古建筑工程設計范文

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第1篇

在建設工程過程中所涉及到的全部費用即是工程造價。合理準確的預估工程造價是完成建筑工程工作的要素，其涉及的內容有前期涉及、施工內容，有效預估整體費用并合理控制，使得建筑工程的經濟效益得到有效提升。在如今經濟建設大潮中，建筑行業的競爭愈演愈烈，提高經濟效益，合理降低建筑工程成本顯得尤為重要。然而合理估算的前期是分析其影響因素，并結合實際工程項目進行分析。其中最重要因素應該考慮建筑工程設計，設計是整體工程的基礎，在很大程度上影響著工程造價的數目，設計滲透到了工程中的各個環節，對每個環節的參數和造價都有影響。合理的設計方案決定著估算的成本，影響著整體工程的經濟效益。因此要使設計達到最優，反之，設計不合理不僅會增加工程施工成本，也不利于控制工程造價，還會影響工程的質量和工期。然而在設計過程中，對每個環節的掌控和準確到位需要嚴格的數據支撐，即相應的設計參數，將設計參數和工程造價理論值建立合理的數學關系和相關模型，因此，建立合理最優的建筑設計參數模型是工程造價估算的關鍵一步。

二、簡析建筑設計參數模型

建筑設計參數模型作為工程造價估算過程的重要一步，需要有數據和圖形還有結合實際的有效支撐，建立合理的結構模型，即通過連接圖來分析系統中各要素及其之間的聯系，建立一個以幾何要素為主體，以數據參數為支撐的結構模型。建筑設計參數模型涉及到計參數和工程造價的關系，因此，各個參數是首要影響因素，參數之間的相互影響和制約是整體結構模型的基礎，基于參數的分析可對結構模型有整體把握。在實際建立模型時，可通過較高層級的設計參數和應用神經網絡或相關的估算指標進行分析，最關鍵的環節是運算和分析。首先，結構模型的運算主要包括：確立系統設計參數和工程造價研究系統、建立關系網絡、確定各元素之間的邏輯關系。于此同時，還要對其關系網絡圖和設計參數之間的關系進行分析，并結合結構工程學、建筑學的專業知識以及實際工程項目的實施情況，完善結構圖。其次是基于模型的分析，對各級參數在模型中的位置及地位進行分析，合理優化，進行目標決策，方便工程造價估算時更好地量化處理。

三、基于建筑模型參數的工程造價估算

在設計優化的基礎上完成工程造價估算，最關鍵的是基于建筑設計參數模型，而這一過程實質上是分析建筑設計參數的變化與工程造價估算值之間的關系，并通過結構模型和多元化線性回歸模型來分析工程造價設計參數，這些模型能夠將設計參數與工程造價結合起來，使整體工程參考數據指標和圖形結構，在數據化、幾何圖和信息化的基礎上進行實施，對于關系要素的研究主要是通過結構模型的連接圖的過程進行敘述，以此為基礎把不同的幾何模型和數據模型構建起來。使工程造價更具有合理的數據支撐，在真正實施過程中合理地降低各項成本預算。而且將一個復雜的系統進行分化，這個數據結構模型是通過不同級別進行分級分系統，然后對這些子系統進行逐一分析，從而形成了一個多級結構模型，對其不同參數的數據進行分級，不同的參數在整個模型中會分為不同的級層，層級越高對工程造價的影響就越大，因此，可根據其影響程度的不同，可以完成對工程造價的估算，這樣可以針對性地提高估算的效率以及準確性。參數作為所有模型的基礎，參數的準確性很重要，誤差必須降低到最小范圍，使所構成的數據模型和幾何模型具有高度的準確性。其次，是對建筑工程的設計參數進行分析來達到工程造價估算的最優化，首先要分析參數的變化情況，因為參數之間會相互影響，一個參數的變化會影響另外的參數發生變化，即其參數之間存在很緊密的關聯度，相互制約，相互影響，參數反映了各項環節和指標在模型中的位置和完成工作量，而且由于參數之間強烈的關聯度會直接影響工程造價估算的改變，從而影響整個工程項目的完成情況，進而達到工程的成本和工期，已達到經濟目標。

