傾斜高層建筑施工關(guān)鍵問(wèn)題及實(shí)施

宋斌

摘 要：高層建筑的施工有著一定的危險(xiǎn)性，傾斜建筑的施工則危險(xiǎn)性更加顯著。在進(jìn)行這樣的施工過(guò)程中需要把握其中存在的關(guān)鍵問(wèn)題，分步安裝，做好施工過(guò)程，確保安全。文章從這一點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑;建筑施工;關(guān)鍵問(wèn)題

1 前言

高層建筑，尤其是傾斜高層建筑，實(shí)際施工過(guò)程中有著相當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)性，因而要做好其中的關(guān)鍵問(wèn)題，防止出現(xiàn)安全事故，確保工程施工的順利進(jìn)行。

2 相關(guān)概述

意大利比薩斜塔建設(shè)開始于1173年，原本是作為教堂的鐘樓使用的，但后期由于受到地面沉降而產(chǎn)生了傾斜的現(xiàn)象，在建筑物修建完成以后的800多年間，比薩斜塔的傾斜程度在不斷的增加。比薩斜塔的高度是54m，塔頂偏離4.6m，同豎直平面的傾斜角大約為4.9°。傾斜的建筑帶給人的視覺效果是非常震撼的，很容易吸引民眾對(duì)它的關(guān)注。現(xiàn)代的設(shè)計(jì)師受到比薩斜塔建筑的啟發(fā)，在建筑設(shè)計(jì)上運(yùn)用傾斜的設(shè)計(jì)理念，使得建筑物整體外觀效果變得更加獨(dú)特。現(xiàn)代比較著名的傾斜建筑包括西班牙馬德里的“歐洲之門”、CCTV新臺(tái)址和巴塞羅那的通訊塔，都是當(dāng)前世界上較為著名的傾斜建筑。我國(guó)著名的傾斜建筑為中央電視臺(tái)的新臺(tái)址，它由2座傾斜6°的斜塔組成，建筑的最高點(diǎn)高度為234m，臺(tái)址總建筑面積約為40萬(wàn)平方米。傾斜建筑與地球引力的學(xué)說(shuō)有相逆的特性，因此在施工中值得關(guān)注的是建筑物施工負(fù)荷增大對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形現(xiàn)象，解決這一結(jié)構(gòu)變形問(wèn)題常見的做法是結(jié)合非線性效應(yīng)，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合的考慮，確定施工過(guò)程中構(gòu)件的定位與加工尺寸，從而制定有效的施工方案。傾斜類建筑物的結(jié)構(gòu)在建筑的過(guò)程中要做好動(dòng)態(tài)的監(jiān)控與分析，才能使最終建筑物的效果符合設(shè)計(jì)的需要。傾斜高層結(jié)構(gòu)建筑的建造相對(duì)來(lái)說(shuō)，它的難度會(huì)大大增加，更要重視設(shè)計(jì)方案的合理與施工方案的科學(xué)性。本文就傾斜高層建筑物施工的關(guān)鍵問(wèn)題展開論述和探討，從CCTV新臺(tái)址的結(jié)構(gòu)模型分析高層傾斜建筑的關(guān)鍵點(diǎn)，尋找適合的關(guān)鍵問(wèn)題。

