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本文圍繞高層建筑施工技術的相關方面,首先介紹了現代高層建筑的施工特點,介紹了高層建筑主要施工技術和相關要求,然后筆者結合自己的工作實踐,探討了現代施工技術在高層建筑中的應用,最后筆者又對高層建筑施工技術的優化提出了一些建議。
【關鍵詞】
高層建筑 施工技術 特點 應用
引言
高層建筑作為現代社會中的新型的建筑形式,其建筑施工水平綜合反映了科技發展水平,是展示經濟發展和社會進步成果的有力體現,也是綜合實力的重要標志。隨著我國社會生產生活的飛速發展,城市化進程的不斷加速,大中型城市的人口已經出現爆發性增長的跡象,土地資源也日益緊缺,因此,適當合理地開展高層建筑的建設的是解決這一矛盾的有效手段。
一、現代高層建筑施工特點
就主體結構的施工而言。高層建筑與多層建筑的施工技術既有相同之處,也有不同之處。相同的是施工的基本過程都是按照逐層施工的方法進行;不同的是從整個建筑施工要求來看,高層建筑高空作業多、地基深度深、工程量大、施工 技術高、工程工期長等六大特點。其主要原因是由高層建筑高度增高、體量增大, 帶來了的施工差異。
1 .1 高空作業多
由于高層建筑物的自身高度大,垂直運輸工作量大,高空作業要處理大量的 材料、制品、機具設備和人員的垂直運輸。在施工全過程中,要認真做好高空安 全保護、防火、用水、用電、通訊、臨時廁所等問題,防止物體墜落打擊事故。
1.2 基礎埋置深度深
高層建筑為了保證其整體穩定性,地基埋置深度不宜小于建筑物高度1/12;采用樁基時,不宜小于建筑物高度的1/1(5樁的長度不計算在埋置深度內),至少應有一層地下室。深基礎施工,地基處理復雜,尤其是在軟土地基基礎施工方案有多種選擇,對造價和工期影響很大。研究解決各種深基礎開挖支護技 術是高層建筑施工的重點之一。
1.3高層建筑體量大,工程量大
據統計,我國目前高層建筑平均建筑面積約為1.5萬平米。由于工程量大,工程項目多,涉及單位多、工種多。特別是一些大型復雜的高層建筑,往往是邊設計、邊準備、邊施工, 總、分包涉及許多單位,協作關系涉及眾多部門。這就帶來了高層建筑施工計劃、組織、管理、協調的難度大。當然,由于高層建筑層數多、工作面大,就可充分利用時間和空間,進行平行流水立體交叉作業。
當然高層建筑還有施工周期長、施工條件復雜、施工技術要求高等特點,在這里筆者就不意義詳細介紹,在高層建筑施工過程中,我們要充分意識到這些特點給建筑施工帶來的阻礙,提高施工技術,加強施工管理。
二、高層建筑主要施工技術和相關要求
2.1 基礎施工技術
高層建筑的基礎施工主要有土方開挖、基坑的支護、基礎混凝土澆筑等工作。高層建筑中的基礎是整個房屋結構的重要組成部分,其造價和工期分別約占建筑物土建總造價的20%―30%、總工期30%~ 40%左右。根據《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》規定,基礎埋置深度,天然地基時應為建筑高度的1 /12;樁基時應為建筑高度的1/15,樁長不計在埋置深度以內。為此深基礎工程已成為建造高層建筑的條件。
由于高層建筑在城市建筑密集區,施工場地狹窄。對鄰近建筑及四周市政工程設施的安全和保護,對基坑工程的穩定和位移要求很嚴,而基坑工程在施工過程中大部分是臨時工程。基坑深度超過5 m以上的項目,其邊坡支護和基坑開挖、地下降水等均應有專項施工方案,且該方案應請富有專業知識和施工經驗的專家組進行可行性論證,由項目總監審核后才能實施。
高層建筑常用的基礎形式有:十字交叉條形基礎、筏板基礎、箱形基礎、樁基礎和復合基礎。為了保證基礎的穩定性,防止基礎滑移,高層建筑基礎工程施工時,必須解決人工地基、降低地下水位、支護工程、基礎混凝土澆筑以及防止基礎施工影響鄰近建筑和地下管道等問題。
2.2 混凝土工程施工技術
混凝土質量的主要指標之一是壓強。混凝土抗壓強度與混凝土用水及水泥 的強度成正比,當水灰比相等時,高標水比泥低標號水泥配制出的混凝土抗壓強度高許多,所以,凝土施工時切勿用錯了水泥標號。在滿足設計要求的質量指標前提下,盡量降低成本,這兩條要求實際上是盡量降低混凝土的標準差。混凝土的強度有一定離散性,這是客觀的,但通過科學管理可以控制其達到最到最小值。因此,混凝土標準差能反映施工單位的時間管理水平,管理水平越高,標準差越小。可以說,混凝土的質量控制實質上是標準差的控制。
2.3 結構轉換層施工技術
高層建筑從建筑的功能上一般上部要求小空間的軸線布置,而下班則需要大空間的軸線布置,而這一要求與結構力學、自然布置正好相反。由于高層建筑結構下部樓層受力很大,上部受力較小,正常布置時應當是下部剛度大,墻多、柱網密,到上面逐漸減少墻、柱,擴大軸線間距。隨著轉換層位置上移,應設計帶轉換層的筒體結構。對帶轉換層筒體結構其主要影響因素表現為轉換層上部外筒的剛度、轉換層設置高度和內筒剛度。
對這兩類轉換結構,轉換層高度是影響其抗震性能的主要因素之一,轉換層商度越高轉換層上下層間位移角及內力突變越明顯,設計時應限制轉換層設置高度。對于帶轉換層的剪力墻結構或簡體結構,可采取以下措施強化下部結構:加大簡體及落地墻厚度,提高混凝土強度等級,必要時可在房屋周邊增置部分剪力墻、壁式框架或樓梯間筒體,提高抗震能力;可采取以下措施弱化上部:不落地剪力墻開洞、開口、減小墻厚等。
三、高層建筑中的現代施工技術應用
3.1預制模板
在高層建筑的標準層建設中,結構施工的重復性高。同時,高層建筑采用的豎向結構是控制構筑物工期進度與結構質量的重點內容。通過滑模法與其他施工技術的有機組合,可有效地簡化施工過程,創造更好的綜合經濟效益。滑模法與爬模法具有以下相同點 :( 1 )機械化程度高,節約模板和勞動力,結構整體性好;( 2 )只需將預制的模板進行組裝,可有效縮短工期;( 3 )組織管理要求高,結構物立面造型存在限制。隨著建筑施工勞動成本的上漲,工期要求的提高,高層建筑施工在工程施工進度與工程成本控制上都面臨著更為迫切的需求。因此,在不影響施工質量及施工安全的前提下,應用預制模板法可有效地縮短工期,降低工程成本。
2.2 逆向施工
逆向施工的施工內容主要包括在建筑物內部澆筑中間支承樁柱,并沿地下室軸線修筑地下連續墻等支護結構,同時向上逐層建設地上結構。與傳統的順作施工相比,高層建筑應用逆向施工技術具有以下優點:
( 1 )相較于臨時支撐,以逐層澆筑的地下室結構、中間支承柱作為支護結構的內部支撐剛度較大,可有效減少基坑變形,能明顯減弱對于相鄰地下管線 、道路及構筑物的沉降影響。
( 2 )逆向施工時澆筑的地下連續墻在滿足構筑物、管線布置的前提下,可緊靠或規劃紅線構筑地下連續墻并將其作為地下室永久性外墻,進而達到擴展建筑面積的目的。
( 3 )逆向施工可縮短帶多層地下室的高層建筑的總工期,不存在結構的地下地上的施工工期差別,可保障地上結構與地下結構的同時施工。
2.3高層建筑的泵送技術
一般來講,高層建筑施工大都采用泵送混凝土技術。由于高層建筑工程所需的混凝土的總量大、強度高。目前,國內的高泵程混凝土采用的摻粉煤灰和化學外加劑的雙滲技術,保證了高層建筑對混凝土配合比設計的要求以及泵送設備等相關設備的要求,混凝土的泵送高度也隨 之升高,現在所采用的泵送到頂技術可將混凝土直接泵送到預設澆筑高度,使高層建筑的施工效率得到大幅提升。
四、高層建筑施工技術的優化
一般而言,隨著高層建筑工程規模日益擴大、建筑結構日趨復雜,高層建筑施工技術也隨施工難度與環節的變化不斷革新,應根據實際施工中的技術路線進行優化,本人認為主要應包括以下幾點 :(1)高層建筑物具有垂直發展的特性,針對其高空作業環境差、作業面狹窄、施工進度緊等特征,以高效的垂直運輸體系為支撐,應廣泛的采用建筑科技的新技術,以提高機械化設備尤其是垂直運輸體系的施工效率;(2) 結合高層建筑作業環境和特征,以建筑安全和穩定性為核心,著力于優化基礎和結構施工工藝,為縮短工程總工期創造條件;(3) 結合超高層建筑逐層施工的作業面特點,強化總承包管理,重點提升施工作業空間和時間的利用效率,實現建筑施工空間的立體流水作業,使工程工序緊密銜接,削弱作業面狹窄對建設工期產生的負面影響。
五、結語
隨著近年來我國高層建筑的飛速發展,我國現代建筑尤其高層建筑的現代施工技術的進步充分展現了我國建筑水平的提升,如何在已形成的成熟工藝上繼續加以改進,是現階段我國建筑行業從業人員所應思考的重要問題。
參考文獻
1、崔曉強.超高層建筑鋼結構施工的關鍵技術和措施[J].建筑機械化.2009.
