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国内高层建筑发展范文1
关键词:高层建筑结构;发展;结构设计;材料;
1,高层建筑结构的概念、特点
1,1高层建筑及高层建筑结构概念
从字面上可以了解到高层建筑是指层数和高度比较高的建筑。据《高层建筑混凝土结构技术规程》显示:高层次建筑结构是指在层数上要达到十层或者是十层以上,在高度上要达到二十四米或二十四米以上的公共建筑或其他建筑的钢筋混泥土结构。
1,2高层建筑结构的特点
首先,高层建筑结构比较低层建筑结构而言,它有足够长的延展性。这是比较经济和安全的设计考虑,因为在地震灾区,经过地震的震击后,建筑的结构会自动过渡到强制塑性这个程度,那么建筑不至于在经过地震震动后塌陷,因此结构须拥有抵制高压和变形的功能。其次,高层建筑结构能抵抗一定的水平力和纵向力。低层建筑结构考虑较多的是纵向或者竖向荷载,高层次建筑考虑较多的则是水平荷载。这是源于建筑物自身高度的一次方与建筑自身的重量与建筑所占的地面所用的荷载力在纵向上导致了轴力与弯矩两者之间的比数成正比例的关系。
2,高层建筑的基本结构体系
2,1框架结构体系
高层建筑结构最基本的一个结构体系是框架结构体系,框架结构体系一般是以基础、楼板、柱、梁为基础的。最主要的承重结构是以四种承重构件除楼板以外的其他三种构件所形成的平面结构。高层建筑结构中的中,框架结构体系有很多其他结构体系不能比拟的好处,例如它的建筑平面设计比较灵活和建筑立面也相对地比较好解决。但框架结构也存在着一些缺点,比如它在水平面上它的位移距离较大,遭到不是结构本身所带来的损害时,它的破坏性也很大,即抵抗外在破坏的能力不高。
2,2剪力墙结构体系
建筑结构拥有不错的抗震功能,而建筑墙结构体系中结构墙的作用主要是增强建筑的抗震力度和其外在破坏性力度的袭击,在一定程度上可以提高建筑的安全性能。
2,3筒体结构体系
顾名思义,筒体结构主要以筒体的结构,筒体的结构体系中常见的结构包括筒中筒结构、巨型结构等等。伴随着建筑层数和高度增加,框架结构体系和剪力墙结构体系已经不能很好地满足人们对抗震能力的需求,而筒体结构在一定程度上借助了剪力墙抗震的作用,从而形成的薄壁框框架筒体可以提高梁承载重压的力度。
2,4框架剪力墙结构体系
框架剪力墙结构体系是由框架结构和剪力墙结构所组成的结构体系,它涵盖了框架和剪力墙结构的优势,一方面能抵抗地震的破坏,即抗震性不错;另一方面它在结构上比较方便和灵活。
3、我国高层建筑及建筑结构的发展趋势
3,1高层建筑结构形式和设计概念的多样化发展
伴随着建筑结构理论的进一步丰富,科学技术的高速发展,从事于建筑事业的工作人员开始注重于建筑本身特有的功能及建筑所体现出的技术含量,而不再仅仅是之前的注重于建筑给人带来的艺术美感。相信,将来的高层建筑将进军于集两者于一身。另外,伴随着建筑结构作用的多样化发展与设计和建筑设计师思想的更新与深化,建筑本身的结构形式也变得丰富起来。例如:可以防震抗灾的结构装置、加强层的超大型高层建筑结构体系,而不仅仅是之前的用梁和柱为基础搭建起来的承重体系的框架结构、有两个核心筒的筒中筒结构等等。
3,2高层建筑结构中材料利用率将提高
在材料选择上,高层建筑结构比较好的选用材料是钢,可是若使用全钢结构也有一定的不足处,例如它的耐高温效果不高,需要在钢的表面涂上一层耐火的原料,这层原料的价格常常是非常昂贵的。而且,全钢结构的数量比较大,不划算。结合各方面的考虑,通过规格化设计的钢筋混泥土可是说是一种相对于钢来说更加理想的材料,钢筋混泥土不仅可以广而采之、比较经济,而且它的耐高温性也还可以,也可以在一定程度上节省钢材的使用量。但是随着钢筋混泥土的广泛使用,无论是国内还是在国外,随之它的基础价格也开始上涨,而且它的抗震性能也下降了不少。伴随着可持续发展和绿态节能生态型理念的深入及全面考虑钢筋混泥土和钢的优缺点之后,高层建筑结构的材料选择上将逐步向两者之间迈进,这有利于大大提高材料的利用率。
