第一節(jié)-高層建筑施工緒論課件

CourseIntroduction2016秋季學(xué)期課程名稱：高層建筑施工上課班級：1301-1303上課時間：周一（7-8節(jié)），1-12周上課地點：新3-206教材：現(xiàn)代高層建筑施工辦公室：土木學(xué)院316Email：

電話：考核方式：30%平時（作業(yè)+考勤）+70%期末（閉卷）1、高層建筑的概念1.1、高層建筑的定義行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2002)中規(guī)定：十層及十層以上的住宅建筑或房屋高度超過24米的其他民用高層建筑結(jié)構(gòu)。國家標(biāo)準(zhǔn)：《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》規(guī)定：十層及十層以上的住宅建筑和建筑高度超過24米的公共建筑為高層建筑住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部：《民用建筑設(shè)計通則》（JGJ37-87），明確了民用建筑層數(shù)的劃分A、住宅建筑按層數(shù)：1-3層為低層；4-6層為多層；7-9層為中高層；10層以上為高層。B、公共建筑及綜合性建筑總高度超過24M者為高層（不包含高度超過24M單層主體建筑）C、建筑物高度超過100M時，不論住宅或公共建筑均為超高層。1、高層建筑的概念國外有關(guān)高層建筑的規(guī)定：美國：總高度在24.6米以上或7層以上的建筑物為高層建筑。英國：總高度在24.3米以上的建筑物為高層建筑。德國：總高度在22米以上的建筑物為高層建筑。法國：8層及8層以上的住宅建筑物或高度在31米以上的其他建筑物為高層建筑。日本：總高度在31米以上或11層以上的建筑物為高層建筑。比利時：總高度在25米以上的建筑物為高層建筑1、高層建筑的概念世界高層建筑委員會（屬聯(lián)合國教科文組織）建議，按高層建筑的層數(shù)和高度分為以下四類：第一類高層建筑:9~16層(最高到50m);第二類高層建筑:17~25層(最高到75m);第三類高層建筑:26~40層(最高到100m);超高層建筑:40層以上(高度100m以上)。

1、高層建筑的概念十層及十層以上的住宅建筑和房屋高度大于24米的其他高層民用建筑定義為高層建筑。1、使人口集中，可利用建筑內(nèi)部的豎向和橫向交通縮短部門之間的聯(lián)系距離，從而提高效率；2、能使大面積建筑的用地大幅度縮小，有可能在城市中心地段選址；3，可以減少市政建設(shè)投資和縮短建筑工期。4，高層建筑遠(yuǎn)離地面區(qū)有較好的通風(fēng)和較高的空氣質(zhì)量品質(zhì)。5、高層建筑也是一個城市發(fā)展程度的一個標(biāo)志。2、高層建筑的優(yōu)點1、關(guān)于城市經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益問題，應(yīng)遵照城市規(guī)劃部門指定的地段和控制高度建造，而不能完全根據(jù)建筑本身的需要。2、高層建筑由于應(yīng)力增加，設(shè)備和裝修水平必須提高,施工難度增大,因而造價必然大大高于多層建筑。因此，需要各專業(yè)設(shè)計人員密切合作使平面布局合理，提高使用系數(shù)，做到構(gòu)造簡潔，自重輕，便于安裝，綜合降低造價。3、高層建筑最突出的是防火安全設(shè)計，各專業(yè)設(shè)計人員應(yīng)嚴(yán)格遵守高層建筑設(shè)計防火規(guī)范的規(guī)定。新聞上經(jīng)常說到高層建筑的火災(zāi)問題，可見其防火安全的設(shè)計相對困難2、高層建筑的缺點3.1、建筑特點與要求1、由于建筑高度增加，電梯成為建筑內(nèi)部主要的垂直交通工具，影響高層建筑的平面布局和空間組合。2、需要在底層和不同的高度設(shè)置設(shè)備層，頂部設(shè)電梯間和水箱間。平面、立面的布置要滿足高層防火規(guī)范要求。3、由于高層建筑地下埋深嵌固要求，一般要有一層至數(shù)層的地下室，作為設(shè)備層及車庫、人防、輔助用房用房等3、高層建筑的特點3.1、建筑特點與要求4、高層建筑主體具有特定的使用功能的標(biāo)準(zhǔn)層，具有統(tǒng)一的層高、開間、進(jìn)深和平面布局。