超高層建筑10大技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

1、超高層建筑超高層建筑1010大技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施大技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施根據(jù)理論及經(jīng)驗(yàn)分析，一般在40層(大約150米)左右，是超高層建筑設(shè)計(jì)的敏感高度（建筑物的超長(zhǎng)尺度特性將引起建筑設(shè)計(jì)概念變化），這種變化促使建筑師必須提出有效設(shè)計(jì)對(duì)策，調(diào)整設(shè)計(jì)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(lái)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(wèn)題，越是向高處發(fā)展，安全性、耐久性及適用舒適等問(wèn)題就愈多，對(duì)結(jié)構(gòu)、建筑、機(jī)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(diǎn)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(huì)不可避免的存在，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮異形柱的使用，特別是在超高層住宅戶型設(shè)計(jì)中，充分全面考慮梁柱的影響、規(guī)避及利用是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)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(lái)，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(qiáng)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(cuò)層結(jié)構(gòu)等也逐漸在工程中采用。進(jìn)入90年代后，由于我國(guó)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(qiáng)度等級(jí)不斷提高，從C30逐步向C60及更高的等級(jí)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(qiáng)度等級(jí)也不斷提高。高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號(hào)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(jì)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(shí)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(jiǎn)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(jì)鋼承混凝土樓板和屋蓋時(shí)沒(méi)有考慮鋼承混凝土樓板和屋蓋與鋼梁共同作用。主要是對(duì)于板底呈波形的計(jì)算原理不甚了解或認(rèn)為計(jì)算繁瑣，就按平板計(jì)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(jiǎn)稱MST組合梁，只要計(jì)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(duì)鋼梁進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。垂直交通設(shè)計(jì)垂直交通設(shè)計(jì)難點(diǎn)2超高層建筑，核心筒的設(shè)計(jì)需平衡采光、節(jié)能、易于維護(hù)、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(jì)的難點(diǎn)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(gè)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(gè)“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(lái)。德國(guó)的漢諾威建筑博覽會(huì)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(duì)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(jì)原則。因此，近幾年強(qiáng)調(diào)生態(tài)、節(jié)能的高層建筑多采用這種布局方式。馬來(lái)西亞建筑師楊經(jīng)文設(shè)計(jì)的高層建

8、筑，不但樓梯、衛(wèi)生間等全部對(duì)外，而且電梯筒壁還被刻意用來(lái)遮擋日曬，可謂“分散外核空間構(gòu)成模式的生態(tài)設(shè)計(jì)方式”。“吉隆坡廣場(chǎng)大廈”及其最新設(shè)計(jì)的“新加坡展覽大廈”就都反映出這一設(shè)計(jì)特征。而另一位歐洲的建筑師赫爾佐格設(shè)計(jì)的前述之德國(guó)漢諾威建筑博覽會(huì)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(diǎn)3在超高層建筑中，快速、高效、平穩(wěn)的垂直服務(wù)是難點(diǎn)之一。電梯作為垂直交通工具，對(duì)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(yíng)服務(wù)質(zhì)量。在建筑物內(nèi)，恰當(dāng)?shù)剡x用電梯的臺(tái)數(shù)、容量、運(yùn)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(shí)，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(jì)中應(yīng)該在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)對(duì)電梯的配置應(yīng)予以充分重視?，F(xiàn)代超高層建筑大都超過(guò)60層，建筑內(nèi)人口流動(dòng)大，縱向交通主要依賴電梯，有效設(shè)計(jì)超高層建筑的電梯的關(guān)鍵是運(yùn)用各種局部電

10、梯進(jìn)行服務(wù)，并把局部區(qū)域電梯系統(tǒng)組織起來(lái)。通往這些局部區(qū)域，通過(guò)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(jìn)行服務(wù)，乘客到達(dá)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\(yùn)送到達(dá)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(jī)電梯控制系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及時(shí)地處理大量信息，判斷各站臺(tái)的呼叫信息和各電梯的位置、方向、開(kāi)閉狀態(tài)、轎廂內(nèi)呼叫等各種狀態(tài)，以提高運(yùn)送能力，改善服務(wù)質(zhì)量，提高

11、超建筑的經(jīng)濟(jì)效益。供電安全性和穩(wěn)定性供電安全性和穩(wěn)定性難點(diǎn)4作為超高層建筑，安全性必然是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)上，需考慮多回路供電及備用發(fā)電機(jī)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(jī)設(shè)置于地庫(kù)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(zhǎng)度、電纜大小的適當(dāng)調(diào)

12、整以及安裝時(shí)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(huì)出現(xiàn)遠(yuǎn)距離供電的問(wèn)題，因此后備電源可考慮采用高壓發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電，從而解決了這個(gè)難題。另外還需要特別注意的是，超高層建筑遇到強(qiáng)風(fēng)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)左右晃動(dòng)。由于超高層建筑物會(huì)有一定的搖擺度，在上升主干線的設(shè)計(jì)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(shí)對(duì)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(jī)會(huì)，也相對(duì)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(jī)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(diǎn)5消防難點(diǎn)：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(shì)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(tái)新址的附屬文化中心大火，造成了人員傷亡