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高层建筑的缺点范文1
关键词:高层建筑;结构类型;结构体系;发展
1 前 言
人类有史以来就有脱离地面、接近苍穹的渴望,从圣经故事中的巴别通天塔到保罗大教堂,人们渴望建筑高大建筑的愿望从未泯灭。人们在攀登珠穆朗玛峰的时候是为了能够体验九天揽月的某种愿望,在建造摩天大楼的时候或许也与这种愿望有关。[1]而且,随着社会的进发展,当人们的经济实力得到一定发展之后,对生活的条件也期待能够有进一步的改善。对于生活条件的改善,人们首先想到的就是居住条件的改善。无论是为了土地资源的节约还是体现我们的技术与实力,高层甚至超高层建筑的建造范围已经变得越来越广泛。高层建筑距今已经有100多年的历史了,本文主要从其结构类型与体系方面对高层建筑进行了总结与分析。
2 高层建筑结构类型
目前,高层建筑的结构类型主要有钢结构、钢筋混凝土结构已经钢-钢筋混凝土混合结构三种。不同的结构类型其优缺点也不一样,下面我们依次对三种结构类型的特点进行分析:
2.1 钢结构
现代高层建筑中,钢结构的应用是非常广泛的。轻质高强成了它的主要特点,这也成为了人们在建造高层建筑的时候首先选用它的主要原因。此外,钢结构还有其他优点,比如,钢材的内部组织比较均匀,有良好的塑性和韧性;钢结构的装配化的程度比较高,其施工速度很快,对于工期要求严格的工程使用钢结构则可以大大缩短工期;当制造某些具有特殊要求的密闭结构的时候,钢结构则能很好的满足。任何事物都具有两面性,钢结构高层建筑也不例外,有优点的同时缺点也都一直存在。至今仍被全世界人民铭记在心的美国“9.11”事件,2011年9月11日,袭击了年仅“28岁”的美国世贸大厦,这个世界上曾经最高的双塔很快倒塌,这座建筑就是应用了我们所说的钢结构,钢结构的主要缺点就是其耐火性以及耐腐蚀性很差。所以美国世贸大厦才会在被飞机撞击了之后很快就倒塌。此外,钢结构在后期的维护费用也是相当的大,这个缺点也是我们必须面对的。
2.2 钢筋混凝土结构
与钢结构相比,钢筋混凝土结构的耐火性能要好得多,而且其防水性能也比较好,而且钢筋混凝土的造价比较低,材料的来源也比较丰富,尤其对建筑高层建筑而言来说,使用钢筋混凝土结构可以节约钢材,它的耐久性也比较好,相对钢结构而言,其后期的维护成本就要低得多。然而,其缺点则主要有自重大、抗拉强度比较低,因此,当结构处于受拉状态的时候则很容易被破坏。对于施工工期有要求的工程而言,使用钢筋混凝土结构的施工周期相对来说则会比较长,而且由于施工人员技术以及施工现场管理、人员素质等多方面的原因可能会导致我们整个施工过程的质量很难得到控制。
2.3 钢-钢筋混凝土组合结构
随着建筑业的不断发展,就高层建筑而言。钢-钢筋混凝土组合结构体系的采用,已经变成看一种越来越合理的一种结构,因为这样两种材料结合在一起的时候可以各种发挥自己的优势,使建筑物的结构性能达到最优化。顾名思义,这结构就是讲钢材与钢筋混凝土组合作为一种结构,目前,这种结构主要有两种具体的使用形式:第一种就是以钢桶的形式组合使用,使用钢材制造而成的钢管,然后在钢管内浇筑钢筋混凝土,这样就形成了钢柱,可以用来做高层建筑结构的柱子使用;另外一种则是整个结构的外部是浇筑的钢筋混凝土,而降钢材浇筑在混凝土的内部,钢材是一种不耐腐蚀性的材料,然而,这种结构的主要缺点则是钢筋混凝土内部的钢材维护比较困难。
3 高层建筑的结构体系
从高层建筑的发展至今经历了100多年的历史,我们所应用的结构体系主要包括了框架结构、剪力墙结构、框-剪结构以及筒体结构等几种类型。
3.1 框架结构体系
框架结构体系的使用,可以让人们获得较大的使用空间,而且其内部的平面布置也相对比较灵活。因为采用框架结构体系的建筑,其墙体基本上是不承重的,而且,此类建筑的施工方便、结构自重也比较轻。但是框架结构的柔性较大、其抗侧移的能力差,在水平荷载的作用下易产生较大的水平位移。所以,我国框架结构体系的建筑高度一般控制在15~20层。
3.2 剪力墙结构体系
在城市发展如此迅速的今天,剪力墙体系建筑随处可见。其受力特点主要以弯曲变形为主,其抗侧移的能力要比框架结构体系好的多,而且,其抗震性能也比较好,可以很好的抵制剪切变形。在我国,当建筑物的层数在30~40这个范围内的时候,我们一般选择剪力墙结构作为我们的结构体系。
3.3 框架-剪力墙结构组合体系
框架-剪力墙结构体系和钢-钢筋混凝土结构一样,是一种组合的结构体系,它把框架结构和剪力墙结构的优点结合在了一起。使用这种结构体系的建筑可以让我们的建筑在满足空间灵活的前提下的同时也具有较好的抗侧移的能力。
3.4 筒体结构
相比之下,筒体结构的历史并不悠久,它的概念是在20世纪60年代初的时候被人们提出来的。当建筑物的高层达到40~50层的时候,我们就要采用筒体结构了,筒体结构的抗侧移的刚度很大,而且也可以使得建筑物的平面布置非常的灵活。我国上海的金茂大厦以及美国芝加哥的西尔斯大厦等具有标志性意义的建筑均选择了筒体结构。
4 结束语
随着建筑师们对建筑的高度的不断追求以及世界各地高层建筑建造步伐的加剧,高层建筑的结构体系及结构类型的选择是一个非常值得研究和考虑的问题,在建造新的高层建筑的时候,我们要不断地总结过去的经验,加大对高层建筑结构体系的研究力度,其中也包括抗震性能技术的研究。只有将各个方面都考虑到位了,高层建筑的发展才不会受到任何的阻碍,相反,可以促进高层建筑行业的健康发展。
参考文献
[1]彭伟.房屋建筑工程[M].成都:西南交通大学出版社,2010年5月.