5、由于高度、體型大，需要更好的處理建筑造型和外飾面。6、對不同使用功能的高層建筑需要解決各自的問題。3、高層建筑的特點3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-強(qiáng)度（承載力）：垂直壓力：結(jié)構(gòu)自重和可變荷載、雪荷載等垂直荷載使建筑物受壓，其壓力的大小與建筑物高度成正比，由墻和柱承受3、高層建筑的特點W:垂直荷載H:建筑物高度3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-強(qiáng)度（承載力）：水平荷載(風(fēng)力或地震作用)三角形分布：3、高層建筑的特點q:水平荷載H:建筑物高度3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-強(qiáng)度（承載力）：水平荷載(風(fēng)力或地震作用)均勻分布：3、高層建筑的特點q:水平荷載H:建筑物高度3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-強(qiáng)度（承載力）：3、高層建筑的特點彎矩對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生拉力和壓力，當(dāng)建筑物超過一定的高度時，由于水平荷載產(chǎn)生的拉力就會超過由垂直荷載所產(chǎn)生的壓力，建筑物的一側(cè)就會由于風(fēng)力或地震作用而處于周期性的受拉和受壓狀態(tài)不對稱及復(fù)雜體型的高層建筑還需要考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)校園，高層建筑必須充分考慮結(jié)構(gòu)的各種受力情況，保證結(jié)構(gòu)有足夠的承載力3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-剛度：3、高層建筑的特點Δ：水平位移E:彈性模量I:截面慣性矩水平荷載三角形分布：水平荷載均勻分布：Δ：水平位移E:彈性模量I:截面慣性矩水平荷載產(chǎn)生的樓層水平位移Δ，與建筑物高度的4次方成正比3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-剛度：3、高層建筑的特點水平位移過大的影響：1、使人產(chǎn)生不適，影響生活、工作；2、會使電梯軌道變形；3、會使填充墻或建筑物裝修開裂、剝落4、會使主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫；5如果水平位移再進(jìn)一步擴(kuò)大，就會導(dǎo)致房屋的各個部件產(chǎn)生附加內(nèi)力，引起整個房屋的嚴(yán)重破壞，甚至倒塌。3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-剛度：高層建筑的水平位移要求：3、高層建筑的特點h:建筑物層高H:建筑物高度δ：建筑物層間位移Δ：建筑物頂點位移3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-延性：3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-耐久性：《民用建筑設(shè)計通則》將建筑耐久年限分為四級一級耐久年限為100年以上，適用于重要的建筑和高層建筑。二級:50-100年一般性建筑三級:25-50年次要的建筑四級:15年一下臨時性建筑3.2、結(jié)構(gòu)特點與要求-基礎(chǔ)穩(wěn)定性：為確保高層的穩(wěn)定性和滿足地基變形要求，其基礎(chǔ)的埋置深度，采用天然地基時不小于建筑高度的1/12，采用樁基礎(chǔ)時為1/15（樁長不計）3、高層建筑的特點3.3、施工特點與要求-工程量大、工序多、配合復(fù)雜工序：土方，模板，鋼筋，混凝土，砌筑，電焊機(jī)設(shè)備安裝多工種交叉聯(lián)合作業(yè)，組織配合復(fù)雜3.3、施工特點與要求-施工周期長、工期緊高層建筑工期一般為2-4年，平均2年左右，結(jié)構(gòu)工期一般為5-10天一層冬季、雨期施工3、高層建筑的特點3.3、施工特點與要求-基礎(chǔ)深、基坑支護(hù)和地基處理復(fù)雜高層建筑基礎(chǔ)一般較深，大多有1-4層地下室，土方開挖、基坑支護(hù)、地基處理以及深基坑降水，技術(shù)復(fù)雜，直接影響工期和造價。