房屋建筑設計方案范例6篇

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房屋建筑設計方案范文1

關鍵詞:房屋建筑,結構設計,安全度

0引言

結構安全度設計是房屋建筑的主要內容,直接影響了房屋建筑的使用壽命,同時也和居民的生命財產安全息息相關。經過幾十年的發展,我國的房屋建筑結構安全度設計水平得到了大幅度的提升,逐漸接近國外發達國家的水平。但是,跟西方發達國家相比,仍存在很多的不足之處,工程事故的頻發,不必要的建筑材料的浪費等問題都是值得注意的地方。而這些都和建筑結構規范標準有著直接的聯系。

1建筑結構安全度理論概述

1)建筑結構設計安全度。

在進行建筑結構設計時,要保證安全性、適用性和耐久性,這是建筑設計的總目標,也是衡量建筑結構安全度的重要指標。安全性達標要求建筑物在面對正常使用條件和特殊情況下時,能夠承受各種正常的外載荷,并且保持穩定。在正常使用條件下,房屋自身的重量、家用電器、裝潢用品、人流以及風雪等都會對房屋施加一定的載荷,房屋自身承受載荷能力應滿足這些基本使用的需要。而當特殊情況發生時,例如出現地震和火災,為了人員和財產安全,安全性對房屋建筑提出了不倒塌、整體穩定的要求。適用性,房屋建筑要具有不錯的工作性能,各項基本功能完整,滿足人們正常使用要求。耐久性,房屋建筑必須確保能夠達到一定的使用年限,有足夠長的使用壽命。上述的三項指標在建筑結構設計中稱為安全度。

2)安全度的表示方法。

從20世紀50年代開始,我國建筑結構設計方法大致經歷了以下四個階段:容許應力、破壞階段、極限狀態和概率極限狀態設計法。結構設計規范中,容許應力法、破壞階段法、概率極限狀態法安全度分別用安全系數、分項系數和可靠指標來表示。影響可靠度的因素是多方面的,比如構件承載力計算公式、荷載標準與材料強度標準值、構造規定、結構內力分析的精確度等。作為建筑結構安全性分析的關鍵手段,安全度理論發揮著重要的作用。相關的建筑結構設計統一標準早已被制定和實施,規定在進行結構設計時,必須以安全度理論為重要指導理論。安全度理論發揮作用的方法是靠失效概率來實現的,在設計過程中,結構自身的抗力和外載荷的作用效應并不是作為整體考慮的,而是將各個過程轉化成隨機變量,然后再以經驗數據作為主要參考數據來進行校準。通過這種方法,使得安全度理論在建筑結構設計中成功發揮作用。但是這一理論現階段仍不成熟,因此沒有固定的使用模式,在實際工程中需要根據施工情況,針對性的靈活運用。

2建筑結構安全度設計中存在的問題

1)建筑結構設計安全度水平偏低。

結構設計安全度水平的高度并不是受單方面作用的,而是一個綜合的反映。從大的層面來說,它反映了國家經濟、社會財富積累以及資源狀況,從小的方面來講,它反映了材料質量水準和設計施工水平。盡管工程安全度的確定是通過概率和統計實現的,但是最重要的依據卻是工程判斷和施工經驗這些綜合因素。在與結構安全度有關的不同環節,我國的混凝土結構規范設定的安全度水平比國際上通用標準要偏低,部分偏低程度更深。例如在混凝土結構設計中采用的荷載值,我國的要求比國外要低,而材料強度值卻高。甚至國外估計結構承載力所用計算公式安全度不達標的安全度標準比我國制定規范中達標的還要高,同樣的情況體現在很多環節,例如結構的構造規定。和國際水平相比,現行的安全度標準雖然較低,但是這些安全度的制定是通過數十年實踐來證實的。隨著我國人民生活水平的提高和對住房要求的不斷嚴格,以往的經驗數據和標準已經不能滿足現在的需求。另外,不斷變化的客觀形勢,也對現行設計可靠度水平產生了一定的影響,相關的安全度標準必須得到適當的提升,以促進建筑結構設計的長遠發展。

2)安全度和工程事故的關系。

不少人認為頻發的工程事故是由于現行規范的安全度水平太低導致的,這種說法是錯誤的,現行規范的安全度標準是足夠的。在20世紀50年代,混凝土水平強度較低的情況下,人們用和現在結構設計相似的方法、落后的施工手段,建立了許多至今仍在發揮作用的建筑物,例如王府井百貨大樓和北京飯店等,這些建筑物已經有51年的歷史,經歷了地質災害卻依然屹立。當時使用的混凝土強度比現在強度較低的C15還要低,并且混凝土的配合方法使用的是體積比,沒有振搗器,攪拌的方式也完全是人工的。但是,安全事故在當時是很少發生的,由此可見,結構設計安全度并不是現在安全事故的原因,而一些諸如施工不規范、偷工減料等才是安全事故的原因。

3提高建筑結構設計安全度的建議

1)結構設計風格需簡約。

在保證安全的前提下,采用較少的材料來滿足建筑物不同的功能需求是結構設計工程師的主要職責之一。在安全度設計方面,最主要的一項是關于鋼材節約的問題,構件截面的大小對材料用量有著直接影響,因此要設置合適的構件截面。在西方發達國家,結構設計工程師也在追求材料的節約,這種節約是以安全性的保證為前提的。節約鋼材,結構方案合理布置,采用規則的圖形設計方案和常規材料,搭配出合理的設計風格,不僅能節省建造費用,還減輕了建筑物自身的載荷,保證了結構安全度。