[2]李章政,熊峰.建筑结构设计原理[M].北京:化学工业出版社,2009年5月.
高层建筑的缺点范文2
【关键词】高层建筑;给水方式;选择
1.高层建筑给水方式
1.1高位水箱给水方式
高位水箱能够存储和调节本小区的使用水。高位水箱的给水方式分为高位水箱并联给水方式、高位水箱串联给水方式、减压水箱供水方式、减压阀供水方式、双出口水泵供水方式五种供水方式。第一,高位水箱并联给水方式是在小区的各个分区设置单独的水箱和水泵,向每个小区单独供水。并联给水方式也分为两种,一种适合单管供水方式,一种是多管供水方式,两种供水方式都有自己的优缺点。单管供水方式的供水可靠性比较大,单管供水管道比较少,这样施工成本比较低,维护修理供水管道的维修费用比较低且节省人工劳动力;其缺点是单管供水方式的能源消耗比多管供水方式的能源消耗大。多管供水方式较单管供水方式能源消耗比较低,多管供水使得各个小区的供水互不干扰。选择多管供水方式的水管设置集中,便于维修。多管供水的缺点是管道铺设过多,成本比较高,另外多管供水需要的设备比较多,占据了施工建筑的面积,大大减少了高层建筑的使用面积,损失了部分经济收益;第二,高位水箱串联给水方式。这种串联给水方式一般多用于超高层建筑,为了方便向居民用户供水,将水泵设置在各个小区的各个楼层里,每个高一层的水泵在第一层的水箱里取水,这样的供水方式设置管道比较简单。但是由于每个小区的每层楼都设置水泵,台数过多、水箱个数也比较多,施工设备成本比较高。此外,水泵和水箱的分部比价分散,增加了施工的难度。串联的供水方式若一方出现问题,那么全部的供水系统都会受到影响,供水安全性比较低。第三,减压水箱供水方式因为将整座建筑的用水都用水泵弄到建筑顶部的水箱里,然后通过水泵逐个楼层降水,这样供水降低了设别成本,但是水泵消耗的能量比价大,屋顶水箱的重量过大,对整座建筑物的安全危害性加大。第四,减压阀供水方式和减压水箱供水方式是类似的,二者的区别就是减压阀供水主要的关键是减压阀,其优点是供水不会产生漏水现象,在设备施工时安装位置是没有限制的,但是减压阀也是有缺点的,其缺点是水泵消耗的能量比较大。
1.2气压罐给水方式
气压罐给水方式需要离心水泵和气压罐。气压罐供水方式的气压罐是密闭的盛水容器,材料是钢,在供水过程中是利用气压罐里的空气的压缩性将气压罐里的水送到目的地,搭配离心水泵共同实现节能供水。气压罐供水方式一般应用在高层建筑的生活给水中,使用气压罐给水方法供水,气压罐里的水不会受到污染,建设成本比较低,供水比较安全。在频繁发生地震的地区,高层建筑给水时大都会采用气压罐给水,因为这种方法不需要建设水箱,建筑物需承载的重量比较小,对于减轻灾区建筑物的危险性很有帮助。但是气压罐供水需要的气压罐和水泵在施工时耗费的材料比较多,施工成本会大大增加。
1.3变频调速泵给水方式
变频调速泵给水方法是没有水箱的给水方式,国内和国外采用这用给水方法的有不少。变频调速泵给水方式可以不使用水箱,为建筑物节省了使用面积,增加了高层建筑的收益。这种供水方式的水质比较好,适用于生活用水供给。但是相对来说变频调速泵的缺点也有很多,这种水泵对电的需求比价大,所以要求会比价严格;另一方面资金消耗比加大,不仅是对水泵的施工还是后期维修检查的费用都比较大。
1.4减压分区给水方式
减压分区给水方式供水原理比较复杂。减压分区给水方式是利用减压阀或各区的减压水箱进行减压。水泵将水直接送入最上层的水箱,各区分别设置水箱,由上区的水箱向下区的水箱供水,利用水箱减压,或者上下区之间设置减压阀,用减压阀代替水箱,起减压的作用。向下区供水时,先通过干管上的减压阀,然后进入下一区的管网,依次向下区供水。特点是供水比较可靠,设备和管道系统简单,节约投资,维修管理方便。采用减压阀减压方式,各区不再设置水箱,可提高建筑面积的利用率。但下区供水压力损失较大,水泵能源消耗较大。设计时一般生活给水系统采用可调式减压阀,消防系统采用比例式减压阀。
2.设计高层建筑给水系统注意问题
2.1认真选择高层建筑给水方式
在对高层建筑进行设计时,对于给水方式的选择很重要。不仅对高层建筑整体的工程造价有影响,而且对高层建筑施工合理性有很大的影响。在城市居民楼里,城市给水网一般都满足不了居民用水的要求,所以大部分的高层建筑商在对高层建筑给水方式的选择上一般会选用高位水箱给水方式,变频调速泵给水方式,或者是气压罐给水方式中的某一种。可见高层建筑给水方式对于高层建筑的设计的影响很大。
2.2应用给水减压阀
