高層建筑施工概述

1、高層建筑施工概述第1頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四概述 一、高層建筑的定義（一）聯(lián)合國科教文組織高層建筑劃分標準在世界各國高層建筑及超高層建筑都沒有固定的劃分標準，聯(lián)合國科教文組織所屬的世界高層建筑委員會1972年建議按高層建筑的層數(shù)和高度分為四類：第一類：916層(最高到50m)； 第二類：1725層(最高到75m)； 第三類：2640層(最高到100m)； 第四類：40層以上(即超高層建筑)。第2頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 （二）我國高層建筑劃分標準 1980年 10月 1曰試行的鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)定(JGJ3-7

2、9)中，第一章第3條：“本規(guī)定適用于八層及八層以上的高層民用建筑”。 自1983年6月1日開始試行的國家標準高層民用建筑設計防火規(guī)范(GBJ45-82)第條規(guī)定適用于十層及十層以上的住宅建筑和建筑高度超過24m的其他民用建筑。 第3頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 由1987年10月1日開始試行的部標準民用建筑設計通則(JGJ37-87)第條又進一步明確按民用建筑層數(shù)劃分： 1.住宅建筑按層數(shù)劃分為：13層為低層；46層為多層；79層為中高層；10層以上為高層。2.公共建筑及綜合性建筑高度超過24m者為高層(不包括高度超過24m單層主體建筑)。3.建筑物高度超過100

3、m時，不論住宅或公共建筑均為超高層。 對高層建筑進行統(tǒng)計時，很難做到逐棟公共建筑核實其建筑總高度是否超過24m而判明是否為高層建筑。因此，為簡化統(tǒng)計口徑，建設部主管部門從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。第4頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 二、高層建筑的發(fā)展 我國古代高層建筑技術已有輝煌的歷史，主要表現(xiàn)塔式建筑上。公元523年建于河南登封縣的嵩岳寺塔，10層高41m，為磚砌單筒體結構。公元704年西安大雁塔，7層高64m。公元1055年建于河北定縣的料敵塔，11層，高67m。，這些筒體結構，剛度很大，有利于抵抗水平風載和地震水平力，結

4、構體系合理，體現(xiàn)了我國古代能工巧匠高超的建筑技術水平。第5頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 在西方古代七大建筑奇跡中，有兩座是高層建筑。公元前338年在巴比倫城所建的巴貝爾塔，塔高約90m，供王室觀賞。公元前280年建于亞歷山大港口的燈塔，高約150m，塔身用石砌，曾聳立在港口一千多年，引導船只避免觸礁?？梢姼邔咏ㄖ谑澜缟嫌杏凭玫臍v史。 第6頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 在近代高層建筑史上，西方一般把芝加哥譽為“高層建筑的故鄉(xiāng)”，大直徑人工挖孔樁作為高層建筑的基礎也源于芝加哥。1986年1月在美國芝加哥召開了第三屆國際高層建筑會議，紀念

5、世界第一幢近代高層建筑誕生100周年(即1885年芝加哥的家庭保險公司Home Insurance大樓，高55m，10層，是用鑄鐵柱和鋼梁組成的框架結構。此大樓是由工程師詹尼設計，1931年被拆除)。這座在當時因為太高而爭議不斷的大樓卻開創(chuàng)了一個世界建筑史上的新時期-現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展時期。 第7頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 我國近代高層建筑起源于本世紀20年代的上海，到抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，共建成8層以上公寓、旅館、辦公樓約95棟，1934年建成的上海國際飯店高82m，22層，作為國內最高建筑歷時34年，直到1968年建成的廣州賓館高87m、27層，才首次超過上海國際飯

