高层建筑的特点范例6篇

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高层建筑的特点

高层建筑的特点范文1

【关键词】高层建筑;火灾;扑救;对策

一、高层建筑火灾的特点

1、烟火蔓延的速度快

通常情况下,高层建筑生火灾时,火灾蔓延非常快。由于受气压和风速的影响,高层建筑内空气流动快,空气流动是造成火灾蔓延的重要因素,那些在普通建筑内不易蔓延的小火星在高层建筑内部却可引发火灾。另外,大多数高层建筑都设有多而长的竖向井管如楼梯井、电梯井、管道井、电缆井、排风管道等,一旦室内起火,这些竖直通道的烟囱效应就会使烟火很容易由建筑物的下层蔓延到上层。

2、 人员疏散困难

因为高层建筑的高度比较高,与地面的距离比较长,楼梯内的扶手缺乏、孔洞比较多、杂物比较多,导致在人员疏散的过程中容易产生摔伤和绊倒,影响了人员的有效疏散。同时因为火灾的传播速度过快,从楼梯逃生所用的时间比火灾的蔓延时间要长,在很大程度上影响了人员的有效疏散。

3、 扑救难度大

高层建筑发生火灾时的扑救应以内攻为主,特别是救人更要采取内攻。 但在实际扑救过程中,常常因为室内火势猛烈,烟气大等原因,阻碍内攻的实施,必须辅以外攻进行配合;但是在实际的扑救过程中,云梯的高度有限,不能上升到相应的火灾发生高度,所以,高层火灾的扑救还是要依赖于内部自救。但是,高层建筑在建设的过程中,消防设施配备有限,或者消防设施配备不完善,导致水压不足,很难对火灾进行自我扑救。

二、高层建筑火灾的扑救对策

1、坚持科学扑救,首先对高层火灾火情进行详细侦查。

为了优化高层建筑火灾的扑救对策,在火灾发生时进行有效的扑救,最重要的就是要对高层建筑的火灾特点进行详细侦查。应采用下述方法:一是利用高层建筑中火灾自动报警系统侦察火灾范围及火势发展蔓延的方向。火场指挥员到达发生火灾的高层建筑后,除派出侦察人员进行侦察外,要立即进人建筑中的消防控制室,通过向消防控制中心值班人员了解什么部位的火灾探测器首先报警,其他火灾探测器报警的顺序等情况,能够基本确定最先发生火灾的部位和火灾蔓延的方向等情况。二是通过向消防控制室工作人员了解自动喷水灭火系统中水流指示器的报警情况,确定火灾发生的具体楼层或具体防火分区。三是通过火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统及侦察人员的侦察结果综合分析,确定火灾范围。在实际火场中,往往火灾自动报警和自动喷水灭火系统提供的火场情况要比派出侦察人员侦察的情况要快而且准确,因此,可以根据此情况部署兵力。

2、加强统一指挥、分级负责,搞好协同作战。

为应付高层建筑火灾错综复杂情况,各灭火作业区段及各种灭火力量,必须在统一指挥下,搞好协同配合.加强组织指挥,成立火场指挥部及前沿指挥所,必须在火场指挥部的统一部署下进行灭火战斗,否则将造成不必要的重复的工作,甚至造成延误战机,导致更大的损失。火场总指挥要亲自听取火灾情况汇报,掌握确切的火情和所处的发展阶段,以确定排烟救人和灭火等相应措施.另外,指挥部应根据火情适时组织调动专职消防队、自来水、卫生、电业、交通、巡警、部队等单位参与抢救、疏散、堵截火势的任务,以此来增强灭火的战斗力量,确保灭火任务的顺利完成。

3、 对高层建筑火灾线路进行有效的选择。

应采取以“消防电梯为主、楼梯间为辅”的进攻路线。消防电梯就是为火灾发生后供消防队员及时到达火灾现场扑救火灾和为消防队员运送消防设备而设计的,因此,在选择进攻路线时应首选消防电梯,其优点:一是可以节省消防队员的体力,为在火灾扑救中发挥更大作用;二是可以避免通过楼梯间进攻与疏散人员的“撞车”现象,因为火灾时消防队员向上冲,而疏散人员要向下跑,如果通过楼梯进人火场,会贻误灭火战机。在使用消防电梯时必须注意:消防电梯的停梯位置,必须是在通过火情侦察已确认火灾层下面的三层停梯。然后步行通过楼梯间进人火灾层。因为,在日常的消防监督检查中发现,许多的消防电梯前室的防火门或防火卷帘处于敞开状态,如果消防队员乘坐消防电梯直接进人着火层,一旦消防电梯前室的防火门或防火卷帘处于敞开状态,将会直接威胁到消防队员的人身安全。如果消防电梯因故障或其他原因不能使用,则只能通过楼梯间进攻。

4、集中优势兵力,加强第一出动。

第一出动是到达火场的首批作战力量,对战斗的成败起着关键作用,第一出动到达火场后,应立即询问熟悉建筑的人员,了解建筑内部火情和受困人员情况,并派遣消防队员以重点部位为主,地毯式搜寻为辅,展开火情侦察,必须正确选择进攻路线,控制火势发展,把火势控制在初期或发展阶段初期,如果没有把握住战机,火场燃烧进入猛烈燃烧阶段,要救人灭火就特别困难。

