超高层建筑的标准范文

时间:2023-12-19 17:47:57

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超高层建筑的标准

篇1

【关键词】灭火 高层 建筑

一、超高层建筑定义、建筑材料及结构体系

建筑高度超过100米的高层建筑通常称为超高层建筑。目前超高层建筑用于承受荷载的建筑材料主要有三种,分别为:钢结构、钢筋混凝土结构、钢混凝土组合结构。

二、超高层建筑在防火设计上的特殊要求

在我国《高层建筑防火设计规范》有关内容中规定超高层建筑除执行高层建筑防火设计的有关规定外,对超高层建筑提出了特殊的防火设计要求,如:

(一)建筑高度超过100m的高层建筑,其应在电缆井、管道井每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔;

(二)建筑高度超过100m的公共建筑,应设置避难层(间),并应符合有关规定;

(三)建筑高度超过100m,且标准层建筑面积超过1000m2的公共建筑,宜设置屋顶直升机停机坪或供直升机救助的设施,并应符合有关规定;

(四)当建筑高度超过100m时,高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时,应设增压设施;

(五)建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房,除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外,均应设自动喷水灭火系统。

通过对规范的研究,可以了解到超高层建筑从内部人员的逃生疏散、火灾范围的控制、排烟、供水、固定灭火设施上均提出了具体和更为严格的要求。

北京、上海等地相继发生高层建筑外墙火灾后,国家对高层建筑外墙保温材料的防火等级也提出了更高要求。

三、超高层建筑消防安全问题

超高层建筑在竖向的空间布置上得到了有效的延伸,从而使建筑业主对于建筑的内部空间进行合理的区域划分与功能的布置。正是超高层建筑的功能分区较为复杂,因此,消防监审部门不能够完全根据常规建筑的防火规范进行统一设计,需要针对不同功能分区采取必要的性能化设计。

四、超高层建筑火灾发生危险性

第一,可燃物较多,因此发生的火灾的负荷较大。超高层建筑的内部装修使用的材料主要是大量的可燃物,并且还敷设了很多的电缆电线。如果发生火灾,可燃物会产生毒害气体与大量的浓烟,并且沿着建筑的电梯井与垃圾井等竖向的.

第二,用电量大结构功能复杂。超高层建筑用途很多,其使用功能也相对复杂,提供办公、娱乐、餐饮、会议、商务、购物等功能为一体。并且,根据功能的需要,都会配置大量用电设备,因此其导致火灾发生的可能性因素很大。

第三,设备的日常维护和管理落实不到位,存在安全隐患。在超高层建筑的产权较为复杂、人员的流动性较大、使用功能复杂等。因此超高层建筑的消防设施长时间的使用后耗损程度较大,有些建筑内部甚至没有设计自动化的消防设施。

五. 超高层建筑消防设计

5.1消防设计的难点和目标

超高层建筑的高度一般超过100米,属于综合高层建筑,因此,消防设计难点主要体现在以下方面:

①消防扑救现场与扑救面难以确定。

②大型的地下停车库的疏散通道和疏散口与锅炉房的确定,以及柴油发电机房的位置。

③标准层的平面上的大空间的消防疏散设计。

④设计建筑避难层。

超高层建筑消防设计中,需要坚持:预防为主,防消结合“消防原则,并且完善超高层建筑消防自救能力,通过安全可靠消防防火措施,使建筑消防功能满足实用、安全、经济、技术先进要求。

5.2超高层建筑消防设计

①确定扑救现场与扑救面。根据超高层建筑的地理位置与周边环境,设计出合理的地形改造,最大限度的满足超高层建筑和城市道路之间的关系,从而实现项目建设合理性、经济型与可执行性。

②设计避难层。避难层提供给人员避难的安全场所,因此消防设计较为严格。根据《高规》:建筑高度如果超过了100米,其应该设置避难层。设置避难层,从超高层建筑的第一层到第一个避难层或者是在两个避难层间,但是不超过15层。其原因是火灾发生阶段聚集在建筑15层的避难人员是不允许经过楼梯进行疏散的,可以借助于室外登高云梯实现人员的疏散。所以,超高层建筑设计避难层,首先要考虑的是人员的安全疏散时间的控制,并且使室外消防登高车有效的施救高度,特别是第一个避难层需要充分的考虑消防装备水平,在设置消防登高车最大限度的伸展高度范围内。如果避难层每平米可以容纳5个人,并且适当的设计空余空间,因此好需要设计机械防排烟系统。

③标准层的平面空间上的消防疏散设计。根据超高层建筑的使用功能,进行规范设计,包括疏散宽度、疏散楼梯等。例如:如果属于综合办公区域,根据其使用功能,其内部的餐饮功能的消防难点是在第五层,如果按照消防疏散人员208个计算,疏散宽度应该设计为2.08米。如果会议层的消防难点是在第十一层,其疏散人员按照220计算,其疏散的宽度应该设计为2.2米。如果办公功能的消防难点层是标准层,面积按照929平方米计算,疏散人员按照156计算,其疏散宽度需要设计为1.56米。并且在疏散楼梯的设计上一般要求至少两部,每层都需要满足消防疏散要求。

④借用大型的停车库疏散口、锅炉房和柴油发电机房的位置的确定。如果超高层建筑的用地面积受到外界因素的限制,需要在一定面积内设计停车库,需要采用的是普通停车库和机械停车库相结合的设计方法。大型停车库的车辆出入口由于条件限制不能设计三个时,根据高度差关系,需要在建筑负2层或者是负3层分别设计通往到响铃的地下停车库的车行通道,并且借助于相邻的地下停车可地面出入口,从而实现了车库对外的出入口数量要求。但是,为了避免对主体超高层建筑的影响,需要在其周围场地设计景观造型和地面楼梯等外部造型。

结束语:

超高层建筑消防设计不但涉及以上几点,还包括建筑装饰材料的设计等。超高层建筑的设计基点都应该遵循我国的设计规范,根据超高层建筑特点,立足于防火自救,并且主动性的预防火灾发生,在装饰与保温材料上避免使用可燃性的建筑材料,严格把关施工。提高人民消防安全责任意识入手,保障人民群众的生命与财产安全。

参考文献:

[1] 曹胜开. 浅谈超高层建筑消防设计――以重庆银行大厦为例[J]. 重庆建筑. 2012(11-25).

篇2

关键词:超高层建筑新材料

节能设计

超高层建筑在城市节地、提升城市形象、拉动社会投资、扩大旅游和商贸活动等方面有其独特作用,也远非普通建筑可以比拟,因此近年来我国经济实力雄厚的地区竣工、在建和拟建的超高层建筑如雨后春笋,建筑新材料等技术的发展更是助长了建筑超高层化态势,高度超过100米的建筑从1990年代中期的不足200栋一跃发展到目前的近900栋。超高层建筑的高度增长还会伴随着结构工程技术的不断进步而不会休止。

一、超高层建筑新材料的利用

1、高性能钢

80年代后期,超高层建筑,大跨结构迅速发展,对钢材性能的要求也越多。主要包括有高强度,低屈强比,窄屈服幅等的耐震性能;可焊性,形状尺寸加工精度的施工方面的性能以及耐久性等。

(1)高张力钢

建筑用钢材的应力 应变曲线如图3所示。其屈服点在100~780n/mm2的范围,其中屈服点为400n/mm2的钢材,占一半以上。

钢材屈服点的提高,在设计方面就需要保证结构的刚度要求,防止局部屈曲;在施工方面就要保证结构的可焊性。另一方面,在多震国,地震时确保结构建筑物的安全性是一个最大的课题。因此,高张力钢不仅要有很高的屈服点及抗拉强度,还要具备充分的塑性变形能力。

(2)低屈服点钢

另一方面,还开发研制了利用钢材的低屈服点和屈服特性的技术,耐震设计中的隔震和抗震构造技术得到了迅速发展,地震对建筑物输入的能量,通过建筑物特殊的部位吸收,从而确保整个结构的安全,防止结构构件(梁,柱)的破坏和损伤,低屈服点钢主要用于这些特殊部位,作为吸收地震能的材料。

(3)tmcp钢

建筑物的高层化、大跨化等,要求使用的钢材高强度化,大断面化,极厚化。以往的冶炼方法,若保证钢材的高强度,就需加入相应的碳元素,钢材含碳量的增加会导致可焊性的降低。为了解决这个问题,开发研制了490n/mm2级的建筑结构用tmcp钢。建筑结构用tmcp钢,是通过tmcp(热处理)处理后得到的。已广泛用于超高层建筑中。

(4)sn钢

根据超高层建筑的抗震要求,钢材应具有足够的弹塑性性能和较好的机械性能,可焊性能,具有吸收地震能的能力。广泛用于超高层建筑。sn钢要求:①保证可焊性,②保证塑性变形能力,③保证板厚方向的性能,④保证经济性和加工方便,⑤保证与国际规格接轨。sn钢的规格有a、b、c三种,其板厚都是在6~100mm,分400n/mm2和490n/mm2两个等级。

