超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

彭濤

【摘要】建筑事業(yè)不斷發(fā)展，也逐漸增加了建筑類型，在建筑工程中廣泛利用大懸挑結(jié)構(gòu)。超限高層建筑具有不規(guī)則的建筑扭曲，同時具有不連續(xù)的樓板，導(dǎo)致建筑缺乏抗破壞能力，因此在超限高層建筑中需要利用大懸挑樓層結(jié)構(gòu)，使建筑抗破壞性因此提高。本文分析了超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計，提出合理的建筑方案，保障建筑使用的安全性，促進(jìn)我國建筑行業(yè)快速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】超限高層建筑;大懸挑樓層;結(jié)構(gòu)設(shè)計;建筑方案

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.038

建筑事業(yè)不斷發(fā)展，當(dāng)前建筑企業(yè)退關(guān)利用你大懸挑結(jié)構(gòu)，但是這類建筑設(shè)計方案和傳統(tǒng)建筑標(biāo)準(zhǔn)具有一定的差異性，為了保障建筑施工的合理性，施工單位需要合理調(diào)整建筑方案。大懸挑結(jié)構(gòu)的施工周期和位移等發(fā)生變化，因此降低了大懸挑結(jié)構(gòu)建筑的抗震性和抗破壞性，因此建筑企業(yè)需要合理選擇優(yōu)化設(shè)計方案，調(diào)整超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)，保障整體建筑的抗震性，保障整體建筑工程質(zhì)量。

1、比較奧尼分析超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)

1.1分析樓板應(yīng)力情況

樓板拉應(yīng)力主要包括彎曲拉應(yīng)力和軸向拉應(yīng)力，而超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)樓板應(yīng)力需要考慮綜合桁架的作用。在恒載作用下，緊密聯(lián)系懸挑層根部和塔樓，因此具有較大的拉應(yīng)力。在樓板設(shè)計階段，需要考慮拉應(yīng)力，利用構(gòu)造措施減少拉應(yīng)力。在塔樓位置設(shè)置后澆帶，在完工之后需要拆除臨時桁架，最后再澆筑混凝土?！?】

1.2比較結(jié)構(gòu)質(zhì)量

針對傳統(tǒng)建筑，超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)質(zhì)量比較低，因為建設(shè)懸挑結(jié)構(gòu)，主體承重力因此增加，也因此改變了整體結(jié)構(gòu)，但是可以滿足使用需求，因此不會影響到人們的實際生活質(zhì)量。

1.3比較結(jié)構(gòu)周期

超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)施工明顯增加了施工周期，同時也改變了扭轉(zhuǎn)周期，因此說明大懸挑建筑會引發(fā)扭轉(zhuǎn)情況。

1.4比較樓層剛度

在超限高層建筑大懸挑樓層施工中，需要挑出樓層，這一部分樓層成為薄弱層，同時在一定程度上減小了樓層剛度，這樣很容易引發(fā)安全事故。

2、超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

2.1受剪面驗算樓板的厚度

在超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要保障整體安全性和穩(wěn)固性。聯(lián)系桁架和塔樓核心筒，因為在上弦軸上，不同桁架會產(chǎn)生變形問題，因此在塔樓樓板施工中會產(chǎn)生較大的水平剪力。因此設(shè)計人員需要分離樓板應(yīng)力，準(zhǔn)確的驗算懸挑結(jié)構(gòu)面層結(jié)構(gòu)和塔樓的受剪力，提高設(shè)計的精確性，保障超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)質(zhì)量。不同的恒載和活載會產(chǎn)生不同的截面剪力，設(shè)計人員需要控制樓板受剪厚度在200mm以內(nèi)，滿足整體設(shè)計要求?！?】

2.2超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)施工過程

在超限高層建筑大懸挑樓層施工中落實施工監(jiān)測，需要監(jiān)測大懸挑結(jié)構(gòu)的荷載和結(jié)構(gòu)位移，同時需要全面監(jiān)測應(yīng)變力，同時需要監(jiān)測桁架和材料的特性，實時監(jiān)測工作溫度。施工單位在安裝鋼結(jié)構(gòu)的過程中，需要合理設(shè)計組拼方法，保障建造施工質(zhì)量和安全性。在鋼筋工程施工中，施工單位需要考慮鋼筋和型鋼穿越情況，合理選擇底模和側(cè)模，提高大懸挑模板工程的剛度和強度，提升整體工程的穩(wěn)定性。合理選用堅固性面板，優(yōu)化混凝土施工效果，提升超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

