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日前,住建部副部長仇興保在6屆綠色建筑與建筑節(jié)能大會上指出:我國每年20億平方米的新建面積,相當(dāng)于消耗了*40%的水泥和鋼材,而只能持續(xù)25~30年。相比之下,國外一些建筑的壽命卻能夠達到132年。
短壽建筑屢見不鮮
隨著我國城市化建設(shè)進程的加快,許多建筑規(guī)劃不合理的問題也日益凸顯,比如沈陽五里河體育場,原本計劃使用30年的體育場在使用18年之后就被爆破,主要是因為政府規(guī)劃要在原地建設(shè)別的建筑物。
這樣剛建不久就被拆除的建筑,在這幾年城市大規(guī)模建設(shè)的背景下已是屢見不鮮,正是這樣一些現(xiàn)實讓仇部長說出了這番話:我國每年20億平方米的新建面積,而只能持續(xù)25~30年。而每萬平方米拆除的舊建筑,將產(chǎn)生7000~12000噸建筑垃圾。
為何我國的建筑如此“短壽”?日前,政府正號召房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)提高建筑質(zhì)量,將目前30年的建筑平均壽命延長至100年。未來,讓建筑“長命百歲”的設(shè)想真的能實現(xiàn)嗎?
“壽命短”原因各異
針對一些媒體日前報道的“中國建筑僅30年壽命”的說法,國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心副主任張仁瑜指出,這并不是指房屋因為質(zhì)量原因只能使用30年,而主要指在規(guī)劃和設(shè)計上存在一些問題。比如,老城區(qū)改造、使用功能落后的筒子樓和上世紀70~80年代建造的一些房子等。這些房屋滿足不了人們對現(xiàn)代生活的需求,就可能會被拆除。
北京建筑材料科學(xué)研究總院副院長張增壽也同樣認為,建筑物的實際使用壽命偏短,主要是由于我國結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工設(shè)計都比較保守,甚至存在不合理的問題。但他同時表示,就整體而言,我國建筑的質(zhì)量水平已經(jīng)比較高了;對于社會發(fā)展與城市規(guī)劃和建設(shè)之間的矛盾,各個國家都曾經(jīng)歷過這樣一個階段。
“我國城市化發(fā)展進程加快,對城市建筑的要求也隨之不斷變化,房屋建筑適應(yīng)不了這種變化就有被拆的風(fēng)險。”中國建筑材料科學(xué)院專家胡必俊表示,“除了規(guī)劃不當(dāng)以外,建筑質(zhì)量不過硬、違規(guī)操作屢見不鮮也是造成中國建筑‘壽命短’的原因。”
這兩年,有關(guān)“樓脆脆”、“樓歪歪”的報道時有耳聞,中國人民大學(xué)教授鄭風(fēng)田就曾在媒體公開指出:目前我國“不少建筑物存在鋼筋不達標,混凝土保護層不達標、偷工減料等問題”。
除以上原因外,胡必俊還指出,有時個人的違規(guī)操作也會給整幢建筑帶來“致命”風(fēng)險。比如有些家庭住宅裝修一味強調(diào)豪華、美觀,擅自拆除承重墻,容易引起房屋倒塌;還有的在不能夠鋪地暖的建筑內(nèi)鋪地暖,勢必引起房屋負擔(dān)加重,容易導(dǎo)致倒塌。
建筑垃圾再利用難
建筑壽命短,不斷被拆之后,其所引來的環(huán)境污染問題也就日益突出了。仇保興算過一筆賬:據(jù)對磚混結(jié)構(gòu)、全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)等建筑的施工材料損耗的粗略統(tǒng)計,在每萬平方米建筑的施工過程中,僅建筑垃圾就會產(chǎn)生500~600噸;而每萬平方米拆除的舊建筑,將產(chǎn)生7000~12000噸建筑垃圾。據(jù)了解,目前,我國建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的30%~40%。面對如此嚴峻的現(xiàn)狀,不能不引起人們的重視。
3 對單構(gòu)件作優(yōu)化設(shè)計
前幾步主要是對結(jié)構(gòu)整體合理性的計算和調(diào)整,這一步則主要進行結(jié)構(gòu)單個構(gòu)件內(nèi)力和配筋計算,包括梁,柱,剪力墻軸壓比計算,構(gòu)件截面優(yōu)化設(shè)計等。
(1)軟件對混凝土梁計算顯示超筋信息有以下情況:1)當(dāng)梁的彎矩設(shè)計值M大于梁的極限承載彎矩Mu時,提示超筋;2)規(guī)范對混凝土受壓區(qū)高度限制:
四級及非抗震:ξ≤ξb
二、三級:ξ≤0.35( 計算時取AS ’=0.3 AS )
一級: ξ≤0.25( 計算時取AS ’=0.5 AS )