3,3我国的高层建筑正逐步从国内走向国外,国内外合作加强
现如今,中国的许多高层建筑都是国内外合作的成果,例如位于大连市“钻石地段”的大连远洋大厦,该大厦兴建于1998年,现已发展成与国际化接轨的摩天大厦。我国的建筑业虽然已经发展到了一定的要求,但与国外相比还存在一定的落差,特别是在材料和技术等方面。那么,国内外协作有利于中国引进国外发达的科学技术,对中国的建筑事业来说是一个很好的资源,不仅可以提高施工效率,也有利于提高建筑的质量。另外,国内外合作对建筑人才方面的培养也是一个很好的途径。
国内高层建筑发展范文2
关键词:高层建筑 结构设计 剪力墙 超高 概念设计
在我国城市化进程不断加快的背景下,城市居住用地在不断缩减,而高层建筑因具有占地小、居住人口多、房价相对较低等特点,而在现代城市建设中占据越来越大的比例。随着我国高层建筑建设中工艺和技术研究的不断深入,越来越多的新理念、新方法被应用于高层建筑的结构设计中,促进了我国高层建筑工程整体技术力量、质量、安全性的提高。但是从整体状况而言,国内在高层建筑的结构设计中仍然存在一定的问题,这是必须及时得到处理和解决的。随着高层建筑结构体系的复杂化,需要设计人员在进行高层建筑结构设计时依靠自己掌握的知识、根据具体情况来分析和解决可能遇到的各种问题。
1 高层建筑结构设计的基本特点
与单层或多层建筑的结构设计相比,高层建筑在结构设计中要考虑的因素较多,尤其是如果实现建筑整体美观性和安全性的协调,逐渐成为广大设计师关注的焦点问题。近年来,在国内各地区频繁出现高层建筑建设质量问题,结构设计的不合理是其主要原因之一,设计师难以把握高层建筑结构设计的基本特点,由于设计方案的不合理性,最终导致建筑的整体质量难以保证。高层建筑结构设计的基本特点,主要表现在以下几个方面:
1.1水平荷载具有决定性因素
由于高层建筑的层数一般在15层以上,其自身重量和使用荷载必然会导致结构中竖向构件产生一定的轴力,所以在高层建筑结构设计中必须注意水平荷载的问题,保证建筑的整体高度与弯矩值形成正比。对于水平荷载与建筑结构之间产生的倾覆力距,则应与建筑整体高度的二次方形成正比。
1.2结构延性至关重要
与多层建筑相比,高层建筑结构的柔性相对较大,特别是在地震或地基不规则沉降过程中出现结构变形的几率较大,因此,为了进一步提升高层建筑结构在塑性变形后的变形能力,防止其出现倒塌的问题,必须采取有效的措施增强高层建筑结构的延性。
1.3侧移是主要控制性指标
在高层建筑结构的设计中,侧移是设计师必须考虑的关键性问题之一。随着现代高层建筑层数的不断增加,结构在水平荷载的强大作用下,其出现侧向变形的几率也无形中增加,所以一定要将高层建筑结构的侧移控制在合理的范围内。
2 高层建筑结构设计应注意的几个问题
目前,国内在高层建筑结构设计中虽然积累了一定的经验,并且积极吸取了国外的先进设计理念,但是对于相关问题的把握和控制仍然存在一定的缺陷,这是阻碍我国建筑行业整体设计水平发展的主要因素之一。结合国内高层建筑结构设计的现状,应注意的问题主要有以下几点:
2.1框架柱截面大小的选择
对于框架柱而言,轴压比越小在往复水平上荷载下的滞回曲线也会越丰满,即耗能能力越大,延性就愈好。而对于柱净高与截面高度的比值小于4的短柱,在往复水平荷载作用下其滞回曲线呈较瘦的反S形,耗能能力降低、延性较差,呈剪切破坏。
高层建筑的底部柱,由于对轴压比值有要求,因此往往会将柱截面取得很大,但是由于受到层高的限制就使得框架柱成为了短柱。在实际的结构设计时,要确定截柱面的大小要注意以下几点:框架柱的截面首先必须满足规范轴压比的需要,从而为结构的竖向承载力和底板的抗冲切承载力提供保障。而对于形成的短柱,则可以通过增加体积配箍率或是沿着柱身增加箍筋达到提高延性的效果;采用钢管混凝土柱、劲钢混凝土柱或是高强混凝土柱;柱的轴压比必须满足规范限制,轴压比过大则结构的延性无法得到保证,过小又会造成结构的经济技术指标较差。
