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高層建筑的設計要點范文1
引言
城市高層建筑的建設不僅代表著一個城市的經濟發展水平,而且對提升城市的影響力也有著至關重要的作用。目前,隨著城市化進程的不斷加快,城市人口數量的不斷增加,城市建筑逐漸向高層發展,以通過擴大建筑上部空間來平衡人口眾多和居住、生產空間問題。但縱觀我國城市的高層建筑設計情況來看,不管是在高層建筑物的造型外觀還是地理分布情況,建筑物都缺乏整體性,高層建筑物在城市中分布雜亂無章,從感官角度分析,難以給人們帶來親近感。城市高層建筑發展之所以會帶來如今這一現狀,究其原因主要是因為高層建筑在設計過程中沒有把握好建筑物分布及外觀的整體尺度和親人尺度。高層建筑構造設計中往往過分地追求、新、奇、特,突出建筑物體同其他建筑物的不同之處,但是對高層建筑設計要點卻沒有進行深入細致的分析研究,使得城市高層建筑呈現出整體性差,難以凸顯城市高層建筑特點的同時,又能給人們帶來使用的便捷性,滿足人們生產、生活對建筑空間環境的需求。所以,如何提高城市高層建筑設計水平,滿足人們對現代高層建筑的各種需求,我們必須透徹地了解高層建筑的設計原則及設計要點。
1城市高層建筑設計所要遵循的原則
1.1整體尺度原則
城市高層建筑設計的整體尺度原則是指建筑各組成主體間的有機聯系及產生的視覺效果。整體尺度原則主要強調的是建筑物整體性,在高層建筑整體性設計時要充分考慮建筑的主體、裙房以及屋面三個主要因素,將三要素有機結合在一起按照統一的尺度參考體系進行設計,而不是將三者單獨地按照各自的參數體系進行設計。只有這樣才能使三者有機的融合在一起,打造具有整體性的優秀建筑工程設計作品。
1.2近人尺度原則
近人尺度原則在城市高層建筑設計中的內涵是建筑物的進出口以及底層部分的尺寸大小能給人帶來視覺享受的同時又能方便人們使用。其中,建筑物進出 口是用戶每天都要使用的部分,進出口設計質量對用戶的感官刺激較大。所以在高層建筑設計時要將近人尺度設計理念充分地融入到設計思路中,合理地劃分建筑物入口處的柱子、檐口、大門以及墻面的尺度,細化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在滿足用戶對建筑功能性需求的基礎上,又能給人們帶來感官享受。
1.3細部尺度原則
細部尺度是指高層建筑所采用的施工材料的質感,是更為細膩的建筑尺度劃分。在高層建筑設計時應透徹地了解人們對建筑材質的標準要求及喜好程度。一般情況下,我們對事物的評價,都是通過眼觀以及手摸的方式去對事物進行進一步的了解,然后從主、客觀角度對該項事物做出綜合性評價。所以,設計人員應遵循細部尺度原則,采用人們能夠接受的喜愛的建筑材質塑造建筑工程作品,給人們帶細部尺度主要是指建筑材料的質感,指高層建筑更細分的尺度大小。
2城市建設中高層建筑設計要點
2.1高層建筑采光設計
隨著人們節能減排意識的不斷提高,發展節能型建筑是當今建筑工程領域發展的總體態勢。高層建筑內的照明能耗比較大,如何通過有效的措施降低人工照明對能源的消耗及利用日光照明是當今建筑工程領域必須要重視的課題。目前,比較先進的日光采集系統主要有以下幾種:(1)提高單位面積進光區的日光量,利用太陽光為建筑提供照明需求,可有效降低人工照明對能源消耗。(2)為了能在不增加窗戶周圍的陽光強度且能使其到達采光更深的工作區域,可以通過陽光發射到屋頂平面來完成。(3)在不改變建筑構造的基礎上,如增大建筑窗戶的面積或數量來采集更多的太陽光,而能較好地滿足建筑內照明需求的同時又不會在強烈的太陽光下給用戶帶來不適感覺,可通過陽光直射阻擋系統來解決。該系統是利用光線的折射計反射原理為設計依據的。
2.2高層建筑的抗震設計
抗震設計是高層建筑工程設計的重要內容,抗震設計質量對提升高層建筑的抗震能力有著直接的影響?;诘卣痤l發的現實情況,加強高層建筑抗震設計工作是現行建筑工程領域必須要關注及重視的問題。在高層建筑抗震設計時候需要注意以下要點:建筑大廳的四角及建筑外墻位置應設置構造柱,并根據高層建筑要求的具體抗震等級合理確定構造柱數量。建筑框架山墻以及縱向方向的墻體是否設置構造柱用來分擔磚墻荷載;在高層建筑抗震設計前設計人員應深入到施工工地進行工程地質勘探,牢固掌握高層建筑施工所在地地質情況及發生地震災害的頻率情況,以此為依據進行高層建筑抗震設計。在抗震設計中設計人員應嚴格按照《建筑抗震設防分類標準》劃分的設防等級進行設計不得以經驗隨意地更改建筑的設防等級,如果提高建筑的設防等級會額外地增加工程成本投入,而降低建筑設防等級則會降低建筑的抗震能力,一旦地震災害來臨將會對建筑及人們生命財產安全帶來極大危害。
2.3高層建筑的消防問題設計
基于高層建筑樓層數多,人群分布密集,一旦因為某種原因發生火災,高層建筑的電梯將會全部停止運行,人們只能通過逃生樓梯逃生,到達安全地帶。基于高層建筑聚集人員眾多,逃生樓梯空間有限,人員安全疏散難度較大,所以,如何有效快速地疏散人員至安全地帶是高層建筑設計人員需注意的設計要點問題。筆者認為在高層建筑消防問題設計時,除了要在建筑工程圖紙中標明各層的安全通道位置,還需要在不影響建筑整體性及安全性的基礎上拓寬逃生樓梯或多設置逃生通道。當然這只是筆者的一些拙見,如何有效地在火災發生時快速地疏散人員還需廣大的高層建筑設計人員進一步地探究。
結束語
當今科技迅猛發展,社會發展和城市相關建設也隨之更上一個水平,發展之勢銳不可當。在這個背景下,城市居民對生活的環境以及生活的水平都有了更高的需求。城市內的建筑逐漸達到飽和,城市的空間利用水平要求十分高,要在有限的空間通過科學合理的建筑設計增加建筑的功能性。同時,人們的審美觀念逐漸提高,對建筑的藝術價值也有所追求,在一定程度上,高層建筑代表城市的氣質。本文通過高層建筑與多層建筑的各項對比,對影響高層建筑設計的各項因素進行探討。
參考文獻:
[1]田毅,陳丹娜.淺議高層建筑設計與城市空間整合[J].價值工程,2011(12)
[2]魏國,李楠.高層建筑設計存在的問題[J].價值工程,2011(06)
高層建筑的設計要點范文2
關鍵詞:高層建筑;給排水;設計
Abstract: High-rise buildings were different from other construction, high-rise building has the characterized by: high, too many layers, complex function, a large amount of water drainage, and the relatively high demands. Therefore, building water supply and drainage engineering design should to fully adapt to these new requirements. This chapter takes a concrete engineering example as object, combined with the author's work experience, analyzes a high-rise building water supply and drainage system design.
