導語：如何才能寫好一篇給排水管道抗震設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:市政；給排水管道工程；結構設計

隨著社會的發展與經濟的進步，城市的工業及人口規模不斷擴大，需水量呈現出日益增長的趨勢。在供水需求不斷增長的趨勢下，供水水源不斷向外拓展，因此市政給排水管道的輸水距離逐漸加長。在這樣的形勢下，市政給排水管道工程結構設計面臨著更嚴峻的考驗。

1工程概況

山西省朔州市神頭電廠泉水置換供水管線工程位于朔州市東北約2km處耿莊水庫至神頭電廠段。屬于國家戰略引黃北線工程的重要部分，對解決晉西北地區長期的缺水狀況有重要的意義。本地區屬海河流域桑干河水系桑干河上游，區內屬干旱半干旱氣候，四季分明，夏季干熱，春秋剛多風沙。本工程由萬家寨引黃工程北干線耿莊水庫取水，經供水管道供水至水廠，再由水廠供水至神頭電廠。擬采用PCCP供水管，管直徑1.0～1.5m，管線長11.85km

2工程地質條件

為準確反應給排水管道沿線的水文地質情況、地形地貌，必須要具備完整的地形勘探資料與水文地質勘探資料。經地勘單位勘探，主要成果如下:供水管線地處山前傾斜平原區，地形起伏不平，出露地層為第四系上更新統洪沖積低液限粉土、低液限粘土，結構較松散，其中上部低液限粉土厚6～15m，下部低液限粘土厚度大于10m，局部分布人工堆積物，主要為雜填土、建筑和生活垃圾等。供水管線改線段供水管道持力層為為上更新統洪沖積上部低液限粉土，據該層土的物理力學性質指標及標準貫入試驗指標等，地基土承載力地質建議值為80～90kPa，臨時開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質問題為濕陷性土，地基土濕陷厚度為6.0m，濕陷等級為Ⅰ級。建議管基底部增設3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。區內地下水位埋深大于15.0m，對工程無影響。供水管線區地基土對混凝土及鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。

3市政給排水管道結構設計的主要內容

3．1管道結構形式

一般來說，由給排水專業來確定管道材料及結構形式，與此同時，也要綜合、全面考慮管道的用途、口徑、流量、工作環境、覆土深度、敷設方式以及經濟指標、水文地質情況等因素。自來水廠的原水及輸水管道通常屬于承壓管，往往會采用以下幾種結構:鋼、鑄鐵、玻璃鋼、PCCP管、現澆鋼筋混凝土箱涵以及PE管等;而污水廠等重力流管道通常屬于非承壓管道或者壓力較小，出于經濟性考慮，往往會采用以下幾種結構:砌體蓋板涵、混凝土、鋼筋混凝土以及現澆鋼筋混凝土箱涵;在遇到鐵路、公路、過河渠等特殊地段或特殊情況的時候，局部地段的管道壓力較大時也可以采用鋼管形式。本文工程原水主管采用PCCP管，接口形式為承插口。

3．2管道結構設計及基礎選型

以管道規格、地面荷載、覆土深度以及試驗壓力、工作壓力、地下水位為主要根據，對管道的剛度、管道的強度進行復核、計算，最終確定管道結構配筋率、管道壁厚。而對于一些必須通過進行加固才能滿強度要求、剛度要求的管道來說，可以根據計算結果，選擇合理的加固措施，比較常用的加固措施主要包括管廊包管、混凝土包管以及鋼筋混凝土包管。本文工程采用北京河山引水管業有限公司朔州分公司設計生產的PCCP標準管，采用美國壓力管協會ACPPA為ASNI/AWWAC304編制的專用軟件UDP1.6對管道進行結構計算，其中:鋼筒厚度:1.5mm;鋼絲強度:1570MPa;活荷載:汽－20級重載車;纏絲應力:75%×1570MPa。計算結果如表1所示。因此，為了減少管子覆土規格的種類，加快管子安裝進度，保證管子由于覆土而造成的質量隱患，路面下清水管路的DN1200直徑PCCP管采用120°基礎包角。

3.3管道敷設方式

應綜合考慮管道地面障礙物、地下障礙物以及覆土深度等因素合理選擇敷設方式。一般情況下，管道敷設方式主要包括架空、頂管以及溝埋這三種，其中溝埋式是最常用的一種管道敷設方式。在利用溝埋式難度較大的情況下，可以選擇架空、頂管等方式。管道敷設方式方式不同，管道結構設計也會有所不同。本文工程局部有穿越鐵路線障礙處采用大直徑混凝土頂管(內徑2m，原水管從其中穿過)，由鐵路部門單獨設計。

3．4抗震設計

在確定管線走向時，應盡量規避不利于抗震的地基、場地，若是必須要經過液化土地基、地震斷裂帶，則應根據管道的使用條件、重要性進行綜合考慮。對于給水管道來說，應當選擇延性良好、抗拉強度高以及抗折強度高的鋼管，此外還要密切注意進行防腐;對于排水管道來說，應當選擇鋼筋混凝土形式的管道，并采取構造措施，以盡量避免出現嚴重的損害。本文工程實例中，區域地震動峰值加速度為0.15g;本區地震動反應譜特征周期為0.4s;工程區地震抗震設防烈度為7度。綜上，在進行結構設計時，也要適當加強抗震設計。根據歷年管道地震災害調查，管道地震災害破壞絕大部分位于管道接口位置，PCCP管承插口具有較好的抗剪和變形能力，抗震性能較好。

