建筑外墻設計規范范文
時間:2023-07-14 18:06:18
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篇1
關鍵詞:既有高層住宅、節能改造、經濟評價
中圖分類號:TU241.8文獻標識碼: A 文章編號:
在高層建筑興起后的城市發展過程中,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,對此類建筑進行節能改造,近期可提高居住環境的舒適度,遠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的發展,利國利民。
本文以西安建筑科技大學南院8#高層住宅為對象,調研分析目前住戶普遍反映在采暖季室內溫度偏低情況出現的原因,結合相關計算和節能規范要求,說明該建筑節能改造的必要性??紤]不影響住戶正常生活,提出一套節能改造方案,希望通過改造可以明顯提高建筑室內熱舒適度,達到節能65%要求。改造措施考慮適宜性及普遍推廣性;同時為每戶加置一套太陽能熱水系統,以節省生活熱水消耗的能源。最后通過對節能改造方案進行經濟性評價說明其可行性。
1. 8#高層住宅樓現狀
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建設東路西安建筑科技大學南院家屬區內,屬單位集資住宅,1999年3月完成設計,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,標準層面積723.6m2,總建筑面積18570m2,體型系數0.25,窗墻比南向0.3、北向0.26、東/西向0.17。
1.2 8#高層住宅護結構現狀分析
1.2.1 外墻現狀分析
8#高層住宅外墻保溫為內保溫,南北向外墻內側涂20厚保溫粉刷石膏,東西向外墻和飄窗內側貼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#樓外墻保溫構造做法見圖1.1。
圖1.1 改造前外墻保溫構造做法
改造前外墻傳熱系數計算值K =0.79 W/(m2•K)
1.2.2 外窗現狀分析
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安裝了內窗以減少冬季熱量損失。這類窗戶已不能滿足現行建筑節能設計規范的要求,需要更換新型窗框和新型高熱阻性節能玻璃。
1.2.3 屋頂構造現狀分析
根據8#樓建筑施工圖資料,該建筑屋面構造做法見圖1.2。
圖1.2 改造前8#住宅樓屋面構造做法
改造前屋面傳熱系數計算值K=0.46 W/(m2•K)
綜上,該住宅外墻傳熱系數和屋頂傳熱系數均高于現行民用建筑節能設計規范規定的限值,需要進行節能改造;外窗選用的材料特性不符合現行節能設計規范要求,需全部更新改造;調研發現幾乎所有住戶日常所需生活熱水均來自電加熱和燃氣加熱,改造時為每戶加置一套太陽能熱水系統,節省部分電能和燃氣能。
2. 節能改造方案設計
2.1 外墻節能改造
外墻改造采用外保溫,不改變原內保溫構造,直接在外墻外側進行外保溫處理。改造后外墻保溫構造見圖2.1。
圖2.1 改造后外墻保溫構造做法
改造后外墻傳熱系數計算值K =0.36 W/(m2•K)
2.2 屋面節能改造
屋面改造選用倒置式屋面做法,在原有屋面構造上進行加置保溫層處理。改造后屋面構造見圖2.2。
圖2.2 改造后8#住宅樓屋面構造
改造后屋面傳熱系數計算值K =0.27 W/(m2•K)
2.3 外窗節能改造
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為2.3 W/(m2•K),低于現行節能規范規定限值,達到節能設計標準。
2.4 太陽能熱水系統應用
根據8#樓實際情況選用承重類陽臺式太陽能集熱系統。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設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生間和廚房,實現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氣能的消耗,達到節能效果。
3 改造方案的經濟性評價
為了明確提出的節能改造方案成果,本節對節能改造方案進行經濟性評價,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能收益,并能在一定年限內收回節能改造投資。節能收益和節能改造投資平衡后,建筑就進入純收益期,可在建筑全壽命周期內節約大量的費用。
3.1 節能改造措施成本計算
8#高層住宅需要進行節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。參考市場調研產品單價,節能改造措施成本計算見表3.1。
表3.1 節能改造措施成本計算
3.2 建筑運行能耗成本計算
8#高層住宅節能改造前后年能耗成本見表3.2。
表3.2 8#高層住宅節能改造前后年能耗成本
3.3 計算投資回收期
考慮西安市家庭年平均投資收益率和我國經濟與通貨膨脹情況,選取折現率5%,能源價格增長率6%。列出該項目的現金流量見表3.3。
表3.3 現金流量
根據現行民用建筑設計通則,住宅建筑設計使用年限為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,該住宅節能改造后,第18年就可以收回成本,建筑開始進入純收益期,對住戶來說每年可節約大量的費用,同時也節約了部分能源,減少了二氧化碳廢棄物的排放等,可見該節能改造方案有較好的經濟效益。
4 小結
本文以西安建筑科技大學南院家屬區8#高層住宅建筑為對象,針對該建筑目前存在的問題,采取適宜的技術對該建筑進行節能改造方案設計,改造方案以《嚴寒和寒冷地區居住建筑節能設計標準》(JGJ26-2010)為主要依據。最后通過對該方案進行經濟性評價說明了該方案的現實可行性。
參考文獻
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[2] 馬校飛 潘玉勤 南艷麗.寒冷地區既有居住建筑圍護結構節能改造技術研究[C].中國建筑業協會建筑節能專業委員會.2008年年會論文集
篇2
關鍵詞:地下室基礎
1.地基承載力特征值與地質報告矛盾。
2.地下工程防水混凝土底板混凝土墊層應按《地下工程防水技術規范》(GB50108—2001)要求不應小于C15,厚度不應小于100 mm,在軟弱土層中的厚度不應小于150mm.防水混凝土結構厚度不應小于250mm.
3.地下工程防水混凝土迎水面鋼筋保護層厚度《地下工程防水技術規范》(GB50108—2001)要求不應小于50mm.并應進行裂縫寬度的計算,裂縫寬度不得大于0.2mm,并不得貫通。設計中許多設計人將地下室防水結構構件的計算彎距調幅、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等,也不進行裂縫計算,導致違背強條。
4.地下室外墻與底板連接構造不合理;外墻鋼筋的搭接不符合《混凝土結構設計規范》(GB50010—2002)根據縱向鋼筋搭接接頭面積百分率修正搭接長度的要求。
5.地下室外墻設計中應考慮樓梯間,車道等支承條件不同的外墻計算與設計,不能與一般外墻相同。當頂板不在同一標高時,應注意外墻上部支座水平力的傳遞問題。
6.地下水位較高時,應特別注意只有地下室部分和地面上樓層不多時的抗浮計算,采用樁基時應計算樁的抗拔承載力。
7.高層地下室采用獨立柱基或條基加抗水底板時,應在抗水板下設褥墊,以保證實際受力與設計計算模型相同。
8.地基基礎設計等級為甲級、乙級的建筑物應按《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2002)3.0.2條進行地基變形設計。
9.對一下建筑物的樁基應進行沉降驗算:(強條)
1)地基基礎設計等級為甲級的建筑物樁基。
2)體形復雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設計等級為乙級的建筑物樁基。
3)摩擦型樁基。
樁基礎的沉降不得超過建筑物的沉降允許值,并應符合《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2002)表5.3.4的規定。
10.對建筑在施工期間及使用期間的變形觀測要求,設計人普遍不夠重視。變形觀測工程范圍根據《建筑地基基礎設計規范》(GB 50007—2002)第10.2.9條(強條),下列建筑物應在施工期間及使用期間進行變形觀測。
a.地基基礎設計等級為甲級的建筑物;
b.復合地基或軟弱地基上的設計等級為乙級的建筑物;
c.加層、擴建建筑物;
d.受鄰近深基坑開挖施工影響或受場地地下水等環境因素變化影響的建筑物;
e.需要積累建筑經驗或進行設計反分析的工程。
觀測的方法和要求,要符合國家行業標準《建筑變形測量規程》(JGJ/T 8—97)的規定。
11.沉降縫基礎與偏心基礎:
砌體結構的沉降縫基礎作成下圖形式:根據力的平衡原理,大部分基礎存在零壓力區,所設計基礎不能提供設計所需的地基承載力。許多柱邊與基礎對齊的偏心柱基也同樣存在問題。零應力區不能滿足《建筑抗震設計規范》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應注意驗算其強度。(因為水泥砂漿對強度的折減)。
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.墻下條形基礎相交處,不應重復計入基礎面積。
15.砌體結構的地下室問題。(240)
16.地基承載力應為特征值。
地基基礎設計時,所采用的荷載效應最不利組合與相應的抗力限值應按下列規定:(《建筑地基處理技術規范》JGJ79—2002第3.0.4條)
A.按地基承載力確定基礎底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數時,傳至基礎或承臺底面上的荷載效應應按正常使用極限其對應荷載效應的標準組合。相應的抗力應采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。
B.計算地基變形時,傳至基礎底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態下荷載效應的準永久組合,不應計入風荷載和地震作用。相應的限值應為地基變形允許值。
C.計算擋土墻土壓力、基礎或斜坡穩定及滑坡推力時,荷載效應應按承載能力極限狀態下荷載效應的基本組合,但其分項系數均為1.0.D.在確定基礎或樁臺高度、支擋結構截面、計算基礎或支擋結構內力、確定配筋和驗算材料強度時,上部結構傳來的荷載效應和相應的基地反力,應按承載力極限狀態下荷載效應的基本組合,采用相應的分項系數。
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構中都存在。
18.地下室墻的門(窗)洞口應按計算設置基礎梁。
19.基礎零應力區的面積問題:高寬比大于4的高層建筑,在地震作用下基礎底面不宜出現拉應力;其他建筑,基礎底面與地基土之間零應力區面積不應超過基礎底面面積的15%.在設計輕鋼結構時,應特別注意。
20.地下室頂板作為鋼筋混凝土結構房屋上部的嵌固部位時,不能采用無梁樓蓋的結構形式。
21.位于地下室的框支層,是否計入規范的框支層數的問題:
若地下室頂板作為上部結構的嵌固部位,則位于地下室的框支層,不計入規范允許的框支層數之內。
22.確定建筑的抗震等級時,如果地下室頂板不作為上部建筑物的嵌固點,建筑物的高度該如何確定?是從室外地面算起還是從基礎算起?
