在設(shè)計中,樓梯間、設(shè)備層等部位難以避免短柱時,除應(yīng)驗算柱的受剪承載力以外,還應(yīng)采取措施提高其延性和抗剪能力。

3、梁、柱連接

框架梁、柱中心線宜重合。當(dāng)梁柱中心線不能重合時,在計算中應(yīng)考慮梁荷載對柱子的偏心影響。為承托隔墻而又要盡量減少梁軸線與柱軸線的偏心距,可采用梁上挑板承托墻體的處理方法。梁、柱中心線之間的偏心距不宜大于柱截面在該寬度的1/4。

框架沿高度方向各層平面柱網(wǎng)尺寸宜相同。柱子截面變化時,盡可能使軸線不變,或上下僅有較小的偏心。當(dāng)某樓層高度不等形成錯層時,或上部樓層某些框架柱取消形成不規(guī)則框架時,應(yīng)視不規(guī)則程度采取措施加強樓層,如加厚樓板、增加邊梁配筋。

五、框架結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要點

對框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計時不得采用部分由砌體墻承重之混合形式??蚣芙Y(jié)構(gòu)中的樓、電梯及局部突出屋頂?shù)碾娞輽C房、樓梯間、水箱間等,應(yīng)采用框架承重,不應(yīng)采用砌體墻承重??蚣芙Y(jié)構(gòu)中有填充墻時,填充墻在平面和豎向的布置,宜均勻?qū)ΨQ,一、二級抗震的框架,宜采用輕質(zhì)填充墻,或與框架柔性連接的墻板,二級且層數(shù)不超過五層、三級且層數(shù)不超過八層、四級框架等情況才可考慮粘土磚填充墻的抗側(cè)力作用,但粘土磚填充墻應(yīng)符合下列要求:避免形成上、下層剛度變化過大;避免形成短柱;減少因抗側(cè)剛度偏心所造成的扭轉(zhuǎn)。

抗震設(shè)計時,填充墻及隔墻應(yīng)注意與框架及樓板拉結(jié),并注意填充墻及隔墻自身的穩(wěn)定性;抗震設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)中,當(dāng)樓、電梯間采用鋼筋混凝土墻時,結(jié)構(gòu)分析計算中,應(yīng)考慮該剪力墻與框架的協(xié)同工作。如果在框架結(jié)構(gòu)中布置了少量剪力墻(例如樓梯間),而剪力墻的抵抗彎矩少于總傾覆力矩的50%時,則規(guī)范要求該結(jié)構(gòu)按框架結(jié)構(gòu)確定構(gòu)件的抗震等級,但是內(nèi)力及位移分析仍應(yīng)按框架-剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行,否則對剪力墻不利。

參考文獻(xiàn):

[1]張恒.淺析高層建筑結(jié)構(gòu)的安全性[J].沙棘(科教縱橫),2010,(12):2-2.

篇4

【關(guān)鍵詞】橋型方案;方案必選

1、概述

吳忠黃河公路大橋位于寧夏吳忠市境內(nèi),是G109線和G211線聯(lián)絡(luò)線中的控制性工程。本項目的建設(shè)符合國家及寧夏干線公路網(wǎng)規(guī)劃,對改善區(qū)域通行條件,滿足區(qū)域交通快速增長,完善國道網(wǎng)絡(luò)及寧夏干線公路網(wǎng)具有十分重要的意義。

吳忠黃河公路大橋全長約8.5km,其中大橋長2.26km,按四車道一級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,設(shè)計速度80km/h,橋梁寬度24.5m,汽車荷載采用公路-Ⅰ級。

2、橋跨布置及橋型方案

在充分研究工可報告、防洪評價報告、《黃河流域河道管理范圍內(nèi)建設(shè)項目審查同意書》、《黃河跨河越堤橋梁建設(shè)若干問題座談會紀(jì)要》的基礎(chǔ)上,橋跨布置主要考慮如下幾個因素:

(1)推薦橋位處于非穩(wěn)定分汊型河段上,河道內(nèi)心灘發(fā)育,汊河較多,水流分散,流勢多為2~3汊,河床演變主要為主、支汊的興衰及心灘的消長,主槽寬為300~600m;目前,水利部門正在對本段河道按防洪規(guī)劃治導(dǎo)整治,治導(dǎo)線寬400m;主橋的橋跨布置既要跨過現(xiàn)有主河槽,還要兼顧規(guī)劃治導(dǎo)后的河槽位置,減少對河道的影響。

(2)為了保證兩側(cè)濱河大道的通暢,有利于黃河兩岸的濱河生態(tài)城市建設(shè)的思路,同時為了避免給今后的防汛安全帶來不利的影響,大橋與堤防采用跨越的方式交叉。

(3)橋梁軸線盡量與河道整治后的航跡線正交,滿足通航凈空要求。

(4)結(jié)合結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)性以及創(chuàng)新性。

最后主橋按60m+5x90m+60m=570m跨徑與65m+4x110m+65m=570m跨徑同深度比較,擇優(yōu)推薦。引橋采用結(jié)構(gòu)輕盈、行車舒適性好、便于預(yù)制安裝的40m跨徑裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁與T梁進(jìn)行比選,擇優(yōu)推薦。

3、主橋推薦方案跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1 總體布置

主橋橋跨布置為60m+5×90+60m=570m,七跨連續(xù)梁體系,邊中跨比0.66;箱梁采用C50混凝土;橋?qū)挒?4.5m,主梁采用分離式,在橫橋向由上下行兩片箱梁組成。每個箱梁設(shè)單向橫坡,坡度為2%。

3.2 主梁

主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截箱梁,橫斷面為單箱單室直腹板箱型梁。根部截面梁高5.5m,腹板厚75cm,底板厚60cm,頂板厚28cm;跨中截面梁高2.2m,腹板厚50cm,底板厚30cm,頂板28cm;腹板厚度線性變化,梁高及底板厚度按1.8次拋物線變化。中支點橫隔板厚度為250cm,端橫隔板厚度為150cm。邊跨設(shè)置現(xiàn)澆段長度為13.76m,邊、中跨合龍段長度取2m,0號段長度為4m,節(jié)段劃分為:4×3.5m+7×4.0m,最大塊件重量約為123t。

3.3 主墩及基礎(chǔ)

黃河上類似橋梁墩身通常采用墻式墩基礎(chǔ),顯得厚重、單調(diào);本次設(shè)計考慮結(jié)構(gòu)景觀的新穎性,采用單向設(shè)置圓弧變化的花瓶形墩,同時考慮后期支座維護(hù)的方便,設(shè)置預(yù)留空間,給整個墩的結(jié)構(gòu)帶來較為突出的景觀效果。

4、主橋比較方案跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

4.1 總體布置

主橋橋跨布置為65m+4×110+65m=570m,六跨連續(xù)梁體系,邊中跨比0.59;箱梁采用C50混凝土;橋?qū)挒?4.5m,主梁采用分離式,在橫橋向由上下行兩片箱梁組成。每個箱梁設(shè)單向橫坡,坡度為2%。

4.2 主梁

主梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截箱梁,橫斷面為單箱單室直腹板箱型梁。根部截面梁高6.8m,腹板厚75cm,底板厚120cm,頂板厚28cm;跨中截面梁高2.7m,腹板厚50cm,底板厚30cm,頂板28cm;腹板厚度線性變化,梁高及底板厚度按1.8次拋物線變化。中支點橫隔板厚度為250cm,端橫隔板厚度為200cm。邊跨設(shè)置現(xiàn)澆段長度為8.7m,邊、中跨合龍段長度取2m,0號段長度為8m,節(jié)段劃分為:4×3.5m+9×4.0m,最大塊件重量約為142t。