Key words: high-rise building water supply and drainage; design;
中圖分類號:TL353+.2 文獻標識碼:A文章編號:
1 工程案例的概括
本文選取的高層建筑實例為某綜合樓,綜合大樓集商場、餐飲、辦公、住宅等功能為一體。工程項目的地下1 層為車庫和相應的設備房;首層的一部分架空結構,另一部分為小商鋪何商場;地上2 層設置相應的餐飲、商場以及配套辦公室,第3 層至第28 層是6 棟住宅塔樓。項目的建筑高度為94.5m,總建筑面積為125 000m2 。
2 給水系統的設計要點
無負壓給水。當自來水管網一旦出現停水或者其他的問題,這樣就極有可能影響到儲備水的供應。結合本地的實際供水狀況,工程最終采用變頻調速的方式進行供水,這種供水方式控制方式較為簡單,而且還根據泵后的壓力的變化情況來進行水泵的轉速以及多水泵時啟泵臺數的調配的調整,因此在實際供水過程中能做到供水的無級調速,無論水箱的進水浮球閥是否開閉以及開閉大小如何,都可以實現有效供水,這樣無疑增加了工程供水的可靠性。
市政的供水壓力為3.2MPa。為了充分發揮市政水壓的作用,在工程的地下1層至地上6層采用市政壓力進行直接供水;再7層以上的樓層采用兩套變頻設備進行供水。具體的分配為:在7層到18層的樓層采用相應的低區變頻設備進行供水;其中7層到12層的樓層的供水可以經過可調式減壓閥進行相應的減壓后然后進行供水。在19層到28層的樓層采用相應的高區變頻設備進行供水;其中19層到24層的樓層同樣經可調式減壓閥進行相應的減壓后然后進行供水。
住宅塔樓的總戶數為624戶, 日用水量的最高值為655m3,要設立容量為150m3的生活水池,生活水池要進行劃分為兩個容積基本相等同時能夠獨立使用的部分。
水池的泄空管從吸水坑底的位置進行接出,然后排入到泵房的集水井?!督ㄖo水排水設計規范》中的第3.2.4條第一款規定,出水口不能被任何液體或者雜質所淹沒。根據這條規范,以上的操作可能有些問題,然而筆者認為針對這種情況,只要能夠充分做足相關的安全措施就可以了,水池溢流水位發出報警并且同時將進水管上的電動閥進行關閉、集水井潛水泵的排水能力保證不低于水池進水管的相應流量,同時在集水井設置相應的超高水位報警連接到相應的消防中心。只要做足以上的相關安全措施,一般情況下集水井的水位就不會高過水池底坑相應的排水管口。
3 排水系統的設計要點
本工程的污水、廢水的排放采用合流制,室內的污、廢水經過化糞池集中處理后排放到市政污水管網;二層餐飲場所產生的廢水經過隔油池進行相應的處理后直接排入到相應的室外污水管網;地下室的廢水利用潛水泵進行提升,然后排放到室外污水管網。
1)對集水井的優化設計。一般要在消防電梯的位置設置一個獨立的消防集水井。由于文章選取的案例工程的地下室沒有設置相應的人防工程,如果在消防電梯的旁邊設置相應的集水井,那么在結構上必然會降低電梯筒的大承臺,這樣必然會增加相應的工程成本,筆者的想法是將集水井轉移到車庫內與車庫的集水井進行共用。雖然電梯前室與周圍的車庫都是屬于相同的一個大防火分區,然而電梯前室與車庫連通的門均為甲級防火門,為了避免因為管道的連通對兩區域的防火安全性產生破壞,即為避免當車庫的汽油發生相應的火災時火災會沿著管道傳遞到電梯筒等現象的發生。筆者的對策是將消防電梯底坑與集水井之間的的排水管延伸到集水井的潛水泵吸水高度以下位置,即為水面以下的位置,同時在短立管的頂端設置相應的管堵,進而便于以后的清掃工作。
2)衛生間與廚房分設廢水立管的相關問題。根據《住宅建筑規范》的相關規定,住宅廚房與衛生間應該分別設置相應的排水立管。在工程中的普遍做法是排水立管到達相應的轉換層后,將兩種管道進行合并。然而在沒有中水回用的工程項目中,可以不必受此項規定的限制。分設立管的具體目的是為了防止衛生間產生的大流量的坐便器在沖水時會對廚房間洗菜池的水封產生破壞,從而造成衛生間排水管道內的污濁有害氣體流竄到廚房內危害。因此,當衛生間內已經設有專用的通氣管時,可以就近把廚房間的排水管接入到衛生間內的排水立管,這樣就能避免發生因水封破壞而造成相互串氣的現象。尤其在高層住宅頂部的空中別墅中,一般情況下,廚房間與下部的標準層廚房間會在不同的位置,沒有必要專門為廚房間設置一根由28層直至地上一層的排水立管,然后再將其接出室外,可就近將該層廚房間的排水管接入到相應的衛生間內的排水立管。
3)底部橫支管與立管的連接。工程施工過程中通常采用的做法是:
(1)在底部兩層位置增設單獨的排水立管,同時設置伸頂進行通氣,或者采取增大立管的管徑的措施而不設置相應的伸頂通氣。這種傳統做法的缺點是增加了立管的使用量,外表不美觀而且增加相應的工程造價同時還占用了更多的室內空間。
(2)在底部廚房的排水支管上設置相應的排水止回閥,支管設置在廚柜的內部方便相關的檢修工作。而底部陽臺洗衣機的排水要選擇使用相應的塑料無水封磁性翻斗式的地漏。這兩種新型排水配件都具有防倒灌以及防臭氣的相關功能。同樣,在不設洗衣機的陽臺同樣可以全部采用這種塑料無水封磁性的翻斗式地漏,這樣可以有效避免由于普通地漏的水封發生干涸引起臭氣溢出的現象,因此,在設置有洗衣機的陽臺的排水管都要接入相應的市政污水管網。
(3)根據《住宅建筑規范》的相關說明和規定,應在管材靠近與臥室相鄰的內墻時,采取相應的消聲措施。目前在實際工程大量使用的室內塑料的排水管材主要有下面4種:一是硬聚氯乙烯直壁排水管,二是硬聚氯乙烯內螺旋管,三是中空壁消聲硬聚氯乙烯管,四為中空壁消聲硬聚氯乙烯螺旋管。第1種在工程中用得最多,不用進行過多的介紹;第2種管材的優點是流量比直壁管較大,同樣還有一定的降噪效果。因此將這種管材用作十幾層建筑的污水立管時,可以不設置專用的通氣管;第3種管材的應用場合為只要求降低相應的管道噪聲的排水管,隔音效果要好于第2種;第4種管材可以用在那些一方面要求降低噪聲,另一方面又要增大流量的相關場所。根據上述特點,在本工程室靠近臥室位置的污廢水立管選用中空壁消聲硬聚氯乙烯管。
4 消防系統的設計
在本工程中設置了相應的消火栓系統、、氣體自動滅火系統自動噴水系統以及手提式滅火器。相應的用水量標準為:室內消火栓的用水量為40L/s ,火災延續時間為3小時;室外的消防用水量為30L/ s,相應的火災延續時間同樣為3小時;自動噴淋系統的用水量為30L/s,相應的火災延續時間為一小時。
4.1消火栓系統的設計
1)室外消火栓系統選擇由小區內的環狀市政管網進行供水;
2) 室內的消火栓系統分為兩個部分。低區部分為從地下1層到地上16層,由小區低區消火栓加壓給水管網進行供水;高區部分為從17層到28層,由小區高區的消火栓加壓給水管網進行供水。屋頂水箱的消防儲水量為18m3,設置高度應該使最高層消火栓滿足7m的靜水壓力。
4.2自動噴水滅火系統的設計
自動噴水滅火系統可以分為兩個區。低區部分為地下1 層~16 層,由室外小區的低區噴淋加壓給水管網進行供水;高區部分為從17 層到28 層,由室外的小區高區噴淋加壓給水管網進行供水。屋頂水箱的設置高度要求滿足最高層消火栓保證7m的靜水壓力。
4.3其他
【參考文獻】
[1]袁文蔚.高層住宅給排水及消防系統的設計[J].安徽建筑工業學院學報:自然科學版,2004,(4).
[2]尹綱領.高層建筑給排水設計應注意的幾個問題[J].山東建筑工程學院學報,1996(3).
