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關(guān)鍵詞:復(fù)雜高層;超高建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)要點(diǎn)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不是一項(xiàng)簡單的設(shè)計(jì)工作,其能效發(fā)揮與不確定因素的控制效果是相互關(guān)聯(lián)的,尤其是復(fù)雜高層的層高特點(diǎn),會直接造成設(shè)計(jì)難度的進(jìn)一步增加,因此這就需要從建筑需求入手,開展有針對性的設(shè)計(jì)工作,并將相應(yīng)影響因素納入重點(diǎn)考量范疇中,一旦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)缺少對結(jié)構(gòu)布置的合理性規(guī)劃,不僅后續(xù)建筑施工流程難以正常推進(jìn),建筑質(zhì)量更會受到直接影響,而建筑結(jié)構(gòu)缺少穩(wěn)定性,也會導(dǎo)致其使用壽命不斷縮短,因此,這就需要不斷強(qiáng)化對復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究,充分掌握其設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
一、復(fù)雜高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.強(qiáng)化對概念設(shè)計(jì)的重視
在當(dāng)今社會,設(shè)計(jì)可以說是建筑施工的靈魂,尤其是復(fù)雜高層及超高層建筑,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化性也就顯得至關(guān)重要。目前,我國的設(shè)計(jì)師也將工作重心放在了高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)根據(jù)對設(shè)計(jì)項(xiàng)目的研究及總結(jié),也逐漸形成了一定的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn),其中最為主要的就是強(qiáng)化概念設(shè)計(jì)。首先,復(fù)雜高層及超高層由于層高較高,這就對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提出了更要的要求,在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)以此為關(guān)鍵點(diǎn),在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不斷加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)受力的均勻性設(shè)計(jì),使其更加符合應(yīng)用的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。
其次,設(shè)計(jì)內(nèi)容中應(yīng)該涵蓋著對應(yīng)力高效傳遞的優(yōu)化研究項(xiàng)目,使其能夠在應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)力的快速分解及傳遞;第三,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),應(yīng)當(dāng)確保其標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容能夠直接體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)整體上,實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的完善性規(guī)劃整理;第四,當(dāng)今社會的各個領(lǐng)域中都倡導(dǎo)應(yīng)用綠色能源,減少浪費(fèi)及污染問題,而這一理念也應(yīng)當(dāng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得以灌輸,只有這樣才能有效提升復(fù)雜高層及超高層建筑的環(huán)保性能;第五,在推進(jìn)設(shè)計(jì)工作時應(yīng)當(dāng)在結(jié)合工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,將建筑材料與結(jié)構(gòu)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,使二者能夠更加具有協(xié)調(diào)性,從而從根本上提高材料利用率,使其能夠在后續(xù)應(yīng)用中承受高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)荷載力??傮w來說,為了將以上幾點(diǎn)落實(shí)到設(shè)計(jì)主w中,需要建筑以及結(jié)構(gòu)工程師的密切配合,在互相交流經(jīng)驗(yàn)及工程項(xiàng)目研討過程中,不斷對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,使其更加具有參考價值。
2. 科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系
為了在復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,能夠充分體現(xiàn)出安全性問題,我國相關(guān)設(shè)計(jì)師總結(jié)出,提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系的科學(xué)性是基礎(chǔ)。選擇該體系的過程中,應(yīng)當(dāng)注重以下幾點(diǎn):結(jié)構(gòu)體系的合理選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的建筑高度來確定,我國相關(guān)工作人員在近年來的工作中總結(jié)出了不同結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系與不同高度建筑之間的關(guān)系。
例如,在建筑高度小于等于100m 的時候,該體系最佳組合為框架、框架剪力墻及剪力墻;當(dāng)建筑物的高度在100~200m之間的時候,最佳體系為剪力墻和框架核心筒;當(dāng)建筑物高度在200~300m之間時,該體系最佳組成為框架核心筒、框架核心筒伸臂;如果該建筑高度小于600m時,該結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系的最佳構(gòu)成應(yīng)該為筒中筒伸臂、巨型框架、桁架、斜撐及組合體;在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)注重以上提及的相關(guān)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件能夠保持高度的連接,最好能夠形成一個統(tǒng)一的整體。
3. 高度重視建筑抗震設(shè)計(jì)
復(fù)雜高層與超高層建筑當(dāng)中,其抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在建筑功能充分發(fā)揮的基礎(chǔ)上進(jìn)行確立,同時該環(huán)節(jié)也是確保建筑擁有較高安全性的重要部分??拐鸱桨冈诟邔咏ㄖ?dāng)中,最重要的一點(diǎn)就是科學(xué)選擇建筑材料;實(shí)現(xiàn)有效減少地震過程中的能量增加。在這項(xiàng)工作當(dāng)中,驗(yàn)收承載力是使用建筑構(gòu)件最主要的方式,并且應(yīng)當(dāng)有效控制地震情況下建筑結(jié)構(gòu)的層間位移限值;在實(shí)際高層建筑的過程中,結(jié)構(gòu)抗震手段的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)在位移的基礎(chǔ)上建立,并定量分析相關(guān)設(shè)計(jì)方案,促使地震發(fā)生時結(jié)構(gòu)的變形彈性能夠?qū)ㄖa(chǎn)生一定程度的保護(hù)作用;精確分析地震發(fā)生時建筑構(gòu)件會產(chǎn)生的變形及位移在建筑結(jié)構(gòu)中的體現(xiàn)具有重要意義,這樣一來,能夠?qū)?gòu)建變形值進(jìn)行有效的確立;針對性設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在建筑構(gòu)件的生產(chǎn)要求及建筑界面的應(yīng)變分別當(dāng)中,同時應(yīng)當(dāng)注重場地的堅(jiān)固性,這也是有效降低地震發(fā)生時能量輸入的重要方式。
4. 堅(jiān)持高程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)理念
復(fù)雜高程和超高層建筑是一項(xiàng)較大的項(xiàng)目,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過程中,會面臨很多成本輸出問題。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)該堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)型設(shè)計(jì)理念。對于結(jié)果設(shè)計(jì)方案,應(yīng)該堅(jiān)持優(yōu)化處理,避免在建設(shè)過程中由于結(jié)構(gòu)冗長而造成成本浪費(fèi)的問題。
二、復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中確保計(jì)算和設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性
1. 合理選擇分析軟件、合理計(jì)算結(jié)果
現(xiàn)階段,復(fù)雜高程與超高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件的種類很多,側(cè)重點(diǎn)也有所不同,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)該明確不同的軟件的作用,然后根據(jù)實(shí)際需要合理選擇合適的計(jì)算軟件。與此同時,還應(yīng)該對具體的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析,從力學(xué)理念和工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面進(jìn)行合理判斷,確保計(jì)算結(jié)果的合理性和準(zhǔn)確性。
2. 重視荷載與作用方面的考慮
對于復(fù)雜高層與超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),由于高層建筑很容易受到風(fēng)載荷的影響,因此在高層建筑,尤其是超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)該重點(diǎn)考慮風(fēng)載荷的影響。例如,在某大樓設(shè)計(jì)過程中,不僅需要考慮相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,而且還進(jìn)行了相關(guān)風(fēng)洞試驗(yàn),從而提高建筑物的抗風(fēng)載能力。在具體的試驗(yàn)過程中,設(shè)計(jì)了一個以 1:500 為比例的模型在半徑為 600m 的風(fēng)場環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn),驗(yàn)證建筑在不同風(fēng)況下的受力情況。
現(xiàn)階段,對于地震災(zāi)害的預(yù)測,在技術(shù)方面還有一定的限制,很難準(zhǔn)確預(yù)定地震災(zāi)害。有些發(fā)達(dá)國家對于地震的研究十分深入,但是依然無法準(zhǔn)確預(yù)估地震發(fā)生的時間和地點(diǎn)。因此,在高層建筑設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)該加強(qiáng)抗地震力的設(shè)計(jì)。與此同時,還應(yīng)該重點(diǎn)考慮建筑主樓、裙樓在地震力作用下的不同反應(yīng)。
綜上所述,隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,人們生活質(zhì)量不斷上升,我國城市建設(shè)過程中復(fù)雜高層與超高層建筑增加,在對這類建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)當(dāng)充分考慮到抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)方案及類型等因素。經(jīng)過我國建筑行業(yè)近年來積累的經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出復(fù)雜高層與超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系及抗震設(shè)計(jì)等內(nèi)容。新時期,我國建筑行業(yè)相關(guān)工作人員只有在實(shí)踐中不斷加強(qiáng)對這些方面的重視,才能夠促進(jìn)我國建筑業(yè)不斷進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】復(fù)雜超限超高層連體建筑;建筑結(jié)構(gòu);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,只有應(yīng)用科學(xué)的設(shè)計(jì),才能提高復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。本次結(jié)構(gòu)針對復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理及設(shè)計(jì)難,提出關(guān)鍵設(shè)計(jì)的策略。
1復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論
復(fù)雜超限超高層連體建筑就是指建筑結(jié)構(gòu)的高度超過一般建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的建筑,這類建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、梁式轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)等都與僅僅只是高度超限的建筑有很大的區(qū)別。這類建筑結(jié)構(gòu)常有錯層、躍層、中空層等。要設(shè)計(jì)復(fù)雜超限超高層連體建筑時,要強(qiáng)化物理力學(xué)的應(yīng)用,巧妙的應(yīng)用物理受力平衡這一要點(diǎn)進(jìn)行物理設(shè)計(jì)。復(fù)雜超限超高層連體建筑不僅外觀設(shè)計(jì)復(fù)雜,抗震設(shè)計(jì)更為復(fù)雜,因?yàn)閺?fù)雜超限超高層連體建筑外觀及結(jié)構(gòu)與普通常規(guī)超高層建筑不同,較為常用的建筑防震理論難以應(yīng)用到這類建筑上,如果要強(qiáng)化復(fù)雜超限超高層連體建筑的防震計(jì)能,就要既滿足復(fù)雜超限超高層連體建筑的獨(dú)特審美設(shè)計(jì),又要提高建筑的抗風(fēng)性能、防震性能、剛度性能。
2復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析
超限認(rèn)定,普通的超高建筑不能稱為復(fù)雜超限超高層連體建筑,復(fù)雜超限超高層連體建筑的特點(diǎn)為以空間的標(biāo)準(zhǔn)來說,復(fù)雜超限超高層連體建筑對空間結(jié)構(gòu)有極高的要求;從建筑功能來說,它要求建筑內(nèi)部突出大跨度、大容量的空g;從建筑層的轉(zhuǎn)換來說,它的有多個轉(zhuǎn)換層,比如建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部會應(yīng)用梁式轉(zhuǎn)換、雙塔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換等。
錯層,復(fù)雜超限超高層連體建筑的功能有很高的要求,為了突出建筑結(jié)構(gòu)的功能,它提出躍層、錯層的建筑要求,復(fù)雜的錯層帶來建筑設(shè)計(jì)的難度。
平面不規(guī)劃,復(fù)雜超限超高層連體建筑的功能要求非常復(fù)雜,這就帶來建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算的難度。比如部分復(fù)雜超限超高層連體建筑要求建筑左右兩端建設(shè)兩個塔樓,這就意味著不能應(yīng)用普通的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式來設(shè)計(jì)建筑,施工單位只能把抗側(cè)力構(gòu)分布在兩個端部;假如建筑的底層要求呈現(xiàn)大空間、大跨度、高空間的結(jié)構(gòu),那么建筑空間內(nèi)就不能設(shè)置剪力強(qiáng)、柱子隔開空間,施工單位就只能依靠裙房建筑物兩端來承擔(dān)建筑荷載;假如建筑中間層要出現(xiàn)大空間、大跨度、高空間的建筑結(jié)構(gòu),施工單位就不能應(yīng)用連續(xù)樓層的方式設(shè)計(jì)樓層荷載。
3復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)
3.1抗風(fēng)設(shè)計(jì)
在復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,必須重視抗風(fēng)的設(shè)計(jì)。這是因?yàn)閺?fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)的體積大、建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,這類建筑極易受到風(fēng)力的影響,抗風(fēng)設(shè)計(jì)是復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。建筑施工單位要把風(fēng)產(chǎn)生的動力效應(yīng)結(jié)合風(fēng)振系數(shù)來計(jì)算,變成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的擬靜力計(jì)算。施工單位要做好模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)動力分析、計(jì)算校核等工作。施工單位除了要做好建筑整體抗風(fēng)設(shè)計(jì)外,還要注意到細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)對主體設(shè)計(jì)的影響。比如在風(fēng)力的影響下,建筑墻體開裂、玻璃墻體開裂都會對建筑主體帶來重要的影響,施工單位要注意風(fēng)力對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來的綜合影響,把風(fēng)力對建筑結(jié)構(gòu)群體的影響列入到參數(shù)計(jì)算中,強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性。
3.2抗震設(shè)計(jì)
抗震設(shè)計(jì)是復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。這是因?yàn)檫@類建筑的特點(diǎn)帶來抗震設(shè)計(jì)的困難。如果在滿足復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的前提下,要加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì),就要做好以下幾個方面的工作。第一,優(yōu)化復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)地理的位置。地理位置對于復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)的影響非常大。部分地區(qū)較多軟弱地基、周邊的環(huán)境較為復(fù)雜,這類地基極易受地震的影響,不利于復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為此,施工單位要優(yōu)化復(fù)雜超限超高層連體建筑地理位置設(shè)計(jì),為復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)的抗震性打好基礎(chǔ)。第二,施工單位要從建筑整體的角度做好抗震設(shè)計(jì)。從整體的角度設(shè)計(jì),是指施工單位要從宏觀的角度看待復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),使影響抗震效果的因素及因素之間產(chǎn)生良性互動的關(guān)系,最大限度的發(fā)揮建筑的抗震性。比如施工單位要從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體施計(jì)優(yōu)化建筑抗震設(shè)計(jì),盡量應(yīng)用對稱設(shè)計(jì)等方式加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性;施工單位要優(yōu)化施工材料的應(yīng)用,優(yōu)化建筑的抗震性;應(yīng)用抗震設(shè)計(jì)與隔震設(shè)計(jì)相結(jié)構(gòu)的方式強(qiáng)化建筑的抗震性。應(yīng)用提高建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性的方式可以取得1+1>2的抗震效果。第三,在做好整體抗震布局的基礎(chǔ)上,施工單位要做好界面大小、應(yīng)力分布等計(jì)算工作,做好建筑結(jié)構(gòu)的定量分析,優(yōu)化施工參數(shù)設(shè)置,為施工技術(shù)的應(yīng)用提出理論依據(jù)。
3.3剛度設(shè)計(jì)
剛度設(shè)計(jì)決定復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否能實(shí)施,如果復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛度設(shè)計(jì)不合理,不能以施工的角度實(shí)現(xiàn),剛度設(shè)計(jì)就失去意義,施工項(xiàng)目就難以完成。施工剛度設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是建筑整體結(jié)構(gòu)的重心點(diǎn)、建筑結(jié)構(gòu)幾何開關(guān)的中心點(diǎn)、建筑結(jié)構(gòu)整體剛度的中心點(diǎn)。只有科學(xué)的設(shè)計(jì)這三項(xiàng)參數(shù),建筑施工才能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前施工單位以應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土材料來實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力混凝土是指混凝土的整體剛度并不強(qiáng)于同類型的混凝土,然而它的自重量、體積輕于同預(yù)應(yīng)力的混凝土,它以強(qiáng)化混凝土材料局部預(yù)應(yīng)力的方式加強(qiáng)混凝土抗負(fù)荷的能力。這樣的混凝土材料適用于復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r,施工單位要結(jié)合三點(diǎn)設(shè)計(jì)這一重點(diǎn)優(yōu)化空間幾何構(gòu)造,有效的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土材料,應(yīng)用空間幾何布局與預(yù)應(yīng)力混凝土材料的特點(diǎn)強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)。
4總結(jié)
隨著社會向前發(fā)展,人們需要一些復(fù)雜超限超高層連體建筑,這類建筑具有結(jié)構(gòu)特殊性,它們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較為困難。本次研究說明了復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理、設(shè)計(jì)難點(diǎn),結(jié)合它的設(shè)計(jì)原理說明了抗風(fēng)設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)、剛度設(shè)計(jì)這三項(xiàng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn),建筑施工單位可應(yīng)用這一理論優(yōu)化復(fù)雜超限超高層連體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:住宅建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);SATWE軟件;抗震性能
中圖分類號: TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,城市化進(jìn)程不斷加快,城鎮(zhèn)人口日益增加,致使城市住房建設(shè)用地較為緊張,超高層住宅建筑的建設(shè)也日益增加。目前,超高層住宅建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的變化愈加明顯,許多新興的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案逐漸被超高層住宅建筑工程所采用。同時住宅建筑結(jié)構(gòu)類型與使用功能越來越復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化,對住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的要求也不斷提高。在超高層建筑建設(shè)過程中,部分建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)并不是十分合理,加上工程設(shè)計(jì)人員容易出現(xiàn)一些概念性的錯誤,給建筑的質(zhì)量安全和使用帶來了一定的安全隱患。因此,如何提高超高層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,就成為了工程設(shè)計(jì)人員面臨的一項(xiàng)難題。
1 工程概況
某高層住宅建筑面積為29000.4m2,地下1層,地上43層,大屋面高度138.02m。本工程結(jié)構(gòu)體系采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),120m<高度<150m,屬于B級高度建筑,樓蓋為現(xiàn)澆鋼筋砼梁板體系。
建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類),結(jié)構(gòu)安全等級為二級,設(shè)計(jì)使用年限為50年。所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g,設(shè)計(jì)地震分組為第二組,場地類別為Ⅲ類,場地特征周期為0.55s,地震影響系數(shù)最大值采用0.08,上部結(jié)構(gòu)阻尼比0.05。建筑類別調(diào)整后用于抗震驗(yàn)算的烈度為7度,用于確定抗震等級的烈度為7度,剪力墻抗震等級為一級。
2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
本工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級,主樓基礎(chǔ)采用沖鉆孔灌注樁,樁身混凝土強(qiáng)度等級為C35,樁直徑為1100mm,單樁豎向承載力特征值為8000kN;樁端持力層中風(fēng)化凝灰?guī)r(11)層,樁身全斷面進(jìn)入持力層≥1100mm,樁長約50m。樁基全面施工前應(yīng)進(jìn)行試打樁及靜載試驗(yàn)工作,以確定樁基施工的控制條件和樁豎向抗壓承載力特征值。
承臺按抗沖切、剪切計(jì)算厚度為2700mm,承臺面標(biāo)高為-5.200,基礎(chǔ)埋置深度為7.7m(從室外地面起算)。
3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 超限情況的認(rèn)定
參照建設(shè)部建質(zhì)[2006]220號《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》附錄一“超限高層建筑工程主要范圍的參照簡表”,結(jié)合本工程實(shí)際逐條判別,將存在超限的情況匯總?cè)缦隆?/p>
(1)附表一,房屋高度方面
設(shè)防烈度為7度,剪力墻結(jié)構(gòu),總高度138.05m>[120m],超限。
(2)同時具有附表二所列三項(xiàng)及三項(xiàng)以上不規(guī)則的高層建筑(因篇幅所限,本文不再詳細(xì)列出)。
第一項(xiàng).扭轉(zhuǎn)不規(guī)則:考慮偶然偏心的扭轉(zhuǎn)位移比>1.2但<1.3,雖然本條超限,但僅此一項(xiàng)。所以本工程不屬于附表二所列的超限高層。
(3)具有附表三某一項(xiàng)不規(guī)則的高層建筑工程。根據(jù)SATWE計(jì)算結(jié)果分析、判別,本工程亦不屬于表三所列的超限高層。
綜上所述,本工程只屬于高度超限的超高層建筑。
3.2 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本工程為剪力墻結(jié)構(gòu),120m<高度<150m,屬于B級高度建筑,按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)(以下簡稱高規(guī))5.1.13條規(guī)定:
(1)應(yīng)采用至少兩個不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力位移計(jì)算。
(2)應(yīng)采用彈性時程分析法進(jìn)行整體補(bǔ)充計(jì)算。
根據(jù)《高規(guī)》要求,本工程采用的時程分析計(jì)算程序?yàn)镻KPM系列的SATWE軟件,并采用PMSAP軟件進(jìn)行對比分析。
本工程屬于純剪結(jié)構(gòu),作為抗側(cè)力構(gòu)件的剪力墻,選用正確的結(jié)構(gòu)分析程序尤為重要。SATWE對剪力墻采用墻元模型來分析其受力狀態(tài),這種模型的計(jì)算精度比薄壁柱單元高,所以我省大多數(shù)工程的結(jié)構(gòu)計(jì)算都選用SATWE程序。實(shí)際上就有限元理論目前的發(fā)展水平來看,用殼元來模擬剪力墻的受力狀態(tài)是比較切合實(shí)際的,因?yàn)闅ぴ图袅σ粯?,既有平面?nèi)剛度,又有平面外剛度。實(shí)際工程中的剪力墻幾何尺寸、洞口大小及其空間位置等都有較大的隨意性。為了降低剪力墻的幾何描述和殼元單元劃分的難度,SATWE借鑒了SAP84的墻元概念,在四節(jié)點(diǎn)等參平面殼元的基礎(chǔ)上,采用靜力凝聚原理構(gòu)造了一種通用墻元,減少了部分剪力墻因墻元細(xì)分而增加的內(nèi)部自由度和數(shù)據(jù)處理量,雖然提高了分析效率,卻影響了剪力墻的分析精度。此外,從理論上講,如果對樓板采用平面板元或殼元來模擬其真實(shí)的受力狀態(tài)和剛度,對結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析比較精確,但是這樣處理會增加許多計(jì)算工作。在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)分析中,多采用“樓板平面內(nèi)無限剛”假定,以達(dá)到減少自由度,簡化結(jié)構(gòu)分析的目的,這對于某些工程可能導(dǎo)致較大的計(jì)算誤差。SATWE對于樓板采用了以下幾種假定:(1)樓板平面內(nèi)無限剛;(2)樓板分塊平面內(nèi)無限剛;(3)樓板分塊平面內(nèi)無限剛,并帶有彈性連接板;(4)樓板為彈性連接板。對彈性樓板實(shí)際上是以PMCAD前處理數(shù)據(jù)中的一個房間的樓板作為一個超單元,內(nèi)部自由度被凝聚了,計(jì)算結(jié)果具有一定的近似性,某種程度上影響了分析精度。根據(jù)高規(guī)要求,本工程應(yīng)采用兩個不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力位移計(jì)算,由于PMSAP對剪力墻和樓板都采用了比較精確的有限元分析,單元模型更接近結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力狀態(tài),雖然數(shù)據(jù)處理量大大增加,但其分析精度卻比SATWE高。用PMSAP軟件對SATWE程序的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、校核,是比較可信的。
SATWE和PMSAP兩個程序均采用彈性時程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算,彈性時程分析法計(jì)算結(jié)果作為振型分解反應(yīng)譜法的補(bǔ)充。
程分析主要結(jié)果匯總?cè)缦?
表1 結(jié)構(gòu)模態(tài)信息
表2 地震荷載(反應(yīng)譜法)和風(fēng)荷載下計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)最大響應(yīng)
多遇地震時彈性時程分析所取的地面運(yùn)動加速度時程的最大值為35cm/s2。針對報告中提供的實(shí)際強(qiáng)震記錄和人工模擬的加速度時程曲線,根據(jù)08版抗震規(guī)范要求,本工程選擇了兩條天然波和一條人工波。這三條波的時程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力均大于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的65%,且三條時程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值亦大于振型分解反應(yīng)譜法(以下簡稱CQC)計(jì)算結(jié)果的80%。由此可見本工程選擇的地震波是滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的。
SATWE和PMSAP時程分析的樓層剪力曲線如(圖1、圖2)所示。
圖1 SATWE時程分析樓層剪力圖
圖2 PMSAP時程分析樓層剪力圖
比較上圖振型分解反應(yīng)譜法(CQC)計(jì)算的樓層剪力曲線圖,在大部分樓層基本能包絡(luò)時程分析曲線,僅電算34層以上CQC法計(jì)算樓層剪力略小于時程分析的結(jié)果。由此可見振型分解反應(yīng)譜法用于本工程的抗震分析是安全可靠的。設(shè)計(jì)中仍以振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果為主,并將34層以上部分指定為薄弱層,該部分樓層地震剪力予以放大。這一方案也得到了本工程超限高層審查與會專家的認(rèn)可。
比較PMSAP和SATWE計(jì)算出的基底剪力非常接近,其余參數(shù)如周期、結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量、地震荷載和風(fēng)荷載下計(jì)算得到的結(jié)構(gòu)最大響應(yīng)位移、地震下的剪重比等都比較接近,說明用這兩個程序做計(jì)算分析是可以互相校核的。
3 抗震性能設(shè)計(jì)
本工程綜合考慮設(shè)防烈度,場地條件,房屋高度,不規(guī)則的部位和程度等因素,本工程只屬于高度超限的超高層建筑,且高度只超過A級而未超過B級,故將本工程預(yù)期抗震性能目標(biāo)定位在“D”級,即為小震下滿足性能水準(zhǔn)1的要求,中震滿足性能水準(zhǔn)4的要求,大震下滿足性能水準(zhǔn)5的要求。
普通的高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基于小振彈性設(shè)計(jì),對于本超高層結(jié)構(gòu)作為主要承重構(gòu)件的剪力墻,尤其是底部加強(qiáng)區(qū)需要提高其抗震承載能力。根據(jù)抗震概念設(shè)計(jì)“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎”的要求,剪力墻也需要有更高的抗震安全儲備,所以本工程剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)采用中震設(shè)計(jì)。具體措施如下:
(1)根據(jù)安評報告中震設(shè)計(jì)的地震影響系數(shù)最大值采用0.23,不考慮與抗震等級有關(guān)的內(nèi)力增大系數(shù)(即剪力墻抗震等級定為四級),不計(jì)入風(fēng)荷載的組合效應(yīng)。
(2)抗剪驗(yàn)算按中震彈性設(shè)計(jì),考慮重力荷載與地震作用組合的分項(xiàng)系數(shù),材料強(qiáng)度取設(shè)計(jì)值,考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)。計(jì)算結(jié)果作為剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)水平筋的配筋依據(jù)。
(3)抗彎驗(yàn)算按中震不屈服設(shè)計(jì),不考慮重力荷載與地震作用組合的分項(xiàng)系數(shù),材料強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)值,不考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)。計(jì)算結(jié)果作為剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)約束邊緣構(gòu)件豎向鋼筋的配筋依據(jù)。
本工程通過對關(guān)鍵構(gòu)件剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)進(jìn)行中震設(shè)計(jì),即抗彎承載力按中震不屈服復(fù)核,抗剪承載力按中震彈性復(fù)核,結(jié)構(gòu)能滿足性能水準(zhǔn)1、4的要求,預(yù)估結(jié)構(gòu)在大震作用下能滿足性能水準(zhǔn)5的要求。各性能水準(zhǔn)目標(biāo)具體描述如下:
性能水準(zhǔn)1:結(jié)構(gòu)在遭受多遇地震后完好,無損傷,一般不需修理即可繼續(xù)使用,人們不會因結(jié)構(gòu)損傷造成傷害,可安全出入和使用。
性能水準(zhǔn)4:遭受設(shè)防烈度地震后結(jié)構(gòu)的重要部位構(gòu)件輕微損壞,出現(xiàn)輕微裂縫,其他部位普通構(gòu)件及耗能構(gòu)件發(fā)生中等損害。
性能水準(zhǔn)5:結(jié)構(gòu)在預(yù)估的罕遇地震下發(fā)生比較嚴(yán)重的損壞,耗能構(gòu)件及部分普通構(gòu)件損壞比較嚴(yán)重,關(guān)鍵構(gòu)件中等損壞,有明顯裂縫,結(jié)構(gòu)需要排險大修。
4 結(jié)論
通過工程實(shí)例分析超高層住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:①PMSAP和SATWE計(jì)算結(jié)果的比較表明了SATWE計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基本可靠的;②采用合理的方法對部分樓層剪力進(jìn)行了調(diào)整,能夠有效確保工程抗震分析安全、可靠;③對剪力墻底部加強(qiáng)區(qū)采用中震設(shè)計(jì),能夠滿足住宅建筑的抗震需要。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞 高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);要素;設(shè)計(jì)要點(diǎn)
中圖分類號TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2013)88-0048-02
0引言
最近十幾年的時間,我國在高層建筑的建設(shè)領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就,而且越來越成熟。但是在發(fā)展過程中對于高層建筑的研究方面卻過多的停留在了對美學(xué)藝術(shù)等外在形式的追求上,而對于建筑的功能分區(qū)、空間組織布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面卻沒有足夠多的研究,在建筑技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)和自主設(shè)計(jì)能力有待提高,當(dāng)前我國許多著名的超高層建筑都是由國外的建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)的,我國在這方面與世界發(fā)達(dá)國家相比還有較大的差距,通過對結(jié)構(gòu)的深入研究可以幫我我們改善這種現(xiàn)狀,促進(jìn)我國高層建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的良好發(fā)展。高層建筑設(shè)計(jì)要素主要有以下幾方面。
1思想上重視概念設(shè)計(jì)
概念設(shè)計(jì)是指在施工過程中設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn),得到對對象的概念把握,而不采用任何數(shù)值方法。對于一些復(fù)雜的力學(xué)問題分析,設(shè)計(jì)師通過采用此辦法確定總體結(jié)構(gòu)方案,可以得到思路較為明確、方法較為簡單的方案,也可以有效避免設(shè)計(jì)后期階段的一些繁瑣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算。在實(shí)際過程中為了實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì),通常要注意以下幾個方面:
1)在設(shè)計(jì)過程中要注意選擇合適的結(jié)構(gòu)體系和形式,滿足各個方面的基本要求。并且同一個結(jié)構(gòu)單元應(yīng)該選用相同的結(jié)構(gòu)體系,保證建筑結(jié)構(gòu)的安全和規(guī)則性;
2)在實(shí)際情況中,建筑結(jié)構(gòu)的安全性能出現(xiàn)問題通常是由于計(jì)算簡圖的差錯造成的,所以在設(shè)計(jì)過程中要根據(jù)實(shí)際情況來確定合理的計(jì)算簡圖,合理正確的計(jì)算簡圖對于保證建筑結(jié)構(gòu)的安全有著重要的作用;
3)現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)發(fā)揮著重要的作用,設(shè)計(jì)計(jì)算軟件的出現(xiàn)為人們省去了許多不必要的麻煩,但是由于不同的軟件側(cè)重點(diǎn)不一樣,對最終結(jié)果的影響也不一樣,所以選擇合適的設(shè)計(jì)計(jì)算軟件也是十分重要的。如果選擇不恰當(dāng),不僅會在計(jì)算過程中浪費(fèi)大量時間精力,還有可能對設(shè)計(jì)結(jié)果造成一定的影響,為結(jié)構(gòu)的不安全因素埋下隱患。
2了解高層建筑結(jié)構(gòu)變形特點(diǎn)
在豎向荷載的作用下,高層建筑結(jié)構(gòu)的形變主要是豎向結(jié)構(gòu)部件的壓縮變形,在施工過程中,做好對基底應(yīng)力的調(diào)整。防止建筑基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。高層建筑的水平位移對高層建筑結(jié)構(gòu)的影響很明顯,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要做好對水平荷載的作用力的控制。
3做好地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要素
地基基礎(chǔ)是建筑穩(wěn)定的保證,要滿足承載力和沉降條件的需求。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之前,要對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境做一個詳細(xì)的了解,并要排除所有不利因素。根據(jù)高層建筑自身特點(diǎn)和所在地質(zhì)環(huán)境,確定地基基礎(chǔ)等級。
4結(jié)構(gòu)的軸向變形應(yīng)該引起足夠重視
由于高層建筑體量很大,自重也很大,在結(jié)構(gòu)中能夠引起很大的軸向形變,所以對建筑承受豎向荷載的能力要求也自然會提高。建筑的豎向荷載并不是一次性施加的,而是在建設(shè)過程中隨著高度上升自重不斷增大,對各部分的豎向荷載是動態(tài)變化的過程。對梁彎矩產(chǎn)生持續(xù)影響,在計(jì)算過程中要注意荷載動態(tài)變化,將每個步驟都處理好,計(jì)算出軸向形變值,對剪力和水平荷載力也要考慮在內(nèi),綜合確定構(gòu)建形變情況。
5充分考慮結(jié)構(gòu)的延展性問題
高層建筑與低層建筑相比,對外部荷載所產(chǎn)生的影響更加敏感,應(yīng)該有更好的柔韌性要求。過于剛硬性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對剛層建筑本身是一種損害,為了確保結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍然具有較強(qiáng)的形變能力,在構(gòu)造設(shè)計(jì)方面,要采取適當(dāng)措施,保證其延展性。
6在滿足要求的前提下,建筑應(yīng)選擇適宜的高度
在設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格控制建筑高度,高度不同,設(shè)計(jì)規(guī)范參考要求不同,施工技術(shù)也不同。在滿足要求的前提下,要盡量控制高度。建筑高度過高不僅會為施工帶來諸多麻煩,還會引起建筑材料的不充分利用,由于大多數(shù)高層建筑和超高層建筑的外層并沒有過多的保護(hù)設(shè)施,建筑本身能耗太大,造成資源的過度浪費(fèi),而且會對周邊環(huán)境產(chǎn)生許多不可避免的影響,對我國的節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施也產(chǎn)生了一定的影響。
7建筑材料和結(jié)構(gòu)體系的選擇
當(dāng)前我國建筑大部分是采用鋼筋混凝土作為建筑材料,在地震高發(fā)地區(qū)也是如此,而在國外則主要采用鋼結(jié)構(gòu)來減少地震的破壞。高層建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要承受的剪力很大。所以要增大結(jié)構(gòu)的剛度來實(shí)現(xiàn)抗剪力能力的提高。在高層建筑中,根據(jù)我國現(xiàn)狀,盡量采用鋼骨混凝土、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu),達(dá)到減小柱斷面尺寸,并改善抗震性能。鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)對于減小風(fēng)荷載影響有很大優(yōu)勢,尤其是適宜作超高層建筑的結(jié)構(gòu)骨架。
8建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算
在高層建筑中,為了實(shí)現(xiàn)對建筑環(huán)境的美化所增加的不在主體承重骨架體系之內(nèi)的部分叫做非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。由于高層建筑受到的風(fēng)荷載和地震荷載很大,在設(shè)計(jì)計(jì)算中要充分考慮各方面的因素,尤其是對高層建筑屋頂結(jié)構(gòu)部件的計(jì)算。必須要嚴(yán)格遵守規(guī)范中的各項(xiàng)要求,保證建筑安全性。
9結(jié)論
總之,在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,首先要充分重視概念設(shè)計(jì)的重要性,并根據(jù)實(shí)際情況做好結(jié)構(gòu)的分析,同時要設(shè)計(jì)多個方案思路并進(jìn)行比較選擇,選擇出最佳結(jié)果。設(shè)計(jì)要綜合考慮多方面的因素,并且要針對各種影響因素制定出相應(yīng)應(yīng)對措施。要嚴(yán)格遵守各種相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和法律法規(guī),正確處理對待結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要素和難題,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。通過研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素,可以使我國高層建筑的建設(shè)工藝更加成熟,更好地服務(wù)于我國的現(xiàn)代化建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:高層建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);對策
中圖分類號:TU973文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-0038(2015)51-0054-02
1前言
近20年來,城市建設(shè)步伐的加快、經(jīng)濟(jì)的崛起,使我國的高層建設(shè)發(fā)展取得了舉世矚目的成績,出現(xiàn)了金茂大廈、深圳平安國際金融中心等超高層建筑。這對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說是一個更大的挑戰(zhàn)。文中主要介紹了我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀,并針對一些問題提出了相應(yīng)的對策。
2高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
高層建筑有利于節(jié)約用地,縮短開發(fā)周期,從而減少各方投資、加快城市建設(shè),帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。當(dāng)建筑的高度超越一定程度的時候,它的建造在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)應(yīng)用等都發(fā)生了質(zhì)的變化。同時,高層建筑在設(shè)計(jì)、技術(shù)上也有許多不同于一般建筑的問題需要加以考慮和解決,下面就我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀,包括需要注意的幾個問題進(jìn)行討論:
2.1高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
目前,我國高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則主要包括四個方面:①結(jié)合實(shí)際情況,科學(xué)合理選擇基礎(chǔ)方案;②選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡圖;③選擇合適的、高效的計(jì)算工具;④統(tǒng)籌各方面的可行性,選擇科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。
2.2結(jié)構(gòu)體系
現(xiàn)在我國高層建筑結(jié)構(gòu)體系主要分為六大類,包括框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框—筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系,其中前三者較常應(yīng)用于低于250m的一般高層建筑中,而后三者常見于超過250m的超高層建筑中。
2.3結(jié)構(gòu)材料
高層建筑所采用的材料可分鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)抗震性能較好,但造價高,而且防火性能差;混凝土結(jié)構(gòu)可塑性強(qiáng),但也存在諸如質(zhì)量大、構(gòu)件尺寸大等缺點(diǎn);鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)則是將鋼與混凝土組合在一起的結(jié)構(gòu)類型,可以充分發(fā)揮鋼與混凝土兩者的優(yōu)點(diǎn),這使這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用相對較為廣泛。
2.4高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
控制好高層建筑的高寬比例,確保其穩(wěn)定性;注意考慮高層建筑在遇到風(fēng)力和地震力時所產(chǎn)生的水平側(cè)向力;設(shè)計(jì)要使建筑體型、平面、立面的質(zhì)量和剛度保持勻稱,保證整體結(jié)構(gòu)沒有薄弱環(huán)節(jié);注意地震、風(fēng)力、溫度變化和基礎(chǔ)沉降帶來的變形節(jié)點(diǎn)構(gòu)造;注意考慮周圍實(shí)際環(huán)境以及施工條件。
2.5高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題
2.5.1扭轉(zhuǎn)問題
建筑結(jié)構(gòu)的剛度中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)重心為建筑三心,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,尤其是在高層建筑設(shè)計(jì)時,要盡量使建筑三心匯于一點(diǎn),實(shí)現(xiàn)三心合一。如果沒有達(dá)到這個要求,三心發(fā)生扭曲,高層建筑由于其自身的特點(diǎn),很可能會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的問題,在水平力的作用下,使高層建筑的結(jié)構(gòu)遭到破壞,影響建筑質(zhì)量。
2.5.2抗風(fēng)結(jié)構(gòu)
由于高層建筑的高度原因,使得風(fēng)在建筑表面的流動性和空氣動力效應(yīng)很容易就發(fā)生改變,因此很可能會對高層建筑結(jié)構(gòu)中相對柔軟部分產(chǎn)生動力或者靜力形式的震動,這對于高層建筑的支撐結(jié)構(gòu)和裝飾結(jié)構(gòu)等都會產(chǎn)生較大的影響,所以在具體設(shè)計(jì)時要注意抗風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
2.5.3抗震結(jié)構(gòu)
在當(dāng)今高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,抗震結(jié)構(gòu)一直都是一個的難點(diǎn),往往由于各種各樣的原因,忽略對抗震結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)。由于高層建筑結(jié)構(gòu)本身較為復(fù)雜,使設(shè)計(jì)人員在抗震性能計(jì)算時,常常不是很精確,導(dǎo)致抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷,使高層建筑在地震中很容易遭受到強(qiáng)烈的破壞。
2.5.4高層建筑結(jié)構(gòu)嵌固端的設(shè)置問題
現(xiàn)在有很多高層建筑都有人防地下工程或者地下室,這就需要在地下室或者人防工程的結(jié)構(gòu)頂板處設(shè)置嵌固端,但是由于對嵌固端設(shè)置缺乏足夠的重視,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,常常忽略其細(xì)節(jié)問題,使高層建筑后期,在嵌固端設(shè)置上進(jìn)行大量修改,給建筑質(zhì)量帶來了重大隱患。
2.5.5短肢剪力墻設(shè)置問題
短肢剪力墻是墻肢的截面的高度和厚度比在5~8之間的墻,在高層建筑中,其設(shè)置應(yīng)當(dāng)要按照施工經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行,而且在其設(shè)置時往往有著眾多的限制因素,如某些墻肢僅有0.2m厚,而且在梁與墻的結(jié)合處,受鋼筋、暗柱以及端柱的影響,不但使設(shè)計(jì)的寬度難以實(shí)現(xiàn),而且可能造成梁的強(qiáng)度不足。而在較短的墻肢上設(shè)置短肢剪力墻,很可能會由于墻肢與異形柱在受力性能上的接近,致使截面抗扭性能不高。
3高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題的對策分析
3.1合理平面布局
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,水平荷載對建筑的重大影響、扭轉(zhuǎn)問題的出現(xiàn)一般都是由于三心未合一,使建筑物質(zhì)量分布不均勻。為避免這種情況的發(fā)生,就要求設(shè)計(jì)人員對高層建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)選用相對規(guī)則的簡單圖形,同時盡量避免使用L形、T形、十字形等平面圖形,避免建筑結(jié)構(gòu)突出部分過大,盡量確保結(jié)構(gòu)的對稱性。
3.2做好抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
針對高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。①基礎(chǔ)優(yōu)化。基礎(chǔ)牢固是抗風(fēng)性能的保證。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時可選用級配高級的砂石,在基礎(chǔ)持力層中加設(shè)抗拔錨桿;②增加耗能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,對一些非承重構(gòu)件可利用耗能構(gòu)件來抵消風(fēng)力對建筑的影響;③設(shè)計(jì)時要注意控制風(fēng)力引起的水平結(jié)構(gòu)內(nèi)力與風(fēng)力自身的疊加形成的更大的水平力,選用高性能混凝土進(jìn)行施工,抗衡這種疊加力;四是提高結(jié)構(gòu)承載力和抗風(fēng)力。首先對高層建筑結(jié)構(gòu)承載力、抗風(fēng)力進(jìn)行驗(yàn)算,然后以此為基礎(chǔ),制定出一個放大系數(shù),進(jìn)一步確保高層結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能。
4總結(jié)
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性技術(shù)工作,對于高層建筑的發(fā)展有著基礎(chǔ)性的指導(dǎo)意義。隨著科技技術(shù)的不斷進(jìn)步,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也將會獲得更好的發(fā)展前景,要求也會越來越高。
參考文獻(xiàn)
[1]徐培福.復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005.