4.3 主墩及基礎(chǔ)

橋墩采用矩形實心花瓶墩,墩身周邊倒以圓角,墩底截面尺寸4.5×3.8m,墩頂橫向與主梁箱梁底板相齊,截面尺寸6.0×4.0m,自墩頂至以下7m進(jìn)行截面過渡。為防止漂流物及冰塊撞擊橋墩,在墩身橫向兩側(cè)設(shè)置破冰棱。為便于以后施工,在墩頂中央開槽。

5、大橋方案比較結(jié)果

從材料及經(jīng)濟(jì)方面比較結(jié)果表明,主橋變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁(60m+5x90m +60m)橋跨比(65m+4x110m+65m)橋跨造價經(jīng)濟(jì),占優(yōu)勢;從施工方面考慮,兩者差別不大。因此,主橋推薦采用(60m+5x90m+60m)跨徑變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。

引橋取4孔跨徑40m裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)與T梁按相同填土高度確定下部結(jié)構(gòu)尺寸做同深度比較,擇優(yōu)推薦,從材料及經(jīng)濟(jì)方面比較結(jié)果表明,相同跨徑同聯(lián)長的裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋比T梁橋造價經(jīng)濟(jì),占優(yōu)勢;結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能方面,箱型結(jié)構(gòu)的橫向剛度遠(yuǎn)大于T型梁結(jié)構(gòu),其整體性也較T型梁結(jié)構(gòu)為優(yōu);從施工方面考慮,兩者差別不大,T梁模板制作簡單,但箱梁便于運輸安裝。因此,引橋推薦采用40m跨徑裝配式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。

6、結(jié)束語

橋型方案選擇是橋梁設(shè)計的關(guān)鍵步驟,在考慮滿足結(jié)構(gòu)功能的要求外,還應(yīng)考慮美觀及與環(huán)境的統(tǒng)一協(xié)調(diào)。本文對吳忠黃河大橋主橋橋型和橋跨進(jìn)行了方案必選及設(shè)計,可供同行參考。

篇5

關(guān)鍵詞: 污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號:S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:

隨著我國城市化建設(shè)進(jìn)程的加快,城市環(huán)境污染越發(fā)嚴(yán)重,而水污染則成為了環(huán)境污染最為困擾的問題。如何合理處理污水,對水資源進(jìn)行合理開發(fā)及可持續(xù)利用,已經(jīng)成為各級政府廣泛關(guān)注的重要議題。近年來我國建設(shè)了不少大型污水處理廠,但是由于對污水污染源的認(rèn)識不足,其水池結(jié)構(gòu)常常達(dá)不到使用要求,每年必須投入大量的維護(hù)大修費用,不僅造成了浪費更使污水處理廠不能滿負(fù)荷運轉(zhuǎn),造成了資源浪費。本文結(jié)合某新建大型污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計,對防腐、抗?jié)B、抗裂等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行重點分析。

一、污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

新建污水處理廠必須達(dá)到安全適用、質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)化要求,而對于設(shè)計人員來說,如何對其核心結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物污水池進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,是設(shè)計人員最重要的任務(wù)。污水池結(jié)構(gòu)設(shè)計除了要做一般水池需要的荷載組合計算、強度計算、抗裂度計算、裂縫寬度演算等水池結(jié)構(gòu)計算外,還需要考慮其污染源的特殊要求,增加防腐設(shè)計、抗?jié)B設(shè)計、抗壓設(shè)計、防水設(shè)計等要素。特別是針對工業(yè)園區(qū)的污水處理,由于其帶有重金屬污染的特性,在防水和防滲性能要求上則更為嚴(yán)格,如何避免污水池污水滲漏引發(fā)地下水二次污染,延長水池使用壽命,已經(jīng)成為最新的獨立課題。

二、污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計存在問題

1.防滲透要求偏低,抗?jié)B系數(shù)嚴(yán)重不足,使用年限達(dá)不到設(shè)計要求。

污水處理廠中的水池結(jié)構(gòu)一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),但是很多設(shè)計師在結(jié)構(gòu)設(shè)計中片面的強調(diào)混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強度,但是卻忽略了抗?jié)B系數(shù)的應(yīng)用,在實際使用過程中,由于污水池常年近滿水位運行,加上溫度和濕度差異造成的內(nèi)部應(yīng)力,表面產(chǎn)生了龜裂,影響使用。

2.缺少應(yīng)對污水池表面材料的施工工藝設(shè)計。

在過去的水池結(jié)構(gòu)設(shè)計中,只考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性和穩(wěn)固性,減少不均勻沉降帶來的裂縫等情形,但是在實際應(yīng)用中,由于污水腐蝕及滲透等因素造成表面細(xì)裂縫生成,進(jìn)而腐蝕結(jié)構(gòu)內(nèi)部,在設(shè)計時缺少對于水池表面涂刷材料的施工工藝設(shè)計及二級結(jié)構(gòu)防腐措施。

三、污水處理廠水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點

1.水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計要符合相關(guān)的規(guī)定。水池的各種結(jié)構(gòu)的類別以及形式的數(shù)尺都要進(jìn)行相應(yīng)的強度檢驗測算。按照工程的地質(zhì)條件、荷載條件以及水文地質(zhì)條件來決定驗算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核驗算,以滿足國家規(guī)范要求。

①結(jié)構(gòu)強度的演算:無論是哪種結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)形式的水池都必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)強度的演算。設(shè)計師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算之前,必須參考相應(yīng)的工程地質(zhì)勘察資料和當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)報告,針對項目本身的荷載條件進(jìn)行強度演算及校核驗算。特別是對于處于不同巖層結(jié)構(gòu)上的水池,更需要對起地基基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)一步驗算,避免由于地質(zhì)問題帶來的結(jié)構(gòu)問題,造成重復(fù)建設(shè)及維修困難。

②抗裂度或裂縫寬度的驗算:如果是采用鋼筋混凝土的污水池,需要進(jìn)行抗裂度或裂縫寬度的驗算。如果荷載作用下,構(gòu)件截面為軸心受拉或小偏心受拉的受力狀態(tài)時,要進(jìn)行抗裂度的驗算。而荷載作用下構(gòu)件截面為受彎、大偏心受壓或大偏心受拉的受力狀態(tài)時,則應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度的驗算。

③抗裂度驗算:如果是采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的混凝土污水池還應(yīng)進(jìn)行抗裂度驗算。

3.荷載和荷載的組合。水池結(jié)構(gòu)的荷載主要包含水壓、土壓力、地下水壓力以及濕度和溫度荷載;荷載組合包括水壓加自重、水壓加自重加冬季溫差、水壓加自重加濕差以及土壓加自重。

4.截面設(shè)計的關(guān)鍵點。設(shè)計強度的安全系數(shù)。其主要包括水池頂蓋設(shè)計強度的附加安全系數(shù)、池壁設(shè)計強度的附加安全系數(shù)以及底板設(shè)計強度的安全系數(shù);水池截面產(chǎn)生的裂縫;配筋的構(gòu)造;經(jīng)濟(jì)配筋率。

