發布時間:2023-11-13 11:32:47
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇多層建筑消防設計規范,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞:消防負荷、應急電源、耐火電纜
中圖分類號:TU24文獻標識碼: A
引言
消防負荷的供配電在建筑電氣設計中占很重要的比重,尤其是供電的可靠性,線路暗敷設往往要在不燃燒體結構層內,明敷設穿金屬管或金屬線槽要涂防火涂料。消防負荷的控制必須具有自動和手動功能。
一.消防負荷概述
消防負荷是指在火災時為了滅火,減少火災的損失非火災時不使用而火災時使用用電負荷或火災及非火災時均要使用的負荷。關于消防負荷定義在目前國家規范標準中還沒有明確,這只是筆者關于消防負荷的認識。僅火災時使用的用電負荷如消防水泵、噴淋泵、防煙排煙風機、消防穩壓泵、正壓送風機、防火卷簾門、消防排污泵、消防送風機、電動的門窗以及閥門,火災及非火災時均要使用的負荷如消防控制室(火災報警控制器及聯動聯動控制設備用電)、應急照明(應急照明和正常照明合用)、消防電梯(兼作平時客梯)等。消防負荷主要在火災時為保護人民生命和財產的安全使用,人命關天。消防負荷為了供電的可靠性根據國家規范基本上為一級負荷、二級負荷。但是并不是所有的消防負荷都是一級、二級負荷,比如《建筑設計防火規范》GB50016-200611.1.1在多層建筑中,室外消防用水量小于25L/s的公共建筑,室外消防用水量小于30L/s的工廠、倉庫,座位數小于1500個電影院、劇院的消防負荷就是三級負荷。
二.消防負荷電源
一級負荷由雙重電源供電,引來兩路供電線路在末端配電箱自動雙切換。所謂雙重電源,一個負荷的電源是由兩個電路提供的,這兩個電路就安全供電而言被認為是互相獨立的。由于在實際工程中,取得兩個相互獨立的電源很難實現,所以只能提供兩個相互獨立安全的供電電路。這兩個電路,在工程設計中,稱為正常電源和應急電源。應急電源而不是備用電源,在設計中一定要明確,備用電源是指當正常電源斷電時用于非安全原因用來維持電氣裝置或其某些部分所需的電源,而消防負荷是為了安全原因,故只能按應急電源。依據《供配電系統設計規范》GB50052-2009 3.0.9 備用電源嚴禁接在應急供電系統中,所以非消防的一、二級負荷不應接入消防應急電源,應該另設備用電源。這點在《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008 7.2.1.1、7.2.2.1兩條也已經明確,電力、照明、消防及其它防災負荷應自成配電系統,這也提出了消防應急電源和非消防備用電源應分開設置不可共用。規范如此規定的目的還是為了增加消防負荷供電的可靠性,如果合在一起非消防負荷可能導致備用電源的總斷路器跳閘,影響到消防負荷的供電。兩個電路可分別引自兩路市電,兩路市電可分別引自35KV區域變電站,很可能還是一個發電廠是一個電源。另外,一路引自城市電網,一路引自自備電源比如柴油發電機組、蓄電池(EPS)。柴油發電機在一類高層、多層建筑消防負荷應采用自動和手動啟動裝置應在30S內自動啟動,二類高層消防負荷,當采用自啟動有困難時可采用手啟動裝置。 柴油發電機可在30S內啟動完全可以滿足規范的要求,30s內達到額定轉速、電壓、頻率后,投入額定負載運行。由于柴油發電機在30S內才能提供穩定的電壓,所以在末端雙切換箱的切換時間應設置大于30S,否則,雙切換開關將重復切換,將導致自動雙切換裝置的損壞。
三.消防負荷的配電電纜及敷設
消防負荷的配電線路線纜的選擇主要依據《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-200813.10.4 第1款 按照《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98特級保護對象是指建筑高度超過100m的高層建筑,礦物絕緣電纜BTTQ采用氧化美金屬護套防火性能是最高的電纜,不含有機材料,具有不燃、無煙、無毒和耐火的特性,使用在銅的熔點以下的火災區域是安全的,而銅的熔點是1060攝氏度,一般民用建筑的火災現場最高溫度均在1000攝氏度以下,當采用礦物絕緣電纜應采用明敷設或在吊頂內敷設。