厦门帝景苑超高层住宅建筑全钢结构的应用

1、厦门帝景苑超高层住宅建筑全钢结构的应用杨建民【摘要】:随着现代经济的发展，钢结构工程以其施工速度快、周期短、强度高、预制容易、安装容易、适用高层广泛等优势广泛应用于工程领域。 在此，作者简要阐述了全钢结构现代建筑在厦门帝景苑工程中的应用，阐述了全钢结构工程在高层建筑中的应用优势、钢结构应用现状及存在的问题，并提出了钢结构在高层建筑中的应用发展方向。【牛鼻子词】:高层建筑全钢结构新技术弯曲支撑粘性阻尼器的应用1、高层建筑全钢结构的优点、应用现状及现存问题近几十年来，由于钢材品种的增加、制造方法的改进、新结构形式的采用、核算方法和设订理论的发展，铁元素骨的结构在工业和民用建筑、桥梁以及其他工程结构

2、中得到了广泛应用。 高层钢结构在建筑领域的优势越来越得到市场的认可和喜爱，为我国钢结构产业发展注入了活力。 这不仅取决于科学技术的发展，也取决于钢结构本身的优越性。 钢结构与传统钢筋混凝土结构相比，主要有很多优点，特别是全钢结构的优点十分明显。1.1高层建筑全钢结构的优点全钢结构与其他结构相比，在使用功能、修订、施工、综合经济方面具有明显的优势，将全钢结构应用于住宅建筑的优势主要体现在以下几个方面。1.1.1可减少建筑中结构所占面积对于地震地辖区建造的30层60层钢筋混凝土结构高层建筑，柱截面尺寸始终取决于轴压比的极限值，可达1.8 m1.8 m2.0 m2.0 m，核心筒底部壁厚可达0.6

3、m0.8 m，满足结构侧刚度和层间位移要求， 这两个结构面积如果采用建筑层房屋面积约7%的全钢结构，柱截面将大幅减少，核心筒在用钢柱和钢支撑时，包括外侧的室内装修方法，其厚度仍然比筒壁厚度薄得多，相应的结构面积约为建筑面积的3%，比钢筋混凝土结构减少约4%。 全钢结构住宅比传统建筑更能满足建筑大空间灵活分隔的要求，可减小柱截面积，使用轻型墙板，提高面积利用率，提高家庭有效使用面积约6%。 对业主来说，会带来很多经济效益。1.1.2可减轻结构自重，降低基础工程成本一般的钢筋混凝土信息帧剪切结构的高层建筑，在外墙采用玻璃幕墙或铝幕墙嵌板，内壁采用轻量隔壁的情况下，包括地板活荷载的上部建筑结构的总重

4、力载荷约为15kn/m217kn/m2，其中，南朝梁、嵌板、柱和剪力墙等结构的自重约为10kn/在m2122的相同条件下采用钢结构时，总重力负荷为10kn/m212kn/m2，其中，钢结构和混凝土地板的结构自重约为5kn/m26kn/m2，两结构的结构自重的比例约为2:1，总重力负荷的比例约为5kn/m 2 根据m-2的相关修订计算，建筑上部使用的高层钢结构工程总投资与钢筋混凝土结构工程总投资的差额约为5% 10%。 荷载值的较大差异决定了基础荷载必然减轻，基础技术的处理难度和工程成本大幅度减少。全钢结构建筑总重量轻，钢结构住宅系统自重轻，约占混凝土结构的一半，可大大降低基础成本。1.1.3具

5、有良好的抗震性，提高住宅安全性将铁元素骨系统用于住宅建筑具有铁元素骨延展性好、塑性形变能力强、抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。 特别是在遭遇地震和台风灾害的情况下，能够避免建筑物的倒塌性破坏。 像95年的日本坂神大地震一样，在99年的福摩萨大地震中没有倒塌的大部分是h型钢的铁元素骨的结构物。1.1.4综合成本低仅从成本来看，钢结构住宅似乎很贵，但综合建筑全生命周期、钢结构住宅能源节约、环保等效果，钢结构住宅材料基本可以永远资源再生，钢结构住宅成本也不高。1.1.5施工便利工期短铁元素骨的结构的施工特点是钢构件由工厂制作、现场安装。 安装时不需要设置大量的脚手架，在云同步采用冲压钢板作

6、为混凝土地板的永久模板，不需要另外设置模板，并且混凝土地板的施工比钢筋混凝土结构快20%30%，相应的施工周期大幅度缩短，工期比传统的住宅系统至少缩短了三分之一1.1.6节能效果好内墙体采用轻质节能标准化预制墙板，保温性能好，节能50%，每户可节省m2暖纳凉费用18元。 帝景苑项目工程的超高建筑样品室的最后加工是将香港利澳建材下属机构福建某轻型遮音板生产的轻型遮音板作为室内隔离墙体材料，该材料规格为244061090(mm )、重量605(kg/m )，具有薄型、轻量、防火、绝热、绝热1.1.7环境保护效果好所有住宅都有一定的寿命，一般钢筋混凝土结构的住宅拆迁产品材料，并不能再利用，且大量的垃

