高層建筑構造研制
時間:2022-04-17 11:31:00
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1高層建筑的細部結構設計
1.1結構平面的設計與布置平面形狀簡單、規(guī)則、對稱盡量使質(zhì)心和鋼心重合。偏心大的結構扭轉(zhuǎn)效應大,會加大端部構件的位移,導致應力集中。平面突出部分不宜過長。扭轉(zhuǎn)是否過大,可用概念設計方法近似計算鋼心、質(zhì)心及偏心距后進行判斷,還可以比較結構最遠邊緣處的最大層間變形和質(zhì)心處的層間變形,其比值超過1.1者,可以認為扭轉(zhuǎn)太大而結構不規(guī)則。高層建筑不應采用嚴重不規(guī)則的結構布置,當由于使用功能與建筑的要求,結構平面布置嚴重不規(guī)則時,應將其分割成若干比較簡單、規(guī)則的獨立結構單元。對于地震區(qū)的抗震建筑,簡單、規(guī)則、對稱的原則尤為重要。
1.2結構立體的設計與布置結構豎向布置最基本的原則是規(guī)則、均勻。規(guī)則,主要是指體型規(guī)則,若有變化,亦應是有規(guī)則的漸變。體型沿豎向的劇變,將使地震時某些變形特別集中,常常在該樓層因過大的變形而引起倒塌。均勻是指上下體型、剛度、承載力及質(zhì)量分布均勻,以及它們的變化均勻。結構宜設計成剛度下大上小,自下而上逐漸減小。下層剛度小,將使變形集中在下部,形成薄弱層,嚴重的會引起建筑的全面倒塌。如果體型尺寸有變化,也應下大上小逐漸變化,不應發(fā)生過大的突變。上下樓層收進使得體型較小的情況經(jīng)常發(fā)生,對于收進的尺寸應當限制。
1.3建筑基礎的設計與布置高層建筑的上層結構載荷很大,基礎底面壓力也很大,應采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎形式。根據(jù)上部結構類型、層數(shù)、載荷及地基承載力,可以用筏型基礎或箱型基礎;當?shù)鼗休d力或變形不能滿足設計要求時,可以采用樁基或復合地基。筏型基礎一般有兩種做法:倒肋形樓蓋式和倒無梁樓蓋式。倒肋形樓蓋的筏基,板的折算厚度較小,用料較省,剛度較好,但施工比較麻煩,模板較費。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空間的利用,但地基開鑿施工麻煩,而且破壞了地基的連續(xù)性,擾動了地基土,會降低地基承載力;采用倒無梁樓蓋式的筏基,板厚較大,用料較多,剛度也較差,但施工較為方便,且有利于地下空間的利用。當?shù)鼗鶚O軟且沉降不均勻十分嚴重時,采用筏形基礎,其剛度會顯得不足,在這種情況下采用箱型基礎就較為合理。箱型基礎剛度大、整體性好、傳力均勻;能適應局部不均勻沉降較大的地基,有效地調(diào)整基地反力。在淺層地基承載力比較軟弱,而堅實土層距離地面又較深的時候,采用其他類型的基礎就不能滿足承載力或變形控制的要求。這時應當考慮采用樁基礎。樁承臺的作用是將上部荷載傳給樁,并使樁群連成整體,而樁又將荷載傳至較深的土層中區(qū)。樁距應盡可能的大,在充分發(fā)揮單樁承載力的同時,還能發(fā)揮承臺土的反力作用,以取得最佳效果。
2高層建筑的消防設計
經(jīng)濟的快速發(fā)展使人們在追求美觀經(jīng)濟的同時,更加注重安全這個重要的環(huán)節(jié),對于消防知識的普及,更代表著如今我國的高層建筑已逐步邁向了成熟發(fā)展的行列。
2.1高層建筑的室外消防設計對于高層建筑室外防排水消防的設計主要是有關給排水管網(wǎng)的設計與布置,一般常見的應不少于兩條管道,且管道直徑要保證在100mm以上,避免出現(xiàn)因一條管道引起堵塞而使全局遭到影響,保證及時整體的水用量。且管道應是從市政管道引入而至。而對于其管道的布設則應符合下面幾個原則:應布置成兩條管道且均為圓環(huán)狀,避免因其中一條產(chǎn)生問題導致整個給排水系統(tǒng)的癱瘓,而兩條則可以滿足一條正在檢修但另一條處于正常使用的狀態(tài)。在該圓環(huán)管道的每個節(jié)點處均應設置相應的閥門對其水流量加以適當控制,通過對閥門的布設也恰好可以將每個管節(jié)有效地分為獨立的互不干擾的段節(jié),且每段內(nèi)所含消火栓的數(shù)量要控制在5個以內(nèi),專用于消防管道時,應保證其被埋置在凍土層20cm以下等。其實對于整個管道鋪設的全部過程都是有規(guī)定的,鋪設過程中要嚴格按照相應的規(guī)范進行,只有這樣才能真正保證在高層建筑消防設計方面能有新突破。
2.2高層建筑的室內(nèi)消防設計高層建筑室內(nèi)的消防設計則更應得到深度細化,各項設備要準備齊全,一般常見有消防水槍和水帶、消防的管道及消防栓和消防卷盤、消防水泵接合器、消防水池和水箱以及增壓和啟動消防水泵的各項設備等,對于給排水消防的方式主要有兩種高壓消火栓的給排水系統(tǒng)和臨時高壓的消火栓給排水系統(tǒng)。另外關于消防水池的布設,一般是將室內(nèi)與室外的消防水池放在一起進行全面的考慮。因為如果平時的給水量很充足的話,一般是不用再另外設置的,只有對于一些水源有時會供應不上的高層建筑,則很有必要布設這樣的消防水池,以備不時之需。
對于高層及超高層的消防可以說難度是比較大的,所以為了避免在消防的過程中出現(xiàn)水源緊缺的現(xiàn)象,同時又能方便消防隊員正常工作展開,一般要求對于高層或超高層的?肖防火栓的存放位置要進行合理的豎向分布,且其間隔要控制在50m左右的范圍,以便于消防工作的快速順利進行。