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在建筑構(gòu)造策劃中第二個關(guān)鍵的問題就是框支梁支的策劃,由于對建筑構(gòu)造策劃來講,和建筑構(gòu)造品質(zhì)有關(guān)的不僅是在建筑前的準備工作策劃階段中,還有建筑過程中的策劃。在建筑構(gòu)造中,框支梁的策劃是非常關(guān)鍵的。最佳的策劃方案就是把框支梁放置在框支柱或翼墻砼剪力墻上,當然詳細策劃階段中,因為建筑運用性能的需求,一般框支梁放置的位置不能在翼墻或柱的位置,我們就需要在實際操作中就要使用構(gòu)造思想與相應(yīng)的標準開展整治,我們要先按照有關(guān)的構(gòu)造策劃標準對建筑構(gòu)造的框支柱截面高度的制約需求與框支梁鋼筋水平位置的溫度要求先明確建筑構(gòu)造中剪力墻的厚度,之后使用構(gòu)造計算體系開展計算,保證框支柱的截面不僅能夠達到結(jié)構(gòu)的需要還能夠達到計算標準,構(gòu)造策劃階段中,策劃工作者一般重視的是按標準的結(jié)構(gòu)需求明確框支柱的截面,沒有考慮到算計的需求,致使建筑圖紙策劃中,因為計算達不到要求,這就要求我們構(gòu)造策劃工作者在最開始就要了解框支柱的截面厚度需要等情況,在真實操作中才能注重,才能夠策劃出一個最佳的科學的構(gòu)造策劃方法,進而確??蛑Я赫w的策劃都是科學安全的。
2對試樁階段抗拔錨樁裂縫的問題分析
試樁階段抗拔錨樁是我國的建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計的第三個方面的問題。對這個問題的解決那就是應(yīng)該對其裂縫做到有效的控制。這個具體說來也就是要在確保不影響建筑工程的分試樁構(gòu)件最大的承載壓力的前提下,而達到不用去計較建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的裂縫寬度的目的。而要做到這些,那么就應(yīng)該從以下入手:首先,由于建筑工程在社會中的特殊性,所以,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中是應(yīng)該考慮建筑的地下水浮力的作用及建筑的基礎(chǔ)底板的作用荷載問題,其次,那就是還應(yīng)該要去做到對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個階段作用在建筑的箱體上的荷載以及建筑結(jié)構(gòu)的分項系數(shù)的取用,而這些必須是要做到認真實際以及科學可靠的分析。最后,就是在對于正常使用建筑結(jié)構(gòu)中的極限狀態(tài)設(shè)計時,建筑的設(shè)計人員還應(yīng)該根據(jù)建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同目的選用不同的組合方式,做到建筑合理。因此,我們應(yīng)該徹底落實這三點,因為只有這樣才能夠做到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對試樁階段抗拔錨樁裂縫進行有效的控制。
3剪力墻的設(shè)計
對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的最后一個相關(guān)問題那就是建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻的設(shè)計。通過對建筑結(jié)構(gòu)的分析,我們就可以清楚的知道剪力墻的設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)中的重要作用,所以對剪力墻的設(shè)計也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中極其重要的問題。而要做到對建筑結(jié)構(gòu)剪力墻的設(shè)計的合理科學應(yīng)該從以下方面入手:首先,由于我國的建筑結(jié)構(gòu)中的柱、短肢剪力墻和一般普通的建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻的所承載的特性不同,所以對在對剪力墻構(gòu)造和設(shè)計時也應(yīng)該做到有所不同。其次,要認識到不管什么的建筑結(jié)構(gòu)剪力墻,在設(shè)計時應(yīng)該都根據(jù)建筑工程結(jié)構(gòu)的具體的設(shè)計和具體要求從構(gòu)造標準出發(fā)而進行設(shè)計。最后,應(yīng)該注意的是,在對剪力墻的基本設(shè)計時應(yīng)該做到增大受力以及增強結(jié)構(gòu)抗震等級以及增大承載能力的原則而進行靈活的設(shè)計和運用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員也只有通過上述設(shè)計標準要求,才能夠真正的設(shè)計出符合我國的現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)所需要的剪力墻。
