高层建筑结构体系有哪些? 高层及超高层建筑的结构体系有哪些类型

• 142****5390 高层建筑有以下结构体系:1.框架结构2.剪力墙结构3.框架-剪力墙结构4.框架-筒体结构5.框筒结构6.筒中筒结构7.多筒结构8.悬挂结构9.巨形框架结构10.巨形桁架结构11.刚性横梁或刚性桁架结构。
  框架结构的优缺点如下:优点1.空间大2.延性好3.造价稍低。缺点1.承载力低2.刚度小（柔性结构）3.侧移大4.非结构构件破坏重，维修费用高5.次生内里复杂6.缺少二道防线7.震区建筑物≥8层时不应采用8.P-△效应显著。需要指出的是，在框架结构的缺点中，致命的缺点是缺少二道防线，这将显著降低结构抗震能力。故结构选型时，应多加注意。
  剪力墙结构的优点是抗侧移刚度大、变形小，因而非结构构件损坏少，断水、断电、火灾等次生灾害小。结构次生内力、P-△效应不显著，弹塑性稳定性等问题不突出。经合理设计并采取适当构件措施，延性可满足规范要求，地震时墙体即使严重开裂、强度衰减，其承载能力也很少降低到承重所需要的临界承载力以下，故抗震能力强、震害较轻，只有极个别的倒塌。 缺点是平面布置不够灵活，大房间受到限制，结构自重大，刚度大，周期短，所受地震力大，可采用调整刚度的方法减少以上缺点。
  框架-剪力墙结构优点1.侧移小（同框架比）2.减轻节点负担3.增加超静定次数4.保证塑性铰均匀发展5.层间侧移趋于均匀6.框架部分各层层剪力趋于均匀。缺点是水平方向刚度不均匀。
  筒体结构的优点1.承载力高2.空间刚度大3.抗震抗风性能好4.适用于20层以上，层数较多的高层建筑。缺点1.计算量大，必须机算2.计算复杂3.施工难度大。 2019-04-21 09:16:32
• 158****8762 高层建筑用结构体系框架靠梁柱承重内部空间灵合理建筑层数6-15层10层经济；
  框架剪力墙种结构框架结构布置定数量剪力墙构灵自由使用空间结构刚性结构抗震性能差
  剪力墙结构整体性强抗侧移刚度抗震性能般适用于高度于150米高层建筑（7度抗震设防区）
  框支剪力墙底层框架部剪力墙结构体系般用于部要求间部住宅、酒店且房间内能现角柱综合高层建筑
  框筒即框架筒体结构由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变发展筒体结构剪力墙或密柱框架集房屋内部外围形空间封闭式筒体其特点剪力墙集获较自由割空间用于130（180）米高层建筑
  筒体由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组水平荷载作用起整体空间作用抗侧力构件称筒体（由密柱框架组筒体称框筒；由剪力墙组筒体称薄壁筒）般适用于适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载30-50层高层建筑
  筒筒筒筒束由筒体发展更复杂承载力更强抗侧移刚度更结构体系适用于百层超高层建筑 2019-04-21 09:16:27
• 136****6134
  1、引言
  
  
  
  房屋建筑采用建筑工业化方式建造能节约资源，减少劳动力，提高施工质量等，根据专业机构测算，可以降低能耗23%，降低水耗79%，减低模板消耗81%，施工场地20%。因此，推行装配式建筑是我国传统建筑行业转型升级的必然选择。
  
  
  
  目前装配式剪力墙结构建造方式主要包括以下四种：
  
  
  
  (1)装配整体式剪力墙，采用剪力墙墙身整体预制，边缘构件采用现浇形式;
  
  
  
  (2)双面叠合剪力墙，采用剪力墙内侧面和外侧面预制，中间现浇;
  
  
  
  (3)单面叠合剪力墙，采用建筑外围剪力墙外侧面预制，内侧现浇;
  
  
  
  (4)内浇外挂，即主体结构受力构件采用现浇，非受力构件采用外挂形式。
  
  　　
  
