分析可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工

1、<p>　　分析可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工</p><p>　　[摘 要]近年來，在很多高層建筑工程的施工設(shè)計中，一種全新的可呼吸式連體鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)得到了推廣應(yīng)用，不僅提高了高層建筑的美觀程度，而且實用性能和防范熱脹冷縮的能力也得到了增強。本文通過結(jié)構(gòu)原理和結(jié)構(gòu)模型的敘述，分析了可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)建筑在設(shè)計和施工中應(yīng)當(dāng)把握的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，對提升工程質(zhì)量，確保高層建筑的剛性和抗震能力，具有一定的

2、參考作用。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]高層建筑；連體鋼結(jié)構(gòu)；可呼吸式；設(shè)計施工技術(shù) </p><p>　　中圖分類號：TU391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0136-01 </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　溫州新國光商住廣場采用的就是可呼吸式連體鋼

3、結(jié)構(gòu)，2005年年初獲得了全部驗收，多年來經(jīng)受住了高強度臺風(fēng)的侵害和氣溫冷熱變化的影響，而且在多種外力的侵襲下，面積較大的地下室也未出現(xiàn)滲漏裂縫情況，表明該工程結(jié)構(gòu)具有科學(xué)合理性。筆者試結(jié)合該工程特征，對可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計和施工談些粗淺的認識。 </p><p>　　1 設(shè)計可呼吸式連體鋼結(jié)構(gòu)高層建筑技術(shù)要點 </p><p>　　1.1可呼吸式結(jié)構(gòu)原理 </p>

4、<p>　　所謂的可呼吸式結(jié)構(gòu)，是人體的呼吸系統(tǒng)的形象比喻。因為人在呼吸的時候，主要靠胸、腹的伸縮張弛而實現(xiàn)呼吸功能并確保肌體代謝平衡。因此，在設(shè)計高層連體鋼結(jié)構(gòu)建筑工程的時候，如果能夠像人體一樣自由呼吸，防止天氣冷熱變化發(fā)生結(jié)構(gòu)形狀改變和樓體過高不穩(wěn)定，外界條件產(chǎn)生的應(yīng)力機會降低。這種建筑就是通常所說的可呼吸式結(jié)構(gòu)，對于高層連體鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計施工非常有裨益。 </p><p>　　1.2可呼吸式高

5、層連體建筑結(jié)構(gòu)模型 </p><p>　　由于高層建筑結(jié)構(gòu)一般都具有相當(dāng)?shù)母叨?，隨著風(fēng)力、氣溫或者地震等不可抗力的影響，時常會發(fā)生一定的不穩(wěn)定性，出現(xiàn)“晃動”現(xiàn)象，或者由于連體結(jié)構(gòu)受到熱脹冷縮的影響，使建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生形狀的改變，這樣，主體和連體結(jié)構(gòu)雙方就會形成一種互相牽引的應(yīng)力，由于運用傳統(tǒng)的計算方法進行測算，不太容易直觀地分析合適的邊界數(shù)據(jù)，所以，基于建筑結(jié)構(gòu)因外力影響而形成的應(yīng)力情況，在設(shè)計的時候，就充分考慮到

6、這一點，通過緩沖應(yīng)力形變的設(shè)計方式，將其減少到可控的范圍內(nèi)。這種可呼吸式的新的模型結(jié)構(gòu)，實際上就是釋放緩沖應(yīng)力的過程。 </p><p>　　1.3設(shè)計技術(shù)要點 </p><p>　　科學(xué)設(shè)計可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)建筑，應(yīng)當(dāng)注意把握以下幾個關(guān)鍵技術(shù)：一是在高層建筑的堅固程度、延性、承重力和安全穩(wěn)定性能等方面，要精心設(shè)計，比如，支座必須連接的緊密合理，而且即使出現(xiàn)了大強度臺風(fēng)天氣，或者受到地

7、震應(yīng)力的破壞，也不能發(fā)生形狀的改變。二是高層建筑的外側(cè)，一般都安裝了很大面積的玻璃幕墻，所以在設(shè)計的時候一定要采取措施，防止受到外力的影響下出現(xiàn)變形。三是工程設(shè)計應(yīng)當(dāng)適合施工，有利于現(xiàn)場作業(yè)，增強可操作性，同時要節(jié)約工程成本，控制施工工期。在設(shè)計的時候，可以利用鋼結(jié)構(gòu)的鉸接連體在不同的高層建筑之間進行支撐，并且使用煙道當(dāng)作底座，增強高層建筑的穩(wěn)定性，防止隨著氣溫的冷熱變化而發(fā)生結(jié)構(gòu)的變形。同時，還可以設(shè)計一種“可呼吸”的連體鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，

8、以使高層建筑即是遇到臺風(fēng)天氣和地震災(zāi)害也能“巋然屹立”。另外，在設(shè)計的過程中，為了方便后期建筑結(jié)構(gòu)使用環(huán)節(jié)的檢修和維護，還可以增設(shè)一些替代修補設(shè)施。而這種“可呼吸”效應(yīng)得以實現(xiàn)，也就是煙道、跨度很大的鋼桁架、底座和阻尼設(shè)施利用設(shè)計節(jié)點共同作用的結(jié)果。 </p><p>　　2 可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)工程的施工 </p><p><b>　　2.1技術(shù)優(yōu)勢 </b>&l