第2款 一級對象包括建筑高度不超過100m的一類高層建筑、部分多層建筑、部分地下民用建筑,依據規范考慮到開發商的投入成本經濟性在設計中常常采用有機絕緣耐火類電纜,此類電纜即是耐火電線電纜,其耐火溫度為750攝氏度,90min,在設計中一定要采用耐火電纜并要采取防火保護措施,由此可見此類消防負荷線纜耐火即可沒必要無鹵低煙由于往往在橋架內成束敷設仍需阻燃,在電氣豎井內或電纜溝內敷設時可不穿導管保護,但應采取與非消防用電電纜隔離措施;在電氣豎井消防電纜往往在電纜橋架內敷設可采取設三隔離板將電纜橋架分為四部分一部分敷設一般電纜、一部分敷設消防常用電纜、一部分敷設消防備用電纜、一部分敷設一般負荷備用電纜,在電纜溝可與一般負荷電纜分別敷設在電纜溝的兩側支架上,采用明敷設、吊頂內敷設或架空地板內敷設,應穿金屬導管或封閉式金屬線槽保護;所穿金屬導管或封閉式金屬線槽應采取涂防火涂料等防火保護措施;當線路暗敷設時,應穿金屬導管或難燃性剛性熟料導管保護,并應敷設在不燃燒結構內,且保護層厚度不應小于30mm;第3款二級保護對象包括二類高層建筑、部分多層建筑、部分地下民用建筑,這個類別的建筑必須采用耐火電纜,其敷設方式與第2款相同。第4款控制線路和分支線路由末端配電箱引出,在同一個防火分區內故可以降低耐火等級,耐火電纜有四個等級A、B、C、D可依次降低。
消防負荷線路的敷設,《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008
13.9.8 分支線路不應跨越防火分區,一般分支線路是消防末端配電箱配出的線路,這樣規定也就保證了消防末端配電箱應放在本防火分區內。分支干線一般由配電間或變電所引來,在實際工程中往往有幾個防火分區,而配電間和消防設備不一定在一個防火分區,比如地下車庫可能十個以上的防火分區,由配電間至消防配電設備難免要穿越防火分區。規范規定不宜跨越防火分區而不是不應跨越防火分區,這樣在實際工程便于實現。《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008 13.9.9第1款末端雙電源自動切換配電箱安裝于所在防火分區內。從防火分區的定義來看,防火分區主要是在一定范圍內控制火災。如果本防火分區的消防設備的末端雙電源自動切換配電箱設在其它的防火分區,末端配電箱、分支線路及消防設備無法控制在同一個火災范圍內,很難實現供電的連續性。從本條還可以得出一個概念消防電梯、消防水泵、防煙及排煙風機等消防設備是在最末一級設置雙電源自動切換裝置,而其它消防設備在末端而不是最末端,比如防火卷簾門、應急照明等可在同一防火分區內設置一雙電源自動切換箱,然后由雙切箱引至防火卷簾門控制箱,引至應急照明末端配電箱,而同一防火分區的幾個排煙風機就不可以設一個共用雙切換箱,而每一個排煙風機在末端設置一個雙切換箱。第2款放射式供電比樹干式可靠性要高,故規范規定宜采用放射式供電,對小容量消防負荷采用一個分支回路供電,小容量的標準是設備不宜超過5臺,總計容量不宜超過10KW。《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-200813.9.10 公共建筑物頂層,除消防電梯的其它消防設備,可采用一組消防雙電源供電。由末端配電箱引至設備控制箱,應采用放射式供電。消防電梯在火災時起到豎向的運輸作用,是在建筑物發生火災時供消防人員進行滅火與救援使用。消防電梯較其它消防設備在火災時要重要的多,為了消防電梯供電可靠性必須單獨設置消防雙電源,而其它消防設備可共用一組消防雙電源。有末端配電箱至設備控制箱應采用放射式供電,也是為了增加供電的可靠性。《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-200813.9.11在12~18層普通住宅人員可通過樓梯疏散,消防電梯的重要性降低,消防電梯和普通客梯可共用一組消防電源及末端自動雙切換裝置,可節省一套配電線路及自動雙切換箱,經濟性好。《高層民用建筑電氣設計規范》GB50045-95(2005年版) 9.1.3 高規的這一條其實在民規13.9.8條中已有說明,消防設備為了增加供電的可靠性不可與一般負荷共用供電線路,所以應采用專用的供電回路。多層建筑消防線路的敷設方式已在《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008 13.10.4 第2款已有規定。
四.消防負荷的末端配電設備
