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高层及超高层建筑的定义十篇

发布时间:2024-04-25 23:59:12

高层及超高层建筑的定义篇1

关键词:超高层建筑建筑设计要点绿色建筑设计策略

中图分类号:tU97文献标识码:a文章编号:

前言

在当前的建筑工程中,要做到人、自然和建筑的和谐统一发展要求,促进经济效益、社会效益和环境的协调一致发展,同时还要确保国民经济,人类社会和生态环境的可持续发展。超高层建筑作为城市化发展的标志,也是城市综合实力的体现。在我国,由于城市化起步晚,超高层建筑设计可以说是一项崭新的设计内容,是城市空间中的一道独特风景。超过层建筑设计现阶段的工作中越来越注重对绿色策略的引用。本文从超高层建筑设计的发展趋势开始分析,指出了绿色策略在超高层建筑设计中应用的必要性,并探讨了其设计要点与结构体系设计,指出了超高层建筑实现绿色节能多元化的意义与作用。

1、超高层建筑设计的发展趋势

随着能源短缺与环境破坏的加剧,人类正面临着前所未有的生存挑战,为了应对这一危机,必须要采取相应的措施来实现节能环保的可持续发展。作为现代城市建筑中最重要的组成部分,超高层建筑在设计中更要体现出节能低碳、绿色环保的可持续发展理念。并且就目前的发展形势而言,建设绿色超高层建筑已经成为建筑设计的主要发展方向。因此,这就要求建筑设计人员在对未来的超高层建筑进行设计时,要做到将充分利用土地资源,加强生态环境设计;大力开发新能源的应用,提高建筑的节能效益;提高水资源利用率,杜绝水资源浪费的现象;尽可能的采用绿色环保新型材料,提高建筑室内的环境质量。

2、超高层建筑设计绿色策略应用的必要性

在节能、低碳和环保等理念、相关政策及市场需求等多各因素推动下,建设绿色超高层已成为一种必然趋势。在建筑全寿命周期内,比常规超高层建筑能耗显著降低、室内环境质量显著提高、对周围环境影响显著下降、高效稳定运行的低碳和可持续发展的超高层建筑。可以看出,绿色超高层建筑无论从设计、施工、还是运营角度都比普通超高层建筑效果改善。因此可以发展绿色超高层建筑真正能够达到绿色、生态、可持续发展。

3、设计要点

超高层建筑作为一种较为特殊的建筑结构形式,其整体高度是非常大的,就我国目前的超高层建筑来讲,超过200m的建筑就有很多。过大的高度使得超高层建筑在设计中需要注意更多层面的问题。在对其进行绿色设计时,是与其他普通建筑的绿色设计有着一定区别的。笔者以为,可以从空间组织和顶部设计要求这两方面来讨论这些区别。

3.1空间组织

一般来讲,超高层建筑在现代城市的发展中是一种具有标识意义的建筑,代表着这座城市的发展水平。因此其空间组织以及其外观造型的设计都需要得到很大的重视。为了达到绿色建筑的效果,笔者建筑在超高层的外观设计中尽可能的不采用玻璃幕墙,以减少城市的光污染,同时也利于城市气候的调节,减少高压风带和风口。超高层建筑的裙房虽然对城市影响较小,但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的意义。裙楼立面设计不同于上部.通过不同形式的玻璃幕墙、实墙和广告牌等元素的有机组合,使下部空间丰富多彩而生动。在主入口前设置下沉式广场,与地下超市相连。使得地上空间引入到地下,扩大了空间界面,非常富有情趣,给人留下深刻印象。独特的广场空间.以人和环境为设计重点,不仅为公众提供了一个舒适的休闲场所,而且使塔楼的形象特征更加突出。

3.2顶部设计要求

超高层建筑顶部是构成城市天际线的重要因素之一,造型独特的顶部设计对超高层建筑的整体形象起着画龙点睛的作用,并成为林立在建筑群中区别于其他建筑的一个重要标志。如要使超高层建筑的顶部在白天透射出天空的湛蓝,晚上成为灯塔,其顶部与主体立面形成退台,这就需要通过增加高度来进行视觉修正。运用”隐蔽”的手法:采用高高的女儿墙.精巧的屋顶,半透明的建筑材料将顶部的功能用房隐藏起来。顶部条纹在材料、色彩上和中段相呼应。主楼的平面呈切边三角形,为不等边六角形,顶部则收缩为三角形,就象一颗璀灿的钻石镶嵌于屋顶,装点着城市的天空。若在顶部不仅设置设备用房,而且再设置一个空中会所,集休闲、娱乐、餐饮于一体,即解决了隔热、遮阳、改善室内微气候以及节约资源等功能,又使人能感到前所未有的大气之感,一览众山小的气魄.望尽全市风景。

4、结构体系

超高层建筑高耸挺拔,但对结构设计无疑是个不小的挑战,地震作用是决定选择其结构体系的关键。显著提高工作和生活效率:超高层建筑将工作和生活设施适当集中,一般性工作和生活问题在建筑内部即可解决,极大地方便了人们工作和生活。根据超高层建筑结构的复杂程度和不规则性,确定结构抗震性能化设计的合理性能目标,采用弹性、弹塑性的方法进行分析,对结构不同部位采取不同的加强措施。人为控制结构在地震作用下的损伤顺序和程度,达到合理的结构抗震设计。虽然钢结构体系在超高层建筑结构设计中具有很多优点,但其缺点是导热系数大、耐火性差。因此,结构体系为全现浇钢筋砼结构体系,主楼平面呈切边三角形,利用楼、电梯间墙体形成内筒。

5、建筑节能多元化

超高层建筑的能耗为一般建筑的数倍,这是个综合性的课题。包括:新能源的开发和应用,选择低能耗的设备,智能化的管理,有效利用自然资源和管理资源,使建筑和设备方面的寿命成本最小,减少污染并达到可持续发展。从建筑设计角度讲,群体布局、单体设计、构造处理都是节能的关键。例如就热水供应这一环节的能耗来讲,若要实现较好的节能效果,可以通过采取多种热源供应的方式,分别根据不同的热水需求采用独立热泵机组或太阳能热水器等供暖措施。