5、增强消防人员的安全保护,将救人与灭火相结合。

在高层建筑火灾的扑救过程中,在保证扑救效率的同时也要保证消防人员的安全,将救人与灭火相结合。在扑救的过程中,要将消防车辆停在离事故发生点比较远的位置。 如果高层建筑的结构比较复杂,上下搜救的措施不可行,可将消防人员按攻坚组要求进行合理分组,一般是三人一组,根据火灾形势规定搜救时间, 规定消防人员在一定的时间内必须返回,以保证消防人员的生命安全。如果是夜间扑救,要做好照明工作。如果火灾发生的时间比较长,要对建筑的稳固性进行评估,保证搜救人员的安全。

结合火场实际,正确决策,合理用兵。根据火灾现场情况,随机应变,可以先救人后灭火,也可以边救人边灭火,有时也可以为救人先灭火。例如当火势发展较慢,消防第一出动力量可以迅速控制火势,先在短时间内消灭火灾,然后再解救被困人员,这样做同样是执行了救人第一的原则。但是,如果火势较大,第一出动力量在短时间难以迅速控制火势,就必须执行先救人的原则,当第一出动力量足够大时,这时就可以一边灭火一边救人.准确把握“救人第一”的原则,体现了以人为本、和谐消防的理念,也体现了指挥员对灭火战斗基本原则的应用水准。

6、 制定科学的供水方案

在高层建筑的火灾救援中,供水是关键。 因为高层建筑的高度比较高,在扑救的过程中要保证水压的稳定性。在救援的过程中,如果建筑内部的消防设备不能使用,要使用消防车或者消防水泵对建筑内部的消防设备进行加压供水。 如果高层建筑的外层没有防护网,可以使用垂直铺设供水法来进行供水,在供水的过程中要对供水高度和水带的抗压性进行合理的考虑,以保证供水的连续性。

三、结语

对高层建筑火灾实施科学有效的扑救,需要从了解高层建筑火灾火情特点、完善指挥和组织工作、对火灾线路进行有效选择、增强消防人员的安全保护和救人救火相结合、制定科学的供水方案等方面来完成。 做好高层建筑的扑救工作,对降低火灾的损失具有重要的意义。

参考文献

[1]禚守成. 高层建筑火灾的特点及其扑救措施浅析 [J]. 中国科技信息 ,2011,(01).

[2]李皓 浅谈在建高层建筑火灾特点与防范扑救对策[J].科技信息,2010,(7).

高层建筑的特点范文2

【关键词】高层建筑结构特点;结构体系的分类

前言:

我国的建筑业从改革开放发展到现在,有了一个本质上的飞跃,无论是在施工技术、施工工艺还是施工质量相比之前都有了不同程度上的提高,再者由于现今社会科学技术与高科技产品和设备不断的应用在建筑行业中,这就使得现今社会形式下的建筑行业完全优化于早期的建筑行业。

由于城市化步伐在不断的加快,高层建筑在全国个大小城市纷纷的涌现而出,因此高层建筑的施工质量便成为人们所关注的焦点,同时也成为施工企业、施工技术人员、施工管理人员在施工工作中关注度最高的环节。因此在高层建筑的施工中,施工人员和技术人员就必须了解高层建筑结构的施工的特点,在依据设计图纸和规范进行施工,从而确保整体工程的施工质量。

一、设计因素体现在高层建筑中的特点

高层建筑的结构体系完全不同于多层建筑和别墅建筑的的结构体系,在建筑物得平面布置、造型设计、建筑物整体高度、管道井口、施工要求、技术要求、投资造价都有很大的区别,其主要分为以下方面:

首先,水平力是控制的主要因素

多层建筑和其它形式的建筑结构,通常都主要是将重力作为控制竖向和在的结构设计,而对于高层建筑结构来说,不仅仅只有在竖向对结构产生重力荷载的影响作用,还在水平方向受着荷载的影响。这种区别的产生是因为高层建筑产生的自重和建筑物在竖向作用的构件产生的轴力和弯矩的数值,是和建筑物的高度成正比的;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比。

第二,高层建筑结构的侧移

和多层建筑相比较,高层建筑结构的侧移也在高层结构的设计中起到了一定的影响作用,伴随着建筑物高度的不断增加,水平方向对结构产生的作用力就形成了侧移,并且由于高度的不断增加其侧移的幅度也随着提升。再一点,由于建筑物高度的递增、所用的轻质高强度的材料不断的应用、侧移的幅度不断的增加,为此在高层建筑的结构设计中就必须要求,建筑的结构具有规范所要求的强度,同时还要体现出较强的抗推刚度,保证建筑物的结构在水平方向产生的荷载在设计和要求的控制范围,一旦超出这个规定的范围就会出现如下问题:

1、由于结构产生水平方向的侧应力,从而出现结构侧向的移动,当移动的范围大于规定和结构所能控制的范围,就会出现建筑物侧塌的严重施工问题。

2、一旦建筑物出现侧向偏移,无论再不在结构所控制的范围,都会带给建筑物内的人带来危险。

3、一旦出现侧向的位移就会导致建筑物内部的的墙体和装饰构造出现开裂和损坏的现象,甚至还会导致设备管道被破坏,使得电梯等电器设备不能正常的工作。

4、最严重的后果就是会导致整体结构出现大幅度的开裂,最终造成建筑物的坍塌,给人们的生命安全带来危险。

第三,高强度的建筑结构抗震要求

由于高层建筑的总体高度不同于多层的高度,因此在结构抗震方面的要求就要严格的多。其不但要保证在承受竖向和水平方向的荷载,还要具有抵抗一定等级的风荷载、地震带来的荷载。

