高层建筑设计与施工

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摘要：本文围绕高层建筑结构的设计与施工进行论述．笔者根据自己多年以来的工作经验累积，总结了高层建筑结构设计与施工的方法。为实际高层建筑结构分析与设计提供一定参考。

关键词：高层建筑；设计与施工

引言

随着高层建筑的迅速发展，能够满足高层建筑的形式、材料、力学分析模型日趋复杂，结构体系更加多样化，高层建筑的结构设计成为结构工程师设计工作的重点和难点。本文就高层建筑结构设计与施工进行分析，供参考。

1.高层建筑的设计

结构选型：（1）短肢剪力墙的设置问题短肢剪力墙是指墙肢截面高度与厚度之比为5～8的剪力墙。近年兴起的短肢剪力墙结构，虽然有利于住宅建筑布置，也可减轻结构自重，但在高层住宅中，剪力墙肢不宜太短，因为短肢剪力墙的抗震性能较差，地震区应用经验不多，为安全起见，高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。（2）嵌固端的设置问题由于高层建筑一般都带有两层或两层以上的地下室和人防，嵌固端有可能设置在地下室顶板，也有可能设置在人防顶板等位置，因此，在这个问题上，结构设计工程师往往忽视了由嵌固端的设置带来的一系列需要注意的方面：抗震设计的多高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。地下室中超出上部主楼范围且无地上结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。（3）房屋的适用高度和高宽比在抗震规范与高规中，对结构的总高度都有严格的限制，除了将原来的限制高度设定为A级高度的建筑外，增加了B级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为B级高度建筑甚或超过了B级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。（4）合理选择结构体系高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称，避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼电梯问；避免楼电梯间位置偏置，以免产生扭转的影响。

结构分析与计算： 1) 多塔之间各地震周期的互相干扰，是否需要分开计算。一段时间以来，大底盘，多塔楼的高层建筑类型大量涌现，而在计算分析该类型高层建筑时，是将结构作为一个整体并按多塔类型进行计算，还是将结构人为地分开进行计算，是结构工程师必须注意的问题。 2) 振型数目是否足够。在新规范中增加了一个振型参与系数的概念，并明确提出了该参数的限值。3) 是否需要地震力放大，考虑建筑隔墙等对自振周期的影响。该部分内容实际上在新老规范中都有提及，只是，在新规范中根据大量工程的实测周期明确提出了各种结构体系下高层建筑结构计算自振周期折减系数。4) 结构整体计算的软件选择。目前比较通用的计算软件有：SATWE，TAT，TBSA或ETABS，SAP等，但是，由于各软件在采用的计算模型上存在着一定的差异，因此导致了各软件的计算结果有或大或小的不同。

2.高层建筑的施工特点

(1) 高层建筑基础深高层建筑都仃深基础， 一般都在1O米以上。由于现阶段所建的高层都在闹市区，犬都足拆除重建项目，施工：场地狭小，临边都有旧建筑物，对基坑的支护要求很高。在土方开挖过程中由十支护不到位而造成十方塌方的事故时有发生。

(2) 高层建筑施工期长高层建筑施工工期•般部在两年左右，有的项目工期可达三至四年，许多设施放置以后就要使用 年至几年，在此期间人员变动气候变化等人为与自然的因素都能使JF常的设施转入危险状态，注意就容易发生事故。

(3) 高层建筑施工交叉作业多高层建筑层数多，作业 体化，上下层作业中互相造成伤亡事故时有发牛一 而落物砸伤下面人员的事故就更多了。

(4)高层建筑大量的施工作业都是在高空进行的，5O米以上的高空与l0多米高度的作业有本质的同。高层建筑楼面预留涧坠人致死更是常有发生，平常不大注意的小石块从百米高空 落可以砸死人。

高层建筑裂缝分为运动、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。所谓“放”，就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施；所谓“抗”，就是处于约束状态下的结构，在没有足够的变形余地时，为防止裂缝所采取的措施。施工措施：(1) “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≯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。 (2) “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) “放”的措施：设置永久性伸缩缝：外墙面适当位置留分隔缝等。

3.结语

(1) 建筑设计与结构设计是一个相互交流的过程，建筑师必须时刻保持与结构师的沟通，以此完善建筑物的各种使用功能，使之成为既美观又实用的产品。

(2) 合格的建筑师应该注重培养自己的结构观念，并将它用于实践，以减少设计过程中出现的结构不合理等问题，同时这也有助于建筑设计能力的提升。

(3) 建筑与结构是紧密相连的，结构布置及结构形式直接关系到建筑的平立面，因此，在建筑设计中，从方案阶段就需要对结构概念进行了解，在合理的结构概念上去进行建筑创意。

参考文献：

[1]阮仪三,王景慧,王林,高层建筑[M] 上海:同济大学出版社,1999.

[2]赵中枢,高层建筑设计理论分析[J]城市规划2001(10).

[3]王景慧,高层建筑设计与施工[J] 城市规划汇刊1994(4).