超高层建筑安全范文

导语：如何才能写好一篇超高层建筑安全，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词 超高层建筑；公共安全；智能化设计

中图分类号TU97 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0028-02

1 火灾报警系统与联动控制系统

超高层建筑作为地标建筑或重要建筑，其政治性，影响力远大于自身经济价值；因此保持超高层建筑自身安全性显得尤其重要。针对超高层建筑火灾扑救难度较大，火灾结果严重，因此将火灾预防和火灾处理作为火灾报警系统中重要组成部分。应采取智能化设计确保火灾自动预警系统科学性，从报警和消防措施两方面遏制火势蔓延，保障人身财产安全。

1.1火灾预警系统智能化设计

1.1.1报警系统

针对超高层建筑特殊性和安全性，在火灾预警系统内部，一般采取全智能火灾预警系统。当发生火灾或温度异常时，系统根据探测器回路传送的火灾探测系数上传至云终端并进行分析运算加以判断，温度异常即会发出火灾报警。

同时，控制器针对历史火灾可以智能存储火灾参数特点变化规律的功能，并与建筑自身现场传输回来的火灾探测器作比较，确定是否进行预警。

1.1.2联动系统

当发生火灾预警时，针对超高层建筑火灾影响严重情况，需对活在系统外部进行系统联动；通过火灾预警与保安监控系统联动效应，在火灾预发初期，通过预警系统和现场监控设备将现场火灾画面及时传到中央系统监控制，利用现场画面便于现场工作人员确认是火灾还是检测器误报。如果确认火灾，则立即采取切断电源，喷淋，排烟，广播，报警等一系列预警措施，在火灾初期进行广播，门禁系统，楼层控制等系统联动，将损失降至最小，完善整体火灾预警与联动系统稳定性和及时性。

1.2提升火灾预警及联动控制系统科学性与可靠性

火灾预警和相关联动系统在火灾处理中具有重要影响作用，系统可靠性决定火灾是否能得到及时控制。

1.2.1 在超高层建筑设计时火灾预警系统科学性和可靠性

主要体现在：1）预警器具有自检功能；2）预警系统可根据现场温度异常进行判断分析；3）采取集控中心报警系统；4）预警回路采取环形总线设计；5）关键设备采取双主机热备份系统；6）每10～15个预警探测器装设一个短路隔离模块，采用预警探测器与模块回路分开设置。

1.2.2 联动系统科学性和可靠性措施

联动系统在整个火灾系统占据核心地位；关系到火灾及时扑救和降低财产损失。因此提升联动系统可靠性应在以下几方面做好设计要点。

1）火灾预警系统与门禁，119报警台，高层建筑消防中心，中心控制台，电力配送中心进行联动效应，当一旦发出火灾警报，各联动系统在第一时间采取相应应急方案，确保人员和财产损失最小化；

2）对于喷淋泵，排烟扇，消防栓等重要灭火设备，为确保在火灾发生时可紧急使用，应考虑手动控制和多地联动等方式；在灭火时即可就地控制也可远程控制，自动和手动相结合使用，确保火灾及时扑灭，减少人员和经济损失；

3）在进行线路设计时，应合理设计管线，线路走向，在预警及联动系统线路走向设计时应避开对线路造成损伤的热源或地，确保消防设备和预警系统线路处于绝对安全环境中。

2 通信系统

超高层建筑因其建筑建设规模庞大，内部系统线路集成复杂，因此，超高层建筑通信系统一般由当地的电信运营商承建，为超高层或地标性建筑提供诸如：语音，视屏，数据图像等多媒体综合业务。在进行安全智能化设计时，应注重通信系统安全性设计，考虑用预留物理分开的双通信设备接入系统，满足同步数字光纤传输应用需求。

超高层建筑应根据职能分区不同和竖向分区特点，采取分级和分区设计形式。

1）根据职能不同，建筑内部应建立两级网络通信系统。为满足各类业务需求，提供便捷服务；一级通信网络系统由远程中心交换机等设备组成，为建筑物整体提供通讯业务。在酒店，商业，办公等区域应采用网络程控交换机的二级通信网络系统；

2）伴随网络信息化逐渐在超高层建筑中的应用，在现阶段高层建筑中逐步使用无源光通信网络接入技术。在建筑安全智能化设计过程中可将ONU（光网络单元）部署于避难室或地下室电信室内，管理接入各级层之间数据，语音业务传输。

3 安全技术预防系统

3.1人员管理系统

1）对高层建筑常客进行IC卡资料入库管理，常客持卡登乘各电梯，需IC卡通过数据库提供的基本信息进行图像和相关信息比对，禁止陌生面孔随意通行；2）加强来访人员身份登记管理，保安或前台人员 通过对讲机与被访单位进行确认。在安全敏感时期，可于大厅进行强制安检，防止非法人员入内。

3.2车库安检系统

从结构上来说，地下室是各机房设备所在地，也是高层建筑薄弱环节，因此加强地下室车库安全检测系统，并且车辆安检应同时匹配自动升降路障，防止车辆强行穿越，车辆安检系统可适用不同车辆，具备较高可靠性以及检测效率。车库安检系统可保证以电力为主要动力来源的消防设备和供电系统瘫痪造成的建筑物损坏。鉴于超高层建筑的重要性和影响力，加强地下室车辆安检力度是延长建筑寿命的有效保证。

3.3安防末端设施配置

为加强超高层建筑敏感部位安全建设，应考虑如下方面：

1）超高层建筑大型宴会厅，电影院，剧场的通风空调机房应安装门禁设施；2）针对洗手间安全盲点建设区域，可在门外走廊装置摄像预警探测器，门内装置传声器和报警系统按钮，敏感时期必要时进行强制检查；3）开水间，消防设施房，电力中心，锅炉房，发电机房等场所应装置门禁，明确进出人员身份，仅允许特许的相关职业工作人员进出，加强薄弱环节针对性管理；4）在疏散楼梯口处设置传声器和摄像头，并与监控中心联动，便于在发生安全事故时针对各层楼梯实际损坏程度进行人员紧急疏散，确保人员损失最小化。

参考文献

[1]朱杰，霍然，付永胜.超高层建筑火灾及安全系统设计研究[J].消防科学与技术，2007（1）.

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【关键词】超高层建筑；燃气管道；设计；安全

中图分类号：TU208文献标识码： A

一、前言

我国《民用建筑设计通则》GB50352―2005规定：建筑高度超过100m时，不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。超高层建筑燃气管道设计工作比较复杂，由于超高层建筑设计存在一定的难度，具有一定的危险性，所以，必须要进一步的探讨超高层建筑燃气管道的设计和安全问题。

二、影响超高层建筑燃气设计的因素

1.超高层建筑因体积和自重等因素，会远远大于普通建筑，其地基下沉对燃气引入管的影响较大。超高层建筑由于建筑以及设计的复杂性和特殊性，自然用到的材料就要多一些，这样就导致了其体积和建筑重量的增加，使得地基承受的压力自然加大，甚至会引起地基下沉，可能会使燃气管线受到一定程度的影响，造成弯曲现象，甚至会发生泄漏，这对于城市建筑物的影响是非常大的。

2.由于超高层建筑的高度较高，可能会造成燃气比重与空气比重的差异所产生的附加压头不足，这样就会使燃气难以得到有效的供给，影响燃气具的使用，影响城市人们的生产生活，因此，必须要进行合理设计和规划，克服高度障碍，保障燃气能够有效供应，提高人们生活质量。

3.由于超高层建筑燃气立管的自重所引起的压缩应力，这会减少管道的供给能力。同时由于内外环境的变化也会使管道伸缩，影响供给能力。

4、燃气管道管材选用。经过对各个地区的燃气公司的调查，高层燃气管材宜采用无缝钢管，连接方式焊接连接。高层建筑非常重视防火，镀锌钢管接性能不佳，螺纹连接易腐蚀，不宜作为高层建筑燃气管道管材。仅当楼层在15层以下时，可考虑用镀锌钢管螺纹连接。根据《城镇燃气设计规范》GB50028-2006第10.2.4条，“在屋面上的燃气管道和高层建筑沿外墙架设的燃气管道，在避雷范围以外时，采用焊接钢管或无缝钢管时其管道壁厚均不得小于4mm。”因此在设计人员设计时，首先确认燃气管道是否在避雷范围内。

三、超高层建筑燃气管道设计

1、超高层建筑的附加压力

民用燃气管线系统多采用楼栋调压箱后低压入户，在计算低压燃气管道阻力时，对超高层建筑立管应考虑因高程差而引起的燃气附加压力燃气的附加压力按下式计算：

H=9.8×（Pk-Pm）×h

式中：H――燃气的附加压力（Pa）；

Pk；Pm――分别为空气燃气密度（kg/m3）；

H――燃气管道起点至终点高程差（m）。

通过上式取Pk；Pm分别为1.205和0.7134可计算出H=4.818h，即高度上升一米，管道附加压力增加4.818Pa。我国一般民用燃灶具额定压力Pn为2000Pa，按GB50028-2006《城镇燃气设计规范》要求，燃气设备前的燃气压力应在0.75-1.5Pn范围内，即1500Pa-3000Pa范围内波动，仍能达到灶具燃烧的要求若超出此范围，则会出现燃烧不稳定，出现脱火、回火或不完全燃料产生CO气体，导致发生安全事故。按广东地区一般调压箱后压力为2200-2500Pa，取最不利因素，沿途管线无用气单位，管阻接近于0，压力表取100Pa计算，则最高用气点高程差在124米范围内灶具前压力仍小于3000Pa，故在超高层建筑（高>100米）中，不计燃气附加压力作用仍能满足供气要求，但为减少用户灶前压力波动范围，平稳供气，仍需采用分层变径，增加管道阻力来减少附加压力的影响。