7、圾污染环境。 钢结构住宅施工时大幅度减少砂、石、灰的使用量，使用的材料主要是绿色的，可以资源再生或分解的材料，建筑物拆除时，大部分材料可以再生或分解，不产生很多垃圾。1.1.8建筑风格灵活富裕大规模的开放室设置修订，可以将户内空间分割为多个场景，以满足用户的各种需求。 帝景苑项目工程超高建筑首层中间大厅的层高为15.2m，面积约为324m2。 户型面积在3001700m2之间。1.1.9满足住宅产业化和永续发展的要求。铁元素骨的结构适合工厂大量生产，工业化程度高，且集能源节约、防水、绝热、门窗等先进产品于一体，在定径套应用，将设订、生产、施工一体化，可提高住宅产业水平。 帝景苑项目工程钢柱、钢

8、梁、剪力墙钢板均为厂家加工制造，大型拖车运送至工地。1.2铁元素骨的结构的应用现状由于铁元素骨的结构具有以上优点，目前世界上大多数高层和超高建筑都是铁元素骨的结构：如1970年建成的110层， 高443m的美国芝加哥海豹大厦1996年建成，高450m的马来西亚双子塔石油大厦塔高646.38米，被称为波南非兰特的华尔兹主播电视塔“世界之最高楼”的“迪拜塔”于2004年建成，2010年1月4日正式落成，塔高我国由于经济和技术，到80年代还没有建设高层钢结构建筑。 1985年以来，随着外资工程的建设、建筑用钢材的发展，高层钢结构建筑开始在我国出现。 截至1990年底，上海、北京牌、深圳已建成1l瞳孔

9、高层钢结构，京广中心为该时期最高结构(修订57层，高208m )。随着我国改革开放和经济的发展，我国钢材年产量已超过1108t，成为世界上钢产量最多的国家，钢材产量的增加为我国钢结构建筑事业的发展创造了良好的时间节点。 从1993年起，我国形成了新的高层建筑钢结构建设退潮。 特别是随着上海浦东开发区的建设，上海高层建筑钢结构发展特别快，成为中国高层钢结构建设最集中的地方。 位于上海浦东新区陆家嘴的上海环球金融中心，2008年8月29日竣工，大楼高度492m，地面101层，地下3层东方明珠广播电视塔是上海的象征文化景观之一，位于浦东新区陆家嘴，塔高约468m，建于1991年7月，1995年5月使

10、用的上海中心大楼， 项目工程面积433954m2，建筑主体118层，总高度632m，结构高度580m，汽车汽车停车空间位于地下，可汽车停车2000台，2008年11月29日开始建设，2016年3月12日整个建筑正式完成。 这些个3座建筑成为上海的象征性超高建筑，使中国高层钢结构跻身世界前列。近年来，厦门的铁元素骨的结构也有了飞跃性的发展。 从2010年5月28日开始建设，2015年10月交付使用的厦门世茂海峡大厦是厦门第二高楼大厦，由300m的超高层(总高度300m )的主体建筑和半身裙组成，其中地上有27万m2，地下有7.28万m2，包括酒店、办公室、soho等行业在内的2010年吗预计20

11、17年9月竣工的福建第一高楼大厦厦门国际中心，总建筑面积约18.56万m2，建筑高度339.88m，地下4层，地面61层。 这两栋建筑将成为厦门市鹭江道和环礁路的新厦门南非兰特标志建筑。近十三年五载来，建筑钢结构正处于我国建国以来最好的发展时期，随着经济建设的发展，钢结构作为一个理想的建筑结构，在2l世纪中国的建筑施工中发挥着独特、不可替代的作用。1.3全钢结构工程存在的主要问题全钢结构目前发展迅速，应用广泛，但也存在以下问题1.3.1整个钢结构的成本很高从短期来看，成本相对高于钢筋混凝土结构。 帝景苑项目工程钢柱的最大截面尺寸为口2500250080，钢板的最大厚度达到80mm的钢梁的最大规

12、格为h255010003060。 由于钢柱截面尺寸大，总使用钢量大，总成本高于钢筋混凝土结构。1.3.2钢结构耐火性能差钢材耐热，耐高温。 铁元素骨的结构在发生火灾时，部件温度迅速上升，钢材的屈服强度和弹性模数随温度上升而急剧下降。 当结构温度达到350及500时，其强度可分别降低30%50%。 600时，结构完全失去负荷能力，变形急剧增大，结构散摊子。 因此，要求喷涂防火涂料进行保护。 帝景苑项目工程设置修订防火极限为3小时，采用厚涂钢结构防火涂料，设置修订厚钢柱23mm，钢梁1415mm。1.2.3钢材容易生锈，必须采取防护措施钢材在湿润环境，特别是有腐蚀介质的环境下容易生锈，必须涂防腐蚀

