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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑外墻設計規范,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:高層建筑;防側擊雷;滾球法;GB50057-2010
中圖分類號: TU208 文獻標識碼: A
1 緒言
隨著國內經濟的飛速增長,各地高層建筑日益增多,高層建筑采取合適的側擊雷防護也顯得尤為重要和迫切。下文將對《建筑物防雷設計規范》的現行版本GB50057-2010在建筑物的側擊雷防護方面進行較為詳細的分析。
2 GB50057-2010關于防側擊的規定及其與其他相關規范的異同
對于第一類防雷建筑物的側擊雷防護,相比GB50057-94(2000年版),GB50057-2010在4.2.4條中增加了“當建筑物高度超過30m時,首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶,接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂面上,也可設在外墻外表面或屋檐邊垂面外”的要求。此外,GB50057-2010在本條第7款沿用了GB50057-94(2000年版)第3.2.4條第七款的內容:“當建筑物高于30m時,尚應采取下列防側擊的措施:1)應從30m起每隔不大于6m沿建筑物四周設水平接閃帶并應與引下線相連。2)30m及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物應與防雷裝置連接。”
對第二類防雷建筑物而言,GB50057-2010在4.3.1條中也增加了“當建筑物高度超過45m時,首先應沿屋頂周邊敷設接閃帶,接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂面上,也可設在外墻外表面或屋檐邊垂面外”的規定。與第一類防雷建筑物不同的是,GB50057-2010在規定側擊雷防護的4.3.9條中引用了IEC62305-3:2010 Protection against lightning - Part 3: Physical damage to structure and life hazard的相關內容并做了本地化修改,從而與GB50057-94(2000年版)的第3.3.10條有了較大的區別。本條第1款規定:“對水平突出外墻的物體,當滾球半徑45m球體叢屋頂周邊接閃帶外向地面垂直下降接觸到突出外墻的物體時,應采取相應的防雷措施”。第2款又規定:“高于60m的建筑物,其上部占高度20%并超過60m的部位應防側擊,防側擊應符合下列規定:1)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體,應按屋頂上的保護措施處理。2)在建筑物上部占高度20%并超過60m的部位,布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求,接閃器應重點布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。3)外部金屬物,當其最小尺寸符合本規范第5.2.7條第2款的規定時,可利用其作為接閃器,還可利用布置在建筑物垂直邊緣處的外部引下線作為接閃器。4)符合本規范第4.3.5條規定的鋼筋混凝土內鋼筋和符合本規范第5.3.5條規定的建筑物金屬框架,當作為引下線或與引下線連接時,均可利用其作為接閃器。”第3款 的內容“外墻內、外豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端,應與防雷裝置等電位連接”,與GB50057-94(2000年版)第3.3.10條第四款大致相同。GB50057-2010刪去了GB50057-94(2000年版)第3.3.10條前三款的內容。而國家建筑標準設計圖集02D501-2《等電位聯結安裝》第43頁和44頁依據其中第三款“應將45m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。”對金屬門窗的等電位聯結的具體做法做了規定:外墻外側的欄桿、門窗等較大的金屬物通過材料規格合適的連接導體與上、下圈梁或柱內的預埋件作等電位聯結。
至于第三類防雷建筑,GB50057-2010在4.4.1條及4.4.8條中,將滾球半徑由45m改為60m,其余內容基本與4.3.1條及4.3.9條相同。
3 以圖示法來分析GB50057-2010防側擊的規定
圖1 空曠地區某孤立高層建筑側擊雷防護的滾球法示意圖
圖1所示即為一個簡單的范例。圖中左側建筑為第二類防雷建筑物,高度120m。依據GB GB50057-2010的說明,半徑為45m的球體從空中沿接閃器A外側下降,會接觸到B處,故該處應設相應的接閃器;但不會接觸到C、D處,故該兩處無需設接閃器。然而,因B、C、D處均位于滾球半徑以上,根據滾球法的原理,B處設置如圖示的接閃器后,只能降低該接閃器附近的建筑結構遭雷擊的可能性,并不能完全保護B處露臺的外墻面,更不能保護C處與D處。因而,B、C、D處在任何時候都存在遭受雷電側擊的可能性。而若根據廢止的GB50057-94(2000年版)第3.3.10條第三款的要求,按圖集02D501-2的做法將45m以上的金屬門窗與上、下圈梁或柱內的預埋件作等電位聯結,將會降低側擊雷的危害。另外,位于45m到60m之間的G處,若按照4.3.9條第1款的規定,半徑為45m的球體從空中沿接閃器A外側下降,接觸到B處后繼續下降,將會接觸G處,故該處應設相應的接閃器;但若根據4.3.9條第2款及其第1項、第2項的規定,因此處高度低于60m且在建筑物上部其高度的20%(96m)以下,并未要求布置接閃器以防側擊。此時,針對該建筑的情況,45m以上的突出外墻的物體,在未處于已設置于其他突出物上的接閃器保護范圍內時,均需采取合適的措施以防側擊。
圖2距離較近的兩座高層建筑側擊雷防護的滾球法示意圖
圖2即為另一個簡單范例。圖中左右兩側各有一座高120m的相似建筑,均為第二類防雷建筑物,兩建筑間隔為60m,建筑頂部周邊均已敷設接閃帶。根據4.3.9條第1款的規定,半徑為45m的球體從空中沿接閃器A外側下降,不會接觸到B處,故該處無需設接閃器;而若按照4.3.9條第2款及其第1項、第2項的規定,因此處位于建筑物上部占其高度的20%并超過60m的部位,故應防側擊,并應將各表面上的尖物、墻角、邊緣、設備以及顯著突出的物體,按屋頂上的保護措施處理;布置接閃器應符合對本類防雷建筑物的要求,接閃器應重點布置在墻角、邊緣和顯著突出的物體上。此時,B處究竟應不應該設置接閃器以防側擊呢?從滾球法來判斷,B處位于兩座建筑構成的直擊雷保護范圍內,但筆者認為B處宜設置接閃器。目前國內外通行的防雷技術規范普遍采用相對科學的滾球法,而滾球法的滾球半徑是根據雷電流的大小人為規定的。這就存在一個繞擊問題,即比所規定的雷電流小的電流仍有可能穿越接閃器的保護范圍而擊在物體上的可能性。B處設置接閃器后,能更大程度的保護B處的露臺及下方的C、D等處。至于C、D等處需不需要裝設接閃器,則應綜合平衡損害的容忍值和防雷投入的經濟性而定。
4 結束語
《建筑物防雷設計規范》現行版本GB50057-2010在建筑物防側擊雷的規定中引用了IEC62305-3:2010《雷電防護.第3部分:建筑物的物理損害和生命危險》的條文,這體現了國家鼓勵采用國際標準和國外先進標準的原則。然而,由于現行標準的配套圖集尚未編制完成,項目具體情況的多樣性和國外標準可能存在的局限性,對高層建筑的側擊雷防護,應該本著具體問題具體分析的原則,采用作圖等方法進行處理,得出科學合理的結論。
參考文獻
[1]《建筑物防雷設計規范》GB50057-2010
[2] 國家建筑標準設計圖集02D501-2《等電位聯結安裝》
1石油化工控制室設計規范
(1)操作室和機柜室應留有20%的擴展空間(定量要求)。(2)操作室面積每增加一個操作站,面積增加5~8m2。(老規范為6~10m2)。(3)成排機柜之間間距為1.6~2.0m(老規范為1.5~2.0m),機柜距墻(柱)間距為1.6~2.5m(老規范為1.5~2.0m),最小間距要求增大。(4)控制室建筑物耐火等級應為一級(老規范為二級)。(5)活動地板設計均布荷載不應小于23000N/m2(老規范為5000N/m2),活動地板荷載增大很多,更安全了。(6)操作室、工程師室凈高不宜小于3.0m,機柜室不宜小于2.8m(老規范全部要求為2.8~3.3m),新規范沒有對上限進行規定,設計靈活性更大了。(7)電纜穿墻入口宜采用專用的電纜穿墻密封模塊,并滿足抗爆、防火、防水、防塵要求。當條件受限,采用電纜溝進線方式時,電纜入口處洞底標高應高于溝底標高0.3m以上,應采取防水密封措施,室外溝底應有排水設施,并且電纜穿墻入口處的室外地面區域宜設置保護圍堰(基礎墻體洞口采用防火材料密封,溝內沖砂。不得在室內地面以上的外墻上開設電纜進線洞口)。(8)控制室的空調引風口、室外門的門斗處、電纜溝和電纜橋架進入建筑物的洞口處,需要時宜設置可燃氣體和有毒氣體檢測器。(9)抗爆結構的控制室設置無線通信系統時,應設置無線信號增強設施,以保證與外界的正常通信。
2石油化工控制室抗爆設計規范
(1)抗爆控制室宜布置在工藝裝置的一側,四周不應同時布置甲、乙類裝置,且布置控制室的場地不應低于相鄰裝置區的地坪。(2)抗爆控制室應獨立設置,不得與非抗爆建筑物合并建造。(3)抗爆控制室應至少在兩個方向設置人員的安全出口,且不得直接面向甲、乙類工藝裝置。(4)抗爆控制室建筑平面宜為矩形布置,層數宜為一層(不應超過兩層)。(5)抗爆控制室宜采用現澆鋼筋混凝土結構。(6)在人員通道外門的室內側,應設置隔離前室。(7)活動地板下地面以上(即活動地板與室內基礎地面之間)的外墻上不得開設電纜進線洞口。基礎墻體洞口應采取封堵措施,并應滿足抗爆要求。(8)抗爆控制室的重要房間、一般房間的空調系統宜分開設置。(9)重要房間空調設備的啟停及故障報警信號應引至DCS。
3石油化工儀表系統防雷設計規范
(1)控制室建筑物應按GB50057第一類防雷建筑物的規定,采取防雷措施。老規范要求為二級。(2)儀表系統設備的安裝位置距建筑物外墻的內壁距離應大于1.5m。對于抗爆結構建筑物,儀表系統設備的安裝位置距建筑物外墻的內壁距離應大于1.0m。
4結束語
控制室的設計是個系統工程,涉及到多個專業,需要各專業間的緊密配合,本專業必須了解規范中對其它專業的要求和規定,只有充分了解,相互配合,才能做好控制室的設計。由于控制室的相關設計規范已經很久沒有更新,此次更新時間間隔較長,還需各設計人員對新規范認真仔細研讀。
作者:邱學 孫來寶 李勝利 單位:中國石油工程建設公司
[關鍵詞] 地下室 ; 抗震 ; 荷載 ; 設計;裂縫控制
Abstract: the earthquake problem; load value andcombinatorial problems; wall calculation model selection problem; groundwater and anti floating; crack and controlmethod of the protective layer and the thickness of cushion.
