建筑施工技術(shù)教學(xué)課件-第十章-高層建筑結(jié)構(gòu)主體施工

1、2021/7/41 國內(nèi)外高層建筑的發(fā)展概況 高層建筑結(jié)構(gòu)的施工概述 高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工用機(jī)械設(shè)備 高層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工高層建筑施工的安全技術(shù)2021/7/42 高層建筑是近代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物高層建筑是近代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物,至今已至今已有有100余年的歷史。余年的歷史。 多年來多年來,世界上最高的高層建筑集中在美國、加拿大世界上最高的高層建筑集中在美國、加拿大,直直到到80年代末年代末,北美洲一直是世界高層建筑的中心。按北美洲一直是世界高層建筑的中心。按1991年年公布的排行表公布的排行表,在世界上最高的在世界上最高的100座最高建筑中座最高建筑中,美國占了美國占了

2、78座座,加拿大加拿大5座座,墨西哥墨西哥1座座,即北美洲占了即北美洲占了84%,成了當(dāng)前世成了當(dāng)前世界最高建筑的中心。界最高建筑的中心。 國內(nèi)外高層建筑的發(fā)展概況2021/7/43 國內(nèi)外高層建筑的發(fā)展概況2021/7/44第一階段從第一階段從初步發(fā)展初步發(fā)展,20層以下的框架結(jié)構(gòu)層以下的框架結(jié)構(gòu) 2030層層,主要用于住宅、旅館、辦公樓主要用于住宅、旅館、辦公樓 1974年建成的年建成的北京飯店新樓北京飯店新樓(20層層,高高87.4m,是當(dāng)時(shí)北京最是當(dāng)時(shí)北京最高的建筑高的建筑) 1976年建成的年建成的廣州白云賓館廣州白云賓館(33層、高層、高114.05m)2021/7/45NoIma

3、ge廣州白云賓館廣州白云賓館: 36004000800080006600030003600030006600080008000400036007000078507850230033層,112.45米,剪力墻結(jié)構(gòu),1976年建成,國內(nèi)首棟百米高層。2021/7/46 僅僅1980 1983年所建的高層建筑就相當(dāng)于年所建的高層建筑就相當(dāng)于1949年以來年以來30多年中所建高層建筑的總和。多年中所建高層建筑的總和。深圳深圳發(fā)展中心大廈發(fā)展中心大廈,(43層層,高高165.3m,加上天線的高度加上天線的高度共共185.3m),是我國第一座是我國第一座大型高層大型高層鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)建筑建筑。2021/7/

4、47 19901994年間,每年建成10層以上建筑在1000萬平方米以上,占全國已建成的高層建筑的40% 高層建筑的發(fā)展及層數(shù)和高度增長更快,建成了多座200米以上的高層建筑2021/7/48上海明天廣上海明天廣場場:60層,238m,最高的框架剪力墻結(jié)構(gòu),98年建成。2021/7/49 上海金茂大廈上海金茂大廈,(鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu),88層層,高高420m,是我國目前最是我國目前最高的建筑高的建筑)2021/7/410金茂大廈內(nèi)部結(jié)構(gòu)金茂大廈內(nèi)部結(jié)構(gòu)2021/7/411是是19世紀(jì)中期以前世紀(jì)中期以前,主要建筑材料是磚石和木材主要建筑材料是磚石和木材,且且設(shè)計(jì)手段和施工技術(shù)的限制設(shè)計(jì)手段和施工技術(shù)

5、的限制,歐美國家一般只能建造歐美國家一般只能建造6層及以層及以下的建筑。下的建筑。 1855年發(fā)明了電梯系統(tǒng)年發(fā)明了電梯系統(tǒng),使人們建造更高的建筑成為可能使人們建造更高的建筑成為可能 高層建筑已經(jīng)發(fā)展到了采用鋼結(jié)構(gòu)高層建筑已經(jīng)發(fā)展到了采用鋼結(jié)構(gòu),建筑物的高度越過了建筑物的高度越過了100m大關(guān)。大關(guān)。 由于在輕質(zhì)高強(qiáng)材料、抗風(fēng)抗震結(jié)構(gòu)體系、施工技術(shù)及施工由于在輕質(zhì)高強(qiáng)材料、抗風(fēng)抗震結(jié)構(gòu)體系、施工技術(shù)及施工機(jī)械等方面都取得了很大進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用機(jī)械等方面都取得了很大進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,使使得高層建筑飛速發(fā)展得高層建筑飛速發(fā)展 美國是世界上高層建筑最多的國家美國是世界上高層建

