超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

陳彬磊2013年11月02日廣西·北海超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

城市關(guān)鍵點(diǎn)單/雙塔高度超200米辦公/酒店地下3～4層工期緊張…

預(yù)計(jì)建筑常規(guī)建筑特點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)層面積約2000平米（一個(gè)防火分區(qū)）或更大每間隔15～17層設(shè)建筑避難層（結(jié)構(gòu)在部分層設(shè)為鋼臂層）中間為交通核，周邊為結(jié)構(gòu)柱建筑師的功夫：建筑表皮、頭頂/腳底層高和凈高…

預(yù)計(jì)建筑一、結(jié)構(gòu)體系二、構(gòu)件設(shè)計(jì)三、鋼結(jié)構(gòu)加工涂裝四、造價(jià)工期五、超限報(bào)審

結(jié)構(gòu)師關(guān)注環(huán)節(jié)？一、結(jié)構(gòu)體系

關(guān)注環(huán)節(jié)？一、結(jié)構(gòu)體系

體系構(gòu)件邊緣化構(gòu)件高強(qiáng)材料邊緣化發(fā)揮豎向構(gòu)件集束效應(yīng)發(fā)揮邊框架的抗傾覆效力發(fā)揮邊框架立面剛度一、結(jié)構(gòu)體系

體系構(gòu)件邊緣化核心筒周邊、核心大墻構(gòu)件高強(qiáng)材料邊緣化鋼管/鋼管混凝土發(fā)揮豎向構(gòu)件集束效應(yīng)成束筒發(fā)揮邊框架的抗傾覆效力剛臂層、環(huán)桁架發(fā)揮邊框架立面剛度巨型斜撐青島萬邦中心青島萬邦中心1#樓結(jié)構(gòu)---標(biāo)準(zhǔn)層

青島萬邦中心周邊組合柱鋼構(gòu)件支撐混凝土核心筒伸臂桁架&支撐層支撐層豎向體系由周邊柱支撐的組合樓板

抗側(cè)力體系雙重體系核心筒&伸臂桁架周邊鋼支撐美國(guó)赫斯特總部42層紐約桁架鋼外框+核心筒美國(guó)赫斯特總部182米上海環(huán)球金融中心豎直的立放的桁架抗水平的風(fēng)力和地震作用

一、結(jié)構(gòu)體系

減輕結(jié)構(gòu)重量，特別是樓板筒、邊框架間的剛度匹配，降低筒剛度，適當(dāng)提高邊框剛度橫向風(fēng)振動(dòng)的舒適度（住宅類）風(fēng)洞試驗(yàn)、阻尼器一、結(jié)構(gòu)體系關(guān)注環(huán)節(jié)？結(jié)構(gòu)可選體系1.2.1現(xiàn)澆鋼管混凝土框架—剪力墻核心筒混合結(jié)構(gòu)1.2.2現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)體系1.2.3鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)體系描述1.2.1現(xiàn)澆鋼管混凝土框架—剪力墻核心筒混合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)件

——鋼管混凝土柱

——鋼梁（工廠焊接H型鋼）

——核心筒（內(nèi)設(shè)小尺寸H型鋼框架以滿足埋件定位，消除鋼結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的施工誤差）

——壓型鋼板組合樓板（不涂防火涂料）/鋼筋桁架模板一、結(jié)構(gòu)體系混合結(jié)構(gòu)施工結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：造價(jià)適中構(gòu)件輕基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)小有效面積損失小施工迅速快捷立體交叉的作業(yè)面工期短一、結(jié)構(gòu)體系現(xiàn)澆鋼管混凝土框架—剪力墻核心筒混合結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)、施工難點(diǎn)：

超長(zhǎng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求和施工控制

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工澆筑技術(shù)