,尽管高层建筑结构的抗震设计的模拟分析手段不断提高,但由于自然不可抗力的复杂性和不确定性,地基土质影响和建筑体系本身的复杂性,可能导致理论分析计算和实际情况相差很多,尤其是当结构进入弹塑性阶段之后,会出现构件局部开裂甚至破坏,这时结构已很难用常规的计算原理去进行分析,所以,理论设计要结合实际的施工情况进行设计。

二、高层建筑结构体系的设计规范和应用范围

首先,高层建筑的结构设计遵循的规律

建材、设备和施工过程与高层建筑结构设计密切配合,做到安全适用、技术先进、经济合理,并积极采用新技术、新工艺和新材料。同时应重视结构坚固性选择,使用抗震、抗风性能好而经济合理的结构体系与布置方案,并注意加强构造整体协调,保证结构整体抗震性能,避免局部薄弱环节出现,使整个结构有足够的承载力、刚度和延性。

第二,高层建筑结构体系及适用范围

1. 框架结构体系。框架结构体系主要由基础、梁、柱及楼板四种承重构件组成。只要承重结构是由梁、柱、基础构成基本平面框架,各平面框架再由连系梁连接起来,这一空间结构体系是高层建筑中常用的结构形式之一。

2. 剪力墙结构体系。在高层建筑中为了提高房屋结构的抗侧力刚度,在其中设置的钢筋混凝土墙体称为“剪力墙”,这一结构体系可以提高建筑的抗剪力强度,墙体同时也作为维护及房间分格构件。

3. 框架—剪力墙结构体系。顾名思义,这一体系是前两种体系的结合体,这种结构既有框架结构布置灵活、使用方便的特点,又有剪力墙体系所具备的较大的刚度和较强的抗震能力,因此广泛地应用于办公楼和旅馆。

4. 筒体结构体系。随着建筑层数、高度的增长和抗震设防要求的提高,上述几种基本体系往往不能满足建造要求。这时可以由剪力墙构成空间薄壁筒体,成为纵向悬臂箱形梁,以增强梁的刚度,也可以形成空间整体受力的框筒,这种由筒体构造抵抗水平力的结构称为筒体结构。

结束语:

进过上文对几种高层建筑结构体系的介绍,能够使得读者了解高层建筑不同于多层建筑,无论是在形式上还是在结构上,同时也凸显了高层建筑在现今社会建筑中的重要性,这也是全国各大城市高层建筑不断涌现而出的最终原因。

参考文献

[1]GB50011-2010建筑抗震设计规范.

[2]GB50010-2010混凝土结构设计规范.

高层建筑的特点范文3

关键词:高层建筑、结构设计、选型原则、特点

一、高层建筑结构型式

高层建筑结构的结构型式繁多,框架、剪力墙、框架-剪力墙结构体系是高层钢筋混凝土建筑结构中较为传统的、广为应用的结构体系。随着层数和建筑高度增加,利用结构空间作用,又发展了框架-核心筒结构、筒中筒结构、多筒结构和巨型结构等多种结构体系。

二、高层建筑结构选型设计原则

2.1 功能适应性原则

不同功能的建筑,往往要求具有不同的功能空间特征;不同的结构体系型式,并能够提供不同的空间布置;不同的内部空间特征又要求不同的结构与其相适应。

2.2 刚度合理性原则

不同的结构体系往往具有不同的刚度和承载力,也有使其整体综合性能得到较好发挥的高度适应范围。一般来说,框架结构适用于设防烈度低的层数较少的高层建筑;框架-剪力墙结构和剪力墙结构适用于各种高度的建筑;在高度较大或设防烈度高时,可采用筒体结构等。

2.3 空间整体性原则

建筑结构系统是一个由多个子结构及其若干组成构件组成的空间结构体系。一个结构的抗震能力不仅取决于各子结构及相应构件的强度、刚度、延性及其受力状态,而更主要地取决于保证这些子结构、构件协同工作的能力或空间整体性。

2.4 施工方便性原则

不同的结构型式决定着结构的施工工艺、施工难度、施工工期及可能的施工质量。

三、高层建筑结构设计的几个特点

水平荷载起控制作用,侧向位移必须加以限制,轴向变形在侧移中占有很大的份额,所以在结构体系选型时应充分考虑这几个特点。对于低层、多层或高层建筑,其竖向和水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加,由于以下两个原因,竖向结构体系成为设计的控制因素:一个是较大的竖向竣工体系要求有较大的柱、墙和井筒;另一个更重要的原因是,侧向力所产生的倾覆力矩和侧向变形要大得多,高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。

四、高层建筑结构的关键设计

4.1 框架结构

(1)基础系梁的设置问题。在设计工作中,存在下述情况之一时,宜沿两个主轴方向设置基础系梁:1)一级框架和Ⅳ类场地的二级框架。2)各柱在重力荷载代表值作用下的压应力差别较大。3)基础埋置较深,或各基础埋置深度差别较大。4)地基主要受力层范围内存在软弱黏性土、液化土层或严重不均匀土层时(详建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)第6.1.11条)。如果基础埋置深度较深时,可以用基础系梁减少底层柱的计算长度,在±0.000以下设置系梁,此时系梁宜按一层框架梁进行设计,同时系梁以下的柱应按短柱处理。

(2)框架结构薄弱层的判定与处理。薄弱层是对抗震极为不利的结构层,原则上应避免出现薄弱层。避免出现薄弱层的最基本方法是加大该层的抗侧移刚度,即加大该层的柱截面或梁截面;如果条件允许,可以改变该层层高。当无法避免出现薄弱层时,在结构计算和出图时必须按照规范规定采取相应的措施。