6、筑最多的國家2021/7/412 世界上最早的鋼筋混凝土框架結(jié)世界上最早的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高層建筑構(gòu)高層建筑,是是1903年在美國辛年在美國辛辛那提建造的辛那提建造的因格爾斯大樓因格爾斯大樓,16層層,高高64m。 1931年美國紐約曼哈頓建造了年美國紐約曼哈頓建造了102層、高層、高381m的著名的的著名的帝國大帝國大廈廈,它保持世界最高建筑達(dá)它保持世界最高建筑達(dá)41年之年之久久 這一時(shí)期這一時(shí)期,雖然高層建筑有了比較雖然高層建筑有了比較大的發(fā)展大的發(fā)展,但受到設(shè)計(jì)理論和建筑但受到設(shè)計(jì)理論和建筑材料的限制材料的限制,結(jié)構(gòu)材料用量較多、結(jié)構(gòu)材料用量較多、自重較大自重較大,且僅限于框架結(jié)構(gòu)且僅

7、限于框架結(jié)構(gòu),建建于非抗震區(qū)于非抗震區(qū)2021/7/4131972年在年在紐約紐約建造建造了了世界貿(mào)易中心大世界貿(mào)易中心大樓樓(World Trade Center Towers),110層層,高高402m,鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)2021/7/4141974年美國在芝加哥又年美國在芝加哥又建成了當(dāng)時(shí)世界最高的建成了當(dāng)時(shí)世界最高的西爾斯大廈西爾斯大廈(Sears Tower),110層層,高高443m,鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)。2021/7/415 90年至今年至今,世界上新建的最高建筑世界上新建的最高建筑,幾乎全部集中在亞洲地幾乎全部集中在亞洲地區(qū)區(qū);陸續(xù)建成了超過陸續(xù)建成了超過200m、300m的高層建筑。的高

8、層建筑。 一般高度的高層建筑（一般高度的高層建筑（80150米）更是大量興建米）更是大量興建 21世紀(jì)世紀(jì),亞洲將成為新的高層建筑中心亞洲將成為新的高層建筑中心馬來西亞雙塔樓馬來西亞雙塔樓 88層,450米,框筒結(jié)構(gòu),1996年建成。2021/7/416臺北101 101層，508米。預(yù)計(jì)2004年9月完工2021/7/417(1)世界高層建筑委員會(huì)1972年建議,將高層建筑劃分為以下四類:第一類:916層,高度不超過50m;第二類:1725層,高度不超過75m;第三類:2640層,高度不超過100m;第四類:40層以上,高度100m以上。(2)我國對高層建筑的分類: 我國民用建筑設(shè)計(jì)通則(J

9、GJ37-87)中規(guī)定: 10層及10層以上的民用建筑和總高度超過24m的公共建筑及綜合性建筑為高層建筑。 建筑高度超過100m的建筑均為超高層建筑。10-2 高層建筑結(jié)構(gòu)施工概述高層建筑結(jié)構(gòu)施工概述1、高層建筑的定義、高層建筑的定義:2021/7/4188.2.2 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系與施工方法高層建筑的結(jié)構(gòu)體系與施工方法1 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系 框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系 剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系 框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系 筒中筒結(jié)構(gòu)體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系 多筒體系多筒體系2021/7/419框架框架剪力墻剪力墻筒體筒體1 高層建筑的基本的抗側(cè)力單元2021/7/420由梁、柱構(gòu)件通過

10、結(jié)點(diǎn)連接組成的結(jié)構(gòu)稱為框架由梁、柱構(gòu)件通過結(jié)點(diǎn)連接組成的結(jié)構(gòu)稱為框架 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):建筑平面布置靈活建筑平面布置靈活,可形成較大空間可形成較大空間 缺點(diǎn)缺點(diǎn):屬柔性結(jié)構(gòu)屬柔性結(jié)構(gòu),抗水平荷載、抗震性較差抗水平荷載、抗震性較差框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系2021/7/421NoImage框架結(jié)構(gòu)是多層房屋的主要結(jié)構(gòu)形式,也是高層建筑的基本結(jié)構(gòu)單元。但其H:B 5,否則為滿足強(qiáng)度、剛度要求,易形成肥梁胖柱。2021/7/422剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系是利用建筑物的內(nèi)墻和外墻作為承重骨架構(gòu)成剪力墻結(jié)構(gòu)體系;一般為鋼筋砼墻,H 140mm 此體系側(cè)向剛度大,可承受較大水平、豎向荷載。缺點(diǎn):平面被分隔成小開