Basement; seismic design; crack control; load;
中圖分類號: [TU832.5+7] 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
抗震問題
地下室如果設計不當,對整體抗震性能會產生較大影響,根據丹東市施工圖審查要點,對于磚混底框結構地下室是否作為一層計入層數和總高度判斷,全地下及地下室外露小于1/3地下室層高時可不作為一層計算,否則影響到底部框墻結構的層數(可能變成底部三層框墻結構)。地下室的墻柱與上部結構的墻柱要協調統一。地下室頂板室內外板面標高變化處,當標高變化超過梁高范圍時則形成錯層,未采取措施不應作為上部結構的嵌固部位,規范明確規定作為上部結構嵌固部位的地下室樓層的頂樓蓋應采用梁板結構,地下室頂板為無梁樓蓋時不應作為上部結構嵌固部位。結構計算應往下算至滿足嵌固端要求的地下室樓層或底板,但剪力墻底部加強區層數應從地面往上算,并應包括地下室。
荷載取值與組合問題
地下室外墻受彎及受剪計算時,土壓力引起的效應為永久荷載效應,可變荷載效應控制的組合時,土壓力的荷載分項系數取1.2;永久荷載效應控制的組合時,其荷載分項系數取1.35。對于地面活荷載,同樣應乘側壓力系數,許多設計中計算不對。地下室底板的強度計算時,根據《建筑結構荷載規范》(GB50009-2001)第3.2.5條板、覆土的自重的荷載分項系數取1.0。抗浮計算時,板、覆土的自重的荷載分項系數應取為0.9。地下室外墻的土壓力應為靜止土壓力,根據土性的不同分別采用不同的計算方法,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,其荷載是否考慮平時消防車荷載或大于消防車的可能荷載,實際中比較取起控制作用的荷載作為設計依據。
外墻計算模型選擇問題
地下室外墻配筋計算:有的工程外墻配筋計算中,凡外墻帶扶壁柱的,不區別扶壁柱尺寸大小,一律按雙向板計算配筋,而扶壁柱按地下室結構整體計算分析結果配筋,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形與協調原理,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算配筋外,其余的外墻宜按豎向單向板計算配筋為妥。豎向荷載(軸力)較小的外墻扶壁柱,其內外側主筋也應予以適當加強。外墻的水平分布筋要根據扶壁柱截面尺寸大小,可適當另配外側附加短水平負筋予以加強,外墻轉角處也同此予以適當加強。
地下室外墻計算時底部為固定支座(即底板作為外墻的嵌固端),側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小于側壁,其厚度和配筋量應匹配,這方面問題在地下車道中最為典型,車道側壁為懸臂構件,底板的抗彎能力不應小于側壁底部。地下室底板標高變化處也經常發現類似問題:標高變化處僅設一梁,梁寬甚至小于底板厚度,梁內僅靠兩側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,計算模型和配筋構造均應與實際相符。車道緊靠地下室外墻時,車道底板位于外墻中部,應注意外墻承受車道底板傳來的水平集中力作用,該荷載經常遺漏。
地下水與抗浮
地下水位及其變幅是地下室抗浮設計重要依據,實際地下室抗浮設計中往往只考慮正常使用極限狀態,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局部破壞。另外,實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,形狀又不規則,加之局部上方沒有建筑,此類抗浮問題也相對比較難以處理,需做細致分析處理。
常見設計問題如:地下水位未按勘察報告確定,或勘察報告未提供計算浮力的地下水位及其變幅,違反了GB50007-2002第3.0.2條;斜坡道未進行抗浮驗算,斜坡道與主體分縫處未作處理;抗浮驗算不滿足要求,GB50009-2001第3.2.5條等。
裂縫及控制方法
地下室外墻混凝土易出現收縮,受到結構本身和基坑邊壁等的約束,產生較大的拉應力,直至出現收縮裂縫,地下室外墻裂縫控制在0.2mm之內,其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制。
工程中許多設計將地下室防水結構構件的計算彎矩調幅有的下端按鉸接、有的未考慮荷載分項系數、多層時未按多跨連續計算,地下室外墻在計算中抗裂性驗算違反GB50108-2001第4.1.6條,地下室外墻與底板連接構造不合理,建筑物超長未設縫或留置后澆帶詳圖未交代,室外出入口與主體結構相連處未設沉降縫等,導致違反設計規范,產生滲漏現象。某工程地下室設計成一個大底盤,而該大底盤下的基礎形式同時有天然地基、樁基、剛性樁復合地基(違反GB50011-2001第3.3.4條),此類基礎即使設置后澆帶也僅適合施工階段。
地下室整體超長,應采取相應措施,防止裂縫開展,采取的主要措施:(1)補償收縮混凝土,即在混凝土中摻入UEA、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償,為了實現混凝土連續澆筑無縫施工而設置的補償收縮混凝土帶,根據一些工程實踐,一般超過60m設置膨脹加強帶。(3)后澆帶,作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術措施,較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛應用。(4)提高鋼筋混凝土抗拉能力,混凝土應考慮增加抗變形鋼筋,對于側壁,增加水平溫度筋,在混凝土面層起強化作用。側壁受底板和頂板的約束,混凝土脹縮不一致,可在墻體中部設一道水平暗梁抵抗拉力。
保護層和墊層厚度
《地下工程防水技術規范》(GB50108-2001)對防水混凝土結構規定:結構厚度不應小于250mm;裂縫寬度不得大于0.2mm,并不得貫通;迎水面鋼筋保護層厚度不應小于50mm。防水混凝土結構底板混凝土墊層,強度等級不應小于C15,厚度不小于100mm,在軟弱土層中不應小于150mm。工程實踐表明如果結構厚度或迎水面鋼筋保護層厚度小于規范限值常常是引起滲漏水現象的常見原因,因此規范修訂以后對限值作了相應的提高,應引起注意。
地下室頂板鋼筋應加強,保護層和混凝土墊層及強度等級應按規范加注(GB50108-2001第4.1.6條)。否則就會產生如下類似問題:地下室外墻、底板等迎水面保護層厚40mm,底板與土接觸處鋼筋保護層厚35mm,不適合GB50108-2001第4.1.6條;柱保護層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;未見地下混凝土構件環境類別劃分與對應的鋼筋混凝土構件保護層厚度,不符合GB50010-2202第9.2.1條等。
參考文獻:
全國民用建筑工程設計技術措施—結構 北京 中國建筑標準設計所2003版
鋼筋混凝土及砌體結構 北京 中國建筑工業出版社第二版
混凝土結構設計規范(GB50010-2010)北京 中國建筑工業出版社
建筑抗震設計規范(GB50011-2001) 北京 中國建筑工業出版社
關鍵詞:住宅建筑;安全防護;設計
前 言:筆者簡述了住宅建筑安全防護設計的分類,并結合相關設計規范中的強制性條文和實際經驗,對不同類別的防護設計措施進行簡要分析,以供借鑒與參考。
1住宅建筑安全防護設計分類
住宅建筑的安全防護設計可以分為一般防護設計、防火防爆設計和防盜設計3種類別:1)一般防護設計:避免因設計考慮不周全而產生人身安全隱患、從人體科學出發、兼顧居民生活習慣,從而制定和采取的相關措施。2)防火防爆設計:避免因設計不合理產生火災、爆炸隱患,或火災、爆炸發生時盡量減小火勢蔓延區域及如何將居民盡快疏散到安全地方的措施。3)防盜設計:防止盜竊發生、盜竊發生時能及時報警以阻止盜竊的進一步實施、留下盜竊證據等措施。
2住宅建筑安全防護設計詳述
2.1一般防護設計
2.1.1外窗
外窗發生危險的主要因素有2種:1)框料的強度不夠,遇到瞬間強大外力可能造成窗戶破損、墜落,從而傷人;2)窗臺的防護高度不夠,在風大或者其他因素干擾下,有可能使人跌出窗外。關于框料的材質,設計中有明確要求,不同等級的建筑對抗風壓強度、側向壓力等都有指標控制,無需贅述。
對于窗臺高度的規定:住宅窗臺低于0.90m時,應采取防護措施。低窗臺、凸窗等下部有能上人站立的寬窗臺面時,貼窗護欄或固定窗的防護高度應從窗臺面起計算;窗臺高度低于或等于0.45m時,防護高度從窗臺面起計算;可開啟窗扇窗洞口底距窗臺面凈高低于0.90m時,窗洞口處應有防護措施,防護高度從窗臺面起算不應低于0.90m。目前采用低窗臺或落地窗的住宅越來越多,盡管有些設計者認為采用安全玻璃固定窗的方式進行防護滿足規范要求,但依然存在安全隱患,務必采取切實可行的安全防護措施。
另外還要加強對凈高的控制。住戶裝修后地磚的高度,或者榻榻米裝修的高度等方面都會影響到實際的窗臺尺寸。部分展示樣板房為了追求展示效果,在封閉陽臺、房間臨窗部位設計了榻榻米、固定靠椅等個性化的構件,給后期業主裝修及空間利用作了展示引導,但此時的防護并未根據裝修完成面進行抬高,也未張貼風險提示牌,如業主在后期按樣板房進行裝修,并造成安全事故,將會產生糾紛。因此,無論從設計角度還是后期銷售上都要多方面去考慮可能存在的安全隱患,設計中能避免的堅決杜絕,后期住戶裝修產生的安全隱患需要物業公司對其進行提醒整改,同時更重要的是每個人都應該更加提高安全意識,避免悲劇的發生。
2.1.2陽臺
封閉陽臺的欄桿,不可采用普通窗臺的高度。GB 50096-2011《住宅設計規范》規定:封閉陽臺欄板或欄桿也應滿足陽臺欄板或欄桿凈高要求。陽臺欄板或欄桿凈高,6層及6層以下不應低于1.05m, 7層及7層以上不應低于1.l m。因此,封閉陽臺的欄桿或欄板需要高于窗臺護欄要求的0.9m。規范編制的初衷是,陽臺往往三面臨空,是全家向外眺望活動比較集中的地方,對欄桿的防護要求應該高些。
2.1.3樓梯
樓梯的危險隱患主要存在2處地方,一處是防護欄桿高度,GB 50096-2011《住宅設計規范》規定:室內樓梯扶手高度自踏步前緣線量起不應小于0.90m ,梯段水平段欄桿長度大于O.5Om時,其高度不應小于1.O5m。另一處是梯井寬度、欄桿間距等縫隙尺寸,GB 50096-2011《住宅設計規范》規定:樓梯欄桿垂直桿件間凈空不應大于O.llm;樓梯井凈寬大于0.11m時,必須采取防止兒童攀滑的措施。以往的設計中常常出現大梯井,也并未對大梯井采取防護設計,現在都在采取補救措施。
近年來,兒童自行玩耍出現安全事故的案例越來越多,樓梯間的窗戶也成為其中一大隱患。很多兒童玩耍時會站在樓梯踏步的第一級臺階上傾斜身體至窗臺,這種行為很有可能釀成悲劇,因此樓梯間處應盡量避免開啟扇開在樓梯踏步一側,同時盡可能做好防護設施。
2.2防火防爆設計
2.2.1樓梯間外窗與住宅套房外窗的間距要求