2、陳輝.淺析超高層建筑樁基的設計與施工要點[J].建筑施工.201 0 .
【關鍵詞】高層建筑;結構設計;結構體系
0 前言
隨著我國經濟的快速發展,高層建筑如雨后春筍,一棟棟拔地而起。建筑的高層化和多樣化發展,使得建筑結構設計方面的變化越來越多。面對建筑類型、功能、數量的不斷增加,高層建筑結構體系的多樣化,高層建筑結構設計迎來了新新的機遇與挑戰。作者通過實踐、總結,對高層建筑結構設計及結構體系,作出以下分析:
1 高層建筑結構設計的特點
1.1 決定因素是水平荷載
對某一定高度樓房來說,其豎向荷載基本上是定值,但是其水平荷載隨著結構動力特性的不同將有較大幅度變化,并不是定值。由于樓房自重和建筑樓面的使用荷載在豎構件中所引起的彎矩和軸力的數值,與建筑高度成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎構件中引起的軸力,卻與樓房高度的平方成正比 [1]。
1.2 重要設計指標是結構延性
在地震作用下,高層建筑相比于低層建筑的結構變形會更大一些。因此,為了使高層建筑結構具有較強的變形能力,避免高層建筑倒塌,一定要在其結構設計時采取相應的措施,確保高層建筑的結構具有足夠的延性。
1.3 控制指標為側移
在高層建筑結構設計中,結構側移是關鍵的控制指標,這與低層建筑有很大的不同。由于在水平荷載作用下,高層建筑結構的側移變形與建筑高度的四次方成正比。建筑高度越高,其結構的側移變形將大大增加。因此,必須在水平荷載作用下,將高層建筑結構的側移控制在允許的限度范圍內。
1.4 不能忽視軸向變形
高層建筑的豎向荷載很大,其將會在柱中引起比較大的軸向變形,從而減小連續梁中間支座處的負彎矩值,增大跨中正彎矩和端支座負彎矩值。此外,豎向荷載還會對預測構件的下料長度、構件剪力和側移等產生影響。
2 高層建筑的結構體系
現階段高層建筑常采用的結構體系主要有剪力墻結構體系、框架一剪力墻體系以及簡體體系三種,其優缺點見表1[2]。
表1 結構體系優缺點比較
結構體系 優缺點
剪力墻結構體系 側向剛度比較優良,平面布置也很規整,對側向風力和地震的抵抗能力較強,用此種結構可以建造高度遠大于框架結構的建筑。
框架―剪力墻體系 能夠很好地適應多功能的需要,平面布置靈活、空間大,但是框架結構側向剛度比較小,因此建造高度以及層數都受到一琮的限制。
筒體體系 筒體體系具有優良的整體性和抗側力性能,因此該結構能夠滿足高層建筑更高層數的要求。
3 高層建筑結構設計實例分析
3.1工程概況
某高層住宅一期建筑總面積47838.33m2,建筑占地面積1426.33m2;建筑層數地上32層,地下1層;建筑總高度98.7m。建筑防火設計為一類。建筑耐火等級地上為一級,地下為一級,地下室防水為II級。
3.2 抗震等級
按《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)的規定劃分,場區屬中軟土類型,因本場地等效剪切波速Vse=156.2―178m/s,9.8m
3.3 設計荷載取值(可變荷載標準值)
①樓、地面主要使用荷載
根據《建筑結構荷載規范》GB5009―2001(2006年版)及業主提出樓面荷載要求,樓面屋面均布主要荷載標準值(KN/M2)按不同使用要求確定(表2)。
表2 樓面屋面均布主要荷載
序號 荷載類別 荷載標準值 分項系數 準永久值系數
1 不上人屋面 0.5 1.4 0
2 上人屋面 2.0 1.4 0.4
3 廚房、衛生間 2.5 1.4 0.4
4 露臺 2.0 1.4 0.5
5 陽臺 2.5 1.4 0.5
6 樓梯 3.5 1.4 0.3
7 電房、發電機房 10.0 1.4 0.6
8 其他樓面 2.2 1.4 0.5
9 地下車庫 4.0 1.4 0.6
10 消防車道 35 1.4 0.6
②風荷載
根據《建筑結構荷載規范》GB50009―2001(2006年版)基本風壓按50年重現期的風壓值為0.30KN/m2,地面粗糙度屬B類。
3.4 結構選型及地下室、伸縮縫設置
本工程為32層住宅;結構擬采用剪力墻結構形式。單層地下車庫長約(南北)128米,(東西)長約63米,設計考慮局部地下車庫做結構底板、整個地下車庫頂板及側壁均不設伸縮縫,采用沉降后澆帶及一般后澆帶工藝以解決混凝土收縮開裂問題。地下室每隔約30米設一道后澆帶。單層地下室水位比底板面低,不考慮抗浮。
3.5 基礎選型及設計等級
地基基礎設計,根據地質勘察資料,本工程基礎采用人工挖孔樁墩基礎,樁徑800、1000、1200、1400mm,樁端以中風化泥質粉砂巖、中風化礫巖為持力層,Φ800樁單承載力特征值取3900kN,Φ1000樁單承載力特征值取5600kN,Φ1200樁單承載力特征值取7100kN,Φ1400樁單承載力特征值取8700kN。基礎設計等級為甲級。
4 高層建筑結構設計中的參數
高層建筑結構設計中各參數的確定對于結構的合理性、安全性有很大的影響,因此要合理地確定各參數引。
4.1 軸壓比
為達到結構延展性的要求,要對結構的軸壓比進行控制。但在一些特殊情況下,也會出現軸壓比不滿足規范要求的狀況。此時,可以通過增加墻、柱的混凝土強度以及增加墻、柱橫面的面積的措施來對其進行調節。
4.2 剪重比
高層建筑各樓層必須控制最小水平地震剪力,要在確保安全的情況下增加其結構的周期長度。當剪重比不滿足規范要求時,可以采取增強縱向結構部件以及增強墻、柱的豎向構件的延展程度等措施來進行合理分配。
4.3 剛重比
高層建筑的剛重比要規范上限,這樣就使得重力荷載在水平位移作用下引起二階效應可以被忽略。當剛重比不滿足最小限制值時,可以采取增加或者減少橫豎向構件以及加強墻、柱等縱向建筑結構的剛度來進行整合。
4.4 層間位移角
為保證高層結構應該必備的合理剛度需求,要對建筑結構在合理使用中的水平位移進行限制。避免在施工或者使用過程中出現過大的位移,從而影響到整個建筑構件的完整性和安全性。
5 結論
目前,建筑向高層化和功能多樣化方向發展的趨勢越來越明顯。而高層建筑結構設計方面的變化越來越多,涌現出了許多新興的結構設計方案。面對建筑類型與功能越來越復雜、高層建筑的數量逐漸增多、高層建筑的結構體系越來越多樣化的新形勢,高層建筑結構設計也越來越成為高層建筑結構工程設計工作的難點與重點。面對如此形勢,應該把高層建筑的結構設計放在首位加以研究。
參考文獻:
[1] 李邦耀.高層建筑結構設計分析[J].江西建材,2012,3:59―60.
