超高層規(guī)范綜合

1、超高層的分析研究 鑒于超高層與高層之間的造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本的差異，組織針對(duì)超高層的分析研究，具體分以下幾個(gè)大類：一、 超高層建筑的界定：民用建筑設(shè)計(jì)通則GB 503522005  3.1.2：建筑高度大于1OOm的民用建筑為超高層建筑。 二、 設(shè)計(jì)規(guī)范的詳查及詳討：民用建筑設(shè)計(jì)通則GB 503522005 6.4.2： 建筑高度超過(guò)100m的超高層民用建筑，應(yīng)設(shè)置避難層(間)，高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50045-95（2005年版）：6.1.13 建筑高度超過(guò)100m的公共建筑，應(yīng)設(shè)置避難層（間），并應(yīng)

2、符合下列規(guī)定：6.1.13.1 避難層的設(shè)置，自高層建筑首層至第一個(gè)避難層或兩個(gè)避難層之間，不宜超過(guò)15層。6.1.13.2通向避難層的防煙樓梯應(yīng)在避難層分隔、同層錯(cuò)位或上下層斷開(kāi)，但人員均必須經(jīng)避難層方能上下。6.1.13.3 避難層的凈面積應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)避難人員避難的要求，并宜按5.00人/m2計(jì)算。 6.1.13.4 避難層可兼作設(shè)備層，但設(shè)備管道宜集中布置。6.1.13.5 避難層應(yīng)設(shè)消防電梯出口。6.1.13.6 避難層應(yīng)設(shè)消防專線電話，并應(yīng)設(shè)有消火栓和消防卷盤(pán)。6.1.13.7 封閉式避難層應(yīng)設(shè)獨(dú)立的防煙設(shè)施。6.

3、1.13.8 避難層應(yīng)設(shè)有應(yīng)急廣播和應(yīng)急照明，其供電時(shí)間不應(yīng)小于1.00h，照度不應(yīng)低于1.00lx。-關(guān)于避難層面積要求，只規(guī)定了公共建筑的為5.00人/m2，但對(duì)于住宅沒(méi)有具體規(guī)定，計(jì)算超高層住宅避難層面積時(shí)，可以按公共建筑的要求，設(shè)計(jì)中可考慮空中花園及設(shè)備層（一梯兩戶的布置，45層的人口計(jì)算的話需要大概32 m2的避難空間）,由于有避難層（間）、核心筒，加之內(nèi)部結(jié)構(gòu)條件等因素，同等條件下，公攤一定會(huì)比高層的高出一些，相同建筑面積下，使用面積會(huì)略低一些。高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50045-95（2005年版）： 5.3.3 建筑高度不超過(guò)100

4、m的高層建筑，其電纜井、管道井應(yīng)每隔23層在樓板處用相當(dāng)于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔；建筑高度超過(guò)100m的高層建筑，應(yīng)在每層樓板處用相當(dāng)于樓板耐火極限的不燃燒體作防火分隔。-正常做法是每層都做，所以此條款對(duì)造價(jià)沒(méi)影響。高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50045-95（2005年版）：7.2.4 高級(jí)旅館、重要的辦公樓、一類建筑的商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓等和建筑高度超過(guò)100m的其它高層建筑，應(yīng)設(shè)消防卷盤(pán)，其用水量可不計(jì)入消防用水總量。7.4.6.2 消火栓的水槍充實(shí)水柱應(yīng)通過(guò)水力計(jì)算確定，且建筑高度不超過(guò)100m的高層建筑不應(yīng)小于10m；建筑高度超過(guò)100m的高層建筑不

5、應(yīng)小于13m。7.4.7.2 高位消防水箱的設(shè)置高度應(yīng)保證最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力。當(dāng)建筑高度不超過(guò)100m時(shí)，高層建筑最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.07MPa；當(dāng)建筑高度超過(guò)100m時(shí)，高層建筑最不利點(diǎn)消火栓靜水壓力不應(yīng)低于0.15MPa。當(dāng)高位消防水箱不能滿足上述靜壓要求時(shí)，應(yīng)設(shè)增壓設(shè)施。-充實(shí)水柱10m跟13m的區(qū)別在于水泵的選用；靜水壓力0.07Mpa和0.15Mpa的區(qū)別在于屋頂消防水箱到頂層的高差，所以此條款對(duì)造價(jià)影響很小。高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50045-95（2005年版）： 7.6.1 建筑高度超過(guò)100m的高層建筑及其裙房，除游泳池、

