超高層建筑存在的主要問題精選(九篇)
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第1篇：超高層建筑存在的主要問題范文
關(guān)鍵詞：超高層建筑；核心筒；設(shè)計
中圖分類號：TU208文獻標(biāo)識碼： A
一、概述
隨著社會的發(fā)展，現(xiàn)代化步伐的加快，城市的建筑設(shè)計也越來越先進、越來越與國際接軌。一棟棟超高層建筑拔地而起，超高層建筑通常功能繁多、容納人員多，因此它的安全性便成為了評定建筑好壞很重要的一方面。而超高層建筑中最重要的部分就是其中的核心筒。簡單來說，由梁柱構(gòu)成、中間是筒體的框架受力體系就是核心筒，它直接關(guān)系到建筑的使用率，核心筒由電梯、樓梯、通風(fēng)井、電纜井等空間圍護而成的，它處于建筑的中央。核心筒在超高層建筑的應(yīng)用中不僅節(jié)約了空間、創(chuàng)造了良好視線、使得內(nèi)部走向更為方便，更為超高層建筑在抗震方面提供了優(yōu)勢。
核心筒主要分為束筒空腹式和實腹式，前者是由鋼筋混凝土密柱組成的，后者是剪力墻式的。建筑中各方面的水平側(cè)力是由鋼筋混凝土核心筒中的混凝土芯筒來抵抗的，由于超高層建筑物樓層眾多，且隨著樓層越來越高，核心筒所需要承受的重量也越來越大，鋼框架對建筑物所施加的水平荷載的比重比較小，因此，可以減少混凝土芯筒的截面積，減少了支撐物的占用面積，建筑物的可使用面積就大大增大了，同時還增加了建筑的穩(wěn)定性。然而，如果過分增強核心筒的剛度就會降低建筑的抗震性，使得建筑物在強烈震動下剛度急劇下降，鋼框架結(jié)構(gòu)所承受的水平荷載反而會急劇增加，強壓使得混凝土墻體裂開，更會導(dǎo)致建筑物的倒塌，這對超高層建筑來說是非常忌諱的問題。因此在施工時需要注意。
二、核心筒設(shè)計要求
由于核心筒在超高層建筑物中的重要性，所以在核心筒的設(shè)計方面有較多的要求，下面將列舉一些方面：
1、核心筒的高度最好同建筑物的高度一致，以確保它能夠更好地支撐住建筑物整體；核心筒的寬度要大于等于核心筒高度的十二分之一，在特殊情況下，核心筒的寬度可以略微減小，如在核心筒的設(shè)計中有設(shè)置剪力墻、增強結(jié)構(gòu)等構(gòu)件以保證建筑物的穩(wěn)定性時。
2、核心筒是用來保證建筑物的穩(wěn)定性、整體性等等的，故首先核心筒自身應(yīng)均勻、對稱，核心筒外墻的截面厚度要大于或等于建筑物樓層高度的二十分之一，同時這個值應(yīng)不小于二百毫米，在抗震方面，若是針對一、二級地震，核心筒的底部加強部位也要大于或等于二百毫米，否則，在施工時要再建筑物內(nèi)部增設(shè)扶壁墻等以支撐建筑物。其次，核心筒墻體的配筋不管在橫向或是縱向都要大于等于兩排。
3、在隨核心筒進行抗震設(shè)計時，建筑物各層的框架柱要遵循國家規(guī)定的地震剪力進行修建，核心筒的連梁要通過其他物體交叉支撐來提高連梁的延性。
4、由于核心筒是由電梯、樓梯、通風(fēng)井、電纜井等空間圍護而成的，因此在對這些部分也有一定的要求。如對于樓梯來說，如果防煙樓梯和防煙電梯合用，則前室和樓梯間里要有正壓送風(fēng)；電纜井的大小的設(shè)計要根據(jù)建設(shè)方的要求和精確的計算確定，電纜井所在的地方要與水管井的隔離開，以避免觸電等事故的發(fā)生。
5、為提高建筑物的實用率，在設(shè)計核心筒時要首先對建筑物以及使用人數(shù)等要求進行分析，根據(jù)實際情況設(shè)計核心筒的組織方式，可通過文獻分析、專業(yè)交叉、案例比較、實地調(diào)研等方法，設(shè)計出最實用的核心筒。
三、超高層建筑物對核心筒設(shè)計方面的限制條件
由于核心筒的重要性，核心筒的設(shè)計不僅有諸多的要求，還有諸多的限制條件。如實用率的限制，一般來說，超高層建筑物的可用面積是有限的，運用核心筒的主要目的之一也是提高建筑物的實用率，并以此提高建筑物的經(jīng)濟效益。然而，隨著社會的發(fā)展，人們在追求實用的同時還要求建筑的極度美觀，這使得設(shè)計師在設(shè)計時不得不過度壓縮核心筒的體積或面積，但這必然會對建筑物的安全性造成一定的影響，所以在這二者之間需尋求一個平衡。其次，在消防安全方面的限制，由于超高層建筑物的特殊性，在發(fā)生火災(zāi)等突況時，人們只能通過有限的方式逃生，因此，如何在核心筒中電梯、樓梯等空間的設(shè)計中，將逃生與日常生活良好的結(jié)合也是核心筒設(shè)計所需要注意的問題。再者，結(jié)構(gòu)安全性的限制。在進行核心筒的設(shè)計時，設(shè)計師大多使用框架結(jié)構(gòu)，因為這種結(jié)構(gòu)能夠使得核心筒內(nèi)的布局更加靈活，同時水管井、電纜井等設(shè)施的管線的走向也更加的靈活，然而，框架結(jié)構(gòu)會使得建筑物的穩(wěn)定性降低，從而降低了安全性，此外，超高層建筑物由于過于高聳，使得核心筒的高度與寬度受到一定的限制，因此，設(shè)計師在進行設(shè)計時首先要對建筑本身進行詳細(xì)的了解，良好的解決建筑各方面所存在的矛盾。最后，核心筒在設(shè)計時還要為日后建筑物的維護和升級留下空間，由于超高層建筑物的特殊性，它在翻建等方面的可能性不大，而一旦建筑物除了問題，就需要對其進行維護，其次，水管井、電纜井等設(shè)施的更新也需要一定的空間，所以，在設(shè)計核心筒時要為后期留下一定的空間。
四、核心筒設(shè)計對超高層建筑的影響
近年來，我國的經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市化現(xiàn)代化水平不斷提高，眾多城市的國際化建設(shè)也不斷推進，大量的高層、超高層建筑物涌現(xiàn)出來。由于人們對這些大型建筑物的關(guān)注焦點仍處于外形等方面，所以對于超高層建筑物的核心筒的發(fā)展還有很大的提升空間。如果我們的建筑物只是虛有其表，成為了人們常說的花瓶，那必影響我國的綜合發(fā)展，在社會上乃至在國際上產(chǎn)生不好的影響，因此，我們要在美化建筑物外觀的同時積極研究內(nèi)部設(shè)計。
核心筒的設(shè)計是超高層建筑設(shè)計的重要問題，它不僅是水、電、空調(diào)以及人員物資進行上下傳輸?shù)耐ǖ?，更是超高層建筑最為方便的交通方式與安全逃生的通道，核心筒就像是超高層建筑的神經(jīng)中樞，除了以上所述，它還涉及到建筑物實際可用空間大小的問題。由于核心筒是超高層建筑物的其中一部分，因此，只有減少核心筒的占用面積才可以提高建筑物的使用面積，提高實用率，使之充分發(fā)揮其運行效率，提高整體的經(jīng)濟效益。
綜上，核心筒的設(shè)計在解決了至關(guān)重要的超高層建筑物建筑結(jié)構(gòu)和消防安全問題的同時，不僅是提高了建筑物的實用率，更為這種超高層建筑物增加了穩(wěn)定性安全性，使得中國的建筑不僅在外觀上，更在技術(shù)性上有了很大的保障。
總結(jié)
超高層建筑在節(jié)約空間、推進現(xiàn)代化、美化城市方面的積極作用和特殊意義，推動著超高層建筑在現(xiàn)代社會的發(fā)展，隨著越來越多的超高層建筑物的拔地而起，其最重要的部分核心筒的重要性也日漸顯現(xiàn)。我們只有將超高層建筑的核心筒設(shè)計重視起來，才能讓超高層建筑這一現(xiàn)代化的標(biāo)志林立的更加堅定。
參考文獻
第2篇：超高層建筑存在的主要問題范文
關(guān)鍵詞：高層建筑，規(guī)劃設(shè)計，建筑設(shè)計，探討
中圖分類號：[TU208.3] 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 引言
近年來，隨著城市化進程的快速推進，高層建筑在全國各地日益增多，具備造型新穎、功能齊全等優(yōu)點，它是反映城市經(jīng)濟繁榮以及社會進步的重要標(biāo)志，給城市帶來嶄新面貌的同時，也給高層建筑規(guī)劃設(shè)計的相關(guān)人員帶來了嚴(yán)峻的考驗。高層建筑的規(guī)劃布局對城市的建設(shè)具有相當(dāng)重要的意義，對城市的空間格局、景觀環(huán)境具有很大的影響，高層建筑的自身建筑設(shè)計在安全、質(zhì)量、環(huán)境等方面是高層建筑發(fā)揮自身效益和功能的關(guān)鍵，如何處理好高層建筑的規(guī)劃設(shè)計和建筑設(shè)計是設(shè)計人員面臨的主要問題，因此，本文從高層建筑的規(guī)劃和建筑設(shè)計兩個方面入手，首先對高層建筑的規(guī)劃設(shè)計進行了簡要的分析，然后對建筑設(shè)計本身的設(shè)計要點和難點進行了詳細(xì)的探討，為設(shè)計人員在從事相關(guān)工作時提供參考。
2 高層建筑規(guī)劃分析
高層建筑的規(guī)劃布局在城市建設(shè)中具有重要地位和作用，對城市的整體布局和氛圍營造產(chǎn)生很大影響，規(guī)劃合理會對豐富城市的立體空間，對美化城市結(jié)構(gòu)，現(xiàn)對影響城市結(jié)構(gòu)和空間的高層建筑因素進行分析。
1）超高層建筑數(shù)量。城市的超高層建筑應(yīng)是城市的象征和代表，而不能是普遍存在的。實際中，一方面，超高層建筑在效益和收益方面不具有主導(dǎo)性，另一方面，它的體積和高度對周邊環(huán)境的影響是非常嚴(yán)重的，尤其是對城市居民的采光影響很大。因此，要控制超高層建筑的數(shù)量。
2）高層建筑的密集程度。高層建筑能夠緩解城市用地的壓力，提升空間的利用，但是密集度越高，會造成交通的擁擠和局部環(huán)境的惡化，嚴(yán)重影響生活辦公質(zhì)量，造成局部的交通擁擠。例如，光污染就是對玻璃幕墻的大面積使用造成的，因此，應(yīng)避免高層建筑的扎堆建設(shè)和集中分布。
3）建筑與街道。高層建筑一般在商業(yè)發(fā)達，地段繁華的區(qū)域，其特殊的客流量造成本身交通荷載大，而高層建筑會更加影響該地段的交通，因此，要控制該地段的高層建筑層數(shù)和數(shù)量，在規(guī)劃設(shè)計時要與街道和其他建筑相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一，必要時擴大街道的通行能力。
3 高層建筑設(shè)計分析
