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關(guān)鍵詞:既有高層住宅、節(jié)能改造、經(jīng)濟(jì)評價(jià)
中圖分類號:TU241.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
在高層建筑興起后的城市發(fā)展過程中,大城市中幾乎一直都存在著許多能耗高、熱工性能差且舒適度偏低的高層住宅建筑,對此類建筑進(jìn)行節(jié)能改造,近期可提高居住環(huán)境的舒適度,遠(yuǎn)期可延長建筑使用周期、降低能源消耗,使國家能以有限的資源維持長遠(yuǎn)的發(fā)展,利國利民。
本文以西安建筑科技大學(xué)南院8#高層住宅為對象,調(diào)研分析目前住戶普遍反映在采暖季室內(nèi)溫度偏低情況出現(xiàn)的原因,結(jié)合相關(guān)計(jì)算和節(jié)能規(guī)范要求,說明該建筑節(jié)能改造的必要性。考慮不影響住戶正常生活,提出一套節(jié)能改造方案,希望通過改造可以明顯提高建筑室內(nèi)熱舒適度,達(dá)到節(jié)能65%要求。改造措施考慮適宜性及普遍推廣性;同時(shí)為每戶加置一套太陽能熱水系統(tǒng),以節(jié)省生活熱水消耗的能源。最后通過對節(jié)能改造方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)說明其可行性。
1. 8#高層住宅樓現(xiàn)狀
1.1 8#高層住宅樓基本概況
8#高層住宅樓位于西安市碑林區(qū)建設(shè)東路西安建筑科技大學(xué)南院家屬區(qū)內(nèi),屬單位集資住宅,1999年3月完成設(shè)計(jì),2000年建成并投入使用。該建筑地上24層,地下2層(含人防和地下車庫),建筑高度71.95m,標(biāo)準(zhǔn)層面積723.6m2,總建筑面積18570m2,體型系數(shù)0.25,窗墻比南向0.3、北向0.26、東/西向0.17。
1.2 8#高層住宅護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析
1.2.1 外墻現(xiàn)狀分析
8#高層住宅外墻保溫為內(nèi)保溫,南北向外墻內(nèi)側(cè)涂20厚保溫粉刷石膏,東西向外墻和飄窗內(nèi)側(cè)貼40厚聚苯乙烯泡沫塑料板并涂25厚保溫粉刷石膏,做法用料選用《陜97J01建筑用料及做法》中做法。8#樓外墻保溫構(gòu)造做法見圖1.1。
圖1.1 改造前外墻保溫構(gòu)造做法
改造前外墻傳熱系數(shù)計(jì)算值K =0.79 W/(m2•K)
1.2.2 外窗現(xiàn)狀分析
該建筑外窗為塑鋼推拉白玻窗,部分為鋁合金白玻窗,另外部分住戶在二次裝修時(shí)安裝了內(nèi)窗以減少冬季熱量損失。這類窗戶已不能滿足現(xiàn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,需要更換新型窗框和新型高熱阻性節(jié)能玻璃。
1.2.3 屋頂構(gòu)造現(xiàn)狀分析
根據(jù)8#樓建筑施工圖資料,該建筑屋面構(gòu)造做法見圖1.2。
圖1.2 改造前8#住宅樓屋面構(gòu)造做法
改造前屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算值K=0.46 W/(m2•K)
綜上,該住宅外墻傳熱系數(shù)和屋頂傳熱系數(shù)均高于現(xiàn)行民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的限值,需要進(jìn)行節(jié)能改造;外窗選用的材料特性不符合現(xiàn)行節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范要求,需全部更新改造;調(diào)研發(fā)現(xiàn)幾乎所有住戶日常所需生活熱水均來自電加熱和燃?xì)饧訜幔脑鞎r(shí)為每戶加置一套太陽能熱水系統(tǒng),節(jié)省部分電能和燃?xì)饽堋?/p>
2. 節(jié)能改造方案設(shè)計(jì)
2.1 外墻節(jié)能改造
外墻改造采用外保溫,不改變原內(nèi)保溫構(gòu)造,直接在外墻外側(cè)進(jìn)行外保溫處理。改造后外墻保溫構(gòu)造見圖2.1。
圖2.1 改造后外墻保溫構(gòu)造做法
改造后外墻傳熱系數(shù)計(jì)算值K =0.36 W/(m2•K)
2.2 屋面節(jié)能改造
屋面改造選用倒置式屋面做法,在原有屋面構(gòu)造上進(jìn)行加置保溫層處理。改造后屋面構(gòu)造見圖2.2。
圖2.2 改造后8#住宅樓屋面構(gòu)造
改造后屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算值K =0.27 W/(m2•K)
2.3 外窗節(jié)能改造
改造更換全部外窗,選用新型材料窗框和中空玻璃,降低外窗熱損失,提高節(jié)能效率。改造選用高保溫窗型(雙玻一膜)塑鋼窗,其綜合性能指標(biāo)見表2.1。
表2.1 高保溫窗型(雙玻一膜)塑鋼窗綜合性能表
通過表2.1可看出,外窗更新改造選用的新型外窗傳熱系數(shù)為2.3 W/(m2•K),低于現(xiàn)行節(jié)能規(guī)范規(guī)定限值,達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用
根據(jù)8#樓實(shí)際情況選用承重類陽臺式太陽能集熱系統(tǒng)。該住宅樓每戶都有南向陽臺或飄窗,所以本次改造考慮將太陽能集熱系統(tǒng)設(shè)置在每戶南向陽臺欄板上或飄窗底板與頂板之間,管線直接接入每戶的衛(wèi)生間和廚房,實(shí)現(xiàn)太陽能提供每戶日常生活熱水所需能源,大大減少了電能與燃?xì)饽艿南模_(dá)到節(jié)能效果。
3 改造方案的經(jīng)濟(jì)性評價(jià)
為了明確提出的節(jié)能改造方案成果,本節(jié)對節(jié)能改造方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià),說明按照本研究提出的改造方案改造后的住宅有可觀的年節(jié)能收益,并能在一定年限內(nèi)收回節(jié)能改造投資。節(jié)能收益和節(jié)能改造投資平衡后,建筑就進(jìn)入純收益期,可在建筑全壽命周期內(nèi)節(jié)約大量的費(fèi)用。
3.1 節(jié)能改造措施成本計(jì)算
8#高層住宅需要進(jìn)行節(jié)能改造的外墻總面積約8490m2,屋頂面積約704m2,外窗更新改造面積約5280m2,加置96套太陽能熱水系統(tǒng)。參考市場調(diào)研產(chǎn)品單價(jià),節(jié)能改造措施成本計(jì)算見表3.1。
表3.1 節(jié)能改造措施成本計(jì)算
3.2 建筑運(yùn)行能耗成本計(jì)算
8#高層住宅節(jié)能改造前后年能耗成本見表3.2。
表3.2 8#高層住宅節(jié)能改造前后年能耗成本
3.3 計(jì)算投資回收期
考慮西安市家庭年平均投資收益率和我國經(jīng)濟(jì)與通貨膨脹情況,選取折現(xiàn)率5%,能源價(jià)格增長率6%。列出該項(xiàng)目的現(xiàn)金流量見表3.3。
表3.3 現(xiàn)金流量
根據(jù)現(xiàn)行民用建筑設(shè)計(jì)通則,住宅建筑設(shè)計(jì)使用年限為50年。8#高層住宅建于1999年~2000年,已投入使用13年,剩余壽命周期為37年。通過以上分析,該住宅節(jié)能改造后,第18年就可以收回成本,建筑開始進(jìn)入純收益期,對住戶來說每年可節(jié)約大量的費(fèi)用,同時(shí)也節(jié)約了部分能源,減少了二氧化碳廢棄物的排放等,可見該節(jié)能改造方案有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
4 小結(jié)
本文以西安建筑科技大學(xué)南院家屬區(qū)8#高層住宅建筑為對象,針對該建筑目前存在的問題,采取適宜的技術(shù)對該建筑進(jìn)行節(jié)能改造方案設(shè)計(jì),改造方案以《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-2010)為主要依據(jù)。最后通過對該方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評價(jià)說明了該方案的現(xiàn)實(shí)可行性。
參考文獻(xiàn)
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[2] 馬校飛 潘玉勤 南艷麗.寒冷地區(qū)既有居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能改造技術(shù)研究[C].中國建筑業(yè)協(xié)會建筑節(jié)能專業(yè)委員會.2008年年會論文集