2.2短肢剪力墙的设置问题
在我国建设部组织编制的《高层建筑设计规范》中,对于短肢剪力墙作出了明确的定义,即墙肢截面的高厚比为5-8的墙被统称为短肢剪力墙。根据相关建筑技术部门的研究和实验,对于短肢剪力墙在高层建筑结构设计中的应用也提出了具体的要求,因此,在今后的高层建筑结构设计中,设计师应尽量减少或取消短肢剪力墙的设置,以免为建筑的后期设计和竣工质量检验造成麻烦。
2.3结构的超高问题
在高层建筑的结构设计中,超高问题是较为突出的,根据我国《建筑抗震规范》中的相关规定,必须对建筑的整体高度进行严格控制。我国高层建筑的限制高度一般分为:A级和B级两个标准,对于高层建筑的处理措施与设计方法的要求也有所改变。在高层建筑的实际设计工作中,设计师应根据建筑类型合理确定其高度,并且在通过相关部门的审核后,方可组织施工。
3 加强高层建筑结构设计的措施
在我国高层建筑数量增多、规模扩大,以及工艺和技术要求不断提高的背景下,在今后的高层建筑结构设计中,一定要不断采取新的理念和方法,全面提高设计方案的合理性、可行性与经济性,这也是促进我国建筑行业发展的先决条件。针对国内高层建筑结构设计的现状,应采取一下加强措施:
3.1进行合理的概念设计
在国外的高层建筑结构设计中,概念设计较为流行,而国内则较少采取此方法。所谓的概念设计是指在通过科学的构想来完善设计工作,促进设计方案更趋合理化、人性化。在我国的高层建筑结构设计中,应用概念设计方法时,必须考虑到结构的平面布置与刚度宜,以保证高层建筑的平面布置简单、规则,减少凸出或凹进等复杂结构。另外,在概念设计中尽量减少扭转对于结构的危害性也是十分重要的,可以从以下两方面入手:进一步增加结构自身抵抗扭转的性能;尽量减少或控制因地震作用而引起的建筑结构扭转问题。
3.2选择合理的结构体系
总结国内的高层建筑工程实践经验不难发现:在高层建筑结构设计中,如果结构体系的选择不合理,而仅是依靠所谓的先进理论和计算方法进行设计,难以保证建筑结构的安全性、经济性与可靠性,而且会留下较多的安全和质量隐患。由此可见,在高层建筑结构设计中,选择合理的结构体系是至关重要的,而且设计师应该重点分析的问题之一。目前,国内的高层建筑中主要采用:抗震墙结构、框架结构、简体结构、板柱-抗震墙结构、框架-抗震墙结构,以及部分框支抗震墙结构等,每一种结构体系都具有其自身的优点的缺点,适用的环境也有一定的差异,所以设计师一定要结合工程项目的实际要求进行合理的结构体系选型。
3.3科学进行计算
在高层建筑结构设计中,科学进行各类数据的计算是设计师必须掌握的专业技能。根据高层建筑结构的实际情况,设计师要选取相应的计算模型。在进行概念设计时,要注意简化计算流程,以保证设计工作的时效性。目前,在国内高层建筑结构设计的计算中,各种专业的计算机软件和工具已经得到了广泛的应用,设计师仅需将各种实地测量数据输入到系统中,就可以在短时间内获取所需的各种专业数据,大大提高了设计师的工作效率和设计方案的准确性。
近年来,我国高层建筑的建设有了迅猛的发展,而且成为促进国内建筑行业发展的重要建设项目。但是从高层建筑结构设计的整体质量而言,存在的弊端和问题相对较多,必须引起国家建筑主管部门和相关单位的高度重视。在未来的高层建筑结构设计中,广大设计师一定积极运用先进的设计理念和方法,在提高相关数据计算精确度的基础上,全面提高设计方案的质量,为工程项目的建设提供专业的工艺和技术依据。
参考文献:
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[3]王冲璐.某高层住宅设计思路及体会[J].山西建筑.2004.30.
[4]霍炬.浅谈高层住宅建筑结构形式及设计[J].建筑节能.2006.04.
[5]范小平.高层建筑结构概念设计中相关的几个问题应用分析[J].福建建材.2008.06.