6、结语

总之,在现代城市的发展进程中,超高层建筑必将成为未来主要的城市建筑发展方向,为了减少建筑对自然生态环境的破坏,促进绿色城市建设的发展,在进行超高层建筑的设计中,必须要引入一定的绿色策略,通过对空间组织以及结构体系等方面实施环保节能的技术措施,加强建筑的节能多元化发展。使超高层建筑真正成为一个具有节能,环保、绿色品质、景观特色以及实用价值的现代化城市建筑。

参考文献

高层及超高层建筑的定义篇2

关键词:超高层建筑;建筑结构;绿色建筑;模糊综合评价

引言

结构是传递荷载、支撑建筑的骨骼,结构在建筑中的地位与作用不会因为建筑的发展而削弱或偏离。建筑结构通常要满足适用性、耐久性、安全性,建筑结构不仅要经济,而且要节能环保。建筑工程设计的内容可将设计工作分为建筑设计、结构设计和设备设计等。大型或技术复杂的工程,按照设计的阶段可分为方案设计阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段。超高层建筑的设计,方案阶段内容可并入初步设计阶段,即在初步设计阶段,设计的工作者要通过优选与建筑设计相适应的结构体系。高层建筑的设计结构体系的选择是重中之重,通过研究了高层和超高层结构的结构体系和特点,为广大设计人员提供直观的经验与方法[1]。结构方案优选是综合考虑设计对象特征、环境与不同结构形式所形成的结构系统整体综合性能优劣,对多个方案的各个方面因素综合分析,选择一个合适的结构形式的决策过程。超高层建筑的结构设计对超高层建筑有着决定性的意义,为了超高层建筑设计更加合理,将绿色建筑的理念在超高层建筑结构设计中实施,推动建筑业的可持续发展,同时为绿色超高层建筑的发展起到推动作用。

本文将绿色建筑评价标准与超高层建筑结构设计结合,将绿色建筑评价标准的内容在超高层建筑结构设计中运用,增加超高层建筑结构方案评价的内容,运用模糊综合评价对超高层建筑结构进行综合评价,将超高层建筑结构的各方案进行排序,为超高层建筑结构设计提供借鉴。

1.超高层建筑的发展

1.1超高层建筑的定义、产生的问题与目前的发展状况

超高层建筑的定义:1972年8月在美国宾夕法尼亚州的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上,专门讨论并提出高层建筑的分类和定义,超高层建筑是指40层以上(高度100米以上)的建筑。超高层建筑是现代文明的标志,超高层建筑也是现代科学技术的结晶,发展超高层建筑是人类强烈的愿望[2]。目前已建成的超高层建筑出现高能耗、光污染、“热岛”效应等问题,针对超高层建筑在运营阶段反馈的信息,绿色建筑已成为当前建筑业可持续发展的必由之路。

超高层建筑体现出社会、经济和科技的结合,超高层建筑在高度不断增加的同时,还呈现出综合化、异形化、生态化和智能化[2],当今可持续发展的大背景下,资源问题是我国建筑业高速发展发展面临的一个重大挑战,可持续发展是最佳选择,生态化是超高层建筑发展必然趋势,必须建立自然、社会与人的和谐发展模式。城市化与城镇化的发展,我国建筑业步入了一个前所未有的发展阶段,但是我国单位建筑面积能耗是发达国家的二至三倍[4],对我国经济造成了严重的能源负担,对人类生存环境造成了严重的环境污染,同时存在土地利用率低、水污染严重、耗材耗能高等问题。在这样的背景下,建筑业诞生了节能建筑、绿色建筑、绿色建材等新概念。

自1894年美国纽约曼哈顿生命保险大厦落成至今已建成的迪拜哈利法塔,无不见证了时代的进步和城市的发展。超高层建筑迅猛发展的客观条件有三:一是城市化进程加快,迫使建筑向更高空间发展;二是设计技术的创新,为超高层建筑在设计过程中进行多方案比较和优选提供了方便;三是轻质材料、轻质隔墙和轻型围护墙的应用;四是多种性能更优的新型结构体系出现[3]。现在世界各地掀起了兴建超高层建筑的新高潮,东京天空树、巴黎的“修道院广场”双子塔等相继兴建预示着超高层建筑有更好的发展前景。

1.2超高层建筑结构研究成果

超高层建筑具有投资大、周期长等特点。按照所选材料的不同,超高层的建筑结构可以划分为三类:钢结构、钢筋混凝土结构、混合结构与组合结构。混合结构与组合结构是根据钢结构和钢筋混凝土结构各自的优缺点,在超高层建筑不同部位可以采用不同的结构材料,在同一个部位也可以用不同的结构材料形成组合结构[2]。超高层建筑结构类型主要受技术和经济发展水平所决定,超高层发展的初期,超高层建筑多采用钢结构。目前超高层建筑结构中纯钢结构应用范围有所缩小,钢筋混凝土结构和混合结构的比重超过纯钢结构。

目前超高层建筑结构体系有:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、筒体结构体系、混合结构体系和悬挂结构体系等[5]。超高层建筑结构选型是在超高层建筑设计的初级阶段,该阶段超高层建筑结构设计应注意的四个方面(即概念设计、应保证结构分析计算准确性和设计指标的合理性、中震和大震下的结构安全性能、关注舒适度及施工过程的影响即可实时性)[8]。将超高层建筑结构方案选择的因素划分为目标层、准则层和指标层三层次结构,从结构材料、结构体系适用范围、经济性、施工方法、抗震性能目标、建筑美观、科研创新等方面进行通盘考虑,采用模糊层次综合优选法来确定超高层建筑的结构方案[6]-[7]。

绿色建筑是当今社会关注的焦点,绿色建筑是实现建筑业可持续发展的最佳路径,绿色建筑评价应作为超高层建筑结构方案的重要组成部分。关于超高层建筑结构方案进行评价研究还不是很多,通过超高层建筑结构优选,可以为超高层建筑结构的选型提供必要的理论基础。

2.《绿色建筑评价标准》(GB/t50378-2006)的分析与应用

2.1绿色建筑概念及其重要性

2006年,我国出台了第一部有关绿色建筑的国家标准《绿色建筑评价标准》GB/t50378-2006,在此标准上给出了适合中国国情的绿色建筑的定义,即“绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑”。建筑业正快速而大量的消耗地球的资源并造成生态环境恶化,资源、环境与发展之间的矛盾是我国建筑行业迫切需要解决的问题,因此,推进建筑结构体系的绿色化,是实践绿色建筑,解决我国建筑事业面临的问题有效途径。在设计阶段应考虑减少资源的使用和资源回收利用问题,同时考虑环境和生态的影响,综合环境、经济、和社会效益,为人类提供宜居环境。

