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超高层建筑10大技术难点及应对措施
栏(lan)目:行(xing)业动态 发布时间:2018-08-28
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       根据理论及经验分析,一般在40层(大约150米)左右,是超高层建筑设计的敏感高度(建筑物的超长尺度特性将引起建筑设计概念变化),这种变化促使建筑师必须提出有效设计对策,调整设计观念,应用适宜的建筑技术。

    超(chao)高(gao)层楼(lou)宇就(jiu)像(xiang)一条竖立起(qi)来的街道(dao),存在着安(an)全、内(nei)部交(jiao)通、环(huan)境、能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)等(deng)(deng)多种难以妥善(shan)解决(jue)的问题,越是向高(gao)处发展,安(an)全性、耐久性及适用舒适等(deng)(deng)问题就(jiu)愈多,对(dui)结构、建筑、机电、暖通、电梯等(deng)(deng)专业(ye)的要求就(jiu)越高(gao)。

    难点1 结构系(xi)统

    由于超(chao)高层建筑结(jie)构的特殊性,建筑内部(bu)的梁柱将(jiang)会(hui)不可避(bi)免的存在,在结(jie)构设(she)计中要考(kao)(kao)虑异形柱的使用,特别是(shi)在超(chao)高层住(zhu)宅户型设(she)计中,充分全面(mian)考(kao)(kao)虑梁柱的影响、规避(bi)及利用是(shi)设(she)计的难点。

    对于(yu)结(jie)构设计来讲(jiang),按照建筑(zhu)使用功能的(de)要求、建筑(zhu)高度的(de)不同以(yi)及拟建场地(di)的(de)抗震(zhen)设防烈度以(yi)经济(ji)、合理、安全、可靠的(de)设计原(yuan)则,选择(ze)相应(ying)的(de)结(jie)构体(ti)系(xi)(xi),一般(ban)分为六大类:框(kuang)(kuang)架结(jie)构体(ti)系(xi)(xi)、剪(jian)(jian)力墙结(jie)构体(ti)系(xi)(xi)、框(kuang)(kuang)架-剪(jian)(jian)力墙结(jie)构体(ti)系(xi)(xi)、框(kuang)(kuang)-筒(tong)(tong)结(jie)构体(ti)系(xi)(xi)、筒(tong)(tong)中(zhong)筒(tong)(tong)结(jie)构体(ti)系(xi)(xi)、束筒(tong)(tong)结(jie)构体(ti)系(xi)(xi)。

    90年代以来,除(chu)上述结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)(gou)体系得到(dao)广泛应用(yong)外,多筒(tong)体结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)(gou)、带加强层(ceng)的框架-筒(tong)体结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)(gou)、连体结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)(gou)、巨型结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)(gou)、悬挑结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)(gou)、错层(ceng)结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)(gou)等(deng)也逐渐在工程(cheng)中采用(yong)。

    进(jin)入(ru)90年代(dai)后,由于我国钢(gang)材产量(liang)的增加,钢(gang)结(jie)(jie)构(gou)、钢(gang)-混(hun)(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)混(hun)(hun)(hun)(hun)(hun)合(he)结(jie)(jie)构(gou)逐渐采用(yong)。如金茂(mao)大厦、地王(wang)大厦都是钢(gang)-混(hun)(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)混(hun)(hun)(hun)(hun)(hun)合(he)结(jie)(jie)构(gou)。此外,型(xing)钢(gang)混(hun)(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)结(jie)(jie)构(gou)和钢(gang)管混(hun)(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)结(jie)(jie)构(gou)在(zai)(zai)高层(ceng)(ceng)(ceng)建(jian)筑中(zhong)也(ye)正在(zai)(zai)得(de)到广泛应用(yong)。高层(ceng)(ceng)(ceng)建(jian)筑结(jie)(jie)构(gou)采用(yong)的混(hun)(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)强度(du)等级不(bu)断(duan)(duan)提高,从C30逐步向C60及更高的等级发(fa)展。预应力混(hun)(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)土(tu)结(jie)(jie)构(gou)在(zai)(zai)高层(ceng)(ceng)(ceng)建(jian)筑的梁(liang)、板结(jie)(jie)构(gou)中(zhong)广泛应用(yong)。钢(gang)材的强度(du)等级也(ye)不(bu)断(duan)(duan)提高。

    高层(ceng)和超高层(ceng)建筑在(zai)结(jie)(jie)构设(she)计中除采用钢(gang)筋混(hun)(hun)凝(ning)土结(jie)(jie)构(代(dai)号RC)外,还采用型钢(gang)混(hun)(hun)凝(ning)土结(jie)(jie)构(代(dai)号SRC),钢(gang)管混(hun)(hun)凝(ning)土结(jie)(jie)构(代(dai)号CFS)和全钢(gang)结(jie)(jie)构(代(dai)号S或SS)。

    建(jian)筑高度(du)100m,柱网为8.4m,抗震(zhen)设防(fang)烈度(du)为6度(du),采(cai)用框架-剪力墙或(huo)框-筒结(jie)构体系较为经济合理,这种结(jie)构体系的(de)剪力墙或(huo)筒体是很好的(de)抗侧(ce)力构件,常常承担了(le)大(da)部(bu)分的(de)风载(zai)和地震(zhen)荷(he)载(zai)产生的(de)水平侧(ce)力,总体刚度(du)大(da),侧(ce)移小,且满足玻(bo)璃幕(mu)墙的(de)外装饰要求。

    超高层建筑的楼板和(he)屋盖具有很(hen)大的平面刚(gang)度,是(shi)竖(shu)向(xiang)(xiang)钢柱(zhu)(zhu)与剪力(li)墙(qiang)或(huo)筒(tong)体的平面抗侧力(li)构件(jian),同时(shi)使钢柱(zhu)(zhu)与各竖(shu)向(xiang)(xiang)构件(jian)(剪力(li)墙(qiang)或(huo)筒(tong)体)起到变(bian)形协调作(zuo)用。

