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摘要：如今居住建筑与人类生活息息相关，随着人们生活水平的提高和科学技术的进步，人们对住宅的关注已经从传统的住宅面积、户型、朝向转变为对住宅水、电、厨、卫、储等全方位的关注。本文主要对建筑结构设计中给排水相关问题进行了简要分析。
关键词：建筑结构；建筑给排水；设计
中图分类号： TU8文献标识码： A
引言
新世纪，随着人们生活水平的提高，人们对于住宅也提出了新的要求，已经不再拘于传统的住得下、分得开的住房要求上，而是一种对于住宅面积和平面布局都能随心所欲布置的住房要求。基于这种住房要求，人们在生活的过程中都是以小康住宅模式为基础来对房间的各个设备和设施进行分析与控制的。给排水作为住宅建筑中不可缺少的一部分，在工作中对其存在的设计问题进行分析与总结十分必要。
一、结构设计内容
1、结构形式
管道的结构形式主要由给排水专业确定,结构专业应根据管道的用途(给水还是排水,污水还是雨水)、工作环境(承压还是非承压)、口径、流量、埋置深度、水文地质情况、敷设方式和经济指标等从专业角度提出参考意见。
一般情况下,承压管道常采用预应力钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、玻璃钢管、UPVC管、PE管、现浇钢筋混凝土箱涵。非承压管常采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等。当污水管道口径较大时应采用现浇钢筋混凝土箱涵,特殊情况、特殊地段(过河渠、公路、铁路等)、局部地段非承压管也采用钢管等形式。大型给排水管道工程也有采用盾构结构形式的。
2、结构设计
根据管道规格、埋置深度、地面荷载、地下水位、工作和试验压力对管道的刚度和强度进行计算及复核,提供管道壁厚、管道等级、或结构配筋图。
对于一些必须采取加固方法才能满足刚度和强度要求的管道,应根据计算采用具体的加强加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或钢筋混凝土包管等,当钢管计算出的壁厚不经济时,应采用加肋的方法处理。加固的具体方式和方法应根据实际情况和经济指标来确定。
3、敷设方式
敷设方式的选择应根据埋置深度、地面地下障碍物等因素确定,一般有沟埋式、上埋式、顶管及架空,较为常用敷设方式采用沟埋式,当沟埋式有一定的难度时,可选择顶管和架空等敷设方式。不同的敷设方式,其结构设计亦不同。
4、抗浮稳定
有些管道敷设的地段地下水位较高或者施工期间多雨,因而管道的抗浮稳定应引起结构设计人员的重视。设计时应根据计算采取相应的抗浮措施,避免浮管现象的出现。
5、抗震设计
（1）场地和管材的选择
确定管线走向时应尽量避开对抗震不利的场地、地基,如不可避免而必须通过地震断裂带或可液化土地基时,应根据工程的重要性、使用条件综合考虑。给水管道应选择抗拉、抗折强度高且具有较好延性的钢管,并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道应采用钢筋混凝土结构,并有相应的构造措施,尽量避免严重破坏。
（2）构造措施
承插管设置柔性连接；砖石砌体的矩形、拱形无压管道,除砌体材料应满足砖石结构抗震要求外,一般可加强整体刚度(顶底板采用整体式)、减少在地震影响下产生的变形,提高管道的抗震性能；圆形排水管应设置不小于120度的混凝土管基,管道接口采用钢丝网水泥带,液化地段采用柔性接口的钢筋混凝土管；管道穿越构筑物时应在管道与套管的缝隙内填充柔性填料,若管道必须与墙体嵌固时,应在墙外就近设置柔性连接；管道附属构筑物应采用符合抗震要求的材料和整体刚度好的结构型式。