2.2绿色建筑结构体系

绿色建筑的深入研究,结构体系及其配套技术集成的问题越来越重要,当前的建筑结构设计与选型理念,忽视结构建造、使用、维护和拆除再利用过程中的资源、能源消耗的问题,即综合社会效益问题,面临能源危机与环境问题,建筑设计者在结构体选型与设计中,应重视建筑结构体系在建筑生命周期内可持续发展、环境友好。

绿色建筑结构体系是指在建筑结构原材料的获取,构建及建材的生产、加工、运输,机构体系的建造,结构的使用与维护,结构的拆除与回收处理的全过程中最大限度的保护环境、节约资源、降低能耗,为人类提供与自然、与环境和谐的健康生活环境。

绿色建筑结构体系评价是对建筑结构原材料的获取,构建及建材的生产、加工、运输,机构体系的建造,结构的使用与维护,结构的拆除与回收处理的全过程中物质能量流动所产生的对环境影响的经济效益、社会效益和环境效益进行综合分析与评价。建筑结构体系评价目的是为建筑结构的选型、建筑结构设计提供借鉴,体现绿色建筑的评价内容的多角度。在不同的建筑阶段、不同的建筑参与者中,能够将绿色建筑的实践更加深入,从而推动我国建筑业可持续发展。

2.3标准在超高层建筑结构中的运用

标准中明确的将节能、节地、节水、节材作为绿色建筑评价的重要部分,结合《绿色建筑评价标准》GB/t50378-2006,对结构体系、结构形式、结构刚度、结构布置及基础等方面研究,指明绿色建筑中结构设计的重要性,加深结构专业人员对绿色建筑的深入理解[9],超高层建筑要实现节约能源、资源,减小对环境的冲击,成为绿色建筑,在设计阶段就应该将绿色建筑评价标准的各项要求进行深入的理解,在选择超高层建筑结构的同时,结合建筑的全寿命周期与评价标准的要求进行合理的选择。《标准》用于评价住宅建筑和办公建筑、商场、宾馆等公共建筑,《标准》的评价指标体系包括以下六大指标:1)节地与室外环境;2)节能与能源利用;3)节水与水资源利用;4)节材与材料资源利用;5)室内环境质量;6)运营管理(住宅建筑)、全生命周期综合性能(公共建筑)。根据超高层建筑的主要适用于商业和办公,可知超高层建筑的评价属于公共建筑的范畴,因此只需要将评价标准中的公共建筑部分分析。综合分析标准的内容,结合超高层建筑特点,在超高层建筑结构选型评价体系中,将绿色性能作为评价体系中一项重要因素,包括:室内外环境、能源利用、水资源利用、材料资源利用与回收、全生命周期综合性能。

3.超高层建筑结构选型模型构建

超高层建筑结构选型可以分为两部分即上部结构的选型和基础结构的选型,依据建筑物功能、国家设计规范、工程地质条件、施工技术、工期和环境方面的要求,构建超高层建筑结构选型模型,体现出超高层建筑结构选型科学性、先进性、经济性。

3.1结构选型模型构建原则

(1)科学性:根据超高层建筑发展的实际情况,在已有科学研究基础上建立模型。

(2)全面性:将超高层建筑结构选型的可能影响因素全部考虑在内,力求模型内容的全面性。

(3)创新性:结合超高层建筑发展中遇到的问题,针对当前建筑业发展提出的绿色节能要求,基于现在的研究成果,增添更加合理的约束条件。

(4)有效原则:模型中的每一个约束都能够体现超高层建筑结构优选的必要性,在综合评价中体现出有效性。

3.2结构优选模型的构建与各因素函数的确定

将超高层建筑结构选型各种要求与约束因素转化成对超高层建筑结构选型起关键作用的四个目标级性能指标,构建能全面评价超高层建筑结构的目标模型。

3.2.1功能与美学价值性能[15]

功能与美学价值性能主要体现在以下几方面,此项由建筑设计的专家进行评判,确定其隶属度。

(1)功能空间适应性

近期功能空间适应性和功能空间使用弹性适应性组成了功能空间适应性,近期功能空间适应性是指针对不同类的超高层建筑的建筑空间需求满足程度。功能空间使用弹性适应性是指空间布局和功能空间改变能够在一定程度上满足变动的需求。

(2)体型规则性

体型规则性包括平面体型规则性和整体外立面的体型规则性,两个方面综合考虑,超高层建筑呈现出的功能与美学价值

(3)结构系统美

单体视觉美、外部环境系统协调美、内部功能系统的协调美、结构系统的技术美共同组成了结构系统美。

3.2.2理论性能[6],[11]

结构设计基本规定,超高层建筑必须有理论作为支撑,确保建筑结构的适用性、安全性、耐久性。此项由结构设计的专家进行评判,确定各项的隶属度。

(1)刚度合适性:包括设防烈度与设防风压、总侧移限值、层间位移角限值、舒适度要求、设备运行与装修限值。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,由结构设计的专家进行评判,确定各项的隶属度。

(2)高度合理性:结构高度限制、结构平均层高限值,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,由结构设计的专家进行评判,确定各项的隶属度。

(3)空间整体性:设防烈度、长宽比、平面规则性,设防风压、高宽比、设防烈度根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,由结构设计的专家进行评判,确定各项的隶属度。

(4)布局合理性:竖向布局合理、平面布局合理,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,由结构设计的专家进行评判,确定各项的隶属度。

(5)抗震与防风性能:能耗减震性能要求、抗震损伤性能要求、振动反应控制要求、风振反应控制要求、场地类别、远近震类别、结构自振周期,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,由结构设计的专家进行评判,确定各项的隶属度。

3.2.3经济性能[6]

为了能够实现投资的高回报,需要通过对超高层建筑结构起关键作用的因素进行评判。此项施工管理方面的专家进行评判,确定其隶属度。

(1)结构用钢量:超高层结构平均最优用钢量是处于70~150kg/m2之间[7],根据各方案确定其隶属度。

(2)预估工程造价:根据各方案的估价计算其隶属度

(3)建筑面积:根据各方案的估算建筑面积计算其隶属度

(4)施工工期:根据各方案的预估工期计算其隶属度

(5)施工技术:专家给出施工技术的难易标准,然后确定其隶属度。

3.2.4绿色性能[10]