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關(guān)鍵詞:超高層建筑 綠色建筑 綠色策略
引 言
在當(dāng)前的建筑工程中,要做到人、自然和建筑的和諧統(tǒng)一發(fā)展要求,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境的協(xié)調(diào)一致發(fā)展,同時還要確保國民經(jīng)濟(jì),人類社會和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。超高層建筑作為城市化發(fā)展的標(biāo)志,也是城市綜合實(shí)力的體現(xiàn)。在我國,由于城市化起步晚,超高層建筑設(shè)計(jì)可以說是一項(xiàng)嶄新的設(shè)計(jì)內(nèi)容,是城市空間中的一道獨(dú)特風(fēng)景。超過層建筑設(shè)計(jì)現(xiàn)階段的工作中越來越注重對綠色策略的引用。
1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
新世紀(jì),人類面臨著資源危機(jī)和氣候變化的雙重挑戰(zhàn),而超高層建筑在這兩種挑戰(zhàn)下就顯得尤為重要,在工程項(xiàng)目的施工設(shè)計(jì)中對節(jié)能、低碳、環(huán)保和可持續(xù)化的應(yīng)用越來越受到人們的重視,建設(shè)綠色超高層建筑已成為社會發(fā)展的一種必然趨勢。在超高層建筑設(shè)計(jì)中是將節(jié)省地面資源和室外環(huán)境相統(tǒng)一,做到能源與節(jié)能的統(tǒng)一利用,節(jié)水與水資源的合理利用,材料資源的利用與室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的保證要求。
2、超高層建筑設(shè)計(jì)綠色策略應(yīng)用的必要性
在節(jié)能、低碳和環(huán)保等理念、相關(guān)政策及市場需求等多各因素推動下,建設(shè)綠色超高層已成為一種必然趨勢。在建筑全壽命周期內(nèi),比常規(guī)超高層建筑能耗顯著降低、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量顯著提高、對周圍環(huán)境影響顯著下降、高效穩(wěn)定運(yùn)行的低碳和可持續(xù)發(fā)展的超高層建筑。 可以看出,綠色超高層建筑無論從設(shè)計(jì)、施工、還是運(yùn)營角度都比普通超高層建筑效果改善。因此可以發(fā)展綠色超高層建筑真正能夠達(dá)到綠色、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展。
3、設(shè)計(jì)要點(diǎn)
科技的不斷進(jìn)步使超高層建筑發(fā)展很快,截止今天,我國已建成多棟的200米以上的超高層建筑。在節(jié)能、低碳的趨勢下,建設(shè)綠色超高層建筑已成為一種必然趨勢。然而,超高層建筑綠色生態(tài)技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用與普通綠色建筑有較多不同之處
3.1空間組織
在一個城市發(fā)展中,超高層建筑可以說是代表整個城市的發(fā)展水平,在城市化發(fā)展中具有著代表性和象征性。因此在超高層建筑設(shè)計(jì)中對于造型和空間組織的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。塔樓作為超高層建筑的主體部分,其在表現(xiàn)形式上往往都是對造型的決定因素進(jìn)行分析,要在設(shè)計(jì)中確保其造型能夠滿足人們的審美要求,構(gòu)思的獨(dú)特化和個性化要求。在目前超高層建筑設(shè)計(jì)中要本著綠色設(shè)計(jì)的理念,盡量少的采用大面積玻璃幕墻,從而減少光污染.減少形成高壓風(fēng)帶和風(fēng)口,并與周圍現(xiàn)有建筑相協(xié)調(diào),整體形成有韻律感的錯落關(guān)系,共同構(gòu)筑起豐富多彩的市界面。超高層建筑的裙房雖然對城市影響較小,但它對于街道的尺度和人情化空間的創(chuàng)造等方面卻有著重要的意義。裙樓立面設(shè)計(jì)不同于上部.通過不同形式的玻璃幕墻、實(shí)墻和廣告牌等元素的有機(jī)組合,使下部空間豐富多彩而生動。在主入口前設(shè)置下沉式廣場,與地下超市相連。使得地上空間引入到地下,擴(kuò)大了空間界面,非常富有情趣,給人留下深刻印象。獨(dú)特的廣場空間.以人和環(huán)境為設(shè)計(jì)重點(diǎn),不僅為公眾提供了一個舒適的休閑場所.而且使塔樓的形象特征更加突出。
3.2頂部設(shè)計(jì)要求
超高層建筑頂部是構(gòu)成城市天際線的重要因素之一,造型獨(dú)特的頂部設(shè)計(jì)對超高層建筑的整體形象起著畫龍點(diǎn)睛的作用,并成為林立在建筑群中區(qū)別于其他建筑的一個重要標(biāo)志。肘代廣場的頂部在白天透射出天空的湛藍(lán),晚上則成為燈塔,為市及拱北口岸帶來鮮明的標(biāo)志。其頂部與主體立面形成退臺,這就需要通過增加高度來進(jìn)行視覺修正。運(yùn)用”隱蔽”的手法:采用高高的女兒墻.精巧的屋頂,半透明的建筑材料將頂部的功能用房隱藏起來。頂部條紋在材料、色彩上和中段相呼應(yīng)。主樓的平面呈切邊三角形,為不等邊六角形,頂部則收縮為三角形,就象一顆璀燦的鉆石鑲嵌于屋頂,裝點(diǎn)著城市的天空。超高層建筑的頂部需要一定的功能用房。頂部不僅設(shè)置了設(shè)備用房,還特別設(shè)置了一個空中會所,集休閑、娛樂、餐飲于一體,即解決了隔熱、遮陽、改善室內(nèi)微氣候以及節(jié)約資源等功能.又使人能感到前所未有的大氣之感,一覽眾山小的氣魄.望盡市全景及拱北風(fēng)貌。
4、結(jié)構(gòu)體系
超高層建筑高聳挺拔,但對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無疑是個不小的挑戰(zhàn),地震作用是決定選擇其結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵。顯著提高工作和生活效率:超高層建筑將工作和生活設(shè)施適當(dāng)集中,一般性工作和生活問題在建筑內(nèi)部即可解決,極大地方便了人們工作和生活。根據(jù)超高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和不規(guī)則性,確定結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的合理性能目標(biāo),采用彈性、彈塑性的方法進(jìn)行分析,對結(jié)構(gòu)不同部位采取不同的加強(qiáng)措施。人為控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷順序和程度,達(dá)到合理的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。雖然鋼結(jié)構(gòu)體系在超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有很多優(yōu)點(diǎn),但其缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)大、耐火性差。因此,結(jié)構(gòu)體系為全現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu)體系,主樓平面呈切邊三角形,利用樓、電梯間墻體形成內(nèi)筒。
5、建筑節(jié)能多元化
超高層建筑的能耗為一般建筑的數(shù)倍,這是個綜合性的課題。包括:新能源的開發(fā)和應(yīng)用,選擇低能耗的設(shè)備,智能化的管理,有效利用自然資源和管理資源,使建筑和設(shè)備方面的壽命成本最小,減少污染并達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。從建筑設(shè)計(jì)角度講,群體布局、單體設(shè)計(jì)、構(gòu)造處理都是節(jié)能的關(guān)鍵。
生活熱水系統(tǒng)為全日供應(yīng)熱水,供應(yīng)對象為主樓8~20層酒店客房.附樓的酒店式公寓,裙樓內(nèi)的餐廳、廚房。熱源采用各自獨(dú)立熱泵機(jī)組及熱回收空調(diào)機(jī)組供熱。裙樓屋頂?shù)挠境?,員工的淋浴問采用太陽能熱水器供應(yīng)熱水。中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)置:地下1層超市,裙樓,主樓8~20層酒店客房,21層設(shè)備辦公層,52層空中會所,附樓8~28層酒店式公寓。主樓酒店客房及附樓的酒店式公寓均采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)的方式。為了盡量減少中央空調(diào)的使用.主樓22~50層高級公寓均采用分體空調(diào),方便自行控制,面積約35000平米,節(jié)能效果顯著。分體空調(diào)的室外機(jī)隱藏在”凹槽”處,立面用格柵遮擋,即美觀又實(shí)用。
6、結(jié)語
一項(xiàng)具有持久性意義的超高層建筑必定建立在整體性基礎(chǔ)上:它促進(jìn)環(huán)境優(yōu)化,而不是降低其質(zhì)量;它注重效益和效率,而不是徒具其表;它關(guān)心能源利用及可持續(xù)發(fā)展,并啟發(fā)進(jìn)步的美學(xué);它體現(xiàn)邏輯與形式統(tǒng)一,并推動技術(shù)的進(jìn)步,在有限的世界里創(chuàng)造出無限的空間。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:超高層建筑;鋼結(jié)構(gòu)施工;關(guān)鍵技術(shù)
中圖分類號:TU208文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
1.超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)體系分類
對于超高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言,應(yīng)按照建筑的使用功能、建筑高度、成本要求等設(shè)計(jì)要求,選擇合適的鋼結(jié)構(gòu)體系,以滿足不同的建設(shè)需求。超高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)體系主要有型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)體系、鋼砼結(jié)構(gòu)體系、巨型鋼結(jié)構(gòu)體系等。
其中型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是指鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)含型鋼的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)是以型鋼為鋼骨并在型鋼周圍配置鋼筋和混凝土的埋入式組合結(jié)構(gòu)體系,型鋼與其外包混凝土的結(jié)合使得兩種材料的強(qiáng)度都得到充分利用,在很大程度上提高了構(gòu)件的承載力、延伸性、耐久性以及抗震能力,是一種經(jīng)濟(jì)適用的鋼結(jié)構(gòu)體系;鋼管混凝土結(jié)構(gòu)體系是在薄壁鋼管內(nèi)填充普通混凝土,將兩種不同性質(zhì)的材料組合而形成的復(fù)合結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)利用兩種材料在受力過程中的相互作用,既改善了混凝土的塑性和韌性,又克服了鋼結(jié)構(gòu)易發(fā)生局部屈曲的缺點(diǎn);鋼砼結(jié)構(gòu)體系是在管柱外包裹鋼管材料,而管柱內(nèi)部填充混凝土材料的結(jié)構(gòu),在這種結(jié)構(gòu)下,鋼管壁對管內(nèi)混凝土形成剛性約束作用,防止混凝土的脆性破壞在減輕自重、方便施工方面具有極大的優(yōu)勢;巨型鋼結(jié)構(gòu)體系是由巨型梁、巨型柱和大型支撐等大型構(gòu)件組成的主結(jié)構(gòu),與由常規(guī)結(jié)構(gòu)構(gòu)件(如伸臂桁架、環(huán)帶桁架等)組成的次結(jié)構(gòu)共同工作的一種結(jié)構(gòu)體系,巨型鋼結(jié)構(gòu)體系主次結(jié)構(gòu)受力明確、布置靈活,不僅提供了超常規(guī)的高效結(jié)構(gòu)性能,也具有良好的建筑適應(yīng)性,很適合在超高層建筑中應(yīng)用。
