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二、构建高职建筑工程技术专业工作过程系统化课程体系框架
我院按照建筑工程施工过程这一主线,对所需的知识点和技能点进行重新梳理与整合,形成了培养与强化学生的基本素质、专业基本能力、专业核心能力和专业拓展能力新的全新课程体系。其中,基本素质可以通过学习专业基本素质课程、文化素质课程和职业道德素质课程进行培养;专业基本能力主要包括识图能力、测量放线能力和材料检测能力,可以通过学习《建筑识图》等专业基础课程进行培养:专业核心能力重点突出施工技术能力,可以通过学习《基础工程施工》等课程进行培养;专业拓展能力主要包括监理、安装等方面的能力,可以通过学习《建设工程监理概论》等课程进行培养。课程体系的框架已基本构建,最终能否实现关键在于专业核心课程的开发,因此专业课程开发已成为其中的重要一环。
三、校企联合开发高职建筑工程技术专业核心课程
高职建筑工程技术专业核心课程的开发,应该遵循由校企联合开发的逻辑规律和路径,分析就业岗位及各岗位的主要工作任务,进而设置学习领域的课程。
1.就业行业、企业。
从建筑工程学院多年来对毕业生跟踪调查统计结果来看,高职建筑工程技术专业的毕业生就业主要为中小型的建筑公司、房地产公司、监理公司等单位。因此,将高职建筑工程技术专业毕业生的就业确定为中小型企业,既是保障建筑工程技术专业教学质量,又是提高学生就业率的必然选择。
2.就业岗位及主要工作任务分析。
由于中小型企业的工作相对于大型企业而言较简单,并且企业自身发展空间较小,对本科及以上层次人才的吸引力较小,因此在中小型企业就业的高职建筑工程技术专业学生必须具备一人多岗、多岗兼顾的能力。常见的建筑类工作岗位主要有:施工管理、质量检测、安全管理、资料管理、测量放线和材料检测等6个岗位。其中:施工管理岗位主要工作任务:组织工程施工的生产管理;编制各项施工组织设计方案和施工安全、质量、技术方案;合理规划布局施工现场平面图;编制工程总进度计划表和月进度计划表及各施工班组的月进度计划表等工作。质量检测岗位主要工作任务:工程的质量监督和检查验收;各工种的分部、分项工程跟班质量检查和验收;监督检查各施工班组的各项质量;填写质检内业;收集各班组的工程质量检查资料,作为竣工验收的依据;定期组织召开现场质量例会,制定预控及整改措施。安全管理岗位主要工作任务:建立健全本工程有关安全管理制度;进行安全教育;检查各级安全技术交底;巡回检查施工现场;检查班组安全生产活动;安全生产资料的编制、收集、整理、归档等工作。资料管理岗位主要工作任务:工程项目资料、图纸等档案的收集、管理;参加分部分项工程的验收工作;计划、统计的管理;工程项目的内业管理等工作。测量防线岗位主要工作任务:制定与施工同步的测量放线方案;测量仪器的核定、校正;测量放线等工作。材料管理岗位主要工作任务:现场材料管理,制定材料管理规划,组织料具进场,现场材料的验收、保管、发放、核算;材料计划管理工作,编制材料计划,材料的供应;材料的选购;编制单位工程耗用材料的控制指标;材料进场调拨、转移领用;材料仓库的仓库管理;材料核算管理等工作。
3.学习领域课程的设置。
从我院调研分析的结果来看,高职建筑工程技术专业的课程必须按照学习领域进行设置,下面以培养施工管理能力的核心课程之一《基础工程施工》的设置为例进行说明。在《基础工程施工》课程设置时我们将一个个学习情境按照一个任务或项目的形式来进行设计,并按照职业能力成长规律由易到难排序,同时在学习内容中有机融入相关建筑工工艺、建筑工程质量统一验收标准、建筑工程质量验收规范。
2近几年高层建筑供水系统中存在的不足和问题
(1)给水设备的水量、水压要求欠明确,而且高低幅度较大,有关规范和设备要求都不尽相同,加之人们总希望安全性高一些,因此,给水系统出现大马拉小车的情况是较为普遍的,这也就为潜在的隐性电耗浪费提供了条件。我们以一般的水嘴d15为例,面盆洗涤及厨房水嘴,动压0.1MPa,流量不小于0。15l/s,但浴盆水嘴动压0.3MPa,流量不小于0.3l/s。压力差为3倍、流量差为2倍。《住宅建筑规范》GB50368---20058.2.4分户用水点给水压力,不小于0.05MPa,入户管的给水压力不应大于0.35MPa,只有压力要求而无水量要求,从压力要求也基本上差3倍。而一般住宅浴盆面盆水嘴都有,肯定是以浴盆水嘴选用,低位区流量0.3L/s及动压都大于0.3MPa以上,只能人为操作减压控制。
(2)比较多的高层建筑给水分区偏大,减压阀使用过多。给水分区偏大特别是一些略大于40m及其倍数的高层建筑,取大的分区,节省部分基建投资,但以多设减压阀来滿足压力要求。显然一边加压一边减压降是不符合节能原则。当然,合理分区是以经済合理性和技术可行性判定,有一个比较合理的度,决非分区越多越好,也不是分区越少越好。
(3)建筑物内给水支管一般均采d15,规范上要求水流速度≤1.0m/s,若分区偏大,其分区内的动压损失较小,也必然造成分区内的低位区动压增大,会造成使用不便或增加减压阀。
(4)各分区的加压泵站,一般都采用恒压变流量的变频泵。它具有恒定压力随流量变化而自动变频运行,具有较好的节能效果。但由于住宅用水量变化很大,最大用水(中午与晚间做饭时)与最小用水量(晚上12时后至晨6时)差近乎零。所以,有的设计仍采用工频泵‘两用一备’的方式,用于变频泵是不恰当的,不但不节能反而增大能耗。正确的作法应按《微机控制变频调速给水设备》JG/T3009要求的成套设备。
(5)室内给水管材选择,大都采用非金属塑料管(PE管),对多层建筑而言是比较合适的,但对高层建筑的中高区,压力在1.0MPa或以上,是否仍选用高强塑料管?值得商榷和研讨,这里边存在价格较髙和安全问题。
(6)室内给水管道水力计算,大都按规范列表中不同管径的流速选定。但一般设计中用的塑料管,仍用钢管计算流速,这显然是不恰当的,n值的不同水头损失相差较大,管道沿程损失增大很多,造成选泵及动压计算的虚加,为大马拉小车提供了依据。
(7)在建筑给水中,对竖向分区与管材选用的经済比较,以前很少在工程中使用,一则当时高层建筑不多、体量不大;二则对‘隐性能耗’不够重视。现在高层建筑很多,应该提到日程上了,可参照市政给水的方式,静态比较:管道投资与20年电费相比,取其小者;动态比较:A=1.4QHS+【(C+i)Ni/(1+i)N-1】C取小者A---管道年成本(元/m.年)。Q---管道流量(m3/d)H---每m管道水头损失(m/m)S---电费单价(元/KWH)i---投资收益率(%)一般取6%N---计算年限一般取20年C---单位长度管道综合投资(元/m)
3水嘴、坐便器国家标准的践行意义
