超高层规范综合

超高层的分析研究鉴于超高层与高层之间的造价和运营成本的差异，组织针对超高层的分析研究，具体分以下几个大类：一、超高层建筑的界定：民用建筑设计通则GB 5035220053.1.2：建筑高度大于1OOm的民用建筑为超高层建筑。二、设计规范的详查及详讨：民用建筑设计通则GB 5035220056.4.2：建筑高度超过100m的超高层民用建筑，应设置避难层(间)，高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95（2005年版）：6.1.13建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层（间），并应符合下列规定：6.1.13.1避难层的设置，自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间，不宜超过15层。6.1.13.2通向避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开，但人员均必须经避难层方能上下。6.1.13.3避难层的净面积应能满足设计避难人员避难的要求，并宜按5.00人/m2计算。6.1.13.4避难层可兼作设备层，但设备管道宜集中布置。6.1.13.5避难层应设消防电梯出口。6.1.13.6避难层应设消防专线电话，并应设有消火栓和消防卷盘。6.1.13.7封闭式避难层应设独立的防烟设施。6.1.13.8避难层应设有应急广播和应急照明，其供电时间不应小于1.00h，照度不应低于1.00lx。-关于避难层面积要求，只规定了公共建筑的为5.00人/m2，但对于住宅没有具体规定，计算超高层住宅避难层面积时，可以按公共建筑的要求，设计中可考虑空中花园及设备层（一梯两户的布置，45层的人口计算的话需要大概32m2的避难空间）,由于有避难层（间）、核心筒，加之内部结构条件等因素，同等条件下，公摊一定会比高层的高出一些，相同建筑面积下，使用面积会略低一些。高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95（2005年版）：5.3.3建筑高度不超过100m的高层建筑，其电缆井、管道井应每隔23层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔。-正常做法是每层都做，所以此条款对造价没影响。高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95（2005年版）：7.2.4高级旅馆、重要的办公楼、一类建筑的商业楼、展览楼、综合楼等和建筑高度超过100m的其它高层建筑，应设消防卷盘，其用水量可不计入消防用水总量。7.4.6.2消火栓的水枪充实水柱应通过水力计算确定，且建筑高度不超过100m的高层建筑不应小于10m；建筑高度超过100m的高层建筑不应小于13m。7.4.7.2高位消防水箱的设置高度应保证最不利点消火栓静水压力。当建筑高度不超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.07MPa；当建筑高度超过100m时，高层建筑最不利点消火栓静水压力不应低于0.15MPa。当高位消防水箱不能满足上述静压要求时，应设增压设施。-充实水柱10m跟13m的区别在于水泵的选用；静水压力0.07Mpa和0.15Mpa的区别在于屋顶消防水箱到顶层的高差，所以此条款对造价影响很小。高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95（2005年版）：7.6.1建筑高度超过100m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。-该条款规定超高层建筑的户门必须为防火门，且前室及裙房要做自动喷水灭火系统。高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95（2005年版）：8.2.1除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。(建筑内的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室都是建筑着火时最重要的疏散通道，一旦采用的自然排烟方式其效果受到影响时，对整个建筑的人员将受到严重威胁。