超限高层建筑大悬挑楼层结构设计研究

彭涛

【摘要】建筑事业不断发展，也逐渐增加了建筑类型，在建筑工程中广泛利用大悬挑结构。超限高层建筑具有不规则的建筑扭曲，同时具有不连续的楼板，导致建筑缺乏抗破坏能力，因此在超限高层建筑中需要利用大悬挑楼层结构，使建筑抗破坏性因此提高。本文分析了超限高层建筑大悬挑楼层结构设计，提出合理的建筑方案，保障建筑使用的安全性，促进我国建筑行业快速发展。

【关键词】超限高层建筑;大悬挑楼层;结构设计;建筑方案

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.038

建筑事业不断发展，当前建筑企业退关利用你大悬挑结构，但是这类建筑设计方案和传统建筑标准具有一定的差异性，为了保障建筑施工的合理性，施工单位需要合理调整建筑方案。大悬挑结构的施工周期和位移等发生变化，因此降低了大悬挑结构建筑的抗震性和抗破坏性，因此建筑企业需要合理选择优化设计方案，调整超限高层建筑大悬挑楼层结构，保障整体建筑的抗震性，保障整体建筑工程质量。

1、比较奥尼分析超限高层建筑大悬挑楼层结构

1.1分析楼板应力情况

楼板拉应力主要包括弯曲拉应力和轴向拉应力，而超限高层建筑大悬挑楼层结构楼板应力需要考虑综合桁架的作用。在恒载作用下，紧密联系悬挑层根部和塔楼，因此具有较大的拉应力。在楼板设计阶段，需要考虑拉应力，利用构造措施减少拉应力。在塔楼位置设置后浇带，在完工之后需要拆除临时桁架，最后再浇筑混凝土。【1】

1.2比较结构质量

针对传统建筑，超限高层建筑大悬挑楼层结构质量比较低，因为建设悬挑结构，主体承重力因此增加，也因此改变了整体结构，但是可以满足使用需求，因此不会影响到人们的实际生活质量。

1.3比较结构周期

超限高层建筑大悬挑楼层结构施工明显增加了施工周期，同时也改变了扭转周期，因此说明大悬挑建筑会引发扭转情况。

1.4比较楼层刚度

在超限高层建筑大悬挑楼层施工中，需要挑出楼层，这一部分楼层成为薄弱层，同时在一定程度上减小了楼层刚度，这样很容易引发安全事故。

2、超限高层建筑大悬挑楼层结构设计方法

2.1受剪面验算楼板的厚度

在超限高层建筑大悬挑楼层结构设计过程中，需要保障整体安全性和稳固性。联系桁架和塔楼核心筒，因为在上弦轴上，不同桁架会产生变形问题，因此在塔楼楼板施工中会产生较大的水平剪力。因此设计人员需要分离楼板应力，准确的验算悬挑结构面层结构和塔楼的受剪力，提高设计的精确性，保障超限高层建筑大悬挑楼层结构质量。不同的恒载和活载会产生不同的截面剪力，设计人员需要控制楼板受剪厚度在200mm以内，满足整体设计要求。【2】

2.2超限高层建筑大悬挑楼层结构施工过程

在超限高层建筑大悬挑楼层施工中落实施工监测，需要监测大悬挑结构的荷载和结构位移，同时需要全面监测应变力，同时需要监测桁架和材料的特性，实时监测工作温度。施工单位在安装钢结构的过程中，需要合理设计组拼方法，保障建造施工质量和安全性。在钢筋工程施工中，施工单位需要考虑钢筋和型钢穿越情况，合理选择底模和侧模，提高大悬挑模板工程的刚度和强度，提升整体工程的稳定性。合理选用坚固性面板，优化混凝土施工效果，提升超限高层建筑大悬挑楼层结构的稳固性。

2.3悬挑折架节点

设计大悬挑楼层结构具有精密性特征，因为楼层高度较大，需要保障建筑工程的安全性。悬挑较高悬挑桁架发挥着重要的作用，设计人员需要分析悬挑桁架的节点元应力，优化组合整体荷载，根据活载和恒载以及风荷载，分析不同节点受力会产生的变化。如果风荷载发挥着重要的作用，需要控制节点应力在260MPa以内，如果具有较大的安全储备，可以保障节点高弹性。在大震组合中，需要控制大部分节点在250MPa以内，控制节点底部应力值390～490MPa范围内。根据操作实际情况，需要合理调整柱型钢厚度。分析节点区域杆件端部的应力情况，因为杆件端部承担着巨大的应力，因此需要优化设计强节点构件，进一步优化节点构造。

3、结构性能优化和抗震分析

3.1平面布置

在设计建筑方案的过程中，计算分析工作关系到整体建筑质量。通过分析工作优化楼层刚度和扭曲程度等，例如在高层建筑独立结构单元中，需要简化结构平面形状，均匀性的分布刚度和承载力，避免利用不规则的平面布置方案，进一步保障建筑质量，同时可以提高建筑整体的抗压性。

3.2角窗

优化设计结构方案，需要优化角窗等高层项目，在设计方案中明确剪力墙的约束条件，避免设计问题导致建筑体发生扭转，同时可以使整体建筑的抗震能力因此提高。

3.3高宽比

高宽比直接关系到建筑抗侧刚度，如果建筑高宽比超过了特定范围，将会增加外界因素的影响，增加材料用量，因此设计人员需要合理设计高宽比，使建筑物的抗侧刚度因此提高，避免外界因素影响到建筑物质量。

3.4抗震构造措施

为了实现建筑施工目标，设计人员需要优化设计建筑结构。设计人员需要全面分析材料尺寸和承重力，在重要部分选用高质量的材料，同时要保障材料具备良好的抗震性。结合地震作用落实弹性优化设计，结合最优结构设计方案分析整体弹塑性，准确的验算薄弱层弹塑性变形情况，使其满足抗震规范要求，设计人员可以利用二阶段优化设计方法，因为抗震结构弹性优化设计方法比较成熟，因此可以突出二阶段优化设计方法的优势。【3】

3.5提升建筑抗震能力的措施

超限高层建筑大悬挑楼层结构比较复杂，设计人员需要合理设計结构体系，选择针对性的计算方法和抗震技术，延长建筑使用寿命，提高结构合理性。因为建筑面积比较大，在实际施工中为了减少建筑扭转问题，需要控制建筑各项性能指标，提高建筑工程质量。设计人员需要综合分析设计经验，优化设计超限高层建筑大悬挑楼层结构，合理选择施工材料和结构方案，使建筑整体质量因此提高。

结语：

当前在建筑行业中广泛利用超限高层建筑大悬挑楼层结构，设计人员需要优化设计大悬挑结构，合理选择高质量的材料，进一步提高整体建筑质量，促进我国建筑事业可持续发展。

参考文献：

[1]全涌，邱宏浩，张正维，顾明.高层建筑水平悬挑遮阳板风荷载的风洞试验研究[J/OL].建筑结构学报：1-7[2020-12-23].

[2]徐巍，杨晓毅，王玉泽，要志东，刘志坚，赵坤.基于某超高层建筑的角部悬挑爬模支撑系统研究与应用[J].施工技术，2020，49（19）：125-128.

[3]高凌宁.高层建筑屋面悬挑结构模板支架施工技术研究[J].福建建材，2020（08）：83-85.