3.3、施工特點與要求-高處作業(yè)多，垂直運輸量大施工中要解決好高空材料、制品、機(jī)具設(shè)備、人員的垂直運輸，合理地選用各種垂直運輸機(jī)械，妥善安排好材料、設(shè)備和施工人員的上下班及運輸問題，以及用水、用電、通訊、建筑垃圾處理等問題。3、高層建筑的特點3.3、施工特點與要求-結(jié)構(gòu)裝修、防水質(zhì)量要求高，技術(shù)復(fù)雜基礎(chǔ)和地下室墻面、廚房、衛(wèi)生間的管道和防水都要求不出現(xiàn)任何漏水和滲水；采用大量新技術(shù)、新工藝、新材料和新機(jī)具設(shè)備及各種工藝體系，施工精度要求高，施工技術(shù)復(fù)雜。3.3、施工特點與要求-平行流水，立體交叉作業(yè)多，機(jī)械化程度高為提高效率：多專業(yè)工種，多工序平行流水立體交叉作業(yè)；采用機(jī)械化施工新3、高層建筑的特點3.4、防火及設(shè)備特點與要求1、給水、排水A、給水系統(tǒng):三大給水系統(tǒng)生活、消防、生產(chǎn)三大給水方式高位水箱式、氣壓水箱式、變頻泵組給水系統(tǒng)B、熱水供應(yīng)系統(tǒng)：C、排水系統(tǒng)：D、水泵間：3、高層建筑的特點3.4、防火及設(shè)備特點與要求2、電氣、機(jī)電設(shè)備A、電源：B、電梯：C、防雷：D、共用天線電視接收系統(tǒng)：E、電話：F、弱電系統(tǒng)：3、高層建筑的特點3.4、防火及設(shè)備特點與要求3、采暖、通風(fēng)、空調(diào)A、一般高層建筑：B、高檔高層建筑：3、高層建筑的特點4.1、高層建筑的興起：我國古代:高塔，采用磚砌或木制的筒體結(jié)構(gòu)4、高層建筑的發(fā)展公元523年建于河南登封縣，嵩岳寺塔為青磚、黃泥砌筑的15層密檐式磚塔，平面呈十二邊形?？偢?7．045米，底層直徑10．6米，內(nèi)徑5米余，壁體厚2．5米。4.1、高層建筑的興起：我國古代:高塔，采用磚砌或木制的筒體結(jié)構(gòu)4、高層建筑的發(fā)展釋迦塔建于1055年，位于佛宮寺南北中軸線上的山門與大殿之間，屬于“前塔后殿”的布局。塔建造在四米高的臺基上，塔高67.31米，底層直徑30.27米，呈平面八角形。第一層立面重檐，以上各層均為單檐，共五層六檐，各層間夾設(shè)有暗層，實為九層。因底層為重檐并有回廊，故塔的外觀為六層屋檐。各層均用內(nèi)、外兩圈木柱支撐，每層外有24根柱子，內(nèi)有八根，木柱之間使用了許多斜撐、梁、枋和短柱，組成不同方向的復(fù)梁式木架。整個木塔共用紅松木料3000立方，約2600多噸重。應(yīng)縣木塔4.1、高層建筑的興起：我國古代:高塔，采用磚砌或木制的筒體結(jié)構(gòu)4、高層建筑的發(fā)展布達(dá)拉宮海拔3700米(旅游要防止缺乏內(nèi)源氧），占地總面積36萬平方米，建筑總面積13萬平方米，主樓高117米，共13層，其中宮殿、靈塔殿、佛殿、經(jīng)堂、僧舍、庭院等一應(yīng)俱全。4.1、高層建筑的興起：國外古代:磚石承重結(jié)構(gòu)壁厚,使用空間小.4、高層建筑的發(fā)展胡夫金字塔是埃及金字塔中最大的金字塔。塔高146.59米，因年久風(fēng)化，頂端剝落10米，現(xiàn)高136.5米，相當(dāng)于40層大廈高。塔身是用230萬塊巨石堆砌而成，大小不等的石料重達(dá)1.5噸至160噸，塔的總重量約為684萬噸，它的規(guī)模是埃及至今發(fā)現(xiàn)的70多座金字塔中最大的。4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展上海國際飯店于1934年落成，大樓24層，其中地下2層，地面以上高83．8m，鋼框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土樓板，它是當(dāng)時全國也是當(dāng)時亞洲最高的建筑物，并在上海一直保持高度的最高紀(jì)錄達(dá)半個世紀(jì)。