2011年7月日实施的水嘴、坐便器国家标准GB25501、02----2010,并有两条强制性条文,这样的国家标准还是第一次。以水嘴为例,流量均匀性F应不大于0.1L/s,用水效率限定值为3级(0.15L/s),动压(0.10±0.01)MPa。这就明确了设备选用统一要求,为设备的节能提供了基本要求,设计就有了可靠依据。随着各种设备国家标准的颁布,使用广泛的常用设备,将会大大减少隐形浪费,节省大量隐形能耗,经済效益十分巨大。在《民用建筑节水设计标准》GB50555---20104.1.3条文说明中,就配水点供水压力(动压)不大于0.2MPa,与以前设计的普通水嘴作过实测比较:普通水嘴半开和全开,Q=0.42、0.72L/s,实测动压P=0.24、0.5MPa,静压均为0.37MPa;节水水嘴半开和全开Q=0.29、0.46L/s,实测动压P=0.17、0.22MPa,静压均为0.3MPa。两相比较,(虽然此节水水嘴与国家标准水嘴还有差距)但与国家标准水嘴额定流量q=0.15L/s都大很多,说明安全性过髙,浪费能耗巨大的实证。
4梳理现状、分析原因、采取措施,将‘隐性浪费’变成节能效益
前面就高层建的给水分区、规范要求、常规设计、设备选型、存在问题,进行了简单的梳理和分析,在此基础上结合新标准的要求,提出以下改进措施和建议,力求在减少隐形浪费上作点努力,为节能增加点效益。
(1)人人都应提髙节能认识。设计单位、建设单位和管理单位,都要把节能意念落实到具体工作中,不能仅滿足于供水不出事故,能自动供上水的表面安全,要从安全运行中分析各种工况能耗,减少隐性浪费,提髙节能效益。
(2)合理分区与动压要求。前面已经提到,高层竖向分区供水,基本按规范规定静压40m左右设计,没有涉及动压要求。但在《民用建筑节水设计标准》4.1.3条要求各用水点供水压力(动压)不大于0.2MPa。这就是说按规范静压40m左右分区,分区内最高(低位区)动压至少在50--60m以上,扣除管道损失,又比较多的低位区动压肯定都在0.2MPa以上,都需设减压阀。分区内减压阀过多不但耗费能耗,而且设备投资必然增大、建筑空间减小(减压阀占用空间、设备费较高)。将问题反过来思考,静压40m左右的分区范围是否偏大?这是值得商榷和探讨。我认为给水竖向分区从静压40m左右减至30---35m是可行的。对具体工程而言,分区增加的投资与五年节省电费比较后确定。
(3)国家尽快颁布各种常用卫生设备标准,统一明确设备的动压与流量要求,避免标准不一,各行各素,减小能量消耗。
(4)分区内各用户支管不宜都按d15设计,宜根据分区高位、低位不同,采用不同的管径。高位区动压小,管径可大点;低位区动压大,管径可小一点,加大阻力损夫,降低动压,减少减压阀数量和节省投资。对具体工程而言,可视分区部位,进行管段和出水点动压计算后确定管径。
(5)分区给水的加压设备,目前大都还是采用地下式恒压变流量的变频泵供水(正在研制中的变压、变流量变频泵,如能投入使用,那肯定是对给水节能的重大贡献)。推行一段时间的减少二次污染和利用管网余压的叠压给水,由于需主管部门和供水部门审批和管网条件要求,工程上采用渐少。恒压变流量变频泵的选用和设计,应符合《微机控制变频调速给水设备》要求,不能简单地照搬工频泵的模式,但采用髙位水箱供水方式供水,无需用变频泵而采用一般工频泵。
(6)中高区给水管材选用应有水力计算,不宜都一律使用PE管,供水压力大于1.0MPa或以上,管壁厚度增加很多,约为0.6MPa壁厚一倍,价格很髙,宜进行管材比选,如采用复合钢塑管。
(7)采用塑料管不应再按钢管计算沿程失,当管内径与流量一定,则不同的n值水头损失相差很多。如塑料管n=0.009、钢管n=0.013,理论上讲,钢管水头损失髙于塑料管50%左右。
1引言
随着社会的发展与进步,人们对于生活居住条件的要求越来越高,这就要求建筑设计者转变传统的建筑设计理念,将绿色建筑理念融入到建筑设计中,大力发展绿色建筑生态节能设计,而这也是新时期经济环境建设的的发展方向。因此,应通过相关手段和措施,使绿色建筑生态节能设计更加完善,推进绿色建筑生态意识的发展,真正地促进绿色建筑生态节能设计水准的提高。那么如何更好地实现绿色建筑的生态节能设计是工作者重点思考的问题。
2绿色建筑生态节能设计原则
2.1实现与自然相和谐的绿色生态原则
绿色建筑生态节能设计的宗旨是实现建筑与自然的和谐共处,真正实现在建筑过程中的生态化、绿色化和可持续性。与自然相和谐的绿色生态原则是绿色建筑最基本的因素,对有限的生态资源进行合理运用,并且实现经济有效增长与自然规律相统一,实现建筑结构合理化。此外,在将自然生态的绿色植被融入到建筑过程中,真正实现了建筑与自然相和谐,为人们创造和谐的居住环境,体现绿色建筑真正存在的价值,促进建筑行业有序健康发展,进而为社会和人们带来更多的经济效益。
2.2体现经济适度、高效健康原则
现代绿色建筑是一种新型的建筑模式,除了充分实现与自然相和谐的生态原则,保证绿色建筑的生态化、绿色化和环境可持续性的基础上,还应该坚持绿色建筑的经济适用性、高效健康性的原则。在建筑实施过程中,考虑人们在建筑的外观设计以及性能上的实际需求,以此来满足消费者日益增长的消费意识和审美观意识的转变。这就要求建筑设计者在设计建筑过程中不仅仅要考虑建筑的生态节能性,还要重视人们对建筑外观设计和审美的实际需求,实现绿色建筑的经济适度原则和高效健康原则,不断优化建筑设计过程,节约资源和降低成本,更好地促进绿色建筑生态节能设计工作的发展,从而实现社会的长远发展。
3绿色建筑设计在高层民用建筑设计中的应用
3.1高层民用建筑设计规划
常规情况是,开发商首先固定了建筑项目的场地,所以建筑的设计者只能尽可能多的利用当地的地理环境,开发可利用的自然资源,考虑施工的难易程度等一系列因素来确定建筑物的规模,格局和朝向,合理地安排并组织建筑与其它领域相关因素之间的关系,使其与环境之间成为一个有机组合体的构筑物。
3.2合理利用自然环境
①对高层建筑的地下空间进行充分利用,通过对地下空间结构的合理利用可以削弱地上建筑设计中存在的不利因素的负面影响,从而为工程整体设计方案的优化垫底基础。在居住区域内进行绿色建筑施工时,会存在噪音等,噪音的来源主要为中水处理站以及泵房。所以在设计过程中可将设备放置于地下,有效控制噪音源。在设计居住区的相关建筑时,需通过通风、消防以及防渗防水优化设计方法实现地下室的最大化利用。在设计过程中,相邻建筑之间存在一些空间,可以利用这些空间设计半地下车库,并配置相应的绿化带,节约土地资源,改善整体绿化效果。②设计透水地面。在建筑区域设计过程中,主干道以及人行道等采用的材料有所差异,应采用差异化设计方法。例如,对于主干道可以使用沥青混凝土材料,但是人行道位置需选用透水性能较为突出的材料,对于地面的停车场可以使用植草砖进行铺设,用于地面积水消纳。③设计科学合理的道路系统。需对道路景观各要素进行综合考量,满足人们的生活及安全要求。在居住区域内,需要区分车道以及园路,按照功能的不同进行合理配置,保证交通顺畅,也避免安全隐患。这样可形成有规律的环形结构,保证交通的快捷通畅,同时可以使消防隐患大大减少。在设计车行道的时候,在保证消防使用的基础上,使各条道路的宽度满足正常的需要。对于园路而言,宽度以1.5~2.5m为宜。
4实例分析高层民用绿色设计