    一般(ban)钢(gang)结构(gou)建筑物的(de)(de)楼(lou)板和(he)屋(wu)(wu)(wu)盖(gai)(gai),都采(cai)用轧制(zhi)的(de)(de)压型钢(gang)板加现浇钢(gang)筋混凝(ning)土(tu)(简称(cheng)钢(gang)承(cheng)混凝(ning)土(tu))楼(lou)板和(he)屋(wu)(wu)(wu)盖(gai)(gai),厚度一般(ban)不(bu)小(xiao)于(yu)150mm。目(mu)前在设(she)计钢(gang)承(cheng)混凝(ning)土(tu)楼(lou)板和(he)屋(wu)(wu)(wu)盖(gai)(gai)时(shi)没有考虑钢(gang)承(cheng)混凝(ning)土(tu)楼(lou)板和(he)屋(wu)(wu)(wu)盖(gai)(gai)与钢(gang)梁共同作用。主(zhu)要是对于(yu)板底呈(cheng)波形的(de)(de)计算(suan)原理不(bu)甚了解或认为计算(suan)繁琐,就按平板计算(suan),这样(yang)既不(bu)安全(quan)又增加了钢(gang)梁的(de)(de)用钢(gang)量(liang)。

    如(ru)果(guo)采用(yong)钢梁与钢承混凝土(tu)楼板(ban)共同作用(yong),简称MST组合梁,只要计算正确,配(pei)筋合理,栓钉可靠,则(ze)可以节约楼层和屋盖钢梁的用(yong)钢量20%左(zuo)右,而且不需对钢梁进行稳定(ding)验算。

    难点2 垂(chui)直交通设计

    超高层建筑,核心筒(tong)的设计需平(ping)衡采(cai)光、节能、易于维护(hu)、减少公(gong)摊(tan)、不同业态(tai)核心筒(tong)上下统一等多(duo)方要(yao)求,是建筑设计的难点之一。

    高(gao)层建(jian)筑与其他建(jian)筑之(zhi)间的最大区(qu)别(bie),就(jiu)在于它有一(yi)个垂直交通和管道设备集(ji)中(zhong)在一(yi)起(qi)(qi)的、在结构体系(xi)中(zhong)又(you)起(qi)(qi)着(zhe)重要作用的“核(he)”。而(er)这个“核(he)”也(ye)恰(qia)恰(qia)在形态构成上举足轻(qing)重,决(jue)定着(zhe)高(gao)层建(jian)筑的空间构成模(mo)式。

    随着高层(ceng)建(jian)筑(zhu)建(jian)设(she)(she)的发展(zhan)、高度的增加和技术的进步,在高层(ceng)建(jian)筑(zhu)的设(she)(she)计过(guo)程(cheng)中,逐(zhu)渐演化(hua)出了(le)中央核(he)心筒式的“内核(he)”空间构成模式。

    1.内核(he)式(shi):中(zhong)央核(he)心筒布局

    在建(jian)筑处理(li)上,为了争取尽量宽敞的(de)(de)使用(yong)(yong)空(kong)间(jian)(jian)(jian),希(xi)望将电梯(ti)、楼梯(ti)、设备(bei)用(yong)(yong)房(fang)及卫生间(jian)(jian)(jian)、茶炉间(jian)(jian)(jian)等服务(wu)用(yong)(yong)房(fang)向平(ping)面(mian)的(de)(de)中央集中,使功能空(kong)间(jian)(jian)(jian)占据最佳的(de)(de)采光(guang)位置,力(li)求视线良好、交通便(bian)捷(jie)。在结(jie)构(gou)(gou)方面(mian),随着(zhe)筒体结(jie)构(gou)(gou)概(gai)念(nian)的(de)(de)出现(xian)、高(gao)度的(de)(de)增加,也(ye)希(xi)望能有一(yi)个刚度更强的(de)(de)筒来承(cheng)受剪力(li)和抗扭。

    在建筑的中央部分,有意识地利(li)用那些功(gong)能较为(wei)固定(ding)的服务用房的围护结构,形成中央核心(xin)筒(tong),而筒(tong)体处于几何位(wei)置(zhi)中心(xin),还可以使建筑的质量重心(xin)、刚度中心(xin)和(he)型(xing)体核心(xin)三心(xin)重合(he),更加有利(li)于结构受力(li)和(he)抗(kang)震。

    这种“内核”空间(jian)(jian)构成模式,经(jing)过长期的(de)实践检(jian)验,以其结构合理、使用方便(bian)和(he)造价相对低廉的(de)优势,很快便(bian)成为高(gao)层(ceng)建筑中最为流行(xing)的(de)空间(jian)(jian)布局形式。

    尽管(guan)中(zhong)央核心筒(tong)(tong)式布(bu)局(ju)的(de)(de)(de)筒(tong)(tong)体周围的(de)(de)(de)房间需(xu)要人(ren)工采光和机(ji)械通风,总会(hui)多少给人(ren)带来不(bu)适感,但“内(nei)核”式的(de)(de)(de)布(bu)局(ju)形式及其变种在数量上占有绝对优势,大多数著名的(de)(de)(de)超(chao)高层(ceng)写字楼建筑也都采用这种形式。但是(shi)作为超(chao)高层(ceng)住(zhu)宅建筑,这种内(nei)核式的(de)(de)(de)布(bu)局(ju)存在着(zhe)诸(zhu)多不(bu)便利之处。

    2.外核式:双侧外核心筒布局

    随着时代的发展、技术的进(jin)步,人们(men)对建筑(zhu)需求的变化和(he)设计侧重点的不同,以中(zhong)央核(he)(he)心筒为主流的高层(ceng)建筑(zhu)“内核(he)(he)”空间构(gou)成(cheng)模式(shi)开始受(shou)到了(le)挑战。