4結(jié)束語
1房屋建筑施工中結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的應(yīng)用
1)增加截面加固法。將混凝土現(xiàn)澆層加入到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受彎構(gòu)件的受壓區(qū),可以在增加截面有效高度的同時,將截面的面積擴大,從而將構(gòu)件的撓曲強度與斜截面的剛度和抗剪能力提高,以達到加固補強的目的。這種方法能夠通過使原構(gòu)件與新加部分共同工作,改善構(gòu)件的正常使用性能,是提高構(gòu)件承載能力的有效方法。這種施工方法具有較強的適應(yīng)性,簡單的施工工藝,并且在其施工經(jīng)驗與設(shè)計方面比較成熟,在墻、梁、板、柱以及對一般構(gòu)造物的混凝土加固方面適用;但是這種施工方法需要較長時間的現(xiàn)場施工,對日常生活與生產(chǎn)活動有較大影響,并且在加固之后會一定程度上減小建筑物的凈空。2)植筋加固法。植筋加固法在原有建筑改造或者續(xù)建中得到廣泛的應(yīng)用,它是一種便捷有效的建筑結(jié)構(gòu)加固方法,常用于混凝土結(jié)構(gòu)的連接與錨固。通常而言,這種方法使用的是普通鋼筋。植筋加固法中的“植筋”即是植入鋼筋,在這種加固技術(shù)實施之前應(yīng)當先在施工建筑上選定正確的位置進行鉆孔,并且對鉆孔進行清理,而后再將事先準備的鋼筋填充其中,通過錨釘膠的使用來控制與矯正鋼筋的植入角度與方向,再過一段時間使鋼筋穩(wěn)固之后,進行施工的養(yǎng)護與檢驗。植筋加固法主要應(yīng)用在增建或者變更房屋建筑結(jié)構(gòu)之時,利用改造柱頭、樓板以及剪刀墻等鋼結(jié)構(gòu)的方法,加固房屋建筑結(jié)構(gòu)。3)碳纖維加固技術(shù)。碳纖維加固技術(shù)是一種性質(zhì)獨特、經(jīng)濟實惠并且有極強實用性的房屋建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù),這種技術(shù)是通過利用碳素纖維與結(jié)構(gòu)膠,實現(xiàn)對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行加固的目的。這種技術(shù)中使用的是一種新穎獨特,并且具有較為特殊的結(jié)構(gòu)的原材料。這種材料具有極高的強度與強大的耐腐蝕能力,能夠在長時間內(nèi)持續(xù)應(yīng)用的特點,并且其管理簡單、占地面積小,對其監(jiān)管不需要采用特殊的監(jiān)控技術(shù)。由于這種技術(shù)成本低而實用性強的特點,得到建筑設(shè)計者廣泛好評。目前國內(nèi)外有較多的碳纖維生產(chǎn)企業(yè),為碳纖維加固技術(shù)的推廣與發(fā)展提供充足的資源基礎(chǔ)。4)結(jié)構(gòu)粘鋼加固法。結(jié)構(gòu)粘鋼加固法是加固房屋建筑的新技術(shù),這種技術(shù)是通過使用特殊的結(jié)構(gòu)粘膠劑,將鋼板用建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼在建筑的混凝土構(gòu)件表面上,使鋼板與混凝土構(gòu)件渾然一體,從而達到對原結(jié)構(gòu)的剛度與強度增強的目的。這種加固方法利用先進技術(shù)充分發(fā)揮、表現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)的作用及其優(yōu)秀的性能。其主要的工藝流程是:混凝土基面放線與打磨基面清理鋼板下料鋼板鉆孔與打磨植入M12化學栓預(yù)貼鋼板配置粘鋼膠涂膠并粘貼鋼板固化、拆卸加壓固定系統(tǒng)進行檢驗與維護。結(jié)構(gòu)粘鋼加固法在施工過程中占用的空間較少,并且在完成對房屋建筑的加固之后還能夠保持建筑的原貌,在房屋建筑外觀與周邊環(huán)境方面造成的影響較小。結(jié)構(gòu)粘鋼加固法相比起其他建筑結(jié)構(gòu)加固方法具有極其明顯的特征,即建設(shè)周期短,工程施工所需時間非常少。