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国内高层建筑发展范文3
论文摘要:本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系,通过对国内已建和在建的高层建筑钢结构国产化问题的调研,分析了在钢材、设计、施工和监理等方面国产化所面临的主要问题,为高层建筑钢结构的发展提出了一些建议。
高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史,1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起,到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长,以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高,使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大,柱子所占的建筑面积比率越来越大,在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑;同时高强度钢材应运而生,在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。
超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平,也是建设部门财力雄厚的象征。
一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展
我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史,并在设计和施工中积累了不少经验,已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98。
1、钢材的国产化
国内钢铁企业根据我国高层建筑钢结构设计标准的要求,制订我国第一部高层建筑钢结构的钢材标准《高层建筑结构用钢板》( YB4104-2000),比目前仍在实施的《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-94) 又前进了一步,其性能指标优于国外同类产品。
2、钢结构设计国产化
截止2003年3月,我国已建和在建的高层建筑钢结构有60 余幢,按其结构类型划分,钢框架-RC核心筒占4314%,SRC框架-RC核心筒占1617%,二者合计6011%;钢框架-支撑体系占1813%;巨型框架占813%;纯钢框架占617%,筒体和钢管混凝土结构各占313%。统计表明,目前我国高层建筑钢结构以混合结构为主。
鉴于我国对混合结构尚未进行系统的研究,所以《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)暂不列入这种结构类型是合理的。
国家标准《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)等有关高层建筑最大高度和最大高宽比的规定,在一般情况下,应遵守规范的规定,否则应进行专项论证或试验研究。建设部第111号令《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》和建质[2003]46号文《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,对加强高层建筑钢结构设计质量控制意义重大,具有可操作性。
钢结构设计分两个阶段,即设计图阶段和施工详图阶段。现在有的设计院完全采取国外设计模式,无构件图、节点图和钢材表等,对工程招投标和施工详图设计带来不便。因此,建议有关部门对此做出具体规定。关于节点设计问题,国内应多做一些理论和试验研究工作,比如柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等。由于钢结构的阻尼比较低,在研发各种耗能支撑和节点的减震消能体系方面,国际上研究和应用较多,国内应加快进行此方面的研究。
二、高层及超高层结构体系
对于高层及超高层建筑的划分,建筑设计规范、建筑抗震设计规范、建筑防火设计规范没有一个统一规定,一般认为建筑总高度超过24m为高层建筑,建筑总高度超过60m为超高层建筑。
对于结构设计来讲,按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则,选择相应的结构体系,一般分为六大类: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。
三、钢结构制作与安装
1、钢柱的安装
钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件,在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。
100m高的超高层钢柱一般分为8~12节构件,钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形,所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度,即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换,要求对每节钢柱应编号予以区别,正确安装就位。
矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊,不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。
钢柱标高的控制一般有二种方式:
(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm,不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形,建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格,这种制作安装一般在12层以下,层高控制不十分严格的建筑物。
(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上,精度要求较高的层高,应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高,每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。
2、框架梁的制作与安装
高层、超高层框架梁一般采用H型钢,框架梁与钢柱宜采用刚性连接,钢柱为贯通型,在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。
框架梁应按设计编号正确就位。
为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性,在工厂制造时,在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿),悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝,腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁(短牛腿)连接,上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝,腹板采用高强螺栓连接。
由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求,当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时,腹板的连接板可开椭圆孔,椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0(d0为螺栓孔径),并应保证孔边距的要求。
框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度,需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核,确定其翻样下料的精确长度。
框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接,目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘,先一端点焊定位,再焊另一端。
