高層建筑實(shí)例分析
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高層建筑實(shí)例分析范文第1篇
【關(guān)鍵詞】高層建筑；消防安裝；注意問題；施工；
1高層建筑消防工程施工及要注意問題
1.1施工階段管理及要注意問題
施工階段是形成實(shí)體的階段，也是形成最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要階段。因此，施工階段質(zhì)量控制是工程項目質(zhì)量控制的重點(diǎn)。應(yīng)切實(shí)做到重兩頭、保中間，通過對質(zhì)量控制點(diǎn)把關(guān)來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的全面控制。所謂重兩頭指對施工進(jìn)行事前和事后控制。各分項工程施工前應(yīng)先簽發(fā)技術(shù)交底及相應(yīng)的質(zhì)量保證措施。系統(tǒng)所用元件必須經(jīng)國家消防質(zhì)量監(jiān)督檢測中心檢測合格；保中間即通過對各質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行控制以便于及時發(fā)現(xiàn)、糾正施工中存在的質(zhì)量問題。
為保證自動報警系統(tǒng)能及早發(fā)現(xiàn)并通報火情則必須保證按規(guī)范要求布線，避免采用布強(qiáng)電線路的方法超規(guī)范限定拉力布線，必須有布線標(biāo)記并設(shè)專用接地線；探測器及報警按鈕的接入導(dǎo)線顏色、余量、安裝牢固程度及其傾角、與墻端距離等應(yīng)符合設(shè)計要求；控制室及防煙排煙機(jī)房和電梯房內(nèi)電源均應(yīng)為雙回路供電且必須有消防電源標(biāo)志；火災(zāi)報警控制器及區(qū)域顯示器型號、安裝尺寸及牢固程度、內(nèi)配線編號、接線余量及綁扎、接線端子根數(shù)、主電源引入方式、主備電源容量試驗、電壓及負(fù)載穩(wěn)定度、自檢功能、消音復(fù)位、火警優(yōu)先、報警記憶功能以及消防電源及控制器電源等均應(yīng)符合要求。
消防栓及自動噴水滅火系統(tǒng)應(yīng)保證管材及管件外觀及連接質(zhì)量要求；報警閥前應(yīng)加裝過濾器并嚴(yán)禁其后管道焊接，管道穿墻及樓板處應(yīng)加設(shè)套管；管網(wǎng)應(yīng)按要求設(shè)置承重及防晃支架；消防管線防護(hù)措施、組件完整、栓口方向、與墻間距以及管線走向橫平豎直、消防水泵進(jìn)出口安裝應(yīng)避免應(yīng)力傳遞。
防排煙系統(tǒng)應(yīng)保證送風(fēng)口位置及布置準(zhǔn)確，機(jī)組安裝位置正確，手自動控制功能正常；排煙管道、排煙口性能、排煙防火閥設(shè)置及與報警系統(tǒng)聯(lián)動啟動功能合格。在火災(zāi)發(fā)生時所產(chǎn)生的大量濃煙擴(kuò)散速度快而常使人暈倒窒息，因此高層建筑必須保證其排煙量和正壓送風(fēng)量以及風(fēng)壓等，以避免施工中發(fā)生風(fēng)道主體施工樓板鋼筋未斷開而造成樓層間堵塞，避免風(fēng)道內(nèi)壁未粉刷而導(dǎo)致阻力過大，避免防火閥、排煙防火閥、排煙閥等部件連接安裝錯誤以及風(fēng)機(jī)、電動閥門接線反向造成反轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。
防火卷簾各部件材質(zhì)、簾板安裝及導(dǎo)軌嵌入深度等符合要求；導(dǎo)軌深度和寬度、卷簾在軌內(nèi)運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)平衡；簾板兩側(cè)噴頭間距、卷簾現(xiàn)場啟閉、機(jī)械應(yīng)急操作、感煙感溫探測器動作以及卷簾下降歸地、水幕噴頭強(qiáng)度等符合設(shè)計要求。
1.2綜合調(diào)試階段施工技術(shù)及要注意問題
消防工程施工完成后，應(yīng)及時組織各系統(tǒng)的綜合調(diào)試以確保施工質(zhì)量符合設(shè)計方案的要求，保證消防安全，重點(diǎn)要做好以下工作：在系統(tǒng)內(nèi)全部噴頭安裝完成前按設(shè)計壓力要求對整個供水系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行全面的水壓強(qiáng)度及嚴(yán)密性試驗，待系統(tǒng)檢驗合格無滲漏現(xiàn)象后進(jìn)行沖洗，沖洗過程中應(yīng)將止水閥及報警閥拆卸以便于對儀表進(jìn)行保護(hù)。沖洗過程中沖洗速度不應(yīng)小于3m/s；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及其聯(lián)動系統(tǒng)功能試驗主要包括故障報警、火災(zāi)優(yōu)先及其記憶功能、反饋信號的測試等。同時還應(yīng)對電氣系統(tǒng)進(jìn)行絕緣電阻及接地測試，電氣設(shè)備及照明設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)及通電檢查，對供電主電纜及母線進(jìn)行絕緣電阻搖測，并應(yīng)保證系統(tǒng)聯(lián)合接地電阻不大于1Ω等。
某高層商住樓總建筑面積為58963O，由2棟19層、2棟12層和2棟18層的建筑組成；1～3層為裙商業(yè)樓，其余為住宅。地下共設(shè)有3個獨(dú)立的地下車庫及人防區(qū)。整個小區(qū)的消防系統(tǒng)主要有自動噴淋系統(tǒng)、自動火災(zāi)報警系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、室外市政消火栓系統(tǒng)、正壓送風(fēng)及排煙系統(tǒng)等。
3、消防工程施工主要內(nèi)容
3.1消防水系統(tǒng)設(shè)置及施工
（1）泵房濕度控制。
該商住樓泵房集中設(shè)置，包括生活泵和消防泵。生活泵采用變頻技術(shù)，消防泵采用較先進(jìn)的軟啟動技術(shù)。由于控制柜內(nèi)的主要元件如變頻器、可編程控制器或軟啟動器等對工作環(huán)境的要求很高，而水泵房又是整個水系統(tǒng)清洗、試驗、調(diào)整最集中的場所，所以，必須控制地坪積水，隔氏濕度。其措施一是土建方面按要求設(shè)置地坪排水明溝水井、控制柜底加10cm厚素混凝土及控制地坪坡度等；二是給排水的設(shè)置方面考慮以下兩點(diǎn)：①管道系統(tǒng)上的試驗和泄壓管直接接回消防水池以降低運(yùn)行成本，減少高壓力泄水濺開：②泵組地坪四周報警閥組下設(shè)置明溝，因為泵體有放空閥，泵吸水處有過濾器，在安裝、清洗、調(diào)試時有大量水涌出；三是在通風(fēng)組織方面，原設(shè)計泵房只考慮了排風(fēng)而未考慮通風(fēng)，由于泵房設(shè)置在地下室，只有1個出入口，這時若簡單地設(shè)置壁式軸流風(fēng)機(jī)，泵房內(nèi)或無法及時補(bǔ)氣，或無法及時排氣，都將導(dǎo)致?lián)Q氣不充分、換氣效果不好，無形中會增加空氣的濕度。
（2）合理設(shè)置壓力指示裝置。