關鍵詞:高層建筑;鋼筋混凝土;建筑結構;抗震設計
1引言
高層建筑結構的抗震設計方法是不斷變化和發展的,在實際工作中,我們需要對高層建筑的地質環境進行深入調查和研究,選擇適宜的抗震結構體系,特別要注意的是結構材料和結構形式的選擇,降低地震的負面作用,加強建筑對地震的抵抗能力,確保高層建筑的抗震性能。
2高層建筑鋼筋混凝土結構分析
隨著建筑業的發展,建筑工程項目越來越多,但如何使建筑的鋼筋混凝土結構系統與建筑設計要求更為相符,就要求將其與項目的實際情況相結合,防止為了追求規模而造成不必要的浪費,而且在基礎條件建設較為樂觀的情況下,為了達到鋼筋混凝土結構體系的變形極限值,在設計中應盡量降低結構的剛度,對此筆者從以下兩個方面來分析鋼筋混凝土結構。
2.1結構高度的控制
超高現象是在進行高層建筑鋼筋混凝土結構設計時經常出現的問題,這就在很大程度上影響到建筑的抗震性能,而且建筑的高度不同,其設計的形式是不一樣的,所以當高層建筑鋼筋混凝土結構的高度改變時,特別是當它出現超高問題時就要進行結構系統的重新設計。
2.2結構體系的選擇
在高層建筑外形設計工作中,現代的高層建筑沒有傳統建筑那么嚴格,但為了保證建筑物的強度和穩定性,必須要確保鋼筋混凝土結構的全方位優化下,建設工程的設計有著十分關鍵的影響,以建筑物的結構為基礎,良好的制度建設才能夠更好的保證高層建筑的施工質量。
3抗震設計基本原則
3.1科學化選取
地基和場地空間為了保證高層建筑今后的安全穩定,有必要選擇較好抗震性能的建筑場地。要做到由于特殊的情況很難避免地震災害時,能夠有計劃開展妥善化抗震方案,并且在此基礎上,能夠做到對高層建筑構架地震周期的精確計算,并保證其周期同場地相分隔,避免地震災害的共振引起建筑物不同構造單元的破壞情況。
3.2標準化設計
針對高層結構架構開展抗震規劃控制前期,要保證高層建筑抗震架構類型的正確選擇,同時在設計工作中注重抗震安全和經濟性指標的順利貫徹結果。其具體方式為:根據高層建筑的結構設置不同的抗震線路,避免因某些部位的的功能減退導致結構整體崩潰的危機,喪失其自身應該具備的抗震潛能。因此,在設計這類建筑時,要盡量保持結構強度、剛度、變形三者之間的協調配合情況。
3.3全方位設置不同類型
根據以往的地震防御認證的調查發現,在這部分結構抗震設計過程中,需要在對內外環境因素同步掌控的基礎上,留有余力廣泛布置出一些區域;其次就是能夠提供具備針對性的延性和剛性的支撐條件給核心能耗部件,確保只要發生巨大的地震災害時,在這一部分防線能夠吸收和耗散大部分的地震能量,最終大大提高高層建筑結構的抗震穩定性,避免后期重復衍生嚴重的倒塌和人員傷亡、財產損失等問題。
4建筑結構抗震延性設計
4.1保證建筑結構的規則性
高層建筑在前期設計過程中,我們的設計人員要基于建筑性能綜合考慮,結合建筑實際要滿足的需求,來科學、合理的設計相關功能,并規劃出建筑工程平面,與此同時,我們的設計人員還要考慮當地地理因素,以最大程度的滿足業主自身需要為基礎來完善相應工作。對于高層建筑,這幾點就顯得尤為重要,因此,在設計和施工階段,必須要切實的保證建筑的扭轉剛度在規定的設計要求之內,還要盡可能的去避免因結構扭轉造成的建筑物抗震性和安全性受損的影響。還要值得注意的就是,相應的建筑結構一定要保證很好的對稱性和均勻性,這就需要更加合理的布置每個剪力墻,及時的注意到建筑結構的薄弱點,避免在特殊情況時導致的建筑物損壞,甚至坍塌的風險。眾所周知,如果對于高層建筑,如果出現意外倒塌,會嚴重危害人們的生命和財產安全。所以,對于我們的設計人員來說,就要不斷提高自身素質,重視到高層建筑在地震時的各種反應,并結合實際情況做好理論分析,避免在建筑體應力變化時,導致的建筑體內部結構嚴重破壞的影響,將這種影響降到最低。
4.2正確認識高層建筑的受力特點
本質上高層建筑是豎向的懸臂結構,豎向荷載主要是結構的軸向力與建筑物的高度成線性關系,水平荷載導致結構產生彎矩。從這個角度出發,豎向荷載的受力基本上是不變的,但是水平荷載可能來自任何方向,并且隨著建筑高度的增加而增加,如果水平荷載為均布荷載,那么彎矩與建筑的高度呈二次方變化,建筑高度的橫向位移為四次方變化。因此,水平荷載的影響遠大于豎向荷載的影響,在剪力墻設計中,一定要讓側向變形控制在結構變形的允許范圍內。
4.3選擇合理的結構布置
高層建筑的結構類型要符合建筑使用功能的要求,盡量做到經濟、合理的施工,建筑物的各項建筑要求如層高、進深和體型要滿足使用要求,盡量使用標準層,統一柱網安排。高層建筑最重要的就是位移控制,除了整體平面變化和結構剛度的變化外,必須考慮能夠使位移減少的結構。在結構安排上,應考慮結構的整體剛度,使整體構件受力均勻,同時應加強結構的整體高度,選擇合適的形狀,盡量采用剛度大的方形、圓形、矩形等建筑,有效將抗震建筑的規模和結構結合起來。
5結束語
在我國,高層建筑結構抗震設計是建筑工程一個非常重要的組成部分,直接關系到整個建筑的安全應用。所以,這就對于我們的設計人員提出了新的要求,在設計前期,必須要嚴格遵守我國對于建筑物的相應規章制度,要運用各種科技手段,科學合理的計算建筑結構設計的各項數據和指標,盡可能采用目前先進的基于性能的超限高層建筑結構抗震設計,以此來不斷提升我們國家對于高層建筑安全性的設計要求,為高層建筑技術的應用和發展打下堅實的基礎。
參考文獻:
[1]楊靖.淺析鋼筋混凝土框架結構延性抗震設計[J].中華民居,2013(30):104~105.
[2]金榮娟.基于安全儲備的鋼筋混凝土框架結構抗震設計[J].山西建筑,2011,37(3):29~31.
