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關(guān)鍵詞:3D;非規(guī)則;坐標(biāo);橢圓;23°
1 工程綜述
遼寧省科技館球幕影院是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的球幕影院之一,其內(nèi)部均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),外部由兩個(gè)不同直徑的鋼結(jié)構(gòu)球殼網(wǎng)架拼裝而成,球幕影院地下部分的弧形墻體一共分為四層,最外邊是正圓砌筑墻,相當(dāng)于整個(gè)球幕影院的內(nèi)部圍護(hù)結(jié)構(gòu),也是最外鋼球外立面的基座,第二道鋼筋混凝土剪力墻體結(jié)構(gòu)也是正圓形,作為小鋼球的基座,大球小球之間為觀眾入場(chǎng)環(huán)廊,又稱“太空走道”,行走其中,如同漫步太空一般,第三道墻體是一個(gè)橢圓筒混凝土墻被一個(gè)23°角的平面切割而成,標(biāo)高圓滑變化由高至低,這圈墻體主要作為球形屏幕生根的基座,他的精度要求是最高的,3D輔助的技術(shù)手段也基本都應(yīng)用到這道墻上,最里側(cè)的第四圈墻體主要是看臺(tái)的圍護(hù)結(jié)構(gòu),由三段非規(guī)則的曲線拼接而成,現(xiàn)場(chǎng)定位難度極大。
2 特點(diǎn)分析
非規(guī)則弧形結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線難度極大,原始點(diǎn)(如圓心、弧頂?shù)龋┐蠖嗲闆r下會(huì)被遮擋,或距離測(cè)量位置較遠(yuǎn)無法引至指定位置。此時(shí)采用簡(jiǎn)單的3D建模來輔助測(cè)量及各環(huán)節(jié)施工具有效率高、化繁為簡(jiǎn)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等明顯優(yōu)勢(shì)。
利用GPS結(jié)合3D模型坐標(biāo),打點(diǎn)定位墻體鋼筋的插筋位置,在精確定位的基礎(chǔ)上,滿足了施工工序,解決了復(fù)雜圓弧結(jié)構(gòu)墻體鋼筋無法在已經(jīng)綁扎的底板鋼筋網(wǎng)片上定位的難題。
非規(guī)則弧形墻段3D建模配合鋼筋、模板放樣,提高了鋼筋模板尺寸的精確性,同時(shí)采用定型模具加工對(duì)墻體頂部壓光收面,為高精設(shè)備安裝創(chuàng)造了有利條件,減少了不必要的返工、或二次施工的浪費(fèi)。
本工藝適用于各類非規(guī)則圓弧混凝土結(jié)構(gòu)施工,如大型主題商場(chǎng)、特殊造型游樂及娛樂場(chǎng)所、體育場(chǎng)館、球形及異形影劇院的內(nèi)部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工等等,特別適用于球形銀幕整體在斜切面弧形墻體之上生根的影院結(jié)構(gòu)類型。
3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)
3.1 工藝流程圖解(見圖1)
3.2 操作要點(diǎn)
(1)非規(guī)則弧形結(jié)構(gòu)施工前最重要的工作就是創(chuàng)建等比例的3D模型,模型主要針對(duì)非規(guī)則弧形墻柱制作,細(xì)部節(jié)點(diǎn)可忽略,模型要求必須用正確坐標(biāo)系的總平面圖為繪制底稿,這樣模型建成后便可將指定位置的平面坐標(biāo)應(yīng)用于前期的測(cè)量施工當(dāng)中。
常規(guī)球幕影院以及球形娛樂場(chǎng)所的主要觀眾區(qū)及控制設(shè)備區(qū)都應(yīng)該為地下結(jié)構(gòu)部分,且弧形墻體一般可分為3到4層(如圖2),最外層(藍(lán)色)一般為用于外立面生根的正圓墻體,墻頂標(biāo)高相同,大多為不連續(xù)弧線段;中間層(紅色)一般為用于室內(nèi)頂棚圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及幕布等特殊結(jié)構(gòu)生根的圓形或橢圓形墻體,墻頂一般為被一定角度的平面所切而成(如圖4);最內(nèi)層(綠色)墻體一般為看臺(tái)、觀眾席結(jié)構(gòu)的維護(hù),大多為不同圓心的弧段拼接而成,墻頂標(biāo)高隨看臺(tái)踏步變化。如有第四層則在最外側(cè),為外球的鋼結(jié)構(gòu)生根所用。
(2)采用GPS定位插筋位置時(shí),首先要考慮測(cè)量環(huán)境,避免風(fēng)速、震動(dòng)等干擾,在單位弧形段取盡量多的點(diǎn)位,以保證整體弧線準(zhǔn)確,被測(cè)點(diǎn)位用提前加工好的簡(jiǎn)易標(biāo)記工具(可用十字標(biāo)記的白鐵皮等)固定于底板鋼筋網(wǎng)片之上,GPS定位結(jié)束后,整體采用經(jīng)緯儀抽測(cè)復(fù)合。
(3)針對(duì)被斜面切割的弧形墻段,可以利用非規(guī)則曲面的展開面,來確定平面尺寸,從而對(duì)該段墻體的豎向鋼筋及模板進(jìn)行放樣,在鋼筋綁扎施工作業(yè)前,可根據(jù)放出的點(diǎn)位,現(xiàn)在底板平面制作弧度控制及豎向鋼筋定距框和限位鋼筋模具,再進(jìn)行插筋,同時(shí)在模型中引測(cè)一定數(shù)量(每500~800mm一個(gè))點(diǎn)位測(cè)出距地高度,并利用橢圓圓心的十字中軸線,找出引測(cè)點(diǎn)在實(shí)際中的位置(詳見圖5),在所有點(diǎn)位制作措施鋼筋棍,采用拉通線的方式將實(shí)際位置連接,形成10~20cm高差參考線,從而控制鋼筋綁扎高度和混凝土澆筑的標(biāo)高,由于特別是球形銀幕的安裝需要有精確的底座作為保證,因此該環(huán)節(jié)的工作顯得尤為重要。
(4)模板加工環(huán)節(jié)首先選取韌性較好的優(yōu)質(zhì)木竹膠板,嚴(yán)格按3D模型展開尺寸進(jìn)行放樣裁切,保證分格縫整齊美觀(特別針對(duì)表面要求清水混凝土效果的弧形墻面)。模板次背楞選用50mm×100mm木方,主背楞選用直徑20三級(jí)鋼筋沿弧度彎曲定型,并用對(duì)拉螺桿卡具鎖死。此方法充分利用了鋼筋的韌性,使弧形墻體的澆筑效果更加美觀。
同時(shí),我們將提前預(yù)制的長(zhǎng)度等同于墻厚的50mm×50mm的混凝土條,按一定間距沿直徑方向放置于兩層模板面板之間,互頂模板以保證弧度的準(zhǔn)確。
針對(duì)圓弧墻體中的圓柱,加工定型半圓柱模板,與外表面模板形成連續(xù)整體。(如圖7所示)
(5)一般情況下按設(shè)計(jì)要求,被斜面切割的弧形墻上部需埋設(shè)若干用于球形銀幕底座的埋件,埋件在埋設(shè)前,由于墻頂混凝土完成面尚未形成,對(duì)于埋件的正確定位必須借助3D模型計(jì)算出埋件對(duì)角的坐標(biāo)(這就要求3D模型必須在總坐標(biāo)正確的平面圖上繪制,且繪制過程中切忌隨意移位),最后利用對(duì)角點(diǎn)坐標(biāo),采用GPS現(xiàn)場(chǎng)將埋件定位后穩(wěn)固焊接在墻體的措施鋼筋上,保證埋件定位的準(zhǔn)確性。
(6)嚴(yán)格按照前期利用3D模型引測(cè)并標(biāo)志在模板上的控制點(diǎn),澆筑墻體混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高以下20mm。預(yù)留砂漿精確收面的可操作厚度。
(7)借助3D模型,制作定型模具,并采用定型Z字形模具(圖9)收面,測(cè)試模具時(shí),將模具卡在圓弧墻最低點(diǎn)與最高點(diǎn),Z字形模具的中間表面應(yīng)該緊貼墻面,嚴(yán)絲合縫,即證明模具制作的精確程度是否合格,隨后沿中軸線的平行方向移動(dòng)模具對(duì)墻頂進(jìn)行高強(qiáng)砂漿的收面工作。舉例說明:如被斜面切割的圓弧墻垂面與此斜面的夾角為67°,則Z型模具的夾角也應(yīng)為67°。(如圖10所示)
4 效益分析
(1)經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析
(2)憑借本工藝的順利執(zhí)行,以及取得的良好施工效果,僅球幕影院部分在模板定制加工,二次植筋打孔,人工放樣等多個(gè)方面共節(jié)約工期約30d,受到業(yè)主的嘉獎(jiǎng),為影院部分的鋼結(jié)構(gòu)施工更早的提供了作業(yè)面。
(3)同時(shí)憑借此工藝在內(nèi)的新技術(shù)展示,遼寧省科技館工程榮獲了遼寧省科技示范工程的榮譽(yù)稱號(hào)。為同類工程提供了更加合理簡(jiǎn)便的施工經(jīng)驗(yàn)。
(4)簡(jiǎn)易的模板體系,就地取材,為整體工程節(jié)約了大量的鋼材、吊裝設(shè)備、能源消耗,同時(shí)采用3D建模放樣也能極大的節(jié)約施工用地。
(5)該體系也同樣降低了施工過程中的噪聲污染,避免的工廠加工材料的遠(yuǎn)途運(yùn)輸污染。
5 總 結(jié)
關(guān)鍵詞:高層建筑;不規(guī)則性;偏心距;抗扭剛度比
中圖分類號(hào):TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)了人們物質(zhì)和精神生活水平的不斷提高,人們對(duì)社會(huì)物質(zhì)、文化的需求不斷增加。在人類審美觀的不斷改變和提升的大環(huán)境下,當(dāng)代高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也從以前的規(guī)則性、對(duì)稱性逐漸向不規(guī)則、多樣性轉(zhuǎn)變。
一、高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)的分類
高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)大致可以分為兩類,即豎直方向不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型和平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型。其中,豎直方向不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型包括側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變、樓層間質(zhì)量突變等。平明不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型包括有扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凸凹不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)等。下面,是這些分類的詳細(xì)介紹。
(一)高層建筑物中側(cè)向剛度結(jié)構(gòu)不規(guī)則:判斷的依據(jù)是本樓層中側(cè)向剛度取值是否小于該樓層相鄰上層側(cè)向剛度平均值的70%,或者小于本樓層上面相鄰的三個(gè)樓層該值平均值的80%,除去頂層不包括在內(nèi),樓層局部收進(jìn)的水平方向數(shù)值不小于與本層相鄰下一層的25%。
(二)高層建筑物中豎向抗側(cè)力部分構(gòu)件不連續(xù):判斷標(biāo)準(zhǔn)是豎直方向上的部分抗側(cè)力構(gòu)件自身的內(nèi)力,借助水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件使之向下傳遞。
(三)樓層承載力突變:判斷承載力是否突變的標(biāo)準(zhǔn)是樓層之間的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)抗剪力數(shù)值小于與其相鄰上層該值的80%。
(四)樓層間質(zhì)量突變的判斷標(biāo)準(zhǔn)是:本樓層的質(zhì)量大于與其相鄰的下面一個(gè)樓層質(zhì)量的1.5倍。
(五)高層建筑物樓板扭轉(zhuǎn)不規(guī)則:判斷依據(jù)是本樓層彈性水平位移的最大值要大于其兩端處彈性水平位移的平均值的1.2倍,或者本樓層最大的層間位移要大于其兩端處的層間位移的平均值的1.2倍。
(六)高層建筑物樓板凹凸不規(guī)則:判斷標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)一側(cè)(如客廳、儲(chǔ)物室的降板)尺寸大于該樓板投影方向上面總尺寸的30%。
