超高層建筑10大技術(shù)難點及應(yīng)對措施

1、超高層建筑超高層建筑1010大技術(shù)難點及應(yīng)對措施大技術(shù)難點及應(yīng)對措施根據(jù)理論及經(jīng)驗分析，一般在40層(大約150米)左右，是超高層建筑設(shè)計的敏感高度（建筑物的超長尺度特性將引起建筑設(shè)計概念變化），這種變化促使建筑師必須提出有效設(shè)計對策，調(diào)整設(shè)計觀念，應(yīng)用適宜的建筑技術(shù)。超高層樓宇就像一條豎立起來的街道，存在著安全、內(nèi)部交通、環(huán)境、能源消耗等多種難以妥善解決的問題，越是向高處發(fā)展，安全性、耐久性及適用舒適等問題就愈多，對結(jié)構(gòu)、建筑、機電、

2、暖通、電梯等專業(yè)的要求就越高。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)難點1由于超高層建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，建筑內(nèi)部的梁柱將會不可避免的存在，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要考慮異形柱的使用，特別是在超高層住宅戶型設(shè)計中，充分全面考慮梁柱的影響、規(guī)避及利用是設(shè)計的難點。對于結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設(shè)計原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框筒結(jié)構(gòu)體系

3、、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。90年代以來，除上述結(jié)構(gòu)體系得到廣泛應(yīng)用外，多筒體結(jié)構(gòu)、帶加強層的框架筒體結(jié)構(gòu)、連體結(jié)構(gòu)、巨型結(jié)構(gòu)、懸挑結(jié)構(gòu)、錯層結(jié)構(gòu)等也逐漸在工程中采用。進入90年代后，由于我國鋼材產(chǎn)量的增加，鋼結(jié)構(gòu)、鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)逐漸采用。如金茂大廈、地王大廈都是鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)。此外，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑中也正在得到廣泛應(yīng)用。高層建筑結(jié)構(gòu)采用的混凝土強度等級不斷提高，從C30逐步向C60及更高的等級發(fā)展。預(yù)應(yīng)

4、力混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑的梁、板結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用。鋼材的強度等級也不斷提高。高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號S或SS）。建筑高度100m，柱網(wǎng)為8.4m，抗震設(shè)防烈度為6度，采用框架剪力墻或框筒結(jié)構(gòu)體系較為經(jīng)濟合理，這種結(jié)構(gòu)體系的剪力墻或筒體是很好的抗側(cè)力構(gòu)件，常常承擔(dān)了大部分的風(fēng)載和地震荷載產(chǎn)生的水平側(cè)力，總體剛度大，側(cè)移小，且

5、滿足玻璃幕墻的外裝飾要求。超高層建筑的樓板和屋蓋具有很大的平面剛度，是豎向鋼柱與剪力墻或筒體的平面抗側(cè)力構(gòu)件，同時使鋼柱與各豎向構(gòu)件（剪力墻或筒體）起到變形協(xié)調(diào)作用。一般鋼結(jié)構(gòu)建筑物的樓板和屋蓋，都采用軋制的壓型鋼板加現(xiàn)澆鋼筋混凝土（簡稱鋼承混凝土）樓板和屋蓋，厚度一般不小于150mm。目前在設(shè)計鋼承混凝土樓板和屋蓋時沒有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼梁共同作用。主要是對于板底呈波形的計算原理不甚了解或認為計算繁瑣，就按平板計算，這樣既不

6、安全又增加了鋼梁的用鋼量。如果采用鋼梁與鋼承混凝土樓板共同作用，簡稱MST組合梁，只要計算正確，配筋合理，栓釘可靠，則可以節(jié)約樓層和屋蓋鋼梁的用鋼量20%左右，而且不需對鋼梁進行穩(wěn)定驗算。垂直交通設(shè)計垂直交通設(shè)計難點2超高層建筑，核心筒的設(shè)計需平衡采光、節(jié)能、易于維護、減少公攤、不同業(yè)態(tài)核心筒上下統(tǒng)一等多方要求，是建筑設(shè)計的難點之一。高層建筑與其他建筑之間的最大區(qū)別，就在于它有一個垂直交通和管道設(shè)備集中在一起的、在結(jié)構(gòu)體系中又起著重要作

7、用的“核”。而這個“核”也恰恰在形態(tài)構(gòu)成上舉足輕重，決定著高層建筑的空間構(gòu)成模式。流行起來。德國的漢諾威建筑博覽會管理辦公樓、埃森RWE公司辦公樓，以及日本東京的東急南大井大樓和大阪的凱恩斯本部辦公樓。核與主要使用空間分散和分離還可以使樓梯間、衛(wèi)生間等直接對外自然采光通風(fēng)，既節(jié)約能源，又省去消防所需的加壓送風(fēng)設(shè)備，更符合低能耗，可循環(huán)的現(xiàn)代設(shè)計原則。因此，近幾年強調(diào)生態(tài)、節(jié)能的高層建筑多采用這種布局方式。馬來西亞建筑師楊經(jīng)文設(shè)計的高層建