6、溜冰場(chǎng)、建筑面積小于5.00m2的衛(wèi)生間、不設(shè)集中空調(diào)且戶門(mén)為甲級(jí)防火門(mén)的住宅的戶內(nèi)用房和不宜用水撲救的部位外，均應(yīng)設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。-該條款規(guī)定超高層建筑的戶門(mén)必須為防火門(mén)，且前室及裙房要做自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50045-95（2005年版）：8.2.1 除建筑高度超過(guò)50m的一類公共建筑和建筑高度超過(guò)100m的居住建筑外，靠外墻的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室和合用前室，宜采用自然排煙方式。(建筑內(nèi)的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室都是建筑著火時(shí)最重要的疏散通道，一旦采用的自然排煙方式其效果受到影響時(shí)，對(duì)整個(gè)建筑的人員將受到嚴(yán)重威脅。

7、對(duì)超過(guò)50m的一類建筑和超過(guò)1OOm的其它高層建筑不應(yīng)采用這種自然排煙措施) -該條款規(guī)定超高層住宅的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室必須采用機(jī)械排煙?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 5011698： 3.1.1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象應(yīng)根據(jù)其使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度等分為特級(jí)、一級(jí)和二級(jí)，并宜符合表3.1.1的規(guī)定。(建筑高度超過(guò)100m的高層民用建筑.特級(jí)) -該條款規(guī)定超高層住宅的火災(zāi)報(bào)警控制器和火災(zāi)探測(cè)器的要求級(jí)別為最高級(jí)。高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ 3-2002：4.6.6 高度超過(guò)150m的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良

8、好的使用條件，滿足舒適度要求，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009規(guī)定的10年一遇的風(fēng)荷載取值計(jì)算的順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度max不應(yīng)超過(guò)表4.6.6的限值。必要時(shí)，可通過(guò)專門(mén)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算確定順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度max，且不應(yīng)超過(guò)表4.6.6的限值-該條款規(guī)定高度超過(guò)150m的高層建筑的舒適性要求，對(duì)于150m以下的高層建筑，只要滿足規(guī)范要求就能滿足舒適性的要求，（150m的剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑頂部位移不會(huì)超過(guò)150mm，）。 三、 施工難度、成本分析，施工周期的長(zhǎng)短：100m和150m建筑的施工難度對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的特級(jí)施工企業(yè)來(lái)說(shuō)沒(méi)什么區(qū)別，施工

9、時(shí)垂直運(yùn)輸?shù)某杀緯?huì)有所增加，如果用滑動(dòng)腳手架，則腳手架的每平方成本會(huì)有所下降，總的來(lái)說(shuō)100m和150m建筑施工成本變化很少；施工周期會(huì)按比例相應(yīng)的有所拉長(zhǎng)，由于垂直運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間加長(zhǎng)，到頂部幾層施工的時(shí)間相應(yīng)的會(huì)加長(zhǎng)12天。 四、 總體造價(jià)與分析：相對(duì)高層住宅而言，超高層住宅設(shè)計(jì)復(fù)雜，對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)及管理水平要求嚴(yán)格，因此設(shè)計(jì)、工程顧問(wèn)及監(jiān)理費(fèi)用可能增加；配套設(shè)施建設(shè)費(fèi)或會(huì)因建筑物層數(shù)不同而收費(fèi)基準(zhǔn)有異。超高層住宅造價(jià)增加主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)與建筑標(biāo)準(zhǔn)；基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)；屋面及外立面；機(jī)電。根據(jù)表示，假設(shè)開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)一座30層的毛坯房一般造價(jià)約2,200元平方米，如設(shè)計(jì)為

10、50層超高建筑，經(jīng)過(guò)下列簡(jiǎn)單測(cè)算，其額外造價(jià)約：330-545元/平方米，造價(jià)增幅約為15-24，該數(shù)據(jù)與我司調(diào)研的數(shù)據(jù)相差不大（120m的超高層比100m的高層造價(jià)大約高300元平方米，140m的超高層比100m的高層造價(jià)大約高500元平方米）。成本的增加勢(shì)必使得開(kāi)發(fā)物業(yè)銷售價(jià)格上揚(yáng)，同時(shí)也使得項(xiàng)目開(kāi)發(fā)獲取得利潤(rùn)率降低，所以，在開(kāi)發(fā)成本和銷售價(jià)格不可控的情況下，縮短超高層住宅物業(yè)的開(kāi)發(fā)銷售周期是保證利潤(rùn)率的一個(gè)關(guān)鍵。 五、 使用及運(yùn)營(yíng)成本的分析：高層與超高層風(fēng)壓會(huì)有一定的區(qū)別，但差別不大，從現(xiàn)行的規(guī)范看來(lái)對(duì)高層與超高層（150m以下）的玻璃窗的要求沒(méi)什么區(qū)別，電梯運(yùn)行不會(huì)