高層建筑的設計要點范文3
[關鍵詞]高層建筑 設計
中圖分類號:TU 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)31-0093-01
一、引言
目前,高層建筑普遍存在的特征是:層數多、房間多、使用人員多,所以對現代建筑的結構設計工作的效率與質量要求也越來越嚴格。對于一棟高層建筑來說,建筑結構的設計應對各方面的因素與條件進行綜合考慮,應該采用先進的設計理論、模式與方法,對設計方案不斷完善,從而提供給工程項目建設必須的技術文件,以提高建筑結構設計的質量。高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創造,還要以人的尺度為參考系數,考慮到人的觀察視點、視距、視角。
二、高層建筑設計原理
1、城市尺度
高層建筑的體量巨大,高度很大,給城市帶來了重要影響。因此,確定高層建筑的位置、高度時也要充分考慮到該城市的尺度、傳統文化,不當的尺度會對城市產生不良的影響,改變了城市傳統的歷史文化。以上海市為例,黃浦江原本是城市一條重要水系,原本具有寬大、雄壯的氣勢。但是建成東方明珠塔后,因過于靠近黃浦江,使得其他高層建筑也跟著靠近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,原有的雄壯也不復存在了,同時老上海的歷史與文化也被改變了。從這個層面上看,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
2、整體尺度
整體尺度指的是高層建筑裙房、主體和頂部等主要各構成部分之間的相互關系及給人的感覺。設計師十分注重整體尺度,關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但是都強調整體尺度均衡的重要性。所以,把握建筑物的整體尺度是十分重要的,在設計的過程中要注意以下兩點:
第一,高層建筑一般由裙房、主體和頂部三個部分組成,也有些建筑在設計中加入了活躍元,這樣才能使建筑造型活躍起來。造型美的高層建筑能很好的處理好各部分之間的尺度關系,同時也應該有個統一尺度作為參考,如果每一部分的尺度參考系都各不相同,那么整個建筑就會變得含糊、無法把握。
第二,劃分高層建筑各部分細部尺度時應該在整體尺度的基礎上進行,對主要部分進行更為細致的劃分,只有尺度具有等級性,才能使各個部分造型構成更為豐富。最高的尺度等級部分是高層建筑的某一整個部分(裙房、主體和頂部),而最低部分通常采用層高、開間的尺寸、窗戶、陽臺等這些為人們所熟知的尺寸,這樣就能使人很容易觀察到該建筑該部分的尺度大小。
3、街道尺度
街道尺度指高層建筑臨街面的尺度對街道行人的視覺影響。這是人對高層建筑近距離的感知,也可以作為高層建筑設計中的一個重要環節。臨近街道的高層建筑部分的尺度確定,應主要考慮到街道行人的舒適度,高層建筑主體因為尺度過大,易向后退,使底層的裙房置于沿街部分,減少了高層建筑對街道的壓迫感。
因此,為了保持街道空間及視覺的連續性,為了保持街道空間及視覺的連續性,高層建筑臨街面必須要與沿街的其他建筑保持一致才行,交相呼應。
4、近人尺度
近人尺度是指高層建筑最底部分及建筑物的出入口的尺寸給人的感覺。這是使用者接觸最多的,也是最容易被人觀察到的。尺度設計應該是以人的尺度做為參考系,過大或過小都不合適,過大易使建筑缺少親近性,過小則減小了建筑的尺度感,使建筑猶如玩具。在近人尺度處理中,還要注意劃分建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度,尺度感要更細為宜。在近人尺度處理中,應特別注意建筑底層及入口的柱子、墻面的尺度劃分,檐口、門、窗及裝飾的處理,使其尺度感比以上幾個部分更細。此外,還要限定入口部分及建筑周邊的空間,從而創造出一個由街道到建筑的過渡緩沖的空間,使人的心理有一個逐漸變化的過程。
三、高層建筑設計的要點
1、地基與基礎設計
地基是高層建筑結構施工的基礎。在進行高層建筑結構設計的過程中,建筑設計師必須要全面了解建筑地基情況,并全面分析建筑結構和建筑環境,從而使環境和施工結合在一起,以提高可實行性。由于我國建筑環境差異較大,地質情況也各不相同,所以設計人員在設計的過程中要深入研究地質狀況,從而保證工程的順利進行。此外,設計人員要先勘探好地質水位,并綜合考慮地質數據、上層結構類型、使用功能、施工條件等。還要了解建筑物設置位置及標高,這些都是工程順利進展的保證。