6、店高度。我國第一棟超過100m高度的超高層建筑是1976年建成于廣州的白云賓館，高112m，33層。80年代以來，我國超高層建筑有了較快發(fā)展，較有代表性的如南京建成金陵飯店(高111m、37層)、廣州白天鵝賓館(高100m、33層)、北京的國際大廈(101m、29層)、上海聯(lián)誼大廈(107m、30層)、深圳國際貿易中心大廈(160m、50層)、廣州花園酒店(112m、31層)等。進入90年代以來，我國的高層、超高層建筑技術發(fā)展迅速，其特點是進一步向“高、深、大、復雜”方向發(fā)展。第8頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四當前世界上高層建筑高度的世界紀錄在不斷被刷新，下面是20

7、08年12月以前世界上在建或已經(jīng)建好的高層在前十位的高層建筑：阿聯(lián)酋迪拜塔：“迪拜塔”始建于2004年，計劃將于2008年底竣工，現(xiàn)已推遲到2009年9月竣工?！暗习菟弊罱K究竟有多高一直是高度機密。迪拜最大的地產開發(fā)公司艾馬爾地產僅向外透露說，大廈將在建至700米以上的某處時停止，而其最終高度據(jù)稱可能將達到818米。第9頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四“上海中心”大廈：有望成為新的“中國第一高”的“上海中心”大廈于2008年11月29日破土動工。該樓總高度632m，人可到達的主體建筑結構高度為五百八十米，總建筑面積達57.6萬m2?！吧虾Ｖ行摹背事菪煨?，象征著中國

8、和諧的文化精神，體現(xiàn)中國和世界的連接；內部則由九個圓柱形建筑彼此疊加構成；大廈內、外立面間形成的“空中中庭”將為人們提供聚會場所。該樓建成后將與金茂大廈(425.5m)、環(huán)球金融中心(492m)等組成超高層建筑群，形成上海小陸家嘴中心區(qū)的新天際線。 第10頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四自由之塔：2004年7月開工、計劃于2010年竣工的“自由之塔”是紐約世貿中心遺址重建工程的重點，新設計后高541.3m?！白杂芍睂⑹且蛔y白色的，造型新穎，非?，F(xiàn)代化的摩天大樓。它從底層往上逐漸削尖，呈消瘦的四方錐體狀。它的旋轉上升的結構和尖頂?shù)脑O計，象征著“自由女神”像一手高舉

9、火炬的造型。它的高度將達到1776英尺，正好與美國建國的年份1776年相吻合。這暗示了美國要在世貿原址上重塑自由信仰的決心。 第11頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四臺北101大廈 ：被稱為“臺北新地標”的101大樓于1998年1月動工，于2004年12月完工。此樓高508m，28.95萬m2，地上101層，地下3層有世界最大且最重的“風阻尼器”，還有兩臺世界最高速的電梯，從一樓到89樓，只要39秒的時間。 第12頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四上海環(huán)球金融中心：上海環(huán)球金融中心1997年年初開工后，因受亞洲金融危機影響，工程曾一度停工。200

10、3年2月工程復工。地上101層，地下3層，總建筑面積達38.16萬m2，建筑主體高度達到492m。 第13頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四雙峰塔：于1993年12月開工，1996年2月竣工的馬來西亞首都吉隆坡的雙子塔是吉隆坡的標志性城市景觀之一，是世界 上目前最高的雙子樓，是馬來西亞經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的象征。此樓高452m，共地上88層。大樓表面大量使用了不銹鋼與玻璃等材質，并輔以伊斯蘭藝術風格的造型，反映出馬來西亞的伊斯蘭文化傳統(tǒng)。 第14頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四西爾斯大廈：西爾斯大廈是美國芝加哥的一幢辦公樓，1971年開建，于1974年

11、建成。高443m，總建筑面積41.8萬 m2，地上110層，地下3層。 第15頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四南京紫峰大廈:2005年5月開工，2008年9月竣工的南京紫峰大廈地下4層，地上到燈塔是381m、89層，而從燈塔底部到塔尖則有69m總高度達到了450m。 第16頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四金茂大廈：1994年5月開工，1999年3月竣工的上海金茂大廈主體建筑地上88層，地下3層，高420.5m，占地面積23611平方米，總建筑面積29萬m2，曾為上海第一高樓。 第17頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四香