①地基处理
出图时应包含地基处理的平、纵断面图。扫描矢量化需要处理的地段的地勘资料纵断面,选择参考点并根据给排水专业的平、纵断面将管道基底轮廓线放在地质纵断面上,划分地质单元并注明桩号和基底高程,标明沟槽范围内和基底以下土层构造以及地下水位。根据纵断面地质单元的划分(桩号划分),确定需处理的范围,针对不同的地质情况和厚度分别采取相应的处理方法。具体的处理方法有:换填、抛石挤淤、砂石挤密、水泥搅拌桩、灰砂桩、木麻黄桩等方法。具体设计按地基处理规范规程执行。
②管道支墩及镇墩
对承插接口的压力管道,应设置水平和垂直支墩。设计时应根据管道转角、土的参数、工作压力和试验压力计算所需支墩的大小。埋地钢管可不设管道支墩。
二、建筑给排水施工注意的问题
1、给水管材选用问题
目前我国市场上存在约20种左右的给排水管材，主要包括金属管、复合管、塑料管许多地市已明文规定：禁止设计使用镀锌钢管，推广使用塑料给水管。塑料给水管与金属管道相比，具有重量轻，耐压强度好，输送液体阻力小，耐化学腐蚀性能强，安装方便，省钢节能，使用寿命长等优点。塑料管PP-R管道具有良好的抗冲击性能、在温度和内压长期作用下强度减慢，即在相同温度和内压条件下使用寿命更长的特点：
（1）具有较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5度，最高使用温度可达95度，长期使用温度可达70度，满足建筑冷热水管道设计要求。
（2）无毒、卫生。PP-R原材料属聚烯烃类，其分子仅由炭、氢元素组成，原辅材完成达到食品卫生要求。没有有害有毒的元素存在，卫生可靠，不仅用于冷热水管道，还可以用于饮用纯净水系统。
（3）保温节能。PP-R管传导热系数为0.21w/mk。
（4）安装方便、管件连接牢固。PP-R管材、管件采用相同的原材料加工而成，并有良好的热、电融焊接性能，其管材、管件可采用热熔连接或电容连接，管材、管件连接部位强度不低于材料本身的强度。PP-R管道连接方法较粘结、弹性密封承插及其它机械连接等成本低、速度快、操作简单、安全可靠，特别适合用于直埋暗敷场合。
（5）物料可回收利用。PP-R在生产、施工及使用过程中对环境无污染、废料可回收利用，属绿色产品。
2、给水供应系统
（1）给水系统在设计的过程中很少会出现一个固定的模式，通常都是按照户型和用户的需要为基础，再结合外部给给谁情况来进行分析和规划的过程。尤其是在多层和高层的建筑工程项目中，通常情况下，人们在给水系统设计中都是以水管网的压力进行直接供水的模式，但是由于某些地区的高度过高而出现压力不足的现象也较为明显，在这些地区的给水系统设计中就需要我们在建筑物底层设置一个科学合理的调节水箱和变频供水设备，为供水系统进行加压，使得高层住户能够具备充足的水源和用水情况。
（2）一般情况下，在高层住宅建筑设计中，为了为上部建筑结果提供科学可靠的供水要求，都是采用调节水箱或者是变频供水设备来进行加压，这种系统的应用的过程中一方面节省了建筑面积以及室内面积的占地情况，也节约了电能的消耗和施工成本，更是在工作的过程中免去了水源造成的二次污染。在目前的建筑结构中，通常都是采用自动化控制系统作为主要的工作依据和自动化管理方式，在这种管理工作中采用加压设备或者全自动工作模式来实现系统安全运行显得十分必要，对于提高系统的安全可靠要求也十分有利。
3、排水系统