此外，為了更方便分析結構模型采用多元線性回歸估算手法，估算投資是工程報價中最主要的因素，應將其誤差控制在20%-30%內，而5%以內的誤差是其工程報價應控制的范圍，可見進行多元線性回歸估算在進行建筑設計參數的分析時是非常準確的。因此，這種方法的準確性和其誤差的分析尤為重要。可對其參數進行分析，盡量避免使用多元線性回歸方法造成的誤差。從而達到工程造價估算的最優分析?；趨抵g的數據關系建立線性回歸關系，是通過數學模型的方法將其各個參數之間的關系通過模型直觀反映，使工程項目的各項指標顯示更加明確，從而有利于對工程造價的準確預估。多元線性回歸模型通過各個參數之間的影響和制約關系，將各個變量的相關性及其程度通過模型在一定程度上實現最優組合，以達到估算的準確結果。使工程建設項目的各個環節在參數指標的基礎上達到決策目標，從而實現工程成本的合理降低和經濟目標。

四、結語

第2篇

關鍵詞：建筑物加層；結構設計；加層加固設計

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：

1工程概況

某大廈高層建筑原主體樓15層，地下1層面積3980m2，主體樓面積43200m2。原主體采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構體系，抗震設防烈度為7度，剪力墻抗震等級為二級，框架抗震等級為三級。基礎采用高強預應力混凝土管樁Φ500，壁厚125mm，AB型，樁端持力層為砂土狀強風化花崗巖，樁長約25米，單樁豎向極限承載力標準值為5000kN。由于業主提出加層要求，由原15層加至21層，建筑屋面高度由50.6米加高到79.7米，增加面積約9800m2。該工程為在建時加層續建，前后兩次設計均采用同一現行規范，故本工程不存在設計使用年限和新老規范銜接等相關標準問題。

2結構加層設計分析

在建項目由15層擴建到21層，關鍵是解決好在新增的豎向荷載和地震作用及風荷載作用下結構體系的整體性能、已建結構構件的承載能力及加固方法等問題。首先進行結構整體分析計算，初步判斷加層的可能性。為了充分發揮原已施工完成的各結構構件及抗側力體系，先按原結構布置方案直接增加6層進行分析計算。采用剛性樓板假定，按模擬施工加載方式，考慮±5％偶然偏心及雙向地震扭轉效應作用，對結構進行了彈性靜力分析，由計算結果可知：結構整體剛度偏柔，周期偏長，樓層層間最大位移與層高之比為1/720，超過規范1/800限值，樓層最小地震剪力系數值為1.51％，小于7度區的規范0.016限值，底部框架部分承受的地震傾覆力矩大于總力矩的50％，部分框架柱軸壓比達到1.15，嚴重超限，框架梁、剪力墻存在超筋現象。根據原結構直接加層存在的問題，經過多輪方案試設計，確定采用增設鋼筋混凝土剪力墻，加大剪力墻和框架柱截面尺寸，既提高結構剛度又提高承載力的結構加層加固的基本方法，上部續建結構也采用框架-剪力墻結構體系以保持與原結構的一致性和協調性。根據建筑使用功能的要求，以及結構加固效果的需要，設計時在建筑的角部增設剪力墻，在原中部核心筒樓電梯處增加剪力墻的長度。結合原框架柱軸壓比的嚴重不足，采用增大截面法加固，同時適當增加剛度。結構整體分析主要結果見表1，可以看出：在風荷載和地震荷載作用下，結構的最大層間位移角均滿足現行設計規范的要求；結構的第一自振周期為平動周期，且結構以扭轉為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比小于0.9；結構的剪重比、底部框架部分承擔的傾覆力矩以及墻柱軸壓比（柱最大軸壓比0.79）均滿足規范要求。

表1結構整體分析結果表 圖1斜柱大樣

新設計方案由于建筑立面需要退臺，在十四層處有五根框架柱內退1500mm，造成豎向構件不連續，按常規抬柱轉換將形成高位轉換，對結構抗震不利。本設計采用從十二層至十三層增設斜柱（撐），斜柱上方與十四層內退框架柱連續，其傾斜僅為1:6，下部外排框架柱又向上延伸兩層至十四層樓面，并且在十二層和十四層斜柱轉折處樓層框架梁予以加強（梁截面為600×1000），其剖面見圖1。根據電算分析，十四層側移剛度與下一層之比為0.93，不存在剛度突變。由于斜柱作用，對十二層處與之相連的梁板產生642kN的水平拉力，在該影響范圍內樓板加厚到180mm，另加該方向受拉鋼筋上下各20Φ12@100，同樣與之相連的框架梁另加6Φ25通長受拉鋼筋。在此范圍內的各構件均相應提高配筋率和加強構造措施，提高其承載力和延性，關鍵構件斜柱及其下層柱和12、14層與之相連的框架梁按中震不屈服進行分析計算，確保結構安全可靠。