我国建筑行业现在迅猛发展,在建筑领域中比较重要的是建筑的给排水系统。给排水系统随着科技的发展也在不断地进步,给水减压阀在给排水系统中得到大范围的应用个,不仅能在高层建筑中使用,甚至在超高层建筑的给排水系统中也得到应用。使用给水减压阀能够保持高层建筑给水系统的稳定新个,能够提供居民用户一个良好的居住环境,不用为使用水方面担忧。
2.3给水泵房的设置
在高层建筑中对给排水系统进行设计,会设置给水泵房。因为高层建筑对水泵的要求很严格,向上供水水泵的压力也很大,所以水泵房的建设会有三种情形:第一是在地面上设置水泵房,第二是在地面下设置水泵房,第三是在建设里设置水泵房。在地面上设置水泵房会对建筑的整体设计有影响,也会增加建筑施工的成本投资;在地面下设置水泵房,这样的设计造成水泵房地面上会凸起,影响整体建筑的美观,而且在地下设置水泵房的成本会更高,地下施工的难度会加大,管道焊接各方面的技术要求会更严格;建筑物里设置水泵房,是最合适的一种方法,不仅解决了资金的问题,也解决了技术问题,是高层建筑设置水泵房最好的选择。
3.增加高层建筑给水系统压力的具体措施
3.1通过稳压泵系统增加水压
在高层建筑给水体统设计时,水压是重点考虑因素。在选择给水方式的同时也要考虑水压的要求,水压足够大才能在高层建筑给水过程中供水充足,提供良好的生活用水环境。在大部分的高层建筑中,稳压泵是最好的选择。在发生紧急以外例如火灾时,稳压泵能够发挥其控制压了,增加供水的数量和供水水压,当水压达到一定的数值时,稳压泵就会自动停止工作起到保护高层建筑供水系统的安全的作用。
3.2通过气压罐增压系统增加水压
增加水压通常需要局部增压设备,在采用消防水箱行不通的情况下,可以考虑采用气压给水设备。这种设备根据高层建筑中设计的最低水压和气压水罐容量来选择气压水罐。气压水罐的工作原理告诉我们,当气压水罐在高压和低压之间作业时,以气压水罐设计的最低供水压力应满足管路最不利消火栓栓口所需水压来保证选择气压水罐的有效性,通过气压罐增压系统增加水压是高层建筑给水系统增压的一个很好的措施。
除了以上两种在高层建筑中增加给水系统压力的方法,变频调速恒压供水增压也是一种可行法方法。变频调速恒压供水在实际的操作过程中,能够控制水压恒速不变,在供水系统中的水量够高层建筑使用时,变频调速器就保持水压不变;当水量或多或少时,变频调速器就相应地改变供水系统的水压为高层建筑进行供水。
高层建筑的缺点范文3
[关键字] 高层建筑;消防给水;设计
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
高层建筑消防是现代城市管理一个难点,与之相关的高层建筑消防给水是建筑给排水设计的重要组成部分。为此,结合高层建筑消防给水特征,对高层建筑的消防给水设计展开分析。
一、几个关于高层建筑消防给水设计的注意方面
1.高位水箱是临时的高压消防给水系统中必不可少的组成部分。《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版)(以下称《高规》)7.4.7.2条要求,建筑高度不超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa.现在的高层建筑一般会采用消防增压稳压设备去维持网管的压力,以此来达到《高规》的要求。经过多年数次实践证明,足够高度的高位水箱具有其他高位消防设施无可比拟的优势。
2.安全性能的优越性比较来说,设置足够高度的高位水箱来维持压力会比采用增压稳压设备维持消防管网维持压力更加能节能省电,安全可靠。采用增压稳压设备虽然会采用两路电源,但是电路系统发生故障的可能性则仍会存在。一旦其中电路出现故障,会造成急用之时无法工作的局面。因此,足够高度的高位水箱相对于其他高位消防给水系统是安全可靠的。
3.相对低廉的设备运行维护费用在消防系统中,增压稳压设备电机的功率要比消防加压泵小很多,但缺点是需要长时间并且不间断的保持管网的压力。这样计算,运转的电费用也相对昂贵。目前的住宅大都采用物业管理方式,用户将会为此部分费用买单,在无形中就增加不必要经济负担。因此,以住户的角度来考虑,设置足够高度的高位水箱还是比较符合长远利益的。
二、高层建筑消防给水系统形式和选择
对高层建筑消防给水系统形式的选择,首先我们应保证系统的安全可靠性,其次我们应尽量选用经济合理的供水形式。
(1)按消防给水系统的构成与功能可分为室外消火栓系统、室内消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统又分为闭式自动喷水灭火系统,开式自动喷水灭火系统与自动喷水泡沫联用灭火系统。