  前3种建造方式适用于一般高层建筑[1]，而第4种内浇外挂体系由于内部主体结构受力构件采用现浇，周边围护的非主体结构构件采用工厂预制运至现场外挂安装就位后在节点区与主体结构构件整体现浇，这种方式没有突破结构设计规范限制，可适用于超高层建筑。
  
  　　
  
  本文根据香港和内地不同设计习惯和方法，结合超高层建筑对地震荷载和风荷载极为敏感的特点，从超高层建筑设计、生产、施工等整个建造过程介绍了“内浇外挂”体系一些关键技术。
  
  　　
  
  2、柔性连接节点技术
  
  
  
  超高层建筑由于层数多，高度大，水平方向的地震反应和风致影响十分显著，除了竖向荷载，预制外挂墙板将承受相当大的水平地震荷载、风荷载，连接节点设计主要采取了如下技术措施:
  
  
  
  在主体结构受力构件与非主体结构受力构件之间选择确定合理传力路径：对于一般外挂构件，其承受的竖向荷载主要通过预制构件顶部的外伸钢筋锚入主体结构受力构件来传递给主体结构，而水平荷载诸如地震荷载、风荷载则通过预制构件两端的钢筋与主体竖向构件现浇形成整体，即采用“先装法”先施工预制外墙板，后现浇梁、板等受力构件，两端的钢筋连接采取只传递剪力不传递弯矩的构造做法实现了“柔性连接”，弱化了对主体结构的影响。
  
  　　
  
  对于一些预制外墙构件由于空间形状比较复杂，采用有限元分析软件进行局部补充计算：图1是7度抗震烈度、沿海地区某超高层项目中的预制凸窗采用abaqus软件分析的模型，计算结果表明，凸窗顶部的两端受力较大，该处外伸钢筋配筋也相应加强。
  
  
  
  
  
  ▲ 图1 预制凸窗受力分析模型
  
  
  
  3、防水设计技术
  
  　　
  
  外挂墙板水平拼缝处采用靴脚合结构企口构造，如图2。另外在竖直拼缝接触面处进行洗水或扫花处理，增加构件连接的紧密性，同时设置止水槽，构成防水第二道防线，如图3。这样形成了廖多道防水路线，彻底解决了外墙渗水问题。
  
  
  
  
  
  ▲ 图2 外挂墙板水平拼缝节点及防水构造
  
  
  
  
  
  ▲ 图3 外挂墙板竖直拼缝节点及防水构造
  
  　　
  
  门窗处，为解决后装门窗处容易渗水问题，在工厂生产时，将门窗与外墙整体预制，门窗连接件预埋入构件中，通过混凝土构造达到止水目的;在阳台位置，阳台设计标高低于比室内楼层标高，预制外墙门底部结构尺寸不应小于125mm，使预制外墙结构刚度满足要求，保证预制外墙不发生变形，同时满足阳台防水要求；建筑顶层，现浇结构包住预制外墙顶部，实现预制构件与现浇构件完美结合，同时保证防水要求与外立面效果。
  
  　　
  
  4、抗风技术
  
  
  
  当预制外挂墙板左右侧有非结构墙即构造柱存在，或预制外墙板跨度过大时，为避免风荷载作用于外墙板上将其掀离梁位，在超高层中尤其容易发生，采用风码装置固定外墙板，同时不将外墙板的荷载传递给下层受力构件。预制外墙板外伸钢筋上端锚入梁或楼板，右侧锚入剪力墙，左侧锚入结构柱非结构墙. 中。左侧和下侧可认为自由端，右侧和上侧可认为是简支端柔性连接，此时左侧将需增加风码装置，如图4。
  
  
  
  
  
  
  
  ▲ 图4 风码位置及构造
  
  　　
  
  风码将预制外墙板与下层梁固定。另一方面，由于风码上端钢筋外围套PVC管，防止预制外墙板作用力传至下层梁。当在超高层中应用预制外墙板时，在非结构墙一端需增加风码，另外，由于风效应过大，在较大跨度的预制外墙板跨中位置也需增加风码装置。通过计算，当150mm厚度的预制外墙板，层高约为3.5m，楼层相对于地面高度约为100m时，预制外墙板跨长超过5m，预制外墙板的刚度将不足以抵抗风载作用，变形超过规范允许要求，需增加风码装置。
  