2、新rc结构(钢筋混凝土)

在钢结构钢材的强度不断提高的同时,钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土强度也在迅速地提高。1988年以来,进行了强度为58.8~117.6mpa的混凝土及强度为686~1176.7mpa的钢筋的开发,并已用于超高层住宅中,如礼新城北高层住宅(地上45层,高度160m),所用混凝土强度为58.8mp a,主筋强度为686mpa,断面加强筋强度为784mpa,是以前高层rc结构所用材料强度的两倍。现在超高层建筑已开始使用78.4mpa,98mpa的混凝土。

3、cft结构(钢管混凝土)

由于高强度钢的使用,可以使构件截面做得小而薄,然而这必带来局部屈曲和刚度降低的问题,解决这个问题的途径之一就是采用cft柱。

继s结构、src结构、rc结构之后,它形成了第四种结构体系。cft结构体系,就是用圆形或多边形钢管内填充混凝土的柱子和s结构,钢混凝土结构的梁连接起来而形成的结构体系,具有刚度大,耐久力大,变形能力强,防火性好等方面的优良结构性能。因此,超高层建筑,大跨结构等开始广泛采用此种结构体系。

cft柱的优点是,混凝土填充在钢管中,在受压和受弯共同作用下,混凝土向横向扩散,然而却受到钢管的横向约束(称为钢箍效应)。所以,混凝土的强度和变形能力提高。另一方面,由于混凝土的填充,钢管的局部屈曲受到了有效的抑制,如图5。这样,cft柱可以最充分利用高张力钢的强度。随着高强混凝土及其组合的研究不断发展,将来高度为1000m级的超高层建筑的构想实现,期待Ncft柱将起主要作用。

二,我国目前超高层建筑节能设计的思考

目前国内针对超高层建筑工程所探讨的关键技术问题多是结构的安全,而对于所面临的建筑节能问题研究和技术投入不够。

1、超高层建筑的建筑节能优化设计技术看,建筑的高度变化导致相关参数的变异,进而影响建筑能耗的变化是一个不争的事实,高度超过100米以上除太阳辐射可以认为基本不变以外,其它的气象参数都会发生很大的变化。而依据国内建筑节能的设计能力来看,大多数设计单位所掌握的用以优化建筑围护结构的建筑能耗模拟软件,都不能反映气象参数沿高度的变化规律,也不能够反映建筑围护结构沿高度变化的表面热交换能力的差别,这就势必无法准确地计算建筑物的能量消耗,更无从谈及科学合理地设计建筑物制冷、空调、配电等一系列设备系统。

2、建筑节能设计标准所能约束的节能技术还不能够完全适用于超高层建筑,在现行建筑节能设计标准中涉及到遮阳、通风等技术的规定,对超高层建筑无法适用,标准规定的建筑能耗的权衡判断方法也是基于建筑物全楼整体建模的一种评价方法,而受目前能耗模拟工具的计算能力所限,超高层建筑中的计算对象(如房间数量)规模远远超出了软件的计算能力。从根本上说,超高层建筑的节能设计问题,实质是一个在技术上超出了现行国家标准《公共建筑节能设计标准》所能控制的新技术问题,如果草率地执行现行标准,则工程设计的技术依据显然不足。

篇3

关键词:超高层建筑;高效;快速;施工技术;措施

1我国超高层建筑工程的基本特点

随着我国科技与经济水平的双重进步与发展,在我国深圳、上海、北京、广州等城市不断涌现超高层建筑的施工建设,其中最具代表性的超高层建筑就是位于上海的中心大厦,该大厦总体高度达到632m。超高层建筑工程具有以下基本特征:①超高层建筑工程要求较高的施工技术水平,项目工程的投资成本较高,施工任务与内容比较复杂且繁重,施工周期比较长;②超高层建筑一般在造型设计上都较为特殊与独特,施工难度较高;超高层建筑需要在高空完成操作施工,具有较高的危险性,安全生产作业要求较高;③超高层建筑一般都处于城市最集中且繁华的地段,具有较高的车流量与人流量,因此加大了超高层施工的困难;④超高层建筑对施工材料与地基牢固性要求更高。

2快速高效施工技术在超高层建筑工程中的应用

如今我国超高层建筑工程中快速高效施工技术主要包括有逆作法施工技术、泵送混凝土施工技术以及钢结构施工技术等。下面对这些技术在超高层建筑工程施工中的应用进行分析。

2.1超高层建筑工程逆作法施工技术的应用

所谓超高层建筑逆作法施工技术的应用原理,实际上就是浇筑建筑物内部的支撑柱,然后按照地下室的结构轴线来进行地下连续墙支护结构的修建,并将连续墙支护结构作为超高层建筑施工的基本底板,在施工封底完成之前,底板结构可以作为重要支撑结构来承担超高层建筑上部结构施工的自重荷载。另外还要逐层完成建筑土方开挖施工作业,并将地下每层结构进行浇筑施工,直到完成建筑底板的封底作业,此时要逐层向上的开展建筑地上结构施工建设。超高层建筑工程施工应用范围最广且使用次数最多的就是逆作法,逆作法可以快速并高效的完成超高层建筑的施工。与其他施工技术相比,逆作法施工技术具有较多优势特点:①逆作法施工技术可以提高地基的牢固与稳定性,并降低地基临近管线位置的压力。采用逐层浇筑施工的方法完成超高层主支柱与整体承重的施工,可以有效避免地基基础出现歪曲与变形缺陷;②逆作法施工可以降低底板配筋与底板压力问题的出现,有效提高了建筑底板设计的科学性,在合理布置构筑物管线的基础上浇筑连续墙,可以使管线更加贴近与紧靠地下连续墙,实现扩展建筑面积的目的,不仅可以有效缩减建筑地下室施工建设的工期,还可以节约地上工程与地下工程间的施工时间,使得超高层建筑的施工变得更加快速与高效。

2.2超高层建筑工程泵送混凝土施工技术的应用

混凝土泵送运输施工技术在超高层建筑工程中的应用占据重要作用。混凝土泵送施工技术就是指,将混凝土通过升降机从地面运输到高空以完成建筑混凝土的浇筑施工作业。超高层建筑工程要求更高的混凝土施工质量,所以在传输混凝土并施工的过程中,需要结合泵送施工技术。新时期我国建筑行业广泛应用到了双掺技术,所谓双掺施工技术就是结合实际施工情况,在混凝土拌制过程中加入化学药剂或者粉煤灰,以便提高混凝土施工的质量要求。但是在实际施工过程中还存在有混凝土配制问题,因此要合理并科学的配制混凝土,注意混凝土的强度与稳定性,结合具体的施工养护管理工作,以便完善超高层建筑混凝土施工质量。混凝土泵送可以便于运送与施工,有效节省了物力与人力,并提高了施工效率与速度,这是快速并高效施工超高层建筑的关键技术。

2.3超高层建筑工程钢结构施工技术的应用

钢结构施工技术在超高层建筑工程中的应用要把握好相应的技术要点:首先在建筑施工之前,要明确所需钢筋的质量要求、规格与数量,同时还要在项目正式开始之前,深入了解超高层建筑局部位置与整体结构,以便详细并深入的考虑规划;钢筋原材料等在施工之前要做好质量检验工作,以便把关好建筑施工材料质量,确保超高层建筑整体施工质量与安全性;另外要有专业技术人员来完成具体钢筋绑扎的操作作业,根据施工技术的规范标准来完成,以便确保钢筋内部连接的稳固性;最后在柱插筋的施工操作过程中,要保证施工流程满足规范标准要求,以免人为操作因素造成施工质量缺陷问题的产生,提高超高层施工建设的效率,以便真正达到快速与高效的施工。

3提高并控制超高层施工质量的关键措施研究

超高层建筑工程施工技术具有高空作业特殊性与复杂性特点,因而在施工过程中要做好质量控制工作,把握好关键措施并检查好施工技术方案,避免由于不合适的施工方案与计算错误导致质量缺陷与安全事故的发生。

3.1控制好钢筋混凝土结构施工质量

超高层建筑钢筋混凝土结构在施工时很容易出现缺少棱角、蜂窝麻面或者孔洞等问题。对孔洞的处理要把握好混凝土的浇筑环节,在浇筑柱子与高强板的过程中选择细小的石子混凝土,并对预留孔洞进行检查。已经成型的孔洞周围会存在有松散的混凝土,此时还要做好清理与防护作业。而在防治蜂窝麻面的时候,要选择科学并合理的砂浆砂率与混凝土配合比,在浇筑混凝土过程中分层实施,并结合实际情况增加适当的模板刚度。而在防治棱角缺少问题时,要刨光木模板表面,确保模板的平整性,模板在拆除过程中还要保护好边角,以免破坏混凝土构件的棱角。