(2)按消防给水系统的服务范围大小,可分为区域集中高压(或临时高压)消防给水系统和独立高压(或临时高压)消防给水系统。
(3)按消防给水的压力与流量是否满足系统要求,可分为常高压和临时高压消防给水系统。
(4)按消防给水方式的不同,可分为分区消防给水系统和不分区消防给水系统。
从上述几点分析我们可以看出,安全可靠是最重要的,同时要达到经济合理,维修管理方便,我们要在设计当中认真考虑消防给水系统的选择,必须依据建筑物的水源条件、火灾危险性、建筑物的重要性、火灾频率、灾后次生灾害和商业连续性等因素综合评估,并根据技术经济比较综合来确定消防给水系统。
三、室内和室外消火栓
1.室内消火栓
1.1设置室内消火栓所需的设施
在高层建筑的室内设置消火栓给水系统,一般需要很多的设备,比如:消火栓、水枪、管带、消防管道、消防水箱、消防水池、水泵结合器、增压水泵等。这些设备都是缺一不可的,而且质量的好坏关系到使用的效果,因此,在这些硬件设备上是一点都不可马虎和掉以轻心。
2.1 室内消火栓的给水系统
一般的建筑所使用的最大的工作压力为0.6 MPa,但是,高层建筑的工作压是大于这个数值的,因此,在高层建筑区需要使用单独的消火栓系统。高层建筑区,常见的消火栓给水方式有:不分区给水系统和分区给水系统,其中分区的给水系统又可分为:分区串联给水系统和分区并联给水系统。
2.室外消火栓
《高规》第7.3.6规定:“室外消火栓的数量应按本规范第7.2.2条规定的室外消火栓用水量经计算确定,每个消火栓的用水量应为10~15L/s”,但是《高规》规定,设计室外消火栓时必须区分不同的情况,当室内消防用水由室外管网提供时,室外消火栓的数量应考虑水泵接合器的数量。一个室外消火栓对应一个水泵接合器。例如某高层建筑,消火栓系统与自喷系统皆为一个分区,室外消防用水量为30L/s,室内消防用水量为30L/s,自动喷水系统用水量为30L/s。按计算,室外消火栓设2个就可以了,而实际应设6个,因为要考虑水泵接合器的数量,用于室内消火栓的水泵接合器有2个,用于喷淋的水泵接合器有2个,共计4个水泵接合器,加上保证室外消防用水量的2个,因此要求设6个室外消火栓。当把室内消防用水储存在室内消防水池时,室外消火栓一般就按室外消防用水量来确定。
四、分区给水和不分区给水
根据《高规》7.4.6.5条的规定可知:当消火栓栓口的静水压力大于1.00MPa 时, 应采用分区给水系统,以保证消火栓栓口处的出水压力不会过大。分区供水方式包括: 并联分区供水方式、串联分区供水方式和减压阀分区方式, 其特点分别如下:并联分区供水方式优点是自成体系,各个分区互不干扰,供水安全;缺点是水泵多,造价高, 占地面积大。串联分区供水方式优点是系统压力均衡,水锤影响少;缺点是水泵多,且分散,管理困难,供水不可靠,造价高。减压阀分区供水方式优点是系统简单,造价低,管理方便,此种供水方式被多数设计者采用。这种方式虽然可以保证经济、安全的要求,维护管理方便, 但它的缺点是对减压阀的要求较高,多数采用可调式减压阀,要求阀后压力为可设定并能保持恒定。
五、高层建筑消防给水系统超压和泄压问题分析
1) 给水超压的问题。超压是指系统内的水压超过其工作压力的限值, 造成设备的损坏,或造成给水的不均匀的现象。分析超压的原因主要有以下几种情况: 系统小流量出水。自动喷水灭火系统所需要的流量都很小。此时加压泵在小流量下工作,会造成加压泵扬程大幅度升高,使自动喷水灭火系统的管网超压;竖向分区不合理。在建筑物高度较高时,给水竖向分区的高区和低区共用水泵结合器,低区会出现超压;另一方面,当消防车的消防泵向室内消防给水管网供水时,有时会造成管网的超压。自动喷水灭火系统的给水管网中未设排气阀或排气阀的位置设置不当,可能发生压力波动造成超压。
2) 给水的减压和泄压方式。由于在自动喷水灭火系统中,普遍存在着超压的问题。通过对超压问题的分析,自动喷水灭火系统的给水减压可通过三方面来解决:首先,合理布置白动喷水灭火系统的给水管网,尽量将喷头均匀布置在配水管的两侧,可均衡各个配水管的水压。其次,在消防泵的选择上,可以采用流量一扬程曲线平缓的消防泵,提高整个消防给水系统的承压能力。还有就是采取相应的泄压和稳压措施,使超压对给水管网不致于造成损坏,如采用泄压阀、安全阀、稳压阀等。
六、结语
高层建筑的缺点范文4
关键词:高层建筑 土建工程 施工技术
中图分类号:TU97 文献标识码:A