關(guān)鍵詞 雷電;危害;防雷工程;規(guī)范施工;措施
中圖分類號 TU895 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)19-0232-01
由于許多建設(shè)單位不重視防雷安全,在新建建筑物過程中防雷意識淡薄,尤其是疏忽了防雷裝置隱蔽施工規(guī)范,因此在防雷工程質(zhì)量監(jiān)督管理中發(fā)現(xiàn)許多問題。防雷裝置施工人員對防雷相關(guān)規(guī)范的理解不一致,防雷工程不按照規(guī)范施工,有些工程是施工人員變動頻繁致使施工不連貫導(dǎo)致工程施工質(zhì)量,還有一些更為嚴(yán)重,未設(shè)計(jì)先開工的情況普遍存在。這些均是施工過程中往往存在的問題,給建筑物及人的生命財(cái)產(chǎn)留下了安全隱患。建筑物防雷工程是防雷減災(zāi)工作的一個重要的組成部分,建筑防雷工程又是一個系統(tǒng)工程,必須綜合考慮建筑物的重要性,完善好防雷措施,按照規(guī)范、圖紙嚴(yán)格施工[1-4]。
1 雷電的形成對建筑物的危害
雷電是一種極為宏偉壯觀的自然現(xiàn)象,一些云團(tuán)分別帶有正、負(fù)電荷,因此在雷電形成過程中,由于這些云團(tuán)對大地產(chǎn)生靜電感應(yīng),使得地面也帶有電荷,其極性與云團(tuán)相反。當(dāng)云團(tuán)電荷不斷積累到一定程度時(shí),其形成強(qiáng)大的電場產(chǎn)生先導(dǎo)放電,即云團(tuán)與大地之間,或不同電荷的云團(tuán)之間擊穿空氣的游離放電,強(qiáng)度達(dá)25~35 kV/cm。由于云團(tuán)向地面的先導(dǎo)放電是逐漸發(fā)展的,呈階梯式(跳躍式),當(dāng)其到達(dá)架空輸電線、高聳建筑物時(shí),地面產(chǎn)生逆主放電,對地面建筑物形成危害。高層民用建筑物及其電子和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等容易遭受雷擊,如雷電波入侵、雷電感應(yīng)、側(cè)擊雷、直擊雷等,均將產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。因此,對防雷工程必須予以高度重視,確保防雷系統(tǒng)的可靠性。
2 防雷工程規(guī)范施工措施
2.1 燃?xì)夤艿婪览状胧?/p>
《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50028-2006第10.8.5條規(guī)定:進(jìn)出建筑物的燃?xì)夤艿赖倪M(jìn)出口處、室外的屋面管、立管、放散管、引入管和燃?xì)庠O(shè)備等處均應(yīng)有防雷、防靜電接地設(shè)施。根據(jù)上述規(guī)范要求,燃?xì)夤艿佬枳龇览捉拥亍@媒ㄖ铿F(xiàn)有的防雷裝置,系統(tǒng)規(guī)范的與建筑物防雷裝置進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)是最經(jīng)濟(jì)、簡捷、有效的方法。一般情況下,建筑物主體外墻裝飾完工后,燃?xì)夤艿婪笤O(shè)完才安裝到建筑物,因此在設(shè)計(jì)制作建筑電氣施工圖時(shí),應(yīng)當(dāng)注意預(yù)留燃?xì)夤艿赖姆览捉拥囟俗拥脑O(shè)計(jì),使電氣專業(yè)施工時(shí)可以確保預(yù)留燃?xì)夤艿赖姆览捉拥囟俗樱詼p輕防雷接地安裝難度和不便。安裝燃?xì)夤艿狼捌跍?zhǔn)備工作應(yīng)當(dāng)事先安排好計(jì)劃事項(xiàng),由燃?xì)夤九c建筑業(yè)主商談妥當(dāng),從而可以避免日后安裝的麻煩,因?yàn)樵诮ㄖ镏黧w完工時(shí)再協(xié)商燃?xì)夤艿腊惭b等事宜就極為不便了。最佳方案是保持建筑主體工程與防雷接地裝置在設(shè)計(jì)、施工以及投入使用3個階段的同步進(jìn)行[5]。
2.2 建筑物外墻的空調(diào)室外機(jī)防雷措施
根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-1994規(guī)定:應(yīng)將45 m及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。在建筑工程完工驗(yàn)收投入使用后,用戶在建筑外墻安裝分體空調(diào),一般未采取室外機(jī)防雷措施。另一方面,也由于沒有防雷接地裝置預(yù)留端子,所以無法進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。規(guī)范中還規(guī)定,高度超過60 m的建筑物,其防側(cè)擊雷的等電位的保護(hù)措施應(yīng)符合本規(guī)范第3.3.10條一、二、四款的規(guī)定,并將60 m及以上外墻的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷接地連接。因此,建筑物外墻上安裝的空調(diào)室外機(jī),只要其安裝高度超過規(guī)范要求,其金屬支架和金屬外殼就應(yīng)與防雷裝置連接[6]。
2.3 浴室等電位聯(lián)結(jié)
《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50096—1999中規(guī)定,設(shè)洗浴設(shè)備的衛(wèi)生間應(yīng)作等電位聯(lián)結(jié)(LEB)。而在建筑施工過程中,浴室等電位聯(lián)結(jié)常被疏忽。在主體施工過程中也要完成浴室等電位設(shè)置,其屬于隱蔽工程的部分,但是往往在施工過程中未按要求設(shè)置安裝,也有安裝了等電位聯(lián)結(jié)盒未與建筑的柱、梁鋼筋焊接導(dǎo)通形同虛設(shè)。為了實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生間內(nèi)的電位高于地電位,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行衛(wèi)生間內(nèi)局部等電位聯(lián)結(jié),使各個金屬構(gòu)件、金屬管道等通過等電位聯(lián)結(jié)線連接,使之處在同一電位上,從而避免電位差的產(chǎn)生而導(dǎo)致雷擊事故。人體在洗浴時(shí)皮膚完全濕透,較小電壓通過金屬構(gòu)件和管道便可導(dǎo)致電擊事故,造成人員的傷亡。該類事故無法通過隔離變壓器、裝漏電保護(hù)器等來防范,只能通過局部等電位聯(lián)結(jié)解決。由此,通過等電位聯(lián)結(jié)的作用,可以避免任何來源
導(dǎo)入的不正常電壓產(chǎn)生電位差,從而有效避免了電擊事故的發(fā)生。
2.4 其他防雷措施
根據(jù)《防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.5.4條規(guī)定:固定在建筑物上的節(jié)日彩燈、航空障礙信號燈及其他用電設(shè)備的線路,應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性采取相應(yīng)的防止雷電波侵入的設(shè)施。因此,在配電箱(盤)內(nèi),宜在開關(guān)的電源側(cè)與外殼之間裝設(shè)過電壓保護(hù)器。
3 結(jié)語
以上介紹了雷電的危害及防雷施工存在的問題,對于這些存在普遍性的問題,施工單位應(yīng)加強(qiáng)防雷意識,在圖紙會審或在防雷施工時(shí)注意檢查防雷保護(hù)環(huán)節(jié),并及時(shí)向設(shè)計(jì)單位提出補(bǔ)充,避免安全隱患的產(chǎn)生。總之,采取綜合防雷措施有效地防御雷電災(zāi)害的發(fā)生,是建筑物建設(shè)中的一項(xiàng)主要任務(wù)[7]。
4 參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:地下室 基礎(chǔ)
1.地基承載力特征值與地質(zhì)報(bào)告矛盾。
2.地下工程防水混凝土底板混凝土墊層應(yīng)按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108—2001)要求不應(yīng)小于C15,厚度不應(yīng)小于100 mm,在軟弱土層中的厚度不應(yīng)小于150mm.防水混凝土結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于250mm.
