摘要:近年来随着高层建筑的增多,高层建筑的安全性问题就变成了建筑设计中的一个突出问题,本文就高层建筑安全性方面的设计做了简单阐述。
关键词:高层建筑;安全性设计
前言
随着我国经济的高速发展,城市用地日趋紧张,这就使得高层建筑成为了现阶段建筑设计的主体,它既增加了绿地面积和使用空间又丰富了城市的景观。但高层建筑在美化城市的同时,也给建筑设计师们在设计安全性方面提出了诸多挑战。
1高层建筑工程结构安全性设计原则
1.1合理选择结构方案原则
一个工程设计的成功的关键就是其结构方案的经济合理性,即其结构的体系和形式应该是切实可行的。其有着简捷的传力过程、明确的受力分析,且最好在每个结构单元内使用相同的结构体系,最好规则布置地震区平面和竖向的应力。总之,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案。
1.2选用恰当计算简图原则
所谓结构计算,是以计算简图为基础而进行操作的。计算简图必须要选用合理,稍有不当就会使得结构出现安全事故,所以要想让其建筑工程的结构有更高的安全性,就要求其计算简图选择恰当合理。最好有一定的构造措施对计算简图作保障,让其结构实际与见图之间产生的误差在要求范围内。
1.3选用相应构造措施原则
对于“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”应该始终铭记在心;对于钢筋的直线段锚固长度必须要将温度应力考虑在内;注意其构建的延性性能等等。另外,对于其平面和立面的布置也应该按照对称、规整、均匀的原则进行操作;让整个结构避免出现薄弱层;让整体的抗震防线应该综合考虑;对其极限状态的验算也应该正确使用等。
2高层建筑结构设计安全度现状
高层建筑物由于设计、施工、使用力法、使用年限、遭受不同自然灾害等因素的影响,许多建筑物的安全性有待评定;特别是一此已完工或正在建设中的建筑由于各种因素的影响,建筑物已产生了不同程度的损伤,为此必须进行建筑物安全性鉴定。由于建筑产品的商品化、市场化,建筑物鉴定工作直接与各相关力存在经济利益关系,从而也导致了一些法律问题。
首先,当前的建筑物安全事故,与结构设计可靠度无关。如20世纪50年代的结构设计力法,与现在近似,当时所用的混凝土强度很低,施工手段也很落后,混凝土用人工搅拌,没有振捣器,而当时施工发生安全事故的较少。现在的安全事故与结构设计安全度没有连带关系。其次,我国建筑设计规范中的构造规定尚属恰当。安全规范与国际市场无直接联系,要根据国家政策而定。从实践表现看,我国规范中的构造规定,并非都比别国低。我国规范规定的是最低用钢量,设计者一般根据结构重要性,予以适当提高,所以不能以此来判定我们在工程中的材料用量,更不能以我们的最低值来与人家比。我国规范规定的柱子最小含钢量为0.4%,是不考虑抗地震时的数量,我们大多数城市设计时都考虑抗震,高层建筑更是都要考虑,这时柱子的最小含钢量就是0.5%-1.0%。而且设计单位在设计高层建筑的柱子时,用钢量常比规范要求的还大,因此与国外相比,实际用钢量并不小。
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3 建筑防护安全设计
3.1 台阶、楼梯、坡道、栏杆的安全防护设计
人员密集场所台阶高于0.7m并侧面临空时,应有有效的防护措施,根据人的行走习惯室内台阶的踏步数不应少于两级,且应防滑。
楼梯根据建筑的不同性质楼梯的台阶高宽有所不同,并且楼梯根据设置的不同部位(临空或不临空)、梯井大小、是否水平长度大于0.5m所设置的扶手栏杆高度也有所不同。主要考虑靠近临空部分人员容易跌落,所以栏杆相应较高,而梯井小或非临空部位达到0.9m即可。
坡道主要设置防滑措施,以防雨雪天湿滑引起损伤。
为了防止人员高空坠落,阳台、外廊、室内回廊、内天井、上人屋面以及室外楼梯等临空处应设置防护栏杆,并应符合《民用建筑设计通则》的相应规定。为了防止高空坠物伤人,应在底层出入口上方设置防止坠物的安全措施。
3.2 高层建筑的防盗设计
据报道,近几年来,北京、广州、南京、沈阳、西安等地高层楼房住户被盗贼入户盗窃的事件频频发生,甚至高达30层的住户也未能幸免。资料表明,其中主要途径就是由户外下水管、空调架、楼梯间的外连接横梁或楼房之间的较小通道等可以到达高层住户阳台或窗户,并由此入户。因此,设计中应考虑非封闭阳台是否与公用走道接近,其他结构条件是否有供翻越的可能;以及各种管道是否安装在临近阳台或窗口;设计中各种管道、避雷装置等垂直管线应考虑远离阳台或窗的部位等。同时还应避免相邻两户通过空调或平台等构件相互连通。
3.3高层建筑外墙外保温饰面材料的防护设计
在高层建筑外墙外保温墙面上粘贴面砖,其安全性要求较高,一般情况下饰面粘贴面砖主要应考虑保温系统内各层材料的粘结强度是否满足国家规范标准规定值。但是,与重质墙体基层不同,外保温系统由于内置密度小、强度低的保温层,其形成的复合墙体往往呈现软质基底的特性。且由于外保温系统置于建筑结构的外层,热应力、火、水或水蒸汽、风压、地震等外界作用力直接作用于表面,需要采取相应的安全加固措施,使建筑物和保温系统本身保持必要的安定性,防止出现面层开裂、面砖起鼓、脱落等质量事故。
在外墙外保温墙面上粘贴面砖需要考虑的主要关键技术有:在保护保温层的前提下,要使外保温系统形成一个整体,转移面砖饰面层负荷,改善面砖粘贴基层的强度,达到标准规定要求;要考虑外保温材料的压折比、粘结强度、耐候稳定性等指标以及整个外保温系统材料变形量的匹配性,以释放和消纳热应力或其他应力;要考虑外保温材料的抗渗性以及保温系统的呼吸性和透汽性,避免冻融破坏而导致面砖掉落;要提高外保温系统的防火等级,避免火灾等意外事故出现后产生空腔,使外保温系统在面砖饰面的自重重力作用下出现大面积塌落;要提高外保温系统的抗震和抗风压能力,避免偶发事故出现后的水平方向作用力对外保温系统的破坏。
4结束语
高层民用建筑物由于设计、施工、使用方法、使用年限、遭受不同自然灾害等因素的影响,许多建筑物的安全性有待评定;特别是一些已完工或正在建设中的建筑由于各种因素的影响,高层民用建筑物已产生了不同程度的损伤,因此进行建筑物安全性鉴定是必然的。
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论文作者:张国伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/8
标签:结构论文; 高层建筑论文; 安全性论文; 面砖论文; 建筑物论文; 简图论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第11期论文;