2.有關(guān)超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)的分析
2.1鋼柱制作
超高層建筑中常見的鋼柱形式有箱形柱、圓管柱、十字柱等,圓管柱的制作過程相對而言較為復(fù)雜,它廣泛運(yùn)用于當(dāng)下最流行的巨型結(jié)構(gòu)體系之中。圓管柱一般是由鋼板通過卷圓、回圓等方式加工成型,然后采用合理的焊接技術(shù)拼焊環(huán)縫、縱縫,最后裝配并焊接內(nèi)、外環(huán)板、牛腿及吊耳等附屬結(jié)構(gòu)而成的。其圓鋼管的橢圓度、內(nèi)部圓環(huán)狀加勁板的加工精度將直接涉及到圓環(huán)狀加勁板與圓鋼管內(nèi)壁相交部位的全熔透角焊縫的間隙,關(guān)系到該部位焊縫的熱輸入總量,將涉及到該部位焊接殘余應(yīng)力的大小和產(chǎn)生鋼管樁母材層狀撕裂的傾向性,因此生產(chǎn)過程中必須對其制作質(zhì)量加以控制。
圓鋼管加工的關(guān)鍵不僅需要質(zhì)量穩(wěn)定可靠的厚鋼板、性能優(yōu)異的數(shù)控卷管設(shè)備及技術(shù)高超、經(jīng)驗(yàn)豐富的技師隊(duì)伍,還需要成熟的工藝及加工參數(shù)。鋼板采購時,必須選擇有信譽(yù)、質(zhì)量可靠的鋼廠,驗(yàn)收應(yīng)嚴(yán)格按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行;卷圓加工時,應(yīng)對其橢圓度、同軸度及直線度進(jìn)行實(shí)時測量,將偏差控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi);裝配焊接時,應(yīng)據(jù)焊接質(zhì)量驗(yàn)收要求開設(shè)合理的焊接坡口,選擇合適的焊絲、焊劑等輔材,并控制好焊接電流、電壓等參數(shù)。內(nèi)、外環(huán)板、牛腿及吊耳加工制作時應(yīng)考慮裝配間隙,拼裝時需依據(jù)圖紙尺寸在圓鋼管上進(jìn)行劃線定位,以確保裝焊過程順利進(jìn)行。
2.2地腳螺栓預(yù)埋
在高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中,所采用的螺栓一般包括普通螺栓與高強(qiáng)螺栓。在地腳螺栓預(yù)埋過程中,預(yù)埋位置的精準(zhǔn)性直接關(guān)系著鋼結(jié)構(gòu)整體安裝的質(zhì)量。因此必須嚴(yán)格控制標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)和基礎(chǔ)軸線,定位軸線的偏差往往在±2mm范圍內(nèi),標(biāo)高偏差在±5mm范圍內(nèi)。地腳螺栓預(yù)埋完成后,必須對其進(jìn)行復(fù)測,如果發(fā)現(xiàn)有偏差就需要進(jìn)行重新布設(shè)。
2.3構(gòu)件的吊裝
(1)吊點(diǎn)的選擇
吊點(diǎn)位置及吊點(diǎn)的數(shù)量,根據(jù)鋼柱的形狀、斷面、長度、重量、吊機(jī)的起重性能等具體情況確定。
一般鋼柱彈性較好,吊點(diǎn)采用一點(diǎn)起吊,吊耳放置在柱頂處,柱身垂直、易于對線校正,對線校正。由于通過柱的重心位置,受到起重臂的長度限制,吊點(diǎn)也可設(shè)置在柱的1/3處,吊點(diǎn)斜吊,由于鋼柱傾斜,但對線校正比較困難。對于長細(xì)鋼柱,為防止鋼柱變形,可采用二點(diǎn)或三點(diǎn)起吊。
(2)起吊方法
根據(jù)起重設(shè)備和現(xiàn)場條件確定,可用單機(jī)、二機(jī)、三機(jī)吊裝等。主要起吊方法有以下幾種:
①旋轉(zhuǎn)法:鋼柱運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場,起重機(jī)邊起鉤邊回轉(zhuǎn)邊使柱子繞柱腳旋轉(zhuǎn)而將鋼柱吊起。(注:起吊時應(yīng)在柱腳下面放置墊木,以防止與地面發(fā)生摩擦,同時保證吊點(diǎn)、柱腳基礎(chǔ)同在起重機(jī)吊桿回旋的圓弧上)。
②滑行法:單機(jī)或雙機(jī)抬吊鋼柱起重機(jī)只起鉤,使鋼柱柱腳滑行而將鋼柱吊起方法,在鋼柱與地面之間鋪設(shè)滑行道。
③遞送法:雙機(jī)或三機(jī)抬吊,為減少鋼柱腳與地面的摩阻力,其中一臺為副機(jī),吊點(diǎn)選擇在鋼柱下面,起吊柱時配合主機(jī)起鉤,隨著主機(jī)的起吊,副機(jī)要行走或回轉(zhuǎn),在遞送過程中,副機(jī)承擔(dān)了一部分荷重,將鋼柱腳遞送到鋼柱基礎(chǔ)上面,副機(jī)摘鉤,卸掉荷載,此刻主機(jī)滿載,將鋼柱就位。
(3)鋼吊車梁的吊裝
對于鋼吊車梁的吊升問題可以采用起重機(jī)來進(jìn)行解決,但如果遇到重量比較大的吊車梁就可以考慮采用雙機(jī)進(jìn)行抬吊了。在雙機(jī)進(jìn)行抬吊的過程中,需要注意位移的偏差,并且做好臨時標(biāo)高的墊塊的工作。除這些以外還需要進(jìn)行吊車梁的校正和固定工作,對于吊車梁可能出現(xiàn)偏差的位置需要進(jìn)行校正,如果是對標(biāo)高進(jìn)行校正可以在屋蓋吊梁之前進(jìn)行校正,如果這個時候是其它的項(xiàng)目正在進(jìn)行校正,則可以考慮在屋蓋安裝完成以后在進(jìn)行校正。
2.4鋼柱的安裝
在高層、超高層建筑中,作為主要豎向構(gòu)件,鋼柱決定著層高和建筑總高度必須要嚴(yán)格按照國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工驗(yàn)收。在鋼柱翻樣下料制作過程中,焊縫的收縮變形和豎向荷載作用下引起的壓縮變形對于鋼柱的使用性能影響很大,必須加以重視。要明確鋼柱翻樣下料長度和設(shè)計(jì)長度的區(qū)別,就算二者只差幾毫米也不能混為一談。同時,要嚴(yán)格按照編號正確安裝鋼柱,即使上下兩節(jié)鋼柱截面完全相等時也不能混用。安裝后要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)檢查驗(yàn)收,確保工程質(zhì)量。
2.5工地焊接
在鋼結(jié)構(gòu)焊接中,為最大程度降低焊接產(chǎn)生的應(yīng)力、減少焊接變形,通常情況下需要在平面內(nèi)由中心向四周擴(kuò)展。焊接前需要確定焊接的工藝和相關(guān)的參數(shù),以確保后期焊接工序的順利進(jìn)行。在鋼梁和鋼柱吊裝完成后,對兩者進(jìn)行焊接時必須確保鋼梁和鋼柱的安裝精度。焊接結(jié)束后,操作焊工往往需要打上操作者鋼印,并對其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),主要是依據(jù)設(shè)計(jì)總說明中的檢驗(yàn)要求進(jìn)行MT、UT、RT等探傷檢查,發(fā)現(xiàn)不合理的焊縫需要進(jìn)行返工修補(bǔ),從而提升鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。
3.對高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工的建議與展望
3.1超高層建筑吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工的建議
在進(jìn)行高層吊裝鋼結(jié)構(gòu)施工前,必須做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作,如對各個施工區(qū)域進(jìn)行全面的布置,根據(jù)每個工段的施工特點(diǎn)制定出科學(xué)的施工計(jì)劃,并協(xié)調(diào)好各個工序之間的上下銜接,確保后期施工的順利進(jìn)行。相關(guān)技術(shù)人員和施工人員需要對施工圖紙和有關(guān)資料進(jìn)行審閱,做好施工現(xiàn)場定位樁的測設(shè)工作。另外,在施工中需要確保施工質(zhì)量,嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行施工,嚴(yán)格控制每一工序中的細(xì)節(jié)問題,防止工期限制而造成的質(zhì)量安全隱患。其次需要根據(jù)高層建設(shè)的實(shí)際施工特點(diǎn),對施工設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的選擇,尤其是塔吊的選擇。
3.2嚴(yán)格施工之后養(yǎng)護(hù)制度
在超高層建筑的設(shè)計(jì)完成之后,在保證建筑產(chǎn)品成型之后,建立嚴(yán)格的保養(yǎng)制度就顯得尤為重要。在高層建筑的設(shè)計(jì)中采用鋼結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)架并且運(yùn)用到高層建筑中去,不僅能縮短施工周期,而且能改善鋼架結(jié)構(gòu)的施工性能。但是由于某些基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)使用表明,在配比、原材料、振搗控制嚴(yán)格的情況下,仍出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的問題。分析其原因,多為搶工期,養(yǎng)護(hù)時間嚴(yán)重不足。所以,建立嚴(yán)格的保養(yǎng)制度就迫在眉睫。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工人員,首先必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)體系,只有這樣才能使鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)滿足技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量的基本要求。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與低層、多層建筑結(jié)構(gòu)相比,有很多的不同之處,鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑的設(shè)計(jì)中具有更重要的位置,鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系直接關(guān)系到建筑平面的布置、立面體形、樓層高度、機(jī)電管道的設(shè)置、施工技術(shù)的要求、施工工期長短和投資造價的高低等。所以在高層產(chǎn)品完成之后,就必須對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)。在鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)、焊接點(diǎn)等位置都要進(jìn)行保養(yǎng),確保鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,確保高層產(chǎn)品的合理使用以及用戶的人身財產(chǎn)安全。
結(jié)束語
在超高層建筑中,鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。因此在實(shí)際的施工過程中,要加強(qiáng)對施工要點(diǎn)的質(zhì)量控制,落實(shí)施工工序,嚴(yán)格施工工藝,從而保證工程的整體施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:超高層建筑物;設(shè)計(jì);綠色策略