国内高层建筑发展范文4
关键词:建筑工程; 钢结构; 施工技术:现代技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
引言:超高层建筑是随着社会生产的发展和人们生活的需要而发展起来的,是商业化、工业化和城市化的结果。在土地资源十分宝贵的城市,尤其是我国人口众多、居住面积少的情况下,修建适量的超高层建筑是发展的必然方向。本文介绍了国内外超高层建筑的发展过程,并列举出目前世界排名靠前的超高层建筑,然后再简要说明了超高层建筑的界定,我国超高层建筑的几种施工方法后,结合工程实例讨论了施工工艺。
1 超高层建筑的发展及特点
20 世纪是超高层建筑起步及发展的黄金时期,我国的超高层建筑虽然起步晚于国外发达国家,但其发展速度快于国外。此外,超高层建筑由单一的钢筋混凝土结构向钢筋混凝土、钢结构以及钢2 混凝土组合结构的多元化方向发展,从最初的框架结构向框架、框2 剪、剪力墙、框2 筒、筒体等结构形式演变,并且不断向“高度更高、规模更大、地下室更深、结构更复杂、功能更齐全”方向迈进。1883年建成的芝加哥家庭保险大楼,地上11层,高55m,是世界上第1座按照现代钢框架结构原理建造的高层建筑,是现代高层建筑的开端。我国高层建筑起源于20 世纪二三十年代的上海,1929 年建造的 14 层上海华懋公寓大楼,是我国最早的高层建筑。1985 年修建的深圳国贸大厦以高于150m 的高度带动国内超高层建筑的快速发展。进入 90 年代后,我国的超高层建筑技术发展迅速,其特点是进一步向“高、深、大、复杂”方向发展。
2 超高层建筑的界定
对超高层建筑的定义,不同的国家有不同的标准。联合国于1972年举办的国际高层建筑会议将超高层建筑定义为40 层以上或者高度超过100m的高层建筑;日本将15 层以上建筑定义为超高层建筑。我国对超高层建筑无明确的定义,但在国家现行建筑规范和行业标准中均有一定说明,可分别从建筑的房屋高度、不规则程度两方面详细界定超高层建筑。
2.1 从房屋高度界定超高层建筑
对于一般建筑,规范根据建筑物的高度等级、房屋类型、结构体系、抗震烈度的不同,从房屋高度方面明确了超高层建筑的最低房屋高度,即房屋高度超过一定数值的一般建筑属于超高层建筑。
2.2 从不规则程度界定超高层建筑
界定超高层建筑时,除了以一般建筑的房屋高度为依据外,还应该考虑建筑的不规则程度,特别是不规则高层建筑,可能因其不规则程度而将其归为超高层建筑范围。通常,对于不规则的高层建筑,可以根据其不规则程度的大小来界定其是否属于超高层建筑,而不规则程度的大小可以分别从“同时具有三项及其以上不规则”和“具有其中一项不规则”两种情况进行区别。
3 我国超高层建筑的几种施工方法
3.1 逆作法
逆作法的施工原理为:先沿建筑物地下室轴线或周围修建地下连续墙或其它支护结构,同时在建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱,作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑;接着施工地面一层的梁、板、楼面结构,作为地下连续墙刚度很大的支撑;随后逐层向下开挖土方并浇筑地下各层结构,直至底板封底;由于地面一层的楼面结构已完成,所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工;如此地面上部结构和地下结构同时施工,直至工程结束。深圳地王大厦地下室的施工采用半逆作法,上海环球金融中心的裙房地下室建造采用逆作法。
3.2整体滑模法
超高层建筑施工中采用整体滑模法,有利于主体结构的整体性;可减少附着、运转、管网敷设等工作;节省加设工具、模板装置费用;减少高空交叉作业,有利于安全、文明施工;扩大了施工作业面,加快施工速度。武汉国际贸易中心大厦即采用液压整体滑模法。
3.3 整体爬模法
超高层建筑的筒体结构,常用整体爬模法施工。先将配备整层高度的大模板经若干个千斤顶通过支架及横梁整体平稳顶升到位后校正,再浇筑混凝土;待模板下口到达上层楼面标高后,然后进行水平结构的施工。上海环球金融中心和北京国贸二期的施工均采用整体爬模法。
3.4 钢结构施工技术
采用钢结构的超高层建筑,对钢结构的吊装、测控、焊接及吊装机械安装和拆除等技术均要求甚严。深圳地王大厦的主体结构为钢结构,施工过程中综合应用了钢结构施工技术。
3.5 超高层建筑的混凝土泵送技术
超高层建筑的混凝土强度高,体量大,国内均为泵送混凝土。为保证浇筑工效,不仅要求泵送混凝土具有恰当的配合比,还必须使用相当数量的混凝土泵机和布料机。泵送流程为:现场布置混凝土泵机配备混凝土输送直管和弯管固定输送管泵送水泥浆或水泥砂浆泵送混凝土。泵送时应注意:每车混凝土出料前应高速搅拌1min左右,保证其均匀性;必须配足混凝土罐车,保证一个施工段的混凝土连续浇筑;泵送期间经常检查混凝土的坍落度,保证泵送质量;高温季节泵送时,输送管须覆盖遮阳并向泵管上喷洒冷水降温;低温季节泵送时,对混凝土泵进行挡风处理,用保温材料包裹输送管进行保温。3.6 钢 - 混凝土组合施工技术钢- 混凝土结构很好地利用了高强度钢与混凝土的各自特性,使构件截面减小,而结构整体强度提高,有钢管混凝土、型钢混凝土等多种形式。
4.工程实例
上海环球金融中心位于上海陆家嘴金融贸易区的上海环球金融中心,以其492m 的地面以上实体高度将成为世界著名超高层建筑。大楼地上101 层,地下 3 层,标准层高 412m,总建筑面积为377300m2。其施工技术、建筑质量均需达到世界先进水平。裙房地下室采用逆作法施工,混凝土核心筒结构采用爬模技术施工。
4.1爬模法技术
上海金融中心的塔楼核心筒采用液压爬模施工,其液压爬模架主要由附墙装置、H 型钢导轨、主承力架、架体系统、液压升降系统、防倾防坠装置、全钢大模板、聚苯乙烯保温面板等部分组成。
4.2 爬模爬升的开始阶段核心筒墙体内侧和外侧爬模均在第2 层墙体混凝土施工完成后开始安装,爬模安装完成后,第3 层开始使用爬模用的全钢大模板支模,3 层混凝土施工完成后,爬模进入正常爬升状态。
4.3核心筒墙体变截面处的爬模爬升
当核心筒外侧的爬模爬升到变截面处时,在变截面处的附墙杆上预先垫上与墙体截面变化厚度相同的钢垫板,爬架仍然正常爬升,当爬架架体全部处于变截面墙体部位后安装临时支架,并使爬模重量传到临时支架,取下垫在附墙杆上的钢垫板,将附墙杆重新安装到墙体上,通过顶丝将架体移到正常位置并安全就位到附墙杆上,然后按正常程序进行爬升。
4.4全钢大模板在钢桁架处的处理
核心筒爬架上使用的是全钢大模板,在爬模施工中,部分楼层存在的伸臂桁架、传力桁架等突出钢结构构件,会影响爬架的正常爬升。因此,全钢大模板在桁架处局部做成门形开启式模板,门形开启式模板通过铰链与大模板连接。当施工楼层没有钢桁架影响到爬架的正常爬升时,开启式模板关闭,与大模板形成一个整体对墙体进行封模。当施工楼层有钢桁架影响到爬架的正常爬升时,开启式模板在爬架爬升过程中先开启,爬升完成后,开启式模板关闭,与大模板形成一个整体从而对墙体进行封模。此外,在全钢大模板横竖肋之间放置聚苯乙烯保温板,保温构件通过活动支腿与爬架进行连接,与爬架一起爬升,实现墙体保温,以保证混凝土浇筑质量。
5 结论
近20年来,我国超高层建筑得到飞速发展,与国际水平的差距也越来越小。尤其是我国超高层建筑的现代施工技术,已逐步形成一系列的成熟工艺,并在海内外得到广泛应用。高层钢结构建筑在国外已有 110多年的历史, 1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起, 到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长, 以及对高层及超高层建筑结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高, 使高层和超高层建筑迅猛发展。
参考文献:
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国内高层建筑发展范文5
关键词:城市空间视角;高层建筑形态设计;思考
Abstract: the rational planning and rational design of high-rise building city construction, avoid problems worse, to improve the urban space environment quality is the builder need of a high-rise building form design thinking of the key.
