超限高層建筑大懸挑樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計

呂 選

(河北建偉工程設(shè)計咨詢有限公司，河北 石家莊 050000)

在最近幾年國內(nèi)外的建筑事業(yè)都取得了飛快的發(fā)展，尤其剛剛興起的大懸挑結(jié)構(gòu)備受建筑工程師的喜愛和青睞。因此我們在設(shè)計這類建筑時使用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，其目的就是為了很好的調(diào)整大懸挑建筑的結(jié)構(gòu)，以此來提高這類建筑的抗震能力和抗破壞性，進(jìn)而促進(jìn)建筑事業(yè)的良好發(fā)展。

1 大懸挑結(jié)構(gòu)建筑和傳統(tǒng)建筑的各項性格指標(biāo)比較

1.1 實(shí)例介紹

在傳統(tǒng)的建筑中主要有地基部分和承重墻來保證整個建筑的穩(wěn)定性，而且大懸挑建筑中，建筑的主體部分的性能指標(biāo)全部由大懸挑來決定，這也是這類建筑與傳統(tǒng)建筑的不同之處，主要是因為豎向剛度突變而引起的相關(guān)指標(biāo)的變化。就以深圳某建筑為例，該建筑共分為三個區(qū)域，并且設(shè)置了4 層地下停車庫，其中地下一層和上樓層設(shè)置了防震縫，其中A 塔高244.6m，共57 層，八層到十一層之間的東側(cè)和南側(cè)都有大懸挑樓梯層。

1.2 結(jié)構(gòu)質(zhì)量比較

毫無疑問的是，相對于傳統(tǒng)建筑來說，這類建筑的結(jié)構(gòu)質(zhì)量是比較低的，因為懸挑結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)增加了主體部分的承重力，其結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一系列的變化，不過在使用還是能夠放心使用的，不會給我們的日常生活帶來不必要的影響。

1.3 結(jié)構(gòu)周期比較

通過我們的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，大懸挑結(jié)構(gòu)的模型都有著比較大的變化第一周期和第二周期時間都有了明顯的增長，同時其扭轉(zhuǎn)周期也會發(fā)生變化，這就說明了大懸挑建筑十分容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

1.4 樓層剛度比較

因為需要將樓層挑出，因此挑出樓層的下一次會成為薄弱層，其樓層剛度就有了很大程度的減小，這就非常容易造成其他事故的出現(xiàn)。

2 超限高層建筑的大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

2.1 由超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的受剪面驗算樓板厚度

就走量限高層建筑大懸挑樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，其安全性與穩(wěn)固性，是我們要放在第一位的。情架與塔樓的核心筒是相聯(lián)系的，但是由于不同的情架之間存在上弦軸的不同程度的變形，所以就導(dǎo)致了相對較大的水平剪力的出現(xiàn)在塔樓范圍的樓板施工過程中。因此，我們就樓板的應(yīng)力分析，懸挑結(jié)構(gòu)的面層結(jié)構(gòu)和相連塔樓的范圍的受剪驗算都是較為具體的。都有具體的公式來進(jìn)行計算，以期滿足精確的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)完美的超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)建造。恒載與活載情況之下的截面剪力是不同的，以及在有無大震組合的作用下也是有不同的截面剪力。綜合理論探討和實(shí)驗的結(jié)論，以及經(jīng)過一系列的驗算，得知樓板的受剪厚度要求大概在200毫米左右，就可以滿足要求。

2.2 超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的施工過程

我們在建筑現(xiàn)高層的大懸挑樓層肘，在施工監(jiān)測肘，主要內(nèi)容有首先，我們在施工過程中，大懸挑的結(jié)構(gòu)所施加的荷載和結(jié)構(gòu)的位移，以及關(guān)于應(yīng)變的監(jiān)測，還有對情架的材料和各種特性的監(jiān)測以及監(jiān)測溫度的相關(guān)事宜。其次，我們在鋼結(jié)構(gòu)的安裝方面，由那些組拼方法的合理設(shè)計和建造過程中的質(zhì)量安全保證措施，以便進(jìn)步地確保施工的質(zhì)量和安全。更確切地說，我們在鋼筋工程方面的使用，主要是為了解決鋼筋與型鋼之間的相互穿越問題。最后，對于大懸挑的模板工程建造是通過合理地選擇底模和側(cè)模，去保證模板剛度、強(qiáng)度以及整體穩(wěn)定性和可靠性，通過對堅固面板的選擇和使用來保證混凝土的效果。最終達(dá)到超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的堅實(shí)與穩(wěn)固。

2.3 超限高層建筑大懸挑樓層結(jié)構(gòu)的懸挑析架的節(jié)點(diǎn)

大懸挑樓層的結(jié)構(gòu)設(shè)計是較為精密的，不僅僅是因為樓層具有定的高度，要對震級，以及安全性考慮在內(nèi)。所以說，懸挑結(jié)構(gòu)的懸挑情架是較為關(guān)鍵的部分，性能水準(zhǔn)的級別在大、中、小震之間不等。對于懸挑情架的節(jié)點(diǎn)我們要進(jìn)行相應(yīng)的元應(yīng)力分析，與此同時，荷載的組合情況我們也要考慮在內(nèi)，結(jié)合活載和恒載，以及風(fēng)荷載，最后分析大震組合的不同作用，以及在節(jié)點(diǎn)受力情況不同的時候，有什么變化。例如：第一，在風(fēng)荷載起主導(dǎo)作用的時候，并且節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力都低于260MPa，并且安全儲備較大的狀況都會使節(jié)點(diǎn)處于高彈性的狀態(tài)：第二，在大震進(jìn)行組合的情況之下，節(jié)點(diǎn)大部分都是處于低于250MPa 的狀態(tài)，但是對于節(jié)點(diǎn)底部的應(yīng)力值來說，確是在394MPa 到490MPa 之間。由具體的操作實(shí)際出發(fā)，我們將對柱型鋼的厚度做出輕微的調(diào)整。第三，就節(jié)點(diǎn)區(qū)域和桿件端部的應(yīng)力情況來分析，我們知道對于承受較大應(yīng)力的部位應(yīng)該在桿件的端部。因此，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱的構(gòu)件設(shè)計理念可以在我們的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造中得到相應(yīng)的休現(xiàn)。

3 結(jié)語

通過我們?nèi)粘５挠^察發(fā)現(xiàn)，越來越多的大懸挑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在我們的日常生活之中，我們應(yīng)該不斷的吸取國內(nèi)外的教訓(xùn)，在這些教訓(xùn)中不斷的總結(jié)經(jīng)驗，這樣就可以在最根本上了解大懸挑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的具體方案，同時在選取材料和結(jié)構(gòu)方案時，還應(yīng)該選取最好的方案和質(zhì)量最好的材料，這樣才能在最根本的地方提高建筑的質(zhì)量，促進(jìn)建筑事業(yè)的快速發(fā)展。