第一節(jié) 高層建筑施工-緒論

1、高層建筑施工高層建筑施工徐訓武漢理工大學2022年3月4日星期五2/47第一章 緒論Course Introduction2016秋季學期課程名稱：高層建筑施工上課班級：1301-1303上課時間：周一（7-8節(jié)），1-12周上課地點：新3-206教材：現代高層建筑施工辦公室：土木學院316Email： 電話核方式：30%平時（作業(yè)+考勤）+70%期末（閉卷）2022年3月4日星期五3/47第一章 緒論1 1、高層建筑的概念、高層建筑的概念1.1、高層建筑的定義行業(yè)標準：高層建筑混凝土結構技術規(guī)程（JGJ3-2002)中規(guī)定：十層及十層以上的住宅建筑或房屋高度超過24

2、米的其他民用高層建筑結構。國家標準：高層民用建筑設計防火規(guī)范規(guī)定：十層及十層以上的住宅建筑和建筑高度超過24米的公共建筑為高層建筑2022年3月4日星期五4/47第一章 緒論住房和城鄉(xiāng)建設部：民用建筑設計通則（JGJ37-87），明確了民用建筑層數的劃分A、住宅建筑按層數：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。B、公共建筑及綜合性建筑總高度超過24M者為高層（不包含高度超過24M單層主體建筑）C、建筑物高度超過100M時，不論住宅或公共建筑均為超高層。1 1、高層建筑的概念、高層建筑的概念2022年3月4日星期五5/47第一章 緒論國外有關高層建筑的規(guī)定：美國：總

3、高度在24.6米以上或7層以上的建筑物為高層建筑。英國：總高度在24.3米以上的建筑物為高層建筑。德國：總高度在22米以上的建筑物為高層建筑。法國：8層及8層以上的住宅建筑物或高度在31米以上的其他建筑物為高層建筑。日本：總高度在31米以上或11層以上的建筑物為高層建筑。比利時：總高度在25米以上的建筑物為高層建筑1 1、高層建筑的概念、高層建筑的概念2022年3月4日星期五6/47第一章 緒論世界高層建筑委員會（屬聯合國教科文組織）建議，按高層建筑的層數和高度分為以下四類：第一類高層建筑:916層(最高到50m);第二類高層建筑:1725層(最高到75m);第三類高層建筑:2640層(最高到

4、100m);超高層建筑: 40層以上(高度100m以上)。 1 1、高層建筑的概念、高層建筑的概念十層及十層以上的住宅建筑和房屋高度大于24米的其他高層民用建筑定義為高層建筑。2022年3月4日星期五7/47第一章 緒論1、使人口集中，可利用建筑內部的豎向和橫向交通縮短部門之間的聯系距離，從而提高效率；2、能使大面積建筑的用地大幅度縮小，有可能在城市中心地段選址；3，可以減少市政建設投資和縮短建筑工期。4，高層建筑遠離地面區(qū)有較好的通風和較高的空氣質量品質。5、高層建筑也是一個城市發(fā)展程度的一個標志。2 2、高層建筑的優(yōu)點、高層建筑的優(yōu)點2022年3月4日星期五8/47第一章 緒論1、關于城市

5、經濟效益和環(huán)境效益問題，應遵照城市規(guī)劃部門指定的地段和控制高度建造，而不能完全根據建筑本身的需要。2、高層建筑由于應力增加，設備和裝修水平必須提高,施工難度增大,因而造價必然大大高于多層建筑。因此，需要各專業(yè)設計人員密切合作使平面布局合理，提高使用系數，做到構造簡潔，自重輕，便于安裝，綜合降低造價。3、高層建筑最突出的是防火安全設計，各專業(yè)設計人員應嚴格遵守高層建筑設計防火規(guī)范的規(guī)定。新聞上經常說到高層建筑的火災問題，可見其防火安全的設計相對困難2 2、高層建筑的缺點、高層建筑的缺點2022年3月4日星期五9/47第一章 緒論3.1、建筑特點與要求1、由于建筑高度增加，電梯成為建筑內部主要的垂

6、直交通工具，影響高層建筑的平面布局和空間組合。2、需要在底層和不同的高度設置設備層，頂部設電梯間和水箱間。平面、立面的布置要滿足高層防火規(guī)范要求。3、由于高層建筑地下埋深嵌固要求，一般要有一層至數層的地下室，作為設備層及車庫、人防、輔助用房用房等3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五10/47第一章 緒論3.1、建筑特點與要求4、高層建筑主體具有特定的使用功能的標準層，具有統一的層高、開間、進深和平面布局。5、由于高度、體型大，需要更好的處理建筑造型和外飾面。6、對不同使用功能的高層建筑需要解決各自的問題。3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五1