消防系統(tǒng)按規(guī)范要求在泵房、屋頂試水栓、每層噴淋末端放水處均應(yīng)設(shè)置壓力表。但由于該組團(tuán)式商住樓消防室外網(wǎng)龐大，參建單位多，施工質(zhì)量不一，如果發(fā)生漏水難以排查，會延誤整個消防工程的進(jìn)程。因此，在合理的位置增設(shè)壓力表有利于管網(wǎng)排查及調(diào)試。①在早期滅火屋頂水箱的補(bǔ)水管上設(shè)置。通過在該處設(shè)表有利于生活水系統(tǒng)的調(diào)定，即生活水泵出水壓力設(shè)定，保證消防系統(tǒng)內(nèi)及時補(bǔ)水及早期滅火的需要。②在進(jìn)戶室外總閥（按幢或單元統(tǒng)計）靠近戶內(nèi)管道或立管底部設(shè)置壓力表，通過這些壓力表將龐大的室外消防管網(wǎng)切成各自獨(dú)立的部分，通過總閥可以輕松地觀測到管網(wǎng)上水壓傳播的情況以及各子系統(tǒng)的保壓情況，判別管網(wǎng)故障，方便消防管網(wǎng)的調(diào)試、試水工作。
（3）室外消火栓的設(shè)置。
①如按單棟計算，室外消火栓的設(shè)計數(shù)量按GB50045-95（2005版）《高層民用建筑防火設(shè)計規(guī)》的規(guī)定應(yīng)為10個，但組團(tuán)中相鄰高層建筑的室外消火栓在滿足用水量的前提下可以共用，實(shí)際數(shù)量為5個，既滿足了消防要求，又避免了重復(fù)建設(shè)。②室外消火栓的布置。首先必須保證其無障礙性，即室外消火栓必須能讓消防員無障礙使用，包括標(biāo)志、栓口朝向要方便接水帶，共用時不允許包在圍墻內(nèi)等：其次是滿足距離的要求，規(guī)范規(guī)定外消火栓距建筑物外墻宜（不少于5m且不大于40m，距路邊宜不大于2m。鑒于這種情況，現(xiàn)場施工中將室外消防接合器（包括噴淋、消火栓）到最近的室外消火栓的距離均做到小于40m，以便為滅火工作爭取更多的時間。
3.2建筑電氣設(shè)置及施工
（1）雙速排煙風(fēng)機(jī)的設(shè)置。
商住樓地下車庫的送風(fēng)及排煙大多采用雙速風(fēng)機(jī)。普通的雙速風(fēng)機(jī)的原理是平時開低速排風(fēng)，火災(zāi)發(fā)生時接消控中心指令轉(zhuǎn)為高速運(yùn)行排煙。當(dāng)排煙風(fēng)管內(nèi)煙氣溫度>2800℃時，排煙防火閥關(guān)閉，聯(lián)動排煙風(fēng)機(jī)停機(jī)。根據(jù)這一原理，筆者與設(shè)計人員研究采用雙速風(fēng)機(jī)控制原理，控制分為現(xiàn)場控制箱控制和消控中心多線控制。控制箱上有手動、自動選擇開關(guān)，當(dāng)現(xiàn)場有人值守時開手動，此時現(xiàn)場控制箱按鈕可就地啟、停高、低速排風(fēng)檔，當(dāng)?shù)退贆n運(yùn)行時消控中心如有確認(rèn)的火災(zāi)信號，可通過多線控制使低速檔自動跳高速排煙運(yùn)行：當(dāng)現(xiàn)場無人值守時控制箱上開自動，現(xiàn)場控制箱上手動按鈕失效，消控中心可通過多線控制高速檔的啟、停。
（2）非消防電源的切除。
該小區(qū)不但考慮到火災(zāi)發(fā)生時一些會助漲火勢的非消防電源的切除，如常用的送風(fēng)機(jī)、誘導(dǎo)風(fēng)機(jī)等設(shè)備，還考慮到一些危害消防人員實(shí)施撲救行動的非消防電源的切除，如地下車庫照明等，而后者往往容易被相關(guān)人員忽視。
（3）消防開關(guān)量信號輸出的早期試驗。
消防系統(tǒng)中水流指示器、信號蝶闊、正壓送風(fēng)口、防火閥等裝置的信號反饋等，均通過消防開關(guān)量信號輸出來實(shí)現(xiàn)。在該組團(tuán)施工期間，提前對這些開關(guān)先行單獨(dú)試驗、檢查，有故障的及時排除，這一點(diǎn)對消防調(diào)試、檢測及驗收有極大的幫助。施工中做了兩套直流小電路來解決這個問題，一套用作模擬消防聯(lián)動信號：一套用作模擬消防反饋信號。根據(jù)消防產(chǎn)品說明的聯(lián)動或反饋直流動作電壓，配好電池組及相應(yīng)電壓等級的燈泡及開關(guān)，并在串聯(lián)電路中做一副活動夾式的觸頭。
3.3防排煙和通風(fēng)空調(diào)
（1）防止風(fēng)管漏風(fēng)。在施工過程中對施工工藝、設(shè)備和施工人員素質(zhì)等方面加強(qiáng)管理，特別是對鍍鋅風(fēng)管的咬口處、管段與法蘭翻邊處及GRC風(fēng)管的法蘭連接處等易產(chǎn)生漏風(fēng)的部位重點(diǎn)控制。
（2）防止正壓送風(fēng)及排煙豎井漏風(fēng)。在施工過程中應(yīng)引起重視。如有的工程管道井內(nèi)腳手架搭設(shè)孔、施工預(yù)留洞、磚砌體的搭縫等未按要求處理，導(dǎo)致風(fēng)量不達(dá)標(biāo)，甚至通過孔洞漏掉的風(fēng)量比通過送風(fēng)口的風(fēng)量還要大。
（3）減小管道井阻力。若管道井沿程阻力過大，會造成正壓送風(fēng)井的頂部樓層及排煙井的底部樓層的風(fēng)量減小。該工程中要求對風(fēng)井進(jìn)行抹灰處理，以減小阻力、保證風(fēng)量。
（4）風(fēng)機(jī)壓力、總進(jìn)（排煙）風(fēng)管尺寸的確定。設(shè)計上通常按風(fēng)量及風(fēng)速確定管道尺寸，再由管道尺寸來選配風(fēng)口。普通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速為3～6m/s，而消防送風(fēng)（排煙）風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速≤15m/S，由于風(fēng)管沿程阻力和部件摩擦阻力均與風(fēng)速v2呈正比，因而消防送風(fēng)排煙系統(tǒng)中總的進(jìn)風(fēng)口和排煙口的局部阻力比普通系統(tǒng)大6～25倍。該工程總進(jìn)風(fēng)（排煙）口選用側(cè)壁式外墻風(fēng)口（帶防蟲網(wǎng)），其局部阻力較大。
4、結(jié)束語
高層建筑消防系統(tǒng)不同于一般建筑的消防系統(tǒng)，由于高層建筑同一般建筑相比涉及到大量的人類生命及財產(chǎn)，因此高層級建筑物的安全異常重要，其消防系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)施工質(zhì)量是消防功能的保證因素，其也將直接影響建筑物的使用壽命及人身、財產(chǎn)安全，因此在其施工過程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工工藝要求對施工質(zhì)量進(jìn)行控制，以保證消防系統(tǒng)施工質(zhì)量并推動消防工程質(zhì)量水平的提高。
高層建筑實(shí)例分析范文第2篇
關(guān)鍵詞:高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；箱形；轉(zhuǎn)換
一、工程概況
本工程位于某市中心區(qū)黃金地段,總建筑面積約20 萬m2。由五幢30～31 層高層住宅樓組成,地下部分2層,底層架空，無裙房；2 層以上為住宅。建筑2層地下室連為一體。五幢高層結(jié)構(gòu)平面體型較不規(guī)則, 建筑總高近100m, 結(jié)構(gòu)長寬比3.7～6.9, 高寬比5.4～10.3。