關鍵字:高層建筑;結構設計;特點;問題;措施
中圖分類號:[TU208.3] 文獻標識碼:A 文章編號:
一、高層建筑結構設計的特點
(一)水平荷載起著決定性作用
在高層建筑中水平荷載成為結構設計考慮的決定性因素。一方面,高層建筑物多在十五層之上,其自身重量會與使用荷載會導致結構中豎向構件產生軸力。而高層樓房自重與樓面使用荷載在豎向構件中引起的軸力與彎矩的數值和樓房高度只是呈一次方正比。另一方面,根據力學原理,風荷載、地震作用等水平荷載的大小與結構的動力特性有密切關系,對結構產生傾覆力矩在構件中引發的軸力與樓房高度則呈二次方正比。對此,高層建筑結構設計過程中應注重水平荷載問題,以保證高層建筑整體高度與彎矩值成正比。
(二)結構側移是重要控制指標
在高層建筑結構在設計中,結構的側向位移會在水平荷載作用下以及新材料、新建筑形式的應用下隨著建筑物高度的增加而不斷增大,出現側向變形的幾率也會增加。如果結構的側向位移控制不好,很可能會使填充墻等建筑裝飾出現開裂,甚至會發生房屋側塌而危害人民的生命財產安全,所以高層建筑結構設計中應注重將高層建筑結構的側向位移控制在合理的限度內,以保證建筑物質量安全。
(三)結構延性尤其重要
由于高層建筑物結構相對更柔和,在發生地震或者地基不規則沉降時會增加結構變形的幾率,也會使結構變形更大。對此,高層建筑單位應在結構設計過程中應注重對構造采取適當的措施,以保證結構能夠具有足夠的延性,從而有利于使高層建筑結構在進入塑性變形階段后仍能夠具有較強的變形能力。同時,高層建筑結構設計還應考慮地震荷載,注意加強抗震設計,以保證高層建筑結構具備良好的抗震性能。
二、現階段高層建筑結構設計應注意的問題
(一)高層建筑結構超高現象嚴重
我國高層建筑結構設計的高度具有嚴格的控制,且抗震規范與高層規程已制定了新的限制高度與設計方法要求,分為A級高度與B級高度兩個標準。但目前高層建筑結構設計過程中超高問題比較普遍,存在不少高層建筑結構設計沒能嚴格遵守國家規定的結構體系最大適用高度,而是忽視抗震規范高度限制與高層建筑處理措施和設計方法的要求變更,使施工圖紙審查沒能得以通過,從而導致建筑工程工期與造價等造成巨大的影響。
(二)短肢剪力墻的設置問題
目前我國高層建筑設計規范對于短肢剪力墻已經作出明確的定義與新的規定,對于短肢剪力墻在高層建筑結構設計中的應用也提出了具體的要求。但現實中,存在不少高層建筑單位在結構設計過程中沒有注重減少采用或者不用短肢剪力墻,造成建筑工程后期設計工作出現麻煩,也為建筑工程竣工質量檢驗造成問題。此外,我國現行高層建筑結構設計中的抗震設防標準相對較低,具體的抗震計算方法不夠精確、構造安全度也不夠高,使得結構失效損失加大。
(三)地基與基礎設計不標準
高層建筑結構設計的地基與基礎階段的設計好壞對工程后期設計以及整體設計工作的進行產生重要的影響,也是高層建筑工程造價的決定性因素。倘若高層建筑沒有做好地基與基礎設計,所造成的問題很可能會導致巨大的損失。地基與基礎設計需要根據高層建筑結構設計所在地形、地質條件以及當地的經濟狀況等,但在實際工作中,有的高層建筑結構設計單位沒有對施工當地進行深入調查與了解,不能熟練掌握各種地基基礎類型與設計處理方法,使得地基與基礎設計不能達到國家規定的標準,從而很容易導致后期工作難以順利進行。
三、提高高層建筑結構設計水平的措施
(一)進行科學的概念設計
在高層建筑結構設計過程中應注重考慮結構的平面布置與剛強度,應根據建筑具體情況使高層建筑的平面布置簡單而規則,盡量減少凸出或凹進等復雜結構。同時,可以通過進行科學、合理的概念設計促進設計方案更合理化與人性化,增加結構自身抵抗扭轉的性能與減少因為地震作用引發的建筑結構扭轉問題,從而使結構設計工作更完善。
(二)建立合理的結構體系
在高層建筑結構設計工作中選擇合理的結構體系很重要,設計師應根據建筑工程的實際要求與當地人文環境等進行科學、合理的結構體系選型。現階段我國高層建筑結構設計體系多采用簡體結構體系、框架結構體系、抗震墻結構體系、板柱—抗震墻結構體系、框架—抗震墻結構體系等,每一種結構體系都有優缺點,其適用環境也不相同,設計師應在建筑工程具體要求與理論和計算方法的基礎上,進行科學、合理的結構體系,以保證高層建筑結構的安全性、經濟性以及可靠性,從而有效提高建筑工程的質量與安全。
(三)加強結構構件設計
首先,高層建筑結構設計單位應注重合理增加抗彎結構體系的有效寬度,調整結構的抗側剛度。通過增加抗彎結構的寬度可以增大抵抗力度,有利于減小抗傾覆力,從而有效提高整個建筑結構的抗側剛強度。其次,可以根據高層建筑工程實際情況采用框架與剪力墻組合而成的結構體系,即框架—剪力墻結構體系,這樣不僅可以承受更高的水平負載力,而且經濟實用、布局靈活多樣,從而有利于延長高層建筑的使用壽命。
(四)進行科學計算
在進行高層建筑結構設計過程中,設計師科學、準確地進行各類數據的計算是不可避免的。設計師應注重結合高層建筑結構的實際具體情況選取合適的計算模型,并注意在進行概念設計時盡量簡化計算過程,從而有利于保證設計工作的時效性。隨著各種專業計算機軟件與工具的廣泛應用,設計師需要熟悉掌握其操作流程,從而可以在將各種實地測量數據輸入到系統后短時間內計算出所需的各種專業數據,不僅可以提高設計師的工作效率,而且增強了設計方案的準確性。
四、結束語
總之,隨著我國高層建筑事業的快速發展,高層建筑結構設計要求越來越高。在結構設計過程中不僅需要考慮建筑工程的具體情況,而且還得需要考慮建筑的安全性、抗震性、經濟性等。對此,設計師應不斷應用新的理念與方法、積累良好的經驗,以最大限度提高高層建筑結構設計的合理性、安全性、經濟性與可行性。
五、參考文獻
Key words: high-rise building; construction technology; calculation;
摘要:隨著高層建筑的迅速發展,建設工程結構形式變得多種多樣,規模不斷增大,逐漸朝著建筑外觀復雜化、施工難度大的綜合方向發展。針對這些現象筆者就高層建筑的控制措施以及施工要點做以下簡單分析。
關鍵詞:高層建筑;施工技術;計算;
中圖分類號:TU97文獻標識碼:A 文章編號:
一、高層建筑工程施工技術概要
1、我國高層建筑工程施工現狀