在超高层建筑结构体系中,绿色建筑评价标准应作为超高层建筑结构方案的重要组成部分。绿色性能就是基于《绿色建筑评价标准》GB/t50378-2006与超高层建筑结构设计相结合确定的影响因素。此项施工方面的专家进行评判,确定其隶属度。

(1)室内外环境:根据《绿色建筑评价标准》GB/t50378-2006,由专家确定其隶属度

(2)能源利用:根据《绿色建筑评价标准》GB/t50378-2006,由专家确定其隶属度

(3)水资源利用:根据《绿色建筑评价标准》GB/t50378-2006,由专家确定其隶属度

(4)材料资源利用与回收:根据《绿色建筑评价标准》GB/t50378-2006,由专家确定其隶属度

(5)全生命周期综合性能:根据《绿色建筑评价标准》GB/t50378-2006,由专家确定其隶属度

4.多层次模糊综合优选数学模型运用[13-14]

4.1多层次模糊综合优选数学模型

(1)超高层建筑结构的设计是一个复杂的系统,超高层建筑结构优选需要从多个方面考虑,深入的层次多,进而运用多层次模糊综合评判,将因素集U分成k个互不相交的子集,U={U1,U2,……,Uk};每一个子集Ui(i=1,2,……,k)即看做U的约束因素,按照各约束因素在U中所起的作用大小,确定其权重分配,即约束因素的权重向量w={w1,w2,……,wk},由专家确定各因素的隶属度,构成矩阵p,Ui模糊综合评判结果向量Hi=wi×p={hi1,hi2,……,hin}(i=1,2,……,k;n表示方案的个数),Hi组成总的评判矩阵

可以得到多层次模糊综合评判矩阵

B=wH=(B1,B2,……,Bn)(n表示方案的个数)

(2)综合评判

利用矩阵的模糊乘法得到综合模糊评价向量BB=wH(其中为模糊乘法),根据运算的不同定义,可得到不同的模型

模型1m(Λ,V)主因素决定型

模型2m(?,ν)主因素突出型

该模型得到的评判结果除了突出主要因素的影响以外,也反映了非主要因素的影响。

模型3m(?,+)加权平均型

该模型体现的思想是对各个因素进行权重分配,依权重大小均衡兼顾,适用于要求整体指标的情形。

4.2各因素权重集的确定

综合评判的另一个可以量化的重要数据是各因素的权重,综合评判应根据各指标的重要程度设置权重,权重反映指标重要程度的量化系数,重要程度高意味着权重大。权重确定得恰当与否,直接影响综合评判的结果。在传统的apH中,为了使决策判断定量化而形成的数值判断矩阵,在构造判断矩阵时,利用t.L.Saaty提出的“1-9”标度确定两个指标间的重要性,再构造判断矩阵,当进行专家咨询时,专家和决策者很难掌握标度的标准,最终做出的判断往往不能满足一致性检验,针对上述情况,采用两阶段法,使构造出的判断矩阵满足一致性要求,第一阶段采用(0,1,2)三标度法来对每一元素进行两两比较后,建立一个比较矩阵并计算出各元素的排序指数;第二阶段通过变换将比较矩阵转化为判断矩阵,并判断其一致性。具体的计算步骤如下:

(1)用三标度法将同一层的元素进行比较后,建立一个比较矩阵并计算出各元素重要性排序指数。将比较矩阵转化为判断矩阵。用极差法构造判断矩阵,f(ri,rj)=cij=cb(ri-rj)/R,其中ri,rj表示i,j两个不同因素的标度指数的和;cb为一常量,通常取cb=9;R=rmax-rmin,为极差。rmax=max{r1,r2,……,rn},rmin=min{r1,r2,……,rn}

(2)进行一致性检验,首先求出判断矩阵的最大特征值λmax,计算Ci,。查找随机一致性检验指标Ri,计算CR=Ci/CR。当CR

,i=1,2,……,n。

(3)各专家判断矩阵相似系数计算

用层次分析法计算出的权重矩阵中,wij指第i位专家对第j个指标判断后计算得到的权重,m表示专家数,n表示指标数。

计算各权重间的相似系数并组成相似矩阵,判断矩阵中各专家所取的权重的离散程度。相似系数与相似矩阵如下:

表示的意思专家i与专家j权重结果的相似程度。

剔除离异点时采用如下方法,pi表示相似系数矩阵中每一行之和,它表示第i个专家所得出的权重与专家群体所取得的权重偏离程度。

用Di表示第i个专家的相似系数与最大相似系数的偏离程度,pmax表示矩阵p中的最大值。(查阅资料Di取0.05),最后采用加权算术平均法求得各指标的权重。

4.3各因素隶属度集的确定

根据综合评判模型可知,各因素的隶属度是综合评判可量化重要数据,请专家组成的建筑结构评估小组根据给定的评价基准对当前的进行评价,这种评价是一种模糊映射,即使对同一个评价因素的评定,由于不同评价人员可以做出不同的评定,所以评价结果只能用对第i个因素做出第j评价尺度的可能程度的大小来表示。这种可能程度称为隶属度,计为pij。

由此得到模糊评价隶属度矩阵,其中m表示专家数,n表示指标数。

6.结论

将绿色建筑的理念在超高层建筑设计阶段实践,依据构建的超高层建筑结构方案优选体系,运用模糊综合评价法,能够对超高层建筑结构备选方案进行评判,根据评判的结果,选择合理超高层建筑结构。

参考文献

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【基金项目】重庆超高层建筑的项目管理研究(城科字2011第1-8号),项目名称:重庆超高层建筑的项目管理研究。项目来源:重庆市城乡建设委员会科技教育处。

高层及超高层建筑的定义篇3

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.

