浅谈超高层的结构设计与施工

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1、浅谈超高层的结构设计与施工邹麟娟（奥雅纳工程咨询（上海）有限公司，重庆，400010）【摘要】文章首先对超高层建筑中的结构进行了阐述，然后引出对超高层建筑中结构设计方法的分析，进而探讨了超高层建筑中结构的施工方法。【关键词】超高层；结构；设计一、前言结构设计与施工在超高层建筑工程中发挥着重要的作用，结构的设计与施工不仅关系着超高层建筑工程的质量，而且与人民的利益都是息息相关的。二、超高层建筑中的结构的介绍结构是由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构，近年来，随着我国超高层建筑发展迅速，钢结构建筑得到普及和发展。目前，在超高层结构设计中，结构体系H趋多样化。超高层结构的

2、建筑设计是要从结构的设计开始的。钢筋混凝土和受力外筒系统运用起来是比较经济的系统，被有效地运用于大批的民用建筑和商业建筑中。一般情况，40层以上，高度在100米以上的建筑被定义为超高层建筑。对于结构设计来讲，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及拟建场地的抗震设防烈度以经济、合理、安全、可靠的设计原则，选择相应的结构体系，一般分为六大类：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系、框-筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系。三、超高层建筑中结构的设计方法1.结构选型与结构布置超高层建筑结构体系一般根据其抗侧力结构体系的特点分为四类：框架结构体系、框架一支撑结构体系、筒

3、体结构体系和巨型结构体系。在实际工程中，结构的设计过程主打“概念设计”牌，应根据工程的条件和特点，综合考虑建筑的荷载性能、使用功能、制作安装、材料供应等因素，择优选择抗震性能良好，而又经济合理的结构体系和结构形式。其次，应通过力学关系的对比、钢材结构的优缺点整合和细节上的对比来实际考量。目前，已经有一些针对计算数据正常与否的软件投入到工程的设计中，不仅可以避免人工手算出现的失误，还能解决结构分析阶段不必要的繁琐计算。此外，结构的布置要根据体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。一般来说，要遵循结构刚度匀称，力学分布平稳，体形力求简单，最大限度减少荷载的影响，各层的抗侧力刚度中心和水

4、平作用合力中心重合，尽可能减小房屋的扭转效应，使其以最直接的线路传递到基础。2.结构建筑的抗震设计结构建筑抗震设计吋，应根据设防烈度、结构类型和房屋高度，采用不同的地震作用效应调整系数，并采取不同的抗震构造措施。首先，结构刚柔度的选择应该结合结构的具体高度、体系和场地条件进行综合判断，使结构在满足变形要求的同时具奋足够的刚度。受弯构件的板件局部稳定可以通过限制板件宽厚比，使之达到屈曲的极限承载能力，不在构件整体失效前屈曲；或者允许板件在构件整体失效前屈曲，然后利用苏屈曲后强度达到构件的承载能力。苏次，超高层结构应采用全刚接框架，当结构刚度不足时，可采用中心支撑框架、框简等结构形式，

5、在高烈度区宜采用偏心支撑框架和框筒结构。最后，加强各构件之间的连接，以保证结构的整体性，抗震支承系统应保证地震作用吋结构的稳定。3.构件深化设汁在结构工程设汁中，设汁人员应重视对钢材、连接材料与焊接等产品标准的了解与应用。构件的设计首先是材料的选择，不建议使用质量等级为A级的材，原因是这种类型的钢材不保证冲击韧性和延性性能，比较常用的是Q235和Q345。通常主结构使用单一种以便于工程管理，若从经济考虑，也可以选择不冋强度材的组合截面。四、超高层建筑中的结构的施工方法1.施工前准备开始施工之前，相关技术人员必须对工程图纸及相关工艺标准进行详细了解，熟悉技术条件与规范标准，充分领会设

6、计图纸意图，加强重点与难点的理解；及吋组织相关专业技术人员做好图纸会审工作，检查图纸中可能出现的漏、缺、错误等问题，力求将问题扼杀在施工前，从而减少因图纸问题带来的工程质量及进度问题；做好施工图纸交底，方案编制，并交予相关专家进行论证，待审核通过后方可进行施工。2.地脚螺栓预埋通常采用两种螺栓，即普通螺栓和高强螺栓。在地脚螺栓预埋过程中，其预埋位置的准确与否对结构整体安装质量影响很大。因此，要严格控制基准点、标高和基础轴线，定位轴线的偏差应该控制在±2mm之内，标高偏差控制在±5mm以内。3.吊装（一）柱吊装柱是超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构

7、件。而吊装是超高层结构工程施工的关键工序，吊装速度和质量对整个工程质量起着举足轻重的作用。柱的装一般先安装整体框架结构然后再安装楼板结构,由中间向四周扩展，先安装主梁后安装次梁。为了避免柱安装就位吋损坏地脚螺栓的丝牙，在安装第一节柱的时候，要在预埋的地脚螺栓上加设保护套。（二）梁吊装在梁安装过程中，重点在于控制梁与柱连接形成的整体垂直度和轴线位置，过程通过限位板的临吋固定，并多次校正来进行控制。在梁吊装前，应在柱子牛腿处检査标高和柱子间距。主梁吊装前，应在梁上安装扶手