    第(di)一次变(bian)革主要还(hai)是出于造型上的(de)需要和(he)建(jian)筑设(she)计(ji)(ji)理念的(de)变(bian)化,如70年代(dai)前后出现的(de)“双(shuang)核(he)(he)”构成模式。双(shuang)侧(ce)外(wai)核(he)(he)心(xin)筒的(de)布(bu)局,不仅有利于避(bi)难疏散,而(er)且(qie)也使(shi)高层建(jian)筑的(de)外(wai)观造型产生了巨大的(de)变(bian)化。贝聿铭设(she)计(ji)(ji)的(de)新(xin)加坡(po)“华(hua)侨(qiao)银行(xing)中心(xin)”和(he)日建(jian)设(she)计(ji)(ji)设(she)计(ji)(ji)的(de)日本“IBM本社(she)大楼(lou)”等(deng)等(deng)就是当年风行(xing)一时(shi)的(de)双(shuang)侧(ce)外(wai)核(he)(he)设(she)计(ji)(ji)手法的(de)代(dai)表。

    3.多(duo)核式(shi):分散多(duo)个外核布局

    第二次变(bian)(bian)革(ge)最先(xian)对核心筒(tong)提出(chu)革(ge)命性建(jian)(jian)议的是设(she)(she)备(bei)(bei)专业,他们认为随着建(jian)(jian)筑设(she)(she)备(bei)(bei)的日趋(qu)增多(duo)和(he)(he)越来(lai)越复杂,如(ru)果把(ba)设(she)(she)备(bei)(bei)用(yong)(yong)房和(he)(he)管(guan)道(dao)井(jing)从核心筒(tong)中(zhong)分(fen)离出(chu)来(lai),可(ke)能会更有(you)利于管(guan)理和(he)(he)维(wei)修。而80年代(dai)以(yi)后,智能化(hua)建(jian)(jian)筑的普及(ji)(ji)和(he)(he)电信设(she)(she)施的不断增加,导致了在高(gao)层建(jian)(jian)筑中(zhong)大量应(ying)用(yong)(yong)计算机(ji)(ji)和(he)(he)电信通(tong)讯设(she)(she)备(bei)(bei),甚至许(xu)多(duo)建(jian)(jian)筑在竣工(gong)之后,仍然频(pin)繁(fan)地改造布线(xian)系统和(he)(he)增添新(xin)设(she)(she)备(bei)(bei)。智能化(hua)办公(gong)楼中(zhong)的光缆与电脑网(wang)络管(guan)道(dao)井(jing)、配(pei)线(xian)箱(xiang)以(yi)及(ji)(ji)中(zhong)继装置等,每层都必须(xu)设(she)(she)置三处以(yi)上(shang)才(cai)算合理。这(zhei)样,建(jian)(jian)筑上(shang)为了满足机(ji)(ji)电设(she)(she)备(bei)(bei)经(jing)常(chang)变(bian)(bian)动(dong)的需要,便(bian)开(kai)始(shi)将“核”分(fen)散化(hua),分(fen)置多(duo)处设(she)(she)备(bei)(bei)用(yong)(yong)房和(he)(he)管(guan)道(dao)井(jing),以(yi)便(bian)于局部更改。

    对(dui)于(yu)结构(gou)(gou)专(zhuan)业(ye)来说,加(jia)强建筑周边(bian)的刚(gang)度也会(hui)有(you)效地(di)抵抗(kang)地(di)震对(dui)高层建筑的破坏,所(suo)以如(ru)果将垂(chui)直(zhi)交通和(he)设备用房(fang)等分(fen)散(san)地(di)布置在(zai)周边(bian),则无疑也会(hui)对(dui)结构(gou)(gou)抗(kang)震有(you)利(li)。同时(shi),这(zhei)种(zhong)分(fen)散(san)的多(duo)个外核的空间构(gou)(gou)成模式,也正好适用于(yu)新兴的巨型(xing)框(kuang)架结构(gou)(gou),使(shi)这(zhei)种(zhong)结构(gou)(gou)体系(xi)中的巨型(xing)支撑柱具有(you)了(le)使(shi)用功能。其最典型(xing)的实例就是丹下健三设计的日(ri)本“东京都新都厅”。

    而从建(jian)(jian)筑设(she)计的角(jiao)度来看,核的移动(dong)、垂直交(jiao)通、服务(wu)性房(fang)间(jian)(jian)和(he)管道井分散(san)到建(jian)(jian)筑的周边,对于高层(ceng)建(jian)(jian)筑的空间(jian)(jian)构成(cheng)(cheng)模式(shi)和(he)立(li)面造(zao)(zao)型上的变化也是极具革命性的。它(ta)不但适应(ying)了其它(ta)专业(ye)的需求,而且还有利于避难疏散(san),创造(zao)(zao)更大(da)的使(shi)用(yong)空间(jian)(jian)和(he)使(shi)高层(ceng)建(jian)(jian)筑的底部获得解(jie)放。这种空间(jian)(jian)构成(cheng)(cheng)模式(shi)所具有的灵活性和(he)先(xian)进(jin)性,很快便被推崇技术表现的欧(ou)洲(zhou)建(jian)(jian)筑师(shi)们所发(fa)现,并创造(zao)(zao)性地应(ying)用(yong)在他们的作品之中。罗杰斯设(she)计的英(ying)国“伦敦劳埃德大(da)厦”、88木(mu)街办公楼和(he)福斯特设(she)计的“香港汇(hui)丰银行”等等即是分散(san)式(shi)核心(xin)筒的杰作,它(ta)们从内部的空间(jian)(jian)构成(cheng)(cheng)到外部立(li)面,均与中央核心(xin)筒式(shi)的高层(ceng)建(jian)(jian)筑大(da)相经庭(ting)。