3．5構造措施

首先，地基處理。應當將地基處理的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖包含在設計圖中，掃描矢量化要進行處理的地段的地勘資料縱斷面，并選擇合適的參考點，以給排水專業的平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖為主要根據，在地質縱斷面上放置管道基底輪廓線，然后再劃分地質單元，注明樁號、基底高程，并將地下水位以及基底以下、溝槽范圍內的土層構造標明。根據樁號劃分，確定需要處理的部分，再針對地質情況、厚度，采取相應的處理方法。本文實例工程中，樁號0+000～1+382.05地段、樁號1+382.05～11+850地段以及供水管線改線段的水管道持力層為上更新統洪沖積上部低液限粉土，地基土承載力地質建議值為80～90kPa，臨時開挖邊坡為1∶0.75～1∶1.0。地基存在的主要工程地質問題為濕陷性。因此，建議管基底部增設3∶7灰土墊層，厚0.5～1.0m，以減弱地基土的濕陷性。其次，支墩與鎮墩。對于承插接口的壓力管道來說，應當設置水平支墩、垂直支墩。根據試驗壓力、工作壓力、土的參數以及管道轉角，計算所需支墩的大小。本工程根據10S505柔性接口給水管道支墩的相關要求進行設計。

3．6預防浮管

管道施工期間多雨或者管道敷設地段的地下水位比較高，在這樣的情況下，比較容易出現浮管現象，結構設計人員需要充分考慮到這兩點因素，加強對管道抗浮穩定的重視。在進行結構設計，根據管道結構計算結果，采取抗浮措施，以預防出現浮管問題。同時，在混凝土包封管道施工過程中，應該計算混凝土對管道的浮力影響，并采取措施固定管道。

4結語

綜上所述，隨著經濟的發展，城市居民用水、商業用水不斷增加，市政給排水管道工程逐漸增多。市政給排水管道工程在建成之后，能否長期有效的充分發揮其應有效益，結構設計是否合理是非常關鍵的因素，結構設計的質量直接關系到市政給排水管道工程的經濟效益，因此，必須加強對管道結構設計的重視。

作者:劉崇武 張云飛 單位:中國市政工程西南設計研究總院有限公司

參考文獻:

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關鍵詞：高層建筑；質量監督；控制要點

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A

內容：在我國，建筑行業屬于支柱型產業，不僅標志著一個城市的經濟發展情況，很大程度上，也體現著我國的經濟情況。目前，我國在建筑技術、材料以及建筑工藝上，已經有了較大的成就，隨著建筑物的層數增多，對質量的要求與施工標準的要求也越來越高。建筑工程在進行施工時，必需要對質量進行加強管理，加強監督力度，提高管理水平，使得工程質量滿足標準。本文將分別對設計、技術、施工以及安裝方面的監督要點進行分析，全方面控制工程的質量。

1 設計監督要點以及抗震分析

由于地震的不可抗力因素，一旦發生時便會造成嚴重的破壞，根據多次地震災害來看，對于結構突變能力弱，剛度扭變能力弱的高層建筑物，其工程質量差，平面不規則，使得遭受地震時，便會發生較大的破壞。因此，對高層建筑進行結構設計時，要將抗震設計融入其中，這是目前建筑設計中重點內容之一。對高層建筑進行抗震設計后，會使施工材料、施工圖紙以及施工工藝等受到影響，對工程的成本投入，施工安全等都會一定的影響。對高層建筑物進行勘察時，要嚴格進行巖土勘察工作，勘察工作要做到全面，一個勘察失誤將會造成不可彌補的損失。根據建筑物的整體設計理念，巖土勘察的資料，地基的穩定情況，施工現場環境等，再與持力層與地層結構相結合，對地基的承載力進行確定，對變形情況進行預測。對結構方案進行確定時，要對水文條件以及地質條件的利弊進行分析，在這基礎上再進行結構方案的確定。對于平面形狀較為復雜的施工環境，進行抗震設計時，對其進行防震縫的設計，然后劃分成幾個簡單的結構，再對其進行防震設計。對抗震縫的寬度進行確定時，應該以低側的高度進行計算，還要加強對縫隙處的連接，若抗震的防護烈度在六度或者是以上時，則要對施工現場進行地震效應的評價。

2 給排水施工環節的監督要點

對高層建筑進行施工時，對達到的標準要求高，由于高層建筑中住戶多，人口密集程度大，對水的需求量也大，若在高層建筑中出現給排水管道堵塞的現象，將會造成嚴重的影響，居民的生活將不能正常進行，影響建筑物的使用功能。因此，在對給排水環節進行施工時，必須采取有效的技術措施，提高給排水施工的質量，確保水的應用與排放，提供供水安全。只有給排水工程施工質量高，不僅會給居民的生活帶去方便，還會減少水資源的浪費，使其合理使用。在進行給排水施工時，要重視對材料與設備的選擇，更要重視施工的環節，將主要的施工環節結合起來，構建質量管理體系，并對其進行嚴格地監督，將管理落實到施工環節中。

首先，消防系統在高層建筑中對水壓有較高的要求，因為此系統在高層建筑中，靜水壓力大，不能進行一個區域的供水方式，這樣不僅會影響到供水功能的正常實施，而且還會對管道等設備造成損壞。為此，要對供水形式進行合理的分布，采用豎向分區處理，降低靜水壓力，確保消防系統的安裝順利進行。但是，消防設備還有很大的提高空間，還不夠先進，所以對于高層建筑來講，消防系統的目標要以自救為標準。