某项目总建筑面积313063m2,建筑高度达200m,属超高层建筑。项目地上层数45层,地下层数3层,建筑面积90895.9m2,地下建筑面积10832.30m2。4.1室外风环境本项目建筑群统筹布局,采用连廊架空设计,改善了导风性能。通过对该建筑所处地区各主导风向下的室外风环境进行计算机模拟,项目建筑周围室外全年风速均小于5m/s,满足规范要求;部分区域存在少量风影区;总体室外风环境较为理想。①当主导风北风时,气流可通过住宅区内架空层流入中心广场地带,项目内各建筑周围室外气流组织较均匀,流场形态简单,且在行人高度大部分区域风速在1.7~3.0m/s之间。部分住宅楼的北风面有较长的风影区,该区域风速小于0.6m/s。②当主导风向为东风时,项目东侧小区建筑并未对来流风速产生明显不利影响,反而起到了对来流的“导风作用”,气流透过项目内各建筑之间的开阔地带进入项目中心广场地带,并有一部分气流穿过架空层向北流走。该工况下,大部分区域风速在1.1~1.9m/s之间,风速较为舒适。③当主导风向为东南风时,和东风工况相似,只是该工况下,项目西北侧有面积较大的风影区,该区域内风速在0.6m/s以下,但其他大部分区域风速在1.7~3.0m/s的适宜区间内。4.2围护结构设计项目在围护结构节能方面尤其注重幕墙的遮阳性能。采用单元式和框架式的幕墙系统,幕墙玻璃主要采用TP8(Low-E)+12A+TP6mm中空钢化玻璃和TP8(Low-E)+12A+TP6+1.52PVB+TP6mm中空钢化夹胶玻璃,玻璃自遮阳系数≤0.30,可见光透射比≥0.40,较好地兼顾了采光与节能的需求;幕墙竖向挑出300mm铝合金装饰条,具有一定的固定外遮阳效果,但效果较不明显;同时,主要功能房间内设有窗帘;综合上述自、外、内遮阳措施,项目整体提高了幕墙的遮阳效果,有效减少夏季空调能耗,改善室内热舒适性。4.3室内质量环境在室内自然通风方面,项目幕墙设有大量上悬式可开启扇,开启扇执手高度适宜,方便室内人员自由调节开启。此外,各层人员密度较高且随时间变化较大的区域,如地下一层超市等区域的空调系统采用了CO2监控系统,地下车库采用CO监控,实时监测室内CO2/CO浓度并与通风空调系统联动,在保证室内的新风需求的同时按需调节送风工况,兼顾健康与节能。项目住宅楼造型方正,部门商业功能区域室内布局主要围绕核心筒采用大开间,办公室和会议室主要沿外区布置,房间进深均在9m以内。隔断内区功能以资料室、储物室等辅助功能房间为主,避免内区压抑空间对室内人员的影响。通过对部分标准层的自然采光模拟分析,主要功能房间采光系数均可满足要求,模拟结果见表1。同时,为了改善地下空间采光效果,在项目用地东北角设计下沉式广场,大大加强了该区域的自然通风、采光环境。并且首层地面绿化带设置了12根导光管,使负一层部分地下空间也可享受到室外自然光。
5结束语
绿色建筑是一个非常复杂且宏观的概念,要考虑的因素非常多且范围大,包括循环利用建筑材料和自然资源,包括开发利用新能源,应放眼大局,不能只停留在独立的建筑上,应将其与整个城市的规划相结合进行设计。要实现这一目标,需要建筑师同其它方面的工程师相互协作,相互配合,运用科学的设计方法和手段,不仅仅依靠政府机构,还需调动全社会的积极性,共同参与到构建绿色建筑的过程里,促进绿色建筑在我国建筑领域的应用。
作者:胡 娟 单位:成都基准方中建筑设计有限公司重庆分公司
参考文献
[1].绿色建筑设计在高层民用建筑设计的应用[J].四川水泥,2014,13(11):239.
一、工程概况
十甫名都商厦位于广州市第十甫路和第十八甫路交接处,地上十五层,地下三层,基坑深度14.3米,建筑平面约为长90米宽29米的矩形。由于场地西边为西关风情民居,距用地红线不足3米,北边为第十甫路步行街,距离约4米。规划部门明确指示,必须严格控制基坑水平位移及竖向沉降,绝不允许出现邻近房屋产生裂缝或路面开裂、下沉的情况。另一方面,甲方从商业角度出发也提出要求,一是地下室的边线应尽量贴近用地红线,以取得最大使用空间;二是要求尽量缩短工期,力求比邻近同类建筑先封顶,以便售楼。在这种情况下,逆作法施工技术便充分体现其优越性。
二、地质情况
该场地地质分布情况自上而下大致如下:
1、淤泥质粘土,流塑,饱和,平均厚度1.9米,c=10KPa,φ=6~8°;
2、中粗砂及粉砂层,饱和,松散,平均厚度7.5米,c=0,φ=28~30°;
3、粉质粘土层,饱和-稍湿,可塑-坚硬,平均厚度5米,可塑土c=30kPa,=14º。硬塑土c=31kPa,=18º;
4、全风化泥质粉砂岩,平均厚度3米;
5、强风化泥质粉砂岩,平均厚度5.5米;
三、设计思路
针对工程设计要求和地质条件,工程师结合逆作法的特点,确定了以下几个重要设计措施:
1、为了有效地控制基坑变形,采用地下连续墙作为基坑支护手段,可同时具备挡土和止水作用。利用地下室各层楼面的梁板体系作为水平侧向支撑,地下连续墙将与内衬墙一起构成地下室外墙,成为永久性构件。
2、为了争取时间,最大限度缩短工期,从首层楼面开始,向上下两个方向同时施工,争取地下室与上部结构同时完工,具体施工步骤将在下一节介绍。
3、出于逆作法施工需要,地下室竖向构件采用钢管柱。长度3层楼高,一次吊装到位。
4、人工挖孔桩从现地面开挖,为了准确安装钢管柱,钢管柱底以上的空段部分应考虑工人到桩底定位钢管柱时的操作面,一般操作面不小于60cm,故空段部分桩径为钢管柱直径加上1.2米,而基桩部分直径按承载力要求确定。
当以上几个因素明确后,设计方案便基本明朗。
四、逆作法步骤
1、施工地下连续墙。经计算地下连续墙厚度800mm,标准槽段长度6米,深度18米左右,即到达基坑底面以下3-5米,且下端进入强风化层不少于1.5米,以确保止水效果。槽段之间采用工字钢刚性接头。
2、施工人工挖孔桩。人工挖孔桩分为基桩部分与上部空段两部分。当基桩部分浇灌到桩顶设计标高以下1米时,便由工人下去安装定位环并调校水平,然后由工人在下面扶正,卡位,保证其垂直度后,在地面用十字架固定钢管柱上端,用高抛法浇筑管内高强混凝土。
3、开挖至-4.5m标高。此时地下连续墙处于悬臂状态,现场监测得最大水平位移发生顶点处,约3.7mm,平面位置在矩形长边中部。施工首层楼面梁板及上部普通混凝土柱,在平面靠近第十八甫路处预留10米X10米出土口,方便运输。
4、开挖至-7米标高,施工负一层楼面梁板及上部结构。在二层楼面梁安装吊车梁,设计该梁时应考虑吊运土方和机械时的最大荷载,负一层楼面出土口位置与首层一致。对于地下连续墙而言,首层和负一层楼面的水平刚度可视为两个铰支座。但是出土口处的槽段应设置腰梁和钢支撑。现场监测得最大水平位移发生顶点处,约5.3mm。此时上部结构施工至三层楼面。
5、开挖至-14.3米标高(地下室底板底),从-9.5米开始即采用盆式开挖,即在周边留有4.5米左右的反压土,以控制连续墙的位移,保证基坑安全。此时地下连续墙可视为下部为连续的弹性支座,上部两个铰支座的连续梁,受荷形态简化为上三角形下梯形。现场监测得最大水平位移发生在-9.7米标高处,约13.2mm。此时上部结构施工至七层楼面。
6、施工负二层楼面主梁梁格,即楼板及次梁暂不施工,以便吊土,通过主梁和腰梁系统为连续墙提供一定的侧向支承,其概念类似于对撑系统。