2)靈活運用國家規范設計標準。

國家規范中最低用鋼量是根據綜合因素考慮制定的,這種最低標準不能作為設計者參考的依據,不同的建筑物對建筑結構的要求不同,因此應根據建筑物的不同,相應的提高用鋼量。在我國,相關規定中柱子的含鋼量不能少于0.4%,這個標準是將地震等地質災害因素排除在外的,但是我國大多數地區屬于地震頻發帶,這些是必須要考慮的,因此必須適當提高含鋼量,尤其是在高層建筑中,含鋼量必須達到0.5%~1.0%,甚至更多。我國現行的構造規定,部分要求已經和國外相近,例如剪力墻,和美國最小配筋率0.25的標準是相同的。并且在部分方面,我國構造規定要比國外更加嚴格,如墻的暗柱配筋量等。很多設計者在進行設計時,往往以國外標準為參考標準來進行設計,不同地區有不同的情況,因此不能一概而論,比如配筋方面,美國的標準比我們還要少,但是,如果以國外的標準來指導我國的施工,顯然是行不通的。因此,設計師要根據施工條件的不同,來合理利用相關構造標準,不能生搬硬套,一定要保證建筑結構安全度。

3)根據政策制定規范。

結構規范的制定是國家經濟條件的直接反映,因此和國家政策息息相關。和發達國家相比,我國規范的材料用量,總體來說,顯然是低的,也就是安全度要低。但是,過往的這些年的實踐情況足以證明,我們的規范標準是安全的。隨著經濟的發展和相關要求的增加,安全標準需要適當的提高,但是,不能盲目的增加構件截面,增加用鋼量,造成不必要的浪費。

4結語

建筑結構設計要保證安全性、適用性和耐久性,這對安全度設計提出了嚴峻的挑戰,針對目前的材料使用不規范,安全度不達標的問題,必須制定相應的措施來避免。國家制定的規范是符合現階段我國國情的,對安全度設計有著極其重要的指導作用,但是,仍有很多不足之處。需要結構設計人員,根據工程情況合理設計,在保證安全度的前提下,規范設計風格和材料用量。本文提出的靈活運用規范標準的方法,希望能對同行起到借鑒作用,促進建筑結構安全度的提升,推動我國建筑事業的發展,保證人民生命財產安全。

參考文獻:

[1]陳肇元.對混凝土結構設計安全度和規范修訂的幾點看法[J].建筑科學,2007(15):5-8.

[2]邱華生.談建筑結構的可靠性研究[J].廣東建材,2009(6):29-30.

房屋建筑設計方案范文2

關鍵詞:高層建筑;增層;生根

在建筑施工的過程中,很多高層建筑都會選擇在屋頂增層的設計和處理方式,而這種結構在施工的過程中又存在著一定的特殊性,如果不能保證其質量,就可能對整個工程的穩定性和安全性構成非常不利的影響,因此我們必須要采取有效的措施保證結構方案設計的科學性和合理性。

1 工程概況

高層商務寫字樓地下4層,地上18層。建設用地面積5881m2,總建筑面積6035817m2(其中地下部分1813017m2,地上42228m2),建筑檐口高度74170m。因功能需要,現欲在原有建筑物標高73195m處增層,加層主體為兩層,中心局部筒體向上繼續延伸一層。新增第1層建筑層高為4185m、層頂標高為78180m;新增第2層建筑層高為815m、層頂標高為87130m;核心筒局部突出新增屋頂高度為3155m,屋頂標高為90185m。新增層墻、柱混凝土強度等級為C40;新增層樓面板混凝土強度等級為C30。

原結構體系為現澆鋼筋混凝土框架-核心筒結構體系,主體結構為A級高度高層建筑,結構安全等級為二級;建筑抗震設防類別為丙類,結構設計使用年限為50年?;A采用梁板式筏形基礎。標準層平面為約51m@41m的矩形,中心核心筒覆蓋范圍約為27m@14m,塔樓僅外圈周邊有框架柱,長邊和短邊分別有8根柱、6根柱(均包括兩根角柱)。標準層一圈框架主梁截面尺寸為800mm@900mm;標準層內筒和外框之間主要通過500mm@650mm、850mm@700mm兩種截面類型的鋼筋混凝土梁相連。

2 增層結構方案

新增兩層在工程施工中主要采用的是鋼筋混凝土結構,這樣就可以十分有效的保證新建結構和原來建筑結構的協調性和統一性,為了可以防止結構的剛度發生較大出的變化,在合格建筑師溝通之后,原來的結構頂層所有的筒體會繼續向上延伸,直到新增結構的第二層,此外還要對原來的筒體結構加以保留和維護。

第1層加層結構方案:層高為4185m,層頂標高為7818m。一圈新增混凝土柱生根于原73195m標高柱頂,柱截面尺寸同相鄰下層原結構柱;混凝土內筒頂部設壓頂梁,截面尺寸為550mm(寬)@1000mm(高);筒體轉角處增設10根角柱,其中編號為JZ2的柱有2根,柱截面尺寸為900mm@800mm,柱編號為JZ1共6根,截面尺寸為600mm@600mm,柱編號為JZ3共2根,截面尺寸為900mm@600mm。本層新增樓面采用鋼筋混凝土樓板。標高7818m。

第2層加層結構方案:層高為815m,層頂標高為8713m。新增混凝土柱升至8713m標高處,內筒僅有5軸與6軸之間及7軸與8軸之間局部墻體升至8713m標高處,下層筒體的10根角柱均升至8713m標高處。在筒體頂部及筒與筒之間設壓頂梁,截面尺寸為550mm@1000mm。本層新增樓面采用鋼筋混凝土樓板,荷載及跨度較大的局部樓面以及采光頂區域采用鋼梁,其余部分采用鋼筋混凝土梁。標高8713m處。局部筒體向上延伸至標高90185m,層高3155m,樓面為鋼筋混凝土梁板結構。

