多高层建筑结构计算

多高层建筑结构计算（通用10篇）

多高层建筑结构计算 篇1

摘要：随着我国经济的飞速发展, 高层建筑在城市建设中发展迅速, 建筑业对建筑外型及平面要求越来越高, 结构体系的多样化是现代高层建筑的重要特点, 建筑平、立面日益复杂, 而工程上又要求设计更快、更合理、更安全、准确, 这就需要我们的设计日趋完善。

关键词：多高层建筑结构计算,一般原则,简化假定

1 结构计算的一般原则

与一般结构设计相同, 多高层建筑结构设计应当保证在荷载作用下结构有足够的承载能力及刚度, 以保证结构的安全和正常使用。在使用荷载作用下, 结构应处于弹性阶段或有荷载小的裂缝出现。结构应满足承载能力及水平位移限值的要求。

在地震作用下, 原则上应满足三个水准抗展设计目标的要求;在具体做法上, 规范采用了二阶段设计法。现行《抗展现范》要求用小展下的地震作用等效荷线, 用弹性静力方法计算地震作用效应 (内力和位移) , 并将其与荷载及其他荷载效应组合, 用验算承载力和限制位移的方式进行第一水准设计。结构进入弹塑性阶段, 一般不再进行地震作用的分析计算 (某些特殊情况除外) , 而是从构造上采取措施保证构件有足够延性, 即第二水准设计。以上属于第一阶段设计, 要求对大多数结构进行分析计算。第二阶段设计是通过查巡地震作用下结构薄弱层 (部位) 弹塑性变形验算, 并采取相应的构造措施, 以满足第三水准要求, 保证结构大震不倒。此外, 结构设计还应满足承载力、水平位移限值与舒适度、重力二阶效应与结构稳定的要求。

实际的结构是十分复杂的。在竖向, 有各种不同的抗侧力结构, 如框架、剪力墙、筒体等;在立面上可能有多塔、开洞等。在平面上, 形状可能复杂, 楼盖平面内变形大, 也可能开洞。就材料而言, 混凝土的应力———应变关系很快呈非线性, 构件开裂, 钢筋屈服, 并非弹性匀质材料。高层建筑同时涉及钢筋、昆凝土结构、型钢混凝土组合结构和钢管混凝土结构的应用。为了使结构计算既满足工程要求而又简便, 并适应各种结构, 长期的工程实践采用了两类计算方法计算多高层建筑结构。工程设计中, 一般均按三维空间结构利用计算机进行计算, 即把结构离散为许多有限单元, 用矩阵位移法求解。由于此法精度高, 在进行实际工程设计时均采用这一类计算方法。

另一类方法则采用结构力学中的近似方法, 属于非矩阵方法。如利用基于力矩分配法的分层法计算坚向荷载作用下的内力, 利用基于位移法的D值法计算水平荷载作用下的内力和位移, 以及利用基于求解悬臂梁挠曲线微分方程的连续化方法计算框架———剪力墙体系等。这类方法仅需利用利学计算器、计算图表或Excel软件计算即可完成, 被称为手算方法。与计算机方法相比, 精度稍差, 但具有物理概念直接、计算工作量小的优点。此法是掌握和灵活运用计算机方法的基础, 也是工程师在方案和初步设计阶段初估截面尺寸, 以及校核计算机输出结果合理性的一种有效手段。

2 简化假定

为使计算既符合实际又比较简单, 近似方法采用以下的一般计算原则和基本简化假定。

2.1 荷载沿主轴方向作用

实际荷载及水平作用方向是随意的、不定的。但是在结构计算中常常假设水平力Px、Py作用在结构布置平面图中的主轨方向, 而对互相正交的两个主轴x向和y方向分别进行内力分析。在矩形平面中, 主轴分别平行于矩形两条边。

2.2 平面结构假定

采用简化方法或手算方法计算荷载与作用效应时, 允许将多高层建筑结构划分为若干个平面结构, 考虑它们空间协同工作来进行计算。

目前最广泛应用的框架结构、框架———剪力墙结构和剪力墙结构, 在按这个假定下进行简化计算时, 可以把整个结构视为由若干片抗侧力结构即平面框架、平面剪力墙所组成。在正交布置的情况下, 可以认为每一个方向的水平力只由本方向的各片抗侧力结构承担, 其垂直于荷载方向的抗侧力结构在计算中不考虑。当抗侧力结构与主轴斜交时, 在简化计算中可将柱和剪力墙的刚度转换到主轴方向再进行计算。

2.3 假定楼板在自身平面内刚度无穷大

各个平面抗侧力结构之间通过楼板联系形成空间工作。楼板在其自身平面内刚度很大, 可视为刚度无限大的平板, 楼板平面外的刚度很小, 可以忽略不计。

根据这一假定, 图1中的结构, 在横向 (y方向) 把结构简化为4榀框架、2片双肢墙, 即该结构具有6片平面抗侧力结构, 它们借助于无限刚性的楼板联系而共同抵抗y方向的水平力。当结构无扭转时谷片结构的每层楼板标高处的侧移应该相等。当结构有扭转时, 楼盖只作刚体转动, 因而各片结构的侧移值呈直线关系。同理, 在纵向把结构看成由2片纯框架 (两边, 每片有5跨) 和2片含剪力墙的框架组成。

2.4 水平力按位移协调的原则分配

经过荷载和地震作用计算后, 层水平力是已知的, 但每片框架、每片墙受到的力是多少还不知道。如果简单地按柱距或势力墙间距分配, 必然会使刚度大的、起主要作用的结构分配得少, 刚度小的结构分配得多, 偏于不安全。

在不考虑结构扭转时, 由于楼板在平面内的刚度可视为无穷大, 所以同一楼层上水平位移相同。因而, 水平力的分配与各片抗侧力结构的刚度有关, 刚度愈大的结构单元分配到的水平力愈大。

2.5 结构计算采用弹性分析方法

我国混凝土结构设计规范均采用弹性内力分析、弹塑性截面配筋的设计方法, 即不考虑钢筋混凝土结构材料的弹塑性性质和开裂对内力分布的影响。因此, 高层建筑结构也用弹性分析方法计算, 只在部分情况下考虑弹塑性性能影响。 (见图2)

在内力与位移计算中, 所有的构件均可采用弹性刚度, 在框架———剪力墙结构中, 连梁的刚度可折减, 折减系数不应小于0.55。

2.6 等效刚度原则

如果结构在某一组水平荷载作用下其顶点位移为u, 而另一个竖向悬臂弯曲梁在相同水平荷载作用下也有相同的顶点水平位移, 则可以认为此悬密粱与结构有相同的刚度, 称此悬臂梁的刚度为原结构的等效刚度。等效刚度显然与原结构顶点位移有关, 故实质上是用位移的大小来间接表达结构的刚度。

参考文献

[1]张嵩, 金玮, 赵鸣, 屠成松.高层建筑结构温度内力的计算[J].结构工程师, 1996, 4.

[2]侯晓英;超长高层钢管混凝土结构温度作用分析[D].郑州:郑州大学, 2002.

多高层建筑结构计算 篇2

宁波市高层多业主建筑消防安全管理规定

（宁波市人民政府令164号）

《宁波市高层多业主建筑消防安全管理规定》已经2009年4月27日市人民政府第53次常务会议讨论通过，现予发布，自2009年7月1日起施行。

市长

二○○九年五月五日

宁波市高层多业主建筑消防安全管理规定

第一章 总则

第一条 为加强高层多业主建筑消防安全管理，落实消防安全责任，预防和减少火灾，保护人民生命和财产、维护社会公共安全，根据《 中华人民共和国消防法》、《物业管理条例》等有关法律、法规，结合本市实际，制定本规定。

第二条 本规定所称高层多业主建筑（以下简称建筑）是指有两个及两个以上业主的下列建筑：

（一）十层及十层以上的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）；

（二）建筑高度超过24米的公共建筑。

第三条 建筑消防安全管理，贯彻预防为主、防消结合的方针，按照政府统一领导、部门依法监管、业主全面负责、公民积极参与的原则，实行消防安全责任制，建立健全社会化的消防工作网络。

第四条 公安机关负责建筑消防安全工作的监督管理，并由公安机关消防机构具体负责实施。

建设、规划、城市管理、安全生产、质监、工商等部门按照各自职责，协同做好建筑消防安全管理工作。

各部门要加强对归口行业以及直接管理单位的消防安全工作检查指导，及时督促整改火灾隐患，依法履行消防安全职责。

第五条 街道办事处、乡镇人民政府协助相关职能部门开展建筑消防管理，指导、支持和帮助村民委员会、居民委员会开展群众性的消防工作。

第二章 建筑消防安全责任人

第六条 业主是建筑公共消防安全工作的责任人。

业主可以成立消防安全组织，开展群众性自防自救工作。

第七条 建筑的公共消防安全工作应当实施统一管理。

建筑交付前，建筑公共消防安全工作由开发建设单位负责。

建筑交付后，业主可自行统一管理，也可委托物业服务企业或专业消防技术服务机构统一管理建筑公共消防安全工作（统一管理的业主、物业服务企业、专业消防技术服务机构以下统称统一管理单位）。

第八条 业主委托他人实施管理的，应当签订书面合同，将公共消防安全管理工作纳入合同内容，明确双方权利、义务及违约责任。

受委托管理单位应当严格按照合同约定，对管理区域内的消防公用部位和消防共用设施设备进行维护管理，提供消防安全防范服务。

受委托管理单位接受委托时，应当与业主或建设单位办理消防资料、消防设施设备验收移交手续。

第九条 实行承包、租赁或者委托经营、管理的，业主提供的建筑物（场所），应当符合消防安全要求。

当事人应当在订立的合同中依照有关规定明确各方的消防安全责任；未签订合同或消防安全责任约定不明确的，公共消防安全责任由业主承担。承包、租赁或者委托经营、管理的单位在其使用、管理范围内履行消防安全职责。

