高層建筑施工模塊課件1

1、高層建筑施工 模塊1 高層建筑概述1.1高層建筑的基礎(chǔ)知識1.2高層建筑的發(fā)展概況學(xué)習(xí)目標（1）掌握高層建筑的基本概念及分類。（2）了解高層建筑的發(fā)展概況。（3）了解高層建筑的發(fā)展趨勢與展望。模塊1 高層建筑概述高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 32010）規(guī)定：“高層建筑”一詞指10層及10層以上或房屋高度超過28 m的非抗震設(shè)計和抗震設(shè)防烈度為69度抗震設(shè)計的民用建筑結(jié)構(gòu)。根據(jù)民用建筑設(shè)計通則（GB 503522005），我國將民用建筑按地上層數(shù)或高度進行了以下劃分：1.1 高層建筑的基礎(chǔ)知識 高層建筑的概念1.1.11.1 高層建筑的基礎(chǔ)知識（1）住宅建筑按層數(shù)劃分：13層為低層；46

2、層為多層；79層為中高層；10層及10層以上為高層。（2）公共建筑及綜合性建筑總高度超過24 m的為高層建筑（不包括高度超過24 m的單層主體建筑）。（3）當(dāng)建筑物高度超過100 m時，不論住宅還是公共建筑均為超高層。統(tǒng)計高層建筑時，很難做到逐棟對公共建筑進行統(tǒng)計，核實其建筑總高度是否超過24 m，從而判明其是否為高層建筑。因此，為簡化統(tǒng)計口徑，工程建設(shè)主管部門從1984年起，對住宅和非住宅，一律以10層作為高層建筑統(tǒng)計的起點。1.1 高層建筑的基礎(chǔ)知識 高層建筑的分類和特點1.1.2高層建筑的分類1.（1）第一類高層：916層（最高到50 m）。（2）第二類高層：1725層（最高到75 m）

3、。（3）第三類高層：2640層（最高到100 m）。1972年，國際高層建筑會議規(guī)定，高層建筑按建筑層數(shù)劃分為以下四類：（4）第四類高層：40層以上（高度在100 m以上）。（1）建筑高度的增加使電梯成為建筑內(nèi)部主要的垂直交通工具。電梯的安全、經(jīng)濟等特點對高層建筑的平面布局和空間組合產(chǎn)生了重大影響。（2）需要在底層和不同的高度設(shè)置設(shè)備層，在樓層的頂部設(shè)電梯間和水箱間。建筑平面、立面布置要滿足高層建筑防火規(guī)范的相關(guān)要求。（3）根據(jù)高層建筑地下埋深嵌固的要求，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、輔助用房等。1.1 高層建筑的基礎(chǔ)知識高層建筑的特點2.（4）高層建筑主體是具有特定使用

4、功能（居住、客房、辦公、教室、病房等）的標準層，具有統(tǒng)一的層高、開間、進深和平面布局。（5）由于高度大、體型大，需要更好地處理建筑造型和外飾面。（6）有不同使用功能的高層建筑需要解決各自不同的問題。例如，高層住宅需要解決好廚房排煙、垃圾處理、走廊布置、陽臺防風(fēng)、安全管理，以及住戶信箱、公用電話、兒童游樂場所等問題；高層旅館需要解決好接待、住宿、就餐、公共活動和后勤管理等內(nèi)部功能關(guān)系問題。1.1 高層建筑的基礎(chǔ)知識1.2 高層建筑的發(fā)展概況 我國高層建筑的發(fā)展歷史1.2.1我國古代高層建筑1.我國古代建造的很多高塔都屬于高層建筑。例如，公元523年建于河南登封市的嵩岳寺塔，共計10層，高為40

5、m，屬于磚砌單筒體結(jié)構(gòu)；公元704年改建的西安大雁塔，共計7層，高為64 m；公元1055年建于定州（今河北定州）的料敵塔，共計11層，高為82 m，屬于磚砌雙筒體結(jié)構(gòu)，更為罕見。此外，還有建于公元1056年的山西應(yīng)縣木塔，共計9層，高67 m。這些高塔皆為磚砌或木制的筒體結(jié)構(gòu)，外形為封閉的八邊形或十二邊形，這種形狀有利于抗風(fēng)和抗地震，并有較大的剛度，在結(jié)構(gòu)體系上是很合理的。我國古代也出現(xiàn)了高層框架結(jié)構(gòu)。例如，公元984年建于薊州（今天津薊縣）的獨樂寺觀音閣即高22.5 m的木框架結(jié)構(gòu)，其他如河北承德普寧寺高40 m的大乘閣等也為木框架結(jié)構(gòu)。這些現(xiàn)存的古代高層建筑，經(jīng)受了幾百年，甚至上千年的風(fēng)