樓梯間作為人員疏散的途徑,保證其免受住戶火災煙氣的影響十分重要。為防止樓梯間受到住戶火災煙氣的影響,GB 50368-2005《住宅建筑規范》規定:樓梯間窗口與套房窗口最近邊緣之間的水平間距不應小于1.Om。
2.2.2住宅建筑相鄰套房開口部位防火要求
適當的窗檻墻或防火挑檐是防止火災發生豎向蔓延的有效措施。于2015年5月1日開始執行的GB 50016-2014《建筑防火設計規范》中做了更為嚴格的規定,建筑外墻上下層開口之間應設置高度不小于1.2m的實體墻或挑出寬度不小于1.0m、長度不小于開口寬度的防火挑檐。住宅建筑外墻上相鄰戶開口之間的墻體寬度不應小于1.0m,小于1.0m時應在開口之間設置突出外墻不小于0.6m的隔板。
2.2.3燃氣
燃氣發生泄漏從而引發爆炸,是危害住宅建筑安全的巨大隱患。因此,設有燃氣爐及燃氣熱水器的廚房,必須保證直接的自然通風。這里容易忽略的一個情況是起居廳或者臥室與廚房共用陽臺,這種情形下廚房的燃氣很容易通過陽臺進人起居廳或臥室,尤其當夜里外窗關閉時很容易發生中毒或爆炸,危害很大,必須在設計中避免。
2.2.4出入口
當住宅建筑地下室或首層有其他使用功能時,各個功能用房必須設置獨立的疏散出口,不僅要滿足在火災等極端情況下逃生的要求,也避免人流交叉給住宅帶來不安全因素。
2.3防盜設計
防盜設計的重點部位就是對外開口部位,小區圍墻、單元門、戶門、陽臺門和各個窗戶等部位。“建設部、公安部關于在住宅建筑設計中加強安全防范措施的暫行規定”中規定:1)居民住宅的分戶門應設置鋼質或鐵質等抗破壞性能高的安全門,并于門上安裝雙面“三保險”鎖具;2)未設置院子的住宅底層的外墻窗、陽臺,通往外廓公共走道的窗以及外墻窗窗口下緣距相連屋面高差小于2m時必須設置鋼條直徑不小于0.012m、鋼條間距不大于O.llm的防護柵欄;3)住宅底層院子的圍墻高度應不低于2m;陽臺和雨篷的設計應采取防止攀登或鄰戶跨越的措施;4)與樓通高的豎向管道不宜露出戶外;5)戶外電閘箱設計要考慮加鎖的可能;6)通向陽臺的門、窗及樓道的分戶門的周邊墻體設計要考慮用戶自行裝設防護裝置的可能;7)屋面和管道溝的檢修口不得設置在室內或底層院內;8)在單幢高層住宅樓或樓群院落設計中要考慮至公寓式管理的需要,根據條件在住宅底層或院落內設置治安執勤、報警監控值班室。在符合城市規劃要求前提下,樓群院落可考慮設置不低于2米的圍墻。
3小結
綜上所述,安全防護設計對住宅建筑安全是非常重要的,在住宅建筑的設計中,起到了一定的指導性作用。所以只有不斷完善住宅建筑的安全設計,才會保證整個建筑的質量。安全因素在這里是最基本的一個因素,同時也是最重要的因素,為此,希望在以后的施工設計中,住宅質量能得到很大提升。
參考文獻
[關鍵詞] 承壓樁;抗拔樁;沉降;基礎底板;地下室外墻;裂縫
1 工程概況
曹安國際商城北靠曹安公路,東靠定邊路。商城地下為一層,地下室層高4.1米,東西長約390 m,南北寬約90m,地上分九層區、三層區、四層區,九層區建筑總高47.9m。
2 工程地質條件介紹
本工程地貌屬于上海地區四大地貌單元中的濱海平原類型,場地基本平坦。場地內最大勘察深度65.30m,在此深度范圍內揭遇的地基土主要由粘性土、粉性土和砂性土構成。按土性不同和物理力學性質上的差異可分為7個主要層次和分屬不同層次的亞層,即①1、①2、②1、②3、④、⑤1、⑤3、⑤4、⑥、⑦、⑧1、⑧2。但由于所處場地大部分受第四紀全新世早期古河道切割影響,第④、⑥、⑦層土均出現了缺失或變薄。該區域定義為“古河道區”。場地淺部土層中的地下水屬于潛水類型,實測取土孔內的地下水靜止水位埋深在0.34~1.20m之間,相應標高為2.63~3.42m。
3 地基基礎方案分析
本工程地下一層地上三層到九層,荷載差異較大,建筑物大部分處于“古河道區”。地下室按整體設計,采用梁板式筏基承臺+樁基礎的基礎形式。考慮到需解決高低建筑因荷載差異引起的沉降差異問題,樁基采取了長短樁布置方案,高層建筑布長樁(PHC500管樁),低層建筑布短樁(PHC400管樁)。
4 樁基設計
4.1 承壓樁設計
《高層建筑混凝土結構技術規程》【1】JGJ3-2002(以下簡稱《高規》)12.4.2第4條規定應選擇較硬土層作為樁端持力層,樁徑為d的樁端全截面進入持力層的深度,對于粘性土、粉土不宜小于2d。根據本工程的地質資料,⑤3層PS平均值為1.37,可作為短樁持力層,⑦層PS平均值為6.45,可作為長樁持力層。對照土層剖面圖,找出最不利孔號,參照上述規范要求,確定樁底標高;結合地下室埋深及承臺高度確定出樁頂標高。最終確定短樁長度24m,長樁長度40m。對位于古河道區域的樁,側摩阻力按正常值的1/3取用。根據上海市工程建設規范《地基基礎設計規范》【2】DGJ08-11-1999(以下簡稱《規范》),第6.2.4條來計算單樁豎向承載力設計值。公式:
過 值經查表6.2.4-2查得分項系數 ,
則由 ﹑ ﹑ 通過公式6.2.4-1求得
長樁 為1662KN,短樁 為506KN,位于古河道區域的短樁 為412KN。
由《先張法預應力混凝土管樁》【3】壁厚100的Ф500PHC(AB)管樁樁身抗壓強度設計值為2560KN,壁厚80的Ф400PHC(AB)管樁樁身抗壓強度設計值為1640KN,最終確定長樁單樁抗壓承載力設計值 1650KN,短樁為500KN,位于古河道區域的短樁為400KN。
通過《規范》DGJ08-11-1999第6.2.1條的公式:
《規范》表4.3.6規定了建筑物沉降量和沉降差的限值,利用大致的樁位布置、準永久荷載組合下的單樁受力,結合地質報告中的土體物理力學性能,通過程序CFSS計算沉降,計算時按長短樁分類,將整個樁群分塊進行計算。計算結果顯示:三層區中心沉降為11.16cm,最大絕對沉降量為11.92m,最大沉降差3.08cm,差異沉降為2.5/1000;九層區中心沉降為10.29cm,最大絕對沉降量為12.78cm,最大沉降差為2.91cm,差異沉降為3.2/1000。均滿足《規范》表4.3.6的要求。
樁基偏心按e/B≦1~1.5%來控制,計算偏心距時,將上部高低建筑分開驗算。在JCCAD中輸入樁位,計算結果顯示三層區荷載中心為:X: 44362,Y: 43682;群樁中心為X: 45642,Y: 44872。ex=45642-44362=1280mm,三層區X方向寬度98m,1.28/98=1.3% 滿足要求。ey=44872-43682=1190mm, 三層區Y方向寬度90m,1.19/90=1.32% 滿足要求。同法可以求得九層區X向樁基偏心為1.46%,Y向為1.41%,均滿足要求。通過承載力、沉降量、沉降差及偏心距驗算,確定最終的承壓樁樁位布置。
4.2 抗拔樁設計
本工程抗拔樁選用與承壓樁相同的樁型和樁長。根據《規范》DGJ08-11-1999,第6.2.7條計算單樁豎向抗拔承載力設計值。公式:
按上式計算得到R’d=315KN,本工程采用PHC400 AB型樁做為抗拔樁,查《先張法預應力混凝土管樁》圖集可知400管樁預壓應力5.3MP,預壓力為240KN。連接節點抗拉承載力為422KN,最終確定單樁抗拔承載力設計值為240KN。可先計算出每平米建筑物永久荷載及水浮力,本工程建筑物永久荷載包括1150厚覆土,200厚頂板及500厚底板,水浮力為3.95m的水壓力。根據《規范》DGJ08-11-1999,第5.7.9條,在驗算抗浮時,基礎及上覆土的自重分項系數及地下水對基礎的浮力作用分項系數均取1.0;則每根柱下所需的抗拔樁根數為:
(A×水浮力-永久荷載)/
求得樁數后,將抗拔樁均勻的布置在抗浮區域中。
5 筏基設計
《高規》12.3.3條規定基礎頂板、底板及墻體的厚度,應根據受力情況、整體剛度和防水要求確定。可用合理的簡化方法計算箱體基礎的承載力。本工程頂底板厚500,外墻厚300,頂板厚200,均滿足上述要求,基礎各構件分別采用以下簡化方法計算:
1)、承臺按常規的樁基承臺設計,柱底荷載取值由SATWE結構計算軟件得出,承臺高度先按每10KN軸力對應1mm有效高度進行估算,再由程序TSSD進行精確計算。
2)、地下室底板按倒樓蓋法進行計算,底板為梁板式,在PMCAD中建單層模型,板面荷載按經驗公式:
板面荷載=25%×上部荷載設計值/底板面積+每平米水浮力-1.0×每平米底板自重,然后由SATWE分析計算。
3)、地下室外墻分兩種情況計算,一種是上部沒有頂板的外墻,這種情況采用底部嵌固的懸臂板計算模型,另一種是上部有頂板的的外墻,由于頂板比底板薄很多,故這種情況采用底部嵌固上部鉸接的板計算模型。兩種情況計算時均采用一米長板段,荷載包括土體自重,地面荷載,地下水壓力,地下水位以下取土體浮重度,按靜止土壓力系數折算豎向荷載。
4、地下室頂板和上部結構一起在PMCAD中建整體模型,參照建筑使用功能和《荷載規范》要求輸入各樓層荷載,然后由SATWE分析計算。
箱體各構件配筋時既要滿足強度要求,也要滿足裂縫要求,與土壤接觸的一側裂縫寬度不大于0.2mm,不接觸的一側裂縫寬度不大于0.3mm。
6 基礎構造措施
地下室整體超長,為防止裂縫開展,采取的主要措施有:(1)在混凝土中滲入適量微膨脹劑,以混凝土的膨脹值來抵消混凝土凝結時的收縮值。(2)按間距約55m的原則設置后澆帶,東西向一條,南北向六條,來釋放混凝土出初凝期的短時期約束力。(3)增加地下室頂板、底板及外墻水平溫度筋,以提高鋼筋混凝土的抗拉能力。(4)地下室外墻扶壁柱與墻板處增加配筋。(5)加大外墻迎水面一側的保護層厚度,并配置鋼筋網片。(6)地下室外墻中部設一道水平暗梁抵抗拉力。(7)適當加強高低建筑交界處的地基梁及底板的配筋,以抵抗差異沉降所引起的應力。
7 結論
高低建筑之間的沉降差控制以及超長地下室的裂縫控制是本工程設計的難點和重點。從施工期間實際沉降監測數據來看,實際沉降量都在3cm左右,盡管在建筑物投入使用后,隨著荷載的逐步增加,沉降量會緩慢增加,但一般初期的沉降量會至少占到最終沉降量的50%,照此推測,最終沉降量和沉降差基本不會超過計算值,故而可以認為采用長短樁的樁基設計方案是切實有效的;對于裂縫控制則是采取了多項常規措施,實際使用中并未出現明顯裂縫。
參考文獻:
[1] 《高層建筑混凝土結構技術規程》(JGJ3-2002). 中國建筑工業出版社.2002.
[2] 《地基基礎設計規范》(GJ08-11-1999).上海現代建筑設計(集團)有限公司主編.1999.
關鍵詞:地下室結構設計;抗浮分析;地下室結構超長;沉降不均勻
Abstract: this paper attempts by the town zhongshan city people a residential area of the basement of structure design project, this paper discusses the basement design difficulties in this problem, and puts forward the specific design optimization measures.