(七)高層建筑物樓板局部產(chǎn)生不連續(xù):判斷的依據(jù)是本層樓板設(shè)計(jì)尺寸與平面剛度是否發(fā)生急劇突然的變化。如樓梯局部反梁結(jié)構(gòu)突起部位是否出現(xiàn)不連續(xù)的情況。
二、高層建筑不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取的對(duì)策
(一)減少建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。相關(guān)技術(shù)研究表明:在地震中,那些平面不規(guī)則性高層建筑更易受到破壞,因?yàn)椴灰?guī)則性高層建筑其剛度偏心、質(zhì)量、承載力、抗扭轉(zhuǎn)度過于脆弱,所以,稍有風(fēng)險(xiǎn),其穩(wěn)定性就面臨挑戰(zhàn)。其中,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞作用是最強(qiáng)的。因此,在進(jìn)行高層建筑不規(guī)則性設(shè)計(jì)時(shí),需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)加以限制,防止建筑物內(nèi)部出現(xiàn)較大程度的偏心狀況給建筑帶來的破壞。
目前,常用的限制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的措施有:對(duì)建筑結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性嚴(yán)加限制,這樣才有可能避免產(chǎn)生過大的偏心,進(jìn)而限制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的出現(xiàn);在可能范圍內(nèi)提高建筑結(jié)構(gòu)物的扭轉(zhuǎn)剛度,防止建筑物過于脆弱,有效減少建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
(二)減小建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的相對(duì)偏心距??茖W(xué)研究表明,建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與相對(duì)偏心距是呈線性關(guān)系的,因此,通過調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的平面布置改變建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛心,使之最大程度地接近,可以有效縮小樓層的位移比,進(jìn)而改善建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。通過長(zhǎng)期的工程實(shí)踐得出的有效減小建筑結(jié)構(gòu)偏心距的常用方法有:先通過準(zhǔn)確的初步計(jì)算,找到結(jié)構(gòu)的剛心和質(zhì)心,調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)平面布置的不對(duì)稱性,運(yùn)用有關(guān)數(shù)據(jù),判斷建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度分布,最后適當(dāng)增減偏離質(zhì)心的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
(三)提高建筑物抗扭構(gòu)件的抗剪力 。要想讓建筑物在強(qiáng)烈的震動(dòng)或變形的情況下依然保證安全,僅僅依靠調(diào)整結(jié)構(gòu)布置顯然是不夠的,因?yàn)榻ㄖ镌诜菑椥詴r(shí)期,對(duì)稱性建筑結(jié)構(gòu)的雙向水平地震作用會(huì)隨著形態(tài)的變化而偏心。而不規(guī)則性高層建筑要充分考慮其建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,提高、強(qiáng)化建筑物抗扭構(gòu)件的抗剪力,方能使建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震、變形情況下保持整體彈性狀態(tài),保證對(duì)建筑的損害降至最低。
(四)優(yōu)化高層建筑物結(jié)構(gòu)的抗扭剛度與抗側(cè)剛度之比 。相關(guān)研究表明:高層建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)中扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和結(jié)構(gòu)周期之比的二次方基本成一種線性的關(guān)系。所以,在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),適當(dāng)減少建筑物的結(jié)構(gòu)周期,可以增加建筑物周邊連梁的剛度。如,在做剪力墻時(shí),在條件允許的情況下,盡量加厚剪力墻的寬度和厚度,尤其是那些距離剛心比較遠(yuǎn)的剪力墻,更要采取必要的加護(hù)措施。一般來說,加大結(jié)構(gòu)抗扭剛度的做法是在建筑結(jié)構(gòu)邊上增設(shè)拉梁,并盡量縮小建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期,以上方式都可以達(dá)到增加周邊連梁剛度的目的。
(五)加設(shè)防震縫,減小地震帶來的破壞。在實(shí)際工程中,由于受到地質(zhì)、地形等環(huán)境條件的限制,很多平面結(jié)構(gòu)無法設(shè)計(jì)成規(guī)則的結(jié)構(gòu),在這種情況下,設(shè)置規(guī)范的防震縫,可以將結(jié)構(gòu)分成比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元,進(jìn)而提高建筑的整體抗震能力。因此,在工程中,尤其是不規(guī)則高層建筑設(shè)計(jì)中增設(shè)一定的防震縫是很有必要的。防震縫增設(shè),要注意以下問題:若需要設(shè)置防震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)體系存在較大的差異時(shí),或地震反應(yīng)效應(yīng)顯著不同時(shí),防震縫的寬度設(shè)計(jì)時(shí),要多考慮薄弱一側(cè)的架構(gòu)構(gòu)件;當(dāng)相鄰建筑構(gòu)建基礎(chǔ)沉降量較大時(shí),防震縫可以設(shè)置成兼具沉降縫作用的抗震縫。具體情況如何,需要設(shè)計(jì)師合理分析,全權(quán)把握。
相對(duì)規(guī)則建筑而言,高層不規(guī)則性建筑的設(shè)計(jì)和施工對(duì)安全性、競(jìng)技性、合理性提出了更高的要求。因此,建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行高層不規(guī)則性建筑設(shè)計(jì)時(shí),要重點(diǎn)考慮建筑物的薄弱構(gòu)件環(huán)節(jié),不斷提高、強(qiáng)化控制手段,為高層不規(guī)則性建筑的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:不規(guī)則性;抗扭剛度比; 偏心距
中圖分類號(hào): TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來越高,在工程中,由于會(huì)考慮各種不同的環(huán)境、條件等,導(dǎo)致建筑物不可能絕對(duì)的規(guī)則和對(duì)稱。建筑物的不規(guī)則性一般表現(xiàn)在:平面凸凹的不規(guī)則、局部樓板的不連續(xù)、不規(guī)則以及建筑物自身在豎向剛度上的不連續(xù)性、不規(guī)則等。實(shí)際工程中必須比較準(zhǔn)確的判斷建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則位置,只有這樣才不會(huì)影響到對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的建模、確定建筑結(jié)構(gòu)的一系列布置方案、以及確定建筑物本身比較薄弱的地方,進(jìn)而在一定程度上提高整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的合理性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性。不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)會(huì)引起結(jié)構(gòu)在水平方向上的偏心側(cè)力,而進(jìn)一步產(chǎn)生一定的扭轉(zhuǎn)變形,不利于結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力,同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致成本的較大增加。所以設(shè)計(jì)者需要盡可能的將建筑結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)為對(duì)稱、規(guī)則的以便提高建筑物本身的一些結(jié)構(gòu)性能。
一、高層建筑中不規(guī)則建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國(guó)科技技術(shù)水平的逐步提升,我國(guó)建筑行業(yè)也在不斷的發(fā)展。隨著城市的不斷擴(kuò)建,設(shè)計(jì)者們?yōu)榱擞铣鞘薪ㄔO(shè)的發(fā)展需求,他們已經(jīng)逐步更新了自己以往建筑物必須要對(duì)稱、規(guī)則的觀念,他們正試著建造一些標(biāo)新立異、新穎別致、獨(dú)樹一幟的建筑,如非對(duì)稱、不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)物。隨著人們的觀念的轉(zhuǎn)變,現(xiàn)如今大城市中出現(xiàn)了許許多多的復(fù)雜體型和不規(guī)則結(jié)構(gòu),這種趨勢(shì)在某種程度上代表了我國(guó)以后建筑的發(fā)展方向。
雖然這些不對(duì)稱、不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)給城市增添不少亮麗的風(fēng)景,但是它們的設(shè)計(jì)與建造卻給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員以及施工人員帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
二、建筑業(yè)中不規(guī)則的結(jié)構(gòu)類型
結(jié)構(gòu)類型可以大體的分為兩類:(1)平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型,其包含的有扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凸凹不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)等;
(2)豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型,其包含的有側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變、樓層間質(zhì)量突變等。以下是常見判斷兩種不規(guī)則類型標(biāo)準(zhǔn)的具體介紹。
1.平面不規(guī)則的類型
(1)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則:判斷標(biāo)準(zhǔn)是每一樓層自身最大的彈性水平位移大于該樓層兩端的彈性水平位移平均值的1.2倍,或者是最大的層間位移大該樓層兩端層間位移平均值的1.2倍。(2)凹凸不規(guī)則:判斷標(biāo)準(zhǔn)是建筑結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)一側(cè)的尺寸大于其投影方向上總尺寸的30%。(3)樓板局部的不連續(xù):判斷的標(biāo)準(zhǔn)是樓板的尺寸以及平面剛度發(fā)生急劇的變化。
2.豎向不規(guī)則的類型