3 加層前后結構整體性能參數的對比

3.1 總質量

原結構和加層之后結構的質量對比如表1所示。

3.2 地上結構基底剪重比

在該工程施工中,地下室頂板可以當做是地上結構的嵌固側,在研究中我們將地上結構底層的剪力和基底的剪重比進行了全面的對比分析,如表2所示。從表2當中我們可以看到,雨傘結構和加層之后的結構在X向和Y向的剪重比都是滿足相關標準的要求和規定的。

表2 地上結構底層剪力與剪重比的對比

3.3 軸壓比

原來的結構和加層之后的結構地下4層和地上一層墻、柱結構的最大軸壓比的實際情況如表3所示,從表3當中我們可以看到,其數值都能充分的滿足相關的要求和規定。

表3 加層前后的軸壓比

從上述的對比上來看。在原來的工程中加設兩層對原結構的影響在正常的范圍之內,所以這一設計思路從整體上來說是可行的。

4 新增豎向構件與原構件的連接方法

4.1 外圈新增框架柱縱筋生根的方法

在和業主及建筑師進行了全面的溝通和協調之后,塔樓外圈大約900mm高的創下強能夠應用在結構的過程中。在原來的結構外圈框架的上方的位置要重新設置一圈鋼筋混凝土梁,通常我們將其稱之為臥梁,新增的臥梁和原來的框架柱之間的連接筋和箍筋都能合為一體,因為臥梁結構本身具有非常好的鋼芯,所以新增框架柱當中的部分縱筋也可以保證錨固體的可靠性和安全性。

4.2 原筒體上方新增的剪力墻主筋生根的方法

在原來的結構當中將標高為78.80m的樓板在鄉下1000mm的范圍之內將所有的多余混凝土進行鑿除處理,新增的一圈壓頂梁和新增的剪力墻主筋就深植其中。

4.3 新增筒體角柱主筋生根的方法

為了能更好的對新增樓層當中的框架梁保持良好的支承作用,在筒體的側邊位置和角的位置設置了一部分鋼筋混凝土柱,新增柱的標高需要控制在73.95-78.8m的地方,原來的結構和連接做法有一定要充分的按照其基本的要求來處理,新增墻的頂梁和原來的筒體應該組合成一個整體。

5 增層結構施工中的注意事項

首先是在對新混凝土進行澆筑施工的過程中,原來的混凝土表面一定要進行全面的清理,同時還要采取有效的措施進行灑水濕潤,此外還應該涂刷一層界面劑,這樣才能更好的保證新舊混凝土能夠形成一個整體。

其次在施工的過程中一定要采取有效的安全措施,在對原來的結構進行處理的時候一定要對可能受到影響的結構進行有效的支護處理,同時還要對新設的主體支承結構進行全面的驗算。

結束語

在高層建筑房屋頂曾曾施工的過程中,會有很多因素對施工的質量產生較大的影響,其中,結構設計方案的合理性是非常關鍵的一部分,所以我們一定要采取有效的措施對其進行全面的處理,只有這樣,才能更好的保證結構的科學性和穩定性。

參考文獻

[1]劉宏,熊海明,程燕妮.某超高層建筑剪力墻及柱子的加固與改造設計[J].工程抗震與加固改造,2010(4).

房屋建筑設計方案范文3

關鍵詞:臨近建筑物;基礎托換;加固保護

Abstract: the proposed building and has built close to the building foundation, proposed content based bottom elevation 600 mm lower than the existing buildings foundation bottom elevation, in order to ensure the safety of existing buildings in the process of construction, must to protect original building foundation. Underpinning method is adopted to improve the base reinforcement, base on the original building, and proposed building the following depth within the invisible and reinforced concrete, the original building foundation reinforcement, proposed building to ensure the timely follow-up work, construction process smoothly. The original buildings and new buildings found no abnormal deformation and instability phenomenon, underpinning engineering measures success, safe and effective.

Keywords: adjacent buildings foundation underpinning reinforcement protection

1.工程概況

擬建的塔城地區水利局綜合樓場地位于塔城地區拜格托克街南側,塔城地區水利局院內,擬建物為1棟18層住宅樓,帶一層地下室,基礎埋深為-5m左右,基礎形式為筏板基礎。

現在在擬建建筑物北側臨近已建有一棟4層辦公樓,該4層辦公樓基礎形式為獨立柱基礎,擬建建筑物與已建建筑物基礎緊貼,擬建物基礎底標高比已建建筑物基礎底標高低600mm,為了保證原有建筑物在施工過程中的安全,必須對原有建筑物基礎進行保護。

2.方案選擇及設計

根據擬建建筑物勘察報告可知,該場地地基土由上到下依次為粉土、粉砂、圓礫,現在基坑已挖至現有建筑物基礎底標高處,場地地基為圓礫。在基礎開挖深度內沒有地下水,該場地圓層在整個場地均有分布,是物理力學性質好、變形小的地層,fak=300kpa,是理想的持力層

根據該建筑物的結構形式、基礎設置、場地巖土工程條件等因素,本方案設計的該工程地基加固處理方法為坑式托換法。

此方法加固的原理是:通過對基礎下部的地基土進行人工挖除,并充填混凝土,使基礎底部設置于擬建建筑物開挖基底坑場地以下一定深度內的穩定均勻地層中,完成對基礎的托換。采用此方法具有把荷載傳遞到深部穩定均勻土層上的功能,起到基礎加固的作用。此方法具有施工工藝簡單,加固效果直觀,安全,質量可以控制,成本相對較低,工期相對較短等優點。

