高層建筑框架結(jié)構(gòu)施工的常見問(wèn)題與解決方案

金 鑫

(黑龍江省林業(yè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

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高層建筑框架結(jié)構(gòu)施工的常見問(wèn)題與解決方案

金 鑫

(黑龍江省林業(yè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，高層建筑也呈現(xiàn)出多樣化、復(fù)雜化等特點(diǎn)，高層建筑對(duì)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等都提出了更高的要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)作為高層建筑的重要組成部分，其施工質(zhì)量的高低直接決定了高層建筑的質(zhì)量。從高層建筑框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則入手，分析高層建筑框架結(jié)構(gòu)施工的常見問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決方案，希望相關(guān)的技術(shù)要點(diǎn)可以為今后的高層建筑施工提供一定的參考、借鑒。

高層建筑；框架結(jié)構(gòu)；施工；問(wèn)題；解決方案

隨著建筑施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，高層建筑的設(shè)計(jì)風(fēng)格也在不斷發(fā)生變化，建筑平面布局、縱向結(jié)構(gòu)也趨于復(fù)雜化?？蚣芙Y(jié)構(gòu)作為高層建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，具有空間大、靈活布局等優(yōu)點(diǎn)，因此，良好的框架結(jié)構(gòu)具有重要的作用。

1 框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的骨架主要由梁、柱剛性連接而成。框架的連接點(diǎn)作為剛節(jié)點(diǎn)，具有不易發(fā)生形變的優(yōu)點(diǎn)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系抗風(fēng)能力強(qiáng)，鋼筋混凝土建筑具有布局靈活、空間大、延展性能好等優(yōu)勢(shì)，能滿足建筑物大空間的要求，還能減輕建筑物的重量，因此，在現(xiàn)代工業(yè)、民用建筑中得到了廣泛應(yīng)用。

2 框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則

不同的樓層、布局對(duì)抗震驗(yàn)算有著相應(yīng)的要求，剛性、柔性、剛?cè)岵⑴e是較為常用的設(shè)計(jì)理論。在抗震驗(yàn)算中，場(chǎng)地的土層類別也是關(guān)注的要點(diǎn)，為了改善框架結(jié)構(gòu)的抗震性能，建議增加剪切墻，并設(shè)計(jì)成雙向梁、柱剛接體系。為了加強(qiáng)垂直地震作用的設(shè)計(jì)，應(yīng)將框架橫梁搭在另一框架梁處。在設(shè)計(jì)大跨度雨蓬、陽(yáng)臺(tái)時(shí)，要考慮采用適當(dāng)?shù)呐ぞ兀?jì)算扭矩時(shí)，將跨度的一半與梁中心線處的負(fù)彎矩相乘，得到扭矩值。在等級(jí)方面，框架梁、柱的混凝土等級(jí)最好有一定的差異，相差一級(jí)為最佳。當(dāng)梁、過(guò)梁截面較大時(shí)，建議驗(yàn)算最小配筋率，同時(shí)在出屋面的樓梯間處，不要采用磚混結(jié)構(gòu)，相反地，在框架結(jié)構(gòu)的電梯井壁處，最好采用黏土磚砌筑。當(dāng)樓層較高時(shí)，建議在門洞的上方增加圈梁，這樣有利于梯井四角的加固造柱。由于電梯間位置較偏，所以在梯井的墻體施工階段，建議采用剛度較大的混凝土進(jìn)行施工。

3 高層建筑框架結(jié)構(gòu)的常見問(wèn)題

3.1 結(jié)構(gòu)的規(guī)范性問(wèn)題

建筑設(shè)計(jì)規(guī)范的新、舊版本存在差異性，在新版本中增加了諸多限制條件，且明確規(guī)定了“建筑物不得采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案”。因此，結(jié)構(gòu)工程師必須嚴(yán)格注意相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。

3.2 結(jié)構(gòu)的高度問(wèn)題

根據(jù)高層建筑的設(shè)計(jì)規(guī)范與抗震規(guī)范要求，高度也有相應(yīng)的要求限制，特別是在新規(guī)范中，在原有限制A級(jí)高度的建筑基礎(chǔ)上，提出了B級(jí)高度建筑。如果建筑高度超過(guò)B級(jí)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行處理。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，建筑物結(jié)構(gòu)類型發(fā)生改變時(shí)，施工圖紙也必須重新進(jìn)行設(shè)計(jì)、論證，這不僅會(huì)增加工作量，還會(huì)延誤工程工期，導(dǎo)致工程造價(jià)升高。

3.3 嵌固端的問(wèn)題

在高層建筑的地下室、人防工程中，一般采用二層或二層以上的結(jié)構(gòu)，將嵌固端設(shè)計(jì)在地下室頂板、人防工程的頂板等位置。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)工程師要注意以下問(wèn)題：嵌固端的樓板結(jié)構(gòu)，嵌固端上、下層的剮度比，嵌固端上、下層的抗震等級(jí)等問(wèn)題。在設(shè)計(jì)整體的嵌固端時(shí)，要認(rèn)真考慮結(jié)構(gòu)的抗震、嵌固端的位置等問(wèn)題。