5.污水池裂縫產(chǎn)生原因及結(jié)構(gòu)對策

根據(jù)對已建成污水處理廠水池的調(diào)研,產(chǎn)生的水池裂縫一般為豎向裂縫。這些裂縫有兩類:一類是貫穿性裂縫,主要由污水池構(gòu)造主體的混凝土收縮,自身材料應(yīng)力引起;一類是表面龜裂,主要出現(xiàn)于池壁外側(cè),而后逐步擴張延展至整個界面。而且基本上所有的外挑現(xiàn)澆走道板都產(chǎn)生裂縫,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須考慮以下結(jié)構(gòu)對策:①預(yù)制的裝配式走道板和現(xiàn)澆走道板必須設(shè)置伸縮縫,一般設(shè)置考慮為每隔3m~4m設(shè)置一道。②對于無頂蓋的矩形水池,要在水池頂部每個側(cè)邊設(shè)置2根以上的水平鋼筋,以防止頂部開裂造成的結(jié)構(gòu)破壞。③對于矩形水池水平方向的最小構(gòu)造配筋率每側(cè)不應(yīng)小于0.15%。④對于圓形水池,外側(cè)的最小構(gòu)造配筋率不宜小于0.35%, 內(nèi)側(cè)不宜小于0.15%。⑤對于半埋式水池池壁,全截面總配筋率不宜小于0.3%。⑥無頂蓋水池上層最小構(gòu)造配筋率不宜小于0.15%,下層配筋率及有頂蓋的水池底板配筋率不小于0.1%。總體而言,任一界面的最大配筋率可以達(dá)到1%左右。

6.污水池結(jié)構(gòu)表面材料防腐涂刷施工工藝設(shè)計

由于污水的嚴(yán)重污染性,其一旦滲漏會給地下水造成二次污染,甚至是重金屬污染蔓延。因此污水池的表面防腐及結(jié)構(gòu)的二級防腐防滲措施,應(yīng)考慮為結(jié)構(gòu)設(shè)計的一部分延展應(yīng)用,必須列入施工工藝的特別說明中,用以指導(dǎo)施工。①采用現(xiàn)澆混凝土施工工藝,按照施工深度進(jìn)行分節(jié)澆筑,澆筑完畢后及時養(yǎng)護(hù),禁止震動;②在半埋式污水池結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須進(jìn)行底層防腐、防潮和防滲處理,一般而言要做到三層防潮處理措施;③澆筑完畢后,在水池內(nèi)壁表面進(jìn)行防水層施工,一般使用環(huán)保納米材料進(jìn)行多次涂刷;④地面水池的外層,應(yīng)采用噴涂瀝青防水層進(jìn)行防水,先涂冷底子油,然后涂刷兩道瀝青防水材料。

四、結(jié)束語

污水處理廠的水池由于其特殊性,除必須滿足結(jié)構(gòu)強度外,還應(yīng)保證其防水抗?jié)B以及在長期使用下應(yīng)具備的水密性,耐腐蝕性,抗凍性等耐久性能。設(shè)計師中應(yīng)全面考慮各種條件,分析各種因素,因地制宜,采取不同防腐抗?jié)B措施和方案,揚長避短,做出滿足大型污水廠水池結(jié)構(gòu)需要的最優(yōu)設(shè)計方案。

參考文獻(xiàn)

[1] 張勇.某大型污水處理廠水池結(jié)構(gòu)設(shè)計探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011年07期.

篇6

關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計 樓蓋結(jié)構(gòu) 樓板開洞

中圖分類號:TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)04(a)-0102-02

樓蓋相當(dāng)于水平隔板,提供足夠的平面內(nèi)剛度,可以聚集和傳遞水平荷載到各個豎向抗側(cè)力于結(jié)構(gòu),使整個結(jié)構(gòu)協(xié)同工作。特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則或各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時,樓蓋的這個作用更顯得突出和重要。同時樓板用于連接各樓展水平構(gòu)件和豎向構(gòu)件,維系整個結(jié)構(gòu),保證結(jié)構(gòu)具有很好的整體性保證結(jié)構(gòu)傳力的可靠性。顯然,樓蓋對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)具有重要意義。

1 樓蓋結(jié)構(gòu)選型要點

對于房屋高度超過50 m時,框書、筒體及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋,剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋。但對于房屋高度不超過50 m時,而且對于8、9度抗震設(shè)計的框架剪力墻結(jié)構(gòu)適宜選用現(xiàn)澆樓蓋;6、7度抗震設(shè)計的框—剪結(jié)構(gòu)則可以考慮采用裝配整體式樓蓋,但應(yīng)對樓蓋采取可靠的構(gòu)造措施,以有效地確保樓板的整體性及剛度,滿足樓板剛度無限大的假定。

從工程實踐經(jīng)驗以及相關(guān)實驗數(shù)據(jù)表明,當(dāng)采用裝配整體式樓蓋時,則應(yīng)對每層適宜設(shè)現(xiàn)澆層,同時應(yīng)當(dāng)保證現(xiàn)澆層厚度大于50 mm,所采用的混凝土強度等級應(yīng)不小于C20,同時對現(xiàn)澆板應(yīng)配置雙層雙向直徑6~8 mm、間距150~200 mm的鋼筋網(wǎng),把鋼筋錨固于剪力墻內(nèi)。對現(xiàn)澆層以及預(yù)制板縫混凝土采取同時澆筑。采取拉開板縫時,則應(yīng)保證板縫寬度不小于40 mm,配置板縫鋼筋,并宜貫通整個結(jié)構(gòu)單元,板縫之間采用混凝土進(jìn)行填縫處理。從當(dāng)前房屋震害現(xiàn)象已經(jīng)表明,為了能有效地減小預(yù)制板在地震中墜落,應(yīng)有效地提高裝配式樓蓋的整體性;同時應(yīng)當(dāng)加強填縫以有效地增強裝配式樓板整體性。為保證板縫混凝土的澆筑質(zhì)量,板縫寬度不應(yīng)過小。在較寬的板縫中采取配置鋼筋,形成板縫梁,能有效地形成現(xiàn)澆與裝配結(jié)合的整體樓蓋,效果顯著。

板柱—剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)均應(yīng)采用現(xiàn)繞樓蓋。對于某些建筑結(jié)構(gòu)中存在的重要以及受力復(fù)雜的樓板,對這些樓板的設(shè)計應(yīng)比一般層樓板采取更高的要求。另外,對于結(jié)構(gòu)屋頂、轉(zhuǎn)換層樓板應(yīng)采用現(xiàn)澆板以增強其整體性。而且對頂層樓板采取加厚處理可有效約束整個高層建筑,使其能整體空間工作。轉(zhuǎn)換層樓板要在平面內(nèi)完成上層結(jié)構(gòu)內(nèi)力向下層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移,樓板在平面內(nèi)承受較大的內(nèi)力,應(yīng)當(dāng)加厚。采用預(yù)應(yīng)力平板可以減小樓面結(jié)構(gòu)高度,壓縮層高并減輕結(jié)構(gòu)自重;大跨度平板可以增加使用空間,容易適應(yīng)樓面用途改變。預(yù)應(yīng)力平板近年來在高層建筑樓面結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣泛。

2 樓板開洞處理

樓板上不開洞(或開洞很小>,并具有合適的板厚和配筋,形成水平剛性結(jié)構(gòu),是可以很好地起到結(jié)構(gòu)整體性作用的。但當(dāng)樓板平面比較狹長,有較大的凹入或開洞而造成樓板的剛度出現(xiàn)有較大削弱時,樓板所起的作用就要打折扣了,凹入或開洞越大,樓板的削弱越厲害,樓板所起的剛度作用就越小。