其次，高層建筑物的管道會比多層的長很多，且排水量大，因此管道中的波動情況明顯。因此，要對管道施工采用的有效措施，進行新型材料的使用或者是在管道中設置通氣管，只有對管內的壓力進行穩定，才能夠保護水封。對排水管道的材料進行選擇時，應該選擇機械強度高的，并加強管道接口位置的銜接問題。

第三，在進行土建施工時，要事先對給排水管道進行預埋，進行孔洞的預留，并確?？锥吹念A留位置，井管的預留位置，都要準確無誤，且符合設計標準，這是給排水施工保證質量的基礎。對管道進行預埋工作以及孔洞的預留工作時，必須要按照施工圖紙的要求進行，避免出現遺漏現象，否則將會對后期工程造成影響。

最后，由于高層建筑物的高度大，對施工帶來一定的難度，在一個垂直高度上，需要有多個施工人員，給安全與質量管理造成困難。因此，對于這一部分施工時，最好是采用分區施工的方式，對排水以及給水管道的施工加強管理，做到保質保量，安全施工，減少不必要的耗損，提高建筑工程的經濟效益?？梢园凑諏訑颠M行施工區域的劃分，將高層建筑物分為上中下三層進行分別施工，也可以分為上下兩層進行分別施工。也可以按照施工密集程度進行，將洗手間、浴室進行分區施工等。對高層建筑進行分區施工，可以避免因垂直高度大而造成的施工困難與管理困難，這樣有利施工的有效進行，利于工程質量的監督與管理，對提高工程質量有很大的幫助。

3 安裝工程的控制要點

首先，要重視防火問題。對給排水管道進行明敷安裝時，要對其進行防火措施的處理，使用防火套管等方式來提高防火能力，還需要在防火套管周圍進行阻水圈的設置；暗設立管與橫支管連接時，在穿過墻體的部分，應該進行防火套管或者是防火圈的設置；橫干管進行防火區的穿越時，應該進行防火套管以及防火圈的設置。根據施工圖紙要求，將防火設備進行準確位置的安裝，如報警器、消防栓等。

其次，防雷設置。高層建筑物受到雷電危害較多，因此要重視對防雷的設置，對接閃器、引線以及防雷網格進行嚴格地設置。另外，還要對均壓環進行嚴格設計；對于電梯的軌道、金屬管道與門窗等金屬物質，進行等電位聯結。對于地下室中的金屬設備以及用電設備進行可靠的接地，避免因雷擊造成安全事故。

4 對砼施工的監督要點

對于高層建筑施工來講，砼裂縫現象一直是較為常見的質量問題，砼產生裂縫的原因很多，砼表面與里面的溫差、初凝階段、收縮現象等，有的裂縫產生很小，像發絲一樣，而有的裂縫則較為嚴重。當砼裂縫在零點二到零點三毫米之間時，便會對建筑物的安全問題造成影響。因此，要加強對砼施工過程的質量監管工作，提高其施工質量，減少裂縫發生。

首先，對于組成砼的材料進行選擇時，要嚴格進行，尤其是水泥的選擇與使用，在滿足砼強度的基礎上，減少水泥的使用，從而降低砼出現水化熱現象。也可以在砼中加入適量的粉煤灰，這樣可以是其縮性降低，提高其密度。這是減少裂縫產生的有效措施之一，同時還對砼的抗裂能力有所提高。

其次，對砼進行澆筑過程中，要嚴格按照澆筑工藝進行。施工時，工作人員不要在鋼筋板上走動，要在施工現場進行臨時腳手架的鋪設，施工人員應該在此上完成澆筑環節的施工。施工后，要做好養護工作，對其進行保溫以及保濕處理，避免內外溫差大而造成裂縫出現。

5 結束語

綜上所述，對于建筑工程來講，提高工程的整體質量是非常重要的，影響到工程質量的環節很多，因此要加強對其的監督力度，保障人民群眾的人身安全與財產安全。提高工程質量同時促進著建筑企業的穩定發展，提高市場競爭力，因此，建筑企業要對建筑工程質量加以重視。

參考文獻

[1]盧帆，曲乃濤.高層建筑混凝土施工與質量控制[J].城市建設理論研究（電子版），2011（3）.

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關鍵詞：高層建筑 工程 施工技術 特點

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0069-01

隨著我們國家經濟與先進技術的全面發展，建筑行業也發生了重大的變革?，F在，我們國家的地面空間隨著建筑業的發展越來越少，因此這也就要求更多的高層建筑建筑的出現來緩解目前的態勢，同時這也是國家發展的一個重要標志。

1 現代高層建筑施工的特點

由于高層建筑和一般的建筑群相比具有極大的技術差異，因此也就使得高層建筑具有一些不同于其他建筑的特征。

1.1 高層建筑最顯著的特點就是“高”

高層建筑高的特點主要表現在一下三個方面。

（1）建筑物的整體高度高，這也是建筑物最突出的特點，也正是由于這個特點就使得高層建筑的運輸工作來那個比較大，也給施工機械的發展帶來了比較大的挑戰。

（2）高空任務多。高層建筑的施工必然需要面臨高空作業，這就需要調節好建筑材料、機械設備以及施工人員的運輸以及臨時生活的問題，同時必須做好安全防護措施，防止施工人員墜落以及其他墜落物傷及施工人員。

（3）建筑工程技術要求等級高。在我們國內的建筑行業中，普通建筑主要以磚混結構為主，而在高層建筑中主要使用鋼筋混凝土的結構，現在已經發展為鋼和鋼筋混凝土結構。由于這些技術的需要，也就使得相應的建筑材料與施工技術在建筑施工中成為了主要的施工特色。