1）高層建筑主體設(shè)計的科學(xué)性和合理性。當(dāng)前高層建筑正在朝著新興結(jié)構(gòu)形式方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)形式體現(xiàn)建筑的復(fù)雜程度，豎向和平面的形態(tài)布置和銜接融合更加復(fù)雜，許多非常規(guī)、不規(guī)則的平面出現(xiàn)在高層建筑結(jié)構(gòu)中，當(dāng)前計算機的準(zhǔn)確計算給此類建筑的發(fā)展提供了強大的理論分析和支撐。另外，新技術(shù)新材料的發(fā)展和應(yīng)用，也對高層建筑的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
2）綠色生態(tài)建筑設(shè)計。當(dāng)今社會強調(diào)節(jié)約、經(jīng)濟、高效、綠色的發(fā)展，不僅影響城市的生態(tài)穩(wěn)定和系統(tǒng)功能的穩(wěn)定，還關(guān)系到當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量和身心健康。在綠色建筑的設(shè)計中要重視兩個方面：一方面，以人為本，從可持續(xù)發(fā)展的角度來講，需要全面認(rèn)可和參與，在高層建筑中推廣了某項綠色技術(shù)并不能這是綠色建筑，在前期策劃和后期使用中都需要高投入高回報的表現(xiàn)形式，而不是簡單的推廣；另一方面，因地制宜，我國幅員遼闊，東西南北跨度較大，南北方溫度、氣候不同，人文條件、文化差異，會造成同一風(fēng)格的高層建筑在北方可行，但是在南方就不可行，所以不能盲目的照搬建筑風(fēng)格和類型，需要設(shè)計人員充分了解當(dāng)?shù)貧夂颉L(fēng)土人情，做到設(shè)計因地制宜。
3）建筑尺度設(shè)計。高層建筑的尺度設(shè)計是非常復(fù)雜和難以把握，主要原因在于建筑物不同于人，體積龐大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要各部分相互的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。要做到尺度的設(shè)計，需要從以下尺度關(guān)系入手：第一是與城市尺度的關(guān)系，高層建筑體積大，建筑高度高，是城市的重要組成，也直接影響城市的景觀，因此，建筑的尺度離不開城市的尺度，要與城市尺度協(xié)調(diào)統(tǒng)一；第二是建筑尺度，即建筑本身的尺度，設(shè)計師做到均衡，需要從建筑的組成來調(diào)節(jié)，高層建筑由主體、裙房和頂部組成，這三部分的尺寸需要一定的比例來均衡建筑的整體尺度，然后就是各個組成的細(xì)部尺度，層次、等級劃分要細(xì)致、協(xié)調(diào)；第三是近人尺度，這是容易被人們所觀察和直接看到的，比如出入口的尺度，要符合人機工程學(xué)，尺度要適宜；第四是道路尺度，也是近距離的感知，需要考慮行人的舒適度來確定尺度；第五是細(xì)部尺度，建筑中每個細(xì)節(jié)的尺度需要結(jié)合人的感官要求來設(shè)計，這樣才能讓人感到親近。
4）重視節(jié)能設(shè)計。高層建筑的數(shù)量和密集度嚴(yán)重影響城市的生態(tài)環(huán)境，設(shè)計時往往忽略對環(huán)境的保護，不重視建筑節(jié)能，意識淡薄，往往造成高投入，低回報，高耗能，低效益。對于建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)排在第一位，需要從三個方面進行：第一，建筑的朝向和位置設(shè)計，要滿足日照要求，建筑的南向開窗面積要大，北向東向的面積要小，這樣才能采集更多的光線；第二，提高建筑的保溫功能，屋內(nèi)的一部分熱量從窗戶消耗掉，一部分從墻體散發(fā)，在選用窗體材料時要選擇隔熱性強、導(dǎo)熱系數(shù)低的材料，而墻體材料需要設(shè)置保溫隔熱層或者對墻體材料進行加工，用一些保溫性能強的材料做復(fù)合墻體，這樣才能提高建筑的保溫隔熱性能；第三，從其他方面進行節(jié)能設(shè)計，充分利用太陽能、風(fēng)能等自然能源，來取代或者轉(zhuǎn)化為需要的能量。
5）高層建筑設(shè)計需要注意的其他問題。防火、抗風(fēng)、配電、電梯、防雷是高層建筑設(shè)計中需要注意的幾點。建筑內(nèi)部設(shè)計要通暢，便于逃生，應(yīng)急照明系統(tǒng)的配置可以在發(fā)生火災(zāi)時給人們幫助，防火門、安全分區(qū)的設(shè)計也是很有必要的。建筑越高，水平荷載越重要，風(fēng)荷載是影響水平荷載的主要因素之一，因此要加強高層建筑的防風(fēng)設(shè)計。配電系統(tǒng)的設(shè)計要求兩套供配電，且兩個電源由兩個電廠供應(yīng)，還要來自兩個不同區(qū)域的變電站，一個來自于建筑所在區(qū)域的變電站，一個來自自配發(fā)電設(shè)備。高層建筑電梯的設(shè)計，需要在對電梯廠家選擇時注意質(zhì)量信得過產(chǎn)品，電梯的布局要合理。高層防雷設(shè)計需要整體防御、突出重點，在突出位置和建筑頂端設(shè)置避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶等，通過主體鋼筋接入地下，在接地裝置的選用方面，直接用鋼筋混凝土本身來充當(dāng)。
4 結(jié)束語
高層建筑是未來城市的發(fā)展趨勢，它的規(guī)劃需要和城市空間協(xié)調(diào)一致，需要與城市氛圍相互協(xié)調(diào)，建筑本身的設(shè)計需要從建筑結(jié)構(gòu)的合理性、安全性、生態(tài)環(huán)保、節(jié)能等方面著重考慮分析。因此，高層建筑的設(shè)計需要規(guī)劃與建筑設(shè)計相互配合，共同完成。這就需要設(shè)計者從美學(xué)、建筑學(xué)等多個角度對高層建筑設(shè)計進行全面的研究和探討，來促進高層建筑的發(fā)展。
參考文獻：
第3篇：超高層建筑存在的主要問題范文
張健喜歡別人詢問他的工作地點，這樣就可以字正腔圓地吐出四個字――“金茂大廈”。
然后，總能收獲到幾許羨慕、贊許的目光。他說：“最大的好處是：說四個字就行了，別人不會再問，‘在哪里?’”
生活在頂峰的代價
張健當(dāng)初應(yīng)聘時，正是辦公地點促使他做了最后的決定。這座大樓給他帶來了特有的自信和微笑，他習(xí)慣了下意識地脫口而出：“我在金茂”，他“舍不得身在頂峰的感覺”。
然而，生活在其中，感受到的并不全是舒暢。
每天下午4點前后，是他一天中最難熬的時候。矗立在金茂東北方的東方明珠電視塔，每天不斷地閃動著七彩眩光，西南側(cè)的另一座高樓震旦國際廣場通身上下是金黃色的幕墻，恰好將東方明珠的眩光反射到張健的桌上。
“紅色、綠的，不斷地閃，拉上窗簾也沒用?！?/p>
他坐在辦公桌前，頭昏腦脹。
他的同事李海洋坐在另一個角度，忍受著中銀大樓的強光反射。這座外表銀白色的大樓在風(fēng)格上與香港中銀大樓保持一致，在中段設(shè)計了一個坡面斜角。對于李海洋來說，這就是一面巨大的鏡子。
身處在陸家嘴高層建筑群中，金茂大廈被東方明珠電視塔以及中銀大廈、交銀大廈、匯豐銀行大廈等一系列高層商務(wù)寫字樓包圍著，它們幾乎全是上海的知名高層建筑，以世紀(jì)大道為核心，構(gòu)成了陸家嘴高層建筑群。因為聚集了眾多金融業(yè)辦公機構(gòu)，被稱為“一條豎起來的銀行街”。
而流傳更廣的一個別稱是――“東方曼哈頓”。
它帶給上海人的自豪，已經(jīng)無需多言。然而人們也越來越多地感受到了高樓集中所帶來的問題。
作為“高層建筑綜合癥”之一，讓張健和李海洋苦不堪言的光污染，首先引起了人們的警覺。
洗洗需一年
今天的上海，已經(jīng)擁有4000棟以上的高層建筑，總體數(shù)量之多已稱雄世界。
作為上海第一高樓，金茂大廈總用鋼量7萬6千噸，地下有1000多根鋼管樁，地下連續(xù)墻厚達36米。在鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，一根復(fù)合巨型柱從地下3層一直支撐到87屢，樁頂標(biāo)高是333.7米。
金茂的幕墻總面積是10.2萬平方米，全部由進口的通體雙層鍍膜玻璃構(gòu)成。據(jù)說兩架擦窗機連續(xù)工作，也要用一年時間才能把所有的玻璃擦一遍，而且建筑外形凹凸起伏太大，檐部又挑出很多，有的地方達3m以上，擦玻璃相當(dāng)困難。即使避開了臺風(fēng)季節(jié)和梅雨季節(jié)，還是有很多原因可能讓擦洗工作被迫中斷，比如大風(fēng)、降雨等等。
金茂的建造投資差不多是2萬元每平方米。如果摩天大樓的使用壽命以65年計，建造投資和管理投資之比大體為1：3至1：4。以金茂大廈每天的維護費為100萬元人民幣計算的話，65年壽命約需237億元，差不多為建設(shè)費用的45倍左右。
開門就花100萬
走進金茂，等電梯的平均時間不超過30秒，能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的標(biāo)準(zhǔn)，靠的是全樓上下多達了9臺的電梯和自動扶梯。
曾有一位金茂集團的管理負(fù)責(zé)人表示：沒有哪一個人能夠?qū)鹈?4100個各類閥門了如指掌。
水電、消防、暖通等基礎(chǔ)裝備，在這座龐然大物里意味著超乎常人想象的繁復(fù)、巨量。
金茂大廈有著長達470公里的水管，各類電纜、電線的總敷設(shè)長度是1135公里，相當(dāng)于從上海到北京的距離。
金茂大廈共有3.3萬只消防噴淋頭，7000只火災(zāi)探測器，它們是火災(zāi)發(fā)生時的第一道安全屏障。金茂大廈的供水總儲量為2380立方米，各類水泵180臺，其中非常重要的一部分，就是用于消防的增壓泵。然而相對于金茂的高度，增壓泵經(jīng)過反復(fù)傳遞能夠保證消防水壓的高度依然有限，在地下3層、51層及91層，分別裝置著儲水箱，供日用及消防供水。其中位于高層樓面的兩個水箱尤為重要，一旦發(fā)生火災(zāi)供電中斷，重力作用下的水壓將可能是高層區(qū)域惟一的撲救水源。
金茂大廈共有空氣處理機136臺，通風(fēng)機234臺，風(fēng)機動力箱1653臺。
金茂電話局的容量是2萬門，單模光纖電纜信息點3516個，多模光纖電纜信息點9936個。
這座大樓的運行成本注定是驚人的。今天，“金茂開門一百萬”的氣勢已經(jīng)人所共知。
人造生物圈之困
和同事們一樣，張健每天在辦公室里一坐就是一天，如果沒有特別的事情外出，就只有中間一個小時，下到一層去吃飯，一般情況也不會出樓?！暗搅讼挛缢狞c多鐘，屋里的空氣質(zhì)量就很差了?！?/p>
