超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)（PPT86）

陳彬磊2013年11月02日廣西·北海超高層結(jié)構(gòu)設(shè)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)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)層面積約約2000平米（一個(gè)防防火分區(qū)）或或更大每間隔15～17層設(shè)建筑避難難層（結(jié)構(gòu)在在部分層設(shè)為為鋼臂層）中間為交通核核，周邊為結(jié)結(jié)構(gòu)柱建筑師的功夫夫：建筑表皮皮、頭頂/腳底層高和凈高…預(yù)計(jì)建筑一、結(jié)構(gòu)體系系二、構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)三、鋼結(jié)構(gòu)加加工涂裝四、造價(jià)工期期五、超限報(bào)審審結(jié)構(gòu)師關(guān)注環(huán)環(huán)節(jié)？一、結(jié)構(gòu)體系系關(guān)注環(huán)節(jié)？一、結(jié)構(gòu)體系系體系構(gòu)件邊緣緣化構(gòu)件高強(qiáng)材料料邊緣化發(fā)揮豎向構(gòu)件件集束效應(yīng)發(fā)揮邊框架的的抗傾覆效力力發(fā)揮邊框架立立面剛度一、結(jié)構(gòu)體系系體系構(gòu)件邊緣緣化核心筒周邊、、核心大墻構(gòu)件高強(qiáng)材料料邊緣化鋼管/鋼管混凝土發(fā)揮豎向構(gòu)件件集束效應(yīng)成束筒發(fā)揮邊框架的的抗傾覆效力力剛臂層、環(huán)桁桁架發(fā)揮邊框架立立面剛度巨型斜撐青島萬邦中心心青島萬邦中心心1#樓結(jié)構(gòu)---標(biāo)準(zhǔn)層青島萬邦中心心周邊組合柱鋼構(gòu)件支撐混凝土核心筒筒伸臂桁架&支撐層支撐層豎向體系由周邊柱支撐撐的組合樓板板抗側(cè)力體系雙重體系核心筒&伸臂桁架周邊鋼支撐美國(guó)赫斯特總總部42層紐約桁架鋼外框+核心筒美國(guó)赫斯特總總部182米上海環(huán)球金融融中心豎直的立放的桁架抗水平的風(fēng)力力和地震作用用一、結(jié)構(gòu)體系系減輕結(jié)構(gòu)重量量，特別是樓板筒、邊框架間間的剛度匹配，降低筒剛度度，適當(dāng)提高高邊框剛度橫向風(fēng)振動(dòng)的的舒適度（住宅類）風(fēng)洞試驗(yàn)、阻阻尼器一、結(jié)構(gòu)體系系關(guān)注環(huán)節(jié)？結(jié)構(gòu)可選體系系1.2.1現(xiàn)澆鋼管混凝凝土框架—剪力墻核心筒筒混合結(jié)構(gòu)1.2.2現(xiàn)澆鋼筋混凝凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)體系系1.2.3鋼框架—支撐結(jié)構(gòu)體系描述1.2.1現(xiàn)澆鋼管混凝凝土框架—剪力墻核心筒筒混合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)件——鋼管混凝土柱柱——鋼梁（工廠焊焊接H型鋼）——核心筒（內(nèi)設(shè)設(shè)小尺寸H型鋼框架以滿滿足埋件定位位，消除鋼結(jié)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的的施工誤差））——壓型鋼板組合合樓板（不涂涂防火涂料））/鋼筋桁架模板板一、結(jié)構(gòu)體系系混合結(jié)構(gòu)施工工結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：造價(jià)適中構(gòu)件輕基礎(chǔ)負(fù)擔(dān)小有效面積損失失小施工迅速快捷捷立體交叉的作作業(yè)面工期短一、結(jié)構(gòu)體系系現(xiàn)澆鋼管混凝凝土框架—剪力墻核心筒筒混合結(jié)構(gòu)體體系的設(shè)計(jì)、、施工難點(diǎn)：：超長(zhǎng)現(xiàn)澆鋼筋筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求求和施工控制制鋼管混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)施工澆筑筑技術(shù)泵送頂升澆注注法立式高位拋落落自密實(shí)混凝凝土配合局部部振搗法通常要控制塌塌落度230~250、擴(kuò)展度550~650（結(jié)合試配））鋼結(jié)構(gòu)與混凝凝土結(jié)構(gòu)施工工精度差異的的協(xié)調(diào)措施鋼管柱與混凝凝土梁的交接接（地下結(jié)構(gòu)構(gòu)）鋼管柱與工字字鋼梁的連接接（地上結(jié)構(gòu)構(gòu)）鋼臂層與剪力力墻、外柱的的連接（頂層層）鋼邊梁與幕墻墻埋件的協(xié)調(diào)調(diào)——統(tǒng)一協(xié)調(diào)、一一并解決一、結(jié)構(gòu)體系系單元式幕墻的結(jié)構(gòu)預(yù)留條條件關(guān)注環(huán)節(jié)？一、結(jié)構(gòu)體系系1.3.1結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層（（鋼臂層）的的設(shè)定1.3.1c再選——高度1/2或下1/3處；1.3.1a首選——高度的上1/3處；1.3.1b次選——屋頂層；目的：發(fā)揮邊邊框架的抗側(cè)側(cè)能力，提高高整體抗側(cè)剛剛度數(shù)量夠了即可可！