在我國,高層建筑發展迅猛,特別是建筑正向外形復雜化、功能多樣化、結構類型復雜化的目標不斷發展,但由于高層建筑具有樓層多、建筑高、結構復雜多樣,對施工工藝和技術的要求非常高,施工工期較長,對施工完整性、結構荷載科學、施工工序等要求較高。所以,為確保高層建筑施工的順利進行,國家開始重視高層建筑的發展,特別是城市化進程的不斷發展對建筑安全的要求也越來越嚴格,在建筑工程施工中,不斷引入工程項目招投標制度、施工合同制、工程監理制,強化和規范建筑工程施工,特別針對高層、超高層建筑,加強對工程施工技術的監督、對施工安全的監控,并對高層建筑工程施工技術進行科學地、全方面地考核,保證施工質量和安全。
2、高層建筑工程施工技術
依據高層建筑特有的工程施工特點,國家和建筑施工單位不斷加強施工技術的研發和施工理論的革新。目前,高層建筑主要以鋼筋混凝土建筑為主,并不斷發展為鋼結構或鋼混結構,有效減輕建筑自重。針對施工材料,不斷優化和篩選性能優良、便于施工和運輸的施工材料,并考慮配合混凝土進行澆注或模塊化處理。
3、高層建筑工程地基施工技術
在高層建筑中,地基基礎是整個建筑的重要組成部分,是建筑的結構基礎和支撐點,依據《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規范》的相關規定,高層建筑的地基深度應為建筑高度的1/15左右,因此,深地基施工工程儼然成為高層建筑工程施工的前提條件。
地基樁基施工技術。樁基施工技術是目前應用最廣泛、也是較成熟的一種地基處理形式。其中,發展和應用最廣泛的是灌注樁施工技術,它不僅適應各種復雜地質,還能根據荷載選擇施工級別。現澆灌注樁的發展也越來越迅速,其整體承載力可達1萬KN以上,而傳統樁型中泥漿護壁孔樁,因其適用性強,已成為高層建筑的主要樁型之一,國家積極推廣建筑基礎樁底、樁側后注漿技術,并配合超聲檢測技術,逐步形成具有特色的灌柱樁施工集成技術,并不斷研發動態、靜態測量技術,并開發相應的計算機模塊,適時掌控樁基承載力的狀況。
地基基坑支護施工技術。我國高層建筑得到快速發展,但其施工地基基坑深,開挖難度大,已成為制約高層建筑施工的關鍵技術。由于高層建筑深基坑支護工程是集擋土、支護、防水、監測等的系統工程。目前,我國建筑行業研發的基坑支護系統分兩種,分別是逆作拱墻和土釘墻,兩種支護的造價都明顯低于傳統支護價格。
4、高層建筑外墻施工技術的發展
在我國建筑墻體實行全面澆筑結構的基礎上,建筑墻體大模塊時代已經到來,建筑施工質量不斷得到改善,分別為建筑墻體施工舊、新施工技術,通過對高層建筑墻體技術不斷研究和創新,在確保工程質量的情況下,提升工程的整體性能和功用價值。
5、高層建筑厚板轉換層施工技術的發展
建筑結構中的轉換層可以根據功能的不同選擇不同的設計、施工工藝。目前,我國現有結構轉換層的形式主要有梁式、桁架式和板式。其中,梁式結構轉換層因其設計簡單、施工方便等優勢在工民建筑中得到發展和應用。但是,隨著我國高層建筑的發展,厚板式轉換層設計理念得到快速發展,特別是相關結構預應力技術理論研究的深入,促使我國高層建筑、特別是跨度大、高撓度、強剪切力等建筑結構問題都有較完善的設計和施工技術。
6、高層建筑工程中新材料的施工技術
隨著建筑行業的快速、穩定發展,相關建筑材料行業也得到發展和提升,特別是在新材料的研發和制造方面取得了驕人的成就。建筑材料關系到高層建筑結構本身的性能、建筑荷載的能力及其防火、采暖保溫等功能。因此,對新材料的施工必須嚴格按照國家相關標準或規范執行,加強建筑裝飾材料的研發管理力度,特別是加強對新材料施工技術的研發,如玻璃幕墻的設計施工,明框暗框的設計、施工材料的安全性能等方面,確保建筑工程施工的質量和安全。
二、高層建筑施工中應重視的計算問題
在高層建筑施工前,要進行詳細的規劃,并進行細致的計算,確保工程的準確性和科學性。扣件式鋼管腳手架風荷載標準值計算是施工過程中重要的計算項目,其中作用于腳手架的水平風荷載,是計算的難點之一。根據相關資料,對風載荷的計算參數進行簡單的分析,整理出風載荷計算過程,找出其規律性的內涵,方便準確地計算腳手架風荷載標準值,確保在施工過程中的安全。腳手架規范規定:作用于腳手架的水平風荷載標準值,應該按照這樣的方式計算:
ωk=0.7μzμsω0 其中ωk ―――代表風荷載標準值(kN/m2);μz―――代表風壓高度變化系數;μs―――代表腳手架風荷載體型系數;ω0―――代表基本風壓(kN/m2)。
計算風荷載標準值三個參數:
1、基本風壓ω0及修正系數。荷載規范規定:風荷載標準值即ωk=βzμzμzω0,考慮到腳手架附著在主體結構上,取βz=1。
2、風壓高度變化系數μz。荷載規范規定:風壓高度變化系數,應根據地面粗糙度類別按《荷載規范》采取。
3、風荷載體型系數μs,風荷載體型系數按《腳手架規范》
4、規定計算。
某計算實例:位于貴陽市郊區某高層框架結構建筑,采用扣件式雙排鋼管腳手架進行施工,鋼管規格為φ48 mm×3.5 mm,腳手架搭設高度60 m,搭設尺寸為立桿縱距La=1.5 m,立桿橫距Lb=1.2 m,步距h=1.8 m,連墻桿設置為二步三跨式。要求計算:腳手架用密目安全立網(網目密度不低于2 000目/100 cm2)全封閉、腳手架敞開式,兩種情況,離地面60 m高度風荷載標準值。
4.1全封閉腳手架
查“全國基本風壓分布圖”,南寧地區基本風壓為ω0=0.35 kN/m2。
查荷載規范表6.2.1,大城市郊區,離地面60 m高度時μz=1.77。
背靠建筑物為框架結構,偏于安全計算,取擋風系數φ=1.0,μs=1.2φ=1.2。
離地面60 m高度時,ωk=0.7μzμsω0=0.7×1.77×1.2×0.35=0.5204 kN/m2。
4.2 敞開式腳手架
基本風壓―――ω0,風壓高度變化系數―――μz同全封閉腳手架。
敞開式單、雙排腳手架的φ值按規范表A- 3采用,查擋風系數φ=0.089
腳手架為雙排鋼管,即n=2 (雙排),μ值由荷載規范表6.3.1第32項查表,b/h為腳手架立桿橫據與立桿步距的比值,即Lb/h=1.2/1.8<1,φ<0.1,η=1。
查荷載規范表6.3.1第36項規定計算φ48 mm的鋼管腳手
整體計算時,桁架桿件的體型系數ηs=1.2。
μs =0.089×1.2×(1+1)=0.2136
離地面60 m高度,ωk=0.7×1.77×0.2136×0.35=0.0926kN/m2.