1.2 建筑量大

高層建筑更多的是國家重點工作單位，或者是國家重點扶持企業。所以也成為了一個龐大的工作場所，因此高層建筑還有工程量大、體積大的特征。也正是由于高層建筑的這一特征，所以高層建筑施工中所涉及的單位眾多，并且施工工種比較多。對于一些大型復雜的建筑類型，施工單位往往邊施工邊備料，并且將工程分包給多個單位。這也就給施工建筑管理帶來了極大的麻煩，加大了管理強度。

1.3 高層建筑施工周期長

由于高層建筑的工程量龐大，所以其施工持續的實踐也較長。這也就給高層建筑施工帶來很多不確定的因素，這些因素主要是天氣的變化對建筑外層施工的影響。但是也不能夠為了加快工期，而不能保證高層建筑施工的整體質量以及人員施工安全。所以這也是現在困擾建筑企業的問題之一。

1.4 建筑施工條件繁雜

隨著城市的綜合發展，高層建筑在市區內的施工越來越多。然而在市內施工就會面臨著建筑施工活動場所較小的問題。所以，在施工現場應該盡量避免暫設工程的拖延，同時減少建筑材料的大量貯備的狀況。此外還應該注意對周邊建筑物的影響，防止對市政工程的破壞。

2 高層建筑的結構層施工技術探究

高層建筑結構層數多，并且體積龐大的特點決定了它的內部構造必然十分的繁雜并且樣式比較繁復，因此也就給建筑施工技術帶來了挑戰。從建筑整體的功能性方面考慮，要求建筑上部結構采用較小空間的對稱軸線布置，而建筑的下部結構應該采用較大空間的對稱軸線的布置，這主要是為了保證建筑空間的整體平衡，以及上部構造對下部構造的整體壓力。由于高層建筑的自身特殊性，也就使得高層建筑不同于普通建筑上層建筑大空間布置而下層建筑以小空間布置為主，高層建筑正好與其相反。并且在上層布置中主要以剛性強度高的構造剪應力墻體，而下部采用框架式的構造。

對于高層建筑結構層的施工中，還必須考慮到抗震性能?，F在我國高層建筑的抗震設計主要在剪應力墻體構造施工技術中與上下部結合層中進行設計。轉換層的整體結構與剪應力墻體的結構剛度比之間存在著比較密切的關系，這也是影響高層建筑抗震性能的重要部位。

3 高層建筑的給排水施工技術探究

給排水施工技術決定了整個高層建筑施工能否完工，能否高效持續的進行下去。如果高層建筑完工后，不能夠正常的用水供應以及排水系統不完善，都會導致整個高層建筑的使用處于比較被動的狀態。所以，這也就要求我們在建筑施工中必須重視給排水施工。在高層建筑供水系統管道的設計中，盡量不要使其穿越重要的電機操作房間、以及通訊室等地方。不能因為一時施工的方便而影響以后的正常使用。此外，高層給排水建筑施工中的管線鋪設必須合理，且要科學有序，避免給排水管線的相互交叉，并且保證兩相鄰管線之間的距離在0.5 m以上。合理安排排水系統，排水系統不應該穿越建筑層內部，應該主要安置在建筑外層，防止排水系統出現問題時，影響內部人員的正常生活。對于必須穿越建筑室內的給排水管道，應該在管道外層使用防水外套，起到防止水泄露的作用。

4 高層建筑的通風換氣施工技術探究

通風換氣設備是任何建筑群中都不可缺少的設施，這也是給建筑群中的用戶營造良好的生活環境的主要設置。在高層建筑中，換氣設備主要以空調機組為主，這些設施的體積比較大，切大多安放在建筑外層。為了減少高空懸浮作業，同時節省能源，現在高層建筑的通風換氣設備主要采用的是屋頂的加壓以及正壓鼓風機的建設方式。所以在建筑施工中，建筑管理單位應該嚴把質量關。嚴格按照建筑施工的管理條例，進行通風換氣裝備的設置。這也是減少高空作業，保證施工技術人員安全的一個方面。在安裝完畢后，必須對空調的整體進行調試，保證各個環節的安全可靠。

5 結語

綜上所述，我們了解到了現代高層建筑的眾多特點，也正是由于其自身的諸多特點，使得高層建筑施工工程技術與普通建筑有所不同，并且在建筑安全方面的要求也非常高。通過本文對于高層建筑主要三種技術施工描述，對我國高層建筑施工起到了一定的幫助作用。

參考文獻

[1] 崔曉強，王冉.超高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施[J].建筑機械化，2009（6）.

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關鍵詞：房屋建筑；建筑結構設計；應用；優化技術

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198（2013）05-0193-02

當前，隨著我國經濟快速發展，在建筑方面的投入不斷增加，同時為了滿足人們居住條件及生活環境要求的愿望，建筑工程結構設計的基本要求在于建造的建筑結構應具有一定的功能性、安全性、耐久性。同時還要求具有一定的經濟性、美觀性和便于后期施工等幾個方面的特點。而本文所講的建筑結構優化設計是在滿足以上基本要求下做的更進一步、更為合理地建筑結構設計，使建造的建筑工程不僅能夠滿足造型美觀、結構安全以及經濟合理等方面的實際意義，能夠為廣大民眾提供一個良好的生活居住環境。

1房屋中建筑結構設計優化技術的內容

建筑結構優化設計的內容首先應遵循設計規范以及滿足建設方的使用要求為前提，充分考慮房屋建筑設計遇到的實際情況，以實現經濟上最合理為目的。我們把這個設計的過程稱為優化設計。優化設計側重于對建筑結構的結構選型、構件的布置方式、以及結構的受力情況進行優化設計分析。從大的方面可以分成兩部分：一部分是以結構總體為對象的優化設計；另一部分是以房屋分部結構為對象的優化設計。其中分部結構的優化設計部分又可以細分為圍護結構的優化設計、細部結構的優化設計、下部基礎部分的優化設計、中間部分主體結構部分的優化設計、上部屋蓋結構的優化設計。