2、超高层建筑地基沉降的影响

对于高层住宅的燃气引入管除了按《城镇燃气设计规范》进行设计外，还应该结合当地地质情况重点考虑超高层建筑沉降所引起的燃气引入管补偿问题，以防止燃气引人管由于建筑物的沉降而被挤压变形、断裂从而产生安全事故燃气引入管一般和建筑物成垂直布置并穿越建筑物的墙体，受力情况主要是由于建筑物沉降对管道所产生的横向剪切力。对于普通的民用建筑（10层以下、沉降量在50mm以下），一般采用大直径套管来抵消建筑物沉降对燃气引入管所产生的影响。而随着建筑物高度的增加，显然，一味地用增大套管直径的方法来消除建筑物沉降对燃气引入管的影响是不现实的。

3、超高层建筑燃气立管的温差影响

超高层建筑立管的自重和热胀冷缩产生有推力，在管道的固定支架和活动支架管道补偿等设计上是必须考虑的，否则燃气管道可能出现变形或拆断等安全问题。同时因为超高层建筑的燃气立管长，其伸缩量绝对值受温差影响也较大。管道的伸缩量按下式计算：

L=103×aL（t2-t1）

式中：L――为管道伸缩量（mm）；

a――为管材结膨胀系数；

L――为管道长度（M）；

（t2-t1）――为安装时与最冷或最热时温差。

四、超高层建筑的沉降安全问题的措施

超高层建筑一般整体较大，建筑基础所承受的静动载荷十分大，由此超高层建筑在某个层面上而言容易导致整体的沉降，超高层建筑的竣工后三年，建筑的沉降速度较大，大约可达到5~10cm。超高层建筑的沉降将导致燃气管道遭到破坏，最主要的由于建筑物内的燃气管道随着建筑物整体沉降，然而建筑物外部埋地或者架空管道则静止不动，由此在管道的引入处产生了阻止建筑物下沉的力。随着建筑物沉降的增加，燃气引入管受到的抗力增加，沉降达到一定的数值后，燃气管道将产生形变和断裂，最终导致燃气泄露，导致燃气供应中的事故。

超高层建筑沉降所带来的对燃气管道的不良影响，在超高层建筑的燃气管道设计中应综合考虑，并根据超高层建筑状况调整燃气管道工艺设计，从而实现更为优化的设计。也可在燃气引入管位置安装伸缩补偿管或者金属软管抵消超高层建筑沉降所带来的不良影响，由此超高层建筑的沉降过程中由于伸缩补偿管吸收相应的抗力，有效防止了燃气管道的断裂等破坏。同时对金属软管的引入，利用波纹管随着外力变化而挠变的特点，减少了燃气引入管位置所遭受的应力，由此实现了超高层建筑沉降力度的补偿，由此保护了燃气管道。金属波纹管补偿量较大、耐腐蚀、抗震、抗疲劳，具有良好的密封性、耐温性，同时使用时间较长等特点，由此在各行各业中实现了广泛的应用。

五、超高层建筑燃气管道设计的消防安全措施

1、防雷、防静电及防腐

超高层建筑燃气管道防雷设计必须针对直接雷击、雷电感应和雷电波侵入采取防护措施。设计中一般要求楼顶（包括转换层）燃气管道及阀门箱应与楼顶避雷带连接，其中楼顶管道与避雷带连接不得小于两处。避雷连接须采用不小于DN8mm的圆钢双面焊接，焊接长度大于圆钢直径的六倍以上，凡焊接处均须防腐。防雷接地装置的冲击接地电阻应小于10Ω燃气管道静电接地电阻应小于100Ω，管道及设备法兰连接一般采用铜片跨接，螺纹连接采用不小于DN8mm的圆钢作跨接，其间电阻值不应小于0.03Ω。

目前室外中压无缝钢管一般采用如下防腐程序：先进行彻底除锈，要求管表面呈金属光泽。先刷一道P207防腐底漆，再刷一道P205防腐底漆，再刷两道银粉漆，并刷黄色标志以示区别（5～8m）。室外低压镀锌钢管刷两遍银粉漆；室内低压镀锌钢管刷一遍银粉，低压也可以按具体情况选用无缝管。

2、燃气设计中安全设施的配备

燃气是一种易燃易爆的气体，燃气管道一旦发生泄漏、出现事故，尤其是超高层建筑人员密集，其伤亡和损失都很大，社会影响很深。因此在高层燃气设计中，对安全防火问题国家有着明确严格的规定。故在设计中应严格执行《城镇燃气设计规范》GB50028-2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2008）的有关规定。采取安全措施如下：在引入管室外设置燃气快速切断阀门。在室内管道上设置快速切断阀门及自动切断阀；在各用气点及管道经过的房间设置燃气泄漏安全报警装置，且自动报警系统与自动切断系统联动，并集中监控。其工作原理为：当空气中可燃气体达到一定浓度时，探测器即发出与可燃性气体在空气中浓度成比例的电信号，该电信号传送给报警控制器，报警控制器即显示该可燃气体浓度，当被测可燃气体浓度达到或超过设定的报警浓度时，报警控制器即发出报警并启动有关开关控制信号，提示监控人员采取安全措施或启动自动控制装置，切断气源，从而起到保障安全作用，避免重大火灾爆炸事故的发生。

六、结束语

总而言之，我国超高层建筑燃气管道设计工作一定要考虑到超高层建筑的特殊性，针对超高层建筑的特点展开分析，由此提高超高层建筑燃气管道的设计效果和安全性能。

【参考文献】

[1]严铭卿等.燃气工程设计手册[M].中国建筑工业出版社，2009.

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关键词： 超高层建筑结构；经济性；安全性

中图分类号：TU97文献标识码： A

最近几年来，我国的经济建设取得了举世瞩目成绩，各地超高层建筑层出不穷。据相关部门统计，我国每5天就有一座超高层建筑封顶，按照这个速度，我国未来10年内，将以1318座超高楼的成绩超越美国，成为全球第一。

超高建筑的特征为楼层高、建筑面积大、由于施工周期长，投资大，而这其中的结构造价往往就占了30%-35%，因此，针对超高建筑的结构造价，有利于降低投资成本。同时，也有助于推动全球可持续发展和绿色建筑的发展。本论文将从结构设计角度，对超高层建筑结构造价及安全性进行研究。

一、各种超高层建筑体型的安全性和经济性研究

1、高宽比型

在其它条件相同的情况下，超高建筑于风荷载作用下的建筑物基底倾覆力矩和建筑高度的平方成正比例，同时，其顶产的侧向位移和高度的四次方也成正比。超高层建筑的高宽比比普通建筑多出许多，其面临的最大问题便是抵抗水平力和侧移能力，因此，在超高层建筑的设计中，适当地增加宽度的方法能提高其安全性。

2、锥形化体型

锥形化体型的超高建筑，可通过截面在伸高过程中的收缩来降低风荷载作用下的漩涡脱落及横风向效果，同时提高结构抵抗水平力效率，从而有效地抵抗倾覆力矩和提升结构抗侧力的刚度。因此，锥形化体型的设计本身便具有抗风荷载力的安全性，属于具有较强安全性的设计，巴黎埃菲尔铁塔和上海东方明珠电视台都要是这样的结构，实现了建筑的美观性和安全性。

3、抗风体型

超过150m的建筑，都会受到风力的影响，因此，风荷载是超高层建筑主要的安全控制因素。在设计的过程中，可以采取“御风”体型或者“扭转”体型的设计来增加风荷载。

（1）“御风”体型

可通过建筑物高区立面开设洞口的方式来降低迎风面面积，将有助于降低基底风荷载和倾覆力矩，从而提升建筑的安全性。上海环球金融中心和大连绿地中心便采取了这个设计方案。这种“开瓶器”造型的“御风”型的设计，有效地提升了超高建筑的安全性。

（2）扭转体型

沿高度采取不断扭转的建筑体型有助于降低横风向引起的风荷载，同时还能降低涡洲脱落间的相关性和横风向动力响应。比如芝加哥螺旋塔便有效地令顶部加速度降低了80%；上海中心大厦的120°体型，有效地降低了60%的风荷载。而且这样的设计本身还能降低建筑结构的造价，上海中心大厦便合理地节省了6000万美元的结构造价。属于同时具有安全性和经济性的完美设计。