(1)側(cè)向剛度不規(guī)則:判斷的標(biāo)準(zhǔn)是該樓層的側(cè)向剛度值大小小于與其相鄰上一樓層的70%,或者小于該樓層以上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80%,排除頂層不算,樓層局部收進(jìn)的水平向尺寸大于其相鄰下一層的25%。(2)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù):判斷標(biāo)準(zhǔn)是豎直方向上的抗側(cè)力構(gòu)件的內(nèi)力通過水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件而向下傳遞。(3)樓層承載力突變:判斷標(biāo)準(zhǔn)是層間的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪程度小于其上一層的80%。(4)樓層間質(zhì)量突變:判斷標(biāo)準(zhǔn)是樓層質(zhì)量大于相鄰下一樓層質(zhì)量的1.5倍。
三、不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)采取的措施
由相關(guān)技術(shù)人員的一系列研究表明:在地震中容易受到破壞的建筑結(jié)構(gòu)往往是那些平面存在不規(guī)則性,并且建筑物的質(zhì)量與剛度偏心以及抗扭轉(zhuǎn)剛度太弱的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過技術(shù)人員的進(jìn)一步研究表明:扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞應(yīng)該是特別嚴(yán)重的。所以在實(shí)際工程中需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)加以限制,常用的限制方法可以歸為如下:(1)盡可能的限制建筑結(jié)構(gòu)的平面不規(guī)則布置,只有這樣才可以在一定程度上避免產(chǎn)生過大的偏心,而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生比較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。(2)在一定范圍內(nèi)盡可能的提高建筑結(jié)構(gòu)物的扭轉(zhuǎn)剛度,防止它太弱。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)可以由以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tc與平動(dòng)為主的第一自振周期T1之比來大致的判定,當(dāng)上述兩種周期比較接近時(shí),由于振動(dòng)耦連的影響,建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)明顯增大。減少建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)具體的一些方法如下。
1.減小建筑結(jié)構(gòu)的相對(duì)偏心距。
相關(guān)研究表明建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與相對(duì)偏心距在一定程度上是成線性關(guān)系的,如果想要改善建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),以及進(jìn)一步的縮小樓層的位移比,則可以通過調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的平面布置,進(jìn)而使得建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛心可以更加的接近。實(shí)踐工程中減小建筑結(jié)構(gòu)偏心距的常用方法有:① 調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則性布置應(yīng)該是在初步計(jì)算分析后才進(jìn)行,通過初步計(jì)算的結(jié)果找到建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心、剛心,同時(shí)需要做的便是通過相關(guān)數(shù)據(jù)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比較準(zhǔn)確的判斷建筑結(jié)構(gòu)的剛度分布,最后在適當(dāng)?shù)脑鰷p距質(zhì)心較遠(yuǎn)的抗側(cè)力構(gòu)件。
2.調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度和抗扭剛度比。
由相關(guān)研究表明:建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與結(jié)構(gòu)周期比的平方的關(guān)系基本上是線性的關(guān)系,所以在設(shè)計(jì)建筑物時(shí),可以考慮適當(dāng)?shù)臏p小建筑結(jié)構(gòu)的周期。在做剪力墻時(shí),則需要在合理的范圍內(nèi)盡量的加長(zhǎng)或者增厚周邊剪力墻,特別需要重視的是那些離剛心最遠(yuǎn)處的剪力墻。加大結(jié)構(gòu)抗扭剛度的一般做法是在建筑結(jié)構(gòu)邊上設(shè)拉梁,同時(shí)縮小建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)周期,還可以通過增加周邊連梁的剛度來實(shí)現(xiàn)。
3.提高周邊抗扭構(gòu)件抗剪力。
要保證建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈震動(dòng)下依然安全,那么只靠調(diào)整結(jié)構(gòu)布置是不夠的。相關(guān)技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)得到了如下的結(jié)論,即:
當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)處于非彈性時(shí)期時(shí),對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)受到雙向水平地震作用便會(huì)隨形態(tài)變化的而偏心。如果考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,則應(yīng)該強(qiáng)化那些受抗扭效應(yīng)制約構(gòu)件的抗剪性能,以便使得建筑結(jié)構(gòu)可以在強(qiáng)震作用下保持整體彈性狀態(tài)。
4.較小地震帶來的破壞,設(shè)置防震縫。
在實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)遇到平面形狀比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu),由于受到條件的限制導(dǎo)致不能把平面結(jié)構(gòu)布置成規(guī)則的結(jié)構(gòu),此時(shí)便可以通過設(shè)置一定的防震縫將結(jié)構(gòu)分成比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元。在工程中適當(dāng)?shù)脑O(shè)置防震縫是十分有必要的,如:①需要設(shè)置抗震縫兩側(cè)的結(jié)構(gòu)體系迥異或地震反應(yīng)效應(yīng)顯著不同時(shí)時(shí),抗震縫的寬度便需要考慮不利一側(cè)的結(jié)構(gòu);② 當(dāng)相鄰建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)沉降量較大時(shí),可以設(shè)置兼做沉降縫的的抗震縫。
四、結(jié)束語
實(shí)際工程中,建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性的判斷會(huì)再一定程度上直接影響建筑結(jié)構(gòu)的建模、建筑結(jié)構(gòu)的一系列布置、薄弱樓層等,而間接的影響整體建筑結(jié)構(gòu)的布置是否經(jīng)濟(jì)、合理、安全。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)不規(guī)則的建筑物時(shí),需要盡量的減小或者避免建筑結(jié)構(gòu)比較容易出現(xiàn)薄弱的部位,同時(shí)做到強(qiáng)化那些薄弱部位。現(xiàn)如今對(duì)于不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)的分析還有很多問題需要解決。但是隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷發(fā)展,會(huì)出現(xiàn)更多更好的方法來確定不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型,進(jìn)而更加真實(shí)的模擬實(shí)際情況的工況。
參考文獻(xiàn)
[1] GB 50011-2010.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.
關(guān)鍵詞:建筑工程;建筑面積;規(guī)范;規(guī)則
1建筑面積的概念
建筑面積亦稱建筑展開面積,是指建筑物各層面積之和。建筑面積包括使用面積、輔助面積和結(jié)構(gòu)面積。使用面積是指建筑物各層平面布置中,可直接為生產(chǎn)或生活使用的凈面積之和。居室凈面積在民用建筑中,亦稱“居住面積”。輔助面積,是指建筑物各層平面布置中為輔助生產(chǎn)或生活所占凈面積總和,使用面積與輔助面積的總和稱為“有效面積”。結(jié)構(gòu)面積是指建筑物各層平面布置中的墻體、柱、垃圾道、通風(fēng)道、附屬煙囪等結(jié)構(gòu)所占面積的總和。
2建筑面積的作用
建筑面積是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)一定時(shí)期內(nèi)完成建筑面積的多少,也標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r、人民生活居住條件的改善和文化生活福利設(shè)施發(fā)展的程度。
建筑面積在編制工程建設(shè)概算時(shí),是計(jì)算工程量的基礎(chǔ),如計(jì)算出建筑面積之后,利用這個(gè)基數(shù),就可以計(jì)算地面抹灰、室內(nèi)填土、地面墊層平整場(chǎng)地等項(xiàng)目的工程量及其價(jià)值。
建筑面積作為結(jié)構(gòu)工程量的計(jì)算基礎(chǔ),不僅重要,而且也是一項(xiàng)需要認(rèn)真對(duì)待和細(xì)心計(jì)算的工作,任何粗心大意都會(huì)造成計(jì)算上的錯(cuò)誤,不但會(huì)造成結(jié)構(gòu)工程量計(jì)算上的偏差,也會(huì)直接影響概預(yù)算造價(jià)的準(zhǔn)確性,造成人力、物力和國(guó)家建設(shè)資金的浪費(fèi)及大量建筑材料的積壓。
建筑面積與使用面積、輔助面積、結(jié)構(gòu)面積之間存在著一定的比例關(guān)系,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),都應(yīng)在計(jì)算建筑面積的基礎(chǔ)上再分別計(jì)算出結(jié)構(gòu)面積、有效面積及諸如平面系數(shù)、土地利用系數(shù)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。有了建筑面積,才有可能計(jì)算單位建筑面積的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如工程總價(jià)值除以總建筑面積,就是單位工程每平方米建筑面積的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)或稱單方造價(jià)(元/m2),
建筑面積的計(jì)算對(duì)于建筑施工企業(yè)實(shí)行內(nèi)部經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任制、投標(biāo)報(bào)價(jià)編制施工組織設(shè)計(jì)、配備施工力量、成本核算及物資供應(yīng)等,都具有重要意義。
3建筑面積計(jì)算的規(guī)范