小結:
高層建筑施工前一定要做好準備,并且在施工時如果遇到問題,應采取相應的應急措施,精心組織、精心施工,做到一絲不茍,這樣才能使施工質量得到保證。
參考文獻:
關鍵詞:高層建筑發展趨勢結構設計
高層建筑結構設計特點
(1)水平荷載成為決定因素。一方面,因為樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值,僅與樓房高度的一次方成正比;而水平荷載對結構產生的傾覆力矩,以及由此在豎構件中引起的軸力,是與樓房高度的兩次方成正比;另一方面,對某一定高度樓房來說,豎向荷載大體上是定值,而作為水平荷載的風荷載和地震作用,其數值是隨結構動力特性的不同而有較大幅度的變化。
(2)軸向變形不容忽視。高層建筑中,豎向荷載數值很大,能夠在柱中引起較大的軸向變形,從而會對連續梁彎矩產生影響,造成連續梁中間支座處的負彎矩值減小,跨中正彎矩之和端支座負彎矩值增大;還會對預制構件的下料長度產生影響,要求根據軸向變形計算值,對下料長度進行調整;另外對構件剪力和側移產生影響,與考慮構件豎向變形比較,會得出偏于不安全的結果。
(3)側移成為控制指標。與較低樓房不同,結構側移已成為高樓結構設計中的關鍵因素。隨著樓房高度的增加,水平荷載下結構的側移變形迅速增大,因而結構在水平荷載作用下的側移應被控制在某一限度之內。
(4)結構延性是重要設計指標。相對于較低樓房而言,高樓結構更柔一些,在地震作用下的變形更大一些。為了使結構在進入塑性變形階段后仍具有較強的變形能力,避免倒塌,特別需要在構造上采取恰當的措施,來保證結構具有足夠的延性。
我國的高層結構建筑的發展現狀
1. 鋼材的國產化
國內鋼鐵企業根據我國高層建筑鋼結構設計標準的要求,制訂我國第一部高層建筑鋼結構的鋼材標準《高層建筑結構用鋼板》(YB 4104-2000),比目前仍在實施的《低合金高強度結構鋼》(GB/ T1591-94)又前進了一步,其性能指標優于國外同類產品。
2.鋼結構設計國產化
國家標準《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ99-98)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2001)等有關高層建筑最大高度和最大高寬比的規定,在一般情況下,應遵守規范的規定,否則應進行專項論證或試驗研究。建設部第111號令《超限高層建筑工程抗震設防管理規定》和建質[2003]46號文《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》,對加強高層建筑鋼結構設計質量控制意義重大,具有可操作性。
3.高層及超高層結構體系
對于高層建筑的劃分,建筑設計規范、建筑抗震設計規范、建筑防火設計規范沒有一個統一規定,一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑,建筑總高度超過100m為超高層建筑。對于結構設計來講,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設防烈度以經濟、合理、安全、可靠的設計原則,選擇相應的結構體系,一般分為六大類:框架結構體系、剪力墻結構體系、框架―剪力墻結構體系、框―筒結構體系、筒中筒結構體系、束筒結構體系。
高層建筑結構的發展趨勢
1.新材料、超強材料的開發和應用
在高層建筑結構的技術問題中,首先要解決的是材料問題。現在混凝土的強度等級已經達到100 以上。高強度和良好韌性的混凝土有利于減小結構構件的尺寸,減輕結構的自重,改善結構抗震性能。同時,為了達到輕質高強的目的,必須在高層建筑結構中,發展輕骨料混凝土、輕混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、側限(約束)混凝土和預應力混凝土。高性能混凝土的開發和應用,將繼續受到人們的重視,也必將給高層建筑結構帶來重大和深遠的影響。從強度和塑性方面考慮,鋼是高層建筑結構的理想材料,增進或改善鋼材的強度、塑性和可焊性性能的工作人們從未停止過。特別是對新型耐火耐候鋼的研發,具有重要意義,可使鋼材減小或拋棄對防火材料的依賴,提高建筑用鋼的競爭力。復合材料用于制作高層建筑部分構件正在開發和實踐中。
2.抗震性越來越強
目前我國和世界各國普遍采用的傳統抗震結構體系是“延性結構體系”,即適當控制結構物的剛度,但容許結構構件(如梁、柱、墻、節點等)在地震時進入非彈性狀態,并目具有較大的延性,以消耗地震能量,減輕地震反應,使結構物“裂而不倒”。這種體系,在很多情況下是有效的,但也存在很多局限性。
隨著社會的不斷發展,對各種建筑物和構筑物的抗震減震要求越來越高,使“延性結構體系”的應用日益受到限制,傳統的抗震結構體系和理論越來越難以滿足要求,而由于隔震消能和各種減震控制體系具有傳統抗震體系所難以比擬的優越性,在未來的建筑結構中將得到越來越廣泛的應用。
3.混合結構在高層建筑結構中廣泛應用
經合理設計的混合結構可取得經濟合理、技術性能(如抗震性能)優良的效果,且易滿足高層建筑的側向剛度的需求,可建造比鋼筋混凝土結構更高的建筑,因此在較高的建筑中,混合結構往往仍是合理、可行的結構方案,今后建造混合結構的比率將會越來越大。
[關鍵詞]超高層建筑 電梯井道 電梯廳 避難層 停機坪
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A
隨著城市化進程的加劇,土地資源的利用越來越高效,城市中心區出現了越來越多的100米以上的超高層建筑。超高層建筑在建筑設計方面有一些獨特之處,如電梯數量多、井道占標準層面積大,涉及到火災時人員逃生方面的避難層設計,以及超高層建筑屋頂的停機坪設計等,筆者借曾經設計過的某超高層建筑實例,對這些特殊設計做一些探討。
(一)電梯井道和電梯廳的巧妙利用
超高層建筑垂直交通一般都設計有幾組電梯,每組電梯分段服務不同的高度區,隨著建筑樓層的增加,電梯的數量相應增加,電梯井道所占的輔助面積也不斷增加,導致標準層的有效使用面積降低。而仔細研究可以發現,在某些樓層,電梯廳或者電梯井道是可以作為某類房間使用的,比如衛生間。筆者設計的某超高層建筑,總建筑高度為169.75米(室外地坪到屋頂停機坪地面),地下4層,地上共39層。裙房(7層)功能為商業綜合體,主樓(39層)功能為辦公,其1-7層部分空間為商場所用。主樓標準層平面建筑面積為1480平方米,12層和26層設計為避難層。除2臺消防電梯外,還設計有3組共12臺電梯,4臺電梯為一組,分別服務不同的高度區。低區電梯服務1-11層,12層(避難層)為其機房層,中區電梯服務1、13-25層,26層(避難層)為其機房層,高區電梯服務1、27-39層。低區電梯的井道在13層以上已不安裝電梯,但井道四周的剪力墻因為結構需要仍然存在,這部分空間雖因結構、采光等不利因素不能作為辦公之類的開敞空間使用,但可將其設計為衛生間,并利用井道旁的水管間安放衛生間的給排水管道(如圖1所示)。如此設計,既能讓井道的狹小空間得到利用,又能使衛生間這類輔助(公攤)空間不占用標準層寶貴的使用面積。按照同樣的思路,筆者將中高區電梯之間的電梯廳在8-11層也設計為衛生間(如圖2所示)。這種在各種“角落”安放輔助空間的設計,使得高層建筑業主的使用空間相對完整,空間利用率提高。
(二)避難層設計的安全設計思考
避難層是高度超過100米的超高層建筑有的,因為超高層建筑發生火災時人員完全疏散到地面用時比較長,所以超高層建筑中應設計避難層,作為一個安全的場所提供給疏散的人群,讓他們就地等待救援,或者作為向下一個安全區域轉移時的臨時休息場所。避難層的設計是超高層建筑消防安全設計的一個及其重要的方面,《高層民用建筑設計防火規范》對避難層的設計做出了詳細的規定,如避難層設置,自首層至第一個避難層或兩個避難層之間不宜超過15層;通向避難層的防煙樓梯應在避難層分隔、同層錯位或上下層斷開,人員必須經避難層方能上下;等等。