同濟大學(xué)的龍惟定教授指出：“都市里大量興建高層和超高層建筑，出現(xiàn)了全封閉的、完全靠空調(diào)和人工照明來維持室內(nèi)環(huán)境而與自然界隔絕的人造生物圈。人類與自然界之間的和諧被打破了?！?/p>
“現(xiàn)代病”包括建筑病綜合癥(SBS)、大樓并發(fā)癥(BRI)和多種化學(xué)物過敏癥等等，其中最常見的是建筑病綜合征，癥狀包括眼睛疲勞、頭疼、胸悶氣短、呼吸道疾病等。
龍惟定教授對上海幾棟高層辦公樓的相關(guān)調(diào)查顯示：感覺到眼睛疲勞的人數(shù)在被測人數(shù)中所占比例，在有的建筑中達到了100％，情況最好的一座建筑，也有576％的人感到眼睛疲勞。在有的建筑中，90％的人感到頭疼，50％的人胸悶氣短，90％的人罹患了呼吸道疾病。
戴自祝是中國疾病控制防治中心的研究員，他說：“空調(diào)系統(tǒng)最大的問題是新風(fēng)，其次是空調(diào)污染?！?/p>
國標(biāo)GB18883規(guī)定：新風(fēng)量應(yīng)達到30立方米／人／小時。目前《公共場所衛(wèi)生管理條例》正在修改，要把寫字樓包括進去。在新的條例實施之前，只能遵循建設(shè)部頒布的暖通空調(diào)設(shè)計規(guī)范。
戴自祝介紹說：空調(diào)管道內(nèi)容易滋生軍團菌。前兩年衛(wèi)生部門的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：有的大樓里，軍團菌的存在面積是50％，甚至還有70％的紀(jì)錄，它們特別容易生活在冷卻水塔和冷凝水里。
換新風(fēng)和清潔管道都需要額外的支出和耗能。在這個問題上，衛(wèi)生部門能夠處罰的額度是2萬元，而有些大樓如果要徹底清洗一條管道，可能要20萬元都不止。
越智能越耗能
不但如此，超高層智能化辦公大樓還是一個巨大的能源消耗體。
大量辦公設(shè)備的采用使得其夏季冷負(fù)荷為一般辦公樓的1.3～1.4倍，而冬季熱負(fù)荷卻僅為一般辦公樓的50％。冬季在高層辦公樓的內(nèi)區(qū)還需要開動制冷機供冷，過渡季節(jié)同時供冷供熱。龍惟定教授指出：在美國，建筑能耗已經(jīng)占到總能耗的40％。
作為上海的重要地標(biāo)，蜘蛛人不斷涌現(xiàn)是一個讓金茂大廈略感頭疼的問題。“一般都是夜里來，爬到四、五層以上的話，就很難辦――我們喊話叫也叫不下來，上去抓又夠不著。”金茂集團物業(yè)公司保安部門的人員有著這樣的感慨。
為了防范炸彈之類的破壞性威脅，金茂大廈喂養(yǎng)了幾條狼狗，每天的不同時
段，它們會被拉出去“巡邏”。
大風(fēng)的壓力
林賢光曾是建設(shè)部建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計專家工作委員會首席專家，他對高層建筑建設(shè)管理的概括是：“在一般建筑中很普通甚至是不成問題的問題，到了超高層建筑中都成了特殊問題。”
張健和他的同事們，在起風(fēng)的日子里，總能聽到樓面外的鋼管發(fā)出“咣咣”的巨響。
稍高一些的建筑物就開始承受側(cè)向風(fēng)力。隨著建筑物的增高，側(cè)向風(fēng)力成倍地增加，自重和活荷載也隨之加大。“100米上下的高樓，防震是主要的問題，超過了250米，抗風(fēng)就成為首要問題。因為如此高的鋼結(jié)構(gòu)在風(fēng)力作用下，有點像一根面條，長而細(xì)，容易搖擺?！苯ㄖO(shè)計師路大宇說。
據(jù)林賢光教授介紹，“在正常的風(fēng)壓狀態(tài)下，如果距地面10cm高處的風(fēng)速為S米／秒，那么在90m的高空，風(fēng)速可達到15米／秒，若高達300～400m，風(fēng)力將更加強大。風(fēng)速達到30米／秒以上時，摩天大樓產(chǎn)生的晃動將十分劇烈。紐約世貿(mào)中心在春季刮風(fēng)時，通常搖晃偏離中心6－12英寸(15－30cm)，在強颶風(fēng)作用下，位移可達3英尺(1m)，設(shè)計按最大風(fēng)力下的最大偏離為4英尺(73m)。據(jù)報告的資料，芝加哥西爾斯大廈在大風(fēng)情況下最大偏離中心可達6英尺(2m)，據(jù)說他們裝了陀螺平衡裝置后可調(diào)到5英尺。上海金茂大廈的頂點位移按風(fēng)洞試驗可達0.9～1.2m?！?/p>
一個在普通房屋中不會出現(xiàn)的現(xiàn)象是：到了冬天，在氣溫較低的情況下(紐約世界中心的資料是氣溫低于零下6攝氏度)，會由于低層和地下室的冷空氣竄入電梯井，經(jīng)煙囪效應(yīng)形成強大氣流，造成電梯關(guān)不上門。
豎起來的王國
此外，底層的一些氣味很容易被帶到高層，如廚房的氣味、油煙味等，此時如在底層或地下室有電焊操作或燃?xì)庑孤┚涂赡軐⒒鹪措S氣流帶到高層，極端危險。
同時，由于電梯轎廂與井壁間的縫隙很小，在電梯移動時，氣流的摩擦?xí)a(chǎn)生嘯叫。在金茂大廈，人們就會聽到電梯發(fā)出“牛叫一樣的聲音”。據(jù)對于超高層建筑設(shè)計極有經(jīng)驗的美國SOM設(shè)計事務(wù)所說，這是個國際性難題，目前尚未找到很好的解決辦法。
監(jiān)視器是大廈里另一樣無所不在的物件兒。由于樓層多、空間復(fù)雜，安全保衛(wèi)自然也有其特殊性。浦西高層寫字樓聯(lián)誼大廈物業(yè)管理處的工作人員說：“除了廁所之外，大廈的每一個角落都在監(jiān)視器的監(jiān)測之下。如果樓里藏著一個人，只要他不是一直呆在廁所，一出來就會被監(jiān)視器看到。”
而監(jiān)視器的數(shù)量，是每一棟大廈的安全機密。
第4篇：超高層建筑存在的主要問題范文
關(guān)鍵詞： 高層建筑 供電干線 封閉式母線槽 電力電纜 預(yù)制分支電纜
中圖分類號：TM247 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2306-1499（2014）12-
隨著城市經(jīng)濟高速發(fā)展，大批高層、超高層建筑的建造，人們急需一種容量大、分支方便的供電主干線，這時封閉式母線槽就從國外引進來了，漸漸代替了原有的電纜干線及光銅排電力供電干線，并且在工程中迅速得到推廣應(yīng)用，已成為目前及未來工程首選的供電主干線。
1.封閉式母線槽
封閉式母線槽是由金屬板為保護外殼、導(dǎo)電排、絕緣材料及有關(guān)附件組成的母線系統(tǒng)。它可制成每隔一段距離設(shè)有插接分線盒的插接型封閉母線，也可制成中間不帶分線盒的饋電型封閉式母線。按用途母線槽一般由始端母線槽、直通母線槽（分帶插孔和不帶插孔兩種）、L型垂直（水平）彎通母線、T型垂直（水平）三通母線、Z型垂直（水平）偏置母線、十型垂直（水平）四通母線、膨脹母線槽、變?nèi)菽妇€槽、調(diào)節(jié)母線槽、終端封頭、始（終）端接線箱、插接箱、母線槽有關(guān)附件及緊固裝置等組成。
2.封閉式母線槽的優(yōu)越性及其不足之處
從上述封閉式母線槽的結(jié)構(gòu)及性能可知，封閉式母線槽具有許多突出的優(yōu)點。如體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間位置小；傳輸電流大，能夠方便地通過母線槽插接式開關(guān)箱引出電源分支線；使用壽命長、維護方便；能耗小、動熱穩(wěn)定性好，具有較高的電氣及機械性能；外殼接地好，安全可靠等。因此，在國內(nèi)外高層與超高層建筑中得到廣泛應(yīng)用，我國大城市近年來電力局已有相關(guān)安全規(guī)定：配電房及高層建筑必用母線槽代替電纜使用。
雖然母線槽作為供電主干線具有其它配電方式無法相比的優(yōu)勢，但隨著時間的推移，具體的運行實踐表明母線槽本身也存在著許多不足之處。
（1）生產(chǎn)工藝落后。它制作方式多為手工制作，產(chǎn)品質(zhì)量無法控制與保證。建設(shè)單位在母線槽訂貨時，要對母線槽制造廠家的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)力量、工人素質(zhì)及生產(chǎn)環(huán)境做一番深入細(xì)致的考察，特別是生產(chǎn)環(huán)境。因為絕緣處理若在帶有不潔凈的空間中進行，絕緣層中多少會存在一些導(dǎo)電微粒，運行初期尚無關(guān)系，但時間一長就會造成絕緣損壞。
（2）施工難度大。母線槽是一節(jié)一節(jié)安裝的，每一節(jié)重近百公斤，安裝就位全靠人力搬動及調(diào)整，其勞動強度之大可想而知；因?qū)痈卟煌?、電流等級不一樣，母線槽的互換性往往很差，若接頭不平整光滑，擰緊接頭連接螺栓的空間又太小，安裝就更費時費力；更麻煩的是，它在施工中尤其怕潮濕和泥漿，因潮濕和泥漿會降低母線槽的絕緣電阻；另外母線槽的安裝要求比較嚴(yán)格，安裝時要避免產(chǎn)生碰撞、敲擊，連接螺栓緊固要適當(dāng)，過緊過松都會造成隱患，也會影響母線槽的使用壽命，因此必須要有經(jīng)驗豐富的技術(shù)工人來完成。
（3）供電可靠性較差。母線槽在使用中觸頭部位或接頭部位易發(fā)熱，母線槽的線路越長，其接頭就越多，產(chǎn)生故障點也多，因而其供電可靠性較差。而且它在運行中容易受潮、不耐腐蝕，造成絕緣質(zhì)量下降的故障。因此長期使用的母線槽必須經(jīng)常維護保養(yǎng)，通常每年維修檢查一次。如發(fā)現(xiàn)有絕緣擊穿現(xiàn)象，應(yīng)分段拆除母線槽或用耐壓測試儀分段檢查，找出故障點，更換新的母線槽，或重新進行包扎。
（4）一次投資大。由于加工工藝落后，使用制造成本高（同規(guī)格電纜價格僅是它的70%左右）；為彌補母線槽本身存在的先天不足，在配電設(shè)計時往往需要降容使用，加上它的配件多，安裝費用較高，造成一次性投資費用大。另外由于母線槽敷設(shè)環(huán)境及安裝要求比較特殊，在建筑物內(nèi)要單獨留出電氣豎井為其專用，對一幢高層建筑物來說，從上到下電氣豎井所占用的面積是相當(dāng)可觀的，增加了土建投資。
3.封閉式母線槽與其它高層供電干線的比較選擇
現(xiàn)有的高層建筑供電干線設(shè)計，一共有三種模式：封閉式母線槽、預(yù)制分支電纜、普通電力電纜，可根據(jù)建筑物的性質(zhì)、用電負(fù)荷容量、安裝環(huán)境等確定供電干線的形式。
（1）封閉式母線槽。主要用于大負(fù)荷配電線路中。其最大額定電流可以達到5000A，屬于大電流電力供電的首選產(chǎn)品，適用于高層建筑及工業(yè)廠房等大型建筑的變壓器至配電柜，以及配電柜至車間及樓層的電力輸送，但不應(yīng)使用在潮濕和有腐蝕性氣體的場所（專用型產(chǎn)品例外）。