7、1/47第一章 緒論3.2、結構特點與要求-強度（承載力）：垂直壓力：結構自重和可變荷載、雪荷載等WHN 垂直荷載使建筑物受壓，其壓力的大小與建筑物高度成正比，由墻和柱承受3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點W:垂直荷載H:建筑物高度2022年3月4日星期五12/47第一章 緒論3.2、結構特點與要求-強度（承載力）：水平荷載(風力或地震作用)三角形分布：231qHM 3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點q:水平荷載H:建筑物高度2022年3月4日星期五13/47第一章 緒論3.2、結構特點與要求-強度（承載力）：水平荷載(風力或地震作用)均勻分布：221qHM 3 3、高層建筑的特點、高

8、層建筑的特點q:水平荷載H:建筑物高度2022年3月4日星期五14/47第一章 緒論3.2、結構特點與要求-強度（承載力）：3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點彎矩對結構產生拉力和壓力，當建筑物超過一定的高度時，由于水平荷載產生的拉力就會超過由垂直荷載所產生的壓力，建筑物的一側就會由于風力或地震作用而處于周期性的受拉和受壓狀態(tài)不對稱及復雜體型的高層建筑還需要考慮結構的扭轉校園，高層建筑必須充分考慮結構的各種受力情況，保證結構有足夠的承載力2022年3月4日星期五15/47第一章 緒論3.2、結構特點與要求-剛度：3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點EIqH120114：水平位移E:彈性模量

9、I:截面慣性矩水平荷載三角形分布：水平荷載均勻分布：EIqH84：水平位移E:彈性模量I:截面慣性矩水平荷載產生的樓層水平位移，與建筑物高度的4次方成正比2022年3月4日星期五16/47第一章 緒論3.2、結構特點與要求-剛度：3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點水平位移過大的影響：1、使人產生不適，影響生活、工作；2、會使電梯軌道變形；3、會使填充墻或建筑物裝修開裂、剝落4、會使主體結構出現裂縫；5如果水平位移再進一步擴大，就會導致房屋的各個部件產生附加內力，引起整個房屋的嚴重破壞，甚至倒塌。2022年3月4日星期五17/47第一章 緒論3.2、結構特點與要求-剛度：高層建筑的水平位移要

10、求：3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點120014001120014001Hhh:建筑物層高H:建筑物高度：建筑物層間位移：建筑物頂點位移2022年3月4日星期五18/47第一章 緒論3.2、結構特點與要求-延性：3.2、結構特點與要求-耐久性：民用建筑設計通則將建筑耐久年限分為四級一級耐久年限為100年以上，適用于重要的建筑和高層建筑。二級:50-100年 一般性建筑三級:25-50年 次要的建筑四級:15年一下 臨時性建筑3.2、結構特點與要求-基礎穩(wěn)定性：為確保高層的穩(wěn)定性和滿足地基變形要求，其基礎的埋置深度，采用天然地基時不小于建筑高度的1/12，采用樁基礎時為1/15（樁長不計）

11、3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五19/47第一章 緒論3.3、施工特點與要求-工程量大、工序多、配合復雜工序：土方，模板，鋼筋，混凝土，砌筑，電焊機設備安裝多工種交叉聯合作業(yè)，組織配合復雜3.3、施工特點與要求-施工周期長、工期緊高層建筑工期一般為2-4年，平均2年左右，結構工期一般為5-10天一層冬季、雨期施工3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五20/47第一章 緒論3.3、施工特點與要求-基礎深、基坑支護和地基處理復雜高層建筑基礎一般較深，大多有1-4層地下室，土方開挖、基坑支護、地基處理以及深基坑降水，技術復雜，直接影響工期和造價。

12、3.3、施工特點與要求-高處作業(yè)多，垂直運輸量大施工中要解決好高空材料、制品、機具設備、人員的垂直運輸，合理地選用各種垂直運輸機械，妥善安排好材料、設備和施工人員的上下班及運輸問題，以及用水、用電、通訊、建筑垃圾處理等問題。3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五21/47第一章 緒論3.3、施工特點與要求-結構裝修、防水質量要求高，技術復雜基礎和地下室墻面、廚房、衛(wèi)生間的管道和防水都要求不出現任何漏水和滲水；采用大量新技術、新工藝、新材料和新機具設備及各種工藝體系，施工精度要求高，施工技術復雜。3.3、施工特點與要求-平行流水，立體交叉作業(yè)多，機械化程度高為提高效率：多