Key words: the city space perspective; High-rise building form design; thinking
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1.高层建筑的建设给城市带来的变化
层数的不断叠加使之高度明显区别于普通建筑,这就是城市高层建筑的本质特点。然而这种特点无疑带有两面性,一方面层高缓解了城市土地稀缺的空间利用问题,增加了经济效益;但另一面却也投资巨大、建设周期长、技术复杂等。
当前,国内高层建筑的发展呈现以下几个特点:第一,超高层建筑日益增多,特别是在北京、上海、广州、深圳等大城市,200m的高层建筑屡见不鲜;第二,高层建筑涵盖各类不同使用功能,已由原先少量商业办公使用被推广至其他各类民用建筑——居住、文化、娱乐等,甚至工业建筑都有采用高层的形式;第三,高层建筑形态设计日益多元化。不仅以体量的点式或板式、立面的玻璃幕墙或横向竖向条窗等形式呈现,而且出现了多种形体组合、巨构式综合体等新形式,并成为当今高层建筑的一个热点。第四,生态、智能成为高层建筑设计的新课题。第五,高层建筑的发展不仅是建筑单体的问题,还是整体城市空间的问题。
大量高层建筑的建设改变了原来的城市面貌,导致城市空间格局发生改变:
其一,城市的传统空间尺度消失了,除了那些被严格控制保留的城市历史保护区,现代高层建筑彻底改变了城市原有的尺度感,传统的街巷空间和广场都被林立的高楼所代替;
其二,城市天际轮廓线变化明显,先前低矮而平缓的城市天际轮廓线难觅踪迹,高层建筑带来的高耸、聚变式天际轮廓线已成为新的城市形象;
其三,城市整体空间结构变革,不论是新区开发还是旧城更新,高层建筑都被大量运用,高层建筑因面积容量的聚集改变了原来城市的发展格局,进而导致了城市整体空间格局的变革。
其四,高层建筑已日渐成为城市生活的主要载体。从城市空间区域讲,人们渐渐从原来大范围的水平活动变成小范围的垂直活动,甚至在一栋高层建筑里面便可以完成所有的日常生活和工作。这种趋势迫使人们逐渐习惯于垂直的建筑交通、被弱化的公共性、巨大的城市尺度感、多变的城市气候和拥挤的城市交通等等。因此,当我们将高层建筑与我们的生活、工作、健康、社会文化等联系在一起时,做好高层建筑规划和设计对城市的发展便显得至关重要了。
2.高层建筑带来的城市空间问题
2.1难以控制的城市高度
许多城市在建筑高度上互相攀比,争建第一高楼,以此炫耀城市经济实力。这种建设思路往往导致了高楼本身的空置和对其他地块的负面影响,造成了巨大的经济损失。更严重的是,在市场利益的追逐下,许多城市一般区域的建筑高度被无序突破,导致了城市规划管理的混乱。同时高度的失控给城市空间带来了各种各样的问题,如在旧城改造中,许多城市的老城区遭到毁灭性的破坏,传统城市肌理被一座座散落的高层建筑打破,使得城市历史风貌支离破碎,城市道路交通及基础设施亦不堪重负,给城市生活带来诸多不便。
2.2 丧失特色的城市面貌
国内高层建筑的设计忽视高层建筑地域性及本土文化研究,设计方面,导致问题出现的主要原因:一是工业化和标准化的建造方式以及建筑材料的模数化使高层建筑造型容易产生相似的外观;二是国内崇洋心理导致大量住宅及部分商业办公建筑欧陆风盛行;三是当前高层建筑设计创新能力较差,少量地域主义尝试并未获得普遍认可和广泛运用;四是个别高层建筑标新立异的形态并未指向城市特色,缺乏推广的普遍性。此外,设计者对城市经营理念、城市形象定位和城市文化内涵的认识不足,使得高层建筑的建设缺乏地域性,也是导致城市特色丧失的重要原因。
2.3 品质下降的城市环境
高层建筑数量过多、增速过快、布局无序和风格杂乱等现象对城市空间及环境品质带来了负面影响。
第一,景观角度过密的高层建筑群使得城市空间被极度分割,公共性被成倍弱化,极大破坏了街道空间的界面和景观,这种情况在老城区最为突出。
第二,交通角度,高层建筑集聚致使城市交通量成倍增长,同时,高层区密集的路网打断行人步行空间的连续性,对人行环境的舒适性带来了极大冲击。
第三,从环境角度看,高层建筑建设和运营的能源损耗惊人,加重了城市环境恶化和空气质量的下降。城市“热岛效应”、光污染、“城市怪风”、阳光遮挡等问题在高层密集区时有发生,这些高层建筑带来的城市局部气候的剧变严重地影响着人们的健康。