2、發揮出廣場的作用
高層建筑的體量巨大,總是給街道空間一種突然的壓迫感,讓人感到像是從一個大空間突然進入一個小空間,其原因就是高層建筑的體量所造成的對比。所以,凡是在設計處在街道兩旁體量巨大的高層建筑時都應該對其進行后退處理,同時在其退出的用地上設計出一個廣場空間,這個廣場空間將起到空間的緩沖作用。同時,因高層建筑的建筑面積大,容納的人員較多,出入口人流密度相對較大,在一定程度上,后退出的廣場空間也起到緩解交通壓力的作用。換而言之,廣場空間往往在街道空間以及城市空間中也起到非常重要的作用,能夠給公眾留下較深的印象,也往往能成為城市的焦點,這就是共享空間的好處。所以,在設計高層建筑時應該優先考慮將廣場和建筑形成一體。
3、水平荷載方面的問題
建筑施工過程中,有很多因素影響建筑質量,主要有:垂直荷載、風力產生的水平荷載、地震抵抗力等。其中,水平荷載對建筑質量起決定性作用。水平荷載是建筑結構設計的主要控制因素,在樓房自重及樓面自重等方面具有非常好的結構控制效果,它能對樓房結構進行傾覆,也加強了建筑豎構件的作用力。當建筑設計人員分析水平荷載的大小和方向時,還要對水平荷載可能導致的高層建筑結構問題進行預防和控制,加強對建筑結構的強化效果,減少水平荷載造成的建筑結構問題。
4、對一些處理手法進行巧妙的運用
高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大,但是可以對底層部分進行一些巧妙的處理,以實現豐富空間形式的目的。通常來說,我們可以采用底層架空和入口縮進的手法。目前,底層架空的處理手法是現代建筑的特征之一,它可以在高密度的環境中爭取到寶貴的用地,并將城市道路、廣場和建筑有機地結合在一起,形成通透的、公共的開放空間,為市民提供一個休憩的地方。此外,還能對人流、視覺擁擠的狀況進行有效的改善,將幾個主要的公共場所連通起來,從而增強城市空間的層次感。
四、參考文獻
[1] 丁勇春、曹魏《對高層建筑結構設計的探討》[J],《新建筑》2012年12期。
[2] 趙麗《論我國高層建筑基礎理深及嵌固端》[J],《江蘇建筑》2009年03期。
高層建筑的設計要點范文4
關鍵詞:高層建筑剪力墻結構設計要點
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
在剪力墻的結構設計中需要考慮多方面的問題,以使剪力墻一方面可以充分發揮其抗震、抗風的作用,另一方面也可使剪力墻與其它結構組成復合的結構體系,優勢互補,既保證建筑的安全性,同時也提高了建筑的使用功能。因此,作為設計人員要充分發揮主觀能動性,在剪力墻結構設計中應用多學科的知識,力求設計出既安全實用又經濟的剪力墻結構。
一、 剪力墻結構設計的基本原則
1、剪力墻高和寬尺寸往往比較大而厚度卻很小,受力形態接近于柱,然而它與柱的區別主要在于其肢長和厚度之間的比值,當比值小于或等于3 的時候可以按照柱來設計,當比值是3~5 之間的時候則可以視為異形柱,并按雙向受壓構件設計。
2、剪力墻結構設計中,墻是一個平面構件,它承受沿著平面作用的水平剪力和彎矩外,還承擔著豎向壓力。在彎矩和剪力等結合狀態下工作,其在水平力作用下就好似一底部嵌固與基礎懸臂梁在地震作用或風載下剪力墻除了要滿足剛強度的要求外,還必須要滿足非彈性變形反復循環下的延性。
3、剪力墻的特點是,在同一平面內剛度和承載力較大,而平面外剛度以及承載力則相對偏小。當剪力墻和平面以外的梁相接時,就會造成墻肢平面外彎矩,然而通常情況下不會驗算墻的平面外剛度和承載力,所以應避免平面外搭接,實在避不開時則應按照有關規定來采取相應的措施,以便于保證剪力墻平面外的安全。
4、墻的設計計算是考慮到豎向和水平作用下的結構整體分析,以求得內力后,按照偏壓或偏拉進行正截面承載力和斜截面受剪承載力來進行驗算。在剪力墻承載力計算中,對帶翼墻的計算寬度一般都是按以下情況來取最小值的;門窗洞口之間的翼緣寬度;剪力墻之間的距離;墻肢總高的十分之一。
二、高層建筑剪力墻結構設計需要關注的要點
1、 重視轉換層的結構設計