3.2控制好超高层建筑的三线

首先要控制好超高层建筑施工的垂直度,这是施工建设的关键环节,也是保证超高层建筑工程质量的重要基础。在控制垂直度的过程中要依照层柱网的基本分布状况来设计并控制大楼的垂直度,实际操作步骤为:首先要确定大楼边角柱位置,在角柱模板安装过程中,要利用吊线方法来测定立柱的垂直度。垂直度满足设计要求后就要将模板外边线进行对齐,做好支撑与加固工作,等到建筑四角柱可进行模板的拆除作业时,还要将其作为基线来调整与控制正面的垂直度与平整度。控制垂直度的关键仪器就是激光铅垂仪,选择合适的控制点来做好平面大楼的控制工作。

3.3严格控制超高层建筑混凝土的强度

在配比选定的混凝土时候,要依照不同区域内市场所具备的原材料来进行混凝土的配比试验,以便在实际超高层施工过程中可以及时并有效的调整混凝土的配比,提高混凝土配比的科学与合理性。在实验过程中,要依照含水量与含沙量的配比做好相应的调整与控制工作。在具体超高层建筑施工建设中还要利用有效措施做好控制与调整工作,以免出现砂石级配不合理的问题出现。

3.4控制好超高层建筑的混凝土养护管理工作

一般超高层建筑常用的施工技术就是混凝土泵送技术,不仅可以将混凝土施工性能进行改善,还可以有效缩减施工建设的时间,但是要注意混凝土强度问题,以免出现质量缺陷。所以在施工过程中要严格执行混凝土的养护措施与制度,做好混凝土强度的测定与评价工作,以便及时规避施工中的不规范与不合理问题,提高超高层混凝土的施工质量。

4结束语

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【关键词】整体钢平台模板体系 施工技术 超高层建筑 应用

一、前言

就目前来看,我国城市化进程不断加快,超高层建筑工程项目在城市规划建设中的数量显著增加,而且超高层建筑工程项目的建设状况较为良好。但是,超高层建筑工程项目建设中还存在一些问题,主要集中在施工阶段;整体钢平台模板体系施工技术在超高层建筑工程项目建设中的应用,能够有效地解决施工阶段中存在的问题,确保超高层建筑工程项目施工中的质量与安全,促进超高层建筑的发展。

二、整体钢平台模板体系的概述

超高层建筑工程项目的建设施工中存在着很多的难题,我国针对超高层建筑的建设特点、难题,自主研发出了整体钢平台模板体系施工技术。整体钢平台模板体系施工技术的适用性非常强,超高层建筑工程项目在设计阶段与施工阶段中,首先要考虑的就是超高层建筑建设过程中各个环节上的安全性,一般情况下超高层建筑中采用的均是全封闭设计。根据整体钢平台模板体系中的大堆载,在超高层建筑中对大操作面进行合理的利用,就能够对施工中的大量原材料与机械设备进行合理的放置,还能够有效地降低垂直运输对施工进度产生的影响;使用自动调平技术对整体钢平台的提升进行控制,还能够确保施工过程中的质量。根据平台下整体钢平台模板体系在受力构件与受力特征等方面的不同,可以将整体钢平台模板划分为劲性构架式与内筒外架式,整体钢平台模板体系中的设备主要有液压千斤顶式、电动卷扬机式以及电动升板机式。超高层建筑工程项目施工中,用于对钢平台进行提升的设备中,液压千斤顶具备的优点主要有操作稳定性强、自重小以及体积小,但是只能用于荷载上升的状况,而不能够进行荷载下降,不利于超高层建筑施工中的就位校正;电动卷扬机的自重较大、安全操作性能低、体积较大,而且钢丝走向非常复杂;电动升板机的提升力较大、体积较小、提升性能强;所以超高层建筑施工中主要使用液压千斤顶与电动升板机。

三、整体钢平台模板体系的结构

钢平台、提升设备、大模板、劲性格构柱以及悬挂脚手架等一系列设备设施,是整体钢平台模板体系的主要组成部分。钢平台主要是对连系钢梁在核心筒墙体的两侧进行设置,将连系钢梁当作钢平台中的骨架,然后由骨架上沿着钢平台进行布置的侧向围栏与钢平台走道板结合组成钢平台,对于钢平台构建中使用钢梁的选择,应当采用使用工字钢材料制作的钢梁。使用螺栓连接方式将两侧钢平台与钢梁结合在一起,便于拆装。将走道板安装在钢平台的钢梁上,将其当作一个操作平台。悬挂脚手架的主要组成部分有底部走道板、上部走道板、吊架、侧向围栏以及底部防坠闸板,为了能够便于模板施工,发挥清理修整功能,将吊架划分为两个部分,即上吊架与下吊架,上吊架主要为模板施工区与钢筋施工区,下吊架主要为墙面清理区与拆模整修区。劲性格构柱不仅是钢平台在提升过程中的导轨,还是施工过程中整体钢平台系统中承载重力的构件;劲性格构柱主要通过自身特有的形式逐层地向上进行对接,一直到劲性格构柱埋藏于核心筒混凝土墙的内部中,钢平台利用承重销在钢格构柱上进行搁置,钢格构柱上还搁置相应的提升设备。提升设备对于钢平台的提升有着十分重要的作用,它是钢平台在提升过程中的动力设备,在利用提升设备进行施工的过程中应当将其固定在劲性格构柱的顶部位置。在每一根劲性格构柱上都要安置两台电动升板机,电动升板机被丝杆穿过,而且通过丝杆提升座与接套联系钢平台。钢平台在处于提升状态的时候,电动升板机应当保持不动,然后利用丝杆的正向旋转来提升整个钢平台,钢平台在提升到相应的位置之后,应当在承重销上对钢平台进行搁置,电动升板机利用丝杆反向旋转对升板机进行顶升操作,当电动升板机在经过顶升之后达到相应的位置时,对下一次钢平台的提升进行准备。大模板的主要组成部分有主肋、竖肋以及刚面板,主肋主要使用双拼槽钢进行制作,而竖肋主要使用单根槽钢进行制作,每一块大模板的顶部都设置了相应的吊耳,在对大模板进行提升的时候,采用倒链对吊耳进行连接,然后进行提升操作。

四、整体钢平台模板体系应用于超高层建筑标准层中的施工流程

超高层建筑核心筒标准段进行施工的过程中,每一次在对混凝土进行浇捣的时候,整体钢平台系统都要进行相应的提升,提升次数为两次。在运用整体钢平台系统的时候,应当将钢平台的上半部分当作核心筒钢筋的临时堆放场地,还要在脚手架上进行模板提升与钢筋绑扎操作。在模板工程与钢筋工程施工完毕之后,才能够在钢平台上开展混凝土浇捣施工工作。

整体钢平台系统在安装完成之后,进入超高层建筑标准段的施工;将标准段格构柱安置在格构柱的顶部,对格构柱进行焊接与对接。将格构柱中作为支撑的整体钢平台当做支点,电动升板机中的螺杆处于不动的状态,使用反向旋转螺帽的方法使升板机上升,升板机在沿着格构柱上升到相应的位置之后,利用承重销在格构柱上安放升板机,完成升板机顶升的第一次操作。

在格构柱上安放升板机之后,应当将整体钢平台钢梁底部与升板机螺杆下部进行连接,然后采用正向旋转螺帽的方法,对螺杆进行提升,使整体钢平台脚手架系统能够上升到规定的位置,最后利用承重销在格构柱上安放整体钢平台脚手架系统,整体钢平台脚手架系统提升的第一次操作完成。

然后在超高层建筑标准层中进行施工的过程中,采取同样的方式对升板机进行第二次顶升的操作,然后还要以同样的方式对整体钢平台脚手架系统进行第二次提升操作。在完成这些操作之后,使用塔吊将超高层建筑标准层中的核心筒钢筋进行提吊,将其吊置于钢平台的顶部,然后在悬挂脚手架上开展钢筋板扎等一系列工序;可以将钢平台上的钢梁当作相关的吊点,使用倒链吊住下层中的大模板,然后对大模板进行拆除。通过下层脚手架清理与修整模板表面上存在的污渍与破坏位置,使用倒链将大模板提升到规定的位置,最后开展模板工程施工。

超高层建筑标准层中的其中一层模板施工完成之后,在整体钢平台顶部上进行核心筒混凝土浇捣。在大模板提升到相应的位置之后,在对钢平台进行提升操作之前,要清理与修补下层混凝土墙面,然后在格构柱顶部再一次对标准段格构柱进行安装操作,接着进入下一个整体钢平台提升流程。

五、结语

我国建筑企业在超高层建筑的建设过程中应用整体钢平台模板体系施工技术,它在超高层建筑工程项目施工中的可行性与把握性较强,能够有效地降低超高层建筑中垂直运输对于工程项目建设进度造成的影响,确保超高层建筑工程项目中的施工质量,特别是在超高层建筑标准层中的施工质量,合理地在超高层建筑建设中应用整体钢平台模板体系施工技术,能够在很大程度上提高施工效率与质量以及推进施工进度。

参考文献:

[1]张建.浅谈整体钢平台模板体系施工技术在超高层建筑中的应用[J].华人时刊(中旬刊),2012(07).