隨著我國(guó)加入世界貿(mào)易組織,建設(shè)工程全面實(shí)行工程量清單計(jì)價(jià)已是大勢(shì)所趨。工程量清單計(jì)價(jià)屬于全面成本管理的范疇,其思路是“統(tǒng)一計(jì)算規(guī)則,有效控制數(shù)量,徹底放開價(jià)格,正確引導(dǎo)企業(yè)自主報(bào)價(jià),市場(chǎng)有序競(jìng)爭(zhēng)形成價(jià)格”。所以,有一個(gè)完善、合理的計(jì)算規(guī)則,對(duì)建筑市場(chǎng)規(guī)范、健康發(fā)展就顯得十分重要,但是以往的建筑面積計(jì)算規(guī)則,存在很多有爭(zhēng)議的地方,為了解決這些問題,2005年,中華人民共和國(guó)建設(shè)部編制了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程建設(shè)面積計(jì)算規(guī)范》(GB/T50353—2005)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》),并規(guī)定自2005年7月1日起執(zhí)行,這充分標(biāo)志著國(guó)家對(duì)規(guī)范建筑面積計(jì)算規(guī)則進(jìn)入了一個(gè)新的階段。
3.1建筑面積計(jì)算規(guī)范與規(guī)則的比較
3.1.1單層建筑物的建筑面積計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定:單層建筑物的建筑面積,應(yīng)按其外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)水平面積計(jì)算。單層建筑物高度在2.2m及以上者計(jì)算全面積,高度不足2.2m者計(jì)算1/2面積。利用坡屋頂內(nèi)空間凈高超過2.1m的部位應(yīng)計(jì)算全面積;凈高在1.2m~2.1m的部位應(yīng)計(jì)算1/2面積;凈高不足1.2m的部位不應(yīng)計(jì)算面積。
規(guī)則規(guī)定:單層建筑物不論其高度均按一層計(jì)算,其建筑面積按建筑物外墻勒腳以上的水平面積計(jì)算。并未明確利用坡屋頂內(nèi)空間時(shí)建筑面積的計(jì)算方法。
另外,值得注意的是,規(guī)范比規(guī)則更加突出了高度在建筑面積計(jì)算中的控制作用(高度在2.2m以上者計(jì)算全面積;高度不足2.2m者計(jì)算1/2面積),還有很多部位的建筑面積均是依據(jù)其凈高分3類(凈高超過2.1m的部位計(jì)算全面積;凈高在1.2m~2.1m的部位計(jì)算1/2面積;凈高不足1.2m時(shí)不計(jì)算面積)進(jìn)行計(jì)算,如多層建筑坡屋頂內(nèi)、場(chǎng)館看臺(tái)下等。
3.1.2多層建筑物的建筑面積計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定:多層建筑物首層應(yīng)按其外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)水平面計(jì)算二層及以上樓層應(yīng)按其外墻結(jié)構(gòu)水平面積計(jì)算。層高在2.2m及以上者應(yīng)計(jì)算全面積;層高不足2.2m者應(yīng)計(jì)算1/2面積。
規(guī)則規(guī)定:多層建筑物建筑面積按各層建筑面積之和計(jì)算,其首層建筑面積按外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)的水平面積計(jì)算,二層及二層以上按外墻結(jié)構(gòu)的水平面積計(jì)算。
由比較可見,《規(guī)范》將多層建筑物按其層高,以2.2m為界分兩類進(jìn)行計(jì)算,而規(guī)則并沒有突出層高高度在計(jì)算建筑面積中的作用。
另外,《規(guī)范》中,以高度2.2m為界分兩類進(jìn)行計(jì)算建筑面積的還有:單層建筑物內(nèi)局部樓層;建于坡地的建筑物吊腳架空層,設(shè)計(jì)加以利用并有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深基礎(chǔ)架空層地下室、半地下室、回廊,有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的架空走廊、落地櫥窗、門斗、挑廊、檐廊、眺望門,不垂直于水平面而走出底板外沿的建筑物;舞臺(tái)燈光控制室;建筑物頂部有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的樓梯間、水箱間、電梯機(jī)房等。[
.1.3立體書庫(kù)和立體倉(cāng)庫(kù)與立體車庫(kù)的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定:立體書庫(kù)、立體車庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù),無結(jié)構(gòu)層的應(yīng)按一層計(jì)算,有結(jié)構(gòu)層的應(yīng)按其結(jié)構(gòu)層面積分別計(jì)算。層高在2.2m及以上者應(yīng)計(jì)算分面積;層高不足2.2m者應(yīng)計(jì)算1/2面積。規(guī)則規(guī)定:書庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)有結(jié)構(gòu)層的,按結(jié)構(gòu)層計(jì)算建筑面積;沒有結(jié)構(gòu)層的,按承重書架層或貨架層計(jì)算建筑面積。
由比較可見:立體書庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)、立體車庫(kù)無結(jié)構(gòu)層的計(jì)算建筑面積,《規(guī)范》與規(guī)則存在很大差別,一個(gè)是按一層計(jì)算,一個(gè)是按承重書架層或貨架層計(jì)算。
3.1.4陽臺(tái)的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定:建筑物的陽臺(tái)(不論封閉與否)均應(yīng)按其水平投影面積的1/2計(jì)算。
規(guī)則規(guī)定:封閉陽臺(tái)按其水平投影面積計(jì)算建筑面積;凹陽臺(tái)、挑陽臺(tái)按其水平投影面積的一半計(jì)算建筑面積。
顯而易見,規(guī)范的此條規(guī)定解決了陽臺(tái)建筑面積在以往房屋買賣中出現(xiàn)的很多爭(zhēng)議。
3.1.5有永久性頂蓋的室外樓梯的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定有永久性頂蓋的室外樓梯,應(yīng)按建筑物自然層的水平投影面積的1/2計(jì)算;而規(guī)則規(guī)定室外樓梯,按自然層投影面積之和計(jì)算建筑面積。
3.1.6有永久性頂蓋無圍護(hù)結(jié)構(gòu)的車棚和貨棚等以及雨篷的計(jì)算《規(guī)范》規(guī)定:有永久性頂蓋無圍護(hù)結(jié)構(gòu)的車棚、貨棚、站臺(tái)、加油站、收費(fèi)站、場(chǎng)館看臺(tái)等,應(yīng)按其頂蓋水平投影面積的1/2計(jì)算?!兑?guī)范》規(guī)定:雨篷結(jié)構(gòu)的外邊線至外墻結(jié)構(gòu)外邊線的寬度超過2.1m者,應(yīng)按雨篷結(jié)構(gòu)板的水平投影面積的1/2計(jì)算。
規(guī)則規(guī)定:有柱的雨篷、車棚、貨棚、站臺(tái)等,按柱水平面積計(jì)算建筑面積;獨(dú)立柱的雨篷、單排柱的車棚、貨棚、站臺(tái)等,按其頂蓋水平投影面積的一半計(jì)算建筑面積。
《規(guī)范》計(jì)算建筑面積更加簡(jiǎn)便,取消了有無柱的說明,改變?yōu)榘错斏w和結(jié)構(gòu)板的水平投影面積考慮。
3.1.7建筑物通道的計(jì)算
《規(guī)范》明確規(guī)定建筑物的通道,指樓層部分跨在人行道上的臨街樓房的底層和有道路穿過建筑空間的樓層,不計(jì)算建筑面積;而規(guī)則規(guī)定可計(jì)算建筑面積。
3.1.8其他
《規(guī)范》規(guī)定建筑物外墻外側(cè)有保溫隔熱層的,應(yīng)按保溫隔熱層外邊線計(jì)算建筑面積;而規(guī)則不計(jì)算保溫層厚度所占的建筑面積?!兑?guī)范》增加了以幕墻為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑物,應(yīng)按幕墻外邊線掛牌建筑面積。
3.2建筑面積計(jì)算規(guī)范的優(yōu)點(diǎn)
(1)《規(guī)范》更加細(xì)化。例如,在計(jì)算單層建筑物和多層建筑物的建筑面積時(shí),更多的地方都用到了層高高度或凈高,并分為3個(gè)界限:計(jì)算全部建筑面積;計(jì)算1/2建筑面積;不計(jì)算建筑面積。
(2)《規(guī)范》更加簡(jiǎn)便、明確。例如:計(jì)算雨篷、車棚、貨棚、站臺(tái)等建筑面積時(shí),取消了有柱與無柱的界限,使計(jì)算起來更加簡(jiǎn)便。
(3)《規(guī)范》更加合理。例如:陽臺(tái)的計(jì)算,不論其設(shè)置形式如何,一律按其水平投影面積的1/2計(jì)算,避免了以往的許多爭(zhēng)端。
4結(jié)語
建筑面積的計(jì)算絕不是單純的計(jì)算工作,它不僅為編制概預(yù)算、撥款、與貸款提供指標(biāo),同時(shí),對(duì)建筑面積的合理利用,合理進(jìn)行平面布局,充分利用建筑空間,不斷促進(jìn)設(shè)計(jì)部門、施工企業(yè)及建設(shè)單位加強(qiáng)科學(xué)管理,降低工程造價(jià),提高投資經(jīng)濟(jì)效果等都具有很重要的意義。[論/文/網(wǎng)LunWenNet/Com]
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]建筑;結(jié)構(gòu);不規(guī)則性
中圖分類號(hào):TU353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)17-0106-01
引言
建筑工程中,由于各種原因的限制,在建造過程中,會(huì)因?yàn)椴煌沫h(huán)境和地質(zhì)條件,而導(dǎo)致建筑體不能完全成為規(guī)則的圖形,不對(duì)稱現(xiàn)象比較常見。以著名的央視大樓為例,它就是一個(gè)典型的不規(guī)則建造體,但卻完美體現(xiàn)了建筑師和設(shè)計(jì)者別具匠心的設(shè)計(jì)理念,堪稱建筑設(shè)計(jì)中的重要代表。建筑工程的中的不規(guī)則性主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面:建筑表面的凹凸不平、局部建筑的不連續(xù)性、整體建筑的不規(guī)則性和橫豎向的不連續(xù)。這就要求在具體施工過程中,務(wù)必準(zhǔn)確地把握建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和不規(guī)則位置,充分論證其受力情況,只有這樣才能保證不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的建模、設(shè)計(jì)方案和建筑物本身的抗震性等多方面造成問題造成影響,從而提高整個(gè)建筑物的承受壓力、安全合理性以及經(jīng)濟(jì)性。
1 建筑結(jié)構(gòu)中不規(guī)則建筑的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷提高,建筑設(shè)計(jì)理念也在不斷運(yùn)用到城市建設(shè)中來,越來越多的建筑物一改單調(diào)、規(guī)則、對(duì)稱的建筑風(fēng)格和建筑結(jié)構(gòu),追求著不斷創(chuàng)新和獨(dú)樹一幟的建筑設(shè)計(jì)風(fēng)格,而非對(duì)稱性和不規(guī)則結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為當(dāng)前城市建筑物的主流和發(fā)展方向。隨著人們觀念的不斷轉(zhuǎn)變,許多大城市中以其獨(dú)特的建筑風(fēng)格,贏得了人們的普遍關(guān)注。當(dāng)然,在這些光鮮的建筑背后,卻是設(shè)計(jì)者和建造者們良苦用心的結(jié)果,他們經(jīng)歷了非常多的嚴(yán)峻考驗(yàn)。
2 建筑結(jié)構(gòu)中的不規(guī)則類型