12、港國際金融中心二期：2003落成的金融中心二期(簡稱“國金二期”)，樓高420m，總層數(shù)88層，另設6層地下室，埋深38m。國金二期的施工期僅三年半，2003年下半年投入使用。國金二期已成為香港的新地標、新象征性建筑物，在香港中環(huán)心臟地區(qū)又出現(xiàn)一個新的金融財經(jīng)基地。 第18頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四高層建筑的弊端： 超高建筑摩天大樓，是現(xiàn)代文明的象征、商業(yè)社會的偶像，是人類對生存空間變小的適應，但一定要適可而止，目前國內各地盲目建設超高大樓的現(xiàn)象令人堪憂。從經(jīng)濟的角度來看，據(jù)統(tǒng)計，目前不少超高建筑虧多盈少。美國芝加哥的西爾斯大廈每年要賠上4000萬美元，這棟已建

13、成20多年的大樓現(xiàn)在僅值其貸款金額的一半，其主人早想把它轉賣脫手。 從使用的角度來看，超高層建筑的適用性也有其無法避免的缺點，如超高層建筑窗戶終年緊閉，一年四季都靠空調調節(jié)氣溫和空氣，“高層綜合癥”隨之而生；強風下高樓上部的輕微晃動總是令人不適，防火安全也是一大難題，水壓、消防升降機往往難達到其高度。 第19頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 在我國，上海是高層建筑最多的大城市之一。據(jù)有關資料顯示，建于上個世紀五、六十年代的高層建筑約40幢，平均每年2幢；建于上世紀九十年代的有2000多幢，平均每年200多幢，其中1997年新建成的高層建筑多達484幢。 另據(jù)統(tǒng)計，目前

14、上海20層以上的高層建筑約有1600多幢，其中30層（約100m高）以上的超高層更是有265幢。但自2000年上半年，上海市已發(fā)文停止審批超高層辦公樓等項目。2002年8月，上海市有關領導明確指出，要控制高層建筑過快增長和無序布局。第20頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 2001年11月，上海公布的一份上海市水資源普查報告指出，最近幾年來雖然上海地下水開采量逐漸壓縮，但是上海的地面沉降尚未有明顯減少，引起上海地面沉降的原因主要是“開采地下水、市政工程及高層建筑物的建設?！鄙虾５母邔咏ㄖl(fā)展經(jīng)驗正是我國其它城市應借鑒的。 隨著高科技的發(fā)展，智能建筑、生態(tài)建筑、生命建筑、

15、地下“高樓”等，將成為人類對建筑新的追求，以超高建筑來作為商業(yè)招牌的觀念正在變化。第21頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四三、 高層基礎與結構體系（一）基礎形式多變高層建筑基礎類型有：1.鋼筋砼條形基礎，寬度可達2m以上，一般設在承重墻下。 2.柱下梁式基礎，又有柱下條基，柱下交叉梁基礎等。3.鋼筋砼柱基礎，一般是獨立的基礎。 4.片筏基礎，鋼筋砼連續(xù)底板，又分平板式和梁板式 第22頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四a）梁板式 b）平板式 圖1-1片筏基礎 筏式基礎有足夠的剛度以調整基底壓力分布，減小不均勻沉降，因此可跨過局部軟弱或易受壓縮的地段

16、。但筏基若未考慮挖去的土用來補償建筑物的荷載，則沉降量較大。若將筏基作為地下室底板，與側墻和頂板組成具有相當剛度的地下空間結構，用作車庫等比箱式基礎有更寬敞的利用空間。此時，由于地下挖去土方量大，有補償基礎的作用，筏板還可作為防滲底板。 第23頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 箱形基礎 基礎由頂板、底板和縱橫墻體組成的鋼筋混凝土整體結構，基礎剛度很大，可減少不均勻沉降。箱基大部分為補償式基礎。參見圖1-2。圖1-2箱形基礎 第24頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四樁基礎 由樁和承臺組成，承臺高于地面的為高承臺，低于地面的為低承臺，高層中一般采用

