高層建筑施工緒論

《高層建筑施工》

緒論緒論

0.1高層建筑的定義0.2高層建筑的發(fā)展0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展0.1高層建筑的定義

隨著國家經(jīng)濟建設(shè)的迅速發(fā)展，大量一線城市涌現(xiàn)出了較多具有地標(biāo)意義的超高層建筑、阿聯(lián)酋迪拜哈利法塔、上海環(huán)球金融中心、香港環(huán)球貿(mào)易廣場、馬來西亞吉隆坡雙峰塔、美國芝加哥韋萊集團大廈、廣州國際金融中心等。0.1高層建筑的定義在美國

24.6m或7層及7層以上的建筑視為高層建筑在日本

31m或8層及8層以上的建筑視為高層建筑在英國

大于或等于24.3m的建筑視為高層建筑。對于高層建筑的定義，不同國家或地區(qū)有不同的理解和規(guī)定

1972國際高層建筑會議

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)。0.1高層建筑的定義《民用建筑設(shè)計通則》（JGJ137-87):

住宅建筑按層數(shù)分類，即1~3層為低層住宅，4~6層為多層住宅，7~9層為中高層住宅，10層及10層以上為高層住宅；建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。

《高層民用建筑防火設(shè)計規(guī)范》（GB50045-95):

當(dāng)高層建筑高度超過250m時，建筑設(shè)計采用的特殊防火措施，應(yīng)提交國家消防主管部門組織專題研究、論證。

0.2高層建筑的發(fā)展0.2高層建筑的發(fā)展高層建筑自古早已有之，我國古代建造的塔，就屬于高層建筑。

公元523年建于河南登封的嵩岳寺塔公元704年改建的西安大雁塔公元1055年建于河北定縣的料敵塔0.2高層建筑的發(fā)展

在近現(xiàn)代的高層建筑中，由于鋼鐵及混凝土等材料在建筑工程中的應(yīng)用，國內(nèi)外建造了較多知名的高層建筑。

1883年在美國芝加哥建成的11層鋼結(jié)構(gòu)框架家庭保險大樓1931年紐約建成了著名的帝國大廈1972年，紐約建造了110層，411m高的世界貿(mào)易中心雙塔樓，已毀于2001年9月11日的恐怖襲擊0.2高層建筑的發(fā)展中華人民共和國成立后，從50年代開始，在北京、廣州、沈陽、蘭州、太原等地也相繼建造了一批8~13層的大型公共建筑；到60年代在廣州首次建成了27層、高87.6m的廣州賓館。70年代，由于外事、旅游業(yè)的發(fā)展和解決大中型城市住房的急需，全國各地陸續(xù)興建了一批高層建筑進入80年代以后，隨著改革開放的深入發(fā)展，全國各大中型城市建造了大量的高層建筑。

圖0-1建設(shè)中的上海環(huán)球金融中心0.2高層建筑的發(fā)展高層建筑之所以能夠得到迅速發(fā)展，其主要原因在于：有利于節(jié)約建設(shè)用地2.有利于節(jié)約城市市政設(shè)施的投入3.有利于人們的使用和管理4.有利于美化城市環(huán)境，提升城市形象5.新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝的發(fā)展促進了高層建筑的發(fā)展0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式。在高層建筑中，抵抗水平風(fēng)荷載和地震作用較抵抗豎向荷載的作用問題突出，故結(jié)構(gòu)體系的抗側(cè)力作用的剛度和強度成為了設(shè)計的關(guān)鍵問題。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系前述幾種基本單元組成如下幾種的高層建筑結(jié)構(gòu)體系：框架結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架—剪力墻結(jié)構(gòu)（框架—筒體結(jié)構(gòu)）體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系多筒體結(jié)構(gòu)體系（成束筒結(jié)構(gòu)和巨型框架結(jié)構(gòu)）高層建筑中基本的抗側(cè)力單元是框架、剪力墻、實腹筒（又稱井筒）、框筒及支撐等。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系1、框架結(jié)構(gòu)體系由梁、柱構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)稱為框架。整幢結(jié)構(gòu)都由梁、柱組成，就稱為框架結(jié)構(gòu)體系，也可稱為純框架結(jié)構(gòu)。橫向主梁柱縱向連系梁0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