結(jié)構(gòu)粘鋼加固法在原材料的選擇以及使用的施工工藝上非常簡單,是一種經(jīng)濟實惠的施工方法。這種結(jié)構(gòu)加固技術(shù)不僅是一種快速施工技術(shù),還是一種無濕作業(yè),或者說是少量濕作業(yè);不僅對房屋建筑的外觀及周邊環(huán)境影響小,而且在加固工程完成后對建筑結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生任何不利影響。5)注漿加固法。注漿加固技術(shù)是對注漿技術(shù)的應(yīng)用,注漿技術(shù)是一種應(yīng)用較早的技術(shù),已經(jīng)廣泛運用到建筑工程當中。然而,隨著科學技術(shù)水平的不斷提高,注漿技術(shù)在當今的技術(shù)水平之下有了新的發(fā)展。注漿加固法主要適用于對混凝土建筑,如大廈、公寓等房屋建筑的建設(shè)與修補,它是利用氣壓、液壓或者電化學原理,使用注漿管在地基土中注入能固化的漿液,讓漿液在巖石間隙或者土顆粒中以擠密、滲透與填充的方式將水分、空氣排出并取代其位置,在一段時間后漿液固化,從而將原本較為松散的土粒膠結(jié)成為整體,以此達到加固的目的。需要注意的是,在以此法加固房屋結(jié)構(gòu)時,灌漿需要在低壓、慢速的狀態(tài)下持續(xù)進行,以保證漿液能夠較多地排出建筑中的空氣;在澆灌過程中,需要明確分析建筑裂縫的大小以及漿液注入狀況,以分析結(jié)果為根據(jù),嚴格控制注入量,調(diào)節(jié)注入壓力。注漿技術(shù)的應(yīng)用改變了以往的防水與加固技術(shù),將加固步驟在一定程度上予以減少。6)增補受拉鋼筋加固法。增補受拉鋼筋加固法即是在梁的承受力較大的結(jié)構(gòu)位置補充、加入受拉鋼筋或者型鋼,從而提高房梁的承載能力或者結(jié)構(gòu)的承載能力,依次進行房屋建筑結(jié)構(gòu)的加固。增補受拉鋼筋和原梁間的連接方法有三種,即粘結(jié)法、半焊接法與全焊接法;增補受拉型鋼和原梁間的連接方法有兩種,即干式外包法與濕式外包法。
2結(jié)語
房屋建筑結(jié)構(gòu)加固是一種系統(tǒng)工程,設(shè)計技術(shù)、施工技術(shù)以及加固方法隨著科學技術(shù)的發(fā)展不斷創(chuàng)新與豐富,房屋加固技術(shù)具有較大的發(fā)展空間。與此同時,我們需要認識到房屋建筑加固技術(shù)不斷發(fā)展,表明房屋建筑工程質(zhì)量狀況堪憂,加固方法只治標而不治本,應(yīng)當提高建筑安全性與可靠性,從根本上解決建筑結(jié)構(gòu)問題。
作者:任文良 單位:山西汾西礦業(yè)水峪煤業(yè)有限公司
關(guān)鍵詞:建筑 建筑結(jié)構(gòu) 加固改造
中圖分類號:TU318 文獻標識碼:A
前言
受我國經(jīng)濟政策的影響,既有建筑物加固改造的工程規(guī)模在近年來會擴大,這種趨勢必然會對加固材料市場、專業(yè)改造技術(shù)服務(wù)業(yè)產(chǎn)生一定的影響。對建筑物進行加固改造必須要確保加固改造后的建筑安全,因此要特別重視建筑結(jié)構(gòu)加固改造中的施工質(zhì)量,從而在根本上提高建筑結(jié)構(gòu)的性能,保證建筑物整體的質(zhì)量和使用壽命。
一、建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)的原則
1選擇專業(yè)的加固改造施工單位
進行建筑結(jié)構(gòu)的加固改造施工和做工程項目是一樣的道理,只有經(jīng)驗充足,方案合理必然可以容易的進行加固改造控制,而且能夠較高的保證工作適量,但是如何進行施工并達到良好的效果,只有選擇專業(yè)的施工隊伍才能對建筑結(jié)構(gòu)從細節(jié)到整體上嚴格的進行施工,保證建筑結(jié)構(gòu)加固改造的上程質(zhì)量。
2嚴格遵循加固改造設(shè)計標準
對建筑結(jié)構(gòu)進行加固改造設(shè)計必須按照建筑工程的原設(shè)計圖紙、工程現(xiàn)狀和當前載荷要求來實施,只有確定哪些構(gòu)件存在承載能力不足的問題,按照現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、標準才能符合要求的進行加固改造政計,達到良好的效果。比如可以參考《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》、《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》、《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等權(quán)威的技術(shù)文獻。