17、低承臺，在水平力作用下，周圍的土體可發(fā)揮一定的穩(wěn)固作用，樁還可與筏、箱組成樁筏基礎，樁箱基礎等。參見圖1-3，1-4。 圖1-3樁筏基礎 圖1-4樁箱基礎第25頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四（二）高層建筑結構按使用材料劃分，主要有鋼筋混凝土結構、鋼結構、鋼-鋼筋混凝土組合結構，以鋼筋混凝土結構在高層建筑中的應用最為廣泛。1.高層建筑按結構體系劃分，有框架體系、剪力墻體系、框架-剪力墻體系和筒體體系 第26頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四2.高層建筑結構按使用材料劃分，主要有鋼筋混凝土結構、鋼結構、鋼-鋼筋混凝土組合結構，以鋼筋混凝土結構在高

18、層建筑中的應用最為廣泛。3.高層建筑按結構體系劃分，有框架體系、剪力墻體系、框架-剪力墻體系和筒體體系第27頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四四、高層建筑施工技術的發(fā)展20世紀80年代以來，尤其是近年來通過大量的工程實踐，我國的高層建筑施工技術得到很大的發(fā)展，已經(jīng)達到世界先進水平（一）基礎工程施工技術的發(fā)展 在樁基運用方面，混凝土灌注樁、混凝土方樁、預應力管樁、鋼樁等現(xiàn)澆、預制樁皆有應用。 在基坑支護方面，常用的擋土結構有灌注樁、鋼板樁、土釘支護、土錨支護及地下連續(xù)墻等。 在深基坑施工降低地下水位方面，對于因降水而引起附近地面嚴重沉降的問題，也研究了防止措施。 在大體積

19、混凝土裂縫控制方面，計算理論日益完善。為了減少或避免溫度裂縫，各地都采用了一些有效措施。 第28頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四（一）主體結構施工技術的發(fā)展1.模板工程 我國目前已經(jīng)形成組合模板、木模板、爬升模板和滑升模板的成套工藝，組合模板方面除55系列剛模板外，還推廣了肋高70、75mm的中型組合剛模板；還有55.63.70、75.78、90系列的鋼框（木）膠合板，板塊尺寸更大，使用更方便。還研究推廣了早拆體系，大大提高了模板的周轉次數(shù)。大模板工藝在剪力墻結構和筒體結構中已廣泛應用，已形成“全現(xiàn)澆”、“內澆外掛”、“內澆外砌”成套工藝，且已向大開間建筑方向發(fā)展。

20、第29頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四 另外，將現(xiàn)澆墻體的大模板與澆筑樓板的模板結合在一起，組合對拼成整間的半隧道模，亦在個別工程中得到嘗試。其他尚有板柱結構體系施工的臺模(又稱飛模)、大跨度密肋樓蓋施工的塑料和玻璃鋼模殼、圓形柱子施工的半圓形定型鋼模和玻璃鋼圓柱模板、剪力墻清水混凝土施工的鑄鋁模板、樓板模板免拆施工的混凝土薄板(5080mm 厚)或壓型鋼板永久性模板等。第30頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四2.鋼筋工程 鋼筋技術方面，推廣了鋼筋對焊、電渣壓力焊、氣壓焊以及機械連接（套筒擠壓、錐螺紋和直螺紋套筒連接）。在鋼筋混凝土剪力墻結構大模板施工中，還使用了點焊網(wǎng)片，它可以節(jié)約鋼材，減少鋼筋綁扎時間，加快施工速度。另外，在植筋方面已有不少發(fā)展。第31頁，共34頁，2022年，5月20日，17點22分，星期四3.混凝土工程 在混凝土技術方面除大力發(fā)展預拌混凝土外，近年來還推廣預拌砂漿。預拌混凝土可以避免出現(xiàn)施工現(xiàn)場砂石堆放困難、混凝土攪拌噪聲大、混凝土強度不穩(wěn)定等問題。預拌混凝土攪拌站，裝備成套的運送設備，如攪拌車、