3結構構件加固改造

3.1地基基礎加固

在房屋加層續建工程中，必然要遇到地基基礎問題。為了減少基礎改造的工作量，要最大限度挖掘上部荷載潛力。首先是墻體材料，把原先使用的保溫燒結空心磚和砼空心砌塊均改用容重較低的加氣砼砌塊，辦公區內的磚砌墻改用輕質隔墻，同時首層地面回填土部分根據情況采用架空板，以及電算荷載按實際情況輸入等措施，多方面多渠道合理卸載。通過在基礎上埋設錨桿固定壓樁架，以建筑物自重荷載作為壓樁反力，用千斤頂將預制樁逐段壓入土中，并與原基礎連接，提高樁基總承載力。錨桿靜壓樁采用 ZHB30，采用焊接接頭，樁身砼為C30，錨桿靜壓樁樁長約8-10米，持力層為土層⑤砂質粘性土，樁端進入持力層不少于2米，單樁豎向承載力特征值為500kN，施工壓樁力為1000kN，共增補錨桿樁130根。為保證新補的錨桿樁能與原樁基形成有效整體，共同受力，需擴大原承臺截面，使得補樁反力作用在新澆搗的混凝土擴大部分上，新舊混凝土通過鑿毛和植筋方式形成一體。新承臺尚應重新進行受力驗算，根據計算需要利用建筑面層200-300mm厚度加高承臺，滿足受力要求。承臺加固大樣見圖2。為了更好發揮補樁的作用，避免應力滯后，確保新、舊樁基共同受力，要求上部結構應待樁基補強結束后方可繼建。

圖2承臺加固大樣圖3梁粘鋼加固大樣

3.2上部構件加固

考慮盡可能減少加固施工對原結構構件的損害，遵循對原有構件不動或少動的加固原則，對構件進行強度和剛度的補強。

部分框架柱存在軸壓比超限嚴重，必須進行加固。在高層建筑結構的墻柱加固設計中，最簡單、最優先采用的方法是加大截面加固法。該方法簡單、可靠，符合強柱弱梁抗震原則，同時對框架梁采取粘鋼加固時的節點錨固處理很有幫助，故本工程墻柱加固均采用此方法。在柱截面加大設計中，會遇到新加柱的縱筋與鋼筋混凝土框架梁相碰的問題，縱筋排列應全部或大部分繞過框架梁，然后采用1:6的坡度內收至設計位置，為滿足規范規定的豎筋間距要求，在框架梁上下各增加附加鋼筋植入梁內。柱縱筋實配時可考慮原柱縱筋能夠承擔的部分彎矩。為保證加固效果，構件截面加大尺寸均不小于100mm，新澆注混凝土強度等級比原構件混凝土強度提高一級，新舊混凝土交接面均應鑿毛，并在澆搗前除塵洗凈后涂刷界面劑。

由于水平荷載作用增加，部分框架梁存在受彎及抗剪承載力不足。為確保施工質量，又不影響建筑使用高度，框架梁采用粘貼鋼板和U型鋼箍加固方法，具體措施見上圖3。梁面、梁底粘鋼采用Q345B材質鋼板，梁箍板采用Q235B材質鋼板。梁受彎承載力驗算時，按保守算法，不考慮受壓鋼筋作用，根據鋼筋差值進行換算，得出粘鋼的數量。粘鋼施工前先將原構件擬粘鋼處鑿至混凝土外露，然后將表面浮灰除去并打磨平整，除塵清洗干凈后方可粘貼鋼板，U型鋼箍安裝前還需將安裝位置的構件方角打磨成圓角。梁面粘鋼彎起處的柱端箍板施工要認真細致，避免形成虛設，起不到約束作用，影響加固效果。