[2]王作春.超高层建筑整体钢平台模板体系施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2013(01).

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关键词:复杂高层;超高层;结构设计;设计要点

在高层和超高层建筑的结构设计工作中,面临的问题十分复杂,与普通建筑相比,高层和超高层建筑的结构设计工作难度更高。为了解决高层及超高层建筑结构设计的难题,有必要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨研究,这对我国城市发展以及建筑行业的发展都将起到重要的意义。

1、复杂高层和超高层建筑与普通建筑在结构设计上的区别

复杂高层和超高层建筑与普通建筑在结构设计上具有很大的不同,普通高层建筑的高度一般不超过200m,而复杂高层和超高层建筑的高度通常在200m以上,甚至可达到上千米。另一方面,普通高层建筑大多为钢筋混凝土结构,而复杂高层和超高层建筑通常采用混合结构或钢结构。此外,在复杂高层和超高层建筑的结构设计工作中,需要面对抗震要求、风荷载、舒适度、避难层、机电设备层、施工因素等一系列难题,可见复杂高层和超高层建筑的结构设计难度要远大于普通高层建筑。

2、进行复杂高层建筑与超高层建筑的结构设计时需考虑的问题

2.1设计方案方面的问题

在对建筑结构进行设计的时候第一步就要对建筑物的结构方案问题进行重要的思考。特别是对于那些复杂高层与超高层建筑来说,如果因为在选择结构设计方案的时候没有恰当的选择,那么就很容易引起整个结构设计方案大幅度的调整。正因如此,设计单位在对建筑物进行设计方案的制定时,不仅仅要把专业的东西结合进去,还要对去其他地区的实例进行考察,结合多方面的东西,来对方案进行有效的确立。

2.2建筑结构类型方面的问题

对复杂高层建筑与超高层建筑在展开选择结构类型的时候,结构设计工作者不仅仅要对建筑所在的地区的抗震度进行充分的考虑,还应该对建筑地区的外部环境的地质进行合理有效的分析。不仅如此,在一个方面还应该大量的减少建筑成本,对建筑工程造价问题进行充分合理的考虑,如果条件一样的话尽量选择成本比较低的借建筑结构。

3、复杂高层与超高层建筑结构设计要点

3.1严格选择合理的结构抗侧力体系

不同高度的高层建筑物,所采用的结构抗侧力体系也各不同,不同高度建筑物常用的结构抗侧力体系也不尽相同。在建筑结构设计上,要保证结构抗侧力构件能有效结合为一个整体,在复杂高层和超高层建筑结构体系设计过程中,如果采用多层抗侧力结构体系,那么应分析每种抗侧力结构体系的作用,要根据其作用的不同,对抗侧力构件进行科学的布置。在条件允许时,复杂高层和超高层建筑结构的抗侧力构件应该尽量做到相互连接,增强结构整体性,如可以通过伸臂桁架将核心筒和框架柱相互组合,例如广州东塔及其组合抗侧力体系,该建筑在结构设计中,就是通过伸臂桁架将核心筒和框架柱相互连接。另外也可以将通过环带桁架、巨型斜撑将框架柱组合成整体,进而形成巨型框架,此外还有深圳平安大厦及其组合抗侧力体系,该建筑在结构设计中,就是通过环带桁架、巨型斜撑将框架柱组合成整体。此外,也可以将纵横向墙体相互组合,形成组砼筒体或者组合墙,此抗侧力体系均可用于复杂高层和超高层建筑。

3.2概念设计的重要性

从以往的建筑工程中得出的经验,对于复杂高层和超高层建筑,应重视在其结构概念设计上的重要性,主要应重视以下几点:

(1)控制好建筑结构的均匀性和规则性,保证建筑结构的稳定性。

(2)保证建筑结构竖向和抗侧力有直接且有效的传力途径。

(3)保证建筑工程结构的整体性。

(4)在结构设计上,要保证绿色环保、节约能源。

建筑工程的结构设计要想满足以上几点,需要结构工程师和各专业设计之间的共同努力协作,只有协作好才能达到设计标准,保证工程质量。

3.3控制结构设计指标及计算结果的合理性

(1)合理选择分析软件

在建筑结构设计工作中已经普遍采用了信息化技术,目前计算机软件的种类十分繁多,各个软件的侧重点也不尽相同,因此,设计人员应该对各种软件有所了解,根据工程项目的实际情况,选择科学适用的计算机软件。

(2)充分考虑荷载作用

1)地震荷载

在复杂高层和超高层建筑进行结构设计时应考虑地震荷载的问题。对建筑施工场地进行地震安全性评价,结合安评内容并与规范规定采用的地震力合理对比,小震时应进行包络设计,同时根据规范要求合理选用地震波。

2)风荷载

在复杂高层和超高层建筑结构的设计过程中,风荷载对建筑物的影响很大,随着建筑物高度的增加,其风荷载也在不断的增加,对于建筑高度超过200m以上的建筑物,应进行风洞试验。

(3)合理控制关键设计指标

一定要合理控制各项关键设计指标,包括剪重比、自振周期、位移比、层间位移角、侧向刚度比与抗剪承载力比、核心筒和框架部分剪力与弯矩分配、单位面积下的重力荷载代表值、整体稳定性验算等等。

3.4结构性能优化分析

(1)在进行方案设计时,必须有结构专业的人员参与其中。

(2)复杂高层和超高层建筑在选择结构类型时,一定要充分考虑工程所建地的工程地质情况。

(3)要考虑工程的造价成本问题,在保证安全、质量的前提下,应尽可能选择造价较低的结构类型。

(4)要重视抗震设计,在复杂高层和超高层建筑的抗震方案设计过程中,要慎重的选择建筑结构的抗震材料,应有效控制地震发生时楼层间的位移限值,通过对发生改变的建筑构件和建筑层间的位移进行分析,得出构件的变形值,合理选择建筑结构的抗震方案。

3.5工程施工过程对设计的要求

在进行设计的过程中一定要充分考虑施工因素的影响,如在复杂高层和超高层建筑中,竖向构件的压缩变形会使建筑物的外形发生改变,而且影响建筑的内力分布。因此,为了避免建筑的外形发生改变,提高建筑结构设计的合理性,保证施工过程的安全,应对复杂高层和超高层建筑进行施工过程模拟和预变形演练。另外,在结构设计时,一定要注意复杂节点部位钢筋及钢材传力的可靠性,同时要考虑现场施工的可实施性。如在型钢混凝土梁柱节点中主筋与型钢相交时,通常采取以下4种处理措施:型钢表面焊接钢筋连接套筒;钢筋绕过型钢;钢筋与型钢表面加劲板相焊连;钢板上开洞穿钢筋等。在实际设计中,一定要合理选择处理措施,保证现场施工的可实施性。

4、结束语

综上所述,复杂高层和超高层建筑的结构设计特别关键,它直接关系到建筑物的质量和安全。所以我们在进行结构设计过程中,一定要综合考虑建筑物的抗侧力性,只有确保建筑结构体系的稳定才能保证建筑的安全。概念设计在复杂高层和超高层建筑结构设计中,占有很重要的比重,概念设计是否合理决定着高层建筑结构设计的好坏。在进行结构设计时,每个环节的设计都应高度重视,从而使建筑结构体系达到安全稳定,满足人们的使用功能要求。本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点提出几点建议,希望对相关设计工作有所帮助。

参考文献:

[1]董兴明.复杂高层建筑结构设计要点分析[J].中原建筑,2014(9):70-72.