高层建筑在不同的国家有不同的标准,而在我国一般指的是超过24m的民用建筑和10层的住宅建筑。高层建筑的出现是时展的必然性产物,它的出现解决了当前形势下日益紧张的土地资源。其中,土建工程施工技术是高层建筑结构的关键环节。但是在于传统建筑相比之下,其不仅是结构设计复杂、施工难度大、而且对技术方面的要求也会更高。
1、高层建筑的结构分析
1.1、高层建筑的结构原则
高层建筑一般都是钢筋混凝土结构的,所以在土建施工技术的应用过程中要密切配合,做到经济合理、技术先进、安全使用,并积极地采用新材料、新技术和新工艺。对于结构的构造和选型方面,土木工程技术的应用一定要充分的符合结构体系与立面、平的布置方案,并注意强化构造之间的连接。
1.2、高层建筑的结构特点
与多层或低层建筑结构相比而言,高层建筑的结构要求更加要求科学合理性,自身有着最明显的特点,只有在充分的了解了这些特点之后,才能更好地应用土建的施工技术。对于高层建筑而言,随着建筑高度的不断增加,水平荷载下结构的侧向变形快速的增大,和建筑高度H的4次方成正比(Δ=qH4/8EI )。所以说,水平荷载起着关键性的作用,侧移成为高层建筑结构设计的主要控制目标之一。
另外,对于高层建筑自重、抗震性能等方面也有着十分严格的要求。这是因为,建筑的重量与地震效应之间是成正比的,从而有效地减轻了房屋自重,这也是提高结构抗震能力的最有效的办法。不仅是这样,假如在同样桩基或地基的情况之下,减轻房屋自重在一定程度上意味着处理措施和不增加基础造价,可以多建层数,这在软弱土层有了突出的经济效益。
2、高层建筑中的土建施工技术
我国的建筑行业一直都是处于推陈出新的模式,再加上对外开放和入世,齐国的施工技术正在逐步与世界接轨,高层建筑施工的新材料、新技术和新工艺的不断涌入,在极大的程度上促进了我国建筑工行业的发展。对于高层建筑来说,土建工程的施工技术是否科学合理,直接关系到整个建筑的使用年限和其稳定性。
2.1、地基方面的施工技术
人们常说,万丈高楼平地起,全靠有个好地基。地基是整个高层建筑的支撑点和起点,对建筑物防震性、质量等方面起着关键性的作用。我国在相关法律规范中有明确的规定,比如《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规范》,在此文中明确的规定了高层建筑的地基深度应该是建筑高度的1/15 。在地基的处理方式中,地基桩基技术的适应性比较强,可以依据荷载选择施工级别的优点,现在已经在各种复杂的高层建筑工程中得到广泛的使用,成为目前应用最为普遍的地基处理方式,其中的现浇灌注桩技术使用的比较多一点。
2.2、钢结构工程施工技术
某一大型工业厂房的工程总的建筑面积大约是3万平方米,其主要是含有 6 栋门式的钢架结构的厂房。该厂房的跨度为 27米,长为146米,厂房的两侧檐口的高度分别为1l米与14米。该厂房的设计具有空间大以及跨度较大的特点,而轻钢结构恰好也具有截面较小、材质比较均匀、自重性较轻以及刚度也较好等特点,因此在这个工程中选择轻钢结构。
2.1.1、钢结构建筑的优缺点分析
总体上来说,任何一种建筑结构都会存在各自无法避免的问题,钢结构也并不例外。与其他传统的建筑结构相比,钢结构建筑在设计、使用功能和综合经济等方面都具有较好的优势。但是,钢结构建筑也存在着十分明显的缺点。以下将主要分析钢结构建筑所存在的优缺点。
优点:(1) 钢结构的韧性以及塑性都较好,而且钢结构的抗震性能十分优越,由于钢结构的韧性、塑性以及抗震性能都较好,所以钢结构特别适用于冲击与振动荷载较大的或者跨度大的结构以及构件,特别是网架结构除了具有生产与安装快速简便、受力合理、抗震性能好、维修时间短、使用寿命长等的优点;(2) 钢结构的材质均匀而且材料强度高,钢结构的材料与传统的建筑材料比较来说,钢结构的材料的弹性模量较高,而且材料的强度也高得多,钢结构材料的密度虽然相对混凝土建筑材料的密度而言较大,但是钢结构材料的强度和密度的比值要比混凝土材料要大了许多;(3) 可以增加有效使用面积,钢结构材料能够轧制做成各种截面形状,所以,用一定大小的截面积能够获得相对较大的钢材截面惯性矩,钢结构材料和混凝土结构相比较来说,如果钢材是采用热轧H型钢,那么结构柱的面积将会较小,这就会使得使用面积增加 4% 到6%;(4) 钢结构的自重比较轻,从整体上说,钢结构和混凝土结构的自重比是1∶1.6;(5) 钢结构能够减少环境污染,综合技术的指标比较好,钢结构材料属于绿色的环保建筑材料,其构件能够在工厂中完成生产,而且,构件的零配件以及维护结构也都是在专业化的工厂中实现生产工作的,所以在钢结构的施工过程中能够避免混凝土湿式的施工所导致的环境以及噪声污染.