2.3懸挑折架節(jié)點

設(shè)計大懸挑樓層結(jié)構(gòu)具有精密性特征，因為樓層高度較大，需要保障建筑工程的安全性。懸挑較高懸挑桁架發(fā)揮著重要的作用，設(shè)計人員需要分析懸挑桁架的節(jié)點元應(yīng)力，優(yōu)化組合整體荷載，根據(jù)活載和恒載以及風(fēng)荷載，分析不同節(jié)點受力會產(chǎn)生的變化。如果風(fēng)荷載發(fā)揮著重要的作用，需要控制節(jié)點應(yīng)力在260MPa以內(nèi)，如果具有較大的安全儲備，可以保障節(jié)點高彈性。在大震組合中，需要控制大部分節(jié)點在250MPa以內(nèi)，控制節(jié)點底部應(yīng)力值390～490MPa范圍內(nèi)。根據(jù)操作實際情況，需要合理調(diào)整柱型鋼厚度。分析節(jié)點區(qū)域桿件端部的應(yīng)力情況，因為桿件端部承擔(dān)著巨大的應(yīng)力，因此需要優(yōu)化設(shè)計強節(jié)點構(gòu)件，進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)點構(gòu)造。

3、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)化和抗震分析

3.1平面布置

在設(shè)計建筑方案的過程中，計算分析工作關(guān)系到整體建筑質(zhì)量。通過分析工作優(yōu)化樓層剛度和扭曲程度等，例如在高層建筑獨立結(jié)構(gòu)單元中，需要簡化結(jié)構(gòu)平面形狀，均勻性的分布剛度和承載力，避免利用不規(guī)則的平面布置方案，進(jìn)一步保障建筑質(zhì)量，同時可以提高建筑整體的抗壓性。

3.2角窗

優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)方案，需要優(yōu)化角窗等高層項目，在設(shè)計方案中明確剪力墻的約束條件，避免設(shè)計問題導(dǎo)致建筑體發(fā)生扭轉(zhuǎn)，同時可以使整體建筑的抗震能力因此提高。

3.3高寬比

高寬比直接關(guān)系到建筑抗側(cè)剛度，如果建筑高寬比超過了特定范圍，將會增加外界因素的影響，增加材料用量，因此設(shè)計人員需要合理設(shè)計高寬比，使建筑物的抗側(cè)剛度因此提高，避免外界因素影響到建筑物質(zhì)量。

3.4抗震構(gòu)造措施

為了實現(xiàn)建筑施工目標(biāo)，設(shè)計人員需要優(yōu)化設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)。設(shè)計人員需要全面分析材料尺寸和承重力，在重要部分選用高質(zhì)量的材料，同時要保障材料具備良好的抗震性。結(jié)合地震作用落實彈性優(yōu)化設(shè)計，結(jié)合最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案分析整體彈塑性，準(zhǔn)確的驗算薄弱層彈塑性變形情況，使其滿足抗震規(guī)范要求，設(shè)計人員可以利用二階段優(yōu)化設(shè)計方法，因為抗震結(jié)構(gòu)彈性優(yōu)化設(shè)計方法比較成熟，因此可以突出二階段優(yōu)化設(shè)計方法的優(yōu)勢?！?】

3.5提升建筑抗震能力的措施

超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計人員需要合理設(shè)計結(jié)構(gòu)體系，選擇針對性的計算方法和抗震技術(shù)，延長建筑使用壽命，提高結(jié)構(gòu)合理性。因為建筑面積比較大，在實際施工中為了減少建筑扭轉(zhuǎn)問題，需要控制建筑各項性能指標(biāo)，提高建筑工程質(zhì)量。設(shè)計人員需要綜合分析設(shè)計經(jīng)驗，優(yōu)化設(shè)計超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)，合理選擇施工材料和結(jié)構(gòu)方案，使建筑整體質(zhì)量因此提高。

結(jié)語：

當(dāng)前在建筑行業(yè)中廣泛利用超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員需要優(yōu)化設(shè)計大懸挑結(jié)構(gòu)，合理選擇高質(zhì)量的材料，進(jìn)一步提高整體建筑質(zhì)量，促進(jìn)我國建筑事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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