4.2 剪力墙结构

剪力墙是一种有效的抗侧力构件,剪力墙结构体系、框架剪力墙结构体系、筒体结构体系中,剪力墙都是作为主要的承重结构单元,因此,剪力墙的截面设计是高层混凝土结构设计的重要部分。在地震区剪力墙除保证有足够的承载力外,还要保证有足够的延性,以提高整个结构的耗能能力,改善结构的抗震性能。在剪力墙墙肢截面设计时,当纵横向剪力墙连成整体共向工作时,可将纵墙的一部分作为横墙的翼缘加以考虑。同时也可将横墙的一部分作为纵墙的翼缘予以考虑。在框架剪力墙结构中,剪力墙常常和梁柱连一体,形成带边框剪力墙。因此,剪力墙墙肢常常按矩形截面、T形截面或工字形截面进行设计。

4.3 框架剪力墙结构

当框架体系的强度和刚度不能满足要求时,往往需要在建筑平面的适当位置设置较大的剪力墙来代替部分框架,便形成了框架剪力墙体系。框架剪力墙结构体系是把框架和剪力墙两种结构共同组合在一起形成的结构体系。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点,又有较大的刚度和较强的抗震能力。在承受水平力时,框架和剪力墙通过有足够刚度的楼板和连梁组成协同工作的结构体系。在体系中框架主要承受垂直荷载,剪力墙主要承受水平剪力。框架剪力墙体系的位移曲线呈弯剪型。剪力墙的设置,增大了结构的侧向刚度,使建筑物的水平位移减小,同时框架承受的水平剪力显著降低且内力沿竖向的分布趋于均匀,所以框架剪力墙体系的最大适用高度要大于框架体系。

4.4 筒体结构

凡采用筒体为抗侧力构件的结构体系统称为筒体体系,包括单筒体、框架-核心筒、筒中筒、成束筒等多种形式。筒体是一种空间受力构件,分实腹筒和空腹筒两种类型。筒体体系具有很大的刚度和强度,各构件受力比较合理,抗风、抗震能力很强,往往应用于大跨度、大空间或超高层建筑。以框架-核心筒结构为例。核心筒应具有良好的整体性,墙肢宜均匀、对称布置,筒体角部附近不宜开洞,当不可避免时,筒角内壁至洞口应保持一段距离,以便设置边缘构件,其值不应小于500mm和开洞墙的厚度;核心筒外墙的截面厚度不应小于层高的1/20及200mm,对一、二级抗震设计的底部加强部位不应小于层高的1/16及200mm。剪力墙的截面厚度应满足墙体稳定验算要求,必要时增设扶壁墙;在满足承载力要求,以及轴压比限值时,核心筒内墙可适当减薄,但不应小于160mm。

4.5 强调“三强三弱”

为体现抗震概念设计思想,按照建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)要求应实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”,使其具有较好的变形能力。规范虽然列出了许多具体核算公式,但由于种种原因目前还存在将梁超计算配筋或加大截面而柱筋及截面不变的情况,这就很难保证“强柱弱梁”实现,而且实际结构中转换层、刚性层大梁以及楼板的存在,要真正实现“强柱弱梁”的概念很困难;设计中局部尺寸或荷载有改变时,有的设计人员习惯于增加纵筋而不改善箍筋,则很难保证“强剪弱弯”;设计人员往往对构件进行大量计算,增强构件,而对节点不过细考虑。施工时节点区缺少箍筋甚至无箍筋的情况非常普遍。因此,要使“三强三弱”概念得以实现,首先应对规范目前核算公式改进使其实用,如采用“实配反算法”来保证,否则公式概念虽然正确但因不易操作不实用,而成为虚设;其次,设计人员应认识到“三强三弱”概念在抗震设计中的重要性,精心设计使所设计的结构具有良好的抗震能力。

高层建筑的特点范文4

关键词:高层建筑;防排烟;特点;设计方法

中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:

随着城镇化的不断推进,城市的建筑用地越来越紧张,高层建筑也成为了广大开发商与消费者青睐的建筑产品,因为其占地面积小,可利用空间大,经济效益好,已经成为了目前各大住宅和商业建筑的首选建筑形式。但是,也由于高层建筑的种种特点,使其防火安全性能显得尤为重要。因为有些高层建筑的高度已经超出了消防车云梯的高度,因此,建筑物内部的防火、防烟、排烟设计就显得至关重要。

一、高层建筑防烟排烟的设计要求

根据我国《高层民用建筑防火设计规范》BG50045—95的规定,根据建筑物的规模、高度、使用功能、疏散和扑救难度等方面的不同,防烟排烟的设计范围及具体的内容也会有所差异。一般来说,一类高层建筑和建筑高度超过32米的二类高层建筑的下列部位,都采取可开启外窗的自然排烟和设置机械排烟的方法,具体的设计要求如下:

1、高层建筑内部的走道长度超过20米的,而且是不能直接对外采光和自然通风的内走道,或者是长度超过了六十米,但有直接采光和自然通风的内走道。

2、高层建筑的内部面积超过lOOm2,且经常有人停留或可燃物较多的房间(如大型办公室、储存较多可燃物的库房等)。对于面积较大的房间考虑排烟设施,而对于使用人数较少、面积较小的房间不考虑排烟设施,既可保障基本安全,又可节约投资。

3、超高层建筑封闭避难层,避难层是人们暂时避难之处,必须有独立的防排烟设施,以防火灾时烟气的浸入。

4、高层建筑室内中庭。中庭在烟气控制、防止火灾蔓延、安全疏散和火灾扑救等方面仍有一定问题,应设置排烟设施。

5、总面积超过200平方米或一个房间超过50平方米,而且经常有人停留或可燃物较多的地下室。此外,防烟楼梯及其前室,消防电梯前室或两者合用前室,也必须设置防排烟设施。