6、雨侵蝕和地震的考驗，至今仍基本完好，這充分顯示了我國勞動人民的智慧和才能。1.2 高層建筑的發(fā)展概況20世紀60年代，我國就已經(jīng)有較多的高層建筑落成，當(dāng)時最高的是27層的廣州賓館，其高度為87 m。20世紀70年代，我國最高建筑的代表是廣州白云賓館，共計33層，高為112 m。20世紀80年代中期，我國的高層建筑數(shù)量更多，遍布各地，其中深圳市數(shù)百座高層建筑拔地而起，成為建筑發(fā)展史上的奇跡。這時的高層建筑層數(shù)和高度都有了突破，北京京廣中心大廈（52層，高207.9 m）、廣東國際大廈（63層，高200.8 m）等都在5070層，高度突破或接近200 m，成為我國這一時期的幾幢較高的建筑物。1.2

7、 高層建筑的發(fā)展概況我國當(dāng)代高層建筑2.20世紀90年代，我國的一些城市已建起了80層以上的高層建筑。其中，廣州中天大廈（80層，高322 m）、深圳地王大廈（81層，高325 m）都是我國當(dāng)時較高的摩天大樓。上海浦東是繼深圳后興建高層建筑的地方，1995年底已建成高層建筑117幢。雄踞黃浦江東畔的上海金茂大廈（88層，高420 m）也在1998年宣告落成，如圖1-1所示。1.2 高層建筑的發(fā)展概況1.2 高層建筑的發(fā)展概況圖1-1 上海金茂大廈進入2000年以后，在我國一些經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)，100層以上的摩天大樓也相繼問世，在2008年8月29日竣工的上海環(huán)球金融中心，是目前世界上最高的平頂

8、式大樓，樓高492 m，地上101層。在2004年12月落成的臺北101大樓（見圖1-2），地上101層、地下5層，總高度為508 m，超過了美國芝加哥的西爾斯大樓（高442 m）。1.2 高層建筑的發(fā)展概況1.2 高層建筑的發(fā)展概況圖1-2 臺北101大樓另外，2014年建成的上海中心大廈，占地面積為30 368 m2，建筑面積為574 058 m2，其中地上總建筑面積約為410 139 m2，主體建筑結(jié)構(gòu)高度為580 m，總高度為632 m。結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土核心筒外框架結(jié)構(gòu)，用鋼量約100 000 t，總投入超過148億元。其建筑設(shè)計方案由美國Gensler建筑設(shè)計事務(wù)所完成。2009

9、年8月29日正式動工興建的平安國際金融中心，位于廣東省深圳市福田區(qū)，此工程正在建設(shè)中，規(guī)劃高度為660 m。1.2 高層建筑的發(fā)展概況由于使用功能、城市規(guī)劃和用地等因素，近20年來高層建筑的層數(shù)明顯增多，高度有不斷增加的趨勢。1991年，德國法蘭克福商品交易會大廈竣工，這座用紅色花崗巖裝飾的方形尖頂大廈曾被喻為“一支口紅”，高259 m，是當(dāng)時歐洲最高的建筑物。1.2 高層建筑的發(fā)展概況 高層建筑的發(fā)展趨勢與展望1.2.2層數(shù)增多、高度增加1.1.2 高層建筑的發(fā)展概況1996年底建成的當(dāng)時世界第一高的建筑物馬來西亞吉隆坡城市中心大廈（雙子星大樓）高451 m，共88層，是圓柱體的兩棟大廈（見

10、圖1-3），在高空中由天橋連接，形成吉隆坡的標志性建筑，考慮夾層和超高的樓層在內(nèi)，相當(dāng)于98層，比當(dāng)時北美洲最高的建筑芝加哥西爾斯大樓還高出9 m。馬來西亞吉隆坡城市中心大廈采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的強度等級為C30，樓上供辦公用，地上兩層白色的裙房作為購物中心、旅館等，地下五層可停放 7 000 輛汽車。1.2 高層建筑的發(fā)展概況圖1-3 馬來西亞吉隆坡城市中心大廈1996年底，在我國深圳建成的地王大廈，標準層為68層，樓頂面高為325 m，包括塔尖在內(nèi)高為384 m，是當(dāng)時國內(nèi)第一高樓，世界第四高樓。我國在建的117大廈位于天津高新區(qū)，大廈塔樓地下4層，地上117層，建筑高度為597 m