第四,从安全角度看,高层建筑高度的增加、数量的增多以及布局的混乱不利于城市安全。在面对自然灾害和人为破坏时,高层建筑较弱的应急疏散能力将给城市安全带来巨大的隐患。
3. 城市高层建筑形态设计控制建议
基于以上对高层建筑带来的城市空间环境问题的分析,我们看到高层建筑形态的各个方面直接反映了城市空间的环境品质,其核心是建筑高度和建筑形态,建筑高度指向城市资源和城市空间格局,而建筑形态多指向城市风貌和城市文化特色。
第一,利用建筑高度,塑造城市特色山水格局。从城市的整体空间结构上看,哪里该是高层建筑,哪里该是低层建筑,很大程度取决于一个城市的发展理念和所在地的山水格局。城市空间理念和山水格局代表了城市空间的最大特色。在城市空间的高度规划方面,许多城市给我们提供了宝贵的经验。比如香港和古城丽江等则将城市立足于自然山水和历史文化,以此来塑造城市空间格局的特色。
第二,对城市整体空间进行合理高度分区。运用整体城市设计和城市土地经济学的综合方法,建立影响城市高度分区的综合评价体系,通过科学评估影响城市高层建筑布局的各个评价因子,结合不同城市区域,细分出高层严控区、高层适度发展区、高层适宜发展区和鼓励高层建设区,并对各个分区的高度界限给予明确规定,防止各个高度分区的不当蔓延。同时,根据高度分区合理控制城市的各种通廊,包括视线、景观和生态通廊,起到优化城市空间结构和改善城市通风、防灾等作用。
第三,在区域层面及单体设计层面,完善空间控制体系。在遵守城市整体高度分区的基础上,对各个地区的高层建筑做重点专项规划编制,确立整体天际轮廓线,明确高层建筑与街道界面、广场等开敞空间的关系,在形态及美学上对高层建筑的形体、色彩、立面风格等提出合理规划,并对相关利益控制指标(如高层的建筑高度、容积率、绿地率、建筑密度、日照、通风、节能等)做严格控制,明确奖惩制度。
第四,明确高层建筑的风貌分区和鼓励高层建筑地域性实践。笔者建议在城市高度分区的基础上,综合评估城市历史文化及空间发展格局,划定高层建筑的风貌控制区、高层建筑风貌协调区和高层建筑风貌创新鼓励区,以满足城市发展的多样性需求。而在地域性实践探索中,在设计中可以
将地方的传统文化、传统意识形态与现代生活方式、现代技术结合;也可以将地方建筑传统尺度与高层建筑尺度协调。或者借鉴传统建筑和民俗建筑细部元素等,总之在这地域性表达的设计方面要引起重视避免更多传统城市被破坏,实现城市特色的地域性回归。
4.结语
国内高层建筑发展范文6
关键词:高层建筑;混凝土结构;设计
中图分类号:TU97文献标识码: A 文章编号:
引言
近些年来,随着我国社会的不断发展,人们生活水平的不断提高,人们对自己所居住的建筑要求也越来越高,各种高层建筑不断涌现,在提高了土地利用面积的同时,也增强了城市的美观。但是,这些样式多样化的高层建筑并不都是完美的,也有很多存在一定的设计缺陷,给使用者带来不便,或者带来一定的安全隐患,这都是我们不希望看到的。因此,对建筑设计者们来说,建造既美观又实用而且安全的建筑是非常必要的,也需要考虑到各种影响因素之间的平衡问题。曾经在全国各地发生的不良案例已经足够多,像上海出现的“楼倒倒”事件等,我们不希望再次出现,有鉴于此,本文从结构、设计因素、优化方法等多个角度对高层建筑混凝土结构的优化设计进行了分析,希望能为国内的同行提供一定的参考。
1高层建筑混凝土结构
目前来看,经过多年的发展,高层建筑混凝土结构已经衍生出四种类型,下面对其分别阐述:
1.1钢筋混凝土结构
这是最早的高层建筑结构,高层建筑的发展也得益于该结构的诞生和使用,该结构的建筑材料主要包括钢筋和混凝土两大部分,利用两者在刚性和延展性的互补实现整体的承重设计。此结构的整体性较能好,且具有耐高温、位移小、维护方便、成本低和刚度大等特点,钢筋混凝土结构的一系列特点,都是钢结构所望尘莫及的。而且随着各种材料学的不断发展,以及冶金工艺的不断进步,相关的技术不断成熟,建筑技术也越来越丰富,此建筑结构是国内应用最广泛的建筑结构型式。
1.2组合结构