二、高层建筑防烟分区的划分及注意问题

科学合理地划分防烟区,目的就是使得火灾初期的浓烟得以一定的控制,并在一定范围内,通过防烟分区的划分,使得人们可以有时间逃离到高层建筑内部的避难区域,以确保人们的生命安全。根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95的规定,每个防烟分区的面积,一般不超过500平方米,而且,防烟分区不应跨越防火分区。高层建筑多用垂直排烟道(竖井)排烟,一般是在每个防烟分区设一个排烟竖井,在高层建筑划分防烟分区,应该要注意以下的几个问题:

1、一般来说,疏散楼楼间及其前室,包括消防电梯间及其前室,都是主要的疏散和扑救通道,所以必须要设置为单独的防烟分区,同时还需要配备独立的防排烟设施,这样才能够确保疏散安全,并能够避免烟气扩散和火灾垂直蔓延,提升消防队的扑救速度。

2、事实证明,那些重要的、大型综合性高层建筑,尤其是超高层建筑,最需要重点考虑消防安全。也就是说为确保在发生火灾时,能够让建筑物内的所有人员安全疏散脱险,就必须要根据相关规定设置专门的避难层或避难间,而在避难层或避难间,都一定要划分单独的防烟分区和设独立的防排烟设施。

3、对于会议厅、观众厅等,使用面积较大的房间,需要重点考虑。因为,当这些大空间的房间发生火灾时,会经过较长的时间,才会直接威胁到在场人员的生命危险,因为其烟层高度和烟气浓度不会在短时间内威胁到人员的安全,所以可以考虑不划分防烟分区。

4、在高层建筑的地下室,如果没有设置排烟设施的房间或者走道,可以不划分防烟分区。如有需要在地下室、房间或者走道中设置排烟设施的,就必须要按照具体情况分设或合设排烟设施,同时还必须要按照相关规定划分防烟分区。

5、如果一座高层建筑中的某几层需要安设排烟设施,一般采用垂直排烟道排烟时,而其余各层,按规定无需设排烟设施,那么在成本投入不太高的情况下,可以考虑扩大设置范围,同时也需要划分防烟分区。

6、如果防烟的分区跨越了防火分区,那么,就应该在防火分区中设置防火阀门、防火卷帘或者防火门,同时,这些设施与火灾自动报警系统及防灾控制中心联锁,直接导致的结果是:跨越防火分区的某一部分空间的排烟发生困难。所以,为了营造更好的排烟效果,就必须要简化设备,尽可能不让防烟分区跨越防火分区。

三、高层建筑隔烟设施的设置方法

隔烟和阻烟设施,以形成防烟分区,主要有防烟垂壁和挡烟梁等。

1、防烟卷帘:防烟卷帘要求气密性好,在压差为20Pa时,每平方米的漏风量小于0.2m³/min,防烟卷帘的宽度一般不超过5m,与感烟探测器联动或在消防控制室控制。当作为隔烟设施用时,可与自动喷水装置相结合,以提高耐热性能,如果将其设在走道内阻烟时,落下的高度应该控制在距地板面1.8m以上。

2、活动式挡烟板:当顶棚高度较小,或为了吊顶的装饰效果,常设置活动式挡烟板,一般设在吊顶上或吊顶内,火灾时与感烟探测器联动,可在消防控制室遥控,也可就地设手动操作,降下后板的下端至地板面的高度应在1.8m以上。

3、固定式挡烟板:从顶棚下突出不小于0.5m,固定在墙上和不燃的屋顶上。防烟卷帘、活动式挡烟板、固定式挡烟板统称为挡烟垂壁,这些挡烟设施都要求用不燃烧材料制作,并要求气密性好。

4、挡烟梁:建筑物突出顶棚面大于0.5m的梁,可兼作挡烟梁用,对阻挡烟气蔓延有一定的效果并可形成防烟分区。

四、高层建筑防排烟方式的选择技巧

防烟方式归纳起来,有不燃化防烟、密闭防烟和机械加压防烟等几种。在建筑设计中,尽可能地采用不燃化的室内装修材料、家具、各种管道及其保温绝热材料,特别是对综合性大型建筑、特殊功能建筑、无窗建筑等,在不燃化的高层建筑内部,就算是发生火警,因其材料不燃,产生烟气量大大减少,烟气浓度大大降低。其次,也可以采取密闭防烟的方式,就是说,在发生了火灾时,将着火的房间密闭起来,因为其门窗的密封性较好,且具有防火能力,所以当氧气不足时,火灾就会自动熄灭,使其火势不能蔓延,有效地控制了火灾的毁坏程度,这种方式一般多用于较小的房间,例如高层的民用住宅、酒店旅馆、学校或者工厂的集体宿舍等。而排烟的方式可以分为自然排烟方式和机械排烟方式,在自然排烟设计中,必须有冷空气的进口和热烟气的排烟口,排烟口可以是建筑物的外窗,也可以是专门设置在侧墙上部或屋顶上的排烟口。机械排烟的方式,就是指利用机械设备强制送风或排烟的手段来排除烟气,对走廊、楼梯(电梯)前室和楼梯间等进行机械送风,当控制送风量略小于排烟量时,就会使着火的房间保持负压,以防止烟气从着火房间漏出。

五、小结

高层建筑的防烟排烟设计,应该是高层防火设计中的一个相对复杂且尤为关键的环节,防烟排烟设计对其他防火设计的影响,可谓是牵一发而动全身,所以,做好防烟排烟的设计,才能为城市里面的高层建筑及居住在其中的人们提供安全的保障,有效杜绝火灾事故的发生。

参考文献:

[1]段南.高层建筑设计中的排烟设计[J].企业导报,2010 (10):292-295.