3科學制定加固改造方案
不同的加固改造方案住具體的操作過程中有不同的適用面,只有結(jié)合施工中的具體情況加以止確的應(yīng)用,弄清楚各種方法的適用范圍,才能達到良好的加固效果。
二、加固改造工程程序
根據(jù)有關(guān)文獻和我國近幾年的工程實踐經(jīng)驗,加固改造工作一般程序可概括為現(xiàn)狀鑒定、加固改造設(shè)計、施工與工程效果檢驗四步。
1現(xiàn)狀鑒定
進行現(xiàn)狀鑒定的目的是為制定加固改造方案,提供技術(shù)依據(jù),確定導致可見損壞的原因,確認結(jié)構(gòu)的整體性和工作性能。鑒定報告是現(xiàn)狀鑒定的最終成果,它是制定加固改造的主要技術(shù)依據(jù),鑒定報告的內(nèi)容一般應(yīng)包括:工程對象受損的范圍、程度;工程對象整體技術(shù)狀態(tài);造成結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)材料劣化、損壞的主要原因;應(yīng)采取的處理措施或?qū)Σ摺?/p>
2設(shè)計
在現(xiàn)狀鑒定基礎(chǔ)之上,設(shè)計的主要任務(wù)是制定加固改造方案,選擇加固改造材料及施工方法,繪制加固改造施工圖,設(shè)計過程要充分考慮施工期間對建筑物正常使用時可能產(chǎn)生的影響。
3施工
通常加固改造施工是一項專業(yè)性很強的技術(shù),要求施工單位既要有良好的技術(shù)素質(zhì),又要有專業(yè)工程經(jīng)驗,施工之前還要進行詳細的施工組織設(shè)計,制定完善的施工操作流程表。
4驗收與工程效果檢驗
加固改造完成之后要按照既定標準進行驗收。
三、常用的建筑結(jié)構(gòu)加固方法
混凝土結(jié)構(gòu)加固補強的方法很多,直接加固法有加大截面法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法、外部粘鋼加固法等,其它加固方法還有增設(shè)支點加固法、托梁拔柱技術(shù)、增設(shè)支撐體系和剪力墻加固法等。下面是目前常用的幾種加固方法的介紹:
1加大截面加固法
加大截面加固法是在構(gòu)件外部外包混凝土,增大構(gòu)件截面面積和配筋量的一種加固方法,從而達到提高構(gòu)件承載能力的目的。在我國加大截面法是一種傳統(tǒng)的加固方法,工藝簡單,適用面廣,可廣泛用于梁、板、柱、墻等混凝土結(jié)構(gòu)的加固。
根據(jù)構(gòu)件的受力特點和加固要求不同,可選用單側(cè)加厚、雙側(cè)加厚、三面和四面外包等。在以加大混凝土截面為主的結(jié)構(gòu)中,為了保證后澆混凝土的正常工作,需適當配置構(gòu)造鋼筋;在以加配鋼筋為主的加固方法中,即增加鋼筋截面積,為保證加固鋼筋的正常工作,需按構(gòu)造要求澆灌混凝土保護層。外包材料一般以普通混凝土為主,當外包層較薄、鋼筋較密時,可用細石混凝土,配筋除采用鋼筋外,也常用型鋼和鋼板。
但這種方法要求的現(xiàn)場濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護時間較長,對生產(chǎn)和生活有一定影響,而且構(gòu)件的截面增大后對結(jié)構(gòu)的外觀和房屋凈空也有一定影響。
2外包鋼加固法
外包鋼加固法是以型鋼(一般為角鋼)外包于構(gòu)件四角(或兩角)以加強其受力性能的加固方法。外包鋼加固法分濕式和干式兩種情況。濕式外包鋼加固:外包型鋼與構(gòu)件之間是采用乳膠水泥粘貼或環(huán)氧樹脂化學灌漿等方法粘結(jié),以使型鋼與原構(gòu)件能整體工作共同受力;干式外包鋼加固:原構(gòu)件與外包型鋼之間無任何粘結(jié),有時雖填有水泥砂漿,但彼此只能單獨受力,承載力提高不如濕式外包鋼加固有效。該方法施工簡便,現(xiàn)場工作量較小,受力較為可靠,適用于在使用上不允許增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度地提高截面承載能力的混凝土結(jié)構(gòu),主要用于鋼筋混凝土柱、梁、桁架弦桿和腹桿的加固。
3預(yù)應(yīng)力加固法
