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信托定融政信知识:
现代建筑已离不开钢筋混凝土构件,无论是单层工业厂房还是高达数百米的摩天大楼,要是没有钢筋与混凝土,很难想象将会是一个什么样的后果钢铁工业尽管起步较早,但真正应用于工程施工时间并不长,混凝土在建筑工程中的应用更是近100年左右时间的事
自从人们找到水泥这种新兴建筑原材料,工程施工技术得到了突飞猛进的进步
特别是近50年,由于普通钢筋混凝土结构及预应力钢筋混凝土结构在工程中的应用,更使得建筑领域发生了翻天覆地的革命
摩天大楼拔地而起,几百米跨度的桥梁建造也由过去的神话变成了现实
这中间都少不了钢筋和混凝土这两种材料的功劳
那么,钢筋与混凝土到底是如何工作的呢?它们究竟是什么样的关系呢?从材料的物理力学性能来讲,钢筋具有较强的抗拉、抗压强度,而混凝土只具有较高的抗压强度,抗拉强度却很低,但是两者的弹性模量较接近,还有较好的粘结力,这样既发挥了各自的受力性能,又能很好地协调工作,共同承担结构构件所承受的外部荷载
因为钢筋与混凝土之间存在足够的粘结力,在结构计算时,钢筋混凝土构件是作为一个整体来承受外力的;又由于混凝土的抗拉强度很低,为简化计算,一般混凝土只考虑承受压应力,而拉应力则全部由钢筋来承担
对于受力构件截面设计来讲,受拉的钢筋离受压区越远,其单位面积的钢筋所能承受的外部弯矩也越大,这样钢筋发挥的效率也就越高
所以一般来讲,无论是梁还是板,受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘
如挑梁的受力筋应设在构件上部受拉区
如果放置错误或者钢筋保护层过大,轻则降低了梁的承载能力,重则会发生重大事故
那么,受拉的钢筋是否越靠边越好呢?答案当然是否定的
这是因为钢筋的主要成分是铁,铁在常温下就很容易氧化,更别说在高温或潮湿的环境中
钢筋被包裹在混凝土构件中形成钝化保护膜,不与外界接触相对还比较安全,但如果钢筋保护层厚度过小,也就是钢筋过分靠近受拉区一侧,一方面容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落,另一方面随着时间的推移,表面的混凝土将逐渐碳化,用不了多久,钢筋外混凝土就失去了保护作用,从而导致钢筋锈蚀,断面减小,强度降低,钢筋与混凝土之间失去粘结力,构件整体性受到破坏,严重时还会导致整个结构体系的破坏
通常除基础外梁的保护层厚度一般为2.5厘米
在工程实际中,由于钢筋保护层厚度未按规范要求所导致的质量问题不胜枚举
比较突出的如现在商品住宅楼工程建设中楼板负弯矩钢筋保护层偏大及现浇框架结构中主次梁交界处主梁的上部负弯矩钢筋保护层偏大的问题
以住宅楼为例,如今的住宅面积越来越大,楼板跨度也越来越大,尤其是客厅楼板
曾见到过某单位建设的跨度达5.7米的楼板,厚度为15厘米,设计是双层双向钢筋网
从结构的力学计算来讲,支座处的负弯矩不比跨中板底正弯矩小多少,但由于施工时施工单位对支座负弯矩钢筋未引起足够重视,结果工程刚竣工还未使用就发现楼板上表面四周墙根处出现了许多裂缝
后经权威检测部门检查测试后发现,支座处负筋的保护层普遍超过规范2~4厘米,最大的甚至超过了7厘米,使楼板上部的负弯矩钢筋的作用大大降低,有些甚至完全失去作用,最后在迫不得已的情况下经设计同意采取局部加固补强措施,尽管这样还是给施工单位本身造成了很大的经济损失
据有关资料统计,目前住宅楼板开裂原因中70%左右是由于钢筋保护层位置不正确引起的
钢筋保护层该如何控制呢?重点应从两方面着手,一是抓施工前技术交底;二是抓过程中要素控制
在施工前,应针对不同的工程部位,根据设计图纸及施工验收规范,确定正确的钢筋保护层
保护层的厚度并非千篇一律,一般来说现浇楼板的保护层厚度1.5厘米,而基础的保护层厚度通常为5厘米,有时甚至达到10厘米
因此,在对操作者的技术交底中,必须明确此厚度,否则很容易造成返工
在施工过程中,则重点要做到规范操作,特别是在混凝土现浇板浇捣过程中,尤其需要重视
往往是钢筋绑扎时位置都很正确,但一到浇捣时情况就变了样,不是人踩就是工器具压在上面,由此造成的结果是支撑钢筋的马墩被踩倒,混凝土上层钢筋弯曲变形,保护层的厚度也就得不到保证
所以在施工过程中,应做到规范操作,严禁操作人员在钢筋上随意行走;对上层钢筋应作有效的固定;浇捣中还应经常检查,发现问题及时解决
诚然,钢筋保护层厚度对单项工程质量并不是起决定作用的,但如果不重视它,所产生的危害也是不容忽视的
我们要在正确了解钢筋及混凝土的受力机理的前提下,充分认识到合理的钢筋保护层厚度对工程结构的重要性
只有防微杜渐,才能使我们的工程施工技术水平更上一个档次 结合高层建筑的火灾规律、火灾特点,阐述烟气是导致火灾建筑中人员伤亡的主要原因,研究防火防烟和扑救措施,提出解决烟气控制的技术措施