消防水泵、噴淋泵、防煙排煙風機、消防控制室、消防電梯應在最末一級設置自動雙切換配電裝置,其它消防負荷如防火卷簾門、應急照明在末端設置自動雙切換配電裝置,在《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-200813.9.6、13.9.9,《高層民用建筑電氣設計規范》GB50045-95(2005年版)9.1.2 、《建筑設計防火規范》GB50016-2006 11.1.5都有明確的規定。所謂的最末一級和末端的區別就是設備控制箱和雙切換配電箱在一起是最末一級,末端是指設備控制箱和雙切換配電箱不一定在一起。在末端雙切換的目的還是為了增加供電的可靠性,如果不在末端切換,雙切換箱引出線路長度長可能有故障產生。
五.消防設備的控制
消防設備的控制,主要是火災時消防設備的啟動,《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98有明確的規定。消防設備(如消防泵、噴淋泵、防煙排煙風機)在火災時應由消防控制時火災報警控制器自動啟動,設有聯動多線控制模塊,1807A模塊(上海松江飛繁電子有限公司產品)聯動控制啟動消防設備;另外,還可在消防控制室聯動控制盤上手動直接控制。消防泵還可由消火栓按鈕直接啟動,噴淋泵濕式報警閥壓力控制啟動。防煙排煙風機的停止由280攝氏度防火閥控制聯動停止。正壓送風機的控制:由消防控制室自動和手動控制正壓送風機的啟停,自動還是通過多線聯動控制模塊1807A,風機啟動時根據其功能位置連鎖開啟其相關的正壓送風閥或火災層及鄰層的正壓送風口, 并返回信號至消防控制中心。消防電梯由1825總線聯動控制模塊降至首層。
六.總結及展望
總之,消防負荷關系到火災時人民生命財產的安全,最重要的供電的可靠性。隨著電纜耐火性的提高,新材料的采用,自動控制技術的發展,消防負荷的供配電也必將取的新的發展。
參考文獻:
《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)中國建筑工業出版社出版
《建筑設計防火規范》(GB50368-2005)中國計劃出版社
《火災自動報警系統設計規范》(GB50116-98) 中國計劃出版社出版
規范8.4.2條第4點“室內消火栓給水管網宜與自動噴水滅火系統的管網分開設置;當合用消防泵時,供水管路應在報警閥前分開設置。”雖然該條說明中明確只有確實困難的情況下,消火栓系統才能與自噴系統合用消防泵,但已與《自動噴水滅火系統設計規范》(GB50084-2001)第10.2.1條“系統應設獨立的供水泵,并應按一運一備或二運一備比例設置備用泵”矛盾。設計人員在設計中根本不敢違背任何一條規范,也就不可能采用合用消防泵的做法,而實際工程中消防部門也不同意合用。筆者也認為不應該鼓勵建筑設計為了增加其它使用面積而壓縮水泵房的面積,因此建議《建規》該條規定取消。
2消防泵設置
規范8.4.3條第8點“高層廠房(倉庫)和高位消防水箱靜壓不能滿足最不利點消火栓水壓要求的其他建筑,應在每個室內消火栓處設置直接啟動消防水泵的按鈕,并應有保護設施”。一個消火栓達到充實水柱7m(最低要求)時,栓口壓力需要20m左右,即使水箱設在建筑最高處,其靜壓也絕對滿足不了消火栓壓力要求。而根據該條規范,就應該設置啟動水泵的按鈕,即所有多層建筑均應該設置消防水泵了?
而其條文說明“對于多層民用建筑要盡可能利用市政管道水壓設計消防給水系統,為確保市政供水壓力達到撲救必需的水槍充實水柱,應按建筑物層高和水槍的傾角進行核算。”多層住宅層高一般在3m左右,計算得撲救必需的充實水柱約2.8m,水槍噴嘴要造成該長度的充實水柱需要4m壓力(規范規定該類建筑充實水柱不宜小于7m,則需要9m壓力)其它多層建筑層高可能略高,其需要壓力會高一點)。多層建筑最不利點消火栓高程約23m,加上水帶、管道阻力,市政給水管道壓力28m(若按充實水柱7m計算,則需34m)就能滿足消火栓滅火要求,而現在市政給水管道一般都在30m以上。據此,多層住宅由市政給水管網供水基本能滿足消防壓力要求,不必設消防水泵。
但規范同時規定層數超過4層的廠房(倉庫)充實水柱不應小于10m,則市政給水管道壓力需38m以上,這是不現實的,從而又需要設消防水泵。
從上可以看到,該條文和條文說明可得出完全不同的結論。而在以往多層建筑設計中,消火栓系統基本由市網――消防水箱供水,不必設消防水泵。因此建議規范對該條文加以明確,而且多層建筑以消防車撲救為主,設消防水泵大可不必。
3雙閥雙口消火栓
規范8.4.3條第1點“單元式、塔式住宅的消火栓宜設置在樓梯間的首層和各層樓層休息平臺上,當設2根消防豎管確有困難時,可設1根消防豎管,但必須采用雙口雙閥型消火栓。”據筆者所知,多層住宅樓梯間均只設1根消防豎管,則多層住宅均需要設雙口雙閥型消火栓?