我国对组合结构的研究与应用虽然起步较晚,但发展较快。目前组合结构可以分成两大块,一是钢筋混凝土组合结构,另一种是组合切体结构。前者是用型钢或钢板焊(或冷压)成钢截面,再在其四周或内部浇灌混凝土,使混凝土与型钢形成整体共同受力,通称钢与混凝土组合结构。钢管混凝土结构在轴向压力下,混凝土受到周围钢管的约束,形成三向压力,抗压强度得到较大提高,故钢管混凝土被广泛地应用到高轴压力的构件中。后者是由砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组成的组合砖砌体构件,适用于轴向力偏心距,超过0.7y(y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离),或e较大,无筋砌体承载力不足而截面尺寸又受到限制时的情况。由于组合结构有节约钢材、提高混凝土利用系数,降低造价,抗震性能好,施工方便等优点,在各国建设中得到迅速发展。
1.3新型结构
新型结构的出现主要是对原有结构体系的重新组合设计来区分的,在材料的使用上没有大的不同。该结构主要是以筒体的组成方式来作为区分标准的。相比于传统的单片平面结构体系,新型结构体系中的筒体则具有更大的抗侧刚度,且承载力更大。
1.4智能建筑结构
随着信息化时代的来临,建筑的智能化设计也逐渐成为人们关注的焦点,这代表这一种未来的发展趋势。但是目前国内包括国际上在高层建筑中采用智能建筑的还比较少,BAS、OAS和CAS作为智能化系统的三大代表,未来的前途一片光明,在此不作多述。
2高层建筑结构设计考虑因素
在高层建筑的结构设计过程中,需要考虑的因素很多,经济性、安全性、高度、外形、荷载、风阻等因素众多,因此需要进行优化设计,最终达到强度足够、刚度适宜、延性良好、设计合理的标准。其中,重点需要考虑的有以下几个因素:(1)侧向力,建筑物在建成以后,会收到风力、地震力、自身荷载以及地陷等各种外力的影响,所有建筑都会存在侧向力,其中尤其以风力产生的作用最为明显,建筑高度越高,受力越大,因此在高层建筑中更应该注意。当然,地震力、水平荷载力等因素也要考虑在其中。(2)适宜的刚度,刚度是指受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度。结构的刚度除取决于组成材料的刚度外,还同其几何形状、边界条件等因素以及外力的作用形式有关。建筑结构也要通过控制刚度以防止发生振动、颤振或失稳。 (3)延性良好,延性是指构件和结构屈服后,具有承载力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能,一般用延性比表示延性,即塑性变形能力的大小。当整体结构进入塑性变形阶段仍具有较强的变形能力,在当今的设计技术条件下,通过优良的概念设计和合理的构造措施可以避免高层建筑在大地震作用下而倒坍,确保生命和财产安全。
3高层建筑混凝土结构优化设计的具体方法
3.1合理使用高强砼和高强钢筋
在设计过程中,有两个因素是必须要考虑到的,一个是建筑物的经济效益问题,在当今市场经济体制下,经济效益正在成为人们首要的考虑出发点,建筑既要注重质量,也要注意成本,在安全范围内,如何尽可能的节约成本,对于建筑企业的日后发展来说意义十分重大。因此,在钢筋以及砼等的选择上,并不是越高越多越好,而是应该寻找平衡。另外一个因素就是抗震的问题,建筑物的抗震能力与自身重量也有很大关系,建筑物质量越大,受到的冲击就越强。所以,适当的采用高强砼和高强钢筋对降低造价及安全使用的目的具有十分重要的作用。
3.2注重剪力墙的平面布置
具体应如何注重剪力墙的平面布置,我们应该从以下几方面做起:(1)剪力墙的布置原则在于沿周边均匀、相对集中布置,同时又不损害建筑原有的使用功能。一般布置在建筑物的楼梯间、电梯间处,以及平面形状变化及恒载较大的部位,其间距宜适中,不宜过大。(2)剪力墙墙肢截面应具有简单、规则的特点,剪力墙结构应具有一定侧向刚度,但不宜过大。(3)较多的短肢剪力墙不会起到联合剪力的良好效果,全部为短肢剪力墙的情况更是应该避免出现。
参考文献:
[1]沈汝伟.对建筑结构优化设计的探讨[J].煤炭技术.2011(04)
[2]贺杨,张永胜.高层建筑结构优化设计[J].山西建筑.2012(05)