缺点:(1) 钢结构的耐火性较差,用钢结构构建的建筑,它的骨架材料一般都是钢材,所以钢材的耐火性将会直接影响到钢结构建筑的可靠性和安全性。总体来说,钢结构的材料与温度的适应性相对而言是比较好的;(2) 钢结构的耐火性较差,如果钢结构的材料处于自然环境中它就会生锈。
2.3、混凝土施工技术
在应用混凝土施工技术时,一定要将混凝土的抗压性能充分的重视起来。这是由于,确保建筑质量的基础是混凝土的抗压性能,也是其中的关键。影响混凝土的抗压性能的因素主要有两个,一个是水灰比,另一个则是水泥的强度。这就得要求施工单位一定要购买正规厂家生产的优良的水泥,在施工的过程中一定要加强对混凝土的检测力度,严格把握好水灰之间的比例。
2.3.1、大体积混凝土施工技术
高层建筑对基础施工的要求非常高,尤其是基础地基的施工,要求施工整体性高,而且还必须得是一次性连续浇筑完毕,这需要连续、大量的混凝土供应,在某种程度上来说非常的不利于整个施工组织的设计,大体积的混凝土施工技术克服了混凝土间断施工容易造成施工缝等的问题,但是因为施工基础体积较大,浇筑易产生大量的水化热量,且容易产生混凝土内外温差而导致温度的应力,还很容易破坏混凝土的表面,从而产生裂缝。
3、高层建筑土建施工的技术建议
针对当今国内高层建筑土建施工中所存在的众多技术问题,应当引起我们的高度重视,应当大量的投入财力、物力、人力去对高层建筑中土建施工中的一些技术难题来进行公关。此外,在某些技术难题在没有解决之前应当在对待高层建筑中的技术选用方面要高度的重视,尽可能多的对同类成功建筑案例进行学习和分析,充分吸收其中的经验并结合自己的实际情况来选用相关的技术,其中也包括了现场施工作业的监管措施,强化现今松懈的施工安全行为规范,完善施工的管理以及措施,对施工的进度要非常的清楚,并能够及时的对施工中所产生的问题进行修正。还有就是从施工的材料、设备等施工硬件设施来入手,特别是对先进施工工艺、施工设备和施工技术等方面的大胆尝试,并对施工中的设备进行科学的优化管理。并加强施工人员的安全施工意识,并积极地制定相关的安全制度,从根本上确保了高层建筑施工的安全。
总之,土建施工技术在高层建筑中占据着非常重要的地位,为了保持我国建设事业的健康可持续的发展,尤其是高层建筑事业的飞速发展,我们应当严格规范土建施工的相关技术,对其中的技术难题进行有针对性的研究。
参考文献
[1].黎兆春.高层建筑土建工程施工技术探析[J].科技风,2013(04)
高层建筑的缺点范文5
【关键词】高层建筑;转换层;结构设计;类型
1.前言
高层建筑的结构转换层设计是一项非常复杂的工程,在设计施工之前必须要对其进行细致的分析讨论,确定方案无误时才能进行施工,从力学的角度来分析,可以看出高层建筑转换层的上下层内力比较集中,并且地震力集中,设计起来非常困难,这也逐渐成为高层建筑设计的重要问题之一,一直受到国内外的高度重视,为了保证设计的舒适安全,必须要对高层建筑的结构变化处设置转换层,下面我们就对转换层设计进行系统的论述。
2.转换层的定义和功能
高层建筑转换层可以分为两类,一类是结构转换层,另一类是功能转换层,本文主要是对结构转换层进行论述。
结构转换层的定义:对于一些高层建筑来说,结构转换层的设计有一定的难度,高层建筑一般上部用于公司办公或者居民住房,这样需要的墙多柱少,而下部一般用于超市等的商业用处,需要更大的空间,这样需要的就是墙少柱多,所以就必须要对其进行转换,将上部的墙体所承受的内力转移到下面的支柱上,这样的具备转换力的楼层一般被称为结构转换层。
功能:结构转换层的功能有很多,主要是将上下楼层的结构进行转换、改变上下层的柱网和结构类型、对上下层结构类型和柱网一起改变。
3.结构转换层的类型及设计方法论述
高层建筑结构转换层可以分为四种类型:梁式转换层、厚板式转换层、箱式转换层和桁架式转换层。
3.1梁式转换层
特点:梁式转换层分为托柱形式转换梁截面设计和托墙形式转换梁截面设计,这两者是按功能不同来进行划分的。
(1)托柱形式转换梁截面设计。当转换梁承接的是上部的普通框架时,可以按照普通的截面设计进行配筋计算,因为这时的转换梁承受的力基本上和普通梁承受的力是一样的,但是,当转换梁承受的是上部斜杆框架时,就应该按偏心受拉构件进行截面尺寸设计,因为,此时的转换面承受的是轴向拉力。
(2)托墙形式转换梁截面设计。在转换梁的施工过程中,力学问题是一个关键问题,必须要予以重视,当转换梁承受上部的墙体是小墙体时,要采取普通梁的截面设计方法进行配筋计算,且纵向的钢筋也可以放置在转换梁的底部,像普通梁那样布置就可以了;当转换梁承受的是上部墙体且满跨不开洞时,转换梁应采取的截面设计方法是深梁截面设计方法,它的受力特点和破坏形态表现为深梁,不过此时的转换梁跨中较大范围的内力较大,所以其纵向的钢筋就不应该弯曲或者截断了;当转换梁承托上部墙体满跨或者不满跨时,但是剪力墙长度比较大时,应该采取的转换梁设计方法是深梁截面设计方法。