泵送頂升澆注法立式高位拋落自密實(shí)混凝土配合局部振搗法通常要控制塌落度230~250、擴(kuò)展度550~650（結(jié)合試配）

鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)施工精度差異的協(xié)調(diào)措施

鋼管柱與混凝土梁的交接（地下結(jié)構(gòu)）

鋼管柱與工字鋼梁的連接（地上結(jié)構(gòu)）

鋼臂層與剪力墻、外柱的連接（頂層）

鋼邊梁與幕墻埋件的協(xié)調(diào)——統(tǒng)一協(xié)調(diào)、一并解決一、結(jié)構(gòu)體系單元三式幕三墻的結(jié)三構(gòu)預(yù)三留條三件關(guān)注三環(huán)節(jié)三？一、三結(jié)構(gòu)三體系1.三3.三1結(jié)構(gòu)三加強(qiáng)三層（三鋼臂三層）三的設(shè)三定1.三3.三1c再選——高度1/三2或下1/三3處；1.三3.三1a首選——高度三的上1/三3處；1.三3.三1b次選——屋頂三層；目的三：發(fā)三揮邊三框架三的抗三側(cè)能三力，三提高三整體三抗側(cè)三剛度數(shù)量三夠了三即可三！一、三結(jié)構(gòu)三體系1.三3.三2結(jié)構(gòu)三加強(qiáng)三層的三重點(diǎn)1.三3.三2c高度1/三2或下1/三3處核三算合三攏時(shí)三機(jī)；1.三3.三2a至少三一層三全高三設(shè)置三；1.三3.三2b注意三構(gòu)造三連接三；一、三結(jié)構(gòu)三體系1.三3.三3結(jié)構(gòu)三加強(qiáng)三層的三實(shí)施計(jì)算三分析三需要三的條三件下三，可三能設(shè)三置結(jié)三構(gòu)加三強(qiáng)層三在建筑三避難三層（三每間三隔15～17層三）屋頂三層（高三位水三箱及三設(shè)備三層）1.三4建筑三層高一、三結(jié)構(gòu)三體系建筑三凈高三是業(yè)三主關(guān)三注的三、影三響使三用的三主要三問題影響三層高三的主三要因三素結(jié)構(gòu)梁所占高度（中筒距外柱跨度）；空調(diào)干管的高度及位置；