因此《高規(guī)》對于樓板的開洞要求作出了明確規(guī)定,對于樓面凹入或開洞尺寸不宜大于樓面寬度的一半;樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的30%;同時扣除凹入或開洞后的樓板,其在任一方向的最小凈寬度不宜小于5m,且開洞后每一邊的樓板凈寬度不小于2m。對于樓板平面過于狹長、有較大的凹入和開洞而造成樓板剛度有過大削弱時,樓板可能產(chǎn)生顯著的平面內(nèi)變形,這時應(yīng)在設(shè)計中考慮樓板削弱產(chǎn)生的不利影響。如在結(jié)構(gòu)分析中考慮柔性樓板模型、采取相應(yīng)的樓板加強構(gòu)造措施等。對于較大錯層,如超過梁高的錯層,應(yīng)按樓板開洞處理;當(dāng)錯層面積大于該層總面積的30%時,則屬于樓板局部不連續(xù)。樓板典型寬度按樓板外形的基本寬度計算。對樓板開大洞削弱后,宜采取以下構(gòu)造措施予以加強:(1)對洞口附近樓板應(yīng)采取加大板厚處理,同時應(yīng)提高樓板的配筋率;應(yīng)當(dāng)采取雙層雙向配筋,另外還加配斜向鋼筋。(2)洞口邊緣采取加設(shè)邊梁或者暗梁處理。(3)在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋。對于艸字形或者井字形等外伸長度較大的建筑,對于存在中央部分樓、電梯間使樓板有較大削弱時,應(yīng)對樓、電梯間周邊樓板采取加大板厚同時加強配筋處理,尤其是加強連接部位墻體的構(gòu)造措施;必要時可在外伸段凹槽處設(shè)置拉梁或拉板。拉架或拉板宜每層均勻設(shè)置并加強配筋。

對于當(dāng)樓板開洞超過《高規(guī)》規(guī)定,甚至整棟建筑的兩部分僅通過采用狹窄的板帶連接時,盡管在設(shè)計中考慮樓板剛度削弱產(chǎn)生的不利影響,但仍按一個結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行設(shè)計是偏于不安全的。在地震作用下,連接板帶很快會產(chǎn)生裂縫,早早進(jìn)入塑性狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)把兩部分分別按大底盤雙塔連接和分開為兩個獨立的結(jié)構(gòu)單元模型計算,各自符合承載力以及變形要求、并在此基礎(chǔ)上考慮相應(yīng)的連接措施。

3 工程實例

某建筑工程總建筑面積49218mP,建筑物總高度48.5 m,地下2層、地上10層、局部11層。本工程為框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系,抗震設(shè)防烈度為8度,建筑抗震設(shè)防類別為丙類,框架抗震等級為二級,剪心墻抗震等級為二級。地面以上主樓呈“v”字形,單肢總長度為8l m,兩翼辦公區(qū)之間僅有部分樓板相連,且連接部分樓板錯層布置,樓面整體性較差,樓板剛度受到很大削弱,同時出于建筑使用功能的需要,作為抵抗地震作用的電梯井筒(剪力墻)又集中布置于軸兩例,因此怎樣考慮兩翼結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作,計算出結(jié)構(gòu)真實的受力情況,是結(jié)構(gòu)整體分析應(yīng)該考慮的問題。顯然這部分樓板按無限剛度考慮進(jìn)行整體計算是不合適的,所以在結(jié)構(gòu)整體計算時,將連接部位樓板設(shè)定為彈性樓板,以求計算盡量符合真實的受力情況。為加強此部分樓板(按彈性樓板考慮)與主要抗側(cè)移井簡的連接,加強左右翼樓板的連接,將這部分樓板及鄰近電梯井筒的樓板加厚至160 mm,且雙層雙向通長配筋。同時將井筒混凝土墻體加厚至350 mm。一方面加強此部分樓板與主體主要抗側(cè)移井簡的連接,另一方面可改善跨度為11.93 m梁的支承條件,并且在構(gòu)造上加大彈性樓板范圍內(nèi)梁上部的通長鋼筋,使建筑物兩翼更好地協(xié)調(diào)工作,達(dá)到理想的結(jié)果。

結(jié)構(gòu)計算采用中國建筑科學(xué)研究院編制的高層建筑結(jié)構(gòu)空間有限元分析與設(shè)計軟件SATWE。由于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則,計算時考慮了扭轉(zhuǎn)藕聯(lián),采取模擬施工分層加載,振型組合數(shù)取9個?!?.000 m層樓板作為嵌固層,計算周期和結(jié)構(gòu)位移計算結(jié)果見表1、表2所示。

結(jié)構(gòu)總重力為627166.3 kN,x方向地震剪力系數(shù)為3.61%,Y方向地震剪力系數(shù)為4.77%。從以上的計算結(jié)果表明了,結(jié)果均在正常范圍內(nèi)。柱、剪力墻的軸力設(shè)計值均為壓力;柱、剪力墻基本為構(gòu)造配筋;梁基本無超筋。顯然,對樓板所采取的措施是有效的。

4 結(jié)語

對于建筑樓蓋結(jié)構(gòu)選型方面,其型式多樣,但其對于有效地確保結(jié)構(gòu)空間整體剛度具有重要作用。文章通過結(jié)合實踐經(jīng)驗,總結(jié)出樓蓋選型的技術(shù)要點,同時提出工程設(shè)計中樓板開洞等問題的技術(shù)處理措施。從工程實例上進(jìn)一步探討樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計可行的技術(shù),為同行提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 酈世平,康為江.某國際廣場樓蓋結(jié)構(gòu)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].四川建筑科學(xué)研究,2012(6):95-182.

篇7

【關(guān)鍵詞】建筑電氣;建筑物;設(shè)計施工;協(xié)調(diào);結(jié)構(gòu)

隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和大規(guī)模智能化建筑的興起,建筑電氣設(shè)計中所涉及的各類管線將越來越多,對防雷、防電磁脈沖等保護(hù)措施的要求也越來越高,因此作為設(shè)備設(shè)計中的一部分,建筑電氣設(shè)計與其他專業(yè)特別是與結(jié)構(gòu)專業(yè)之間的協(xié)調(diào)、配合應(yīng)該得到相應(yīng)的重視。

一、配電系統(tǒng)的設(shè)計方式

1.高壓配電系統(tǒng)

電源引自附近供電部門開閉所二段不同母線,采用電力電纜埋地引入總變配電室,二路電源同時供電。還設(shè)有兩臺有自啟動功能的柴油發(fā)電機組作為消防及重要負(fù)荷應(yīng)急備用電源。每臺變壓器平時各帶5 8%用電負(fù)荷,當(dāng)一路市電故障時,另一路電源可以滿足全部一、二級負(fù)荷的用電,保證重要負(fù)荷的使用。變配電室設(shè)在建筑物的地下層,并采用防水防潮措施。

2.低壓系統(tǒng)

采用TN―S系統(tǒng)配電,設(shè)功率因數(shù)集中自動補償裝置,電容器采用自動循環(huán)投切方式,補償后的功率因數(shù)大于0.92,低壓斷路器設(shè)過載長延時、短路瞬時脫扣器,部分回路設(shè)失壓脫扣器。所有低壓開關(guān)脫扣器額定電流與開關(guān)的框架電流相同,且脫扣電流可調(diào)。低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式;照明及一般負(fù)荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的方式供電;對消防負(fù)荷及重要負(fù)荷均采用雙回路專用電纜供電,并在最末一級配電箱處設(shè)雙電源自動切換。

