超限高層建筑大懸挑樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

呂 選

(河北建偉工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司，河北 石家莊 050000)

在最近幾年國(guó)內(nèi)外的建筑事業(yè)都取得了飛快的發(fā)展，尤其剛剛興起的大懸挑結(jié)構(gòu)備受建筑工程師的喜愛(ài)和青睞。因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)這類(lèi)建筑時(shí)使用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其目的就是為了很好的調(diào)整大懸挑建筑的結(jié)構(gòu)，以此來(lái)提高這類(lèi)建筑的抗震能力和抗破壞性，進(jìn)而促進(jìn)建筑事業(yè)的良好發(fā)展。

1 大懸挑結(jié)構(gòu)建筑和傳統(tǒng)建筑的各項(xiàng)性格指標(biāo)比較

1.1 實(shí)例介紹

在傳統(tǒng)的建筑中主要有地基部分和承重墻來(lái)保證整個(gè)建筑的穩(wěn)定性，而且大懸挑建筑中，建筑的主體部分的性能指標(biāo)全部由大懸挑來(lái)決定，這也是這類(lèi)建筑與傳統(tǒng)建筑的不同之處，主要是因?yàn)樨Q向剛度突變而引起的相關(guān)指標(biāo)的變化。就以深圳某建筑為例，該建筑共分為三個(gè)區(qū)域，并且設(shè)置了4 層地下停車(chē)庫(kù)，其中地下一層和上樓層設(shè)置了防震縫，其中A 塔高244.6m，共57 層，八層到十一層之間的東側(cè)和南側(cè)都有大懸挑樓梯層。

1.2 結(jié)構(gòu)質(zhì)量比較

毫無(wú)疑問(wèn)的是，相對(duì)于傳統(tǒng)建筑來(lái)說(shuō)，這類(lèi)建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量是比較低的，因?yàn)閼姨艚Y(jié)構(gòu)的出現(xiàn)增加了主體部分的承重力，其結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一系列的變化，不過(guò)在使用還是能夠放心使用的，不會(huì)給我們的日常生活帶來(lái)不必要的影響。

1.3 結(jié)構(gòu)周期比較

通過(guò)我們的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，大懸挑結(jié)構(gòu)的模型都有著比較大的變化第一周期和第二周期時(shí)間都有了明顯的增長(zhǎng)，同時(shí)其扭轉(zhuǎn)周期也會(huì)發(fā)生變化，這就說(shuō)明了大懸挑建筑十分容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

1.4 樓層剛度比較

因?yàn)樾枰獙菍犹舫觯虼颂舫鰳菍拥南乱淮螘?huì)成為薄弱層，其樓層剛度就有了很大程度的減小，這就非常容易造成其他事故的出現(xiàn)。

2 超限高層建筑的大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

2.1 由超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的受剪面驗(yàn)算樓板厚度

就走量限高層建筑大懸挑樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其安全性與穩(wěn)固性，是我們要放在第一位的。情架與塔樓的核心筒是相聯(lián)系的，但是由于不同的情架之間存在上弦軸的不同程度的變形，所以就導(dǎo)致了相對(duì)較大的水平剪力的出現(xiàn)在塔樓范圍的樓板施工過(guò)程中。因此，我們就樓板的應(yīng)力分析，懸挑結(jié)構(gòu)的面層結(jié)構(gòu)和相連塔樓的范圍的受剪驗(yàn)算都是較為具體的。都有具體的公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，以期滿(mǎn)足精確的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)完美的超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)建造。恒載與活載情況之下的截面剪力是不同的，以及在有無(wú)大震組合的作用下也是有不同的截面剪力。綜合理論探討和實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，以及經(jīng)過(guò)一系列的驗(yàn)算，得知樓板的受剪厚度要求大概在200毫米左右，就可以滿(mǎn)足要求。

2.2 超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程

我們?cè)诮ㄖF(xiàn)高層的大懸挑樓層肘，在施工監(jiān)測(cè)肘，主要內(nèi)容有首先，我們?cè)谑┕み^(guò)程中，大懸挑的結(jié)構(gòu)所施加的荷載和結(jié)構(gòu)的位移，以及關(guān)于應(yīng)變的監(jiān)測(cè)，還有對(duì)情架的材料和各種特性的監(jiān)測(cè)以及監(jiān)測(cè)溫度的相關(guān)事宜。其次，我們?cè)阡摻Y(jié)構(gòu)的安裝方面，由那些組拼方法的合理設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中的質(zhì)量安全保證措施，以便進(jìn)步地確保施工的質(zhì)量和安全。更確切地說(shuō)，我們?cè)阡摻罟こ谭矫娴氖褂?，主要是為了解決鋼筋與型鋼之間的相互穿越問(wèn)題。最后，對(duì)于大懸挑的模板工程建造是通過(guò)合理地選擇底模和側(cè)模，去保證模板剛度、強(qiáng)度以及整體穩(wěn)定性和可靠性，通過(guò)對(duì)堅(jiān)固面板的選擇和使用來(lái)保證混凝土的效果。最終達(dá)到超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)與穩(wěn)固。

2.3 超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的懸挑析架的節(jié)點(diǎn)

大懸挑樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是較為精密的，不僅僅是因?yàn)闃菍泳哂卸ǖ母叨龋獙?duì)震級(jí)，以及安全性考慮在內(nèi)。所以說(shuō)，懸挑結(jié)構(gòu)的懸挑情架是較為關(guān)鍵的部分，性能水準(zhǔn)的級(jí)別在大、中、小震之間不等。對(duì)于懸挑情架的節(jié)點(diǎn)我們要進(jìn)行相應(yīng)的元應(yīng)力分析，與此同時(shí)，荷載的組合情況我們也要考慮在內(nèi)，結(jié)合活載和恒載，以及風(fēng)荷載，最后分析大震組合的不同作用，以及在節(jié)點(diǎn)受力情況不同的時(shí)候，有什么變化。例如：第一，在風(fēng)荷載起主導(dǎo)作用的時(shí)候，并且節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力都低于260MPa，并且安全儲(chǔ)備較大的狀況都會(huì)使節(jié)點(diǎn)處于高彈性的狀態(tài)：第二，在大震進(jìn)行組合的情況之下，節(jié)點(diǎn)大部分都是處于低于250MPa 的狀態(tài)，但是對(duì)于節(jié)點(diǎn)底部的應(yīng)力值來(lái)說(shuō)，確是在394MPa 到490MPa 之間。由具體的操作實(shí)際出發(fā)，我們將對(duì)柱型鋼的厚度做出輕微的調(diào)整。第三，就節(jié)點(diǎn)區(qū)域和桿件端部的應(yīng)力情況來(lái)分析，我們知道對(duì)于承受較大應(yīng)力的部位應(yīng)該在桿件的端部。因此，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱的構(gòu)件設(shè)計(jì)理念可以在我們的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造中得到相應(yīng)的休現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)我們?nèi)粘５挠^察發(fā)現(xiàn)，越來(lái)越多的大懸挑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在我們的日常生活之中，我們應(yīng)該不斷的吸取國(guó)內(nèi)外的教訓(xùn)，在這些教訓(xùn)中不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣就可以在最根本上了解大懸挑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的具體方案，同時(shí)在選取材料和結(jié)構(gòu)方案時(shí)，還應(yīng)該選取最好的方案和質(zhì)量最好的材料，這樣才能在最根本的地方提高建筑的質(zhì)量，促進(jìn)建筑事業(yè)的快速發(fā)展。