4、其它设计方案

除了以上设计方案，还可以通过流线形平面、钝化建筑角部以及沿高度逐步退台或者立面设置导流槽等的优化措施降低风载横风作用，在取得安全性的同时，获得较好的经济收益。

二、合理结构体系有助于提升超高建筑的安全性

1、抗侧力结构体系

超高层建筑水平荷载作用下倾覆力矩和高度关系证明：结构材料将随建筑的高度非线性剧增。这就需要提升上抗侧车结构体系效率，从而有效地降低结构造价。

西尔斯大厦起初的设计方案为框筒结构体系的效率值为61%，在引进建筑内部密柱深梁框架成为束筒体系后，达到了78%的效率值，大大降低了结构造价。上海金茂大厦则通过巨柱伸臂抗侧力结构体系，也达到了70%，都比框筒体系要优化。

2、楼盖体系

超高层建筑的楼盖体系结构高度也会极大影响结构造价。比如说50层的建筑，如果每层楼盖结构的厚度增加30CM，那么总楼层的高度就增加了18M，从而有效地增加了风荷载作用和抗震力。不过，楼盖跨度也会影响承重结构材料用量，从而增加建筑成本。因此，对楼盖结构高度必须经过精心的计算，从而满足安全性和经济性的共同需要。

三、优化施工方案降低施工周期

超高建筑的施工周期也是影响造价的一个关键因素，因此在施工的设计中，也要充分考虑这个因素。在天津津塔的设计中，塔楼结构体系为“钢管混凝土柱框架＋核心钢板剪力墙体系 (SPSW) ＋外伸刚臂抗侧力体系”。起初的设计由框架柱承担中竖向荷载，由于SPSW不承担竖向荷载，因此，必须要在主结构封顶后才能安装，这样的话，将让整个施工周期延长半年，与业主的预期相差太远，后来通过施工顺序的调整，采取了SPSW延迟主体结构15层，也就是当主体结构中的混凝土浇铸到16层后，便同步进行1层的SPSW。这个过程中为避免SPSW于竖向荷载时产生屈曲，加强了钢板剪力墙的方案，即增加用钢500吨，尽管这样令施工费用增加了600万元，但是却有效缩短了施工周期，节省了高达千万元的利息，总投资成本不升反降，安全性能更强，满足了业主的要求。

四、结语

在超高层建筑的总投资中，结构造价占了较大比例，因此，我们在对超高层的结构设计中，应该由概念设计着手，对建筑体型、结构体系、材料及施工方案等多方面预以综合的考虑，从而提升其经济性和安全性。通过以上分析，我们发现，建筑形体的优化往往能对结构的经济性起到重大的作用。

在对超高层建筑的结构设计时，我们应该充分重视风洞试验，从而改变国内超高楼设计中“重震轻风”的倾向。而风洞试验作为复杂体型建筑设计中对风荷载的重要依据，是十分重要的环节，能帮助我们确定横风向荷载及交应，从而提升超高层建筑的安全性。

参考文献：

[1]黄 艳.实现视觉与文化的可持续发展――浅谈北京高层建筑对城市景观的冲击及应对[J].城市规划，2014（4）P92-P96

[2]蔡咏梅.摩天大楼难逃“劳伦斯魔咒”[J].现代企业文化，2012（34），P46-P47

[3]吕 杨.高层建筑结构设计及结构选型探讨[J].城市建设，2012（34）

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【关键词】配电系统；设计；公共建筑

随着经济的发展，建筑用地越来越多，超高层建筑更是人员密集，结构复杂。配电设计是影响建筑安全和性能的重要因素，所以在供配电的安全性以及可靠性方面有着严格的要求。超高层建筑的可靠性以及消防报警及控制等的要求也比普通的高层建筑高，存在的安全隐患也更多，因此需要不断优化现有的配电系统设计，明确超高层建筑对供配电系统设计的要求，并找到适合高建筑配电设计的方案。

一、超高层公共建筑的配电设计的特点

1、众所周知，超高层建筑具有高的特点，所以不管是供电的功率还是变压器都要进行考虑。供电半径的问题是超高层建筑的用电需要考虑的首要因素。不同容量的变压器对于其能够供电的高度负荷能力不一样，所以超高层公共建筑大楼里面的功能多容易导致了电路和用电设备的复杂化以及负荷的密度变化量比较大。另外超高层建筑里面大量使用电梯，并且对于电梯进行分区管理，这样容易使电梯的电力机房集中分布在大楼的中部位置。变压器的设置要尽量的靠近用电负荷的中心这是超高层建筑的设计关键性的原则，这样就可以更好的利用变压器的特点来带动电力的负荷作用。

2、另一方面超高层建筑的特点要进行针对性的设计。由于超高层建筑的火势蔓延速度很快以及扑救的难度很大，所以在对超高层建筑进行设计的时候，应该有选择性和针对性的进行设计。在供配电正常的供给电源的前提下，应急电源的实施也是非常关键的，在设计过程中不仅需要考虑到建筑的耐火，还要考虑到供配电设备的自动的断电系统，其中超高层公共建筑中一个最大的特点就是对自备柴油发电机的配备，它能够在火灾情况下防止建筑物被毁坏，发挥出它的优势，从而保护到人们的生命安全。

二、超高层建筑对配电系统设计的要求

1、保证供电电源的可靠性

高层公共建筑具有造价高，人员集中的特点，所以供电的可靠性将直接关系到企业的运作和人员设备的安全。为保证供电的可靠性，往往采取两个电源同时供电，并设置柴油发电机组作为应急电源，同时装设自带电源型应急照明和疏散标志灯。供电可靠性的问题，不仅仅限于供配电系统的接线方式，而且与设备选型、内部元器件的选择有着重要的联系，它们都应与供电可靠性的高性能要求相一致。

2、供配电系统要便于电源切换

要使正常工作电源和应急电源独立进行配电。当电力与照明分开供电时，电力与照明应分别设有正常工作电源配电系统与事故时的应急电源配电系统。在火灾情况下，用来保证供电不被中断，二类负荷能够保证两回路切换供电。低压配电的级数不适宜太多，一般情况下，应限制在三级以内，重要负荷不超过二级。

三、配电系统设计

随着社会经济的发展，城市化进程的速度也逐渐加快，超高层建筑更是得到迅速发展，但它也给人们特别是设计人员带来了许多问题，因此，设计人员必须根据超高层建筑的特点并结合当地供电系统的实际情况为其构建安全可靠、技术先进、经济合理的供配电系统。

1、有关配电电源等级的研究

对于超高层建筑的电源等级要求，应急电源系统根据实际规模，采用双电源切换或者柴油发电机组系统，应急电源系统。柴油发电机组系统在超高层建筑电源供电方案中是首要选择，因为受到建筑的使用功能以及使用面积等多方面因素的制约，在方案设计时需要综合考虑进而优化管理。同时，为了达到环保要求，柴油发电机排出的废气要通过排烟管，经过消声器沿着排烟竖井排出，并且在排烟口处还要安装二次燃烧过滤网，将废气进行二次燃烧，从而降低外排气体对环境的污染。另外，我们还可以采用应急电源系统来代替柴油发电机组，它具有带感性、阻性负载，增强适应负载的能力，可以解决柴油发电机进排风以及排烟井等问题。

2、供电系统的可靠性

要想知道设计出来的系统可靠性有多高，不能仅仅看系统的自动化程度，它还与与系统的设备元件、线路和结线方式等有关。对于一

个系统而言，简单在一定程度上就是可靠，所以应尽量简单，但是必须满足规范的要求。如果使用过多的线路和联络开关设备，反而会使系统变得更加复杂化，使其可靠性降低。

3、配电运行方式研究

超高层建筑供配电运行方式主要是通过两路电源的方式连接，这样既可以使电源分列运行，还可以使两路互为备用，当一路电源出现故障时在继电保护作用下，分段断路器上的电源回路断路器便自动断开。这时非故障段母线可以继续运行，提高了供电的可靠性以及灵活性得同时还缩小了母线故障的停电范围。超高层建筑的低压配电系统要采用放射式与树干式相结合的配电方式，其他个别的部分采用链接方式进行配电。树干式供电由变电所将各类电源分别引入各竖井，通过桥架数值各层。各竖井内分别配置有照明、配电、空调以及应急照明配电箱。另外消防用电设备、应急照明及特殊要求的用电设备均采用双路供电。一路电源由正常母线配出，另一路电源则由应急母线配出，就是一级负荷与二级负荷均为双路供电末端自投。还有配电、照明分别放射到各个区域的配电、照明配电箱，计量表也应该设置在竖井配电箱内，空调配电箱配电至竖井区域内的普通空调机以及风机盘管。

四、结束语

近年来，电力系统和设备不断进步和完善，超高层公共建筑供配电的建设也在快速的发展，因为高层公共建筑供配电系统的具有特殊性，在供配电系统设计过程中，要合理的采用不同的高压、低压接线形式，注意针对建筑物本身的特点和它对供配电系统的要求，以此来满足建筑物的使用功能并保证供电的可靠性。

参考文献：

[1] 肖曦彬. 超高层公共建筑供配电系统设计探讨[J].科技与企业，2006（8）

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关键字：超高层建筑；设计要点；

中图分类号：TU208文献标识码： A

前 言：经济的发展，超高层建筑逐渐成为城市的地标性建筑，在一定程度上反应了城市发展的水平，由于高层建筑的逐渐增多，人们对建筑的设计提出了更高的要求，故提高超高层建筑设计的水平是势在必行的。