（1）对于多层住宅，目前设计多采用底层污水单独出户，以避免因排水管堵塞造成的一层泛水的难堪局面，减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。
（2）对于高层住宅设计专用通气管。
（3）目前高层住宅设计中不仅设计雨水系统，同时还设计室调冷凝水管收集每户安设空调板上的冷凝水，这样不仅使建筑物外墙美观，而且避免了空调冷凝水随意乱流放，影响楼下行人。冷凝水管的管底端設于距散水300mm处既可。
4、消防给水
高层建筑的火灾扑救时立足于自救的，以室内消火栓给水系统为主，要保证室内消防给水管网有满足消防需要的流量和水压，始终处于“临战状态”。所以，高层建筑的室内消防给水系统是采用高压或临时高压消防给水系统来保证及时、有效的供应灭火用水的。自动喷水灭火系统应布置在人员密集、不宜疏散、外部增援灭火与救生较困难的重要场所，系统的选型应根据设置场所的火灾特点或环境条件确定。高层住宅建筑的公共活动用房、走道，物业办公室和可燃物品库房均应设置自动喷水灭火系统。
5、屋面及阳台雨水的系统
屋面雨水排出应优先选用既安全又经济的雨水系统。高层住宅建筑由于汇水面积小，故一般采用重力流。屋面一般应采用87型雨水斗屋面雨水系统，对于处在住户上部的屋面，宜采用侧墙式雨水斗。为杜绝屋面雨水从阳台溢出，阳台雨水系统应单独设置，而不应该接到屋面雨水立管上，且为防止阳台地漏泛臭，阳台雨水排水系统不应与庭院雨水排水管渠直接相接，应采用间接排水。当阳台设有洗衣机时，可利用洗衣机地漏兼做地面排水地漏，可减少阳台的排水立管和地漏数量，但排水立管应接入污水管道。
结束语
建筑给排水设计施工工程作为建筑设备的重要组成部分，建筑给排水应更突出以人为本的原则，走全面、均衡、务实、安全的发展之路。不论是在设计还是在施工过程中，都应严格执行现行相关规范，不断总结在设计和施工安装过程中的经验教训，完善和提高整体的设计水平，力求为社会提供功能齐全、可靠、美观实用的建筑精品。
参考文献
[1]倪荣荣．高层建筑结构设计若干问题探讨.2011，（23）．
[2]郑军红．论高层民用建筑结构设计问题的研究.2012，（24）．
[3]王晓霞，陈娟，李谦.高层建筑结构的若干关键设计分析.2011，（20）．
关键词：建筑结构；建筑给排水；设计
中图分类号： TU8文献标识码： A
引言
新世纪，随着人们生活水平的提高，人们对于住宅也提出了新的要求，已经不再拘于传统的住得下、分得开的住房要求上，而是一种对于住宅面积和平面布局都能随心所欲布置的住房要求。基于这种住房要求，人们在生活的过程中都是以小康住宅模式为基础来对房间的各个设备和设施进行分析与控制的。给排水作为住宅建筑中不可缺少的一部分，在工作中对其存在的设计问题进行分析与总结十分必要。
一、结构设计内容
1、结构形式
管道的结构形式主要由给排水专业确定,结构专业应根据管道的用途(给水还是排水,污水还是雨水)、工作环境(承压还是非承压)、口径、流量、埋置深度、水文地质情况、敷设方式和经济指标等从专业角度提出参考意见。
一般情况下,承压管道常采用预应力钢筋混凝土管、钢管、铸铁管、玻璃钢管、UPVC管、PE管、现浇钢筋混凝土箱涵。非承压管常采用混凝土管、钢筋混凝土管、砌体盖板涵、现浇钢筋混凝土箱涵等。当污水管道口径较大时应采用现浇钢筋混凝土箱涵,特殊情况、特殊地段(过河渠、公路、铁路等)、局部地段非承压管也采用钢管等形式。大型给排水管道工程也有采用盾构结构形式的。
2、结构设计
根据管道规格、埋置深度、地面荷载、地下水位、工作和试验压力对管道的刚度和强度进行计算及复核,提供管道壁厚、管道等级、或结构配筋图。