預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或撐桿對結(jié)構(gòu)進行加固的方法,即通過施加預(yù)應(yīng)力使拉桿或撐桿受力,影響并改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布,從而降低結(jié)構(gòu)原有應(yīng)力水平并提高結(jié)構(gòu)的承載能力。特點是通過預(yù)應(yīng)力手段強迫后加拉桿或撐桿受力,改變原結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布,降低原結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平,使一般加固結(jié)構(gòu)中所特有的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象得以完全消除,具有加固、卸載和改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果,后加拉桿或撐桿和原有結(jié)構(gòu)能夠較好地共同工作,結(jié)構(gòu)承載能力能夠得到較大的提高。
預(yù)應(yīng)力加固適用于大跨度結(jié)構(gòu)以及采用一般方法無法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下的大型結(jié)構(gòu)加固,但此法不宜用于處在高濕度環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)或混凝土收縮徐變較大的混凝土結(jié)構(gòu)的加固。
4增設(shè)支點加固法
增設(shè)支點加固法是通過增設(shè)支承點來減小結(jié)構(gòu)計算跨度,改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布并提高其承載能力的加固方法。梁、板在跨中增設(shè)支點后,減小了跨度,從而能較大幅度地提高承載能力,并能減小和限制梁、板的撓曲變形。適用于房屋凈空不受限制的大跨度結(jié)構(gòu)中梁、板、桁架、網(wǎng)架等水平結(jié)構(gòu)的加固。增設(shè)支點加固法優(yōu)點是簡單可靠:缺點是使用空間會受到一定影響。
5粘貼鋼板加固法
粘鋼加固法是在混凝土構(gòu)件表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,使其共同工作、整體受力,以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種加固方法。它實質(zhì)是一種體外配筋,提高原構(gòu)件的配筋量,從而相應(yīng)提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等方面的能力。因此,采用此法加固對結(jié)構(gòu)膠的要求較高,結(jié)構(gòu)膠必須具有強度高、粘結(jié)力強、耐老化、彈性模量高、線膨脹系數(shù)小的特點,并且具有一定彈性。
相對于傳統(tǒng)加固方法,粘鋼加固法更為簡單、快速,對結(jié)構(gòu)的外形、凈空等影響較小,其施工過程對生產(chǎn)和生活影響較小,因而在建筑領(lǐng)域和公路橋梁領(lǐng)域中都得到了普遍應(yīng)用。
6粘貼碳纖維材料加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)
纖維增強塑料的應(yīng)用,是當今世界各國正在積極探索的研究方向。纖維一般具有耐腐蝕、高強度、質(zhì)量輕和非磁性的特點,將纖維和基體組合形成的纖維增強復(fù)合材料能很好地繼承纖維的這些優(yōu)良特性。
近年來,隨著科技的發(fā)展和產(chǎn)量的提高,纖維及其復(fù)合材料在土木工程中得到了越來越多的應(yīng)用,尤其是應(yīng)用于結(jié)構(gòu)物的修補和加固中。
結(jié)束語
我國的加固技術(shù)得到快速的發(fā)展,其應(yīng)用對象已從開始階段的單層的破舊民居擴展到建設(shè)工程中的各類結(jié)構(gòu)。加固技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對于提高建設(shè)工程的質(zhì)量起到了積極的作用,在節(jié)省國家與企業(yè)的資金、保障企業(yè)生產(chǎn)安全和人民生命財產(chǎn)的安全方面也起到了一定的作用。
參考文獻
[1]劉越超.建筑結(jié)構(gòu)加固方案設(shè)計研究[J].科學之友.2010(10)
[2]葉志鋒;李文鋒.淺析建筑結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)[J].黑龍江科技信息.2007(14)
關(guān)鍵詞:建筑;結(jié)構(gòu);耐火;設(shè)計
中圖分類號:TU3 文獻標識碼:A