对超过50m的一类建筑和超过1OOm的其它高层建筑不应采用这种自然排烟措施) -该条款规定超高层住宅的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室或合用前室必须采用机械排烟。火灾自动报警系统设计规范GB 5011698：3.1.1火灾自动报警系统的保护对象应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等分为特级、一级和二级，并宜符合表3.1.1的规定。(建筑高度超过100m的高层民用建筑.特级)-该条款规定超高层住宅的火灾报警控制器和火灾探测器的要求级别为最高级。高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002：4.6.6高度超过150m的高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足舒适度要求，按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009规定的10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点最大加速度max不应超过表4.6.6的限值。必要时，可通过专门风洞试验结果计算确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度max，且不应超过表4.6.6的限值-该条款规定高度超过150m的高层建筑的舒适性要求，对于150m以下的高层建筑，只要满足规范要求就能满足舒适性的要求，（150m的剪力墙结构的建筑顶部位移不会超过150mm，）。三、施工难度、成本分析，施工周期的长短：100m和150m建筑的施工难度对于有经验的特级施工企业来说没什么区别，施工时垂直运输的成本会有所增加，如果用滑动脚手架，则脚手架的每平方成本会有所下降，总的来说100m和150m建筑施工成本变化很少；施工周期会按比例相应的有所拉长，由于垂直运输的时间加长，到顶部几层施工的时间相应的会加长12天。四、总体造价与分析：相对高层住宅而言，超高层住宅设计复杂，对项目设计及管理水平要求严格，因此设计、工程顾问及监理费用可能增加；配套设施建设费或会因建筑物层数不同而收费基准有异。超高层住宅造价增加主要体现在以下四个方面：项目整体设计与建筑标准；基础及结构；屋面及外立面；机电。根据表示，假设开发商开发一座30层的毛坯房一般造价约2,200元平方米，如设计为50层超高建筑，经过下列简单测算，其额外造价约：330-545元/平方米，造价增幅约为15-24，该数据与我司调研的数据相差不大（120m的超高层比100m的高层造价大约高300元平方米，140m的超高层比100m的高层造价大约高500元平方米）。成本的增加势必使得开发物业销售价格上扬，同时也使得项目开发获取得利润率降低，所以，在开发成本和销售价格不可控的情况下，缩短超高层住宅物业的开发销售周期是保证利润率的一个关键。五、使用及运营成本的分析：高层与超高层风压会有一定的区别，但差别不大，从现行的规范看来对高层与超高层（150m以下）的玻璃窗的要求没什么区别，电梯运行不会有差别（速度更快）；物业管理费以及各种公摊的费用不会有很明显的增加（是指分到每户的费用，因为总费用是增加了，但分摊的户数多了），甲方在销售期间维持未满入住率时各栋建筑的运营费用会增加，但不会太明显，电费会是最大的增长点，其他的费用相对会少点；高层住宅也会有这个问题。六、分期施工对场地的要求很低，现在施工技术已经很先进，这方面可以不考虑，费用也不会有明显的增加，至于后期施工对前期住户的影响是不可避免的，在已有总体规划的前提下，怎么样做会把这种影响降到最低才是我们要努力的。伸臂桁架和腰桁架加强层设计小结在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架的主要目的是减小结构侧移，它的机理是提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力，从而增加框架承担的倾覆力矩，同时减小了内核心筒的倾覆力矩。它对结构形成的反弯作用可以有效的增大结构的抗侧刚度，减小结构侧移动，一般情况下也会减小外框架的剪力分担比。对于框架核心筒结构，设置伸臂桁架后减小侧移显著，而对于筒中筒结构而言，减小侧移的效果很小。