一、結(jié)構(gòu)體系系1.3.2結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層的的重點(diǎn)1.3.2c高度1/2或下1/3處核算合攏時(shí)時(shí)機(jī)；1.3.2a至少一層全高高設(shè)置；1.3.2b注意構(gòu)造連接接；一、結(jié)構(gòu)體系系1.3.3結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層的的實(shí)施計(jì)算分析需要要的條件下，，可能設(shè)置結(jié)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層在在建筑避難層（每間隔15～17層）屋頂層（高位水箱及及設(shè)備層）1.4建筑層高一、結(jié)構(gòu)體系系建筑凈高是業(yè)業(yè)主關(guān)注的、、影響使用的的主要問題影響層高的主主要因素結(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、結(jié)構(gòu)體系系二、構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)關(guān)注環(huán)節(jié)？2.1結(jié)構(gòu)板二、構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)2.2結(jié)構(gòu)梁2.3結(jié)構(gòu)柱2.4結(jié)構(gòu)墻2.1結(jié)構(gòu)板二、構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)板的選擇擇2.1.1c壓型鋼板組合合樓板（開口口、閉口、縮縮口）；2.1.1a懸掛式現(xiàn)澆樓樓板；2.1.1b鋼筋桁架式樓樓板；2.1.1現(xiàn)澆鋼管混凝凝土框架—剪力墻核心筒筒混合結(jié)構(gòu)的的樓板二、構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)懸掛式式現(xiàn)澆澆樓板板—山東省省特有有施工工工藝藝（配配合鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)）2.1.1現(xiàn)澆鋼鋼管混混凝土土框架架—剪力墻墻核心心筒混混合結(jié)結(jié)構(gòu)的的樓板板二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.1.1a懸掛式式現(xiàn)澆澆樓板板；2.1.1現(xiàn)澆鋼鋼管混混凝土土框架架—剪力墻墻核心心筒混混合結(jié)結(jié)構(gòu)的的樓板板二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.1.1b鋼筋桁桁架式式樓板板；工廠加加工自承模模板鋼筋配配套待補(bǔ)上上鐵鋼筋桁桁架式式樓板板；二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.1.1c壓型鋼鋼板組組合樓樓板2.1.1現(xiàn)澆鋼鋼管混混凝土土框架架—剪力墻墻核心心筒混混合結(jié)結(jié)構(gòu)的的樓板板所有壓壓型鋼鋼板應(yīng)應(yīng)提出出鍍鋅鋅量的的要求求：雙雙面鍍鍍鋅不不小于于275g/m2（或按按照環(huán)環(huán)境要要求））施工階階段通通常不不應(yīng)設(shè)設(shè)置臨臨時(shí)支支撐板下不不設(shè)防防火涂涂料即即可滿滿足本本工程程樓板板的防防火要要求板邊的的收頭頭：板板邊/洞口邊邊/與剪力力墻銜銜接壓型鋼鋼板應(yīng)應(yīng)關(guān)注注的細(xì)細(xì)節(jié)二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.1.1c壓型鋼鋼板組組合樓樓板2.1.1現(xiàn)澆鋼鋼管混混凝土土框架架—剪力墻墻核心心筒混混合結(jié)結(jié)構(gòu)的的樓板板壓型鋼鋼板組組合樓樓板的的三種種形式式開口型型閉口型型縮口型型開口型型壓型型鋼板板現(xiàn)澆澆樓板板二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)閉口型型壓型型鋼板板現(xiàn)澆澆樓板板二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)110(min)閉口型型壓型型鋼板板現(xiàn)澆澆樓板板的懸懸掛系系統(tǒng)二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.2結(jié)構(gòu)梁梁二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)考慮到到建筑筑、結(jié)結(jié)構(gòu)、、設(shè)備備專業(yè)業(yè)的相相互要要求2.2.1現(xiàn)澆鋼鋼管混混凝土土框架架—剪力墻墻核心心筒混混合結(jié)結(jié)構(gòu)的的梁二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.2結(jié)構(gòu)梁梁2.2.1c實(shí)腹式式組合合鋼梁梁2.2.1a鋼桁架架梁2.2.1b實(shí)腹式式開孔孔組合合鋼梁梁2.2.1d實(shí)腹式式變截截面組組合鋼鋼梁LG大廈的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)層LG大廈的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)層樓層水水平構(gòu)構(gòu)件（（推薦薦）變截面面組合合鋼梁梁二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.2.1d變截面面組合合鋼梁梁2.2.1d變截面面組合合鋼梁梁標(biāo)準(zhǔn)層層采用用變截截面梁梁內(nèi)側(cè)臨臨核心心筒走走廊穿穿風(fēng)道道處梁梁高降降至最最小，，將風(fēng)風(fēng)道緊緊貼梁梁底；；跨中梁梁腹板板預(yù)留留洞口口供管管網(wǎng)穿穿越，，以提提高整整層吊吊頂高高度；；外側(cè)至至柱邊邊梁加加腋使使得與與邊梁梁等高高，合合并柱柱上橫橫隔板板，加加強(qiáng)結(jié)結(jié)構(gòu)整體體剛度度鋼梁：：兩端端鉸結(jié)結(jié)，全全梁按按照組合鋼鋼梁設(shè)計(jì)，，發(fā)揮揮鋼梁梁與現(xiàn)現(xiàn)澆樓樓板的的組合合作用用二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.2.1d變截面面組合合鋼梁梁二