第三章 建筑消防安全管理

第十条 业主除遵守国家法律法规、规章以外，还应履行下列消防安全责任：

（一）遵守建筑公共消防安全管理规约；

（二）及时落实建筑火灾隐患整改措施，按规定缴纳整改所需资金；

（三）委托有关单位对公共消防设施进行定期检查、维护、保养。

第十一条 统一管理单位应履行下列建筑消防安全管理责任:

（一）制定消防安全管理制度,组织防火检查、巡查，及时消除火灾隐患；

（二）定期组织公共消防设施的维护保养，确保完好有效；

（三）组织开展消防安全宣传教育，制定灭火和应急疏散预案并开展演练；

（四）劝阻、制止业主、使用人影响消防安全的行为，并及时报告辖区公安消防机构；

（五）建立完善建筑消防档案，妥善保管建筑消防设计审核、验收资料、消防设备设施等资料；

（六）法律、法规、规章规定的其他消防安全职责。

第十二条 业主应当服从统一管理单位的消防安全管理工作，并可对其实施消防安全管理的情况进行监督。

第十三条 统一管理单位应当按照公安部建筑消防设施的维护管理要求，定期实施建筑消防设施检查，并填写检查记录。

第十四条 对建筑消防设施存在的问题和故障，统一管理单位应当及时解决；建筑消防设施因改造或检修必须停用时，统一管理单位应当采取相应的应对措施并报告当地公安机关消防机构。

对建筑消防设施故障及消除情况，统一管理单位应当建立报告和登记制度。

第十五条 高层建筑的消防控制室实行24小时专人值班制度。自动消防系统的操作人员应按规定持证上岗，遵守消防安全操作规程，掌握消防控制室管理及应急程序,及时发现并准确处置火灾和故障报警。

第十六条 配置火灾自动报警系统的建筑，应当按规定与辖区内城市火灾自动报警远程监控系统联网。

第十七条 影剧院、宾馆、饭店、公共娱乐场所等人员密集场所应按标准配备缓降器、软梯、救生袋和防毒面具等避难救生设施。

第十八条 业主和使用人在实施建筑内部装修前，应事先告知统一管理单位。统一管理单位应当将装修中的禁止行为和注意事项告知业主和使用人。

建筑内部装修不得擅自改变内部结构、改动防火分区和消防设施、降低装修材料的燃烧性能等级。

第十九条 业主和使用人应当保障疏散通道、安全出口畅通，设置符合国家规定的消防安全疏散指示标志和应急照明设施，保持防火门、防火卷帘、消防安全疏散指示标志、应急照明、机械排烟送风、火灾事故广播等设施处于正常状态。

第二十条 任何单位、个人不得有下列影响建筑消防安全的行为：

（一）妨碍消防共用部位的正常使用，损坏和擅自挪用、拆除、停用消防设施、器材；

（二）堵塞、锁闭消防安全疏散走道、疏散楼梯和安全出口；

（三）擅自分隔、占有2家以上单位共用的疏散设施，或者其他影响其正常使用的行为；

（四）在建筑物的消防登高场地设置妨碍登高消防车操作的停车场、绿化、架空管线等；

（五）占用、堵塞消防车道；

（六）在建筑内储存罐(瓶)装液化石油气；

（七）设置的户外广告牌改变建筑防火分区、影响建筑防烟排烟；

（八）其他妨碍建筑消防安全的行为。

第四章 部门监管与服务

第二十一条 公安机关消防机构应当加强对建筑消防安全工作的监督检查，建设部门应当加强对建筑活动和物业服务活动的监督管理，及时预防和避免火灾事故的发生。

公安机关消防机构、建设部门应当加强对有关建筑消防从业人员的培训，通过培训服务外包、接受业务咨询、开展业务指导等方式，提高建筑消防从业人员的业务素质和工作技能。

第二十二条 公安机关消防机构应当依法开展消防设计审核、消防验收、消防安全检查；及时受理消防违法行为举报、投诉，督促火灾隐患的整改。

第二十三条 公安机关消防机构应当指导统一管理单位加强建筑消防安全的应急救援演练。统一管理单位每半年至少应当组织1次应急疏散演练。

第二十四条 建筑内有公众聚集场所的，该场所在投入使用、营业前，建设单位或者使用单位应当向场所所在地公安机关消防机构申请消防安全检查。

公安机关消防机构应当自受理申请之日起10个工作日内，根据消防技术标准和管理规定，对该场所进行消防安全检查。未经消防安全检查或者经检查不符合消防安全要求的，不得投入使用、营业。

第二十五条 公安机关消防机构应当将发生火灾可能性较大以及发生火灾可能造成重大的人身伤亡或者财产损失的单位，确定为本行政区域内的消防安全重点单位，并由公安机关报本级人民政府备案。

消防安全重点单位应当按照规定及公安消防机构的要求，履行消防安全职责；公安机关消防机构应当加强监督检查。

第二十六条 对存在重大火灾隐患的建筑，公安机关消防机构应通知业主、使用人和统一管理单位立即采取措施消除隐患；不及时消除隐患可能严重威胁公共安全的，公安机关消防机构应当依照规定对危险部位或者场所采取临时查封措施。

业主、使用人和统一管理单位应按相关规定和公安消防机构的要求及时做好整改工作；对确实无力整改的，当地政府可以组织或者责成有关部门、单位采取措施，予以整改。

第二十七条 对存在重大火灾隐患的建筑，公安机关消防机构应当在该建筑及媒体上予以公布，并抄告当地建设部门，建设部门应当及时在房产交易与权籍管理中心公布。

重大火灾隐患整改并检查合格后，公安机关消防机构应当及时撤销或者通知建设部门撤销原有信息。

第二十八条 建筑公共消防安全设施设备维修、检测、更新或改造等所需经费，按照《浙江省物业专项维修资金管理办法》和市政府有关规定执行。

未设立专项维修资金的，由业主按照约定承担；没有约定或者约定不明确的，由业主按照专有部分占建筑物总面积的比例确定。

第二十九条 建设部门和公安机关消防机构应当加强对统一管理单位履行消防安全管理职责的情况进行监督检查，对检查中发现的问题，应当及时提出意见并督促其限期整改。

第五章 法律责任

第三十条 单位和个人有违反本规定的行为，《中华人民共和国消防法》已有罚款或责令停止施工、停止使用、停产停业等处理规定的，由公安机关消防机构按其规定执行。

第三十一条 单位和个人违反本规定，有不履行消防安全管理责任或者影响建筑消防安全行为的，由公安机关消防机构责令改正。

第三十二条 建设、规划、城市管理、安全生产、质监、工商等部门按照各自职责，对违反本规定的行为依法实施处罚。

第三十三条 有关行政主管部门在建筑消防安全管理工作中未履行本规定职责的，应当承担相应责任，其工作人员有滥用职权、玩忽职守、徇私舞弊等行为的，依法给予行政处分；情节严重，构成犯罪的，依法追究刑事责任。

第六章 附则

第三十四条 本规定所称业主，是指房屋的所有权人。

本规定所称使用人，是指房屋的承包、承租或受委托经营人(单位)。

本规定所称消防共用部位，包括：消防车道、消防登高场地、疏散走道、楼梯、消防前室等。

本规定所称消防共用设施设备，包括：用于火灾报警、灭火救援、安全疏散、防火分隔、防烟排烟的公共设施及其配套使用房屋。

第三十五条 其他建筑的消防安全管理可参照本规定执行。

第三十六条 本规定自2009年7月1日起施行。

高层建筑结构设计计算分析探讨 篇3

【关键词】结构设计；计算分析；高层结构；基础设计

1.引言

随着建筑师设计建筑形态的复杂性，对结构设计人员提出更高的要求，因此结构设计人员不仅仅要对结构进行合理的布置，同时还需要结合当前相关规范规定要求进行结构设计以及计算，在保证结构的安全性情况下，还需要考虑到工程成本的要求。因此，对于结构设计人员来说，需要不断结合工程实践经验，针对不同结构类型情况而采取有效的合理设计方案，采取相适应的结构设计方法。

2.结构设计技术要点

（1）在建筑结构设计中，应当充分考虑到结构构件的竖向荷载所产生的竖向变形。鉴于对于承受较大竖向荷载的构件，其会产生相应的轴向变形，当构件承受一定量轴向变形后，会导致连续梁的受弯状态出现不同程度的变化，尤其是会明显减小连续梁中间支座的负弯矩。另外对于预制构件的下料长度，也应当考虑到轴向变形的影响，设计人员应根据轴向变形的数值，对下料长度进行适当的调整。

（2）在建筑结构的设计中，应当要考虑水平荷载的作用。尤其是对于高层建筑结构来说，构件在竖向荷载作用下（如恒载、活载）会产生轴力和弯矩，其弯矩与高度是一次方关系，但对于在水平荷载作用下，竖向构件的轴力和弯矩则与高度是二次方关系。显然对于高层结构来说，水平荷载作用下其对结构竖向构件的影响程度大于竖向荷载。另外，从结构效应角度分析，竖向荷载对结构构件的影响效应基本上是定值，但对于水平荷载，其对结构构件的影响确实非定值，与结构的动力特性有很多关系，不同的结构特性所产生的水平荷载效应会出现很大的不同，因此对于结构设计中，设计人员应对水平荷载效应进行严密的计算和分析。