7、完成其余土方工作,施工底板和负二层楼面,吊出挖土机,封闭出土口。至此地下室土建主体已完工,同时上部结构也已封顶。在整个施工过程中,地下连续墙最大位移为14.3mm,位置在-11.3米标高处,远小于规范限值。基坑周边场地未发现明显下陷,邻近房屋未见明显裂缝,保护效果非常理想。
五、心得体会
在整个逆作法的设计与施工过程中,笔者从成功中获得很多经验,也碰到不少问题,现就这一工程几个关键技术问题的处理方法作了整理,以供参考:
1、设计中应进行逆向思维。在正作法中,地下室的剪力墙如核心筒、人防墙及地下室外墙等作为竖向构件承担荷载。但在逆作法中,剪力墙是先施工上一层,再施工下一层,受力模式已发生变化,故建立计算模型时应按大梁输入。
2、钢管柱与梁板的连接。本工程采用环梁节点,须预先在钢管上焊接抗剪环箍,且定位要求精确。当施工期间地下室标高发生改动时,其处理措施相当麻烦,因为现场补焊环箍操作困难,而且管内混凝土可能因温度过高而影响受力性能。
3、钢管柱吊装的垂直度控制。由于逆作法的施工工艺的特殊性,决定了地下室的竖向构件必须采用钢管柱或格构式钢柱,而吊装这一竖向构件时如何控制垂直度成为关键因素,本工程先在桩顶标高以下1米处安设一定位钢板,定位钢板有三个调节螺栓,以调节钢板水平,钢管柱中部采用钢筋制成笼状定位架,在地面也设有井字形定位木架,实践证明,这种定位方法取得较高的精度,可以满足工程需要。
4、地下室楼面梁与连续墙的连接。在逆作法工程中。内衬墙尚未完成,边跨的楼面梁一端支承在钢管柱上,另一端则必须支承在地下连续墙上。原设计思路在地下连续墙钢筋笼中预埋钢筋,地下室开挖后凿去砼保护层后,扳出钢筋与梁钢筋焊接即可,但由于施工误差及建筑方案修改,这些预埋钢筋位置偏差太大而失去作用,实际施工中采用植筋的办法解决,因连续墙中钢筋太密,将梁端弯矩适当调幅到跨中。
5、底板周边连续墙连接处止水措施。这个部位的止水成功与否对整个地下室的止水乃至使用安全有着决定性作用。本工程地下连续墙钢筋笼中与底板位置预埋一竖向钢板,浇筑底板前焊接一水平止水钢板,实际效果非常理想,底板周边未发现渗漏现象。
6、桩基类型的确定。从钢管柱安装定位的要求来看,人工挖孔桩是较好的选择,笔者曾在另一个工程中使用钻孔灌注桩,由于泥浆的扰动,钢管柱难以保证垂直度,开挖后发现偏心较大。就本工程的地质情况而言,淤泥层和砂层比较厚,本来并不适合采用挖孔桩。但是,笔者认为当连续墙进入不透水层(强风化层)并且围合之后,进行坑内抽水,在没有水压力的情况下挖桩发生涌土、流沙的可能性不大。事实证明,这一措施是有效的。
七、小结
十甫名都商厦已封顶并投入使用,从该工程实例看,逆作法与常规的施工方法相比有着不可替代的优势,例如:
1)显著地缩短了工程施工的总工期,经计算,本工程采用逆作法比采用正作法缩短了至少两个月工期,取得巨大的商业效益;
城市高层建筑设计的整体尺度原则是指建筑各组成主体间的有机联系及产生的视觉效果。整体尺度原则主要强调的是建筑物整体性,在高层建筑整体性设计时要充分考虑建筑的主体、裙房以及屋面三个主要因素,将三要素有机结合在一起按照统一的尺度参考体系进行设计,而不是将三者单独地按照各自的参数体系进行设计。只有这样才能使三者有机的融合在一起,打造具有整体性的优秀建筑工程设计作品。
1.2近人尺度原则
近人尺度原则在城市高层建筑设计中的内涵是建筑物的进出口以及底层部分的尺寸大小能给人带来视觉享受的同时又能方便人们使用。其中,建筑物进出口是用户每天都要使用的部分,进出口设计质量对用户的感官刺激较大。所以在高层建筑设计时要将近人尺度设计理念充分地融入到设计思路中,合理地划分建筑物入口处的柱子、檐口、大门以及墙面的尺度,细化每一部分尺度,使每一部分尺度都能在满足用户对建筑功能性需求的基础上,又能给人们带来感官享受。
1.3细部尺度原则
细部尺度是指高层建筑所采用的施工材料的质感,是更为细腻的建筑尺度划分。在高层建筑设计时应透彻地了解人们对建筑材质的标准要求及喜好程度。一般情况下,我们对事物的评价,都是通过眼观以及手摸的方式去对事物进行进一步的了解,然后从主、客观角度对该项事物做出综合性评价。所以,设计人员应遵循细部尺度原则,采用人们能够接受的喜爱的建筑材质塑造建筑工程作品,给人们带细部尺度主要是指建筑材料的质感,指高层建筑更细分的尺度大小。
2城市建设中高层建筑设计要点
2.1高层建筑采光设计
随着人们节能减排意识的不断提高,发展节能型建筑是当今建筑工程领域发展的总体态势。高层建筑内的照明能耗比较大,如何通过有效的措施降低人工照明对能源的消耗及利用日光照明是当今建筑工程领域必须要重视的课题。目前,比较先进的日光采集系统主要有以下几种:(1)提高单位面积进光区的日光量,利用太阳光为建筑提供照明需求,可有效降低人工照明对能源消耗。(2)为了能在不增加窗户周围的阳光强度且能使其到达采光更深的工作区域,可以通过阳光发射到屋顶平面来完成。(3)在不改变建筑构造的基础上,如增大建筑窗户的面积或数量来采集更多的太阳光,而能较好地满足建筑内照明需求的同时又不会在强烈的太阳光下给用户带来不适感觉,可通过阳光直射阻挡系统来解决。该系统是利用光线的折射计反射原理为设计依据的。
2.2高层建筑的抗震设计
抗震设计是高层建筑工程设计的重要内容,抗震设计质量对提升高层建筑的抗震能力有着直接的影响。基于地震频发的现实情况,加强高层建筑抗震设计工作是现行建筑工程领域必须要关注及重视的问题。在高层建筑抗震设计时候需要注意以下要点:建筑大厅的四角及建筑外墙位置应设置构造柱,并根据高层建筑要求的具体抗震等级合理确定构造柱数量。建筑框架山墙以及纵向方向的墙体是否设置构造柱用来分担砖墙荷载;在高层建筑抗震设计前设计人员应深入到施工工地进行工程地质勘探,牢固掌握高层建筑施工所在地地质情况及发生地震灾害的频率情况,以此为依据进行高层建筑抗震设计。在抗震设计中设计人员应严格按照《建筑抗震设防分类标准》划分的设防等级进行设计不得以经验随意地更改建筑的设防等级,如果提高建筑的设防等级会额外地增加工程成本投入,而降低建筑设防等级则会降低建筑的抗震能力,一旦地震灾害来临将会对建筑及人们生命财产安全带来极大危害。
高层建筑结构在模型上一般可以假想为一个从地基出发并不断上升的悬臂构件。高层建筑主要承受水平作用效应和竖向作用效应,水平作用效应一般指风荷载,在抗震设防地区还包括水平地震作用。竖向作用效应则一般由结构自重荷载产生,在抗震设防烈度为8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑,还应考虑竖向地震作用。在这些作用效应下,结构整体及主体构件均需具有足够的承载能力、刚度和延性,整体的设计注重概念,应符合相关规定中对于建筑形体的规则性要求,包括平面布置的规则性及竖向布置的规则性。结构在抵抗弯曲方面来说,结构体系务必满足:不能使建筑物产生倾覆;在承受荷载时,它的支撑体系的某些部位不应被压屈、压碎或者直接被拉伸破坏;同时弯曲侧移不能超出弹性极限的范围。而结构在抵抗剪力方面来说,结构体系务必满足:建筑物不至于发生剪切破坏;同时结构的整体剪切侧移不能超过弹性极限的范围。最后对于结构的地基和基础来说,由于高层建筑一般是高次不静定结构,所以结构体系在支承点处应避免较大的不均匀变形,从而可以防止出现较大的二次内力。
