高层建筑结构设计施工技术

引言：近些年来,由于建筑的结构设计和施工出现问题,出现了很多建筑质量不合格而出现事故的情况,不仅造成了经济损失,更为严重的是威胁到了人们的生命财产安全,所以对于建筑结构设计施工要充分的重视起来.本文主要从高层建筑结构的分析方法和计算原则、高层建筑结构设计的具体特征分析和高层建筑基础工程施工技术多方面进行了分析.

一、高层建筑结构设计的具体特征分析

（一）在设计的时候要分析一项关键的内容,即水平力.在很多结构里,一般是那些将重力当成是关键要素的竖向力掌控着设计内容.对于高层来讲,虽说竖直力对该项设计内容有非常深入的意义,不过横向的力却是最为关键的内容.由于建筑体自身的重力,和楼面使用力在竖直方向的构件里所引起的轴力和弯矩的数值,和建筑的高程的一次方之间是一种正比例的关系.而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力,是与建筑高度的两次方成正比.除此之外,对特定高度的建筑体来讲,竖直的力一般是定数,而风力以及地震力等,它们的数值并非是固定不变的,它们会随着结构的动力性差异而出现不同.

（二）延性是非常关键的设计内容.比对那些层数比较低的建筑体来讲,高层的结构具有更多的柔性意义,当受到地震影响的时候,它的变形更厉害.为保证结构能够有优秀的变形水平,防止塌陷现象发生,要重点在构造上使用优秀的方法,以此来确保其有着非常好的延性特点.

二、高层建筑基础工程施工技术

（一）高层建筑基础工程施工特点.高层建筑基础施工的质量对整个上部结构的质量及整体安全性影响非常大,如果基础施工质量不过关,可能导致上部结构物出现沉降裂缝,乃至使得整个建筑物产生倾斜,所以必须做好基础工程的施工控制.而基础工程建设在劳动消耗、造价和工期中都会占到高层建筑建设较大的比重,通过在基础工程中采用新技术有利于提高施工质量、控制成本、缩短工期.高层建筑基础施工的方法很多,这里简要介绍超流态混凝土灌注桩技术.

（二）超流态混凝土灌注桩.超流态混凝土灌注桩施工时,先通过钻机钻孔到设计的深度,然后通过喷头自下而上向孔内高压灌注超流态混凝土,灌注至地下水位以上时,将钻杆抽出,将事先制作好的钢筋笼沉入孔内预定高度,然后继续灌注混凝土形成桩基础.超流态混凝土灌注桩技术具有很多优点,但在施工中应注意这几点：（1）配置混凝土采用的水泥、沙石、粉煤灰、砂、水和泵送剂等原材料须满足相关的质量要求,其配置比例应按照设计配合比严格进行；（2）对已搅拌好的混凝土通过混凝土泵施加压力,经由软胶导管进入螺旋钻杆的内管,然后进行喷射灌注；（3）为确保桩头处混凝土的密度,可在桩头部位加入适量干硬性混凝土或碎石.

三、高层建筑结构施工的方案

（一）框架结构施工方案.框架结构的板、梁、柱均可采用现浇,有利于提高结构的整体性和适应性,但会加大施工现场的工作量,要做好混凝土的拌制、运输、浇灌、振捣、养护以及钢筋的加工成型等工作,并且还要用到大量的模板.现浇框架结构柱和梁模板可以采用滑模施工,也可采用组合式的钢模板、胶合板模.

（二）筒体结构的施工方案.高层建筑的筒体的竖向承重结构应采用现浇工艺,以提高高层建筑的结构整体性,其模板可采用滑动模板或工具式的组合模板.由于高层建筑内、外筒间的楼板跨度较大（约10m）,通常可采用现浇混凝土楼板或预制肋梁现浇叠合楼板,还可用压型钢板、混凝土薄板的现浇叠合楼板.

（三）剪刀墙结构的施工方案.现浇的剪力墙结构可采用滑动模板和大模板进行施工.前者具有结构整体性能好、施工速度快等特点.而后者在现浇剪力墙结构施工当中应用更为广泛,具有结构整体性好、抗震性能强、机械化施工程度高、施工速度快等优点.

四、高层建筑楼板结构施工

（一）立柱式台模.立柱式台模包括门架式台模和钢管组合式台模等,其应用较为广泛,它可以一次组装、整体就位、整体移动、整体吊升,其支撑体系工具化、面板材料多样化.施工企业可对立柱式台模进行工业化的施工,它不受顶板结构几何尺寸与面积限制,组装方面,操作简单、施工快捷.立柱式台模的模板面积大、强度高、接缝少、易脱模,所以浇筑出来的混凝土结构外观较好.台模安装好以后,可用千斤顶调整标高,其承受的荷载,由立柱直接传递给楼面.拆模时,先用千斤顶顶住台模,再将垫块和木模撤掉,装上车轮并推到外侧临时平台上,借助吊车移到下一施工处.

（二）桁架式台模.桁架式台模是以桁架作为台模的竖向承重构件,对于大进深、大开间、无柱帽的板柱或板墙结构较为适用.

（三）悬架式台模.悬架式台模由桁架、组合钢模板、垂直与水平剪刀撑、外挑操作架、活动翻转翼板等构成,是现浇钢筋混凝土楼板的新型施工模板形式,对于高层框架、框剪及剪力墙结构体系较为适用,有利于减轻作业工人的劳动强度.

五、高层建筑转换层结构施工

(一)选择合理的模板支撑体系

转换层施工主要可选用结合浇筑法支撑体系、载荷传递法支撑体系和一次性支模体系.应根据施工实际条件选择合适的支撑体系,在进行支撑体系和模板的配置设计时,应画出模板排列图,并且对施工人员介绍模板的排列和拆装方法,应对运到现场的模板和配件进行检查和清点,对于不符合质量要求的模板和配件不得采用,以确保支模质量.

(二)转换层结构的钢筋施工

转换层钢筋的直径比较粗,配筋数量大,一定要正确下料、翻样,合理安排钢筋就位次序,应在了解相关规定、充分熟悉设计文件的基础上进行翻样,还应提前理清钢筋之间的穿插避让关系,特别是梁柱节点处,钢筋密集排列且相互交错,钢筋就位难,并且绑扎难度大,应明确绑扎次序和制作尺寸,下料时就应充分考虑钢筋间的相互关系.主筋接头应采用锥螺纹接头连接、冷挤压套筒连接或闪光对焊,以保证连接的质量.若转换梁高度较大或转换板较厚,应采取一定措施来确保钢筋骨架的稳定性.由于转换层的上部多为居民住宅,转换层构件的截面尺寸要比其截面尺寸大,所以一定要注意准确地控制预留插筋位置,应通过各种构件的控制线确定相应预留插筋位置,然后按照设计要求来布置预留插筋,完成后还应对其进行测量复核,最后通过电焊把插筋固定在原钢筋上.

六、总结

高层建筑结构设计是一个复杂的过程,应注重概念设计,选择合理的结构体系,对结构的平立面布置尽量规则,使结构具有良好的抗风抗震性能.另外,我们在工程建筑结构施工中应加强对新技术、新工艺、新设备的利用,加强高层建筑结构施工技术控制,认真抓好各个环节的施工质量,这对于提高高层建筑主体结构的总体质量、保证建筑结构安全都有着重要意义.