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        超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

        2021-04-27 18:09:55彭濤
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計

        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)建筑標準具有一定的差異性,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分析樓板應力情況

        樓板拉應力主要包括彎曲拉應力和軸向拉應力,而超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)樓板應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力。在樓板設(shè)計階段,需要考慮拉應力,利用構(gòu)造措施減少拉應力。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力,準確的驗算懸挑結(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)點元應力,優(yōu)化組合整體荷載,根據(jù)活載和恒載以及風荷載,分析不同節(jié)點受力會產(chǎn)生的變化。如果風荷載發(fā)揮著重要的作用,需要控制節(jié)點應力在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)域桿件端部的應力情況,因為桿件端部承擔著巨大的應力,因此需要優(yōu)化設(shè)計強節(jié)點構(gòu)件,進一步優(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,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,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,進一步提高整體建筑質(zhì)量,促進我國建筑事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

        參考文獻:

        [1]全涌,邱宏浩,張正維,顧明.高層建筑水平懸挑遮陽板風荷載的風洞試驗研究[J/OL].建筑結(jié)構(gòu)學報:1-7[2020-12-23].

        [2]徐巍,楊曉毅,王玉澤,要志東,劉志堅,趙坤.基于某超高層建筑的角部懸挑爬模支撐系統(tǒng)研究與應用[J].施工技術(shù),2020,49(19):125-128.

        [3]高凌寧.高層建筑屋面懸挑結(jié)構(gòu)模板支架施工技術(shù)研究[J].福建建材,2020(08):83-85.

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