建筑結(jié)構(gòu)類型一般可以分為兩個(gè)大類:豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)和平面不規(guī)則類型。豎向不規(guī)則類型的建筑結(jié)構(gòu)主要包含:側(cè)向剛度不規(guī)則、樓層承載力的突變和豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)性等;平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)類型主要包含:扭轉(zhuǎn)的不規(guī)則、平面凹凸的不規(guī)則和各別樓板不連續(xù)等。下面主要介紹者兩種常見的不規(guī)則結(jié)構(gòu)的具體介紹。
2.1 豎向不規(guī)則的結(jié)構(gòu)類型判斷
第一,側(cè)向剛度的不規(guī)則。判斷此種類型的不規(guī)則結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)是確定樓層之間的側(cè)向剛度值小于相鄰上一樓層的側(cè)向剛度值的百分之七十,或者小于該樓層連著向上三個(gè)樓層平均側(cè)向剛度值的百分之百十,當(dāng)然頂層不能按此方法計(jì)算。同時(shí),樓層個(gè)別地方水平收縮的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)大于與之相鄰的下一層的百分之二十五。第二,豎向抗側(cè)力構(gòu)件的不連續(xù)情況的判斷標(biāo)準(zhǔn)是考察數(shù)值方向的抗側(cè)力構(gòu)件是否通過水平力的轉(zhuǎn)換而不斷地向下傳遞力;第三,樓層間的承載力突變判斷標(biāo)準(zhǔn)是樓層間的受剪程度小于與之相鄰的上一樓層的百分之八十;第四,樓層間質(zhì)量的突變判斷標(biāo)準(zhǔn)是樓層質(zhì)量要大于與其相鄰的下一層總質(zhì)量的1.5倍。
2.2 平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)類型判斷
第一,扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的不規(guī)則判斷依據(jù)為:每一個(gè)樓層的自身最大限度的彈性水平位移尺寸必須大于緊鄰跟樓層兩個(gè)端點(diǎn)的彈性水平位移值的1.2倍,也或者是考察最大的層間位移值是兩端層間位移平均值的1.2倍;第二,凹凸結(jié)構(gòu)的不規(guī)則判斷方法是判斷該建筑結(jié)構(gòu)的凹進(jìn)去一側(cè)的尺寸是否大于其投影上總尺度的百分之三十;第三,樓板局部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是考察樓板的尺寸和平面剛度發(fā)生急劇變化的程度。
3 不規(guī)則結(jié)構(gòu)的建筑應(yīng)當(dāng)采取的主要措施
在實(shí)際建筑施工過程中,相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)于不規(guī)則結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和研究,通過這些研究表明:那些不耐抗震的建筑物,其結(jié)構(gòu)往往是那些結(jié)構(gòu)不太規(guī)則的建筑體和那些建筑物質(zhì)量與剛度偏離以及那些抗扭轉(zhuǎn)剛度太弱的結(jié)構(gòu)要素。在進(jìn)一步研究中,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn),扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)建筑物的破壞是最大的。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過程中,必須加強(qiáng)對(duì)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的限制,通常的使用方法有以下幾個(gè)方面。首先,要盡可能限制建筑結(jié)構(gòu)的平面上的不規(guī)則設(shè)計(jì),只有這樣設(shè)計(jì)才能夠在一定范圍內(nèi)限制產(chǎn)生過大的偏心力,從而導(dǎo)致建筑整體產(chǎn)生比較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)及力度;其次,為了提高建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度,可以在一定范圍內(nèi)防止其太弱,造成結(jié)構(gòu)之間的錯(cuò)位。建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)由扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期和平動(dòng)為主的第一自振周期的比值進(jìn)行大致評(píng)估。當(dāng)這兩種效應(yīng)的扭轉(zhuǎn)周期趨于接近時(shí),鑒于振動(dòng)耦連的作用,建筑體的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)相應(yīng)的增大。因此必須注重減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的值,具體采取的措施主要有以下幾個(gè)方面。
(1)盡量減少建筑體的偏心距。有大量的實(shí)踐證明,建筑體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)往往與其相對(duì)偏心距在某種程度上具有一定線性關(guān)系。倘若要進(jìn)一步改變建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),必須縮小樓層之間的位移比,因此可以通過將建筑物的平面位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,便可以使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛心更加接近。實(shí)踐過程中,通常可以采用兩種方式減少建筑結(jié)構(gòu)的偏心距。
(2)調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)平面的不規(guī)則性布置應(yīng)該是在初步計(jì)算分析后才進(jìn)行,通過初步計(jì)算的結(jié)果找到建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)心、剛心,同時(shí)需要做的便是通過相關(guān)數(shù)據(jù)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比較準(zhǔn)確的判斷建筑結(jié)構(gòu)的剛度分布,最后在適當(dāng)?shù)脑鰷p距質(zhì)心較遠(yuǎn)的抗側(cè)力構(gòu)件。
(3)調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度和抗扭剛度比。由相關(guān)研究表明:建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與結(jié)構(gòu)周期比的平方的關(guān)系基本上是線性的關(guān)系,所以在設(shè)計(jì)建筑物時(shí),可以考慮適當(dāng)?shù)臏p小建筑結(jié)構(gòu)的周期。在做剪力墻時(shí),則需要在合理的范圍內(nèi)盡量的加長(zhǎng)或者增厚周邊剪力墻,特別需要重視的是那些距離剛心最遠(yuǎn)處的剪力墻。
(4)提高周邊抗扭構(gòu)件抗剪力。要保證建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈震動(dòng)下依然安全,那么只靠調(diào)整結(jié)構(gòu)布置是不夠的。相關(guān)技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)得到了如下的結(jié)論,即:當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)處于非彈性時(shí)期時(shí),對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)受到雙向水平地震作用便會(huì)隨形態(tài)變化的而偏心。
(5)較小地震帶來的破壞,設(shè)置防震縫。在實(shí)際工程中經(jīng)常會(huì)遇到平面形狀比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu),由于受到條件的限制導(dǎo)致不能把平面結(jié)構(gòu)布置成規(guī)則的結(jié)構(gòu),此時(shí)便可以通過設(shè)置一定的防震縫將結(jié)構(gòu)分成比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元。在工程中適當(dāng)?shù)脑O(shè)置防震縫是十分有必要的。
結(jié)語
實(shí)際工程中,建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則性的判斷在一定程度上直接影響建筑結(jié)構(gòu)的建模、建筑結(jié)構(gòu)的一系列布置、薄弱樓層等,而間接的影響整體建筑結(jié)構(gòu)的布置是否經(jīng)濟(jì)、合理、安全。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)不規(guī)則的建筑物時(shí),需要盡量的減小或者避免建筑結(jié)構(gòu)比較容易出現(xiàn)薄弱的部位,同時(shí)做到強(qiáng)化那些薄弱部位。現(xiàn)如今對(duì)于不規(guī)則高層建筑結(jié)構(gòu)的分析還有很多問題需要解決。
參考文獻(xiàn)
[1]GB50011-2010.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2010.
關(guān)鍵詞: 建筑工程; 建筑面積; 規(guī)范; 規(guī)則
一. 建筑面積的概念
建筑面積亦稱建筑展開面積, 是指建筑物各層面積之和。建筑面積包括使用面積、輔助面積和結(jié)構(gòu)面積。使用面積是指建筑物各層平面布置中, 可直接為生產(chǎn)或生活使用的凈面積之和。居室凈面積在民用建筑中, 亦稱“居住面積”。輔助面積, 是指建筑物各層平面布置中為輔助生產(chǎn)或生活所占凈面積總和, 使用面積與輔助面積的總和稱為“有效面積”。結(jié)構(gòu)面積是指建筑物各層平面布置中的墻體、柱、垃圾道、通風(fēng)道、附屬煙囪等結(jié)構(gòu)所占面積的總和。
二. 建筑面積的作用
建筑面積是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo), 在國(guó)民經(jīng)濟(jì)一定時(shí)期內(nèi)完成建筑面積的多少, 也標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r、人民生活居住條件的改善和文化生活福利設(shè)施發(fā)展的程度。
建筑面積在編制工程建設(shè)概算時(shí), 是計(jì)算工程量的基礎(chǔ), 如計(jì)算出建筑面積之后, 利用這個(gè)基數(shù), 就可以計(jì)算地面抹灰、室內(nèi)填土、地面墊層平整場(chǎng)地等項(xiàng)目的工程量及其價(jià)值。
建筑面積作為結(jié)構(gòu)工程量的計(jì)算基礎(chǔ), 不僅重要, 而且也是一項(xiàng)需要認(rèn)真對(duì)待和細(xì)心計(jì)算的工作, 任何粗心大意都會(huì)造成計(jì)算上的錯(cuò)誤,不但會(huì)造成結(jié)構(gòu)工程量計(jì)算上的偏差, 也會(huì)直接影響概預(yù)算造價(jià)的準(zhǔn)確性, 造成人力、物力和國(guó)家建設(shè)資金的浪費(fèi)及大量建筑材料的積壓。