（2）預(yù)制分支電纜。主要用于中小負(fù)荷的配電線路中。目前只能做到1000mm截面積，額定電流在1600A左右。預(yù)制分支電纜必須是工廠化生產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)合理、制作工藝先進、測試手段嚴(yán)格。因此它與母線槽比較具有重量輕、外徑小、安裝施工方便、防水性、耐腐蝕性、抗震動性良好，對環(huán)境要求低、性價比合理等優(yōu)點。它是中小負(fù)荷配電線路代替母線槽的更新?lián)Q代產(chǎn)品。但在定貨前應(yīng)根據(jù)建筑物電氣豎井的實際尺寸（豎井高度、層高、每層分支頭的位置等）先行測量，工廠再根據(jù)實際尺寸度身定制。
（3）普通電力電纜。這是最為傳統(tǒng)的供電干線形式，主要分為兩種：其一，采用T接箱分接，由于干電纜T接出分支線進行分層配電，這種方式施工復(fù)雜且難度大、可靠性差、分支接頭處易形成故障點。主要用于電負(fù)荷較小，分支回路不多的配電線路；其二，采用IPG絕緣穿刺線夾由主干電纜分接，不需剝?nèi)ル娎|的絕緣皮即可做電纜分支，且接頭完全絕緣，在施工現(xiàn)場可以在電纜任意位置做分支，且接頭耐用，防震、防水、防腐蝕老化性能較好，安裝簡便可靠、可以帶電安裝，不需要用終端箱、分線箱，性價比優(yōu)于并逐步取代預(yù)制分支電纜。
4.封閉式母線槽的安裝及幾點建議
《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（JGJ/T16-2008）第9.12節(jié)“封閉式母線布線”對母線槽的敷設(shè)環(huán)境及安裝要求作了詳細(xì)規(guī)定；有關(guān)母線槽的安裝圖集也相繼出版，如《電氣豎井設(shè)備安裝》（04D701-1）等，這些對母線槽的安裝及使用都起到了規(guī)范化及指導(dǎo)作用。圖集對母線槽及緊固件的選用、防火堵料的使用及母線槽的安裝做法都做了詳盡的描述，這里就不再贅述?，F(xiàn)針對目前安裝中存在的主要問題而提出幾點建議。
封閉式母線槽在實際的運行過程中，因其輸送的電流比較大，所以供配電系統(tǒng)中只要有微小的電阻變化，都將會產(chǎn)生較大的熱，如何降低封閉式母線的電阻阻值，將是該產(chǎn)品安裝過程的關(guān)鍵問題。在正常條件下，封閉式母線的導(dǎo)電銅排本身的電阻是很小的。然而各單元之間的連接處、插接箱的插接處，它們之間的接觸電阻不應(yīng)忽視。通常封閉式母線通電后易在此處發(fā)熱，氧化周圍的銅排。因此如何降低母線連接處的接觸電阻，對于保證母線的供配電安全將是十分重要。
（1）在安裝過程中，空氣型絕緣母線之間主要是通過插接口進行連接的，插接口處的導(dǎo)電銅排是單面插接，其接觸面并不是很緊密的。筆者建議插接口處的導(dǎo)電銅排改為雙面插接，這樣可增加插接口處導(dǎo)電銅排的接觸面積一倍，降低接觸電阻一倍，避免此處過熱、氧化導(dǎo)電銅排的現(xiàn)象。
（2）密集型絕緣母線之間的接頭連接，有些是采用在導(dǎo)電銅排上鉆孔用銅螺栓連接。這樣做將減小導(dǎo)電銅排的截面導(dǎo)致在鉆孔周圍發(fā)熱氧化導(dǎo)電銅排。筆者建議母線接頭處采用銅壓板連接，銅壓板應(yīng)比導(dǎo)電銅排截面寬，并在銅壓板的兩側(cè)采用扭距銅螺栓擰牢，直至扭距銅螺栓的保險頸被擰斷，保證銅壓板與導(dǎo)電銅排之間的接觸面緊密且均衡，滿足技術(shù)要求。
（3）母線單元之間的連接是否可靠，直接關(guān)系到整個供配電系統(tǒng)的安全運行。母線單元的連接好壞由其內(nèi)部原因和外部原因決定的，如安裝人員身體素質(zhì)等內(nèi)部原因、使用不同安裝工具等外部原因，造成母線之間的連接處不緊密，導(dǎo)致連接處接觸電阻增大，導(dǎo)電銅排發(fā)熱并被氧化，形成事故隱患。因此筆者建議采用扭距銅螺栓、扭力距扳手，為驗收封閉式母線槽內(nèi)部的連接情況提供一種科學(xué)的依據(jù)。
5.結(jié)束語
封閉式母線槽具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、互換性好、使用安全、壽命長等一系列優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于高層及超高層建筑供配電系統(tǒng)中。但母線槽本身也存在著許多不足之處，應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)、用電負(fù)荷容量、安裝環(huán)境等合理選擇。同時在安裝過程中，既要對該產(chǎn)品的特點、性能、構(gòu)造有所了解，又要熟悉設(shè)計要求及其安裝規(guī)范，以提高其安裝質(zhì)量。
第5篇：超高層建筑存在的主要問題范文
建筑設(shè)計是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計很難對建筑設(shè)計有較大的修改，建筑設(shè)計定了，結(jié)構(gòu)設(shè)計原則上只能是服從于建筑設(shè)計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計階段中較好地考慮抗震的要求，則結(jié)構(gòu)工程師就可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進行合理的布置，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào)，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高；如果建筑師提供的建筑設(shè)計沒有很好地考慮抗震要求，那就會給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計帶來較多困難，使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計受到建筑布置的限制，甚至造成設(shè)計的不合理。有時為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力，不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量，造成不必要的投資浪費。由此可見，建筑設(shè)計是否考慮抗震要求，對整個建筑起著很重要的作用。因此，我們在建筑抗震設(shè)計過程別要注重以下幾個問題。
一、建筑體型設(shè)計問題建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。 二、建筑平面布置設(shè)計問題建筑物的平面布置在建筑設(shè)計中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距離、內(nèi)墻的布置、空間活動面積的大小、通道和樓梯的位置、電梯井的布置、房間的數(shù)量和布置等，都要在建筑的平面布置圖上明確下來。而且，由于建筑使用功能不同，每個樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括填充墻、內(nèi)隔墻、有相應(yīng)強度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等布置不對稱，墻體與柱子分布的不對稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震很不利。有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞。這是因為電梯井筒具有極大的抗側(cè)力剛度，吸引了地震作用的主要部分。有的建筑物，在平面布置上一側(cè)的墻體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計對建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平面布置設(shè)計上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計在建筑抗震中的作用。
三、建筑豎向布置設(shè)計問題建筑的豎向布置設(shè)計問題在建筑設(shè)計中主要反映在建筑沿高度(樓層)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計上。無論是單層或多層，還是高層建筑或超高建筑，這個問題是比較突出的。存在的這個主要問題是，由于建筑使用功能的不同要求，如底層或下面幾層是商場、購物中心，建筑上要求是大柱距、大空間；而上面的樓層則是開間較大的寫字樓或布置多樣化的公寓樓，低層設(shè)柱、墻很少，而上面則是以墻為主，柱很少。有的建筑在布置上還設(shè)有面積很大的公用天井大廳，在不同樓層上設(shè)有大會議廳、展廳、報告廳等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的質(zhì)量和剛度的嚴(yán)重不均勻、不協(xié)調(diào)。突出的問題是沿上下相鄰樓層的質(zhì)量和剛度相差過大，形成突變。在剛度最差的樓層形成對抗震極為不利的抗震承載力不足和變形很大的薄弱層。這是在建筑設(shè)計中必須高度重視的問題。在實際設(shè)計中，在建筑使用功能不同的情況下，很可能出現(xiàn)上下相鄰樓層的墻體不對齊，柱子不對齊，墻體不連續(xù)，不到底；上層墻多，下層墻少；上層有柱，下層無柱等，使地震力的傳遞受阻或不通；抗震用的剪力墻設(shè)置不能直通到底層、剪力墻布置嚴(yán)重不對稱或數(shù)量太少。所有這些布置都將給建筑物帶來地震作用分布的不均勻、不對稱和對建筑物很不利的扭轉(zhuǎn)作用。多次大震害表明，建筑物豎向樓層剛度的過大變化，給建筑物造成很多破壞，甚至是整個樓層的倒塌。
第6篇：超高層建筑存在的主要問題范文
【關(guān)鍵詞】高層建筑；結(jié)構(gòu)施工；混凝土
1 高層建筑鋼筋結(jié)構(gòu)施工工藝
采用合適而且精準(zhǔn)的測量儀器，確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確之后，根據(jù)場地的寬窄選擇鋼柱的定位軸線，設(shè)置好控制樁的尺寸與位置根據(jù)拱架的情況對激光控制儀或者經(jīng)緯儀控制樁進行設(shè)計。鋼柱長度要符合運輸?shù)囊螅?到3層一節(jié)。