高层及超高层建筑的定义篇4

【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5

关键词:混凝土施工;质量控制;高层建筑

中图分类号:tQ178文献标识码:a文章编号:1673-0992(2011)04-0134-01

随着我国经济快速发展,城市的规模变得越来越大,对城市中土地的使用效率也要求越来越高。因此高层建筑就成为施工的主要内容,本人结合多年对高层建筑工程监理实践经验,对高层建筑施工质量所涉及到的一些问题进行简要的分析。

1高层建筑的最新定义

超过一定层数或高度的建筑将成为高层建筑。高层建筑的起点高度或层数,各国规定不一,且多无绝对、严格的标准。

1.1我国对高层定义

在我国,旧规范规定:8层以上的建筑都被称为高层建筑,而目前,接近20层的称为中高层,30层左右接近100m称为高层建筑,而50层左右200m以上称为超高层。在新《高规》即JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程里规定:10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时,称为超高层建筑。我国的房屋一般8层以上就需要设置电梯,对10层以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范,因此我国的GB50352-2005民用建筑设计通则、GB50045-95高层民用建筑设计防火规范将10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。

1.2国外对高层定义

在美国,24.6m或7层以上视为高层建筑;在日本,31m或8层及以上视为高层建筑;在英国,把不小于24.3m的建筑视为高层建筑。本文所指的高层建筑按照GB50352-2005民用建筑设计通则的规定,认定10层及10层以上的住宅建筑和高度超过24m的公共建筑和综合性建筑称为高层建筑。

2混凝土材料的控制

2.1原材料的控制

混凝土的原材料包括水泥、砂、石子、水和各种添加剂,施工规范中对各种原材料的质量标准有严格的规定,作为监理单位和施工单位,要把好入口关和检测关,对于不合格的材料不许进场,同时要加强检测工作,从源头上杜绝劣质工程。

2.2配比的选定

工程开工前,一般均要按设计要求配制不同强度等级的混凝土,并都要到法定试验机构做级配试验,待级配报告出来后,根据级配做配合比试验(实验室配比),在实际施工时照此执行,但问题就在于级配与现场施工过程中是否相符。有资料统计显示,若因砂的含水率增多砂率下降2%~3%,混凝土强度将下降15%~20%,而水泥数量的影响为5%~20%,石子及砂的级配影响为5%~20%;水灰比影响为多增1%强度降低5%~10%。既然影响如此之大,那就应该采取相应措施进行控制。

2.2.1根据地区市场原材料情况进行不同配比的试验,以确保在施工过程中配比的及时调整,如5mm~40mm石子,m<2.3细砂做一组,5mm~40mm石子,m≥2.3中粗砂做一组等等。

2.2.2对实验室配比结合原材料的含水量、含泥量进行施工配合比调整,以确保实验室配比的实际通用性。在实际施工中要加强原材料把关工作,砂石级配不良时,采取相应措施调整,如适量掺入0.5mm~10mm砂石等。

2.3混凝土质量的生产控制

2.3.1混凝土拌合物的搅拌。混凝土可采用机器搅拌和人工搅拌。搅拌机械分为自落式搅拌机和强制式搅拌机。所谓搅拌制度是指进料容量、投料顺序和搅拌时间。搅拌制度将直接影响到混凝土搅拌质量和搅拌机的效率。2)混凝土的运输。混凝土运输分为地面运输、垂直运输和楼面运输三种。目前,施工中所用混凝土多为商品混凝土,这就需要商品混凝土供应厂家根据工程量的大小并结合自身设备条件,选取相应的运输设备,提前预测运输设备可能出现的故障和问题,并及时安排机修人员做好设备的检查和修理工作。不能因为设备故障而停止混凝土的浇筑,确保在施工过程中及时提供工程所需混凝土,促进工程有序向前推进,保证施工进度。3)混凝土拌合物的浇筑与捣实。浇筑混凝土拌合物前除了做好浇筑工艺的一般准备工作外,还应做好有关模板、钢筋及预埋件等的准备与检查工作,各种构件的混凝土均应分层浇筑。混凝土浇筑应连续进行以保证结构的整体性。重点部位混凝土的浇筑应填写施工记录。

2.4严格养护制度

高层建筑多采用泵送混凝土。泵送混凝土不仅能缩短施工周期,而且能改善混凝土的施工性能。但在某些工程上的使用表明,在配比原材料、振捣控制严格的情况下,仍出现混凝土强度不足。分析其原因,多为抢工期、养护时间严重不足。据有关专家测试结果,其强度比为:全湿养护28d:全湿养护3d:空气中养护28d分别为2:1.5:1,由此可见养护的重要性。

2.4.1对大体积浇筑量大的混凝土应有养护方案,从养护开始至养护结束应有专人负责,从主观意识上要对养护有足够的认识。养护方案中应从人员、水源、昼夜、覆盖等多方面措施进行考虑,不漏主要关键细节。2)加强养护期的督查。对养护所采取的措施及现场养护情况进行跟踪记录,及时发现问题,确保养护的有效性。

3裂缝宽度的控制

从我国的GB50010-2002混凝土结构设计规范看出,裂缝宽度在不同的环境下,不同的混凝土结构其裂缝宽度也有不同的控制标准,允许裂缝最大为0.2mm~0.4mm。但作为裂缝控制来说,应以预控为主,等裂开了、缝增大了再补救那是万不得已。裂缝分为运动、不稳定、稳定、闭合、愈合等几大类型。虽说骨料内部凝固时产生的微观裂缝不可避免,但从质量角度考虑应尽可能减少。由于高层建筑混凝土强度普遍较高、混凝土量较大且带有地下室,所以裂缝产生的可能性更大。下面主要叙述有关对裂缝的“放”“抗”相关措施。

3.1设计措施

“放”的措施:设置永久性伸缩缝;外墙面适当位置留分隔缝等。“抗”的措施:避免结构断面突变带来的应力集中,重视对构造钢筋的配置;对采用混凝土小型空心砌块等轻质墙体,增设间距不大于3m的构造柱,每层墙高的中部增设厚度120mm与墙等宽的混凝土腰梁;砌体无约束端增设构造柱;预留的门窗洞口采用钢筋混凝土框加强;两种不同基体交接处,用钢丝网(每边搭接不小于150mm)进行处理;屋面保温层与隔气层的合理设置等。“放”“抗”相结合的措施:合理设置后浇带,采取相应补偿收缩混凝土技术,混凝土中多掺纤维素类等。

