浅谈单层厂房设计中的高程控制
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作者: 甘 泉
摘要为防止违规开发建设“钻空子”、“打擦边球”,违规提高层高,变相增加建筑面积、提高容积率,制定有关“建筑层高控制与建筑面积、容积率计算”方面的规定十分重要。这样能够全面明确建设项目设计、审批建筑层高、建筑面积、容积率计算标准,规范规划建筑设计和开发建设行为。对厂房设计中的高程控制进行探讨。
关键词厂房设计;高程控制;建筑层高
中图分类号TU8文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0044-02
城乡规划建设局规定,一般情况下,建筑标准层层高住宅建筑(包括公寓、排屋、别墅等)不宜大于3.3米,办公建筑(含写字楼)不宜大于4.5米,商业建筑(含酒店和临街商铺)不宜大于5.0米。若超过规定标准,不论层内有无隔层,按该层水平投影面积的1.5倍-2倍计算建筑面积并计算容积率。同时,他们还对建筑地下空间、架空层、小区配套设施、建筑物阳台(含景观阳台)、入户花园、凸窗、结构转换层、屋顶层建筑等计算不计算容积率,计算不计算建筑面积,按投影全面积计算建筑面积还是按水平投影全面积的1/2计算建筑面积等各种情况作了详细的规定,便于在实际中操作实施。
1单层厂房的特点
1)从建筑上讲,要求构成较大的空间。单层厂房是冶金、机械等车间的主要型式之一。为了满足在车间中放置尺寸大、较重型的设备生产重型产品,要求单层厂房适应不同类型生产的需要,构成较大的空间。
2)从结构上讲,要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。由于产品较重且外形尺寸较大。因此作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大,并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用,要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。
单层厂房具有以下结构特点:①跨度大,高度大,承受的荷载大,因而构件的内力大,截面尺寸大,用料多;②荷载形式多样,并且常承受动力荷载和移动荷载(如吊车荷载、动力设备荷载等);③柱是承受屋面荷载、墙体荷载、吊车荷载以及地震作用的主要构件;④基础受力大,对地质勘察的要求较高。
3)为了便于定型设计。单层厂房常采用构配件标准化、系列化、通用化、生产工厂化和便于机械化施工的建造方式。
2单层厂房的分类
1)排架结构型式是指钢筋混凝土排架由屋面梁(或屋架)、柱和基础组合,排架柱上部与屋架铰接,排架柱下部与基础刚接的结构型式。排架结构是目前单层厂房的基本结构形式。其跨度可超过30m,高度达20-30m或更高,吊车吨位可达150吨以上。根据生产工艺和使用要求,排架结构可设计成单跨结构和多跨结构。多跨结构可以采用等高、不等高和锯齿形等多种形式。排架结构具有构造简单、施工方便的特点。
2)刚架结构型式的特点是梁柱合一,刚接成一个构件,柱下部与基础铰接,顶节点可为铰接或刚接。目前常用的刚架结构是装配式门式刚架。顶节点为铰接时,称为三铰门式刚架,顶节点为刚接时称为二铰门式刚架。门式刚架可以做成单跨或多跨结构,其顶部一般为人字形,也可做成弧形。刚架结构具有构件种类少,制作较简单,结构轻巧,室内有较大空间的优点,但由于横梁在荷载作用下会产生水平推力,产生跨变,在梁柱节点处易产生早期裂缝。所以门式刚架一般适用于吊车起重量不超过10吨,跨度不超过16-34m的金工,机修,装配等车间或仓库。
3厂房的建筑设计
建筑设计部分,要在考虑施工过程的合理组织和施工条件的基础上,决定工程的立体平面设计和结构方案的工艺要求。在建筑设计阶段影响工程造价的主要因素有:
3.1平面形状
一般地说,建筑物平面形状越简单,它的单位面积造价就越低。因为不规则的建筑物将导致室外工程、排水工程、砌砖工程及屋面工程等复杂化,从而增加工程费用。一般情况下,建筑物周长与建筑面积比K周(即单位建筑面积所占外墙长度)越低,设计越经济。K周按圆形、正方形、矩形、T形、L形的次序依次增大。
3.2流通空间
建筑物的经济平面布置的主要目标之一是,在满足建筑物使用要求的前提下,将流通空间减少到最小。
3.3层高
在建筑面积不变的情况下,建筑层高增加会引起各项费用的增加。据有关资料分析,住宅层高每降低10cm,可降低造价1.2%-1.5%。单层厂房层高每增加1m,单位面积造价增加1.8%-3.6%,年度采暖费用增加约3%;多层厂房的层高每增加0.6m,单位面积造价提高8.3%左右。由此可见,随着层高的增加,单位建筑面积造价也在不断增加。
3.4建筑物层数