在结构周围设置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的轴力均匀变化，因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的，但是不如伸臂有效。在框架核心筒结构中，视外框柱的数量和布置方式，可以设置腰桁架，也可以不设置；由于腰桁架可以减小框筒结构的剪力滞后，因而在筒中筒结构中，腰桁架可以加大结构的整体刚度并减小其侧移。结构可以根据具体情况，仅设置一种或者同时设置以上两种构件，设置了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为加强层。设置加强层后，造成结构沿高度方向刚度不均匀，刚度突变带来内力突变，因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变，设置是方向性的改变，加强层的刚度越大，内力突变的程度也越大，这种突变会产生薄弱层效应。因此，在结构抗风设计中，采用伸臂桁架、腰桁架的效果很好，它可以采用刚度大的加强层，以形成较大的抗侧刚度。而在抗震设计的结构中，应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应，因此可以不设置加强层时，就不必设置加强层，需要设置加强层时，也不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架，以避免加强层范围出现过大的刚度突变。沿高度可以布置一个楼层（一道）或多个楼层（多道）的伸臂桁架和腰桁架。研究表明，多道伸臂桁架减小侧移的效果优于一道伸臂桁架，但是伸臂结构数量与减小侧移并不成正比，当设置四道以上的伸臂桁架时，减小侧移的效果就不再明显。伸臂设置的位置不同，其减小侧移的效果也不相同，研究表明，当沿高度仅设置一道伸臂桁架时，可以设置在结构的2/3H处减小侧移效果最好，而要减小内筒倾覆弯矩则越靠下越好；设置两道伸臂桁架时，其中一道可设置在0.7H高度处，另一道大约设置在0.5H处。一般的高层结构设计中，伸臂桁架设置位置需要做敏感性分析，以研究其最有效和最适合具体结构的位置。筒中筒结构中腰桁架的设置则要视减小剪力滞后的效果而定。由于具体结构的类型和建筑布置的不同，结构的加强层一般宜与高层建筑的设备层和避难层统一，但是应强调建筑机电和结构的合作优化，包括加强层的位置，数量等。从具体的技术层面上讲，伸臂桁架和腰桁架的刚度不宜太大，如果采用整层楼高的钢筋混凝土实腹大梁，不仅刚度突变过大，而且与它相连的上下层框架柱将非常不利，这些柱子容易出现塑性铰及裂缝，甚至破坏，呈“强梁弱柱”的不利抗震概念。因此，伸臂桁架、腰桁架均宜采用桁架结构，其中钢结构施工方便，优于钢骨混凝土桁架。由于抗震结构中设置加强层，具有不利的效应，加强层的刚度远大于其他楼层，并出现内力突变，因此应提高加强层以及与加强层相邻的竖向构件的抗震性能。一般情况下，加强层及上下相邻层中混凝土构件的抗震构造措施应提高一级采用，特一级时可不再提高。伸臂桁架的上下弦是桁架的重要构件，必然有拉伸和压缩变形，有时又楼板刚好处于同一标高，因此若按照楼板无限刚的假定进行计算，则应将伸臂桁架单独开来，以便释放上下弦的拉伸和压缩变形，或者计算的时候楼板采用弹性膜假定，实际设计中一般在加强层均需要根据具体情况提出不同的构造措施和计算假定。当伸臂桁架或腰桁架兼做转换层构件时，不仅需要验算其竖向变形和承载力，而且对于这种构件的抗震性能应提出特殊的严格要求。在高烈度设防区，当在较高的或者特别不规则的高层建筑中设置加强层时，还宜采取进一步的性能设计要求和措施。为了保证它在中震或大震作用下的安全性，可以要求其杆件和相邻杆件在中震或大震下不屈服，甚至更高的性能要求。根据结构高度及其重要性，宜采用静力弹塑性分析或时程分析检验结构在中震及大震下的表现，以评估其达到设计抗震性能目标的能力。伸臂桁架和腰桁架、外框架及核心筒相连，除了必须按照提高一级的抗震等级设计外，在实际设计中还需要注意以下各项措施。伸臂桁架和核心筒之间的连接应采用刚接，伸臂桁架对核心筒的作用力（弯矩、剪力和轴力）很大，因此宜将其贯穿核心筒，并与另一边的伸臂相连，或伸臂深入墙中应有足够的锚固长度，且有可靠的锚固措施以均匀传递伸臂的集中力。与伸臂桁架相连部位的混凝土墙内应设置竖向钢骨；如果原来结构中已经设置钢骨，则应利用此钢骨与伸臂桁架构件相连，如果未设置钢骨，则可以在相邻楼层设置局部钢骨。但是在结构施工阶段，应对伸臂桁架结构与核心筒之间连接采用措施，使二者之间可以竖向滑动，以避免由于施工阶段内外结构构件的竖向变形差在伸臂结构中产生过大的初始应力。待结构的竖向变形差基本