[2]辛晓宇.复杂高层、超高层建筑设计要点分析[J].科技创新与应用,2012(5):219-220

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关键词:超高层建筑;钢结构;抗震性能;优化设计

中图分类号:TU3文献标识码:A文章编号:2095-6363(2015)10-0078-02

作者简介:张俏,讲师,工程师,一级注册建造师,钢结构教研室主任,研究方向:结构计算与优化

超高层建筑是目前城市中的主要建筑形式,为了保障超高层建筑的强度及稳定性,在对超高层建筑进行结构设计的过程中,多数采用是钢结构。这种超高层建筑对于钢结构设计的要求相对较为严格,尤其是对钢结构的抗震设计更为严格,为了能够使得超高层建筑的钢结构完整性得到有效的保障,就需要采用合理的方式,来对超高层钢结构抗震性能进行优化设计。下面本文就主要针对超高层钢结构抗震分析与优化设计进行深入的分析。

1超高层钢结构抗震性能分析

针对不同的超高层建筑,采用的钢结构形式也会有所不同,而不同的钢结构形式也会具有不同的抗震性能。通常而言,采用混凝土修建的超高层建筑,具有较高的受压能力,然而,这种建筑的抗拉性能却较差,采用混凝土结构修建的超高层建筑,受压能力与抗拉能力之间的差距会在10倍左右。在地震发生后,尤其是大的地震发生时,会使得超高层建筑在巨大的冲击作用下,混凝土结构完整性很容易就被破坏,而且混凝土也会出现裂缝,而钢结构就不会出现这样的问题,可以有效的保障超高层建筑的稳定性。相较于超高层混凝土结构,超高层钢结构的延展性能更加的优良,而且可以承受巨大的地震波的影响和冲击。就性能来说,钢材的抗压性能、抗剪性能以及抗拉性能都较为突出,能够将地震所造成的冲击力尽可能的减小,从而使得超高层建筑保持稳定。就这一方面来说,钢结构就是一种较为理想的超高层建筑设计结构形式,钢结构的弹性以及塑性都较为突出,利用钢结构具有的较强塑性以及弹性来对地震波进行消减以及吸收,就可以使得超高层建筑钢结构的抗震性能得以提升。与其他的超高层建筑结构形式相比,钢结构本身的重量较轻,而且能够有效的起到减震的效应。根据上述的研究可以充分的了解到,钢结构的抗震性能较为突出,在工业化高速发展的过程中,钢结构的环保性能也逐渐提升,其在设计的过程中,不会对周边的环境造成破坏和污染,在一定程度上可以有效的实现超高层建筑的绿化设计。由于钢结构具有如此多的应用优势,所以其在超高层建筑抗震设计中有着广泛的应用价值。

2工程概况

某超高层工业厂房,在设计之初,其抗震等级被设计为7级,而且地震加速度也被设计为0.16g,在进行地震设计的过程中,总共分为三个等级,这一工业厂房所占用的场地,主要为Ⅱ类场地,在该工业厂房的周边区域,设置了抗震带,抗震类别为乙类。这一工业厂房总共有40层,地上37层,地下3层,厂房的总高度为125m,建筑总体面积为112543㎡。为保障该工业厂房结构设计的合理性和安全性,该厂房采用钢结构进行设计,并且在不同的楼层中,采用的钢结构类型也不同。该工业厂房中,1-13层主要采用的是钢支撑结构,而在14-37层,则采用的是钢框架-钢支撑结构。在两种钢结构交接的部分,主要应用插入式柱脚对建筑结构实行支撑,起到荷载有效连接和传递的作用。但是该超高层工业厂房所建设的区域,很容易发生大型的地震,而厂房的地震设计无法满足抗震要求,还需要进一步的进行钢结构抗震优化设计,才能够有效的保障超高层工业厂房结构的稳定性。

3超高层钢结构抗震优化设计

一般来说,针对超高层钢结构进行抗震优化设计的过程中,需要对钢结构节点进行合理的设计,这样就可以使得梁柱的稳定性得到有效的保障,也可以使得超高层钢结构的抗震性能得到进一步的提升。

1)局部削弱措施。很多的超高层钢结构中,会采用梁柱焊栓节点进行钢结构的设计,这样的节点形式通常被称为狗骨头节点,这样的节点一般都是在梁上下进行设置,并且会使得节点呈现出一种圆弧的形状,从而就会使得钢结构边缘位置出现削弱的情况,这就使得钢结构自身的承载能力下降,也使得钢结构的韧性大打折扣,从而无法具备较高的抗震性能。因此,应该对局部削弱采取有效的措施进行解决,并且采用腹板开孔型节点进行钢结构设计。这样的节点形式在一定程度上可以使得钢结构的塑性得到有效的提升,也可以使得与节点距离相对较远的梁截面塑性也可以得到提升。在地震发生的时候,就会使得钢结构梁翼缘位置的钢板不容易出现变形的情况,而且能够有效的满足抗震设计的标准要求,即使在梁钢板结构出现局部削弱的情况下,钢结构节点的承重能力以及抗震能力也不会出现下降的问题。所以,针对超高层钢结构抗震优化设计的过程中,合理的应用腹板开孔型节点,可以有效的使得钢结构的抗震性能得到提升,弥补局部出现的削弱情况。

2)加强措施。利用焊接的方式来对相关的辅助板块进行连接固定,并且合理利用螺栓将辅助板块合理的设置在钢结构的主体部位,之所以这样做,是为了能够更好的提升钢结构的整体承受能力,使得梁翼缘的削弱问题可以得到有效的解决,辅助板与主体结构之间连接的节点形式需要采用腋梁节点或者是加盖板节点,这样的节点形式才能够使得超高层钢结构的抗震性能能够满足标准要求。其中,加盖板节点的设定,不需要进行梁的刚度以及强度的改变,只需要在梁的翼缘位置处进行加盖板设定,并针对梁柱节点所能够承担的荷载能力进行提升,保障梁柱节点能够满足相应塑性设计标准要求,保证节点能够具有一定的延展性,这样就不会使得钢结构因为地震的影响而出现损坏的情况。按照相应的规定,超高层钢结构梁翼缘在进行加盖板焊接的过程中,需要对盖板的厚度进行控制,尽可能的将盖板的厚度控制在8mm的范围内,同时,在对梁顶端的位置进行焊接处理的时候,则需要先打开相应的焊接缺口,然后进行加盖板的焊接,所选择的家盖板长度需要控制在150mm以上,但不适宜超过180mm。而梁腋节点抗震性能突出,具有良好的塑性能力,塑性旋转角度由原来不足0.018rad可增至0.03rad以上,最大可达0.05rad。但是这种节点不能缓解梁翼缘中部的应力集中现象,而且梁腋的存在使得建筑设计也增加了困难。

4结语

总而言之,超高层建筑在进行结构选择的时候,应该选择钢结构,钢结构的合理应用,可以使得超高层建筑整体结构的稳定性和可靠性得到有效的保证,同时也可以使得超高层建筑具备良好的抗震性能,避免地震对超高层建筑造成破坏。而超高层钢结构的抗震性能想要发挥出来,就需要采取有效的方法来对超高层钢结构抗震进行优化设计,从而满足现今超高层钢结构抗震的标准要求,从而保障超高层建筑的长远发展。

参考文献

[1]徐培福,戴国莹.超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究[J].土木工程学报,2012(01).

[2]方鄂华,钱稼茹.我国高层建筑抗震设计的若干问题[J].土木工程学报,2011(01).

[3].钢—混凝土混合结构的受力性能研究[D].湖南大学,2012.

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关键词:超高层建筑;建筑施工;施工技术;技术要点

中图分类号:TU208文献标识码: A

我国超高层建筑研究及工程应用起步比较晚,但是发展非常迅速。目前世界已建成的十大超高层建筑中。中国占有7座,表明我国是世界超高层建筑建造大国。正是在这些工程中研究和积累。我国在超高层建筑施工领域开拓和发展了多项新技术。如混凝土超高程泵送技术、整体提升钢平台模板体系、钢结构高空吊装技术等,有些已经达到国际领先水平。虽然如此,我国在超高层建筑施工领域与美国、日本等国家相比还有比较大的差距。特别是在信息化和自动化施工方面。而这些方面的成果和技术往往属于技术秘密不公开,因此我们必须加强这方面的自主研究。才能紧随和超越世界先进水平。

一、超高层建筑施工特点

1.高空作业多

高空作业多是超高层建筑施工的特点之一。超高层建筑的结构复杂,主体建筑高、层数多,从超高层建筑施工的作业环境上看,建筑施工多为高空作业,无形中增加了建筑施工的难度,且在施工过程中对材料、制品、机具设备和人员的安全防护工作,是超高层建筑施工的重点和难点内容,要认真做好高空安全保护工作,防止物体坠落打击事故的发生。

2.基础埋置深

基础埋置深是超高层建筑施工的又一特点。超高层建筑基础埋置的位置更深,这是因为超高层建筑由于高度大、重量大,对整体稳定性的要求是很高,埋置深度从室外地坪算至基础底面。一般埋深至少在地面以下5m。超超高层建筑的基础埋置深度甚至达20m以上。深基础施工,地基处理复杂。尤其是在软土地基,基础施工方案有多种选择,对造价和工期影响很大。

3.施工周期长

超高层建筑施工的特点还表现在施工周期长方面。在超高层建筑施工过程中,由于超高层房屋建筑施工的工程量大、施工技术复杂,超高层房屋建筑的施工周期往往较长,一般情况下,超高层房屋建筑的施工周期要经过冬天和夏天,其最长的施工周期可能要超过2年,由于时间变化带来的许多不安全因素也较多,因此,探索超高层房屋建筑施工技术的要点势在必行。