[2]周燕来,朱国英.浅析我国高层建筑防排烟工程设计[J].知识经济,2011(12):83-86.

[3]程萌.高层建筑防排烟浅析[J].城市建设,2010(15):1-5.

高层建筑的特点范文5

关键字:高层建筑 ;结构设计 ;特点及结构分析

引言:随着社会经济的迅速发展,人民物质生活水平的不断提高,居住条件的不断改善,高层住宅如雨后春笋一座座拔地而起。一个优秀的建筑结构设计往往是适用、安全、经济、美观便于施工的最佳结合。

1.高层建筑结构设计有以下特点

水平荷载成为决定因素。楼房的自重和楼面的使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯曲的数值,仅与楼房的高度的一次方成正比;而水平荷载对结构产生的倾覆力矩,以及由此在竖构件中引起的轴力,是与楼房高度的二次方成正比。

轴向变形不容忽视。高层建筑中,竖向荷载数值很大,能够在柱中引起较大的轴向变形,从而会对连续梁弯矩产生影响,造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大。

侧移成为控制指标。与较低楼房不同,结构侧移成为高层结构设计中的关键因素。随着楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形迅速增大,因而结构水平荷载作用下的侧移应被控制在某一限度之内

结构延性事重要设计指标。相对于较低楼房而言,高层结构更柔一些,在地震作用下的变形更大一些。为了使结构在进入塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力,避免倒塌,特别需要在构造上采取恰当的措施,来保证结构具有足够的延性

2.高层建筑结构分析

2.1高层建筑结构分析的基本假定

高层建筑结构是由竖向抗侧力构件(框架、剪力墙、筒体等)通过水平楼板连接构成的大型空间结构体系。要完全精确地按照三维空间结构进行分析是十分困难的。各种实用的分析方法都需要对计算模型引入不同程度的简化。下面是常见的一些基本假定:

2.1.1弹性假定。目前工程上实用的高层建筑结构分析方法均采用弹性的计算方法。在垂直荷载或一般风力作用下,结构通常处于弹性工作阶段,这一假定基本符合结构的实际工作状况。但是在遭受地震或强台风作用时,高层建筑结构往往会产生较大的位移,出现裂缝,进入到弹塑性工作阶段。此时仍按弹性方法计算内力和位移时不能反映结构的真实工作状态的,应按弹塑性动力分析方法进行设计。

2.1.2小变形假定。小变形假定也是各种方法普遍采用的基本假定。但有不少人对几何非线性问题(P-Δ效应)进行了一些研究。一般认为,当顶点水平位移Δ与建筑物高度H的比值Δ/H>1/500时,P-Δ效应的影响就不能忽视了。

2.1.3刚性楼板假定。许多高层建筑结构的分析方法均假定楼板在自身平面内的刚度无限大,而平面外的刚度则忽略不计。这一假定大大减少了结构位移的自由度,简化了计算方法。并为采用空间薄壁杆件理论计算筒体结构提供了条件。一般来说,对框架体系和剪力墙体系采用这一假定是完全可以的。但是,对于竖向刚度有突变的结构,楼板刚度较小,主要抗侧力构件间距过大或是层数较少等情况,楼板变形的影响较大。特别是对结构底部和顶部各层内力和位移的影响更为明显。可将这些楼层的剪力作适当调整来考虑这种影响。

2.1.4计算图形的假定。高层建筑结构体系整体分析采用的计算图形有三种:

①一维协同分析。按一维协同分析时,只考虑各抗侧力构件在一个位移自由度方向上的变形协调。在水平力作用下,将结构体系简化为由平行水平力方向上的各榀抗侧力构件组成的平面结构。根据刚性楼板假定,同一楼面标高处各榀抗侧力构件的侧移相等,由此即可建立一维协同的基本方程。在扭矩作用下,则根据同层楼板上各抗侧力构件转角相等的条件建立基本方程。一维协同分析是各种手算方法采用最多的计算图形。

②二维协同分析。二维协同分析虽然仍将单榀抗侧力构件视为平面结构,但考虑了同层楼板上各榀抗侧力构件在楼面内的变形协调。纵横两方向的抗侧力构件共同工作,同时计算;扭矩与水平力同时计算。在引入刚性楼板假定后,每层楼板有三个自由度u,v,θ(当考虑楼板翘曲是有四个自由度),楼面内各抗侧力构件的位移均由这三个自由度确定。剪力楼板位移与其对应外力作用的平衡方程,用矩阵位移法求解。二维协同分析主要为中小微型计算机上的杆系结构分析程序所采用。

③三维空间分析。二维协同分析并没有考虑抗侧力构件的公共节点在楼面外的位移协调(竖向位移和转角的协调),而且,忽略抗侧力构件平面外的刚度和扭转刚度对具有明显空间工作性能的筒体结构也是不妥当的。

3.高层建筑结构设计应注意的问题

3.1地基与基础设计

地基基础是整个工程造价的决定性因素,该阶段设计过程的好坏将会直接影响到后期设计工作的进行,而且出现在这一阶段的问题,有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。所以,结构工程师一直是比较重视地基与基础的设计。但是,由于我国占地面积较广,地质条件相当复杂,在地基基础设计中界定一定的标准,实施一定的规范也是有难度的。现行的《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础做详细的描述和规定,因此,在国家标准之下还需建立能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确的地方标准,从而尽量避免因地基问题二造成的对整个结构设计或后期设计工作产生较大影响的问题出现。