根據人們對建筑的需求,在現代條件下,人們更加重視建筑的功能性,在使用功能上,建筑的上層和下層也有不同的機構設置。所以在布置高層建筑的結構時,就需要考慮到一定的變化性。在設計布置時,尤其需要設置好轉換層的結構。這樣在實際中就需要重視起設計剪力墻結構的工作,在高位轉換底部的大空間中,結構比較復雜。這主要是由于在轉換高位的時候,升高質量與剛度都較大的轉換層,就需要對其進行有效的調整,使其本身和上限的剛度接近一致。但是對于轉換層來說,其本身的剛度和質量都不宜太大,在最后檢查轉換層的附近層間位移角是否達到了一種均勻的分布狀態時,還需要處于一種水平條件下,來對空間做出精確的分析,對其均勻情況進行檢查。在實際設計時采用了轉換層的結構設計形式時,需要選擇那些剛度和重量都偏小的材料,而在實際計算時,還要多加選擇組合數據中的振型數。這樣就可以通過計算來發現存在于結構設計中的薄弱環節,之后就可以分析內力的分配特點來進行研究,科學的改善設計中薄弱部分的性能,并對構件配筋做出合適的調整,以改善薄弱部位的性能,保證高層建筑的結構安全。
2、 有效的優化連梁設計
在對連梁抗震性與非抗震性設計時,從高跨比上來分類主要有兩種,分別是高跨比大于2. 5 與小于2. 5 兩種,同時這也對受剪承載力與截面的配筋有著相應的規范要求。因此在對連梁設計時可以采用兩種方式。首先是在開始計算內力之前,要先拆減連梁本身的剛度。其次是在計算內力之后,還需要在連梁的彎矩組合與剪力上乘以折減系數。在計算的時候還需要注意的是,無論采取哪種算法,在實際使用時都需要來確定相應的剪力和彎矩設計值,并且這個數值要比調整之后的數值要小。另外,在設計彎矩的時候,也要根據低于預防烈度一度地震組合值來獲得,這樣就可以保證在正常使用情況下,或者是出現小型地震時,可以有效的預防裂縫,最終保證高層建筑的結構安全。
3、 優化設計上下部的結構
⑴減少結構上部的剛度,具體來說就是在實際設計時,在上部結構中盡量的少設置剪力墻結構。而在上部結構符合相應的壓軸比后,要盡量的縮短墻肢。
⑵加大結構下部的剛度。在高層建筑滿足相應的功能需求后,就可以在較大的空間層之中來設置一定的落地剪力墻結構,但是要均勻的布置,避免集中布置。其次,針對轉換層的上下部剛度也要合理的選擇。剪力墻轉換的剛度如果過大,在實際中就會增加對地震的反映能力以及要提高豎向的剛度要求,但是這樣就會增加材料用量,在經濟上是不合理的。剪力墻的轉換層剛度如果過小,在實際中也很容易出現沉降現象,這樣就會在水平結構和上部結構中出現明顯的次應力現象,增加配筋的使用量。其中一個最突出的表現就是正交主次轉換梁與次梁之間的轉換,而此時,就需要來合理的選擇截面的尺寸,還要考慮剛度是否達到了相應的設計要求。
4、剪力墻截面厚度和墻體配筋
相關規定要求剪力墻結構的厚度要根據抗震等級系數選取。為了保證剪力墻結構的抗震性、剛性和穩定性,一、二級剪力墻底部加強部位墻厚應大于200mm,大于層高的1/17,其他部位墻厚要大于160mm,墻端頭無翼墻或暗柱的時候,墻厚要大于層高的1/12,但是這些規定不適用于低高層和八度地震區剪力墻結構的設計。控制剪力墻配筋有利于結構的安全性和工程的經濟性,在1~3 級抗震等級的剪力墻中,豎向、水平分布筋的最小配筋率應大于0.3%,部分框支剪力墻底部加強部位的配筋率要大于0.35%,上述配筋率比較適用于高層建筑的剪力墻結構設計;對于低層建筑、結構相對較矮小的建筑的剪力墻,其水平分布筋和配筋數量要適當增加。
5、合理的控制設計成本
在高層建筑剪力墻結構設計中,需要注意很多問題,不能忽視每一個細小的問題,否則就會給建筑質量造成不利的影響,甚至是造成人身生命安全事故。因此在設計剪力墻結時,框架結構中各種部件長度都要達到相關的規范要求,避免誤差。而在抗震方面,也要保證抗震墻的耗能能力與延伸能力,進行合理的配置。另外,在施工過程中還要合理的設置邊緣的構建。在建設高層建筑時,花費的成本也很高,所以在實際中,就要注意到每個建筑環節的消耗,盡量的把成本消耗控制在一定的范圍內,節約成本,提高建筑的經濟效益。因此在實際采購原料時,就可以選用具有高強度的鋼筋,以減少使用的鋼筋數量,節省材料采購資金。而在計算各種消耗成本時,也要從實際建筑情況出發,保證各種數據的精確性,避免由于計算錯誤而增加建筑成本。
綜上所述,對剪力墻的結構進行優化設計,不但能增大其抗側剛度,還能提高高層建筑的抗震性,有效降低工程造價成本,為建筑市場的布展發展做出突出貢獻。
參考文獻:
[1]郭兆偉. 高層框架剪力墻結構抗震設計的技術要點分析[J]. 建材技術與應用. 2011,21( 14) : 57 - 60.