二、具体的现代施工技术在超高层建筑中的运用

1.逆作法

由于超超高层的建筑物通常为筒体结构,因此在建筑施工过程当中常常使用该方法。该方法主要是通过将配备整层高度的大模板,然后通过千斤顶利用支架,以及横梁整体平稳,将其上升到所需要的位置之后在进行校正,然后进行混凝土的浇筑。当模板到达楼面标高之后,可以开始水平结构之上的施工。其主要是利用建筑物底部的轴线或者是其周围已修建的地下连续墙或者其它建筑,与此同时在其内部的正确位置上进行浇筑或者设置一定数量的支撑桩和支撑柱体,确保其实际施工过程之中,其能够支撑施工的荷载。再则,将地面的梁或者板等结构作为地下连续墙的支撑点,确保施工的正确进行,将损失降到最下。然后,开始向下挖土并且对地下的相关部分进行浇筑,确保地板封底,从而保证底部结构的完整性、防渗性能和挡土性能,保证其整体的施工质量。

2.钢结构法

钢结构施工技术主要具备施工效率较高,强度高且生产工业化水平高等方面的优势,因此该种方法也在现在建筑施工当中有着较为广泛的使用。在具体的施工当中主要依赖大型吊塔进行,吊塔的起重能力将对钢结构安装的效率有直接的影响。这就要求在具体的使用过程当中,对于机械的安装、钢结构的吊装等方面的工作具有较高的技术要求。

3.整体爬模法

由于超高层建筑一般是采用的筒体结构,因此其经常使用此种方法。滑模法施工原理是滑模施工就是在构筑物或建筑物底部,沿其墙、柱、梁等构件的周边组装高1.2米左右的滑升模板,随着向模板内不断分层浇筑砼,用液压提升设备使模板不断地沿埋在砼中的支撑杆向上滑升,直到需要浇筑的高度为止。滑模和其他施工工艺相结合,可为简化施工工艺创造条件,取得更好的综合经济效益。滑模组成滑模装置主要由3大系统组成,即由模板、提升架、围圈组成的模板系统,由主操作平台、上辅助平台和内外吊脚手架组成的平台系统,由液压控制台、油路和支承杆组成的液压提升系统。滑模装置结构如图1所示,

4.混凝土施工技术

因为混凝土的抗压能力和抗震能力十分突出,当前人类社会的建筑物几乎都是以混凝土作为主体支撑材料。要做好混凝土施工技术就必须掌握好以下三个点:第一,混凝土的质量必须得到保证。根据混凝土中的颗粒细度、凝聚时间和强度大小,施工时必须采用符合建筑设计条件的混凝土。施工中可以使用在混凝土中添加煤粉灰或细沙石的方法来节约建筑材料,降低工程成本,并在一定程度上增强混凝土的强度和稳定性。但是采用这种方法时一定要适量,不能造成反效果。其次,在施工过程中,要严格控制浇筑频率,以此来确保表面平整并保持适量的水分来减少混凝土内部的变化。最后,对于浇筑冷却完成部分的混凝土要及时进行保养,及时对产生的裂缝进行补救处理。

三、当前超高层建筑施工技术质量控制

1.钢筋工程在施工中的质量控制

1)钢筋原材料质量控制

施工工程的质量受到施工材料质量的直接影响,对钢筋质量的要求更为明显,钢筋一定要有质量合格证书,为了进一步保证钢筋的质量,需要采用随机的调查方式对钢筋的质量和性能进行测试,此外,还要保证外观整洁无损,只有符合检测标准,方可其进入施工场地并投入使用。对于质量不达标的钢材,要为其更换一个对其要求更低的使用场所。

2)钢筋的制作和绑扎控制

制作和加工钢筋现在都被要求在施工现场当场进行,为其专门设立一个加工棚,以满足工作需要,钢筋的规格、长短、拐角等方面都必须按照规范标准进行加工,不能有丝毫的差错,另外,成品的钢筋的放置也必须引起高度的重视,按类别放置,做好标记,以便对其进行区分。梁板柱钢筋在混疑土中的位置控制:要保证钢筋保护层的厚度满足要求,否则就会使得钢筋的锈蚀速度加快,而一旦腐蚀程度过高将会使得表面那层混凝土迅速、完全的脱落,降低了建筑物的使用年限,影响外观的审美性。

2.混凝土工程质量控制

衡量混凝土质量的高低与否,其硬度、强度、经久耐用性是主要的三个标准。养护是否及时、湿度是否足够、泥水比例是否正常、浇筑工作是否到位、外加剂的使用量是否适度这些因素都对直接或间接的影响着混凝土的质量。宏观裂缝和微观裂缝是混凝土裂缝的两大主要类型,其中微观裂缝包括粘着裂缝、水泥石裂缝和骨料裂缝。而前两种是我们常常提及的微观裂缝,一旦温、湿度发生突然地变化,就会加剧混凝土的硬度,同时会发生大体积的变形,这种变形具有不均匀性;追根溯源,混凝土之所以发生内部和外部之间的矛盾,无非就是由混凝土抗拉强度小于其应力工况引起的。

3.在施工过程中应用现代化的技术手段

随着现代技术以及计算机技术的高速发展,这些技术的运用使我国各个行业均得到了快速的崛起以及进步,建筑企业就是主要的行业之一。计算机是一种先进的技术,其具有较为强大的数据分析、模拟再现以及图形设计的功能,在这些计算机先进技术的支持下,相关技术人员可以对先进的技术手段进行一定的模拟和测试,为现场施工提供了一定的指导。在进行施工之前可以运用计算机中专业的计算软件,将工程的各个参数录入,通过计算机的计算模拟出建筑工程的过程和结果,评价其在施工技术、经济上的可行性,通过这样的方法提升高层建筑施工技术的水平。

4.对房屋裂缝的检测

对房屋裂缝的检测需要查明裂缝的各类参数。在进行房屋结构安全鉴定的过程中,应明确房屋的结构性裂缝不仅对房屋的表面结构受力状况造成影响,更对房屋结构的使用寿命产生威胁。通常情况下,房屋结构的裂缝宽度越大,隐藏在混凝土内部的钢结构越容易受到腐蚀和锈化,其砌体结构更容易发生倾斜或倒塌,严重影响房屋的安全。若裂缝是横向发展的,则会在影响房屋的美观程度上占据较大比例,若裂缝是纵向发展的,则该裂缝在影响墙体美观性的同时,还对墙体的使用性能造成影响。众所周知,房屋的墙体由钢筋混凝土结构制成,其使用性能为遮风避雨。钢筋混凝土结构完好无损时,能对风雨起到较好的遮蔽功能。若钢筋混凝土结构出现破损情况,则会影响房屋的使用性能。

综上所述,超高层建筑在我国大城市蓬勃兴起,其结构形式日趋复杂,建造难度也日渐增大,但我相信随着超高层建筑施工技术不断成熟和发展,建设越来越多的超高层建筑必将成为城市发展的主流,也将成为城市发展壮大的标志。

参考文献:

[1]赵飞.超高层建筑附着升降脚手架施工技术性能研究[D].同济大学,2008.

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1超高层建筑大体积混凝土的特点

超高层建筑通常都会选择使用大体积混凝土,此种类型的混凝土具有如下特点:首先,体积大,厚度非常厚;其次,浇筑量非常大,同时对混凝土结构性能要求非常高,另外由于混凝土体积比较大,因此更容易会出现水化热问题,也就更容易出现裂缝;再次,如果混凝土结构的厚度已经超过了1.5m,通常情况下都会选择应用水平分层的方法,这样能够有效降低水化热的问题;最后,在超高层建筑中,大体积混凝土通常应用在基础结构中,所以一般情况下,都不会受到外界温度影响,但是混凝土的抗渗性能必须达到技术标准,否则也会渗漏的情况。基于此,超高层建筑大体积混凝土施工的重点就是尽可能的降低水化热影响,同时提高混凝土结构的自防水性。

2超高层建筑大体积混凝土施工现状

超高层建筑建设是现代城市发展建设的重点,由于城市土地资源异常紧张,地上空间被大量的利用。大体积混凝土作为超高层建筑重要的施工材料,其质量与建筑工程质量息息相关,也正是如此,施工人员对大体积混凝土施工质量十分关注。但是现阶段超高层建筑大体积混凝土施工却存在着比较多的问题。第一,某些施工单位为了赶上工程进度或者是为了获取更大的利益,经常以次充好,偷工减料,采购的混凝土原材料有很多不合格,这使得超高层建筑质量合格率非常低,有很多工程都是劣质工程,投入使用之后,如果发生严重的自然灾害,比如地震、山洪等会产生安全事故;第二,施工人员自身施工水平不高或者是施工态度不正确,比如在施工过程中,仅凭借自己的经验,并没有认真的查看施工图纸,还有些施工人员故意省略某些施工环节,看似不会出现大问题,但是已经为超高层建筑的使用埋下了隐患;第三,管理体制比较落后,现阶段,我国很多的施工单位所应用的管理体制依然是计划经济时代的体制,早已经不适应现代建筑事业的发展。政企不分,粗放式管理等都不利于工程质量监督,最终影响了建筑工程质量。