確定建筑的抗震等級時,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梁鋼筋的搭接問題。
篇3
關鍵詞:砌體結構;抗震加固改造;抗震構造措施;改造設計
相應規范:《建筑抗震設計規范》(gb 50011-2010)
《砌體結構設計規范》(gb 50003-2011)
《建筑抗震鑒定標準》(gb 50023-2009)
0引言
醫療建筑屬于防災救災重點建筑,根據《建筑工程抗震設防分類標準》屬于乙類建筑。要求在遇到地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復。乙類建筑,地震作用應符合本地區抗震設防烈度的要求;抗震措施,一般情況下,當抗震設防烈度為6~8度時,應符合本地區抗震設防烈度提高一度的要求,當為9度時,應符合比9度抗震設防更高的要求;地基基礎的抗震措施,應符合有關規定。對較小的乙類建筑,當其結構改用抗震性能較好的結構類型時,應允許仍按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震措施。
對大連某醫院的磚混門診樓進行抗震鑒定和結構加固改造設計。
1 原建筑結構概況
大連某醫院門診樓修建于1984年并投入使用。主體為5層磚混結構,建筑面積約3000㎡,至今未進行過加固改造。當初設計時根據《建筑抗震設計規范》(gbj-89)大連地區屬于7度抗震設防地區,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。承重墻均采用燒結普通頁巖實心磚,外墻為370mm,內墻均為240mm。墻體在樓層標高處隔層設置圈梁,主體四角,樓梯間四角,橫墻與外墻交接處隔開間設置構造柱。房屋樓(屋面)板采用現澆鋼筋混凝土樓板。墻下采用毛石條形基礎,設有地圈梁,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;按抗震設防類別劃分為乙類建筑;抗震設防烈度為7度。根據《建筑工程抗震設防分類標準》(gb50223-2008)第4.0.3.2條款規定:醫療建筑屬于需要提高設防標準的建筑。因此,應該按照設防烈度8度要求核查抗震構造措施,并按7度,0.15g驗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》7.1.2條規定。由于本建筑同一樓層內開間大于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《抗規》7.3.1-3條對本建筑按增加一層要求設置構造柱。基礎和地基經檢測未發現問題。雖然縱橫墻對稱均勻布置,沿軸線平面內對齊,且沿豎向上下連續,未有局部退臺的布局,但不符合“房屋的端部和轉角處不宜設置樓梯間”的要求,房屋的整體性連接局部不符合要求,加強整體性的結構抗震構造措施不合格。
經現場觀察檢查發現,房屋存在以下幾點損壞情況: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、窗口墻體裂縫的現象;4.砂漿有松動現象。
房屋按圖紙施工,現場情況與原圖紙完全相符。對主體進行整體結構計算分析,平面荷載按房屋改造后要求重新輸入。采用pkpm2010進行計算。經驗算,根據計算數據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象。
綜合抗震第一、二級鑒定和抗震承載力驗算結果,該房屋整體滿足抗震設計要求,局部存在不滿足抗震承載力《建筑抗震鑒定標準》(gb 50023-2009)(簡稱鑒定標準)要求的現象,需要進行加固處理。
3.房屋抗震加固及改造
根據計算結果和房屋存在的問題采取以下方法進行加固處理:1.將原有女兒墻進行拆除,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、強度為m15的砂漿面層,采用直徑為6mm的鋼筋網@400x400加固外墻;3.對不涉及結構安全的裂縫,根據情況采用灌漿法、填縫封閉修補法等方式進行修補。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。同時采用拉結筋,將兩側混凝土墻收緊,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造柱的做法,留出馬牙槎整體澆筑混凝土,同時從構造柱伸出鋼筋插入原墻垛內。
4.結論
篇4
Abstract:This article main elaboration set of floor space definition, computational method
關鍵詞:套型建筑面積;90/70
Key words: Set of floor space; 90/70
作者簡介:楊新生(1975-),石家莊石房房產測繪所,測繪類中級職稱
在2006年九部委的《關于調整住房供應結構穩定住房價格的意見》第一條切實調整住房供應結構第二小項中強調:
明確新建住房結構比例。“十一五”期間,要重點發展普通商品住房。自2006年6月1日起,凡新審批、新開工的商品住房建設,套型建筑面積90平方米以下住房(含經濟適用住房)面積所占比重,必須達到開發建設總面積的70%以上。
查閱“套型建筑面積”,看到建設部1999年3月24日以建標〈1999〉76號文公布關于國家標準《住宅設計規范》的通知:
《住宅設計規范》經有關部門會審,批準為強制性國家標準,編號為GB50096-1999,自1999年6月1日起實行,此標準由建設部負責管理,中國建筑技術研究院負責具體解釋工作。
《住宅設計規范》的3.5.2條款,住宅設計技術經濟指標計算,應符合下列規定:
1 各功能空間使用面積等于各功能使用空間墻體內表面所圍合的水平投影面積之和
2 套內使用面積等于套內各功能空間使用面積之和
3 住宅標準層總使用面積等于本層各套型內使用面積之和
4 住宅標準層建筑面積,按外墻結構外表面及柱外沿或相鄰界墻軸線所圍合的水平投影面積計算,當外墻設外保溫層時,按保溫層外表面計算。
5 標準層使用面積系數等于標準層使用面積除以標準層建筑面積。
6 套型建筑面積等于套內使用面積除以標準層的使用面積系數。
7 套型陽臺面積等于套內各陽臺結構底板投影凈面積之和。
以上的第2條我們需要了解什么是使用面積以及使用面積都包括哪些?!蹲≌O計規范》2.0.8是這樣解釋的,“使用面積”即房間實際能使用的面積,不包括墻、柱等結構構造和保溫層的面積。
《住宅設計規范》3.5.3套內使用面積計算,應符合下列規定:
套內使用面積包括臥室、起居室(廳)、廚房、衛生間、餐廳、過廳、過道、前室、貯藏室、壁柜等的使用面積的總和;煙囪、通風道、管井等均不計入使用面積;室內使用面積按結構墻體表面尺寸計算,有復合保溫層,按復合保溫層表面尺寸計算。
《住宅設計規范》3.5.4陽臺面積應按結構底板投影凈面積單獨計算,不計入每套使用面積或建筑面積內。