（3）同时对于高层结构设计应考虑结构的延性问题。随着建筑高度的增加，其对结构的柔性产生较大影响，建筑高度越大，结构越是显得柔，越柔的结构就会使得结构产生较大的变形，越大的结构变形就会导致结构较快地进入塑性阶段，最终导致结构出现倒塌问题。因此结构设计时应当确保结构具有足够的延性，具体可通过对结构采取一定的工艺和技术措施从各方面来有效地增加结构的延性。另外，鉴于随着高度增加，水平荷载会对结构产生较大的水平侧移，因此应当考虑到严格控制建筑结构的侧移变形，应把结构的侧向位移控制的规范允许的范围内。

3.工程实例分析

某高层住宅结构地上建筑层数为20层，同时有一层地下室，建筑高度为75m，长宽比为3.7～7.5，高宽比为5.5～10.0之间，建筑总面积达到25万m2。本结构地处地势平坦区域，地基表面的土层基本为人工填土，填土下面则为沉积土，水平和竖向两个方面的土分别较为均匀，根据本地区的规范要求，本工程为6度抗震，场地类别为三类，基本风压取为0.45kN/m2。

3.1主体结构设计分析

从结构概念设计出发，鉴于本结构高度为75m，通过方案比较分析，本结构类型采用现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构体系。对布置本结构的剪力墙时，充分考虑建筑使用功能要求，对剪力墙的布置位置以及竖向进行合理设计，而且剪力墙尽可能地布置在结构周边位置，使得剪力墙有效地满足抗侧力要求同时有效地起到抗扭效果。同时剪力墙的布置可以形成筒体结构，在筒体周围可以合理的布置框架柱。同时对本结构的楼层主次梁的布置是沿着Y方向，这是为了满足使用功能的要求和楼高的限制，这样有利于提高楼层的净高，降低主梁的高度。本工程结构的嵌固端位于地下室的顶板，因此对于板厚选取时，应充分考虑板承载力以及嵌固的刚度要求，选取板厚为180mm，对板采取双层双向拉通配置。

3.2基础设计

在进行基础设计之前要充分了解地质勘察的结果，通过承载力的计算，本工程的基础采用梁板式筏形基础，基础双向同时配置有梁，X方向的梁尺寸为900×1800，Y方向梁的尺寸有两种，分别为1000×2000或1800×2000，根据受力的不同，合理进行梁的布置。筒内电梯基坑和集水井会产生一定的沉降，这导致了在主梁的布置时，遇到沉降的部位难以进行贯通，筒体局部变形部位的竖向荷载相对较大，因此在设计基础板厚时，考虑增加筒体四周的板厚，其值取为1.5m，而其他部位的板厚则取为1.0m。在本工程中是采用软件进行基础的计算的，计算时基础采用的计算模型为弹性地基梁板，为了确保计算结构的精确度，应特别注意各种先进技术资料的收集和整理。

3.3框支层结构的设计

（1）框支柱的设计。鉴于控制框支柱的轴压比为0.6，本工程所采用的框支柱截面形式有多种，为1300×1300或1300×2300等几种红形式。在设计中，通过相应的计算可知，全部的框支柱在受力方面都较为合理，没有出现异常的情况，轴压比均满足低于0.6的要求，在0.41～0.52之间，因此，在设计中对于框支柱变形的控制情况较为理想。当进行框支柱的剪力设计时，剪压比的大小不得超过0.15，跟根据配筋情况确定设计值，同时要乘以1.1的放大系数。柱内的纵向配筋率低于1.2%，而箍筋配筋率不得超过1.5%，这样的配筋情况才能保证柱的延性效果。

（2）剪力墙的设计。在本工程的剪力墙结构设计中，应根据不同部位的情况，相应的设计剪力墙的厚度。本工程中，核心筒的落地剪力墙的厚度为40cm，而在其他部位，例如建筑四角，其采用的剪力墙的厚度为70～90cm，形状为L形。在本工程中，通过分析，采用的墙肢轴压比的数值为0.5以内，这样可以有效的提高混凝土的受压能力，整体上提高了结构的额延性。对墙体结构进行水平和竖向钢筋的配置时，应满足计算结果的要求，同时还应符合规范的要求，规范中规定钢筋的最小配筋率不得低于0.3%。当对于底部加强区域的剪力墙进行设计时，有其相应的规范和技术要求。在剪力墙的周围要布置好一定量的约束边缘构件，这些构件的配筋率不得低于1.2%，同时箍筋的配筋率应大于1.4%。

（3）箱形转换层楼板设计。在本工程中，存在箱形转换层的设计。该层的总高度为244cm，楼层中的楼板厚度取值为25cm。在结构设计中，采用分析软件进行转换层内力和变形的计算。通过软件的分析结果可知，在不同的荷载作用下，该转换层上层楼板的最大压力均低于1.2 MPa，而下层楼板的最大压力相对较大，为2.0MPa。规范规定，该转化层的采用双向进行配筋，钢筋应贯通整个楼板，设计中，应保证楼板的裂缝在0.2mm以内。

4.结语

结构设计直接影响到结构的安全性，文章通过结合笔者实践经验，总结出结构设计中应当重点注意的几点事项，同时结合工程实例来加以探讨，提出了相应的设计策略，为同行提供参考借鉴。

参考文献

[1]郑仪龙.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[J].福建建材，2013，（04）：26-29.

[2]陈天华.建筑结构设计中有关问题的探讨[J].四川建材，2009，（08）：26-29.

多高层建筑结构计算 篇4

从建模到绘制施工图, 结构计算软件正在向全面和智能方向发展, 结构工程师对结构计算过程的参与程度日益降低, 输入参数变输出施工图。这种情况下, 对计算结果的审核显得尤为重要。本文按照规范要求, 针对PKPM计算软件, 对钢筋混凝土多、高层结构上部结构计算结果审核内容进行了归纳。

1 审核内容与依据

1.1 层刚度比

此数值反映结构侧向刚度沿竖向分布状况。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→结构设计信息WMAS.OUT→各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息→Ratx1, Raty1。

GB 50011-2010建筑抗震设计规范表3.4.2-2及JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程3.5.2条, 要求该值Ratx1≥1, Ratxy≥1。若本层侧向刚度小于相邻上层的50% (基本相当于Ratxy<0.714) 则为特别不规则。当该值小于1时, 应进行如下调整后重新计算:

接PM生成SATWE数据→分析与设计参数补充定义→调整信息→薄弱层调整。

1.2 偏心率

此数值反映结构平面质量分布情况。

查找位置:

satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→结构设计信息WMAS.OUT→各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息→Eex, Eey。

JGJ 99-98高层民用建筑钢结构技术规程规定偏心率大于0.15或者相邻层质心相差大于相应边长15%属于平面不规则。

此条并非针对钢筋混凝土结构的要求, 但可反映混凝土结构平面规则性, 建议满足本条要求。

1.3 刚重比

此数值反映结构二阶效应大小, 用于判定是否考虑二阶效应。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→结构设计信息WMAS.OUT→结构整体稳定验算结果。

JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程第5.4.1, 5.4.4对该结果有要求, 框架结构刚重比应不小于10, 当10≤刚重比<20时, 应考虑P—Δ效应 (接PM生成SATWE数据→分析与设计参数补充定义→设计信息) 。

1.4 层间抗剪承载力之比

此数值反映结构竖向抗侧力构件连续性。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→结构设计信息WMAS.OUT→楼层抗剪承载力及承载力比值→Ratio_Bu:X, Y。

GB 50011-2010建筑抗震设计规范第3.4.3条表3.4.3-2要求该值不宜小于0.80。第3.4.4条第2款要求该值不应小于0.65。

JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程第3.5.3条规定该值不宜小于0.80, 不应小于0.65, 当该值小于0.80时, 则应进行如下调整重新计算:

接PM生成SATWE数据→分析与设计参数补充定义→调整信息→薄弱层调整。

1.5 扭转周期比

此数值用于限定结构扭转刚度, 以防止扭转刚度太小。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→周期振型地震力WZQ.OUT→考虑扭转耦联时的振动周期 (s) 、X, Y方向的平动系数、扭转系数。

其中平动系数大于0.5的最长的自振周期为T1, 扭转系数大于0.5的最长的自振周期为Tt。

JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程3.4.5条规定:结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比, A级高度高层建筑不应大于0.9, B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不应大于0.85。

1.6 X, Y方向振型有效质量系数

此数值反映振型分解反应谱法所取振型数是否足够。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→周期振型地震力WZQ.OUT→仅考虑X (Y) 向地震作用时的地震力。

GB 50011-2010建筑抗震设计规范条文说明5.2.2, 及JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程5.1.13条均规定振型有效质量系数不小于0.90。

1.7 扭转位移比

此数值综合反映抗扭刚度, 质量分布情况及地震力分布。

查找位置:satwe计算结果→结构位移WDISP.OUT→Ratio- (X) , Ratio- (Y) , Ratio-Dx, Ratio-Dy。

JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程3.4.5条要求该值不宜大于1.2, 不应大于1.5, 当最大层间位移角小于限值的40%时, 可放宽至1.6。

GB 50011-2010建筑抗震设计规范3.4.3, 3.4.4, 及条文说明3.4.1表1中有更严格的规定。

1.8 最大层间位移角

此数值反映结构刚度。

查找位置:satwe计算结果→结构位移WDISP.OUT→最大层间位移角。

GB 50011-2010建筑抗震设计规范5.5.1条, JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程3.7.3条规定框架结构层间位移角不大于1/550。