3超高层建筑大体积混凝土施工技术要点

3.1优化混凝土配合比

很多使用大体积混凝土的超高层建筑工程时常会出现裂缝,究其原因,最为重要的原因就是混凝土配合比不合理,为此混凝土配合比优化工作十分重要。混凝土原材料主要有水泥、水、粉煤灰等。每一种原材料都发挥着各自的作用,比如水泥是为了提高混凝土的强度性能,但是却容易产生水化热情况,而粉煤灰的应用,则是为了缓解水化热现象。除此之外,还有泵送剂,此种原材料主要是为了提高混凝土的凝固的速度。为了保证混凝土性能达到最佳状态,施工人员必须设计合理的配合比,尽管有配合比的参考数据,但是施工人员还是应该以施工现场实际情况为准。不同的楼层数,混凝土配合比也不相同。优良的混凝土配合比设计,不仅对混凝土质量有充分保证,也能够降低施工人员施工强度。

3.2温度的控制

在高层建筑工程中,大体积混凝土质量还受到温度的影响,在浇筑混凝土的时候,大体积混凝土结构容易受到温度产生的应力影响,当应力超过混凝土结构自身的抗压力的时候,混凝土结构就会出现裂缝。因此在高层结构层中,要把握好温度的控制,防止温度产生过大的应力给混凝土质量造成威胁。例如,在上某超高层工程案例中,就设置了10个测温点,在每个测温点中都安装了传感器装置,对温度进行了实时的监测,通过这种方法有效的为工程混凝土施工提供了最佳的施工时间,避免了温差的影响。

3.3混凝土浇筑

超高层建筑由于自身的特性,在进行大体积混凝土浇筑的时候,为了保障每一层混凝土施工的连续性,就必须对混凝土浇筑进行严格的控制,这里的控制包括两个方面,一方面就是要保证混凝土浇筑不能间断,也就是说要有多台泵车进行浇筑,其次就是控制好泵车落管与楼面的距离,避免距离过大造成混凝土对楼面的冲击力过大,使得混凝土结构变形。例如,在48层的超高层建筑中,混凝土浇筑采用了3台车载臂架泵车,2台56米的,一台47米的,三台泵车成对三角对立方位同时进行浇筑。有效的保障了混凝土浇筑的连续性,同时泵车的落管与楼面的距离控制在了300mm到500mm之间,控制住了混凝土对楼面的冲击力。

3.4混凝土振捣

在超高层建筑工程中,在进行大体积混凝土浇筑的时候,混凝土从泵车浇筑出来在楼面上会形成各种各样的形状,对这些凹凸不平的混凝土一定要用振动棒进行捣匀、捣实。振捣的作用就是避免混凝土之间疏松,防止渗漏,确保中下区域内的大体积混凝土振捣密实度能够与上层混凝土振捣密实度一致。防止大体积混凝土出现离析问题,在振捣的过程当中要注意振捣频率,避免漏振和过振。

3.5后期养护

在超高层建筑混凝土施工过程中,混凝土浇筑完成后,混凝土自身会有一个自我伸缩的过程,在这个过程中,水分的挥发速度非常快,要想保证大体积混凝土的质量,就必须要对其进行必要的养护工作。例如,在48层的超高层建筑大体积混凝土施工过程中,在混凝土浇筑完成后,在混凝土表面敷设一层薄膜纸,并且每天进行洒水养护,一天1到2次,有效的保证了大体积混凝土的质量,从而保障了整个工程的质量。

4结论

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关键词 高层住宅 建筑结构 适用性原则

一、高层建筑结构设计体系与技术应用

1.高层建筑结构设计中基于抗震设计技术的应用

当前来看,减震控制技术研究与应用在我国高层建筑中有了较大进展。隔振技术较为成熟,在工程中有一定应用,主要用于高烈度的多层、小高层建筑,如北京通惠家园地铁枢纽建筑,甘肃陇南将橡胶隔振垫用于砖混结构楼房。目前,多项采用隔振技术的房屋建筑正在设计建造中。

消能减震技术近年来在新建高层建筑工程中开始得到应用,如北京银泰中心主塔楼、上海世贸国际广场、深圳大梅沙酒店等采用了黏滞流体阻尼器,主动控制技术在我国超高层建筑中首次得到应用是上海环球金融中心第90层两台各重250吨的质量阻尼器,它将有效地减小建筑结构在风和地震时的反应。

2.高层建筑结构设计中基于抗风设计技术的应用

随着高层建筑高度的增加,结构对风荷载更加敏感,在不少地区,抗风研究和设计已经成为控制结构安全性和实用性的关键因素。我国目前的建筑荷载规范尚不能完全满足实际工程的需要,应增加横风向响应和等效静力风荷载、干扰效应、居住者舒适度判据等内容。

3.高层建筑结构设计中基于消防设计技术的应用

一个常识是,按照设计标准,高于24米的建筑属于高层建筑,高于50米的建筑属于超高层建筑。曾有城市安全部门做过一个试验,让一名身强体壮的消防员从第33层跑到第1层,用了35分钟。如果是一名身体素质一般的人员或老人、小孩,所需时间肯定会更长。而火借风势,30秒内就可以从第1层到达第33层。这样算来,在高层、超高层建筑中人们跑到楼外逃生的可能性几乎为零。因此,基于超高层建筑结构体系中抗高温、防火方面的设计成为最重要的一个指标(以下以北京国贸三期工程为例)。

国贸三期。该工程总建筑面积54万平方米,主塔楼总高330米,地上层数为74层,地下为4层,钢结构截面大、单件重、连接复杂,总用钢量达5万多吨,抗震等级8级,设计难度和施工难度为世界超高层建筑结构领域所罕见,是目前北京的第一高楼。美国“911”事件后,施工承建方:“中建一局集团建设发展有限公司”对国贸三期设计方案作了相应调整。为了保证建筑物未来的安全性,在经过论证和修改后,该楼的建筑方案采用了4万吨钢筋、18万立方米混凝土与5.5万吨钢结构组合形成的钢骨型钢混凝土结构,并采用耐燃时间高达3小时的防火涂料对钢结构进行防火处理。这样设计的结果是,大楼能够有效地减少飞行器撞击所带来的损害,提高大楼自身的耐火性能。而按照此前的设计方案,该大楼全部由钢结构组成,一旦遇到同样问题,钢结构会因高温快速熔化,导致主楼快速坍塌。

二、高层建筑住宅结构设计面临的挑战

随着住宅产业化形势的不断发展,随着我国超高层住宅的响应政策的出台,未来,无疑会给本土设计行业及承建方带来了巨大的挑战。随着经济社会的发展,作为二三线城市出现的一幢幢拔地而起的超高层建筑。这种建筑不仅对开发商是一种全新的挑战,对房地产这条产业链上的设计行业、承建行业也将带来全新的改变。

1.未来住宅产业化下高层建筑结构设计技术亟待提升

相对高层住宅而言,超高层住宅设计复杂,对项目设计及管理水平要求严格;超高建筑物中每隔一定距离须加设避难层;在施工设计上的要求更加严格,尤其是对消防、防震、防风的指标要求很高,例如对玻璃等建筑材料的选择格外严格,同时由于高处的湿度、风力影响等特殊要求,也给设计、施工带来了很高的难度。

由于超高层住宅建筑结构的特殊性,建筑内部的梁柱将会不可避免地存在,在结构设计中一方面考虑异型柱的使用,另一方面在户型设计中要充分全面考虑梁柱的影响、规避及利用。再有,高层建筑与其它建筑之间的最大区别,就在于它有一个垂直交通和管道设备集中在一起的、在结构体系中又起着重要作用的“核”。而这个“核”也恰恰在形态构成上举足轻重,决定着高层建筑的空间构成模式。

