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高层及超高层建筑的定义(6篇)

栏目:实用范文

高层及超高层建筑的定义篇1

【关键词】超高层;混凝土结构;设计运用

随着超高层施工的不断涌现,围绕高层建筑的各种结构设计等相继而出,因此,要从多方面寻求超高层建筑混凝土施工的技术运用,围绕高层建筑在每一个环节的具体应用,从而实现对高层建筑混凝土施工工程的全面进步。

一、概括超高层建筑工程中混凝土结构设计的要求

1、降低混凝土的绝热升温

在遵循上述基本原则的前提下,还要考虑各方面的要求,降低混凝土的绝热升温。适当提高混凝土凝结的时间,防止产生温度裂缝等问题,在设计时,注重确保混凝土的强度,适当提高骨料以及掺合料的配比用量,在对相关的水化热进行测量的同时,降低单方混凝土中水泥的用量配比,减少造成裂缝的可能性。

2、注意配比设计的整体确定

在混凝土的配比设计上,根据具体的实际施工进行安排,在满足施工要求的前提下,适当考虑一些客观的因素,譬如天气、设备、运输方式等等,在此基础上,适当配备比拌和用水的设计,更好的确保混凝土的稳定性能,并在混凝土拌合之前,检测现场砂石料中的含水量,为更好的配备提供数据调整,如果变动矿物掺合料的掺量时,必须要根据浆体体积法再进行配比设计并进行调整,从而保证混凝土的质量。

二、分析超高层建筑混凝土结构设计的原则

1、保证平面的整体平整

在超高层建筑的混凝土结构设计中,要突出超高层建筑的整体规划,保证建筑的平面需要,还要思考在立面以及结构布置等多种因素,尤其是当前在抗地震以及各种地质灾害的影响方面,形成合理的传力途径,并形成上部结构的水平力与竖向力之间的相互平衡,更好的减少中断与迂回现象的产生。

2、安全性能的全面实现

在超高层建筑混凝土的结构设计中,要围绕安全第一的结构设计理念,尤其是突出整体的可靠性与牢固性,避免超高层建筑结构受到外力的影响而形成倒塌等现象,并且要确定好构件与构件、结构与结构之间的相互作用,形成质量第一的设计模式,并在设计过程中吗,考虑好结构单元与结构构件承载能力之间的关系,减少抗震防线,提升超高层建筑的整体安全运行能力。

三、探讨超高层建筑混凝土结构设计的具体应用模式

1、结构的平面与竖向布置

从结构平面布置上,规范要求平面宜简单、规则、对称,尽量减少突出、凹进等复杂平面。如图一,建筑平面有`较深的凹角,对抗震十分不利。我们结构试算时在凹角处增设拉梁,经计算加拉梁后结构周期由原来的1.23s,扭转系数为0.33改善为现在的1.27s,扭转系数为0.26。在不影响立面美观的前提下,拉梁的设置增加了结构刚度从而使结构的抗震性能得到改善,效果很好。另外,高层住宅通常将楼电梯间集中配置于中央部位以利于通风采光,为此从构造上我加厚了楼电梯间周边的楼板并提高了板的配筋率,采用双排双向的通长配筋以改善楼面因楼电梯间无板而产生的较大削弱。起初建筑方案如图二所示,经SATWE计算得出Y向刚度中心偏于形心下方2.3m。刚心偏下说明:平面的下部刚度比上部刚度大,下部竖向墙体较多而上部的横向墙体多。

2、结构计算参数的取用

1)周期折减系数

这一参数是考虑填充墙的刚度对结构的影响而设置的。对于砌块墙其受力早期弹性阶段刚度较大,会吸收很大的地震力,应通过设定周期折减0.7~1.0来放大地震力;对于轻质隔墙,其刚度有限,可设定周期折减为0.9~1.0。在剪力墙结构中,由于隔墙数量少且其刚度远小于钢筋混凝土墙的刚度,实测周期与计算周期比较接近

2)混凝土容重

程序缺省为25KN/m3,未包括构件的粉刷面层重量。根据工程的一般情况(按两侧抹灰)实际容重取27~29KN/m3(以200厚的墙为例:25+2X20X0.015/0.2=28)为宜。

3)水平力与整体坐标的夹角

在计算地震作用时,沿两个正交主轴输入。对于平面规则的结构,一般只需沿建筑物平面主轴方向输入即可。但对于相交角大于15度的L形、斜交、Y形等不规则的平面应选择各抗力构件两个主轴方向进行抗震作用计算。

4)连梁刚度折减系数

洞口上部与剪力墙相连的连梁由于刚度相对墙体较小,而承受很大的地震弯矩和剪力,配筋设计困难。在地震作用下连梁往往最先开裂进入弹塑性状态,此时连梁将把原来由其自身承担的地震作用卸载给剪力墙。连梁刚度折减的目的就是要模拟这一现象,根据规范要求和工程经验,在8度地区,通常该系数取用0.55。在7度地区可能是风荷载控制,取0.7。

3、连梁的设计

在剪力墙结构计算中,连梁超筋是经常遇到的问题。常用的解决方法有以下几种:

1)首先对连梁的抗扭刚度进行折减,一般取0.4。

2)增加洞口的宽度以减小连梁刚度。这种方法虽然能够有效的改善连梁超筋问题,但在实际施工中,还要用砌块或其他材料进行封堵,两种不同的材料在交接处很容易产生裂缝。虽然这样的裂缝对结构安全无影响,但用户可能因此产生不必要的误解。因此对于这类的结构洞我们用φ6@200的钢筋网片并浇筑混凝土。

3)增加洞口的高度,即减小连梁的高度。这种方法也能够减少连梁刚度,但在建筑的门洞上方应设门顶过梁。

4)如果程序选用的是TAT软件,那么可以在特殊梁柱定义菜单中,将超筋的连梁两端定义成铰接,让地震力由墙肢承担,连梁箍筋配足而主筋只承受垂直荷载和连梁剪力与跨度一半之积的较大值。

四、结语

超高层建筑中混凝土结构设计是一个综合性的技术运用方式,尤其是要在全盘思考的基础上,结合当前超高层建筑的总体需求,采取严格的措施,从混凝土结构设计的各项要求出发,注重施工过程中的稳定性,同时,注重对原材料的合理控制,包括钢筋的合理配备设计等等,考虑对于混凝土进行现场施工以及运输条件、养护作业等方面都是作为保证混凝土结构设计的关键因素,注重整体技术的全面提升,将具有深远的实践意义。

参考文献

[1]李华维;房屋建筑中大体积混凝土的施工方法和技术;现代装饰(理论);2012,05(8):12-13

[2]李晨;师磊;大体积混凝土施工问题浅析[J];建材世界;2010,05(9):9-10

[3]吴国信;某高层建筑考虑砂石垫层处理地基与筏板基础共同作用的工程实践;福建建筑;2010年05期

[4]刘金励;我国建筑基础工程技术的现状和发展述评[j];建筑技术,1997,28

高层及超高层建筑的定义篇2

关键词:超高层建筑;结构施工;模拟技术;最新进展;实践

根据近年来的经济发展呈现出稳步上升的情况,而在建筑行业中也出现了需要新技术以及新的施工方式,这对超高层的建筑带来良好的技术支持,同时使得我国在超高层建筑方面取得了较大的成就。由于超高层建筑具有细、高以及柔等特点,因此,在实际建设过程中就需要掌握好结构的承载能力以及抗震能力。文章重点分析超高层建筑在结构施工方面的模拟技术发展情况,并结合工程实践而做出具体阐述。

1超高层建筑中施工模拟计算情况

由于超高层的建筑在构建内力以及重力荷载方面十分重要,同时与实际施工过程也具有密切关系,因此,超高层建筑就需要通过模拟计算的方式而帮助人们把握结构施工情况,从而更好地提升我国超高层建筑的质量[1]。一般情况下,超高层建筑中的主体结构是根据一定的方式而逐层施工的,而增加在建筑结构方面的荷载力量也是逐渐增加的过程。当建筑完成其中一层的结构之后,而该层的恒荷载作用力也是同步完成的。但是从超高层建筑的整体结构分析可知,这种只有一次性施工而形成的刚度会对建筑结构的荷载情况产生较大的影响,如果没有根据逐层施工情况分析,此时在计算建筑中各层荷载的增加情况就只能通过一次性的方式完成,因此,在超高层的建筑顶层中有许多竖向会发生变形值,这与实际变形值之间具有较大的差异性[2]。超高层建筑建设过程中,一定要进行模拟计算书,并且在计算过程中要结合楼层增加情况而设计一定的框架梁,这能够帮助建筑分散压力,然后结合良好的施工方式而保障高质量的完成超高层建筑。

2模拟施工建设的方法

2.1采用逐层激活的方式

这一方式主要是为了能够更好地减少超高层建筑在施工过程中所导致的误差情况,因此,这就需要在设计超高层建筑中运用逐层激活的方式开展工作,并结合有限元软件的方式而将结构中对应的单元进行“杀死”,这就能够保障超高层建筑可以在荷载能力以及自重良好的条件下开展工作,此时结构所承载的属性是零[3]。接着根据具体结构的实际情况而进行施工,但是这需要在顺序方面做好安排工作,并能够通过逐层激活的方式而更好地提升超高层建筑承载重力的能力(见图1)。采用“生死单元”的技术主要是更好地消除超高层的建筑结构中刚度和荷载情况,并且还能够更好地保障建筑施工中能够有效地保障建筑的质量。通过这种方式建筑能够较为真实地掌握超高层建筑的情况,并为施工做好准备。

2.2分析分区激活的方式

一般情况下,一些超高层的楼中其高度会达到500米,而建筑的层数也有100多层,因此,在实际的施工之前,就可以通过模拟分区的方式而进行激活。这种方式就是讲超高层的结构进行分段处理[4],而其中的每个不同的区段都能够设计楼层,而实际施工中则主要是采取自下而上的方式进行依次激活,采用这种计算方式就能够帮助人们减少计算量,而且计算结果所出现的误差也不会太大。除此之外,超高层的建筑结构还在地面会增加一些措施,例如隔墙、吊顶、机电设备及幕墙等,这在无形中会增加了建筑结构的恒荷载压力,再加上建筑室内外的装修等都会增加压力[5]。然而采用分区激活的方式进行模拟可以将这些压力进行分散,从而减少了施工结构所需要承受的压力。