2.1托換坑設計

確定對已建樓房3處獨立基礎基底進行托換, 3處獨立基礎尺寸分別3.4×3.4、2.7×2.7、3.4×3.4米,設計確定沿樓房地基方向長度分別為4.0、3.2、4.0米,托換深度2.6米(原樓房基礎底面至擬建建筑物基礎底開挖面間0.6m,擬建建筑物基礎底開挖面以下2.0m),向樓房內托換寬度1.0米。托換材料采用澆筑混凝土,標號為C25。

2.2接縫處理

為確保托換樁混凝土頂部與基礎底部完全接觸,澆筑混凝土時應控制混凝土頂面與基礎底面有0.08米以上的空隙,向該空隙內人工沖填1:1干拌水泥砂漿,并確保充填密實。

3.施工設計及實施過程

3. 1施工工藝

放點―復核點位―導坑開挖―托換坑開挖―視情況是否需要支護――托換坑開挖完畢――隱蔽記錄驗收――澆灌混凝土――接縫處理――混凝土養護――導坑回填――下序工作。

3.2托換樁設計

根據相關建筑規范、規程規定:同一基礎每序開挖托換坑截面面積不大于基礎總面積的20%,則每個基礎需2序才能托換完畢。沿建筑物基礎外邊布置托換坑,進行開挖時,不能一次性開挖,采取間隔分序開挖,以防止破壞建筑物整體結構及保證施工安全??涌趯挾燃伴L度視不同基礎具體對待,要求每序開挖托換坑截面面積不大于基礎總面積的20%即可。詳見《基礎托換平面布置圖》及《基礎托換剖面圖》。

由此確定每個托換樁尺寸為0.8×1.0米,托換樁底深度為已建建筑物基坑底深度下2.6米。

3.3導坑設計

沿樓房基礎邊外放0.5m作為導坑,利于工人上下及操作,導坑深度為從場地開挖面以下下2.0m,導坑開挖至基礎底下1.0m時向基礎底內掏,然后沿基礎外邊線向下垂直開挖至設計深度。后期對到坑回填至場地開挖面持平并予以夯實,(實際施工中回填澆筑與托換樁同標號混凝土)。詳見《基礎托換剖面圖》。

3.4混凝土澆筑設計

由于同一基礎每序開挖托換坑截面面積不大于基礎總面積的20%,則每個基礎需2序才能托換完畢。根據計算可知:每序基礎托換需要混凝土量為20方左右,采用人工拌合混凝土可以滿足混凝土的需求量。混凝土標號為C25混凝土?;炷翝补鄷r每次振搗厚度不超過500mm,且振搗應均勻密實。整個混凝土澆筑中內向、兩側和外側擬建建筑物開挖基底坑場地以下2.0m不需要支模,擬建建筑物開挖基底坑場地以上至,已建建筑物基礎底部0.6m采用砌磚內貼貼油氈支模(并留有0.8米以上空隙,待以后回填接縫干拌砂漿),待外側混凝土凝固后即可拆除外側砌磚體。

3.5第二序托換開挖依照前一序依次進行,并檢驗前一樁與基礎底的鏈接效果。

3.6施工技術要求

(1)認真按照設計圖紙要求定位放線。并在該建筑物外墻做出明顯標志,作為施工人員操作的依據。放線結束,應對照圖紙,檢查是否與設計相符。

(2)托換坑開挖過程中要邊挖土邊檢查,檢查樁孔的截面尺寸和垂直度是否符合要求,同時注意土體的穩定性。如有異常現象要立即停止操作,進行處理。樁孔開挖過程中,土方要及時倒運,遠離孔口,以便樁孔挖掘順利快速進行。樁孔人工開挖中如有塌方跡象,必須采用邊開挖邊做支護的施工方法。

(3)澆筑混凝土嚴格按施工規范進行,灌注混凝土前應檢查托換坑坑底是否清理干凈,如空地有沉渣,必須清除。振搗人員進行樁底混凝土振搗時需下至樁孔內。振搗設備應有備用,以保證混凝土澆筑的連續性。

(4)做好施工日志、放點、托換記錄。在托換施工中,要依據現場實際,及時調整優化施工組織設計,力爭壓縮工期。

(5)接縫回填干拌水泥砂漿應采用人工塞填,振搗,并確保密室、滿填。

(6)施工人員配備:現場負責:1人,技術負責:1人,后勤負責:1人,機械操作員:1人,電工:1人,勞務人員:6~8人,交叉作業

3.7質量保證措施

(1)托換基礎施工期間,嚴格控制材料質量,做好水泥、砂石料質量檢驗及水泥砂漿、混凝土保溫工作。

(2)隨時要觀察建筑物的沉降情況。對于現場復雜情況和出現的問題,應會同業主、監理甲方及時研究處理。

(3)作業班組必須有一名技術員,發現問題及時進行分析,提出解決辦法。

3.8工程施工主要安全保證措施

(1)做好勞動安全保護,開工前和施工時不斷對施工操作人員進行安全教育,在安排施工任務時做必要的安全交底。

(2)進場人員必須戴安全帽,不得穿不利于安全的服裝進入施工現場。

(3)樁孔開挖應作護壁的必須做護壁,并將空口石塊清除,以防塌方及滑落石塊傷人,空口無人看護,孔內不得有人操作。

(4)坑孔內施工應注意塌方,一有前兆,須立即撤出孔內。

3.9監測措施

為確保施工和建筑物的安全,對建筑物需進行沉降變形觀測,布設長觀點,每天不間斷觀測,隨時監測建筑物沉降變形情況。如遇異常,及時作出對策。

施工中一直有現場監理和業主代表監督實施,保證了托換過程施工質量和安全。

4.施工工期

此次工程施工工期為15天,擬建建筑物基礎施工場地開挖于4月10日完畢,臨近建筑物托換項目從11日開始實施,4月25日完成并檢查合格。擬建建筑物后續工作繼續實施。沒有對主體工程造成工期影響。