一、概述

随着经济的快速发展，自上世纪80年代中期我国开始建造超高层建筑以来，我国各大中城市如雨后春笋般的相继建成大量的超高层建筑。除香港以外，以上海市最多。目前我国已建成投入使用最高的是上海环球金融中心，房屋高度492m,101层；而在建的国内最高的是上海中心大厦，房屋高度达 574.6m,124层。目前世界上最高的摩天大楼是阿拉伯联合奠长国的迪拜塔，房屋高度为828m，有 160多层。我国上海中心大厦建成之后，其将是世界高楼的前几位。据有关资料介绍，英国伦敦设想建造300层的摩天塔楼，即所谓的伦敦通天塔，房屋高度1524m，而且不是最终的高度，只是第一阶段建筑计划中的高度，未来它还能继续的长高。

超高层建筑的建造，其之所以发展的如此之快，除了有的城市为了有一个高大的形象建筑之外，主要还是超高层建筑能在有效面积的土地上，得以发挥最大的使用效益。虽然建造超高层需要的费用比一般高层建筑高出很多，但在我国的城市建设中，随着日益快速发展的需要，为土地使用率的提高，必然会使超高层建筑以更快的速度发展。

二、重视概念设计，确定合理结构设计方案结构设计是保证复杂高层、超高层建筑安全性和经济性的主要部分。超高层建筑设计之初就需要有结构专业方案进行密切配合，保证结构方案实施的可行性。结构工程师加强和建筑设计师之间的沟通，向建筑设计师表达真实的建筑效果和空间需求，提出建筑理念和功能相适应的结构体系，建筑整体设计和结构设计的合理统一能够减少不必要的结构转换，增大使用空间，提高结构安全性和经济性，降低设计难度。复杂高层、超高层建筑的结构体系一般分为框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系六类。复杂高层、超高层建筑通常外在条件各异，不能形成统一要求，这就需要概念设计来根据建筑使用功能要求、建筑高度、抗震设防烈度等进行安全、经济、合理设计。在结构方案中要重视概念设计，采取针对性的技术措施，力求做到有所创新。

三、保证结构分析计算的准确性和设计指标的合理性

1、荷载计算

建筑物的高度不断增加，重力荷载呈直线上升，继而对竖向构建柱、墙上轴压力相应增加，对基础承载力的要求也相应提高。建筑设计的安全性主要集中在结构设计的荷载选取。高层建筑荷载要根据计算规范和建筑的影响因素来进行确定!

（1）地震荷载

地震荷载是复杂高层、超高层经常计算的结构分析值。超高层建筑结构自振周期经常在6.0-9.0s之间。而抗震规范中地震影响系数曲线通常只到6.0s，地震荷载可以将直线倾斜下降段从6.0s延伸至10.0s取用。

（2）风荷载

建筑高度增加，风载标准值也增大，在90m的高空，风速有15m/s，300-400m高空，风速可达到15m/s,所以楼层越高，风力对大楼产生的风荷载越大。所以要对维护结构进行抗风设计，比如用结构玻璃来玻璃幕墙围护，满足强度要求。有些高层建筑的主要影响因素就是风荷载。风荷载计算经常采用100年重现期的风荷载对构件承载力进行设计，采用50重现期的风荷载对构件承载力进行控制。对于200m以上的高层建筑要进行风洞试验。比如台北101大楼，委托加拿大设计师设计一个1:500比例模型在半径为600m的风场环境中进行风洞试验，提高建筑的抗风载能力。

2、自振周期计算

我国超高层建筑发展迅速，以前的结构自振周期和建筑物层数挂钩的经验公式不适用于当前的超高层建筑。自振周期首先根据抗震防烈度、建筑高度进行抛物线拟合计算，再结合其他因素来综合计算。

四、抗震措施

超高层建筑加强抗震除了准确计算地震荷载也要从结构、构件、抗震防线等多方面来重视中震和大震的结构安全性能。因为地震作用方向具有随机性，所以选择对称性、多向同性布置的抗侧力结构体系有利于形心和刚心的重合，比如圆形、正多边形、正方形等平面形状；竖向构件很容易侧力荷载形成薄弱部位，减弱抗震强度。所以要加强构件的强度。设置多道抗震防线，能够满足“大震不倒”的设防要求；采用钢结构、混凝土结构、型钢混凝土结构提高抗震性能和变形能力。

五、消防设计

采用全钢、幕墙围护等高强轻质材料来减轻自重，从而减小地震作用。但是全钢结构导热系数大、耐火性差，很容易引起火灾!再加上建筑结构复杂，建筑内管线设备多，很容易埋下安全隐患。建筑楼层较高，内部空气抽力大，一旦发生火灾事故，还容易造成火灾快速蔓延。超高层的消防难点有火灾荷载大、火势蔓延迅速、人员疏散困难、救援难度大等!所以在超高层建筑设计的过程中一定要注意防火、防灾设计!采用不然、难燃性建筑材料，增加安全通道数量，增设火灾自动报警器，保证消防通道密封性，增加消防专用电梯数量，提高消防专用电梯安全性能，重视危险系数较高的楼层和单元的消防设计。

六、垂直交通设计

高层建筑也普通高层建筑之间一个最大的区别是垂直交通和管道设备集中在一起，又称做“核心筒”。核心筒的设计要平衡采光、节能、易于维护等多方面的要求，所以设计难度较大!随着建筑技术的飞跃发展，超高层建筑逐步演化出中央核心筒的空间构成模式。不仅能够将电梯、楼梯、卫生间等服务区域向平面中央集中，节省空间，还能试功能区域有良好的采光、视线范围、交通环境。核心筒的承受剪力和抗剪力较大，需要一个刚度来支撑这些强度。中央核心筒处于建筑的几何中央位置，建筑的质量重心、刚度重心、型体核心三心重合，有利于结构受力和抗震。当然，不同条件的超高层建筑需要不同的布局方式，针对于“内核式布局”的是“外核式布局”，也能够适应某些条件下的空间构成。

超高层建筑高、体量大，支撑高层的地基要有足够的强度，大多采用深地基。

七、供电稳定性

为超高层建筑，安全性必然是供电系统设计所需要格外注意的地方，其次是供电可靠性。配电系统的设计上，需考虑多回路供电及备用发电机组的配置。因超高建筑的高度，变配电房可以考虑设置在塔楼中部的楼层，以减少低压配电的损耗。备用柴油发电机设置于地库层，供电电压采用10kv输出，再经变压器降压至低压配电，保证配电至塔楼的高层。

八、其他要点

（1）加强端部构件，提高抗扭刚度，减少结构扭转效应。

（2）超高层建筑高度高，侧向力引起的倾覆力矩也大，所以要选择适当的结构抗侧力体系，提高抗倾覆要求，合理设置伸臂桁架和腰桁架。

（3）超高层建筑后期维护费用较高，在设计时要考虑经济性。采用高品质优良材料，采用节能工艺、设备等，优化建筑位置及朝向设计，优化围护结构墙体设计来降低能耗。

（4）现代计算机信息计算技术应用普遍。在超高层建筑设计的时候可采用多个软件程序进行计算比较，比如SATWE/TATA等，能够验证薄弱部位，还能对重要构件补充有限元分析计算，使计算结果更为可靠。

（5）采用智能化设计，提高结构可控性。应用传感器、质量驱动装置、可调刚度体系和计算机组成主动控制体系，提供可变侧向刚度，控制地震反应等。

（6）选择质量轻“强度高”延性强的材料。围护多采用玻璃幕墙、铝合金幕墙等；内部多采用轻质隔断；楼屋面多选用压型钢板加混凝土层面。

总之，经济的发展，城市化进程的加快，高层建筑、超高层建筑势必会成为未来发展的必然趋势，这就要求我们不断提高高层建筑施工技术的水平，从而满足日益发展的社会经济的需要。促进建筑工程行业的健康发展。

参考文献：

[1]汪源浩,沈小璞,王建国. 超高层建筑结构的减震控制技术与抗震设计要点[J]. 合肥工业大学学报(自然科学版),2006,（3）.

[2]黄鹤. 复杂高层与超高层建筑结构设计要点探讨[J]. 才智,2012,（2）.