近幾十年來,我國的高層建筑發(fā)展非常迅速,建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)的問題也日益突出,這些都迫切需要進行結(jié)構(gòu)抗火性能的研究?,F(xiàn)代建筑中大部分采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)作為承重結(jié)構(gòu),根據(jù)已有的研究成果,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)(高溫)下鋼材和混凝土的強度、彈性模量等均隨溫度升高而下降,一般混凝土材料在400度以上、鋼材在300度以上,其力學性能嚴重惡化,高溫下材料性能的變化是結(jié)構(gòu)的承載力和耐火極限嚴重下降的一個主要原因。另外結(jié)構(gòu)受火時受火面溫度隨周圍環(huán)境溫度迅速升高,但由于混凝土的熱惰性,內(nèi)部溫度增長緩慢,截面上形成不均勻溫度場,而且溫度變化梯度也不均勻,導致不等的溫度變形和截面應(yīng)力重分布,這些變化都足以危及結(jié)構(gòu)的安全性,某些情況下會導致結(jié)構(gòu)失效。
1 建筑結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的目地
1.1 建筑物在給定火災(zāi)條件下(火災(zāi)荷載、通風條件、結(jié)構(gòu)形式等),其結(jié)構(gòu)能否確保穩(wěn)定而不倒塌;
1.2 如果評估結(jié)果是將發(fā)生倒塌,應(yīng)采取什么技術(shù)措施予以避免。
2 建筑結(jié)構(gòu)的耐火等級
耐火等級是衡量建筑物耐火程度的分級標度,耐火等級高的建筑物,發(fā)生火災(zāi)的次數(shù)少,火災(zāi)時被火燒壞、倒塌的很少;耐火等級低的建筑,發(fā)生火災(zāi)概率大,火災(zāi)時往往容易被燒壞,造成局部或整體倒塌,火災(zāi)損失大.對于不向類型、性質(zhì)的建筑提出不同的耐火等級要求,可做到既有利于消防安全,又有利于節(jié)約基本建設(shè)投資。建筑物具有較高的耐火等級,可以起到以下幾方面的作用:
2.1 在建筑物發(fā)生火災(zāi)時,確保其能在一定的時間內(nèi)不破壞,不傳播火災(zāi),延緩和阻止火勢的蔓延。
2.2 為人們安全疏散提供必要的疏散時間,保證建筑物內(nèi)人員安全脫險。建筑物層數(shù)越多,疏散到地面的距離就越長,所需疏散時間也愈長。為了保證建筑內(nèi)人員安全疏散,在設(shè)計中除了要周密地考慮完善的安全疏散設(shè)施外,還要做到承重構(gòu)件具有足夠的耐火能力。
2.3 為消防人員撲救火災(zāi)創(chuàng)造有利條件。撲救建筑火災(zāi),消防人員大多要進人建筑物內(nèi)進行撲救。如果其主體結(jié)構(gòu)沒有足夠的抵抗火燒的能力,在較短時間內(nèi)發(fā)生局部或全部破壞、倒塌,不僅會給消防撲救工作造成許多困難,而且還可能造成重大傷亡事故。
2.4 為建筑物火災(zāi)后重新修復(fù)使用提供有利條件。在通常情況下,其主體結(jié)構(gòu)耐火能力好,抵抗火燒時間長,則其火災(zāi)時破壞少,災(zāi)后修復(fù)快。
3 建筑構(gòu)件的燃燒性能
建筑構(gòu)件的燃燒性能,反映了建筑構(gòu)件遇火燃燒或高溫作用時的燃燒特點,它由制成建筑構(gòu)件的材料的燃燒性能而定。不同燃燒性能建筑材料制成的建筑構(gòu)件,可分為三類:
3.1 不燃燒體
用通過國家標準《建筑材料不燃性試驗方法》(GB 5464-85)試驗合格的材料,即不燃性材料制成的建筑構(gòu)件稱為不燃燒體。這種構(gòu)件在空氣中受到火燒或高溫作用時,不起火、不微燃、不碳化。如磚墻、磚柱,鋼筋混凝土梁、板、柱,鋼梁等。
3.2 難燃燒體
用通過國家標準《建筑材料難燃性試驗方法》(GB 8625-88)試驗合格的材料制成的構(gòu)件,或用可燃性材料作基層,而用不燃性材料作保護層(或隔熱層)的構(gòu)件稱為難燃燒體。這類構(gòu)件在空氣中受到火燒及高溫作用時,難起火、難微燃、難碳化,當火源移走后,燃燒或微燃立即停止。如阻燃膠合板吊頂、經(jīng)阻燃處理的木質(zhì)防火門、木龍骨板條抹灰隔墻等。
3.3 燃燒體
用普通可燃性或易燃性材料制成的建筑構(gòu)件稱為燃燒體。這類構(gòu)件在明火或高溫作用下,能立即著火燃燒,且火源移走后,仍能繼續(xù)燃燒或微燃。如木柱、木屋架、木擱柵、纖維板吊頂?shù)取?/p>
4 我國現(xiàn)有設(shè)計方法的缺陷
4.1 建筑物耐火等級的選定不易操作。目前,建筑物功能趨于復(fù)雜化和綜合化,不同功能區(qū)域的火災(zāi)性狀差別很大,設(shè)計值無法選擇合理的建筑物耐火等級。