    此外,在规模(mo)较小的(de)(de)(de)(de)高层建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)中,近年来还(hai)出现(xian)一种核(he)(he)与主(zhu)(zhu)(zhu)要使用空间(jian)(jian)分(fen)离化的(de)(de)(de)(de)现(xian)象(xiang),垂直交通、服务性(xing)用房和设(she)备管道井均(jun)分(fen)别独(du)立,与建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)主(zhu)(zhu)(zhu)体分(fen)开。主(zhu)(zhu)(zhu)要使用空间(jian)(jian)更加完整(zheng),四(si)面对外,核(he)(he)与主(zhu)(zhu)(zhu)要使用空间(jian)(jian)之间(jian)(jian)以连廊相接(jie)。从(cong)结构的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度来看,核(he)(he)的(de)(de)(de)(de)刚(gang)度较大(da)(da),而主(zhu)(zhu)(zhu)体较柔,两部(bu)(bu)分(fen)各自分(fen)别工作,既受力(li)合理(li)又相对经济。当然,连接(jie)部(bu)(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)设(she)计是(shi)这类高层建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)设(she)计的(de)(de)(de)(de)关(guan)键所在,不过这种设(she)计方式给建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)外观带来的(de)(de)(de)(de)变化,已引起(qi)了建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)师们的(de)(de)(de)(de)关(guan)注,并(bing)很(hen)快在欧洲和日本流(liu)行起(qi)来。德国的(de)(de)(de)(de)汉诺威(wei)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)博览(lan)会管理(li)办公楼(lou)、埃森RWE公司办公楼(lou),以及日本东京(jing)的(de)(de)(de)(de)东急南大(da)(da)井大(da)(da)楼(lou)和大(da)(da)阪(ban)的(de)(de)(de)(de)凯(kai)恩斯本部(bu)(bu)办公楼(lou)。

    核与主要使用空(kong)间(jian)(jian)分散和分离(li)还可以使楼(lou)(lou)梯间(jian)(jian)、卫(wei)生间(jian)(jian)等直接对外自然采光通风(feng),既节约能(neng)源,又省去消防所需(xu)的(de)(de)加压送风(feng)设(she)备,更符合低能(neng)耗,可循(xun)环的(de)(de)现代设(she)计原则。因(yin)此,近几(ji)年强(qiang)调生态(tai)、节能(neng)的(de)(de)高(gao)层建(jian)(jian)筑(zhu)多采用这种布局(ju)方式(shi)。马来(lai)西(xi)亚建(jian)(jian)筑(zhu)师(shi)杨经文设(she)计的(de)(de)高(gao)层建(jian)(jian)筑(zhu),不但楼(lou)(lou)梯、卫(wei)生间(jian)(jian)等全部对外,而(er)(er)且电梯筒壁(bi)还被刻意用来(lai)遮(zhe)挡日晒,可谓“分散外核空(kong)间(jian)(jian)构成模式(shi)的(de)(de)生态(tai)设(she)计方式(shi)”。“吉隆坡(po)广(guang)场大(da)厦”及其(qi)最(zui)新设(she)计的(de)(de)“新加坡(po)展览大(da)厦”就都反映出这一设(she)计特征。而(er)(er)另一位欧洲的(de)(de)建(jian)(jian)筑(zhu)师(shi)赫(he)尔(er)佐格设(she)计的(de)(de)前述之德国汉(han)诺威建(jian)(jian)筑(zhu)博(bo)览会管理(li)办公(gong)楼(lou)(lou),也以其(qi)生态(tai)观(guan)念赢得了众口称赞(zan)。

    难点3 电梯(ti)

    在超高(gao)层建筑中,快速、高(gao)效、平稳(wen)的垂(chui)直服务是难点之一。

    电(dian)(dian)梯(ti)作为垂直交通工具,对其数(shu)量的配置、控制(zhi)方(fang)式(shi)及有关参数(shu)的选(xuan)定将不(bu)仅直接影(ying)响建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)(wu)(wu)(wu)的一(yi)(yi)次投(tou)资(一(yi)(yi)般电(dian)(dian)梯(ti)投(tou)资约占(zhan)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)(wu)(wu)(wu)总投(tou)资的10%左(zuo)右),而且还将影(ying)响建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)(wu)(wu)(wu)的使(shi)用(yong)安全(quan)和(he)经营服务质量。在(zai)(zai)建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)(wu)(wu)(wu)内,恰(qia)当地(di)选(xuan)用(yong)电(dian)(dian)梯(ti)的台数(shu)、容量、运行速度、控制(zhi)方(fang)式(shi)非常(chang)(chang)重要,而建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)物(wu)(wu)(wu)(wu)内的电(dian)(dian)梯(ti)一(yi)(yi)经选(xuan)定和(he)安装使(shi)用(yong)就(jiu)几乎成了永久(jiu)的事实,以(yi)后(hou)若(ruo)想增(zeng)加(jia)或改型(xing)非常(chang)(chang)困(kun)难,甚(shen)至是不(bu)可能的了,因(yin)此(ci),在(zai)(zai)设计中应该在(zai)(zai)设计开(kai)始时对电(dian)(dian)梯(ti)的配置应予以(yi)充分(fen)重视。

    现代超(chao)高层(ceng)建筑大(da)都超(chao)过60层(ceng),建筑内人口流动大(da),纵(zong)向交通主要依赖电(dian)梯(ti),有效设计超(chao)高层(ceng)建筑的电(dian)梯(ti)的关键是运(yun)(yun)用各种(zhong)局(ju)(ju)(ju)部(bu)(bu)电(dian)梯(ti)进行服(fu)务(wu),并把局(ju)(ju)(ju)部(bu)(bu)区域(yu)(yu)电(dian)梯(ti)系统组织起来(lai)。通往这些局(ju)(ju)(ju)部(bu)(bu)区域(yu)(yu),通过由地面始发站至局(ju)(ju)(ju)部(bu)(bu)区域(yu)(yu)的空中(zhong)候梯(ti)厅之(zhi)间(jian)的快(kuai)速穿梭电(dian)梯(ti)进行服(fu)务(wu),乘客到(dao)达空中(zhong)候梯(ti)厅后再(zai)换(huan)乘区间(jian)电(dian)梯(ti)。为了(le)能够(gou)将(jiang)乘客以最快(kuai)的速度运(yun)(yun)送到(dao)达目的地,一(yi)般以建筑每30~35层(ceng)为一(yi)局(ju)(ju)(ju)部(bu)(bu)区域(yu)(yu)。