  　　
  
  风码装置的位置和数量有预制外墙跨度和锚固方式相关，作用类似栓钉，主要承担风荷载产生的剪力作用，风码钢筋型号由计算确定。为方便施工，风码施工现场可采取后注浆形式，也可采用后支模浇筑混凝土形式。为更好的提高装配式建筑施工效率，风码装置从施工便利性方面也在不断优化。
  
  
  
  5、质量控制技术
  
  
  
  在施工过程中，推行PASS(Performance Assessment Scoring System 的简称)制度进行质量控制。PASS制度以过去连续12个月内不同阶段的平均分，乘以固定系数，所得出来的总分作为施工质量的评分。为保障PASS评分公平公正，成立独立的PASS审核小组，负责每个季度两个月的结构和现场装饰工作评审以及一个月的安全评审工作。PASS制度对质量控制意义重大。
  
  
  
  在预制构件批量生产前，先进行BIM模型项目建造过程，并在工厂内预演安装过程，根据模拟结果和预安装过程，相关人员可直观的看到实际项目的效果，避免构件尺寸错误，构件之间的连接碰撞等现象的发生，另一方面，产业工人也得到了很好的安装培训。
  
  
  
  6、安装精度控制技术
  
  
  
  预制外挂墙板安装前，应按设计要求在构件墙面和相应对的支承结构面上标记中心线、标高线等控制尺寸线，按标准图或设计文件校核预埋件及连接钢筋等。安装时，先将斜撑杆一端固定于地面或楼面板上，七字码底部固定于地面或楼面板上；再将构件吊运至指定位置后，分别固定到七字码上；**后根据水准点和轴线位置，调节支撑杆的旋转装置来校对构件的直度，调节七字码的螺母微调构件的水平位移和竖向位移，如图5。
  
  
  
  
  
  ▲ 图5 预制外墙板安装大样
  
  　　
  
  当上下层预制外墙厚度不一致，上下内侧无参考线时，安装仅仅利用七字码难以实现上下层对齐。在下层外墙增加带斜角的槽钢辅助装置，吊运上层外墙插入槽钢辅助装置内侧，方便对齐安装，如图6。
  
  
  
  
  
  ▲ 图6 斜角槽钢辅助装置
  
  
  
  7、钢筋防碰撞技术
  
  
  
  施工现场，构件之间以及构件与现浇结构之间可能发生钢筋碰撞，钢筋碰撞会影响构件的安装。钢筋碰撞在设计时即需考虑，现浇结构的钢筋在预制构件就位后错开构件外伸钢筋放置。通过在工厂内预演安装样板测试，调整设计时的钢筋碰撞问 2019-04-21 09:16:23
• 142****6000 超高层建筑的三大特点
  
  特点1：超高层常见的结构体系有纯框架体系、纯剪力墙体 系、筒体体系、体系组合。通常摩天楼由两种或几种结构 体系组成。结构体系的选择受多重因素影响，而结构方案的创新也是超高层建筑方案实现的新途径。调研结果显示，国内超高层建筑结构体系均呈现大型化复杂化趋势，且此趋势在不断发展中。
  
  特点2：超高层建筑拥有巨大的体量，根据国内400米以上超高层建筑调查结果，其使用功能主要涵盖七类：办 公、酒店、SOHO、公寓、服务中心、会展、观光。通常每栋超高层会有三种及以上的业态分布其中，功能多样， 且会按照不同需求进行布置。
  
  特点3：在国内，超高层外立面基本采用常规的玻璃幕墙形式。但是近些年，因为楼宇的造型独特，幕墙造型与立面效果相互配合，具有鲜明特点的幕墙屡屡出现。
  
  超高层建筑品质控制的关键
  
  1、准确的前期定位
  
  为实现超高层建筑的高品质，必须在建造初期就树立明确的定位。这是整个建设周期中**基本，也是**难的部分之一。前期定位通常需要经过科学和详细的 研究，全面比较地区、城市、区域的特质、需求、以及优劣势。基于一系列的数据，在策划后得到结论。根据确定的定位，采用合适的业态进行拟合，并经过谈判召集合适的品牌或功能类型入驻。譬如常见的高端酒店品 牌有君悦、阿玛尼、四季、丽思卡尔顿、洲际等。常见的 高端办公类型有金融、证券、总部办公、国际组织、使 领馆等。常见的高端公寓类型有服务式、酒店式、管家式等。 明确定位可以使之后的设计、建造、运营阶段少走弯路，这是构成大楼区域竞争力的一部分，也是决定建筑寿命的关键之一。
  