上海國際飯店4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展世界貿(mào)易中心建于1962年－1976年。占地6.5公頃，世界貿(mào)易中心由七座建筑組成，最明顯的是兩棟110層、樓高417米（北塔）和415米（南塔）的摩天大樓。一號樓天線、尖頂高526.3米，屋頂高417米，最高樓層高412米。成為當(dāng)時世界上最高的摩天大樓。摩天樓平面為正方形，邊長63米，每幢摩天樓實用面積46.6萬平方米。在2001年9月11日的“9.11恐怖襲擊事件”中坍塌。世界貿(mào)易中心4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展位于上海浦東新區(qū)黃浦江畔的陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)。樓高420.5米，是上海第3高的摩天大樓（截至2015年）、中國大陸第9高樓、世界第20高樓。大廈于1994年開工，1999年建成，有地上88層，若再加上尖塔的樓層共有93層，地下3層，樓面面積27萬8,707平方米，有多達(dá)130部電梯與555間客房，現(xiàn)已成為上海的一座地標(biāo)，是集現(xiàn)代化辦公樓、五星級酒店、會展中心、娛樂、商場等設(shè)施于一體，融匯中國塔型風(fēng)格與西方建筑技術(shù)的多功能型摩天大樓，由著名的美國芝加哥SOM設(shè)計事務(wù)所的設(shè)計師阿德里安·史密斯設(shè)計。上海金茂大廈4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展西爾斯大廈高443米，共地上108層，地下3層。大廈在1974年落成，超越紐約的世界貿(mào)易中心，成為當(dāng)時世界上最高的大樓。是當(dāng)今世界最高建筑物之一?？偨ㄖ娣e418，000平方米。底部平面68.7×68.7米，由9個22.9米見方的正方形組成。在這些正方形的范圍內(nèi)都不另設(shè)支柱，租用者可按需要分隔。西爾斯大廈用鋼材76000噸，即181公斤/平方米。每平方米用鋼量比采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系的帝國州大廈降低20%，僅相當(dāng)于采用5跨框架結(jié)構(gòu)的50%。這種束筒結(jié)構(gòu)體系概念的提出和應(yīng)用是高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的明顯進(jìn)展。西爾斯大廈4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展雙塔大廈于1998年完工，共88層，高1483英尺（452米），它是兩個獨立的塔樓并由裙房相連。在兩座主樓的41和42樓之間有一座長58.4米、距地面170米高的天橋。石油雙塔4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展結(jié)構(gòu)高度：508米（1667英尺），取代雙峰塔的452米（1483英尺）。樓頂高度:448米（1470英尺），取代西爾斯大樓的442米（1454英尺）。樓板最高：438米（1437英尺），取代西爾斯大樓。頂端高度：508米，沒有西爾斯大樓的529米（1703英尺）高。世界最高速度的電梯：從5樓直達(dá)89樓的室內(nèi)觀景臺只需37秒，電梯攀升的速度為每分鐘1010米，是世界最快的電梯，其長度也是世界第一。世界第一座防震阻尼器外露於整體設(shè)計的大樓，重達(dá)660噸，在85、86、與88樓用餐可以看到這個帶有裝飾且外型像大圓球的阻尼器，其直徑5.5米，也是世界第一。臺北101大廈4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展央視新大樓位于北京市朝陽區(qū)東三環(huán)中路（原北京汽車摩托車聯(lián)合制造公司廠址），地處北京東部CBD，占地197000平方米，總建筑面積約55萬平方米，最高建筑234米，工程建筑安裝總投資約50億元人民幣，原預(yù)計在2009年啟用，但是由于元宵節(jié)大火波及，該樓在2010年才完成與中央電視臺的交接。