3.2箱型转换结构
当转换梁的截面较大时,可以在转换梁的梁顶和梁底同时设置一层楼板,遍布全层,使得整个楼层都构成“箱子”形式,也因此被称为“箱型转换层。
箱型转换结构也是高层建筑设计中较为常用的一种结构形式,在设计过程中主要要注意支撑体系的合理设置,这是保证建筑施工质量的重要前提,主要特点有:层高大、自重大、混凝土强度高、结构受力比较复杂、墙柱模板支设困难等,主要优点是转换层本身的整体性非常好,但是,它也有其缺点,就是它直接占用了整个楼层的面积,使得这个楼层不能再有其他用途,只能当做设备层使用,还有一个缺点就是上面所提出的自重大、造价高,这也是在实际应用当中很少使用的原因。
3.3厚板式转换层
这种厚板厚梁式转换结构主要优点是布置灵活,整体性比较好,当上、下柱网线错开比较多很难用梁来承托时就需要采取这种形式,做成厚板,厚板的厚度也可以根据上下的结构以及柱网尺寸而定,但是这种厚板式转换层的自重很大,地震作用大,耗费材料多,不仅耗费资金而且还容易发生震害,所以这种方法采用的也不是很多。
厚板式转换层可以采用TBSA等的三维空间分析程序对整体进行内力分析,主要是转换板的不规则边界,这样的一般会采用有效单元法进行内力分析,还可以采用复杂楼板有限元分析软件进行进一步计算,还可以对板在收到竖向压力荷载的受弯和局部压力等的进行计算。
3.4桁架式转换层
桁架可以分为两种,一种是空腹桁架,另一种是实腹桁架,这种桁架式转换层主要是由梁式转换层结构转换而来的,与梁式转换层相比它的受力更加明确、整体性好、抗震能力强、框架支柱柱顶弯矩和剪力更加小一点,这是它主要的优点,但是缺点也比较明显,施工难度大,更加复杂、节点设计难度大。可以对其进行整体结构的内力分析,当高层建筑的下部为大商场时,需要的空间必须要大,上部则是居住办公等的小空间,在这时就可以采用桁架式转换层,特别是在需要设置管道时,更要采取这种方式,一般采用桁架式转换层时应该跨满层进行布置,而且上弦节点要与上部密柱中心对齐。桁架式转换层的重量比较小,所以也减小了下部框架的承重负荷。
4.转换层施工遇到的问题及对策
4.1遇到的问题
(1)转换层的自重大、占用空间大、结构复杂,在施工过程中难度大,材料的占用量也非常大,施工成本也大大增加。(2)在转换层中,有的具有大体积的混凝土施工,这样容易出现升温裂缝的现象。(3)要减小转换层施工对下部的影响。
4.2解决措施
(1)合理的对支撑体系进行布置,要结合下部结构特点进行灵活的布置,采用悬空支撑体系进行支撑,尽量减小对楼板直接的作用力。(2)对于转换层混凝土体积较大,应该采取一定的措施,比如:采用养护措施对温度进行调整、使用低水化热的矿渣、在完成施工拆除支撑体系时,要确保混凝土的干湿程度是否符合要求等等。(3)减小转换层施工对下部的影响主要采取的措施是分层浇灌混凝土,让先浇灌的部分承担一部分的重量,卸载支撑体系的负荷。(4)在钢筋翻详前一定要对设计意图以及熟练程度、审核等进行深一步的了解,熟练掌握相关规定,当转换梁的高度较高时一定要保证钢筋骨架的稳定,这样才能安全方便的进行操作。
5.结语
高层建筑中,结构转换层的设计一直是建筑行业人员十分关注的问题,由于其结构的复杂性和工程量巨大,需要工作人员对其进行充分的了解,合理的设计规划,对于高层建筑转换层的设计要选择合理的、合适的转换层形式,在设计布置时,加强主要构件来增加设计结构的安全性和稳定性。目前高层建筑的转换层设计还不完善,需要我们不断的研究发现,进行深一步的探索。
参考文献
[1]李多龙.高层建筑结构设计的基本流程分析[J].江西建材,2013(6):32-33
高层建筑的缺点范文6
关键词高层建筑给水方式分区 水压
随着经济的发展和城市地价的攀升,以及建筑业的迅速发展,高层建筑在大中型城市的比例逐年增加,我国的高层建筑数量越来越多。因此,高层建筑的给水系统也得以快速发展。由于多层与高层的不同特性,尤其是消防方面,给水系统的正确选用也是十分重要的,否则轻则水压水量不稳,重则事故频频,不能正常运行。作为给排水设计人员对高层建筑的给水系统进行仔细分析,在以后的设计工作中才能得心应手。
首先,我们应该明确高层建筑一般指十层及十层以上的居住建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅)或建筑高度超过24m的公共建筑。多层建筑是相对高层建筑而言,大多数为6层以下,故本文讨论的多层指6层以下或低于20米的建筑。