建筑面積與使用面積、輔助面積、結(jié)構(gòu)面積之間存在著一定的比例關(guān)系, 設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 都應(yīng)在計(jì)算建筑面積的基礎(chǔ)上再分別計(jì)算出結(jié)構(gòu)面積、有效面積及諸如平面系數(shù)、土地利用系數(shù)等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。有了建筑面積, 才有可能計(jì)算單位建筑面積的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如工程總價(jià)值除以總建筑面積, 就是單位工程每平方米建筑面積的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)或稱單方造價(jià)( 元/m2) ,
建筑面積的計(jì)算對(duì)于建筑施工企業(yè)實(shí)行內(nèi)部經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任制、投標(biāo)報(bào)價(jià)編制施工組織設(shè)計(jì)、配備施工力量、成本核算及物資供應(yīng)等, 都具有重要意義。
三. 建筑面積計(jì)算的規(guī)范
隨著我國(guó)加入世界貿(mào)易組織, 建設(shè)工程全面實(shí)行工程量清單計(jì)價(jià)已是大勢(shì)所趨。工程量清單計(jì)價(jià)屬于全面成本管理的范疇, 其思路是“統(tǒng)一計(jì)算規(guī)則, 有效控制數(shù)量, 徹底放開價(jià)格, 正確引導(dǎo)企業(yè)自主報(bào)價(jià), 市場(chǎng)有序競(jìng)爭(zhēng)形成價(jià)格”。所以, 有一個(gè)完善、合理的計(jì)算規(guī)則, 對(duì)建筑市場(chǎng)規(guī)范、健康發(fā)展就顯得十分重要。
1. 建筑面積計(jì)算規(guī)范與規(guī)則的比較
1.1 單層建筑物的建筑面積計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定: 單層建筑物的建筑面積, 應(yīng)按其外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)水平面積計(jì)算。單層建筑物高度在2.2 m 及以上者計(jì)算全面積, 高度不足2.2 m 者計(jì)算1/2 面積。利用坡屋頂內(nèi)空間凈高超過2.1 m 的部位應(yīng)計(jì)算全面積; 凈高在1.2 m~2.1 m 的部位應(yīng)計(jì)算1/2 面積; 凈高不足1.2 m的部位不應(yīng)計(jì)算面積。
規(guī)則規(guī)定: 單層建筑物不論其高度均按一層計(jì)算, 其建筑面積按建筑物外墻勒腳以上的水平面積計(jì)算。并未明確利用坡屋頂內(nèi)空間時(shí)建筑面積的計(jì)算方法。
另外, 值得注意的是, 規(guī)范比規(guī)則更加突出了高度在建筑面積計(jì)算中的控制作用( 高度在2.2 m 以上者計(jì)算全面積; 高度不足2.2 m 者計(jì)算1/2 面積) , 還有很多部位的建筑面積均是依據(jù)其凈高分3 類( 凈高超過2.1 m 的部位計(jì)算全面積; 凈高在1.2 m~2.1 m 的部位計(jì)算1/2 面積; 凈高不足1.2 m 時(shí)不計(jì)算面積) 進(jìn)行計(jì)算, 如多層建筑坡屋頂內(nèi)、場(chǎng)館看臺(tái)下等。
1.2 多層建筑物的建筑面積計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定: 多層建筑物首層應(yīng)按其外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)水平面計(jì)算二層及以上樓層應(yīng)按其外墻結(jié)構(gòu)水平面積計(jì)算。層高在2.2 m及以上者應(yīng)計(jì)算全面積; 層高不足2.2 m 者應(yīng)計(jì)算1/2 面積。
規(guī)則規(guī)定: 多層建筑物建筑面積按各層建筑面積之和計(jì)算, 其首層建筑面積按外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)的水平面積計(jì)算, 二層及二層以上按外墻結(jié)構(gòu)的水平面積計(jì)算。由比較可見,《規(guī)范》將多層建筑物按其層高, 以2.2 m 為界分兩類進(jìn)行計(jì)算, 而規(guī)則并沒有突出層高高度在計(jì)算建筑面積中的作用。另外,《規(guī)范》中, 以高度2.2 m 為界分兩類進(jìn)行計(jì)算建筑面積的還有: 單層建筑物內(nèi)局部樓層; 建于坡地的建筑物吊腳架空層, 設(shè)計(jì)加以利用并有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深基礎(chǔ)架空層地下室、半地下室、回廊, 有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的架空走廊、落地櫥窗、門斗、挑廊、檐廊、眺望門, 不垂直于水平面而走出底板外沿的建筑物; 舞臺(tái)燈光控制室; 建筑物頂部有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的樓梯間、水箱間、電梯機(jī)房等
1.3 立體書庫(kù)和立體倉(cāng)庫(kù)與立體車庫(kù)的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定: 立體書庫(kù)、立體車庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù), 無結(jié)構(gòu)層的應(yīng)按一層計(jì)算, 有結(jié)構(gòu)層的應(yīng)按其結(jié)構(gòu)層面積分別計(jì)算。層高在2.2 m 及以上者應(yīng)計(jì)算分面積; 層高不足2.2 m 者應(yīng)計(jì)算1/2 面積。規(guī)則規(guī)定: 書庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)有結(jié)構(gòu)層的, 按結(jié)構(gòu)層計(jì)算建筑面積;沒有結(jié)構(gòu)層的, 按承重書架層或貨架層計(jì)算建筑面積。由比較可見: 立體書庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)、立體車庫(kù)無結(jié)構(gòu)層的計(jì)算建筑面積,《規(guī)范》與規(guī)則存在很大差別, 一個(gè)是按一層計(jì)算, 一個(gè)是按承重書架層或貨架層計(jì)算。
1.4 陽臺(tái)的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定: 建筑物的陽臺(tái)均應(yīng)按其水平投影面積的1/2 計(jì)算。
規(guī)則規(guī)定: 封閉陽臺(tái)按其水平投影面積計(jì)算建筑面積; 凹陽臺(tái)、挑陽臺(tái)按其水平投影面積的一半計(jì)算建筑面積。顯而易見, 規(guī)范的此條規(guī)定解決了陽臺(tái)建筑面積在以往房屋買賣中出現(xiàn)的很多爭(zhēng)議。
1.5 有永久性頂蓋的室外樓梯的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定有永久性頂蓋的室外樓梯, 應(yīng)按建筑物自然層的水平投影面積的1/2 計(jì)算; 而規(guī)則規(guī)定室外樓梯, 按自然層投影面積之和計(jì)算建筑面積。
1.6 有永久性頂蓋無圍護(hù)結(jié)構(gòu)的車棚和貨棚等以及雨篷的計(jì)算《規(guī)范》規(guī)定: 有永久性頂蓋無圍護(hù)結(jié)構(gòu)的車棚、貨棚、站臺(tái)、加油站、收費(fèi)站、場(chǎng)館看臺(tái)等, 應(yīng)按其頂蓋水平投影面積的1/2 計(jì)算。《規(guī)范》規(guī)定: 雨篷結(jié)構(gòu)的外邊線至外墻結(jié)構(gòu)外邊線的寬度超過2.1m 者, 應(yīng)按雨篷結(jié)構(gòu)板的水平投影面積的1/2 計(jì)算。
規(guī)則規(guī)定: 有柱的雨篷、車棚、貨棚、站臺(tái)等, 按柱水平面積計(jì)算建筑面積; 獨(dú)立柱的雨篷、單排柱的車棚、貨棚、站臺(tái)等, 按其頂蓋水平投影面積的一半計(jì)算建筑面積。
《規(guī)范》計(jì)算建筑面積更加簡(jiǎn)便, 取消了有無柱的說明, 改變?yōu)榘错斏w和結(jié)構(gòu)板的水平投影面積考慮。
1.7 建筑物通道的計(jì)算
《規(guī)范》明確規(guī)定建筑物的通道, 指樓層部分跨在人行道上的臨街樓房的底層和有道路穿過建筑空間的樓層, 不計(jì)算建筑面積; 而規(guī)則規(guī)定可計(jì)算建筑面積。
1.8 其他
《規(guī)范》規(guī)定建筑物外墻外側(cè)有保溫隔熱層的, 應(yīng)按保溫隔熱層外邊線計(jì)算建筑面積; 而規(guī)則不計(jì)算保溫層厚度所占的建筑面積?!兑?guī)范》增加了以幕墻為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑物, 應(yīng)按幕墻外邊線掛牌建筑面積。
2. 建筑面積計(jì)算規(guī)范的優(yōu)點(diǎn)
( 1)《規(guī)范》更加細(xì)化。例如, 在計(jì)算單層建筑物和多層建筑物的建筑面積時(shí), 更多的地方都用到了層高高度或凈高, 并分為3 個(gè)界限: 計(jì)算全部建筑面積; 計(jì)算1/2 建筑面積; 不計(jì)算建筑面積。
( 2)《規(guī)范》更加簡(jiǎn)便、明確。例如: 計(jì)算雨篷、車棚、貨棚、站臺(tái)等建筑面積時(shí), 取消了有柱與無柱的界限, 使計(jì)算起來更加簡(jiǎn)便。
( 3)《規(guī)范》更加合理。例如: 陽臺(tái)的計(jì)算, 不論其設(shè)置形式如何, 一律按其水平投影面積的1/2 計(jì)算, 避免了以往的許多爭(zhēng)端。
結(jié)語:建筑面積的計(jì)算絕不是單純的計(jì)算工作, 它不僅為編制概預(yù)算、撥款、與貸款提供指標(biāo), 同時(shí), 對(duì)建筑面積的合理利用, 合理進(jìn)行平面布局,充分利用建筑空間, 不斷促進(jìn)設(shè)計(jì)部門、施工企業(yè)及建設(shè)單位加強(qiáng)科學(xué)管理, 降低工程造價(jià), 提高投資經(jīng)濟(jì)效果等都具有很重要的意義。 [論/文/網(wǎng) LunWenNet/Com]
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]建筑工程 面積計(jì)算等
建筑物的建筑面積亦稱建筑展開面積,是指建筑物各層面積之和。包括使用面積、輔助面積和結(jié)構(gòu)面積。
建筑面積是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)一定時(shí)期內(nèi)完成建筑面積的多少,也標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r、人民生活居住條件的改善和文化生活福利設(shè)施發(fā)展的程度。
建筑面積在編制工程建設(shè)概算時(shí),是計(jì)算工程量的基礎(chǔ),任何粗心大意都會(huì)造成計(jì)算上的錯(cuò)誤,不但會(huì)造成結(jié)構(gòu)工程量計(jì)算上的偏差,也會(huì)造成人力、物力和資金的浪費(fèi)及大量建筑材料的積壓。
建筑面積與使用面積、輔助面積、結(jié)構(gòu)面積之間存在著一定的比例關(guān)系,有了建筑面積,才有可能計(jì)算單位建筑面積的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。如單方造價(jià)(元/m2)。
建筑面積的計(jì)算對(duì)于建筑施工企業(yè)實(shí)行內(nèi)部經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任制、投標(biāo)報(bào)價(jià)編制、施工組織設(shè)計(jì)、配備施工力量、成本核算及物資供應(yīng)等,都具有重要意義。
隨著我國(guó)加入世貿(mào)組織,建設(shè)工程全面實(shí)行工程量清單計(jì)價(jià)已是大勢(shì)所趨。所以,有一個(gè)完善、合理的計(jì)算規(guī)則,對(duì)建筑市場(chǎng)規(guī)范、健康發(fā)展就顯得十分重要。但是以往的建筑面積計(jì)算規(guī)則,存在很多有爭(zhēng)議的地方,為了解決這些問題,2005年,建設(shè)部編制了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程建設(shè)面積計(jì)算規(guī)范)(GB/r50353-2005)似下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》),并規(guī)定自2005年7月1日起執(zhí)行,這充分標(biāo)志著國(guó)家對(duì)規(guī)范建筑面積計(jì)算規(guī)則進(jìn)入了一個(gè)新的階段。