二、屋面結(jié)構(gòu)與接閃器的協(xié)調(diào)

利用建筑中的結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行防雷與接地在《建筑防雷設(shè)計規(guī)范》中,應(yīng)優(yōu)先利用建筑本身的結(jié)構(gòu)鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)等自然金屬,作為防雷裝置的一部分,使得在保證安全可靠性的前提下能兼顧經(jīng)濟(jì)性。現(xiàn)代建筑藝術(shù)除了追求立面上豐富多彩的線條外,對建筑物頂部造型也力求變化。由于新穎的薄殼、雙曲面網(wǎng)架等大量運用,屋面已經(jīng)不再是簡單的平屋面和坡屋面,這給防雷設(shè)計帶來一定難度。突出屋面的塔樓、樓梯間等也均通過鋼筋混凝土柱或構(gòu)造柱與下層結(jié)構(gòu)相連。因此,當(dāng)利用建筑本身的鋼筋作為接閃器時,在結(jié)構(gòu)鋼筋連接的關(guān)鍵部位如柱內(nèi)鋼筋與梁鋼筋綁扎點處進(jìn)行焊接,即可滿足形成電氣通路的要求。

不同結(jié)構(gòu)形式的各類建筑中均設(shè)有一定數(shù)量的鋼筋混凝土柱,如在砌體結(jié)構(gòu)中設(shè)置的構(gòu)造柱,在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置的框架柱、剪力墻等,柱中鋼筋直徑按《建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定磚混結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱縱向鋼筋最小為4準(zhǔn)12,在框架結(jié)構(gòu)中框架柱配筋通常采用Φ14以上螺紋鋼筋均可滿足要求。柱中鋼筋的連接形式通常采用綁扎連接、焊接和機械連接,按照規(guī)定,避雷引下線的連接為搭接焊接,搭接長度為圓鋼直徑的6倍,因此,不允許用螺紋鋼代替圓鋼作搭接鋼筋。另外,作為引下線的主鋼筋在土建中如果是采用對頭碰焊的,應(yīng)在碰焊處按規(guī)范補焊搭接圓鋼。

建筑物地基的形式可分為無筋擴展基礎(chǔ)、擴展基礎(chǔ)、柱下條形基礎(chǔ)、筏形、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)以及復(fù)合地基。防直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道不應(yīng)小于3m,當(dāng)小于3m時水平接地體局部埋深不應(yīng)小于1m或采取絕緣保護(hù)措施。建筑物基礎(chǔ)埋深通常由基礎(chǔ)自身高度、地面下預(yù)埋管線高度及防凍防腐蝕深度等因素決定,一般均大于0.5m。但墻下條形基礎(chǔ)由于建筑防水要求,基礎(chǔ)以代替防潮層,因此不能作為接地裝置。而柱下條形基礎(chǔ)及筏形、箱形基礎(chǔ)在基礎(chǔ)底面設(shè)有肋梁,柱下獨立基礎(chǔ)及各種類型的樁基礎(chǔ)均設(shè)有基礎(chǔ)拉梁或承臺梁,以上都可滿足作為基礎(chǔ)接地體裝置的要求。

三、電氣管線的預(yù)埋的設(shè)計

電氣管線的預(yù)埋是建筑安裝工程中的重要部分,其特點是根數(shù)多,平面布置復(fù)雜,特別是在墻體中的垂直預(yù)埋管線和在樓板中的水平預(yù)埋管線由于削弱了結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面,對結(jié)構(gòu)構(gòu)成一定影響。

1.垂直預(yù)埋管線在結(jié)構(gòu)墻體中的敷設(shè)

當(dāng)垂直預(yù)埋管線埋設(shè)于在鋼筋混凝土柱或者鋼筋混凝土剪力墻中時,敷設(shè)方法相對簡單,僅需將線路套管改為鋼管,并與結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎固定,防止在澆筑振搗混凝土?xí)r偏位。結(jié)構(gòu)墻體的形式主要有砌體結(jié)構(gòu)中的承重墻及混凝土結(jié)構(gòu)中的填充墻。在砌體結(jié)構(gòu)承重墻上的埋設(shè)。在砌體結(jié)構(gòu)中不允許開設(shè)水平及斜向通槽,水平預(yù)埋管線通常埋設(shè)于每層圈梁中。埋入墻體的垂直預(yù)埋管以前均直接在墻體上剔槽敷設(shè),但是這種做法會對結(jié)構(gòu)墻體造成損傷,特別是當(dāng)并列埋設(shè)的管線較多時,對整個墻段的承載能力都有影響。按《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》要求當(dāng)采用空心磚或混凝土空心砌塊時,也有一種方法是利用砌體中的孔洞埋設(shè)管線,對受力較小或未灌孔的砌塊砌體,允許在墻體的豎向孔洞中設(shè)置管線。當(dāng)墻體為半磚墻時,按照規(guī)范,在半磚墻內(nèi)不準(zhǔn)暗敷管線,如不可避免,則采用局部加設(shè)混凝土構(gòu)造柱的形式,將管線埋設(shè)于柱內(nèi)。在混凝土結(jié)構(gòu)填充墻上的預(yù)埋。混凝土結(jié)構(gòu)中的填充墻僅承擔(dān)墻體本身的自重,常用的有加氣混凝土砌塊、粉煤灰混凝土空心砌塊等,此類材料的特點是強度低,自重輕,即使發(fā)生破壞對主體結(jié)構(gòu)也無影響。因此,在填充墻上的預(yù)埋僅僅需要考慮抗裂、隔聲等因素,在填充墻上開槽不宜超過墻體厚度的一半。

2.水平預(yù)埋管線在結(jié)構(gòu)樓板中的埋設(shè)

結(jié)構(gòu)上樓蓋主要有預(yù)制裝配式樓蓋、現(xiàn)澆混凝土樓蓋以及無梁樓蓋、肋形板樓蓋、疊合板樓蓋等,由于前兩種形式較為常見,這里僅針對預(yù)制裝配式和現(xiàn)澆混凝土樓蓋兩種形式加以討論。水平預(yù)埋管在預(yù)制裝配式樓蓋中的埋設(shè)。預(yù)制裝配式樓蓋包括預(yù)制雙向預(yù)應(yīng)力大樓板和預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板,通常使用的是預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。當(dāng)管線沿板縫布置時,由于通常板縫寬度為20~30mm,預(yù)埋管線會導(dǎo)致灌縫難以密實,可與結(jié)構(gòu)專業(yè)商量采取40~50mm板縫,在板縫中附加一根準(zhǔn)12鋼筋加以解決。水平預(yù)埋管線在現(xiàn)澆混凝土樓蓋中的埋設(shè)。電氣管線在現(xiàn)澆板中的平面布置方式較為靈活,但應(yīng)注意不宜將管線在現(xiàn)澆板內(nèi)交叉,也不可并排布置,敷設(shè)在鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板內(nèi)的電線管最大外徑不宜超過板厚的1/3。這是由于現(xiàn)澆板的板厚一般為80~150mm,管線對混凝土截面的削弱比較大,而且通長的管線會在混凝土板內(nèi)造成薄弱帶,處理不慎就會引起混凝土板開裂,或留下工程隱患。在現(xiàn)澆板中敷設(shè)的水平預(yù)埋管也應(yīng)采取預(yù)防機械損傷措施,埋設(shè)于現(xiàn)澆板內(nèi)的管線彎曲半徑不小于管外徑的10倍。