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关键词：消防措施；超高层民用建筑；灭火救援技术；立体式燃烧

我国经济的快速发展，使民用建筑发展也不断加快，特别是与国际接轨后，建筑技术得到了突飞猛进式的发展，超高层民用建筑的建设施工项目在城市中占比例越来越重，城市进程中的建筑变化与消防工作发展形成了不可预见的矛盾，如何协调好超高层建筑与消防的矛盾，成为当前管理部门需要重视的主要课题。超高层民用建筑在城市化进程中有许多优势，但这种优势往往也会变成劣势，正因为其越来越高，给消防工作带来了难度。如果发生火灾事故，就会对人们的财产和生命造成威胁，严重的则会出现重大责任事故，后果不可想象，只有通过先进的防火措施和灭火技术，才能确保人们生命财产安全。

1 超高层民用建筑的火灾特点

如果建筑高度超过100m的时候，就是超高层建筑，不论其使用性质是什么，也许是住宅，或许是公共建筑，对于这种超高层建筑，虽然能够装点城市形象，但在防炎工作上，却不能跟进，特别是技术上，对超高层建筑还有一些难题需要破解，因为超高层建筑过高，就使其火灾发生时与普通高层不一样，超高层建筑有其自身的火灾特点，这是超高层建筑独有的特点，主要表现如下。

1.1 火灾蔓延快，易形成立体式燃烧

超高层民用建筑容量更多，功能更全，超高层内生活的人们复杂多样，超高层建筑物资大量集中，电气化、自动化设备大量安装，其建筑结构也相对复杂，特别是必须有的楼梯间、电梯井、管道井、电缆井和排风道等均是竖井管道，其纵横交错，使整个楼层被分割，形成一块一块的领域，但这种分割不是为了防火设计的，而是为了功能分区进行的设计，所以说，如果发生火灾，或者火灾发生时处理不正确，这些分割就会形成烟囱效应，火焰会通过吊顶、门、窗、走廊向水平方向不断进行大面积扩散，沿着竖向管井、楼梯间和外墙窗口向上层迅速蔓延，使火灾无法进行扑救，通过实践研究表明，建筑物高度越高，烟囱效应越明显。调查表明，高度为100m的超高层建筑在30min内烟气就能沿顺竖向管井扩散至顶层，直至充满整栋大楼，其速度相当快，使整栋建筑变成一个立体的火场，消防设施根本无法反应就导致重大火灾事故发生，立体燃烧使人们无法逃生，更会导致电梯出现故障停止运行，人们还容易在逃生时，出现踩踏事件，加大了受灾程度。

1.2 内部结构复杂，人员疏散困难

超高层建筑发生火灾，其内部大量可燃烧物质交织在一起，快速提升了温度，使整个建筑充满了高温和有毒烟气，大量的烟气充斥在高层空间中，使整个建筑物能见度达到最低，人们在逃生时，看不清道路，使消防人员不能及时扑救大火，更为居民们的疏散带来很大困难，有一些超高层为了减少浪费面积，占用了公共空间，出现火灾后，密集的人员找不到有限的逃生途径，电梯停止运行后，疏散距离过远、过长，使居民逃生的时间无形加长，就导致了更大的责任事故。

1.3 灭火救援难度大

1.3.1 登高困难，不易接近火点。如果火灾发生在较低楼层，那么，消防队员可通过登高车登高救火，或者通过高压火枪向上打水进行救援，能够快速扑救，但是在现实生活中，超高层建筑附近建筑密度过大，能进出的空间狭窄，一些物业在建筑周围设有道路隔离带、绿化带等，商家随意架空电线、放置广告牌等，居民占据防火通道，当车辆进入时，就会形成堵塞，导致消防登高车辆不能正常架设，缺少扑救登高面，就导致了消防云梯车“靠不近、够不着、打不到”，导致火灾越来越大，直至无法快速扑救。

1.3.2 供水困难，灭火用水不足。火灾发生时，需要先对火势进行控制，这个时期需要的水量相当大，从消防部队超高层建筑火灾实战用水量计算上看，超高层建筑火灾实际用水量达到每秒几百升，当完成一次扑救任务，用水量是相当多的。当前超高层建设中，消防设施都不符合要求，多数是消火栓系统供水量每秒几十升左右，达不到冷却目的，更别说及时扑救火灾事故了。

1.3.3 排烟困难，能见度低。超高层建筑火灾形成的大量浓烟，使建筑内能见度极低，尽管在建设时预留了送风系统、排烟系统，但是因为工程质量导致了不合格，使其功能无法正常发挥，如果发生了火灾事故，室外风压与室内存在一定的差异，使排烟效果不够理想，烟气速度超过了排放速度，烟气在1-2min内便会覆盖整栋建筑，使能见度降低，导致消防队员无法进入，实施快速扑救，虽然也背空气呼吸器，但却看不见通道，很难辨清出路方向，装有30MPa的空气呼吸器是有一定时限的，如果在时限内不能完成任务，则就会行政机关再次进入，延误了最佳救援时机。

1.3.4 高空坠物影响作战安全。超高层建筑一般的装饰物为玻璃，如果出现了火灾，就会导致温度变化，使外部装饰物脱落，猛烈的火势使玻璃幕墙及内部平顶采光玻璃、广告牌和空调辅机等受热坠落，导致地面人员伤亡事故的发生，如果躲避不及，还会使附近的消防车辆和供水器材被撞坏，形成更大的灾害事故。

2 超高层民用建筑火灾防范措施

2.1 严把建筑消防设计、审核、验收关

高层建筑在进行设计时，在严格执行《中华人民共和国消防法》、《国家工程建筑消防技术标准》、《地方消防条例等消防法律法规》等相关法律法规进行设计。施工单位和监管单位要加强巡查检查力度，按照消防安全相关制度做好责任落实。工程验收时，需要消防监督执法部门严格验收，做好消防检，各个环节的控制，才能从根本上消除火灾隐患。

2.2 加强对消防安全的管理

对于超高层建筑的使用单位和部门，要形成使用制度，明确消防安全责任制，特别是对外租赁的部分，一定要做好消防控制，明确防火负责人，使消防安全主体责任明确清晰。超高层物业管理部门也要在管理上下功夫，不断丰富各项消防业务档案，制订灭火和应急疏散预案，对居民进行定期逃生消防演练。通过整体的每日防火巡查，加大建筑内消防设施、消防器材的管理，保证消防设施完好无损，确保疏散通道畅通。

2.3 强化消防安全宣传教育

各级管理部门要通过报纸、电视、宣传栏等，加大对消防安全知识的传播，提升居民安全防范意识。超高层民用建筑内的各类人员多、流动性大，使居民整体消防安全素质参差不齐，要利用不同节点，做好消防安全环节宣传。公安消防部门也要加大考核，使安全培训形成制度化，保证消防安全人员持证上岗，能够在火灾发生时，起到必要的救援作用，提高自防自救能力。

3 超高层民用建筑灭火救援技术

3.1 救人第一，方法配合

牢牢把握“救人第一、科学施救”的原则，专业搜救小组要对人员进行疏散、救人，外部放置登高平台车、救生气垫，内部划分区域，分楼层反复搜救。

3.2 科学排烟，创造条件

要想快速扑救，就需要提高能见度，火场烟气影响内部人员疏散和逃生，更影响消防人员灭火救援，利用建筑排烟设施进行自然排烟，现时通过开花水枪、正压式排烟机进行排烟。

3.3 战术灭火，保证供水

要充分利用建筑内固定灭火设施灭火，及时启动消防水系，采取以固为主、固移结合的灭火战术。利用消防车水泵接合器确保不间断供水。

4 结束语

综上所述，超高层民用建筑火灾问题越来越引起人们的重视，要从预防做起、从源头强化，有效做好超高层民用建筑火灾防控工作，确保人们生命财产安全。

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关键字: 深基坑支护；超高层建筑；安全质量

Abstract：Deep foundation pit safety directly related to super high-rise building safety, stability and long. Combining author's work experience, this article on high-rise building deep foundation pit support technology of existing problems were analyzed, and on this basis, put forward the corresponding countermeasures, in order to ensure the safety and quality of deep foundation pit.

Key words：Deep foundation pit support; Super high-rise building; Safety and quality

中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号：

随着我国高层建筑、超高层建筑的蓬勃发展和人们对地下空间的开发和利用日益增多，基础设计越来越深，基坑施工的开挖深度越来越深，目前最深可发展到20m以上。随之而来，尤其对于超高层建筑而言，由于其层数多，体量大，建筑地基必须达到足够的强度才能承受上部结构的荷载，深基坑的施工安全技术的重要性日益凸显出来。尤其是对深基坑支护技术要求更加提高，不仅需要确保基坑边坡的稳定，满足基坑内的正常作业安全，同时还必须防止防止坑外土体移动，以免对周围建筑物的影响。在我国超高层建筑工程中，由于土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性以及深基坑向着更大、更深的方向发展，使得超高层建筑深基坑支护设计和施工存在着一些问题，因此，结合作者多年的工作经验，本文对超高层建筑深基坑支护技术存在的若干个问题进行总结分析，并在此基础上提出相应的应对措施，以保证深基坑安全质量。

1超高层建筑深基坑支护概述

与一般基坑支护相比，超高层建筑深基坑支护也是为了保证地下结构施工以及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护措施，主要包括土层锚杆（土钉墙）、深层搅拌桩（悬臂支护）、钻孔灌注桩、SMW工法、地下连续墙等，但是由于超高层建筑的层数多，体量大，建筑地基必须达到足够的强度才能承受上部结构的荷载，使得深基坑施工向着更大深度、更大广度的方向发展。超高层建筑深基坑的施工特点对深基坑支护设计和施工支护过程存在以下要求：

（1）应采用先进可靠的施工技术以确保基坑受力可靠及支护的保护作用完全体现，保证基坑四周边坡的稳定性，满足地下室具有足够的空间；（2）由于超高层建筑通常是在城市的繁华地段建造，其周围的建筑繁多复杂，且地下市政管线重点，应充分考虑到对周围相邻建筑物的安全和稳定、以及其周围地下管线的影响，即施工期间控制土体的变形，以使得基坑周围的地面沉降和水平位移控制在允许范围内；（3）对地下水的控制也是基坑支护的一个重要部分，需合理运用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水，保证基坑工程施工作业在地下水位以上。