框架結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)材料不同還可分為混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼框架結(jié)構(gòu)、組合材料（鋼—混凝土組合柱、組合梁）框架結(jié)構(gòu)等。2）缺點：框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度小，抗側(cè)向變形能力弱，在水平風(fēng)荷載和水平地震作用下，層間和結(jié)構(gòu)頂點的側(cè)向變形較大，這是框架結(jié)構(gòu)的主要缺點，也因此而限制了框架結(jié)構(gòu)的建設(shè)高度。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系1）優(yōu)點：框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可以做成有較大空間的會議室、餐廳、教室、閱覽室等，也可分隔成若干小房間，使用空間布置靈活。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系2、剪力墻結(jié)構(gòu)體系利用混凝土墻體作為承受豎向荷載、抵抗水平風(fēng)荷載和地震作用的結(jié)構(gòu)，稱為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，也可稱為抗震墻結(jié)構(gòu)體系。因豎向荷載是由樓面直接傳遞到墻上，致使墻體間距取決于房間跨度，一般適用于使用功能為較小開間的建筑。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點：現(xiàn)澆混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大，在水平荷載和地震作用下側(cè)向變形小，且容易滿足豎向承載力要求，是較為合適的高層建筑結(jié)構(gòu)體系。

適用范圍：在施工過程中，當(dāng)采用大模板或滑升模板等先進施工方法時，施工速度非?？欤晒?jié)省砌筑工程工作量，因此廣泛應(yīng)用在住宅和酒店客房建筑中。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系3、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)（框架—筒體結(jié)構(gòu)）體系在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置部分剪力墻，使框架和剪力墻兩者結(jié)合，取長補短，共同抵抗水平荷載，這種結(jié)構(gòu)體系稱為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系。剪力墻剪力墻框架梁框架梁框架梁剪力墻剪力墻0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

框架—筒體結(jié)構(gòu)還有一個優(yōu)點是它適合于采用混凝土內(nèi)筒和鋼框架組成的組合結(jié)構(gòu)。內(nèi)筒可采用滑模施工，外圍的鋼柱組成的框架截面小、開間大、跨度大、架設(shè)安裝方便。如上海靜安希爾頓飯店就采用了框架—筒體體系的組合結(jié)構(gòu)。上海靜安希爾頓飯店0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系4、筒中筒結(jié)構(gòu)體系筒體主要有實腹筒、框筒和桁架筒等三種基本形式。在實腹筒的墻體上開出許多規(guī)則排列的窗洞所形成的開孔筒體稱為框筒，如果筒體的四壁是由豎桿和斜桿形成的桁架組成，則稱為桁架筒。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

筒中筒結(jié)構(gòu)是上述筒體單元的組合，通常由實腹筒做內(nèi)部核心筒，框筒或桁架筒做外筒，兩個筒共同抵抗水平力作用。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系5、多筒體結(jié)構(gòu)體系（成束筒結(jié)構(gòu)和巨型框架結(jié)構(gòu)）當(dāng)采用多個筒體共同抵抗側(cè)向力時，就成為多筒結(jié)構(gòu)，多筒結(jié)構(gòu)可以分成成束筒和巨型框架兩種。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系多筒體結(jié)構(gòu)體系0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

巨型框架是利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨型梁相連，筒體和矩形梁即形成巨型框架。這種體系在使用上的優(yōu)點是在上、下兩層橫梁之間，有較大的靈活空間，可以布置小框架形成多層房間，也可以形成具有很大空間的中庭，以滿足建筑使用功能的需要。0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

上海證券交易所巨型框架結(jié)構(gòu)0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系巨型框架結(jié)構(gòu)0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3—2002中4.2條規(guī)定，A級和B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度如表0-1、0-2所示；表0-1A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（m）結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架—剪力墻14013012010050剪力墻全部落地剪力墻15014012010060部分框支剪力應(yīng)采用筒體框架—核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱—剪力墻70403530不應(yīng)采用0.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系表0-2B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（m）結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度6度7度8度框架—剪力墻140130120100剪力墻全部落地剪力墻150140120100部分框支剪力體框架—核心筒160150130100筒中筒2001801501200.3高層建筑的結(jié)構(gòu)體系表0-3鋼結(jié)構(gòu)和有混凝土剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的適用高度（m）結(jié)構(gòu)種類結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)防抗震設(shè)防烈度6、789鋼結(jié)構(gòu)框架1101109070框架—支撐（剪力墻板）260220200140各類筒體360300260180有混凝土剪力

墻的鋼結(jié)構(gòu)鋼框架—混凝土剪力墻22018010070鋼框架—混凝土核心筒鋼框筒—混凝土核心筒220180150700.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展

施工技術(shù)也出現(xiàn)了日新月異的飛躍發(fā)展新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新機械的不斷進步0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)工程施工技術(shù)的發(fā)展主體工程施工技術(shù)的發(fā)展模板施工技術(shù)的發(fā)展鋼筋連接工藝技術(shù)的發(fā)展商品混凝土和混凝土施工機械化水平的發(fā)展裝飾工程技術(shù)的發(fā)展施工機械的發(fā)展