Key words: the basement structure design; Anti-uplift analysis; The basement structure long; Uneven subsidence
中圖分類號:S611文獻標識碼:A文章編號:
前言
近年來,隨著我國經濟的高速發展及城市用地資源越發緊張,地下空間的利用價值變得越來越大。地下工程無論從設計周期、工程造價及施工工期來講所占的比例越來越大。但地下室工程涉及建筑、結構、設備、人防等專業,在設計地下室過程中需要各個專業的互相配合。另外,由于場地土的力學性質的多樣性、地下工程施工環境的復雜性、隱蔽性、特殊性,因些對地下室工程的設計及施工有一定要求。本文以中山某住宅小區的地下室結構設計為例,筆者結合具體的工程實例,簡要分析并提出一些解決措施。本人水平有限,如有不正確之處請指點修正。
1.項目概況
本住宅小區是位于中山市民眾鎮中心區域,地上13棟11~18層高層建筑并帶一層地下室,七度設防,場地土類別為三類,框架-剪力墻結構。本工程占地約42畝,其中地下車庫建筑面積約11742 m2。地下室尺寸長約123m,寬約93m,地下室底板相對室外標高為-2.5m,底板厚350mm,混凝土強度等級為C30,外墻厚300mm,混凝土強度等級為C30,地下室頂板覆土70cm。由于建設單位及建筑的要求,整個地下室不設永久變形縫。地下室結構布置平面圖見圖一。本文結合該工程實例,分析實際工作過程中遇到的問題,并通過分析給出實際工程措施。希望對以后類似工程的設計提供一些參考。
圖一 地下室結構布置平面圖
2.地下室抗浮與防水分析
對于大底盤帶地下室的高層建筑群體而言,主樓部分不會存在整體抗浮問題。但裙房部分尤其是純地下室部分,往往由于設計人員認識不足,在地下室抗浮設計中只考慮了正常使用極限狀態時,未對地下室進行整體和局部抗浮分析,因而可能造成施工過程中由于抗浮不夠而出現局部破壞,甚至在洪水期地下水位的上升造成整個地下室上浮的工程設計事故。因此,要做好地下室抗浮設計,一般要做好以下幾個方面:
(1)確定科學合理的抗浮設防水位。地下水位及其變幅是地下室抗浮設計的重要依據。地下室設防水位對地下室整體工程造價有著重要影響。由于珠三角地區夏季可能出現暴雨、洪澇等自然災害,故按《廣東省建筑地基基礎設計規范》中的規定,以室外地道路最低點作為地下室抗浮設計水位。對本工程而言,即設防水頭高度為2.2m;
(2)采用措施降低建筑層高。在建筑及設備安裝允許的條件下,盡可能提高基坑坑底的設計標高,間接降低抗浮設防水位高度。具體措施可采用無梁樓蓋和筏板基礎。對本工程而言,由于荷載及柱網都比較大,采用無梁樓蓋可能造成工程造價增加較多;珠三角地區由于是沖積平原,淤泥層較厚,不適宜采用筏板基礎。
(3)設置抗浮樁或抗浮錨桿。一般而言,設置抗浮樁或抗浮錨桿能有效的抵抗地下水位的作用,對本工程而言,由于地下室深度不高以及地下室頂板進行70cm覆土,地下室整體抗浮滿足規范規定,只需要對地下室底板進行局部抗浮措施。
3.地下室外墻的設計
地下室外墻所承受的荷載分為水平和豎向荷載。豎向荷載包括上部及地下室結構的樓蓋所承受的荷載和自重;水平荷載包括地面活載、側向土壓力和地下水作用。風荷載或水平地震作用對地下室外墻平面內產生的內力較小。在實際工程設計中,豎向荷載及風荷載或地震作用產生的內力一般不起控制作用,墻體配筋
主要由垂直墻面的水平荷載產生的彎矩確定,而且通常不考慮與豎向荷載組合的壓彎作用,僅按墻板彎曲計算彎曲的配筋。除了計算外墻承載能力極限狀態還應作正常使用極限狀態下裂縫驗算。在設計中應注意以下要求:
3.1 荷載取值。豎向荷載有上部及各層地下室頂板傳來的荷載和外墻自重;水平豎向荷載有地坪活荷載、側向土壓力、地下水壓力、人防等效靜荷載。
(1)室外地坪活荷載:一般民用建筑的室外地面(包括可能停放消防車的室外地面),按《全國民用工程建筑技術措施》中規定,室外地坪活荷載一般可取10kN/m2。地面活荷載對外墻產生的壓力為沿墻高度方向的均布荷載可按室外地坪活荷載乘以靜止土壓力系數。
(2)水壓力:可按地下室設防水位。
(3)土壓力:地下室外墻的土壓力應為靜止土壓力,根據土性的不同分別采用不同的計算方法,粘性土采用水土合算,砂性土采用水土分算。
3.2. 外墻計算模型。有的工程外墻配筋計算中,凡外墻帶扶壁柱的,不區別扶壁柱尺寸大小,一律按雙向板計算配筋,而扶壁柱按地下室結構整體電算分析結果配筋,又未按外墻雙向板傳遞荷載驗算扶壁柱配筋。按外墻與扶壁柱變形協調的原理,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。本工程中,柱距是層高兩倍以上,故外墻宜按豎向單向板計算配筋。地下室外墻計算時一般底部為固定支座,外墻底部彎矩與相鄰的底板彎矩大小一樣,故底板的抗彎能力不應小于側壁,其厚度和配筋量應匹配。但在計算車道的外墻時尚應按實際支承條件計算。
4.裂縫及地下室超長控制措施
地下室外墻混凝土易出現收縮,受到結構本身和基坑邊壁等的約束,產生較大的拉應力,直至出現收縮裂縫,地下室外墻裂縫寬度控制在0.2mm之內,其配筋量往往由裂縫寬度驗算控制。由于本工程的長度和寬度均已超過《混凝土結構設計規范》的規定,按以前的實際工程經驗,地下室整體超長,應采取相應措施,防止裂縫開展,采取的主要措施:
(1)補償收縮混凝土。在混凝土中摻入UEA、HEA等微膨脹劑。以混凝土的膨脹值大于混凝土的最終收縮值,即可控制裂縫的產生。但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償,所以此方法僅適用于較不規模地下室,故不適用本工程實際情況。
(2)加強帶。為了實現混凝土連續澆注無縫施工而設置的補償收縮混凝土帶,根據一些工程實踐,一般超過60m設置膨脹加強帶。
(3)后澆帶。作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術措施,較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛應用。根據以前工程實踐,故本工程采取本方法。
5.總結
地下室的結構設計是一個綜合性很強的問題。筆者希望能夠在工作中不斷學結,更深入地研究地下室結構設計的技術問題,提高設計水平,真正做到技術與經濟同步、安全與適用協調。
參考文獻:
1.GB5011-2010,建筑抗震設計規范
2.曹繼勇,張尚根,等.人民防空地下室結構設計 北京:中國計劃出版社,2006
關鍵詞:建筑地下室底板;防空地下室;外墻;結構設計
1普通地下室底板結構設計
1.1作用在地下室底板上的荷載
(1)作用在底板頂面向下的均布荷載包括板自重、裝修層重量、固定設備(可換算成等效均布荷載)等,用qd表示;(2)作用在底板頂面向下的等效均布活荷載ql;(3)作用在底板底面向上的等效均布荷載主要為地下水浮力qw。
1.2荷載組合
按(1),(2)組合計算底板及梁(底板采用梁板式時)的配筋,荷載設計值為q=1.2qd+1.4ql。寧波地區地下水位埋深較淺,水位較穩定,水浮力較大。此項與水浮力相比很小,一般不起控制作用,在工程中一般不計算。根據《建筑結構荷載規范》(GB50009-2001),按1),(3)組合計算底板及梁(底板采用梁板式時)的配筋,荷載設計值為q=1.35qw-1.0qd,此時qd不考慮固定設備的有利作用,僅包括底板自重及裝修層重量。
1.3底板結構計算
當底板結構采用梁板式結構時,可采用SATWE等程序按一層框架結構進行計算。計算時程序要求輸入恒、活荷載標準值,可將按(1),(3)組合計算的q除以恒荷載分項系數1.2作為恒荷載標準值輸入,活荷載標準值為0。框架柱輸入承臺尺寸,并考慮梁、柱重疊部分作為剛域計算,可減小梁斷面及配筋。為減小地下室埋深,底板可采用平板式,按無梁樓蓋進行計算,此時樁承臺作為無梁樓蓋的柱帽。
2甲類防空地下室底板結構設計
根據《人民防空地下室設計規范》(GB50038-2005)(簡稱人防規范),甲類防空地下室設計必須滿足其預定的戰時對核武器、常規武器和生化武器的各項防護要求,乙類防空地下室設計必須滿足其預定的戰時對常規武器和生化武器的各項防護要求。
根據人防規范的有關條文規定,乙類防空地下室底板設計可不考慮常規武器地面爆炸作用,但應符合人防規范規定的構造要求。所以對乙類防空地下室底板結構的計算與普通地下室底板相同。本節主要給出甲類防空地下室底板結構的設計計算方法。
2.1作用在防空地下室底板上的荷載
前(1)~(3)項與普通地下室的相同;(4)作用在底板底面向上的核武器爆炸產生的人防等效靜荷載qe3。
2.2荷載組合
平時荷載組合與普通地下室的荷載組合相同。戰時荷載組合:按(1),(3),(4)組合計算底板及梁(底板采用梁板式時)的配筋,荷載設計值為q=1.2qw-1.0qd+1.0qe3,qd取值同普通地下室的。考慮到材料在快速加載作用下的動力強度會提高,人防規范規定在動荷載和靜荷載同時作用或動荷載單獨作用下,材料強度設計值可按fd=γdf進行計算,式中各符號意義詳見人防規范,動荷載作用下材料強度綜合調整系數γd詳見人防規范第4.2.3條表4.2.3。
2.3底板結構計算
2.3.1平時荷載組合
平時荷載組合下地下室底板的計算與普通地下室底板的計算相同。
2.3.2戰時荷載組合
可參照普通地下室底板的計算方法,將按戰時組合(1),(3),(4)組合計算的q除以恒荷載分項系數1.2作為恒荷載標準值輸入,活荷載標準值為0。
計算時要注意:(1)材料強度設計值應按動力荷載作用下的材料強度設計值輸入;(2)根據人防規范第4.10.6條規定,在進行梁、柱斜截面承載力驗算時混凝土的動力強度設計值應乘以折減系數0.8。所以應計算兩次,先按動荷載作用下的材料強度設計值計算得到梁正截面及底板的內力計算結果,進行梁的縱向鋼筋配置及底板鋼筋配置;再將混凝土的動力強度設計值乘以折減系數0.8后重新輸入計算,得到梁斜截面的計算結果,進行梁的箍筋配置。
底板結構的最終配筋結果取平時荷載組合和戰時荷載組合計算結果兩者中的較大值。
3普通地下室外墻結構設計
在工程實踐中,地下室外墻截面設計由作用于外墻外表面的水平荷載控制。外墻可近似按受彎鋼筋混凝土構件設計。
3.1作用在普通地下室外墻上的荷載
(1)周圍填土產生的土側壓力;(2)地下水浮力產生的水側壓力;(3)作用在室外地面活荷載(如有)產生的側壓力。
由于建筑物的整體作用,地下室外墻一般不會發生變形和位移,土側壓力可按靜止土壓力計算。根據土力學原理,靜止土壓力系數k0可按下式計算
式中μ為土的泊松比。根據土質情況,在工程設計中靜止土壓力系數k0可取0.5~0.55,如考慮基坑支護樁的作用,靜止土壓力系數還可以根據支護樁的實際情況進行折減。
3.2外墻計算簡圖及荷載計算簡圖
地下室外墻應為地下室樓面邊框架梁和框架柱支承的雙向板,如對每塊雙向板分別進行計算比較麻煩,在工程中也沒有必要。可將地下室底板作為嵌固端,地下室各層樓板作為支點,根據地下室層數,取1m寬的外墻按豎向單跨板或多跨連續板計算,外墻計算簡圖見圖1,外墻水平荷載簡圖見圖2。圖中土側壓力標準值qt1及qt2、水側壓力標準值qw分別計算如下:
式中:γ,γw分別為土及水的重度。
根據《建筑結構荷載規范》(GB50009-2010),土側壓力及水浮力產生的側壓力荷載分項系數取1.35。
由于土壓力、水壓力產生的荷載為三角形或梯形,可分別計算土壓力、水壓力作用產生的彎矩,然后將同一截面在土壓力及水壓力作用下產生的彎矩疊加進行截面配筋設計。
4防空地下室外墻結構設計
4.1作用在防空地下室外墻上的荷載
前(1)~(3)項與普通地下室的相同;(4)作用在外墻外表面由武器爆炸產生的水平方向人防等效靜荷載標準值qe2(核武器爆炸)或qce2(常規武器爆炸)。
4.2外墻計算簡圖及荷載計算簡圖
4.2.1平時荷載作用
平時荷載作用下的外墻計算與普通地下室的外墻計算相同。
4.2.2考慮戰時荷載作用
考慮戰時荷載作用的外墻計算簡圖同普通地下室的外墻計算簡圖(圖1)。外墻水平荷載增加了武器爆炸產生的水平方向人防等效靜荷載作用,見圖3。圖中土側壓力標準值qt1及qt2、水側壓力標準值qw分別計算如下:
根據人防規范,土側壓力荷載分項系數取1.2,水浮力產生的側壓力荷載分項系數取1.2。
對乙類防空地下室,取qce2計算人防等效靜荷載產生的彎矩;對甲類防空地下室,取qe2及qce2兩者中的較大者計算人防等效靜荷載產生的彎矩。qe2,qce2分別為核武器爆炸、常規武器爆炸產生的地下室外墻人防等效靜荷載標準值,按人防規范第4.7及4.8節規定取值。根據人防規范,人防等效靜荷載分項系數取1.0。(紅字另起一段)
分別計算土壓力作用、水壓力作用、人防等效靜荷載作用產生的彎矩,然后將同一截面在土壓力、水壓力及人防等效靜荷載作用下產生的彎矩疊加進行截面配筋設計。
考慮戰時荷載作用下,在計算土壓力作用、水壓力作用、人防等效靜荷載作用產生的彎矩時要注意:(1)材料強度設計值應取動荷載作用下的材料強度設計值;(2)由于外墻近似按受彎鋼筋混凝土構件設計,所以不必按人防規范第4.10.5條規定將混凝土軸心抗壓動力強度設計值乘以折減系數0.8。
外墻結構的最終配筋取平時荷載作用和考慮戰時荷載作用兩者計算結果中的較大值。
5地下室底板及外墻的裂縫寬度驗算
根據規范規定,結構不僅要滿足承載能力的要求,同時要滿足正常使用的要求。為保證地下室正常使用,應對其構件的裂縫寬度進行限制。根據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)(簡稱混凝土規范)及《地下工程防水技術規范》(GB50108-2008)(簡稱防水規范)規定,地下室底板及外墻的裂縫寬度限值為0.2mm。對于普通地下室,應對其正常使用極限狀態下的裂縫寬度進行驗算。
人防規范第4.1.6條規定,防空地下室在常規武器爆炸動荷載或核武器爆炸動荷載作用下,對其結構變形、裂縫開展可不進行驗算。所以對防空地下室的裂縫寬度驗算只需考慮平時荷載作用下的裂縫寬度驗算,計算方法與普通地下室的相同。
6地下室底板及外墻的構造
6.1普通地下室底板及外墻的構造規定
底板及外墻構造應同時滿足混凝土規范及防水規范的要求:厚度不宜小于250mm;迎水面縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于50mm;混凝土強度等級不應小于C15(此條一般均能滿足);最小配筋率應滿足混凝土規范的要求;防水等級應滿足防水規范的要求。
6.2防空地下室底板及外墻的構造規定
底板及外墻的構造除滿足普通地下室的構造要求外,尚應滿足人防規范的構造要求。人防規范第4.11.7條給出了不同混凝土強度等級范圍時鋼筋混凝土構件縱向受力鋼筋最小配筋率的具體數值。
值得注意的是,混凝土規范、人防規范和防水規范對于地下室結構迎水面的縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度的規定有所不同。混凝土規范規定基礎(底板)為40mm(有墊層)、70mm(無墊層),二a類環境下外墻最小為25mm(設防水層);人防規范規定外墻外側為30mm(設防水層)或40mm(直接防水),基礎(底板)為40mm(有墊層)、70mm(無墊層);防水規范規定迎水面縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于50mm,底板下均應設厚度不小于100mm的墊層,要求更為嚴格。
7結束語
根據設計實踐,給出建筑地下室底板及外墻結構的設計計算方法、步驟,可供設計時參考。按此方法及步驟對地下室底板、外墻進行結構設計,可以滿足工程設計的要求。
參考文獻
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[2]GB50010-2010混凝土結構設計規范[S].中國建筑工業出版社.