2超高层建筑深基坑支护存在的常见问题

2.1超高层建筑深基坑支护在结构设计过程中存在的问题

（1）不完全基坑土体取样。深基坑支护结构物理力学性质的设计大部分取决于基坑土体取样分析。为减少勘探的工作量和降低工程造价，按国家规范的要求进行钻探取样，不可能过多地进行钻孔取样，而所取的基坑土样具有随机性和不完全性，致使所取的基坑土样不能全面地反映出复杂多变的地质构造下的土层的真实性，最终也使得深基坑的支护结构设计部符合实际地质的需求；

（2）深基坑支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当。由于地质是复杂多变的，对土压力不能进行精确的计算，以致由于含水率、内摩擦角和粘聚力是可变值而使得无法准确计算出深基坑支护结构的实际受力，而深基坑支护结构所承担的土压力大小是与其安全度直接相关的；另外，施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大影响；

（3）深基坑开挖存在的空间效应考虑不周。深基坑支护结构设计通常以平面应变问题处理，而实际上这种等效仅对于一些细长条基坑而言是符合实际情况的，而其他类型的深基坑而言，应是一个空间问题，却存在中空间效应考虑不周的问题；

（4）深基坑支护结构设计计算与实际受力不符。在理论上，极限平衡理论是可行的，但是深基坑支护结构的实际受力是远比该理论的假设要复杂的多，使得其结构设计远达到了理论的安全系数却发生破坏，而安全系数相对较小的情况却能在实际应用中满足要求。

2.2超高层建筑深基坑支护在施工过程中存在的问题

（1）施工过程与施工设计的差异大。如在深基坑支护施工过程中，深层搅拌的水泥掺量不足，以致使深基坑的支护强度受到影响，甚至可能引起裂缝发生等；

（2）边坡修理达不到设计、规范要求。由于施工管理人员不到位以及机械操作水平等多种因素的影响致使不能进行深度挖掘，而出现了超挖欠挖的现象；

（3）由于施工过程与设计的差异太大、工程监理不到位、施工监测不力、对基坑土样的研究不完全、注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等原因，致使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求，影响工程质量；

（4）由于超高层建筑通常处于城市繁华地段，其周围的建筑物和地下管线往往限制了深基坑的施工，而常常相关工程部门未考虑对周围设施的影响，甚至破坏了其正常的运转；

（5）深基坑由于其深度较大，势必会受地下水的影响，如地下水会渗流人基

坑内，给施工带来困难，且有产生流砂的危险导致边坡失稳和地基承载力下降等。

3超高层建筑深基坑支护应对措施

3.1超高层建筑深基坑支护在结构设计过程中应对措施

（1）深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系；（2）在建立新的变形控制设计法时，应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题；（3）在深基坑支护结构设计方面，应对大量的科学测试数据进行科学分析，使得其能建立在大量的试验研究基础之上，以满足复杂多变的工程需求；（4）

深基坑支护结构应向着综合性方向发展，即受力结构与水结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合，以探索新型准确的支护结构的计算方法。

3.2超高层建筑深基坑支护在施工过程中应对措施

（1）深基坑支护施工时应严格按照深基坑结构设计文件进行，若出现任何异议应提交设计部门进行核实更改，不能私自任意改动设计需求；

（2）施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定具体措施，并加强过程控制；

（3）深基坑支护施工方案应适合施工场地周围建筑物和地下管线的分布，充分考虑工程对周围设施的影响，尽量不要影响这些设施的正常运转，尽可能把影响降低；另外，要尽量减少支护工程施工产生的环境污染；

（4）根据地质勘察部门提供的地质资料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周围环境，对周边有建筑基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅；

（5）对深基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、是否有裂缝，以及基坑底是否产生隆起和变形进行实时监测；

4结语

深基坑工程施工成败是关系到超高建筑工程成败的关键，而深基坑支护的安全可靠直接关系到超高层建筑的安全性、稳定性和长久性。随着我国建筑业的不断发展，深基坑支护技术也在不断成长起来，但是超高层建筑地不断兴起且城市建筑间距越来越小对深基坑支护的要求也越来越高，否则将导致一些的安全事故发生，因此，对超高层建筑深基坑支护存在的问题进行分析研究，并探索相应的处理措施是非常有必要的。

参考文献

[1]黄诚，如何做好高层建筑深基坑支护的施工管理[J]，科技与企业，2012，（4）：13-14

[2]陈继志，确保邻近建筑安全的深基坑支护工程[J]，中国建材科技，2012，（1）：88-90

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关键词高层建筑；钢结构；施工技术；管理

1、工程概况

某高层建筑采用钢结构施工技术进行施工，地上26层，地下1层，总施工面积为62011m2，分别由连廊、配楼、塔楼三个部分构成，工程施工任务重，外轮廓使用折线柱构成了双曲面，增加了测量工作的难度，使用Q345GJC材料，板厚为100mm,增加了焊接工作的难度。

2、分析高层钢结构的施工的主要特点

2.1高层钢结构主要优势分析

（1）高层钢结构具有施工时间短特点，施工中所需的结构部件都可以由工厂进行加工制作，同时在现场实施安装，在安装的过程中，减少了脚手架支撑的束缚，并使用压型钢板固定建筑混凝土楼板形成模板。混凝土施工和钢结构安装交叉实施进行，能够极大的减少工程施工的时间。（2）建筑施工空间大。对于钢材来说，其抗压、抗弯强度远远大于混凝土，所以在同等条件下，通过缩小钢材截面能够极大的增大施工利用空间。（3）材料能够循环利用。与其他建筑材料相比，钢结构施工材料能够循环再生利用，从而减少了资源浪费。

2.2高层钢结构主要缺点分析

（1）高层钢耐火性能较差。高层建筑采用的钢材导热性能相对于钢筋混凝土大，即钢材的耐火性相对于钢筋混凝土差，当遇到火灾钢材的强度与弹性会逐渐降低，而温度在350-500℃范围时，钢材的强度也随之降低30%-50%，而温度上升至600℃以上时，钢材的强度与弹性可能消失，甚至导致钢材结构无法承载建筑重量，钢材出现急剧变形，致使高层建筑结构出现倒塌现象。基于此，对钢结构建筑进行设计时，应当重视钢结构耐火性的研究。（2）高层钢耐腐蚀性能较差。钢材表面产生的铁离子和空气中的氧离子在一定的条件下生成氧化铁产物并形成锈蚀，而锈蚀容易使应力显著增大，极大的影响钢结构的正常使用，导致钢结构产生破坏[1]。因此，在设计钢结构建筑时，应当实施合理的方式措施，从而保证钢材的安全使用，延长钢材的使用年限。

3、超高层钢结构重点施工工艺

3.1合理选择塔吊

对于高层钢结构建筑工程施工来说，塔吊是建筑实施的重要施工设备。与附着式塔吊相比，超高层钢结构施工对于塔吊的起重力与幅度要求不高。除此之外，附着塔吊相对于起重力不强的内爬式塔吊的成本高，例如工程设计的基本高度是150m，附着式塔吊塔身的基本高度大约为180m，再算上低下部分高度大约为200m，内爬式塔吊塔身的基本高度大约为40-50m。因此得知，附着式塔吊的成本比内爬式塔吊大。基于此，为了减少施工成本支出，超高层建筑施工时可以采用内爬式塔吊实施施工。3.2吊装的方法在超高层建筑施工过程中，吊装技术起着重要的作用，其速度和质量直接影响着工程的施工质量。在钢结构进行吊装之前，对材料的形状与结构、塔吊的位置与数量、工程施工气候进行分析，并进行吊装排序。上述工程分为东作业区与西作业区，同时这两个作业组应当完成各部分的结构吊装。为了有效的解决工程施工周期短，施工任务量大等问题，可以采用生产区域吊装和一机多吊的吊装技术。根据钢结构工程的施工步骤得知，钢结构施工各个施工工序密切联系又互相制约。基于此，为了保证工程测量的准确度与进程就需要选择合理的测量控制方法。在建筑工程测量实施过程中，首先初步测量楼层柱的高度与位置，然后再对构件进行标线控制，在楼层柱形成模型之前，对楼层柱子进行严格校正，从而降低建筑施工难度。测量结构整体时，应当结合钢结构特点选择合适的方法进行测量，确保建筑施工的质量，提高经济效益。

3.3安装特殊钢结构的方法

工程建筑特殊钢结构具有多种形式，例如：工程建筑中的天桥与天线杆、外伸桁架、转换柱、转换桁架等。3.3.1安装转换柱、转换桁架类的操作方法转换柱、转换桁架类等结构的特殊钢，由于该类结构主要应用于工程建筑结构的中部，因此，主要采用散装法、吊装法、提提升法进行安装。例如，位于上海的某超高层建筑设置了3道跨度为43m的大型桁架，而桁架的最大重量大约为120t。超高层建筑第1道桁架的安装方法为：首先采用两台型号为M440D动臂式的塔机，同时将跨度43m的桁架划分为3段，并进行分段安装。然后安装重量30t左右的桁架两端头，利用两台M440D动臂式的塔机抬吊桁架的中间段，控制质量为55t范围内，可以通过图1进行表示。超高层建筑第2、3道桁架的安装主要是采用原结构作为支承平台，同时利用顺作散装法进行安装。可以通过图2进行表示。图1超高层建筑第一道桁架分段安装图图2超高层建筑第2、3道桁架分段安装图3.3.2安装外伸桁架、天桥类的操作方法对于外伸桁架、天桥类等结构的特殊钢来说重量较重，难以使用大型吊机进行吊装，主要使用“地面拼装,整体提升”的施工操作方法。一般情况下，使用钢索式液压提升装置进行设备提升，用于提升大吨位、长距离结构设备。该装置的主要特点为安全性高、操作性强和精度高[2]。重量较小的钢天桥可以使用“地面拼装,整体吊装”的施工操作方法。