當(dāng)ξ不滿足以上要求時,程序提示超筋;3)《抗震規(guī)范》要求梁端縱向受拉鋼筋的配筋率2.5%,當(dāng)大于此值時,提示超筋;4)混凝土梁斜截面計算要滿足小截面的要求,如不滿足則提示超筋。
(2)剪力墻超筋分三種情況:1)剪力墻暗柱超筋:軟件給出的暗柱配筋率是按照4%控制的,而各規(guī)范均要求剪力墻主筋的配筋面積以邊緣構(gòu)件方式給出,沒有配筋率。所以程序給出的剪力墻超筋是警告信息,設(shè)計人員可以酌情考慮;2)剪力墻水平筋超筋則說明該結(jié)構(gòu)抗剪不夠,應(yīng)予以調(diào)整;3)剪力墻連梁超筋大多數(shù)情況下是在水平地震力作用下抗剪不夠。規(guī)范中規(guī)定允許對剪力墻連梁剛度進行折減,折減后的剪力墻連梁在地震作用下基本上都會出現(xiàn)塑性變形,即連梁開裂。設(shè)計人員在進行剪力墻連梁設(shè)計時,還應(yīng)考慮其配筋是否滿足正常狀態(tài)下極限承載力的要求。
(3)柱軸壓比計算: 柱軸壓比的計算在《高規(guī)》和《抗震規(guī)范》中的規(guī)定并不*一樣,《抗震規(guī)范》6.3.7條規(guī)定,計算軸壓比的柱軸力設(shè)計值既包括地震組合,也包括非地震組合,而《高規(guī)》6.4.2條規(guī)定,計算軸壓比的柱軸力設(shè)計值僅考慮地震作用組合下的柱軸力。軟件在計算柱軸壓比時,當(dāng)工程考慮地震作用,程序僅取地震作用組合下的的柱軸力設(shè)計值計算;當(dāng)該工程不考慮地震作用時,程序才取非地震作用組合下的柱軸力設(shè)計值計算。因此設(shè)計人員會發(fā)現(xiàn),對于同一個工程,計算地震力和不計算地震力其柱軸壓比結(jié)果會不一樣。
(4)剪力墻軸壓比計算:為了控制在地震力作用下結(jié)構(gòu)的延性,新的《高規(guī)》和《抗震規(guī)范》對剪力墻均提出了軸壓比的計算要求。需要指出的是,軟件在計算斷指剪力墻軸壓比時,是按單向計算的,這與《高規(guī)》中規(guī)定的短肢剪力墻軸壓比按雙向計算有所不同,設(shè)計人員可以酌情考慮。
(5)構(gòu)件截面優(yōu)化設(shè)計:計算結(jié)構(gòu)不超筋,并不表示構(gòu)件初始設(shè)置的截面和形狀合理,設(shè)計人員還應(yīng)進行構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計,使構(gòu)件在保證受力要求的德條件下截面的大小和形狀合理,并節(jié)省材料。但需要注意的是,在進行截面優(yōu)化設(shè)計時,應(yīng)以保證整體結(jié)構(gòu)合理性為前提,因為構(gòu)件截面的大小直接影響到結(jié)構(gòu)的剛度,從而對整體結(jié)構(gòu)的周期、位移、地震力等一系列參數(shù)產(chǎn)生影響,不可盲目減小構(gòu)件截面尺寸,使結(jié)構(gòu)整體安全性降低。
4. 滿足規(guī)范抗震措施的要求
在施工圖設(shè)計階段,還必須滿足規(guī)范規(guī)定的抗震措施要求?!痘炷烈?guī)范》、《高規(guī)》和《抗震規(guī)范》對結(jié)構(gòu)的構(gòu)造提出了非常詳盡的規(guī)定,這些措施是很多震害調(diào)查和抗震設(shè)計經(jīng)驗的總結(jié),也是保證結(jié)構(gòu)安全的后一道防線,設(shè)計人員不可麻痹大意。
(1)設(shè)計軟件進行施工圖配筋計算時,要求輸入合理的歸并系數(shù)、支座方式、鋼筋選筋庫等,如一次計算結(jié)果不滿意,要進行多次試算和調(diào)整。
(2)生成施工圖以前,要認真輸入出圖參數(shù),如梁柱鋼筋小直徑、框架頂角處配筋方式、梁挑耳形式、柱縱筋搭接方式,箍筋形式,鋼筋放大系數(shù)等,以便生成符合需要的施工圖。軟件可以根據(jù)允許裂縫寬度自動選筋,還可以考慮支座寬度對裂縫寬度的影響。
(3)施工圖生成以后,設(shè)計人員還應(yīng)仔細驗證各特殊或薄弱部位構(gòu)件的小縱筋直徑、小配筋率、小配箍率、箍筋加密區(qū)長度、鋼筋搭接錨固長度、配筋方式等是否滿足規(guī)范規(guī)定的抗震措施要求。規(guī)范這一部分的要求往往是以黑體字寫出,屬于強制執(zhí)行條文,萬萬不可以掉以輕心。
(4)后設(shè)計人員還應(yīng)根據(jù)工程的實際情況,對計算機生成的配筋結(jié)果作合理性審核,如鋼筋排數(shù)、直徑、架構(gòu)等,如不符合工程需要或不便于施工,還要做后的調(diào)整計算。
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