3.2施工措施

“放”的措施:砌筑填充墙至接近梁底,留一定高,砌筑完后间隔至少一周,宜15d后补砌挤紧;合理分缝分块施工;在柱、梁、墙板等变截面处宜分层浇捣等。

“抗”的措施:1)尽量避免使用早强高的水泥,积极采用掺合料和混凝土外加剂,降低水泥用量(宜小于450kg/m3)。实践经验表明,每立方米混凝土的水泥用量增加10kg,其水化热将使混凝土的温度升高1℃。高层混凝土用量大,有时还有大体积混凝土,从经济、实用角度宜掺入外加剂。当然掺入外加剂后,要预计对早期强度的影响程度。据此可提请设计科研部门予以探讨和评定。2)选择合理的最大粒径砂石,这样可减少水和水泥用量,减少泌水、收缩和水化热。有资料显示:用5mm~40mm碎石,比用5mm~25mm的碎石,可减少用水量6kg/m3~8kg/m3,降低水泥用量15kg/m3;用m=2.8的中粗砂比用m=2.3的中粗砂,可减少用水量20kg/m3~25kg/m3。

高层及超高层建筑的定义篇6

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7

关键词:超高层建筑;监理;工作;问题;发展

前言

近年来随着城市化进程的加快,高层建筑日益增多,而且很多超高层建筑异军突起。高层建筑相对普通低层建筑对监理工作提出更高的要求,这些都将服务于业主今后的使用安全。因此,深入开展超高层建筑的监理工作具有重要意义。

1超高层建筑的主要特点

超高层建筑当前已成为城市的一大亮点,但超高层建筑工程施工难度大。这是因为,超高层建筑楼层很多,建筑整体高度突出,工程施工一般要经历较长的周期。其间要涉及地基、钢筋混凝土结构、电梯、避雷、防火等基础安全设施的建设,如果遇到大型公用建筑,还要增加监控、中央空调、电视等综合使用设施布局。所以超高层建筑从工程开始至最后竣工交付使用,需要设计单位、施工单位、监理单位的密切配合,以确保建筑工程的安全可靠,防止投入运营后存在建筑安全隐患。例如,超高层建筑的抗震安全保障、应急救援安全保障、地基与钢结构安全保障等,都是监理工作的重点。基于超高层建筑的特点,其施工过程不仅要遵守基本的建筑工程安全操作规程,而且必须根据建筑本身的特点,制定安全施工的管理措施。

2当前超高层建筑监理工作存在的问题

当前,超高层建筑监理工作在实践中仍然存在一定的问题,主要体现在:

第一,超高层建筑监理的法律法规不够健全。超高层建筑的监理因其建筑难度的影响,具体监理工作需要有详细的技术参数和质量控制要求。但是城市建筑的发展与监理的法律法规建设之间存在“脱节”。以建筑中的防火管理为例,《高层民用建筑设计防火规范》中对防火建筑的要求体现在登高面,但是登高操作场地的规定实际还是比较模糊。而规范中要求第一避难层和第二避难层之间的距离不应超过十五层,这也必须根据建筑本身和地区实际情况而具体实施。所以法律法规的不足直接影响到监理工作的参照标准和法律依据,在实际施工过程中,监理人员就现有法律法规中较为模糊的问题容易与施工方产生意见分歧。

第二,超高层建筑监理对工程不同阶段的重视程度不同。长期以来建筑监理往往比较侧重对工程施工过程的监督管理,而对工程开工前期的监理重视不足。施工过程的确是超高层建筑工程的核心,但工程不同阶段实际都暗含一定的质量风险和成本风险。监理单位必须对超高层建筑的工程质量进行严格管理,控制预算执行,所以对工程前期监理的重视不足也会导致风险因素的蔓延。例如,超高层建筑墙体使用的新型材料,钢结构是否耐火等,都不应在开工后再重新讨论。很多问题的争议就是因为前期监理工作的欠缺引发。

第三,超高层建筑监理工作的实施流程比较混乱。超高层建筑的监理涉及多方面的内容,如建筑原材料、建筑主体抗震结构、转换层结构、钢筋混凝土质量、防火结构、给排水、电梯等实施安装、防雷和接地、节能等,而且监理不仅是对现场施工过程的监督管理,对相应的凭证、票据等也应一并审核,所以这些具体的监理工作既要随超高层建筑的施工进度配合进行,又会涉及一定的交叉关联,日常监理工作的流程容易发生混乱,导致质量控制出现漏洞,凭证票据不齐。

第四,超高层建筑监理工作部分参与人员素质不高。监理单位应当秉承客观、公正、严谨的原则开展工作,确保超高层建筑的安全稳固,节约工程成本。但由于超高层建筑的监理工作更加复杂,且超高层建筑正在逐渐增多,在此领域具备丰富监理经验的专业人员非常紧缺,很多参与监理的工作人员经验多集中于普通建筑。此外,监理人员的责任态度、与施工方是否存在相互包庇的可能,也会影响到超高层建筑的施工进展、工程质量及工程成本。

3超高层建筑监理工作发展的举措

针对超高层建筑监理工作的现状,今后的发展应着力推进以下举措:

第一,建立健全相关法律法规。由于不同省市地理条件、建设规划都具有一定的地域特色,法律法规的完善也应从地区实际出发,由地方政府部门参照国家统一的法律法规指导,制定实施细则,以弥补法律法规中的模糊环节。政府部门应根据不同类型超高层建筑,对建筑的地基、主体结构、墙体材料、防火救援、配套设施、节能环保指标等做出更为详细的规定,尤其是要充分考虑到超高层建筑投入使用后的安全需求,切实从法律法规层面为监理单位的工作提供更有力的依据。例如,上述消防工作的监理盲点,政府部门在制定实施细则时就应全面考虑本地区消防车型号、登高操作的现场需求。

第二,落实工程不同进展阶段的监理职责。监理单位应从超高层建筑工程的整体出发,充分认识施工前期监理的重要性。监理单位应以前瞻性为原则,加强事前风险管控。首先,施工前期的监理职责应侧重对图纸和施工要求的分析研究。监理单位应综合以往的工作经验,深入分析超高层建筑的设计图纸,如果发现问题,应及时向设计和施工单位反馈,避免开工后再重新追溯问题的根源。在这种情况下,即使需要涉及工程图纸的变更,其成本投入也远小于开工后再进行反复修改。所以前期监理对超高层建筑工程的经济性、安全性都具有积极意义。其次,进入施工阶段后,监理单位要侧重对原材料、钢筋混凝土结构、配套设施、安全防护设施进行监督。超高层建筑的地基与楼层建设首要的是确保材料合乎要求;而钢筋混凝土结构是超高层建筑的核心,监理人员要认真审核其中的暗柱焊接、钢筋位置、混凝土浇筑质量等,以保证楼体本身的坚固;配套设施应符合超高层建筑的特点,对供水、供电、监控等都应以节能环保为方向;安全防护应对防火、防电、防震等全面考察。