3.4钢结构焊接的方法

高层钢结构的主要特点为：施工周期短、钢结构复杂、建筑工程施工量大、施工质量高。钢结构焊接作为钢结构施工的重要制作步骤，钢结构焊接的顺序、合理的施工参数、高水平的焊接技术直接影响着建筑工程的施工质量。基于此，在进行钢结构焊接时，应当严格检验钢铁焊条材料的合格证，施工人员应当严格按照说明书操作。焊接钢结构要求焊缝表面没有缝隙以及裂痕，并且一级焊缝不允许出现咬边现象。同时一、二级焊缝要求不允许出现气孔、裂纹以及夹渣等现象。除此之外，钢结构焊接严格要求无损检测，严格检查钢结构的焊缝以及部位，对于检测不合格的焊缝重新进行修改处理，并且同一位置的焊缝返修次数至多两次[3]。当进行涂刷钢结构时，需要保证涂刷构件表面清洁，不能出现毛刺、水油污以及焊渣等残留物，涂刷技术需要严格按照设计要求进行操作。

4、结论

综述，在钢结构高层建筑施工时，要严格按照施工规范要求以及施工图纸进行施工，合理的安排施工工序，重点做好特殊结构的安装工作，确保工程的施工质量可以达到设计要求。

参考文献:

[1]金天德.高层钢结构工程施工技术[J].浙江建筑,2002(05):23-25.

[2]邹小舟.高层建筑钢结构的施工技术探讨[J].建筑安全，2015（07）：39-41.

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关键词：超高层建筑；钢结构；施工技术

一、超高层钢结构施工的特点

超高层的钢结构建筑的施工量比较大，其组成的部件很多。同时，用来施工与对方组成部件的场地较小；超高层钢结构的另一大特点就是立体交叉施工，而安装的标准也非常高，不允许有任何的错误，对材料的选取上以及测量，焊接等施工的工艺要求都非常的严格；起重机的安装、升降以及拆除技术要求很高。这些都是超高层钢结构施工的主要特点，还有一些在建筑施工中需要注意的细节也是能够保证超高层建筑施工的关键。

二、钢结构的应用

钢结构应用于高层、超高层建筑中在南方一些大中城市中，高层、超高层建筑如雨后春笋般拔地而起，由于外资工程的兴建，建筑用钢材的发展，高层、超高层建筑应用钢结构越来越多。如在上海的浦东开发区建设中，高层建筑钢结构的发展尤其迅速。

目前在高层、超高层建筑中应用的体系大致有三种。一种是混凝土结构， 一种是钢结构，另一种就是两种体系组成的混合结构。在这种混合结构中因发挥了钢结构的优点而克服了钢结构的缺点，应用的比较多。

现在钢结构应用的形式主要有：

（1） 作为钢框架与混凝土核心筒组成受力结构体系，这是高层混合结构中常用的形式。

（2） 作为劲性骨架与混凝土一起组成受力构件，包括钢管混凝土，这种混合结构兼有钢与混凝土两者的优点，整体强度大，刚性好，抗震性能好。当采用外包砼结构形式时更具有良好的耐火和耐腐蚀性能。混合结构构件一般可以降低钢量15%―20%，还可减少支模，施工方便、快速，因此混合结构在高层，超高层建筑中所占比重较多。

三、钢结构的施工技术

1、钢柱钢梁的安装

（1）钢柱吊装，钢柱竖直于地面，钢柱影响了建筑高度和层数。对其生产加工需考虑目前行业标准。钢柱在用料制作时要注意焊接过程会导致材料收缩并且将其竖直放置后受力改变后也有可能受向下的压力扭曲，因此翻样、下料时选择材料要比完成长度略长些，大概几毫米的差距。且钢柱上相两截的尺寸即使一样也不能互换。每节钢柱用编号加以区分。准确安装。高层钢结构吊装一般需划分吊装作业区域，吊装按划分的区域，平行顺序同时进行。为了避免钢柱安装的时候撞坏螺栓丝牙部位，要在地脚处安装保护保护装置。钢柱被吊起来等待安全前需做好前期设置工作，在预定位置按好应用于上下的梯子，挂蓝等。起重时用双机还是单机设备的选择根据高柱的轻重和起重机的载重能力来判定。

双机抬吊时，钢柱吊离地面后在空中进行回直。单机吊装时需在柱子根部垫以垫木，以回转法起吊，严禁柱根拖地。钢柱就位后，先调整标高，再调整位移，最后调整垂直度。柱子要按规范规定的数值进行校正标准柱子的垂直偏差应校正到零。当上柱与下柱发生扭转错位时，可在连接上下的耳板处加垫板进行调整。

为了控制安装误差，对高层钢结构先确定标准柱。正方形框架取4根转角柱，长方形框架当长边与短边之比大于2时取6柱，多边形框架则取转角柱为标准柱。钢柱轴线位移校正，以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。校正位移时应注意钢柱的扭转，钢柱扭转对杠架安装很不利。

（2）钢梁吊装，主梁起吊前期要调查好各项安全设施，梁上安装好辅助工具：扶手干，绳。起吊安装到位后把扶手绳和柱子紧紧挤在一起，确定稳固。这是 施工安全的重要组成部分。通常情况下选择梁上边界处打孔使之成为吊点。它的大小和方位反映的是钢梁跨度的大小。如果小梁数量很多也可以用一次多吊的方法节省时间。

2、高强螺栓连接

高强度螺栓连接有三个步骤，分别是节点处理、螺栓安装以及螺栓紧固。在钢结构架设调整完毕后，要对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔、板束接合摩擦面要贴紧后才能安装。螺栓安装时要按照同一个方向穿进，最好采用由内而外的方向进入螺栓，这样安装时比较方便。安装螺栓时也要掌握一定的尺寸，如果不能顺利组合时不能硬来，可以用浇刀来调整孔的大小。安装完后还要用砂轮打磨掉螺栓上的毛糙部位，使其贴合度高。螺栓紧固时，分为初拧和终拧。如果钢板扭曲和螺栓的切合程度不是很紧实，就需要进行初拧，防止钢板和螺栓相互影响，初拧的轴力一般能达到标准轴力的60%～80%。终拧是对螺栓做的最后的紧固，终拧的轴力值要符合设计要求的标准轴力，终拧时预拉力的损失、根据试验，一般为设计预拉力的5%～10%。终拧扭矩可以根据下面的公式进行计算：

M=（P+ΔP）・k*d

其中：M-终扭矩kNom；P-设计预拉力kN；ΔP-预拉力损失值，一般为设计预拉力的5-10%；k-扭矩系数；d-螺栓公称直径（mm）。

3、钢结构焊接

钢结构的焊接焊缝分为工厂制作焊缝和现场安装焊缝两大类。设计要求分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，Ⅰ级焊缝要求最高，Ⅲ级焊缝要求最低。Ⅲ级焊缝只需要进行外观检查，表面应无气孔、夹渣、弧坑裂纹等缺陷。Ⅰ、Ⅱ级焊缝应进探伤检验，其检验方法按以下原则确定：①对工厂制作的焊缝，应按每条焊缝计算百分比，且探伤长度应不小于200mm。②对现场安装焊缝，应按同一类型，同一施焊条件的焊缝条数计算百分比，探伤长度应不小于200mm，且应不少于1条焊缝。Ⅰ级焊缝的探伤比例为100%，Ⅱ级焊缝的探伤比例为20%。施工中钢柱之间的连接常采用坡口电焊连接。主梁与钢柱间的连接，一般上、下翼缘用坡口电焊连接，而腹板用高强螺栓连接。次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接，少量再在上、下翼缘处用坡口电焊连接，柱与梁的焊接顺序，先焊接顶部柱、梁节点，再焊接底部柱、梁节点，最后焊接中间部分的柱、梁节点。对坡口进行电焊粘贴的前期工作有检测坡口平实度、清理杂物废物使之符合焊接标准、先加温使其适应焊接、两个柱子结合时用两个焊接人员两边同时开工，柱子和梁也采用这种连接方式，这样可以缓解形状不对称或变形。对于厚板的坡口焊，打底层焊多用直径4mm焊条焊接，中间层可用5mm或6mm焊条，盖面层多用直径5mm焊条。三层应连续施焊，每一层焊完后及时清渣。焊缝余高不超过对接焊体中较薄钢板厚的1/10，但也不应大于3.2mm。焊后当气温低于0℃时，用石棉布保温使焊缝缓慢冷却。焊缝质量检验均按二级检验标准检验。

4、安全施工

安全施工是钢结构施工中的重要环节，高层钢结构施工的特点是高空、悬空作业点多。为了杜绝安全事故，项目部成立安全监督小组，设立专职安全员，严格管理，制定周密完的安全生产条例，对职工进行定期安全教育，树立“安全第一，预防为主”的思想。在严格管的基础上，项目部不惜花费大量人力、物力、财力进行严密的防保。

结束语：随着我国钢结构建筑的发展，钢结构住宅将成为今后我国住宅的发展趋势。在进行钢结构的施工过程中，要严把施工质量关，按照施工要点进行施工，保证高质量的建筑工程。

参考文献：

[1] 罗国庆 超高层建筑钢结构施工技术与管理[J]城市建设理论研究2012（30） .