篇8

對攀枝花開展海綿城市建設(shè)的一點思考

市政房屋工程建設(shè)項目施工重點的探討

樓梯間設(shè)計要求及現(xiàn)存問題研究

廣西加大力度巡查保障性安居工程

中歐規(guī)范關(guān)于公路隧道總體設(shè)計的比較

隧道改擴建工程設(shè)計方案探討

土建工程施工質(zhì)量問題及處理對策

淺談預(yù)制裝配式樓梯結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

智能化小區(qū)光纖入戶工程施工技術(shù)

吉林省建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院

轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念發(fā)展綠色建材

硅灰/粉煤灰復(fù)摻對水泥砂漿強度的影響

山區(qū)高速公路橋梁改路基優(yōu)化設(shè)計探討

淺談暖通空調(diào)領(lǐng)域水泵選型原則

輕鋼輕質(zhì)混凝土組合雙向板試驗研究

BIM技術(shù)在地鐵工程設(shè)計中的應(yīng)用探究

鋼纖維全輕混凝土棱柱體抗沖擊試驗研究

基于慢行交通動線的開放街區(qū)空間設(shè)計研究

非固化橡膠瀝青防水涂料在樁頭防水處理中的應(yīng)用

基于BIM的建筑工程施工構(gòu)建合理模型的質(zhì)量管理研究

BIM在施工企業(yè)中的應(yīng)用及技術(shù)研究

工程計量清單公路工程造價管理中的作用

建筑電氣施工中塑料護(hù)口保護(hù)器的研制

科學(xué)創(chuàng)新砥礪前進(jìn)凝聚發(fā)展力量提升服務(wù)水平

城市隧道基坑開挖對下臥運營地鐵區(qū)間的影響分析

CFRP加固銹蝕鋼筋混凝土梁抗彎承載力數(shù)值分析

地下水位下降導(dǎo)致的隧道襯砌位移變化規(guī)律研究

大斷面矩形頂管下穿城市主干路三維數(shù)值分析

某地鐵隧道的風(fēng)險源分析及控制措施

淺析土力學(xué)研究中的唯物主義哲學(xué)思想

基于灰色預(yù)測模型在建筑物沉降觀測中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用研究

長春近代吉長鐵路站區(qū)建筑的歷史文化價值分析

淺談老城區(qū)地鐵站建筑方案設(shè)計

基于BIM技術(shù)的綠色建筑一體化設(shè)計應(yīng)用對策研究

水泥粉磨站生產(chǎn)給水、消防設(shè)計之我見

2016年城市地下綜合管廊開工建設(shè)任務(wù)全面完成

2018年年底前河北所有小城鎮(zhèn)完成總體規(guī)劃編制

PPP模式應(yīng)用于城市地下綜合管廊研究

受橫向沖擊作用的缺陷柱能量吸收的有限元分析

基于城市空間形態(tài)整合的商業(yè)綜合體設(shè)計研究

長春市養(yǎng)老院室內(nèi)空間環(huán)境人性化設(shè)計探究

芳綸纖維(AFRP)布加固銹蝕鋼筋混凝土梁數(shù)值分析

路橋施工中防水路基面的施工技術(shù)探究

基于BIM技術(shù)在北方地區(qū)施工領(lǐng)域中的應(yīng)用

CFRP不同粘貼方法對加固鋼筋混凝土梁的影響

內(nèi)螺旋筒預(yù)熱式陶粒窯設(shè)計方案與陶粒燒制試驗

篇9

關(guān)鍵詞:住宅建筑;混凝土框架結(jié)構(gòu);施工技術(shù)

地震是我國地質(zhì)自然災(zāi)害類型之一,它對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人民的生命財產(chǎn)安全帶來巨大的威脅。隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展,人口朝著城市聚集,城市住宅建筑為滿足社會生產(chǎn)生活需求,朝著高層化、密集化發(fā)展,在此趨勢下,若是發(fā)生地震所帶來的社會影響較為呈現(xiàn)指數(shù)型擴大。因此如何做好城市住宅建筑的抗震管理成為社會普遍關(guān)注的重點。基于建筑施工技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,越來越多新的施工材料、施工理念等進(jìn)入到城市住宅建筑施工中,實現(xiàn)對建筑工程的質(zhì)量安全的監(jiān)督管理。

1混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅建筑的抗震性能分析

混凝土框架結(jié)構(gòu)具有承載力強、施工技術(shù)靈活的、施工成本低等優(yōu)勢,因此成為當(dāng)前住宅建筑常用的主結(jié)構(gòu)類型。但是在住宅建筑質(zhì)量安全規(guī)范中,混凝土框架結(jié)構(gòu)在施工設(shè)計原理上存在原則性問題,直接導(dǎo)致的整個建筑的穩(wěn)定性容易受到外界影響。特別是在地震多發(fā)地帶,混凝土框架結(jié)構(gòu)的住宅建筑其必須能夠在設(shè)計時格外重視抗震性能的設(shè)計。在混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅建筑中,影響其抗震性能的因素如下所示,要求建筑施工單位和設(shè)計單位能夠?qū)ΠY下藥,做好混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的優(yōu)化控制,從而發(fā)揮其抗震性能。(1)位移結(jié)構(gòu)抗震方式。在住宅建筑中,地震發(fā)生的時候,先進(jìn)行上下?lián)u晃再實現(xiàn)左右搖晃,而橫波對住宅建筑的穩(wěn)定性影響巨大。當(dāng)前可以通過位移動結(jié)構(gòu)的設(shè)計,從而減少地震橫波發(fā)生時,對于混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅建筑的總體結(jié)構(gòu)的破壞。如,可以通過混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性的仿真實驗,通過定量實驗的方式,確保混凝土框架住宅建筑能夠抵抗一定級別的地震作用力。例如,通過對混凝土框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的應(yīng)力的參數(shù)設(shè)計中,使其在應(yīng)對地震作用下,建筑結(jié)構(gòu)下層的位移限值處于抗震最大級別的變形標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。簡單來說,就是確保混凝土框架住宅建筑具有一定的變形值,受到地震影響之后,這一變形值并不會影響住宅建筑的整體穩(wěn)定性。(2)建筑材料的抗震性能。建筑材料的質(zhì)量、各種參數(shù)規(guī)格也具有抗震性能。因此在混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)要點中,必須能夠?qū)崿F(xiàn)對各種施工材料的質(zhì)量以及材料參數(shù)的抗震性分析,從而滿足住宅建筑對于延性結(jié)構(gòu)的構(gòu)件材料需求標(biāo)準(zhǔn)。(3)抗震防線的抗震性能。住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震性能中,抗震防線建筑結(jié)構(gòu)的重要設(shè)計參數(shù)。通過抗震防線性能的提升,能夠達(dá)到既定的抗震效果。對此在混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅建筑中,剪力墻能夠承擔(dān)抗震防線的作用。如下圖1所示,框架-剪力結(jié)構(gòu)具有更高的抗震級別。因此可以通過設(shè)計盡可能多的剪力墻結(jié)構(gòu)。