用老百姓通俗的說法套內使用面積就是“地毯面積”、“地磚面積”,自己拿卷尺和計算器就可以輕松的測量和計算出自己家的套內使用面積,但是標準層建筑面積就麻煩多了,需要找來標準層的圖紙,拋開各種戶型的陽臺不管(不管它是封閉的也好,不封閉的也罷),計算出各戶型的使用面積(不含陽臺),再計算出整個標準層的建筑面積(不含陽臺),這樣各種戶型的建筑面積就呼之欲出了。
根據《住宅設計規范》3.5.2條款第5條,先計算出標準層使用系數,即各種戶型的使用面積之和除以整個標準層的建筑面積(各種戶型的使用面積之和與整個標準層的建筑面積的差值就在于標準層所有戶的墻體面積、標準層公用的樓梯及公用設施面積、標準層外墻的面積;)再根據《住宅設計規范》3.5.2條款第6條各種戶型的使用面積除以標準層的使用系數就可以得出各種戶型的套型建筑面積。
標準層使用面積
根據眾多計算過的多層住宅(一梯三戶,均為兩室一廳;一梯兩戶,緊湊型的兩室兩廳),標準層使用系數在多層住宅中大概在75%-80%之間。打個比方,標準層建筑面積如果是1000平方米的話,使用面積就在750-800平方米之間,而戶內的墻體加上公用設施加上外墻要達到250-200平方米。由此可見,墻體加公用設施與使用面積之間的比值在1:3和1:4之間。
綜合上面的計算,套型建筑面積=套內使用面積*(1.33和1.25之間)。至于房屋的建筑面積,在套型建筑面積的基礎上加上陽臺的面積就可以了。以九部委的90平方米為基準線,依據套型建筑面積=套內使用面積*(1.33和1.25之間),可求出使用面積為67.5平方米與72平方米之間,這么大的使用面積也只能夠設計成一梯三戶,稍大點的兩室一廳;或者一梯兩戶,緊湊型的兩室兩廳。至于三室一廳,三室兩廳等大戶型,以使用面積67.5--72平方米為框框,設計時可回旋的余地相當有限。
篇5
【關鍵詞】安全性鑒定;抗震性;鑒定;加固措施
0.概況
某中學校舍抗震設防烈度為7度,地震加速度為0.1g,建筑場地為Ⅲ類,屬于C類建筑物。該宿舍樓長約45.9m,寬16.9m,高13.65m,建筑面積為3207.75m2,地上4層,磚混結構、鋼筋混凝土條形基礎,現澆式鋼筋混凝土樓蓋和屋蓋。該建筑物建于2004年。該宿舍樓為縱橫墻承重結構,抗震橫墻最大間距3.9m;縱橫墻布置對稱、沿平面內對齊,沿豎向上下連續、同軸線窗間墻寬度均勻;房屋立面無高差、無錯層;房屋盡端無樓梯間;無獨立磚柱支承;墻體在平面內閉合;無削弱墻體;外墻四角,隔開間橫墻與外縱墻交接處,樓梯間四角有構造柱,較大洞口處局部無構造柱;樓梯段上下端對應墻體處無構造柱;屋蓋及樓蓋處沿內外墻均有圈梁,樓蓋、屋蓋處圈梁最大間距10.5m;承重外墻盡端至門窗洞口邊的最小距離1.0m,不符合承重外墻盡端至門窗洞口邊的最小距離1.20m要求。該宿舍樓標準層平面見圖1。
1.現場檢測情況
經過對現場檢測觀察,未發現明顯缺陷。
砌筑砂漿強度檢測:抽檢每層砌筑砂漿強度,換算值為1.06~
3.13MPa,均不滿足設計強度值M5的要求。
黏土磚強度檢測:抽檢每層黏土磚強度,均滿足設計強度值MU10的要求。
混凝土強度檢測:抽檢每層混凝土強度,換算值為22.5~
29.1MPa,均滿足設計強度值C20的要求。
2.鑒定結論
2.1采用中國建筑科學研究院開發的“PKPM”結構設計軟件對該建筑物上部結構承載力進行復核驗算。驗算結果顯示,該建筑物一層、二層、三層部分墻體抗震驗算不滿足規范要求;一層部分墻體受壓承載力不滿足規范要求;混凝土梁承載力滿足規范要求;基礎承載力滿足規范要求。
2.2所檢砂漿強度不滿足《建筑抗震鑒定標準》(GB 50023-2009)要求,黏土磚強度、混凝土強度滿足該標準要求;
2.3該工程的安全性等級為Bsu(安全性略低于標準要求,尚不顯著影響整體承載);
2.4適修性評估等級為Br(稍難修,改造后的功能尚可恢復或接近恢復功能,適修性尚好,宜予修復或改造)。
3.加固措施
由于該建筑物一層、二層、三層部分墻體抗震承載力不滿足規范要求,一層部分墻體受壓承載力不滿足規范要求,本工程采用雙面鋼筋網水泥砂漿面層進行加固,采用M10水泥砂漿,單面面層厚度為40mm。采用φ6@300點焊鋼筋網,“S”形拉結筋φ6@900,施工時,先剔除水平磚縫30mm深,再進行抹面。
本工程抗震構造措施不足處:洞口寬度大于2000mm時,洞口兩側加暗柱進行加固;樓梯間梯梁下無構造柱,采用梯梁下設暗柱做法進行加固;門廳陽角處大梁支承長度不滿足500mm處,增設順梁方向250mm長的構造柱進行加固;承重外墻盡端至門窗洞口邊的最小距離1.0m,不符合承重外墻盡端至門窗洞口邊的最小距離1.20m要求,在外墻陽角處加“L”或倒“L”形構造柱進行加固;新增圈梁通過植筋與原有圈梁連接。
3.1墻肢軸心受壓加固驗算
取一層⑤軸與A軸交接處窗間墻體,受壓墻肢寬度b為1500mm,受壓墻肢厚度h′為370mm,墻體單側水泥砂漿厚度40mm,加固后受壓墻肢厚度h為450mm,墻體兩側受壓鋼筋面積As′為340mm2,砌體抗壓強度設計值f為1.34MPa,水泥砂漿面層軸心抗壓強度設計值fc為3.5MPa,墻肢軸力設計值568.5kN(墻肢軸心受壓計算見圖2)。根據《砌體結構設計規范》(GB 50003-2001)中式8.2.3得,
ρ=A′s/bh=0.05%β=γβH0/h=6.08
ηs=0.9
查表8.2.3得,φcom=0.93φcom(fA+fcAc+ηsf′yA′s)=1118kN>568.5kN,滿足規范要求。
3.2墻肢抗震加固驗算
采用鋼筋網水泥砂漿面層雙面加固,面層厚度為40mm,面層砂漿強度為M10,鋼筋網直徑為6,網格尺寸為300mm×300mm。原墻體厚度tw0為240mm(內墻)、370mm(外墻),原墻體的抗震抗剪強度設計值fvE為0.12MPa。由《建筑抗震加固技術規程》(JGJ116-2009)中表5.3.2-1得,面層加固基準增強系數η0:一層:1.65,代入公式:
ηpij=240tw0η0+0.075tw0240-1/fvE
經計算,原墻厚為240mm時,ηPij=1.65;原墻厚為370mm時,ηPij=1.28。
首先,驗算一層墻體,370mm厚墻體中最不利墻段的抗力與效應之比為0.88,墻體加固后的抗震驗算結果為:ηPij×原墻段抗震驗算結果,即0.88×1.28=1.12>1,滿足規范要求。
其次,驗算一層墻體,240mm厚墻體中最不利墻段的抗力與效應之比為0.88,墻體加固后的抗震驗算結果為:ηPij×原墻段抗震驗算結果,即0.88×1.61=1.41>1,滿足規范要求。
由此可得,二層、三層墻體均滿足規范要求!
4.結論
4.1從設計方面,對中小學校建筑的抗震設防應充分重視,選型要合理,嚴格按照設計規范執行。
4.2從施工方面,嚴格按照設計圖紙施工,加強施工管理,保證工程質量是關鍵。
參考文獻:
[1]曹玉生,李奉閣.豎向配筋磚砌體抗震性能試驗研究及有限元分析[J].工程抗震.2001,(02).
[2]唐家祥.建筑隔震與消能減震設計[J].建筑科學.2002,18(01).