筆者在參與前述超高層建筑的設計過程中,對避難層的設計,除《高規》中對避難層的幾條規定之外,還另有幾點體會:①,避難層劃分區域時,應盡量將避難區劃分在消防撲救面一側;避難區內應包含樓梯間,其他區域應經過防火隔間或防煙樓梯間前室通向同層避難區。防煙樓梯在避難層應斷開,前室門開向避難層,人員的疏散應經過避難層才能到達下一個樓層。②,避難層的避難區域不宜設計為開敞式,因為當避難層以下的樓層發生較大火災時,煙火會沿著高層建筑的外墻向上蔓延,從而包圍整個建筑,煙火一旦借助風勢進入開敞的避難區域,就會導致避難層失去避難功能,因此,作為一個安全的區域,避難區域與其他區域應采用防火墻分隔,并通過防火門連通。若避難區封閉設計,應相應增設加壓送風設施;若避難區域開窗,則應設防火窗,窗檻墻應為不燃燒體,且高度不低于0.8 m、耐火極限不低于2 h。
(三)停機坪設計
超高層建筑停機坪的設計源于直升機在高層建筑的救援方面有其它救援方式不可取代的地位。火災時,直升機可在很短時間內飛抵火場,利用空中優勢正確尋找起火部位、判斷燃燒物的性質,觀察人員逃生情況,并把信息及時反饋到火場總指揮部。在形勢危急的情況下,直升機還可直接充當“空中消防車”的作用。直升機的另一重要用途是用于救生。高層建筑發生火災時,通向地面的疏散通道很容易被火勢切斷,人員只能選擇逃往樓頂,這些人員就要靠直升機來運輸疏散。因此,超高層建筑的停機坪設計也是消防安全設計的一個重要方面。
停機坪的平面形態可分為圓形、方形、矩形三種,按布置形式可分兩種:(1),直升機升降區和避難場所集中布置。此種布置通常要求場地面積較大,以確保直升機升降、懸停、消防器材的搬運、人員疏散、傷者救護、收容等諸多要求,其平面形狀尺寸不宜小于直升機旋翼直徑的1.5倍。一般根據現用機型的尺寸.場地面積實際滿足20mX20m即可。(2),直升機升降區和避難場所分開布置。此種布置方式較靈活,只需滿足升降區15mX15m即可,但避難區域應符合安全、方便的布置原則。
停機坪在設計時要注意幾個方面:①,作為救援的場所,停機坪應配備消防設施,如消火栓;②,作為直升機的起降部位,停機坪應距離其他突出物5米以上,以防直升機起飛降落時受到干擾;③,因為其特殊的高度,停機坪尤其要注意防雷設計,以保障救援時的安全性。
參考文獻:
張興權 曲鵬,談建設屋頂直升機停機坪的意義和要點,消防科學與技術,2003年1月
【關鍵詞】高層建筑;剪力墻;連梁
連梁是剪力墻中的重要組成,不僅可以連接高層建筑的墻肢,還具備受力的優勢,支撐高層建筑的整體結構。連梁能夠保障高層建筑剪力墻的穩定性,確保其具備靈活的特性,降低地基的沖擊破壞,維護高層建筑的結構狀態。高層建筑對剪力墻連梁提出了設計要求,促使其能達到相關的功能,提高連梁的剛度和強度,消除潛在的破壞隱患。
一.分析高層建筑剪力墻連梁的作用
高層建筑剪力墻中的連梁結構,起到非常重要的保護作用,連梁在墻肢的壓力下,有可能出現變形或開裂的風險,所以高層建筑非常注重剪力墻連梁設計的效果,發揮連梁的控制作用。
首先連梁在高層建筑剪力墻中起到支撐的作用,連梁可以保障剪力墻水平受力的平衡性,提升剪力墻的抗彎、抗剪性能,支撐高層建筑的穩定性[1]。連梁在受力方面的作用較為明顯,其可根據高層建筑剪力墻中的應力分布,提供相反的支撐作用力,保障高層建筑結構受力均衡,以免出現變形或坍塌的風險。
然后是連梁可以將高層建筑的剪力墻劃分成幾段,避免剪力墻的分布過長。因為高層建筑要遵循抗震要求,連梁截面的高度不能超過寬度的三倍,但是較長的剪力墻無法達到抗震標準,所以劃分成墻肢,改變剪力墻連梁的實際構造,確保連梁設計的抗震性能。
最后是剪力墻連梁在高層建筑中的加固作用,連梁自上而下,依照連梁墻體劃分段落,保障墻體構件的連續性,促使構件可以在豎向上連接到地基基礎,加強了高層建筑墻體的穩固性控制,充分體現了剪力墻連梁在高層建筑中的加固優勢。
二.高層建筑剪力墻連梁設計的模型
高層建筑剪力墻連梁設計中的數據計算,需要依靠相關的模型,確保連梁數據的準確性。連梁設計數據對高層建筑剪力墻施工的影響比較大,尤其是受力與配筋方面,深化連梁模型的應用,保障連梁設計數據的優質性[2]。連梁模型設計時,需要采取有限元分析的方法,規劃連梁的設計模塊,單元模塊中的內容越細,越有利于結果的準確性,實際模型構建中,單元模塊具有一定的局限性,主要是連梁跨度引起的,此時應該重新劃分單元,確保其足夠精細,便于規避連梁模型中的計算誤差。
連梁模型中,通過PKPM軟件完成連梁設計,根據連梁模型中的參數,有效的處理數據計算。跨高對連梁模型的影響比較大,決定了連梁模型的數值。例如:當跨高>5時,可按照框架梁計算;跨高
三.高層建筑剪力墻連梁的設計控制
剪力墻與連梁應該保持一定的協調性,連梁設計需具有延展的性能,由此保障高層建筑的安全性,即使發生強度地震,也不會引起較大的風險,體現連梁設計的優勢。對高層建筑剪力墻連梁設計,提出幾點控制措施,保障連梁設計的科學性。
1.連梁性能設計中的控制
1.1 剛度設計
高層建筑剪力墻連梁的跨度相對比較小,影響了連梁的剛度,促使連梁屈服時發生斷裂現象。連梁剛度設計中,折減系數控制在0.55-1的范圍內,有利于提升連梁的剛度。連梁剛度設計時,還要考慮抗風與抗震性能,確保連梁具有足夠的承載能力,進而提高連梁的整體剛度。連梁抗風能力設計有地域性限制,常用于風力較大的區域內,降低風力對連梁的破壞性,維護高層建筑的穩固性。連梁抗震設計,主要是預防剪過大的監理,穩定連梁的承載。
1.2 跨度設計
連梁跨度設計,可以控制承載不足引起的破壞,提高連梁的強度性能。例如:高層建筑剪力墻的連梁設計中,承載數據以限制值為標準,保護連梁結構的穩定性,如果折減剛度對連梁承載有削弱的影響,可以通過提高洞口寬度的方法,控制整體剛度,既可以減少地震的破壞,又可以保護連梁,此時連梁的跨度也有明顯的提高,所以高層建筑剪力墻中利用提高跨度的途徑,保護剪力墻連梁結構。
1.3 內力設計
連梁內力是一項關鍵的性能參數,高層建筑剪力墻結構中,通過調整連梁的內力,控制配筋使用。連梁內力計算的依據是塑性調整,明確降低連梁內力,由此可以減小配筋用量,優化連梁的結構設計[3]。連梁內力設計應該注重系統性控制,不能單純的改變一處內力,應該根據內力設計適當調整其余部分的內力數據,重新設計的內力不能低于標準限制,提高連梁的抗拉性能,以免出現裂縫。
1.4 延展性設計
連梁的延展性設計,體現了連梁在剪力墻中的保護作用。連梁延展性中,先要考慮內力的影響,確保內力穩定后再安排交叉斜筋施工,合理安置到連梁的結構中,滿足延展性的基本要求。目前,交叉斜筋是連梁延展性設計中最常用的方法,有助于高層建筑的穩固性。
1.5調整截面設計的高度
剪力墻連梁截面的高度,與連梁的剛度相關,當連梁的剛度為限定值時,截面的高度應適中,不能過度增加截面高度,以免影響高層建筑的穩定性,因為截面高度小,會降低連梁的剛度,所以應該以承載力為標準調整連梁截面的高度,用于規避地震風險。高層建筑剪力墻施工時,合理調整連梁截面的高度,確保截面具有消耗能量的能力,保護墻肢及框架。
1.6設計主梁支座
主梁支座是高層建筑中的主要支撐部分,預防建筑變形,特殊情況下,為了滿足高層建筑的功能要求,需要將連梁做為主梁支座,必須注意主梁支座的穩固性設計[4]。當連梁做為主梁支座時,應采取加固措施,比較常用的加固措施有:(1)提高連梁設計中的配筋率,防止連梁發生脆性破壞,促使其可在安全的范圍內發生屈服;(2)增加連梁墻肢的強度,通過增加鋼筋數量實現強度控制,保障連梁結構的穩定性;(3)準確計算出抗彎數據,強化連梁的可靠性,優化主梁支座在高層建筑中的應用。
1.7規避連梁超筋的風險
連梁超筋是高層建筑剪力墻設計中較為常見的一類風險問題,嚴重影響了高層建筑的穩固性。結合高層建筑剪力墻連梁設計的實踐案例,提出規避連梁超筋風險的措施,如:(1)明確最大剪應力,將其做為抗剪箍筋的設計依據,規范連梁的設計,預防超筋風險;(2)連梁縱筋設計中,重點考慮彎矩值的干擾,連梁彎矩達到限定值時,仍舊具有抗剪的優勢,保護連梁結構,確保高層建筑的安全。
結束語:
高層建筑剪力墻的連梁設計,是一項復雜而繁瑣的內容,屬于較為重要的設計項目。連梁與剪力墻的穩定性存在直接的關系,高層建筑通過控制剪力墻中的連梁設計,改善高層建筑剪力墻的結構狀態,預防結構破壞。高層建筑剪力墻連梁設計中,深化設計模型的應用,加強連梁設計的控制力度,確保剪力墻連梁設計符合高層建筑的需求。
參考文獻:
[1]楊睿.芻議高層建筑剪力墻的連梁設計[J].山西建筑,2013,32:47-49.