    由于超(chao)高(gao)(gao)层建筑(zhu)采用多(duo)梯系(xi)统(tong),应采用微机电梯控制(zhi)系(xi)统(tong),通过计算机控制(zhi)系(xi)统(tong)及时地处理(li)大量(liang)(liang)信(xin)息(xi),判断(duan)各(ge)站台(tai)的呼叫信(xin)息(xi)和各(ge)电梯的位置、方向、开闭(bi)状态、轿厢内(nei)呼叫等(deng)各(ge)种状态,以提高(gao)(gao)运送能(neng)力,改(gai)善(shan)服务质(zhi)量(liang)(liang),提高(gao)(gao)超(chao)建筑(zhu)的经济效益。

    难点4 供电(dian)安全性(xing)和稳定性(xing)

    作为(wei)超高(gao)(gao)(gao)层(ceng)建筑(zhu),安全性必然是供电(dian)(dian)系统设(she)(she)计所需(xu)要格外注意(yi)的(de)(de)(de)地(di)方,其次(ci)是供电(dian)(dian)可靠(kao)性。配(pei)(pei)电(dian)(dian)系统的(de)(de)(de)设(she)(she)计上(shang),需(xu)考虑多回路供电(dian)(dian)及(ji)备(bei)用(yong)(yong)发电(dian)(dian)机组的(de)(de)(de)配(pei)(pei)置(zhi)(zhi)。因超高(gao)(gao)(gao)建筑(zhu)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)度,变配(pei)(pei)电(dian)(dian)房可以(yi)(yi)考虑设(she)(she)置(zhi)(zhi)在塔(ta)楼(lou)中部的(de)(de)(de)楼(lou)层(ceng),以(yi)(yi)减少低压(ya)配(pei)(pei)电(dian)(dian)的(de)(de)(de)损耗。备(bei)用(yong)(yong)柴油发电(dian)(dian)机设(she)(she)置(zhi)(zhi)于地(di)库层(ceng),供电(dian)(dian)电(dian)(dian)压(ya)采用(yong)(yong)10千(qian)伏输(shu)出(chu),再(zai)经变压(ya)器降压(ya)至低压(ya)配(pei)(pei)电(dian)(dian),保证配(pei)(pei)电(dian)(dian)至塔(ta)楼(lou)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)层(ceng)。

    在超高(gao)层建筑的(de)配(pei)电(dian)系统上,供(gong)电(dian)距离(li)、电(dian)缆的(de)长度、电(dian)缆大小的(de)适当调整(zheng)以(yi)及安装时的(de)施工(gong)工(gong)艺(yi)也(ye)是难(nan)题(ti)(ti)之一。由于超高(gao)层面积大、楼层多(duo),自然会出现远距离(li)供(gong)电(dian)的(de)问题(ti)(ti),因(yin)此后备电(dian)源可考虑(lv)采用高(gao)压发电(dian)机来发电(dian),从(cong)而(er)解决了这个难(nan)题(ti)(ti)。

    另(ling)外还(hai)需要(yao)特别注意(yi)的(de)(de)是(shi),超高层(ceng)建筑(zhu)遇到(dao)强风时,可能会(hui)出(chu)现左右(you)晃动(dong)。由于超高层(ceng)建筑(zhu)物会(hui)有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)摇摆(bai)度,在(zai)上升主干线(xian)(xian)的(de)(de)设计(ji)上可以考(kao)虑将电(dian)缆连接(jie)铜母线(xian)(xian)槽配电(dian),以减低超高层(ceng)建筑(zhu)物在(zai)摇摆(bai)时对铜母线(xian)(xian)槽接(jie)驳组(zu)件位置(zhi)的(de)(de)拉扯压力,减少(shao)发生故障(zhang)及维修(xiu)的(de)(de)机会(hui),也相对地增(zeng)加了主干系统的(de)(de)寿命。

    建成后业(ye)主的(de)(de)使用方(fang)便(bian)也是必(bi)须(xu)要考虑(lv)到的(de)(de),在(zai)电气设(she)备的(de)(de)空(kong)(kong)间(jian)安排(pai)方(fang)面(mian)要有可调整的(de)(de)空(kong)(kong)间(jian)。作为(wei)超高楼,楼层多,机电方(fang)面(mian)的(de)(de)设(she)备自(zi)然也多,为(wei)了让业(ye)主获得更多的(de)(de)使用空(kong)(kong)间(jian),在(zai)排(pai)布电缆和竖(shu)井(jing)方(fang)面(mian)要尽量减少转(zhuan)换竖(shu)井(jing)和缩小竖(shu)井(jing)等所占用的(de)(de)空(kong)(kong)间(jian),以便(bian)提供出更多的(de)(de)空(kong)(kong)间(jian)给业(ye)主使用。

    难点5 消(xiao)防

    消防难点:超高(gao)层建筑由于其特殊的构造和(he)功(gong)能要求,致使其内部火(huo)灾(zai)荷载大,火(huo)势蔓(man)延迅(xun)速(su),人(ren)员疏散困难,救援难度大,形成(cheng)重大火(huo)灾(zai)的隐患大。如2009年2月中央(yang)电(dian)视台新址的附属文化中心大火(huo),造成(cheng)了人(ren)员伤亡及(ji)财(cai)产(chan)损(sun)失。

    消防设计要点:防火-控火-耐(nai)火

    防火,建筑(zhu)工程(cheng)中(zhong)使用防火材料(liao)、防火构(gou)件、防火配(pei)件,装修工程(cheng)中(zhong)采用不燃(ran)、难燃(ran)性(xing)建筑(zhu)材料(liao),易(yi)燃(ran)易(yi)爆(bao)场所(suo)强化通风,设置防爆(bao)电气,使用不发火地面等。