篇6
【關鍵詞】老舊砌體房屋;檢測;鑒定
1、工程概況
某小學教學樓為磚混結構,樓板為預制板,原設計用途為小學,現用途為幼兒園。該工程建于1960年,地上四層,建筑面積為1700m2,采用毛石、條形基礎。建成后投入使用至今,曾歷經數次改造、粉飾、裝修、變更用途,2009年曾進行抗震鑒定加固。
2、現場檢測
2.1調查房屋使用功能情況
對該教學樓的使用功能情況進行調查,該建筑物使用功能良好,未發現滲漏、變形、裂縫或門窗損壞等情況。
2.2調查基礎形式、構造措施等
利用現場詢問、開挖、局部破壞、利用鋼筋位置測定儀進行無損檢測等方法對該工程的基礎形式、構造措施等進行調查。調查結果如下:
(1)基礎為毛石、條形基礎;
(2)該工程原施工未設置圈梁、構造柱,2009年進行了抗震加固:在建筑物外側增設構造柱和圈梁,內橫墻樓、屋蓋處增設箍筋拉桿;
(3)轉角及縱橫墻交接處無拉結鋼筋;
(4)預制板與外墻交接處無澆筑板帶。
2.3構件混凝土強度抽樣檢測
采用回彈法對該工程圈梁的混凝土抗壓強度進行檢測,根據《混凝土結構加固設計規范》(GB50367-2006)附錄B的規定對測試齡期混凝土進行強度換算。
2.4砌筑用磚及砂漿強度檢測
采用回彈法檢測砌體中燒結粘土磚砌體抗壓強度,采用點荷法檢測砂漿抗壓強度。檢測數據見表2.4系列(磚的檢測數據表格略)。
3、檢測鑒定結果分析
該教學樓所在地抗震設防烈度為7度(0.15g),該工程不符合現行規范強制性條文要求項如下:
(1)根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)7.3.8條,該工程樓梯間鋼筋配置與規范不符(該工程樓梯間砌體未設置壓墻筋和鋼筋網片),樓梯間及門廳內墻陽角處大梁支撐長度與規范不符(支撐長度240mm,小于500mm);
(2)根據《砌體結構設計規范》(GB50003-2011)6.2.1條,預制板支撐于外墻時,應用強度等級不低于C25的混凝土澆筑成板帶,該工程與規范不符;
(3)根據《砌體結構設計規范》(GB50003-2011)6.2.2條,轉角與縱橫墻交接處應設置拉結鋼筋,該工程與規范不符。
該工程不符合現行規范一般條文要求項如下:
(1)根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)7.1.7條(2),平面輪廓凹凸尺寸,不應超過典型尺寸的50%,當超過典型尺寸的25%時,房屋轉角處應采取加強措施;該工程平面凸出超過典型尺寸的25%,且轉角處無加強措施;
(2)根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011-2010)7.1.7條(5),外縱墻開洞面積應小于55%,該工程超過55%;
(3)根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)5.4.4條,該工程砌筑砂漿(灰縫)鑿開處均已粉化,墻構件使用性達到CS級;
(4)根據《砌體結構設計規范》(GB50003-2011)3.1.3條砂漿強度等級要求,該工程砌筑砂漿現齡期強度不符合要求;采用現齡期材料強度進行承載能力計算,根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)5.4.4條多個主要構件(墻)安全性評定為du級。
綜上所述,該工程鑒定單元多處與現行規范條文不符,根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)3.3.1條,多個主要承重墻安全性評定為du級,墻構件評級為Du級。根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)3.3.2條,多個墻構件使用性鑒定為Cs級。根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)3.3.3條,墻構件可靠性評級為D級。
該工程的墻構件難加固、相應改造措施難以處理,適修性差,且修后對教室使用功能有一定影響,故根據《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-1999)3.3.4條,該工程鑒定單元的墻構件適修性評定為Cr級。
篇7
【關鍵詞】民用建筑;人防工程;電氣設計;電氣施工;防化功能
中圖分類號:TU24 文獻標識碼: A
一、民用建筑人防地下室工程及其分類
民用建筑人防地下室工程(以下簡稱民用建筑人防工程)是人防工程中的一種附建式防空地下室,它同其他人防工程一樣,是國防建設的重要組成部分,是新時期國民經濟、社會發展和現代城市建設的重要內容,是戰時掩蔽人員、物資,保護人民人身和財產安全的具有特殊功能的地下建筑。
民用建筑人防工程按其戰時用途分為:專業隊隊員掩蔽部、專業隊裝備掩蔽部、一等和二等人員掩蔽所、人防物資庫、人防汽車庫、固定電站和移動電站等幾類;按防護類別分類,包括甲、乙兩類。不論哪種分類的人防工程均必須滿足戰時對生化放武器的各項防護要求。
根據具體工程的重要性、區域危險性和戰時對化學毒劑侵入的劑量限值,以及工程內部空氣中二氧化碳濃度的限值要求,民用建筑人防地下室工程的防化等級分為甲乙丙丁四個級別。其中,防空專業隊工程、一等人員掩蔽所為防化乙級;二等人員掩蔽所、區域電站為丙級;人防物資庫、人防汽車庫為丁級。
二、民用建筑人防工程電氣設計施工中的防化措施和內容
人防工程的防化功能主要是通過一定的防護措施保證外部生化放武器通過圍護結構的微小孔隙侵入防護區內部的劑量不超過規定的安全限值,它是人防工程的最主要的防護功能之一,能夠保障工程內部人員、設備和物資免受毒劑、生物戰劑及放射性灰塵的傷害或污染。防化設計與施工的質量直接關系到人防工程防化保障功能最終能否實現。
民用建筑人防工程電氣設計施工中的防化技術措施主要有電氣管線防護密閉措施、防護通風及濾毒配套措施、人員及口部洗消配套措施、防化報警及信號系統、空氣自動監測配套措施等。電氣防化設計的內容,主要包括防化用電負荷分級與供電可靠性設計;通風方式信號報警系統設計,強弱電線路防護密閉設計,防化設施電氣終端配套設計等幾方面。與此相應的電氣施工,除了應嚴格落實上述設計的意圖外,還要注意在設備材料采購中認真落實人防產品相關國家標準,在施工安裝過程中認真選用施工工藝標準和方法,滿足工程防化功能驗收和戰時防化使用功能的要求。
三、民用建筑人防工程電氣設計與施工中防化措施及其實施問題的分析
下面僅根據筆者參加民用建筑人防工程建設的體會,對民用建筑人防工程電氣設計與施工中保證防化功能的一些基本技術措施及其在工程實施中應注意的問題進行簡要分析。
1.關于防化設備的供電設計
1.1防化用電設備負荷分級及其供電要求
根據現行《人民防空地下室設計規范》,民用建筑人防工程中防化用電設備主要包括:戰時進風機、排風機、循環風機、污水泵、洗消電熱水器、防化電源插座箱、電動防護密閉門、電動密閉門和電動密閉閥門、通風方式信號控制箱及信號箱、呼換按鈕等。
上述設備均屬于戰時二級電力負荷,應有兩個電源供電,其中一個電源應引接區域電源或內部自備電源,另一路為電力系統電源;
這里需要注意的是,有的工程戰時風機、洗消電熱水器等戰時二級負荷只設一路戰時移動電源;由于專用戰時電源平時一般不安裝到位,如果不設平時電力系統電源,將難以進行平時的調試和全面維護。
內部自備電源主要指柴油發電機或蓄電池組。規范規定,建筑面積之和大于5000m2的防空專業隊工程、人員掩蔽工程、人防物資庫和汽車庫,應在工程內部設置柴油電站。而有的工程人防建筑面積之和雖然大于5000m2,但由于某些原因,卻沒有按規定就地設置柴油發電機組和預留其建設條件。這種情況所帶來的問題是,戰時須要從外部接引戰時專用電源,因其遠離負荷中心,供電距離、電能損耗都會明顯增大,可能影響部分設備的正常工作,供電的可靠性降低,甚至無法發揮原定的防化功能。
2.關于電氣設計與施工中的密閉措施