  2 、优秀的设计团队
  
  超高层建筑包含的功能复杂，要借助的技术涉及广 难度大，需要全盘考虑，目的是在设计过程中为实现所 需的建筑品质打下夯实的基础。因此，必须选择有经验的设计师和管理团队提供全面服务。 好的设计师能提供实现所有需求的优秀方案。这里的设计师不仅包括建筑师、结构工程师、机电工程师，还包括各专项设计顾问。超高层建筑的功能业态复杂，涉及专项工艺复杂，所以必须有不同的专项顾问介入设计，提供专业的意见，更好地实现建筑理念和功能 要求。常规的专项顾问包括：交通、幕墙、景观、室内、 灯光、标识、电梯、水景、消防性能化、酒店后勤、基坑 围护、绿色、人防、声学等。 好的管理者肩负着统筹设计团队内部、不同设计团 队之间、设计团队和投资方、设计团队和运营方、设计团 队和使用方之间关系的重任，将质量、进度、投资成本 进行有效地整合，让设计师的工作游刃有余，让所有的要求和设计达到**佳平衡状态。
  
  3、选择合适的建筑材料
  
  绿色、节能、环保、科技是建筑业发展的方向，因 此，选择符合时代要求的材料是实现超高层高品质的重 要因素。超高层因体量浩大，有时必须使用新材料、新 技术、新工艺才能达成预期目标，这同时也考验着施工总包的能力。 目前常见的用于超高层的建筑材料有：
  
  1）高强度混凝土 刚强度混凝土通过优化合成物质的比例或者增加 外加剂等方法获得，抗压强度高，普遍用于高层建筑和 大跨度桥梁等特种结构中。
  
  2）高强度钢筋 高强度钢筋有很多种类，通过增加微合金或者 锻造热处理工艺提高性能。基于发展趋势，为和国际 接轨，我国工程行业将进一步推广和应用更高强度的 钢筋。
  
  3）高建钢 高性能建筑结构用钢主要用于高层建筑、超高层建 筑、大跨度体育场馆、机场、会展中心等大型建筑工程。 因为在抗震防震、焊接、塑性、韧性等方面都表现出比 普通钢材的力学性能更强。
  
  4）高性能玻璃 高性能玻璃在建筑应用中的种类众多，譬如常用 的LOW-E玻璃，具有优异的热性能，可以降低因辐射造 成的室内热能向室外的传递，同时可见光透过率性能良 好，能达到良好的节能效果。 采用合适的材料不仅对实现建筑功能起到重要作 用，还可以提升超高层建筑的价值，**大程度地赋予建 筑物作为一个标准、一个象征的可能性。
  
  4、精湛的施工技术
  
  设计完成后交付蓝图，将图纸转化为高耸入云的建 筑需要依托有实力和经验的施工单位。所谓有实力，是 指拥有施工综合管理能力，拥有施工深化设计能力，具备施工技术创新能力。 精湛的施工技术是突破建筑品质的关键之一。施工中会涉及多种工艺和专项的配合衔接。需要根据施工现 场情况对图纸进行深化调整和配合，根据要求对施工技术进行创新。因此，有经验有创新性有实力的施工方毫 无疑问成为实现建筑品质的保障。另外，在主体施工时 可以缩短工期、突破常规，精装幕墙景观这类与外观有 关的施工可以延续设计意图，以直观的视觉效果呈现建筑品质。
  
  
  
  
  素材来源：《工程经济》杂志，2017年6月，原题：超高层建筑品质控制的关键要素和路径探讨，作者：沈艳
  
  编辑整理：建筑经济与管理
  
  转载请注明：来源于“建筑经济与管理”公众号 2019-04-21 09:16:16