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)組合鋼鋼梁2.3結(jié)構(gòu)柱柱二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.3結(jié)構(gòu)柱柱2.3.1方鋼管管混凝凝土柱柱2.3.2圓鋼管管混凝凝土柱柱2.3.3現(xiàn)澆鋼鋼筋混混凝土土柱2.3.4鋼骨混混凝土土柱2.3.5鋼柱二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.3結(jié)構(gòu)柱柱2.3.4鋼骨混混凝土土柱鋼骨混混凝土土柱與與外斜斜撐的的交接接二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)層層層層二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)層層層層二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)層層層層二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)墻墻二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)墻墻2.4.1現(xiàn)澆鋼鋼筋混混凝土土墻2.4.2現(xiàn)澆鋼鋼骨混混凝土土墻2.4.3鋼板剪剪力墻墻2.4.4鋼支撐撐二、構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計(jì)三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝關(guān)注環(huán)環(huán)節(jié)？？3.1.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝箱型截截面的加工工技術(shù)術(shù)——熔嘴電電渣焊焊三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝箱型截截面的加工工技術(shù)術(shù)——熔嘴電電渣焊焊三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝設(shè)計(jì)師師易忽忽略的的細(xì)節(jié)節(jié)：板厚度度不應(yīng)應(yīng)小于于16為厚板板立焊焊平行對(duì)對(duì)稱焊焊接對(duì)于關(guān)關(guān)鍵重重要部部位，，要進(jìn)進(jìn)行焊焊后熱熱處理理，以以細(xì)化化晶粒粒，提提高沖沖擊韌韌性圓型截截面的輥彎彎技術(shù)術(shù)——徑厚比比三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝徑厚比比——通常為為1/25，即直直徑500時(shí)最厚厚可用用20mm——好的加加工企企業(yè)可可以做做到1/20圓型截截面的輥彎彎技術(shù)術(shù)——端部有有小的的平直直段三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝平直段段——設(shè)計(jì)整整園時(shí)時(shí)要切切掉，，作為為損耗耗鋼板輥輥彎?rùn)C(jī)機(jī)的工工作原原理截面的相貫貫切割割技術(shù)術(shù)三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝目前的的施工工技術(shù)術(shù)：圓管截截面的的加工工通常常會(huì)在在現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)進(jìn)行行任意截截面的的相貫貫技術(shù)術(shù)均可可實(shí)施施埋弧自自動(dòng)焊焊所需需尺寸寸三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)節(jié)：：留出足足夠的的焊頭頭需要要的空空間對(duì)于厚厚板可可能要要雙側(cè)側(cè)同時(shí)時(shí)平行行施焊焊3.2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)涂裝裝三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)禁止止涂漆漆部位位：地腳螺螺栓和和底板板高強(qiáng)度度螺栓栓摩擦擦接觸觸面與混凝凝土緊緊貼或或埋入入部分分（鋼鋼骨混混凝土土）焊接封封閉的的空心心截面面內(nèi)壁壁工地焊焊接部部位及及兩側(cè)側(cè)100mm、且滿滿足超超聲探探傷要要求的的范圍圍（此此范圍圍內(nèi)應(yīng)應(yīng)進(jìn)行行不影影響焊焊接的的防銹銹處理理）3.2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)表面面處理理三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝3.2.1c火焰除除銹FI3.2.1a噴射或或拋射射除銹銹Sa3.2.1b手工和和動(dòng)力力工具具除銹銹St評(píng)定表表面銹銹蝕等等級(jí)、、除銹銹等級(jí)級(jí)時(shí)，，均以以正常常視力力目測(cè)測(cè)為準(zhǔn)準(zhǔn)3.2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)表面面處理理三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝3.2.1a噴射或或拋射射除銹銹SaSa2.5（用于于有涂涂裝要要求的的鋼構(gòu)構(gòu)件））3.2.