二、結(jié)構(gòu)體系的確定
根據(jù)建筑功能的使用要求,本工程為高尚住宅區(qū)，底層架空為酒店式大堂,并引入室外景觀造景。為此，建筑對底層柱及剪力墻的布置位置有嚴(yán)格的要求,上部住宅部分要求室內(nèi)方正實(shí)用。為滿足上述要求，本工程采用框支剪力墻結(jié)構(gòu),于二層樓面設(shè)置轉(zhuǎn)換層。又因上部墻體多數(shù)無法直接落地或落于框支梁上, 故而采用了箱高為2300mm 的箱形轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。利用箱體增加轉(zhuǎn)換層的整體剛度,同時箱體的上下層板又增加了框支梁的抗扭性能。配合建筑使用功能合理布置抗側(cè)力構(gòu)件,以合理控制結(jié)構(gòu)的總體剛度,使之既滿足抗震要求又滿足抗風(fēng)的要求。將核心筒剪力墻落地, 在建筑物及局部突出部位設(shè)置700-900mm 厚的L 型剪力墻,避免出現(xiàn)獨(dú)立框支角柱,同時將中部部分剪力墻落地,以保證落地剪力墻的數(shù)量,滿足上下剛度比的要求。
三、計算分析
3.1 計算程序的選用
本工程屬于結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜的高層建筑, 結(jié)構(gòu)設(shè)計采用兩種軟件分析計算; 一種是PKPM 系列的SATWE 程序(包括PMSAP 及SATWE 動力時程分析)該程序采用墻元模擬剪力墻,是國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的軟件之一。同時另采用實(shí)體單元模型的ANSYS有限元分析軟件進(jìn)行復(fù)核。
3.2 程序使用的注意事項
(1)程序平面輸入時應(yīng)注意人工指定框支柱、框支梁。在平面輸入時應(yīng)正確指定轉(zhuǎn)換構(gòu)件,確保程序計算時能按相關(guān)規(guī)范規(guī)定,對轉(zhuǎn)換構(gòu)件在水平地震作用下的計算內(nèi)力進(jìn)行放大, 對框支柱的水平地震剪力進(jìn)行調(diào)整等。
(2)對于一字型墻肢出現(xiàn)與其平面外方向的樓面梁連接時,為降低梁端彎矩對墻的不利影響, 在程序計算中將梁與墻相交處作鉸接處理,減少梁對墻產(chǎn)生的平面外彎矩。此時,在墻與梁相交處設(shè)置暗柱,并按計算確定其配筋。
(3) 剪力墻之間的連結(jié)梁應(yīng)根據(jù)具體情況指定為連梁或框架梁。對一端或兩端與剪力墻相交的梁會在程序中默認(rèn)為連梁, 計算中程序會對其剛度進(jìn)行折減后再計算其內(nèi)力;而對跨高比較大(>5)的連梁,其受力模式接近框架梁,此時應(yīng)將該類梁人工定義為框架梁,以求內(nèi)力分析的準(zhǔn)確。
(4)剪力墻的荷載應(yīng)保證準(zhǔn)確傳至其下部構(gòu)件上。對于墻直接置于箱板上的情況,應(yīng)于墻下設(shè)置暗梁,使墻體荷載傳力途徑明確,不造成缺失；對于靠近柱支座的剪力墻,程序可能會自動判斷其下端節(jié)點(diǎn)為柱節(jié)點(diǎn),而將墻體荷載傳至柱上,造成梁的內(nèi)力分析偏差,此時可在墻肢下端對應(yīng)位置的梁上增加附加節(jié)點(diǎn),以確保墻肢荷載作用在梁上。
(5)在程序計算中,為盡量符合工程實(shí)際,底層計算高度取地下室頂板板面至箱形轉(zhuǎn)換層箱體中間(即底層凈高加箱體高度的一半),二層計算高度取箱形轉(zhuǎn)換層箱體中間至三層面。若直接取底層層高為底層計算高度,則未充分考慮箱體的雙層板作用,程序計算的底層側(cè)向剛度偏小, 勢必造成為滿足側(cè)向剛度比的要求而加大構(gòu)件截面,引起不必要的浪費(fèi)。
3.3 結(jié)構(gòu)分析的主要結(jié)果
本工程共有五幢單體建筑,本文列舉其最不利的一幢的計算結(jié)果。
（1）ANSYS程序計算結(jié)果見表1。
表1 ANSYS計算結(jié)果
(2)SATWE程序計算結(jié)果見表 2， 在計算中,控制以扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與乎動為主的第一自振周期之比小于 0.85; 結(jié)構(gòu)最大層間位移與平均層間位移之比小于 1.2。
表 2 SATWE計算結(jié)果
(3)本工程采用由中國建筑科學(xué)研究院工程抗震研究所提供的地震波進(jìn)行計算分析,地面運(yùn)動加速度峰值 55gaL。彈性時程分析法的計算結(jié)果與振型分解反應(yīng)譜法的計算結(jié)果基本一致; 彈性時程分析時, 每條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力均不小于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的 65%, 多條時程曲線計算所得的結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于振型分解反應(yīng)譜法求得的底部剪力的 8O%。
(4)轉(zhuǎn)換層上下樓層結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比計算。設(shè)計中控制轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度比不大于 2。按 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄方法計算的轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)等效剪切剛度比為 VX=1.39, Vy=1.90;按抗震規(guī)范(3.4.3)條文說明方法(即層剪力 /層間位移差)計算樓層側(cè)向剛度比結(jié)果為 VX=1.28, Vy=1.74。
(5)箱形轉(zhuǎn)換層樓板應(yīng)力采用ANSYS有限元程序進(jìn)行分析,分析結(jié)果表明,各荷載工況作用下,箱體上層板均為受壓,箱體下層板均為受拉。
四、框支層結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1 框支柱設(shè)計
本工程框支柱抗震等級為一級,軸壓比限值為 0.6。框支柱主要截面取 130OX13O0～13OOX23O0,計算結(jié)果表明,所有框支柱的受力較為均勻,軸壓比從 0.42～0.51,因而,箱形轉(zhuǎn)換層下框支柱的變形一致性較好。框支柱的剪力設(shè)計值按柱實(shí)配縱筋計算并乘以放大系數(shù)1.1，剪壓比控制在 0.15以內(nèi)。柱內(nèi)全部縱向鋼筋的配筋率不小于1.2%，箍筋沿柱全高采用不小于12@100 井字復(fù)合箍,體積配箍率均不小于1.5%，使柱具有―定的延性，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎。框支柱在上部墻體范圍內(nèi)的縱向鋼筋伸人上部墻體內(nèi)一層，其余柱筋錨入梁或板內(nèi)。
4.2 剪力墻設(shè)計