8、筑，不但樓梯、衛(wèi)生間等全部對外，而且電梯筒壁還被刻意用來遮擋日曬，可謂“分散外核空間構(gòu)成模式的生態(tài)設(shè)計方式”?！凹∑聫V場大廈”及其最新設(shè)計的“新加坡展覽大廈”就都反映出這一設(shè)計特征。而另一位歐洲的建筑師赫爾佐格設(shè)計的前述之德國漢諾威建筑博覽會管理辦公樓，也以其生態(tài)觀念贏得了眾口稱贊。電梯電梯難點3在超高層建筑中，快速、高效、平穩(wěn)的垂直服務(wù)是難點之一。電梯作為垂直交通工具，對其數(shù)量的配置、控制方式及有關(guān)參數(shù)的選定將不僅直接影響建筑物的一

9、次投資（一般電梯投資約占建筑物總投資的10％左右），而且還將影響建筑物的使用安全和經(jīng)營服務(wù)質(zhì)量。在建筑物內(nèi)，恰當(dāng)?shù)剡x用電梯的臺數(shù)、容量、運行速度、控制方式非常重要，而建筑物內(nèi)的電梯一經(jīng)選定和安裝使用就幾乎成了永久的事實，以后若想增加或改型非常困難，甚至是不可能的了，因此，在設(shè)計中應(yīng)該在設(shè)計開始時對電梯的配置應(yīng)予以充分重視。現(xiàn)代超高層建筑大都超過60層，建筑內(nèi)人口流動大，縱向交通主要依賴電梯，有效設(shè)計超高層建筑的電梯的關(guān)鍵是運用各種局部電

10、梯進行服務(wù)，并把局部區(qū)域電梯系統(tǒng)組織起來。通往這些局部區(qū)域，通過由地面始發(fā)站至局部區(qū)域的空中候梯廳之間的快速穿梭電梯進行服務(wù)，乘客到達空中候梯廳后再換乘區(qū)間電梯。為了能夠?qū)⒊丝鸵宰羁斓乃俣冗\送到達目的地，一般以建筑每30～35層為一局部區(qū)域。由于超高層建筑采用多梯系統(tǒng)，應(yīng)采用微機電梯控制系統(tǒng)，通過計算機控制系統(tǒng)及時地處理大量信息，判斷各站臺的呼叫信息和各電梯的位置、方向、開閉狀態(tài)、轎廂內(nèi)呼叫等各種狀態(tài)，以提高運送能力，改善服務(wù)質(zhì)量，提高

11、超建筑的經(jīng)濟效益。供電安全性和穩(wěn)定性供電安全性和穩(wěn)定性難點4作為超高層建筑，安全性必然是供電系統(tǒng)設(shè)計所需要格外注意的地方，其次是供電可靠性。配電系統(tǒng)的設(shè)計上，需考慮多回路供電及備用發(fā)電機組的配置。因超高建筑的高度，變配電房可以考慮設(shè)置在塔樓中部的樓層，以減少低壓配電的損耗。備用柴油發(fā)電機設(shè)置于地庫層，供電電壓采用10千伏輸出，再經(jīng)變壓器降壓至低壓配電，保證配電至塔樓的高層。在超高層建筑的配電系統(tǒng)上，供電距離、電纜的長度、電纜大小的適當(dāng)調(diào)

12、整以及安裝時的施工工藝也是難題之一。由于超高層面積大、樓層多，自然會出現(xiàn)遠距離供電的問題，因此后備電源可考慮采用高壓發(fā)電機來發(fā)電，從而解決了這個難題。另外還需要特別注意的是，超高層建筑遇到強風(fēng)時，可能會出現(xiàn)左右晃動。由于超高層建筑物會有一定的搖擺度，在上升主干線的設(shè)計上可以考慮將電纜連接銅母線槽配電，以減低超高層建筑物在搖擺時對銅母線槽接駁組件位置的拉扯壓力，減少發(fā)生故障及維修的機會，也相對地增加了主干系統(tǒng)的壽命。建成后業(yè)主的使用方便也

13、是必須要考慮到的，在電氣設(shè)備的空間安排方面要有可調(diào)整的空間。作為超高樓，樓層多，機電方面的設(shè)備自然也多，為了讓業(yè)主獲得更多的使用空間，在排布電纜和豎井方面要盡量減少轉(zhuǎn)換豎井和縮小豎井等所占用的空間，以便提供出更多的空間給業(yè)主使用。消防消防難點5消防難點：超高層建筑由于其特殊的構(gòu)造和功能要求，致使其內(nèi)部火災(zāi)荷載大，火勢蔓延迅速，人員疏散困難，救援難度大，形成重大火災(zāi)的隱患大。如2009年2月中央電視臺新址的附屬文化中心大火，造成了人員傷亡