[3]GB50038-2005人民防空地下室設計規范[S].限內部發行.
建筑的規劃設計是建筑節能設計的重要內容,總圖方案、單體方案、施工圖階段均需進行節能審查,只不過側重點有所不同,并應具有一定的延續性。根據相關規范,總圖階段以日照分析為主,居住、托幼、醫院等建筑需有日照分析圖,其他一般的公共建筑可不考慮。
1)未提供總平面圖。在總平面圖上要簡要說明項目地理位置、氣候條件、項目類型、周邊情況等。DBJ52-49-2008貴州省居住建筑節能設計標準第5.1.2條規定:建筑物的朝向宜采用南北向或接近南北向。GB50189-2005公共建筑節能設計標準第4.1.1條規定:建筑總平面的布置和設計,宜利用冬至日照并避開冬季主導風向,利用夏季自然通風。建筑的主朝向宜選擇本地區最佳朝向或接近最佳朝向。
2)無日照分析圖或日照標準不滿足相關規范的規定。有日照要求的住宅、醫院、中小學、托兒所、幼兒園、養老院、宿舍等建設項目,應當進行日照分析并滿足國家日照標準規范要求。日照分析圖要注明所用軟件、日照標準日、日照時數、有效日照時間帶、日照時間計算點(公共建筑可不用)。按不同類型的建筑有不同的日照要求及日照間距,貴陽地區住宅日照間距系數為1.1,舊城改造項目新建住宅日照間距系數為1.0,且不應低于大寒日日照1h的要求。
2建筑施工圖設計中的主要問題
目前仍然有些工程送審的建筑施工圖設計文件無《建筑節能設計》獨立篇章,售樓部、汽車銷售店或4S店、值班室等建筑均應嚴格執行節能設計標準。而有些工程雖然有《建筑節能設計》獨立篇章,但也存在設計內容不全、指標不全或指標超限值未做權衡判斷、編制深度達不到要求等問題。
根據《建筑工程設計文件編制深度規定》(2008年版)及《貴州省建筑節能設計審查要點》,建筑節能設計說明應該包含以下內容:a.建筑節能設計依據:GB50189-2005公共建筑節能設計標準(居住建筑不列此條)、DBJ52-49-2008貴州省居住建筑節能設計標準(公共建筑不列此條)、GB50176-93民用建筑熱工設計規范;b.項目所在地的氣候分區及圍護結構的熱工性能限值;c.建筑的節能設計概況、圍護結構的屋面(包括天窗)、外墻(非透明幕墻)、外窗(透明幕墻)、架空或外挑樓板、分戶墻和戶間樓板(居住建筑)等構造組成和節能技術措施,明確外窗和透明幕墻的氣密性等級;d.建筑體形系數計算、窗墻面積比(包括天窗屋面比)計算和圍護結構熱工性能計算,確定設計值。
3《建筑節能設計》專篇內容與節能計算書內容不一致
1)保溫材料名稱、厚度等不一致。這種情況會導致部分節能設計指標不能滿足規范的要求,同時也會在施工時造成混亂,給建設單位的工作帶來不少麻煩。
2)設計指標不一致。常體現為節能計算書中窗墻面積比、體形系數、材料的導熱系數的取值、圍護結構傳熱系數等指標的計算值與《建筑節能設計》專篇內容中的相應指標不一致。
3)引用的設計參數不正確。計算書中某些材料的導熱系數、窗戶的傳熱系數等取值錯誤或提供的數據來源不明,會造成部分設計指標不滿足要求,影響節能效果。例如普通鋼鋁合金單框中空白玻璃6+9A+6窗的傳熱系數為K=3.9W/(m2•K),設計中卻標為2.8W/(m2•K),有的甚至更低。
4)某些保溫部位做法與構造表做法不符。
4容易忽略的問題
1)同一棟建筑既有公共建筑部分又有居住建筑部分,應分別進行節能設計。
2)居住空間樓板、分戶墻未做節能設計。不少建設單位、設計單位反映,若建筑物已經是滿足節能標準的節能建筑,居住空間樓板、分戶墻若不做保溫設計,也不會影響到該建筑物的節能效果。節能體系以一棟樓來考慮,南方地區為非集中采暖區則以一戶來考慮,計算書是對整棟建筑進行整體耗能量計算,樓板、分戶墻不參與計算,其數值大小對整棟建筑耗能量結果沒有影響。居住空間樓板、分戶墻不做保溫,戶與戶之間會存在傳熱量損失,由于溫度梯度的影響,室內溫度一般底部比較低,頂部較高,上下樓所對應的房間溫度往往會存在較大的差異。而在分戶墻、樓板上采取一定的保溫措施,所增加的造價并不大。《貴州省居住建筑節能設計標準》第5.2.1條表5.2.1-2溫和地區圍護結構限值中對居住空間樓板、居住空間分戶墻的傳熱系數均要求不應大于2.0W/(m2•K)。計算表明,一般的樓地面的傳熱系數均大于2.0W/(m2•K)的要求,故設計單位在編制設計文件時要設計具體做法措施,不應標注如“用戶自理”等這類不規范的說明。應該根據不同地區的氣候特點加以區分。
5)屋面采用聚苯板保溫材料,屋面與外墻交接處、屋面開口部位四周應設置寬度不小于500的A級保溫材料隔離帶。
6)應有節能設計平面示意圖,標明節能設計位置、范圍、做法、材料傳熱系數的出處。
7)要防止冷(熱)橋部位發生結露。節能設計在滿足地方標準的同時,更應該滿足國家標準的要求,《民用建筑熱工設計規范》和《貴州省居住建筑節能設計標準》都有相關條文規定,在保證達到室內溫度要求的同時,要保證外墻內表面不結露,因而短肢剪力墻和厚度小于500mm的混凝土外墻必須做保溫,方能保證內表面溫度大于室內空氣的露點溫度。混凝土框架梁的內表面溫度相應校核計算。一般情況下,厚度不小于200mm厚混凝土、保溫材料厚度不小于20mm(保溫材料導熱系數不大于0.07W/(m•K))即可滿足保溫墻體內表面不結露的要求。
8)導熱系數可以不加修正系數。GB50176-93民用建筑熱工設計規范表中有建筑材料的導熱系數修正系數附表3.2,且該表的修正系數也有使用條件,該系數是為了解決工程中一些不可避免的現象采取的修正值,如沒有外粉刷的清水墻面,由于下雨和冷凍氣候,材料容易吸水致使材料的導熱系數加大,采用的砌筑砂漿和墻體材料的不一致性等影響。但是隨著經濟和技術的進步,這些“不可避免的現象”已經不再現有建筑體系中出現,外墻都有外粉刷層且具有一定的防水功能,主體墻體受水侵蝕的可能性已經減少,加上貴州省《居住建筑節能設計標準》中附表3.1中的傳熱系數計算值中,均按復合墻體的傳熱系數計算法計算,已經把灰縫的傳熱系數計入,并和實際熱工檢測結果基本相符。在實際工程中如果仍采用導熱系數修正系數修正得到的傳熱系數只會比貴州省標準提出的傳熱系數更好,本著對節能有利的精神,用也沒問題,但本著節約的精神,應該執行貴州省節能標準中的數據為好。
9)無架空樓板保溫做法。
10)居住空間外門應有保溫措施,應計算空調冷負荷、采暖熱負荷。
5結語
關鍵詞:剪力墻高厚比位移比和周期比質心和剛心墻體穩定性
短肢剪力墻 地下室外墻
隨著社會經濟的發展和國家關于土地方面政策的下達,提高建筑容積率、節約土地是擺在我們面前的主要問題。所以高層民用建筑越來越受到人們的重視,并已得到普遍應用。這使得我們設計人員都有機會參與高層建筑的設計。高層建筑不僅房屋高度越來越高,建筑功能越來越復雜,而且立面造型也越來越要求完美。現在的建筑行業幾乎都存在一個問題,只要方案一確定,向開發商提交施工圖的時間已接近后期. 最終結構工程師怎樣才能更快更好的完成結構設計呢?