13、專業(yè)工種，多工序平行流水立體交叉作業(yè)；采用機械化施工新3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五22/47第一章 緒論3.4、防火及設備特點與要求1、給水、排水A、給水系統: 三大給水系統 生活、消防、生產三大給水方式 高位水箱式、氣壓水箱式、變頻泵組給水系統B、熱水供應系統：C、排水系統：D、水泵間：3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五23/47第一章 緒論3.4、防火及設備特點與要求2、電氣、機電設備A、電源： B、電梯：C、防雷：D、共用天線電視接收系統：E、電話：F、弱電系統：3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五2

14、4/47第一章 緒論3.4、防火及設備特點與要求3、采暖、通風、空調A、一般高層建筑：B、高檔高層建筑：3 3、高層建筑的特點、高層建筑的特點2022年3月4日星期五25/47第一章 緒論4.1、高層建筑的興起：我國古代:高塔，采用磚砌或木制的筒體結構 4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展公元523年建于河南登封縣，嵩岳寺塔為青磚、黃泥砌筑的15層密檐式磚塔，平面呈十二邊形?？偢?7045米，底層直徑106米，內徑5米余，壁體厚25米。2022年3月4日星期五26/47第一章 緒論4.1、高層建筑的興起：我國古代:高塔，采用磚砌或木制的筒體結構 4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展釋迦塔建

15、于1055年，位于佛宮寺南北中軸線上的山門與大殿之間，屬于“前塔后殿”的布局。塔建造在四米高的臺基上，塔高67.31米，底層直徑30.27米，呈平面八角形。第一層立面重檐，以上各層均為單檐，共五層六檐，各層間夾設有暗層，實為九層。因底層為重檐并有回廊，故塔的外觀為六層屋檐。各層均用內、外兩圈木柱支撐，每層外有24根柱子，內有八根，木柱之間使用了許多斜撐、梁、枋和短柱，組成不同方向的復梁式木架。整個木塔共用紅松木料3000立方，約2600多噸重。應縣木塔2022年3月4日星期五27/47第一章 緒論4.1、高層建筑的興起：我國古代:高塔，采用磚砌或木制的筒體結構 4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑

16、的發(fā)展布達拉宮海拔3700米(旅游要防止缺乏內源氧），占地總面積36萬平方米，建筑總面積13萬平方米，主樓高117米，共13層，其中宮殿、靈塔殿、佛殿、經堂、僧舍、庭院等一應俱全。2022年3月4日星期五28/47第一章 緒論4.1、高層建筑的興起： 國外古代:磚石承重結構壁厚,使用空間小.4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展胡夫金字塔是埃及金字塔中最大的金字塔。塔高146.59米，因年久風化，頂端剝落10米，現高136.5米，相當于40層大廈高。塔身是用230萬塊巨石堆砌而成，大小不等的石料重達1.5噸至160噸，塔的總重量約為684萬噸，它的規(guī)模是埃及至今發(fā)現的70多座金字塔中最大的。2

17、022年3月4日星期五29/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展上海國際飯店于1934年落成，大樓24層，其中地下2層，地面以上高838m，鋼框架結構，鋼筋混凝土樓板，它是當時全國也是當時亞洲最高的建筑物，并在上海一直保持高度的最高紀錄達半個世紀。上海國際飯店2022年3月4日星期五30/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展世界貿易中心建于1962年1976年。占地6.5公頃，世界貿易中心由七座建筑組成，最明顯的是兩棟1

18、10層、樓高417米（北塔）和415米（南塔）的摩天大樓。一號樓天線、尖頂高526.3米，屋頂高417米，最高樓層高412米。成為當時世界上最高的摩天大樓。摩天樓平面為正方形，邊長63米，每幢摩天樓實用面積46.6萬平方米。在2001年9月11日的“9.11恐怖襲擊事件”中坍塌。 世界貿易中心2022年3月4日星期五31/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展2022年3月4日星期五32/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)