在高層以及超高層建筑中，鋼柱是用來決定其總高度的豎向構(gòu)件。100m高的鋼柱往往有8到12節(jié)構(gòu)件。翻樣以及下料制作鋼柱時，要將豎向荷載所致的壓縮變形以及焊縫處的收縮變形快樂進來，因此，其下料長度和設(shè)計的長度有一定的出入。高層和超高層建筑的框架梁往往是h型的，鋼柱和框架梁應(yīng)當(dāng)以剛性連接在一起制作時，在框架梁處設(shè)置懸臂梁，框架梁與鋼柱連接以剖口熔透焊縫進行，用貼角焊縫處理腹板。
2 防治高層建筑混凝土裂縫工藝
混凝土裂縫已成為混凝土工程質(zhì)量通病，如何防治混凝土裂縫是工程技術(shù)人員迫切希望解決的技術(shù)難題。然而防治混凝土裂縫是一個系統(tǒng)工程，包括設(shè)計、材料、施工中每一個技術(shù)環(huán)節(jié)。高層建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，混凝土體量大，為減少混凝土收縮及其它荷載所產(chǎn)生的變形對結(jié)構(gòu)的影響，設(shè)計對地下室設(shè)置后澆帶，在較長墻體中部設(shè)置抗裂鋼筋，在板角部位增設(shè)放射筋以抵抗變形應(yīng)力。解決防治裂縫的一些關(guān)鍵技術(shù)，提高混凝土抗裂性能，從而達到防治混凝土裂縫的目的。包括：設(shè)計的構(gòu)造措施、混凝土原材料（水泥、摻合料、細(xì)骨料、粗骨料）的選擇、混凝土配合比對抗裂性能影響因數(shù)、抗裂混凝土配合比設(shè)計以及抗裂混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計方法以及施工中的一些技術(shù)措施等。
3 高層建筑新型模板應(yīng)用技術(shù)
新型模板成型后的混凝土表面不作任何裝飾，以混凝土自然表面為飾面或表面直接作涂料等飾面的混凝土。全鋼大模板技術(shù)是指模板設(shè)計和應(yīng)用能確?；炷帘砻尜|(zhì)量、外觀效果達到清水混凝土質(zhì)量要求。核芯筒剪力墻及框架柱施工采用定型鋼模板，委托專業(yè)鋼模板廠家設(shè)計加工，其特點是施工方便，易于安裝、拆除。模板整體剛度大、強度高，成型后的混凝土表面光滑致密，可達到清水混凝土效果。
樓面模板采用膠合板表面光潔平整，本身有很好的防水性能使成型后的混凝土表面光滑致密。加之材質(zhì)輕，面積大，易于拼裝可以提高施工效率及模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，加快施工進度。采用這種模板體系，不僅能保證工程的施工質(zhì)量，而且能夠加快工程進度，節(jié)約工程成本。
4 高層建筑小型空心砌塊的應(yīng)用技術(shù)
普通混凝土小型空心砌塊具有保護耕地、節(jié)約能源、充分利用地方資源和工業(yè)廢渣、勞動生產(chǎn)率高、建筑綜合功能和效益好等優(yōu)點，現(xiàn)已發(fā)展為雙排或多排的保溫承重砌塊。目前國內(nèi)生產(chǎn)普通混凝土小型空心砌塊從技術(shù)到生產(chǎn)工藝都是比較成熟的，存在的主要問題是砌筑質(zhì)量較差：砌體灰縫不實產(chǎn)生裂縫；砌體與鋼筋混凝土墻之間產(chǎn)生裂縫；砌筑砂漿是普通砂漿，在灰縫處形成冷橋易結(jié)露等問題。砌筑時，要提前將砌塊澆水濕潤，砌筑時還應(yīng)適當(dāng)濕水，嚴(yán)禁干砌塊上墻，避免砂漿水分被砌塊過快吸干，降低砂漿的強度；砌筑時一邊砌筑一邊勾縫補縫，使灰漿飽滿，重點做好砌體與鋼筋混凝土墻之間的接縫處理，砌塊砌完后應(yīng)靜置一段時間，待結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后再將框架梁底與砌塊之間的縫隙填實，再對所有的灰縫進行二次勾縫。也可在砌筑灰漿初凝時噴涂防裂劑，如YH-2型砂漿防裂劑，可有效防止裂紋的產(chǎn)生。對有暗箱、線盒、線管和鋼筋混凝土墻（或框架梁）的地方，應(yīng)在抹灰前錠鋪密目鋼網(wǎng)片，防止抹灰空鼓裂縫；抹灰前對基層進行界面處理，提高界面的粘和力，防止空鼓和開裂。輕質(zhì)砌塊的砌筑砂漿，應(yīng)使用輕質(zhì)保溫砂漿，減少冷橋，提高砌體的保溫性能。
5 高層建筑施工注意事項
5.1 高層基礎(chǔ)土方開挖應(yīng)充分考慮車道的留設(shè)，車輛如何協(xié)調(diào)，計算好方量與每天的工作量，這樣才能控制好工期，做好專門的土方方案，在該方案中應(yīng)明確邊坡的監(jiān)控措施，落實到人，其它的應(yīng)該與多層沒有太大區(qū)別。
5.2 防水施工，高層施工一般都有地下防水工程，提前做好該部分的準(zhǔn)備工作。主要是施工方案的準(zhǔn)備，詳細(xì)做好各部位的節(jié)點圖，如果塔吊需要安裝在樓內(nèi)時方案中應(yīng)考慮此部位的防水作法，不能忽視。還有就是要與建設(shè)單位、監(jiān)理單位提前考察好防水材料的施工廠家與分包單位（防水工程施工需要有專門資質(zhì)的）。
5.3 模板工程的施工，此部分要充分考慮地下室的集水坑，電梯機坑等處的模板作法，模板在這些部位一般要有透氣孔與抗浮措施，否則將影響工程質(zhì)量，畢竟底板很重要，出現(xiàn)問題時也是很難處理的。如果該工程地上部分標(biāo)準(zhǔn)層多，應(yīng)提前考慮大鋼模板施工方案，選好廠家，提前簽訂合同，一般一個工程4000平模板加工周期需要25天（還得要求廠子實力大一些才行），在地下室工程快完成時提前進場，因為首層大模板安裝都會或多或少出現(xiàn)一些問題，在這個時間里可以對進場的鋼模板進行檢查核對，做到方案無誤，至于施工時有個別螺栓眼不對那就是小事了，很好解決，只要不出現(xiàn)返廠加工就行。在地下室的墻體及頂板模板施工時應(yīng)單獨作相應(yīng)的施工方案，采取不同的施工措施，建議地下室的墻體模板材料與地上頂板模板材料一致，可以進行周轉(zhuǎn)使用。
5.4 垂直運輸設(shè)備的選擇應(yīng)多加考慮的就是吊次問題，提升速度應(yīng)加以考慮，同時起重數(shù)量應(yīng)結(jié)合大鋼模板極重考慮，總不能定一臺塔吊連自己定的大鋼模也吊不起吧（還要考慮模板場地等），另外一個最重要的就是該塔的錨固以后的性能，一般塔自由高度也就是40米，超過后在相同的高度內(nèi)需要加幾道錨固每個型號都是不一樣的。
5.5 注意外墻外保溫的施工，一般結(jié)構(gòu)墻體都是會有出入的，不會那么的垂直，這樣就要想到裝修時是否要將其做垂直，如何保證外保溫層的厚度。一般情況下保溫層可以處理一下但是不能過薄，否則室內(nèi)就會有問題的。
隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，高層建筑在大中城市越來越普遍，為了充分利用有限的土地資源，高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面的要求越來越高，對建筑施工技術(shù)帶來新的挑戰(zhàn)。很多高層建筑在施工過程中采用了許多新的先進的施工工藝，通過不斷的經(jīng)驗積累我們總結(jié)出了一些高層建筑施工方面的成功經(jīng)驗。
參考文獻：
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第7篇：超高層建筑存在的主要問題范文
關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；抗震性；結(jié)構(gòu)
中圖分類號：TV331文獻標(biāo)識碼： A
1前沿
隨著我國超高層建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是最近10年里，我國興建了很多帶有SRC構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的高層建筑，如北京香格里拉飯店，柱子均為鋼骨混凝土柱；北京長富宮飯店，地下部分和地上兩層均為SRC結(jié)構(gòu)；上海瑞金大廈，1至9層為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)；國內(nèi)最高的建筑上海金茂大廈采用鋼-鋼骨混凝土-鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)，核心筒為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，四邊幾根大柱為鋼骨混凝土柱，角柱為鋼柱[2]。盡管鋼骨混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)在我國高層及超高層建筑中應(yīng)用得越來越多，到目前為止，國內(nèi)外對其研究的成果多集中于構(gòu)件的強度、剛度研究，少量體系研究，并不系統(tǒng)完善，至今未形成一套完整的抗震設(shè)計理論和可供設(shè)計人員參考使用的抗震規(guī)范或規(guī)程，因此對這種結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震性能和設(shè)計方法的研究是一個急迫而有意義的課題。本文介紹了SRC結(jié)構(gòu)及其特點，著重總結(jié)論述了SRC結(jié)構(gòu)在抗震研究方面的發(fā)展現(xiàn)狀，指出了其抗震研究中存在的主要問題及今后的研究方向。
2 鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的特點
(1)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，由于配置了鋼骨，使構(gòu)件的承載力大大提高，從而有效的減小了梁柱截面尺寸，尤其是抗剪承載力提高和延性加大，可顯著改善抗震性能。此外，鋼骨架本身具有一定承載能力，可以利用它承受施工階段荷載，將模板懸掛在鋼骨架上，省去支撐，有利于流水作業(yè)，縮短施工工期。
(2)鋼骨混凝土構(gòu)件的外包混凝土可以防止鋼構(gòu)件的局部屈曲，提高構(gòu)件的整體剛度，顯著改善鋼構(gòu)件出平面扭轉(zhuǎn)屈曲性能，使鋼材的強度得以充分發(fā)揮。采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，一般可比純鋼結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材達50%以上。