再看其條文說明“布置消火栓時,應保證相鄰消火栓的水槍充實水柱同時到達其保護范圍內的室內任何部位”,據此有設計人員認為如果消火栓設置在樓層休息平臺上,當某層起火時,相鄰平臺上消火栓均可參加滅火,能滿足滅火要求,因而設單口消火栓即可。但該觀點并不完全正確,若最高層起火,則將只有1個消火栓可用,顯然違反規范。而且結構設計時通常樓面梁延伸至樓梯間外墻,此時休息平臺上無法暗裝消火栓箱,從而消火栓一般設置在住戶入戶門旁墻上。
根據該條規范,筆者認為多層住宅均需采用雙口雙閥型消火栓,只是另有疑問:多層建筑以消防車撲救為主,設置雙口雙閥型消火栓既占地方又增加造價,有必要嗎?
4消防水箱
規范對水箱容量規定比較明確,但筆者看到很多文章對容量有不同理解,存在10min消防用水量到底是消火栓還是自噴系統抑或兩者相加的理解。筆者認為規范中措辭“消防用水量”已經明確告知是消火栓系統和自噴系統等一切消防系統用水量之和了。
規范8.4.4條第1點:“重力自流的消防水箱應設置在建筑的最高部位”,沒有最不利點消火栓靜水壓力要求,這給設計人員更大自由,但也造成一定的疑惑。消防水箱的作用是提供撲滅初期火災10min用水,自然需要滿足最不利點消火栓壓力要求。根據上面計算,靜水壓力至少需要5m才能達到滅火要求,考慮到與《高層民用建筑設計防火規范》的統一,建議多層建筑也要求消防水箱滿足最不利點消火栓靜水壓力7m要求。
5消防軟管卷盤
規范8.3.3條“設有室內消火栓的人員密集公共建筑以及低于本規范第8.3.1條規定規模的其他公共建筑宜設置消防軟管卷盤;建筑面積大于200m2的商業服務網點應設置消防軟管卷盤或輕便消防水龍。”其條文說明“消防軟管卷盤和輕便消防水龍也是控制建筑物內固體可燃物初期火災的有效滅火設備,且用水量小、配備方便,在設置消火栓有困難或不經濟時,可考慮配置這類滅火設備和建筑滅火器。”
據此,筆者認為不符合規范第8.3.1條規定規模的多層建筑可以不設消火栓系統,而為了安全起見,應設消防軟管卷盤。
目前底層帶商業服務網點的建筑很普遍,其消防要求比較難滿足,筆者曾遇到過消防部門要求設置自噴系統的例子,而浙江省公安廳消防局印發的《國家消防技術規范實際應用若干問題專家論證會議紀要》中,有“當住宅底層商業網點內設置室內消火栓有困難時,可采用室內消火栓移設于建筑外墻上或采用增設室外消火栓的方法來彌補”的要求。現在規范要求設置消防軟管卷盤或輕便消防水龍,讓設計人員有了設計依據。
關鍵詞:消防改造 自動噴淋 滅火系統
自動噴淋滅火系統的類型可以分為:濕式、干式、預作用式等等。其具有固定滅火和自動報警的諸項功能,對建筑物的早期滅火作用顯著。所以,在現代消防中占據著重要的位置。
濕式自動噴淋滅火系統,由消防供水系統、濕式報警閥組、管網、閉式噴頭和高位消防水箱等組成。其系統既可以與火災自動報警系統聯動,又可以是一個獨立的系統。
供水系統,是由消防水池、消防水泵、消防水泵電氣控制柜等組成,其作用是給噴淋系統提供足夠的滅火的有壓水源。那么,對于一些老建筑的消防改造工程來說,這就需要建筑內或周圍能提供安裝這些設備的地方。而對于有一些老建筑來說,由于當初設計時沒有考慮這些位置,現在要尋找一個適合的空間就有一定的難度。如何解決歷史遺留的問題,這就給老建筑改造工程的消防設計提出了新的課題。下面,我們就如何解決這些問題進行討論。
一、濕式自動噴淋滅火系統供水量的設計依據
為了正確、合理地設計濕式自動噴淋滅火系統供水量,必須按照《自動噴水滅火系統設計規范》的相關要求進行。
設計中噴水強度、噴頭工作壓力和作用面積是體現自動噴淋系統滅火能力的重要參數。一定要根據不同對象,按照《自動噴水滅火系統設計規范》5.設計基本參數中的相關表認真選取。然后,按照以下公式計算。
二、工程實例
