高層建筑施工-高等教育出版社本科教材.ppt

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高層建筑施工（2016.01出版） 高等教育出版社 主編：楊國立 土建類應(yīng)用型本科教材（集成課件、施工視頻、動畫） 課件索要聯(lián)系方式：ygl0492@,第一章 概 述 1.1 高層建筑的發(fā)展 1.2高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展,1.聯(lián)合國科教文組織高層建筑劃分標(biāo)準(zhǔn) 在世界各國高層建筑及超高層建筑都沒有固定的劃分標(biāo)準(zhǔn)，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：9～16層(最高到50m)； 第二類：17～25層(最高到75m)； 第三類：26～40層(最高到100m)； 第四類：40層以上(即超高層建筑)。,1.1 高層建筑的發(fā)展 1.1.1 高層建筑的定義,2.我國高層建筑劃分標(biāo)準(zhǔn),1980年 10月 1日試行的《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)定》(JGJ3-79)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(biāo)準(zhǔn)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ45-82)第1.0.3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。,由1987年10月1日開始試行的部標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑設(shè)計(jì)通則》(JGJ37-87)第1.0.5條又進(jìn)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：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。 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100m時，不論住宅或公共建筑均為超高層。,現(xiàn)行高層建筑規(guī)定,2011年10月1日開始執(zhí)行的《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3-2010) 第1.0.2條中規(guī)定： 本規(guī)程適用于 10 層及 10 層以上或房屋高度超過 28m 住宅建筑以及房屋高度大于 24m 的其他高層民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)。,1.1.2 高層建筑的發(fā)展,公元523年建于河南登封縣的嵩岳寺塔(圖1.1.1)，10層高41m，為磚砌單筒體結(jié)構(gòu)。公元704年西安大雁塔(圖1.1.2)，7層高64m。公元1055年建于河北定縣的料敵塔(圖1.1.3)，11層，高67m。這些筒體結(jié)構(gòu)，剛度很大，有利于抵抗水平風(fēng)載和地震水平力，結(jié)構(gòu)體系合理，體現(xiàn)了我國古代能工巧匠高超的建筑技術(shù)水平。,1.1.2 高層建筑的發(fā)展,公元523年建于河南登封縣的嵩岳寺塔(圖1.1.1)，10層高41m，為磚砌單筒體結(jié)構(gòu)。,公元704年西安大雁塔(圖1.1.2)，7層高64m。,公元1055年建于河北定縣的料敵塔(圖1.1.3)，11層，高67m。 這些筒體結(jié)構(gòu)，剛度很大，有利于抵抗水平風(fēng)載和地震水平力，結(jié)構(gòu)體系合理，體現(xiàn)了我國古代能工巧匠高超的建筑技術(shù)水平。,陜西應(yīng)縣木塔（圖1.1.4），建于公元1056年，塔高67.3m，八角形，底層直徑30.27m。 該塔共9層，是我國保存至今的唯一木塔，也是現(xiàn)存最高的木結(jié)構(gòu)之一。它雖經(jīng)多次大地震仍完整無損，足以證明我國歷史上木結(jié)構(gòu)的輝煌成就。,在西方古代七大建筑奇跡中，有兩座是高層建筑。巴貝爾塔和亞歷山大港口的燈塔。 公元前338年在巴比倫城所建的巴貝爾塔（圖1.1.5），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（圖1.1.6），高約150m，塔身用石砌，曾聳立在港口一千多年，引導(dǎo)船只避免觸礁。,在近代高層建筑史上，西方一般把芝加哥譽(yù)為“高層建筑的故鄉(xiāng)” -----世界第一幢近代高層建筑（芝加哥的家庭保險公司 ）,(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(jié)構(gòu)。此大樓是由工程師詹尼設(shè)計(jì)，1931年被拆除)。,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。,我國近代高層建筑起源于本世紀(jì)20年代的上海，1934年建成的上海國際飯店高82m，22層，作為國內(nèi)最高建筑歷時34年。,,,進(jìn)入90年代以來，我國的高層、超高層建筑技術(shù)發(fā)展迅速，其特點(diǎn)--------- 高、深、大、復(fù)雜,當(dāng)前世界2014年11月以前不完全統(tǒng)計(jì)世界上已建或在建高度在前十位的高層建筑：,哈利法塔（圖1.1.7a）：該塔位于阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜境內(nèi)，始建于2004年，于2010年竣工，該塔總高度828m。 “迪拜大樓”內(nèi)裝有世界上速度最快的56部電梯，速度最高達(dá)每秒17.4米(約每小時63公里)，另外還有雙層的觀光升降機(jī)，每次最多可載42人。集中了多個“世界之最”，被描述為“海灣地區(qū)明珠”。該摩天大樓最吸引人的地方位于第124層的觀景臺。,麥加鐘樓的飯店群共包括7座塔，麥加鐘樓主體包括662米的混凝土建筑和155米高的“克雷森特”金屬尖頂，頂端是個新月標(biāo)志。建筑整體高度達(dá)到817米，僅比迪拜的哈利法塔低11米。這座世界第二高建筑麥加鐘樓最大的亮點(diǎn)在于由德國公司設(shè)計(jì)制造的巨大時鐘，這個高43米，寬45米四面立體的時鐘成為了世界上最大的時鐘。這座時鐘夜里在17公里以外都可看見，白天可在11公里至12公里外看到。,麥加鐘樓（圖1.1.7b）：亦稱為“麥加皇家鐘塔飯店”，位于沙特阿拉伯王國的圣城--麥加。建筑整體于2004年開工，2012年竣工開放。,深圳平安國際金融中心（圖1.1.7c）：“平安國際金融中心”位于深圳市中心區(qū)1號地塊，即福華路和益田路交匯處西南角。本工程始建于2009年，預(yù)計(jì)2016年底竣工。,“平安國際金融中心”塔樓118層，高660米；裙樓11層、高55米；地下室5層，29.8米，基坑最深為-33.3米，是國內(nèi)目前最深的大型基坑。工程塔樓結(jié)構(gòu)采用“巨型框架—核心筒—外伸臂”體系，裙樓采用“鋼框架—剪力墻”體系。,“上海中心”大廈（圖1.1.7d）：“上海中心”大廈位于浦東新區(qū)陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，在2008年11月29日主樓樁基開工，預(yù)期2015年竣工。,該樓總高度632m，人可到達(dá)的主體建筑結(jié)構(gòu)高度為580m，總建筑面積達(dá)57.6萬m2。“上海中心”呈螺旋造型，象征著中國和諧的文化精神，體現(xiàn)中國和世界的連接；內(nèi)部則由九個圓柱形建筑彼此疊加構(gòu)成；大廈內(nèi)、外立面間形成的“空中中庭”將為人們提供聚會場所。,武漢綠地中心（圖1.1.7e）：武漢綠地中心位于武昌濱江商務(wù)區(qū)核心區(qū)，與漢口百年外灘隔江相望。于2011年7月份動工，預(yù)計(jì)2017年完工。,2010年12月8日開建，高606米，根據(jù)初步規(guī)劃，這座超高層建筑共有124層，其中地下5層，地上119層。武漢綠地中心集采眾家之長，外觀呈流線型，頂部尖而光滑，猶如一枚待發(fā)的導(dǎo)彈，在規(guī)劃設(shè)計(jì)、安全防火、交通組織等方面均為世界超高層建筑技術(shù)集大成者。,中國117大廈（圖1.1.8a）：中國117大廈位于天津高新區(qū)，2008年9月開工，預(yù)計(jì)2016年竣工。,本工程地下3層，地上117層，總設(shè)計(jì)高度在570米以上，工程由甲級寫字樓為主、六星級豪華酒店、觀景臺、特式酒吧、精品商業(yè)、屋面空中花園及其他設(shè)施為一體的大型超高層建筑，建成后將是高新區(qū)乃至天津市極具代表性的標(biāo)志性建筑。,千年塔世界商業(yè)中心（圖1.1.8b）：千年塔世界商業(yè)中心位于韓國的港口城市釜山。,本工程2007年開工，2013年竣工。其高度為560米(1,837英尺) 。該建筑的特點(diǎn)是三座錐形塔從一個堅(jiān)固的基礎(chǔ)層升起，從建筑物上不同的角度都能看到美麗的山海景色。,世界貿(mào)易中心一號樓（圖1.1.8c）：原稱為自由塔，是興建中的美國紐約新世界貿(mào)易中心的摩天大樓，將坐落于“911”襲擊事件中倒塌的原世界貿(mào)易中心的舊址。該建筑于2004年7月開工，于2013年11月12日竣工。,該建筑高度541.3米，1776英尺，它的高度將達(dá)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(mào)原址上重塑自由信仰的決心。它從底層往上逐漸削尖，呈消瘦的四方錐體狀。它的旋轉(zhuǎn)上升的結(jié)構(gòu)和尖頂?shù)脑O(shè)計(jì)，象征著“自由女神”像一手高舉火炬的造型。,臺北101大廈（圖1.1.8d）：被稱為“臺北新地標(biāo)”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(fēng)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。,上海環(huán)球金融中心（圖1.1.8e）：上海環(huán)球金融中心地上101層，地下3層，建筑主體高度達(dá)到492.5m。,本樓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，2008年8月29日竣工。 上海環(huán)球金融中心是一幢以辦公為主，集商貿(mào)、賓館、觀光、會議等設(shè)施于一體的綜合型大廈，位于中國上海陸家嘴，比鄰金茂大廈和上海中心大廈。,1.1.3高層建筑的優(yōu)缺點(diǎn) 1.高層建筑的優(yōu)點(diǎn),高層建筑占地面積小，提高土地利用率，擴(kuò)大市區(qū)空地，利于城市綠化，改善衛(wèi)生環(huán)境。 緩解城市用地緊張的問題。 可以改善城市面貌，豐富城市藝術(shù)。 還具有減少市政建設(shè)投資、用垂直交通代替橫向(水平)交通,以減少城市交通擁堵等明顯的社會經(jīng)濟(jì)效益。,2.高層建筑發(fā)展存在的問題,(1)高樓引來“風(fēng)速殺手”。 (2)“熱島效應(yīng)”。 (3)電子屏蔽效應(yīng)。 (4)高樓造價和施工成本劇增，維護(hù)和管理費(fèi)用也劇增。 (5)安全隱患大,1.2 高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展 1.2.1 高層建筑基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)體系,1.基礎(chǔ)形式多變 高層建筑基礎(chǔ)類型有： (1)鋼筋砼條形基礎(chǔ)，寬度可達(dá)2m以上，一般設(shè)在承重墻下； (2)柱下梁式基礎(chǔ)，又有柱下條基，柱下交叉梁基礎(chǔ)等； (3)鋼筋砼柱基礎(chǔ)，一般是獨(dú)立基礎(chǔ)； (4)片筏基礎(chǔ)（圖1.2.1），鋼筋砼連續(xù)底板，又分平板式和梁板式。,⑤箱形基礎(chǔ) 基礎(chǔ)由頂板、底板和縱橫墻體組成的鋼筋混凝土整體結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)剛度很大，可減少不均勻沉降。箱基大部分為補(bǔ)償式基礎(chǔ)。參見圖1-2。,圖1-2 箱形基礎(chǔ),⑥樁基礎(chǔ) 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(chǔ)，樁箱基礎(chǔ)等。參見圖1-3，1-4。,圖1-3 樁筏基礎(chǔ),圖1-4 樁箱基礎(chǔ),2.結(jié)構(gòu)形式多變,(1)高層建筑按結(jié)構(gòu)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（圖1.2.5）,(2)高層建筑結(jié)構(gòu)按使用材料劃分，主要有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)，以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用最為廣泛。,1.2.2 基礎(chǔ)工程施工技術(shù)的發(fā)展,在樁基運(yùn)用方面，混凝土灌注樁、混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力管樁、鋼樁等現(xiàn)澆、預(yù)制樁皆有應(yīng)用。 在基坑支護(hù)方面，常用的擋土結(jié)構(gòu)有灌注樁、鋼板樁、土釘支護(hù)、土錨支護(hù)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(yán)重沉降的問題，也研究了防止措施。 在大體積混凝土裂縫控制方面，計(jì)算理論日益完善。大體積混凝土施工規(guī)范GB50496-2009為大體積混凝土施工中裂縫的控制提供了技術(shù)保證。,1.2.3 主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)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系列鋼模板外，還推廣了肋高70、75mm的中型組合鋼模板；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(zhuǎn)次數(shù)。,大模板工藝在剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)中已廣泛應(yīng)用，已形成“全現(xiàn)澆”、“內(nèi)澆外掛”、“內(nèi)澆外砌”成套工藝，且已向大開間建筑方向發(fā)展。,,2.鋼筋工程 鋼筋技術(shù)方面，推廣了鋼筋對焊、電渣壓力焊、氣壓焊以及機(jī)械連接（套筒擠壓、錐螺紋和直螺紋套筒連接）。,,3.混凝土工程,在混凝土技術(shù)方面除大力發(fā)展預(yù)拌混凝土外，近年來還推廣預(yù)拌砂漿。預(yù)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(qiáng)度不穩(wěn)定等問題。 另外，高性能混凝土和特種混凝土得到了更廣泛的應(yīng)用。高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC)，以耐久性為基本要求，強(qiáng)化某些性能的混凝土，如補(bǔ)償收縮混凝土、自密實(shí)免振混凝土等，實(shí)現(xiàn)高工作度、高體積穩(wěn)定性和高抗?jié)B性。特種混凝土（纖維混凝土、聚合物混凝土、防輻射混凝土、水下不分散混凝土等）的應(yīng)用方面亦有所提高。,4.腳手架工程,以鋼管腳手架為主，出現(xiàn)了包括扣件式、門架式、碗扣式等的多種新型腳手架；特別是爬架，由于它能沿著建筑物攀升和下降，不受建筑物高度的限制，即可用于結(jié)構(gòu)施工，又可用于外裝飾作業(yè)。腳手架的功能多樣化，腳手架的搭設(shè)、安裝和設(shè)計(jì)計(jì)算也逐步趨向規(guī)范化。,在超高鋼結(jié)構(gòu)施工方面，無論是厚鋼板焊接技術(shù)、高強(qiáng)螺栓和安裝工藝方面都日益完善，國產(chǎn)的H型鋼鋼結(jié)構(gòu)已成功應(yīng)用于高層住宅。 鋼和混凝土組合結(jié)構(gòu)是近年來超高層建筑較為常用的一種新型的結(jié)構(gòu)類型，它是鋼部件和混凝土或鋼筋混凝土部件組合成為整體而共同工作的一種結(jié)構(gòu)，兼具鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一些特性。,