(3)外包混凝土增加了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)比鋼結(jié)構(gòu)具有更大的剛度和阻尼，有利于控制結(jié)構(gòu)的變形和振動。
3 鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 鋼骨混凝土構(gòu)件試驗研究
日本是對鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用較多的國家，到1985年，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的建筑面積占建筑總面積的62.8%，10～15層高層建筑中鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物幢數(shù)占總數(shù)90%左右。鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)在幾次大地震中經(jīng)受了考驗，充分展示了它的優(yōu)越抗震性能。日本早在上世紀(jì)二十年代就展開了針對SRC結(jié)構(gòu)的研究，五十年代以后，促成了以累加強度為基礎(chǔ)的SRC規(guī)范的產(chǎn)生。隨著對SRC構(gòu)件抗震性能了解的逐步深入，多次修訂了SRC結(jié)構(gòu)規(guī)范。1968年日本十勝沖近海地震后修改SRC結(jié)構(gòu)規(guī)范要求停止使用缺乏配格構(gòu)式型鋼的SRC構(gòu)件，并建議使用實腹式型鋼[3]。
我國自20世紀(jì)70年代開始，對鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)進行了一系列研究，西安建筑科技大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院、清華大學(xué)和東南大學(xué)等對鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)進行了開拓性的研究工作，并取得了較多的研究成果。陸續(xù)開展了SRC柱和RC柱在單調(diào)及往復(fù)荷載試驗、高強混凝土(SRHC)短柱抗震性能試驗、異形截面鋼骨混凝土柱和圓形截面鋼骨混凝土柱的抗震性能試驗、聯(lián)肢鋼骨剪力墻及鋼骨混凝土核心筒的偽靜力試驗、鋼骨混凝土剪力墻的抗震性能試驗等。
其它國家針對SRC構(gòu)件進行的研究主要SRC構(gòu)件的循環(huán)往復(fù)荷載試驗、SRC柱受彎-扭聯(lián)合作用下的擬靜力試驗等。
3.2 鋼骨混凝土框架節(jié)點試驗研究
日本1952年即對SRC框架節(jié)點開展試驗研究，提出了一種能夠反映節(jié)點主要受力特征的滯回模型，其假定節(jié)點由四個單元模型構(gòu)成，最后通過疊加每個單元模型的恢復(fù)力特征得到節(jié)點的滯回特征，理論結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。
我國西安建筑科技大學(xué)最早在1985年和1986年進行SRC節(jié)點的試驗。隨后的研究主要有，SRC節(jié)點低周荷載試驗，SRHC柱與SHC梁框架邊節(jié)點試驗和SRHC框架節(jié)點低周荷載試驗研究。在試驗研究基礎(chǔ)上，考慮了節(jié)點配箍率、含鋼率和軸壓比對節(jié)點延性、耗能和強度、剛度退化等影響。
3.3 鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)試驗研究
目前針對鋼骨混凝土整體結(jié)構(gòu)的動力試驗研究還較少。陸續(xù)開展了SRC-RC柱-RC梁混合體系的彈塑性試驗、RC柱-鋼梁和SRC柱-鋼梁低周往復(fù)試驗、SRC框架振動臺試驗。
從實測的框架在各級荷載作用下的層間恢復(fù)力曲線可知，滯回曲線較為飽滿，始終未出現(xiàn)類似RC結(jié)構(gòu)中的捏攏、主筋粘結(jié)破壞及滑移等現(xiàn)象，證明了這種框架具有較大的延性和較強的耗能能力。
3.4 鋼骨混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)非線性分析
組合梁柱構(gòu)件的非線性分析模型多采用桿系模型。將桿中間設(shè)置為線彈性彈簧，兩端采用非線性彈簧來模擬，構(gòu)件的非線性變形完全集中于末端彈簧，通過合理選取末端彈簧的彎矩-曲率關(guān)系，該模型可以描述構(gòu)件復(fù)雜的滯回關(guān)系。為了計算混合結(jié)構(gòu)體系的彈塑性性能，非線性彈簧有基于空間屈服面模型，即P-MX-MY的形式、考慮鋼骨與混凝土之間的粘結(jié)滑移形式、退化三線型模型M-恢復(fù)力模型、四折線型M-恢復(fù)力模型描述。
纖維模型是近年來流行的方法，直接將模型建立在分布截面的纖維上，直接從材料的本構(gòu)關(guān)系出發(fā)得到結(jié)構(gòu)的非線形性能，可以考慮軸力-雙向彎矩之間的耦合作用。針對SRC結(jié)構(gòu)而言，由于其由兩種材料組成，它的非線性也就直接來源于鋼和混凝土這兩種材料的非線性和相互之間的粘結(jié)滑移。另一種方法是將SRC柱分為鋼筋混凝土和鋼骨兩部分，其中的鋼筋混凝土部分采用桁架-拱力學(xué)模型，鋼骨部分沿其斷面和長度進行細(xì)分，選取合適的混凝土、鋼筋和鋼骨的恢復(fù)力模型之后，將兩部分分別得到的荷載-位移滯回曲線進行疊加用于鋼骨混凝土柱的滯回曲線。
目前國內(nèi)外在鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的非線性分析中廣泛采用的是桿系模型和方法，包括靜力彈塑性分析和動力彈塑性分析。SRC結(jié)構(gòu)彈塑性分析中，梁柱構(gòu)件多采用集中塑性鉸模型、考慮軸力-彎矩耦合的三維空間模型等，鉸模型本構(gòu)多為簡化的多線性模型。
4 結(jié)論與展望
我國是一個多地震國家，絕大多數(shù)為地震區(qū)，甚至位于高烈度區(qū)，而SRC結(jié)構(gòu)抗震性能好，在強地震區(qū)推廣使用這種結(jié)構(gòu)體系有著非常重要的現(xiàn)實意義。
(1)隨著SRC結(jié)構(gòu)的日益增多，應(yīng)搞清楚其在地震作用下的工作性能，由于成本以及試驗條件等原因，目前針對SRC整體結(jié)構(gòu)的試驗研究還很少，且針對該類構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力模型也多是借鑒了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力模型。因此有必要研究該類構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力模型，尤其是雙向地震作用下結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的恢復(fù)力模型。
(2)在結(jié)構(gòu)體系方面，實際工程中往往要求部分采用SRC構(gòu)件，部分采用RC土構(gòu)件或鋼構(gòu)件的混合體系，這就必須了解這種混合體系的工作行為，解決好不同性質(zhì)構(gòu)件的連接過渡。目前僅有日本對其進行了報道，而我國對此項工作還沒有完全展開，因此，開展SRC-RC以及SRC-鋼混合結(jié)構(gòu)過渡層和過渡連接的抗震性能試驗和理論研究將具有較強的理論和工程實踐意義。
(3)研究表明，SRC構(gòu)件在承受80%極限荷載之后，鋼骨和混凝土之間將產(chǎn)生較大的相對滑移，變形不能協(xié)調(diào)一致，因此有必要研究該類構(gòu)件在地震荷載作用下的粘結(jié)滑移問題，并建立相應(yīng)的粘結(jié)-滑移分析模型。
(4)在地震荷載作用下，節(jié)點的受力狀態(tài)非常復(fù)雜，處于壓彎剪扭復(fù)合受力狀態(tài)，但目前對鋼骨混凝土梁柱構(gòu)件節(jié)點所進行的試驗不夠，應(yīng)加強這一方面的研究。
參考文獻：
[1] 劉大海, 楊翠如. 型鋼、鋼管混凝土高樓計算和構(gòu)造[M ]. 北京中國建筑工業(yè)出版社, 2003.
第8篇：超高層建筑存在的主要問題范文
[關(guān)鍵詞:高層賓館;火災(zāi);風(fēng)險評價
Abstract: The fire accidents of high-rise hotel building occurred, not only make the property suffered huge losses, but also seriously affected the smooth development of economic construction and city construction, but also caused heavy casualties on people's lives and property, and affected social stability. So the research is of great significance on the high-rise hotel fire risk evaluation, the rationality and practicability of the fire safety management of engineering system and an evaluation of the hotel building fire, analyzes hazard, and put forward reasonable and feasible safety measures and management methods, can effectively carry out the fire safety management of high-rise hotel. So the research on risk assessment of high-rise hotel fire has important realistic significance.