目前,綠色環(huán)保已成為各行各業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容,建筑設(shè)計(jì)行業(yè)當(dāng)然也不例外。尤其是在城市人口不斷增多的新時期,人們已經(jīng)不再局限于傳統(tǒng)的城市面積擴(kuò)大設(shè)計(jì)了,更多的是對城市立體空間進(jìn)行研究,以此來增加城市容積率,由此引發(fā)了城市超高層建筑物建設(shè)。在這種時代背景下,我們有必要對超高層建筑物綠色設(shè)計(jì)分析,指出了綠色策略在超高層建筑設(shè)計(jì)工作中的必要性,并探討相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
1 超高層建筑設(shè)計(jì)概述
21世紀(jì),人類面臨資源危機(jī)和氣候變化的雙重挑戰(zhàn),超高層建筑物在這兩大挑戰(zhàn)中占據(jù)關(guān)鍵地位,這也使得超高層建筑物綠色環(huán)保設(shè)計(jì)成為建筑設(shè)計(jì)工作的必然趨勢?;谶@種社會發(fā)展背景,我們有必要對超高層建筑設(shè)計(jì)中的綠色策略進(jìn)行分析。
1.1 超高層建筑綠色設(shè)計(jì)趨勢
在人類社會發(fā)展進(jìn)程中,人類曾經(jīng)做出了許多改造自然的活動,其中大部分社會活動都給生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。一直到今天,環(huán)境問題已成為人類生存和發(fā)展中面臨的首要問題,保護(hù)環(huán)境也成為當(dāng)今社會持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)性原則。綠色作為環(huán)保的代言詞,它在各行業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,建筑領(lǐng)域當(dāng)然也不例外,綠色建筑、生態(tài)建筑等發(fā)展理念和方向早已不再陌生,成為當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的關(guān)鍵方向。尤其是近年來,隨著超高層建筑物高度的增加和建筑物數(shù)量的增多,實(shí)施綠色環(huán)保設(shè)計(jì)勢在必行,也是建筑設(shè)計(jì)行業(yè)未來發(fā)展的關(guān)鍵方向。在這個時候,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時候要做到充分利用現(xiàn)有土地資源,加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì),大力開發(fā)新能源、提高節(jié)能效益和水資源利用率。
1.2 超高層建筑設(shè)計(jì)綠色策略應(yīng)用的必要性
近年來,節(jié)能、環(huán)保和低碳理念已成為當(dāng)今市場發(fā)展的必然,也是市場需求推動下產(chǎn)生的一種特殊趨勢。高層建筑作為建筑業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路,建設(shè)超高層建筑與普通高層建筑相比節(jié)能效果顯著、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量保障程度高、低碳效果突出等特征。由此可見,綠色超高層建筑無論從設(shè)計(jì)、施工還是運(yùn)營方面都有著顯著效果,因此可以在發(fā)展中真正的達(dá)到綠色、生態(tài)、環(huán)保的發(fā)展要求。
2 超高層建筑設(shè)計(jì)綠色策略應(yīng)用要點(diǎn)
就國外超高層建筑綠色環(huán)保設(shè)計(jì)分析,其最早出現(xiàn)于二十世紀(jì)六七十年代,當(dāng)時這種綠色建筑主要應(yīng)用在個人房屋設(shè)計(jì)中,政府和企業(yè)很少采用。直到二十世紀(jì)七十年代中期,綠色建筑逐漸發(fā)展為備受政府重視、關(guān)注的施工策略,并逐漸上升到國際層次。超高層建筑物作為特殊建筑結(jié)構(gòu)形式,它的整體高度非常大,就我國的超高層建筑結(jié)構(gòu)而言,大多建筑物的高度都超過了兩百米以上。這過大的高度使得建筑結(jié)構(gòu)中需要注重建筑物層次感的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),同時對其進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)中具有一定區(qū)別,這里我們可以從空間、頂部方面進(jìn)行討論和研究。
2.1 空間組織設(shè)計(jì)
通常情況下,超高層建筑在現(xiàn)代化大都市發(fā)展中具有標(biāo)志性意義,代表著整個城市發(fā)展水平和城市規(guī)模。因此在空間組織以及其外觀造型設(shè)計(jì)都需要高度重視,從內(nèi)容、特征等不同方面重視起內(nèi)容。為了更好的達(dá)到綠色、節(jié)能、環(huán)保的建筑節(jié)能要求,在超高層建筑外墻設(shè)計(jì)中盡可能的避免選擇玻璃幕墻,這主要是因?yàn)椴A粔Φ牟捎么蟠筇岣叱鞘泄馕廴境潭?,同時該幕墻容易受到風(fēng)力等自然因素的影響而產(chǎn)生其他質(zhì)量問題。在超高層建筑施工建設(shè)中,裙房設(shè)計(jì)相當(dāng)關(guān)鍵,雖然這類房屋對城市市容影響較小,但是它對街道的尺寸、人情化空間的創(chuàng)造意義非凡。一般來說,裙房外表通常都用來置放廣告牌等色彩鮮艷的標(biāo)志,這給裙樓立面設(shè)計(jì)提出了新要求。
2.2 頂部設(shè)計(jì)
超高層建筑結(jié)構(gòu)由于本身高度高的特征,因此其頂部設(shè)計(jì)可謂是構(gòu)成城市天際線的重要因素,這就要求超高層建筑物設(shè)計(jì)中高度重視頂部設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出能彰顯建筑風(fēng)格、城市品位的產(chǎn)品。對于超高層建筑結(jié)構(gòu)頂部設(shè)計(jì)而言,獨(dú)特的設(shè)計(jì)風(fēng)格對整個建筑物形象來說有畫龍點(diǎn)睛的作用,并且使得建筑物在形形的建筑群中更好的區(qū)別于其他建筑物。如要使超高層建筑的頂部在白天透射出天空的湛藍(lán),晚上成為燈塔,其頂部與主體立面形成退臺,這就需要通過增加高度來進(jìn)行視覺修正。運(yùn)用“隱蔽”的手法:采用高高的女兒墻,精巧的屋頂,半透明的建筑材料將頂部的功能用房隱藏起來。頂部條紋在材料、色彩上和中段相呼應(yīng)。主樓的平面呈切邊三角形,為不等邊六角形,頂部則收縮為三角形,就象一顆璀燦的鉆石鑲嵌于屋頂,裝點(diǎn)著城市的天空。若在頂部不僅設(shè)置設(shè)備用房,而且再設(shè)置一個空中會所,集休閑、娛樂、餐飲于一體,即解決了隔熱、遮陽、改善室內(nèi)微氣候以及節(jié)約資源等功能,又使人能感到前所未有的大氣之感,一覽眾山小的氣魄,望盡全市風(fēng)景。
2.3 結(jié)構(gòu)體系
超高層建筑的應(yīng)用缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面:一,超高層建筑的樓層數(shù)量比普通建筑多得多,這樣一來,超高層建筑在運(yùn)行時消耗的各類能源總量也會隨之增多,不利于生態(tài)環(huán)保;二,超高層建筑的室內(nèi)環(huán)境相對較差,比如在建筑幕墻方面,現(xiàn)階段幾乎所有的超高層建筑都采用玻璃幕墻作建筑幕墻,這很容易造成光污染,降低建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量;三,超高層建筑抗震設(shè)計(jì)難度更大,設(shè)計(jì)不當(dāng)會造成建筑抗震性能降低,一旦發(fā)生地震,建筑內(nèi)部人員的逃生幾率會大大減小。
超高層建筑高聳挺拔,但對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無疑是個不小的挑戰(zhàn),地震作用是決定選擇其結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵。顯著提高工作和生活效率:超高層建筑將工作和生活設(shè)施適當(dāng)集中,一般性工作和生活問題在建筑內(nèi)部即可解決,極大地方便了人們工作和生活。根據(jù)超高層建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和不規(guī)則性,確定結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的合理性能目標(biāo),采用彈性、彈塑性的方法進(jìn)行分析,對結(jié)構(gòu)不同部位采取不同的加強(qiáng)措施。人為控制結(jié)構(gòu)在地震作用下的損傷順序和程度,達(dá)到合理的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。
2.4 建筑節(jié)能多元化
超高層建筑的能耗為一般建筑的數(shù)倍,這是個綜合性的課題。包括:新能源的開發(fā)和應(yīng)用,選擇低能耗的設(shè)備,智能化的管理,有效利用自然資源和管理資源,使建筑和設(shè)備方面的壽命成本最小,減少污染并達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。從建筑設(shè)計(jì)角度講,群體布局、單體設(shè)計(jì)、構(gòu)造處理都是節(jié)能的關(guān)鍵。
結(jié)束語
總之,在現(xiàn)代城市的發(fā)展進(jìn)程中,超高層建筑必將成為未來主要的城市建筑發(fā)展方向,為了減少建筑對自然生態(tài)環(huán)境的破壞,促進(jìn)綠色城市建設(shè)的發(fā)展,在進(jìn)行超高層建筑的設(shè)計(jì)中,必須要引入一定的綠色策略,通過對空間組織以及結(jié)構(gòu)體系等方面實(shí)施環(huán)保節(jié)能的技術(shù)措施,加強(qiáng)建筑的節(jié)能多元化發(fā)展。使超高層建筑真正成為一個具有節(jié)能、環(huán)保、綠色品質(zhì)、景觀特色以及實(shí)用價值的現(xiàn)代化城市建筑。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 :高層建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 問題 要點(diǎn)
一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1、水平作用是決定因素
首先,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)自重和樓面使用荷載在豎向構(gòu)件中所引起的軸力及彎矩的數(shù)值,僅僅和建筑高度的一次方成正比,但是水平作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾覆力矩和在豎向構(gòu)件中引起的軸力,與建筑高度的兩次方成正比;另外,對一些一定高度的建筑來說,豎向荷載基本上是固定值,但作為水平作用的地震作用和風(fēng)荷載卻是不確定的。
2、側(cè)移是控制指標(biāo)
和多層建筑不同,高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)側(cè)移是關(guān)鍵因素。隨著建筑高度的不斷增長,水平作用下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形也隨之迅速增加,結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移與建筑高度的四次方成正比。所以結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移必須要控制在一定限度之內(nèi)。