    控火(huo)(huo)(huo),一是(shi)把(ba)火(huo)(huo)(huo)灾控制在(zai)(zai)初(chu)始阶段(duan),包括安装火(huo)(huo)(huo)灾自动报(bao)警(jing)、自动灭(mie)火(huo)(huo)(huo)系统,进行早期探(tan)测和初(chu)期扑救;二是(shi)把(ba)火(huo)(huo)(huo)灾控制在(zai)(zai)较小范围,在(zai)(zai)建筑(zhu)物平面和竖(shu)向划分防火(huo)(huo)(huo)分区和防烟分区,在(zai)(zai)建筑(zhu)物之(zhi)间(jian)留(liu)有(you)适当(dang)防火(huo)(huo)(huo)安全(quan)距离(li),切(qie)断火(huo)(huo)(huo)灾蔓延途径,减小成灾面积(ji),便于实施救援(yuan)。

    耐火,加强建筑结构(gou)(gou)构(gou)(gou)件(jian)的(de)耐火稳定性,使其在火灾中(zhong)不(bu)致失效。

    难点(dian)6 测量

    超(chao)(chao)高(gao)层(ceng)(ceng)建筑,一般(ban)由超(chao)(chao)高(gao)层(ceng)(ceng)塔楼和多层(ceng)(ceng)地(di)下(xia)室组成(cheng)(cheng),工(gong)(gong)程测(ce)(ce)量难(nan)度(du)大(da),施工(gong)(gong)测(ce)(ce)量如果失误,造成(cheng)(cheng)的损失会非(fei)常严重,并且难(nan)以(yi)弥补(bu)和修复,因此工(gong)(gong)程测(ce)(ce)量是超(chao)(chao)高(gao)层(ceng)(ceng)建筑的重点、难(nan)点。

    难点7 侧向风影(ying)响

    高(gao)层(ceng)、超高(gao)层(ceng)建(jian)筑(zhu)要承受侧向的风(feng)(feng)(feng)力(li),一(yi)(yi)般说,在正常的风(feng)(feng)(feng)压状(zhuang)态下,距地(di)面(mian)高(gao)度为(wei)10m处,如风(feng)(feng)(feng)速(su)(su)为(wei)5m/s,那么在90m的高(gao)空,风(feng)(feng)(feng)速(su)(su)可达(da)到15m/s。若高(gao)达(da)300-400m,风(feng)(feng)(feng)力(li)将更加强大,即风(feng)(feng)(feng)速(su)(su)达(da)到30m/s以上(shang)时(shi)(shi),摩天大楼产生(sheng)的晃动(dong)将十(shi)分剧(ju)烈。对大楼的这种(zhong)晃动(dong),首先要考虑它对电梯(ti)的影响(xiang),电梯(ti)被视为(wei)超高(gao)层(ceng)建(jian)筑(zhu)的“生(sheng)命线”。当电梯(ti)高(gao)速(su)(su)运行的同时(shi)(shi),如果(guo)大楼的晃动(dong)超过(guo)一(yi)(yi)定尺寸,电梯(ti)的钢缆就(jiu)会因(yin)时(shi)(shi)紧时(shi)(shi)松的受力(li)不均受到伤害,并造成危险。

    难(nan)点(dian)8 烟(yan)囱效应

    冬天,在气(qi)(qi)(qi)(qi)温较低的情况下(xia),会由于低层(ceng)(ceng)(特别是一(yi)层(ceng)(ceng)大堂)和地(di)下(xia)室的冷空气(qi)(qi)(qi)(qi)窜入电(dian)梯(ti)(ti)井(jing),经烟囱效应形成(cheng)强大气(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu),造(zao)成(cheng)电(dian)梯(ti)(ti)关不上门。而(er)且会将(jiang)底(di)层(ceng)(ceng)的一(yi)些气(qi)(qi)(qi)(qi)味带(dai)到高(gao)层(ceng)(ceng),如厨房的气(qi)(qi)(qi)(qi)味、油烟味等,此(ci)时如在底(di)层(ceng)(ceng)或地(di)下(xia)室有电(dian)焊(han)操(cao)作或燃气(qi)(qi)(qi)(qi)泄漏(lou)就可能将(jiang)火源随气(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)带(dai)到高(gao)层(ceng)(ceng),极端(duan)危险。同时,由于电(dian)梯(ti)(ti)轿厢与井(jing)壁间的缝隙很(hen)(hen)小,在电(dian)梯(ti)(ti)移动时,气(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)的摩擦会产生啸(xiao)叫,这种现象在金茂大厦也有出现。目前,这是个(ge)国(guo)际性难(nan)题,目前尚未找(zhao)到很(hen)(hen)好(hao)的解决办(ban)法(fa)。

    难点9 管(guan)理维护问题

    一(yi)(yi)些超高层(ceng)大(da)(da)(da)楼都曾出现过断电、跑水等(deng)事故。从管理上(shang)看除了做好预(yu)案,防止事故发生和做好备用系统以(yi)外,一(yi)(yi)旦事故出现,如何(he)抢救(jiu),是否有(you)一(yi)(yi)位掌握全局、了解(jie)本系统一(yi)(yi)切细(xi)枝末(mo)节的(de)(de)人十分(fen)(fen)重要。上(shang)海金(jin)茂大(da)(da)(da)厦(sha)的(de)(de)管理层(ceng)就曾对(dui)没有(you)一(yi)(yi)位掌握该建筑(zhu)14000多(duo)个阀门的(de)(de)人感到十分(fen)(fen)遗憾。擦玻(bo)(bo)璃也成(cheng)了管理这些庞然大(da)(da)(da)物(wu)的(de)(de)一(yi)(yi)个麻烦。金(jin)茂大(da)(da)(da)厦(sha)的(de)(de)幕墙有(you)10.l8万(wan)平方米,据说(shuo)两(liang)架擦窗机连续工作(zuo),一(yi)(yi)年才能(neng)把所有(you)的(de)(de)玻(bo)(bo)璃擦一(yi)(yi)遍,而且,由于建筑(zhu)外形凹凸起伏太大(da)(da)(da),檐部又挑(tiao)出很(hen)多(duo),有(you)的(de)(de)地方达3m以(yi)上(shang),擦玻(bo)(bo)璃相当困难。