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)表面面處理理三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝3.2.1b手工和和動(dòng)力力工具具除銹銹StSt2（可用用于埋埋入混混凝土土中的的鋼骨骨）3.2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)涂裝裝厚度度依照ISO12944《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)防護(hù)護(hù)涂料料系統(tǒng)統(tǒng)的防防腐蝕蝕保護(hù)護(hù)》(CorrosionProtectionofSteelStructuresbyProtectivePaintSystems)執(zhí)行，，分為為：三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝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。化工廠。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)。3.2.2鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)涂裝裝厚度度三、鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)加工工涂裝裝大氣腐蝕環(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ISO12944《鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)防護(hù)護(hù)涂料料系統(tǒng)統(tǒng)的防防腐蝕蝕保護(hù)護(hù)》(CorrosionProtectionofSteelStructuresbyProtectivePaintSystems)執(zhí)行，，分為為：3.2.3鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)涂裝裝順序序3.2.3a底漆3.2.3b中間漆漆3.2.3c防火涂涂料（如有有）3.2.3d封閉漆漆（如有有）3.2.3e面漆（顏色色由建建筑師師定））三、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)加工工涂裝3.2.3鋼結(jié)構(gòu)涂涂裝順序序需防火但但不外露露的組合合：底漆+中間漆+防火涂料料三、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)加工工涂裝不需防火火的組合合：底漆+中間漆+面漆（顏色由由建筑師師定）需防火且且外露的的組合：：底漆+中間漆+防火涂料料+封閉漆+面漆（顏色由由建筑師師定）3.2.4c防火涂料料（如有））三、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)加工工涂裝防火原理理/防火時(shí)間間/材料厚度度/粘結(jié)強(qiáng)度度GB14907-2002鋼結(jié)構(gòu)防防火涂料料圖紙要求求實(shí)例：：三、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)加工工涂裝3.2.4c防火涂料料（如有））三、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)加工工涂裝重要環(huán)節(jié)節(jié)當(dāng)?shù)叵婪啦块T的的認(rèn)可材料、厚厚度3.3.鋼結(jié)構(gòu)的的檢測(cè)三、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)加工工涂裝3.3.1鋼結(jié)構(gòu)檢檢測(cè)手段段（按照成成本低～～高排列列）3.3.1a目測(cè)3.3.1b超聲波UT（Ultrasonictest）探傷3.3.1c磁粉MT（Magneticparticletesting）探傷3.3.1d射線RT（radiographictest）探傷現(xiàn)場(chǎng)不宜宜采用、、要求清清場(chǎng)三、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)加工工涂裝四、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)造價(jià)價(jià)關(guān)注環(huán)節(jié)節(jié)？鋼結(jié)構(gòu)工工程造價(jià)價(jià)構(gòu)成：：鋼材費(fèi)用用（（40%）制作安裝裝費(fèi)用（（30%）防火材料料費(fèi)用（（30%）鋼結(jié)構(gòu)造造價(jià)隨著樓層層數(shù)量的的增加、、建筑使使用面積積增加、、施工工工期縮短短，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)造價(jià)價(jià)會(huì)趨于于鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)，甚甚至更經(jīng)經(jīng)濟(jì)。關(guān)鍵因素素用鋼量4.1.材料要求求四、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)造價(jià)價(jià)4.1.1鋼材4.1.1a結(jié)構(gòu)用鋼鋼的標(biāo)識(shí)識(shí)Q345GJC－Z154.1.1b結(jié)構(gòu)用鋼鋼的標(biāo)識(shí)識(shí)的等級(jí)級(jí)Q235/Q3454.1.1c高層結(jié)構(gòu)構(gòu)用鋼Q345GJC4.1.1d厚度方向向性能Z15/Z25/Z35四、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)造價(jià)價(jià)4.1.1鋼材低合金高高強(qiáng)度結(jié)結(jié)構(gòu)鋼高層結(jié)構(gòu)構(gòu)用鋼四、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)造價(jià)價(jià)4.1.1鋼材常規(guī)鋼板板幅寬：：2000～250020～22厚普通結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼Q235C每噸4000元（（基準(zhǔn)））低合金高高強(qiáng)度結(jié)