3.4 剪力墻問(wèn)題

新規(guī)范中規(guī)定短肢剪力墻的截面高厚比為5～8，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，高層建筑對(duì)短肢剪力墻有更高的要求，因此，在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)最大限度地減少短肢剪力墻的數(shù)量，避免不必要的麻煩。

4 高層建筑框架結(jié)構(gòu)問(wèn)題的解決方案

4.1 設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)梁、柱截面

在施工中，設(shè)計(jì)高層建筑框架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部分是選取結(jié)構(gòu)的截面積，確定相應(yīng)尺寸。根據(jù)高層規(guī)程JGJ3—91的要求，按照設(shè)計(jì)跨度的1/12～1/8選定主梁的高度。隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，建筑材料的不斷更新，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已無(wú)法滿足現(xiàn)代高層建筑的要求。目前，一般采用1/18～1/15的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)，采用的高層建筑規(guī)范是JGJ3—2002。

4.2 后澆帶解決變形

第一，沉降后澆帶。在基礎(chǔ)壓縮模量較大的條件下，當(dāng)整體沉降結(jié)束穩(wěn)定后，利用后澆帶進(jìn)行施工。在基礎(chǔ)壓縮模量較小的條件下，后期沉降會(huì)占據(jù)很大的比例，如果采用后澆帶方式施工，會(huì)產(chǎn)生較大的沉降落差。當(dāng)澆筑的周期較長(zhǎng)時(shí)，要注意澆筑環(huán)境的影響，建議把溫度變形考慮到設(shè)計(jì)中。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分考慮使用后澆帶的具體條件，根據(jù)實(shí)際情況，采取有針對(duì)性的措施。第二，調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力。調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，防止地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)高層建筑規(guī)程與高層建筑的特點(diǎn)，在抗震等級(jí)中，各個(gè)梁柱的等級(jí)有不同的內(nèi)力要求值，因此，要加固柱體根部，減少倒塌。

4.3 合理設(shè)計(jì)箍筋

為了增強(qiáng)抗震等級(jí)，可以考慮在框架結(jié)構(gòu)中增加箍筋的數(shù)量，以提高梁端塑性絞區(qū)的延伸性能。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)要求、規(guī)范嚴(yán)格控制箍筋數(shù)量，根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)、載荷情況設(shè)計(jì)間距。梁主要起到承載的作用，在實(shí)際應(yīng)用中，切忌將梁中間的箍筋間距擴(kuò)大1倍。

5 優(yōu)化措施

5.1 以主樓為重點(diǎn)

高層建筑的框架結(jié)構(gòu)對(duì)整體建筑工程具有十分重要的意義，因此，必須強(qiáng)調(diào)高層建筑框架結(jié)構(gòu)的保障措施。在設(shè)計(jì)高層建筑框架結(jié)構(gòu)時(shí)，要著重考慮主樓的框架結(jié)構(gòu)，建議采用合理的技術(shù)手段、科學(xué)合理地管理方式進(jìn)行施工。鋼筋混凝土建筑的主樓結(jié)構(gòu)是建筑常用的主體部分，因此，應(yīng)將主樓作為建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，提高主樓的設(shè)計(jì)水平。

5.2 提高框架結(jié)構(gòu)的管理水平

在高層建筑的施工階段，合理的設(shè)計(jì)、科學(xué)的管理是十分重要的，鋼筋混凝土?xí)?duì)框架結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度、質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，應(yīng)提高鋼筋混凝土的管理水平，在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，不斷整合、創(chuàng)新，提高高層建筑框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平，以提升高層建筑的施工質(zhì)量。

6 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)建筑行業(yè)中，高層建筑的作用越來(lái)越明顯，高層建筑的框架結(jié)構(gòu)直接關(guān)系著建筑工程的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)收益、社會(huì)效益。設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極運(yùn)用科學(xué)的設(shè)計(jì)理念、方法，設(shè)計(jì)合理的框架結(jié)構(gòu)，從而提高高層建筑的施工質(zhì)量。

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Common problems and solutions of high-rise building frame structure construction

JIN Xin

(Heilongjiang Forestry Design and Research Institute,Harbin 150080,China)

With the continuous improvement of construction technology,high-rise buildings have also showed features of diversification and complexity,which puts forward higher requirements on design,construction and supervision. As an important part of high-rise buildings,quality of frame structure construction directly determines the quality of high-rise buildings. This paper analyzes common problems of high-rise building frame structure construction and puts forward the corresponding solutions. It is hoped that the relevant technical points can provide some reference for future high-rise building construction.

High-rise building; Frame structure; Construction; Problem; Solution

2017-01-15

金鑫(1984-)，男，本科，工程師。

TU47

A

1674-8646(2017)06-0034-02