本工程核心筒落地剪力墻厚 400mm，除核心筒外，在建筑四角布置 700～900mm 厚的 L 型剪力墻。為改善混凝土的受壓性能，增大延性，設(shè)計中控制墻肢的軸壓比不大于 0.5。墻體的水平和豎向分布筋除滿足計算要求外, 同時也滿足 0.3%的最小配筋率的限值。底部加強(qiáng)區(qū)的剪力墻中按規(guī)范要求設(shè)置約束邊緣構(gòu)件, 約束邊緣構(gòu)件的縱筋配筋率控制≥1.2%, 箍筋不小于 B12@1OO, 體積配箍率控制≥1.4%,同時,對長厚比
4.3 框支梁的設(shè)計
本工程框支梁抗震等級為一級。對于兩端擱置于框支主梁上的框支次梁，其受力類似簡支梁,跨中底筋較大，支座面筋基本按構(gòu)造要求配置。對于兩端擱置于框支柱或墻上的框支主梁，當(dāng)其上無剪力墻時，此類梁受力模式與普通框架梁類似,當(dāng)其上有剪力墻時,上部的墻體與該梁共同參與工作。
本工程的框支主梁的梁高 23OOmm(即箱體高度)， 于梁頂和梁底各設(shè)置一層 200mm 厚的箱板，梁截面尺寸按剪壓比 0.15 控制。梁主筋配筋率除滿足計算外，還不小于 0.5%，上部主筋沿梁全長貫通,下部主筋全部直通到柱或墻內(nèi), 沿梁腹部設(shè)置不小于 C16@150 的腰筋，于梁中部設(shè)置―排 C 20的抗裂縱筋,抗裂縱筋根數(shù)同箍筋肢數(shù)，梁箍筋全長加密。
對部分框支梁,因其受力較大，在靠近柱支座處的應(yīng)力集中尤為突出，部分梁的計算結(jié)果表明，梁端抗剪不足，經(jīng)人工核查該梁各截面剪力設(shè)計值, 發(fā)現(xiàn)大部分剪力不足處的截面已位于框支柱截面內(nèi)，對此情況的梁截面尺寸不做調(diào)整， 而對于確實(shí)抗剪不足的梁采用梁端水平加腋的方式解決該梁的抗剪能力不足的問題。
4.4 箱形轉(zhuǎn)換層樓板的設(shè)計
箱形轉(zhuǎn)換層的箱體高度為 2300mm，箱體的上下層板厚均為200mm。對箱體的上下層板主要采用 ANSYS有限元軟件進(jìn)行內(nèi)力分析。分析結(jié)果表明,各荷載工況作用下,箱體上層板均為受壓，最大平均壓應(yīng)力為 1.2MPa, 箱體下層板均為受拉， 最大平均拉應(yīng)力為2.0MPa。在設(shè)計中, 將樓板裂縫控制在 0.2mm 以內(nèi), 實(shí)配雙層雙向C 16@150的通長鋼筋。
該雙層板增強(qiáng)了整個轉(zhuǎn)換層的剛度, 使箱形轉(zhuǎn)換層形成一個剛度很大的剛體, 使剛體上部的荷載能通過它有效的傳遞至各豎向支撐構(gòu)件上,且增加了框支主梁的抗扭性能。
五、結(jié)束語
高層建筑實(shí)例分析范文第3篇
關(guān)鍵詞：高位連體，結(jié)構(gòu)設(shè)計
Abstract: combining with the project examples, the upper structure design, main body structure calculation and the results are analyzed, in order to meet the requirements of the standard.
Keywords: high conjoined twins, structure design
中圖分類號： TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
1 工程概況
該建筑主樓地上為23層，地下2層，裙房3層，分塔樓A、塔樓B和裙房等主要結(jié)構(gòu)單元。塔樓A，B大屋面高度為95m，裙房總高度為15m左右，裙房中部通過設(shè)置2道防震縫與左右兩側(cè)分離，兩棟塔樓層高是一致的，雙塔頂部在63.50m的高空相連，連體部分共有8層，總高度為31.5m，跨度33.6m。主樓造型形成高位連體，為豎向不規(guī)則，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用了SATWE和ETABS兩種計算軟件進(jìn)行整體的內(nèi)力位移計算，同時采用彈性時程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計算。
工程的抗震設(shè)防烈度為7度，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級二級，重要性系數(shù)1.0，設(shè)計使用年限50年，建筑抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類建筑)。
2 基礎(chǔ)設(shè)計
根據(jù)地質(zhì)報告顯示，地基土以飽和軟弱黏性土和飽和砂性土為主，地表下在20m深度范圍內(nèi)飽和砂土和粉細(xì)砂無液化問題，建筑場地類別屬Ⅲ類，特征周期取0.45s。考慮到整個建筑場地平面較大、主樓和裙房在地下完全連成一體等特點(diǎn)，采用了樁筏基礎(chǔ)，進(jìn)行樁基變剛度設(shè)計，強(qiáng)化高層主體區(qū)域樁基剛度，相對弱化裙房(含純地下室) 的樁基剛度，以滿足承載力要求和沉降差異控制要求。初步設(shè)計階段兩塔樓核心筒區(qū)域筏板厚度2m，主樓樁型選擇直徑800mm 的鋼筋混凝土沖孔灌注樁，以中風(fēng)化泥巖作為持力層，樁長45m左右，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C45;裙房和地下車庫部分采用直徑500mm的PHC高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，以粉砂層作為持力層，樁長35m左右，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C80。根據(jù)試樁結(jié)果，主樓單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值可達(dá)到5000kN。
3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計
3. 1 樓蓋體系
塔樓和裙房采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土主次梁樓蓋，標(biāo)準(zhǔn)層樓板厚度取120mm;雙塔間連體部分采用鋼-現(xiàn)澆混凝土組合樓蓋，樓板厚度取120mm。
3. 2 抗側(cè)力體系
(1) 兩個塔樓的柱網(wǎng)和核心筒基本對稱布置，雙塔采用鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，與連接體相連的框架柱采用型鋼混凝土(SRC)柱，鋼骨含鋼率為5%～7% ，為使結(jié)構(gòu)體系更好地發(fā)揮作用，在鋼筋混凝土核心筒的四個角部和與連接體相連的關(guān)鍵部位的墻體中設(shè)置型鋼。
(2) 由于結(jié)構(gòu)平面為長方形，長寬比L/B = 4.2，為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體抗扭剛度，在建筑物兩側(cè)柱網(wǎng)間設(shè)置鋼斜撐。
(3) 標(biāo)高87.11m處由于建筑立面要求，在軸AD上的所有柱子各內(nèi)收2m，鑒于內(nèi)收距離不大，因此結(jié)構(gòu)豎向設(shè)2 層斜柱處理，避免梁托柱造成豎向構(gòu)件
不連續(xù)，該設(shè)計使豎向荷載能夠更直接有效地向下傳遞( 圖1)。
圖1 立面示意圖
3. 3 連接體