1.2高层建筑结构的传力路线
高层建筑的竖向平面结构和水平平面结构都必须有明确的传力路线。以某个作用在楼面上的重力荷载为例,它要通过楼盖构件的弯曲传递给竖向结构的某个构件,直到建筑物的基础和地基。传力路线的模式根据结构的类别和布置而异。高层建筑的底层往往只允许有少量的立柱,以便有足够的空间可以设置宽敞的入口、前厅或广场。这时,有较密柱间距的上层结构的重力荷载,就要通过另一种结构体系传给底层立柱以及底层立柱基础。当高层建筑的楼层平面有突变时(如楼层有收进,或由矩形平面变成其他形状的平面时),或结构体系有变化时,它们的传力路线也会发生改变,这时往往既要有竖向的转换结构,也要有水平方向的转换结构。在高层建筑结构传力路线中还有一个区别于底层建筑结构的特殊问题,那就是高层建筑的每个立柱都承受着上层传来的重力荷载,要考虑它们各自在施工和使用过程中竖向压缩量的差异。这既要在设计中加以考虑,也要在施工过程中及时加以调整,以保证各层楼面的水平度,减小因不同柱的压缩量有过大差异而引起的结构内力。
2概念设计
2.1抗关于侧力构件合理布置规定
对于一个单独的结构单元,在设计上的通常做法是,一般会尽力避免设计出应力集中的缩颈和凹角部位;而且尽量不要在这些部位设置楼、电梯间。整个结构外形也要避免外挑,尺寸内收也不宜过急,避免在结构上形成薄弱部位。最大限度地防止因局部结构或构件破坏,而出现全部结构失去承载力的情况。
2.2关于高宽比的规定
高宽比的规定是对结构整体刚度、整体稳定、抗倾覆能力、承载能力以及经济合理性的综合考虑,是长期工程经验的总结,根据当前的实际工程来看,这一限值是比较经济合理与实用。但随着目前高层建筑的快速发展,设计师们发现其实高宽比并不是必须要满足的。实际工程已有一些超过高宽比限制的例子(如深圳京基100大厦高441.8m,共100层,高宽比为9.5,天津117大厦,高597m,共117层,高宽比为9.7),当然高宽比超过限值时,应对结构进行更加准确的受力分析,并施加可靠的构造措施。
2.3短肢剪力墙的设置问题
在新的规范中,将墙肢截面高度与厚度比为5-8的剪力墙定义为短肢剪力墙,且根据试验数据和实际经验,对短肢剪力墙在高层建筑中的应用增加了相当多的限制。比如在剪力墙设计等级为四级,短肢剪力墙的配筋率要求是1%以上,而普通剪力墙则为0.2%。高厚比较小的构件的脆性破坏较大,不利于抗震。所以,在具体的高层结构设计里,设计师们应该充分利用其它现有构造形式来代替短肢剪力墙,减少不必要的麻烦。
2.4嵌固端的设置问题
在结构计算模型的选择上,如何准确地确定嵌固端位置是一个十分关键的问题,这直接关系到实际的受力状态与选择的计算模型是否符合以及内力等相应计算结果是否无误。因为现在高层结构通常会设有一层或者是二层的地下室(可以当作人防工程来使用),而嵌固端的选择,可以结合各层的刚度变化,再根据它的实际布置状况,可以选择在一层顶板的位置,也可以是二层顶板的位置,同时在地下室其他楼层等部位也是有很大可能的。但是在这个问题上,结构设计师们往往会忽略了一系列需要注意的问题,例如嵌固端的设置和刚度比的限制等问题,忽视这些问题将会对工程的质量和后期数据的分析造成很大的隐患。
3地基与基础结构设计
在基础的具体设计中,应根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度来确定基础设计等级。首先,地基计算应满足承载力计算的有关规定;其次,由于高层建筑的基础设计等级均为甲级或乙级,因此均应按地基变形设计;若地下室存在上浮问题时,还应进行抗浮验算。下面就高层建筑中不同的基础类型分别阐述在设计计算中应注意的事项:在对箱基和筏基的梁板进行配筋计算时,务必相应地扣除底板上直接作用的梁板荷载和自重,当出现箱筏的四边区格和地基反力过大的情况,这时要对梁板进行加强配筋;而在进行箱基结构设计时,要考虑洞口上下的连梁的影响,验算其截面面积,若洞口的位置或者大小有变动,要复核连梁的抗剪强度和抗弯强度;若是进行整体箱基和筏基的设计,必须考虑桩土的因素,其共同工作会对结构造成一定程度的影响。
4结构计算与分析
4.1结构整体计算的软件选择
当前比较常用的计算软件一般包括:建科院PKPM其中的SAT-WE,MIDAS,ANYSYS,ETABS,SAP等。由于各个软件使用的计算模型有一定区别,所以在各个软件计算结果上就会有或大或小的差异。实际工程中,务必考虑结构类型和计算模型的具体特点,在进行整体分析时选择最恰当的软件,并使用不同软件进行对比分析计算,从不同软件计算的相差较大的结果中,选择最接近工程实际情况的数据。若不能选择合适的计算软件,不但会消耗大量的时间和精力,更重要的是会对结构埋下安全隐患,造成日后的工程问题。所以为了保险起见,通常在布置复杂的高层设计中,宜使用不少于两种不同的模型来进行内力分析和计算。
4.2剪力墙底部加强部位墙厚的确定
在进行抗震设计时,剪力墙的底部加强部位一般采取增加边缘构件箍筋和墙体的布筋来防止地震荷载的影响,预防结构出现脆性破坏,从而能够比较有效的改善结构的抗震性能,在现行的规范中,明确指出剪力墙结构底部加强部位的高度可以参考墙肢的1/8和底部两层二者中的较大值;而部分框支剪力墙结构底部的取值,可考虑以上两层的高度及墙肢总高度1/8中的较大值。一般情况下,高层建筑结构底部加强部位的剪力墙截面厚度bw的取法按照以下规定,按照一、二级级抗震标准的情况,bw宜选择剪力墙无支长度的1/16或层高;按照三、四级抗震标准的情况,bw宜选择剪力墙无支长度的1/20或层高。但在墙底受力较小且结构层高相对较高的情况下,其厚度还按上述要求取值,就显得很不经济。所以,根据具体的工程实践,厚度可以适当减小,而且必须按照下面的公式计算稳定性。
促进许昌高层建筑基坑施工过程中排出的地下水的合理开发、有效利用,促进高层建筑基坑施工地下水再利用的制度化、规范化,这就要求许昌市各个政府职能部门(住建局,城市规划局,环保局等)之间的协调和协作,更需要这些政府职能部门加大干预力度,以此对房地产开发企业、建筑施工企业施加压力,杜绝地下水的浪费。而仅仅加大政府干预力度还远远不够,同时要求制定并出台相关法律、法规政策对房屋开发公司以及建筑施工单位等相关单位进行约束,使得高层建筑施工过程中地下水能得到合理开发,得到合理利用,杜绝严重的地下水资源浪费现象。这些相关法律、法规的制定和实施是杜绝高层建筑施工时地下水浪费的重要保障。此外,这些相关法律法规的执行需要专门的监管部门的监督,使得这些相关法律法规能得到有效的执行。
2拓宽高层建筑基坑施工地下水再利用渠道
