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超高层建筑结构施工技术研究

摘要:对于超高层建筑的施工而言,掌握良好的施工顺序十分重要,这对建筑结构产生较大的影响。因此,通过合理的方式对超高层的建筑结构顺序进行分析,就能够有效调节结构施工中各个位置的受力情况,从而能最大限度地减少建筑结构所需要的钢材,同时也能够充分保障建筑结构的质量。文章结合超高层建筑修建的实际情况而通过模拟技术进行分析,从而更好地提升超高层建筑的质量,同时也可以对实际施工带来一定的指导意义。

关键词:超高层建筑;结构施工;模拟技术;最新进展;实践

根据近年来的经济发展呈现出稳步上升的情况,而在建筑行业中也出现了需要新技术以及新的施工方式,这对超高层的建筑带来良好的技术支持,同时使得我国在超高层建筑方面取得了较大的成就。由于超高层建筑具有细、高以及柔等特点,因此,在实际建设过程中就需要掌握好结构的承载能力以及抗震能力。文章重点分析超高层建筑在结构施工方面的模拟技术发展情况,并结合工程实践而做出具体阐述。

1超高层建筑中施工模拟计算情况

由于超高层的建筑在构建内力以及重力荷载方面十分重要,同时与实际施工过程也具有密切关系,因此,超高层建筑就需要通过模拟计算的方式而帮助人们把握结构施工情况,从而更好地提升我国超高层建筑的质量[1]。一般情况下,超高层建筑中的主体结构是根据一定的方式而逐层施工的,而增加在建筑结构方面的荷载力量也是逐渐增加的过程。当建筑完成其中一层的结构之后,而该层的恒荷载作用力也是同步完成的。但是从超高层建筑的整体结构分析可知,这种只有一次性施工而形成的刚度会对建筑结构的荷载情况产生较大的影响,如果没有根据逐层施工情况分析,此时在计算建筑中各层荷载的增加情况就只能通过一次性的方式完成,因此,在超高层的建筑顶层中有许多竖向会发生变形值,这与实际变形值之间具有较大的差异性[2]。超高层建筑建设过程中,一定要进行模拟计算书,并且在计算过程中要结合楼层增加情况而设计一定的框架梁,这能够帮助建筑分散压力,然后结合良好的施工方式而保障高质量的完成超高层建筑。

2模拟施工建设的方法

2.1采用逐层激活的方式

这一方式主要是为了能够更好地减少超高层建筑在施工过程中所导致的误差情况,因此,这就需要在设计超高层建筑中运用逐层激活的方式开展工作,并结合有限元软件的方式而将结构中对应的单元进行“杀死”,这就能够保障超高层建筑可以在荷载能力以及自重良好的条件下开展工作,此时结构所承载的属性是零[3]。接着根据具体结构的实际情况而进行施工,但是这需要在顺序方面做好安排工作,并能够通过逐层激活的方式而更好地提升超高层建筑承载重力的能力(见图1)。采用“生死单元”的技术主要是更好地消除超高层的建筑结构中刚度和荷载情况,并且还能够更好地保障建筑施工中能够有效地保障建筑的质量。通过这种方式建筑能够较为真实地掌握超高层建筑的情况,并为施工做好准备。

2.2分析分区激活的方式

一般情况下,一些超高层的楼中其高度会达到500米,而建筑的层数也有100多层,因此,在实际的施工之前,就可以通过模拟分区的方式而进行激活。这种方式就是讲超高层的结构进行分段处理[4],而其中的每个不同的区段都能够设计楼层,而实际施工中则主要是采取自下而上的方式进行依次激活,采用这种计算方式就能够帮助人们减少计算量,而且计算结果所出现的误差也不会太大。除此之外,超高层的建筑结构还在地面会增加一些措施,例如隔墙、吊顶、机电设备及幕墙等,这在无形中会增加了建筑结构的恒荷载压力,再加上建筑室内外的装修等都会增加压力[5]。然而采用分区激活的方式进行模拟可以将这些压力进行分散,从而减少了施工结构所需要承受的压力。

3结合工程实际进行分析

某市的瞭望塔建筑的主体是紧邻于中轴的景观大道,其组成部分是五个不同的直径和高低有一定差异的单塔而组成,其中最大的高度是244.5米。而每一个单塔则由一个圆柱形的塔身和顶部树冠的形状结合在一起,从而构成了景观的组成平台,在大厅的入口处,最大的高度是18米,而周围的上部中带有厚度大约是0.6米的夹层。由于大厅结构设计的是混凝土的结构,并采用注浆钻孔的方式进行施工,为了能够更好地增加建筑的刚度,则通过组合塔式的结构提升建筑结构的抗压能力,同时也更好地满足了建筑承受风以及抗地震的能力。但是由于框架结构需要具有良好的连接性,这就需要进一步提升建筑结构的刚度。通过模拟计算可知,就需要在基础沉降方面以及竖向变形等方面而设计良好的连接方式,最终能够充分保障建筑结构的稳定性,同时在建筑施工方面也极大地保障了建筑的质量。这个瞭望塔工程通过施工模拟计算之后,就沿着建筑高度大约是20米的位置分区进行建设,这就能够较好地保障了这一超高层建筑这的分塔和主塔间都能够具有良好稳定性,同时还设计了交叉的支撑方式,从而把五个独立的塔身能够保障建筑的刚度,进而使得建筑施工过程中能够更好地满足实际需要。

4结束语

文章主要结合超高层建筑在结构设计方面的实际情况分析结构施工问题,结合构建特征以及形式而制定出良好的施工顺序,并且能够更好保障超高建筑施工中受力情况,从而更好地提升超高层建筑的质量。在文章中结合最新的模拟技术进行分析,希望能够对我国今后在超高层建筑的结构设计以及模拟方面提供一定的指导价值。

作者:严虎 单位:武汉时代建筑设计有限公司

参考文献:

[1]钟瑜晨,孙正博.型钢混凝土组合结构在超高层建筑中的应用研究[J].工程技术研究,2016,(5):105-106.

[2]姚攀.超高层建筑钢结构施工技术分析[J].住宅与房地产,2016,(27):170.

[3]万荣涛.浅谈超高层建筑钢结构施工技术[J].浙江建筑,2009,(3):33-37+58.

[4]赵运涛,齐明,高海等.BIM模型在超高层建筑外框结构施工方案编制中的应用[J].建筑技术,2016,47(8):719-721.

[5]武仁民.中冶建工集团(天津)新建厂房及研发楼项目BIM应用[J].土木建筑工程信息技术,2014,6(6):86-89.

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