5.托換工程效果監測

為確保施工和建筑物的安全,對建筑物需進行沉降變形觀測,布設了長觀點,每天不間斷觀測,隨時監測建筑物沉降變形情況。如遇異常,及時作出對策。在托換實施工程中沒有出現塌孔跡象、掉落以及坍塌等安全異常,施工過程安全順利。

在托換完壁至樓房主體工程及原樓房建筑外部觀察、監測原樓房和新建樓房沒有發現明顯變形異常和失穩現象。托換效果明顯。

以上說明托換工程措施成功、安全效果明顯。

房屋建筑設計方案范文4

關 鍵 詞: 水庫工程 泄水建筑物 最優設計 方案比選

1 工程概況

旁多水利樞紐是拉薩河干流水電梯級開發的龍頭水庫,工程任務是以灌溉、發電、兼顧防洪和供水。工程主要由瀝青砼心墻砂礫石壩、泄洪洞及泄洪兼導流洞、引水發電系統、發電廠房和灌溉輸水洞等組成。工程規模為大(1)型,工程等別為Ⅰ等,大壩為1級建筑物,地震基本烈度Ⅷ度。工程總投資45.69億元。

2 方案比選目的

旁多泄水建筑物擬在右岸布設兩條泄水洞,由于兩條隧洞工程的地質條件略有差異,圍巖的穩定性不同,施難易程度不同,隧洞施工對環境的影響不同,致使隧洞施工造價也盡相同。那么選取哪種設計泄水方案,作為最終泄水建筑物直接決定了經濟效益的最大化,決定了人民生命財產安全能否得到保障。因而在選定隧洞線路方案之前須綜合分析各條隧洞線工程地質條件,研究隧洞圍巖的穩定性,并從結構性能、工程成本、施工難易、環境因素等方面比選方案。

2.1 洞線比選方法

2.1.1洞線擬定及布置

由于樞紐引水發電洞及灌溉輸水洞均布置在大壩右岸,泄水建筑物洞線布置可選范圍十分有限。根據樞紐總布置比選結果,綜合考慮地形地質條件,擬定兩條泄洪洞進口均位于大壩右岸上游小山包處,出口上游側為滑坡體,下游側順水流方向靠近右岸山體;如出口向上游移動將增加滑坡體處理工程量,向下游移動不利于消能設施布置, 泄洪時將形成較大回流,增加邊坡開挖與處理工程量。

根據進口不同位置,擬定兩個洞線比選方案。①考慮泄洪洞為高速無壓隧洞應直線布置,隧洞全長740.8m,兩洞軸線間距約52m。②泄洪兼導流洞為有壓隧洞可以折線或曲線布置,隧洞全長756.8m。

2.1.2洞線比選原則及條件

⑴ 依據旁多水利樞紐工程特性表(見表1)

⑵ 兩條泄洪隧洞校核洪水情況下最大泄量2880m3/s,泄洪洞選表孔無壓隧洞,堰頂高程4079m,堰寬10m,泄洪兼導流洞采用深孔有壓隧洞,進口型式采用豎井式,工作閘門布置在出口,孔口尺寸7m×7m。

2.1.3方案比選及結論

兩方案布置基本相同,只是進出口位置不同,直線布置比折線布置洞線較長。但直線布置方案進口覆蓋層較薄,巖石破碎,引水渠較長,進口開挖及邊坡處理工程量大;而折線布置方案進口位置為巖石陡崖,可直接進洞,基巖相對完整,引水渠短,進口開挖及邊坡處理工程量小,工程投資比直線方案少280萬元,確定采用折線方案。

2.2 規模比選結果

2.2.1方案擬定

為合理選擇泄洪設備尺寸,擬定泄洪洞堰頂高程和堰寬、泄洪兼導流洞工作閘門孔口尺寸,針對不同的堰頂高程進行了三個泄洪規模比選方案。

2.2.2各方案技術特性

比選時,水庫起調水位4093.5m(汛限水位),各方案技術經濟特性見表2。

2.2.3方案比選結論

經調洪演算可知,隨泄洪洞控制段堰頂高程的降低,泄洪能力逐漸增加,相應校核水位依次降低,所要求的壩高及泄洪尺寸均有所不同。從技術特性表4可分析,校核情況最大泄量大于2880m3/s時,壩頂高程均由正常蓄水位+地震工況控制,壩高不再改變,總投資隨泄水建筑物尺寸加大而增加。

校核情況最大泄量小于2880m3/s時,壩頂高程均由校核洪水位工況控制,隨著泄流能力的減小,壩高依次增加,泄水建筑物尺寸移次減小,但大壩增加的投資遠大于泄流建筑物減小的投資,總投資逐漸加大。從各方案比較可知,方案二泄水建筑物總投資最低,確定泄洪規模:校核情況下泄水建筑物最大泄量2880m3/s。