2混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅建筑抗震性不高的主要原因

2.1結(jié)構(gòu)布置不合理

混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅建筑的施工并不僅僅是考慮一個抗震性能,其還要求能夠考慮到經(jīng)濟(jì)性、消防安全性能等。因此在實際的施工過程中,設(shè)計人員或是施工人員出于各種非抗震性的需求考慮,對于住宅建筑結(jié)構(gòu)的某些抗震設(shè)計進(jìn)行微小調(diào)整。從而導(dǎo)致混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性不高。如,根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2012)的規(guī)定,要求混凝土框架結(jié)構(gòu)下的住宅建筑必須遵照“強柱弱梁”原則進(jìn)行設(shè)計,使得在發(fā)生地震過程中,混凝土框架結(jié)構(gòu)梁體能夠先發(fā)生變形位移,而框架柱體仍舊完成,以此才不至于導(dǎo)致整個建筑物坍塌。但是在實際施工中,設(shè)計人員出于各種因素考慮未能夠?qū)崿F(xiàn)對整體框架的各個部位的力學(xué)參數(shù)的計算以及設(shè)計。

2.2建筑施工材料的選擇不符合設(shè)計原則

在住宅建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工管理中,出于抗震性能的施工材料的應(yīng)用情況并不容樂觀。一方面是因為在施工設(shè)計環(huán)節(jié)中,未能夠展開對各種建筑材料的參數(shù)的計算確定,僅僅是對于整體工程總量的計算管理。因此導(dǎo)致在現(xiàn)場材料的選擇中,未能夠參照材料的抗震性能。另一方面是建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致市面上抗震材料企業(yè)層出不窮,質(zhì)量良莠不齊?,F(xiàn)場施工管理中忽視對于各種建筑材料入場檢測管理,因此導(dǎo)致抗震材料應(yīng)用不佳,抗震效果不好。

3提升混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅建筑抗震性的施工技術(shù)要點

3.1住宅建筑混凝土整體框架施工要點分析

住宅建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中為了能夠提高建筑物抗震性能,還需要加強抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計,特別在住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)從多個角度入手,從而提高建筑物抗震性能。對于混凝土框架結(jié)構(gòu)住宅建筑而言,其結(jié)構(gòu)中梁柱的節(jié)點在收到外界的搖晃的時候,容易發(fā)生位移等震動問題。因此要求在結(jié)構(gòu)施工管理中,做好對這些特殊結(jié)構(gòu)點的抗震施工。如,針對于梁柱節(jié)點的位移問題,可以通過對節(jié)點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)柱箍筋施工。按照前期的混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性進(jìn)行定量參數(shù)的設(shè)置,繼而將這一參數(shù)細(xì)分到建筑內(nèi)每一個梁柱節(jié)點區(qū)域的柱箍筋的數(shù)量和間距。主要是采用先捆綁箍筋后焊接箍筋與主筋的連接方式。在現(xiàn)場施工中,要求注意捆綁的位置、捆綁的牢固程度等。與此同時,還要求做好框架梁柱力學(xué)位置的施工管理,在實際的施工中,一旦框架柱接頭位置不再其節(jié)點區(qū)承力區(qū)域,則容易導(dǎo)致整個框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點承壓力變小,受到地震橫波的位移影響較大,影響混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體性能。②混凝土框架抗震性能的實現(xiàn)還需要依托于“強柱弱梁”原則,因此要想構(gòu)造柱具有足夠的承載力,則需要做好構(gòu)造柱的施工數(shù)量、施工位置等的合理布置。同時構(gòu)造柱的內(nèi)部鋼筋設(shè)置施工必須做到上下貫通,在混凝土澆筑過程中才能夠確保構(gòu)造柱整體的質(zhì)量,避免鋼筋跑位,構(gòu)造柱承載力變小。

3.2混凝土工程的施工要點分析

混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工材料的應(yīng)用以及施工質(zhì)量控制對于其抗震性能也產(chǎn)生影響。因此要求在施工技術(shù)控制中,要求能夠①混凝土材料的質(zhì)量控制。建筑材料在建筑項目的質(zhì)量安全、各種參數(shù)設(shè)計方面起到重要的作用。首先必須能夠嚴(yán)格控制施工建筑材料的質(zhì)量。避免一些質(zhì)量不合格的建筑材料進(jìn)入到施工現(xiàn)場,影響住宅建筑的質(zhì)量安全以及抗震性能;其次是控制好各種建筑材料之間的性能的參數(shù)比。在混凝土施工中,各種原材料的配比比例,攪拌時間、方向等都會影響到最終的混凝土結(jié)構(gòu)的性能情況。因此要求能夠在設(shè)計中,做好各種參數(shù)比例的規(guī)范設(shè)計,施工現(xiàn)場按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)展開這些參數(shù)的嚴(yán)格執(zhí)行。②混凝土施工流程的嚴(yán)格控制?;炷翝仓臅r間、澆筑的質(zhì)量等都會直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的承載性和穩(wěn)定性。對此要求做好現(xiàn)場澆筑措施的監(jiān)督管理。根據(jù)住宅建筑混凝土結(jié)構(gòu)的不同構(gòu)件尺寸以及構(gòu)件所處的位置,制定科學(xué)的澆筑方案,確保澆筑順利展開。如,澆筑過程中要對已經(jīng)澆筑的混凝土進(jìn)行充分的振搗,避免構(gòu)件麻面等結(jié)構(gòu)問題出現(xiàn)。

4結(jié)束語

總之,住宅建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑行業(yè)的重要施工類型,其呈現(xiàn)出超限施工,在節(jié)約了城市土地資源的同時也帶來了穩(wěn)定性的安全問題。因此加強對住宅建筑的結(jié)構(gòu)抗震性能的設(shè)計優(yōu)化成為建筑行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。針對于住宅建筑設(shè)計常見的混凝土框架結(jié)構(gòu)而言,探索其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,包括建筑結(jié)構(gòu)的剛度、層間位移等,還需要從住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的剪力墻設(shè)計、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑物材料質(zhì)量、延性結(jié)構(gòu)設(shè)計等多個角度入手,形成科學(xué)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,從而提住宅建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能與穩(wěn)定性??偟膩碚f,在住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,除了滿足建筑物本身需要的功能屬性與價值屬性,在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定性與抗震性能上也需要合理規(guī)劃與設(shè)計,提高住宅建筑結(jié)構(gòu)的抗震質(zhì)量,保障建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此做好現(xiàn)場框架梁柱的施工工藝控制、施工材料的質(zhì)量控制成為住宅建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性施工管理的重要內(nèi)容。

參考文獻(xiàn):

[1]王元平.建筑工程鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析[J].河南建材,2019,03:187-188.

[2]戚云海.建筑工程鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)施工若干問題研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2019,1609:22-23.

篇10

關(guān)鍵詞:水池結(jié)構(gòu);設(shè)計;施工

1 水池結(jié)構(gòu)的設(shè)計

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合的規(guī)定

各種結(jié)構(gòu)類別、形式的水池均應(yīng)進(jìn)行強度驗算。根據(jù)荷載條件、工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,決定是否驗算結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋼筋混凝土水池應(yīng)進(jìn)行抗裂度或裂縫寬度的驗算。在荷載作用下,構(gòu)件截面為軸心受拉或小偏心受拉的受力狀態(tài)時,應(yīng)進(jìn)行抗裂度驗算,在使用階段荷載作用下,構(gòu)件截面為受彎、大偏心受壓或大偏心受拉的受力狀態(tài)時,應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度的驗算。預(yù)應(yīng)力混凝土水池還應(yīng)進(jìn)行抗裂度驗算。

1. 2 荷載及荷載組合

(1)各種荷載。

水壓。這里指池內(nèi)水壓,是水池的主要荷載之一?,F(xiàn)在習(xí)慣上將水池按滿水來計算水壓。這是因為:一方面很可能存在誤操作而造成滿池;另一方面今后工藝上有可能挖潛而超過原設(shè)計水位。