(1) 兩塔樓在63.50m標(biāo)高處連成一體(圖2) ，連體以上共有8層，總高31.5m，跨度33.6m。連接體部分柱網(wǎng)布置上下一致，因此在層16一個層高范圍內(nèi)沿縱向設(shè)置了4榀轉(zhuǎn)換鋼桁架(Q345)用于承托連體以上結(jié)構(gòu)重量，為了保證連體結(jié)構(gòu)的鋼桁架與塔樓可靠連接，鋼桁架上下弦桿向塔樓內(nèi)延伸一跨，與主樓的核心筒或框架柱內(nèi)的型鋼剛接(圖3)。
圖2 連體層平面示意圖
圖3 鋼桁架示意圖
(2)4 榀桁架與上下樓層標(biāo)高處橫向的鋼梁剛接，形成一組空間桁架，有效地提高了連接體結(jié)構(gòu)的抗扭能力，增強(qiáng)桁架抗側(cè)剛度。
(3) 為減輕結(jié)構(gòu)自重，鋼桁架以上各層的框架采用鋼結(jié)構(gòu)，并與鋼桁架和兩側(cè)塔樓剛性連接，形成第二道防線，增強(qiáng)連體結(jié)構(gòu)整體的剛度。
(4) 鋼桁架相鄰兩層和頂層樓板加厚30%，雙層雙向配筋，適當(dāng)加強(qiáng)，且在其平面內(nèi)設(shè)置水平支撐以增強(qiáng)樓板水平剛度，提高連體結(jié)構(gòu)抗扭能力，協(xié)調(diào)雙塔的變形，有效傳遞水平力。
4 結(jié)構(gòu)超限情況
(1) 連體建筑:雙塔在63.50m 處連成一體，連體部分共8層，占總高度的33. 2%，連體跨度達(dá)到33.60m，形成豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)。
(2) 不規(guī)則扭轉(zhuǎn):在裙房和主樓相連的低層，樓層的最大與平均位移之比超過1.20，所以該部位出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。
(3) 側(cè)向剛度不規(guī)則:在連接體以下的三層的電算結(jié)果顯示側(cè)向剛度有突變，構(gòu)成《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))所指的側(cè)向剛度不規(guī)則。
5 主體結(jié)構(gòu)計算及分析結(jié)果
擴(kuò)初設(shè)計階段采用兩個不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件SATWE和ETABS 進(jìn)行連體結(jié)構(gòu)的整體內(nèi)力位移分析計算。連體結(jié)構(gòu)的計算分兩階段進(jìn)行，首先對塔樓A，B分別建模，調(diào)整兩單棟塔樓的技術(shù)指標(biāo)，使兩棟塔樓的質(zhì)量和剛度盡量接近，減少對連體部分產(chǎn)生的不利影響。然后再將兩棟塔樓的模型合并，形成連體結(jié)構(gòu)后進(jìn)行整體計算。
5. 1 兩塔樓的主要結(jié)構(gòu)指標(biāo)對比
表1 為SATWE 計算結(jié)果，由表可得，塔樓A 與塔樓B 因?qū)痈呦嗤瑢訑?shù)相等，結(jié)構(gòu)布置相似，因此兩個單塔的動
5. 2 雙塔連體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)譜分析
(1) 總荷載對比見表2，由表可見ETABS 和SATWE 兩個模型產(chǎn)生的總荷載差距比例為0.11%，兩個模型的總荷載非常接近。
整體結(jié)構(gòu)總荷載比較表2
(2) 振型分析結(jié)果
SATWE 和ETABS的前3階振型和周期基本一致。第1階振型均以Y向平動為主;第2階振型和第3階振型都是平扭耦聯(lián)振型。SATWE 第2，3 階振型是以X 向平動為主，附加較大的扭轉(zhuǎn)分量;ETABS 第2 階振型相應(yīng)扭轉(zhuǎn)比例稍高，以扭轉(zhuǎn)為主，第3 階振型是X 向平動為主。前6 階振型見圖6。在3階以后的振型中，SATWE 和ETABS 的周期計算結(jié)果均相差不大，但平動和扭轉(zhuǎn)的參與分量有較大差別，這主要是由于SATWE 程序中計算不出豎向振型，而ETABS 能計算出豎向振型，因而在連體的豎向地震作用分析中，應(yīng)采用ETABS 的計算結(jié)果。
兩個程序的第1 扭轉(zhuǎn)周期與第1 平動周期的比值均小于0. 85，滿足高規(guī)對平扭周期比的要求，說明本連體結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗扭能力。X，Y向的有效質(zhì)量參數(shù)均為99.5% (SATWE)，100%(ETABS)。前30階總的振型有效質(zhì)量參數(shù)皆大于95% ，振型階數(shù)取值滿足結(jié)構(gòu)分析精度要求。
(3) 層間剪力分析結(jié)果。在X 向、Y 向水平地震作用下，塔樓A 和塔樓B的底部剪力非常接近，這充分表示了連體部分能有效地傳遞兩個塔樓的水平剪力，使得雙塔的層間剪力趨近一致。從以上分析得出:SATWE 和ETABS 的計算結(jié)構(gòu)基本吻合，SATWE 的層間剪力稍偏大。
(4) 結(jié)構(gòu)位移分析結(jié)果，結(jié)構(gòu)的變形和受力在X向和Y向均受地震作用控制，該結(jié)構(gòu)的主要荷載控制工況是地震作用。
圖4給出兩塔樓的層間位移角。出裙房屋面后各樓層的平均位移與樓層最大位移比值均小于1. 2，僅在裙房所在層大于1.2，但小于高規(guī)規(guī)定的1.4的限值，可見均滿足規(guī)范要求。
(a) X 向地震 (b) Y 向地震
圖4 地震作用下層間位移角
從圖4可以看出，在X向地震作用下，兩塔在上部樓層有反向彎曲的趨勢;連體的設(shè)置使得X向的最大層間位移角在中部樓層最大，上部樓層位移角明顯減小，說明連體部分在X 向相當(dāng)于巨大的框架梁，對雙塔起著抗彎約束的作用。
5. 3 彈性動力時程分析結(jié)果
雙向地震作用下，彈性時程動力分析計算結(jié)果顯示，每條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力均大于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的65%，且三條時程曲線計算所得結(jié)構(gòu)底部剪力的平均值大于振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的80%，滿足高規(guī)要求。結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)取三條時程曲線計算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。
5. 4 斜柱區(qū)域受力分析
在標(biāo)高87.110m處結(jié)構(gòu)豎向設(shè)2層斜柱，柱子斜率為2/7.8= 1/3.9。這種結(jié)構(gòu)布置使斜柱處的上下梁板受到影響，承受拉力或壓力，易成為薄弱環(huán)節(jié)，因此層20～22按彈性板參與計算，相應(yīng)梁配筋明顯比上下層加大，但未超過梁的最大配筋率。
在施工圖設(shè)計時，需采取相應(yīng)的構(gòu)造措施予以加強(qiáng):與斜柱相交的梁均適當(dāng)提高配筋率，且應(yīng)滿足小偏心受拉構(gòu)件的構(gòu)造要求( 通長不得采用綁扎搭接接頭);樓板板厚設(shè)為150mm，雙層雙向拉通配筋;斜柱本身受力復(fù)雜，所受壓力、剪力、彎矩都較大，因此斜柱內(nèi)設(shè)型鋼，上下各伸一層，配筋加強(qiáng)處理。