通過密閉措施保證外部生化放武器通過人防墻體(包括人防外墻、臨空墻、防護密閉隔墻、密閉隔墻等,下同)的微小孔隙侵入防護區內的劑量不超過規定限值,是人防工程防化功能的核心目標之一,電氣設計與施工中的密閉措施一方面包括限定配電箱(盒)的安裝位置、安裝方式,另一方面包括限定穿越人防墻體的電氣管線材質規格數量、敷設方式及密閉做法等。
2.1電箱(盒)設計安裝要求
人防規范規定防空地下室內的各種配電箱(包括弱電箱)宜設置在清潔區內,并不得在人防墻體上嵌墻暗裝,若必須設置時,應采取掛墻式明裝;當人防墻體上預埋電氣接線盒(不包括86系列接線盒)時,必須保證扣除接線盒厚度后的實際墻體厚度不小于200mm。
筆者在實際工程中也曾遇到人防墻體內暗裝接線盒導致實際墻體厚度不夠200mm的情況,尤其是在人防外墻和電氣豎井部位更容易發生。造成這種情況的原因往往多方,既有建設單位片面擴大使用面積而忽視電氣設備安裝使用空間的因素,也有設計單位設計深度不夠,人防墻體標示不清以及專業設計配合不到位的因素,還有設備采購安裝單位不當訂貨的因素。實際墻體厚度達不到防止生化毒劑滲透所要求的厚度,會損害工程密閉效果,以致降低甚至破壞戰時防化功能的實現。
2.2強弱電管線穿人防墻體、人防頂板及底板的要求
2.2.1管線選擇及敷設:
(1)除了多根弱電線纜或通道照明線纜外,進、出人防工程的強弱電線路,在穿過人防工程的外墻(指人防圍護結構的外墻,非建筑物外墻。以下同)時,應采用電纜或護套線。
(2)各種電氣線纜穿越人防墻體、人防頂板及底板處,應進行防護密閉或密閉處理。密閉封堵方式的選擇與線纜類別、線纜根數及敷設方式有關,具體應遵循以下原則:
單根電纜或護套線穿管明敷設時應穿單根保護管進行密閉封堵;多根電纜或護套線穿管明敷設時應按一纜穿一管的原則穿多根保護管進行密閉封堵;必須采用多根線纜穿一根保護管時,保護管外徑不應大于50mm,并兩邊加接線盒進行進行密閉封堵。
單根電纜或護套線穿管暗敷設時應采用單根保護管加密閉盒的方式進行密閉封堵;必須多根電纜或護套線穿管暗敷設時應按一纜(線)一管加密閉盒方式進行密閉封堵。
多根弱電線纜或通道照明線纜穿管暗敷設時,可采用單根保護管加密閉盒的方式進行密閉處理,但保護管徑不應大于25mm,配用75系列接線盒。當特殊情況下須干線穿管時,保護管外徑不應大于50mm;當干線回路線纜較多,選用管徑50mm的保護管不滿足施工和使用需要時。可采用多根保護管加密閉盒的方式進行密閉處理,但是單根保護管外徑仍不應大于50mm。
選用的暗裝接線盒規格大于86系列時,暗裝接線盒底板后的鋼筋混凝土結構厚度不得小于200mm。
在實際民用建筑人防工程設計施工中,應注意進出人防工程的強弱電線路在穿過人防工程外墻時,應采用電纜或護套線的規定。因為不是強條,容易被忽視。因而引發的問題是當穿過人防外墻的導線較多時,戰時難以進行有效的密閉封堵,防護密閉不嚴密,會造成漏氣漏毒,從而損害預定的防化密閉功能,甚至濾毒通風時室內形成不了超壓。
有的設計施工單位只強調人防區域內清潔區和染毒區之間人防墻體的防護密閉,卻忽視清潔區與半染毒區之間或半染毒區與染毒區之間人防墻體的防護密閉要求,實施施工中如忽視上述防護密閉措施,會造成對防護通風及洗消措施的功能嚴重損害甚至使之完全失效。,影響到人防內的人身安全
(3)在防護密閉門與最里面密閉門之間的染毒區房間、通道中暗埋的各類用途的電氣管、盒的材質均應采用熱鍍鋅鋼材。
這一規定在實際工程中也容易被忽視。各類暗裝電氣管盒采用非熱鍍鋅鋼材,可能會造成相應部位的鋼管在整個結構壽命期內,因潮濕環境和長期持續的弱腐蝕作用而過早出現離析,從而引起密閉性能提前劣化甚至破壞。
2.3電氣防護密閉套管的制作
(1)民用建筑人防規范規定,防護密閉套管制作時,應采用壁厚不小于2.5mm的熱鍍鋅鋼管,其密閉肋采用厚度不小于3.0mm的熱鍍鋅鋼板,并應與熱鍍鋅鋼管雙面滿焊,同時與結構鋼筋焊牢;密閉接線盒應采用厚度不小于1.5mm熱鍍鋅鋼板,防護蓋板應采用厚度不小于3.0mm的熱鍍鋅鋼板。
實際設計施工中曾經發現,有的電氣線纜暗敷設穿過人防墻體時,墻體兩側未設置專用密閉接線盒,而是就近利用電器預埋盒(包括燈頭盒、開關盒、插座盒等)兼做密閉盒,這種做法其實違反了施工驗收規范中“電纜、電線暗配管穿越防護密閉隔墻或密閉隔墻時,應在墻兩側設置過線盒,盒內不得有接線頭”的強制性條文,其后果一是盒內有接線頭,降低甚至破壞后期封堵的密閉效果,二是戰時須在外側盒口安裝防護蓋板,會破壞電氣使用功能。
3.關于通風方式信號裝置
根據人防規范,設有清潔式、濾毒式、隔絕式三種通風方式的防空地下室,應在每個防護單元內均設置一套三種通風方式信號裝置。通風方式控制箱應設置在值班室或防化通信值班室內;在每個防護單元戰時人員主要出人口防護密閉門外側,應設置有防護能力的音響信號按鈕。
實際設計施工中應注意的是,有防護能力的音響信號按鈕須設在防護單元戰時人員主要出人口防護密閉門外側的防護密閉墻上,而不應設在人防區域外的非人防墻上,否則戰時非人防墻體因遭受攻擊而破壞時,音響信號按鈕也會受到破壞,造成通風方式信號裝置無法正常工作。
另外,有防護能力的音響信號按鈕盒應在鋼筋施工階段準確安裝到位,與人防墻體內的鋼筋有效連接,并隨人防墻體同步澆筑預埋。實際施工中有時容易忽視這一問題,結果發生后期補救,可能降低實際的防護密閉效果。
4.關于防化設施電氣終端配套設計
這里電氣終端配套設施主要包括防化用電設備電源插座,防化用電設備就地電控箱,防化報警裝置控制信號箱等。
4.1電源插座設置
(1)根據人防規范,防護通風系統應在濾毒室內每個過濾吸收器風口取樣點附近距地面1.5m處,設置AC220V,1OA單相三孔插座1個,在電動密閉閥門附近設置AC380V16A三相四孔電源插座1個;人員及口部洗消應在洗消間脫衣室和檢查穿衣室內各設AC220V,10A單相三孔帶二孔防濺式插座2個;防化器材儲藏室應設置AC220V10A單相三孔插座1個。
實際工程設計中有時會因電氣專業與設備專業之間不配套,出現設備專業雖然設置了電動密閉閥門,但電氣專業并未提供相應的電源插座,或提供的電源插座僅為單相插座,不滿足設備專業需要的情況,這會造成戰時人防防護通風系統無法正常工作。
另外,上述房間的插座多數在染毒區或半染毒區,其電源往往須要從清潔區穿密閉墻體引來,但實際工程中也有管線穿人防墻體時未按規范要求防護密閉處理的情況,會造成對防化密閉功能的破壞。
(2)防化值班室核化報警。
根據民用建筑人防規范,民用建筑人防工程防化級別為乙級、丙級時,其防化值班室內應設置電源插座箱。其配置應滿足:二等人員掩蔽所應設置AC380V,16A三相四孔插座和三相斷路器各1個,AC220V10A單相三孔插座5個;其他乙級和丙級工程應設置AC380V16A三相四孔插座和三相斷路器各1個,AC220V10A單相三孔插座7個。
實際工程設計中由于標準圖集所提供方案深度不夠,一些設計師根據個人的理解進行深化,有的工程減少了插座出線回路數量;有的工程將三相出線斷路器改成單相斷路器,等等。這些調整應慎重,如果不當,可能會不滿足戰時供電負荷使用需要。
4.2規范要求當民用建筑人防工程內的各種電氣設備采用集中控制或自動控制時,必須設置就地控制裝置,可就地解除集中控制和自動控制的裝置。
在實際工程中容易在配電箱訂貨技術條件確認環節出現疏漏,忽略就地解除集中控制和自動控制的功能要求,造成系統喪失就地解除遠控功能,安裝使用中可能對檢修調試人員的人身安全構成威脅。
四、對現行設計施工規范及其執行問題的看法
前面列舉了民用建筑人防工程電氣設計施工中與防化措施相關的一些基本要求和需要注意的問題。由于人防工程是關系國家安全和人民生命財產安全的社會公益事業,所以有理由認為,政府政策法規的引導和監督是根本解決這些問題的關鍵環節,而進一步完善現行相關標準規范體系,加強相關規范之間協調配套,又是關鍵環節中的基礎工作。這不但影響電氣專業防化設計施工的質量,而且也與其他各個專業乃至民用建筑人防工程的設計施工的整體質量密切相關。
1.人防設計規范與施工驗收規范需要協調配套
隨著我國人防建設重點的調整,國家于2003年了《人民防空地下室設計規范》GB50038修訂稿,并于2005年更新,先后又和更行了《全國民用建筑工程設計技術措施——防空地下室》分冊和一系列人防工程設計規范標準圖集,也包括一批人防非民用領域人防工程的設計施工規范標準的修訂和更新;而《人民防空工程施工及驗收規范》GB50134于2004年更新后,一直沿用至今,其中的一些條文甚至是強制性條文已經與現行設計規范體系文件的規定不相協調。例如:
《人民防空工程施工及驗收規范》GB50134-2004(以下簡稱2004施工規范)第10.1.2條強制性條文規定,電纜電線等的密閉穿墻短管,應采用壁厚大于3mm的鋼管。而《人民防空地下室設計規范》GB50038-2005(以下簡稱2005設計規范)第7.4.3條規定,穿過人防墻體的各種強弱電電纜管線和預留備用管,應進行防護密閉或密閉處理,應選用管壁厚度不小于2.5mm的熱鍍鋅鋼管。二者之間的不一致,這使得民用建筑人防工程中2004施工規范的強制性條文有時處于實際失效狀態。
2004施工規范中第10.1.8條強制性條文規定,密閉穿墻短管應在朝向核爆沖擊波端加裝防護抗力片??沽ζ瞬捎煤穸却笥?mm的鋼板制作。而2009版《全國民用建筑工程設計技術措施——防空地下室》分冊第6.4.7條中規定,核5級、常5級人防地下室工程單片抗力片厚度為3mm, 由于施工設計圖中一般對此不做說明,二者之間的不一致,使得施工及監理單位在具體工程中難以選擇。
2.設計規范個別規定有待進一步完善。
例如, 2005設計規范第7.5.12條規定,二等人員掩蔽所的防化通信值班室內應設置AC380V16A三相四孔插座、斷路器各1個和AC220V10A單相三孔插座5個。而且05SFD10《人民防空地下室設計規范》圖示、07FD02《防空地下室電氣設備安裝》圖集和《2009全國民用建筑工程設計技術措施——防空地下室分冊》中均對該條款進行了詳細說明并提供了標準方案系統圖。三個系統圖均為現行有效版本,可以有以下理解:
插座箱進線開關應為三相漏電開關,出線開關應為5個單相開關和2個三相開關。其中5個單向開關各帶1個AC220V10A單相三孔插座,1個三相開關帶1個三相四孔插座,另1個三相開關備用。
通常情況下,單相插座應配套選用帶漏電保護可切同時斷零線的二極(含1P+N)斷路器;三相四孔插座一般均應配套選用帶漏電保護可同時切斷零線的四極斷路器(含3P+N)。而上述四個規范圖集中均未對出線開關是否應帶漏電保護以及漏電動作電流和動作時間進行標示或說明。
另外,對總進線開關是否設漏電保護,以及如何實現與上下級開關的保護選擇性配合的問題,筆者認為值得商榷,理由如下:
①由于出線總負載難以做到三相平衡,為了避免不平衡電流不能穿過漏電互感器引起誤跳閘,總進線漏電開關應選用三相四極。
②當帶漏電保護的出線回路出線接地短路故障時,如果接地故障電流足夠大(大于總進線開關漏電保護動作電流),此時總進線開關漏電保護將會與出線開關同時動作跳閘,從而斷開對插座箱所有負荷的供電,擴大了事故影響范圍;
③備用16A三相出線開關不帶漏電保護功能,但是帶載后一旦發生接地短路或漏電,往往會使帶漏電保護的插座箱總進線開關漏電保護動作跳閘,從而斷開對插座箱所有負荷的的供電,也會出現擴大事故影響范圍的問題。
④要避免擴大事故影響范圍,實現總進線漏電開關與下級漏電開關的保護選擇性配合,可以要求總進線開關漏電保護跳閘時間比出線開關增大一至兩級,通過動作時間的選擇性避免非選擇性跳閘斷電。但是這樣往往就不能選用微型斷路器了(微斷目前沒有這種功能),因此筆者認為采用帶漏電保護的三相四極開關作為插座箱總進線開關并不合理,會增加設備投資,減低性價比。
就插座箱自身供電可靠性講,筆者認為也不宜采用不帶漏電保護的三相開關作為進線總開關。因為插座箱進線開關與出線開關電氣距離非常短,總進線開關出口相間短路與出線開關出口相間短路的短路電流十分接近,往往會引起總進線斷路器非選擇性跳閘,如前所述這種情況下如采用其他類型的斷路器,通過帶動作延時級差來保證選擇性十分不經濟,而且會加大整個配電系統短路保護級間配合的難度。
因此筆者認為,采用三相隔離負荷開關作為插座箱的進線總開關,是能夠平衡上述技術可靠性和經濟性的優化方案。
五、結論與建議
綜上所述,筆者通過簡要分析當前我國民用建筑人防工程設計施工過程中電氣防化措施一些基本要求和規范執行中的一些問題,得出了現行人防設計施工規范需要進一步協調配套的觀點,同時對設計規范中個別規定的進一步完善提出具體設想。進而對提高民用建筑人防工程包括電氣防化設計施工質量在內的整體建設質量提出以下建議:
1.建議將民用建筑中人防工程設計與施工規范和標準有機結合,對設計規范中已經更新或適用條件發生變化的強制性條文,只要是適用于施工的,可以在設計規范總則中予以明確調整或廢止原先不適用的施工規范條文。
2.對于可由民用部門承擔設計施工的人防工程,建議其設計施工規范與人防專業部門的規范進一步明確接口設計。由人防主管部門滿足施工需要深度的標準圖,由民用部門的設計施工人員直接選用而均無權擅自更改,以避免因信息不對稱而發生不恰當的更改。
3.建議繼續加大政府政策引導和監督力度,繼續強化民用建筑人防工程相關規劃審批、圖紙審查、設計施工交底、檢查督導,驗收評價措施。運用經濟與法律手段,督促廣大設計施工人員和參建各方認真學習和貫徹執行相關規范,切實履行社會義務。
【參考文獻】
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5. 《人民防空工程施工及驗收規范》GB50134-2004;
6. 《防空地下室電氣設備安裝》圖集07FD02;
7. 《防空地下室施工圖設計深度要求及圖樣》08FJ06
篇8
關鍵詞:封閉式高層氣化廠房;通風方案
中圖分類號:TU208.3 文獻標識碼:A 文章編號:
1.1引言
氣化廠房屬于甲類廠房,廠房內的工藝生產合成氣中含有CO、H2等燃易爆氣體,一般為敞開式框架建筑,但在北方嚴寒地區,由于冬季室外溫度很低,為滿足項目安全生產及工藝豎向操作的要求,很多廠房設計成全封閉式高層甲類廠房;為保證廠房的安全生產及事故狀態有害氣體的及時排放需設置機械通風,由于有害氣體(CO、H2等)要求通風換氣量大且對風口布置有較高要求的特點,合理的通風方案對于建筑層高及工程造價有較大的影響。
1.2工程概況
本氣化廠房為封閉式廠房,位于北方嚴寒地區;廠房主體結構為混凝土框架結構,四周采用夾心彩鋼板圍護,建筑占地面積約3500m2,總建筑面約為15660m2,共10層,建筑高度63m。氣化廠房生產過程中產生的有害氣體主要含有CO和H2以及少量的H2S、CH4等易燃易爆氣體。
1.3通風換氣量的確定
根據《化工采暖通風與空氣調節設計規范》(簡稱《化工暖規》)HGT20698-2009第5.1.6條規定:“稀釋通風量應根據有害物質的放散量和國家衛生標準規定的車間空氣中有害物質的容許濃度,按本規范附錄B計算確定。當缺乏計算數據時,按照規范附錄C、D換氣次數進行計算”。
由于大多數情況下,有害氣體的釋放具有不確定性,因此,有害氣體全面通風量通常是按照換氣次數確定的,其排風量計算公式如下:
G= n.V = n.S.h (1.3-1)
式中:
G:全面通風量,m3/h
n: 換氣次數,次/h
V:房間的體積,m3
S: 房間的面積,m2
h:房間的高度,m
由于主要有害氣體為CO和H2,根據上述規范附錄查得換氣次數如下:
表1放散化學物質車間的換氣次數
根據《化工暖規》第5.6.3條的規定:“事故通風,宜根據工藝通風設計要求計算確定,但換氣次數不應該小于每小時12次/h的換氣量”。
綜合上述因素,廠房通風量按15次/h考慮,由于H2的密度比空氣輕而CO的密度比空氣重,考慮到氣化廠房為生產熱車間,根據《采暖通風與空氣調節設計規范》(簡稱《暖規》)GB50019-2003第5.3.11條的規定綜合考慮,廠房各層均設置上下排風,上排2/3即換氣次數10次,下排1/3即換氣次數5次/h。
1.4排風氣流組織方案
建筑物全面通風吸風口的布置在《化工暖規》5.6.1強制條文規定:“ 1)用于排除氫氣與空氣混合物時,吸風口上緣至頂棚平面或屋頂的距離不大于0.1m;2)位于房間下部區域的吸風口,其下緣至地板間距不大于0.3m;3)因建筑結構造成有爆炸危險氣體排出的死角處,應設置導流設施”。在實際設計中,結構最小的次梁一般都有0.3m高,此外縱橫交錯的主次梁將房間分隔為若干個#型的空間,如何滿足規范要求避免氣流死角同時最大限度的節省投資費用是實際設計中的一個關鍵問題之一。