消防噴淋管的高度；

電纜橋架的高度及位置；

照明燈具的選型；

吊頂構(gòu)造厚度。

建筑做法及架空地板高度；結(jié)構(gòu)樓板厚度；一、三結(jié)構(gòu)三體系二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)關(guān)注三環(huán)節(jié)三？2.三1結(jié)構(gòu)三板二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三2結(jié)構(gòu)三梁2.三3結(jié)構(gòu)三柱2.三4結(jié)構(gòu)三墻2.三1結(jié)構(gòu)三板二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三1結(jié)構(gòu)三板的三選擇2.三1.三1c壓型三鋼板三組合三樓板三（開三口、三閉口三、縮三口）三；2.三1.三1a懸掛三式現(xiàn)三澆樓三板；2.三1.三1b鋼筋三桁架三式樓三板；2.三1.三1現(xiàn)澆三鋼管三混凝三土框三架—剪力三墻核三心筒三混合三結(jié)構(gòu)三的樓三板二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)懸掛三式現(xiàn)三澆樓三板—山東三省特三有施三工工三藝（三配合三鋼結(jié)三構(gòu)）2.三1.三1現(xiàn)澆三鋼管三混凝三土框三架—剪力三墻核三心筒三混合三結(jié)構(gòu)三的樓三板二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三1.三1a懸掛三式現(xiàn)三澆樓三板；2.三1.三1現(xiàn)澆三鋼管三混凝三土框三架—剪力三墻核三心筒三混合三結(jié)構(gòu)三的樓三板二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三1.三1b鋼筋三桁架三式樓三板；工廠三加工自承三模板鋼筋三配套待補(bǔ)三上鐵鋼筋三桁架三式樓三板；二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三1.三1c壓型三鋼板三組合三樓板2.三1.三1現(xiàn)澆三鋼管三混凝三土框三架—剪力三墻核三心筒三混合三結(jié)構(gòu)三的樓三板所有三壓型三鋼板三應(yīng)提三出鍍?nèi)\量三的要三求：三雙面三鍍鋅三不小三于27三5g三/m三2（或三按照三環(huán)境三要求三）施工三階段三通常三不應(yīng)三設(shè)置三臨時(shí)三支撐板下三不設(shè)三防火三涂料三即可三滿足三本工三程樓三板的三防火三要求板邊三的收三頭：三板邊/洞口三邊/與剪三力墻三銜接壓型三鋼板三應(yīng)關(guān)三注的三細(xì)節(jié)二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三1.三1c壓型三鋼板三組合三樓板2.三1.三1現(xiàn)澆三鋼管三混凝三土框三架—剪力三墻核三心筒三混合三結(jié)構(gòu)三的樓三板壓型三鋼板三組合三樓板三的三三種形三式開口三型閉口三型縮口三型開口三型壓三型鋼三板現(xiàn)三澆樓三板二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)閉口三型壓三型鋼三板現(xiàn)三澆樓三板二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)11三0三(m三in三)閉口三型壓三型鋼三板現(xiàn)三澆樓三板的三懸掛三系統(tǒng)二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三2結(jié)構(gòu)三梁二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)考慮三到建三筑、三結(jié)構(gòu)三、設(shè)三備專三業(yè)的三相互三要求2.三2.三1現(xiàn)澆三鋼管三混凝三土框三架—剪力三墻核三心筒三混合三結(jié)構(gòu)三的梁二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三2結(jié)構(gòu)三梁2.三2.三1c實(shí)腹三式組三合鋼三梁2.三2.三1a鋼桁三架梁2.三2.三1b實(shí)腹三式開三孔組三合鋼三梁2.三2.三1d實(shí)腹三式變?nèi)孛嫒M合三鋼梁LG大廈三的標(biāo)三準(zhǔn)層LG大廈三的標(biāo)三準(zhǔn)層樓層三水平三構(gòu)件三（推三薦）變截三面組三合鋼三梁二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三2.三1d變截三面組三合鋼三梁2.三2.三1d變截三面組三合鋼三梁標(biāo)準(zhǔn)三層采三用變?nèi)孛嫒簝?nèi)側(cè)三臨核三心筒三走廊三穿風(fēng)三道處三梁高三降至三最小三，將三風(fēng)道三緊貼三梁底三；跨中三梁腹三板預(yù)三留洞三口供三管網(wǎng)三穿越三，以三提高三整層三吊頂三高度三；外側(cè)三至柱三邊梁三加腋三使得三與邊三梁等三高，三合并三柱上三橫隔三板，三加強(qiáng)三結(jié)構(gòu)整三體剛?cè)蠕摿喝簝扇算q三結(jié)，三全梁三按照組合三鋼梁設(shè)計(jì)三，發(fā)三揮鋼三梁與三現(xiàn)澆三樓板三的組三合作三用二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三2.三1d變截三面組三合鋼三梁二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)組合三鋼梁2.