1、基礎(chǔ)工程施工技術(shù)的發(fā)展為了確保建筑物的穩(wěn)定性，高層建筑的基礎(chǔ)工程都有地下埋深嵌固的要求。為了更有效地將荷載傳遞給地基，一般要采用樁基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)以及樁—筏板、樁—箱基等復(fù)合基礎(chǔ)。在打入預(yù)制樁方面，一般采用預(yù)制混凝土樁，其打入設(shè)備、打樁技術(shù)已有很高的水平。

0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展樁筏基礎(chǔ)

樁箱基礎(chǔ)但是，由于其施工振動大、噪聲大、地質(zhì)起伏和斷樁、接樁方面施工難度大。近十幾年來已廣泛采用了鉆孔灌注混凝土樁，其優(yōu)點是施工方便、噪聲小、造價低。并開發(fā)了樁端壓力注漿方法，對孔底虛土起到滲透、填充、壓實、固結(jié)和加強附近土層的作用。0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展

在降低地下水位施工技術(shù)方面，開發(fā)了輕型井點、噴射井點、電滲井點、深井泵等施工技術(shù)措施，同時也研究采用了防止因降水而引起附近地面嚴重沉降的措施。在大體積混凝土基礎(chǔ)施工方面，除滿足其強度、整體性和耐久性要求外，在溫度控制、變形、裂縫開展等方面，也取得了很大的進展。0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展2.主體工程施工技術(shù)的發(fā)展自上世紀(jì)70年代中期以來，剪力墻結(jié)構(gòu)的施工已形成了全裝配式大板及現(xiàn)澆大模板和滑升模板、爬模等成套施工工藝。大模板工藝不僅已形成了“內(nèi)澆外預(yù)”和“全現(xiàn)澆”成套施工技術(shù)，而且由小開間向大開間發(fā)展，樓板也由預(yù)制、現(xiàn)澆向現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力、薄板疊合樓板發(fā)展。框架和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，已經(jīng)形成全預(yù)制、全現(xiàn)澆和現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié)合（即現(xiàn)澆承重墻、柱和預(yù)制梁、樓板）三種施工方法。0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展

為克服后做外飾面存在工作量大、濕作業(yè)多、且易空鼓脫落的問題，高層建筑預(yù)制裝配和現(xiàn)澆混凝土外墻施工已向結(jié)構(gòu)—裝飾二合一的方向發(fā)展。更有北方地區(qū)研制開發(fā)了外墻—保溫—裝飾三合一的預(yù)制外墻板。0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展3.模板施工技術(shù)的發(fā)展隨著現(xiàn)澆混凝土用量的迅速增長，模板用量大大增加。自上世紀(jì)70年代中期研制出的鋼質(zhì)大模板以來，因其具有整體剛度好，不易損壞，拆模后結(jié)構(gòu)表面平整等優(yōu)點，而一直沿用至今。

0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展

目前，大模板和滑升模板已成為用于現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)施工的兩大工業(yè)化模板體系。將墻體的大模板與樓板的大模板結(jié)合在一起，組合成整間一組的全隧道模和對拼成整間的半隧道模，也逐漸在一些工程中得到應(yīng)用。0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展

此外，還開發(fā)了較多不同類型的模板及支撐系統(tǒng)技術(shù)。如用于現(xiàn)澆平板結(jié)構(gòu)施工的各種臺模（飛模），膠合板面的鋼管立柱式臺模、膠合板面鋁合金桁架式臺模、組合小鋼模板面鋼管組裝式臺模等等。為了適應(yīng)大跨度密肋樓蓋的施工，研制了采用塑料和玻璃鋼模殼等。4.鋼筋連接工藝技術(shù)的發(fā)展在混凝土結(jié)構(gòu)的高層建筑中，大直徑鋼筋用量較大，鋼筋的連接方法直接影響著工程施工進度、結(jié)構(gòu)質(zhì)量和成本。傳統(tǒng)的綁扎連接、搭接焊已遠遠不能適應(yīng)高層建筑的發(fā)展需要。上世紀(jì)80年代初期，鋼筋連接工藝不斷進步，致使后來出現(xiàn)了徑向擠壓連接、軸向擠壓連接、錐螺紋接頭等機械接頭。0.4高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展5.商品混凝土和混凝土施工機械化水平的發(fā)展自上世紀(jì)80年代末，現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑的發(fā)展，施工現(xiàn)場混凝土用量大幅度增長，國內(nèi)大中型城市開始大力發(fā)展商品混凝土的生產(chǎn)。現(xiàn)如今，隨著商品混凝土的生產(chǎn)、運輸?shù)痊F(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展，商品混凝土已成為城市建設(shè)以及高層混凝土結(jié)構(gòu)不可或缺的材料了。0