杜绝或减轻许昌高层建筑基坑施工地下水的浪费现象,除了政府相关职能部门的通力合作,法律法规的健全、建设以及监管部门的强有力监管之外,另一方面要求对高层建筑施工过程中汲取的地下水进行多渠道再利用,使得地下水资源能得到充分、有效的循环和再生,即拓宽高层建筑基坑施工地下水再利用渠道,如图3所示。从图3高层建筑基坑施工地下水再利用渠道系统图可以看出,高层建筑基坑施工地下水汲取之后,可以通过简单的处理进行建筑场地内和场地外地下水再利用。建筑场地内地下水再利用可以通过多种方式,如用来冲洗施工现场的施工器具、作为混凝土的拌合用水、混凝土的养护用水、建筑工人生活用水、锅炉采暖用水、建筑场地消防用水、建筑场地地面洒水、建筑场地公用厕所冲洗用水等。如果地下水水质达标,宜优先采用地下水作为施工现场混凝土搅拌用水和部分建筑工人生活用水。此外,还可以将汲取的地下水进行建筑场地外转移,作为建筑场地外用水。如直接将地下水用来作为许昌市内河水补给来源(如图4所示)、作为乡镇农田水利灌溉来源、市政绿化用水来源、城市道路路面洒水、建筑工地附近居民生活用水等。经过拓宽地下水再利用渠道,使得高层建筑基坑施工汲取的地下水得到充分和有效的利用,间接杜绝或减少高层建筑施工过程中地下水资源的浪费。
3加快地下水绿色回收技术开发
绿色施工与绿色建筑一样,是建立在可持续发展理念上的,是可持续发展思想在施工中的体现,因此应该满足可持续发展的要求。落实到具体的方面,就是《绿色建筑评价标准》中所提出的节地、节能、节材、节水和环境保护与舒适空间的要求。这些方面不是独立的,而是相互关联的。这就要求,对于高层建筑施工过程中汲取的地下水后处理最理想的办法就是将汲取的地下水归还于地下,这样不但可以保护有限地下水资源的稳定循环,同时减少由于过度汲取地下水造成相邻建筑物的不均匀沉降。因此加快地下水绿色回收技术开发是解决许昌高层建筑基坑施工地下水浪费问题的环保型对策,亦是最该优先选用的地下水处理方法。地下水绿色回收技术指没有经过污染的地下水,经过过滤或简单的处理手段对地下水进行回收。回灌井点技术是在降水井点与保护建筑物之间采用一般降水井点降水设备加回灌水箱等构成回灌井点,通过回灌形成一道隔水帷幕,以补水保持原地下水位。此外,还可以在回灌井点附近设置砂井,并沿砂井设置砂沟,将井点抽出的地下水适时、适量地排入砂沟,再经砂井回灌到地下的砂沟砂井回灌技术。通过地下水绿色回收技术开发能大大降低地下水资源的浪费,同时可节省大量的地下水处理费用,起到经济、绿色、环保三重作用。
2高层建筑设计的一般原则
2.1关于高层建筑结构计算简图的选取原则在高层建筑的结构设计和受力分析过程当中,要进行相关的计算,而计算简图是进行结构设计计算的基础,所以计算简图的选取恰当与否关系着高层建筑的结构设计是否合理,也关系着高层建筑的使用是否安全可靠。在进行高层建筑结构计算简图的选取时,要特别的仔细认真,这样才能保证结构设计计算结果的可靠,保证高层建筑的安全建设和使用。同时,计算简图要有一定的构造措施和构造方法来保证安全,尤其是建筑节点在图纸上和实际中略有差别,必须保证计算简图的误差在允许的设计误差范围内。此外,设计工程师要仔细的分析软件计算的结果,避免因为不同计算软件的计算结果而造成比较大的计算偏差和失误。
2.2关于基础设计和建筑结构设计的方案选取原则高层建筑的基础比较深,基础设计要考虑多种因素。高层建筑的基础设计必须参考详细的地质勘探报告,然后结合地区的地质条件进行基础的合理设计。同时,采用哪种高层建筑的结构类型也影响着基础的设计工作,不同的建筑类型的荷载不同,高层建筑的基础设计必须与结构类型和荷载分布相一致。综合考虑各种因素来确定基础的设计工作的目的是使地基的稳定性能和承载能力发挥到最大。建筑结构的设计方案一般要满足两方面的要求,一是受力特性和建筑的力学性质的合理性,对于整个高层建筑的结构体系的受力和荷载要明确,力的分析与计算必须简单。二是要满足经济成本合理性的基本要求,建筑结构的设计方案直接决定了后续的施工方案的选取工作和施工设计,这个过程必须考虑整体建筑施工成本合理的要求。另外,高层建筑的结构设计方案也必须考虑当地的地质条件、地理地形条件、工程施工的要求、施工方案和建筑设备安装等具体的因素,在各种因素相互协调的情况下,确定结构设计的最优方案。
2.3关于计算结果正确性分析的原则随着计算机技术的不断进步,计算机应用软件不断地加入到高层建筑结构设计的分析计算当中,但是与建筑结构设计有关的软件的品种数量众多,不同的软件品种的计算方法、流程和编程实现方法不一定相同,导致了有关结构设计的计算结果存在着许多差异。设计工程师要正确认识和分析这些计算结果的差异,充分了解所采用的计算软件的计算范围和计算条件,要在仔细审核的基础上进行仔细的判断,排除人工数据输入的错误,才能够得出所需要的正确结果。
3高层建筑结构设计相关问题分析
3.1高层建筑的基础设计相关问题高层建筑的地基设计既是高层建筑结构设计的前提性工作,也是建筑设计师非常重视的一个问题。地基设计的重要性不言而喻,地基设计的质量直接影响着基础的类型选择和工程的造价。基础的设计工作包含了基础的类型设计和对地基的处理工作。地基类型的选择要考虑到上部结构的荷载、地基的承受荷载的能力以及工程的整体造价等因素,其中比较重要的是上部建筑荷载的准确计算和结构选型。另外在地基的设计和相关计算中一定要遵守国家规范和地方性规范,因为就全国来说,各地的地质条件差别很大,国家规范没有办法作出统一全面的规定,所以在地基的设计工作中要注意遵守地方性的设计规范的问题。
3.2高层建筑结构设计中的剪力墙设置问题高层建筑中的剪力墙的数量要求和位置的设置问题也是高层建筑结构设计的重要因素之一。第一,在现行的建筑规范中,具体描述了短肢剪力墙的定义问题,短肢剪力墙是指截面的高度和厚度的比在5-8的墙体,在具体的建筑应用中,短肢剪力墙的使用受到诸多限制,结构设计中应尽量少使用这种墙体结构,避免后续的设计上的诸多问题。第二,剪力墙的位置设置除了在建筑的两端以外,在建筑的纵向中轴线还应该增加剪力墙结构,并调整剪力墙中心的位置,合理设置厚度以及截面,使建筑的结果位移保持在合理的范围之内。
3.3高层建筑中的结构规则性问题关于高层建筑的结构设计的新旧质量规范在诸多问题的内容描述上都存在着一定的变化和改动,这主要体现在两个方面,第一,新的建筑规范中针对旧的建筑规范的高层建筑结构设计的规则性问题,增加了许多的限制条件,比如建筑结构设计中的平面规则性问题和结构嵌固端的刚度比问题。第二,新的建筑规范中采用强制性的条文规定了严重不规则的结构设计方案是不能采用的。所以,结构设计师要注意到新旧规范的的内容改动,严格遵守规定的限制条件,合理的规划自己的结构设计,避免为后续的施工设计和施工图的设计工作带来不必要的麻烦。
在建筑CAD教学中,教师应该着重训练学生CAD软件绘图能力,促使学生能够熟练掌握建筑平面图、立面图以及剖面图的绘制,使其能够熟练绘图过程中需要应用到的各项指令,在此基础上培养学生创造性思维,让学生能够将自己心中想法通过CAD软件表现出来。传统CAD教学方式注重教师的理论讲解以及一些操作指令的学习,要求学生掌握基本的绘图命令,但这种教学方式导致学生欠缺解决实际问题的能力,所以,在进行建筑CAD教学的时候,教师不能够局限于基本操作指令的学习。
1.2教学内容滞后
在建筑CAD中,主要的教学内容就是AutoCAD。这种单一的学习方式致使大多数学生在学习过程中以为CAD与AutoCAD的学习内容是一致的。事实上,国内大多数建筑设计单位都逐渐开始应用草图大师、天正建筑等一些新型建筑设计技术。这些软件的应用促使CAD软件的滞后性更加突出。