1.4.1方案一
為滿足規范對排風口及排風量的要求,按照常規做法:由1.3節確定的總排風量G(Gs+Gx)上下排風,上排2/3(Gs)即換氣次數10次,下排1/3(Gx)即換氣次數5次/h。
Gs=10.S.h(1.4-1)
Gx= 5.S.h(1.4-2)
式中:
Gs:上部排風量,m3/h
Gx:上部排風量,m3/h
S :各層房間面積,m2
h :各樓層高度,m
圖 1.4-1圖 1.4-2
風口布置見上圖1.4-1:下部排風量Gx由直接安裝在每層外墻下部的下排風機承擔,吸風口下緣距室內地面距離小于0.3m即可;上部排風量Gs由上排風機承擔,通過風管連接,在建筑結構每個#型空間區域內設置吸風口,且吸風口上緣距樓板間距小于0.1m。
此方案為通風的常規做法,但對于本項目不是很合理。由于排風量很大,導致風管的斷面很大,通過實際計算風管干管的斷面高度需要0.6m~0.8m。故建筑層高需考慮風管至少600mm的安裝高度,否則由于建筑層高的限制以及工藝配管的空間要求,風管布置很難避讓工藝管道,而樓層增加600mm以上的高度對高層甲類廠房來講無疑會增加工程費用。
1.4.2方案二[4]
方案二主要通過對上述方案一的優化得出的(見圖1.4-2):假設在房間上部設一分界界面(假想分界面),其標高與主梁底標高齊平,將方案一中的上部排風量Gs分成兩部分(Gss和Gsx):Gss為假想分界面以上部分的排風量,通過風管連接風機承擔,風管支管在每個#型空間區域內設置吸風口,且吸風口上緣距樓板間距小于0.1m;Gsx為分界面以下部分的排風量,該部分排風量由布置在主梁底的外墻風機承擔,風機不接風管。下部排風量Gx與方案一相同,由布置在外墻下部的下排風機承擔,吸風口下緣距室內地面距離小于0.3m即可。
此方案為在方案一的基礎上進行優化并滿足了規范對排風口及排風量的要求。由于風管承擔假想界面以上部分的通風,故使得風管斷面高度降低,降低了風管的安裝空間及對建筑層高的要求;相對于方案一,建筑層高下降、節省了部分工程投資費用,但風管干管斷面高度仍需要0.3m~0.4m。
1.4.3方案三
考慮到H2密度極輕且氣化廠房為熱車間,能形成穩定的上升氣流,在對比分析方案一、方案二的基礎上,筆者提出一種可行的優化通風設計方案簡化通風系統:在各個主次梁圍成的#型區域的四個角落分別設置一個300mX300m或200mX200m的柵格,這樣避免了#型區域的氣流死角,從而使氣流上下貫通,同時在屋頂設置屋頂風機。房間下部排風量Gx仍然由布置在外墻下部的下排風機承擔,吸風口下緣距室內地面距離小于0.3m即可。上部排風Gs與方案二類似分為兩部分(Gss和Gsx),即假想分界面以上和假想分界面以下兩部分。假想分界面以下部分仍由各層布置在外墻主梁底的軸流風機承擔,而屋頂風機承擔所有樓層假想分界面以上區域的排風量(見圖1.4-3)。
此方案保證通風量的同時避免了氣流死角,也可以較好的滿足規范對風口的,對建筑層高無其它增加,大大節約了工程費用。
圖 1.4-3
結語
封閉式高層氣化廠房通風設計合理與否,直接關系到整個廠房的生產安全及工程投資費用,筆者結合幾種不同的通風方案,提出一種可行的優化通風設計方案簡化通風系統,減弱對建筑層高的要求,可有效的節省投資,但需與土建專業密切溝通與配合,對其它類似項目的設計具有一定的參考價值,另外通風方案需經有關消防部門審批。
參考文獻
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[2]、《化工采暖通風與空氣調節設計規范》【S】HGT20698-2009
[3]、《采暖通風與空氣調節設計規范》【S】GB50019-2003
篇9
關鍵詞:結構設計;防空地下室;板柱結構;等效靜荷載;平時;戰時;
一、等效靜荷載的確定
根據《人民防空地下室設計規范》 GB50038-2005,的規定,甲類防空地下室結構應分別按平時使用狀態的結構設計荷載組合、戰時常規武器爆炸等效靜荷載與靜荷載同時作用的荷載組合及戰時核武器爆炸等效靜荷載與靜荷載同時作用的荷載組合進行設計。實際上,由于戰時材料強度取值、截面設計規定、結構構造要求等均相同,僅等效靜荷載取值不同,采用等效靜荷載法進行結構設計時,可將戰時的兩種組合合并為一種,取用常規武器爆炸等效靜荷載與核武器爆炸等效靜荷載中的較大值即可,這樣在滿足工程設計精度的前提下能大大減小了計算工作量。
值得注意的是,在確定頂板和外墻等效靜荷載時,要看是否可考慮上部建筑影響,上部建筑如果滿足《人民防空地下室設計規范》第4. 3. 4條和第4. 4. 4條規定,則可考慮上部建筑影響。單建式防空地下室不考慮上部建筑影響。為抵抗水浮力設置的抗拔樁不屬于基礎受力構件,其底板等效靜荷載標準值應按無樁基底板取值。由于《人民防空地下室設計規范》中的表4. 8. 2頂板覆土最大厚度為1. 5 m,大于1. 5 m時原則上需按規范給出的公式計算;分別按1. 5 m
二、構件尺寸的確定
地下室頂板厚度首先要滿足防空地下室戰時的防護厚度,對不同的抗力級別,《人民防空地下室設計規范》有明確的規定。頂板由于是無梁樓蓋,樓板厚跨比宜大于1/30,同時樓板厚度應滿足抗沖切要求,抗沖切驗算應按平時和戰時分別進行。
平時抗沖切驗算可按《混凝土結構設計規范》中的公式7. 7. 1-1進行,公式中F1為平時使用荷載(恒載和活載,采用基本組合)作用產生的沖切荷載設計值,可取柱所承受的軸向力設計值減去柱頂沖切破壞錐體范圍內的荷載設計值;ft為混凝土軸心抗拉強度設計值,按《混凝土結構設計規范》采用。
戰時抗沖切驗算可按《人民防空地下室設計規范》附錄D中的公式D. 2. 2-1進行,公式中ftd為混凝土在動荷載作用下抗拉強度設計值,按《人民防空地下室設計規范》第4. 2. 3條規定取值;F1為恒載Gk(包括頂板自重、粉刷重和覆土重)和頂板等效靜荷載Qk共同作用所產生的沖切荷載設計值,計算沖切荷載設計值時,作用在頂板上的荷載設計值q設按下式計算:
q設=1.2Gk+1.0Qk
必須注意,當無梁樓蓋的跨度大于6 m或其相臨跨度不等時,沖切荷載設計值應取按上述方法計算所得沖切荷載設計值的1. 1倍。
全埋式地下室外墻和底板厚度,《人民防空地下室設計規范》無明確規定,其厚度應滿足防水要求、平時和戰時的承載力要求以及平時抗裂和變形要求,根據水頭和混凝土設計抗滲等級,對5級、6級防空地下室可按《高層建筑混凝土結構技術規程》表12. 1. 9確定;另外,地下室側墻做為無梁樓蓋的邊支座,其厚度應滿足無梁樓蓋的負筋錨固要求,厚度應大于0. 4la(la為受拉鋼筋的錨固長度)。柱截面尺寸由軸壓比控制。其余構件如臨空墻、防護單元隔墻等按《人民防空地下室設計規范》要求確定。
三、內力和配筋的計算
板柱結構的內力計算可采用近似法如等代框架法、直接設計法(有使用條件),也可采用有限元法進行精確計算。應優先采用有限元法進行計算。
有限元分析軟件較多,但大多數不能進行戰時計算,不能直接用于人防計算;一些只能進行人防構件計算,不能進行整體分析計算;采用PKPM系列SATWE軟件,可進行整體分析,也可對平時和戰時兩種不同荷載效應組合進行計算,對板柱結構還可考慮柱帽作用。采用SATWE軟件計算板柱結構,在工程數據建模時,應在柱與柱之間輸入100 mm×100 mm的虛梁。目前, SATWE軟件可計算防空地下室的頂板(無梁樓蓋)、外墻、臨空墻、梁和柱配筋,不能計算防護單元隔墻和門框墻等的配筋。防護單元隔墻和門框墻等可采用人防構件計算,也可參照全國通用圖集《防空地下室結構設計》配筋。
四、地下室底板的計算
對采用樁基礎獨立承臺的防空地下室底板(只起防水作用),按規范要求應分別按平時和戰時兩種情況單獨計算,人工取最大包絡配筋。按如下方法則可用PKPM系列軟件一次完成平時和戰時計算,即采用PMCAD軟件按倒樓蓋建一層防空地下室模型,頂板的恒載標準值按g1k(計算見后)輸入,頂板的活載標準值輸0. 01 kN/m2,采用SATWE進行計算,定義人防等級為5級或6級,但頂板的等效靜荷載改用防空地下室底板的等效靜荷載,對于5級人防為50 kN/m2,對于6級人防為25 kN/m2,這樣可一次自動完成平時和戰時計算,并取包絡配筋,大大地提高了效率。能采用以上方法的原因如下:作用在地下室底板上的荷載有等效靜荷載、水的浮力和底板自重。由于水的浮力是滿布的,可當恒載考慮,對結構不利;地下室底板自重,對結構有利。