5. 5 連接體部分的整體計算
通過整體計算分析，求得各工況作用下(恒載、活載、X向風(fēng)荷載、Y向風(fēng)荷載、X向常遇地震、Y向常遇地震、X向中震、Y向中震、±25℃溫度荷載)桁架的軸力、剪力、彎矩，根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行內(nèi)力組合，構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性都滿足高規(guī)要求。
5. 6 結(jié)構(gòu)性能設(shè)計
基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一個新的重要發(fā)展，在國外已普遍采用。抗震性能設(shè)計的目標(biāo)，就是要對結(jié)構(gòu)的設(shè)計給出量化的具體指標(biāo)，并作為結(jié)構(gòu)評估的基礎(chǔ)。關(guān)鍵構(gòu)件的抗震性能直接影響到整體結(jié)構(gòu)的抗震性能，所以對關(guān)鍵構(gòu)件性能的把握和控制有重要的意義。中震彈性設(shè)計:地震作用下的內(nèi)力按中震進(jìn)行計算，地震作用效應(yīng)的組合及各分項系數(shù)均按高規(guī)進(jìn)行，設(shè)計內(nèi)力不調(diào)整放大，構(gòu)件承載力計算時的材料強(qiáng)度取設(shè)計值。中震不屈服設(shè)計:地震作用下的內(nèi)力按中震進(jìn)行計算，地震作用效應(yīng)的組合均按高規(guī)進(jìn)行，但分項系數(shù)均取不大于1.0，不進(jìn)行設(shè)計內(nèi)力調(diào)整放大，構(gòu)件的承載力計算時材料的強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)值。為此，取地震影響系數(shù)為0.225 進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)反應(yīng)譜分析，設(shè)計驗算結(jié)果表明結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件都能滿足相應(yīng)的結(jié)構(gòu)性能設(shè)計目標(biāo)。
6 結(jié)論
(1) 高位連體建筑宜首先單塔獨(dú)立建模分析，使單塔的技術(shù)指標(biāo)盡量接近，再進(jìn)行整體計算。
(2) 由于連體部分的存在，按目前SATWE 程序的計算方法會在連接部位以下樓層出現(xiàn)薄弱層，軟件的計算結(jié)果與實(shí)際不符，應(yīng)根據(jù)SATWE 的上下層剛度比進(jìn)行人工補(bǔ)充計算分析。
(3) 高位連體建筑的兩單塔的核心筒宜往兩側(cè)適當(dāng)偏置，以減少連體結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)，必要時可在兩端設(shè)置斜撐。
參考文獻(xiàn)
(1) JGJ3—2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程。北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
(2) GB50011-2010 建筑抗震設(shè)計規(guī)范。北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
高層建筑實(shí)例分析范文第4篇
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計；結(jié)構(gòu)選型；高層建筑
建設(shè)高層建筑有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如占地面積小，充分的利用空間、降低了拆遷費(fèi)用、降低了工程費(fèi)用等，所以在一定程度上改善了城市居民的居住環(huán)境，在多數(shù)的大城市和部分中等城市中，結(jié)合了高層住宅與底層商業(yè)的建筑得到迅猛發(fā)展。在目前的工程設(shè)計領(lǐng)域，有大量的工作需要設(shè)計人員完成，因此對結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性問題就有所忽視了，致使對于同一個工程的設(shè)計讓不同的人員進(jìn)行設(shè)計其工程造價方面存在著很大的差距，引起不必要的浪費(fèi)。所以在設(shè)計階段，一定要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)選型，這樣不僅可以保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全，還對工程總體的經(jīng)濟(jì)造價制定了規(guī)劃，避免產(chǎn)生浪費(fèi)。
1.高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
高層建筑的結(jié)構(gòu)不僅要承受垂直方向的重力荷載，還要承受水平方向的風(fēng)力荷載，與此同時，還要有抗震的能力。在底層建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的風(fēng)力荷載對其結(jié)構(gòu)的影響力通常來說都比較小，但是在高層建筑結(jié)構(gòu)中，水平方向的風(fēng)力荷載和地震就將會成為破壞其結(jié)構(gòu)的控制因素。對于高層建筑來說，高度增加了，相應(yīng)的位移也就跟著增加了。但是太大的位移量會給人有很大的壓迫感，同時也就影響了建筑的使用，還會給建筑結(jié)構(gòu)中的部分構(gòu)件帶來損傷。因此一定要控制好位移，使之保持在一定的范圍內(nèi)。鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、易于加工和韌性大的特點(diǎn)。在高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)得到廣泛的應(yīng)用，其特點(diǎn)表現(xiàn)為：結(jié)構(gòu)斷面小、抗震性能好、施工方便、自重相對較輕等等。當(dāng)然，鋼材料的成本并不低廉，隨著建筑的高度越高，其工程造價也會隨之增加。在大部分的發(fā)達(dá)國家，其高層建筑大多數(shù)都是使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的，在我國，部分過高的建筑也是使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的。因為，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)這兩種結(jié)構(gòu)都有自己的優(yōu)點(diǎn)與不足，所以對這兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的融合與發(fā)展，相互取其精華、去其糟粕，進(jìn)而獲得技術(shù)優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)合理的效果。
