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建筑技术

现今的建筑技术,如无偷工减料或意外,一般建筑物都有50至60年可用年期,甚至可达80年。

打桩机
预制组件建筑
楼面面积由下至上递减
Mies Van der Rohe模式
调谐质块阻尼器

钢筋混凝土

混凝土受压力强,但拉力弱,所以需要配合钢筋来加强拉力,而奇妙地混凝土和钢铁的热涨泠缩程度是完全一样的,另一种常用的建筑材料是工字铁,工字铁的受压力和拉力都很强而且比混凝土轻一点,所以巴黎铁塔和东京铁塔都是用工字铁作为主要材料,但坏处是耐火度低,钢铁大约在600度左右, 钢的硬度便会减少一半. 但火场一般都会有1800度的高温, 因此便需要加上一层混凝土作为保护, 因为混凝土要在2000度左右才会烧熔

桩基础

主要用于地质条件较差或者建筑要求较高的情况,按照基础的受力原理大致可分为摩擦桩和承载桩

  • 摩擦桩:利用地层与基桩的摩擦力来承载构造物并可分为压力桩及拉力桩,大致用于地层无坚硬之承载层或承载层较深
  • 端承桩:使基桩座落于承载层上(岩盘上)使可以承载构造物。

按照施工方式可分为预制桩和灌注桩。

  • 预制桩:通过打桩机将预置的钢筋混凝土桩打入地下。优点是材料省,强度高,适用于较高要求的建筑,缺点是施工难度高,受机械数量限制施工时间长。
  • 灌注桩:首先在施工场地上钻孔,当达到所需深度后将钢筋放入浇灌混凝土。优点是施工难度低,尤其是人工挖孔桩,可以不受机械数量的限制,所有桩基同时进行施工,大大节省时间,缺点是承载力低,费材料。

预制组件(precast)

预制组件又名“积木楼”,预制组件的建筑方法,就是将前期工序,由地盘移至平地上进行,现时预制组件技术已提升至立体式层面,由内外墙身、地台瓦仔及浴缸等,预先制成,然后运到地 盘组装,单位便基本完成

在地盘施工时,较难监控的钉板、扎棚及泥水等工序,以及天雨的影响都一一解决,施工时间较传统建筑快3个月,同时,聘用非技术劳工的开支也减少15%,组件预 设接合位,如墙身开洞,预留去水位等,方便有效率地组装,加上预制件已装上窗框,在厂房经水力测试,减少渗漏机会,墙身会较平滑,免却后期的批荡,底板地台以半预制式造成,平整度提高

预制组件不但减少了搭棚,工作风险也可降低,过程中,不会再激起漫天尘埃,也毋须耗用棚架和帆布全天候把地盘包围,混凝土搅拌时的嘈音也随之消失,经倒模生产的组件,较工人于现场逐一建造更能控制品质,从而减少日后保养的麻烦,亦可减少物料损耗

钢筋混凝土柱梁框架结构

最常见用于学校、工厂、唐楼、但用此建筑技术的建筑物很难超过二十层

  • 优点:
    • 节省建筑物料
    • 稳固
    • 能尽量减少内柱,使空间更实用
  • 缺点:
    • 若果楼下误拆主力柱,地下塌下后会拉动上层,做成“级联效应”的结构性崩坏,裂痕不断向上层蔓延,最终倒塌(参见马头围道唐楼倒塌事故)

无梁楼板结构

楼板于台湾战后初期部分的现代建筑出现过一阵子,但因为台湾常震区,所以后来慢慢转行为柱梁系统,无梁楼板的特色在于楼板会较一般的建筑来的厚,一般建筑约12-15公分,无梁楼板约20-25公分

  • 优点:
    • 稳固
    • 没有内梁,电线管也不再受穿梁的困扰;若是住宅,完全看不到梁,看起来很美观,几乎可以免装潢
  • 缺点:
    • 浪费建筑物料于楼板上
    • 若果内柱强度不足(受到改建、破坏或设计错误),内柱不能承托周边楼板,做成“贯穿剪力”引致结构性崩坏,楼板撕裂造成向下层崩溃,最终倒塌(参见三丰百货店)

楼面面积由下至上递减

是透过减少上层的面积来减少摆动的幅度,因为当大楼愈高所承受的风力就自然愈强(摆动幅度=x高度),大楼摆动就愈高,因此要透过减少上层的面积来减少摆动的幅度

Mies Van der Rohe模式

是大厦的建筑结构,主楼内部由钢筋混凝土的“巨型核心筒”剪力墙系统构建, 把电梯槽放在摩天大厦中间, 而由于电梯槽需要一定厚度的混凝土墙作耐火度的保护, 大约70cm厚的混凝土墙亦同样作为结构的主要部分, 而柱便放在四周来支撑楼板,这一个模式在1948年发明之后, 一直沿用至今.,现在香港所有的商业大厦(如IFC,港岛东中心)都是在这个模式下演进,由于Mies van der rohe所设计的商厦主要都在芝加哥, 因此芝加哥便亦因此成为摩天大厦发源地

调谐质量阻尼器(tuned mass damper)

主要是安放在建筑物的较高层位置,是钟摆形式运作,阻尼器是一个大约数百吨重的混凝土块,四边用弹簧连接,当有外力传于建筑物,建筑物的摆动会将能量传到阻尼器,令阻尼器同时摆动。经过计算的阻尼器会产生相反的摆动,这相反的摆动刚好与建筑物的摆动不同,外力因此抵消。不少摩天大楼(如台北101,晓庐)都应用这系统。

外部链接

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