[2] 林晓佳，黄飞兰，邱礼洪，高层建筑轻钢结构安装施工技术及防控[J]，河南建材，2009.

[3] 李为阳 杨雪琴.超高层钢结构施工管理技术[J].建筑安全2010年第二期.

篇10

关键词：超高层建筑、钢结构、施工技术、安全管理

中图分类号：TU97 文献标识码：A

前言

高层建筑刚结构应用变得越来越广泛,其施工过程中的施工技术和管理就显得尤为重要。本文主要就高层建筑钢结构施工技术进行介绍和分析，并结合笔者的施工经验对钢结构吊装施工工序、钢柱安装、钢梁安装等工序进行介绍和分析，并提出一些自己的看法和建议，仅供参考。

1、吊装施工的关键技术

以甘肃省某超高层的建筑工程为例,由于在施工的区域之中具有十分狭窄的特点,因此在进行吊装施工的过程中,不能在五个栋区之间同时进行,应该对土建施工的进展情况、布局结构和工厂地区等因素,进行综合性的考虑。因此,在本项工程之中,应该使用对角线交错施工的方式从事该项工程。具体来说,首先在第一个和第四个两个栋区之中进行吊装工程,在工程完成之后,再对第二个栋区和第三个栋区进行吊装,在工作量完成之后,再进行区间的吊装,使施工能够交错进行。在各个不同的栋区之中,可以使用从一段横向和另一端进行的施工方式。

在吊装工程实施的过程之中(以吊装钢管柱为例),应该遵守以下几个方面的安装要求。在柱脚之中安装两道三级钢,在混凝土和钢管柱之间设置两道一级钢,在进行浇灌的时候,应该向钢管柱的内侧灌注两道水泥浆。在进行基础节安装的过程中,在起吊之前,应该使用垫木使钢管柱的根部提高,同时配合吊装索具的使用,对揽风绳进行调整,在钢柱上固定溜绳。在对钢管柱进行起吊的过程之中,应该使用两点捆绑垂直起吊的方式,为了避免在起吊过程中发生变形的情况,因此应该在脚上的位置设置吊点。在进行起吊的过程中,起钩的位置应该设置在起重机的边缘,在对起重机进行回转的过程之中,调整柱子的垂直角度。在对钢管柱进行吊装的过程中,应该对上口进行包封,减少异物进入到钢管内部的现象。在对钢管柱进行吊装的施工现场,应该对水平表和主轴线的高度进行标记。对钢柱进行垂直的矫正,在对钢管进行对接的过程之中,应该在对接处的位置设置调节的螺杆和限位板,调节螺杆的方向对钢柱的垂直程度进行调整,在x轴和y轴的两个方向分别设置一套经纬仪,对底柱的偏差进行测量,对螺杆的角度进行调节,使柱底的十字线和柱顶的标记能够重合。在对现场进行焊接的过程之中,应该选择水平焊的形式,以保证在对接处的焊接质量能够得到有效的提高,应该安装附加钢管在对接处的位置,将宽度和厚度设置为二比一的比例,并且使管内壁保持在零点五毫米左右的缝隙。在对钢管内部进行焊接的过程中,应该充入二氧化碳气体对钢柱进行保护性的焊接,使用分向分段顺序的方式进行焊接,使用分段焊接的方式保证现场焊接的对成型,减少因为焊接变形对安装精度产生的影响,在焊接缝隙的两端分别设置引出板和引入板,在实施焊接之后,使用气割的方式对引出板和引入板进行切割,并且对其进行平整的修磨。

在施工现场之中,应该对吊装施工进行准备和策划的工作,在施工进行过程之中,通过对吊装的顺序和吊装方式进行调整,最终使施工过程之中的难题得到有效的解决,同时对其他的工程起到借鉴的作用。

2、 施工管理技术

在对超高建筑物钢结构工程的安全管理过程中,应该对楼板混凝土建筑、栓钉熔焊、压型钢板铺设、焊接结构、测量校正、吊装、构件验收和构件制造等环节进行安全管理。在超高层建筑物之中的吊装工程之中,完善安全管理体系是一项具体而负责的工作,应该对在施工过程之中出现的矛盾进行及时的解决、如果没有对过程进行及时有效的控制,不仅会使工程的工期受到损害,同时会使建筑物的质量受到一定程度的影响。因此,对施工过程的管理可以分为安全文明施工、施工工期控控制、施工质量控制、焊接质量控制、精度控制、构件安装、吊装前的准备、构件进场验收、构件制造等。

在施工的过程中使用整体调整和单柱校正相结合的方式,使超高层建筑钢结构吊装施工的施工关键技术与安全管理水平得到有效的提高。在对钢结构进行安全管理的过程中,应该将制造的规范、工艺和工程试验有效的结合起来,最终在实验的过程之中,覆盖所有的接头要求和接头形式,针对在高层建筑物之中的形式要求和规范要求,进行灵活的选择。与此同时,对于那些富有经验的承包商,应该对其以往的焊接工艺进行评价,在制造钢柱的过程中,该采取切实可行的工程措施和工艺措施,最终促进施工过程的顺利进行,并使其施工质量得到进一步提高。在进行吊装的过程之中,安全施工是十分重要的环节,在进行钢结构施工的过程中,因为其具有悬空作业和高空作业的特点,因此,十分容易产生在高空中坠下零件的现象,很容易造成严重的安全事故,为了减少这种安全隐患的产生,应该在施工的现场设立完善的监督安全小组,在每个安装过程中设置专门的人员进行管理,对员工进行在职培训,使员工的安全教育水平得到提高,不断完善员工的安全施工意识,在员工之中树立起“安全第一”的思想,在管理的过程之中,引入奖惩机制,将安全管理知识落实到生产之中。在建立完善的安全管理的基础之上,着重对薄弱部分加强保护,通过安全网的增设和树立安全护栏,使施工现场的文明程度和安全程度得到提高,最终提高超高层建筑之中的安全管理机制。

3、关键工序施工

预埋地脚螺栓施工：地脚螺栓是连接钢柱和基础承台的构件，预埋地脚螺栓的质量主要有两个判断标准：根据地脚螺栓组中心相对轴线的偏移；根据单根柱地脚螺栓的距离，一般施工都是使用两块地脚螺栓套模，主要是保证为保证单根柱地脚螺栓之间的距离和垂直度符合设计要求，地脚螺栓套模要根据钢柱的柱脚底板螺栓孔位图套钻形成$安装好套模之后要将轴线偏差控制在左右，一般施工时都是使用小于的角钢和膨胀螺栓从大底板的下表面进行搭设支撑形成的，这样有利于将分开套模和底板的钢筋，保证位置的准确性绑扎钢筋施工结束之后要使用电焊固定$地脚螺栓丝扣部分要套上塑料管进行保护，防止被损坏。

钢柱吊装施工：钢柱吊装施工一般都是使用单机进行吊装施工，单机起吊时对一点进行绑扎；吊装时要在使用旋转法进行起吊（钢柱的吊点一般都设计在吊耳位置处）钢柱吊装好之后要进行校正，先调整钢柱的标高和位移，然后是钢柱的垂直度和倾斜度的调整校正时要综合垂直度、轴线、焊缝、标高等因素，从而将分项施工之间的误差控制在一定范围之内，如果当上柱和下柱之间发生错位可以使用低碳钢垫片调整。

钢梁吊装施工：钢梁进场之前要进行验收，合格之后再进行吊装施工，然后在立柱直线度进行复测，最后是固定钢梁使用专用的扁担和二点吊的吊装方式进行吊装施工，注意吊点的位置与梁端之间的距离等于梁长的长度，注意吊点的构造方式是在梁上绑扎两圈千斤绳，绳头要使用吊环锁死之后再连接到扁担上。

结束语

钢结构住宅是社会住宅重要的发展趋势，钢结构建筑仍然要遵守建筑设计的一般原则

高层建筑中使用钢结构的优点在于：钢结构的重量比较轻，运输和安装时比较方便；钢结构具有较好的抗震性；使用钢材施工具有一定的塑性和韧性，不会因为突然的超载发生断裂的现象；钢结构的设计多种多样；钢结构连接时一般都使用螺栓连接，这样不但可以降低钢结构的重量，而且方便于施工；因此对钢结构施工的技术和安全管理是重要的。

参考文献：

[1]杨鹏宇.钢结构高强螺栓连接施工.山西:山西建筑出版社,2006,32(16):140-141．