对于一些必须采取加固方法才能满足刚度和强度要求的管道,应根据计算采用具体的加强加固措施。通常采用的加固措施有管廊、混凝土或钢筋混凝土包管等,当钢管计算出的壁厚不经济时,应采用加肋的方法处理。加固的具体方式和方法应根据实际情况和经济指标来确定。
3、敷设方式
敷设方式的选择应根据埋置深度、地面地下障碍物等因素确定,一般有沟埋式、上埋式、顶管及架空,较为常用敷设方式采用沟埋式,当沟埋式有一定的难度时,可选择顶管和架空等敷设方式。不同的敷设方式,其结构设计亦不同。
4、抗浮稳定
有些管道敷设的地段地下水位较高或者施工期间多雨,因而管道的抗浮稳定应引起结构设计人员的重视。设计时应根据计算采取相应的抗浮措施,避免浮管现象的出现。
5、抗震设计
（1）场地和管材的选择
确定管线走向时应尽量避开对抗震不利的场地、地基,如不可避免而必须通过地震断裂带或可液化土地基时,应根据工程的重要性、使用条件综合考虑。给水管道应选择抗拉、抗折强度高且具有较好延性的钢管,并要求做好防腐措施。有抗震要求的排水管道应采用钢筋混凝土结构,并有相应的构造措施,尽量避免严重破坏。
（2）构造措施
承插管设置柔性连接；砖石砌体的矩形、拱形无压管道,除砌体材料应满足砖石结构抗震要求外,一般可加强整体刚度(顶底板采用整体式)、减少在地震影响下产生的变形,提高管道的抗震性能；圆形排水管应设置不小于120度的混凝土管基,管道接口采用钢丝网水泥带,液化地段采用柔性接口的钢筋混凝土管；管道穿越构筑物时应在管道与套管的缝隙内填充柔性填料,若管道必须与墙体嵌固时,应在墙外就近设置柔性连接；管道附属构筑物应采用符合抗震要求的材料和整体刚度好的结构型式。
①地基处理
出图时应包含地基处理的平、纵断面图。扫描矢量化需要处理的地段的地勘资料纵断面,选择参考点并根据给排水专业的平、纵断面将管道基底轮廓线放在地质纵断面上,划分地质单元并注明桩号和基底高程,标明沟槽范围内和基底以下土层构造以及地下水位。根据纵断面地质单元的划分(桩号划分),确定需处理的范围,针对不同的地质情况和厚度分别采取相应的处理方法。具体的处理方法有:换填、抛石挤淤、砂石挤密、水泥搅拌桩、灰砂桩、木麻黄桩等方法。具体设计按地基处理规范规程执行。
②管道支墩及镇墩
对承插接口的压力管道,应设置水平和垂直支墩。设计时应根据管道转角、土的参数、工作压力和试验压力计算所需支墩的大小。埋地钢管可不设管道支墩。
二、建筑给排水施工注意的问题
1、给水管材选用问题
目前我国市场上存在约20种左右的给排水管材，主要包括金属管、复合管、塑料管许多地市已明文规定：禁止设计使用镀锌钢管，推广使用塑料给水管。塑料给水管与金属管道相比，具有重量轻，耐压强度好，输送液体阻力小，耐化学腐蚀性能强，安装方便，省钢节能，使用寿命长等优点。塑料管PP-R管道具有良好的抗冲击性能、在温度和内压长期作用下强度减慢，即在相同温度和内压条件下使用寿命更长的特点：
（1）具有较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5度，最高使用温度可达95度，长期使用温度可达70度，满足建筑冷热水管道设计要求。
（2）无毒、卫生。PP-R原材料属聚烯烃类，其分子仅由炭、氢元素组成，原辅材完成达到食品卫生要求。没有有害有毒的元素存在，卫生可靠，不仅用于冷热水管道，还可以用于饮用纯净水系统。
（3）保温节能。PP-R管传导热系数为0.21w/mk。
（4）安装方便、管件连接牢固。PP-R管材、管件采用相同的原材料加工而成，并有良好的热、电融焊接性能，其管材、管件可采用热熔连接或电容连接，管材、管件连接部位强度不低于材料本身的强度。PP-R管道连接方法较粘结、弹性密封承插及其它机械连接等成本低、速度快、操作简单、安全可靠，特别适合用于直埋暗敷场合。