2房屋建筑結構設計與經濟的關系

（1）房屋建筑結構設計層數與用地面積之間的關系：從表面上看多層或高層建筑中，隨著層數的增加，建筑物單位總建筑面積所使用的土地面積就越少。但是實際上不是這樣的，隨著建筑物層數的增加，建筑物的總高度也會增加。這樣勢必會增大相鄰建筑物之間的間距，會增大建筑物單位總建筑面積所使用的土地面積。所以單位總建筑面積所使用的土地面積與建筑物的層數之間沒有某種很必然的聯系。為此進行建筑結構優化設計時應充分考慮，尋求建筑層數與用地面積之間的協調關系。

（2）房屋建筑結構的分部部分與建筑物層數之間的關系：由于同一個建筑物共用屋蓋部分，所以屋蓋部分的單位設計成本會隨著建筑物層數的增加而降低。但是對于基本部分則不同，雖然同一個建筑物共用一個基礎部分。但是隨著建筑物層數的增加，上部主體部分給基礎部分施加的荷載增加。為了保障建筑物的安全，基礎部分的設計需要提高其構件的承載力，這樣就會增加基本部分的設計成本。所以基礎部分的設計成本會隨著建筑物層數的增加而增加。

同樣對于結構內部的一些承重結構構件，如墻、柱、梁等構件，隨層數增加這些構件所需要面對的實際環境更復雜，為保障建筑物的安全，就需要采取提高這些基礎構件承載力的措施，這樣也會直接造成這些基礎構件設計的成本增加。所以建筑物內部不同的分部部分，層數對其造價成本的影響是不同的。

（3）房屋建筑結構設計與建筑設備之間的經濟關系：房屋建筑結構在建造的過程中需要大量的給排水管道以及電氣設備材料。房屋的層高直接影響房屋建筑設備部分的造價成本，建筑物的層數越多，需要的給排水管道量越大，同時需要的電氣設備量也會增加，這樣就會間接的增大建筑設備部分的造價成本。

（4）房屋建筑結構的體型設計與經濟的關系：要建造相同面積的建筑物，方形或圓形平面形狀，其周長越小。所消耗的墻體面積越少，后期墻體的裝修投入的成本越少。除此以外，方形或圓形平面形狀的建筑物其結構內部構件的受力狀態更穩定，結構更穩固。因此，大部分的建筑物采用方形或圓形的平面形狀。

3優化技術在房屋建筑結構設計中的應用

3.1重視概念設計優化技術的分析

由于建筑物結構布置方案的多樣性，對于同一個建筑方案，可以選擇不同的結構布置方案；由于分析方法的不唯一性，對于已經確定結構布置方案的建筑物，在考慮相同荷載作用情況下可以選擇不同的分析方法；另外建筑物的設計選用的設計參數指標、取用的建筑材料、荷載標準值的取法也是不唯一的。以上部分的處理，無法直接依靠設計的軟件也就是計算機給出答案。這些部分的處理，需要依靠設計人員確定。然而不同的設計人員對以上部分的處理意見是不同的。為此處理這些問題就需要設計人員有一定的經驗積累。經驗越豐富的設計人員，在處理這些問題時，方案的選擇越靈活、判斷的過程越充分、做出的選擇越合理，越優化。這就是我們所說的概念設計優化過程。這說明，實現優化設計要重視設計人員的經驗積累。經驗越豐富的設計人員，越能實現建筑結構的優化設計。

3.2概念設計優化要解決的是建筑設計中實際的復雜問題

房屋建筑結構設計的主要目的是要保證所建造的建筑物的功能性、安全性，以及耐久性。能夠在規定的使用年限內滿足各種功能的要求，同時做到最大限度的節約資金。

為此概念設計優化的最終目標是希望所完成設計的建筑物能抵抗各種不期而遇的外部作用因素。在外部因素的作用下設計的這些建筑物不至于倒塌。因此，分析建筑物應對復雜的外部復雜環境因素成為概念優化設計的重要內容。在這些復雜環境因素中，以地震作用比較特殊。地震作用無法確定其發生的時間，地點，能量等級。其活動沒有規律可參考，一旦發生地震作用，其對建筑物產生的破壞性也是嚴重的。為此在設計過程中應該充分的考慮建筑物受到的地震作用，避免地震作用對建筑物產生的破壞。加強建筑物的抗震設計，取用一些有效的抗震設計方案。采用剛度對稱均勻的建筑布置方案可以提高建筑物的抗震能力；遵循建筑物的延性設計理念，也可以有效地防止結構在地震作用下發生脆性破壞；如果在特大地震作用下首先發生破壞的是次要的構件，次要構件在破壞的過程中會消耗一部分地震能量，這樣可以有效的保護主要構件，我們把這種設計理念稱為多道設防思想，加強采用多道設防思想。

4房屋建筑結構優化技術的應用需注意的事項

（1）房屋建筑結構優化技術的應用需注意到前期的參與。前期方案的確定會直接影響建筑項目的總成本，而目前普遍存在前期方案確定中結構優化設計技術并不參與其中，以致相關設計人員在進行房屋建筑結構設計時往往會不注意建筑結構的合理性和可行性，這樣的建筑結構設計結果會對結構設計造成直接的影響，增加了結構設計的困難度，并且增加了房屋建筑結構設計的成本。為此，設計人員應充分的融入結構優化設計方案，使結構優化設計方案初期參與其中，優化選擇合理的結構形式和設計方案，可以節約成本。