2.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項
2.1 建筑高度
雖然說建筑結(jié)構(gòu)越高越好，利用的空間越大越好，占地面積越小越好，但是也不能無限的設(shè)定建筑結(jié)構(gòu)的高度，以免其建筑結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定發(fā)生倒塌，所以，一定要根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定設(shè)計合理適當(dāng)?shù)慕ㄖ叨取ｋS著科技的發(fā)展，建筑物的高度也越來越高，而部分影響因素卻發(fā)生了質(zhì)變，比如一些參數(shù)已經(jīng)超出了有關(guān)規(guī)范規(guī)定的范圍，所以，對于設(shè)計的一些超高的建筑物，對待這樣的問題，一定要保持科學(xué)謹(jǐn)慎的態(tài)度。
2.2 建筑材料
在一些地震頻繁發(fā)生的地區(qū)，工程的技術(shù)人員一定重視建筑材料的選擇以及建筑的結(jié)構(gòu)體系，以確保建筑物的穩(wěn)定安全。在結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變化的時候，一定要設(shè)置一些加強(qiáng)層以及轉(zhuǎn)換層，與此同時，還要對其結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行慎重的選擇，盡可能降低其本身的剛度，減少不利因素的影響。在高層的建筑結(jié)構(gòu)中，盡量使用鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，減小斷面尺寸，改善結(jié)構(gòu)的抗震能力。
3.高層建筑結(jié)構(gòu)選型
當(dāng)所要設(shè)計的結(jié)構(gòu)功能被確定后，可以按照其功能要求對結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的選型。在高層建筑中，結(jié)構(gòu)選型上可以考慮剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框—筒結(jié)構(gòu)等，用材上可以考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及組合結(jié)構(gòu)等。所以，在結(jié)構(gòu)工程中結(jié)構(gòu)選型是重中之重，如果選型不當(dāng)，就是結(jié)構(gòu)計算的再精準(zhǔn)，也會給結(jié)構(gòu)帶來安全隱患，并且影響其耐久性。在非震區(qū)建設(shè)高層建筑，水平方向的荷載是以風(fēng)荷載為主。因此應(yīng)選擇適合抗風(fēng)的結(jié)構(gòu)類型，也就是風(fēng)壓體型系數(shù)相對較小的建筑體型，例如圓形或者橢圓形。在結(jié)構(gòu)平面設(shè)計中，使結(jié)構(gòu)平面的形狀和剛度盡量均勻?qū)ΨQ的進(jìn)行分布，降低風(fēng)力荷載的作用，同時要限制結(jié)構(gòu)的高寬比例，以免建筑物傾斜和失穩(wěn)。在震區(qū)建設(shè)高層建筑，在總結(jié)震害規(guī)律和有關(guān)工程經(jīng)驗的前提下，以宏觀的理念為指導(dǎo)，設(shè)計高層建筑的整體方案，并且要選擇適合的結(jié)構(gòu)體系，達(dá)到抗震的效果。往往要選擇建設(shè)對抗震有利的區(qū)域，立體結(jié)構(gòu)設(shè)計要做到傳遞地震作用的效果，擁有多樣的抗震防線，具有一定的剛度和強(qiáng)度，并且要分布均勻，避免側(cè)移使剛度發(fā)生突變。此外也要選擇風(fēng)壓體型系數(shù)相對較小的形狀，同時要限制其高寬之比。高層建筑的豎直方向結(jié)構(gòu)體系的重力荷載是通過從上到下層層傳遞并累積的，所以要求要有較大的柱、墻截面來分擔(dān)這些重力荷載。但是與豎直方向的荷載相比，側(cè)向荷載對建筑物的作用效果不是線性的，其隨著建筑物高度的增加而快速加大。
4.實(shí)例分析
4.1 工程概況
設(shè)計一座高層大廈，其主要功能是辦公寫字樓。設(shè)計方案的層數(shù)要求為30層的綜合樓，總的占地面積是2.6萬平方米，不設(shè)地下室。每層高度為3.3m，結(jié)構(gòu)高度為99m，建筑高度為100.5m，建筑結(jié)構(gòu)的平面是規(guī)則的對稱“井”字型平面。
4.2 設(shè)計方案
方案（一）：框—筒結(jié)構(gòu)體系
在設(shè)計結(jié)構(gòu)平面的時候，一定要充分考慮其抵抗水平方向和豎直方向荷載的能力，結(jié)構(gòu)盡量簡單，避免地震帶來的損害。此方案的設(shè)計形式是平面對稱的設(shè)置框架，保持梁和柱的中線重合，方便力量傳導(dǎo)，減少重心不穩(wěn)造成的影響。框—筒結(jié)構(gòu)體系中是框架和筒體一起承受荷載力，筒體中剪力墻總的抗彎剛度是結(jié)構(gòu)中所有剪力墻抗彎剛度之和，進(jìn)而使整個結(jié)構(gòu)成了彎型的懸梁。
方案（二）：剪力墻結(jié)構(gòu)體系
設(shè)計為剪力墻的結(jié)構(gòu)形式一般均有良好的抗震能力。剪力墻之間的距離是按照建筑平面的總體布局確定的，如果距離過小的話，不能充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，還可能導(dǎo)致對地震的反應(yīng)過大，同時結(jié)構(gòu)自重的增加也會加大工程成本。考慮到建筑時28層的綜合辦公樓，其中包括較大的辦公室和會議室，剪力墻的間距最好為6～8m，這樣可以充分發(fā)揮建筑墻體的承載能力，具有良好的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效果。
4.3 選擇方案
在高程建筑結(jié)構(gòu)中這兩種結(jié)構(gòu)體系均有著各自的特點(diǎn)。進(jìn)行軟件分析比較，剪力墻體結(jié)構(gòu)系中剪力墻的軸壓比控制的比框—筒結(jié)構(gòu)體系中柱的軸壓比要低很多，這就會降低了混凝土與鋼筋的利用率。這樣不僅增加了建筑結(jié)構(gòu)自重，還增加了工程的總體造價。通過對這兩種結(jié)構(gòu)體系的方案對比，此座辦公建筑使用框—筒結(jié)構(gòu)體系更為合理。在結(jié)構(gòu)受力方面上，進(jìn)行合理設(shè)計，這兩種結(jié)構(gòu)都滿足要求。 但是在經(jīng)濟(jì)方面上，對于20～30層此類不算太高的建筑物，選擇框—筒結(jié)構(gòu)體系更有優(yōu)勢。
結(jié)束語：
綜上所述，在建筑功能方面，大多數(shù)的高層建筑結(jié)構(gòu)所具備的功能均向著多元化功能方向發(fā)展。從建造方面上來看，首先，其結(jié)構(gòu)體系越來越多樣化，這就導(dǎo)致了不同的結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合。其次，使用了具有高強(qiáng)度、輕質(zhì)量、復(fù)合型特點(diǎn)的新型建筑材料，使著建筑物朝著多方面的綜合化發(fā)展。因此，在以后的相關(guān)建筑選型中，要對建筑需求和建筑特點(diǎn)進(jìn)行全面的考慮。