2.3 孔口尺寸比選

2.3.1方案擬定

考慮導流洞后期將改建為永久泄洪洞,初選導流洞為圓形斷面,通過洞徑方案比選,最終選定導流洞洞徑11m。泄洪洞采用表孔無壓隧洞,斷面型式為圓拱直墻斷面,控制段孔數為1孔。為了減少洞型變化,取隧洞寬度與堰寬相同,隧洞高度按水面計算成果和凈空要求確定。根據泄量要求,確定堰寬的同時,隧洞斷面尺寸也基本確定,因此,泄洪洞堰寬及堰頂高程不再進行比選。

導流洞下閘蓄水后,在導流洞出口增設一道弧形工作閘門,導流洞利用的越充分,工程投資越省。根據《水工隧洞設計規范》有壓泄水隧洞沿程體型無急劇變化時,出口斷面尺寸宜收縮為洞身斷面的85%~90%,考慮泄水建筑物的可靠性及水庫調度運行的靈活性,本工程泄水建筑物由兩條泄洪隧洞組成,并對泄洪建筑物孔口尺寸方案進行以下四個比選方案。

2.3.2 各方案技術經濟特性

孔口尺寸比選方案技術經濟特性見表4。

2.3.3 方案比選

⑴運行可靠性

旁多大壩為土石壩壩型,泄洪洞為表孔無壓,其泄洪能力較強,能夠提高特殊情況下的運用可靠性,而泄洪兼導流洞為深孔有壓泄洪隧洞,其超泄能力相對較弱。

⑵調度運行

一般情況下,工作閘門開度為20%~80%時,其工作狀態較好。按此原則,當單獨利用泄洪洞或單獨利用泄洪兼導流洞泄流,并在考慮3臺發電機組出流(263m3/s)時,均能滿足最大出庫流量要求。

⑶結構受力條件

從表3可以看出,泄洪兼導流洞工作閘門孔口尺寸越小,工作閘門最大推力越小,其閘墩結構強度、支鉸牛腿、閘室穩定及工作閘門的結構處理越簡單。

房屋建筑設計方案范文5

關鍵詞:龍塘水庫;泄洪方案;泄水建筑物;溢洪道

1 工程概況

龍塘水庫工程主要由首部樞紐工程、輸水工程組成。本階段選擇了上、下兩個壩線,壩線相距約240m。推薦的下壩線集水面積18.5km2,正常蓄水位546.00m,死水位505.00m,校核水位為549.92m,總庫容302.8萬m3,總供水量667.1萬m3,下放生態用水166萬m3。工程任務是解決宰便鎮及周邊村寨飲水問題,多余水量用于下游農田灌溉。首部樞紐等別為IV等,工程規模屬?。?)型。供水工程等別為IV等,工程規模屬小(1)型。

2 泄洪方案的優選比選

左岸地形坡度約為50°,正槽式溢洪道寬度較大時,會造成較高的開挖邊坡,開挖量及邊坡處理量相對較大,故同時考慮泄洪洞方案及側槽式溢洪道進行比較。工程正常蓄水位為546.00m,規模為IV等?。?)型。經洪水分析計算,設計工況下泄流量為146m3/s,校核工況下泄流量為233m3/s,根據擬選的左岸溢洪布置方案,擬選了地面式正槽開敞式溢洪道方案、地面式側槽開敞式溢洪道方案以及泄洪洞設閘泄洪方案進行研究比較,結合溢洪道上布設交通問題,地面式溢洪道在溢流堰位置布置交通橋,均為WES實用堰[1],三個方案進行技術經濟綜合比較,即:方案一,正槽開敞式溢洪道,溢流凈寬15m,2孔,堰頂高程546.00m;方案二,側槽開敞式溢洪道,溢流凈寬15m,2孔,堰頂高程546.00m;方案三,設閘門泄洪洞,溢流凈寬6m,1孔,堰頂高程543.00m。

經技術、經濟等方面的綜合比較,方案二(側槽溢洪道)減少開挖量及開挖邊坡,且不存在后期運行管理,是較為適合的泄洪方案,故泄洪方案推薦方案二,即側槽開敞式溢洪道。

3 泄水建筑物平面布置

壩頂高程551.00m,上游設一1.2m高防浪墻,墻頂高程為552.20m,最大壩高66.0m,壩軸線長度為145.62m,壩頂寬度8.5m,壩底最大寬178.20m,上、下游面坡比1:1.4,下游壩坡分別在高程506.00m、521.00m、536.00m設寬度為2.0m的馬道,綜合壩坡為1:1.493。壩體分區從上游到下游依次為上游石渣蓋重區1B、上游粘土鋪蓋區1A、混凝土面板F、墊層區2A、過渡區3A、主堆石區3B、下游次堆石區3C、下游塊石護坡3D等幾個區。

溢洪道布置在大壩左岸,為岸邊側槽開敞式溢洪道,泄槽呈直線布置,軸線方位角為N11.28°W。溢洪道總長度為158.31m(不包括引渠和護坦)。整個溢洪道由引水渠、控制段、側槽段、調整段、泄槽段和消能段組成[2]。引水渠與大壩趾板開挖相連,左側底板高程

544.00m,右側底板高程為542.00m,凈寬16.0m。控制段共分為兩孔,每孔凈寬7.5m,溢流堰采用側槽WES實用堰,堰頂高程546.00m,上設交通橋,與壩頂相接。側槽段布置在控制段靠山體側,為擴散式非棱柱側槽,底寬3.5m~7.0m,側面及上游側邊坡均為1:0.5,槽頂高程為551.0m,底坡i=0.01,長度為16.00m;調整段緊挨側槽段,長度為20m,底板高程為539.84m,過水斷面由體形調整為矩形;調整段之后為泄槽段,坡降i為0.111、0.833,變坡段利用拋物線連接,斷面為矩形,底凈寬由7.0m,邊墻高度為3.0m~11.16m,為衡重式和直立式兩種擋墻,底板厚度0.5m,前段緩坡段邊墻及底板均采用C25鋼筋混凝土,后面陡坡段邊墻及底板均采用C35鋼筋混凝土。溢洪道出口消能工采用挑流消能方式,反弧半徑15.0m,挑射角10°,鼻坎高程為496.00m,挑坎下游設護坦,厚度為1.0m。