1.9 柱轴压比

此数值整体反映柱荷载与抗力相对关系, 轴压比越小抗力富余越大。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→图形文件输出→混凝土构件配筋及钢构件验算简图。

GB 50011-2010建筑抗震设计规范第6.3.6条, JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程6.4.2条均有规定, 一般计算结果图形中超限会以红色标出。

1.1 0 质量比

此数值反映质量沿高度分布状况, 该数值越接近1表明质量分布越均匀。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→结构设计信息WMAS.OUT→各层的质量、质心坐标信息→质量比。

JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程第3.5.6条规定, 相邻楼层质量比不宜大于1.5。

1.1 1 剪重比 (最小地震剪力系数)

此数值控制地震引起的最小底部剪力。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→周期振型地震力WZQ.OUT→整层剪重比。

GB 50011-2010建筑抗震设计规范第5.2.5条规定, 根据设防烈度, 扭转效应, 结构周期查表5.2.5确定。

1.1 2 构件最大剪压比

此数值是受剪构件截面限制条件。

查找位置:satwe→分析结果图形和文本显示→文本文件输出→超配筋信息WGCPJ.OUT。

GB 50011-2010建筑抗震设计规范第6.2.9条, GB 50010-2010混凝土结构设计规范第6.3.1条、11.4.6条, JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程第6.2.6条。V/fcbh0即为剪压比。

2结语

计算软件虽然智能, 但计算结果仍需细心审核, 才能确保结构安全且符合相关规程规范要求。

参考文献

[1]JGJ 3-2010, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[2]GB 50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].

多高层建筑结构计算 篇5

关键词超限高层建筑；结构抗震；抗震计算分析；结构设计

中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0144-01

1高层结构超限情况的抗震设计

1）高宽比超限程度的控制以及抗震计算分析要求。在近几年的高层结构超限现象调查分析研究发现，目前大多数高层结构的超限现象以高宽比超限居多，这主要原因是由于建设面积局限而建筑高度不断增加所导致的。因此，研究高宽比超限问题是相当重要。

对于计算高层结构的高宽比，高层规范已经明确高宽比计算所选取的高度H一般是从地面算至檐口，但对于宽度的选取规范则没有明确规定，宽度B的选取主要是设计人员根据《高层建筑混凝土结构技术规程》图2.2.3建筑平面中的宽度选取。通过笔者参阅相关文献以及对高层结构设计经验，分析出计算高宽比所选取的宽度B应分为三种情况分析选取：①对于比较规则的高层结构来说，适宜取该建筑的最大宽度Bmax来计算高宽比；②对于建筑平面为圆形的高层结构来说，可以该圆的直径来作为宽度B去计算高宽比；而对于建筑平面为椭圆形的高层结构，适宜选取椭圆的短轴直径作为宽度B去计算高宽比；③对于存在超限的高层结构或者体型复杂结构，则应采用折算宽度去计算高宽比，这时折算宽度的计算是根据结构平面面积与惯性矩相同的原则进行。

对于存在高宽比超限的高层结构进行抗震计算分析时，应采用两个或以上的计算模型进行结构的内力以及变形计算。在抗震计算时，振型数个数的选取相当关键，一般情况下结构层数越多所选取的振型越多，而且所选取的振型数必须确保其振型有效质量要大于90%。另外，对于高宽比超限的高层结构，由于其结构高度较大，而基底的面积较小，在较大水平作用下较容易导致结构出现不稳定性现象，因此必须验算这种高层结构的抗倾覆稳定性，同时还须验算结构的基础底面是否出现受拉。

2）平立面规则性超限程度的控制以及抗震计算分析要求。由于建筑平面的复杂性决定了平立面不规则性高层结构十分常见。在近几年的平立面不规则超限高层结构的调查发现，其平立面不规则性的超限现象主要体现在这几方面：①楼层建筑平面的凹进或突出幅度超限规范允许范围；②建筑竖向立面收进幅度超出规范限值；③某些楼层的楼板存在较大开洞情况；④高层结构带有高位转换层。

对于平立面不规则性条件，高层规范对其相当明确，结构设计人员关键是要对带有不规则性的高层结构，在抗震计算分析时应采取何种合理的措施取进行结构的模拟。笔者对其进行了分析研究。对于楼板开大洞情况来说，由于大洞口对楼板的整体性以及楼板刚度产生有较大的影响，这时采用楼板自身平面无限刚度的假定已经不再适用，这时大洞口所处楼层的楼板存在着明显的弹性变形，因此在结构计算分析时应考虑楼板的弹性变形影响。

同时由于结构的平立面不规则性超限，结构的扭转效应必然是十分明显，笔者认为对于平立面超限的高层结构来说，其扭转效应必须要严格控制，如果结构平立面中只存在一个超限项目，则位移角比值控制在1.4以内，如果存在两项或多于两项超限则位移角比值必须控制在1.3以内。

另外，带高位转换的高层结构已经逐渐增多，但是带有转换层的结构，由于上部竖向受力构件不能向下连续贯通，必然会导致高层结构竖向刚度突变，因此对于带转换层的高层结构来说，其转换层在7度区时适宜为第2层，超过第二层则为超限现象，但转换层位置最高不宜超过第5层。

2工程概况

本超限高层结构地上层数为13层，地下为2层，地下主要用于停车库。所处地区的抗震设防烈度为7度，场地类别为II类。场地土不考虑饱和粉（砂）土液化影响，基础采用采用桩承台加设地梁。嵌固部位设置在地下室顶板，地下室顶板板厚为200m，底板板厚为600mm。平面形状基本为矩形，竖向构件基本连续；在结构第九层位置存在高位转换结构；在第五层楼面开始，有大跨度悬挑结构，悬挑最大跨度为6.9米。本高层结构的超限情况主要是：①大跨度悬挑；②楼板大开洞；③高位大跨度转换。

3超限高层结构设计与分析

1）结构设计要点。对于超限高层结构来说，在进行其结构设计时必须对其采取有效合理的设计方法，这样才能使超限高层结构满足承载力以及使用要求。笔者对这方面进行了研究，研究结果表明：①对于平面不规则、楼板联系过弱的高层结构来说，可以采取变形缝措施来把整体结构分成若干个子结构，然后再分别对子结构进行设计分析的，但对子结构之间的连接是十分重要；②对于扭转效应影响较大的超限高层结构，采取对称布置抗侧力构件措施来减小扭转效应对结构的影响程度；③对于存在大悬挑以及大跨度转换部位构件，采取提高大跨度悬挑和大跨度转换部位构件的混凝土强度等级措施；④减少立面凹凸、收进部位对其相连的两板式楼的影响；⑤对于大悬挑超限结构来说，可通过增加大跨度悬挑梁部位刚度，悬挑梁主筋伸进剪力墙内一跨；⑥楼板应力集中部位，应采用加大楼板厚度，或通过增加板配筋方法加强楼板刚度；⑦对于带转换层的结构来说，应采取加强转换层楼面刚度的措施，例如本超限结构中转换层楼板厚度取为150mm，配置了双层双向钢筋Φ10@150。

2）计算分析要点。对于超限高层结构来说，由于存在超限现象导致其计算模型与其他高层结构计算模型存在区别，必须对其计算模型进行合理修改以符合实际情况，同时其计算分析应更为严格。对于凹凸不规则或者楼板大开洞的超限高层结构，应采取符合楼板平面内实际刚度变化的弹性楼板计算模型来进行结构计算分析。确保结构有效振型数，以及适宜采用两个及以上计算模型进行校核验证。

4计算结果分析

采用结构空间有限元分析软件对本超限高层结构进行计算分析，采取合理的设计方法后，该超限高层结构在风荷载、地震荷载作用下的最大层间位移角均小于1/800，均满足高规要求；而且最大扭转位移比均不大于1.5，均满足高规要求。同时，有关计算结果还表明该高层结构的抗倾覆稳定验算满足要求。另外，结构的X方向和Y方向的刚重比均大于10，说明结构整体稳定性验算满足要求，计算结果X，Y方向刚重比均大于20，由此可知该结构可不考虑重力二阶效应的影响。

5结语

本文结合某超限高层结构实例，深入探讨高层建筑中高宽比以及平立面不规则性等超限情况的设计要点以及抗震分析要求，对该超限高层结构进行计算分析，分析结果表明，本超限高层结构所采取的抗震设计要点对于解决高层结构超限问题相当有效，可为实现高层结构超限提供指导。

参考文献

[1]吕西林,李学平.超限高层建筑工程抗震设计中的若干问题[J].建筑结构学报,2002,23(02):13-18.

[2]徐培福,王亚勇,戴国莹.关于超限高层建筑抗震设防审查的若干讨论[J].土木工程学报,2004,37(01):1-6.