3结合工程实际进行分析

某市的瞭望塔建筑的主体是紧邻于中轴的景观大道,其组成部分是五个不同的直径和高低有一定差异的单塔而组成,其中最大的高度是244.5米。而每一个单塔则由一个圆柱形的塔身和顶部树冠的形状结合在一起,从而构成了景观的组成平台,在大厅的入口处,最大的高度是18米,而周围的上部中带有厚度大约是0.6米的夹层。由于大厅结构设计的是混凝土的结构,并采用注浆钻孔的方式进行施工,为了能够更好地增加建筑的刚度,则通过组合塔式的结构提升建筑结构的抗压能力,同时也更好地满足了建筑承受风以及抗地震的能力。但是由于框架结构需要具有良好的连接性,这就需要进一步提升建筑结构的刚度。通过模拟计算可知,就需要在基础沉降方面以及竖向变形等方面而设计良好的连接方式,最终能够充分保障建筑结构的稳定性,同时在建筑施工方面也极大地保障了建筑的质量。这个瞭望塔工程通过施工模拟计算之后,就沿着建筑高度大约是20米的位置分区进行建设,这就能够较好地保障了这一超高层建筑这的分塔和主塔间都能够具有良好稳定性,同时还设计了交叉的支撑方式,从而把五个独立的塔身能够保障建筑的刚度,进而使得建筑施工过程中能够更好地满足实际需要。

4结束语

文章主要结合超高层建筑在结构设计方面的实际情况分析结构施工问题,结合构建特征以及形式而制定出良好的施工顺序,并且能够更好保障超高建筑施工中受力情况,从而更好地提升超高层建筑的质量。在文章中结合最新的模拟技术进行分析,希望能够对我国今后在超高层建筑的结构设计以及模拟方面提供一定的指导价值。

作者:严虎单位:武汉时代建筑设计有限公司

参考文献:

[1]钟瑜晨,孙正博.型钢混凝土组合结构在超高层建筑中的应用研究[J].工程技术研究,2016,(5):105-106.

[2]姚攀.超高层建筑钢结构施工技术分析[J].住宅与房地产,2016,(27):170.

[3]万荣涛.浅谈超高层建筑钢结构施工技术[J].浙江建筑,2009,(3):33-37+58.

高层及超高层建筑的定义篇3

关键词:超高层建筑;工程管理;重难点

中图分类号:TU97文献标识码:A

引言

超高层建筑具有体型巨大、功能复杂、规格标准高等特点,因此具有一定的建设难度,而如何综合调动生产因素,进行有效的建筑工程管理在很大程度上决定了超高层建筑的质量。所以明确超高层建筑工程的重点难点,提高建筑管理水平刻不容缓。

1.超高层建筑工程管理的相关定义:

首先要明确相关的概念,只有这样,才能有利于下面的论述。所谓的超高层建筑,是指40层以上、高度100米以上的建筑物。对建设施工企业的企业规模资质、施工技术水平、人员管理素质、后期配套服务等都有着很高的要求,这也正是其建设也管理的难点所在。而所谓的建筑工程管理则是指通过对于成本、环境、技术、组织、质量、安全等生产因素的宏观调控,以最小的投入得到包括建筑质量和工程收益等方面最好的效益,进而达到利益的最大化,由此也可以看出建筑工程管理的重大意义。

2.超高层建筑工程管理的难点:

2.1超高层建筑建设的技术难点:首先谈谈设计方面的“软技术”:设计的合理性直接关乎到建筑的质量与品质,因此不能有丝毫大意。而超高层建筑由于具有体型复杂,功能多样等的特点,其设计本来就具有相当的难度,而现阶段超高层建筑的迅速发展,结构形式越来越复杂多样更是给超高层的设计增加了难度,所以同时兼顾稳定性、美观性与人性化的优秀设计并不多见。倒是一些因考虑不够周全细致和构造做法不统一进而造成使用功能不合理、结构设计浪费,施工图简单粗糙和施工技术薄弱造成的错误和浪费的情况时有发生。这也是限制我国超高层建筑发展的一个重要因素。

其次,谈谈施工中一些“硬技术”:超高层建筑中的施工“硬技术”包括钢结构安装与预制构件综合吊装、混凝土施工、楼地面的一次抹面工艺、高层栋预制混凝土外墙板的制作、外脚手及垂直运输和施工用水、用电和用气等等方面,由于建筑高度的增加,其中任何过程都存在着不少的难点与重点,而碍于篇幅限制,笔者将结合超高层钢结构工程施工技术进行简要说明。在高层钢结构工程的施工过程中,一般需要经历构件制造、工厂预拼装、构件出厂验收、运输、吊装、测量校正、结构焊接、压型钢板铺设、栓钉熔焊、楼板混凝土浇注等程序。只有各个环节都精准无误,才能配合良好,从而在一定程度上保障超高层建筑的质量。因此,要把各个步骤、各个细节做好:在进行钢结构构件制造前,要进行钢材及焊材的工艺试验,从而确保其规范性;在制造箱形钢柱、十字柱时要制定了切实可行的制作工艺,合理安排零件的组装顺序;而在焊接过程中应该注意焊接预热和焊后保温,满足焊缝后热处理的要求。