Key words: high-rise hotel fire; risk assessment;
中圖分類號 ：[TU208.3]文獻標(biāo)識碼：A文章編號:
人類的活動和建筑息息相關(guān),建筑是人們主要的生產(chǎn)、生活的場所。賓館是民用建筑的一種類型，早在1800年《國際詞典》一書中寫到：“飯店是為大眾準(zhǔn)備住宿、飲食與服務(wù)的一種建筑或場所?！爆F(xiàn)在的賓館是經(jīng)政府核準(zhǔn)、設(shè)備完善，提供住宿、餐飲、會議、娛樂、健身、購物等功能的綜合建筑。賓館的綜合功能越來越強，是集住宿、會議、娛樂、消遣、購物、保健等綜合功能的建筑，賓館的設(shè)施更加完善，服務(wù)更加配套，建筑物的功能也隨之越來越復(fù)雜。
高層賓館是隨著賓館功能綜合化和建筑的發(fā)展而產(chǎn)生的，是經(jīng)濟、技術(shù)和文化的體現(xiàn)。高層賓館是高層建筑的一種形式，所以也具有建筑高、樓層多、可燃物多、功能復(fù)雜等的建筑特點，發(fā)生火災(zāi)后，會造成疏散困難、撲救困難、火災(zāi)荷載大、火災(zāi)損失大的火災(zāi)特點。所以對于高層賓館來說，如何識別火災(zāi)危險源、如何有效的控制火災(zāi)危險源、如何在日常工作管理好火災(zāi)危險源就是高層賓館消防安全工作的重點。
消防部門在對賓館消防安全大排查中發(fā)現(xiàn)，賓館建筑普遍存在自動消防設(shè)施癱瘓、消防通道堵死、消防設(shè)施損壞等消防安全隱患的現(xiàn)狀，同時火災(zāi)數(shù)據(jù)顯示高層建筑火災(zāi)形式也不容樂觀，造成的后果也越來越嚴(yán)重。江蘇省僅2010年就發(fā)生高層建筑火災(zāi)72起，比2009年增加一倍。如何有效地提高建筑自身的消防安全，減少火災(zāi)發(fā)生后造成的人、財、物的損失已經(jīng)成為重要問題。筆者認(rèn)為通過對高層賓館進行火災(zāi)風(fēng)險評價，可以使賓館的防火工作建立在科學(xué)的方法基礎(chǔ)上，開展高層賓館消防安全評價可以為賓館安全管理提供科學(xué)依據(jù)，有利于預(yù)防和控制高層賓館火災(zāi)事故危險性，確保賓館的消防安全。
1國內(nèi)賓館建筑火災(zāi)的形勢
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，高層建筑數(shù)量逐年劇增，而同時高層賓館建筑火災(zāi)帶來嚴(yán)重的傷亡事故和經(jīng)濟損失也越來越多。2011年2月3日零時13分，位于沈陽市和平區(qū)青年大街390號皇朝萬鑫酒店發(fā)生火災(zāi)，皇朝萬鑫國際大廈被稱為沈陽第一高的東北首座五星級酒店，大廈由三座塔樓構(gòu)成，設(shè)有白金五星級國際酒店、國際5A寫字樓、精裝豪華公寓等，火災(zāi)使152米高的B座和219米高的A座外墻大面積立體燃燒，部分房間過火?；馂?zāi)原因為燃放煙花爆竹引燃樓表面裝飾材料引發(fā)火災(zāi)，2月3日9時成功將火災(zāi)撲滅，火災(zāi)沒有造成人員傷亡。賓館火災(zāi)屢見不鮮，筆者對我國1990年到2009年之間二十年的賓館火災(zāi)（見表一）做了統(tǒng)計，可看出賓館火災(zāi)中人民生命財產(chǎn)的傷亡重大。
賓館火災(zāi)統(tǒng)計表（1991年—2009年） 表一
2建筑火災(zāi)風(fēng)險評價方法概述
通過火災(zāi)數(shù)據(jù)顯示，每年的賓館火災(zāi)造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失是巨大的，如何有效地提高賓館建筑的消防安全，減少火災(zāi)發(fā)生造成嚴(yán)重后果已經(jīng)成為賓館能否長遠發(fā)展的問題，同時也是社會關(guān)注的問題。
隨著經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，城市建設(shè)越來越快, 建筑物體量越來越大，功能越來越綜合，這就給建筑的防火安全提出了新的要求，現(xiàn)行的防火規(guī)范對賓館的審核，做不到量化的評價，只能是“處方式”的審核意見，對賓館的日常消防安全管理指導(dǎo)意義不是很大。而且從對以往賓館火災(zāi)的分析中可以看出，有些火災(zāi)的發(fā)生是和“人”有關(guān)行為造成的，所以我們要用一種確實可行的方法來指導(dǎo)我們的賓館消防安全工作。
賓館的火災(zāi)風(fēng)險評價就是對賓館建筑消防工程體系各項內(nèi)容，消防安全管理的合理性和實用性作出評價, 是保障消防安全的重要措施。通過對賓館的固定消防設(shè)施、消防安全管理、從業(yè)人員對“六熟悉”的掌握情況等做出評價，根據(jù)評價的分析，提出合理可行的安全對策措施，以達到最低火災(zāi)發(fā)生概率、最少人員、財產(chǎn)損失和最優(yōu)的投資效益。通過對高層賓館火災(zāi)危險性的綜合評價，對于掌握高層賓館的火災(zāi)隱患以及提出必要的消防監(jiān)督管理措施，避免和減少火災(zāi)危害，具有十分重要的意義。因此，研究高層建筑火災(zāi)風(fēng)險評價方法，將有助于重大火災(zāi)隱患、危險源的確定和消除，制定確實可行的具體防范措施和管理。
建筑火災(zāi)風(fēng)險評價可以對賓館進行定性分析、半定量分析和定量分析，可以通過檢查表法、預(yù)先危險分析法、火災(zāi)風(fēng)險分級法、事件樹方法、事故樹評價方法、模糊數(shù)學(xué)評價法等方法進行建筑的火災(zāi)風(fēng)險評價。
第9篇：超高層建筑存在的主要問題范文
關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震；設(shè)計
隨著這幾年來中國城市建設(shè)和經(jīng)濟的快速發(fā)展，由于建設(shè)者開發(fā)、使用功能上的要求，高層建筑的體型越來越多樣化。據(jù)統(tǒng)計，中國每年建成體型超限高層建筑達100多棟，且數(shù)量會越來越多。建筑需求的多樣化促使建筑設(shè)計不斷翻新，各種體型復(fù)雜、內(nèi)部空間多變的復(fù)雜高層建筑大量涌現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)一般是不規(guī)則的，有些是特別不規(guī)則的。從震害經(jīng)驗來看，這是非常不利于抗震的因素。而另一方面是我國60%以上的地區(qū)需要考慮抗震設(shè)防。這些因素使我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計在現(xiàn)實中面臨許多難點。本文重點探析高層建筑基于性態(tài)的設(shè)計方法，要求了解性態(tài)與非線性反應(yīng)之間的關(guān)系，選擇適用于地震危險性的地面運動和場地反應(yīng)，選擇適宜的非線性模型和分析方法，通過評審專家審查并進行性態(tài)監(jiān)控等。
一、性態(tài)準(zhǔn)則及設(shè)計目標(biāo)建議
國內(nèi)一些高層建筑物的設(shè)計和分析，超出了規(guī)范中的傳統(tǒng)設(shè)計方法，如按常規(guī)設(shè)計有可能作出偏弱和不經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此，基于性態(tài)的設(shè)計原理在工程設(shè)計中來越得到重視，基于性態(tài)的方法要求設(shè)計者對建筑物在地震作用下可能形成的性態(tài)反應(yīng)做出評價。對于超高層的建筑則必須采用基于性態(tài)的方法，以證實該建筑滿足抗震性能，且其設(shè)計必須經(jīng)專家組審查。基于性態(tài)的設(shè)計包括：
第一，選擇多個重現(xiàn)期水準(zhǔn)；
第二，以選定的性態(tài)水準(zhǔn)相對應(yīng)的界限值為標(biāo)準(zhǔn)，對構(gòu)件和建筑物的變形進行評價；
第三，計算與這些重現(xiàn)期對應(yīng)的地震地面運動下的結(jié)構(gòu)反應(yīng)；
第四，利用"能力設(shè)計原理"對構(gòu)件進行評價，保證不出現(xiàn)非延性失效方式。
分析方法、模型化方法與結(jié)構(gòu)性態(tài)本身的隨機性，會在預(yù)測建筑物反應(yīng)的過程中引入不確定性?；谛詰B(tài)的設(shè)計考慮以下三個因素，即對輸入的地震地面運動進行組合；經(jīng)分析預(yù)測結(jié)構(gòu)的反應(yīng)；建筑物的真實性態(tài)之間所作的協(xié)調(diào)將會取得階段性的持續(xù)改進。相對于傳統(tǒng)的規(guī)范方法，高層建筑的性態(tài)設(shè)計方法是一個重要改進，能使設(shè)計者和業(yè)主更深入了解建筑物在地面運動下可能形成的反應(yīng)。
高層建筑基于性態(tài)的設(shè)計應(yīng)突破傳統(tǒng)規(guī)范設(shè)計方法。除滿足"小震不壞。中震可修。大震不倒"的抗震設(shè)防目標(biāo)時。尚應(yīng)考察正常使用水準(zhǔn)評價和倒塌水準(zhǔn)評價。正常使用水準(zhǔn)評價是指，在重現(xiàn)期約為50 a的地震下只出現(xiàn)可忽略的損傷。要求結(jié)構(gòu)基本處于彈性反應(yīng)狀態(tài)。而倒塌水準(zhǔn)評價是指，在重現(xiàn)期接近2 500 a的地震水準(zhǔn)預(yù)計會發(fā)生的最大地震振動下防止倒塌。并能證實：所有延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的非彈性變形需求均小于其變形能力；在具有非延性破壞模式的部件中，力的需求不小于其名義強度；同時對超高建筑物和復(fù)雜建筑物可能要求設(shè)計者證實起控制作用的構(gòu)件在中等地震振動下仍保持彈性。
經(jīng)濟地完成高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項復(fù)雜的技術(shù)，包括在風(fēng)和地震作用下的側(cè)向剛度要求、變形要求和強度要求，且每項要求中都混合有施工可行性等問題。
二、場地反應(yīng)及地基效應(yīng)
對于硬、軟巖石場地，基巖運動的場地放大效應(yīng)通常較小，在危險性評價中可忽略不計。對于密實土和軟土場地，確定地震需求的更完善的方法是完成一項場地反應(yīng)考察。其中，基巖振動靠豎向傳播的剪切波經(jīng)非線性土層向上傳遞。當(dāng)前，正在形成模擬從斷裂到場地的整個波動傳播過程的精細(xì)全面的三維方法。對于建在較軟土層上的具有深埋實體基礎(chǔ)或基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的高層建筑設(shè)計，關(guān)鍵是在給出地震動在地基層中隨深度的變化規(guī)律后，找出更適合用于建筑物的設(shè)計的地震動。另外"基礎(chǔ)地震動"有可能明顯不同于地震危險性評價所預(yù)測的自由場地地面運動。場地反應(yīng)研究還應(yīng)識別邊坡的穩(wěn)定性、土壤液化的可能性及其它地震地質(zhì)危險等。
場地的土層和建筑物的基礎(chǔ)形式能通過不同途徑影響建筑物的地震反應(yīng)和性態(tài)。這其中包括：改變在自由場地處或某深度處預(yù)測的對建筑物的地震輸入；對土--基礎(chǔ)--建筑物體系形成附加柔度和阻尼，這將延長建筑物的周期并減弱地震需求。這些效應(yīng)在軟土場地上更加明顯。此外，由于建筑物下面土層中總存在不確定因素。因此在評價土壤性能時總要考慮變異的影響。對一幢高層建筑而言,地基變形對上部結(jié)構(gòu)反應(yīng)具有顯著作用。建筑物在一次地震中的側(cè)向撓度會比其基礎(chǔ)的平移大很多，故基礎(chǔ)體系的水平變形?？珊雎圆挥?。但是，因土壤基礎(chǔ)的可變形性在建筑物基底形成的較小轉(zhuǎn)動，卻能導(dǎo)致建筑物頂端的顯著側(cè)移。故在分析和設(shè)計中應(yīng)考慮這種可變形性。