1.3缺乏争取的教学方式
在传统建筑CAD教学过程中,并不能够突出CAD教学的专业特点,并且教学方式大多都是由绘制简单建筑框架开始的,学生在学习过程中会因为枯燥的门窗绘制消耗掉对建筑CAD的学习兴趣。另外,这种学习方式促使CAD内容的学习较为零散,学生不能够系统有效掌握相应的知识内容。
2高职高专建筑CAD教学模式的改革
2.1理论与实际相结合的课程学习方式
在建筑CAD学习过程中,理论知识的学习是掌握绘图操作的基础内容。所以,学生在学习的时候一定要注重理论知识的学习,不然学生在实际操作过程中会显得十分吃力。例如学生在操作过程中仅知道某一快捷指令,但不知道使用这一快捷指令的工具在哪里,不能够完成绘图。主要是因为学生在学习过程中没有掌握“人机对话”基本应用方式,没有理解CAD软件操作命令的提示。CAD实际上是一种实践性较强的课程内容,教师在教学过程中一定要将理论讲解与实际操作环节相结合,将理论知识学习与学生动手操作结合起来,实行边讲边练的教学方式,在计算机房完成CAD教学内容。并且,学生在操作过程中遇到问题也能够及时反映给教师,提升CAD教学效率。
2.2以就业为导向实施教学定位
建筑CAD具有较强的实践性与应用型,使用的是现代信息软件技术AutoCAD,就是将计算机辅助绘图设计与土建专业内容有效结合起来,这样就能够实现由传统手绘方式向计算机绘图形式转变。现阶段,建筑行业发展中,建筑设计师、监理人员、预算人员、施工人员以及造价人员都会使用CAD绘制相应的建筑图形。并且CAD软件的应用十分广泛,广告、机械、环境艺术等均有应用。在高职高专中建筑CAD教学应该注重学生实际能力的培养,使用较多练习案例促使学生能够熟练掌握土建工程制图技巧,使学生能够有效绘制相应的土建工程图样,提升学生的市场竞争实力,有效拉近学校学习与实际就业之间的距离。
设计师在对山地高层住宅进行设计时,在设计思想上应该遵循以下三项原则或趋势:
(1)山地高层建筑的施工环境具很大的特殊性,山地的地形和气候气温条件都是比较特殊的,因此,设计山地高层建筑的时候,设计人员切不可肆意而为、主观臆断,一定要把山地的全部条件考虑在内,包括地质、地形、地势、气候、气温、河流水源等,充分地结合住宅设计与山地自然条件、自然景观的关系。山地还有其优点,山地景观是其自身最大的优势和特色,所以山地住宅建筑的设计不应该忽略了山地的景观,建筑和景观之间应该相互结合、相互映衬,实现二者的有机统一,突出人与自然和谐共处的设计理念;
(2)山地高层住宅建筑一般都是远离市区的,距离问题使得居住在山地住宅区的居民无法享用市区内的基础设施,鉴于此,为了保证市区居民和山地居民权利的平等性,应该考虑到山地居住区居民的感受,也应该像市区一样建立完备的基础服务设施,本着以人为本的理念设计山地的高层住宅,使得人性化的设计理念自然地融入到山地高层建筑设计法,最终实现便利山地居住区居民生活生产、提高生活水平和生活质量的目的,优化对山地道路的设计,便利山地居住区的出行,与外界加强联系;
(3)建筑物如果坐落在山区中,尤其是高层住宅,更应该实现建筑物与山区自然环境的结合,这就考察到了山地高层建筑设计法师的洞察力,作为建筑物的设计者,自身应该具备较强的生态理念和环境意识,使得设计体现出人与自然地和谐共处与平衡发展,力求符合低碳环保理念。
2山地高层建筑设计法手段
2.1山地高层住宅设计要与山地地形相结合
任何建筑工程项目在施工之前的必备工作都是仔细地勘察施工场地的地形地质,山地高层建筑也不例外,甚至是更有必要,毕竟其处在山区这样一个特殊的位置上,设计人员在正式制定建筑设计法方案之前,就要亲自去施工场地勘察山地的地形,一定要详细、仔细与全面,因为山地高层建筑的建造依据和出发点就是山地的地形。为了增强所获取的地形信息的精准性,设计人员可以利用地理信息系统进行数据的采集与整理,地理信息系统可以自动地实现地形与建筑物的完美结合。当然设计人员始终是设计主体,其首要任务就是分析和研究建筑所选地址的平面,根据山地平面情况确定建筑物的具体坐落位置和形状,如果能保证原有的生态系统不被破坏,可以对原有的地形进行适当合理的改造,以促进施工的顺利进行,保证施工质量和施工的安全性。高层住宅建筑应该尽可能地适应山地地形,根据地形的高低、地势的坡度、高低变化来确定高层建筑的设计要点。
2.2突出山地高层住宅设计特色
为了增强山地高层建筑的欣赏性,使居民更加赏心悦目,设计师在进行设计的时候应该突出山地高层住宅设计特色,提高设计质量,而要想提高住宅品质,最基本的就是实现建筑物与山地具体情况的真正结合,发挥和利用山地天然形成的地形、地貌以及各种自然景观的优势,以此彰显山地高层住宅设计特色。举例来说,如果山地中的水渠较多,那么山水生态就是不错的一种设计理念,可以利用天然的水源设计喷泉或瀑布,这些都是住宅区域亮丽的风景线,着重突出住宅区域的绿色性质,实现自古以来的山水结合,创建一种原生态的、宜家宜居生活环境,使人们感觉生活在世外桃源一样。此外,台地的连接方式是由山地的起伏状况决定的,因此,设计师可以就地取材,利用山地的自然起伏状况体现山地住宅区的空间感,实现建筑物与自然环境、山谷与山顶的完美结合,山地高层住宅区域品质自然而然得到提升。
2.3强调室内设计与室外设计的统一
设计师在进行住宅设计的时候,不但要考虑到住宅小区的整体设计风格,还要很好地设计不同单元的户型,实现整体与部分的结合与统一,以外在的建筑造型、户型设计为依托加强居民之间的内心交流与情感互动。为了提高山地高层住宅区的识别性,也为了方便居民的休闲娱乐,提高居民的生活质量和生活水平,更为了为建筑施工单位树立一个良好的外在形象,可以选择在合适的位置建造一个广场。同时为了适应时展潮流、顺应时展理念,设计工作应该本着节能、环保、绿色、贴近自然的原则进行,体现人与自然的和平共处。
2.4合理组织山地住宅空间秩序
由于山地占地面积较大,山地高层住宅区域也比一般高层住宅区域要大,对于这种规模较大的小区,设计人员应该重视空间秩序组织建设,将道路交通设计纳入到建筑设计法当中。在设计阶段,设计师可以充分利用山地住宅区中的台地和楼梯设计,将人流从住宅区入口广场向住宅区内景观主轴引导,并可在住宅区内的中间台地进行集合广场设计,使人流能够自动分散到住宅区内的各个台地中,避免了人流拥挤和人车冲突问题的出现。
2.5结合山体对基面进行设计
建筑基面设计是建筑设计法中的重点,基面主要是指主体建筑入口位置和外部空间之间的建筑层面。在对山地高层住宅基面进行设计时,设计师应该注意将其与山体进行结合,由于在山地高层住宅中多是采用架空建筑形式,因而使得建筑基面与建筑底面出现不在同一层面的现象,这时设计师可以对基面进行景观设计,以丰富山地住宅区内的景观。