（2）注重細部優化：① 除了注重整體設計的同時，也應加強結構基本構件的精細設計。比如盡量劃分矩形板塊的現澆板設計，這樣既可以使現澆板設計的受力合理，也可以避免拐角裂縫的出現。②隨著計算機技術以及結構優化設計理論的結合，在具體的優化設計過程中，優化設計實際上已由一個工程實踐問題轉化為一個數學問題。因此，工程設計人員應加強自身基于計算機技術的優化設計分析。

5結語

房屋建筑結構設計的主要目的是要保證所建造的建筑物的功能性、安全性，以及耐久性。能夠在規定的使用年限內滿足各種功能的要求，同時做到最大限度的節約資金。建筑結構的優化設計可以實現可觀的經濟效益。為此，建筑結構設計人員在實際的協作中，應加強溝通，精心設計。應用優化技術，選擇合理的建筑結構設計方案。降低建筑工程的成本。

參考文獻

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一、城市大型建筑的運營現狀

我國建筑業長期存在重建設、輕運營維護的弊端,城市建筑物在長期運營過程中累積了諸多安全隱患,致使其安全運營事故頻發,引起巨大的生命和財產損失,其中尤以受地下工程施工影響、圍護結構高空墜落最為常見,已嚴重危害到廣大居民的生命和財產安全。

從“九五”期間,我國開始重視建設工程安全問題,以城鄉居民住宅工程、特種工程、城鄉建設為重點,解決建筑設計、產品開發、工程施工和管理中的關鍵技術難題,研究超高、大跨度建筑、城市地下空間和水下工程、隧洞工程等特種工程的設計方法、結構和施工技術。隨著各類城市公共安全事故的升級,國務院以及上海市政府都將城市公共安全作為重點發展領域予以關注,對城市預防公共安全事件及應付突發事件的能力提出了新的要求。“十一五”期間,國家科技支撐計劃不斷加大對公共安全領域的支持力度,重點開展重大工程活動與自然環境相互作用及誘變災害的機理、預測和防治研究?！笆晃濉笨茖W技術發展規劃中就公共安全領域確定“國家公共安全應急技術保障工程”為重點項目,提出研究城市災害和工程事故類別及其應急救援措施和快速反應的指揮與裝備,提高城市生命線工程和地下空間的抗災能力。“十二五”期間制訂了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》,圍繞社會安全等多個領域的重大科技需求,加強基礎理論研究和技術攻關,力爭實現突發事件預防控制、監測預警、應急處置等關鍵技術的持續創新,形成公共安全核心技術與裝備的自主研發與工程技術能力,大幅度提升公共安全科技支撐突發事件的預防、準備和應對的能力。此外,《城鄉建設防災減災“十二五”規劃》提出了防災減災工作的主要任務和保障措施,是各級住房和城鄉建設主管部門履行公共服務職能、制定防災減災政策、安排防災減災工作的依據,指導公共安全領域基礎研究、技術研發、集成示范、成果轉化和產業培育,重點解決公共安全領域的共性關鍵科學技術問題,形成公共安全綜合保障與應急處置關鍵環節的核心技術,構建多學科交叉的公共安全信息共享平臺。

綜上所述,“九五”期間國家將建設工程提到重點發展領域,“十五”以來逐步開展了工程安全的機理、預測、防治、應急等各個方面的研究,工程安全首次作為戰略任務被列入發展規劃;“十一五”將公共安全提升到新的高度,建設行業針對城市生命線、地下空間等重點工程的安全防災進行了廣泛深入的研究。“十二五”更是聚焦公共安全等多個領域的關鍵問題,強調突發事件預防控制、監測預警、應急處置等關鍵技術的持續創新,提升公共安全科技支撐突發事件的預防、準備和應對的能力。

雖然城市建筑運營階段的安全風險已逐漸成為關注的焦點,但重大安全運營事故仍頻繁發生,折射出我國城市建筑的安全運營保障技術落后、安全運營控制與預警響應方法和手段欠缺,不利于現代化城市健康運行和可持續發展的需要。城市大型建筑運營安全風險評價與控制研究是十分困難和復雜的課題,與城市的經濟發展水平直接相關,我國近幾年來的高速發展對城市大型建筑安全運營公共安全造成了很大的壓力。如何提升城市建筑安全運營風險的評估、監測、預警、應急響應及安全保障水平顯得越來越重要,只有通過高效的信息化監測、預警和應急響應風險管理體系,才能最大限度地降低大型建筑安全運營風險,減少經濟損失、人員傷亡,切實降低社會負面影響。

二、城市大型建筑安全運營問題原因分析

城市大型建筑運營安全問題與人民社會生活息息相關,它以大型公共建筑為載體,涉及范圍之廣、影響程度之深、牽涉因素之多、突發能力之大,任何其它社會經濟問題均無法與之相比。

(一)城市大型建筑運營安全問題的特點

第一、大型建筑安全運營事故往往損失巨大、修復難度高、恢復期長,可能帶來嚴重的人員傷亡、財產損失、社會與經濟次序的破壞以及生產系統紊亂等后果。大型建筑空間的集中性、人口密度的集中性和經濟的密集性決定了運營突發事件損失巨大的特點。一般城市建筑發生突發事件時,影響范圍小,其功能的基本恢復需要一個月以上,而對于大型公共建筑,一次突發災害可能影響整座城市的正常運行,恢復難度高,代價巨大。