第3篇

關鍵詞：古建筑，防雷，施工技術。

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

目前，處個別重點保護建筑外，大多數古建筑缺少有效的防雷保護措施。同時，國內尚無關于古建筑的防雷規范和標準，現有的《建筑物防雷規范》也未能完善指導古建筑防雷工程的設計和施工。

一、古建筑易遭受雷擊的原因

1、內部因素

我國的古建筑絕大多數為磚木結構,從古建的藝術特點上來說,大多有高翹的飛檐和高深的屋頂,作為飛檐和屋頂的支承結構與內外裝飾都采用了大量木材;古建立柱和橫梁為粗大木料;天花板均為薄木板架于木棱木條之上;這些都是易于燃燒的木質材料,一旦遭受雷擊,極易引起木質構件燃燒。

雖然我國古建筑主體多以磚木結構為主,但其上也有不少裝飾物采用金屬材質;另外多數古建筑物大殿正脊中部埋設有用于辟邪金屬寶盒,有的建筑物屋頂內部還有錫背,銅質寶頂,還有的建筑物屋面有金屬鏈條作裝飾用。這些金屬物均沒有任何接地處理,而且通常都安置在建筑物的最頂端,這些金屬物都大大增加了建筑物遭受雷擊的概率。

從結構上看,古代建筑多以坡頂為主,且坡度較大,大多有高翹的飛檐和高聳的屋頂且屋脊比較多。這些部位在古建筑上一般都顯得尖銳、突出,部分部位還是金屬材料,雷擊發生時,雷電的路徑會優先選擇從這些部位流過。

2、現代化元素

現代化元素的引入增加了古建筑物遭雷擊的幾率。據調查了解,大多數國家、省、市級重點文物保護單位的古建筑物內部都增設了消防、報警、監視系統等。而這些現代化弱電設施的引入給古建筑帶來了更多的雷電入侵通道,無疑增大了古建筑物遭雷擊的幾率;更加之大多安裝這些弱電設施的施工單位沒有對其采取必要的防雷措施而致使古建遭雷的事例時有發生。

二、古建筑防雷保護的技術措施

1、古建筑直擊雷防護

古建筑直擊雷防護裝置設計和施工遵循的原則。

在古建筑上安裝防雷裝置不能對古建筑物本身造成損害。防雷裝置要在古建筑物上固定、支撐、連接和敷設時就必須用非常規的方法,不能因為安裝防雷裝置而對古建筑物造成二次破壞。同時施工過程中也須嚴格遵守施工操作規程。古建筑年代久遠,大部分建筑經歷長年的風雨侵蝕,不能因為施工不慎而對古建筑物造成二次破壞。

防雷裝置安裝后要對古建筑物起到防雷保護作用。這一點也是我們所有工作的最終目的。有些古建筑物一旦損壞,往往是無法復原。我們應對古建筑做詳細全面的勘察,系統的分析研究,制訂出相應可行有效的防雷設計方案,并最終確保防雷設計方案的嚴格執行。

安裝的防雷裝置要盡可能美觀,與古建筑的風格樣式和諧統一。因此采用的防雷裝置應盡可能做到與原古建筑融為一體,不能喧賓奪主。盡可能使其融入古建筑物本身,并且要和周圍環境和諧統一。

2、古建筑直擊雷防護裝置的形式

1）接閃器

由于古建筑的外觀復雜,屋脊和屋面的造型多,因此接閃器的形式、外觀、材質和安裝工藝的選擇應充分結合古建筑的類型和屋頂形制慎重選擇。古建筑防雷工程設計和施工中,必須遵守不改變文物原狀的文物保護原則。選擇使用接閃導線的顏色應與古建筑物相應位置的顏色協調一致。既要做到保證其防雷效果,也要做到不影響古建筑的外觀與其周圍環境協調一致;還要盡可能避免對古建筑造成破壞。

在古建筑物上敷設避雷帶,其支持卡子不能靠在古建筑上打孔來固定,這會破壞古建筑,可以采用U型（抱箍式）固定件、固定螺絲與瓦面之間應加橡膠墊進行保護,接閃導線的固定支件的高度不宜小于150mm,可選用25mm× 4mm的熱鍍鋅鋼。避雷帶之間的連接,可選用銅管進行壓接;三根或多根避雷帶連接時可在每根避雷帶上壓銅鼻,銅鼻之間用螺絲固定連接。這樣避雷帶既保證電氣連通性,也保證了連接的機械強度（見圖1）。避雷帶敷設時要與古建筑物頂的金屬裝飾物都做好電氣連接,確保金屬物都有良好的接地。