（5）物料可回收利用。PP-R在生产、施工及使用过程中对环境无污染、废料可回收利用，属绿色产品。
2、给水供应系统
（1）给水系统在设计的过程中很少会出现一个固定的模式，通常都是按照户型和用户的需要为基础，再结合外部给给谁情况来进行分析和规划的过程。尤其是在多层和高层的建筑工程项目中，通常情况下，人们在给水系统设计中都是以水管网的压力进行直接供水的模式，但是由于某些地区的高度过高而出现压力不足的现象也较为明显，在这些地区的给水系统设计中就需要我们在建筑物底层设置一个科学合理的调节水箱和变频供水设备，为供水系统进行加压，使得高层住户能够具备充足的水源和用水情况。
（2）一般情况下，在高层住宅建筑设计中，为了为上部建筑结果提供科学可靠的供水要求，都是采用调节水箱或者是变频供水设备来进行加压，这种系统的应用的过程中一方面节省了建筑面积以及室内面积的占地情况，也节约了电能的消耗和施工成本，更是在工作的过程中免去了水源造成的二次污染。在目前的建筑结构中，通常都是采用自动化控制系统作为主要的工作依据和自动化管理方式，在这种管理工作中采用加压设备或者全自动工作模式来实现系统安全运行显得十分必要，对于提高系统的安全可靠要求也十分有利。
3、排水系统
（1）对于多层住宅，目前设计多采用底层污水单独出户，以避免因排水管堵塞造成的一层泛水的难堪局面，减少邻里的矛盾。二层以上采用排水伸顶通气立管。
（2）对于高层住宅设计专用通气管。
（3）目前高层住宅设计中不仅设计雨水系统，同时还设计室调冷凝水管收集每户安设空调板上的冷凝水，这样不仅使建筑物外墙美观，而且避免了空调冷凝水随意乱流放，影响楼下行人。冷凝水管的管底端設于距散水300mm处既可。
4、消防给水
高层建筑的火灾扑救时立足于自救的，以室内消火栓给水系统为主，要保证室内消防给水管网有满足消防需要的流量和水压，始终处于“临战状态”。所以，高层建筑的室内消防给水系统是采用高压或临时高压消防给水系统来保证及时、有效的供应灭火用水的。自动喷水灭火系统应布置在人员密集、不宜疏散、外部增援灭火与救生较困难的重要场所，系统的选型应根据设置场所的火灾特点或环境条件确定。高层住宅建筑的公共活动用房、走道，物业办公室和可燃物品库房均应设置自动喷水灭火系统。
5、屋面及阳台雨水的系统
屋面雨水排出应优先选用既安全又经济的雨水系统。高层住宅建筑由于汇水面积小，故一般采用重力流。屋面一般应采用87型雨水斗屋面雨水系统，对于处在住户上部的屋面，宜采用侧墙式雨水斗。为杜绝屋面雨水从阳台溢出，阳台雨水系统应单独设置，而不应该接到屋面雨水立管上，且为防止阳台地漏泛臭，阳台雨水排水系统不应与庭院雨水排水管渠直接相接，应采用间接排水。当阳台设有洗衣机时，可利用洗衣机地漏兼做地面排水地漏，可减少阳台的排水立管和地漏数量，但排水立管应接入污水管道。
结束语
建筑给排水设计施工工程作为建筑设备的重要组成部分，建筑给排水应更突出以人为本的原则，走全面、均衡、务实、安全的发展之路。不论是在设计还是在施工过程中，都应严格执行现行相关规范，不断总结在设计和施工安装过程中的经验教训，完善和提高整体的设计水平，力求为社会提供功能齐全、可靠、美观实用的建筑精品。
参考文献
[1]倪荣荣．高层建筑结构设计若干问题探讨.2011，（23）．
[2]郑军红．论高层民用建筑结构设计问题的研究.2012，（24）．
[3]王晓霞，陈娟，李谦.高层建筑结构的若干关键设计分析.2011，（20）．