五、樁基設計
由于在武器爆炸動荷載作用下,地基承載力有較大提高,同時安全系數也可取得相對較低,在這種瞬間荷載作用下,一般不會產生因地基失效引起結構破壞。因此,防空地下室在人防荷載作用下,可不驗算地基承載力和地基變形。對于采用樁基的防空地下室,按單樁承載力特征值確定樁數時,可不考慮人防荷載作用,按平時荷載組合確定樁數即可。
根據靜力荷載作用下樁基礎的實測資料,由于打樁后土體往往產生較大的固結壓縮量,以致在平時荷載作用下,雖然建筑物有一些沉降,但有的建筑物底板仍與土體相脫離。由于樁是基礎的主要受力構件,為確保結構安全,在防空地下室結構設計中,樁身承載力應按計入上部墻、柱傳來的核武器爆炸動荷載的荷載效應組合來驗算。
六、結論
甲類防空地下室結構設計,可將戰時的兩種組合合并為一種,取常規武器爆炸等效靜荷載與核武器爆炸等效靜荷載中的較大值與靜荷載組合進行設計。板柱結構頂板厚度除應滿足戰時的防護厚度外,應分別按平時和戰時進行抗沖切驗算;地下室底板和側板應滿足防水要求;門框墻、臨空墻和防護單元隔墻等構件按人防規范要求確定。板柱剪力墻結構防空地下室可采用PKPM系列SATWE軟件進行整體分析。地下室底板可按倒樓蓋建一層地下室模型,用PKPM系列軟件一次自動完成平時和戰時計算,并取包絡配筋。采用樁基的防空地下室,按單樁承載力征值確定樁數時,可不考慮人防荷載作用,按平時荷載組合確定樁數;但樁身承載力應按計入上部墻、柱傳來的核武器爆炸動荷載的荷載效應組合來驗算。
篇10
【關鍵詞】 民用建筑;住宅和商住樓;設計;經濟合理;安全可靠
前言
建筑設計是民用建筑賴以存在的先決條件,建筑設計形式更是對建筑物使用功能產生深遠的影響。在新時代下民用建筑更是具有經濟功能和美觀功能,這就需要民用建筑設計者不斷更新觀念,全面分析民用建筑設計的影響因素和經濟實用性,滿足消費者審美要求,這樣才能獲得最佳的民用建筑設計。
一、民用建筑設計的主要影響因素
民用建筑設計具有實踐性和綜合性等特點,其主要影響因素體現在三個方面:第一自然條件的影響??梢哉f,民用建筑設計很大程度上受到諸如氣候條件(包括日照、溫度等等)以及地形、地質條件和抗震烈度等自然條件的制約。尤其是我國地域溫度跨度大,南北氣候差異較大,所以建筑設計者在設計民用建筑時,要緊密結合各個地方的氣候特點,還要充分考慮各種自然災害,以保證民用建筑安全性能和使用功能。第二,使用性能的影響。在民用建筑設計過程中,為滿足民用建筑在使用性能上的要求,規定建筑設計者在設計民用建筑中綜合有關技術知識,進行合理設計與計算,并最終選擇合理性設計方案;民用建筑根據結構要求、荷載大小、構件尺寸的同時,還要在構造上采取一些必要措施,確保構件與構件之間連接可靠,從而保證民用建筑設計規范化順利進行。第三,物質技術條件的影響。不同建筑具有不同使用性能,要滿足這些使用性能就要有充足的物質條件和技術手段??梢哉f,物質條件和技術手段是民用建筑由圖紙變為建筑實體的根本保證。建筑原材料、結構、設備以及施工企業的資質等是構成民用建筑的基本要素,在一定程度上民用建筑設計受到這些因素的制約和影響。民用建筑基本建設投資相當大,建筑設計者所設計民用建筑在確保工程質量和安全可靠的基礎上,還要有效降低建造過程中材料、能源和勞動力的消耗,以降低造價,同時也要有利于降低民用建筑建造過程中所產生的項目管理費和人工費,從而保證工程的經濟合理??偟膩碚f,民用建筑處于自然環境和人文環境之中,為提高民用建筑設計水平必須考慮各種的因素影響。
二、民用建筑中住宅建筑和商住樓設計的經濟性分析
民用建筑在國家經濟建設投資中占有很大比例,為此,在設計民用建筑時應嚴格遵循國家有關規定的建筑標準和相應的經濟指標,從而設計出經濟合理、安全可靠的民用建筑。這里對民用建筑中應用最廣泛的住宅建筑和商住樓設計的經濟實用性進行全面分析。
(一)住宅建筑設計中經濟合理性分析
近年來,很多地方建設了大量住宅,以多層為主。其經濟合理與否實是令人關注。可以說戶型功能上的合理與否是住宅經濟與否的直接因素。一般情況下,住宅建筑平面應緊湊,盡量減少不必要的過道、過廳等交通面積。按現行《住宅設計規范》與《住宅建筑規范》,客廳、臥室、廚房應直接采光,而衛生間、餐廳、過廳應爭取直接采光。按《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》,住宅建筑應體型規則,避免平面形狀突變,保證合理的體型系數,以達到節能設計標準,可以說所有這些都是住宅建筑經濟合理的前提。設計人員在設計住宅建筑時,應當嚴格按照各項法規和標準執行,在規劃住宅建筑時要嚴格確定建筑面積,合理布局,從而滿足各項技術標準??偟膩碚f,要合理的房屋結構選型,并做到建筑經濟合理,安全可靠。
住宅建筑多為砌體結構,部分商業區為底部框架抗震墻結構,結構布置應優先采橫墻承重或者縱橫墻混合承重,建筑平面宜規則,避免過多凹凸平面,以利抗震;當樓板平面不規則時,應當設置連梁使之形成較規則平面;樓板設計中平面有凹凸時,應當加強凹口周邊樓板的配筋。在施工過程中要節約用地,施工造價要合理;為保證結構的安全,應嚴格按現行《建筑抗震設計規范》執行,砌體結構采用普通磚建筑高度不應超過24m,底部框架抗震墻結構建筑限高為22m,多孔磚建筑限高為21m,層數不應超過8層。砌體結構構造柱的設置為外墻四角,錯層部位橫墻與外墻交接處,大房間內外墻交接處,較大洞口兩側,七層時隔開間橫墻與外墻交接處,山墻與內縱墻交接處,八層時所有內墻與外墻交接處,內墻局部較小墻垛處。圈梁應閉合,外墻與內縱墻屋蓋處及每層樓蓋處均設,內橫墻屋蓋處間距不應大于7m,樓蓋處間距不應大于15m,而且要與構造柱對應。此外,對于9層以上的住宅建筑,其結構設計也應按《混凝土異形柱結構技術規程》等相關標準來嚴格執行,從而確保住宅建筑設計的經濟合理。總的來說,民用建筑設計要保證經濟合理性和安全可靠性。
(二)商住樓結構設計中經濟應用性分析
隨著我國經濟的飛速發展和城市商業區的日趨繁榮,出現了大量一層或二層為大空間,上層為住宅的商住樓。這種建筑多是六到七層,從經濟角度考慮,其結構選型為底部框架抗震墻結構。由于這種結構在嚴格按照《建筑抗震設計規范》與《高層民用建筑設計規范》執行的基礎上相對較為經濟,因而被廣泛應用。考慮到民用建筑工程的經濟性因素,建筑底部需要大空間作為商業用房,一般采用二層底部框架抗震墻結構,同時應滿足兩個要求:一是總高度與總層數不超過規范的限值;二是結構選型做到經濟適用。在商住樓設計中最關鍵的就是結構構造設計。在結構構造設計中進行抗震設計時,抗震墻與框架柱對齊,縱橫兩方向設置適當鋼筋混凝土抗震墻,這時要注意抗震墻間距精確到22m,過渡層現澆板厚為120毫米的混凝土樓蓋。上層砌體要按規范標準來設置鋼筋混凝土圈梁,而上層砌體結構在框架柱對應處設置鋼筋混凝土構造柱。與此同時,在設計民用建筑時,既要防止濫用高級建筑材料造成不必要的浪費,還要防止過度節約而造成民用建筑使用功能的不合理。在民用建筑結構構造設計方面,也應大力推廣先進技術,選擇各種新型建筑材料,采用標準化定型構件,為保證建筑安全可靠創造更加有利的條件。
按照以上要求設計出的商住樓,通過對此類商住樓工程設計的經濟應用性分析,其底框結構是正常配筋量,而且結算出的造價較低,屬于較為經濟的民用建筑工程。當此類商住樓工程全面竣工投入使用,驗收時情況良好;根據此類商住樓實際工程的應用情況,社會反響較佳,在投入使用多年后未出現異常裂縫與不均勻沉降現象,可以說結構安全可靠。
結束語
綜上所述,對于民用建筑設計的經濟實用性考慮是十分必要的,尤其是應用廣泛的住宅建筑和商住樓的設計中應合理進行結構選型,并在保證安全可靠的前提下兼顧經濟與實用??梢哉f,這為民用建筑設計以執行規范為前提,保證建筑經濟合理、安全可靠進行了有益嘗試。
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