土壓力。池外有填土的水池,土對池壁的側(cè)壓力通常用朗肯理論計算土的主動壓力。但土的側(cè)壓力變化因素很多,如回填土的密實度、粘結(jié)力、內(nèi)摩擦角等。實踐證明,用朗肯理論計算主動土壓力偏于安全。

地下水壓力。地下水壓對水池底板的托浮力是威脅水池底板安全的一種主要荷載,設(shè)計時應(yīng)予以重視。為了抵消地下水對底板的影響,在用無梁板作為底板時,其最經(jīng)濟(jì)有效的辦法是以池底浮土來平衡,而采用增加結(jié)構(gòu)自重的方法是不經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)?shù)叵滤坏陀诔氐锥豢紤]地下水壓時,需采取措施排除地表滯水。

溫、濕度荷載。由于環(huán)境的影響,造成結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度或濕度的變化,從而引起結(jié)構(gòu)物體積變化,當(dāng)這種體積變化受到約束時,就會產(chǎn)生應(yīng)力。通常將溫度差及濕度差稱之為溫、濕度荷載。

(2)荷載組合。

①水壓+ 自重。這是水池結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本組合。

②水壓+ 自重+ 冬季溫差。綜合溫差、濕差和水壓的共同作用,當(dāng)壁面冬季溫差的絕對值大于夏季壁面濕差(化為等效溫差)的絕對值時,這種情況是最不利的組合。

③水壓+ 自重+ 濕差。綜合溫差、濕差和水壓的共同作用,當(dāng)夏季壁面濕差(化為等效溫差) 的絕對值大于冬季壁面溫差的絕對值時,這種情況是最不利的組合。

④土壓+ 自重。這是指池外有覆土的水池,當(dāng)有地下水時還應(yīng)包括地下水壓,這種組合是水池荷載的基本組合之一,當(dāng)水池建成后運營前以及水池放空期間均屬此種荷載組合情況。根據(jù)上述幾種情況,可歸納為如下兩類:a. 無覆土的水池,池壁的荷載應(yīng)取上述四種組合的最不利情況求得內(nèi)力。b. 有覆土的水池,可不考慮2) 和3) 兩種組合。

1.3 截面設(shè)計的關(guān)鍵性問題

(1)強度設(shè)計的安全系數(shù)。

①水池頂蓋強度設(shè)計的附加安全系數(shù)。頂蓋所承受的荷載是自重、覆土重、活載等,其中自重和覆土重所占比例最大。由于土的容重隨密度和含水量而變,其變異性較大,因此,附加安全系數(shù)取1. 0 是合適的。

②池壁強度設(shè)計的附加安全系數(shù)。池壁主要承受土壓和水壓,水深一般取滿池計算,水的容重差別極小。土壓強度一般用朗肯主動土壓力理論,是略偏大的。從而說明池壁荷載的取值一般是高限,且變異性很小,因此,附加安全系數(shù)取0. 9,即能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。

③底板強度設(shè)計的附加系數(shù)。池底實際上是與地基共同工作的,一般情況下計算水壓及均布荷載均偏大。底板強度設(shè)計的附加安全系數(shù)取0. 9,即能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。

(2)關(guān)于裂縫問題的探討。根據(jù)對已建成水池所作的調(diào)查。

水池裂縫一般為豎向裂縫。這些裂縫有兩種:一是貫穿性裂縫,由混凝土收縮引起的;二是出現(xiàn)于池壁外側(cè)的表面裂縫,其逐步擴伸至全截面。另外在工程實踐中發(fā)現(xiàn),所有的外挑現(xiàn)澆走道板都產(chǎn)生嚴(yán)重裂縫,并隨之?dāng)U展到池壁,因此,有必要考慮到預(yù)制裝配式走道板,或作現(xiàn)澆走道板,每隔3 m~4 m 設(shè)伸縮縫一道。

(3)構(gòu)造配筋。水池池壁的構(gòu)造配筋,宜按矩形和圓形水池加以區(qū)分。對于地面式矩形水池池壁,因?qū)癫詈蜏夭畹挠绊懮鯙槊舾?為避免產(chǎn)生貫穿裂縫,池壁水平向的最小構(gòu)造配筋率每側(cè)不小于0. 15 %為宜。對于無頂蓋的水池往往在池壁頂部先開裂,宜在頂部每側(cè)放置不小于2 根Φ16 的水平向鋼筋。對于圓形水池池壁的環(huán)向最小構(gòu)造配筋率,其外側(cè)的最小構(gòu)造配筋率不宜小于0. 35 %, 內(nèi)側(cè)不宜小于0. 15 %, 對于外池有覆土的水池池壁,其內(nèi)、外側(cè)宜對稱配置,但全截面總配筋率不宜小于0. 3 %。水池底板最小構(gòu)造配筋率,對于無頂蓋的敞口水池,其底板上層鋼筋的最小構(gòu)造配筋率不宜小于0. 15 %,其下層配筋率及有頂蓋的水池底板配筋率不小于0. 1 %。

(4)經(jīng)濟(jì)配筋率。對于矩形水池,當(dāng)上端自由,下端固定的豎向截面池壁時,其最大配筋率在0. 8 %左右尚屬經(jīng)濟(jì)。其他矩形水池的池壁,某一界面的最大配筋率可達(dá)到1. 0 %左右亦屬經(jīng)濟(jì)范圍。

2 水池結(jié)構(gòu)的施工

2.1 水池底板施工要點

(1)混凝土墊層(基礎(chǔ)) 澆筑前,應(yīng)檢查地基土質(zhì)是否與設(shè)計資料相符合,如有不同,則應(yīng)該針對不同情況加以處理,然后再澆筑混凝土墊層。(2) 混凝土墊層在澆筑完畢后的1 d~2 d (視施工時的溫度而定),在墊層面測定底板中心,然后根據(jù)設(shè)計尺寸進(jìn)行放線,定出柱基及底板的邊線,畫出鋼筋分布線,依線鋪放綁扎鋼筋,接著安裝柱基和底板外模板。(3) 鋼筋綁扎時,應(yīng)詳細(xì)檢查鋼筋直徑、間距、位置、搭接長度、上下層鋼筋的間距、保護(hù)層及預(yù)埋件的位置和數(shù)量,均應(yīng)符合設(shè)計要求。上下層的鋼筋要用鐵撐(馬凳) 加以固定,防止在澆筑混凝土?xí)r發(fā)生變位。(4) 柱基模板是懸空架設(shè),下面用臨時小方木撐在墊層上,邊澆混凝土邊取出小方木。(5) 底板應(yīng)一次連續(xù)澆筑完,不留施工縫。施工間歇時間不得超過混凝土的初凝時間。平板厚度在20 cm 以內(nèi)可用平板振動器,厚度較厚時,則采用插入式振動器。(6) 池壁為現(xiàn)澆混凝土?xí)r,底板與池壁連接處的施工縫可留在基礎(chǔ)上口20 cm 處,如設(shè)計要求有止水鋼板,在澆搗混凝土前,應(yīng)將止水鋼板安放固定。(7) 混凝土澆筑完畢后,其強度尚未達(dá)到1. 2 MPa 時,禁止振動,不得在底板上搭設(shè)腳手架,安放模板或搬運工具,并注意對混凝土的養(yǎng)護(hù)。(8) 遇特殊情況需留施工縫時,應(yīng)做成垂直的結(jié)合面,并注意結(jié)合面附近混凝土的密實。