3、結(jié)構(gòu)延性成為重要設(shè)計(jì)指標(biāo)
延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后,在承載能力不降低或基本不降低的情況下,具有足夠塑性變形能力的一種性能,一般用延性比來表示。受彎構(gòu)件會隨著荷載的增加,首先受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)裂縫,出現(xiàn)非彈性變形。然后受拉鋼筋屈服,受壓區(qū)高度降低,受壓區(qū)混凝土被壓碎,最后導(dǎo)致構(gòu)件被破壞。
4、軸向變形也不容輕視
在高層建筑中,豎向荷載數(shù)值會較大,會在柱中引起很大的軸向變形,從而導(dǎo)致對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生一系列的影響,使連續(xù)梁中間支座處的負(fù)彎矩值變小,跨中正彎矩值和端支座負(fù)彎矩值變大,對預(yù)制構(gòu)件的下料長度也會產(chǎn)生影響,這就要求依據(jù)軸向變形計(jì)算值,對下料的長短做出相應(yīng)調(diào)整;另外對構(gòu)件剪力和側(cè)移也會產(chǎn)生影響。不考慮構(gòu)件豎向變形與考慮構(gòu)件豎向變形相比較,計(jì)算結(jié)果會偏于不安全。
二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題
1、設(shè)計(jì)人員基礎(chǔ)知識薄弱
在部分小型設(shè)計(jì)公司,有一些設(shè)計(jì)人員根本不了解施工工藝流程,離開設(shè)計(jì)圖庫和計(jì)算機(jī)作業(yè)根本不能設(shè)計(jì)和畫圖,缺乏施工現(xiàn)場設(shè)計(jì)代表的經(jīng)驗(yàn),不能以專業(yè)知識及經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)施工技術(shù)難題。類似于這樣一些純粹紙上談兵的建筑圖紙,充斥著低成本小型建筑項(xiàng)目市場,比如說拆遷項(xiàng)目返建等,最終導(dǎo)致建筑使用壽命縮短等大量技術(shù)隱患問題。
2、結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)不足,標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范推廣應(yīng)用落后。
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,普遍存在結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)不充分的情況。由于我國的地震帶分布不一,部分省市對于結(jié)構(gòu)抗震的要求較為忽視,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。比起日本和美國等在結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)領(lǐng)域成果突出的國家,我國的抗震概念設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的應(yīng)用推廣相對較為落后。
3、建筑物超高問題
隨著建筑物高度的不斷加大,在抗震性能和建筑質(zhì)量方面都面臨著更嚴(yán)峻的問題。出于高層建筑抗震性能的較高需要,規(guī)范對建筑物的高度作出了嚴(yán)格的規(guī)定,超高建筑在設(shè)計(jì)方面要確保滿足抗震的要求。在目前的高層建筑市場中,仍然存在著建筑超高但沒采取更嚴(yán)格的措施的問題。
4、短肢剪力墻的設(shè)置
短肢剪力墻是指墻肢截面高度與厚度之比為5~8的剪力墻。近年興起的短肢剪力墻結(jié)構(gòu),雖然有利于住宅建筑布置,也可減輕結(jié)構(gòu)自重,但在高層住宅中,剪力墻肢不宜太短,因?yàn)槎讨袅Φ目拐鹦阅茌^差,地震區(qū)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不多,為安全起見,高層建筑結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用全部為短肢剪力墻的剪力墻結(jié)構(gòu)。
三、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1、地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)已經(jīng)得到結(jié)構(gòu)工程師的重視,這不僅由于該階段設(shè)計(jì)過程合理與否將直接影響到后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行,也是整個項(xiàng)目成本的決定性因素。因此,這個階段,存在的問題可能會很嚴(yán)重,也甚至?xí)斐刹豢晒懒康膿p失。高層建筑應(yīng)根據(jù)整體布局來選可滿足承載力和變形的要求、并可以調(diào)整不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。高層建筑宜設(shè)置地下室以減小地基的附加應(yīng)力和沉降量, 有利于滿足天然地基的承載力和上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。此外,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意本地的規(guī)范的重要性。
2、建筑結(jié)構(gòu)受力性能
對于最初的建筑設(shè)計(jì),建筑師考慮更多的是建筑的空間組合,而不是詳細(xì)地確定其具體的結(jié)構(gòu)。建筑物底面建筑空間的形式在水平方向和垂直方向的穩(wěn)定性是非常重要的,因?yàn)橐恍┙ㄖ锸怯捎执笥种氐慕M合物來組成,因此結(jié)構(gòu)必須能將它本身的重量傳至基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)的荷載總是向下作用于基礎(chǔ)面的,而在建筑設(shè)計(jì)中的一個基本要求是要理清所選擇的體系中向下的作用力與地基土的承載力之間的關(guān)系,因此在建筑設(shè)計(jì)階段,就有必要對主要承重柱和承重墻的數(shù)量和分布做出整體構(gòu)想。
3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問題
建筑結(jié)構(gòu)的幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心即為建筑三心,建筑三心盡可能匯于一點(diǎn),即三心合一,這是是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)問題就是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中沒有做到三心合一,在水平荷載作用下結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng)。為避免建筑物因水平荷載作用而發(fā)生的扭轉(zhuǎn)破壞,要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和平面布局,盡可能地使建筑物做到三心合一。在水平荷載作用下,高層建筑扭轉(zhuǎn)效果的大小取決于質(zhì)量分布。為使樓層水平力作用沿平面分布均勻,減輕結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動,使建筑平面盡可能采用方形、矩形、圓形、正多邊形等簡面形式。在某些情況下,由于街景與建筑空間的限制,高層建筑不可能全部采用簡面形式,當(dāng)需要采用不規(guī)則T形、L形、十字形等比較復(fù)雜的平面形式時,應(yīng)將突出部分厚度與寬度的比值控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi),同時,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布局時,最大可能使建筑狀態(tài)的結(jié)構(gòu)是對稱的。
4、建筑高度、高寬超限問題
現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。某些高層建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規(guī)范限值,甚至個別建筑高度和高寬比均超出規(guī)范限值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,對于建筑的高度、長寬比和尺寸的復(fù)雜程度超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的高層建筑,應(yīng)按超限高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時,另一點(diǎn)不容忽視的問題是,建筑適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外,還與場地類別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān),當(dāng)位于Ⅳ類場地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時,其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。
5、抗震設(shè)計(jì)要求更高
高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震設(shè)防要求,需要正確計(jì)算正常使用時的豎向荷載和風(fēng)荷載,應(yīng)當(dāng)具有良好的抗震性能。
6、概念設(shè)計(jì)和理論計(jì)算具有同等重要性
抗震設(shè)計(jì)有兩部分:計(jì)算設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)。雖然分析手段在不斷提高,分析的原則在不斷完善,但由于抗震設(shè)計(jì)計(jì)算是在一定的假想條件下進(jìn)行,而地震作用具有很大的復(fù)雜性和不確定性,同時地基土影響和結(jié)構(gòu)體系本身都極復(fù)雜,因此理論分析計(jì)算很有可能會和實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)。特別是結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段后,構(gòu)件局部可能會開裂甚至破壞,此時就很難用常規(guī)的計(jì)算原理去分析結(jié)構(gòu)。而高層建筑的概念設(shè)計(jì),諸多實(shí)踐證明,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著重要的意義。
結(jié)束語
高層建筑在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體系中已經(jīng)如此發(fā)達(dá),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)人員追求更加合理的力學(xué)模型和更新穎的建筑物結(jié)構(gòu)形式,在這一個方向上經(jīng)過高素質(zhì)高知識結(jié)構(gòu)的專業(yè)化人才不斷探索,我們可以期待,高層建筑在城市中的應(yīng)用將變得空前廣闊。
參考文獻(xiàn):
[1] 孫凱.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題及對策探討[J].價值工程,2011(06).