中央電視臺總部大樓主樓的兩座塔樓雙向內(nèi)傾斜6度，在163米以上由“L”形懸臂結(jié)構(gòu)連為一體，懸臂結(jié)構(gòu)整整11層樓高，前端沒有任何支撐。中央電視臺新臺址4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4、高層建筑的發(fā)展開工日期：1997年年初首次開工；后遭1997年亞洲金融危機(jī)停工，于2003年2月工程復(fù)工?？⒐と掌冢?008年8月29日。用地面積：30,000㎡。占地面積：14,400㎡。建筑面積：381,600㎡。建筑層數(shù)：地上101層、地下3層。建筑高度：492米。結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（SRC結(jié)構(gòu)）、鋼結(jié)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)）。建筑造價：73億人民幣（1050億日元）上海金融中心高層建筑按結(jié)構(gòu)材料分主要有：5.1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)5.2、鋼結(jié)構(gòu)5.3、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)（同一結(jié)構(gòu)部位采用不同結(jié)構(gòu)材料形成的結(jié)構(gòu)形式，如型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等）5.4、混合結(jié)構(gòu)（同一建筑不同部位采用不同結(jié)構(gòu)材料形成的結(jié)構(gòu)形式，如鋼框架與混凝土核心筒組成的框筒結(jié)構(gòu)體系等）5、高層建筑結(jié)構(gòu)材料與結(jié)構(gòu)體系世界上最高的100棟建筑物按結(jié)構(gòu)材料分析：鋼結(jié)構(gòu)45%鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)26%鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)19%我國已建成最高100棟建筑：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)79棟鋼結(jié)構(gòu)3棟鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)18棟5、高層建筑結(jié)構(gòu)材料與結(jié)構(gòu)體系6.1、平面布置與豎向體型時代化：6.2、層數(shù)增多、高度加大：6.3、新材料、新工藝的開發(fā)：6.4、新結(jié)構(gòu)體系的多樣化：6.5、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的興起趨勢：6.6、高層住宅集合體特性：6.7、建筑智能工程日趨完善6、高層建筑的發(fā)展趨勢7.1、高層建筑工程測量技術(shù)7.1.1、站儀，GPS接收機(jī)，自動安平水準(zhǔn)儀，激光鉛錘儀，經(jīng)緯儀等7.1.2、測量數(shù)據(jù)需自檢，復(fù)核7.1.3、測量控制點注意保護(hù)7.1.4、材料堆放應(yīng)避開施工控制線及控制點7.1.5、應(yīng)有可靠的安全防護(hù)設(shè)施7、高層建筑主要施工新技術(shù)7.2、高層建筑基礎(chǔ)施工技術(shù)7.2.1、基坑支護(hù)：鋼板樁，灌注樁，土層錨桿，地下連續(xù)墻和逆筑法，深層攪拌水泥土樁等；內(nèi)部支撐有十字交叉支撐，環(huán)狀支撐，采用中心島式開挖的斜撐等7.2.2、基坑降水：真空井點，噴射井點，深井井點和電滲井點等技術(shù)進(jìn)行深層降水等7.2.3、基坑開挖：中心島式開挖，盆式開挖等7.2.4、基礎(chǔ)施工：樁基，筏形基礎(chǔ)，箱型基礎(chǔ)，樁-筏（箱）復(fù)合基礎(chǔ)7