眾所周知,結構設計只有在方案階段主動與建筑專業合作,用自身擁有的結構受力,變形的整體概念去構思結構方案。通過概念來確定結構設計方案的可行性。這樣,在施工圖設計階段就不會引起較大的變更和反復,從而提高設計效率。
因為剪力墻在建筑上有布置靈活,室內無結構突出棱角,便于裝修等優點。結構上有剛度大,在水平荷載作用下,側位移少,能夠抵抗較多的水平力等優點,因此在高層建筑結構中廣泛被采用。
高層建筑剪力墻結構初步設計時總會遇到下面一些問題:位移比,周期比不滿足規范要求;剪力墻之間連梁容易超筋,連梁截面高度加大更超筋;第一,第二振型出現結構扭轉超標。這就需要結構工程師調整結構方案,建立合理計算模型,使得上述問題得到完美解決,并滿足規范要求。
高層建筑剪力墻結構設計中,首先方案應合理布置,結構工程師應同項目建筑師共同分析建筑圖,找出計算中可能存在的薄弱部位,扭轉部位等。抓住主要矛盾,注意關鍵幾步,那么在后來的模型計算或施工圖審查中較容易過關。現把個人設計中的幾點體會作簡單總結,和設計同行們交流探討。
1. 剪力墻布置原則。剪力墻布置要分散,雙向,對稱及沿建筑物周邊等,以減少結構扭轉效應。剪力墻截面形式一般采用L形,T形,十字形,應避免一字形截面。當房屋縱向長度超出規范限值時,剪力墻不宜集中布置在房屋兩端。否則應在平面中適當部位設置溫度縫或施工后澆帶以減少混凝土硬化過程中的收縮應力影響。結構盡量布置一般剪力墻(墻肢截面高厚比大于8),局部布置短肢剪力墻(截面高度不大于300,墻肢截面高厚比在4~8之間)。當墻肢截面高厚比不大于4時,宜按框架柱設計,見《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第7.1.7條。
2. 由于短肢剪力墻受力不利,規范要求較嚴且明確規定不應全部采用。結構還應布置一定數量的一般剪力墻, 見《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第7.1.8條。當結構存在部分短肢剪力墻時,應在結構計算后看結果顯示:1.底層短肢剪力墻所承擔的地震傾覆力矩不宜超過結構總地震傾覆力矩的50%。2.底層短肢剪力墻所承擔的地震傾覆力矩與結構總地震傾覆力矩的比值在30%~50%之間,按短肢剪力墻結構處理,從嚴采取措施,并滿足規范關于短肢剪力墻的各項要求。2.底層短肢剪力墻所承擔的地震傾覆力矩與結構總地震傾覆力矩的比值小于30%時,為一般剪力墻結構。
3. 剪力墻厚度。剪力墻厚度除一方面需滿足建筑功能及節能要求,結構滿足承載力,穩定性要求外,還需遵守相關規范的規定。規范有些條文看似簡單,但真正實施卻容易疏忽。《建筑抗震設計規范》GB50011-2010第6.4.1條明確規定剪力墻厚度按層高或無支長度的比例取值。
a. 抗震墻的厚度,一,二級不應小于160mm且不宜小于層高或無支長度的1/20,三,四級不應小于140mm且不宜小于層高或無支長度的1/25;無端柱或翼墻時,一,二級不宜小于層高或無支長度的1/16,三,四級不宜小于層高或無支長度的1/20;
b. 底部加強部位的墻厚,一,二級不應小于200mm且不宜小于層高或無支長度的1/16,三,四級不應小于160mm且不宜小于層高或無支長度的1/20;無端柱或翼墻時,一,二級不宜小于層高或無支長度的1/12,三,四級不宜小于層高或無支長度的1/16;
一般上部結構剪力墻厚度都注意按規范規定取值,卻容易忽略地下室墻體厚度。結構建模中地下室部分一般是從上部一層復制。結構試算后,計算結果無異常。若此時地下室層高較大時,就會隱藏隱患。地下室外墻由于承受周邊側壓力,墻體厚度一般取值較大。不會出現墻體厚度不滿足規范要求。那么地下室內墻墻體厚度不滿足規范規定問題,就會在校核階段或施工圖審查時暴露。《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第7.2.1條規定,當墻體厚度不滿足要求時,應按《高層建筑混凝土結構技術規程》附錄D計算墻體的穩定。若墻體的穩定不足,結構施工圖紙必然返工。
4. 剪力墻平面外樓面梁錨固。剪力墻在其平面內剛度及承載力很大,但平面外剛度及承載力卻相對較小。當剪力墻與平面外的樓面梁連接時,會引起剪力墻平面外的彎矩,而一般情況并不驗算平面外剛度及承載力。因此,當剪力墻平面外連接有樓面梁時,為了減少樓面梁端部彎矩對剪力墻的不利影響,《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第7.1.6條采取如下措施。
a. 沿樓面梁軸線方向設置與其相連的剪力墻。
b. 當不能設置與樓面梁軸線方向相連的剪力墻時,宜在墻與梁相交處設置扶壁柱。扶壁柱宜按計算確定截面及配筋。
c. 當不能設置扶壁柱時,應在墻與梁相交處設置暗柱,并宜按計算確定配筋。
d. 必要時,剪力墻內可設置型鋼。
e. 樓面梁水平錨固長度不足時,將樓面梁伸出墻面形成梁頭,梁縱筋伸入梁頭后彎折錨固。
對于以上措施,如果建筑平面布置允許,我們就按其中較合適的一項處理即可。但大多數情況以上措施不能執行。例如沿樓面梁軸線方向設置與其相連的剪力墻或扶壁柱時,作為剪力墻翼緣或端柱應滿足《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第7.2.15條表注第2條要求:翼墻長度小于其厚度3倍或端柱截面邊長小于墻厚的2倍時,視為無翼墻或無端柱。
剪力墻與平面外的樓面梁連接部位一般情況下出現在下面部位:外墻轉角處,分戶墻處窗洞處,采光井處及建筑立面要求造型處等空間較小的位置處。如果按剪力墻翼緣或端柱取值規定,建筑平立面就會受到影響。碰到這種情況,個人一般處理如下:
a. 剪力墻厚度不滿足樓面梁縱筋的錨固長度時。按鋼筋受拉承載力設計值相等的原則將大直徑縱筋換算成小直徑,以減少錨固長度。
b. 剪力墻平面外增加短墻,以增加樓面梁縱筋的錨固長度。短墻可在施工圖中直接編輯。也可輸入模型中參與計算,不過在計算過程中會提示短墻警告,根據SATWE使用說明書,可以不作理會。
c. 采取機械錨固,在梁端增加短筋或鋼板與縱筋焊接。
關于《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第7.1.6第c點設置暗柱,結構模型通過PKPM程序計算后,混凝土剪力墻生成施工圖時,如果梁端剪力較大時,在墻與梁相交處會自動設置暗柱,否則按以上幾點處理即可。
5. 扭轉振型位置不合理。由于開發商對建筑平面功能布置要求完美,及建筑立面造型的需要。建筑物很難做到完全對稱。這樣整棟建筑物質心和剛心位置必然存在差異,在地震作用或風荷載作用下產生結構扭轉。如果結構方案布置不合理,扭轉振型位置會出現異常。
一般結構方案布置合理,扭轉振型會出現在第三振型以后。《抗震設計規范》GB50011-2010第3.5.3條也要求“結構在兩個主軸方向的動力特性(周期和位移)宜相近”。但是結構方案布置后在最初的試算時扭轉振型往往會出現在第二振型,甚至在第一振型。根據這幾年的設計經驗,扭轉振型如果出現在第一,二振型時,通過人為調整,提高抗扭剛度。利用結構周期與剛度反比關系,提高需要減少周期方向的剛度或減少需要增大周期方向的剛度,可獲得較好的效果。那么試試作以下處理:
a. 扭轉振型出現在第一振型時,首先看看第一振型的結構自振周期數值。一般剪力墻結構自振周期按0.06n(n為層數),如果計算后結構自振周期遠遠小于0.06n,說明結構布置過剛,需減少結構內部剛度(如減少剪力墻數量,降低混凝土強度等級等)以達到減少平動周期,增加周邊扭轉周期的目的。扭轉振型出現在第一振型,結構周期比(結構扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比。《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第3.4.5條:A級高度高層建筑不應大于0.9,B級高度高層建筑不應大于0.85)肯定不滿足規范要求。
b. 扭轉振型出現在第二振型時,且地震不利方向不超過15度時。說明結構沿兩個主軸方向的抗側移剛度相差較大,結構的抗側移剛度相對其中一主軸的抗側移剛度合理,但相對于另一主軸的抗側移剛度過小,此時適當減少結構內部剛度較大的一主軸,并相應加強這主軸結構的剛度(如增加剪力墻長度或厚度,增加框架梁高度等),出現這種情況,結構周期比較難滿足規范要求。
c. 扭轉振型出現在第二振型時,且地震不利方向超過15度時。結構位移比(樓層的最大彈性水平位移或層間位移與該樓層兩端彈性水平位移或層間位移的平均值之比,《高層建筑混凝土結構技術規程》JGJ3-2010第3.4.5條:A級高度高層建筑不宜大于1.2,不應大于1.5;B級高度高層建筑不宜大于1.2,不應大于1.4)較難滿足規范要求。對于建筑平面特別復雜的時侯,容易出現這種情況。
首先查看平面質心和剛性位置圖,根據兩者偏移位置,合理調整結構構件布置,即加大質心一側樓層抗側力構件的剛度,如增加剪力墻長度或厚度;加大框架柱截面;增加框架梁高度等這樣反復調整后,直到質心和剛性位置接近。兩者位置很接近時,查看振型,周期計算結果WZQ.OUT,扭轉振型已轉移到第三振型,地震不利方向也不超過15度,結構周期比也滿足規范要求。查看平面配筋圖,會發現原來結構內部中跨高比很小的連梁有原來的超筋轉變為正常的配筋。
6. 無上部建筑的地下室頂梁的裂縫控制。當地下室范圍大于上部建筑時,有無上部建筑地下室頂梁是作為一個整體參與計算,所以在作施工圖設計時很容易忽略一個問題,那就是無上部建筑的地下室頂梁的裂縫控制問題。這部分梁上部一般都有很厚的覆土,又處于露天環境。根據《混凝土結構設計規范》GB50010-2010第3.5.2條規定,環境類別應取為二a類。再根據第3.4.5條,環境類別為二類時,鋼筋混凝土結構裂縫控制等級應為三級,最大裂縫寬度限制應為0.2。所以在作施工圖設計時應對地下室頂梁按有無上部建筑分別對待。
7. 地下室外墻垂直分布筋放置位置。地下室外墻厚度一般遠小于基礎底板,地下室內墻間距又大小不等,有的相距較遠。因此在工程設計中一般把地下室頂板和地下室基礎底板作為地下室外墻的支點按單向板(單跨,兩跨或多跨,具體看地下室層數)計算。計算時地下室基礎底板處按固定端,地下室頂板處按鉸支座處理。由于地下室外墻底部承受很大的負彎矩。為了增加地下室外墻截面有效高度,地下室外墻垂直分布筋應放在水平分布筋外側。另外,考慮到混凝土硬化過程及受溫度應力影響,地下室外墻與內墻交接處負彎矩效應等影響,可能產生豎向收縮裂縫,因此地下室外墻水平分布筋也宜適當增大。此時施工圖中對于地下室外墻應加節點大樣或說明其與上部剪力墻配筋形式的不同。
以上是個人在高層剪力墻結構設計中的幾點體會,并已在工程實踐中得以驗證。作為結構工程師在結構設計中都會遇到各種各樣的問題,我們應認真分析問題產生的原因,從中找到解決問題的辦法,最終能更快更好的完成項目結構設計。
參 考文獻
1)GB50010-2010《混凝土結構設計規范》中國建筑工業出版社 2010北京
關鍵詞:給排水設計師 項目設計
中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
對于給排水設計師而言,對于給排水專業的設計規范的熟悉和掌握應該不會有大的問題。但是筆者認為:對于一個好的給排水設計師而言,僅僅掌握專業的設計規范還不夠,還需要掌握很多的“社會規范”;另外,在進行建筑給排水設計時,有些看似無關緊要而被忽視的問題,往往對一個項目起著至關重要的作用。筆者就自己所經歷的一些工程,對于涉及到的給排水專業的“社會規范”以及容易被設計師所忽視的問題,略作闡述,和大家一起探討,同時也希望能夠對給排水設計師有所幫助。
一、要熟悉和掌握項目所在地政府部門的相關規定和具體要求