    难(nan)点(dian)10 施工难(nan)点(dian)

    1.超高层(ceng)(ceng)基(ji)(ji)础采(cai)用深基(ji)(ji)础。由于建筑(zhu)高,体量大(da),支撑高层(ceng)(ceng)的(de)地基(ji)(ji)必须达到足够的(de)强度,所(suo)以多(duo)采(cai)用深基(ji)(ji)础,持力(li)层(ceng)(ceng)嵌入(ru)微风化岩层(ceng)(ceng)。

    2.超高层(ceng)(ceng)地下室深度(du)大、层(ceng)(ceng)数多、面(mian)(mian)积(ji)大。一是(shi)要(yao)(yao)满足建筑功能方面(mian)(mian)的(de)要(yao)(yao)求,比如(ru)人防(fang)面(mian)(mian)积(ji)、停(ting)车位数量等;二是(shi)要(yao)(yao)解决在(zai)施工过程中的(de)结构(gou)抗浮问题。

    3.超高层(ceng)结构形式多为混(hun)合(he)型。如型钢(gang)混(hun)凝土、钢(gang)管混(hun)凝土、钢(gang)筋混(hun)凝土结构或(huo)全钢(gang)结。它们的(de)共同(tong)特(te)点(dian)是:施工(gong)简便、工(gong)期短、结构性能好且大大节约建筑(zhu)材料,目前已成为超高层(ceng)建筑(zhu)群最为实(shi)用和主(zhu)要的(de)结构形式。

    4.超(chao)高(gao)(gao)(gao)层装饰(shi)工(gong)程(cheng)装饰(shi)富于变化,工(gong)程(cheng)量大,技术含量高(gao)(gao)(gao)、要求高(gao)(gao)(gao)。超(chao)高(gao)(gao)(gao)层建筑(zhu)的装饰(shi)工(gong)程(cheng)的安全(quan)性功能尤其重要,抗风(feng)压,风(feng)、水、气的密闭性要求高(gao)(gao)(gao)。

    5.建筑功(gong)能复杂,子(zi)系(xi)统(tong)多,安装工(gong)程工(gong)程量大,要求(qiu)精度高。

    6.新技(ji)术、新材料、新工艺大量(liang)采用(yong)。

    超高层建筑(zhu)的特点,在(zai)施(shi)工中应当采取(qu)如下对策:

    1.施工技术必须有新突(tu)破

    超高层建筑绝不仅(jin)简单是建筑楼(lou)层数量上的(de)叠加、施工的(de)延长,而在施工技术(shu)方(fang)面必须注(zhu)入新(xin)的(de)元素,必须有新(xin)突(tu)破。

    (1)深基础施(shi)工(gong)(gong)技术(shu)。根据地质条(tiao)件,深基础一般采用大直径人工(gong)(gong)挖孔桩,冲(钻)孔灌注(zhu)桩,预制混凝(ning)土管(guan)桩或预制钢(gang)管(guan)桩,为一种(zhong)或两种(zhong)同时采用。对(dui)于施(shi)工(gong)(gong)总承包来(lai)说,按(an)照设(she)计的桩类型进行施(shi)工(gong)(gong),主要考(kao)虑的是技术(shu)能(neng)(neng)力(li)、设(she)备(bei)能(neng)(neng)力(li)、安(an)全(quan)和质量(liang)控(kong)制能(neng)(neng)力(li)。工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)总承包项目就需要考(kao)虑成本(ben)因(yin)素以及获(huo)得(de)这(zhei)些能(neng)(neng)力(li)的难易程(cheng)(cheng)度。

    (2)大基坑土方开挖(wa)和(he)支护技术。按照我国现行的(de)政策和(he)建筑本(ben)身的(de)需要(yao),超(chao)高层建筑必然有一(yi)个超(chao)大、超(chao)深的(de)地下室结(jie)构部分,这部分工程施工的(de)最(zui)大难(nan)点在于(yu)土方开挖(wa)和(he)基坑支护。超(chao)高层建筑一(yi)般在城市(shi)的(de)主要(yao)路段(duan),场地狭窄,周围环境复杂(za)而且重要(yao)。土方开挖(wa)的(de)方案至少应该解(jie)决(jue)以下几个问题:

    a.进(jin)出(chu)土(tu)路线(xian)的选(xuan)择

    b.挖(wa)运土方设备(bei)数量和性能的选(xuan)择以及进退场安排

    c.最后土方(fang)的挖、运(yun)的具体措(cuo)施

    d.基坑(keng)支护(hu)技术的优化和周围环(huan)境建(构)筑物(wu)以及基坑(keng)边坡(po)的变形监测

    e.土方开(kai)挖和基坑支(zhi)护,乃至(zhi)桩基础施工的配(pei)合(he)。

    2.施工组织要(yao)有新思维

    超高层(ceng)建筑的(de)(de)竖(shu)向跨度非常大,在施工组织中首要(yao)解(jie)决垂直运输效率的(de)(de)问题(ti)。利用有(you)限的(de)(de)机(ji)械设备解(jie)决庞大的(de)(de)人员、材(cai)料(liao)的(de)(de)上下(xia),做到有(you)序并且有(you)效。