11、間。施工方法:大模、滑模施工2021/7/423框架框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框-剪結(jié)構(gòu)平面布置靈活,又能較好承受水平荷載,且抗震性能良好。適用1530層,H 120m高層建筑。2021/7/424筒體體系筒體體系 指由一個(gè)或幾個(gè)筒體作為承重結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)體系指由一個(gè)或幾個(gè)筒體作為承重結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)體系 整個(gè)筒體如一個(gè)固定于基礎(chǔ)上的封閉的空心懸壁梁整個(gè)筒體如一個(gè)固定于基礎(chǔ)上的封閉的空心懸壁梁,不不僅可抵抗很大彎距僅可抵抗很大彎距,也可抵消扭距也可抵消扭距,是非常有效的抗側(cè)力是非常有效的抗側(cè)力體系。體系。 建筑結(jié)構(gòu)布置靈活建筑結(jié)構(gòu)布置靈活,單位面積結(jié)構(gòu)耗材少。單位面積結(jié)構(gòu)耗材少。

12、采用滑升模板施工較為適宜。采用滑升模板施工較為適宜。2021/7/425筒中筒結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系深圳發(fā)展中心大廈深圳發(fā)展中心大廈2021/7/426多筒結(jié)構(gòu)體系多筒結(jié)構(gòu)體系成成 束束 筒筒2021/7/427多筒結(jié)構(gòu)體系多筒結(jié)構(gòu)體系主框架次框架 3次框架 2次框架 1巨形框架結(jié)構(gòu)巨形框架結(jié)構(gòu)2021/7/428高層建筑施工的特點(diǎn) 高高:建筑物的高度高建筑物的高度高,施工時(shí)垂直運(yùn)輸量大。施工時(shí)垂直運(yùn)輸量大。 深深:基礎(chǔ)埋置深度深基礎(chǔ)埋置深度深,天然地基埋置深度天然地基埋置深度 1/12L;樁基樁基 1/15L,深基礎(chǔ)給施工帶來很大的難度。深基礎(chǔ)給施工帶來很大的難度。 長長:建筑物施工周期長。建筑物

13、施工周期長。 密密:高層建筑的施工條件復(fù)雜。高層建筑的施工條件復(fù)雜。2021/7/429高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工用機(jī)械設(shè)備 塔式起重機(jī)塔式起重機(jī) 混凝土泵混凝土泵 施工電梯施工電梯 腳手架腳手架2021/7/430高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工用機(jī)械設(shè)備 塔式起重機(jī)塔式起重機(jī):高層建筑施工中主要是高層建筑施工中主要是附著式附著式（自升式）（自升式）和和內(nèi)爬式內(nèi)爬式兩種兩種 要求要求:起重臂要長起重臂要長;工作速度要高且能調(diào)速工作速度要高且能調(diào)速;采用小車變幅采用小車變幅臂架臂架;改善操縱條件。改善操縱條件。 選擇與布置選擇與布置:綜合考慮建筑物的高度、結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件綜合考慮建筑物的高度、結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件重量、

14、現(xiàn)場布置等重量、現(xiàn)場布置等,同時(shí)要兼顧裝、拆場地和建筑結(jié)構(gòu)同時(shí)要兼顧裝、拆場地和建筑結(jié)構(gòu)滿足錨固、爬升要求。滿足錨固、爬升要求。2021/7/431高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工用機(jī)械設(shè)備 混凝土泵混凝土泵:連連續(xù)完成混凝土續(xù)完成混凝土的水平運(yùn)輸和的水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸。能垂直運(yùn)輸。能有效解決混凝有效解決混凝土量巨大的基土量巨大的基礎(chǔ)施工以及占礎(chǔ)施工以及占總垂直運(yùn)輸量總垂直運(yùn)輸量左右的高層建左右的高層建筑上部結(jié)構(gòu)混筑上部結(jié)構(gòu)混凝土的運(yùn)輸問凝土的運(yùn)輸問題。題。2021/7/432高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工用機(jī)械設(shè)備 施工電梯施工電梯:又稱人貨兩用電梯又稱人貨兩用電梯,是高層建筑施工設(shè)備中唯是高層建筑施工設(shè)備中唯一