可能有些設計師會對此不以為然,然而根據自身的經歷,筆者認為對于一個給排水設計師和房產開發的專業的管理工程師而言,熟悉和掌握項目所在地當地政府部門的相關規定,是十分必要的。筆者曾經經歷過的四川成都的一個住宅小區的項目。成都市的住宅白坯房驗收和交付的標準是:分戶給水管(冷熱水管)要全部安裝到位,另外消防驗收的標準是戶外要設置消防取水口,取水口內的取水管要與室內地下室的消防水池相連通。而相比而言,筆者所在的寧波市的住宅白坯房的驗收和交付標準是:分戶給水就近的衛生間或廚房間安裝一個水龍頭即可,且給水管道明敷即可;另外消防室外取水口也不必要設。現在回想起來,成都的項目的設計單位多虧是當地的設計院,因而項目報批和驗收備案等還算順利;否則若是外地的設計單位,不了解成都當地的相關規定的話,那么后果可想而知。我們暫不去討論成都和寧波兩地政府的地方規定誰的更合理更科學,但對于給排水專業的設計師和房產開發專業工程師而言,只有深入了解項目當地的相關的規定和要求,才能使設計更合理更科學,順利地通過審圖備案和驗收。
二、地下室的公變配電房內不要設置集水坑、潛水泵及其控制箱
這個問題我認為對于給排水設計師和房產開發專業工程師而言,也很重要。雖然有人會認為并無設計規范的相關規定,并且配電房內設置集水坑、潛水泵及其控制箱,在技術上是可行的,當然可能對于不太熟悉房地產開發程序的年輕的設計師和房產開發專業工程師而言,考慮這個問題只會從專業技術的角度出發可以理解。在此筆者在此解釋一下,筆者之所以不建議在公變配電房內設置集水坑、潛水泵及其控制箱,是因為在今后項目的移交和維護管理上是不利和難以實現的,因為公變配電房的產權在項目交付后是歸當地供電局的,平時配電房的門鑰匙也是由供電局專門保管,而且供電局平時又無專人值班。如果在公變配電房內不要設置集水坑、潛水泵及其控制箱,那么潛水泵及其控制箱的日常的維護保養就無法實現。故而筆者認為應該將用于公變配電房的電纜溝的應急排水的集水坑、潛水泵及其控制箱設置于公變配電房外,將配電房電纜溝內的泄水管接至的配電房外的集水坑內,這樣集水坑的潛水泵及其配電箱的日常的維護和保養才能實現。另外要補充的是:目前筆者所在的寧波市供電局內部文件已經明確要求房產開發單位,在公變配電房內不得設置集水坑、潛水泵及其控制箱。對于其它的城市,筆者認為也應按此執行。
三、社區用房的衛生間用水應該和物業分開,單獨設表計量
對于這個問題,有些設計師可能會不以為然,當然,這種問題確實算不上是個技術問題,這樣就會導致在房產項目開發過程中容易被忽視。在此筆者提出這個問題的初衷是想在設計階段就把這個問題給解決好,免得在項目驗收和交付時引起社區居委會和和物業的不滿。目前就筆者經歷和了解的一些住宅小區項目,社區用房和物業用房都或多或少存在用水混雜在一起,未分開單獨計量的問題。最后導致的結果有三:一是在項目驗收階段,社區提出單獨設置水表計量計費的要求,開發商為了驗收沒辦法就要整改,導致延遲驗收和項目交付;二是項目驗收時未發現,而在交付后由物業公司負責施工,雙方管道重新分開明敷,各自設表分開計量;三是物業和社區雙方采取按照辦公人員的多少按比例分攤水費的妥協策略。開發商會把社區用房和物業管理用房的公共廁所合并在一起,這就為今后二者的水費的分攤留下了不必要的隱患。筆者經歷過寧波的一個住宅項目就曾遇到過這樣的經歷。在此筆者認為,若要避免雙方用水混雜的話,物業用房和社區辦公用房共用一個公共衛生間的情況應該盡量予以避免,應該衛生間分開設置,各自單獨裝表計量;若是由于面積的限制,各自單獨設置衛生間無法實現的話,可以考慮將洗手盆改在各自辦公室內,衛生間內僅設置大小便器的解決方案。
四、室內消火栓箱的選型要合理
在《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑設計防火規范》中,并無消火栓箱的選擇的具體明確的規定,而筆者認為:一個項目的室內消火栓箱選型的成功與否與給排水設計師和房產開發專業工程師的經驗密切相關。目前,隨著人們生活水平的提高,對于建筑的美觀性要求也越來越高,對于房建項目而言,現在差不多都要對一些室內電梯前室等公共部位進行二次裝修。而為了滿足美觀的要求,對于消火栓箱而言,就必須要選擇暗敷形式安裝。在此背景和共識的基礎上,對于建筑室內暗敷消火栓而言,筆者認為應該采用160mm厚薄型的消火栓箱。筆者曾經經歷過寧波的一個住宅小區項目,設計院設計的室內消火栓為240mm厚暗敷的消防箱,而眾所周知,室內的分隔墻多數都是240mm厚的墻體,這樣消火栓箱暗敷的結果就是墻體被全部敲穿了。雖然箱子的后面為管道井,背后美觀上沒什么大的影響,但是當消防驗收時卻因為滿足不了耐火極限的要求而被迫進行在箱后重新砌筑墻體的整改處理。結果是不但進一步減小了管道井內的檢修空間,而且因整改而導致項目的驗收和交付都推遲了20天。故此筆者建議:今后室內公共部位暗敷的消防箱要采用160mm厚的薄型箱,這樣既可滿足消防驗收的要求,同時又可滿足二次裝修美觀的需要。
五、電梯前室等處暗敷的消防箱位置要盡量靠近管道井設置
筆者提出的問題設計規范和標準圖集上沒有相關的規定,但是這并不代表對于消防箱的位置的設置就隨心所欲。筆者曾經經歷過寧波的一個住宅小區項目,消防箱和管道井的位置如圖所示:
這樣的位置設計,致使消火栓支管施工時與土建之間的配合非常麻煩,程序非常繁瑣:土建專業先砌好墻體同時粉刷硬化后,安裝單位進行墻面開槽后,再敷設管道,而且墻體管槽部分的粉刷修補還要等到消防管道試壓合格后才能進行。更嚴重的是安裝消火栓支管(垂直部分)時,由于暗敷的要求,240mm厚的墻體被割穿了一多半,土建單位不得不又對被割的墻體進行加固處理,同時防止管槽部分今后粉刷后開裂,又對該處進行釘鋼絲網后再粉刷的處理方法。鑒于以上經驗教訓,筆者認為:消防箱的設置位置是很重要的環節,在今后的給排水設計中,類似于電梯前室等處的消防箱的設置位置應該靠近管道井設置,這樣消火栓支管只要垂直穿墻便可入箱,可避免像上圖的消防管沿墻長距離暗敷情況的出現。
六、地下室的物業清潔衛生用水應該考慮設計
從目前的情況看,地下室物業清潔衛生用水幾乎每個小區都實實在在地在使用,然而目前據筆者了解:在房產開發階段,由于無設計規范的要求,房產開發單位也未對設計單位進行詳細的設計交底,致使在房產開發的設計階段多數的項目地下室物業清潔衛生用水都未曾考慮,至少筆者曾經經歷過的幾個項目,設計階段大都沒有考慮。而若在設計階段沒有考慮的話,在項目交付后只能由物業公司自己解決,或者從生活二次供水給水總管上接支管,或者就近在預留的人防給水總管上接水。但是若在項目交付后從二次給水總管上接支管,就要涉及到接管停水,還可能由于距離配水點可能比較遠,敷設管道后甚至還會破壞到綜合管線排位的整體美觀效果;若從消防預留的給水總管上接水的話,就必須要征得當地的供水企業的同意,而據筆者了解到筆者所在的寧波市供水企業原則上是不允許人防給水改作其它用途的。對于目前上述比較常見的情況,筆者認為,應該在設計階段預留出地下室的物業清潔衛生用水,比較可行的具體方案是:配水點分段設置在集水坑旁邊,給水水源由室外的綠化或景觀給水管就近由室外接入,而不應該采用生活二次給水總管上接。因為若從二次供水總管上接支管,一是二次加壓不節能,另外地下室物業清潔用水的性質是商業用水,與居民用水性質不同,供水企業是不允許的。筆者所經歷的寧波市的一個住宅小區項目,原來設計階段時沒有考慮地下室物業清潔用水,后根據建筑施工圖布局,筆者自行設計考慮:將配水點考慮在靠近地下室外墻的集水坑處,由室外景觀綠化給水管網就近引入。
七、地下室汽車庫集水池的有效容積與污水泵的設計流量應該匹配
《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003(2009版)第4.7.8.1條:集水池有效容積不宜小于最大一臺污水泵5min的出水量,且污水泵每小時啟動次數不宜超過6次。雖然規范的解釋說明中未對該條進行解釋,但筆者認為:之所以要配比集水池容積和污水泵流量之間的關系,目的就是要保證污水泵不能頻繁啟動,否則會影響水泵的使用壽命。另外,集水池的有效容積,筆者理解集水池的有效容積應該為集水池的滿足污水泵正常吸水以及不致高位溢水的浮球控制的高低水位之間的水體積。然而,根據筆者所經歷過的幾個項目,大多數的地下室汽車庫的集水坑的容積和污水泵的設計流量都不能合理的匹配。具體數據如下表所示:
由圖中數據可以看出,按照規范要求的污水泵5min 出水量計算的集水池的有效容積和實際設計的集水池的有效容積之間相差較大。之所以會產生以上情況,筆者認為有以下兩個原因:一、規范規定的第4.7.8.1條不是強制性條文,所以容易被給排水設計師所忽視;二、地下室車庫的集水池的污水泵平時使用的頻率小,除非在下雨、地面和水池水箱清洗或者事故漏水需要排水的時候才會啟動使用,不像生活給水水泵或空調循環水泵那樣長期使用,容易暴露出設計的缺陷。據筆者與一些物業公司接觸了解到的是,地下室集水池的潛水泵的維修率比較高。據此,筆者認為:給排水設計師應該克服麻痹大意的思想,在設計階段對建筑專業提出要求,在建筑條件允許的條件下,應該盡量保證集水池的有效容積和潛水泵設計流量的合理匹配,特別是對于多雨地區的地下室汽車庫坡道下的集水池。
八、一層的排水橫干管出外墻方案需要優化,出墻標高需要配合建筑專業進行復核
這個問題必須要引起給排水設計師的足夠重視。據筆者多年的項目管理經驗,幾乎每個項目的一層排水出墻管或多或少都存在問題:主要有以下幾種:
1、坡度無法滿足設計規范要求
這主要是因為排水管的立管距離外墻太遠,這主要在一些平面面積比較大的綜合性的建筑,或者是一些底層是商鋪,上部為住宅的商住樓項目中比較常見。解決的辦法是:在方案設計階段與建筑專業配合,合理布置衛生間和廚房間的位置,盡量靠近外墻布置;合理布置排水橫干管的位置,例如對于酒店、寫字樓或商住樓項目可以將常見的布置于地下室一層的排水橫干管改為在一層的吊頂內布置,在靠近外墻的墻角或柱邊彎下,穿入地下一層后再出外墻。
2、出墻后的標高太低,使得室外污水管坡度和標高無法滿足
產生的原因:(1)布置排水管道的位置所經過的結構梁高比較高,排水管沿梁底敷設;(2)結構設計不合理,即排水管出外墻處的地下室頂板標高設計不合理。解決辦法:(1)在設計階段,和結構專業密切配合,除對排水管所經過的結構梁的標高進行復核外,還可以對結構專業提出修改梁高的要求,或者增加梁高使排水管穿梁,或者保證梁截面積的基礎上加寬梁,減小梁高;(2)在設計階段,給排水設計師必須要首先復核排水管出外墻處的地下室頂板的建筑標高(非結構標高),若不合理要對其提出修改意見。根據筆者多年的經驗,對于高層或者超高層建筑來說,結構梁高應該有1000mm左右,室內排水管按照DN200考慮,室外市政排水波紋管按照最小DN250考慮的話,那么,排水管出墻處的地下室的頂板建筑標高應該在-1.600左右合適。
3、出墻管“誤入”配電房或環網站等“”
這個問題的出現有可能的情況是:(1)地下室一層的配電房直接上方不是衛生間或廚房間,是商鋪,但該區域商鋪以上部分是住宅的衛生間或廚房間,住宅衛生間的排水管直接到底進入了地下室的配電房后再從側墻出地下室;(2)給排水設計師的疏忽或是建筑專業提供的底圖上“配電房”或“環網站房”未標注清楚;(3)建筑專業的失誤,在配電房上面布置衛生間。解決的方案:配合建筑專業復核建筑圖紙的正確與否;若是第一種情況的話,在商鋪內將排水立管位置移位避開配電房或環網站敷設。
參考文獻:
[1]《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003(2009版)
【關鍵詞】暖通空調;設計;節能:安全
隨著我國市場經濟的不斷發展,暖通空調逐漸從理論概念來到現實之中。如今,許多高層公共建筑都集中采用暖通空調系統。但是。隨著暖通空調的廣泛使用,也暴露出了現有暖通空調工程中的種種不足,尤其是在暖通空調的設計中存在的一些問題,影響到暖通空調的正常使用。造成暖通空調設計問題的原因有很多,既有設計人員實際工作經驗不足,導致對規范不熟悉的原因,也有設計人員責任心不強,對工作敷衍了事的原因。要避免設計工作中出現失誤,設計人員要加強自身的專業技能的學習,而且要深入到安裝現場,與一線施工人員進行交流,豐富實踐工作經驗。在此基礎上,要詳細了解工程的使用情況,了解業主單位的反饋意見,使設計中出現的問題能夠及時得以糾正,從而提高設計工作的質量。
1 違反設計規范和標準
1.1 室內外空氣計算參數不符合規范要求
《設計規范》規定,冬季室內空氣計算參數,盥洗室、廁所不應低于 12 ℃,浴室不應低于 25 ℃。然而,有的公共建筑的廁所、盥洗間(設有外窗、外墻)、住宅建筑的衛生間(冬季有洗澡熱水供應,應視作浴室)未設散熱器,很難達到室溫不低于 12 ℃和 25 ℃的要求。還有的住宅建筑的廚房不設散熱器,筆者以為不妥,住宅廚房室內溫度亦應按不低于 12 ℃的要求設置散熱器。