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高層建筑實(shí)例分析范文第5篇
【關(guān)鍵詞】高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；臨時支撐；施工工藝
1、工程概況
湖南某建筑工程為雙塔高層綜合體建筑，塔樓地下4層，地上42層，總建筑高度173.16m，塔樓結(jié)構(gòu)形式為框架-核心筒-環(huán)帶桁架結(jié)構(gòu)，由正四方形核心筒結(jié)構(gòu)和20根型鋼混凝土勁性柱組成，主樓結(jié)構(gòu)平面如圖1所示。
圖1主樓結(jié)構(gòu)平面示意
本工程底板開始澆筑時間為2012年6月中旬，此時業(yè)主為了滿足工程預(yù)售的形象節(jié)點(diǎn)，提出在2012年10月25日之前（約4個月時間）完成塔樓地上4層結(jié)構(gòu)施工（即塔樓地上4層混凝土樓板澆筑完畢）。按照正常的施工工藝，即：核心筒鋼結(jié)構(gòu)吊裝核心筒鋼筋綁扎核心筒爬模安裝核心筒混凝土澆筑外框鋼結(jié)構(gòu)梁柱吊裝外框柱施工外框混凝土樓板施工，需要近6個月時間才能完成，顯然需要對施工工藝進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。經(jīng)過多方論證，最后采用1～4層鋼結(jié)構(gòu)及外框樓板先行施工，后施工核心筒剪力墻體混凝土結(jié)構(gòu)的方案。
2、工藝原理
核心筒型鋼柱從-7.100m開始安裝，外框型鋼柱從基礎(chǔ)底板開始安裝。-7.100m以下按正常施工工藝進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工，核心筒混凝土結(jié)構(gòu)施工至-7.100m標(biāo)高后，主要進(jìn)行塔樓鋼結(jié)構(gòu)吊裝，在鋼結(jié)構(gòu)梁柱之間增加臨時支撐梁以保證結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)吊裝至16.800m標(biāo)高（地上4層），鋪設(shè)地上4層外框壓型鋼板，并澆筑鋼筋混凝土樓板。在鋼結(jié)構(gòu)吊裝間隙，進(jìn)行-7.100m以上核心筒及外框鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工。
3、施工流程
3.1主樓-7.100m以下結(jié)構(gòu)施工
本部分采用正常施工工藝，順序如下：綁扎底板鋼筋安放型鋼柱預(yù)埋件澆筑底板混凝土安裝型巨柱型鋼柱柱腳灌漿混凝土結(jié)構(gòu)施工。
3.2主樓-7.100～16.800m結(jié)構(gòu)施工
1）鋼結(jié)構(gòu)
核心筒第1節(jié)（-7.100～4.100m）型鋼柱吊裝核心筒4.100m處臨時支撐梁安裝外框第2，3節(jié)型鋼柱吊裝核心筒型鋼柱與外框第3節(jié)型鋼柱臨時支撐梁安裝核心筒第2節(jié)型鋼柱安裝（4.100～19.200m）核心筒2～4層臨時支撐梁安裝外框第4節(jié)型鋼柱吊裝核心筒型鋼柱與外框第4節(jié)型鋼柱臨時支撐梁安裝外框3，4層壓型鋼板鋪設(shè)。
2）混凝土結(jié)構(gòu)
地下1層混凝土結(jié)構(gòu)施工（上部鋼結(jié)構(gòu)吊裝期間）地上1層混凝土結(jié)構(gòu)施工（上部鋼結(jié)構(gòu)吊裝期間）核心筒內(nèi)爬模架安裝地上4層外框混凝土樓板施工（壓型鋼板鋪設(shè)后）地上3層外框混凝土樓板施工。
4、關(guān)鍵施工技術(shù)措施
4.1 鋼結(jié)構(gòu)部分
由于鋼結(jié)構(gòu)超前施工，鋼結(jié)構(gòu)吊裝完成地上4層時，核心筒及外框混凝土結(jié)構(gòu)仍在地下1層，這樣的施工順序與常規(guī)的先施工核心筒后施工水平構(gòu)件的方法相比主要有以下3個難題需要解決。
1）如何保證上部鋼結(jié)構(gòu)在沒有下部可靠剛性混凝土連接時的穩(wěn)定性和安全性。
2）如何解決鋼結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件與核心筒的連接問題。
3）如何解決附加鋼構(gòu)件與混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋的連接問題。為了解決以上難題，施工過程中主要采用了增加支撐柱、梁以及連接牛腿的施工方案。
4.1.1 2～4層核心筒及外框附加支撐鋼梁的布置
原設(shè)計方案中核心筒剪力墻內(nèi)只有局部有鋼骨混凝土連梁，且未與鋼結(jié)構(gòu)柱連接成整體，由于鋼結(jié)構(gòu)需要超前施工，為保證4層以下鋼結(jié)構(gòu)在核心筒混凝土結(jié)構(gòu)施工完成前的整體穩(wěn)定性和安全性，在2～4層結(jié)構(gòu)標(biāo)高下155mm處的核心筒墻體內(nèi)均增加了鋼梁支撐；外框部分也增加臨時拉接鋼梁。核心筒內(nèi)的附加鋼梁在施工過程中不需拆除，與核心筒混凝土結(jié)構(gòu)澆筑在一起，共同受力；外框臨時拉接鋼梁在混凝土結(jié)構(gòu)施工至該層時拆除。由于核心筒混凝土結(jié)構(gòu)尚未施工，外框水平鋼梁在核心筒一端無法與核心筒連接，核心筒內(nèi)增加臨時鋼梁的另一個作用是作為外框鋼梁提供剛性連接。具體做法為在核心筒內(nèi)附加的臨時鋼梁上焊接連接牛腿取代原設(shè)計中的預(yù)埋件作為連接件（見圖2），這樣在核心筒尚未施工的情況下可以把外框鋼梁安裝就位，為鋪設(shè)壓型鋼板以及優(yōu)先澆筑外框板混凝土提供工作面。
圖2核心筒附加鋼梁牛腿示意
4.1.2核心筒內(nèi)附加支撐柱
原設(shè)計圖紙中，在核心筒周邊剪力墻中設(shè)有型鋼柱，但在核心筒內(nèi)井字形剪力墻處沒有設(shè)計型鋼柱，新的方案在核心筒內(nèi)側(cè)井字形剪力墻交界處設(shè)置了4根型鋼柱為核心筒內(nèi)部的附加鋼梁提供支座，如圖3所示。
圖3新加型鋼柱示意
4.1.3防止支撐鋼梁變形過大的技術(shù)措施
原設(shè)計方案中外框部分的鋼梁連接在核心筒剪力墻的預(yù)埋件上。增加支撐鋼梁后，外框部分的鋼梁通過鋼牛腿連接在附加鋼梁上，從而造成支撐鋼梁單側(cè)受力，形成附加彎矩。為防止支撐鋼梁變形過大，造成外框結(jié)構(gòu)鋼梁移位下沉，在支撐鋼梁內(nèi)側(cè)增加拉接鋼筋（見圖4），焊接在核心筒墻體鋼筋上，并通過花籃螺栓施加預(yù)應(yīng)力。測量人員對已安裝好的鋼梁進(jìn)行監(jiān)測，對變形數(shù)據(jù)做好記錄，把變形控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。
圖4拉接鋼筋示意
4.1.4鋼結(jié)構(gòu)細(xì)部節(jié)點(diǎn)做法
該施工工藝增加了大量臨時支撐鋼梁、鋼柱，但原設(shè)計方案中未考慮新加構(gòu)件對梁、柱、墻體鋼筋綁扎的影響，因此需要對一些重要施工節(jié)點(diǎn)的做法進(jìn)行細(xì)化。