4.2 構(gòu)件的耐火極限要求不夠合理。火災(zāi)荷載這一重要因素考慮得不夠充分。在相同火災(zāi)荷載情況下,火災(zāi)的發(fā)展性狀還與失火房間的大小、形狀、開窗面積等因素有很大關(guān)系,現(xiàn)有方法沒有考慮這些因素。
4.3 構(gòu)件耐火極限的確定方法不夠科學。規(guī)范所給出的耐火極限值主要根據(jù)一定條件下的有限次試驗結(jié)果,不能涵蓋所有的因素。特別是,實際結(jié)構(gòu)的耐火極限與火災(zāi)發(fā)生時構(gòu)件的應(yīng)力水平密切相關(guān),即結(jié)構(gòu)喪失穩(wěn)定性是重力荷載和火災(zāi)荷載共同作用的結(jié)果。現(xiàn)有方法沒有反映這一特點。
5 當前耐火設(shè)計研究發(fā)展趨勢
由于科技水平的發(fā)展,尤其是高速計算機的廣泛應(yīng)用與普及,使人們利用結(jié)構(gòu)分析方法進行耐火設(shè)計成為可能。同時,人們也逐漸認識到,利用標準耐火試驗結(jié)果去直接指導實際耐火設(shè)計具有相當片面性;單一承重構(gòu)件的耐火性能和實際的結(jié)構(gòu)單元(如連續(xù)梁、框架等)相差甚遠,破壞機理也不盡相同。所以,目前研究趨勢為:
5.1 用過去標準耐火實驗研究方法(破壞性試驗)掌握了各類構(gòu)件在火災(zāi)溫度和重力荷載共同作用下的破壞機理后,建立構(gòu)件在火災(zāi)條件下的分析模型,使用計算機數(shù)值模擬研究更為科學合理,因為該方法可以考慮更多的影響因素,使構(gòu)件的工作條件更符合實際而費用更為低廉,所以研究方法正在由構(gòu)件的破壞性試驗方法向結(jié)構(gòu)分析方法過渡。
5.2 由于單一構(gòu)件在火災(zāi)中產(chǎn)生的溫度內(nèi)力與框架或其他超定靜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度內(nèi)力差別甚大,所以研究對象正在由單一構(gòu)件轉(zhuǎn)向構(gòu)件組合單元。
5.3 由于鋼結(jié)構(gòu)耐火研究開展較早,研究得也較深人,而混凝土結(jié)構(gòu)已被證明同樣會在火災(zāi)中塌垮,所以研究的結(jié)構(gòu)形式正在由鋼結(jié)構(gòu)向鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展。
5.4 由于建筑功能的多變性,主要體現(xiàn)在火災(zāi)荷載和通風條件的變化,用標準溫度一時間曲線作為所有構(gòu)件的受火條件,確實很難反映構(gòu)件在實際火災(zāi)中的工作條件,所以受火條件正趨于用按預(yù)測計算得到的失火分區(qū)平均溫度一時間曲線代替一呈不變的標準升溫曲線。
6 耐火設(shè)計方法探索
6.1 根據(jù)失火分區(qū)具體情況,即火災(zāi)荷載大小、通風參數(shù)、分區(qū)分隔物材料熱參數(shù)預(yù)測計算分區(qū)火災(zāi)溫度~時間關(guān)系,以此作為構(gòu)件升溫曲線或以標準升溫曲線作為受火條件。
6.2 建立構(gòu)件導熱微分方程,輸人構(gòu)件材料熱參數(shù)和定解條件,解算構(gòu)件截面溫度場。
6.3 由結(jié)構(gòu)理論建立構(gòu)件抗力計算模型,按溫度場計算結(jié)果確定相應(yīng)的材料力學設(shè)計參數(shù),計算構(gòu)件抗力RF。
6.4 確定火災(zāi)時構(gòu)件可能承受的重力荷載即有效荷載,用力學分析方法計算構(gòu)件在有效荷載和溫度共同作用下的荷載效應(yīng)SF。
6.5 比較RF和SF,當RF≥SF時,結(jié)構(gòu)可保證穩(wěn)定而不倒塌,設(shè)計結(jié)束;當RF
結(jié)束語
綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計最終的目地是為了保證火災(zāi)發(fā)生時以及發(fā)生后結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,不至于整體倒塌,從而為人員的疏散贏得時間,為消防人員撲救火災(zāi)創(chuàng)造安全環(huán)境,為災(zāi)后修復(fù)提供有利條件,這是我們設(shè)計人員在進行工作時需要持有的理念。
參考文獻
[1]邱洪興.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].東南大學出版社,2002.