某多層建筑的老辦公樓,原有的消防設施是室內消火栓,由市政管網供水,屋頂有生活水箱30m?一個。因市場形勢需要,改造作為賓館使用。按照消防規范的有關要求,這次消防改造中應增加火災自動報警系統及聯動控制系統、自動噴淋滅火系統等等。
要實現這次改造,初步認為其難點在于自動噴淋滅火系統需要建一個消防泵房。通過實地考察我們發現,該建筑周圍的空地不多。要完全按照要求設計消防水池、消防水泵及消防管網等的安裝的話,地方顯得不夠。通過分析討論,認為可以減少消防水池的容積,從而減少占地。這樣,可以解決用地面積不夠的難題。那么,消防水池容積減少后,可以通過在使用中從市政管網不斷取水的方式,來補充消防水池消耗一部分水的方法,來滿足《自動噴水滅火系統設計規范》規定的1小時的用水量。初步估算,消防水池的容積為60 m?。
于是,我們進一步收集到該建筑室內消火栓用水,是接在DN200的市政管網上。該管網的壓力為0.30MPa,流速2m/s。
有了這些基本數據,我們就進行理論計算。
1. 自動噴淋滅火系統供水量的計算
根據我們初步估算的60 m?的消防水池,加上直接從市政管網向消防水池補充56.52 m?/h,理論上能滿足Qs =100 m?/h的要求。
在實際工程中,最后確定采用65m?的消防水池,與市政管網DN200直接碰管的消防水池的進水管用的是DN100。同時,對浮球閥調整到合適的位置。在調試試驗中,證明完全能滿足工程的使用要求。
2.高位消防水箱的改造
按照《建筑設計防火規范》的相關要求,該消防改造的高位消防水箱應取18m?。屋頂現有的生活水箱為30m?,只需對出水管的位置按照實際要求進行改造。在實際工程中,在水箱的中部以上位置引出的作為生活用水,下部引出的作為消防用水。所以,現有屋頂生活水箱稍加改造,就能滿足使用要求。
由于屋頂水箱與最高層噴淋的末端試水處的高度差不夠,不能形成有效的壓力差。所以,我們就在屋頂增加了一套穩壓系統。從而,保證了噴淋系統的自動啟動。
三、結束語
對于老建筑的消防改造,是一個艱巨而又復雜的工作。以上的例子,只是反映了消防改造中的一部分。實際工程中處理的方法是多種多樣的,只要按照現場的實際情況,采用因地制宜的方法,一定能達到事半功倍的理想效果。本文,希望能起到拋磚引玉的效果。
參考資料:
1.《自動噴水滅火系統設計規范》GB50084
關鍵詞:多層鋼筋混凝土;框架結構;設計
中圖分類號:TU37文獻標識碼: A
前言
一般來說,多層建筑建設中,混凝土結構使用是最為常見的,因此,分析混凝土框架結構在多層建筑中的設計問題也是非常有必要的,是提高多層建筑建設質量的前提。
一常見的多層鋼筋混凝土結構體系類型
1.框架結構由梁和柱組成的結構單元稱為框架;全部豎向荷載和側向荷載由框架承受的結構體系。
2.框架—剪力墻結構由框架和剪力墻共同承受豎向荷載和側向荷載。
3.板—柱及板柱—剪力墻結構。板柱結構是指鋼筋混凝土無梁樓板和柱組成的結構。在板柱結構中設置剪力墻或將樓、電梯間做成鋼筋混凝土筒,就成為板柱—剪力墻結構。
二鋼筋混凝土的性質特點及工作原理
鋼筋混凝土又稱鋼筋砼,先用鐵絲將鋼筋固定成想要的形狀結構,然后在鋼筋骨架外覆蓋模板,再將混凝土澆灌進去,進過護養達到強度標準后再拆模,得到的就是鋼筋混凝土。混凝土結構具有抗壓強度和抗拉強度,但它的抗壓強度則是抗拉強度的十倍,所以在抗拉強度上的“弱勢”很容易導致它的結構遭到破壞。因為鋼筋具有強勁的抗拉力強度所以與混凝土的結合它們各自承擔不同的功能使鋼筋混凝土發揮了它的有效作用。