三3結(jié)構(gòu)三柱二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三3結(jié)構(gòu)三柱2.三3.三1方鋼三管混三凝土三柱2.三3.三2圓鋼三管混三凝土三柱2.三3.三3現(xiàn)澆三鋼筋三混凝三土柱2.三3.三4鋼骨三混凝三土柱2.三3.三5鋼柱二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三3結(jié)構(gòu)三柱2.三3.三4鋼骨三混凝三土柱鋼骨三混凝三土柱三與外三斜撐三的交三接二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)層層三層二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)層層三層二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)層層三層二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三4結(jié)構(gòu)三墻二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)2.三4結(jié)構(gòu)三墻2.三4.三1現(xiàn)澆三鋼筋三混凝三土墻2.三4.三2現(xiàn)澆三鋼骨三混凝三土墻2.三4.三3鋼板三剪力三墻2.三4.三4鋼支三撐二、三構(gòu)件三設(shè)計(jì)三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝關(guān)注三環(huán)節(jié)三？3.三1.鋼結(jié)三構(gòu)加三工三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝箱型三截面的加三工技三術(shù)——熔嘴三電渣三焊三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝箱型三截面的加三工技三術(shù)——熔嘴三電渣三焊三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝設(shè)計(jì)三師易三忽略三的細(xì)三節(jié)：板厚三度不三應(yīng)小三于16為厚三板立三焊平行三對(duì)稱三焊接對(duì)于三關(guān)鍵三重要三部位三，要三進(jìn)行三焊后三熱處三理，三以細(xì)三化晶三粒，三提高三沖擊三韌性圓型三截面的輥三彎技三術(shù)——徑厚三比三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝徑厚三比——通常三為1/三25，即三直徑50三0時(shí)最三厚可三用20三mm——好的三加工三企業(yè)三可以三做到1/三20圓型三截面的輥三彎技三術(shù)——端部三有小三的平三直段三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝平直三段——設(shè)計(jì)三整園三時(shí)要三切掉三，作三為損三耗鋼板三輥彎三機(jī)的三工作三原理截面的相三貫切三割技三術(shù)三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝目前三的施三工技三術(shù)：圓管三截面三的加三工通三常會(huì)三在現(xiàn)三場(chǎng)進(jìn)三行任意三截面三的相三貫技三術(shù)均三可實(shí)三施埋弧三自動(dòng)三焊所三需尺三寸三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝設(shè)計(jì)三環(huán)節(jié)三：留出三足夠三的焊三頭需三要的三空間對(duì)于三厚板三可能三要雙三側(cè)同三時(shí)平三行施三焊3.三2.鋼結(jié)三構(gòu)涂三裝三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝鋼結(jié)三構(gòu)禁三止涂三漆部三位：地腳三螺栓三和底三板高強(qiáng)三度螺三栓摩三擦接三觸面與混三凝土三緊貼三或埋三入部三分（三鋼骨三混凝三土）焊接三封閉三的空三心截三面內(nèi)三壁工地三焊接三部位三及兩三側(cè)10三0m三m、且三滿足三超聲三探傷三要求三的范三圍（三此范三圍內(nèi)三應(yīng)進(jìn)三行不三影響三焊接三的防三銹處三理）3.三2.三1鋼結(jié)三構(gòu)表三面處三理三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝3.三2.三1c火焰三除銹FI3.三2.三1a噴射三或拋三射除三銹Sa3.三2.三1b手工三和動(dòng)三力工三具除三銹St評(píng)定三表面三銹蝕三等級(jí)三、除三銹等三級(jí)時(shí)三，均三以正三常視三力目三測(cè)為三準(zhǔn)3.三2.三1鋼結(jié)三構(gòu)表三面處三理三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝3.三2.三1a噴射三或拋三射除三銹SaSa三2三.5（用三于有三涂裝三要求三的鋼三構(gòu)件三）3.三2.三1鋼結(jié)三構(gòu)表三面處三理三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝3.三2.三1b手工三和動(dòng)三力工三具除三銹StSt三2（可三用于三埋入三混凝三土中三的鋼三骨）3.三2.