[2]葛勇. 對高層建筑框架剪力墻設計的探討[J]. 建材與裝飾( 中旬刊) . 2010,10( 31) : 95 - 96.
高層建筑的設計要點范文5
關鍵詞:高層建筑;電氣設計;要點
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:
前言
隨著城市化步伐的加快,高層建筑一座座拔地而起。城市高層建筑的電氣設計工作是一項復雜的工程,在設計過程中應充分考慮其特點,構思表達、再構思表達、反復推敲、不斷深入發展和進行評價,并注重節能的功效,才能滿足現代高層建筑的各項需求。
一、高層建筑電氣設計的特點
與高層建筑電氣關聯的用電設備品種繁多。室內、樓梯過道、安全照明等屬于電器照明設備;貨梯、客梯等電梯設備;生活水泵和消防泵等給排水設備;冷卻塔風機以及水機組等制冷設備;引風機和鼓風機等鍋爐房設備;排風機、電冰箱等廚房用電;包括送風機、回風機、風機管盤在內的空調系統送電設備;包括正壓風機、排煙風機等在內的消防設備。另外,不同用處的高層建筑在用電量上也存在差別,不過總的來說耗電量比較大,再加上高層建筑的消防用電、客梯電力、應急照明等還要有分別獨立的電源。
二、高層建筑電氣設計要點
1、供電電源以及電壓的選擇
為保證現代高層建筑的供電可靠性,設置兩個相對獨立的電源是必須的,而電源的具體數量則可以根據負荷的大小以及實際的電網條件來定量。兩路獨立電源運行方式,原則上是兩路同時供電,互為備用。另外,還須裝設應急備用柴油發電機組,要求在15秒鐘內自動恢復供電,保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內高層建筑的供電電壓,都采用10kV標準電壓等級。
2、負荷的計算
高層建筑供電設計的重要參數依據就是電力負荷,其計算的準確程度對選擇合理設備并確保電力安全可靠的運行,都能起到重要作用,并發揮節能功效。一般電量負荷的計算方式主要采取負荷密度法與需要系數法。
3、防雷與接地
在現代高層建筑的接地設計中,由于高層建筑多選擇鋼筋混凝土剪力墻,與樓板之間有較為可靠的連接,重點在于金屬管線工作的保障?,F代高層建筑的防雷接地、電氣設備的保護接地和工作接地,都是合在一起的,組成混合接地系統。接地電阻按最小的要求而定,通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。盡管基礎鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求,仍需要裝設水平的人工接地體,將主要的建筑物基礎連接成接地網,這對均衡電位,提高安全性都有好處。 4、質量檢查存在很大漏洞,部分建筑質量存在很大隱患
4、高低壓電的配電系統
在高層建筑中,高壓配電系統的組成是兩路的 10KV 電源,兩路電源同時供電。一般來說,高壓配電采用的形式是單母線分段,自動切換的同時起到相互備用的目的。為了在電氣設計中使變壓器臺數盡量減少,一般單臺變壓器都采用容量大于 1000KV·A 的,正常狀態下的變壓器能夠解列運行,中間設置聯絡開關,來控制低壓時短路電流的情況。高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線?,F代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難,多采用全塑電纜與豎井母干線聯接等等。
5、主要設備的選型
高壓開關柜?,F代高層建筑的變配電室設在主樓地下層,按規定不宜采用油開關。應根高層建筑地下室的標準,選用具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。電力變壓器。根據防火要求,主樓內是不允許裝設大容量的油浸電力變壓器的。低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構,幾乎都做成抽屜式,特別是大容量的出線,則做成手車式。應急備用發電機組。過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發電機。這種發電機具有體積小、重量輕、反應速度快,故障率低等優點。
6、電氣照明設計
電氣照明設計,包括光源選擇、照度計算、燈具造型,燈具布置,眩光控制和調光控制和照明配電線路敷設等。照明設計與建筑裝飾有著非常密切的關系,應該相互配合,在使用功能及藝術意境方面求得統一。選用高光效電光源,可以取得節能的明顯效果。 照明線路和供電方式要求安全可靠、經濟合理、電壓穩定。由于電氣照明線路與人們接觸的機會較多,所以電氣照明設備外露的、不應帶電的金屬部分都須絕緣或接地。重要場合的照明和事故照明,要有兩個電源供電,確保供電可靠。照明線路最好專用,以免受其他負荷引起的大電壓波動,影響電光源的壽命和照明質量。
7、消防自動滅火與報警機制的設計