鋼筋混凝土的工作原理主要表現在以下幾個方面。因為鋼筋具有獨特的抗拉力強度,而混凝土具有較強的抗壓力特性,所以兩者相結合形成的鋼筋混凝土才能夠具有較好的延展性和較大的強度的優良特性。第一,鋼筋和混凝土有著相近的線膨脹系數,不會因為環境的改變而產生過大的應力;第二,混凝土中的氫氧化鈣能夠提供堿性環境,這樣在鋼筋的表面就會形成一層鈍化的保護膜,讓其在相對中性和酸性的環境下更加不易被腐蝕。第三,鋼筋和混凝土之間有較好的黏結力,有時將鋼筋表面做成肋條狀就是為了鋼筋和混凝土之間的咬合程度。
三多層建筑鋼筋混凝土的框架結構設計
1.鋼筋混凝土框架結構底層的設計
沒有地下室的多層鋼筋混凝土建筑,獨立基礎埋置的位置較深,底層計算高度過大,位移指標難以控制,且柱配筋不經濟,故一般在-0.05m處設一層拉梁,按照一個結構層來輸入。例如,某工程項目要求三層鋼筋混凝土框架結構,丙類建筑,Ⅱ類建筑場地;3.3m層高,基礎埋深4.0m,0.8m基礎高,室內外高差0.45m。根據《建筑抗震設計規范》第6.1.2條,在Ⅶ度地震區該工程框架結構的抗震等級應為為三級。按三層框架房屋計算,第一層取3.35m高,基礎按照中心受壓來計算,顯然這樣的選擇是有欠妥當的。因為根據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)第7.3.11條規定,框架結構底柱的高度應取基礎頂面至首層樓蓋頂面的高度。而上述構造所設計拉梁是無法平衡柱腳彎矩的。根據工程設計的經驗來看,這樣的框架結構最好是按照四層來進行整體的分析計算,就是將-0.05m處的拉梁作為一個結構層來輸入,若在拉梁上有應力荷載,應一并載入。根據《建筑抗震設計規范》第6.2.3條,框架柱底層柱腳彎矩設計值應乘以增大系數1.3。因此,在設計拉梁層的時候,一般來說要比較底層柱的配筋是由基礎拉梁頂面的截面來控制,還是由基礎頂面的截面控制。另外,考慮到地基土的約束作用,對于這樣的設計而言,在電算程序總信息的輸入中可將地下室層數設為1,并重復計算一次,再按照兩次計算結果的包絡圖來進行框架結構底層柱的設計。
2.多層框架房屋基礎拉梁的設計
一般情況下,當獨立基礎的埋深值不大,或者雖然埋深值較大但采用了類似高杯口基礎時,可視具體要求沿主軸的兩個方向來設置構造基礎拉梁。設計時,基礎拉梁截面的寬度可取柱中心距的1/20~1/30,高度可取柱中心距的1/12~1/18。當拉梁上承受樓梯柱或者填充墻傳來的應力荷載時,應適當加大拉梁截面,此時拉梁層可以不建入模型參與結構計算,但應將拉梁荷載導入基礎計算。
3.多層框架結構中樓梯、電梯的小井筒設計
在多層建筑的框架結構中,應該盡量避免設置鋼筋混凝土的樓梯、電梯小井筒,因為鋼筋混凝土的小井筒的存在會減少框架結構能承擔的地震剪力,并且小井筒下的基礎設計也具有較高的難度,因此在設計中通常采用構造柱夾砌體材料做填充墻形成隔墻。
必須設計為鋼筋混凝土小井筒時,井筒的墻壁厚度應當減少,并進進行剛度弱化(可采取開豎縫、開結構洞等辦法);配筋也只能配置少量單排鋼筋,消弱小井筒的作用。
設計計算時,除了按照框架確定抗震等級計算外,還要按照帶井筒的框架來進行復核,并加強與井筒墻體相連的柱子的配筋。
4.多層建筑中鋼筋混凝土框架結構計算的注意事項
①基礎拉梁層計算模型的選定
在選用TAT或者SATWE等程序進行框架整體計算時,對于基礎拉梁層無樓板的情況,應取0作為樓板厚度,并定義彈性樓板,采用總綱分析方法進行分析計算。否則程序分析時自動按照剛性樓面來進行計算,這樣一來便與實際情況不相符,在設計過程中要特別注意這一點。
②多層建筑框架結構的抗震等級
在工程設計中,多數房屋建筑分屬于丙類建筑(如民用住宅、辦公樓、一般工業建筑等),其抗震等級可參考《建筑抗震設計規范》表6.1.2來確定。而對于交通、通訊、消防、醫療等類型的建筑以及大型體育場館、大型商場、科技展廳、電影院等公共建筑,可首先根據GB50223-2010《建筑抗震設防分類標準》來確定那些建筑屬于哪些類別。丙類建筑的地震作用均按本地區抗震設防烈度計算;乙類建筑在一般情況下當抗震設防烈度為Ⅵ~Ⅷ度時,抗震措施應符合本地區抗震設防烈度提高I度的要求。