4 泄水建筑物結構設計

工程為Ⅵ等小(1)型工程,泄水建筑物為4級建筑物,設計洪水為30年一遇,相應下泄洪水流量146m3/s;校核洪水為300年一遇,相應下泄流量為233m3/s。

溢洪道布置在大壩左岸,為側槽式溢洪道,分為溢流堰、側槽段、調整段、泄槽段及消能段組成。

溢流堰堰頂高程546.00m,溢流堰凈寬15.0m。溢流堰面曲線采用WES剖面,上游面鉛直,堰面曲線按y=0.1965x1.85進行設計,下游面直線段邊坡為1:0.75。溢流堰為C25鋼筋混凝土。在溢流堰上設有寬5.0m的交通橋,設厚1.0m中墩。

側槽段總長16.0m(樁號0+000.00~0+016.00),設計底坡i=0.01,首端底板高程540.00m,寬3.5m,末端底板高程539.84m,寬7.0m。底板及邊墻厚0.4m,為C25鋼筋混凝土。

側槽后接20.0m調整段(樁號0+016.00~0+036.00),調整段底寬7.0m,底板高程539.84m。

泄槽段總長120.64m(樁號0+036.00~0+145.10)。其中樁號0+036.00~0+038.10為緩坡與陡坡連接段,采用拋物線連接[3],拋物線方程為y=0.027x2,底寬7.0m;樁號0+038.10~0+092.59為一級陡坡段,設計底坡i=0.111,底寬7.0m;樁號0+092.59~0+118.42為一級陡坡與二級陡坡連接段,采用拋物線連接,拋物線方程為y=0.11x+0.014x2,底寬7.0m;樁號0+118.42~0+145.10為二級陡坡段,設計底坡i=0.833,底寬7.0m。泄槽樁號0+036.00~0+092.59段底板采用厚0.5mC25鋼筋混凝土澆筑,并用Φ25Ⅱ級錨筋插入巖石與基巖相連接,邊墻采用厚0.8mC25鋼筋混凝土澆筑;泄槽樁號0+092.59~0+145.10段底板采用厚0.5mC35鋼筋混凝土澆筑,并用Φ25Ⅱ級錨筋插入巖石與基巖相連接,邊墻采用厚0.8mC35鋼筋混凝土澆筑。

消能段長28.21m(樁號0+145.10~0+173.31)。消能工采用挑流消能方式,反弧半徑15.0m,挑射角10°,鼻坎高程為496.00m,溢流面及邊墻采用C35鋼筋混凝土澆筑,基礎采用C15混凝土砌毛石;挑坎下游設長15.0m護坦,厚1.0m,采用C25鋼筋混凝土澆筑。

5 結束語

在對龍塘水庫大壩樞紐工程優化時,充分結合壩址區地質勘察資料,進行科學合理的泄水比選方案設定。經技術、經濟、施工條件等方面的綜合比選,優選與工程實際相適應的側槽開敞式溢洪道方案,確保龍塘水庫大壩樞紐工程的泄洪安全和順暢,保障工程具有良好的泄洪防洪效果。

參考文獻

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[2]常姍姍.溧陽抽水蓄能電站下水庫泄水建筑物設計[J].湖南水利水電,2014(05):3-5.

房屋建筑設計方案范文6

【關鍵詞】房屋建筑;建筑結構設計;問題

1、前言

經濟發展、城市規模的擴大尤其是城市用地資源的短缺導致目前的房屋建筑朝著高層化、地下化的發展,同時由于節能理念、先進技術、新型材料的有效運用,使得目前的房屋建筑結構設計方案更加復雜,也更加關注房屋建筑的節能設計、舒適設計、安全設計、可靠設計等內容。但是根據筆者多年的工作經驗來看,目前的房屋建筑設計當中存在著較多的問題,而這些問題成為了制約房屋建筑設計質量水平的重要因素。在本文中,筆者為了提高今天房屋建筑設計的科學性與合理性,分析并探討了房屋建筑結構設計中常見問題,供人們思考。

2、房屋建筑結構設計中常見問題

2.1 房屋建筑基礎和地基設計中的常見問題

第一,基礎和地基的荷載值偏大。在進行房屋建筑基礎、地基以及梁、中柱的負載設計過程中,需要依照相關技術規范來乘以折減系數,但是在目前不少設計人員在進行相關設計的時候沒有依照相關技術規范來乘以折減系數,最終導致房屋建筑的基礎、地基以及梁、中柱的負載設計數值偏大。

第二,軟土地基處理缺乏合理性與科學性。有些房屋建筑設計人員在進行房屋建筑地基設計的時候沒有充分認識到軟弱地基的危害,往往只是憑借自己的經驗進行地基處理,而不進行換土墊層設計。例如,往往只是采用砂墊層提高房屋建筑的承載力,同時也不計算砂墊層的厚度和寬度,不僅不能夠節約施工成本,也降低了房屋建筑地基的安全性。