1 建筑面積計(jì)算規(guī)范與規(guī)則的比較
1.1 單層建筑物的建筑面積計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定單層建筑物的建筑面積,應(yīng)按其外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)水平面積計(jì)算。單層建筑物高度在2.2m及以上者計(jì)算全面積,高度不足2.2m者計(jì)算1/2面積。利用坡屋頂內(nèi)空間凈高超過2.1m的部位應(yīng)計(jì)算全面積;凈高在1.2m~2.1m的部位應(yīng)計(jì)算1/2面積;凈高不足1.2m的部位不應(yīng)計(jì)算面積。
規(guī)則規(guī)定:?jiǎn)螌咏ㄖ锊徽撈涓叨染匆粚佑?jì)算,其建筑面積按建筑物外墻勒腳以上的水平面積計(jì)算。并未明確利用坡屋頂內(nèi)空間時(shí)建筑面積的計(jì)算方法,
另外,值得注意的是,規(guī)范比規(guī)則更加突出了高度在建筑面積計(jì)算中的控制作用,還有很多部位的建筑面積均是依據(jù)其凈高分3類進(jìn)行計(jì)算,如多層建筑坡屋頂內(nèi)、場(chǎng)館看臺(tái)下等。
1.2 多層建筑物的建筑面積計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定:多層建筑物首層應(yīng)按其外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)水平面計(jì)算,二層及以上樓層應(yīng)按其外墻結(jié)構(gòu)水平面積計(jì)算。層高在2.2m及以上者應(yīng)計(jì)算全面積;層高不足2.2m者應(yīng)計(jì)算1/2面積。
規(guī)則規(guī)定:多層建筑物建筑面積按各層建筑面積之和計(jì)算,其首層建筑面積按外墻勒腳以上結(jié)構(gòu)的水平面積計(jì)算,二層及二層以上按外墻結(jié)構(gòu)的水平面積計(jì)算。
由比較可見,(規(guī)范)將多層建筑物按其層高。以2.2m為界分兩類進(jìn)行計(jì)算,而規(guī)則并沒有突出層高高度在計(jì)算建筑面積中的作用。
另外,(規(guī)范)中,以高度2.2m為界分兩類進(jìn)行計(jì)算建筑面積的還有:?jiǎn)螌咏ㄖ飪?nèi)局部樓層;建于坡地的建筑物吊腳架空層,設(shè)計(jì)加以利用并有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的深基礎(chǔ)架空層地下室、半地下室、回廊,有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的架空走廊、落地櫥窗、門斗、挑廊、檐廊、眺望門,不垂直于水平面而走出底板外沿的建筑物;舞臺(tái)燈光控制室;建筑物頂部有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的樓梯間、水箱問、電梯機(jī)房等。
1.3 立體書庫(kù)和立體倉(cāng)庫(kù)與立體車庫(kù)的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定:立體書庫(kù)、立體車庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù),無結(jié)構(gòu)層的應(yīng)按一層計(jì)算,有結(jié)構(gòu)層的應(yīng)按其結(jié)構(gòu)層面積分別計(jì)算。層高在2.2m及以上者應(yīng)計(jì)算分面積;層高不足2.2m者應(yīng)計(jì)算1/2面積。
規(guī)則規(guī)定:書庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)有結(jié)構(gòu)層的,按結(jié)構(gòu)層計(jì)算建筑面積;沒有結(jié)構(gòu)層的,按承重書架層或貨架層計(jì)算建筑面積。
由比較可見:立體書庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)、立體車庫(kù)無結(jié)構(gòu)層的計(jì)算建筑面積,《規(guī)范》與規(guī)則存在很大差別,一個(gè)是按一層計(jì)算,一個(gè)是按承重書架層或貨架層計(jì)算。
1.4 陽臺(tái)的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定:建筑物的陽臺(tái)(不論封閉與否)均應(yīng)按其水平投影面積的1/2計(jì)算。
規(guī)則規(guī)定:封閉陽臺(tái)按其水平投影面積計(jì)算建筑面積;凹陽臺(tái)、挑陽臺(tái)按其水平投影面積的一半計(jì)算建筑面積。
顯而易見,規(guī)范的此條規(guī)定解決了陽臺(tái)建筑面積在以往房屋買賣中出現(xiàn)的很多爭(zhēng)議。
1.5 有永久性頂蓋的室外樓梯的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定有永久性頂蓋的室外樓梯應(yīng)按建筑物自然層的水平投影面積的1/2計(jì)算;而規(guī)則規(guī)定室外樓梯,按自然層投影面積之和計(jì)算建筑面積。
1.6 有永久性頂蓋無圍護(hù)結(jié)構(gòu)的車棚和貨棚等以及雨篷的計(jì)算
《規(guī)范》規(guī)定:有永久性頂蓋無圍護(hù)結(jié)構(gòu)的車棚、貨棚、站臺(tái)、加油站、收費(fèi)站、場(chǎng)館看臺(tái)等,應(yīng)按其頂蓋水平投影面積的1/2計(jì)算?!兑?guī)范》規(guī)定:雨篷結(jié)構(gòu)的外邊線至外墻結(jié)構(gòu)外邊線的寬度超過2.1m者,應(yīng)按雨篷結(jié)構(gòu)板的水平投影面積的1/2計(jì)算。
規(guī)則規(guī)定:有柱的雨篷、車棚、貨棚、站臺(tái)等,按柱水平面積計(jì)算建筑面積;獨(dú)立柱的雨篷、單排柱的車棚、貨棚、站臺(tái)等,按其頂蓋水平投影面積的一半計(jì)算建筑面積。
《規(guī)范》計(jì)算建筑面積更加簡(jiǎn)便,取消了有無柱的說明為按頂蓋和結(jié)構(gòu)板的水平投影面積考慮。
1.7 建筑物通道的計(jì)算
《規(guī)范》明確規(guī)定建筑物的通道,指樓層部分跨在人行道上的臨街樓房的底層和有道路穿過建筑空間的樓層不計(jì)算建筑面積;而規(guī)則規(guī)定可計(jì)算建筑面積。
1.8 其他
《規(guī)范》規(guī)定建筑物外墻外側(cè)有保溫隔熱層的應(yīng)按保溫隔熱層外邊線計(jì)算建筑面積;而規(guī)則不計(jì)算保溫層厚度所占的建筑面積?!兑?guī)范)增加了以幕墻為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑物,應(yīng)按幕墻外邊線掛牌建筑面積。
2 建筑面積計(jì)算規(guī)范的優(yōu)點(diǎn)
2.1 《規(guī)范》更加細(xì)化。例如,在計(jì)算單層建筑物和多層建筑物的建筑面積時(shí),更多的地方都用到了層高高度或凈高,并分為3個(gè)高度界限進(jìn)行:計(jì)算。
2.2 《規(guī)范》更加簡(jiǎn)便、明確。例如:計(jì)算雨篷、車棚、貨棚、站臺(tái)等建筑面積時(shí),取消了有柱與無柱的界限,使計(jì)算起來更加簡(jiǎn)便。
2.3 《規(guī)范》更加合理。例如:陽臺(tái)的計(jì)算,不論其設(shè)置形式如何,一律按其水平投影面積的1/2計(jì)算,避免了以往的許多爭(zhēng)端。
關(guān)鍵字:建筑抗震理念;設(shè)計(jì)原則;抗震設(shè)計(jì)分析
Abstract: with the development of science and technology, seismic technology not only in all areas of the world made a rapid development. The seismic technology in our country and the world seismic technology and although seismic concept and the developed countries in some distance, but has made rapid progress seismic career.
Keyword: anti-seismic concept; Design principle; Seismic design analysis
中圖分類號(hào):S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言:眾所周知,2008年5月12日,四川省汶川發(fā)生了里氏8.0級(jí)大地震。汶川大地震給四川人民以及其附近的各省和自治區(qū)造成巨大的人力和財(cái)力的損失波及到延邊地區(qū)。地震災(zāi)害會(huì)造成不同的災(zāi)害,例如:會(huì)造成家庭失散,房屋倒塌,地震過后給人們留下心理陰影從而影響人們的正常生活等。而這些損害大都因?yàn)榉课莸冉ㄖ目拐鹉芰^弱,那么,根據(jù)我們目睹的現(xiàn)實(shí),結(jié)合一下現(xiàn)行的抗震理念,結(jié)合現(xiàn)實(shí)的建筑。研究一下如何科學(xué)而又合理的抗震,確保人們生活快樂幸福,財(cái)產(chǎn)安全得以保障,從而也增強(qiáng)我國(guó)建筑的抗震能力,使我國(guó)抗震技術(shù)有更進(jìn)一步的發(fā)展。
一、建筑抗震理念以及設(shè)計(jì)原則
1、建筑抗震設(shè)計(jì)理念
現(xiàn)行的抗震理念現(xiàn)行的抗震理念,是吧把確保人民的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全作為最基本目標(biāo)的,我們不僅為保護(hù)人們的安全,而且要做到房屋不會(huì)因?yàn)榈卣鸬牡絹矶顾?。因此要探究更加先進(jìn)的抗震理念,促使建筑不會(huì)因地震的到來而倒塌,更要保障人民的生命安全。以此為目標(biāo),設(shè)計(jì)出了更加先進(jìn)的建筑抗震理念,和建筑設(shè)計(jì)。
自改革開放以來,在我國(guó),目前比較精確科學(xué)抗震的一種抗震分析理論即:結(jié)構(gòu)彈塑性理論。結(jié)構(gòu)彈塑性理論,之所以能夠被得到應(yīng)用以及推廣,源于建筑結(jié)構(gòu)理念的變形設(shè)計(jì)和對(duì)變形設(shè)計(jì)的一種很好地控制。
四川汶川大地震后,抗震專家針對(duì)放我的倒塌,橋的斷裂等有地震引起的一系列建筑問題,作了更為細(xì)致的研究(1)p2。
筆者認(rèn)為,良好的抗震理念應(yīng)該以保護(hù)人民的人身安全為基點(diǎn),同時(shí)應(yīng)確保人民的財(cái)產(chǎn)安全。
2、建筑抗震設(shè)計(jì)原則
建筑抗震的設(shè)計(jì),較為全面的理解應(yīng)該包括建筑設(shè)計(jì)理念以及建筑設(shè)計(jì)原則。建筑設(shè)計(jì)理念是建筑結(jié)構(gòu)專家對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和規(guī)范,對(duì)建筑模型進(jìn)行設(shè)計(jì),以及在一定受力情況一定的狀態(tài)下,對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,用一種較為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算,然后利用計(jì)算結(jié)構(gòu),對(duì)建筑進(jìn)行較為科學(xué)的設(shè)計(jì)。但是,設(shè)計(jì)理念則是在建筑設(shè)計(jì)的理念的基礎(chǔ)上,正確的科學(xué)的解決建筑的大致方案,建筑材料、截面設(shè)計(jì)、內(nèi)部構(gòu)造和計(jì)算分析等更為到位的分析。從整體來說,利用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念,并且根據(jù)一定的設(shè)計(jì)原則,采用科學(xué)的方法,才能設(shè)計(jì)出高效迅速的抗震建筑。