土--結(jié)構(gòu)相互作用用來描述基礎(chǔ)和土層對結(jié)構(gòu)性能的影響。一般來說，這種影響包括以下三個方面：
第一，土壤--基礎(chǔ)體系在滑動和轉(zhuǎn)動中具有一定的質(zhì)量和可變形性；
第二，地震能量經(jīng)地基基礎(chǔ)傳入上部結(jié)構(gòu)，同時結(jié)構(gòu)中的震動能量會傳入地基，并由地基以及從基礎(chǔ)經(jīng)應(yīng)力波的形式外幅射而耗散；
第三，傳入建筑物的地震地面運動受基礎(chǔ)的埋深和剛度的影響。在結(jié)構(gòu)抗震實踐中，有時土壤的非線性性能有時會成為一個起控制作用的因素，并應(yīng)考慮到土壤在大應(yīng)變下的應(yīng)變軟化和附加滯回阻尼。
對于高層建筑，基礎(chǔ)通常是實體的，并具有相當(dāng)大的埋深，而且在主塔建筑的基礎(chǔ)和周圍裙房基礎(chǔ)還可能設(shè)在不同的深度。此時經(jīng)基礎(chǔ)傳至上部結(jié)構(gòu)的地震動可能會存在比較大的差異。在某些層狀土中，這種特點有可能會對傳入建筑物的地震運動產(chǎn)生明顯影響。因此建筑物被這種環(huán)境下的基礎(chǔ)運動所激勵，應(yīng)恰當(dāng)估計結(jié)構(gòu)不同基礎(chǔ)下的地面運動。當(dāng)表層土不佳且軟時,基底運動和自由場地運動的差異將最為突出。由于土的離散性比較大，以及在定義土壤參數(shù)和如何把它們與模型化假定等問題上存在很大不確定性,故結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)謹(jǐn)慎考慮土--結(jié)構(gòu)相互作用，采用正確的土--結(jié)構(gòu)相互作用分析模型。
三、基于變形的設(shè)計原理
在基于性態(tài)的抗震設(shè)計中，變形是起控制作用的參數(shù)。由于性態(tài)以損傷程度為標(biāo)志，損傷又與構(gòu)件和體系的變形程度相關(guān)，必須提供足夠的強度來防止過度的非彈性變形。另外，那些在達到最大強度時不具備屈服后變形能力的構(gòu)件則不允許經(jīng)歷非彈性變形。因此對這類構(gòu)件應(yīng)使用基于力的驗算方法。建筑物的總位移只能對建筑物的性態(tài)作定性評價。層間位移角是在一個給定的時間步長內(nèi)兩個相鄰樓蓋的相對水平位移角，但在高層建筑中是把每層的這些相對運動看作剛移和剪切變形角引起的分量來評價。同時應(yīng)彈性層間位移角限值與彈塑性層間位移角限值的要求。
非彈性的構(gòu)件變形是評價延性構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性損傷及結(jié)構(gòu)性倒塌趨勢的基礎(chǔ)。評價一般是通過在一個時點比較逐個單一部件的變形需求與容許值來完成的。而容許值應(yīng)以所提供的結(jié)構(gòu)性構(gòu)造以及并存的構(gòu)件力為依據(jù)。
四、結(jié)構(gòu)分析及模型化方法
在此引入高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型化的基本原理，對每一類構(gòu)件的分析都要建立一個三維有限元模型，以便表征結(jié)構(gòu)的平動和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。建筑物的數(shù)值模型應(yīng)細(xì)化到足夠的程度，以考慮影響建筑物反應(yīng)的結(jié)構(gòu)性構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件的交互作用。此外，對"正常使用水準(zhǔn)評價"和"倒塌水準(zhǔn)評價"可以建立不同的模型。
在建筑物的數(shù)學(xué)模型中，應(yīng)包括其剛度和質(zhì)量對建筑物的動力反應(yīng)作出貢獻的所有結(jié)構(gòu)性構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件。對只承擔(dān)重力荷載的結(jié)構(gòu)體系，特別是在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，將明顯影響高層建筑的抗震性態(tài)，也應(yīng)包括在數(shù)學(xué)模型中。設(shè)計者應(yīng)在"抗震設(shè)計基本資料"中記錄下分析中使用的構(gòu)件模型的基本技術(shù)信息。并應(yīng)能重現(xiàn)構(gòu)件在相關(guān)物理試驗中的力--變形關(guān)系。
五、彈性分析及非線性分析
振型分解反應(yīng)譜法和時程分析法是高層建筑常用的兩種彈性分析方法。彈性分析適用于每個結(jié)構(gòu)構(gòu)件的需求都小于它的名義強度。彈性分析通常用于"正常使用水準(zhǔn)評價"。 使用反應(yīng)譜法分析時，必須有足夠多的振型參與，以便至少讓地震動沿每個主軸輸入建筑物的總質(zhì)量的90%參與進來。反應(yīng)時程分析時，構(gòu)件應(yīng)驗算保證在分析的每個時間步長內(nèi),從未乘系數(shù)的重力荷載和地震荷載效應(yīng)獲得的需求都小于名義抗力。在一個時間步長內(nèi)對于一個給定的作用計算名義抗力時應(yīng)考慮同時存在的其它作用。
反應(yīng)譜法不是完全的動力法,地震動對結(jié)構(gòu)的作用是一個隨時間變化的過程，反應(yīng)譜法求出的只是變化過程中的最大值,同時只能用于線彈性結(jié)構(gòu)分析，不適用于非線性結(jié)構(gòu)分析。地震作用產(chǎn)生的強烈響應(yīng)，往往會使結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài),需要采用非線性分析，對于倒塌水準(zhǔn)一般是非線性分析。非線性分析對于倒塌水準(zhǔn)評價是必要的。分析中應(yīng)考慮二階效應(yīng)，不需要考慮偶然性扭轉(zhuǎn)。采用非線性時程分析時，在地震地面運動作用前就必須先行引入建筑物承重結(jié)構(gòu)在重力荷載下的初始應(yīng)力狀態(tài)。在分析的每個時間步長內(nèi)，應(yīng)通過驗算保證構(gòu)件從不乘系數(shù)的重力效應(yīng)和地震荷載效應(yīng)得到的需求均小于對應(yīng)的抗力。延性作用的抗力用構(gòu)件的變形表達；非延性作用的抗力用力的形式表達。不論哪一類作用，在給定時間步長內(nèi)對一個給定作用（例如彎曲）計算抗力時,都應(yīng)考慮在該時間步長內(nèi)同時存在的作用（例如軸力與剪力）。
六、抗震概念設(shè)計
高層建筑抗震設(shè)計可分為計算、構(gòu)造、概念設(shè)計三部分。一般結(jié)構(gòu)工程師都重視計算和構(gòu)造兩個方面，而常常忽視概念設(shè)計在抗震設(shè)計中的重要性。其實從20世紀(jì)70年代以來，人們在總結(jié)大震災(zāi)害經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)：對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計來說，"概念設(shè)計"非常重要。然而抗震概念設(shè)計的重要性和豐富內(nèi)涵往往在嚴(yán)格的規(guī)范規(guī)定和一體化的程序設(shè)計中被淡化了。歷次地震表明：如果概念設(shè)計不利于抗震，那么不論計算多"精密"也常常無濟于事；如果概念設(shè)計非常成功，建筑物往往能承受大大超過計算時的抗震烈度而安然無恙。如1972年尼加拉瓜馬那瓜地震中，18層高的美洲銀行盡管抗震計算僅按0.05g加速度，但在0.35 g加速度的強烈地震后，經(jīng)局部修復(fù)還可繼續(xù)使用至今。這就是得益于結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的成功。從工程安全、經(jīng)濟出發(fā)，妥協(xié)讓步不是無底線的，結(jié)構(gòu)師面臨的難點就是如何守住結(jié)構(gòu)不規(guī)則的底線?，F(xiàn)行的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2002對抗震概念設(shè)計的要求作了更全面、更符合實際的規(guī)定，并作了諸多定量的限制，使得抗震概念設(shè)計在工程應(yīng)用中能更具體更明確地落到實處 本文主要從現(xiàn)行規(guī)范的相關(guān)規(guī)則性條款為切入點討論結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計中應(yīng)該注意的若干問題。
在實際工程中常遇到多種不規(guī)則性，若結(jié)構(gòu)方案中僅有個別項目超過了條款中規(guī)定的 "不宜"的限制條件，此結(jié)構(gòu)雖屬不規(guī)則結(jié)構(gòu)，但仍可按本規(guī)范有關(guān)規(guī)定進行計算和采取相應(yīng)的構(gòu)造措施；但結(jié)構(gòu)方案中有多項超過條款中規(guī)定的"不宜"的限制條件，則此結(jié)構(gòu)屬特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量避免；若結(jié)構(gòu)方案中有多項超過了條款規(guī)定的"不應(yīng)"的限制條件，則此結(jié)構(gòu)屬嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)方案不應(yīng)采用，必須對結(jié)構(gòu)方案進行調(diào)整。在設(shè)計過程中，結(jié)構(gòu)師應(yīng)該對結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性有深刻認(rèn)識，幾何形狀的變化、荷載傳遞途徑的突變、承載力和結(jié)構(gòu)剛度的非連續(xù)性變化，甚至是非結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置不當(dāng)都有可能是結(jié)構(gòu)不規(guī)則性的原因，特別是對規(guī)范中沒有提到的不規(guī)則性，更要注意識別其危害性并采取有效措施加強或加以避免。結(jié)構(gòu)師對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)應(yīng)有充分的認(rèn)識，結(jié)構(gòu)師應(yīng)不斷積累震害資料和經(jīng)驗，總結(jié)抗震設(shè)計經(jīng)驗，提高尋找結(jié)構(gòu)方案中不規(guī)則特性的能力。
在建筑工程中高層或超高層建筑使用不常用的高性能材料和結(jié)構(gòu)體系，或超出了現(xiàn)行規(guī)范的高度限制。由于現(xiàn)行建筑規(guī)范的傳統(tǒng)性條款限制性過強，導(dǎo)致超出了規(guī)范傳統(tǒng)性條款限制條件的設(shè)計。可行的方法是使用基于性態(tài)的設(shè)計，現(xiàn)有的技術(shù)及經(jīng)驗也為設(shè)計提供了一定的依據(jù)?；谛詰B(tài)的設(shè)計突破了傳統(tǒng)的規(guī)范設(shè)計方法，能夠設(shè)計出更好的截面尺寸及構(gòu)造要求，從而能夠深入的把握高層建筑的性態(tài)，對其性能和安全性有更大的把握?；谛詰B(tài)的設(shè)計將會隨工程設(shè)計的實踐而不斷完善。
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