③地震力的振型組合數
對于多層建筑而言,當不考慮扭轉耦聯計算時,地震力的振型組合數至少要取3;當振型數多于3時,應取3的倍數,但不能多于層數X3;而房屋層數≤2時,則振型數可取層數層數X3。
對于多層建筑不規則的結構,考慮扭轉耦聯時振型數要取≥9。若是結構層數較多或者結構剛度突變較大,振型數應多取。
四多層框架設計需注意的事項
1.多層框架民用建筑基礎設計的注意事項
首先,結構設計師要認真閱讀地質報告,在認真把握的基礎上,要正確的使用地質報告,并要對報告中的內容進行考察和判斷,這樣可以幫助把建筑場地的地質條件和民用建筑的具體情況結合起來。其次,在滿足多層框架民用建筑的承載力要求下,應該采用經濟性較強的淺基礎,需要綜合考慮地質情況和建筑的結構、類型和承載力等來實現經濟和穩定的結合。再者,多層框架的民用建筑要采用獨立的基礎或者條形的基礎,這要考慮基礎的承載力來確定基礎的面積,然后進行設計電算,另外還要符合相關規定的構造結構。最后,在處理地基時,要運用合理、科學的地基處理手段,要做到符合力學等相關的基本理論以及基本實際的當地工程經驗相結合。
2.多層框架民用建筑上部設計的注意事項
首先,在抗震設防地區,應注意遵循強柱弱梁、強剪弱彎、強節點強錨固的設計原則,形成延性框架。恰當的運用“強柱弱梁”的原則可以節約費用,做到經濟實惠;還可以使樓層的凈空高度得到加大;來提高建筑的整體剛度。其次,在框架梁的配筋設計上,主要在主梁和次梁之間相交的地方要增加箍筋和吊筋來保證穩定性。當梁端的縱向受拉鋼筋的配筋率大于2%時,要加大箍筋的最小直徑到至少2mm,結構設計師不能忽視這個問題,要根據實際情況及時的調整,這也不代表在進行框架計算時荷載取值并不是越大越好,要結合各種具體的情況來進行設計計算等。最后,在現澆樓板設計中的注意事項是:由于樓板通常包括單向板和雙向板,在普遍情況下,可以運用次梁把樓板變為雙向板的結構,保證整體的受力合理,配筋的均勻等,雙向板的厚度一般要薄于單向板。
結束語
綜上所述,多層鋼筋混凝土框架結構設計是多層建筑設計的重點環節,也是多層建筑建設的關鍵步驟,在設計的過程中,必須要保質保量的完成設計工作,保證建筑的質量符合規范要求。
參考文獻:
[1]洪慧慧.論鋼筋混凝土多層框架結構的地震控制設計[J].民營科技,2010,(05)
[2]陳炎浩.論鋼筋混凝土框架結構房屋的抗震設計[J].廣東科技,2012,(04)
近年來,隨著城市化進程逐步推進,城市建設改造步伐不斷加快,土地資源日益緊缺,中高層建筑數量不斷增加,對周邊相鄰空地的影響加劇。導致周邊相鄰空地的使用受到嚴重的制約。
關鍵字:日照預留 日照控制線 日照時數 擬建用地 規劃地塊
中圖分類號:P422.1+1文獻標識碼: A
一、標準依據
《城市規劃編制辦法》、《城市居住區規劃設計規范》、《民用建筑設計通則》、《住宅設計規范》等規范中對全國各城市的普通居住建筑、中小學、托幼、老年人居住建筑和醫院病房樓的日照時數都提出了特定的要求與規定。
為了了解建筑的“日照”情況,一些計算機軟件公司利用計算機技術模擬太陽軌跡進行日照時間的計算并研發出一些專門的日照分析軟件,利用這些日照分析軟件對建筑進行日照分析,計算得出建筑在特定日期的日照時數。
國家相關規范中對日照分析僅做了原則性要求,在復雜的日照分析過程中還有很多亟待細化和規范的問題。近年來,各個城市也根據自身的地理、人文特點結合國家相關規范制定了當地的日照分析技術規則。
二、相鄰規劃地塊的日照預留標準
為合理、公平利用土地資源,維護相鄰地塊的權益,各城市也陸續提出對擬建用地周邊為空地或近期將改造的用地,應滿足相關要求。以下就以南昌市的日照規則為例,簡述其制定相鄰用地的日照預留規則的緣由。