谈大底盘多塔楼高层建筑结构 篇6

随着我国经济的飞速发展，城市用地的变得越来越紧张，为了解决用地问题，大底盘多塔高层建筑结构模式成为了开发商与设计人员的最爱，于是这种特殊的结构形式，更多地被应用在实际建筑中。但是大底盘多塔楼的高度占整个建筑高度的比例比较大，通常在35%以上，所以在设计和施工及后期地使用过程中都存在很多问题，这些问题如果不能合理有效的解决可能会造成严重的后果。笔者结合实际的经验，对大底盘多塔楼高层建筑结构进行简单的介绍，并从大底盘多塔楼高层建筑上部结构的嵌固端以及上、下部结构的共同作用两个方面对其进行研究和探讨。

2 大底盘多塔楼高层建筑的结构概述

大底盘多塔楼主要的结构特点为，在几个高层建筑的底部存在一个大裙房把建筑连为一个整体，形成一个大底盘；当一幢高层建筑的底部设置了较大面积的裙房时，则为带底盘的单塔结构，此种结构为多塔楼结构的一种特殊情况。针对多个塔楼只通过了地下室连为一体，而地上无裙房或是只有局部的小裙房但不是连为一体的情况下，通常不属于多塔楼结构。大底盘多塔楼的地下底顶板应必须满足结构嵌固的要求，且地下室刚度也应满足2.0的要求，每个单体独立计算，在建模时连地下层也要建进去，这样荷载传到基础上面的时候才不会少，至于地下室则需要整体再建一个独立的模。

在实际的项目工程设计中，大底盘多塔楼高层建筑结构可以分为以下两种设计方式：

1)上部多塔楼的嵌固端使用大底盘结构的顶层楼板。这种设计形式比较适用于带地下停车场的住宅小区。

2)上部多塔楼的嵌固端不能使用大底盘结构的顶层楼板。这种结构形式一般出现在以下情况：下部裙楼是商场或者服务用房，而上部塔楼是办公或者具有商住两用功能的综合性大楼。

3 大底盘多塔楼高层建筑基础设计简介

3.1 应用现状

目前，大底盘多塔楼高层建筑设计形式在我国应用非常广泛，据统计，我国在城镇每年竣工的建筑面积可以达到5×108m2。由于大底盘多塔楼高层建筑、地下车库建筑、地下商场、多层地下结构和大跨空间的出现，在目前的大型公共建设项目以及住宅小区的建设中都占有至关重要的地位，其面积可达到总竣工建筑面积的10%。

3.2 施工中的常见问题

1)上部结构塔楼对于大底盘地下结构刚度较大、基底反力均匀、荷载不均匀和基础底板的不均匀变形等设计不当的情况会引起基础开裂等现象。例如，某个高层建筑大厦的梁板式筏基出现开裂，导致建筑底板防水作用失效；国贸二期建筑工程中的底板出现裂缝，导致防水作用失效。

2)由于大底盘多塔楼高层建筑在竖直方向的应力比较大，尤其是荷载不均匀，经常出现不均匀沉降问题。目前来看，解决大底盘多塔楼高层建筑不均匀沉降的方法主要有：第一，设置沉降缝；第二，设置施工“后浇带”，当沉降基本稳定之后再浇筑“后浇带”混凝土。

3)高层建筑和纯地下车库的连接等同于主塔楼和裙房的连接，这就给地下停车场的施工带来了一定的难度。

4 大底盘多塔楼高层建筑上部结构的嵌固端

从结构设计的角度来看，因为大底盘是塔楼的嵌固端，每个塔楼在水平方向与竖直方向荷载的作用下可以看做是相互独立的，所以对于结构内力的分析可以分开进行。在这种情况下，塔楼上部的结构通常采用常规设计方案，不需要进行特别讨论。在进行大底盘结构的内力分析时，则必须要进行整体计算，但是由于塔楼的侧向刚度和底盘的侧向刚度相比较是较小的，因此上部的每个单个塔楼在水平地震力的作用下，对离塔楼位置比较远的大底盘构件所产生的影响是非常小的，在这种情况下，分析大底盘结构的构件内力时，可以不考虑多塔楼上部对大底盘造成的影响。由此可知，在大底盘多塔楼高层建筑的设计规程中并没有把这一类的结构形式归结到复杂高层建筑结构当中。同样的，在建筑结构设计中，对于在竖直方向的荷载作用，只需要进行整体的模型计算，而在水平方向的荷载作用，则不需要做复杂的整体结构分析。

以某住宅小区为例,这个住宅小区的地下2层是地下车库,地下1层是自行车库,上面部分的四栋楼层高度为11层，采用的结构形式是短肢剪力墙,抗震等级为三级,外部框架的抗震等级是四级，地震力的加速度是0.05g,场地属于Ⅳ类类别,地基基础设计是丙级。这个住宅建筑的地下部分抗侧刚度比较大,属于典型的大底盘多塔楼结构。所以，在建筑结构设计的初期,就应该先对多塔楼的嵌固端作分析,本工程在计算过程中采用的是SATWE计算软件，计算结果显示本工程大底盘层各个方向的抗侧刚度是：RJX=2.8728×106(kN/m),RJY=7.5715×106(kN/m)，建筑上面塔楼一层各个方向的抗侧刚度是：RJX=3.5866×106(kN/m),RJY=2.6456×106(kN/m)，数据表明，建筑下部大底盘层和上部塔楼一层相比抗侧刚度要大很多，所以，把大底盘顶层的楼板设计成建筑上部多塔楼的嵌固端是完全可以的。

大底盘多塔楼高层建筑结构体系的主要特点有：在多栋独立高层建筑的底部有一个连成整体的大裙房，也就是形成的大底盘。大底盘多塔楼高层建筑结构属于竖向的不规则结构；当大底盘上有2个或者是多个塔楼的时候，它的结构振型复杂，同时还会产生复杂的扭转振动，所以如果结构布置的不恰当合理，就会使竖直方向刚度发生突变，扭转振动反应与高振型影响也会随之变得更加严重。在实际工程设计中，总体来说，在设计大底盘多塔楼高层建筑的时候，可以把大底盘结构的顶层楼板作为高层建筑上部多塔楼的嵌固端。一般来说，带有地下停车位的住宅小区基本属于这种类型。

5 大底盘多塔楼高层建筑上下部结构的共同作用

在设计的时候，要考虑上部结构与下部结构（也就是地基）之间的共同作用。对于荷载情况、建筑体型、地质条件和结构类型进行综合的分析，以确定合理且有效的建筑措施、结构措施以及地基处理的方法。在同一个整体的大面积基础之上建设多栋高层建筑，沉降计算时要考虑上部结构、地基和基础的共同作用。在柱下条形基础的计算时，若是在较均匀的地基上，荷载分布较均匀，上部结构刚度也较好，并且条形基础梁高度不小于1/6的柱距时，则地基反力可以按照直线分布，条形基础梁内力可按连续梁来计算，这时边跨跨中弯矩和第一内支座弯矩值应乘以1.2的系数为宜；若是地基土较均匀和上部结构刚度较好，平板式筏基板厚跨比或梁板式筏基梁的高跨比不小于1/6，并且相邻柱荷载与柱间距的变化不超过20%的时候，其筏形基础可只考虑局部弯曲的作用。筏形基础内力，应按照基底反力直线分布来进行计算，在计算时，基底反力要扣除底板的自重与其上填土的自重。

当不满足上述的要求时，筏基内力应按照弹性地基梁板的方法进行分析。

6 结语

近年来，大底盘多塔楼高层建筑已经越来越受到人们的关注，并且被广泛的应用。我国虽然地大物博，但是人口众多，所以人均土地占有量非常少，随着经济的发展，大量的农村人口涌向城市，这样土地资源就变得紧缺，大底盘多塔楼高层建筑在很大程度上缓解了土地使用的问题，而且这样结构形式相对比较灵活，外形随意，在视觉效果以及功能使用方面也满足了人们对高品质生活的追求。与此同时，大底盘多塔楼高层建筑结构也存在一定的问题，这就需要设计及施工人员相互配合，避免出现质量隐患。

参考文献

[1]肖艳.浅谈大底盘多塔楼高层建筑结构[J].科技信息,2011(3):26-28.

[2]王作荣.谈高层建筑结构设计的要点[J].企业科技与发展,2010(16):76-80.

[3]唐兴荣.高层建筑转换层结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[4]陶峰.谈对高层建筑结构嵌固端的选取[J].电大理工,2010(1):13.

[5]江克宁.多、高层建筑嵌固部位选取的探讨[J].科技致富向导,2010(18):36-38.

[6]林建斌.关于地下室顶板作为嵌固端的探讨[J].科技风,2010(16):156-157.

[7]程建立,李珊.多高层建筑结构嵌固端实践应用分析[J].天津科技,2010(1):112.

大底盘多塔楼高层建筑结构的设计 篇7

随着人们对建筑功能要求提升, 高层建筑逐渐向多元化方向发展, 大底盘多塔楼高层应运而生。大底盘多塔楼高层建筑通过将两个或多个建筑相连, 该设计方式可提升建筑物的使用空间, 满足人们对建筑物商业空间和共享空间的要求, 获得占地面积小、容积率高的经济效益。但是当大底盘数量较多, 多塔楼结构也更加复杂, 建筑容易产生较大的扭转振动力。因此, 大底盘多塔楼高层建筑结构设计形式及其相关理论成为国内外专家和设计人员研究的重点。本文结合某大底盘多塔楼高层建筑结构设计, 分析了大底盘多塔楼高层建筑的设计方法。

1 工程概况

该大底盘多塔楼高层建筑属于某工程二期, 建筑包括综合楼 ( 11 层, 35 m) 、住宅楼各1 栋 ( 32 层, 94. 5 m) , 地下车库1 个 ( 主体双层, 局部3 层, 层高3. 5 m) 。该建筑东西和南北方向长度分别为120 m, 116 m, 总面积约59 400 m2, 车库尺寸97 m × 93 m, 一期车库已建成, 并与二期车库相同。住宅底部预建甲类核6 级人防地下室。建筑位于低丘岗地形, 地势变化大, 最大落差9 m, 地势沿西南—东北逐渐降低。建筑抗震防裂等级为6 度, 设计地震分组为第一组, 基本地震加速度为0. 05g, 基本风压0. 35 k N/m2, 抗浮水位绝对标高47 m。高层建筑总平面图见图1。