9、t;/p><p>　　對于這種可呼吸式連體鋼結(jié)構(gòu)高層建筑工程，安裝施工技術(shù)是應(yīng)當(dāng)認真把握的重點，而且必須與工程設(shè)計緊密結(jié)合，并與已完工主體建筑充分融合。 </p><p>　　這種結(jié)構(gòu)的建筑工程，具有很大的優(yōu)勢：一是在高層建筑主體工程已經(jīng)完成施工的基礎(chǔ)上，正常的施工程序不會受到干擾。二是一般在施工安裝連體鋼結(jié)構(gòu)的時候，在地面操作就可，不用在高空施工，減少了作業(yè)風(fēng)險，而且在地面作業(yè)也能夠有效地確

10、保焊接效果。三是在充分利用了組合設(shè)備的作用，在連體鋼結(jié)構(gòu)施工的時候，不會影響到建筑面積、高度等內(nèi)容。四是需要土方到高層建筑中的設(shè)備重量小、承重力強。五是在施工的時候，可以利用計算機羅新型系統(tǒng)進行全程監(jiān)管，自動化水平非常好，不僅安全、高效、科學(xué)，而且施工非常便利。六是連體鋼結(jié)構(gòu)與主體工程可以同時施工，極大地減少了工程成本，降低了施工周期。 </p><p><b>　　2.2 施工要求 </b>

11、;</p><p>　　在對可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)建筑工程進行施工的時候，因為這樣的建筑形式一般底盤非常大，而且連體具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的選擇上一定盡量科學(xué)，而且要事先同建筑師深入研究和溝通協(xié)調(diào)，確保高層建筑和連體鋼結(jié)構(gòu)的一體化，確保對外力的應(yīng)對能夠得到有效解決，以使可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)建筑工程具有良好的穩(wěn)定和抗震性能。 </p><p>　　一是在進行高層連體鋼結(jié)構(gòu)工程施

12、工中，充分應(yīng)用設(shè)計過程中的“可呼吸”原理，防止高層建筑由于受到熱脹冷縮等物理因素或者地震、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成的不穩(wěn)定問題，發(fā)揮“呼吸系統(tǒng)”的功能。二是可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，結(jié)合已經(jīng)建設(shè)完畢的主體工程，運用液壓控制同時施工的方法，一并安裝施工連體結(jié)構(gòu)。三是加強施工過程的科學(xué)性、可靠性管理，及時處理施工中遇到的技術(shù)難點問題，并做好施工人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn)和現(xiàn)場指導(dǎo)，以使施工人員能夠嚴(yán)格遵循設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和施工圖紙的要求進行現(xiàn)場操作，確保工程質(zhì)量。

13、 </p><p>　　2.3 消防設(shè)施處理 </p><p>　　工程消防處理也是施工中的重點內(nèi)容之一，因此，在施工的時候，一定要科學(xué)設(shè)置疏散通道、消防報警和滅火器材等消防設(shè)施，同時在鋼結(jié)構(gòu)的外層要涂上一側(cè)防火的材料，一般使用的都是簿型的涂料，耐火的系數(shù)通常都高于2小時。 </p><p>　　2.4防腐技術(shù)處理 </p><p>　　由于

14、鋼結(jié)構(gòu)建筑使用壽命一般在50年，因此，在施工的時候，為了保證高層建筑連體鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)久耐用，做好防腐的技術(shù)處理也很關(guān)鍵。特別是在一些沿海型的城市，氣候濕潤，降雨比較多，平均的pH值達到了4個多，而且有的城市還地處重酸雨的地區(qū)，酸雨發(fā)生的頻率非常高，雨水中含有的酸量成分比較多，而且風(fēng)力比較大，SO2、NO2和懸浮的顆粒物質(zhì)在大氣中的含量嚴(yán)重超標(biāo)，甚至經(jīng)常會發(fā)生一些臺風(fēng)事故，這些都會對連體的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的腐蝕作用。如果可呼吸式高層連體鋼結(jié)構(gòu)

15、建筑位于濕度比較高、雨水比較多的城市，或者一旦鋼結(jié)構(gòu)的材料外表溫度小于常規(guī)的露點，就很容易在其表面形成一定的凝結(jié)，這種水膜時間一長就會對鋼結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，特別是如果遇到臺風(fēng)天氣，更加重了腐蝕程度，減少了高層建筑的使用壽命。因此，加強反腐施工處理就非常必要。當(dāng)前，運用得到鋼結(jié)構(gòu)建筑中的最有效的防腐系統(tǒng)，主要是屏障式保護和陰保護有機結(jié)合的形式，同時在鋼結(jié)構(gòu)的外層用鍍鋅、防火以及面漆合而為一的材料涂上，以增強其防火作用。 </p

16、><p><b>　　3 結(jié)束語 </b></p><p>　　由于很多高層連體鋼結(jié)構(gòu)建筑都具有樓層多、底盤寬、連體結(jié)構(gòu)大等特點，所以在設(shè)計和施工可呼吸模式的時候，要結(jié)合主體工程結(jié)構(gòu)，運用現(xiàn)代化的施工手段，科學(xué)把握好技術(shù)難點問題，確保高層建筑能夠具有承受熱脹冷縮和臺風(fēng)、地震等自然災(zāi)害破壞的能力，防止由于建筑過高導(dǎo)致的“晃動”等問題，避免給人民群眾的生命財產(chǎn)帶來損害。 &l

17、t;/p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]方鴻強.“可呼吸式”高層連體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工[J].全國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)年會論文集.2011.10.27. </p><p>　　[2]裘恩東.淺析高層連體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].建筑學(xué)研究前沿.2012.12.19. </p><p>　　[3]王曉東.