隨著科技的進步,高層建筑在火災自動報警滅火機制方面也逐漸統一,目前主要包括 5 個部分:火災探測器、分區消防報警控制器、消防中心、自動灑水滅火器和氣體自動噴射,以保證報警滅火自動化系統。在這個過程中,由探測器探測火災信號,并自動轉為電信號,電信號進入分區報警器以及消防中心,轉為聲光報警信號。而整個消防指揮與監控由消防中心完成。由于高層建筑消防用電設計跨多學科,規模、功能和控制范圍都日趨復雜,因此設計的復雜程度也越來越高。
8、電梯
電梯按使用功能分,有高級客梯、普通客梯、觀景梯、服務梯、消防梯、貨梯、自動扶梯等許多種;按速度又分為低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯等;按電流分則有交流和直流兩大類。設計人員的任務是要確定電梯臺數和決定電梯功能。電梯的配置和造型,不是電氣設計人員單方面所能決定的,必須與總建筑師或總體交通設計人員共同研究才能確定。
二、高層建筑電氣的節能設計
我國一直以來都是一個地域發展不平衡,能源相對缺乏、人口較多的國家,目前前全球能源緊缺、人口不斷增長的情況下,城市高層建筑電氣設計呈節能化發展趨勢。在城市高層建筑設計中注重節能是十分必要的,其具有的意義也是較為深遠的。近年來,隨著“綠色工業革命”的興起,節能成為當前經濟建設的重要目標。城市高層建筑電氣設計的節能化發展代表著建筑行業技術應用的高水平階段,是建筑行業傳統工業技術與現代的信息技術完美結合的產物。由于高層建筑多建筑功能全面而設施復雜,所以其對設計和管理的要求就非常嚴格。有鑒于不同的設備其功能和性能存在著很大的差別,所以盲目的追求最新和最全是非常不切合實際的。電氣系統的操作簡單,設計要經濟合理,技術先進但要選擇可靠實用經過實例證明成功應用的產品,選擇穩妥、可靠的新技術, 盡可能簡化系統, 力求做經濟節約、技術可靠和質量過關, 切勿盲目求新貪大。住宅用的衛生間及其上下樓梯間應盡量選擇節能顯著的吸頂燈為宜,雖然這類燈具的功率相對較低,但是也可以滿足人們和用戶生活的需要,所以選擇此類燈具會節約很多的電能。設計時應該從每個項目的實際出發, 選擇適應對路的系統和設備, 避免由于設備的功能和性能優點與局限性等的差別帶來的隱患或者損耗。要利用先進的技術,做好高層建筑電氣節能設計這一環節,才能推動在建筑中達到達到節能的目的。也只有這樣,才能使高層建筑使用時達到節能的效果。
結束語
社會還在不斷的發展,高層建筑電氣設計也隨著社會的發展在不斷的進步,設計中應少用能源,降低對環境的污染,選擇電氣節能的設備時,應對其性能、原理、效果等多方面因素給予考慮,在設計中實現舒適、安逸、安全和人性化的完善融合。
參考文獻
[1] 陳志民. 探討高層建筑電氣節能設計[J]. 廣東科技.2009(18).
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高層建筑的設計要點范文6
【關鍵詞】高層建筑;結構抗震;抗震防線;消能減震
一、地震對高層建筑的作用影響分析
(一)對高層建筑構件形式方面
1、在高層建筑的框架結構中,通常地震對板和梁的破壞程度輕于柱;
2、地震作用經常在多肢剪力墻(鋼筋混凝土結構)的窗下引起交叉斜向的裂縫;
3、如果混凝土柱配置螺旋箍筋,即使地震引起較大的層間位移,對柱以及核心混凝土作用并不明顯;
4、鋼筋混凝土框架結構,如長、短柱并用于同一樓層,長柱受損害較輕。
(二)對高層建筑結構體系方面
1、對于鋼筋混凝土柱、板體系的高層建筑,各層樓板因樓層柱腳破壞或者側移過大以及樓板沖切等因素而在地面墜落重疊;
2、對于“填墻框架”體系的高層建筑,由于受窗下墻的約束,因而容易發生外墻框架柱在窗洞處短柱型剪切現象;
3、對于“填墻框架”體系的高層建筑,地震對采用敞開式框架間未砌磚墻的底層破壞嚴重;
4、對于框架-抗震墻體系的高層建筑,地震損害不大;
5、對于“底框結構”體系的高層建筑,地震嚴重破壞剛度柔弱的底層。
(三)對高層建筑地基方面
1、如果地基自振周期與高層建筑結構的基本周期相同或相近,地震作用因共振效應而增加;
2、如果高層建筑處在危險和地形不利的區域,則容易使高層建筑因地基破壞而受損;
3、地基處地質不均勻,在地震作用下容易使上部結構傾斜甚至倒塌;
4、若高層建筑的地基處有較厚的軟弱沖積土層,則地震作用對高層建筑的損害顯著增大。
(四)對高層建筑剛度分布方面
1、對于采用L形以及三角形等平面不對稱的高層建筑,地震作用能夠使建筑結構發生扭轉振動,因而損害現象嚴重;
2、對于采用矩形平面布置的高層建筑結構,如果該建筑的抗側力構件(如電梯井等)布置存在偏心情況時時,同樣會使建筑結構發生扭轉振動。
二、高層建筑結構抗震設計常見的問題
(一)缺乏巖土工程勘察資料或資料不全
主要表現在:
一是建筑場地巖土工程的勘察資料在擴建初設計階段還沒有到位。
二是在擴初設計會審之后就直接進入了施工圖設計。
三是施工圖設計只是在簡單的規劃設計或方案設計會審后就直接出來了。
四是沒有巖土工程勘察資料。這樣設計就成了無源之水,無水之木,沒有依據。結構的平面布置中外形不規則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質心偏心大,同一結構單元內,結構平面形狀和剛度不均勻不對稱,平面長度過長等。