3 高層傾斜建筑施工的各個(gè)階段位形分析

高層傾斜建筑的設(shè)計(jì)同樣也經(jīng)歷了多個(gè)階段，每一個(gè)階段均對(duì)應(yīng)不同發(fā)熱位形，其包括建筑物設(shè)計(jì)的位形以及施工的初始階段等。對(duì)高層傾斜建筑施工的分析主要從以下四個(gè)方面解讀。第一，建筑位形的設(shè)計(jì)需要綜合考慮建筑的內(nèi)外裝修、機(jī)電設(shè)備、給排水管道、照明等多種因素，是在業(yè)主還沒(méi)有入住的情況下，建筑物在竣工時(shí)驗(yàn)收所要達(dá)到的結(jié)構(gòu)的幾何位置，它是施工圖方給業(yè)主所想要的建筑結(jié)構(gòu)做了終結(jié)。第二，施工的初始位形安裝要確定建筑結(jié)構(gòu)的初始位置，然后采用設(shè)計(jì)位形經(jīng)過(guò)反復(fù)加載和疊代計(jì)算而得來(lái)的。在施工過(guò)程中，為了符合建筑物設(shè)計(jì)的需求，承建的一方要對(duì)施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)變形的狀況和影響進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)施工中每一部分的荷載和構(gòu)件的安裝采取合理的介紹，綜合多方面的設(shè)計(jì)需要從而滿足業(yè)主住戶和設(shè)計(jì)的需要。在初始位形確定的情況下，根據(jù)當(dāng)前施工工序選擇的操作，確保施工工藝能夠有效合理的開展。當(dāng)前位形的設(shè)計(jì)需要做好初步的位形定位，才能做好下一步安裝與加工預(yù)調(diào)值[2]。第三，位形如果采用分步驟安裝的方法，就需要對(duì)部分結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)位形的改變，以確定下一步構(gòu)件的坐標(biāo)定位展開安裝，最終使位形滿足設(shè)計(jì)的需要。第四，加工預(yù)調(diào)值的確定。由于設(shè)計(jì)采用的一次加載和施工過(guò)程中產(chǎn)生的荷載累積效應(yīng)不相同，導(dǎo)致構(gòu)件的實(shí)際加工與設(shè)計(jì)的尺寸存在差異，二者之間的差就是加工預(yù)調(diào)值。從本質(zhì)上講，由于建筑的每一個(gè)結(jié)構(gòu)具有不同的荷載需求，每一個(gè)部分設(shè)計(jì)的承載能力是不同的，同樣加工預(yù)調(diào)值設(shè)計(jì)的零部件長(zhǎng)度也不同。加工預(yù)調(diào)值就會(huì)更加明顯。傾斜的高層建筑由于建筑結(jié)構(gòu)的一側(cè)受到彎矩作用的影響，使加工預(yù)調(diào)值增大，構(gòu)件的實(shí)際加工與設(shè)計(jì)的尺寸之間的差異也越大。為了降低建筑物傾斜對(duì)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的變形和壓縮的影響，如果柱子的加工長(zhǎng)度比實(shí)際設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度大，在完工時(shí)才能確定好準(zhǔn)確的位置，確保實(shí)際的加工預(yù)調(diào)值的設(shè)計(jì)需要能夠達(dá)標(biāo)。高層傾斜結(jié)構(gòu)的建設(shè)需要對(duì)每個(gè)階段結(jié)構(gòu)變形和內(nèi)力分布狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，這對(duì)于傾斜建筑的設(shè)計(jì)尤為重要。建筑體系的位形和內(nèi)力受到二階效應(yīng)的影響，對(duì)施工的進(jìn)程產(chǎn)生了一定的影響。施工需要根據(jù)擬定的方案進(jìn)行，才能夠?qū)Y(jié)構(gòu)在施工階段的位形和內(nèi)力做好準(zhǔn)確的判斷，以確保結(jié)構(gòu)最終符合業(yè)主的需求。

4 CCTV新臺(tái)址簡(jiǎn)化模型分析

現(xiàn)階段CCTV新臺(tái)址大樓的主建筑下方設(shè)計(jì)有兩個(gè)塔樓，整體方向?yàn)閮A斜6°的設(shè)計(jì)，在大樓標(biāo)高163m的位置，有連接在一起的“通道”，通道的長(zhǎng)度為75m，重量超過(guò)了1.4萬(wàn)噸。CCTV主樓施工初始位形與分步安裝的位形確定的難度較大，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，其中之一是兩個(gè)塔樓在平面的2個(gè)方向上雙向傾斜，傾斜的角度比較大，根據(jù)230m的高度來(lái)計(jì)算，頂層屏幕偏離了低層的距離長(zhǎng)度為24m，施工過(guò)程中高層建筑的結(jié)構(gòu)變形方向不同。CCTV新臺(tái)址的主樓頂部懸挑段連接的前后，它的結(jié)構(gòu)變形趨勢(shì)出現(xiàn)了明顯的變化。當(dāng)懸臂部分合攏以后，兩個(gè)雙向傾斜的塔樓建筑借助懸臂段相互支撐的影響，二者之間的傾斜變形，反映了不同的初始施工的安裝位置。傾斜塔樓在施工的每個(gè)階段受到荷載變化的影響，使兩塔樓的水平與豎直方向的位移數(shù)值改變，整體施工加工預(yù)調(diào)值的設(shè)計(jì)可以使建筑結(jié)構(gòu)的荷載程度達(dá)到設(shè)計(jì)的理想需要。CCTV新臺(tái)址的主樓整體結(jié)構(gòu)的受力體系與變形是伴隨著荷載程度的增加而不斷的變化的，通常這種變化包括兩個(gè)方面，其中之一是在建筑合攏的前后，塔樓受力的狀況出現(xiàn)了變化，結(jié)構(gòu)的狀態(tài)也會(huì)隨之產(chǎn)生一定的變形，影響建筑物整體的穩(wěn)定性;另外合攏狀態(tài)能否順利的展開在于能否對(duì)施工工藝進(jìn)行有效的分析，分析的質(zhì)量非常關(guān)鍵，需要對(duì)加工預(yù)調(diào)值的計(jì)算進(jìn)行多次反復(fù)的核算，以確保結(jié)果計(jì)算的正確，從而很好的計(jì)算出加工預(yù)調(diào)值，根據(jù)設(shè)定好的施工預(yù)調(diào)值來(lái)確定加工與安裝的定位。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在建筑施工有著越來(lái)越多的創(chuàng)新和創(chuàng)意，工程師總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和發(fā)展，現(xiàn)在的高層傾斜建筑施工有著多方面影響因素，必須要充分考慮實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性的施工過(guò)程才能夠有效的確保高層建筑的設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)

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