第三,规范超高层建筑监理工作的流程。监理单位在承接超高层建筑工程的监理任务后,应立即组建项目团队,然后按照科学的流程实施监理工作。首先,监理团队应与设计、施工单位召开项目整体研讨会,熟悉图纸和建设要求,并对其中可能存在的问题加以沟通解决。其次,监理团队应细分工程施工的各项监理工作,安排部署专人专岗。每一项监理工作负责人员进入施工现场后应与施工人员定期召开会议,根据工程进展探讨相应的问题,做好会议纪要。超高层建筑对工程成本、质量、进度的控制非常严格,专人专岗监理执行和流程规范是严格监理的基础,同时监理团队应明确不同监理工作交叉问题的处理流程,理清原先较为混乱的管理局面,以岗位责任制进行考评和管理,从而严把质量关、效益关。最后,监理团队应设立专门的档案收集管理岗位,负责对每项监理工作的凭证、资料集中收集管理,进而为工程竣工验收和交付使用奠定基础。

第四,打造超高层建筑监理的专业化团队。监理单位应紧跟时展步伐,吸收具备超高层建筑监理经验,且具备高度责任感和使命感的专业人才加入到工作队伍之中,凝聚人才优势,打造专业化团队。而且随着专业人才的聚集,监理单位内部也可开展培训拓展工作,由超高层建筑监理领域的资深人士为其他监理人员提供系统培训,从而不断提升单位内部监理人员的能力和素养。

4总结

超高层建筑监理是一项系统而复杂的工作,随着城市超高层建筑的不断增加,工程监理也应与时俱进发展,切实保证超高层建筑内部各项质量、安全指标的合规,从而为工程投入使用奠定坚实的基础。

参考文献

[1]王军.高层建筑主体结构抗震加固工程的监理质量控制要点[J].现代装饰(理论),2012(01)

[2]朱友欣,巫磊.浅谈高层建筑监理控制要点[J].建设监理,2011(11)

高层及超高层建筑的定义篇8

关键词:超高层建筑

建设多高的建筑就可以称为“超高层建筑”。在我国的建筑规范中并无明确的规定。在我国的(高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-2001年版)中,只规定了:10层及10层以上的居住建筑,或高度在24m以上的公共建筑,称之为“高层民用建筑”。至于对“超高层建筑”则无明确的界定。在该规范中,只在避难层、停机坪、消防水压、灭火设施、正压排烟及火灾自动报警等方面,对于高度超过100m或层数超过32层的民用建筑有特殊要求。依此理解,是否100m可以作为“超高层”与“高层”的一个界限呢?我认为是合适的。从日本的(消防法)来看,它对高层建筑的界限是定在31m高或10层的建筑物。在1999年日本出版的一本著作中,进一步将高度在100m以上或25层以上的建筑物定义为“超高层建筑”,并将高度在300m以上或,5层以上的建筑物称为“超超高层建筑”。实际上,到2000年,日本的第一高楼还只有296m高(横滨的置地大厦,地上70层,地下3层,1993年建成)。

我国高度在百米以上的超高层建筑的建设,开始自20世纪70年代。当时突出的例子是115m高的广州白云宾馆,它建成于1976年。80年代,我国在经历浩劫之后,转入改革开放的局面。为了适应经济发展的需要,有一批百米以上的高楼崛起于沿海开放地区。首先集中在广州和深圳,上海、天津间有一些,尚形成不了气候。真正成群的高楼耸立是在90年代。特别是在1992年以后,改革开放的大好形势进一步形成,一栋栋擎天巨厦矗立在祖国的土地上。仅从中国建筑科学研究院的统计来看:截至1996年底,全国最高的百栋建筑物中,最低的为120m,高度在200m以上的有8栋。到了1998年底,全国最高的百栋建筑中,最低者为150m,200m以上者有20栋,最高为420m.其中高度在300m以上的就有深圳的地王大厦(325m,81层,1996年建成,世界高楼第十一位)、广州中信广场(322m,80层,1996年建成,世界高楼第十二位)和上海金茂大厦(420.5m,88层,1998年建成,世界高楼第三位)。这都够得上“超超高层建筑”了。据不完全统计,全国现有高层建筑46660栋,百米以上的超高层建筑有850栋。

到了2000年左右,全国好几个地方都提出了拟建超超高层建筑的规划,仅在北京见诸报端的就有两栋300m以上的高楼和3栋500m以上的高楼。

2000年8月,金茂大厦开业一周年,上海举办了国际超高层建筑经营管理研讨会,邀请了世界上最高的4栋大厦的物业主管经理参加,即吉隆坡的双塔、芝加哥的西尔斯大厦、上海的金茂大厦和纽约世贸中心。纽约世贸中心的物业主管经理alanReiss相当仔细地介绍了纽约世贸中心的管理经验,特别是在1993年遭受汽车炸弹袭击之后,所采取的一系列应付突发事件的措施。我们当时听了,很佩服他们考虑周到。但是当时没有想到的是,仅仅过了一年,“9.11”事件就将纽约世贸中心夷为平地。而Reiss先生是否罹难,亦不得而知。这次会议还邀请了日本第一高楼横滨置地大厦和韩国第一高楼汉城的六三大厦的主要负责人参加了会议。这次会议开得很成功,但是对国内建设界的影响并不大。

超高层建筑由于其体型巨大,功能复杂,容纳人员众多,投资十分庞大。通常由于它特殊的地位,成为一个地区的地标式建筑。近年,对这类建筑物称之为科技的集中体现,综合国力的象征,城市的标志等等,都是恰当的。其本身确实是体现了多方面的物质成就。它要耗费大量的人力、物力、财力。金茂大厦的每平方米造价大体上要20000元人民币,每天的正常运行费用约需上百万元人民币。所以,超高层建筑的建设和维护要耗费大量财富。就现代超高层建筑的巨大维护费用来说,已经失去了早期建造这一类建筑是为了节约用地的意义。按照英国DeGw在1999年公布的文件,将建筑物的寿命(生命周期)定为65年的话,其建设费用与维护费用之比约为1:3至1:4.若以上海金茂大厦每天的维护费为100万元人民币计算的话,65年寿命约需237亿元,差不多为建设费用的4.5倍左右,这是个很大的数字,是任何建设者不得不考虑的问题。