3.地下工程防水混凝土迎水面鋼筋保護(hù)層厚度《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108—2001)要求不應(yīng)小于50mm.并應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度的計(jì)算,裂縫寬度不得大于0.2mm,并不得貫通。設(shè)計(jì)中許多設(shè)計(jì)人將地下室防水結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算彎距調(diào)幅、有的下端按鉸接、有的未考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)、多層時(shí)未按多跨連續(xù)計(jì)算等,也不進(jìn)行裂縫計(jì)算,導(dǎo)致違背強(qiáng)條。
4.地下室外墻與底板連接構(gòu)造不合理;外墻鋼筋的搭接不符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)根據(jù)縱向鋼筋搭接接頭面積百分率修正搭接長度的要求。
5.地下室外墻設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮樓梯間,車道等支承條件不同的外墻計(jì)算與設(shè)計(jì),不能與一般外墻相同。當(dāng)頂板不在同一標(biāo)高時(shí),應(yīng)注意外墻上部支座水平力的傳遞問題。
6.地下水位較高時(shí),應(yīng)特別注意只有地下室部分和地面上樓層不多時(shí)的抗浮計(jì)算,采用樁基時(shí)應(yīng)計(jì)算樁的抗拔承載力。
7.高層地下室采用獨(dú)立柱基或條基加抗水底板時(shí),應(yīng)在抗水板下設(shè)褥墊,以保證實(shí)際受力與設(shè)計(jì)計(jì)算模型相同。
8.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級、乙級的建筑物應(yīng)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2002)3.0.2條進(jìn)行地基變形設(shè)計(jì)。
9.對一下建筑物的樁基應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算:(強(qiáng)條)
1)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級的建筑物樁基。
2)體形復(fù)雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級為乙級的建筑物樁基。
3)摩擦型樁基。
樁基礎(chǔ)的沉降不得超過建筑物的沉降允許值,并應(yīng)符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2002)表5.3.4的規(guī)定。
10.對建筑在施工期間及使用期間的變形觀測要求,設(shè)計(jì)人普遍不夠重視。變形觀測工程范圍根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2002)第10.2.9條(強(qiáng)條),下列建筑物應(yīng)在施工期間及使用期間進(jìn)行變形觀測。
a.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級的建筑物;
b.復(fù)合地基或軟弱地基上的設(shè)計(jì)等級為乙級的建筑物;
c.加層、擴(kuò)建建筑物;
d.受鄰近深基坑開挖施工影響或受場地地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑物;
e.需要積累建筑經(jīng)驗(yàn)或進(jìn)行設(shè)計(jì)反分析的工程。
觀測的方法和要求,要符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ/T 8—97)的規(guī)定。
11.沉降縫基礎(chǔ)與偏心基礎(chǔ):
砌體結(jié)構(gòu)的沉降縫基礎(chǔ)作成下圖形式:根據(jù)力的平衡原理,大部分基礎(chǔ)存在零壓力區(qū),所設(shè)計(jì)基礎(chǔ)不能提供設(shè)計(jì)所需的地基承載力。許多柱邊與基礎(chǔ)對齊的偏心柱基也同樣存在問題。零應(yīng)力區(qū)不能滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011—2001第4.2.4條的要求。
12.防潮層以下墻體采用水泥砂漿時(shí)應(yīng)注意驗(yàn)算其強(qiáng)度。(因?yàn)樗嗌皾{對強(qiáng)度的折減)。
13.個別工程的柱基高度不滿足柱縱向鋼筋的錨固長度要求。柱基的抗沖切、抗剪不夠。
14.墻下條形基礎(chǔ)相交處,不應(yīng)重復(fù)計(jì)入基礎(chǔ)面積。
15.砌體結(jié)構(gòu)的地下室問題。(240)
16.地基承載力應(yīng)為特征值。
地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值應(yīng)按下列規(guī)定:(《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—2002第3.0.4條)
A.按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí),傳至基礎(chǔ)或承臺底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限其對應(yīng)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。
B.計(jì)算地基變形時(shí),傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合,不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。
C.計(jì)算擋土墻土壓力、基礎(chǔ)或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0. D.在確定基礎(chǔ)或樁臺高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí),上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)和相應(yīng)的基地反力,應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。
17.地下一層墻體能否作為筏板的支座問題。這個問題在磚混及混凝土結(jié)構(gòu)中都存在。
18.地下室墻的門(窗)洞口應(yīng)按計(jì)算設(shè)置基礎(chǔ)梁。
19.基礎(chǔ)零應(yīng)力區(qū)的面積問題:高寬比大于4的高層建筑,在地震作用下基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力;其他建筑,基礎(chǔ)底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15%.在設(shè)計(jì)輕鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)特別注意。
20.地下室頂板作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋上部的嵌固部位時(shí),不能采用無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式。
21.位于地下室的框支層,是否計(jì)入規(guī)范的框支層數(shù)的問題:
若地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位,則位于地下室的框支層,不計(jì)入規(guī)范允許的框支層數(shù)之內(nèi)。
22.確定建筑的抗震等級時(shí),如果地下室頂板不作為上部建筑物的嵌固點(diǎn),建筑物的高度該如何確定?是從室外地面算起還是從基礎(chǔ)算起?
確定建筑的抗震等級時(shí),建筑物的高度是從室外地面算起。
23.場地采用樁基(包括攪拌樁)不能改變場地的類別。
24.地下室底板鋼筋及基礎(chǔ)梁鋼筋的搭接問題。
關(guān)鍵詞:地下室基礎(chǔ)
1.地基承載力特征值與地質(zhì)報(bào)告矛盾。
2.地下工程防水混凝土底板混凝土墊層應(yīng)按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108—2001)要求不應(yīng)小于C15,厚度不應(yīng)小于100 mm,在軟弱土層中的厚度不應(yīng)小于150mm.防水混凝土結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于250mm.
3.地下工程防水混凝土迎水面鋼筋保護(hù)層厚度《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108—2001)要求不應(yīng)小于50mm.并應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度的計(jì)算,裂縫寬度不得大于0.2mm,并不得貫通。設(shè)計(jì)中許多設(shè)計(jì)人將地下室防水結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算彎距調(diào)幅、有的下端按鉸接、有的未考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)、多層時(shí)未按多跨連續(xù)計(jì)算等,也不進(jìn)行裂縫計(jì)算,導(dǎo)致違背強(qiáng)條。
4.地下室外墻與底板連接構(gòu)造不合理;外墻鋼筋的搭接不符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)根據(jù)縱向鋼筋搭接接頭面積百分率修正搭接長度的要求。
5.地下室外墻設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮樓梯間,車道等支承條件不同的外墻計(jì)算與設(shè)計(jì),不能與一般外墻相同。當(dāng)頂板不在同一標(biāo)高時(shí),應(yīng)注意外墻上部支座水平力的傳遞問題。
6.地下水位較高時(shí),應(yīng)特別注意只有地下室部分和地面上樓層不多時(shí)的抗浮計(jì)算,采用樁基時(shí)應(yīng)計(jì)算樁的抗拔承載力。
7.高層地下室采用獨(dú)立柱基或條基加抗水底板時(shí),應(yīng)在抗水板下設(shè)褥墊,以保證實(shí)際受力與設(shè)計(jì)計(jì)算模型相同。
8.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級、乙級的建筑物應(yīng)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2002)3.0.2條進(jìn)行地基變形設(shè)計(jì)。
9.對一下建筑物的樁基應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算:(強(qiáng)條)
1)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級的建筑物樁基。
2)體形復(fù)雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級為乙級的建筑物樁基。
3)摩擦型樁基。
樁基礎(chǔ)的沉降不得超過建筑物的沉降允許值,并應(yīng)符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2002)表5.3.4的規(guī)定。
10.對建筑在施工期間及使用期間的變形觀測要求,設(shè)計(jì)人普遍不夠重視。變形觀測工程范圍根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2002)第10.2.9條(強(qiáng)條),下列建筑物應(yīng)在施工期間及使用期間進(jìn)行變形觀測。
a.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級的建筑物;
b.復(fù)合地基或軟弱地基上的設(shè)計(jì)等級為乙級的建筑物;
c.加層、擴(kuò)建建筑物;
d.受鄰近深基坑開挖施工影響或受場地地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑物;
e.需要積累建筑經(jīng)驗(yàn)或進(jìn)行設(shè)計(jì)反分析的工程。
觀測的方法和要求,要符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑變形測量規(guī)程》(JGJ/T 8—97)的規(guī)定。
11.沉降縫基礎(chǔ)與偏心基礎(chǔ):
砌體結(jié)構(gòu)的沉降縫基礎(chǔ)作成下圖形式:根據(jù)力的平衡原理,大部分基礎(chǔ)存在零壓力區(qū),所設(shè)計(jì)基礎(chǔ)不能提供設(shè)計(jì)所需的地基承載力。許多柱邊與基礎(chǔ)對齊的偏心柱基也同樣存在問題。零應(yīng)力區(qū)不能滿足《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011—2001第4.2.4條的要求。
12.防潮層以下墻體采用水泥砂漿時(shí)應(yīng)注意驗(yàn)算其強(qiáng)度。(因?yàn)樗嗌皾{對強(qiáng)度的折減)。
13.個別工程的柱基高度不滿足柱縱向鋼筋的錨固長度要求。柱基的抗沖切、抗剪不夠。
14.墻下條形基礎(chǔ)相交處,不應(yīng)重復(fù)計(jì)入基礎(chǔ)面積。
15.砌體結(jié)構(gòu)的地下室問題。(240)
16.地基承載力應(yīng)為特征值。
地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值應(yīng)按下列規(guī)定:(《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—2002第3.0.4條)
A.按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí),傳至基礎(chǔ)或承臺底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限其對應(yīng)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。
B.計(jì)算地基變形時(shí),傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合,不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。
C.計(jì)算擋土墻土壓力、基礎(chǔ)或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0.D.在確定基礎(chǔ)或樁臺高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí),上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)和相應(yīng)的基地反力,應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。
17.地下一層墻體能否作為筏板的支座問題。這個問題在磚混及混凝土結(jié)構(gòu)中都存在。
18.地下室墻的門(窗)洞口應(yīng)按計(jì)算設(shè)置基礎(chǔ)梁。
19.基礎(chǔ)零應(yīng)力區(qū)的面積問題:高寬比大于4的高層建筑,在地震作用下基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力;其他建筑,基礎(chǔ)底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15%.在設(shè)計(jì)輕鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)特別注意。
20.地下室頂板作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋上部的嵌固部位時(shí),不能采用無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式。
21.位于地下室的框支層,是否計(jì)入規(guī)范的框支層數(shù)的問題:
若地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位,則位于地下室的框支層,不計(jì)入規(guī)范允許的框支層數(shù)之內(nèi)。
22.確定建筑的抗震等級時(shí),如果地下室頂板不作為上部建筑物的嵌固點(diǎn),建筑物的高度該如何確定?是從室外地面算起還是從基礎(chǔ)算起?
確定建筑的抗震等級時(shí),建筑物的高度是從室外地面算起。
23.場地采用樁基(包括攪拌樁)不能改變場地的類別。
24.地下室底板鋼筋及基礎(chǔ)梁鋼筋的搭接問題。
關(guān)鍵詞:普通地下室 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、抗震等級的選取
眾所周知,對于任何一個建筑工程,抗震設(shè)計(jì)是必不可少的一項(xiàng)內(nèi)容。抗震等級的選取對整個建筑物的抗震性能和經(jīng)濟(jì)上的投資都有至關(guān)重要的影響。地下室的設(shè)計(jì)也不例外。
《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)第6.1.3.3條與《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)第3.9.5條指出了地下室設(shè)計(jì)抗震等級的選取。
當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí):地下一層相關(guān)抗震等級按上部結(jié)構(gòu)采用,地下一層以下結(jié)構(gòu)的抗震等級可逐層降低一級,但不應(yīng)低于四級;純地下室部分,其抗震等級可視具體情況采用三級或四級。當(dāng)?shù)叵率翼敯宀蛔鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí),地下室的抗震等級根據(jù)主體上部結(jié)構(gòu)確定,筆者建議地下二層的以下的抗震等級可適當(dāng)提高一級。
2、基礎(chǔ)和底板的設(shè)計(jì)
地下室的基礎(chǔ)形式有多種多樣,常用的比如獨(dú)立樁承臺基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)等。獨(dú)立樁承臺這種情況底板不參與承擔(dān)上部建筑荷載,上部荷載通過柱直接傳遞給樁基礎(chǔ)。底板僅需作正截面受彎承載力和抗浮驗(yàn)算。筏形基礎(chǔ)是底板即為基礎(chǔ)的一種形式。它從結(jié)構(gòu)上可分為梁板式和平板式兩種類型;從基礎(chǔ)形式上又可分為筏形天然基礎(chǔ)和筏形樁基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)的選形應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)體系、柱距、荷載大小及施工等因素確定。筏形基礎(chǔ)的平面尺寸應(yīng)根據(jù)地基土的承載力、上部結(jié)構(gòu)的布置及其荷載的分布的因素確定。
地下室的基礎(chǔ)和底板設(shè)計(jì)筆者認(rèn)為關(guān)鍵在于對地下水抗浮穩(wěn)定的計(jì)算。抗浮有施工時(shí)的臨時(shí)抗浮與永久抗浮,實(shí)際上在建有多棟高層或多層建筑的大面積同一整體的地下室, 抗浮一般是滿足要求的,往往是那些沒有上部主體建筑的純地下室分抗浮計(jì)算不夠。地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計(jì)重要依據(jù),實(shí)際地下室抗浮設(shè)計(jì)中往往只考慮正常使用極限狀態(tài),對施工過程和洪水期重視不足,因而會造成施工過程中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。常見設(shè)計(jì)問題如:地下水位未按勘察報(bào)告確定,或勘察報(bào)告未提供計(jì)算浮力的地下水位及其變幅,斜坡道未進(jìn)行抗浮驗(yàn)算,斜坡道與主體分縫處未作處理;抗浮驗(yàn)算不滿足要求。
地下室底板的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)(水位較高,總豎向荷載往上)(樁基時(shí)不同),板、覆土的自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2,這是不對的,根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009―2012第3.2.5條荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取為1.0。抗漂浮計(jì)算時(shí),板、覆土的自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取為0.9。
3、外墻的設(shè)計(jì)
地下室外墻設(shè)計(jì)中,首先要考慮的是荷載。土壓力引起的效應(yīng)為永久荷載效應(yīng)。當(dāng)可變荷載效應(yīng)控制時(shí),土壓力的荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2;當(dāng)永久荷載效應(yīng)控制時(shí),其荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35。對于地面活荷載,同樣應(yīng)乘側(cè)壓系數(shù)。地下室外墻的土壓力應(yīng)為靜止土壓力,根據(jù)土性不同分別采用不同的計(jì)算方法:粘性土采用水土合算,砂性土采用水土分離。
地下室外墻配筋計(jì)算:有的工程外墻配筋計(jì)算中,凡外墻帶扶壁柱的,不區(qū)別扶壁柱尺寸大小,一律按雙向板計(jì)算配筋,而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理,其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議:除了垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱之間) 外墻板塊按雙向板計(jì)算配筋外,其余的外墻宜按豎向單向板計(jì)算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁柱,其內(nèi)外側(cè)主筋也應(yīng)予以適當(dāng)加強(qiáng)。
地下室外墻計(jì)算時(shí)底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端),側(cè)壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣,底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁,其厚度和配筋量應(yīng)匹配,這方面問題在地下車道中最為典型,車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件,底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁底部。地下室底板標(biāo)高變化處也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)類似問題:標(biāo)高變化處僅設(shè)一梁,梁寬甚至小于底板厚度,梁內(nèi)僅靠兩側(cè)箍筋傳遞板的支座彎矩難以滿足要求。地面層開洞位置(如樓梯間)外墻頂部無樓板支撐,計(jì)算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實(shí)際相符。
4、頂板的設(shè)計(jì)
地下室頂板的設(shè)計(jì),需要考慮各種工況的組合。首先在正常使用狀態(tài)下,應(yīng)進(jìn)行恒載、活載共同作用下的強(qiáng)度、裂縫和撓度的驗(yàn)算。除此之外,設(shè)計(jì)人員還應(yīng)考慮施工過程中引起的施工荷載以及正常使用狀態(tài)下可能會出現(xiàn)的消防車、載重車荷載。對于以上兩種情況,不作同時(shí)考慮處理,而且只需對強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算,不需要做正常使用狀態(tài)下的裂縫、撓度驗(yàn)算。
其它需要注意的是在計(jì)算配筋時(shí)地下室頂板板厚的選取要求(作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的要求,人防上的要求),混凝土強(qiáng)度等級的要求,配筋方式的要求(采用雙層雙向配筋),最小配筋率的要求,等等。
5、汽車坡道的設(shè)計(jì)
汽車坡道設(shè)計(jì),是地下室設(shè)計(jì)中必不可少的一項(xiàng)內(nèi)容。坡道的設(shè)計(jì)相當(dāng)靈活,而且形式多樣,例如:坡道可與主體完全分離,設(shè)置沉降縫進(jìn)行處理;坡道可利用三角形斜撐,與主體連成一個整體;坡道也可看作是變標(biāo)高的地下室底板,車道側(cè)壁可視為地下室外墻,而將車道與主體視為一個整體;等等。需要注意的是,車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件,底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁底部,計(jì)算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實(shí)際相符。
6、地下室的裂縫及控制
根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)地下室等與土體直接接觸的混凝土構(gòu)件最大裂縫寬度允許值為0.2mm。我們設(shè)計(jì)人員在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)各構(gòu)件的配筋量往往由裂縫寬度驗(yàn)算控制,即便如此,在實(shí)際工程中仍有許多地下室會碰到產(chǎn)生裂縫的問題。地下室的裂縫大多屬于因溫差、收縮徐變、不均勻沉降等因素引起的。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中可采取以下幾點(diǎn)措施來防止裂縫的產(chǎn)生:(1)在混凝土中滲入U(xiǎn)EA、HEA等微膨脹劑,以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。(2)膨脹帶,由于混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會與混凝土的早期收縮變形完全補(bǔ)償,為了實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)澆注無縫施工而設(shè)置補(bǔ)償收縮混凝土帶,一般超過60m設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。膨脹帶一般設(shè)置在板和側(cè)墻長度方向的中間位置,保留時(shí)間一般為15天。(3)后澆帶,是混凝土早期短時(shí)期釋放約束力的一種技術(shù)措施,一般設(shè)置在梁墻內(nèi)力較小位置,間距為30~40m,保留時(shí)間為60天左右。(4)提高鋼筋混凝土的抗拉能力,混凝土應(yīng)考慮增加抗變形鋼筋,對于側(cè)壁,增加水平溫度筋,在混凝土面層起強(qiáng)化作用。
7、結(jié)束語
地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個綜合性很強(qiáng)的問題,以上筆者所談到的一些內(nèi)容只是地下室設(shè)計(jì)中的比較常規(guī)的部分。現(xiàn)代高層建筑由于地下工程龐大,建設(shè)工程在地下的投資已經(jīng)接近甚至超過了地上,因此無論是從技術(shù)還是從經(jīng)濟(jì)的角度講都需要我們更深入地研究地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)問題,提高設(shè)計(jì)水平,真正做到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)同步、安全與適用協(xié)調(diào)。
參考文獻(xiàn)
1.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)
2.《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)
3.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007-2011)
關(guān)鍵詞:建筑外墻;滲漏原因;措施
前 言:
改革開放以后,我國經(jīng)濟(jì)得到迅速發(fā)展,作為國民經(jīng)濟(jì)主力軍的建筑業(yè)得到快速發(fā)展,但是由于建筑設(shè)計(jì)、建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)、施工方法、施工工藝、施工人員責(zé)任等諸多問題,產(chǎn)生的建筑外墻滲漏問題或多或少的都普遍存在,令人十分擔(dān)憂。雖然在目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平下,建筑施工的技術(shù)和水平也有較大進(jìn)步,但是仍是存在著建筑樓面滲漏的嚴(yán)重問題,這一嚴(yán)峻形勢已經(jīng)阻礙了我國建筑事業(yè)的發(fā)展,不利于參與當(dāng)今時(shí)代的競爭呢過,所以說有必要對建筑樓面滲漏的原因和解決的策略進(jìn)行分析和探究。
1.建筑外墻滲漏的危害
建筑外墻滲漏將會不同程度的降低建筑工程結(jié)構(gòu)的耐久性、安全性,因?yàn)轫胖写嬖诳障读芽p,砌體的塊材和砂漿中也存在空隙和裂縫,外墻滲漏后,水進(jìn)入其中,如遇氣溫降至零度以下,則水結(jié)成冰,其體積膨脹約 90%,將直接擠壓材料,致使材料表層剝蝕;同時(shí)內(nèi)部剩余水被擠壓,使材料內(nèi)部也產(chǎn)生壓應(yīng)力,從而引發(fā)裂縫,或致使裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展,這種現(xiàn)象稱之為凍蝕。材料的孔隙率越大、裂縫越多、含水量越大及濕度越低,則凍蝕越嚴(yán)重。隨著使用年限的增加,凍蝕也越來越嚴(yán)重。凍蝕的結(jié)果導(dǎo)致材料的截面不斷減小及裂縫不斷增多增寬增長,材料的承載能力也不斷下降。
砼保護(hù)層被破壞,還會導(dǎo)致鋼筋銹蝕,則鋼筋的截面會不斷減小;另外鋼筋銹蝕其體積膨脹約1-4倍,則會擠壓砼,從而引發(fā)裂縫或裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展,甚至崩脫砼保護(hù)層。因建筑滲漏所引起的墻體含水過多,會導(dǎo)致建筑物因水份過多引起的水解、加速氧化和部分霉變,因局部漏水導(dǎo)致建筑耐久性能降低,嚴(yán)重的外墻滲漏將會導(dǎo)致部分墻體脫落,造成安全隱患,所有這些都將會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性和建筑安全及無關(guān)人員的安全性降低。
2.建筑外墻滲漏產(chǎn)生的原因
2.1建筑設(shè)計(jì)因素導(dǎo)致的滲漏
很多建筑設(shè)計(jì)人員不重視按設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì),如窗臺坡度、鷹嘴、滴水槽、穿墻管、外墻預(yù)埋管件、門窗、幕墻與墻體間的接縫等,這也是建筑設(shè)計(jì)中的通病,因?yàn)檫@些部位的設(shè)計(jì)工作量大,成績不突出,相對繁瑣,在這些方面設(shè)計(jì)時(shí)簡而化之,隨心所欲。
為美觀而超越設(shè)計(jì)規(guī)范、不顧工程質(zhì)量及后果,而將外墻飾面磚(小型)設(shè)計(jì)成細(xì)縫拼接,使磚與磚之間不能嵌填密封材料,導(dǎo)致漏水。設(shè)計(jì)中忽略了不同材料界面的連接特性。如外墻設(shè)計(jì)層層裝飾線條,且線條頂部標(biāo)高與梁頂標(biāo)高相同,由于外墻面磚與砼梁的濕度膨脹系數(shù)相差很大,極易產(chǎn)生裂縫,從而使線條上部滲水。同樣原因,女兒墻根部往往也較易開裂滲水。
建筑師在設(shè)計(jì)中重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、重視外觀設(shè)計(jì),對外墻防水不重視,外墻裝門面設(shè)計(jì)沒有防水概念及防水功能設(shè)定。
2.2建筑材料因素導(dǎo)致滲漏
塊材質(zhì)量差、翹曲、變形,防水涂料、防水密封材料等質(zhì)量不合格,飾面材料缺角破損,鋁合金門窗材質(zhì)不合格、加工制作質(zhì)量差,部分工程所用材料與當(dāng)?shù)貧夂驐l件不復(fù),導(dǎo)致氣候條件變化產(chǎn)生膨脹系數(shù)不同、耐水性和耐氣候性不同等諸多因素,都直接影響工程質(zhì)量。
2.3建筑施工因素導(dǎo)致滲漏
建筑外墻施工質(zhì)量,特別易滲漏部位施工質(zhì)量差,偷工減料,是造成外墻滲漏從而引起質(zhì)量問題的主要原因。主要表現(xiàn)為:
框架結(jié)構(gòu)外墻柱與砌體連接處不埋拉結(jié)筋或拉結(jié)設(shè)置數(shù)量少, 不夠牢固,拉結(jié)筋間距數(shù)量、長度不符合要求,砌筑時(shí),連接處水泥砂漿充實(shí)密度不足,由于濕度膨脹系數(shù)差異較大,導(dǎo)致連接處開裂是漏水的多發(fā)處。砌體找平層、抹灰層砂漿未按設(shè)計(jì)配制,抹灰密實(shí)度不夠, 引起砂漿強(qiáng)度差,干縮開裂。
外墻面磚與打底砂漿粘結(jié)力不足形成空鼓,飾面磚構(gòu)縫不嚴(yán)密,出現(xiàn)砂眼及裂縫。細(xì)部構(gòu)造,如窗臺坡度、鷹嘴、滴水槽等未處理好造成雨水滲透,門窗安裝未進(jìn)行細(xì)致的防水處理。
2.4細(xì)部構(gòu)造不當(dāng)引起的滲漏
外墻上有許多凸出外墻而的構(gòu)件和設(shè)備,如挑檐、幽棚、陽臺、窗套、落水管等。這些構(gòu)件有的沒做滴水線,或滴水線做得小標(biāo)準(zhǔn),造成水沿外墻流淌;有的排水坡度小夠,甚至反泛水;有的落水日堵塞,造成積水,當(dāng)與外墻而交接處防水高度小夠時(shí),造成外墻滲漏;有的落水管密封小嚴(yán),又靠墻女裝,若有脫節(jié)或松動,導(dǎo)致幽水沿外墻流淌而出現(xiàn)滲漏。
3.建筑外墻滲漏的解決措施
3.1強(qiáng)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范
建筑滲漏問題的一半左右源于建筑設(shè)計(jì),所以必須從源頭控制先天性滲漏問題。強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)人員的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)十分必要,特別是不被重視的建筑死角、結(jié)構(gòu)銜接、工序銜接、建材性能不同的部位, 以及設(shè)計(jì)工作棘手的細(xì)小部位,不能允許設(shè)計(jì)人員偷工、含糊設(shè)計(jì)。必須要求設(shè)計(jì)人員在重點(diǎn)(容易滲漏)部位給出細(xì)致的規(guī)范設(shè)計(jì)和技術(shù)要求,并以設(shè)計(jì)實(shí)效和責(zé)任倒查約束和評定設(shè)計(jì)人員的工作質(zhì)量。
3.2對無規(guī)范的新材料、新工藝或規(guī)范模糊采取案例分析法暫定自行規(guī)范
由于建筑材料的快速更新和變化,建筑工程的工藝與施工方法也在不斷變化,加之傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范滯后,遇到新問題和無規(guī)范可尋也是不可避免的。那么, 如果設(shè)計(jì)單位能夠形成設(shè)計(jì)與施工有機(jī)結(jié)合及問題反饋,同行問題及時(shí)分析的有效機(jī)制。設(shè)計(jì)上出現(xiàn)的新問題也不一定那么難解決。行業(yè)規(guī)范是問題的總結(jié)后升華到規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的,如果設(shè)計(jì)單位十分重視自己的信譽(yù)和責(zé)任,就應(yīng)該對現(xiàn)實(shí)中的問題及時(shí)加以分析,并制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)對策,形成有針對性的規(guī)范和臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn),并備案及工程中和工程后若干時(shí)間的問題反饋,這也是積累設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)信譽(yù)的有效辦法。
3.3強(qiáng)化施工單位全體員工的質(zhì)量意識、關(guān)鍵部位專人負(fù)責(zé)
事實(shí)上,近一半建筑滲漏問題都源于施工人員的質(zhì)量意識淡薄,責(zé)任感差。在建筑工程單位對員工的質(zhì)量教育和培訓(xùn)中更多的是強(qiáng)調(diào)外觀質(zhì)量,灰抹上去,問題就全掩蓋了,誰為滲漏負(fù)責(zé)是個模糊概念,找不到具體負(fù)責(zé)人。這其中,質(zhì)量監(jiān)督缺失、質(zhì)量意識培訓(xùn)不到位都無法擺脫責(zé)任,所以,加強(qiáng)全員質(zhì)量培訓(xùn)十分重要。另外,建筑的關(guān)鍵部位要安排有責(zé)任心的專人負(fù)責(zé),滲漏問題會有較大改善。
3.4遮陽板、雨篷、陽臺等水平構(gòu)件應(yīng)按要求進(jìn)行找坡且方向正確,與墻而接觸部分應(yīng)處理成泛水圓弧角,防比返倒水或積水。遮陽板、幽篷、陽臺挑板下做巧15mm高滴水線,板底飾而應(yīng)使用有防水性能的涂料或飾面。
總 結(jié):
綜上所述,建筑外墻滲漏屬于嚴(yán)重的質(zhì)量通病,但以們設(shè)計(jì)及施工單位未給予足夠重視。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,建筑物越建越高,體形日趨復(fù)雜,外墻滲漏嚴(yán)重影響了建筑物的使用功能,因而有必要認(rèn)真加以分析和角軍決。本文已經(jīng)從各個方面進(jìn)行了一系列的探究,可能仍有不足之處,但是隨著社會經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展,在建筑施工實(shí)踐的過程中,需要不斷積累經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用先進(jìn)的施工技術(shù),提高建筑樓面的質(zhì)量,促進(jìn)我國建筑事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:砌體結(jié)構(gòu);抗震加固改造;抗震構(gòu)造措施;改造設(shè)計(jì)
相應(yīng)規(guī)范:《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb 50011-2010)
《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(gb 50003-2011)
《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(gb 50023-2009)
0引言
醫(yī)療建筑屬于防災(zāi)救災(zāi)重點(diǎn)建筑,根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》屬于乙類建筑。要求在遇到地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)。乙類建筑,地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求;抗震措施,一般情況下,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為6~8度時(shí),應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求,當(dāng)為9度時(shí),應(yīng)符合比9度抗震設(shè)防更高的要求;地基基礎(chǔ)的抗震措施,應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。對較小的乙類建筑,當(dāng)其結(jié)構(gòu)改用抗震性能較好的結(jié)構(gòu)類型時(shí),應(yīng)允許仍按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求采取抗震措施。
對大連某醫(yī)院的磚混門診樓進(jìn)行抗震鑒定和結(jié)構(gòu)加固改造設(shè)計(jì)。
1 原建筑結(jié)構(gòu)概況
大連某醫(yī)院門診樓修建于1984年并投入使用。主體為5層磚混結(jié)構(gòu),建筑面積約3000㎡,至今未進(jìn)行過加固改造。當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(gbj-89)大連地區(qū)屬于7度抗震設(shè)防地區(qū),但并未按照提高一度的要求采取抗震措施。
門診樓主體長33.9米,寬12.0米,高19.8米,層高3.3米(建筑平面見圖1),局部有出屋面樓梯間。承重墻均采用燒結(jié)普通頁巖實(shí)心磚,外墻為370mm,內(nèi)墻均為240mm。墻體在樓層標(biāo)高處隔層設(shè)置圈梁,主體四角,樓梯間四角,橫墻與外墻交接處隔開間設(shè)置構(gòu)造柱。房屋樓(屋面)板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。墻下采用毛石條形基礎(chǔ),設(shè)有地圈梁,地面粗糙度為c,場地類別ⅱ類。
2 房屋抗震鑒定
工程采用b類建筑抗震鑒定方法;按抗震設(shè)防類別劃分為乙類建筑;抗震設(shè)防烈度為7度。根據(jù)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(gb50223-2008)第4.0.3.2條款規(guī)定:醫(yī)療建筑屬于需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。因此,應(yīng)該按照設(shè)防烈度8度要求核查抗震構(gòu)造措施,并按7度,0.15g驗(yàn)算其主體的地震作用。
第一級鑒定:本工程為5層建筑,高度為19.8米,滿足《抗規(guī)》7.1.2條規(guī)定。由于本建筑同一樓層內(nèi)開間大于4.2米的房間面積占本層總面積的40%以上,屬于橫墻較少房屋。因此根據(jù)《抗規(guī)》7.3.1-3條對本建筑按增加一層要求設(shè)置構(gòu)造柱。基礎(chǔ)和地基經(jīng)檢測未發(fā)現(xiàn)問題。雖然縱橫墻對稱均勻布置,沿軸線平面內(nèi)對齊,且沿豎向上下連續(xù),未有局部退臺的布局,但不符合“房屋的端部和轉(zhuǎn)角處不宜設(shè)置樓梯間”的要求,房屋的整體性連接局部不符合要求,加強(qiáng)整體性的結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施不合格。
經(jīng)現(xiàn)場觀察檢查發(fā)現(xiàn),房屋存在以下幾點(diǎn)損壞情況:1.外墻皮破損脫落;2.女兒墻與屋面板間有明顯的縫隙;3.墻體存在豎向裂縫、斜裂縫、窗口墻體裂縫的現(xiàn)象;4.砂漿有松動現(xiàn)象。
房屋按圖紙施工,現(xiàn)場情況與原圖紙完全相符。對主體進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)計(jì)算分析,平面荷載按房屋改造后要求重新輸入。采用pkpm2010進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)算,根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)得出房屋主體滿足抗震要求,局部存在不滿足抗震要求的現(xiàn)象。
綜合抗震第一、二級鑒定和抗震承載力驗(yàn)算結(jié)果,該房屋整體滿足抗震設(shè)計(jì)要求,局部存在不滿足抗震承載力《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(gb 50023-2009)(簡稱鑒定標(biāo)準(zhǔn))要求的現(xiàn)象,需要進(jìn)行加固處理。
3.房屋抗震加固及改造
根據(jù)計(jì)算結(jié)果和房屋存在的問題采取以下方法進(jìn)行加固處理:1.將原有女兒墻進(jìn)行拆除,采取植筋的方法重新制作混凝土女兒墻;2.將原外墻皮全部鏟除,采用40mm厚、強(qiáng)度為m15的砂漿面層,采用直徑為6mm的鋼筋網(wǎng)@400x400加固外墻;3.對不涉及結(jié)構(gòu)安全的裂縫,根據(jù)情況采用灌漿法、填縫封閉修補(bǔ)法等方式進(jìn)行修補(bǔ)。4.對局部不滿足承載力要求的墻垛采用雙面混凝土墻加固方法。同時(shí)采用拉結(jié)筋,將兩側(cè)混凝土墻收緊,對原有磚墻體起到箍的作用,提高承載力。對不方便采用雙面混凝土墻加固的位置采取增加構(gòu)造柱的做法,留出馬牙槎整體澆筑混凝土,同時(shí)從構(gòu)造柱伸出鋼筋插入原墻垛內(nèi)。
4.結(jié)論
關(guān)鍵詞:煙花爆竹倉庫;防雷設(shè)計(jì)
中圖分類號:TU895 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-8937(2012)11-0119-02
武漢市新洲區(qū)泰安煙花爆竹有限公司巴山煙花爆竹專用儲存?zhèn)}庫(簡稱泰安煙花倉庫),因原庫不符合安全要求,需遷址重建。選址在武漢市新洲區(qū)邾城街巴山村,由武漢市祥盟工程設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),其中泰安煙花倉庫防雷由武漢市新洲區(qū)防雷中心設(shè)計(jì)。武漢市新洲區(qū)中心在收到了泰安煙花爆竹有限公司報(bào)送的煙花倉庫設(shè)計(jì)圖紙后,進(jìn)行了防雷設(shè)計(jì)。
1 查看現(xiàn)場
①根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì),勘察現(xiàn)場,掌握第一手資料。該倉庫設(shè)計(jì)擬建在新洲區(qū)邾城街巴山村的一座山包上,占地40.7畝,東邊是廢棄的磚瓦廠,東北是武漢市新洲區(qū)火葬場,南面為魚塘,西南和西面為小山包,距新徐公路(三級公路)500 m,距巴山村最近村莊280 m(西面),距其它方向的距離均在500 m以上。場址為一座小山包,為風(fēng)化紅砂石,上有
②測量土壤電阻率,采用四電極法,取一直線,相隔2 m打入一鐵樁,共打4樁,每樁深度15 cm,用接地電阻表測得的數(shù)值為49.2Ω,根據(jù)ρ=2παR(Ω·m)=2×3.14×2×49.2,計(jì)算得出土壤電阻率為617.95Ω·m。
2 客觀環(huán)境
武漢市新洲區(qū)泰安煙花爆竹有限公司巴山煙花爆竹專用儲存?zhèn)}庫,設(shè)計(jì)建筑六棟煙花倉庫,其中五棟規(guī)格為(77×13×6.3),計(jì)算藥量為每棟10 000 kg;一棟規(guī)格為(50×13×6.3),計(jì)算藥量為6 500 kg。每棟煙花倉庫間距25 m,與院墻相隔5 m。底部50 cm高防潮,中部為夾墻柱,上部設(shè)計(jì)為輕鋼瓦結(jié)構(gòu)。武漢市新洲區(qū)泰安煙花爆竹有限公司要求以輕鋼瓦為接閃器或在輕鋼瓦上安裝避雷帶和短針,專家組也是這樣建議,根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94(2000年版)第四章防雷裝置第4.1.4 條第三款、金屬板下面有易燃物品時(shí),其厚度,鐵板不應(yīng)小于4 mm,銅板不應(yīng)小于5 mm,鋁板不應(yīng)小于7 mm;泰安煙花倉庫不能適應(yīng)此條款,因?yàn)闊熁ū癫粌H易燃,同時(shí)易爆。因此泰安煙花倉庫必須設(shè)計(jì)防直擊雷設(shè)施。
3 確定防雷類別
①根據(jù)煙花爆竹生產(chǎn)儲存性質(zhì),依據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94(2000年版)第2.0.2條第一款,凡制造使用或貯存炸藥火藥起爆藥火工品等大量爆炸物質(zhì)的建筑物,因電火花而引起爆炸會造成巨大破壞和人身傷亡者。第二款,具有0區(qū)或10區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物。第三款,具有1區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物,因電火花而引起爆炸,會造成巨大破壞和人身傷亡者。屬于第一類防雷建筑物。第2.0.3條第五款,具有1區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物,且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。第六款,具有2區(qū)或11區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物。屬于第二類防雷建筑物。
②依據(jù)《建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范》GBT21431-2008附錄A表A.4,庫房危險(xiǎn)區(qū)域和防雷類別中射孔彈、延期藥、導(dǎo)火索、硝酸銨、硝酸鈉對應(yīng)的是危險(xiǎn)區(qū)域F0區(qū),屬于第一類防雷類別。
③依據(jù)《煙花爆竹工程設(shè)計(jì)安全規(guī)范》GB50161-2009第12.1危險(xiǎn)場所類別的劃分表12.1.1-2儲存危險(xiǎn)品的場所、中轉(zhuǎn)庫和倉庫危險(xiǎn)場所分類和防雷類別中:煙火藥(包括裸藥效果件),開球藥,黑火藥,引火線,未封口含藥半成品,單個裝藥量在40 g及以上已封口的煙花半成品及含爆炸音劑、笛音劑的半成品,已封口的B級爆竹半成品,A、B級成品(噴花類除外),單筒藥量25 g及以上的C級組合煙花類成品對應(yīng)的是危險(xiǎn)區(qū)域F0區(qū),屬于第一類防雷類別。電點(diǎn)火頭,單個裝藥量在40 g以下已封口的煙花半成品(不含爆炸音劑、笛音劑),已封口的C級爆竹半成品,C、D級成品(其中,組合煙花類成品單筒藥量在25 g以下),噴花類成品,對應(yīng)的是危險(xiǎn)區(qū)域F1區(qū),屬于第二類防雷類別。
④泰安煙花倉庫總建筑面積5 600 m2,煙花爆竹藥量為56 500 kg,少部分為一類,大部分為二類,綜上確定為二類。
4 設(shè)計(jì)依據(jù)
設(shè)計(jì)依據(jù)以相關(guān)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范和煙花爆竹安全防范規(guī)范為主,主要包括以下規(guī)范:《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50057-94 2000年版);《建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范》GBT21431-2008;《民用爆破器材工程設(shè)計(jì)安全規(guī)范》(GB50089-2007);《地下及覆土火藥炸藥倉庫設(shè)計(jì)安全規(guī)范》(GB50154-2009);《煙花爆竹工廠設(shè)計(jì)安全規(guī)范》(GB50161-2009)。《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》(GB50348-2004);《建筑物防雷設(shè)施安裝》(99D501-1/99(03)D501-1);《等電位連接安裝》(02D501-2);《利用建筑物金屬體做防雷及接地裝置安裝》(03D501-3);《接地裝置安裝》(03D501-4);《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》(GB50343-2004)。
5 防雷設(shè)計(jì)分析
①按第二類防雷建筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),經(jīng)計(jì)算,1~5號倉庫,每號倉庫須安裝3支23 m高三角鋼管型避雷鐵塔,6號倉庫須安裝2支23 m高三角鋼管型避雷鐵塔, 避雷鐵塔保護(hù)半徑范圍如圖1所示,避雷鐵塔型式如圖2所示。23 m避雷鐵塔在倉庫屋脊6.3 m高度上保護(hù)半徑有16.29 m,在倉庫屋檐4.5 m的高度上保護(hù)半徑有19.64 m。整個倉庫要安裝23 m高鐵塔17座。東避雷鐵塔即在1~5號倉庫距東山墻9 m,離倉庫外墻≥5 m;中避雷鐵塔即在1~5號倉庫距東山墻38.5 m,離倉庫外墻≥5 m;西避雷鐵塔即在1~5號倉庫距西山墻9 m,離倉庫外墻≥5 m;北避雷鐵塔即在6號倉庫距北山墻9 m,離倉庫外墻≥5 m;南避雷鐵塔即在6號倉庫距南山墻9 m,離倉庫外墻≥5 m。每個避雷鐵塔點(diǎn)各開挖150 cm×150 cm×150 cm坑1個,布接地網(wǎng)30 cm×30 cm鋼筋和環(huán)形接地體1圈,φ≥8 mm,澆灌避雷鐵塔基座。接地電阻≤10 Ω。由于風(fēng)化紅砂石土壤電阻率較大,如未達(dá)到接地要求,沿避雷鐵塔基座向兩邊做延長接地極,即每2 m打1個接地樁,接地樁深1.0 m,并與避雷鐵塔基座連接。
②泰安煙花倉庫1~5號,每號倉庫設(shè)計(jì)6個門,6號倉庫設(shè)計(jì)3個門。每號倉庫門前必須安裝防靜電裝置,設(shè)計(jì)每個門前第一步臺階安裝一個靜電球,高度1.2 m左右。防靜電裝置接地電阻≤100 Ω。可與煙花倉庫基礎(chǔ)鋼筋相連接。在大門平臺邊設(shè)計(jì)安裝一個靜電球,高度1.2 m左右。整個倉庫要安裝33個防靜電球裝置。
③倉庫內(nèi)如安裝LED射燈應(yīng)采用金屬套鋼管地埋敷設(shè),地埋深度≥60 cm,兩端接地,中間每隔25 m接地一次,接地電阻≤10 Ω,電源引出處安裝電涌保護(hù)器并接地,接地電阻≤4 Ω。
④倉庫內(nèi)如安裝監(jiān)控系統(tǒng),倉庫值班室其電源和信號線路應(yīng)安裝電涌保護(hù)器,接地電阻≤4 Ω。引出的電源和信號線路均應(yīng)穿鋼管地埋敷設(shè),埋深0.6 m,兩端接地,長度應(yīng)≥20 m,監(jiān)控探頭其電源和信號線也應(yīng)穿鋼管敷設(shè)。電話系統(tǒng)、電視系統(tǒng)應(yīng)按上述辦理。
⑤倉庫內(nèi)照明燈桿線路應(yīng)采用金屬套鋼管地埋敷設(shè),兩端接地,接地電阻≤10 Ω。中間每隔25 m接地一次,燈桿可利用地埋鋼管形成整體接地,避免形成地電位反擊。燈管應(yīng)采用防爆型。
⑥倉庫內(nèi)如敷設(shè)消防水管,應(yīng)做好兩端接地,距倉庫100 m內(nèi)時(shí),每隔25 m接地一次,并做好法蘭盤跨接。
參考文獻(xiàn):
[1] GB50057-94,建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].
[2] GBT21431-2008,建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范[S].
用功能可分為普通、人防和平戰(zhàn)三類,這里僅對普通地下室設(shè)計(jì)中遇到的常見題進(jìn)行分析,并給出對策措施,以供工程設(shè)計(jì)參考。本文結(jié)合南京河海科技有限公司的科技研發(fā)大廈工程的基礎(chǔ)地下室設(shè)計(jì)實(shí)例,介紹了在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題和采取相應(yīng)的措施,有效地防止大體積混凝土和地下室外墻混凝土出現(xiàn)變形裂縫的體會。
關(guān)鍵詞:地下室; 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號:TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
1抗震要求
地下室如果設(shè)計(jì)不當(dāng),對整體抗震性能會產(chǎn)生較大影響,根據(jù)南京市施工圖審查要點(diǎn),對于半地下室的埋深要求應(yīng)大于地下室外地面以上的高度,才能不計(jì)其層數(shù),總高度才能從室外地面算起。地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱要協(xié)調(diào)統(tǒng)一。地下室頂板室內(nèi)外板面標(biāo)高變化處,當(dāng)標(biāo)高變化超過梁高范圍時(shí)則形成錯層,未采取措施不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位,規(guī)范明確規(guī)定作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu),地下室頂板為無梁樓蓋時(shí)不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位。結(jié)構(gòu)計(jì)算應(yīng)往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板,但剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)層數(shù)應(yīng)從地面往上算,并應(yīng)包括地下層。存在的常見問題如:半地下室埋深不夠,房屋層數(shù)包括半地下室層已達(dá)8層,層數(shù)和總高度超過要求,違反GB50011-2001第7.1.2條。地下室抗震等級為三級,而上部結(jié)構(gòu)為二級,按GB50011-2001第6.1.3條地下室也應(yīng)為二級等問題。
2荷載取值與組合
地下室外墻受彎及受剪計(jì)算時(shí),土壓力引起的效應(yīng)為永久荷載效應(yīng),可變荷載效應(yīng)控制的組合時(shí),土壓力的荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2;永久荷載效應(yīng)控制的組合時(shí),其荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35。對于地面活荷載,同樣應(yīng)乘側(cè)壓力系數(shù),許多設(shè)計(jì)中計(jì)算不對。地下室底板的強(qiáng)度計(jì)算時(shí),根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)第3.2.5條板、覆土的自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0。抗浮計(jì)算時(shí),板、覆土的自重的荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)取為0.9。地下室外墻的土壓力應(yīng)為靜止土壓力,根據(jù)土性的不同分別采用不同的計(jì)算方法,粘性土采用水土合算,砂性土采用水土分算。如果地下室頂部沒有房屋,是空曠場地,其荷載是否要考慮平時(shí)消防車荷載或大于消防車的可能荷載,實(shí)際中比較取起控制作用的荷載作為設(shè)計(jì)依據(jù)。另如某工程設(shè)計(jì)在-1.55m標(biāo)高處一層平面是地下室頂板,活載只考慮4.5KN/m2,未計(jì)覆土荷載,消防車荷載。地下車庫活載取值6.0KN/m2,不滿足GB50009-2001第4.1.1條,未考慮消防車荷載,或者施工過程中和使用過程中可能出現(xiàn)的載重車荷載, 與消防車荷載比較取大值。
3外墻計(jì)算模型
地下室外墻配筋計(jì)算:有的工程外墻配筋計(jì)算中,凡外墻帶扶壁柱的,不區(qū)別扶壁柱尺寸大小,一律按雙向板計(jì)算配筋,而扶壁柱按地下室結(jié)構(gòu)整體電算分析結(jié)果配筋,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗(yàn)算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協(xié)調(diào)的原理,其外墻豎向受力筋配筋不足、扶壁柱配筋偏少、外墻的水平分布筋有富余量。建議:除了垂直于外墻方向有鋼筋混凝土內(nèi)隔墻相連的外墻板塊或外墻扶壁柱截面尺寸較大(如高層建筑外框架柱之間) 外墻板塊按雙向板計(jì)算配筋外,其余的外墻宜按豎向單向板計(jì)算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁樁,其內(nèi)外側(cè)主筋也應(yīng)予以適當(dāng)加強(qiáng)。外墻的水平分布筋要根據(jù)扶壁柱截面尺寸大小,可適當(dāng)另配外側(cè)附加短水平負(fù)筋予以加強(qiáng),外墻轉(zhuǎn)角處也同此予以適當(dāng)加強(qiáng)。地下室外墻計(jì)算時(shí)底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端),側(cè)壁底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣,底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁,其厚度和配筋量應(yīng)匹配,這方面問題在地下車道中最為典型,車道側(cè)壁為懸臂構(gòu)件,底板的抗彎能力不應(yīng)小于側(cè)壁底部。地下室底板標(biāo)高變化處也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)類似問題:標(biāo)高變化處僅設(shè)一梁,梁寬甚至小于底板厚度,梁內(nèi)僅靠兩側(cè)箍筋傳遞板的支座彎矩難以滿足要求。地面層開洞位置(如樓梯間)外墻頂部無樓板支撐,計(jì)算模型和配筋構(gòu)造均應(yīng)與實(shí)際相符。車道緊靠地下室外墻時(shí),車道底板位于外墻中部,應(yīng)注意外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用,該荷載經(jīng)常遺漏。
4頂?shù)装搴蜆翘?/p>
設(shè)計(jì)中存在的常見問題如:地下室頂板,板厚選用100mm,不符合GB50011-2001第6.1.14條;底板配筋Φ14@100,不符合JGJ3-2002第12.2.4條;地下室頂板厚度、地下部分柱配筋不符GB50011-2001 第6.1.14條。地下室混凝土底板、頂板、墻配筋不符合GB50010-2002第9.5.1條及GB50038-94第4.7.8條等。
5地下水與抗浮
地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計(jì)重要依據(jù),實(shí)際地下室抗浮設(shè)計(jì)中往往只考慮正常使用極限狀態(tài),對施工過程和洪水期重視不足,因而會造成施工過程中由于抗浮不夠出現(xiàn)局部破壞。另外,實(shí)際中在同一整體大面積地下室上建有多棟高層和低層建筑,而地下室面積大,形狀又不規(guī)則,加之局部上方?jīng)]有建筑,此類抗浮問題也相對比較難以處理,須作細(xì)致分析處理。常見設(shè)計(jì)問題如:地下水位未按勘察報(bào)告確定,或勘察報(bào)告未提供計(jì)算浮力的地下水位及其變幅,違反了GB50007-2002第3.0.2條;斜坡道未進(jìn)行抗浮驗(yàn)算,斜坡道與主體分縫處未作處理;抗浮驗(yàn)算不滿足要求,GB50009-2001第3.2.5條等。
6裂縫及控制方法
地下室外墻混凝土易出現(xiàn)收縮,受到結(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束,產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,直至出現(xiàn)收縮裂縫,地下室外墻裂縫寬度控制在0.2mm之內(nèi),其配筋量往往由裂縫寬度驗(yàn)算控制。工程中許多設(shè)計(jì)將地下室防水結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算彎距調(diào)幅、有的下端按鉸接、有的未考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)、多層時(shí)未按多跨連續(xù)計(jì)算,地下室外墻在計(jì)算中漏掉抗裂性驗(yàn)算(違反GB50108-2001第4.1.6條),地下室外墻與底板連接構(gòu)造不合理,建筑物超長未設(shè)縫或留置后澆帶(違反GB50010-2002第9.1.1條),后澆帶的位置設(shè)置不當(dāng),外墻施工縫或后澆帶詳圖未交代,室外出入口與主體結(jié)構(gòu)相連處未設(shè)沉降縫等,導(dǎo)致違反設(shè)計(jì)規(guī)范,產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。某工程地下室設(shè)計(jì)成一個大底盤,而該大底盤下的基礎(chǔ)形式同時(shí)有天然地基、樁基、剛性樁復(fù)合地基(違反GB50011-2001第3.3.4條),此類基礎(chǔ)即使設(shè)置后澆帶也僅適合施工階段。地下室整體超長,應(yīng)采取相應(yīng)措施,防止裂縫開展,采取的主要措施:①補(bǔ)償收縮混凝土,即在混凝土中滲入U(xiǎn)EA、HEA等微膨脹劑。以混凝土的膨脹值減去混凝土的最終收縮值的差值大于或等于混凝土的極限拉伸即可控制裂縫。②膨脹帶,由于混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會與混凝土的早期收縮變形完全補(bǔ)償,為了實(shí)現(xiàn)混凝土連續(xù)澆注無縫施工而設(shè)置的補(bǔ)償收縮混凝土帶,根據(jù)一些工程實(shí)踐,一般超過60m設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶。③后澆帶,作為混凝土早期短時(shí)期釋放約束力的一種技術(shù)措施,較長久性變形縫已有很大的改進(jìn)并廣泛任用。④提高鋼筋混凝土的抗拉能力,混凝土應(yīng)考慮增加抗變形鋼筋,對于側(cè)壁,增加水平溫度筋,在混凝土面層起強(qiáng)化作用。側(cè)壁受底板和頂板的約束,混凝土脹縮不一致,可在墻體中部設(shè)一道水平暗梁抵抗拉力。⑤泵送商品混凝土施工的地下室外墻易出現(xiàn)收縮裂縫,但只要措施得當(dāng),還是可以避免或得以控制的。關(guān)鍵在于:(a)在保證混凝土強(qiáng)度的前提下,盡可能降低每m3混凝土的水泥用量。(b)盡可能將墻板的水平鋼筋置于混凝土外側(cè),控制混凝土保護(hù)層厚度不得超厚,水平鋼筋的間距盡可能小于150mm。(c)嚴(yán)格控制混凝土坍落度,絕不允許現(xiàn)場加水。(d)建議盡可能延長拆模時(shí)間,澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)大于30d。⑥基礎(chǔ)大體積混凝土施工控制表面溫度裂縫的產(chǎn)生,首先應(yīng)從選定混凝土配合比入手。只要對摻合料、緩凝減水劑等選擇合適,通過試配完全可以大大降低每m3混凝土的水泥用量,降低混凝土的最高絕熱溫升,從根本上解決升溫階段的裂縫產(chǎn)生。⑦基礎(chǔ)大體積混凝土而言,養(yǎng)護(hù)措施極為重要,應(yīng)根據(jù)施工時(shí)的氣溫、測溫情況,采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方法。布置合理的測溫手段是必不可少的,可以為養(yǎng)護(hù)提供調(diào)整依據(jù)。 摻加高效微膨脹劑對混凝土能起到補(bǔ)償收縮作用,可有效地提高混凝土的抗裂縫抗?jié)B能力。
7保護(hù)層和墊層厚度
《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》(GB50108-2008)對防水混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)定:結(jié)構(gòu)厚度不應(yīng)小于250mm;裂縫寬度不得大于0.2mm,并不得貫通;迎水面鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于50mm。防水混凝土結(jié)構(gòu)底板混凝土墊層,強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C15,厚度不小于100mm,在軟弱土層中不應(yīng)小于150mm。工程實(shí)踐表明如果結(jié)構(gòu)厚度或迎水面鋼筋保護(hù)層厚度小于規(guī)范限值常常是引起滲漏水現(xiàn)象的常見原因,因此規(guī)范修訂以后對限值作了相應(yīng)的提高,應(yīng)引起注意。地下室頂板鋼筋應(yīng)加強(qiáng),保護(hù)層和混凝土墊層及強(qiáng)度等級應(yīng)按規(guī)范加注(GB50108-2001第4.1.6條)。否則就會產(chǎn)生如下類似問題:地下室外墻、底板等迎水面保護(hù)層厚40mm,底板與土接觸處鋼筋保護(hù)層厚35mm,不適合GB50108-2001第4.1.6條;柱保護(hù)層25mm,違反GB50010-2002第9.2.1條;地下室墊層采用C10混凝土,或底板下未做混凝土墊層,違反GB50108-2001第4.1.5條和第4.1.5條;未見地下混凝土構(gòu)件環(huán)境類別劃分與對應(yīng)的鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度,不符合GB50010-2002第9.2.1條等。
(1).建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50011-2001(2008年版)),中國建筑工業(yè)出版社,2002。
(2).高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程(JGJ 2-2002),中國建筑工業(yè)出版社,2002。
(3).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2002),中國建筑工業(yè)出版社,2002。
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預(yù)計(jì)1個月內(nèi)審稿 省級期刊
沈陽市建委科技處、沈陽市建筑研究所、沈陽市建筑情報(bào)協(xié)會、沈陽市建筑技術(shù)情報(bào)站主辦
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中華人民共和國教育部主辦
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安徽建工集團(tuán)有限公司主辦
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福建省科學(xué)技術(shù)協(xié)會主辦