13、涂料和亚金属铅镀层，并且在使用期间也必须定期维护。 帝景苑项目工程暴露于室外的钢构造防腐蚀保护层设置修订的总厚度为280um，室内钢构造防腐蚀保护层设置修订的总厚度为200um。2 .厦门帝景苑超高层住宅建筑全钢结构的应用厦门帝景苑工程位于福建省厦门市湖岸南路和湖岸西路交界处，北临篅筡湖，南临干线公路湖岸南路，西侧毗邻湖岸西路，东侧毗邻音乐岛酒店和电力大厦，是中国第一座全钢结构超高层住宅建筑群，为1#5#超高层住宅大厦和6#、7#定径套群大厦项目总占地面积54222 其中，一期工程为1#3#层、6#层地下室及上部工程，1#3#超高层住宅及6#会和全体地下室组成的二期工程为4#5#层、7#层地下

14、室及上部工程，4#5#超高层住宅及7#会和全体地下室组成。 两个地下室即地下4层；地面超高层均为62层，建筑高度247.8m，矩形钢管混凝土柱信息帧钢支撑结构内支撑系统群楼为商业用房，建筑高度21.37m23.2m，采用铁元素骨的结构。帝景苑效果图帝景苑1#、2#、3#楼6#楼钢结构局部2.1铁元素骨的设定修订本工程1、2、4、5#楼为矩形钢管砼柱信息帧-钢板砼剪力墙结构，楼盖采用模板钢梁和铁元素筋砼现浇板组合楼，3#楼为矩形钢管混凝土柱信息帧-钢支撑结构6、7#楼为钢框架建筑，楼盖采用模板钢梁和钢筋混凝土组合楼。工程钢结构部分主要由钢柱、钢梁、钢板剪力墙组成。 其中，钢柱有目标字形钢柱、日字

15、形钢柱和箱形钢柱三种，q390gjc，最大截面尺寸为口2500250080，钢板最厚可达80mm。 钢梁主要为热轧工字钢和焊接工字钢，材质为q390gjc、q345gjc和q345b，最大规格为h255010003060。 剪力墙钢板的材质为q345b，最大45mm。3#楼板层钢板剪力墙部分2#楼板层钢结构上部2.2深化铁元素骨的结构的设定、修改技术铁元素骨的结构的深化由分包单位在设订院确认的施工蓝摄影图片深化，深化的图纸由设订院审查确认后使用。 深化的图纸制作简单明确，减少了材料浪费建筑装配化，加快了工程进度，确保了后续工程的云同步施工。 深化建设在节约、环保、降低成本、确保工程质量、进度和

16、安全等方面发挥了重要作用。2.3高强度厚板钢材的应用高强度厚板在本工程中普遍应用，本工程的低合金高强度钢有q345、q390等，超高建筑结构用钢有q345gj、q345gjz等，钢柱材质为q390gjc，钢板最厚达80mm。 钢板设置修订z方向性能的钢板厚度为40mmt100mm，设置修订厚度方向的断面收缩率为z15、z25两个阶段。 由于本工程焊接工作量大，工程施工周期长，焊接变形控制难度大，钢结构施工单位制定了焊接工艺评定报告，作为现场焊接辅导书。 制作焊接及现场安装焊接严格按照工艺指导进行，焊接24小时后进行超声波检测，自检结果全部合格后，进行第三者检查，发放检验报告。2.4钢管混凝土柱

17、混凝土抗压强度好、抗弯强度弱的钢材具有良好的弹塑性，但受压时容易丧失轴向抗压能力。 钢管混凝土在结构上可以结合两者的优点，使混凝土处于侧向受压状态，可以使其耐压度倍增。 采用c50c70由自密实混凝土浇筑钢管柱内，提高钢管刚性，钢管和混凝土共同作用，大幅度提高钢管混凝土柱承载力。2.5住宅结构技术本工程是矩形钢管砼柱钢信息帧钢的支撑结构，塑性良好，在这种情况下不会因过载而断裂。 钢结构住宅韧性好，结构对动载荷适应性强，良好的吸收能和延展性使钢结构住宅具有优良的抗震性能。 钢结构住宅具有施工周期短、结构空间大等诸多优点。2.6钢结构防火涂料的使用由于铁元素骨的结构的耐火性能差，规范要求对铁元素骨的结构喷涂防火涂料。2.6.1 1#大楼、2#大楼防火涂料设置修订帝景苑1#楼、2#楼钢结构设置修订斑马线两翼部分斑马线的两翼部分斑马线的两翼部分斑马线的两翼部分防火等级为1级，各类型部件的耐