15、可運(yùn)送人員上下的垂直運(yùn)輸設(shè)備。如不采用施工電梯一可運(yùn)送人員上下的垂直運(yùn)輸設(shè)備。如不采用施工電梯,高層建筑施工中的凈工作時(shí)間損失將達(dá)高層建筑施工中的凈工作時(shí)間損失將達(dá)30%左右。左右。 主要運(yùn)送對象是施工人員、材料、設(shè)備和工具等。主要運(yùn)送對象是施工人員、材料、設(shè)備和工具等。2021/7/433高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工用機(jī)械設(shè)備腳手架腳手架:鋼管扣件式腳手架鋼管扣件式腳手架爬升式腳手架爬升式腳手架:套管式附著升降腳手架套管式附著升降腳手架;懸挑附著升降腳手懸挑附著升降腳手架架;互爬式附著升降腳手架互爬式附著升降腳手架;導(dǎo)軌式附著升降腳手架導(dǎo)軌式附著升降腳手架腳手架方案選擇原則腳手架方案選擇原則:安全安

16、全;適應(yīng)性強(qiáng)（技術(shù)、進(jìn)度滿足要適應(yīng)性強(qiáng)（技術(shù)、進(jìn)度滿足要求）求）;可行、經(jīng)濟(jì)可行、經(jīng)濟(jì);合理選擇（依高度、結(jié)構(gòu)、裝飾施工合理選擇（依高度、結(jié)構(gòu)、裝飾施工等）等）2021/7/434高層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工 高層框架結(jié)構(gòu)的施工高層框架結(jié)構(gòu)的施工 全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工全現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工:主要解決模板組合問題、主要解決模板組合問題、高強(qiáng)混凝土的制備、泵送和無粘結(jié)混凝土的施工問題高強(qiáng)混凝土的制備、泵送和無粘結(jié)混凝土的施工問題 現(xiàn)澆柱、預(yù)制梁和樓板框架結(jié)構(gòu)的施工現(xiàn)澆柱、預(yù)制梁和樓板框架結(jié)構(gòu)的施工:一是先澆柱一是先澆柱,后后吊裝預(yù)制的梁、板吊裝預(yù)制的梁、板;二是先吊裝預(yù)制的梁二是先吊裝預(yù)制的梁,后

17、澆柱后澆柱,最后吊最后吊裝板。裝板。2021/7/435高層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工 高層建筑大模板施工高層建筑大模板施工 內(nèi)澆外掛體系內(nèi)澆外掛體系:全部縱橫剪力墻均用大模板現(xiàn)澆全部縱橫剪力墻均用大模板現(xiàn)澆 內(nèi)澆外砌體系內(nèi)澆外砌體系:外墻掛板改為砌磚外墻掛板改為砌磚;內(nèi)墻用現(xiàn)澆鋼筋砼內(nèi)墻用現(xiàn)澆鋼筋砼 全現(xiàn)澆體系全現(xiàn)澆體系:適宜適宜16層以上高層層以上高層,隊(duì)內(nèi)隔墻隊(duì)內(nèi)隔墻,縱橫承重墻均縱橫承重墻均采用大模板現(xiàn)澆鋼筋砼。采用大模板現(xiàn)澆鋼筋砼。2021/7/436高層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工 高層建筑高層建筑液壓液壓滑升滑升模板模板施工施工:整體性好整體性好,質(zhì)量高質(zhì)量高,抗抗震能力強(qiáng)。震能力強(qiáng)。 施工工藝施

18、工工藝:滑一澆一滑一澆一,滑三澆一?；凉惨?。1-千斤頂; 2-高壓油管; 3-支承桿; 4-提升架; 5-上下圍圈; 6-模板; 7-桁架; 10-擱柵; 9-鋪板; 10-外吊架; 11-內(nèi)吊架; 12-欄桿; 13-墻體; 14-挑三角架 2021/7/437高層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工 筒體結(jié)構(gòu)施工筒體結(jié)構(gòu)施工 施工特點(diǎn)施工特點(diǎn):標(biāo)準(zhǔn)層多標(biāo)準(zhǔn)層多;工程量大工程量大;垂直運(yùn)輸多垂直運(yùn)輸多;工期長工期長,需要考慮需要考慮冬雨季施工。冬雨季施工。 提模施工提模施工:是高層建筑現(xiàn)澆筒體結(jié)構(gòu)的一種施工方法是高層建筑現(xiàn)澆筒體結(jié)構(gòu)的一種施工方法,運(yùn)用升運(yùn)用升機(jī)板來逐層提升墻、柱和梁的模板機(jī)板來逐層提升墻、柱和梁的模板,由一層一直到頂層由一層一直到頂層,等整等整個(gè)結(jié)構(gòu)工程完成后個(gè)結(jié)構(gòu)工程完成后,才拆除模板。才拆除模板。20