第二、大型建筑安全運營風險種類多樣,原因復雜,包括建筑自身因素、外界環境干擾、人為因素等等。其中,由于城市災害的多樣性,使得城市大型建筑所受災害復雜,包括受地震、風災、海嘯、洪災、地質災害的威脅等。多種原因共同作用導致的運營風險往往難以控制。 第三、大型建筑安全運營風險連鎖性強,影響面廣。一方面,由于大型建筑依托城市功能網才能正常運行,城市功能網的整體性強,當一種功能失效時,常波及建筑中其他系統的功能;另一方面,大型建筑的災害鏈發生明顯,一種災害常誘發一連串的災害,如1995年神戶地震,由大型建筑的電力系統短路發生的火花引爆煤氣管網,導致煤氣泄漏,最終造成巨大的火災。

第四、大型建筑風險防范難度大。由于城市大型建筑不僅基礎設施等物理功能網復雜,而且組織結構也復雜,在防災減災措施或法律法規執行的程度很難保證達到統一標準,其中有些災害是由于操作不當、人為造成的,無法實現風險的前期預測和主動控制。

(二)城市大型建筑安全運營風險的原因

1.建筑

自身素質 所謂的建筑素質是指構成建筑的結構、設施設備、系統等等組成建筑實體的軟硬件條件。建筑自身素質是影響城市公共安全的因素之一,而且某種程度上代表城市建筑抵御公共安全問題的一種能力。影響建筑素質的主要因素包括建筑的設計合理性(空間設計、結構設計、防火設計、抗震設計等等)、施工質量、工程結構耐久性、設施設備條件(建筑內部給水系統、燃氣及熱水供應工程、建筑消防給水、建筑通風及高層建筑防排煙工程、供熱工程、空氣調節工程、電氣照明及設備安裝、檢測與控制儀表)、系統(管理體系、預警應急防范措施等軟件配備)等。

由于建設期施工質量不合格造成的建筑在運營期發生公共安全事件的案例數不勝數。1995年6月29日韓國首都首爾市三豐百貨大樓突然發生坍塌事故,造成501人死亡,910人受傷。事故原因調查表明,三豐事件的根本原因在于偷工減料:混凝土質量差;澆注立柱的沙子是從海灘運回的,因含有鹽份致使鋼筋腐蝕;樓頂混凝土預制板的厚度比當初設計的厚度大25厘米,造成大廈樓頂不堪重負。

運營期的建筑改造也會影響建筑結構的安全。住宅拆改是一個十分嚴重的社會問題,如原設計無地下室改出來一個地下室,原來基礎變成了擋土墻,原來埋在地下的給排水管道暴露于外;原來符合抗震的建筑,由于增加了地下室,拆改了墻,可能不符合抗震設計要求。原來墻被拆掉、被鑿洞、被位移,樓下拆墻,樓上有的墻就等于作用在板上,有的開大門窗洞口,橫墻嵌入暖氣片,廚房、衛生間排氣道縮小嵌入橫墻內造成橫墻斷開。這就給建筑物的耐久性和特殊荷載帶來潛在的危害,家庭裝修往往其荷載都比原設計超載,這種不利情況的組合加劇了安全問題的幾率。例如,衡陽大廈“11·3”火災事故中,大樓在救火過程中倒塌,致使20名消防官兵犧牲,很大程度上也是由于開發商擅自改變設計,并采用不合格材料。

2.外界環境影響

影響城市建筑公共安全的另一個因素就是外界干擾,包括各種自然災害、人為災害、生命線工程災害,如火災、風災,水災(包括城市型水災、洪災等)、地震等,人為災害如恐怖襲擊,以及供水、供氣、供電、通信系統不作為的生命線工程災害等。

3.時間效應

對于城市建筑而言,建筑運營期遠遠長于建設期,長達數十年、上百年。隨著時間效應的增加,建筑結構自身素質漸漸下降,在經歷過數次外界干擾后,發生公共安全問題的概率會越來越高。例如,國家規范明確要求各省地市按抗震區劃圖進行抗震設防,同時提出未抗震設防之前的建筑加固問題,有關地市1994年開始抗震設防,但由于認識和財政資金方面存在問題,抗震加固幾乎沒有進行。在2008年發生“汶川地震”之后,暴露了我國抗震規范相關規定已不滿足建筑實際抗震要求,尤其是1990年代以前建造的建筑抵御外界災害的能力弱,是城市建筑中最脆弱的一環。

建筑耐久性下降導致安全問題也是運營期常見的案例。例如由于材料開裂、木結構腐朽等原因,建筑承載能力會不斷減弱,特別是在環境污染嚴重的城市里,這一趨勢更快更嚴重。建筑結構老化容易在一些不利荷載作用下發生突然破壞并造成災害。

三、城市大型建筑保障安全運營對策

根據我國的政策需求和城市大型公共建筑安全運營的特點,安全運營風險問題一方面需要站在戰略的高度進行宏觀的研究和判斷,以確定管理機制、政策、力量配置、資源儲備等多方面的宏觀決策;另一方面,公共建筑安全問題又是具體的,是由大量瑣碎的日常管理缺位、硬件老化、矛盾沖突等“隱患”與“缺陷”導致的具體事件表現。建筑運營安全的宏觀分析力求對城市公共安全的整體形勢、中長期發展走向、重大城市公共安全事件的顯現特點與規律、國家有關城市公共安全的法規與政策體系建設、各級政府層面的應對策略與力量配置等重大問題做出科學和客觀的判斷與建議。微觀分析則是針對具體的建筑運營安全隱患排查、風險分析、異常判斷、預防與預警、應急處置、善后處理等展開有深度的研究,力求分門別類地提出對具體風險事件管理的行動建議。大型公共建筑安全運營問題的宏觀與微觀研究相互間有著極強的關聯與支撐作用,缺一不可。