对于高层建筑,城市给水管网的水压一般不能满足高区部分生活用水的要求,绝大多数采用分区给水方式,即低区部分直按由城市给水管网供水,高区部分由水泵加压供水。选择给水方式是高层建筑生活给水系统设计的关键,它直接关系到生活给水系统的使用和工程造价。
就目前我国城市给水状况而言,水压一般可满足建筑五~六层的生活用水要求,高区部分的供水应根据具体情况确定。规范规定:“高层建筑生活给水系统的竖向分区,应根据使用要求、材料设备性能、维修管理、建筑物层数等条件,结合利用室外给水管网的水压合理确定。分区最低卫生器具配水点处的静水压,住宅、旅馆、医院宜为300~350KPa;办公楼宜为350~450KPa。”因此,根据《规范》规定的分区给水静水压,兼顾消防给水系统的给水方式,高层建筑生活给水系统高区部分应进行合理的竖向分区。
目前,高区部分可以采用的分区给水方式有:高位水箱给水方式;变频调速水泵给水方式或气压罐给水方式。我国目前消防给水系统中临时高压制居多,一般高层建筑都设有高位消防水箱。在高位水箱有效容积增加不多的情况下,生活贮水与消防贮水同时贮存于一个水箱中,这既经济又便于管理。高位水箱具有稳压作用,使冷热水系统水压保持平衡,方便洗浴。变频调速水泵不能满足消防贮水量,存在小流量和零流量供水问题,同时变频控制股价格较高,在高层建筑中采用较少。气压罐给水方式的主要缺点是气压罐调节容积小,同样存在不能满足消防贮水的问题,一般作为消防给水系统中的经常性增压设备,对于高层建筑生活给水一般用于少数楼层水压不足时的增压。由于以上诸多原因,目前绝大多数高层建筑采用高位水箱给水方式,尽管高位水箱存在增加建筑荷载和防止生活用水受到二次污染的问题。
高位水箱给水方式可根据《规范》要求采用高位水箱减压给水方式、高位水箱并联给水方式或高位水箱串联给水方式,或者根据具体情况采用几种给水方式的结合。其中高位水箱减压给水方式利用减压水箱和减压阀减压。减压水箱占用一定的建筑面积,并且增加了防止生活用水二次污染的困难,有噪音影响。减压阀造价虽然较高,但占地面积大大减小,不影响水质而且无噪声,国内减压阀产品质量提高,性能可靠,故采用减压阀减压方式的日渐增多。
高位水箱给水方式在实际应用中可以按以下情况考虑:
(1)筑高度50m左右的高层建筑,高区部分可采用贮水池――水泵――屋顶水箱――减压阀给水方式。此方式供水安全可靠,充分利用了城市管网的水压,节省能源。这种方式普遍采用。
(2)建筑高度50~80m左右的高层建筑,高区部分可采用贮水池―― 水屋顶水箱――减压阀给水方式或高位水箱并联给水方式。并联给水方式各分区为独立的给水系统,供水安全可靠,水泵集中布置,便了管理维护,运行动力费川省。但走必须设水泵――水箱两套设备,增加了水泵和水箱占用的建筑面积,造价增大,这在大城市尤为显著。减压阀给水方式系统简单,设备费用少,占地面积小,管理维护方便。但是其供水安全性比并联给水较差,运行动力费用较高。目前我国各地供电情况逐步改善,电费比较适中,采用高位水箱分区减压给水方式具有较大优越性。这种情况病区部分有两个分区。此种方式应用较多。
3、建筑高度批80~110m左右的高层建筑,高区部分推荐采用高位水箱分区减压给水方式,即贮水池――水泵――屋顶水箱――减压阀给水方式,如图4所示。也可以采用高位水箱并联给水方式。这种情况高区部分有三个分区。
4、建筑高度超过110m的高层建筑,最高分区水泵扬程将会很大,压水管线很长,为避免这种情况应采用高位水箱串联给水方式(不设中间水箱时采用中间接力水泵方式)。推荐采用高位水箱串联给水与减压给水相结合的方式。
高位水箱串联给水方式的特点是各分区的水泵分散设置,各从下一分区的水箱抽水,下一分区的水箱除供本分区外同时是上一分区的水源,适用于超高层建筑。其优点是避免了设扬程高的水泵和水压高的压水管,压水管也不会很长。其缺点是由于设备分散,管理维护不便;水泵设于楼层对防震、隔音要求高;上区供水受下区影响,安全性较差。串联给水与减压给水结合,由于设备(水泵、水箱)减少,节省造价,并有利于管理维护,也减小了震动和噪声的影响,因而在超高层建筑中采用较多。
根据目前给水系统设计,高层建筑生活给水系统给水方式的选择应考虑多种因素。当建筑高度50m左右时,低区利用城市给水管网水压直接供水,高区采用水泵――屋顶水箱联合供水;当建筑高度50-80m时,高区采用高位水箱减压阀给水方式;当建筑高度80-110m时,高区采用高位水箱分区减压给水方式:当建筑高度超过110m时,高区采用高位水箱串联给水与减压给水相结合的方式。总之,应根据《规范》规定并结合当地的实际情况及工程的实际情况,确定经济合理的给水方式。