3.2高层建筑结构受力性能

建筑物底面对建筑物空间形式的竖向稳定和水平方向的稳定是非常重要的,在一个建筑物方案设计之初,建筑师着重考虑的是它的空间组成特点,而并非是其详细的结构。因为建筑物的结构必须能将它本身的重量传至地面,况且结构的荷载总是向下作用于地面的,所以建筑设计的一个基本要求就是要搞清楚所选择的体系中向下的作用力与地基土的承载力之间的关系。鉴于以上原因,建筑设计师在建筑设计方案的起始阶段,就必须对主要的承重柱和承重墙的数量和分布给出总体的规划和设想。

3.3提倡节约

目前,国家提倡的是建立节约型的发展社会,实行可持续发展战略。同样,在建筑工程中,我们也要遵循这一原则。按照我国规范标准建设的大楼还是能进入国际市场的,外国大企业在北京买按我国规范设计的大楼就是很好的证明。但是,从实际状况来看,由于一些原材料和技术方面的原因,目前我国规范中的构造要求,并非都比外国低,有的已经超过。鉴于目前客观形势的,国家经济实力增强和住宅制度改革现状等诸多方面的因素,我们可以将现行设计可靠度水平适当提高一点,这样投入也不大,但对国家总体和长远利益有利。

4.结语

高层建筑结构设计是个系统的,全面的工作。现如今,随着高度的增加,竖向结构体系成为设计的控制因素:一个是较大的竖向荷载要求有较大的柱、墙和井筒;另一个更重要的是,侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形要大得多,高层建筑结构设计人员必须以精心设计来保证。因此,在设计过程和设计管理过程中,对此必须给予高度重视

参考文献:

高层建筑的特点范文6

关键词:高层建筑结构特点剪力墙结构设计 设计要点

1、高层建筑的结构受力特点

1.1 轴向变形

高层建筑的中竖向荷载一般都比较大,会在柱中引起很大的轴向变形从而也就影响连续梁弯矩,同时还会影响预制构件的下料长度。因此必须考虑轴向变形计算值,对下料长度作相应调整。

1.2 水平荷载

高度范围的高层建筑,立体竖向的荷载基本都是固定好不能变的,还包括风荷载和地震作用的水平荷载的数值,也会随结构动力特性的区别所产生较大范围的变化。

1.3 侧移的控制

结构的侧移是高层建筑结构设计的主要。随着现代楼房高度的增加,水平荷载下结构的侧移变形也会随着建筑高度的升高与迅速增大。基于这一原因,水平荷载作用下的侧移一定要严格控制在一定范围内。

1.4 结构延性

高层建筑比矮层的楼房结构要更柔和,因为遇到地震等剧烈震动时所出现的形变就会更大。为了保证建筑在塑性变形的阶段中仍能具备强变形能力,一定要在结构设计上采用相应措施以确保结构的延性。

2、剪力墙结构的特点

剪力墙是一种好的抵抗水平荷载的墙。剪力墙因为可以有效抵抗水平荷载,所以在总体的墙面结构上就有以下特点:抗侧刚度大,侧移小;室内墙面较为平整;结构自重大,吸收地震的能量大;一般剪力墙的墙肢截面高度与厚度之比很大,在水平荷载的作用下,通常抗剪刚度起控制作用,故其耗能较差。所以它常常应用在层数较多(20 层以上)的高层建筑中,当剪力墙洞口较小时,剪力墙整体性能比较好,剪力墙截面弯曲破坏极限承载力可以按照全截面抗弯计算。另外,使用剪力墙结构,会给室内较框架结构简洁,没有露梁与露柱的现象,外形也美观,便于室内布置。但也存在着缺点,比如剪力墙结构的抗侧刚度大,就会引起比较大的地震反应,使得上部结构和基础费用增加;由于混凝土墙体较多,使得建筑物重量增加,这也同样引起较大地震反应,进而造成浪费;剪力墙结构中各墙肢轴压比往往较低,使得各墙肢的承载能力得不到充分发挥;剪力墙结构中墙体多为构造配筋,配筋率均较低,使得结构延性较差。

3、剪力墙结构的设计要点

剪力墙作为竖向构件中所形成结构抗侧力刚度的最主要构件,它在建筑中所承担着整个结构的竖向荷载与绝大部分水平荷载。剪力墙建筑结构的设计一定要注意以下几个方面:

3.1 剪力墙布置

剪力墙的布置一定要均匀合理,这样就能让整个建筑物的质心与刚心趋于重合,且x、y 两向的刚重比接近。在结构的布置时要尽量避免仅单向有墙的结构布置形式,以使其具有较好的空间工作性能,并且使两个受力方向的抗侧刚度接近,若无法避免,则剪力墙相应部位应设置暗柱,当梁高大于墙厚的2.5 倍时,应计算暗柱配筋,转角处墙肢应尽可能长,因转角处应力容易集中,有条件两个方向均应布置成长墙。