對于城市大型建筑運營安全風險管理而言,風險控制策略在很大程度上體現于日常管理架構、法規制度、日常管理實踐,以及對重大公共安全事件的應對預案之中。因此,在對建筑物安全運營風險做出評估之后,如何抓住各類風險事件的防控關鍵因素做出合理的統籌部署,成為了城市大型建筑公共安全風險控制的關鍵問題。針對城市大型建筑運營安全問題給出以下建議:

(一)強化風險評估技術創新和集成應用,系統評估運營安全風險

高效的風險識別和風險評估技術是城市大型建筑安全運營風險管理的基礎和保障。建筑物安全運營風險評估和管理是一個動態的過程,為了有效防范、化解和處置社會穩定風險,在建筑物運營過程中,需要根據建筑物運營的實際情況,對建筑物進行動態監測,更新識別的主要風險因素,評判風險等級,為優化完善風險防范、化解和處置措施提供基礎。建筑物安全運營風險控制需要從風險的識別和評估開始,根據建筑物功能特性、外界環境變遷、突發事件等動態變化,形成具有持續性、動態性的預控、預警、應急救援為一體的動態風險控制機制。準確識別風險是成功進行風險評估的基礎。風險識別是一個系統、持續的過程,應盡可能詳盡地占有和分析項目信息,包括項目方案、項目所在區域的環境資料、類似項目的管理經驗和教訓、已有的風險管理數據和模板等。通過對上述信息的整理和分析,可以有效識別出影響建筑安全運營的潛在風險。只有通過運行數據的實時監測,建立基于信息共享、協調控制、技術集成等于一體的城市建筑安全運營風險評估體系,對大型建筑各類運營安全關鍵技術和管理技術進行梳理和分類,集成應用大型建筑安全運營風險性狀跟蹤、監控、預警、應急等專項技術,才能提高建筑安全運營風險的識別和評估技術水平,實現安全運營風險的系統評估,從而提升風險跟蹤監測與預警能力和應急管理水平,縮短預警和應急聯動控制反應時間。 (二)完善城市監測預警和應急管理體制,明確風險主動控制措施

應急管理是指對于已經發生的災害或突發事件,根據事先制定的應急預案,采取應急行動,控制或者消滅正在發生的災害或突發事件,減輕災害危害,保障系統的運營,保護人民生命和財產安全,一般包括災前的減災、防備、預報、預警和應急,災后的應急、恢復與重建。應急預案的具體組成包括準備程序、基本應急程序和特殊應急程序等內容,具體體現在如下若干方面:(1)對災害或突發事件、事故的辨識與評價,確定響應的應急啟動機制及應急管理等級;(2)對人力、物質和工具等資源的管理、確認和準備;(3)指導建立現場內外合理、科學、高效的應急組織實施體系;(4)涉及應急行動開展的程序及戰術;(5)制定訓練及演習計劃;(6)針對特殊災害制定的專項應急計劃;(7)制定災后的現場評估、整理與恢復措施等。

以數據監測預警為基礎的主動控制措施是改善城市大型建筑運營安全問題的關鍵技術之一。建立監測預警和應急管理體制需要考慮多災種可能性及緊急事件的復雜性(風災、水災、火災、地震災害、恐怖襲擊),以及報警層次多(緊急事件報警、災害發生

報警、小中大災報警)等原因,須對各種報警信息進行分類與分級,以便準確地啟動各種聯動模式(火災聯動、區段聯動、災間聯動等)與各級應急預案。由于建筑通常有多個運營管理主體的客觀存在,預案啟動須考慮到災害的影響面,即集中救災力量至災害發生面,同時兼顧可能的蔓延面或影響面。 健全的應急管理體制能夠最大程度弱化突發事件帶來的后果。一旦發生風險預警后,由監控信息管理機構首先接受報警信息,立即通知應急管理中心和災害現場監測指揮機構在最短事件內確定災情,并趕往災害現場,應急中心根據反饋信息啟動應急預案,開展應急指揮與調度,并保持與現場應急救援聯系,對現場實施必要的管制,同時將相關信息向上級主管部門和相關人員,從支持保障機構調動應急所需的人員、技術支持和物質投入到災害現場救援工作,信息管理機構則同步為其它各機構提供信息服務,實現統一管理,分工協作,確保應急救援的快速、高效和有序。

(三)探索BIM技術和數字化管控技術應用,構建公共安全信息平臺

BIM技術應用的意義是使建筑信息在規劃、設計、建造和運營、維護各階段各參與方中充分共享和無損傳遞,為建筑全壽命周期的管理決策提供可靠依據。借助BIM技術和數字化管控技術構建基于數字技術的公共建筑安全運營管理系統,與大數據、物聯網相結合,形成公共安全信息平臺,從而實現對大型公共建筑的智慧運維和管理,包括設施空間實時狀態管理、實時構件健康監測信息反饋以及智能化運維預警。目前,有效的公共安全信息平臺應包括以下幾點功能:

1.公共安全信息平臺必須實現各類災害報警事件集中處理,歷史事件管理及查詢;預先設定各類事件聯動接口,并記錄所有樞紐運行緊急事件及處理過程。

2.通過公共安全信息平臺實現對事件進行聯動處理,用戶可定義報警事件的級別、報警聯動流程、報警事件處理流程、報警顯示與提示信息等;當重要報警發生時,實現集中顯示、報警定位、報警統一處理。