随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快,我国高层建筑建设持续空前发展。钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。中国已成为第一产钢大国,钢结构住宅适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高,可以将设计、生产、施工、安装一体化,提高建筑产业化水平。钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国,战后经过经济恢复,高层钢结构工程建设再度兴起,随着炼钢技术和成型制造工艺的发展,给钢结构工程的应用带来新的活力:工程建设日益增加,相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善。现对超高层钢结构施工技术进行简要总结。超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容:(1)做好施工前的准备工作;(2)塔吊的选择与布置;(3)严格原材料;(4)钢构件验收;(5)螺栓安装;(6)钢柱安装;(7)焊接;(8)门窗工程安装。
一、做好施工前的准备工作
首先是强化施工图纸的会审工作,图纸是工程施工的依据,工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。同时,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计,施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件,施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此,钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点,主要内容有:①质量保证体系和技术管理体系的建立;②特殊工种的培训合格证和上岗证;③新工艺的应用;④对工程项目的针对性;⑤质量、进度控制的措施和方法;⑥施工计划(工期)的安排。
二、塔吊的选择与布置
塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备,其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑,并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊,因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固,并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面,采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑,为节约成本,优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。
三、严格原材料
钢结构有很多优点,但其缺点是导热系数大,耐火性差。随着冶金技术的提高,耐火钢的研究成功并投入生产,为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中,首先钢筋的质量证明文件应齐全有效,且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证,材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢,其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍,套筒长为钢筋直径的二倍。
四、钢构件验收
钢构件住进入安装现场后,由专业质量检测人员对构件的质量进行检杏。弹出钢柱的安装轴线,若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后,马上进行矫正和处理。同时还需要对构件纵横两个方向的安装中心线进行验收,对中心线不清晰的要重新弹上安装线。
五、螺栓安装
钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓,普通螺栓连接,每个螺栓一端不得垫2个以上垫片,螺栓孔不得用气割扩孔,螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距;高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单,安装过程中板叠接触面应平整,接触面必须大干75%,边缘缝隙不得大干0.8mm,高强螺栓应自由穿入,不得敲打和扩孔;高强螺栓不得作为临时安装螺栓,螺栓拧紧应按一个方向施拧,当天安装的应终拧完毕,终拧完毕应逐个检查,对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。
六、钢柱安装
按结构平面形式分区段绘制吊装图,吊装分区先后次序为:先安装整体框架梁柱结构后楼板结构,平面从中央向四周扩展,先柱后梁、先主梁后次梁吊装,使每日完成的工作量可形成一个空问构架,以保证其刚度,提高抗风稳定性和安全性。为了便于调整柱的垂商度,在预埋螺栓上先拧上数个螺母全部拧到接触基础面,并用水平仪找平后,开始吊装钢柱。吊装钢柱时,为了防止意外事故出现,在柱的上端活系两根缆风绳,可以从多个方向临时固定,也可用来调整垂直度。测量校正,钢柱吊装就位后,用两台经纬仪和水平仪对钢柱进行测控,微调通过调整柱底脚板下的螺母来实现。七、焊接
钢结构使焊前,对焊条的合格证进行检查,按说明书要求使用,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝多层梁柱焊接时,应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点,其次焊底部柱与梁节点,最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时,应先焊梓顶垂直偏差较大的部位,以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。
八、门窗工程安装
钢窗安装质量的控制重点有两点,一是,钢窗进场合格证、产品试验报告及外观的检查。二是,钢窗和固定钢窗的立柱之间的间隙控制。先施工固定钢窗的立柱,有可能出现钢窗与立柱之间缝隙过大或钢窗安不上。我们在控制过程中,要求施工单位先固定钢窗一边的立柱,待钢窗完全固定就位后,再焊接另一边的立柱,这样保证钢窗与立柱之间无缝隙。
总之,我国正在大力发展钢结构高层民用建筑,我们应及时组织考察总结已建成的钢结构住宅工程的经验,满足住宅在适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求,形成完善的建筑体系。但愿我国的钢结构高层民用建筑能够经得住历史的考验。
参考文献:
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