11、有差別（速度更快）；物業(yè)管理費(fèi)以及各種公攤的費(fèi)用不會(huì)有很明顯的增加（是指分到每戶的費(fèi)用，因?yàn)榭傎M(fèi)用是增加了，但分?jǐn)偟膽魯?shù)多了），甲方在銷售期間維持未滿入住率時(shí)各棟建筑的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用會(huì)增加，但不會(huì)太明顯，電費(fèi)會(huì)是最大的增長(zhǎng)點(diǎn)，其他的費(fèi)用相對(duì)會(huì)少點(diǎn)；高層住宅也會(huì)有這個(gè)問(wèn)題。 六、 分期施工對(duì)場(chǎng)地的要求很低，現(xiàn)在施工技術(shù)已經(jīng)很先進(jìn)，這方面可以不考慮，費(fèi)用也不會(huì)有明顯的增加，至于后期施工對(duì)前期住戶的影響是不可避免的，在已有總體規(guī)劃的前提下，怎么樣做會(huì)把這種 影響降到最低才是我們要努力的。伸臂桁架和腰桁架加強(qiáng)層設(shè)計(jì)小結(jié)在外框柱與核心筒之間設(shè)置伸臂桁架的主要目的是減小結(jié)構(gòu)側(cè)移，它

12、的機(jī)理是提高水平荷載作用下的外框架柱的軸力，從而增加框架承擔(dān)的傾覆力矩，同時(shí)減小了內(nèi)核心筒的傾覆力矩。它對(duì)結(jié)構(gòu)形成的反彎作用可以有效的增大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，減小結(jié)構(gòu)側(cè)移動(dòng)，一般情況下也會(huì)減小外框架的剪力分擔(dān)比。對(duì)于框架核心筒結(jié)構(gòu)，設(shè)置伸臂桁架后減小側(cè)移顯著，而對(duì)于筒中筒結(jié)構(gòu)而言，減小側(cè)移的效果很小。在結(jié)構(gòu)周圍設(shè)置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的軸力均勻變化，因此也可以達(dá)到提高外框架抗傾覆力矩的能力以及減小側(cè)移的目的，但是不如伸臂有效。在框架核心筒結(jié)構(gòu)中，視外框柱的數(shù)量和布置方式，可以設(shè)置腰桁架，也可以不設(shè)置；由于腰桁架可以減小框筒結(jié)構(gòu)的剪力滯后，因而在筒中筒結(jié)構(gòu)中，腰桁架可以加大結(jié)構(gòu)的整體剛度

13、并減小其側(cè)移。結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體情況，僅設(shè)置一種或者同時(shí)設(shè)置以上兩種構(gòu)件，設(shè)置了伸臂桁架、腰桁架的樓層可統(tǒng)稱為加強(qiáng)層。設(shè)置加強(qiáng)層后，造成結(jié)構(gòu)沿高度方向剛度不均勻，剛度突變帶來(lái)內(nèi)力突變，因此在加強(qiáng)層及上下相鄰層構(gòu)件的內(nèi)力會(huì)出現(xiàn)較大的改變，設(shè)置是方向性的改變，加強(qiáng)層的剛度越大，內(nèi)力突變的程度也越大，這種突變會(huì)產(chǎn)生薄弱層效應(yīng)。因此，在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)中，采用伸臂桁架、腰桁架的效果很好，它可以采用剛度大的加強(qiáng)層，以形成較大的抗側(cè)剛度。而在抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡可能的減小出現(xiàn)薄弱層形成的不利效應(yīng)，因此可以不設(shè)置加強(qiáng)層時(shí)，就不必設(shè)置加強(qiáng)層，需要設(shè)置加強(qiáng)層時(shí)，也不宜采用剛度過(guò)大的伸臂和腰桁架，以避免加強(qiáng)層范圍出現(xiàn)

14、過(guò)大的剛度突變。沿高度可以布置一個(gè)樓層（一道）或多個(gè)樓層（多道）的伸臂桁架和腰桁架。研究表明，多道伸臂桁架減小側(cè)移的效果優(yōu)于一道伸臂桁架，但是伸臂結(jié)構(gòu)數(shù)量與減小側(cè)移并不成正比，當(dāng)設(shè)置四道以上的伸臂桁架時(shí)，減小側(cè)移的效果就不再明顯。伸臂設(shè)置的位置不同，其減小側(cè)移的效果也不相同，研究表明，當(dāng)沿高度僅設(shè)置一道伸臂桁架時(shí)，可以設(shè)置在結(jié)構(gòu)的2/3H處減小側(cè)移效果最好，而要減小內(nèi)筒傾覆彎矩則越靠下越好；設(shè)置兩道伸臂桁架時(shí)，其中一道可設(shè)置在0.7H高度處，另一道大約設(shè)置在0.5H處。一般的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，伸臂桁架設(shè)置位置需要做敏感性分析，以研究其最有效和最適合具體結(jié)構(gòu)的位置。筒中筒結(jié)構(gòu)中腰桁架的設(shè)置則要視減