圖1 避雷帶及支持卡子做法示意圖

2）引下線

古建筑物引下線敷設時,應避開建筑物的正面,盡量在建筑物的側面、后面等不經常被人注意到的地方敷設;并做到分段固定,并以最短路徑敷設到接地體,敷設應平正順直、無急彎。每條引下線,在地面以上1.8米加裝絕緣套管,以防止接觸電壓對人員的傷害。引下線涂刷成與古建筑墻面相同或相近的顏色,減少對古建整體外觀的影響。

沿古建的木立柱引下時,建議采用多股銅線作為引下線,采用絕緣的多古銅線作為引下線,圓形抱箍固定。（見圖2）

圖2 引下線的固定

3）接地裝置

接地裝置的材料選擇和現代建筑物類似,采用熱鍍鋅角鋼和扁鋼敷設就行。古建筑接地裝置的形式,要充分考慮古建周圍場地、環境施工時受局限的情況,應本著為節約經費和有利于防止跨步電壓危害的原則。

敷設時還需注意接地裝置與地下管線路的安全距離。若達不到規范要求的須連接成一體,構成均壓接地網。這樣可以使到接地網界面以內的電場分布比較均勻,可以減小跨步電壓對游客的危害。如果遇到電阻率高的區域,可考慮采用換土、降阻劑、接地模塊等方法。注意在進行接地施工時應避免掘到地宮或其他文物,在挖掘之前要進行仔細勘測。接地裝置開挖時,需對地面所敷設的古磚、石做好標記和編號,回填時,將其恢復原貌。

3、防雷電波侵入和雷擊電磁脈沖的措施

當古建筑內安裝有低壓電氣系統和（或）電子系統時,古建筑內有大型金屬構件或存有體積較大的金屬物體時,應有防雷電波侵入和雷擊電磁脈沖（LEMP）的技術措施。防LEMP的主要技術措施為:等電位連接、屏蔽、綜合布線和安裝SPD。

1）等電位連接要求

古建筑上的金屬物體,如金屬寶頂、寶盒、錫被、銅被等,要和防雷裝置作等電位連接。同時還需考慮到古建筑檐下的防鳥鐵絲網、所有金屬管線的屏蔽層、設備金屬外殼等設施的等電位連接。

控制機房（如監控、消防）的等電位連接,應根據電子系統的工作頻率分別采用星形（S型）結構或網形（M型）結構。

2）屏蔽要求

對于進入古建筑的供電線路、電話線等不宜架空引入。當其架空引入時,應在進入古建筑前用埋地電纜或穿金屬管屏蔽埋地引入,并在進入古建筑物時與古建筑的防雷裝置相連。

3）綜合布線要求

建筑物內傳輸網絡的綜合布線施工應符合現行國家標準《綜合布線系統工程驗收規范》GB50312-2007的要求。需統一考慮其走向和相互間的距離,使各種室內布線合理。最低的要求是,將這些系統穿金屬管或采用有金屬外皮的電纜,并可靠接地。

三、結語

從古建筑物的整體風貌,到大量的珍貴木刻、磚雕、繪畫等藝術品,是世界人類文化珍貴遺產。因此,古建筑物防雷須首先對古建筑物有全面了解,對它的雷擊歷史、結構特性、自然環境、金屬器物等等做出全面分析,統籌規劃古建筑的防雷工程設計和施工。

古建筑是不可再生的資源,若保護不當會造成不應有的破壞。因此,古建筑防雷工程的設計要遵循以保留古建筑原狀為準則,堅持古建筑保護與環境保護并重,遺產保護與人身保護并重,應因地制宜,從外部防護和內部防護兩個方面采用安全可靠、對建筑原狀最小影響的方案與方法,建立完善的雷電防護體系。

參考文獻

[1] 建筑物防雷設計規范.GB500 57- 94(2000版).

[2] 建筑物電子信息系統防雷技術規范.(GB50343-2004).

[3] 古建筑木結構維護與加固技術規范.GB50165-92.

[4] 石擁軍,等.古建筑物防雷略論.2004.