第三,未能在施工之前進行地質勘探。不少房屋建筑的基礎設計方案僅僅是參考了附近房屋建筑的基礎設計資料或者依照以往的類似設計經驗,沒有提供準確科學的地質勘探報告。依照規定,設計人員在進行房屋建筑基礎設計的時候為了確保建筑的安全性和設計合理性,必須要充分參考相關的地質勘探報告,在綜合考慮多種因素之后來確定具體的基礎設計方案。如果在設計過程中,設計人員僅僅單純憑借土地耐力來選擇并設計建筑基礎,不僅使得整個基礎設計方案有失偏頗,而且也無法確保該設計方案的安全性和可靠性。

2.2 房屋建筑磚混結構設計的常見問題

房屋建筑設計方案中,磚混結構設計存在著最為顯著的問題便是構造柱兼作承重柱用。構造柱對于磚混結構而言具有非常重要的作用,它不僅能夠強化建筑墻體的抗剪能力,同時也因為圈梁和構造柱的相互連接成為一個整體,能夠有效約束建筑砌體裂縫開展,在總體上提高了建筑結構的抗震能力。正是基于以上考慮,在進行磚混結構設計時必須要高度重視構造柱問題。一般而言,構造柱設計存在著以下幾種問題:

第一,重大梁下面的構造柱未能依照承重柱設計。通常而言,構造柱生根在地圈梁當中,不會在另行設置單獨的基礎,使得構造柱同時發揮著承重柱的作用,因此,構造柱底部所承載的荷載必然會超過基礎自身設計的抗沖切、抗彎部以及局部承壓強度,非常容易導致構造柱底部出現裂縫。因此,建議重大梁下面的構造柱應該依照承重柱進行設計。如果梁的跨度和上部荷載均比較小,假設在不考慮構造柱作用的前提之下墻體抗彎強度和局部承壓滿足要求,則也可以把構造柱設計在該梁的下面。

第二,構造柱通常作為承重柱來進行設計。不少建筑設計方案將構造柱作為承重柱進行設計,如此一來,使得構造柱提前受力,顯著降低了柱體本身對于砌體的約束作用和拉結作用,如果建筑物所在地為地震多發區,一旦發生地震,則構造柱一定會因為應力集中成為最先遭受破壞的部位。這樣的設計方案不僅無法發揮出構造柱原本具備的約束作用和拉結作用,而且會成為整個建筑構造當中的薄弱環節。

2.3 建筑框架設計中的縱向框架設計沒有得到重視

依照目前現行的建筑抗震設計標準當中的規定,需要依照兩個主軸方向來各自計算水平地震作用,該主軸方向上的抗側力構件需要承擔該主軸方向的地震作用。這便說明了對于建筑框架設計而言,不論是橫向框架設計還是縱向框架設計均具有著同等重要的功能與作用。但是在一些非抗震的建筑設計方案當中,不少設計者在設計縱向框架的時候僅僅將其視為普通的連續梁,進而導致該梁柱的節點、框架中的箍筋配置和縱筋配置不能夠滿足框架柱和框架梁的相關要求。建筑框架設計中的縱向框架設計沒有得到重視會使得設計方案在實際中出現箍筋配置、縱筋配置、支座負筋等三者都無法滿足相關要求的問題。

2.4 未能夠合理選擇懸挑梁截面高度

設計者往往只注意了對梁的強度和抗傾覆進行驗算,而忽略了對梁撓度的驗算。梁高選用過小,常引起梁截面的受壓區應力過高,在正常使用狀態下,梁截面受壓區產生非線性徐變。梁撓度隨時間的推移不斷加大。挑梁的變形引起梁板出現裂縫,裂縫寬度隨著挑梁變形的加大而加寬,影響了房屋的正常使用。據筆者觀察,這種挑梁的變形發展到后期,梁支座截面上部受拉區常常出現較寬的豎向裂縫。受支座附近剪彎作用的影響,豎向裂縫向下延伸發展為斜裂縫,此時梁已接近破壞,當為托墻挑梁時,粱過大的撓度引起梁上墻體在梁支座附近出現裂縫。裂縫在梁支座處沿斜向延伸,梁縫愈靠上愈寬。挑梁的截面過小對結構的抗震也很不利。懸挑結構對豎向地震的作用最為敏感。梁高小時.截面的相對受壓區高度較大,梁的延性減小,在豎向地震作用下易發生脆性破壞,失去承載力。

2.5 未能夠合理設計承重柱截面高度

這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計人員誤認為六度設防就是不設防,為受力分析方便,他們故意把柱子的截面高度設計得過小,使粱柱的線剛度比加大(由于一些結構設計手冊中規定:當梁柱的線剛度比大于4時,計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支)。把梁簡化為鉸支梁,梁柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結構受力分析,但卻給房屋結構埋下了隱患。因為,這樣做忽略了梁柱間的剛結作用,即忽略了柱對梁的約束彎矩,加之柱截面的配筋都較小,結構一旦受力后,柱頂抗彎剛度必然不足,從而柱子在梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫,形成塑性餃。這樣在正常使用情況下,柱子已開始帶鉸工作。這不但影響了房屋的耐久性,而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是,這樣的結構一旦遭遇地震作用,將會倒塌,這違背了現行抗震規范中“強柱弱梁”的設計原則。

3、結束語

房屋建筑結構設計不僅具有高度的系統性和全面性,還必須要符合自身的設計規律,其設計人員不但必須要具備深厚的理論知識,還必須要具備認真負責的設計態度、創新開闊的設計思維。本文以為,通常分析和研究當下房屋建筑結構設計中常見問題,能夠有效提高設計方案的質量,產生更多的更加經濟、更加科學、更加現代的建筑結構設計方案。

參考文獻:

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