(二)一個結構單元內采用兩種不同的結構受力體系
如這一邊選用砌體承重,而另一邊或局部選用全框架承重或排架承重;還有一種是底框磚房中一邊為底框,而另一邊為磚墻落地承重,這種情況比較常出現在平面縱軸與街道軸線相交的住宅,一般設計為底層為商店,設計成一半為底框磚房(有的為二層底框),而另一半為磚墻落地自承,造成突變在平面剛度和豎向剛度二者之間,對抗震非常的有作用。
三、高層建筑結構抗震設計的方法
(一)選擇合適的抗震場地
每次地震發生時高層建筑都遭到很大的破壞,這除了是因為地址破壞了高層建筑的結構外,跟高層建筑的場地也有很大的關系。地震可能會引起的地表錯動與地裂,還可能會引起地基土的小均勻沉陷,滑坡和粉、砂土液化等。因此,我們應該選擇對建筑抗震有利的地段,同時應避開對抗震不利的地段,即使無法避開時,也應采取適當的抗震加強措施,應根據抗震設防類別采取加強地基和上部結構整體性和剛度,和根據地基液化等級部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施;當地基主要受力層范圍內存在軟弱粘性土層、新近填土和嚴重不均勻土層時,采用樁基、地基加固和加強基礎和上部結構的處理措施,應估計地震時地基不均勻沉降或其他不利影響,對于地震時可能導致滑移或地裂的場地,應采取相應的地基穩定措施。
(二)盡可能設置多道抗震防線
一個帶有抗地震性能的結構不能僅僅是一個單獨的結構,必須要由多個具有良好延展性的結構分體系來構成,從而使得各個延展性結構之間的構件能夠互相連接起來從而進行協同工作。比如框架剪力墻結構就是由帶有延展性的框架以及剪力墻這兩個分體結構來組成的,其剪力墻主要是由雙肢或者多肢的建立墻體結構組合而成的。
高層建筑在受到強烈的地震之后,還會受到多次的余震影響,如果建筑結構在進行設計的過程中僅僅建立了一道抗震的防御結構,那么在第一次的強震破壞之后,如果再遭遇到余震,必然會使得建筑結構因為損傷的不斷累積而導致傾斜或者坍塌的現象發生。建筑的結構體系通常來說都是都是分別建立在建筑的內部和外部,在受到地震破壞的過程中,內部和外部所分布的屈服區,能夠有效的將各個方向的能量進行最大限度的釋放,從而有效的提升了建筑結構的抗震性能,防止建筑發生倒塌的現象。
(三)對可能出現的薄弱部位,應采取措施提高其抗震能力
1、構件在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎。
2、要使樓層(部位)的實際承載能力和設計計算的彈性受力的比值在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位)的比值有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。
3、要防止在局部上加強而忽視了整個結構各部位剛度、承載力的協調。
4、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有效手段。
(四)提高短柱抗震性能的應對措施
1、提高短柱的受壓承載力
提高短柱的受壓承載力可減小柱截面、提高剪跨比,從而改善整個結構的抗震性能。減小柱截面和提高剪跨比,最直接的方法就是提高混凝土的強度等級,即采用高強混凝土來增加柱子的受壓承載力,降低其軸壓比;但由于高強混凝土材料本身的延性較差,采用時須慎重或與其他措施配合使用。此外,可以采用鋼骨和鋼管混凝土柱以提高短柱的受壓承載力。
2、采用鋼管混凝土柱
鋼管混凝土是套箍混凝土的一種特殊形式,由混凝土填入薄壁圓形鋼管內而形成的組合結構材料。由于鋼管內的混凝土受到鋼管的側向約束,使得混凝土處于三向受壓狀態,從而使混凝土的抗壓強度和極限壓應變得到很大的提高,混凝土特別是高強混凝土的延性得到顯著改善。同時,鋼管既是縱筋,又是橫向箍筋,其管徑與管壁厚度的比值不應大于90,配筋率也應控制在4.6%以內。
3、采用分體柱
由于短柱的抗彎承載力比抗剪承載力要大得多,在地震作用下往往是因剪壞而失效,其抗彎強度不能完全發揮。因此,可人為地削弱短柱的抗彎強度,使抗彎強度相應于或略低于抗剪強度,這樣,在地震作用下,柱子將首先達到抗彎強度,從而呈現出延性的破壞狀態,分體柱方法已在實際工程中得到應用。
(五)隔震和消能減震設計的推廣和應用
現在,我國和世界的許多國家都采用適當的控制結構物的剛度,越來越受到人們的青睞,被稱為“延性結構體系”,但這種允許高層建筑結構構件(如梁、柱、墻、節點等)在地震進入非彈性狀態,而且會有很大的延性,減輕地震反應是以消耗地震能量的方法,使結構物“裂而不倒”。這在很多情況下是有效的,但也存在很多片面性。隨著社會的發展和人們生活水平的提高,人們對安全意識越來越注重,對各種建筑物和構筑物的抗震減震要求越來越高,傳統的抗震結構體系和理論越來越難以滿足人們的要求,傳統的抗震體系不具備隔震消能和各種減震控制體系,但是隔震消能和各種減震控制體系又越來越受到人們的重視,在未來的建筑結構中將起到非常重要的作用。
參考文獻
[1]閆旭梅.高層建筑結構抗震設計分析[J].科技傳播,2010.8.