3.2 剪力墙厚度确定

剪力墙墙肢截面比较适宜简单、规则,剪力墙的竖向刚度应均匀,其门窗洞口最好成列布置、上下对齐,形成明确的连梁和墙肢。避免使墙肢的刚度相差悬殊洞口设置,在抗震结构设计时,一、二、三级的抗震等级剪力墙底部要加强部位最好不要使用错洞墙,二、三级抗震等级的剪力墙均不可以采用叠合错洞墙。《高层建筑混凝土结构技术规程》中对剪力墙的截面尺寸具体规定如下:“按一、二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部加强部位不应小于层高或剪力墙无支长度的1/16,且不应小于200 mm,其他部位不应小于层高或剪力墙的1/20,且不应小于160 mm;按三、四级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度,底部要加强部位不可以小于层高或剪力墙元支的长度1/20,且不应小于160 mm,其他部位不应小于层高或剪力墙的1/25,且不应小于180 mm。”

3.3 剪力墙墙体配筋

一般要求水平钢筋要放在外侧,竖向的钢筋应放在内侧。配筋满足计算及规范建议的最小配筋率就可。加强区φ10@200,非加强区φ8@200 双层双向即可。双排钢筋之间采用φ6@600×600拉筋。但地下部分墙体配筋则另当别论。因为地下部分墙体的配筋大部分都是由水压力、土压力所产生的侧压力控制,而因为简化计算经常由竖向筋的控制,此种情况下为增大计算墙体有效高度,可把地下大多墙体的水平筋放在内侧,竖向钢筋放在外侧。

3.4 设置边缘构件

对于那些剪力墙,暗柱的配筋必须要满足规范要求最小的配筋率,还要加强区0.7%,一般的部位为0.5%。对于那些短肢的剪力墙,也要控制在配筋率的加强区1.2%,一般部位为1.0%;对小墙肢其受力性能也比较差,应严格按高规控制其轴压比,宜按框架柱进行截面设计,并应控制其纵向钢筋配筋率加强区1.2%,一般部位1.0%;而对于一个方向长肢另一方向短肢的墙体,设计中往往就按长肢墙进行暗柱配筋。

4 、工程实例

4.1 工程概况

某工程,总建筑面积为12 570 m2,采用短肢剪力墙结构,为12 层住宅楼,层高3 m,顶层为复式住宅,屋顶为四坡屋面。

4.2 剪力墙结构设计

因为整个楼层的建筑平面相当复杂,采用在⑭和⑮ 轴间设置双墙防震缝,在D 和E轴间设置悬挑构件抗震缝的处理方法,将平面分成相对独立的4 个部分,各部分的长宽比L1/B1max=29/9.4=3.09<5,L2/B2max=117.52/17.02=1.03<5。高宽比Hl/B1=37.44/9.4=3.98<6。H2/B2=41.94/17.02=2.46<6,符合规范要求。结构层高1 层~12 层为3.0 m,坡屋面层高0.55~2.47 m,坡度为40%。平面的南侧拐角处设有阳光房,平面突出的部分为六边形,突出长度为2.1 m,L/Bmax<0.3,符合规则建筑平面布置要求。

4.3 结构设计的主要参数

场地类型为II 类建筑场地,剪力墙抗震等级为二级。水平地震作用按x,y 两个方向计算。同时考虑扭转耦联,周期折减系数0.85,计算取9 个振型,结构阻尼比0.05,竖向力按模拟施工加载方式计算,恒活荷载分开计算。修正后的基本风压为0.35,地面的粗糙度为B 类,结构体型的系数为1.4。连梁刚度折减系数为0.7,地震力分项系数为1.3,风荷载分项系数为1.4,恒荷载分项系数为1.2,活荷载分项系数为1.4。本工程基础采用钢筋混凝土墙下条基(有肋梁),剪力墙厚度内外墙均为200 mm,连梁截面b×h 为200×(370~570) mm,楼板厚度100~130 mm,混凝土强度等级为C35C25。地基采用天然地基,以③层黏土层作为持力层,Es=15 MPa,fak=300 kPa。

4.4 剪力墙的布置

按照抗震设计要求,结合窗间墙、楼梯间及房间四角等布置成“一”字形、“L”形、“T”,形、“Z”形或“十”字形墙段,沿结构平面各主轴方向均匀、对称布置,做到刚心和质心重合,减少结构扭转。各墙肢肢长不宜相差太大,截面高厚比可以控制在5~8 之间,避免出现高厚比小于3 的小墙肢,使各墙肢刚度接近,保证在水平地震力作用下,各墙肢受力均匀,避免个别长墙因内力太大而出现超筋。另外在④~⑥轴,⑩~⑥轴间形成4 个较为完整的弱筒,以增强整个结构的抗侧力性。在竖向,要求墙肢上下对齐、连续。在同一轴线上的各墙肢通过连系梁连接,可增加对墙肢的约束,提高结构的抗震性能。为了保证连梁具有较好的刚度和延性,取其跨高比为4≤l/h≤8较为合适。

4.5 墙肢截面设计

塔楼周围及肢长/肢宽<3 的小墙肢均按框架柱的抗震要求配置纵筋及箍筋,并降低轴压比提高要求。连梁高度的设计计算从剪力墙洞顶至楼板面或屋面,窗间墙和窗台以下墙体采用轻质材料砌筑。连梁正截面的配筋应按矩形截面构件计算,取上、下配筋的两者之中较大值,配置于梁截面上、下部位,还要考虑到施工的因素,一般每排布置2 根纵筋为宜,也可按照墙厚适当增加。按斜截面抗剪计算所得的箍筋沿梁全长加密的布置,对于有些连梁因为跨高比较大和刚度大,可能就还产生超筋,地震作用下允许其局部出现裂缝,可将连梁刚度折减。为确保结构平面刚度,楼层最小板厚为100 mm,在南侧阳光房塔楼处适当增加厚度。