2.2超高层建筑建设的调控难点:这里的调控一方面指的是对于参与工程建设的人员的调控,另一方面指的则是对于工程建设所需要的机械或者原材料的调控。超高层建筑施工是一项特别强调建筑、结构、给排水、电气、暖通、智能化系统等各专业的配合的建筑工程,其这样的特性也就直接决定了其在调控上具有的难度,因为如此多不同的小规模施工同时进行,势必会有人力或者材料等方面的冲突,再加上现阶段不少超高层项目要么依然沿用传统高层建筑施工方案,采用传统施工技术和机械设备,落后与现代建筑业高速发展的步伐;要么忽视管理人员素质不匹配的情况,盲目引进国外先进施工生产技术的因素影响。与此同时,多数技术人员的水平还不够过硬,效率提不上去,且手工操作也具有一定的滞后性,技能得不到持续的更新。这些因素不仅降低了施工效率,延缓了完工的工期,更是限制了工程质量的进一步提高。

2.3超高层建筑建设的监理难点:监理方面的难点首先还是由于超高层建筑工程庞大,施工要素众多,施工材料复杂,施工人员素质参差不一等因素决定的,其次则是相关监理系统的合理性与有效性的作用结果。现阶段,由于我国超高层建筑工程的监理水平比较低下,以下情况还是时有发生:不少较高层的管理人员利用手中的职权以次充好,从而中饱私囊,比如将建筑钢材换成低等级的或是与某些商家达成不光彩的协议;相关的职权没有分明,这样一旦出现了问题就不能及时解决,还会出现相互踢皮球的情况,从而不利于工程的进行;施工现场的管理混乱,缺乏应有的安全警示牌,从而导致安全事故的发生;施工机械和材料没有进行有效的保管,机械出了故障也不知道,从而耽误工期,材料则会被人顺手牵羊。由此可见,我国的超高层建筑工程建立水平亟待提高。

3.超高层建筑工程管理的重点:

3.1工程开始前做好设计工作:这里的设计工作两个方面,其一是超高层建筑的结构设计,要做好这一点,就要聘请专业的人士进行建筑综合平面图和综合管线图的设计。因为建筑综合平面图是反映所有建筑与设备的综合信息图,它不但有土建构件的位置,还反映了设备在墙上需开的孔洞及建筑与设备的关系,而综合管线图则反映了所有管线位置、标高的图样。只有做好了这两个图的设计,才能有效的避免返工,从而节约工期,节约成本,这也是深化设计管理的意义所在。其二则是协同运作的组织集成设计,通俗说来也就是要根据具体情况,灵活应变,积极协调材料、资源、人员等各种因素的关系,在合适的时候将合适的人或物放在合适的地方,从而使工程进行的有条不紊,尽量减少冲突或意外事故的发生,从而达到利益的最大化。当然,要将前期的设计工作做好不是一项简单的工作,需要施工方在长期的实践中不断摸索和总结。

3.2提高施工人员的素质,注重技术难题的攻关:超高层建筑施工的技术问题一直是限制其发展的重要因素。因此要想提高超高层建筑的质量,就必须解决这一问题。笔者认为,可以从提高技术人员的素质作为突破点,因为只有技术人员的素质提高了,才能有效的提高施工质量。为此,一方面施工方可以聘请资深的专家进行专业的指导,从而解决棘手的问题,提高施工进度,一些规模较大的施工单位甚至可以设立自己的技术攻关团队,从而提高本单位的总体实力。另一方面,可以定期举办一些有关的技术讲座和开展一些培训工作,从而有效地提高工作人员的技术水平,为超高层建筑又快又好的被完成奠定坚实的基础。

3.3抓好工程的监理工作:要切实落实监理工作,对于管理层和施工层都要有一套行之有效的监理体系,只有这样,才能避免“内乱”。要想做好这点,首先就要明确职权,将责任与权限分配给具体的部门,部门再在自己的组织内部进行再次分配,最好做到人人都能了解自己的责权,并且将这些公开化和透明化;其次,对于管理者要做到制约其权利,不使其权利过于膨胀。对于施工人员,要做好监督其工作,避免偷懒、怠工或者顺手牵羊等情况的发生;最后,则是要对施工的机械进行管理,从而能够及时的发现问题,避免因机械问题带来的不便。与此同时,要采取有效的措施对于现场的安全进行管理,给施工人员发放有效的劳保装置,进行清除存在安全隐患的物品,从而避免安全事故的发生,避免由此造成的生命财产损失。

4.结语

超高层建具有工程浩大,结构复杂的特点,这就给其工程管理带来了不少的难点。如何解决这些问题,抓住重点就在很大程度上决定了超高层建筑工程的整体质量,所以施工方要在实践中不断总结经验,只有这样,才能建造出高水平的超高层建筑。

参考文献:

高层及超高层建筑的定义篇4

关键词:高层建筑发展展望

一、我国高层建筑结构发展的特点

1.建筑高度不断增加

新中国成立以前,我国具有代表性的高层建筑有22层高的上海大厦、24层高的上海国际饭店等;新中国成立后,建成了27层高的广州宾馆、114米高的广州白云宾馆;从20世纪80年代到上世纪末,高度超过150米的建筑更是高达100多栋;而截到目前,超过150米的高层建筑则多达200多栋,不少新建的建筑高度将超过600米。由此可见,我国高层建筑的高度在不断增加,这不仅一再突破高层建筑高度极限,而且带动了整个建筑行业的发展,代表着我国经济的飞速发展。

2.建筑结构复杂程度不断提高

各类高层建筑在发展过程中不仅高度不断增加,而且面对新时期客户需求程度不断提高,这要求高层建筑的建筑功能在建筑艺术和建筑造型等方面能够不断创新,只有这样,才能够更好地适应社会发展需求。随着我国国民经济发展的不断迅速,高层建筑物的个性化体现程度在不断提高,如楼板与外框结构仅通过若干点连接等。这些设计复杂的建筑物在理论上都超出了现行的设计标准,在以往的建设经验中都是没有的。特别是对于抗震的要求,需要在建筑物建设过程别考虑。在台风频繁的地区,还要充分考虑台风的因素,只有这样,才能够更好地应对新时期的发展需要。

3.机构以中钢―混凝土混合为主

国外的高层建筑结构多以纯钢结构为主,我国高层建筑结构则以中钢―混凝土为主。据不完全统计,在超过300米高的建筑中混合结构占到了三分之二以上,许多建筑结构为钢筋混凝土核心筒,外框为钢混凝土框。一方面,既保留了钢结构的技术优势,又保留了混凝土造价低廉的特点。另一方面,我国人力成本较国外较低,相比于纯钢结构采用混合结构更加具有经济方面的优势。

二、探究国内高层楼宇框架和设置标准

1.标准准则设置

20世纪90年代初,国内高层楼宇发展步入高速阶段,以往国家很少接触到建设高层楼宇,基于引领国内的建筑框架探究,1989年8月我国有关单位执行了《钢筋混凝土高层楼宇框架筹划与动工准则》,限定了高层居民楼宇钢筋混凝土内部框架至少为9层以上,并严密限定了高度的总体范畴:非防震区域或设防烈度6度时醉倒140m,设防烈度为7度时醉倒90m,设防烈度为8度时醉倒50m。之后的高层楼宇不断建造,1994年了《钢筋混凝土高层楼宇构成设计与动工准则》,决定将可行范畴上调至底部大领域剪力墙和筒体构成,可行高度也提升至190m。之后我国又出现了很多高层楼宇,所以国家在2003年了《高层建筑混凝土构成技术准则》:(1)加入了混凝土&钢混杂框架还有筹划繁杂高层楼宇框架的相关准则;(2)加入了最高等级防震的运算和建造对策;(3)加入了剪力墙――板柱的框架、具备诸多关系于短肢剪力墙的剪力墙框架的设计准则。

此外,出于维护建筑框架设计品质的宗旨,就那些特别的不满足标准条件的高层楼宇来说,由国家当局行政管理单位召集专业人士并设立审核委员会开展特别性调查,需要符合审核标准才能执行。根据我们的粗略计算,国内已审核了1000栋左右的高达120m以上的超级高层楼宇项目并合格通过。抗震设防专属性审核,能够给有关科技进步带来足够的证明,进而推动楼宇科技的进步。开展繁杂及超越性框架设计时,不再拘泥于“小震不损、中震能补、强震仍立”,所运用的证明和强化举措展现了以功效为基础的防震筹划理念。在审核超级高层防震性的时候,大量使用了中震弹性设计、模型振动台试验、大震驱动力弹性力解析、繁杂关键点解析与试验等全新的设计理念和解析、试行方法,使得其框架更稳固,提升我国的设计水准。

2.高层楼宇构成的设计探究

就防震探究事宜而言,基于国内高层楼宇大量使用了繁杂外形及融合性框架的特性,我国有关研究所、大学都开展了很多试行探究。借鉴震动台试行及模型静力试验,且使用多种电脑解析程序开展统计解析事务,达到了有关强化层、切换层、外形收缩、一体化构成等繁杂高层建筑构成的探究使用,给国内繁杂的高层楼宇设计带来了论证依据。在探究高层楼宇的进程中,开展了几百幢实际项目的模型震动台试行探究事项。经过试行宏观范例振动平台,观察框架的抗击震动功效,对比较虚弱的结构位置进行有宗旨性的强化性对策;很多项目开展了大幅度的部件、关键点的试验探究,基于验证框架设计的稳固性,并给设计带来了考证。

三、对我国高层建筑结构发展的展望

我国的高层建筑及超高层建筑具有超大功能、复杂程度高、设计水平高的特点,其规模和复杂程度在国际上都是具有非常高的水平的,并且新时期许多建筑物更是超过了现行的相关技术标准。在新的发展时期,高层建筑物还是必须在安全性着手,首先要在高层结构抗震设计理论和方法方面进行重点研究,使所开发的高层建筑物能够具有更强的抗震能力,要对结构的倒塌过程进行详细的试验,对安全性进行重点研究。其次要加强对高层建筑物结构隔震减振空制技术进行研究。当地震及台风来时,如何有效避免地震及台风对高层建筑的损害是非常值得研究的理论课题,特别是在隔震支持的抗拉问题上,更值得深入研究。最后要加强对高层混合结构的研究。通过建设更稳固的钢结构混凝土,使高层建筑物可以更好地发展对于我国社会经济具有非常重要的作用与意义。

参考文献:

高层及超高层建筑的定义篇5

关键词:超限高层;可靠度;转换梁

超限高层建筑工程是指超出国家和地方现行规范规程所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程,结构布置特别不规则的高层建筑工程,以及有关的政府管理机构文件中规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程[1]。超限高层建筑工程的认定主要从三大方面认定:建筑物高度,建筑物规则性和建筑物跨度,其中建筑物规则性超限又分为平面规则性超限和竖向规则性超限。

结构的可靠度是指结构在规定的时间内、在规定的条件下,完成预定功能的概率[2]。可靠度的设计是人们对在工程实践中影响工程结构设计、施工及使用过程中可靠性,即安全性、适用性和耐久性的不确定性因素认识的基础上逐渐发展起来的。

1工程概况

本工程位于广州市珠江新城,建筑用地面积4201㎡,总建筑面积为59099㎡,其中地上建筑面积46360㎡,地下建筑面积12739㎡,地面以上39层,建筑物总高度为128米。地面以下3层,主要为停车库及设备用房,其中地下3层及地下二层局部为核六级人防地下室。

本工程的设计基准期为50年,结构的设计使用年限为50年。建筑结构安全等级为二级,建筑结构防火等级为一级;地基基础的设计等级为甲级。

本工程抗震设防烈度为七度,Ⅱ类场地,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.10g,特征周期0.35s,抗震设防分类为丙类。

2结构布置及计算分析

本工程地下室顶板采用梁板结构,楼板厚度为180-200mm,地下室位置抗震墙厚度为600mm,楼、电梯间200mm。塔楼位置抗震墙,首层抗震墙厚度为600mm,楼、电梯间200mm,其余楼层剪力墙厚度为200~400mm。框支柱采用钢筋混凝土柱,有1000×1000,800×1000,1000×1200。转换梁采用混凝土梁800×2200。剪力墙及框支柱混凝土强度等级从C60~C30,梁板混凝土等级为C30~C25。本工程采用剪力墙结构,由于建筑使用功能的要求,局部结构竖向构件上下不连续贯通,需要进行竖向构件转换。考虑工程实际情况,在不影响建筑功能使用的前提下,在二层楼面设置转换梁进行竖向构件转换。

选用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件,并考虑偶然偏心地震作用、双向地震作用、扭转耦联及施工模拟,对结构进行计算分析。结构自振周期分别为3.98s,3.46s,3.06s,第一扭转周期与第一平动周期之比小于0.85。在50年一遇风荷载作用下最大层间位移角为1/1240。按规范计算的反应谱地震荷载下最大层间位移角为1/1070。考虑±5%偶然偏心下最大扭转位移比为1.33。因此本工程存在扭转不规则、凹凸不规则、局部剪力墙转换3项不规则,属B级高度的超限高层建筑。

3转换梁可靠度分析

结构可靠是指结构在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的能力,安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。与这一概念相对应,结构在规定的时间内和规定的条件下,完成预定功能的概率称为结构可靠度。结构可靠度是结构可靠性的概率度量。

根据《建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001》结构构件的可靠度宜采用可靠指标度量。在结构安全等级为二级,破坏类型为脆性破坏时,结构构件承载能力极限状态的可靠指标不宜小于3.7[3]。因此本工程中钢筋混凝土转换梁的可靠指标不宜小于3.7。

可靠度计算方法目前主要有一次二阶矩法,JC法,蒙特卡洛法,响应面法等。本文结合通用有限元软件ANSYS,利用其可靠度模块,采用实用的响应面法计算转换梁的可靠度[4]。其具体计算流程为:

(1)通过ANSYS中的APDL语言,创建宏文件,建立有限元分析模型,并划分网格,求解。在建立有限元模型时,需选取合适的单元进行分析。本文考虑转换梁和上部墙体共同工作,梁柱选用Beam188单元,墙体选用SHELL63单元。

(2)进入后处理/POST1模块,提取转换梁的拉力N及弯矩M,并定义结构的功能函数。受压纵筋面积取受拉纵筋面积的0.3倍,小偏心受拉的结构极限状态方程为=0。大偏心受拉。

(3)定义随机变量[5]。

(4)执行循环,拟合响应面函数。

(5)通过ANSYS响应面计算,采用最小二乘法拟合出结构的响应面函数Z。

(6)执行蒙特卡洛模拟,估算结构可靠指标。

通过计算分析,转换梁的可靠指标β为4.254,满足工程要求。

4结论

本文结合具体工程,利用通用有限元软件ANSYS及响应面法,分析了框支转换梁的可靠度,通用有限元软件分析结构可靠度将在工程领域得到更广泛的应用。

参考文献

[1]吕西林.超限高层建筑工程抗震设计指南[M].上海:同济大学出版社,2009

[2]赵国藩.工程结构可靠性理论与应用[M].大连:大连理工大学出版社,1996

[3]GB50153-2008工程结构可靠性设计统一标准[s].北京:北京科文图书业信息技术有限公司,2009

高层及超高层建筑的定义篇6

关键词:超高层建筑;施工;难点

中图分类号:TU208文献标识码:A

1、超高层建筑概述

超高层建筑投资大,建筑施工工期久,影响范围也比较大。因为其体积庞大、功能复杂,容纳人员多。一般城市最高层建筑物都会处于特殊地位,即所谓地标。

城市超高层建筑物也是区域经济的反应,是一个国家综合实力的展现。但是对于超高层建筑不仅造价会很高,其每天正常运行的费用也很高。除此之外,超高层建筑物的维护费用是高到惊人的地步。如我国上海金茂大厦的造价约为2万元/m2,每天的正常运行费用约数百万元人民币。其建设费用与维护费用之比约为1:3~1:4,而其使用寿命只用65年。单从这个角度看,完全失去了修建超高层建筑物的节约本意。但是城市地理条件的限制、经济的发展等,使得建造超高层建筑成为必然。超高层建筑对基础要求严格,施工精度要求高。