11、，集高檔商場、寫字樓、商務(wù)公寓和六星級酒店于一身，如圖1-4所示。1.2 高層建筑的發(fā)展概況1.2 高層建筑的發(fā)展概況圖1-4 天津在建的117大廈1.2 高層建筑的發(fā)展概況新材料、新工藝的開發(fā)2.目前建筑高度不斷取得新的突破，并從單一的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展為多種體系，鋼的用量因材料質(zhì)量的提高及結(jié)構(gòu)技術(shù)的進步已大幅度下降。例如，1931年建成的紐約帝國大廈用鋼量為0.293 t/m2，而20世紀70年代建成的與其高度相近的四幢筒體結(jié)構(gòu)體系的超高層建筑的用鋼量為0.1450.181 t/m2（下降幅度為28.2350.51）。我國目前混凝土強度等級多為C30C40，自重為1218 kN/m2，在筒體結(jié)構(gòu)體

12、系中筒體自重約占90，如將混凝土強度等級提高到C60，材料及施工技術(shù)應(yīng)屬可行，造價也不致提高過多，而結(jié)構(gòu)面積可減少30。我國現(xiàn)在正在逐步實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅的模塊化設(shè)計、標準化制造、機械化施工、體系化推廣，擁有輕薄H型鋼、標準H型鋼兩條熱軋H型鋼生產(chǎn)線；同時正在研究高性能混凝土的配制技術(shù)、超長結(jié)構(gòu)無縫施工和大體積混凝土裂縫控制技術(shù)等。1.2 高層建筑的發(fā)展概況1.2 高層建筑的發(fā)展概況新結(jié)構(gòu)體系的多樣化3.1980年以前，我國高層建筑都是鋼筋混凝土三大常規(guī)結(jié)構(gòu)體系，如圖1-5所示。其中，住宅絕大部分是剪力墻結(jié)構(gòu)；公用建筑大體上是框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)；旅館則三者兼

13、有。1.2 高層建筑的發(fā)展概況 圖1-5 三大常規(guī)結(jié)構(gòu)體系（a）框架結(jié)構(gòu) （b）剪力墻結(jié)構(gòu) （c）框架剪力墻結(jié)構(gòu)1.2 高層建筑的發(fā)展概況進入20世紀80年代，由于建筑功能、高度和層數(shù)等要求，以及抗震設(shè)防烈度的提高，以空間受力為特征的筒體結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用，如圖1-6所示。1.2 高層建筑的發(fā)展概況 圖1-6 筒體結(jié)構(gòu)（a）筒中結(jié)構(gòu) （b）筒體框架結(jié)構(gòu) （c）多筒體結(jié)構(gòu)1.2 高層建筑的發(fā)展概況20世紀80年代中期以后，逐漸出現(xiàn)了更新穎的結(jié)構(gòu)類型，它們以整體受力為主要特點，從而更好地滿足了建筑功能的要求，如圖1-7所示。1.2 高層建筑的發(fā)展概況 圖1-7 新穎的結(jié)構(gòu)類型（a）懸掛結(jié)構(gòu) （b）巨型框架結(jié)構(gòu) （c）桁架結(jié)構(gòu) （d）剛性桁架結(jié)構(gòu)1.2 高層建筑的發(fā)展概況1984年以前我國建造的近千幢高層建筑沒有一幢是鋼結(jié)構(gòu)的。1985年以后，已有許多鋼結(jié)構(gòu)高層建筑在北京、上海、深圳等地建造。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的建造趨勢4.1.2 高層建筑的發(fā)展概況隨著鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用，國內(nèi)高層鋼結(jié)構(gòu)焊接鋼開始生產(chǎn)，軋制型鋼也已逐漸引入了生產(chǎn)線，施工安裝技術(shù)水平迅速提高，為鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。同時，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法也在不斷地研究、發(fā)展中，1986年開始編制，1998年正式頒布的高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 99199