三2鋼結(jié)三構(gòu)涂三裝厚三度依照IS三O三12三94三4《鋼結(jié)三構(gòu)防三護(hù)涂三料系三統(tǒng)的三防腐三蝕保三護(hù)》(C三or三ro三si三on三P三ro三te三ct三io三n三of三S三te三el三S三tr三uc三tu三re三s三by三P三ro三te三ct三iv三e三Pa三in三t三Sy三st三em三s三)執(zhí)行三，分三為：三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝ISO12944大氣腐蝕等級(jí)典型環(huán)境C1、C2低污染的鄉(xiāng)間。有供暖的室內(nèi)/中性的大氣環(huán)境。C3城市工業(yè)大氣環(huán)境。中等二氧化硫水平。C4沿海岸的工業(yè)環(huán)境?；S。C5I具有高濕度、強(qiáng)腐蝕環(huán)境的工業(yè)地區(qū)。C5M海洋環(huán)境、海上平臺(tái)及高鹽分的海岸地區(qū)。3.三2.三2鋼結(jié)三構(gòu)涂三裝厚三度三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝大氣腐蝕環(huán)境設(shè)計(jì)涂層干膜厚度（微米）年限：＜5年年限：＜5～15年年限：＞15年C1、C280150200C3120160200C4160200240（含鋅底漆）280（不含鋅底漆）C5I、C5M200280320依照IS三O三12三94三4《鋼結(jié)三構(gòu)防三護(hù)涂三料系三統(tǒng)的三防腐三蝕保三護(hù)》(C三or三ro三si三on三P三ro三te三ct三io三n三of三S三te三el三S三tr三uc三tu三re三s三by三P三ro三te三ct三iv三e三Pa三in三t三Sy三st三em三s三)執(zhí)行三，分三為：3.三2.三3鋼結(jié)三構(gòu)涂三裝順三序3.三2.三3a底漆3.三2.三3b中間三漆3.三2.三3c防火三涂料（如三有）3.三2.三3d封閉三漆（如三有）3.三2.三3e面漆（顏三色由三建筑三師定三）三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝3.三2.三3鋼結(jié)三構(gòu)涂三裝順三序需防三火但三不外三露的三組合三：底漆+中間三漆+防火三涂料三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝不需三防火三的組三合：底漆+中間三漆+面漆（顏三色由三建筑三師定三）需防三火且三外露三的組三合：底漆+中間三漆+防火三涂料+封閉三漆+面漆（顏三色由三建筑三師定三）3.三2.三4c防火三涂料（如三有）三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝防火三原理/防火三時(shí)間/材料三厚度/粘結(jié)三強(qiáng)度GB三14三90三7-三20三02鋼結(jié)三構(gòu)防三火涂三料圖紙三要求三實(shí)例三：三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝3.三2.三4c防火三涂料（如三有）三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝重要三環(huán)節(jié)當(dāng)?shù)厝廊块T三的認(rèn)三可材料三、厚三度3.三3.鋼結(jié)三構(gòu)的三檢測(cè)三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝3.三3.三1鋼結(jié)三構(gòu)檢三測(cè)手三段（按三照成三本低三～高三排列三）3.三3.三1a目測(cè)3.三3.三1b超聲三波UT（Ul三tr三as三on三ic三t三es三t）探傷3.三3.三1c磁粉MT（Ma三gn三et三ic三p三ar三ti三cl三e三te三st三in三g）探傷3.三3.三1d射線RT（ra三di三og三ra三ph三ic三t三es三t）探傷現(xiàn)場(chǎng)三不宜三采用三、要三求清三場(chǎng)三、三鋼結(jié)三構(gòu)加三工涂三裝四、三鋼結(jié)三構(gòu)造三價(jià)關(guān)注三環(huán)節(jié)三？鋼結(jié)三構(gòu)工三程造三價(jià)構(gòu)三成：鋼材三費(fèi)用三（40三%）制作三安裝三費(fèi)用三（30三%）防火三材料三費(fèi)用三（30%）鋼結(jié)三構(gòu)造三價(jià)隨著三樓層三數(shù)量三的增三加、三建筑三使用三面積三增加三、施三工工三期縮三短，三鋼結(jié)三構(gòu)造三價(jià)會(huì)三趨于三鋼筋三混凝三土結(jié)三構(gòu)，三甚至三更經(jīng)三濟(jì)。關(guān)鍵三因素用鋼三量4.三1.材料三要求四、三鋼結(jié)三構(gòu)造三價(jià)4.三1.三1鋼材4.三1.三1a結(jié)構(gòu)三用鋼三的標(biāo)三識(shí)Q3三45三GJ三C－Z1三54.三1.三1b結(jié)構(gòu)三用鋼三的標(biāo)三識(shí)的三等級(jí)Q2三35三/Q三34三54.三1.三1c高層三結(jié)構(gòu)三用鋼Q3三45GJC4.三1.三1d厚度三方向三性能Z1三5/三Z2三5/三Z3三5四、三鋼結(jié)三構(gòu)造三價(jià)4.三1.三1鋼材低合三金高三強(qiáng)度三結(jié)構(gòu)三鋼高層三結(jié)構(gòu)三用鋼四、三鋼結(jié)三構(gòu)造三價(jià)4.三1.三1鋼材常規(guī)三鋼板三幅寬三：20三00～25三0020～22厚普通三結(jié)構(gòu)三鋼Q2三35三C每噸40三00元三（三基準(zhǔn)三）低合三金高三強(qiáng)度三結(jié)構(gòu)三鋼Q3三45三C每噸41三50元三（+1三50）高層三結(jié)構(gòu)三用鋼Q3三45三GJ三C每噸42三50元（+2三50）Z向性能三加價(jià)Z1三5每噸20三0元Z2三5