2 大底盘多塔楼高层建筑设计方案分析

2. 1 设计方案

该工程结构具有一定特殊性, 一是该建筑属于二期工程, 建筑结构设计应符合一期工程设计, 并且一期和二期工程分别先后设计施工, 因而设计前应首先明确地下室与一期设缝断开。二是已建车库需要与二期车库相通, 但是已建车库西侧和北侧分别高于和低于二期车库3. 6 m, 并且已建车库的一侧属于临空面, 二期车库底层周边形成可靠嵌固的难度大, 因而二期车库嵌固位置必须设置在最低标高区域。根据二期工程的特点及大底盘多塔楼高层建筑结构设计相关内容, 高层建筑结构总体嵌固部位设置于绝对标高为44. 8 m的底层。同时考虑地下室嵌固作用, 对南北方向塔楼的结构进行包络分析, 并对嵌固部位进行多模型对比, 计算不利值。由于塔楼的结构、受力计算复杂, 塔楼及车库底盘的间距远远低于底盘相应边长, 但是塔楼的层高、刚度和质量差异造成结构扭转效应变大。车库底盘结构超长, 因而还需要考虑温度效应产生的影响, 并通过增加抗裂钢筋以及完善构造削弱扭转效应[1]。该设计的优势在于建筑物的三个平面不均匀土产生的压力可由大底盘和塔楼承受, 虽然地势落差较大, 但是底盘尺寸大, 倾斜幅度小, 倾斜角对底盘和塔楼的不利作用被削弱, 地势落差增加地震作用。大底盘存在土体压力形成的摩擦力和被动土压, 桩基础承担侧力减弱, 还能保证车库的完整性, 满足对车位数量的需求。通过对该大底盘多塔楼高层建筑结构分析可以看到, 该设计方案虽然使建筑的结构和受力更加复杂, 但是适当调整后, 设计方案可使建筑设计符合各项标准, 且建筑的稳定性更好[2]。即使构造成本有所上升, 但是无需设置室外挡土结构及其他结构, 未导致建筑总体成本大幅度上升, 总体造价仍处于合理范围。

2. 2 高层建筑结构及参数分析

根据结构设计方案, 建筑结构总体高度为98. 7 m, 墙体采用剪力墙结构, 车库顶部绝对标高52 m以上采用两个凸型设计的造型, 以适应车库超长及不规则平面。凸型电梯和楼梯连接位置采用拉结加厚板和拉梁, 提高抗震性能; 剪力墙抗震等级三级。综合楼高度43. 2 m, 车库以上采用框架结构, 框架抗震、抗震墙抗震等级均为三级。竖向承重构件混凝土采用C45 ~ C30, 车库范围内柱体、剪力墙等结构均为C45, 梁和板混凝土、塔楼加强层楼面混凝土采用标号C35 设计, 其余楼面混凝土使用C30。综合楼车库顶板位置, 高层竖向构件混凝土等级应更高, 才能满足刚度和受剪承载力要求, 因而使用C50 混凝土。

2. 3 建筑结构设计应对措施

1) 本高层建筑工程包含综合楼和住宅楼各1 栋, 2 栋楼的质量和刚度存在较大差距, 计算结果显示综合和底盘的质心距超出标准范围, 且偏心距X轴和Y轴方向边长均小于20% , 因而该建筑车库周边设置剪力墙, 提高车库抗扭刚度, 减少扭转位移比, 提升大底盘和塔楼的整体性, 削弱扭转力增大对建筑整体性产生的不利影响。

2) 本高层建筑周边存在土层侧压力不均匀问题, 因而住宅塔楼相关范围内增加适量剪力墙, 形成高刚度的底盘, 保证主体抗侧结构传递和承受水平力性能。本建筑高度为98. 7 m, 基础深3 m, 根据住宅楼高度和基础深度对建筑单侧承受土压力和单塔的受力分析显示, 基础的整体稳定性符合标准, 基础未出现受拉问题。而地质勘察显示车库底部存在残积粉质粘土层, 因而需要提高桩的直径和承台深度, 并采用原槽浇灌方式浇筑承台, 使承台可靠传力。另外, 在进行回填周边土体操作前, 需要完成塔楼主体和车库整体结构, 并根据从高到低方式回填土, 控制回填土的质量[3]。回填土后进行分层压实, 保证压实系数高于0. 94。

3) 提高振型数, 根据计算结果, 振型数应为84 可充分反映高振型下结构内力影响, 减少扭转效应增大带来的影响。

4) 为保证底盘和塔楼的性能符合要求, 还需要采取以下五点措施: 一是提高塔楼及塔楼范围内竖向构件的抗震等级, 如将塔楼底部加强区、综合楼楼面0. 1 m标高下范围的抗震等级提升至二级; 二是增加底盘车库两层、底部两层楼面板的厚度, 并适当增加配筋构造。刚性底盘范围内车库板厚度应高于其他位置厚度, 本建筑刚性底盘范围内车库板厚度及其他位置厚度分别为200 mm和180 mm; 控制车库两层拉通配筋率, 配筋率应不低于0. 25% ;三是提高车库塔楼连体屋面梁截面, 增强连体屋梁的钢筋构造, 重点做好范围内相连梁的截面和构造设计[4]; 四是提升塔楼与车库相连范围内各构造的截面和配筋, 加大配筋率; 五是提高车库周边剪力墙配筋率。

5) 由于车库以上11 层框架结构存在刚度突变危险, 因而提高框架结构弹塑性变形能力, 弹塑性层间位移角符合规定要求, 并提高一层柱混凝土等级配筋构造。调整塔楼外围局部跨楼板标高、毗邻梁截面, 保证水平力有效传递, 预防错层[5]。

6) 低东北侧部分结构外露跨梯考虑结构温差, 并使用PMSAP计算温度应力, 增加钢筋数量, 其他部位纵向超长结构增加构造钢筋。

7) 该基础设计为甲级。根据地质勘察数据, 建筑物采用人工挖桩基础, 减少负荷差异引起的沉降变化。该处理方式作用还体现在增强孔桩的抗侧能力。车库部位基础采用全风化泥质砂岩, 可降低工程造价, 还能缩短桩的长度。

3 结构计算分析

使用设计软件结构受力情况进行分析和整体验算, 增加对综合楼抗震弹塑性变形验算, 并对各塔楼车库地板嵌固位置和车库顶板标高位置的整体倾覆进行验算, 保证结构力学设计的科学性[6]。地震作用采用整塔模型和切分多塔模型分析计算, 并按照双向水平地震作用计算扭耦联效应。模型计算结果用于优化结构的钢重比、受剪承载力、剪重比等。分塔模型结果用于控制塔结构周期、周期比和位移比。共进行两次模型计算, 取最不利值为设计依据。

除裙楼外竖向构件层最大水平位移和层间平均位移的平均值为1. 2 倍外, 其余均小于1. 2 倍, 符合设计要求。最大位移比位于西北角, 并与一期地下车库相连。综合楼塔楼的地震弹塑性变形层间位移角为1 /290, 变形实验显示梁端为产生塑性铰的主要位置。

4 结语

当建筑两侧水平高度差异较大情况下, 可利用“斜地平线”理念设计, 科学计算并做好加强工程的方法, 或者设计独立的支护结果作为支撑。虽然相关文件规定建筑应重点考虑地震的影响, 但是本建筑自身还发挥支挡作用, 受到土压力和传递建筑两侧不同标高地震运动引起的作用, 因而本研究取值的合理性还需深入分析。在具有一定坡度场地建设大底盘多塔结构, 需要提升底盘抗侧刚度和楼板水平刚度; 对于塔楼质量和刚度分布不均大底盘多塔结构设计, 还需要重点做好扭转效应控制措施, 特殊情况下可增加振型数计算, 满足抗震性要求。

摘要：以某大底盘多塔楼高层建筑结构设计为例, 在全面分析建筑结构的基础上, 制定了合理的设计方案与流程, 设置了结构的主要设计参数, 并分析了建筑结构设计中存在的问题, 总结了具体的应对措施, 提升了建筑物的整体性能。

关键词：大底盘多塔楼,建筑结构,设计方案,应对措施

参考文献

[1]胡广良.大底盘双塔楼超限高层结构设计及抗震分析[J].建筑技术, 2013 (5) :456-460.

[2]卢富永.大底盘多塔建筑的结构设计有关问题的探讨[J].建筑技术开发, 2012 (9) :10-11, 29.

[3]杨学林, 祝文畏.复杂体型高层建筑结构稳定性验算[J].土木工程学报, 2015 (11) :16-26.

[4]赵楠, 马凯, 李婷, 等.大底盘多塔高层隔震结构的地震响应[J].土木工程学报, 2010 (S1) :255-258.

[5]JGJ 3—2010, 高层建筑混凝土结构设计规程[S].

多高层建筑结构计算 篇8

目前, 我国内地建成和在建的高层钢结构建筑有近40幢, 总面积约320万平方米, 用钢量约30万吨, 投资约600亿人民币。与此相适应, 我国在高层钢结构的科学研究、设计软件的编制、设计能力及各项配套的工艺方面均取得较大的进展, 在钢结构的制作及安装方面的国产化已具有相当水平。多层钢结构多应用于住宅体系, 但其发展在我国仍处于起步阶段。国家为加快住宅产业现代化的步伐, 采取了一系列的政策措施, 不但明确提出要积极合理地扩大钢结构在建筑中的应用, 同时, 还明确规定了被淘汰建材品种及时间表等等。

2 多高层钢结构体系的优点

虽然制约钢结构推广的因素很多, 但是其中最重要的是其造价问题。要降低成本, 势必从减少结构用钢量、减轻结构自重着手, 除采用合理的设计方法之外, 还需要研究开发经济合理的结构体系以及轻质高强的楼板和墙板。减轻结构自重, 不仅可以节约大量建材, 降低工程造价, 还有利于抗震, 从而获得良好的经济效益和社会效益。多层钢结构的优点可以归结如下, 1) 设计制造周期短, 设计生产一体化。2) 大跨度、大开间, 有利于功能、空间的灵活布置。3) 钢结构体系具有良好的抗震性能。4) 自重轻, 降低基础造价。5) 工期短, 施工效率高, 采用钢结构体系可为施工提供较大的空间和较宽敞的施工作业面。6) 钢结构的质量容易保证。7) 管线布置方便。8) 节能环保, 钢材可以重复使用, 遗留的废料垃圾少, 其生产和使用中对自然环境的破坏小。

3 多高层钢结构体系简介

3.1 框架体系

框架体系是指沿房屋的纵向和横向均采用框架作为承重和抵抗侧力的主要构件所形成的结构体系。框架节点是结构整体性的关键部位, 但同时又是应力集中的地方。许多震害表明:节点往往是导致结构破坏的薄弱环节。框架结构的侧向刚度小, 属柔性结构。框架结构的变形主要由剪切及整体弯曲变形构成。层数较少时, 大部分位移由剪力引起的梁柱弯曲产生。但随着层数增加, 框架尤如悬臂梁, 柱子轴向伸长和压缩, 使整体弯曲变形所占比例增加。

3.2 框架———支撑体系

框架———支撑结构体系是由纯框架体系变化而来, 即在框架体系中部分框架柱之间设置竖向支撑, 形成支撑框架, 属于双重抗侧力结构体系, 支撑框架是第一道防线, 框架是第二道防线, 支撑框架中的竖向支撑产生屈曲或破坏后, 由于支撑斜杆一般不承担竖向荷载, 所以不影响结构承担竖向荷载的能力, 不致危及结构的基本安全要求。在这种体系中, 框架的布置原则和柱网尺寸, 基本上与框架体系相同, 支撑大多数沿楼面中心部位服务面积的周围布置, 沿纵向布置的支撑和沿横向布置的支撑相连接, 形成一个支撑芯筒。一般而言, 钢框架-支撑体系用于非地震区40层以下的楼房是不会超出经济、有效的范畴的。地震区不超过12层的楼房, 可用中心支撑;超过12层的楼房, 8、9度时宜采用偏心支撑等消能支撑, 但顶层可采用中心支撑。

3.3 框架———墙板体系

框架———墙板体系是以钢框架为基础, 于框架间嵌置一定数量的带肋钢板或预制钢筋混凝土墙板所组成的结构体系。框架———墙板体系整个建筑的竖向荷载全部由钢框架承担。水平荷载引起的水平剪力由钢框架和墙板协同工作, 共同承担, 并按两类构件的层间抗推刚度 (侧向刚度) 的比例分配。由于墙板具有较强的抗推刚度和受剪承载力, 在风或地震作用下, 框架———墙板体系的侧移比框架体系减小很多, 因而可以用于层数更多的建筑。具有特殊构造措施的墙板, 其延性比普通现浇钢筋混凝土墙体大数倍, 因而能与钢框架更协调的同步工作。

3.4 框筒体系

框筒体系是指由建筑平面外圈的框架筒体和楼面内部的框架所组成的结构体系。因为框筒体系的抗侧力构件是沿房屋周边布置, 不仅具有很大的抗倾覆能力, 而且具有很强的抗扭能力, 所以框筒体系也适用于平面复杂的建筑。楼面内部的框架仅承受重力荷载, 所以, 柱网可以按照建筑平面使用功能要求随意布置, 不要求规则、正交, 柱距也可以加大。作为抗侧力立体构件的框筒, 具有很大的抗推刚度。框筒体系中的框筒, 将承担建筑全部水平荷载所引起的水平剪力和倾覆力矩。

3.5 交叉错列桁架体系

交叉错列桁架结构体系主要适用于住宅、办公楼、旅馆、公寓等中高层建筑, 平面布置最适宜采用矩形, 也可采用其它形状如L形、T形或半圆形, 但其计算较为复杂。交错桁架结构体系的基本组成是楼板、桁架和柱子。柱子仅在房屋周围布置, 不设中间柱。桁架的高度等于楼层高度, 跨度等于建筑全宽, 它的两端支承在房屋外围钢柱上, 在相邻柱轴线上为上、下层交错布置。而楼面板跨越桁架间距的一半, 一端支承在一桁架的上弦杆另一端则悬挂在相邻桁架的下弦杆, 因此, 每层楼面在两个相邻桁架之间可以获得一个较大的空间。

3.6 混凝土芯筒———钢框架体系

混凝土芯筒———钢框架体系是指由钢筋混凝土芯筒与外圈的刚接或铰接钢框架共同组成的混合结构体系。当建筑的楼层平面采用核心式建筑布置方案, 沿楼面中心部位的服务型面积周边设置钢筋混凝土墙体所形成的芯筒, 是一个立体构件, 在各个方向都具有较大的抗推刚度。混凝土芯筒是结构体系中的主要或唯一的抗侧力竖向构件。当楼面外圈为刚接框架时, 芯筒承担着绝大部分作用于整个建筑的水平荷载, 一小部分由钢框架承担。当楼面外圈为铰接框架时, 芯筒则承担楼房的全部水平荷载。

4 结语

本文回顾了国内外多高层钢结构体系的发展情况, 归纳了国内外常见多高层钢结构体系的优点, 同时总结了目前多高层钢结构体系楼板、墙板的类型及其性能特点, 以期为新型轻钢结构体系设计提供技术基础。

摘要：多层钢结构多应用于住宅体系, 但其发展在我国仍处于起步阶段。国家为加快住宅产业现代化的步伐, 采取了一系列的政策措施, 不但明确提出要积极合理地扩大钢结构在建筑中的应用, 同时, 还明确规定了被淘汰建材品种及时间表等等。

关键词：建筑设计,轻钢结构体系,现状

参考文献

[1]康昌平.多层钢结构住宅结构体系探讨[J].山西建筑, 2009.

[2]李显林, 孙玉宝.对钢结构住宅可行性分析及其设计思路的探讨[J].中国科技信息, 2005.

多高层建筑结构计算 篇9

关键词：高层,钢结构,住宅,技术,应用

随着时代的发展, 社会的进步, 老百姓对住房的要求也随着增高, 新型钢结构建筑优势明显, 因此在住宅建筑中的得到了非常广泛的应用。我国目前住宅建筑中所使用的多层钢结构体系, 是一种先进的技术水平含量高的绿色环保型的结构体系, 而为了保证建筑的质量, 就必须从整体上进行施工质量的有效控制。

1多高层钢结构住宅体系的构成及特点

(1) 用于住宅建设的钢结构特点突出, 同传统的建筑结构的形式比较, 除了强度更高、自重更轻、抗震性更强、更节约材料以为, 最突出的一点就是钢结构体系更加的绿色环保, 与现如今的“绿色建筑”的时代主题相符合, 是当下使用最为广泛的一种新型结构形式, 对住宅建筑产业的发展有非常大的促进作用。

(2) 钢结构在施工的过程中, 灵活性比较强, 主要体现在内部的分割、接高和加固方面。

2 高层住宅钢结构体系存在的问题

(1) 我国多高层钢结构住宅建筑技术在实际应用和市场运作过程中, 还存在许多的问题。虽然刚才具有较高的强度能够增加住宅的坚固性, 但是在制作构件的过程中, 却有很大的局限性, 一般的构件横截面都不大, 而且没有足够的厚度, 一旦压力增加, 就会失去原有的稳定性, 因此, 影响了刚才的强度的正常发挥。

(2) 在钢结构节点的设计方面, 也存在一定的问题, 从我国建筑业的整体发展来看, 必须加强对这方面内容的深入研究, 特别是柱梁刚性节点塑性铰外移和防止焊接节点的层状撕裂等方面, 钢结构住宅的墙体不受空间结构的限制, 可以单纯的作为围护性结构而存在, 这时就可以结合居住空间的实际要求灵活的进行分隔。多高层钢结构建筑建设过程非常的复杂, 在施工时, 要特别注意施工技术的正确使用, 以确保钢结构建筑具备最佳的使用性能。

3 多高层钢结构住宅的建筑技术

(1) 钢结构住宅的内墙应尽量采用非承重轻质隔断墙, 特别是作为防火分区的隔墙, 必须确保墙体耐火极限要求。通过高强度螺栓的安装来进行墙体的连接时目前最先进的一个方法。其特点主要体现在方便施工、拆换方便、能够均匀的进行力的传递。从某种程度上来说, 外墙板要比整个结构体系还要重要。其原因就是住宅建筑的主要功能都是通过外墙板来实现的。在设计的过程中, 需要结合建筑物的实际高度和水平受力的情况来进行支撑的数量、形式以及抗侧力体系的调整。在整个施工的过程中, 更是要以工程实际为出发点, 以吊装的顺序作为安装的依据, 完成吊装之后, 还要认真的进行反复的校验, 使吊装得到最佳的精准度。非承重轻质隔断墙主要就是为了空间的隔离而设计的, 对于内隔墙材料的选择和构造的设计来说, 必须以居住建筑的各项指标和要求作为依据, 满足强度和防火等方面的要求。

(2) 合理的布置桁架隔层, 能够使桁架弦杆引起的局部弯矩大大的降低, 也使框架平面内的的柱体弯矩缩小, 有利于断面尺寸的减小, 加大横向的框架刚度, 减小侧向位移。为了钢材得到更加合理的使用, 节约成本, 也可以用钢管混凝土柱代替框架柱。承重钢结构体系在结构的设计上也需要遵循一般的设计原则, 即强柱弱梁、强节点弱构件, 而在真正的工程设计的时候, 想真正满足这个设计原则并不容易, 在这样的情况下, 就把控制的重点放在轴压比上就好。钢结构适合平面较规范, 不规则情况少的建筑上, 一些轴线复杂多变, 形心和质心距离较大和有较大扭转的住宅平面不宜使用钢结构。由于钢管混凝土柱将钢柱和混凝土的优势有效的结合了起来, 这就大大增加了单柱的轴向承载力, 也能有效的减小钢柱截面的尺寸。钢结构住宅设计时需要考虑到建筑的负荷量, 并在负荷的作用下进行水平位移控制, 因此, 抗侧力结构是建设中考虑的重点。

4 多高层钢结构住宅的工程应用

(1) 多高层钢结构住宅技术作为西方和日本等发达国家广泛应用的一种成熟技术, 在我国的建筑领域已经得到了一定的推广和发展。钢框架建筑的荷载主要靠梁柱进行传递, 墙体在承载上几乎发挥不了作用。钢管混凝土柱的浇筑, 采用新型泵压顶升技术, 减少了混凝土的浪费, 大大减少了建筑垃圾的产生。在电梯间和楼梯的位置形成由钢筋混凝土为支撑的核心筒, 来支撑剪力墙形成的侧力压力, 能够更好的增强结构的稳定性, 有利于抗侧刚度的优化, 对抗震性能的改善也有很大的作用。从国际范围内的研究来看, 钢结构由于阻力比较低, 因此应该进一步进行耗能支撑和节点的减震性能的研究。通过采用钢结构梁柱, 能够有效的缩小横截面积, 降低模板材料的使用量, 既节省资源, 也能更好的保护环境。

(2) 现代城市建筑在停车位方面的需求量越来越大, 这就需要地下车库的开发和使用, 这就要求地下室的层高要符合车库的实际要求, 地下室可以适当的进行立体升降车库的安装。立体多层停车设备比较节省空间, 布局比较灵活, 能够较好的实现存取的自动化, 而且投资并不是很多, 比较适合城市中心土地资源紧缺的情况。中国建研院已经同天津建工集团进行了合作, 从研发、设计、生产到工程的施工形成了全面的“钢-混凝土组合建筑体系”的钢结构住宅成套技术, 同时已经在天津成功的建设了三十万平方米的钢结构住宅。建成的住宅体系主要的构成包括承重的框架-支撑体系、节能型复合外墙板和挤出型内墙板等, 已经申请了很多项的专利了。该工程在工程造价方面基本等同于钢筋混凝土结构, 体现了较高的产业化程度、较高的施工速度和先进的综合施工技术等优势。

5 结束语

现如今, 多高层钢结构的应用空间越来越大, 已经将钢结构住宅的使用推向了一个新的高度, 对我国建筑事业的发展意义重大。我们应该不断的进行钢结构体系应用技术的研究和开发, 进一步推进国内钢结构在房地产行业中的使用, 从而促进钢结构体系的健康持续发展。

参考文献

[1]杨煦.钢结构住宅结构体系应用研究[D].北京交通大学, 2014.

[2]孔德超.钢结构住宅技术与经济性分析[D].山东大学, 2010.

浅析多高层钢结构住宅楼板设计 篇10

钢结构住宅作为一种新型的住宅形式,是在最近20年间才开始投入实际工程中使用的。虽然钢结构在保护环境、资源合理利用、推进住宅产业化发展等方面具有绝对优势,但还存在很多限制其发展的因素,例如钢结构建筑材料价格高,加上缺乏行之有效的行业法规,几方面原因导致钢结构在普通民用建筑中难于推广应用。鉴于此,本文特以多高层钢结构住宅设计为例,选取其楼板设计为分析对象,从选择原则、类型及综合对比等方面进行了深入地比较与分析,望对钢结构应用于普通民用住宅中起到推进作用。

1 多高层钢结构住宅楼板的选择原则

钢结构的基本元件是冷弯或热轧的型钢和钢板,它的承载能力高,外部尺寸小,重量轻,由于框架这种形式,建筑内部支撑少,空间布置的灵活性大。在设计中,针对结构材料和类型特征,应把握如下设计准则:

(1)设计中综合考虑布置梁柱的位置,特别是柱的形式、排列和柱距,应最大限度地满足居住空间灵活性的要求。(2)选择合理的楼盖结构跨度,既不要太大(导致板厚加大,自重增加),也不要太小(不经济)。(3)选择适当的位置布置结构支撑体系,以不妨碍建筑空间布局为宜,应避免设在有门窗洞口或将来住户有可能开设门窗洞口的位置。(4)选择适宜的钢结构类型,考虑人力、气候、原材料、工期、造价等综合因素的影响。(5)结构构件设计应尽量简化且尺寸精确,以免增加现场安装的困难和导致废料的产生。(6)选择隔声、防渗效果好的楼板体系,保障居住环境的舒适性。(7)充分考虑钢构件的防火性能以及因此而产生的费用。

2 多高层钢结构住宅楼板的类型

2.1 全现浇楼板

这种楼板与混凝土结构建筑完全相同,楼板建造需支模,大量湿作业,施工现场工作量大,混凝土养护时间较长。而且因混凝土收缩、地基沉降、温度等原因,楼板易开裂,影响使用功能。但是成本低、防火性能较好、施工单位较熟悉,目前在钢结构住宅中仍有不少应用。

2.2 半预制半现浇楼板

(1)压型钢板-现浇钢筋混凝土楼板。通过栓钉将压型钢板固定在钢梁上,作为永久性模板,同时考虑压型钢板参与部分楼板受力。现浇混凝土层整体性好,方便水、电等设备管线的敷设。由于压型钢板底部不平整,而且压型钢板外露防火性能较差,因而楼板下部需要做防火处理并加设吊顶,既增加造价又降低室内空间净高,国外一些生产企业对压型钢板进行技术改造,生产推广闭口型压型钢板作为钢结构楼层模板。该种钢承板将板波口部缩小,板面与混凝土现浇层接触面较多,而暴露在外的面积较小,因而可以不做板底防火处理,即能达到楼板防火要求。同时由于板底平整,无须吊顶,只要板底喷涂即可,保证室内有效净空。现浇混凝土若采用轻骨料混凝土,可以大大降低结构楼板自重。(2)预制预应力叠合现浇楼板。将工业化预制的预应力混凝土薄板与钢梁连接,上浇混凝土现浇层组成叠合板。这种叠合板同样无须模板,施工方便,且省去了压型钢板,可降低造价。楼板厚度根据跨度大小经计算确定。通常,预应力混凝土薄板厚度为0~100mm,宽度国内普遍采用900mm、1200mm两种类型,长度可达到6m。现浇混凝土板厚度为50~80mm,现浇层加强楼板整体刚度,防止预制板开裂,并可以增加楼板的隔声性能。(3)双向轻钢密肋组合楼盖。由钢筋或小型钢焊接的单品析架正交成的平板网架,并在网格内嵌入五面体无机玻璃钢模壳而形成双向轻钢密肋组合楼盖。施工时利用平板网架自身的强度、刚度,并配1~2点临时支撑即可完成无模板浇注混凝土作业。钢框架梁和轻钢析架被现浇混凝土包裹形成双向组合楼盖,增加了楼板的刚度。无机玻璃钢模壳高度约250mm,500~600mm见方,混凝土现浇层厚度为50~70mm,楼板总厚度较大(密肋模壳可供设备管线穿过),需要架设吊顶。(4)密排小桁架-现浇混凝土楼板。楼面次梁采用密排小析架替代,与现浇混凝土楼板组合作用,各类管线可从析架空腹穿过,同密肋模壳楼板一样,也需要设置吊顶。

2.3 全预制楼板

(1)压型钢板干式组合楼板。以冷弯薄壁型钢制成的大波纹压型钢板作为结构楼板骨架,结构钢梁预制为下翼缘加强加宽型,压型钢板置于结构钢梁的下翼缘上,跨度可达6m,上部钉高密度水泥刨花板,下部加一层保温隔声材料,底部防火石膏板吊顶。楼板各部件工厂预制,现场施工组装,构件采用螺栓连接,施工全过程无水化。压型钢板厚度与钢梁相同,楼板总厚度在200~400mm。总重量约为混凝土楼板的1/6。在欧洲各国使用较多,国内只有引进的小住宅采用。(2)预制加气混凝土楼板。预制加气混凝土楼板是以硅砂、水泥、石灰等为主要原料,内配经过防锈处理的加强钢筋,经过高温、高压、蒸气养护而成的多气孔混凝土板材。计算密度650kg/m3,是混凝土的1/4。具有质轻耐火等特点。板材由工厂预制加工,可根据设计要求定制,也可批量定型化生产。板材容许最大荷载5.0k N/m2,最大长度可达4m。现在国内已有生产厂家引进日本等国家技术设备,大量生产制作并投入使用。

3 多高层钢结构住宅不同类型楼板的综合比较

从大范围可分为复合式和单板式。其中预制加气混凝土楼板为单板式,压型钢板一现浇钢筋混凝土楼板由于压型钥板在很大程度上作为模板使用,因此也可归为单板类,其余均为复合式。从工厂装配化程度、施工组织、隔声防火效果、设备管线敷设、空间利用率(净高)、造价几方面列表分析中可以看出,不同类型各有优缺点。

4 结语