15、小剪力滯后的效果而定。由于具體結(jié)構(gòu)的類型和建筑布置的不同，結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)層一般宜與高層建筑的設(shè)備層和避難層統(tǒng)一，但是應(yīng)強(qiáng)調(diào)建筑機(jī)電和結(jié)構(gòu)的合作優(yōu)化，包括加強(qiáng)層的位置，數(shù)量等。從具體的技術(shù)層面上講，伸臂桁架和腰桁架的剛度不宜太大，如果采用整層樓高的鋼筋混凝土實(shí)腹大梁，不僅剛度突變過(guò)大，而且與它相連的上下層框架柱將非常不利，這些柱子容易出現(xiàn)塑性鉸及裂縫，甚至破壞，呈“強(qiáng)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結(jié)構(gòu)，其中鋼結(jié)構(gòu)施工方便，優(yōu)于鋼骨混凝土桁架。由于抗震結(jié)構(gòu)中設(shè)置加強(qiáng)層，具有不利的效應(yīng)，加強(qiáng)層的剛度遠(yuǎn)大于其他樓層，并出現(xiàn)內(nèi)力突變，因此應(yīng)提高加強(qiáng)層以及與加強(qiáng)層相鄰的豎向構(gòu)件的抗

16、震性能。一般情況下，加強(qiáng)層及上下相鄰層中混凝土構(gòu)件的抗震構(gòu)造措施應(yīng)提高一級(jí)采用，特一級(jí)時(shí)可不再提高。伸臂桁架的上下弦是桁架的重要構(gòu)件，必然有拉伸和壓縮變形，有時(shí)又樓板剛好處于同一標(biāo)高，因此若按照樓板無(wú)限剛的假定進(jìn)行計(jì)算，則應(yīng)將伸臂桁架單獨(dú)開(kāi)來(lái)，以便釋放上下弦的拉伸和壓縮變形，或者計(jì)算的時(shí)候樓板采用彈性膜假定，實(shí)際設(shè)計(jì)中一般在加強(qiáng)層均需要根據(jù)具體情況提出不同的構(gòu)造措施和計(jì)算假定。當(dāng)伸臂桁架或腰桁架兼做轉(zhuǎn)換層構(gòu)件時(shí)，不僅需要驗(yàn)算其豎向變形和承載力，而且對(duì)于這種構(gòu)件的抗震性能應(yīng)提出特殊的嚴(yán)格要求。在高烈度設(shè)防區(qū)，當(dāng)在較高的或者特別不規(guī)則的高層建筑中設(shè)置加強(qiáng)層時(shí)，還宜采取進(jìn)一步的性能設(shè)計(jì)要求和措施。為

17、了保證它在中震或大震作用下的安全性，可以要求其桿件和相鄰桿件在中震或大震下不屈服，甚至更高的性能要求。根據(jù)結(jié)構(gòu)高度及其重要性，宜采用靜力彈塑性分析或時(shí)程分析檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)在中震及大震下的表現(xiàn)，以評(píng)估其達(dá)到設(shè)計(jì)抗震性能目標(biāo)的能力。伸臂桁架和腰桁架、外框架及核心筒相連，除了必須按照提高一級(jí)的抗震等級(jí)設(shè)計(jì)外，在實(shí)際設(shè)計(jì)中還需要注意以下各項(xiàng)措施。伸臂桁架和核心筒之間的連接應(yīng)采用剛接，伸臂桁架對(duì)核心筒的作用力（彎矩、剪力和軸力）很大，因此宜將其貫穿核心筒，并與另一邊的伸臂相連，或伸臂深入墻中應(yīng)有足夠的錨固長(zhǎng)度，且有可靠的錨固措施以均勻傳遞伸臂的集中力。與伸臂桁架相連部位的混凝土墻內(nèi)應(yīng)設(shè)置豎向鋼骨；如果原來(lái)結(jié)構(gòu)中已經(jīng)設(shè)置鋼骨，則應(yīng)利用此鋼骨與伸臂桁架構(gòu)件相連，如果未設(shè)置鋼骨，則可以在相鄰樓層設(shè)置局部鋼骨。但是在結(jié)構(gòu)施工階段，應(yīng)對(duì)伸臂桁架結(jié)構(gòu)與核心筒之間連接采用措施，使二者之間可以豎向滑動(dòng)，以避免由于施工階段內(nèi)外結(jié)構(gòu)構(gòu)件的豎向變形差在伸臂結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過(guò)大的初始應(yīng)力