(一)擬建用地北側為規劃地塊
以規劃地塊的用地紅線向北平移10米作日照控制線,該日照控制線總長的4/5長度應滿足日照標準,單處不滿足日照標準的長度不得超過12米。
由于目前新建的多層建筑一般以六層建筑居多,按照南昌市的間距要求,退讓南側用地紅線必須是標準間距的一半:6層*3米/層*1.1(多層建筑的標準間距系數)*0.5=9.9米≈10米。由于每棟多層建筑的山墻之間至少須有6米的消防間距,而且常用的戶型在南向布置有兩個居住空間(臥室與客廳),每個居住空間面寬至少為3米,《住宅設計規范》中規定:“每套住宅至少應有一個居住空間能獲得日照”;因此該日照控制線只需要4/5長度滿足日照標準,單處不滿足日照標準的長度不得超過12米。
但并不是所有的擬建用地的規劃建筑都能滿足以上要求,如不滿足,可要求規劃建筑退其北側用地紅線(道路中心線)的距離達到標準間距,即:多層建筑總高度*1.1、高層建筑總高度*0.8。這樣也能要求擬建建筑預留北側規劃用地的日照。
(二)擬建用地東、西側為規劃地塊
以規劃地塊的用地紅線向東(西)平移6.5米作日照控制線(當東(西)側用地紅線偏東(西)大于45°時,按南北側預留),該日照控制線總長的4/5長度在大寒日(冬至日)從擬建用地獲得的日照時數應滿足相應要求。
按照南昌市的建筑間距要求,退讓東、西側用地紅線至少是消防間距的一半,因此可選擇按照高層建筑消防間距(13米*0.5=6.5米)平移作為日照控制線;由于每棟建筑之間都須滿足一定間距要求,則該日照控制線只需要4/5長度滿足日照標準。
1、規劃地塊東(西)側用地紅線為正南北向時,該日照控制線在大寒日(冬至日)的日照時數應不少于1小時。
根據《城市居住區規劃設計規范》規定,南昌市的日照標準是在大寒日8~16時、冬至日9~15時滿足 2小時。如果規劃地塊東(西)側用地紅線為正南北向時,日照控制線獲得的8(6)小時的日照時數是從規劃地塊與擬建用地中等分的。(如圖1)因此該日照控制線在大寒日(冬至日)時從擬建用地中獲得的日照時數應不少于1小時,在規劃地塊中獲得1小時日照時數,則在日照控制線處布置的建筑能夠在大寒日(冬至日)獲得 2小時及以上。
圖18小時的日照時數等分示意圖
2、當規劃地塊用地性質為居住類時(除老年人住宅、殘疾人住宅),其東側用地紅線北偏東、西側用地紅線北偏西:該日照控制線在大寒日的日照時數以1小時為基數,北偏東(西)角度每增加1度增加1分鐘。(如圖2)
當規劃地塊用地性質為文教衛生類時(含老年人住宅、殘疾人住宅),其東側用地紅線北偏東、西側用地紅線北偏西:該日照控制線在冬至日的日照時數以1小時為基數,北偏東(西)角度每增加1度增加1.3分鐘。
圖2東、西側規劃地塊日照預留分析示意圖
當規劃地塊的東側用地紅線北偏東時或西側用地紅線北偏西時,日照控制線在大寒日(冬至日)的8(6)小時的日照時數中的大多數是從擬建用地中獲得的。按照日照扇形圖與日照控制線所成的角度與所得日照時數分析得出,日照控制線的角度由北偏東(西)每增加1度,則從擬建用地中獲得的日照時數增加了1(冬至日為1.3)分鐘。
當規劃地塊的東側用地紅線北偏西或西側用地紅線北偏東,日照控制線在大寒日(冬至日)的8(6)小時的日照時數中的大多數是從規劃地塊中獲得的,日照控制線的角度由北偏東(西)每增加1度,則從擬建用地中獲得的日照時數減少了1(1.3)分鐘。
三、東、西側規劃地塊日照預留分析方法
以日照控制線為邊界做高度為100M模擬建筑,對該日照控制線進行日照分析,則模擬建筑能夠完全擋住從規劃地塊上獲得的日照,而日照控制線上的日照時數是僅從擬建用地上獲得的。(如圖3)
圖3東、西側日照預留分析方法示意圖