(1)、規(guī)則和勻稱的原則
首先,建筑結(jié)構(gòu)的勻稱性和規(guī)則性是建筑抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)最基本的原則。抗震建筑的抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)應(yīng)該規(guī)則和對(duì)稱,并且應(yīng)該具備整體性。其次,建筑結(jié)構(gòu)的豎向剖面和立面以及建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向的剛度應(yīng)該均勻的變化,不能忽強(qiáng)忽弱,屬相的抗震結(jié)構(gòu)的材料和截面的尺度的強(qiáng)度應(yīng)該自上而下逐漸增強(qiáng)而簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則的設(shè)計(jì)應(yīng)該適用于那些高級(jí)建筑。再次,平面設(shè)計(jì)的均勻設(shè)置,一方面有利于抗震建筑的抗震能力能夠有直接的傳遞途徑,另一方面,還可以使建筑結(jié)構(gòu)的剛度和建筑結(jié)構(gòu)的抗震質(zhì)量相互協(xié)調(diào),從而防止剛對(duì)于質(zhì)量之間的偏離。最后,堅(jiān)持抗震建筑的規(guī)則和勻稱的原則,有利于抗震建筑防止出現(xiàn)倒塌和破壞的現(xiàn)象,使抗震建筑各個(gè)部分相互協(xié)調(diào),發(fā)揮整個(gè)抗震建筑物的抗震能力,從而防止地震帶來的不良的影響。
(2)、堅(jiān)強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的剛度的原則
建筑結(jié)構(gòu)的剛度和建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力密切相關(guān),在一定程度上來說,抗震建筑結(jié)構(gòu)的剛度愈大,抗震建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力愈強(qiáng)。從現(xiàn)實(shí)生活中經(jīng)驗(yàn)來看,抗震建筑的結(jié)構(gòu)應(yīng)該做到建筑物的任何一個(gè)方向都要能夠具有很好的抗震功能,抗震建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其抗震的延展性的一個(gè)重要的綜合反映則是抗震建筑物的抗震能力。然而,抗震建筑物的抗震能力則要通過抗震建筑物的抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力和抗震建筑物的抗扭剛度。那么,為了設(shè)計(jì)和建筑出具有高度抗震能力的建筑物,在設(shè)計(jì)抗震建筑物時(shí)一定要加強(qiáng)抗震建筑物的抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)能力,另外,還應(yīng)該更加注意對(duì)抗震建筑物的結(jié)構(gòu)的抗扭強(qiáng)度的加強(qiáng)。這樣。才能夠有可能建造出具有高能力的抗震建筑物,人們才能生活安定。
(3)抗震建筑物的整體原則
在哲學(xué)中,我們都知道部分與整體的關(guān)系,整體具有系統(tǒng)性、全局性,具有統(tǒng)籌全局的作用。那么,對(duì)于抗震建筑物的整體具有重大影響的則是樓蓋。所以,樓蓋具有十分重要的作用。在一定程度上說,樓蓋就是水平隔板,它一方面可以向抗震建筑物各個(gè)豎向抗震的側(cè)力匯集和傳遞一定的抗震慣力,另一方面,樓蓋能夠使抗震建筑物的一些構(gòu)件共同承擔(dān)地震作用。尤其是樓蓋可以使整個(gè)抗震建筑物側(cè)力構(gòu)件一同抵抗地震。
(4)抗震建筑物的優(yōu)化準(zhǔn)則
抗震建筑物的優(yōu)化準(zhǔn)則就是“四強(qiáng)四弱”。四強(qiáng)則分別是:強(qiáng)柱、強(qiáng)剪、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)壓。四弱即弱梁、弱彎、弱桿件、弱拉??傮w來說,四強(qiáng)四弱就是指:節(jié)點(diǎn)處的柱端的抗震能力比梁端的抗震能力強(qiáng),抗震建筑物的桿件的受剪力比受彎來承受能力要大,對(duì)于桿件的截面而言,是抗震建筑物的鋼筋的受壓區(qū)的承載能力比抗震建筑物的手拉承受能力要強(qiáng)的多,這樣可以防止受壓的混泥土因脆性而受破壞。
三、抗震建筑物的抗震設(shè)計(jì)分析
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)抗震建筑物的抗震技術(shù)取得飛躍的進(jìn)步,源自我們具有科學(xué)的抗震建筑物的設(shè)計(jì)理念以及合理的抗震設(shè)計(jì)原則。筆者結(jié)合抗震建筑物的一些抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。
1、建筑物—房屋的外形設(shè)計(jì)分析
堅(jiān)持抗震建筑物的抗震設(shè)計(jì)理念,更加有效合理的建筑抗震建筑物,從而抵御自然災(zāi)害的侵襲,使人民安居樂業(yè),國(guó)盛民康,
(1)、外形簡(jiǎn)潔、空間平面
從現(xiàn)實(shí)生活的經(jīng)驗(yàn)中,那些經(jīng)受震害的地方如唐山、汶川大地震,可以發(fā)現(xiàn),那些外形比較規(guī)則,平面形狀比較簡(jiǎn)單的建筑物很少出現(xiàn)被地震損壞的現(xiàn)象,有的還會(huì)完好無缺。而一些,建立在平面不規(guī)則、比較復(fù)雜的空間上的建筑物在地震來臨時(shí)及其容易被破壞。那么,我們?cè)诮ㄔ炜粗娼ㄖ锏臅r(shí)候。應(yīng)該盡可能的把抗震建筑物建造在平面比較工整、規(guī)則的空間上面,并且建筑物用盡可能的做到外形簡(jiǎn)潔。
(2)、平面布置
抗震建筑物的平面布置問題式建筑設(shè)計(jì)里一個(gè)重要部分,與抗震建筑物的使用有密切關(guān)系,也與抗震建筑物的抗震能力息息相關(guān)。
抗震建筑物的活動(dòng)的空間的大小、建筑物的內(nèi)部構(gòu)造比如樓房里樓道、樓梯、電梯的布置、房間數(shù)量的布置等等,這些都應(yīng)該明確的在平面設(shè)計(jì)圖上顯示出來。只有設(shè)計(jì)好平面圖,才可以準(zhǔn)確的均勻的布置使其符合規(guī)則和勻稱的原則,建造抗震建筑,做到有效地抗震。規(guī)則和勻稱這一原則的利用,在現(xiàn)在的建筑物中很常見,例如:中國(guó)北方民間建筑中的小平方的建造,建立在平面空間上,外形規(guī)整(2)p29。
(3)、抗震建筑物屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)
抗震建筑物的設(shè)計(jì)中屋頂?shù)脑O(shè)置有不可忽略的作用。如果屋頂設(shè)計(jì)過高或是過重都不能使建筑物很好地抗震。一般情況下,應(yīng)該使抗震建筑物的屋頂具有較低的高度,避免過高。
2、建筑物—橋梁的設(shè)設(shè)計(jì)分析
地震的破壞性不僅從房屋建筑物上看地震載荷,而且也影響到橋的穩(wěn)固性。隨著橋的跨徑的增加,橋底的剪力增加,結(jié)構(gòu)的碰撞力也增加。因?yàn)?,跨徑受各種因素的影響,伴隨著跨徑的增加,跨境承受的力越多,從而使地震所承受的震力增加,往往導(dǎo)致墩底受到較大的,從而導(dǎo)致橋受到較大的地震響應(yīng)(3)p5。
結(jié)語:伴隨著我國(guó)抗震技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)合理的抗震理念的產(chǎn)生,新的抗震建筑物的新型設(shè)計(jì)分析,希望能夠很好地做到地震的防御工作,確保人民生命健康和財(cái)產(chǎn)的安全。
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目前,國(guó)際上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震進(jìn)行了深入的研究,生產(chǎn)出了多種抗震加固可用的新型材料,主要包括碳纖維片材,化學(xué)植筋膠,裂縫修補(bǔ)劑等等,通過加強(qiáng)墻體的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的整體性,來提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
2建筑結(jié)構(gòu)抗震加固的常用技術(shù)
(1)加大截面加固技術(shù),是通過在原來混凝土構(gòu)件的基礎(chǔ)上,疊澆新的鋼筋混凝土,增大構(gòu)件的截面積和配筋,達(dá)到提高構(gòu)件的承載力和剛度等目的。(2)置換混凝土加固技術(shù),主要是指用新的混凝土或加固材料替代原有的不滿足設(shè)計(jì)及使用要求的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。(3)粘鋼加固技術(shù),此方法主要是在混凝土構(gòu)件外部粘貼鋼板,來提高結(jié)構(gòu)的承載力和滿足正常使用的加固方法。(4)粘貼纖維片材加固技術(shù),主要是利用樹脂膠結(jié)材料將碳纖維布或碳纖維板粘貼于構(gòu)件表面,從而提高結(jié)構(gòu)承載力的加固方法。
3結(jié)構(gòu)抗震的建議
3.1選擇合適的建筑場(chǎng)地選擇建筑場(chǎng)地時(shí),應(yīng)根據(jù)工程的要求,掌握地震活動(dòng)情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料,對(duì)抗震不利、有利的地段做出合理的評(píng)估。應(yīng)該避開軟弱土層、可液化土層、河岸、湖邊、陡坡及人工填土等,將地震的危害降到最小。
3.2穩(wěn)定的地基和基礎(chǔ)為保證整個(gè)建筑的能夠均勻地承受水平地震動(dòng)的作用,基礎(chǔ)應(yīng)該設(shè)計(jì)的具有良好的完整性。在軟弱土層等不利地段建房,基礎(chǔ)溝槽必須寬厚,槽底均勻鋪設(shè)灰土層并分層夯實(shí)后,用水泥漿砌磚或石料混凝土做好基礎(chǔ),還可用加樁等技術(shù)加固地基。對(duì)于一般軟土地基,應(yīng)設(shè)置大腳,預(yù)防不均勻沉降。另外,設(shè)置地下室的房屋,天然地基附加壓力較小,有助于減小地基變形,對(duì)于液化地基土,也可減輕地基液化的危害。
3.3建筑體型和結(jié)構(gòu)的布置要合理建筑體形和結(jié)構(gòu)布置的基本原則是簡(jiǎn)單、均勻、規(guī)則、對(duì)稱。對(duì)于一些超高層建筑,應(yīng)該采用簡(jiǎn)單的造型。另外,建筑的豎向體型變化要均勻,應(yīng)當(dāng)避免有過大的外挑和內(nèi)收,避免地震時(shí)在薄弱環(huán)節(jié)發(fā)生破壞。
3.4墻體要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性為了保證房屋有抗震能力,在墻體材料的選擇上應(yīng)秉著強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的原則。另外,為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能,除注意縱橫墻、內(nèi)外墻間的拉接外,宜增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁。
3.5避免不規(guī)則結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的是否規(guī)則嚴(yán)重影響著結(jié)構(gòu)的抗震性能。但是為了保證建筑外形的多樣化,不規(guī)則的結(jié)構(gòu)類型在所難免,所以只能是盡量使其規(guī)則,減少不規(guī)則性帶來的不利影響。在這方面我們以1972年的馬那瓜地震中,相同距離的15層中央銀行和18層美洲銀行的震害相差懸殊,其最主要原因就是中央銀行的結(jié)構(gòu)有很大的偏心,在地震時(shí),結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)反映強(qiáng)烈,造成了較嚴(yán)重的震害。美洲銀行是典型的框筒結(jié)構(gòu),在地震時(shí),只有筒體間的連梁發(fā)生了輕微的破壞,其他部位還比較完好。
4結(jié)語