[2]熊俊華.高層建筑剪力墻連梁設計的探討[J].江西化工,2010,02:25-26.
[關鍵詞]:高層房屋建筑;施工技術;分析
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A
隨著社會發展以及科學技術逐步推進,現如今房屋建筑施工技術的質量與國家經濟命脈以及社會的安定團結息息相關,同時也是關系民生的大問題。所以,提升房屋建筑施工方面質量不僅是建筑行業重點關注問題,也是政府工作的中心問題。
一、 高層建筑施工特征
1. 高層房屋建筑施工技術中“長”的特點
所謂“長”的特點,就是施工技術長。因為在高層房屋建筑的施工技術方面存在著較多的原因,其中就包含較長的施工周期。同時在使用建筑物方面也擁有著較長的周期以及養護的問題,怎樣合理的應用施工技術而減少養護工作,成為了核心的問題。
2. 高層房屋建筑施工技術中“大”的特點 “大”的特點作用在高層建筑施工技術當中,
一般包含著兩大層面。
(1)較大的施工難度
高層房屋建筑會在市內人流量較大的位置,擁有著極大的施工難度,例如澆筑技術、建筑機械場地、廢料廢渣運輸、噪聲的振動污染等難點。
(2)較大的施工工程量
高層房屋建筑因為擁有著多種需求,因此在對施工階段的設計方面,需要細致的分析建筑在將來的實用性是怎樣的,因其會直接體現出高層建筑施工工程量大、工程長的問題。
3. 高層房屋建筑施工技術中“高”的特點
“高”的特點會包含兩大方面:其一為建筑本身的高度;其二是所具備的高技術含量和高施工標準。
(1)高技術含量和高施工標準
現代化的高層建筑物,一般在修筑的階段都會利用鋼筋混凝土材料。可是其結構方面與普通的磚混性結構,在施工的標準上進行分析擁有著極大的差距,鋼筋混凝土的技術標準以及施工標準遠遠的超過普通的磚混結構。并且高層房屋建筑一定要和人們需求相符,所以安全性是施工中一定要確保的。
(2)建筑本身的“高”
因為在高層建筑施工中,建筑物有著一定的高度。因此,在垂直運送方面有著極大的難度,是高層建筑施工中的重中之重。通過優質設備的垂直運送,可以合理的提升建筑施工的工作成效。并且因為高層建筑物自身的高度,在施工中高空作業較多。例如高空的材料運送、高空澆筑等,是高層建筑在施工中的技術難點。
4. 高層房屋建筑施工技術中“深”的特點
“深”指的是建筑埋置的深度。在高層建筑的施工中,結構的穩定性方面是較為核心的課題。因為高度的問題,想要保證建筑的穩定性,往往埋置的深度上會是建筑的 1/12 左右。同時,高層建筑內部一般都會具備地下商場或者地下停車場等設備。因此,建筑高度越高,埋深方面就會隨之增大。
二、高層建筑施工技術要點以及種類
1. 通風技術及給排水技術
高層房屋建筑中有著怎樣的服務性,能夠決定高層建筑的服務指標。進行給排水的施工當中,怎樣對上下水結構有所優化、創建針對性的給排水方案,在一定程度上是施工過程中的關鍵性問題。高層房屋建筑需要具備較大的上水泵送壓力,在此階段,需要有效的布局管網的情況下,能夠合理的降低后期的保養維護費用。并且進行給排水的施工中,需要細致的分析。若產生漏水的現象,應怎樣進行防水和搶修。
高層房屋建筑因為人口集中以及不方便開創等眾多問題,擁有較為優質的通風系統工程,是高層房屋建筑中較為重要的組成部分。同時,較多的高層房屋建筑都設有一定數量的中央空調系統。進行空調系統以及通風系統的施工階段,施工單位有必要詳細的顧慮到業主的相關需求,嚴格的關注高層房屋建筑的整體質量,例如建設處品質合格的建筑工程。
2. 結構技術
(1)鋼結構施工技術
在高層房屋技術當中已經普遍應用了鋼結構施工技術,鋼結構施工技術只要具備的特點為預制方便、較為良好的技術指標、較短的施工工期等。針對鋼結構構件的施工方面,需要關注幾個問題,分別為耐熱性能、焊接人員的專業程度、較高的吊裝難度、較大的構件自重等。針對自重問題,需要合理的分析其承載性,防止超重、自重的現象。在進行吊裝的階段,需要選取在天氣狀態優質的情況下開展詳細的操作,防止施工的危險性。
(2)模板預制技術
高層房屋建筑在進行施工的階段,一般情況下會產生較多的重復型施工。在施工時,有必要開展有關的模板預制,能夠合理的降低高層施工技術當中的場地問題以及交叉施工問題,時常能夠利用到的解決方式為爬模法以及滑膜法。模板預制好之后,將其輸送到施工的部位。能夠合理的降低高空施工時因交叉施工而產生的影響,并且也能夠合理的縮短工期。
(3)逆作法
逆作法的工作原理主要是:將支撐柱或者支撐樁打在地下支護結構軸線上或者地下室軸線上。進行施工的階段,需要連接在有關的板梁結構中,此時構成的支護結構擁有著較大的剛度。在施工階段運用這樣的方式,能夠合理的將施工速度提升,有效的達成地下結構和地上結構共同施工,從而將施工工期縮短。逆作法擁有著較大的剛度,可以完善的避免施工當中的結構變形問題。
3. 電氣工程技術
電氣工程技術在高層房屋建筑當中有著極高的要求,在建筑物當中有著較高的鋪設難度、較多的耗電設備,這些特點都是需要謹慎解決的要素。在完善的調查房屋使用率以及業主的需求方面,能夠對電路布局的組織方案有所優化,還能夠有效的減少施工難度以及電氣工程浪費狀況。同時針對施工當中的材料選擇方面,需要開展合理的驗證,要融合高層建筑對電氣的集中使用時間、較多的大功率設備以及較為密集的人口等問題。只有完善的選取與用戶需求相符的電氣材料,才能夠進行正式的施工。
三、 結束語
保證建筑程的質量、進度安全以及成本目標的實現,必須采用先進的施工技術。因此,要在充分了解高層房屋建筑施工技術特點的前提上,在一些主要的施工技術如鋼筋連接技術、預應力技術、基坑支護技術等方面加強引進并推廣新技術,以滿足房屋建筑的各項技術要求,并且要充分重視人才的培養,并利用現代化的手段為輔助,力求全面提升我國高層房屋建筑施工技術水平。
參考文獻