    (1)合理(li)配置大型机(ji)械设(she)备(bei)。要(yao)核算现(xian)(xian)场人员(yuan)流量(liang),在施(shi)工(gong)高峰(feng)期(qi)有(you)多少(shao)人需(xu)(xu)要(yao)乘电(dian)(dian)(dian)梯(ti)到达现(xian)(xian)场,全部输(shu)(shu)(shu)送(song)完需(xu)(xu)要(yao)多少(shao)时(shi)(shi)间。结(jie)(jie)合工(gong)期(qi)计(ji)划,核算和(he)分(fen)析需(xu)(xu)要(yao)使用人货电(dian)(dian)(dian)梯(ti)运输(shu)(shu)(shu)的(de)原(yuan)材料、周转(zhuan)材料、成(cheng)品(pin)(pin)、半成(cheng)品(pin)(pin)的(de)总用量(liang)以(yi)及周转(zhuan)率要(yao)求,核算工(gong)作时(shi)(shi)间。在此基(ji)础上,合理(li)确定塔(ta)吊,人、货电(dian)(dian)(dian)梯(ti)的(de)规格型号和(he)数量(liang);选(xuan)择混凝(ning)土(tu)输(shu)(shu)(shu)送(song)泵(beng)的(de)性(xing)能和(he)数量(liang)。在实际中(zhong),超过(guo)150m的(de)建筑应考(kao)虑(lv)布置一(yi)台(tai)高速(su)施(shi)工(gong)电(dian)(dian)(dian)梯(ti)和(he)一(yi)台(tai)普(pu)通施(shi)工(gong)电(dian)(dian)(dian)梯(ti),分(fen)别(bie)服务不同的(de)施(shi)工(gong)区域。应选(xuan)用一(yi)次泵(beng)送(song)到位的(de)混凝(ning)土(tu)输(shu)(shu)(shu)送(song)泵(beng),油(you)泵(beng)和(he)电(dian)(dian)(dian)泵(beng)均要(yao)配备(bei)。塔(ta)吊的(de)性(xing)能和(he)布置不仅(jin)要(yao)满足钢筋、模板(ban)、钢管(guan)等材料运输(shu)(shu)(shu),而(er)且(qie)必(bi)须考(kao)虑(lv)钢结(jie)(jie)构件(jian)的(de)吊装(zhuang)和(he)安装(zhuang)需(xu)(xu)要(yao)。慎密(mi)规划,紧贴实际,科学统筹大型机(ji)械平(ping)面(mian)布置。分(fen)析现(xian)(xian)场条件(jian)和(he)地理(li)位置情(qing)况,按(an)照最短运输(shu)(shu)(shu)路径和(he)最大运输(shu)(shu)(shu)能力的(de)原(yuan)则,进(jin)行(xing)大型机(ji)械平(ping)面(mian)布置。快(kuai)速(su)提升架和(he)施(shi)工(gong)电(dian)(dian)(dian)梯(ti)首要(yao)考(kao)虑(lv)楼(lou)层内的(de)运输(shu)(shu)(shu)路线(xian);塔(ta)吊要(yao)考(kao)虑(lv)安装(zhuang)和(he)拆除的(de)便利、覆盖面(mian)积和(he)附(fu)墙(qiang)的(de)可行(xing)性(xing)。

    (2)既要(yao)合理而不富余的(de)配置机械,就必然(ran)存在(zai)机械使用的(de)冲突问题,机械的(de)使用计(ji)划(hua)就显得(de)十(shi)分(fen)必要(yao)。对各(ge)工种、工序现场(chang)作(zuo)业的(de)先后顺序要(yao)预先安(an)排(pai)并(bing)强制执行。体现在(zai)垂直运输(shu)(shu)设备的(de)使用安(an)排(pai)计(ji)划(hua)上,每个人、每一件物(wu)都要(yao)清(qing)楚(chu)自己(ji)的(de)运输(shu)(shu)时间、顺序。有计(ji)划(hua)有组织地调节设备的(de)使用频率(lv),提高(gao)使用效率(lv)。

    (3)采取技(ji)术措施,减(jian)少对(dui)垂直(zhi)(zhi)运(yun)输(shu)的(de)依赖。钢(gang)筋网片的(de)使用,机械接头的(de)使用,大模板的(de)使用,可以有效地提高现场(chang)作(zuo)业(ye)人员(yuan)的(de)劳(lao)动生(sheng)产率,减(jian)少对(dui)作(zuo)业(ye)人员(yuan)和操(cao)作(zuo)设(she)备的(de)需求,从而减(jian)少垂直(zhi)(zhi)运(yun)输(shu)的(de)压(ya)力。

    3.施(shi)工质量要求高(gao)

    以(yi)建筑总高度允许(xu)偏(pian)差值来(lai)说,超高层建筑的(de)(de)(de)质量要求(qiu)已经(jing)与(yu)普通建筑有了(le)差别,特别体现在结构(gou)的(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)性能和(he)建筑功(gong)能要求(qiu)上。超高层建筑承受(shou)的(de)(de)(de)风压非常大,对气(qi)密(mi)(mi)性、水密(mi)(mi)性有很高要求(qiu),玻璃或幕墙的(de)(de)(de)三(san)性检验报告不可(ke)缺少。装饰工(gong)程(cheng)中,外墙粘贴砖的(de)(de)(de)施工(gong)质量关(guan)系到建筑的(de)(de)(de)使用安(an)(an)全(quan),必须引起足够(gou)重视,应从(cong)技术、工(gong)艺上予以(yi)解(jie)决。外墙的(de)(de)(de)防(fang)水工(gong)程(cheng)应从(cong)材料的(de)(de)(de)选用、工(gong)艺试(shi)验、过程(cheng)质量监督(du)等方面严格把关(guan)。

    4.文明安全施工管理(li)与(yu)普通建筑的不同(tong)

    超(chao)高层文(wen)明安(an)全施(shi)工管(guan)理(li)与普(pu)通建筑施(shi)工有许多的(de)不(bu)同。装(zhuang)饰工程、安(an)装(zhuang)工程的(de)立体交叉施(shi)工。必须设(she)立安(an)全分隔区和(he)防火分隔区。脚手架的(de)搭(da)设(she)、拆(chai)除(chu)方(fang)案必须经过审批、落实和(he)检查。另外,大型(xing)设(she)备要有安(an)全保护措施(shi)等等。总之(zhi)文(wen)明安(an)全施(shi)工应该做到(dao)横(heng)向到(dao)边,纵(zong)向到(dao)底,措施(shi)到(dao)位,责任(ren)到(dao)人。

    5.必须在楼层内设(she)置简易厕所(suo)

    由于超高层建筑施工人员集中,生活区、生产区布置井然并保持日常检查做到有效控制。