关键词:防排烟;高层建筑;人员密集场所 一、高层建筑火灾危险性 高层建筑的火灾危险性主要有以下几个方面:一是建筑层数多
二是结构复杂,竖井和管道多
三是燃气及用电设备多
四是可燃物多,火灾荷载大
高层建筑的电梯井、电缆井、楼梯井、管道井、排风管、电线管道等,正是火灾蔓延的重要途径
高层建筑内的可燃材料吊顶、塑料墙布、墙纸、窗帘等则增加了建筑的火灾荷载
二、高层建筑火灾特点及高层建筑防排烟系统存在问题 近年来高层建筑的火灾案例表明,发生火灾后蔓延迅速,烟囱效应强,形成立体火灾,热、烟、毒气危害严重,已经成为高层建筑火灾的主要特点,并直接威胁着人们的生命安全
高层建筑内设备及构件多,一旦失火,火势迅猛而且燃烧时间长,产生大量有毒烟气
高层建筑内容纳人数多,垂直距离大,加之火灾环境下人们的恐慌心理和火灾烟气的毒害作用,使安全疏散成为一个较难解决的问题
高层建筑发生火灾时高温、烟气充满建筑物内,能见度降低,往往造成被困人员恐慌、拥挤,易造成踩伤踩死,增大疏散的难度
甚至出现人员跳楼事件
烟气、毒气等燃烧产物极易造员窒息、中毒死亡,人在浓烟中停留1―2min就可能昏倒,4―5min就有死亡的危险
在高层建筑中,热对流是火灾蔓延的主要形式,火风压和烟囱效应是使火灾蔓延的动力,500℃以上的高温热烟是蔓延的条件
高层建筑竖向管井、共享空间等部位,易产生“烟囱”效应造成烟、火蔓延迅速
火灾烟气蔓延途径多,容易形成立体火灾
在发展阶段,其垂直蔓延速度为3―4m/s;火易沿吊门、窗、走道向水平方向扩散;水平蔓延速度为0
5―0
8m/s;随着火势沿外墙窗口向上升腾、卷曲,甚至跳跃式向上层蔓延
实验测得,高温烟气在竖向井道内向上蔓延的速度可达3――5m/s
国内外火灾案例说明,火灾中的烟气是造员伤亡的最主要原因,因此,对高层建筑的火灾烟气控制的研究,对于提高建筑抵御火灾的能力和保障人员安全就显得尤为重要
烟气危及人的生命安全,除了烟的有毒、减光、高温等特性外,烟气对人威胁最大特征是极易扩散性
因为火灾建筑中,烟气温度高,烟气容重小,产生巨大的向上热压力,使烟气沿着竖直方向的通道,迅速达到建筑顶层,对建筑物顶层人员生命造成了威胁
在工程检查和验收中,特别是房屋装修有吊顶时,往往忽视隐蔽部分工程的施工质量,吊顶以上的内墙未砌至顶板或留有孔隙,竖井中的管道与各房间卫生间的管道连接处的孔洞,集中空调的管道安装时留下的孔洞,也是造成烟气迅速扩散的重要通道
在辽宁朝阳调查的20多幢高层建筑中,绝大多数建筑采用自然排烟和机械送排风相结合的方式
采取机械送排风相结合的方式,在前室和楼梯间内形成负压,这种方式无法禁止烟气的侵入,因此也就无法保证进入前室和楼梯间的人员安全
在1995年颁布的《高规》中已将此种方式排除在外,更加强调机械加压送风的防烟方式
建筑风井是机械防排烟的关键构件,是将火灾烟气排出室外或向建筑室内输送一定压力空气的唯一通道,由国外实验数据表明,建筑构件的渗漏面积与其构件壁面面积比值成反比,通常分为四个等级:严密、一般、疏松、非常疏松,随着严密性的增大,渗漏面积是减小的
施工工程中风道内墙未抹灰或风道截面不足都是造成压力不足的原因,从而在建筑工程监督检查中对严格施工质量是至关重要的
而多数建筑出现了楼梯间与前室、前室与走道压差远远大于《高规》规定,此情况下,使人在火灾逃生时,很难打开通向前室和楼梯间的门,造成疏散困难,为了解决此问题,设计院采用了在前室与走道的隔墙、前室和楼梯间隔墙设了泄压孔,以缓解压差过大的矛盾,但这是一种治标不治本的办法,因为它没有找到形成压差过大的原因,又破坏了前室作为高层建筑临时庇护所的防火分区的独立性
三、烟气控制的防排烟措施 应用性能化防火设计方法,在对不同建筑不同使用功能房间的烟气危害性进行定量定性分析的基础上,进行烟气的控制设计
建筑防排烟工程涉及到建筑、装修、暖通、空调、电气等多个专业,该系统的防排烟效果好坏与设计、施工、管理密不可分,应该把建筑防排烟做系统工程综合加以考虑
(1)尽量减少烟气源
从设计源头上把住材料关
设计时严禁选用发烟量和发烟速率大,燃烧时产生有毒气体的建筑、装修、保温、隔音材料
(2)在吊顶装修前,所有管道、风道、电缆、穿越走道、房间隔墙的孔洞及隔墙与顶板的孔洞、竖井与房间连通的孔洞均用非燃烧材料严密填实
(3)所有具有产生烟囱效应的玻璃幕墙与外墙的间隙,管道井、电缆井均应做水平分隔
(4)对于设置在建筑物内的人员密集场所,无论该建筑高度是否超过32 m,均应采取机械防排烟措施,即在该场所内设置机械排烟
该场所如与该建筑楼梯间相通,应在进楼梯间前补设前室采取正压送风
综合上述,在日常的防火设计审核,消防工程施工监督、验收工作中,一定要坚持以人为本,依法监督,高度重视建筑防排烟工程设计
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