浅谈高层与超高层建筑技术

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1、浅谈高层与超高层建筑技术　　【摘要】我国对超高层技术的研究起步较晚，自改革开放以来我国超高层建筑的建设和技术研究才有了突破性的进展。本文分析了我国高层与超高层建筑技术，并对目前存在的问题及未来发展前景进行了简单的探讨。　　【关键词】高层建筑；施工技术；钢结构；混凝土；绿色建筑　　由于我国对超高层技术的研究起步较晚，自改革开放以来我国超高层建筑的建设和技术研究才有了突破性的进展。目前全世界排名前10位超高层建筑中有7个在中国，这些超高层建筑在给城市增添亮点的同时，也极大地推动了我国超高层建筑设计和施工水平的提升。　　结构设计日益规范　　我国建筑结构设计理论和方法由经验

2、定值系数确定安全度的设计方法，发展到用概率理论确定可靠度的设计方法，历时30多年。高层建筑结构的设计计算方法已由平面分析发展到空间分析，由静力计算发展到动力计算，由人工手算发展至计算机计算。目前用计算机计算分析高层建筑结构已经普及，全国已普遍采用三维空间程序分析结构内力，超过100m的超高层建筑和特殊重要的建筑还要用动力分析方法计算内力。　　根据高层建筑功能要求，发展了框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-筒体结构、筒中筒结构、巨型框架结构等。钢管混凝土、高强度混凝土也在高层建筑中逐步推广。各种结构设计规范逐步完善，我国超高层建筑结构设计与施工的若干技术已经

3、处于国际先进水平，包括抗震设计与施工、软土地基与深基础、沉降计算、预应力技术及超高层建筑施工技术等。　　机械设备国产化　　垂直运输设施为在建筑施工中担负垂直运送材料设备和人员上下的机械设备和设施，它是施工技术措施中不可或缺的重要环节。随着高层、超高层建筑的飞速发展，对垂直运输设施的要求也相应提高，垂直运输技术已成为建筑施工中重要的技术领域之一。　　我国自20世纪80年代生产出QTP60、QT80A、QTF80等新机型，与此同时，在原建设部组织下，北京、四川、沈阳等地分别引进了法国波坦公司的塔式起重机技术，其主要零件已实现国产化。此后，生产技术迅速发展，已能生产各种适

4、应高层、超高层建筑施工需要的自升式塔式起重机。　　材料性能不断提升　　随着时代发展，国内建筑设计理念的不断突破，建筑物造型越来越新颖，朝“高”、“大”、“新”、“奇”的趋势发展，这一趋势在给设计带来巨大难度的同时，对钢材性能的要求也越来越高，我国逐渐开发出了适用于超高层建筑的高强度、高韧性的钢板，有助于提高建筑结构件的施工效率和提高建筑结构物的安全性。同时，为了减少在焊接过程中产生的焊接应力，保证焊接质量，设计采减少焊接节点数量的方法来减少节点焊接量，因此在工程复杂部位节点经常采用铸钢节点来解决相应问题。　　高强度钢的使用，使构件截面小而薄，然而这必带来局部屈曲和刚

5、度降低的问题，解决这个问题的途径之一就是采用CFT柱。混凝土填充在钢管中，在受压和受弯共同作用下，混凝土向横向扩散，然而却受到钢管的横向约束。所以，混凝土的强度和变形能力提高。另外，由于混凝土的填充，钢管的局部屈曲受到了有效抑制。这样，CFT柱可以最充分利用高张力钢的强度。　　安全隐患　　1）防火设计问题　　超高层建筑，尤其是40层以上的建筑本身即具有火灾危险性，并伴有人员疏散、火灾扑救困难等特点。就是完全按照相关规范的规定进行防火设计，也往往会出现问题，需要在防火设计概念上有所调整。目前，大部分建设、设计企业都将规范要求的15层作为两个避难层的分水岭。笔者认为，避

6、难层的设置既要考虑人员安全疏散的时间，又要兼顾消防登高车施救的有效高度，尤其是第一个避难层更应考虑当地消防装备的实际情况。美国“”事件发生后，利用电梯进行辅助疏散已作为一项研究课题提了出来，即超高层建筑是否考虑利用电梯进行快速疏散。　　2）超高层建筑集中建设导致的地面沉降问题　　大量高层建筑的建造对自然地层造成破坏，同时还导致人口集中、过量开采地下水。调查显示，上海近10年建造的建筑数量相当于欧美100年的，导致整个上海每年在以的速度下沉，局部地区地面沉降达3cm，而发达国家地面沉降最多才1cm，一般都在几毫米范围内。　　3）钢结构的耐火性较差　　钢材在700℃的高

7、温下就会丧失承载能力，导致楼体坍塌。“”事件充分说明了这个问题。为此从安全的角度而言，超高层建筑不宜紧邻政权中心，也不应靠近文物区，更不应靠近军事中心，否则一旦遭到破坏，损失将不可估量。　　对城市环境的影响　　超高层建筑日益增多构成了建筑群，往往造成对日照、空气流通等的阻碍，使周围低矮建筑的采光受到影响，空气流通不畅，汽车排出的大量废气短时间内散发不出去，对人体健康造成损害。超高建筑的外装饰如果采用玻璃幕墙，则易造成光污染，同时反射太阳光后会使楼群周边气温升高，容易造成“热岛效应”。超高层建筑对城市空间景观的破坏应唤起人们的高度警惕。　　建筑绿色化　　我国绿色建