2、超高层建筑特征概述

对于超高层建筑物的定义国内外尚没有形成较为统一的看法,1972年的联合国建筑会议中对超高层建筑进行了较为权威的定义,它规定建筑总高度超过100m或者总楼层数超过40以上的建筑物即为超高层建筑。我国的超高层建筑与世界发达地区相比较为滞后,我国的第一座超高层建筑物出现于广州,即于1976年建成112m高的白云宾馆。伴随着我国经济建设的快速发展,全国各大中城市都具备了建设超高层建筑物的经济能力和施工条件。超高层的结构形式呈现多样化的发展趋势,现阶段超高层建筑物的结构形式已由最初常见的框架结构形式,转变为框架剪力墙结构、框架核心筒结构、剪力墙结构、框架结构等。超高层的建筑形式也由原来常见的钢筋混凝土结构发展为钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构,超高层建筑物的发展方向也面向更大、更深、更高、更负责、更齐全前进。由于超高层建筑物的高度决定了其结构的整体性、强度和稳定性要求更为严格,超高层建筑的施工技术较传统建筑物的施工技术相比之下,具有下述几点较为显著的特征:一是超高层建筑物的投资大,施工周期长,资金压力大;二是超高层建筑往往具有较为特殊的建筑效果与造型设置,导致结构施工技术难度和复杂度增大;三是超高层建筑物的地下结构复杂,基础埋深大,对地下结构和基础施工质量要求高;四是超高层建筑的作用空间较为狭窄,加大了施工操作的难度;五是超高层建筑物一般都位于较为繁华的市区,由于其交通、环保、施工场地的高要求给施工作业带来更多的困难。

3、超高层建筑施工过程之中的主要难题分析

3.1、设备系统方面

根据理论讲,如果受力计算足够精密,施工误差足够小,那么超高层建筑的高度是没有限制的。但是设备角度来讲,超高层建筑物不是简单的建筑物拉伸。在低层建筑物中的一般问题,在超高层建筑物中就需要特别注意和妥善处理。

(1)电梯

超高层建筑电梯速度快、载员多、运距远、使用时段集中,而且电梯动力来源必须保持不间断。如果发生电梯故障和事故,应急救援工作不能及时且难度大,会造成不可小觑的社会影响。

(2)消防

超高层建筑的消防设施安装需要高压水泵保证供水。由于超高层高度非常高,一般马力的水泵很难达到要求,而且能耗损耗非常大,其设计上也需要进一步研究。要求承包商对管道的冲洗试压要事先进行,保证无误。其中自动喷淋系统由于楼层高、支管较多、通路繁杂,冲洗过程应有专门人员检测,确保喷淋管网内洁净无污物,以保证安装最少的消防设施,满足正栋高层的安全使用。

3.2、施工方面

(1)深基坑工程

超高成建筑由于体积庞大,承重也非常大,需要有一个坚实的受力结构,即深基础。深基础需要挖至微风化岩层,首先进行基坑围护工作,降低地面水位,基坑内设置明排水。降低水位一般采用井点降水方法,此法要点是确定集水总管、滤管和泵的位置,保证降水系统高效进行。其次,是基坑开挖。土方开挖要分层进行,同时要保证基坑周围及内外两侧的排水工作。最后,人工挖孔部分。由于挖进深度比较大,所以地下存在很多安全隐患。做好基地安全措施,设置好安全区,以防物体坠落伤人。桩芯砼的浇筑必须一次成型且振捣密实,保证桩基础质量过关是超高建筑的基本保证。

一般超高层建筑物基础施工采用“逆做法”,此法在中国市场上已经得到比较广泛的应用。尤其是面对城市地下空间开发的不断兴起,对城市深基坑高层建筑施工区域,逆做法大大的减少了施工受约条件。其基本施工方法与传统施工方法不同,是先进行地面层结构施工,完成砖墙工程后,再上下同步进行上下部分的施工。这样不仅可以节约施工工期,也进一步保证了施工安全,同时解决了空间施工给城市环境带来的压力,此法为超高层建筑带来了不可限量的市场前景。

(2)钢结构施工技术

钢结构这类施工技术有着自身的明显优势,如工业化强度高、施工速度快等,因此,也得到了更为广泛的应用。在超高层建筑施工体系中,有很多种类型的钢结构,如钢筋混凝土组合结构、大跨度空间钢结构以及高层重型钢结构等。而钢结构的主要缺点就是其热传导性太好,这样一旦发生火灾时,钢结构就会给整个高层建筑带来毁灭性的破坏。

(3)地下室防水工程

超高建筑物地下室深度达、层数多、面积大、空间大。一方面,要满足建筑承载力及结构抗浮要求;另一方,面要满足地下室功能要求、停车位数量以及人防措施等。地下室防水工程主要是考降低地下水位以及防水混凝土材料,材料必须达到很好的抗渗要求。防水混凝土要注意做好养护工作,防止混凝土开裂,表面出现蜂窝等现象。