一、普通问题转化成特殊问题

从土建工程角度来看,建造超高层建筑,技术上应该是没有什么问题的。我国几度提出过要建造高度在500m以上的大楼就说明技术是可行的,有人说“从技术上说,建筑?km高的大楼也是可以的”。但是,从设备和设备系统角度看就不那么些简单了,超高层建筑绝不是普通建筑的拉伸或简单叠加。在一般建筑物中的一般问题,到了超高层建筑中都成了特殊问题,需要特别关切和处理。在这些问题之中,某些问题到了超超高层之中会更加变本加厉地凸现出来,甚至,一些问题成了国际性的疑难杂症。高层建筑要承受侧向的风力,这一点是勿庸置疑的。但是,对建筑物影响多大?一般说,在正常的风压状态下,距地面高度为10m处,如风速为5m/s,那么在90m的高空,风速可达到15m/s.若高达300-400m,风力将更加强大,即风速达到30m/s以上时,摩天大楼产生的晃动将十分剧烈。纽约世贸中心在春季刮风时,通常摇晃偏离中心6-12英寸(15-30cm),在强飓风作用下,位移可达3英尺(1m),设计按最大风力下的最大偏离为4英尺(7.3m)。据报告的资料,芝加哥西尔斯大厦在大风情况下最大偏离中心可达6英尺(2m),据说他们装了陀螺平衡装置后可调到5英尺。上海金茂大厦的项点位移按风洞试验可达0.9-1.2m.对大楼的这种晃动,纽约世贸中心的经验是首先考虑它对电梯的影响。电梯被视为超高层建筑的“生命线”。纽约世贸中心有246部电梯,当电梯高速运行的同时,如果大楼的晃动超过6英寸,电梯的钢缆就会因时紧时松的受力不均受到伤害,并造成危险。为此,他们专门设计了一套报警系统和电梯钢缆的随动跟踪机构,可以及时调整电梯钢缆的长度乔口受力情况。

另外一个在普通房屋中不会出现的现象是:到了冬天,在气温较低的情况下(纽约世界中心的资料是气温低于-6摄氏度),会由于低层(特别是一层大堂)和地下室的冷空气窜入电梯井,经烟囱效应形成强大气流,造成电梯关不上门。而且会将底层的一些气味带到高层,如厨房的气味、油烟味等,此时如在底层或地下室有电焊操作或燃气泄漏就可能将火源随气流带到高层,极端危险。同时,由于电梯轿厢与井壁间的缝隙很小,在电梯移动时,气流的摩擦会产生啸叫,这种现象在金茂大厦也有出现。据对于超高层建筑设计极有经验的美国Som设计事务所说,这是个国际性难题,目前尚未找到很好的解决办法。

几栋超高层大楼都曾出现过断电、跑水等事故。从管理上看除了做好预案,防止事故发生和做好备用系统以外,一旦事故出现,如何抢救,是否有一位掌握全局、了解本系统一切细枝末节的人十分重要。上海金茂大厦的管理层就曾对没有一位掌握该建筑14000多个阀门的人感到十分遗憾。

擦玻璃也成了管理这些庞然大物的一个麻烦。金茂大厦的幕墙有,0.8万平方米,据说两架擦窗机连续工作,一年才能把所有的玻璃擦一遍,而且,由于建筑外形凹凸起伏太大,檐部又挑出很多,有的地方达3m以上,擦玻璃相当困难。

以上几个例子,只是说明对一般房屋或者一般楼房来说很普通的不成为问题的问题,到了超高层建筑中都成了问题,及至成了大麻。原因就在于它特别高,特别复杂,造成了设计、施工和管理维护诸多方面与众不同之处,点点滴滴都要认真对待。

二、消防是重中之重在上海会议上,6座国际顶尖知名建筑的管理者都提出了一个共同的重中之重的问题,那就是:防火。在这方面要有更多的考虑和预防措施。

超高层建筑通常功能多元化,设备又十分复杂。其本身可能引起火灾的因素甚多,如电器设备多,维护、管理和使用不当;明火管理不善、吸烟;机械故障或施工操作不当。如再加上天灾(雷击起火)、人祸(纵火破坏),可以说火灾的潜伏性和可能性是很大的。若就火灾的成因来分析,尽管一般的普通房屋潜伏的火灾危险性和成因也不外乎这几条,但对于超高层建筑来说,一旦火灾形成,较一般建筑具有更大的危害性。据上海市消防局总工程师沈友弟分析,主要有以下三个方面:

1、火灾迅速蔓延扩大。这除了超高层建筑中有较多的可燃物质(装修材料、家具、物品、管道保温材料、电线包皮)以外,超高层建筑的垂直管道、井筒形成了若干纵向的烟筒。火灾时,其拔风抽力效应会助长火焰和烟气的蔓延,而高度愈高、抽力愈大,此种烟筒效应就更加强烈。在超高层建筑中烟气沿楼梯间或井筒垂直上升的速度约为每秒3-4m.一座100m的建筑,如无阻挡,只要半分钟即可将火势引至顶层。应当说,对超高层建筑来说,这种“烟筒效应”是最可‘咱的,也是最难于防范的。尽管可以在某些管道中设防火阀,但有时控制失灵或不能严密闭合都可能有火溢出而延烧。此外,火焰自窗口喷出沿外墙延烧至上一层,或借风势将火星或火焰水平吹出,引燃附近其他建筑物的情况也时有发生,建筑物愈高,可能吹得愈远,危害愈大。

2、人员疏散困难。超高层建筑特别是超超高层建筑,常常聚集了大量人员在内工作、生活,如纽约世贸中心双塔内容纳的工作人员为40000人,每天还有6000名观光客。一般来说,300m以上的高楼均可容纳万人以上,在火灾发生的时候,除消防专用电梯以外,一切客货电梯均须立即降到底层,不能使用。于是大量人流需通过楼梯疏散。层数愈高、人员愈多,所需的疏散时间也愈长。成千上万人要从数百米的高楼走下、走出,少则数十分钟,多则要数小时。而且,这种疏散不能寄希望于消防云梯车,一则是数量有限,何况这些云梯车还要进行灭火等高空战斗作业;另一个是云梯车高度有限,我国的规范中消防的高空作业高度定在24m,而上海、北京等几个大城市消防云梯车的最大高度也就只能到达33m.

高层及超高层建筑的定义篇9

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10

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: