超限高層建筑大懸挑樓層結構設計研究

彭濤

【摘要】建筑事業不斷發展，也逐漸增加了建筑類型，在建筑工程中廣泛利用大懸挑結構。超限高層建筑具有不規則的建筑扭曲，同時具有不連續的樓板，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構，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構設計，提出合理的建筑方案，保障建筑使用的安全性，促進我國建筑行業快速發展。

【關鍵詞】超限高層建筑;大懸挑樓層;結構設計;建筑方案

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.038

建筑事業不斷發展，當前建筑企業退關利用你大懸挑結構，但是這類建筑設計方案和傳統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整建筑方案。大懸挑結構的施工周期和位移等發生變化，因此降低了大懸挑結構建筑的抗震性和抗破壞性，因此建筑企業需要合理選擇優化設計方案，調整超限高層建筑大懸挑樓層結構，保障整體建筑的抗震性，保障整體建筑工程質量。

1、比較奧尼分析超限高層建筑大懸挑樓層結構

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構樓板應力需要考慮綜合桁架的作用。在恒載作用下，緊密聯系懸挑層根部和塔樓，因此具有較大的拉應力。在樓板設計階段，需要考慮拉應力，利用構造措施減少拉應力。在塔樓位置設置后澆帶，在完工之后需要拆除臨時桁架，最后再澆筑混凝土。【1】

1.2比較結構質量

針對傳統建筑，超限高層建筑大懸挑樓層結構質量比較低，因為建設懸挑結構，主體承重力因此增加，也因此改變了整體結構，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量。

1.3比較結構周期

超限高層建筑大懸挑樓層結構施工明顯增加了施工周期，同時也改變了扭轉周期，因此說明大懸挑建筑會引發扭轉情況。

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，這樣很容易引發安全事故。

2、超限高層建筑大懸挑樓層結構設計方法

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構設計過程中，需要保障整體安全性和穩固性。聯系桁架和塔樓核心筒，因為在上弦軸上，不同桁架會產生變形問題，因此在塔樓樓板施工中會產生較大的水平剪力。因此設計人員需要分離樓板應力，準確的驗算懸挑結構面層結構和塔樓的受剪力，提高設計的精確性，保障超限高層建筑大懸挑樓層結構質量。不同的恒載和活載會產生不同的截面剪力，設計人員需要控制樓板受剪厚度在200mm以內，滿足整體設計要求。【2】

2.2超限高層建筑大懸挑樓層結構施工過程

在超限高層建筑大懸挑樓層施工中落實施工監測，需要監測大懸挑結構的荷載和結構位移，同時需要全面監測應變力，同時需要監測桁架和材料的特性，實時監測工作溫度。施工單位在安裝鋼結構的過程中，需要合理設計組拼方法，保障建造施工質量和安全性。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，合理選擇底模和側模，提高大懸挑模板工程的剛度和強度，提升整體工程的穩定性。合理選用堅固性面板，優化混凝土施工效果，提升超限高層建筑大懸挑樓層結構的穩固性。

2.3懸挑折架節點

設計大懸挑樓層結構具有精密性特征，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揮著重要的作用，設計人員需要分析懸挑桁架的節點元應力，優化組合整體荷載，根據活載和恒載以及風荷載，分析不同節點受力會產生的變化。如果風荷載發揮著重要的作用，需要控制節點應力在260MPa以內，如果具有較大的安全儲備，可以保障節點高彈性。在大震組合中，需要控制大部分節點在250MPa以內，控制節點底部應力值390～490MPa范圍內。根據操作實際情況，需要合理調整柱型鋼厚度。分析節點區域桿件端部的應力情況，因為桿件端部承擔著巨大的應力，因此需要優化設計強節點構件，進一步優化節點構造。

3、結構性能優化和抗震分析

3.1平面布置

在設計建筑方案的過程中，計算分析工作關系到整體建筑質量。通過分析工作優化樓層剛度和扭曲程度等，例如在高層建筑獨立結構單元中，需要簡化結構平面形狀，均勻性的分布剛度和承載力，避免利用不規則的平面布置方案，進一步保障建筑質量，同時可以提高建筑整體的抗壓性。

3.2角窗

優化設計結構方案，需要優化角窗等高層項目，在設計方案中明確剪力墻的約束條件，避免設計問題導致建筑體發生扭轉，同時可以使整體建筑的抗震能力因此提高。

3.3高寬比

高寬比直接關系到建筑抗側剛度，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，因此設計人員需要合理設計高寬比，使建筑物的抗側剛度因此提高，避免外界因素影響到建筑物質量。

3.4抗震構造措施

為了實現建筑施工目標，設計人員需要優化設計建筑結構。設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量的材料，同時要保障材料具備良好的抗震性。結合地震作用落實彈性優化設計，結合最優結構設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，使其滿足抗震規范要求，設計人員可以利用二階段優化設計方法，因為抗震結構彈性優化設計方法比較成熟，因此可以突出二階段優化設計方法的優勢。【3】

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構比較復雜，設計人員需要合理設計結構體系，選擇針對性的計算方法和抗震技術，延長建筑使用壽命，提高結構合理性。因為建筑面積比較大，在實際施工中為了減少建筑扭轉問題，需要控制建筑各項性能指標，提高建筑工程質量。設計人員需要綜合分析設計經驗，優化設計超限高層建筑大懸挑樓層結構，合理選擇施工材料和結構方案，使建筑整體質量因此提高。

結語：

當前在建筑行業中廣泛利用超限高層建筑大懸挑樓層結構，設計人員需要優化設計大懸挑結構，合理選擇高質量的材料，進一步提高整體建筑質量，促進我國建筑事業可持續發展。

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].建筑結構學報：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研究與應用[J].施工技術，2020，49（19）：125-128.

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