1.2 供暖熱負荷計算有漏項和錯項
《設計規范》規定,冬季供暖系統的熱負荷應包括加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量。但有的工程在計算供暖熱負荷時卻未計算這部分耗熱量,致使供暖熱負荷出入較大;《設計規范》對圍護結構耗熱量計算各朝向修正率做了明確規定,北 0~10%,東、西- 5%,南- 15%~30%,而有的工程卻將各朝向修正率變為北 20%,東、西 15%,南 - 5%,有悖于規范要求。
1.3 衛生間散熱器型式選擇不妥
《設計規范》規定,相對濕度較大的房間宜采用鑄鐵散熱器。然而,不少工程的衛生間采用鋼制散熱器,亦未加強防腐措施,這是不妥當的。筆者曾看到有些辦公樓的廁所采用鋼制閉式散熱器,但沒使用幾年,散熱器的串片就被腐蝕了,剩下的兩根光管也銹蝕嚴重。實踐證明,此類場所最好采用鑄鐵散熱器或鋁制散熱器。
1.4 樓梯間散熱器立、支管未單獨配置
《設計規范》規定,樓梯間或其它有凍結危險的場所,其散熱器應由單獨的立、支管供熱,且不得裝設調節閥。然而,有的工程將樓梯間散熱器與鄰室供暖房間散熱器共用一根立管,采用雙側連接,一側連接樓梯間散熱器,另一側連接鄰室房間散熱器,而且散熱器支管上設置了閥門。這樣,由于樓梯間難以保證密閉性,一旦供暖發生故障,可能影響鄰室的供暖效果,甚至凍裂散熱器。
1.5 供暖管道敷設坡度不符合規范要求
《設計規范》規定,供暖管道的敷設應有一定的坡度,對于熱水管坡度宜采用0.003,不得小于0.002。然而,有的工程供暖供回水管坡度只有0.001~0.001 5。當然,如確因條件限制,熱水管道甚至可無坡度敷設,但此時應保證管中的水流速不得小于0.25 m/s。
1.6 廚房操作間通風存在問題
《飲食建筑設計規范》(JGJ 64- 89) 對廚房操作間通風作了明確規定:(1)計算排風量的 65%通過排氣罩排至室外,而由房間的全面換氣排出 35%;(2)排氣罩口吸氣速度一般不應小于0.5 m/s,排風管內速度不應小于10 m/s;(3) 熱加工間補風量宜為排風量的 70%左右,房間負壓值不應大于5 Pa。然而,有的工程的廚房未設排氣罩,僅在外墻上設幾臺排氣扇;有的雖然設置了排氣罩,但罩口吸氣速度遠小于0.5 m/s,選配的排風機風量不足。大多工程未設置全面換氣裝置,亦未考慮補風裝置,難以保證室內衛生環境要求及負壓值要求。
2 在工程設計中存在的問題
2.1 供暖入口設置過多
設置供暖入口時,既要考慮室內供暖系統的合理性,又要考慮與室外管線銜接的合理性,不能只圖室內系統設計方便、省事,而不顧及室外管網系統。然而,有的工程供暖入口設置過多。如某 7 層綜合樓,室內供暖系統分為 10 個環路(1~2 層 4 個,3~7 層 6 個),供暖入口設置亦達 10 個之多,同外線銜接點過多,幾個方向均有,不僅給外線施工造成麻煩,也給將來室內系統調節帶來不便。
2.2 供暖系統設計不合理
供暖系統設計存在不合理之處:①有的供暖系統由 1 條主立(干)管引進,分幾個環路,分環上不設閥門,給系統運行調節、維修管理造成不便。②有的供暖管道布置不合理,與建筑專業不易協調,或供暖立管直接立在窗子上,既影響使用,又不雅觀;或者供暖水平管道敷設在通道的地面上,既影響行走,又不便物品放置。③有的供、回水干管高點漏設排氣裝置,一旦集氣,難以排除,影響系統使用。④有的供暖系統為同程式,一個環路單程長 300 m,致使供、回水干管坡度很難達到規范規定的不小于 0.002 的要求。⑤有的供暖系統為雙側連接,兩側熱負荷及散熱器數量相差懸殊,而兩則散熱器供、回水支管卻取用相同管徑,兩側水力不平衡,難以按設計流量進行分配。
2.3 排風系統設計不合理
如某工程地下室的暗廁(衛生間)等若干個生活用房和設備用房設一排風系統,水平風管長60 m,斷面只有200 mm×200 mm,風阻較大;選用屋頂風機排風,卻將風機安裝在外墻上,顯得很不協調。還有的工程的地下室設若干個包間(均為暗房),各包間均采用吊頂排氣扇,排風經數十 m 長的水平風管排出室外,風管斷面僅有150 mm×150 mm,阻力大,排風效果差。
2.4 廁所采用風機盤管時未加新風
廁所內既要滿足溫度要求,又要排除臭味,保證衛生要求。然而,有的工程的廁所既無排風,又無新風補給,單純采用臥式暗裝風機盤管供冷、供熱,造成臭氣自身循環,這是不妥當的。
2.5 鍋爐房設計過于簡化
《設計深度規定》對鍋爐房施工圖設計作了詳盡的規定。然而,有的鍋爐房設計,僅畫了一個平面圖,無任何剖面圖和系統圖,許多應該交代的內容未交代,距設計深度要求相差甚遠。
3 問題原因及克服方法
對現行設計規范、規定、標準學習不夠,貫徹執行不夠,因此應加強對現行設計規范、規定、標準的學習,提高貫徹執行設計規范的自覺性。
設計過程中缺乏多方案技術經濟比較,隨意性較大。應像建筑方案設計一樣,進行多方案比較,作出合理的設計。圖紙審查不嚴甚至流于形式。應堅持三審(自審、審核、審定)制,確保設計(含圖紙、計算書)質量,杜絕出現差錯。
1前言
因填筑地固結壓密而產生地基沉降導致燃氣管線受損,這種災害的大部分都集中在管線與建筑物的連接處,地基產生不均勻沉降處及接頭部位。汕頭市華新城燃氣管線因地基沉降而導致多處泄漏。
2華新城概況
汕頭市華新城為住宅小區,已建住宅30棟住戶1500余戶,1994年開工,分多期開發建設,其建設用地為月埔鎮的水稻田,回填土高度約3m,大部分用地回填半年左右即開工建設,田地淤泥層深度約0.8m。其配套的燃氣工程為汕頭市燃氣建設公司承建并經營,氣源為液化石油氣,兩級調壓入戶,中壓庭院管壓力為0.08MPa,低壓管壓力為0.003MPa,燃氣表和用戶調壓器分別集中安裝于一樓外墻或室外地坪的表箱內,見圖la、b。
3沉降損害
根據現場調查,其沉降損害相當嚴重,兩座多層房屋之間的單層建筑未作樁基處理,現已下沉20—30cm不等,從散水坡與房屋連接處測量其沉降量為15cm左右,散水坡與房屋水平位移2—3cm,部分出地立管接頭松開后下沉10cm左右,因這種上下和水平方向的位移變化導致燃氣表箱部位管線嚴重變形彎曲,80%的表箱部位管線螺紋接頭多處泄漏,其泄漏率的分布大致為:彎頭占9.62%,活接頭占52.72%,三通占7.2%,其余為絲扣連結閥門、絲堵等。
4損害特征
華新城燃氣表箱部分布管工藝多種多樣,其損害情況復雜,大體分兩類。
4.1表箱固定在外墻上
因表箱固定在外墻上,地基沉降發生的位移主要損害進口端出地立管、管架、閥門、表箱等。因沉降較大,管線的塑性變形無法滿足沉降發生的位移。首先將出地立管固定支架拉脫離墻且立管在此處彎曲變型,繼而將進口管往下拉,因表箱進口的限制導致進口管將表箱側板壓壞變形,分配管和箱內水平管發生傾斜。在此過程中對絲口部位施加拉應力削弱了絲口連接的預緊力可導致絲口松動而泄漏。雖然螺紋接口處的斷裂荷載可大于鋼管本身的6%,螺紋接口本應更可靠,然而,螺紋接頭的變形能力與鋼管本身相比較低,當地基沉降產生很大的相對變形集中于螺紋接頭時,有時將破壞接頭。
4.2表箱固定在室外地坪上
表箱固定在地坪上,室外地坪與建筑物的相對位移的增加主要影響表箱出口端管道,進口端管道損害相對較輕。因地面亮起,表箱不能與地下管發生同步位移,那么表箱進口端管道同樣受到拉應力作用而可導致損害。出口端DN鍍鋅管因截面剛度小,彎曲變形嚴重。
5對策
(1)在房屋散水坡施工完畢,出地立管的固定管架應拆除或采用套管式固定支架,見圖2,即可避免管道在此處應力集中,阻礙管線的下沉,又可保持立管在施工時的垂直度。
(2)表箱立于室外地坪,其進出口管線應考慮采用柔性連接,掛于建筑物外墻上的表箱只采用進口管柔性連接。柔性連接的可拉伸量應滿足沉降的最大位移。
(3)垂直于建筑物的地下管線支管應因地制宜分級抬高埋設深度靠近建筑物見圖3,這有利于提高支管的撓性,吸收地基的沉降位移,減少管溝開挖對建筑物基礎的影響。
(4)出地立管穿過混凝土地面時須設置出地套管見圖4,防止混凝土與管道固結,阻礙管線位移。
(5)采用塑性較好的材料。這是根據材料的屈服極限來考慮,對于鋼管和PE管來說主要的破壞最集中在接點和端部固定端,但是鋼管和PE管其接頭都有較好的延伸性和較好的接頭偏轉角,基本可以根據其材料的屈服極限來確定。
(6)采用淺埋,減輕地基對管的壓力。
(7)庭院管采用樹技狀連接,盡量縮減庭院管的長度,減少接點。
(8)利用管線自身彎曲,增大彎曲半徑,減少彎頭的使用量。
(9)采用不銹鋼金屬軟管替代伸縮器。目前伸縮器的使用主要考慮溫差對管線的影響,不能解決兩端管線上下方向上的位移變化,地基的不均勻沉降將導致管線在伸縮器部位產生破壞,當拆除伸縮器后,兩端管線無法對中,更換困難。
(10)減少與建筑物垂直靠近的上升立管數量,利用建筑物外墻繞行。
GB50028—93《城鎮燃氣設計規范》表5.3.2—1要求:埋地燃氣管中壓B級離建筑物基礎水平凈距為1.5m。外墻到基礎距離約為0.6m,那么管線離外墻的距離應不少于2.1m,對于垂直靠近外墻的地下管出地立管是很難做到。
另外,對垂直于建筑物外墻的地下各支管也難保證與其它地下管線的安全距離。按照GB50180-93《城鎮居住區規劃設計規范》第8.0.2條要求:在非采暖區六種基本管線的最小水平間距,它們在建筑線的最小極限寬度約為10m,見圖5。住宅的廚房廁所大都連在一起,在相應的室外地坪部位必然有給水、排水等地下管線和排水井、化糞池等設施,如果廚房位置在樓梯間旁,那么地下必然還有電力、電信管線和電力、電信井,各種地下管線在彈丸之地都要集中靠近建筑物,實際上是很難滿足GB50028—93《城鎮燃氣設計規范》和GB50180—93《城鎮居住區規劃設計規范》的相關條款的安全距離要求。再加之地下管線各專業設計缺乏溝通,開發商協調不力以及施工的不規范,造成地下管線在集中部位相當混亂,很難保障燃氣管線的安全距離。所以應減少垂直靠近建筑物的上升立管的數量,減少地下管與建筑物的連接點。
(11)應根據地質條件對地下管線進行抗震和抗沉降設計。
①汕頭市地質地震環境
汕頭市處于中國東部,北東一北北東走向的巨型新華廈構造第一沉降帶,第二復式隆起帶和東西走向的南嶺構造跨越的地段,這三大構造單元交匯復合的附近,在地質歷史上曾發生過多次構造運動,最強烈的是燕山運動,其構造變動以斷裂作用最為顯著。對汕頭市區未來地震影響最大的斷裂構造是北東向斷裂構造的濱海斷裂帶和泉汕斷裂帶還有北西斷裂帶的河源斷裂帶。
②相關標準及法規的要求
根據GB-89《建筑抗震設計規范》第3.3.1條要求:對液化沉陷敏感的乙類建筑可按7度考慮,7-9度時,乙類建筑(國家重點抗震城市的生命線工程)可按原來裂度考慮。汕頭為國家重點抗震城市,屬8度抗震區。
③地震對地下管線的損害特征
a、烈度(地震影響強度或地面位移量)和場地土的影響:管道的震害率隨烈度影響強度而增加,但烈度影響與場地土的影響比較居第二位。
b、地形地貌的影響:地形地貌的影響對管道震害也是很重要的,主要在地震時岸坡明顯位移,回填土與原狀土間震陷顯著。
④地基沉降與地震的關系
這里說的地墓沉降是指一個長時間的地基固結壓密過程,而由地震引起地基沉降是一個短時間團結壓密過程,其作用結果都會導致地基的塌陷,地下及地面設施的損壞。地震波的作用會加劇現有的地基沉降量,而進一步損害燃氣管線,造成難以估計的后果。
⑤地震對地下燃氣管線的損害
現代燃氣管線主要是鋼制管道,國內聚乙稀塑料管也處在發展階段,地下管線的三大大敵:腐蝕、地基的不均勻沉降與地震,其中最大的天敵是地震,地震不僅直接破壞地下管線的正常功能,而且可產生次生災害(火災,爆炸等),給國計民生帶來重大損失和人員傷亡。地下管線如果遭到損害,必須逐段查找,只有當整個系統確認正常后才能恢復供氣,恢復時間長,搶修困難。華新城地基的沉降為研究回填土對燃氣管線的破壞提供了一個例證,同時也提醒我們應采取措施防止或減輕地基沉降和地震對地下燃氣管線的損害,以保證地下管線的安全正常運行。
6結束語
(1)對于直埋管線基礎的夯實,因為夯實只是表層的,所以場地土意義不大,且當多個專業同時在小區施工時,夯實很難達到其目的,而采用其它的地基處理方式,造價太高,所以,在允許沉降的基礎上,采取上述措施。