建筑工程总造价是随着建筑物的层数增加而提高的。建筑物层数对造价的影响,因建筑类型、形式和结构不同而不同。如果增加一个楼层不影响建筑物的结构形式,单位建筑面积的造价可能会降低。多层住宅具有降低工程造价和使用费用以及节约用地等优点。随着住宅层数的增加,单方造价系数在逐渐降低,即层数越多越经济。工业厂房层数的选择就应该重点考虑生产性质和生产工艺的要求。确定多层厂房的经济层数主要有两个因素:一是厂房展开面积的大小。展开面积越大,层数越可提高;二是厂房宽度和长度。宽度和长度越大;则经济层数越能增高,造价也随之相应降低。
3.5柱网布置
柱网布置是确定柱子的行距(跨度)和间距(每行柱子中相邻两个柱子间的距离)的依据。柱网布置是否合理,对工程造价和厂房面积的利用效率都有较大的影响。对于单跨厂房,当柱间距不变时,跨度越大单位面积造价越低。对于多跨厂房,当跨度不变时,中跨数量越多越经济。
3.6建筑物的体积与面积
随着建筑物体积和面积的增加,工程总造价会提高。对于工业建筑,在不影响生产能力的条件下,厂房、设备布置力求紧凑合理;要采用先进工艺和高效能的设备,节省厂房面积;要采用大跨度、大柱距的大厂房平面设计形式,提高平面利用系数。对于民用建筑,尽量减少结构面积比例,增加有效面积。住宅结构面积与建筑面积之比称为结构面积系数。这个系数越小,设计越经济。
3.7建筑结构
建筑结构是指建筑工程中由基础、梁、板、柱、墙、屋架等构件所组成的起骨架作用的、能承受直接和间接“荷载”的体系。建筑结构按所用材料可分为:砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和木结构等。建筑材料和建筑结构选择是否合理,不仅直接影响到工程质量、使用寿命、耐火抗震性能,而且对施工费用、工程造价有很大的影响。尤其是建筑材料,一般占直接费的70%,降低材料费用,不仅可以降低直接费,而且也会导致间接费的降低。
4厂房设计中各层高程控制测量
4.1水准测量原则
量地面的高程同样要遵循由“整体到局部”的原则,即先建立高程控制网,再根据高程控制点(即水准点)测定的地面其它点的高程。
4.2实际工程中的高程控制通
在实际工程的地形图中,高程控制一般分为如下三级:
基本高程控制(四等及以上的水准测量);
加密高程控制(五等及三角高程控制测量);
测站点高程控制。
4.3三四等水准测量
4.3.1三四等水准测量的要求
为了减少大气折光的影响,视线离地面的高度不得小于0.3m,在山区亦不得小于0.2m。
4.3.2三四等水准测量具体的内容
1)视距部分:①后视距离D后;②前视距离D前,三等水准<65m,四等水准<80m。③前后视距差D后-D前:三等水准<3m,四等水准<5m。④视距累差:∑d=本站视距差+上站视距累差;∑d:三等水准<6m、四等水准<10m。
2)同一水准红、黑两中丝读数校核:①后视黑面尺读数:上、中、下丝;②前视黑面尺读数:上、中、下丝;③前视红面尺读数:上、中、下丝;④后视红面尺读数:上、中、下丝。
3)每页计算校核:①视距部分:点视距累差:∑d=∑d前-∑d后;总视距:∑(D后+D前);②高差部分:∑(a黑+a红)-∑(b黑+b红)=∑(h黑+h红)(红、黑尺高差之和)观尺顺序:后→前→前→后。
5厂房层高设计(storey height)
层高指上下两层楼面或楼面与地面之间的垂直距离。
层高:层高是指住宅高度以“层”为单位计量,每一层的高度国家在设计上有要求,这个高度就叫层高。它通常包括下层地板面或楼板面到上层楼板面之间的距离。建筑物各层之间以楼、地面面层(完成面)计算的垂直距离,屋顶层由该层楼面面层(完成面)至平屋面的结构面层或至坡顶的结构面层与外墙外皮延长线的交点计算的垂直距离。
层高=净高+楼板厚度。
1)在进行结构施工时,一般放结构50线,即从楼层结构面上返50,在混凝土浇筑时,以此来控制楼层标高和混凝土浇筑厚度。但此高度一般有0-5误差不等。原因是:此标高通常做在钢筋上,混凝土浇筑时钢筋被铙动,产生误差。
2)建筑50线一般用以装修工程,以便控制建筑地面,窗台标高。也可采用建筑1000线,省得弯腰去测量,完全由个人喜好而定。建筑50线一般比较精确,由结构50线而产生的误差,也在地面施工时,通过建筑50线来纠正。
3)墙柱50线是指墙柱边界的500毫米线,用来控制墙体,柱子的位置,表示墙体的位置正确。简单明了。50线在各个施工阶段的作用是控制以后的楼板、砌墙、抹灰、装修的标高控制线。比如在钢筋绑扎后打的50线是用来控制浇筑楼板的标高。这个50线就是从楼板标高再加50厘米的地方打一条水平线,一般是画在钢筋上。主体完成后打的50线就是用来控制砌墙、抹灰、装修的标高了,这时就是打在墙上了。
6结语
我国单层厂房一般采用的是装配式钢筋混凝土排架结构,它包括承重构件和围护构件两部分。单层厂房平面设计要考虑到工厂总平面对平面设计的影响,厂房生产特点及工艺流程对平面设计的影响,以及根据《厂房建筑模数协调标准》(GBJ6―86)的规定,经济合理地确定柱网等。在施工过程中严格按照有关“建筑层高控制与建筑面积、容积率计算”方面的规定执行具有十分重要的意义。
作者简介
甘泉,女,满族,湖南长沙人,建筑工程工程师,工业与民用建筑工程本科学位,主要从事厂房等建筑施工设计工作。
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