2.高层建筑结构抗震、风设计专业性人员缺失、经验严重缺乏

近年来,虽然国内外对高层和超高层建筑钢结构、混凝土结构和钢混凝土结构的抗震设计理论均进行了一些研究,也已取得了一批较深入和较实用的研究成果。但是,由于地震作用、各类结构体系的空间作用、弹塑性性能以及“大震”作用的破坏机理等方面的复杂性,使得对超高层建筑抗震设计理论还需要从许多方面进行深入研究。这种复杂性在我国各大城市尤其突出。超高层建筑的出现,无疑将我国的抗震研究工作推上了一个全新的领域。“之前虽然很多建筑设计公司也将抗震作为建筑设计中的重要部分,但随着超高层建筑的出现,不得不迫使建筑设计和承建行业以及相关的地震研究机构发生变革。”因为我国的建筑历史上没有超高层住宅且经验还尚浅,尤为二三级城市,政府出台的相关超高层政策对我国的建筑设计行业、建筑业、地震研究等有关地产的所有产业都将起到划时代的推进,它将被载入史册。随着高速发展的中国住宅产业化进程不断推进,太需要这方面的经验了。

三、高层建筑结构设计未来的展望

由于高层住宅不但在结构设计、基础工程设计、主体结构设计、建筑设备安装工程设计方面,给排水工程、通风空调系统、建筑消防等方面都在一定程度上提高了难度和复杂程度。超高层建筑的问世,必将给我国的设计行业,尤其是承建行业带来全新的格局。尽管目前还达不到洗牌的程度,但也将是一场残酷的淘汰赛。而要改变这样的局面,求变将是唯一的出路。

依旧以国贸三期工程为例,国贸三期属于超高层建筑,构件有大型化、异型化的特点,致使施工技术和施工精度要求都非常高。工程的施工遇到并解决了许多普通超高层钢结构施工中没有出现过的问题,尤其是针对倾斜结构的安装、钢板墙的安装、腰桁架的安装等一系列施工技术,是对我国复杂高层钢结构施工技术的有力补充,同时对国内建筑结构设计行业的持续发展起到了积极作用。

参考文献:

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关键词:超高层建筑,电梯运输,控制方式

 

随着我国建筑业的高速度发展,针对现代城市空间的有限,导致超高层建筑的不断涌现,超高层建筑指40层以上,高度100米以上的建筑物,为了满足人员及货物的有组识上下,并保证安全的关健是电梯设计,也是在设计中困扰的一个主要问题,而超高层建筑电梯对其数量的配置控制方式及有关参数的选定,直接影响建筑物的使用安全与投资金额,而系统设计的好坏直接关系到便用者对整个建筑服务质量。

1超高层建筑内人数计算标准

一幢超高层建筑一般可以提供办公、商业、娱乐、观光等服务,根据建筑物每层商业运用标准,采取合理的电梯设计与规划,来分析建筑使用的总人数为电梯设计为依据。建筑功能的不同,可容纳人数也不同,一般可按建筑使用性质及相应的标准或参考值决定。就是全部电梯运送服务的总人数。

根据我国办公楼建设标准和有关资料分析,一般可按每人有效净面积指标8-12m2/人计算。有效净面积就是总建筑面积减去不能提供人娱乐与办公的面积(如楼梯、电梯井道电梯厅、公共走道、卫生间、设备间、结构面积等)。

2超高层电梯间隔时间设计与人员候梯管理

电梯厅里候梯时间的长短是电梯主要的服务质量标准。间隔时间或候梯时间一般是指轿厢从门厅出发时的平均等候时间。理想的电梯系统,应在乘客到达门厅终点站时,即有一轿厢在等候着,或只需等待片刻轿厢即到。人们在门厅的平均等候时间,应是间隔时间之半。

有效设计超高层建筑的电梯的关键是运用各种局部电梯进行服务,并把局部区域电梯系统组织起来。通往这些局部区域,通过由地面始发站至局部区域的空中候梯厅间的快速穿梭电梯进行服务,乘客到达空中候梯大厅后再换乘区间电梯。为了能够将乘客以最快的速度运送到达目的地,一般以建筑每35~45层为一局部区域。

交通管理的目的是提高电梯运输效率,减少乘客等待时间,最终达到建筑设计与垂直交通组织的有机结合,减少电梯的基本投入以及合理利用建筑空间的比例,这种情况在超高层建筑中尤为重要。超高层建筑通常将电梯服务层分为低层运行和高层运行或分成更多区间,分区特点如下:由于减少了客梯的服务层数,缩短了客梯往返一周的时间,增大了往返一周时间内客梯的运输能力高层区段由高速客梯服务,由于有高速运行区间,充分发挥了高速客梯的优越性,低层区和中层区的机房上面的部分空间,仍可以作为使用空间,超高层建筑中的电梯系统选择在底层由于对人流进行了分隔,高层区和低层区的乘客避免了拥挤与干扰。

设置空中厅,使得建筑向高空发展成为可能,高速电梯往返于地面与空中厅之间,乘客在空中厅转换高层区间电梯到达目的层,一般建筑层数超过45层以上大楼考虑设置空中厅服务层分区中为高层区间服务的高速电梯,在快速运行区间发挥了高速的优越性,但在服务层区时,由于层高的限制,两停靠站时间的距离往往不能满足加速距离,电梯达不到额定速度即减速停站,造成时间浪费。而地高层区间电梯占用底层区井道,随着建筑高度的增加,势必占用更多建筑空间,减少了建筑的出租面积;服务层在垂直方面的分区,在建筑建成后一般难以改变,它造成跨区交通的困难,使建筑在用后造成限制,空中厅的意义也在于把建筑分成两到三大区,方便建筑的人口分布改变后的调整。还有一种方式为部分电梯停靠单数层,部分电梯停靠双数层一种方式为全部客梯只停靠单数层,然后再通过步梯上或下的方式可将客梯停靠站置于半层上,每两层一停靠,减少了客梯的停靠站数、减少往返一周时间,提高了运输效率。

3超高层电梯的多梯系统处理控制

由于超高层建筑采用多梯系统,为了提高电梯群的使用效率,以最快的速度满足乘客的需要,缩短乘客等候时间,为此应采用微机电梯控制系统,通过计算机控制系统及时地处理大量信息,判断各站台的呼叫信息和各电梯的位置、方向、开闭状态、轿厢内呼叫等各种状态,以提高运送能力,改善服务质量,提高超建筑的经济效益。

电梯微机群控系统主要有以下几个方面:(1)轿厢到达各停靠站台前应减速,到达两端站台前强迫减速、停车,避免撞顶和冲底,以保证安全。(2)对轿厢内的乘客所要到达的站台进行登记并通过指示灯作为应答信号,在到达指定站台前减速停车、消号,对候梯的乘客的呼叫进行登记并作出应答信号。(3)满载直驶,只停轿厢内乘客指定的站台。(4)当轿厢到达某一站台而成空载时,另有站台呼叫,该轿厢与另外行驶中同方向的轿厢比较各自至呼叫层的距离,近者抵达呼叫站并消号。(5)端站台乘客呼叫,调用抵端站台轿厢与空载轿厢之近者服务。(6)在各站台设置轿厢位置显示器,对站台乘客进行预报,消除乘客的焦急情绪,同时可使乘客向应答电梯预先移动,缩短候梯时间。(7)站台呼叫被登记应答后,轿厢到达该站台时应有声音提醒候梯乘客。(8)运行中的轿厢扫描各站台的减速点,根据轿厢内或站台有无呼叫决定是否停车。(9)乘客站台呼叫轿厢,同站台能提供服务的所有电梯的应答器均作出应答。

目前一般的超高层建筑均配备20多台以上的电梯群,多的还超过50台电梯。除了普遍采用的实行分区管理调度之外,建议将超高层建筑中所有电梯进行统一调配。虽然国外已经由公司开发出在大厅预约的召唤梯系统,但是其控制电梯的数量和区域,都还不是对全部电梯的控制。而现在的超高层建筑电梯,在部分仍然需要设定中转到空中大厅的过渡电梯。如何实现一次召唤最终目的层,将是一个值得探讨的课题。

当前,超高层电梯系统的突破面临着许多关键技术问题,电梯开发需要解决这一难题,以满足对超高层高速电梯在的速度、安全可靠、平稳舒适、高效节能等方面的要求。

4目前国内外超高层电梯的差距

中国国内超高层建筑的增加,使得超高层电梯的市场不断加大。但是,几乎所有的超高层建筑,都选用了原装进口的超高速电梯。首先,是在超高层电梯的性能上。据报道,日本的电梯企业已经开发出最高速度达到18m/s的超高速电梯,而国内的电梯企业能开发出的最高速电梯只有6.0m/s。其次,在电力驱动技术方面,国外企业由于率先掌握了永磁同步电机技术和能量反馈技术等关键的技术,应用于超高层高速电梯内,使得国外的超高层电梯在节能、环保和运行舒适感方面暂时优于国内的电梯。论文格式,电梯运输。。论文格式,电梯运输。。所以中国已经投入使用的最高十座建筑,都采用国外进口的超高速电梯。论文格式,电梯运输。。而在中国国内和国际上的电梯企业相比,在超高层建筑的电梯制造方面存在着较大的差距。

参考文献

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