關(guān)鍵詞:地震;災(zāi)害;啟示
工程抗震的研究和實踐已經(jīng)走過了近百年的歷程,特別是最近的半個世紀,基于震害調(diào)查、強震觀測、理論分析和抗震試驗,地震工程和抗震工程研究取得了長足的進展,建立了以彈性反應(yīng)譜理論為基礎(chǔ)的較為系統(tǒng)的可供實際操作的抗震技術(shù)方法。處于地震活動區(qū)的世界各國均編制了地震危險性區(qū)劃圖,制定了建筑抗震設(shè)防標準,頒布了抗震技術(shù)和管理法規(guī),在大范圍內(nèi)實施了建筑抗震設(shè)計和現(xiàn)有建筑加固。所有這些都有力地促進了抗震防災(zāi)事業(yè)的發(fā)展。地震災(zāi)害造成的損失有其自然、社會、經(jīng)濟的背景。但是,人類至今所掌握的防震減災(zāi)知識尚不能滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。其中,災(zāi)害性的罕遇物點及震災(zāi)無法在人工控制下進行重復(fù)模擬是阻礙地震科技迅速進步的重要原因。近十年來國內(nèi)外的地震災(zāi)害給我們以下幾點啟示:
1非抗震建筑的更新改造和加固
未經(jīng)抗震設(shè)計的建筑,尤其是抗震能力低下的老舊木結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)房屋仍是造成地震人員傷亡的最主要直接原因。在印度凱拉里地震災(zāi)區(qū),鄉(xiāng)村中90%以上的房屋是施工粗糙的土石結(jié)構(gòu)和石木結(jié)構(gòu)房屋,此類房屋墻體厚達半米左右,由粗毛石以泥漿砌筑,內(nèi)外墻互不搭接,中間填以碎石和土抗剪強度極低,整體性極差,稍經(jīng)震動便一塌到底。老舊房屋的更新改造和加固問題,目前在我國仍普遍存在。在城市建設(shè)高速發(fā)展的同時,仍有成片老舊房屋在使用,鄉(xiāng)鎮(zhèn)及邊遠的農(nóng)村存在大量的未經(jīng)抗震設(shè)計的建筑。經(jīng)濟發(fā)展是提高建筑抗震能力的基礎(chǔ),在城市建設(shè)中,應(yīng)將老舊棚戶區(qū)的改造置于首位,對尚有使用價值的非抗震設(shè)計房屋采取加固,改變使用途經(jīng)等對策。另外,近年來抗震加固新技術(shù)有新的發(fā)展,利用阻尼器和高強纖維加固建筑結(jié)構(gòu)物在國際上已獲在成功應(yīng)用,具有廣闊發(fā)展前途,值得我們試驗推廣.
2加強抗震設(shè)防和施工質(zhì)量管理
震害調(diào)查表明,地震中房倒人亡的慘劇往往半是天災(zāi),半是人禍。在我國臺灣集集地震中,有很多“豆腐渣”建筑,混凝土構(gòu)件中埋有油桶、報紙等雜物,混凝土強度嚴重不足,鋼筋綁扎位置有誤,構(gòu)件間鋼筋缺少連接等,以及有偷工減料行為.
3深化近源強震地震動的研究
發(fā)展斷層附近的強烈地震動是造成房屋建筑破壞的重要原因,但在我國臺灣地震之前,在發(fā)震斷層附近的強震記錄十分缺乏,目前抗震設(shè)計規(guī)范中使用的設(shè)計反應(yīng)譜主要是由震源距為幾十公里以遠的強震記錄統(tǒng)計的.法學
我國臺灣強震觀測臺站密集,在集集地震中獲得的距震源20公里以內(nèi)的強震記錄達60余條,為強震數(shù)據(jù)庫增添了寶貴的資料。集集地震中記錄到的最大水平地震動加速度近1000伽,加速度等值線呈復(fù)雜的花瓣型,最大地面速度推測可達300cm/s。這些記錄為深化近源地震動的研究、修訂和完善反應(yīng)譜提供了新的基礎(chǔ)資料??拐鹪O(shè)計反應(yīng)譜作為設(shè)計地震動參數(shù),必須力求反映真實地震動的性態(tài),近源譜的標定,反應(yīng)譜特征周期和長周期幅值的確定應(yīng)是當前研究的重點.新晨
4關(guān)注發(fā)震斷層引起的地面錯動