(4)混凝土工程施工技术

①施工工艺流程

配合比计算―原材料计算、外加剂配制―混凝土坍落度测定、试块制作―混凝土运输―泵送―布料―混凝土浇筑、振捣―泵和输送管的清洗、拆除。

②输送管道的敷设及楼层布置

工程输送垂直管道采用在楼层钢筋混凝土边梁上预埋铁件,然后用角铁焊接固定输送管;在楼面,输送管需搭支架及马道布置,而不能直接放在楼面上。布置水平管或向下的垂直管采用混凝土浇筑方向与泵送方向相反。

③混凝土的布料

采用独立式混凝土布料杆,方法是:先将它安放在支撑稳固的待浇筑楼板的模板平面上,一端与泵送混凝土输送管道接通,另一端接软管,由人力推动做水平布料。

④混凝土的浇筑

每层楼混凝土按二次浇筑,第一次浇筑柱,第二次浇筑梁板。柱浇筑高度大于3.0m的,在一侧或两侧模板开设门子板,混凝土从门子板处的斜槽或平台灌人模内,振捣器采用高频振捣棒从顶部插入振捣。按300mm~500mm厚分层浇筑,在有孔洞模板部位两侧应均匀下料,相对振捣。浇筑时应重点控制浇筑高度和振捣棒插入间距、深度、顺序。泵送混凝土时,应使料斗内持续保持一定量的混凝土(20cm厚以上),以免吸人空气,使转换开关阀间造成混凝土逆流形成堵塞。在泵送时,每2h换一次水洗槽,并检查泵缸的行程,发现有变化及时调整,泵送时,应随时观察泵送效果。

⑤劲性结构的浇筑

通常情况下,高度在300米以上的超高层结构形式采用钢筋混凝土及钢结构混合型的劲性结构,如果遇到钢结构内灌高标号混凝土,从进度方面考虑,无法采用塔吊浇筑,只能采取泵送浇筑,但将高标号混凝土一次泵送到300m以上难度非常大,因此需要提前进行高标号自密实混凝土配比试验和一次泵送的浇筑试验,根据试验的结果确定混凝土的配比及浇筑工艺。

4、超高层建筑施工的安全防护

4.1、超高层建筑施工的安全防护

超高层建筑的装修施工工期较紧,通常需要多个工种同时进行交叉作业,所以装修阶段的安全施工管理难度较高。为了保证施工安全,应注意做好以下管理工作:(1)实行管理责任制,分包单位负责管理自身的安全工作;总包单位对各分包单位的用电安全进行管理,保证装修施工用电安全。(2)对装修施工人员进行安全教育,当发现存在安全隐患时,应及时整改;在整改的过程中,建筑施工总包单位要进行有效监督检查。如在检查中发现安全施工保护措施没有达到规定的标准,则工程监理方应暂缓审批相关手续,并监督分包单位继续进行安全整改,当整改后的施工工艺与安全生产要求相符时,才可以进行审批。首先,应在建筑当中安装消防设施,以便可以及时扑灭明火。其次,为了杜绝火灾隐患,则应在施工前对相关人员进行培训,告知其消防常识;在培训之后要进行定期考核,以检查施工人员是否已经掌握了消防知识。第三,制定完善的施工动火安全管理制度。对于建筑施工中的幕墙安装以及电焊等工作,应严格按照制定的申请、批复、用火程序,并控制好作业人数,施工过程派专人监护以保证施工安全。

4.2、强化超高层建筑施工机械的管理

在对超高层建筑进行施工时,通常需要将施工材料运送至较高的位置,所以机械设备需要在高处实行垂直作业,一旦设备无法正常运行,则可能造成不可估量的损失。对此,在进行安全施工管理工作的过程中,应严格要求操作人员按照标准操作流程使用设备,并安排管理人员在施工时监督设备使用方法。

4.3、完善超高层建筑施工基础施工工艺

在进行基坑支护施工的过程中,应做好安全管理工作,从而保证安全施工。应在详细了解是否是有资质的设计单位进行设计的以及施工单位应按图施工和施工环境以及基坑深度的基础上严格按照施工方案进行施工,以保证开挖施工的顺利进行。如基坑深度在2m以上,应在基坑周围设置一定的安全防护基础设施,同时规定不得在坑槽附近堆放重物,以免引起事故。

4.4、超高层建筑安全施工管理实例分析

某工程主楼56层,总高241m。结构采用框架-核心筒结构体系,框架柱采用型钢混凝土柱,16层及37层为桁架层。施工过程中选择整体提升脚手架挂模板及筒子模作为核心筒剪力墙模板体系。核心筒内安装2台JCD260塔吊作为垂直运输工具,2台大功率混凝土泵直接泵送至263.1m。以上施工技术的成功应用,主楼结构顺利封顶。在对该建筑进行施工之前制定了相对完善的施工方案,在施工现场运用工具化进行辅助施工,使得整个施工现场井井有条,同时也能有效降低安全风险,强调了作业人员的操作规程,减少心理误差。

总之,随着城市人口的不断增加,城市超高层建筑不断涌现。同时也出现了很多超高公共建筑物,有的是作为地标,有的是为了满足城市需要,现在甚至很多城市的繁华程度很大程度上跟楼层高度挂钩。为了人们有一个良好和安全的居住环境,就要保证超高层建筑物的质量过关,让用户住得放心。

参考文献

[1]冯世基.谈超高层建筑施工消防管理[J].建筑安全,2013,03:57-60.

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