19、展位于上海浦東新區(qū)黃浦江畔的陸家嘴金融貿易區(qū)。樓高420.5米，是上海第3高的摩天大樓（截至2015年）、中國大陸第9高樓、世界第20高樓。大廈于1994年開工，1999年建成，有地上88層，若再加上尖塔的樓層共有93層，地下3層，樓面面積27萬8,707平方米，有多達130部電梯與555間客房，現已成為上海的一座地標，是集現代化辦公樓、五星級酒店、會展中心、娛樂、商場等設施于一體，融匯中國塔型風格與西方建筑技術的多功能型摩天大樓，由著名的美國芝加哥SOM設計事務所的設計師阿德里安史密斯設計。上海金茂大廈2022年3月4日星期五33/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混

20、凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展西爾斯大廈高443米，共地上108層，地下3層。大廈在1974年落成，超越紐約的世界貿易中心，成為當時世界上最高的大樓。是當今世界最高建筑物之一?？偨ㄖ娣e418，000平方米。底部平面68.768.7米，由9個22.9米見方的正方形組成。在這些正方形的范圍內都不另設支柱，租用者可按需要分隔。西爾斯大廈用鋼材76000噸，即181公斤/平方米。每平方米用鋼量比采用鋼框架結構體系的帝國州大廈降低20%，僅相當于采用5跨框架結構的50%。這種束筒結構體系概念的提出和應用是高層建筑抗風結構設計的明顯進展。西爾斯大廈2022年3月4日星期

21、五34/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展雙塔大廈于1998年完工，共88層，高1483英尺（452米），它是兩個獨立的塔樓并由裙房相連。在兩座主樓的41和42樓之間有一座長58.4米、距地面170米高的天橋。石油雙塔2022年3月4日星期五35/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展結構高度：508米（1667英尺），取代雙峰塔的452米（1483英尺）。樓頂高度: 448米（1470英尺），取代西爾斯大樓的442米（

22、1454英尺）。樓板最高：438米（1437英尺），取代西爾斯大樓。頂端高度：508米，沒有西爾斯大樓的529米（1703英尺）高。世界最高速度的電梯：從5樓直達89樓的室內觀景臺只需37秒，電梯攀升的速度為每分鐘1010米，是世界最快的電梯，其長度也是世界第一。世界第一座防震阻尼器外露於整體設計的大樓，重達660噸，在85、86、與88樓用餐可以看到這個帶有裝飾且外型像大圓球的阻尼器，其直徑5.5米，也是世界第一。臺北101大廈2022年3月4日星期五36/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展央視新大樓位

23、于北京市朝陽區(qū)東三環(huán)中路（原北京汽車摩托車聯合制造公司廠址），地處北京東部CBD，占地197000平方米，總建筑面積約55萬平方米，最高建筑234米，工程建筑安裝總投資約50億元人民幣，原預計在2009年啟用，但是由于元宵節(jié)大火波及，該樓在2010年才完成與中央電視臺的交接。中央電視臺總部大樓主樓的兩座塔樓雙向內傾斜6度，在163米以上由“L”形懸臂結構連為一體，懸臂結構整整11層樓高，前端沒有任何支撐。中央電視臺新臺址2022年3月4日星期五37/47第一章 緒論4.1、高層建筑的發(fā)展:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)剪力墻、鋼支撐、筒體4 4、高層建筑的發(fā)展、高層建筑的發(fā)展開工日期：1997年年

24、初首次開工；后遭1997年亞洲金融危機停工，于2003年2月工程復工。竣工日期： 2008年8月29日。用地面積： 30,000 。占地面積： 14,400 。建筑面積： 381,600 。建筑層數： 地上101層、地下3層 。建筑高度： 492米 。結構形式：鋼筋混凝土結構（SRC結構）、鋼結構（S結構）。建筑造價： 73億人民幣（1050億日元）上海金融中心2022年3月4日星期五38/47第一章 緒論高層建筑按結構材料分主要有：5.1、鋼筋混凝土結構5.2、鋼結構5.3、鋼-混凝土組合結構（同一結構部位采用不同結構材料形成的結構形式，如型鋼混凝土結構，鋼管混凝土結構等）5.4、混合結構（

25、同一建筑不同部位采用不同結構材料形成的結構形式，如鋼框架與混凝土核心筒組成的框筒結構體系等）5 5、高層建筑結構材料與結構體系、高層建筑結構材料與結構體系2022年3月4日星期五39/47第一章 緒論世界上最高的100棟建筑物按結構材料分析：鋼結構45%鋼-混凝土組合結構和混合結構26%鋼筋混凝土結構19%我國已建成最高100棟建筑：鋼筋混凝土結構79棟鋼結構3棟鋼-混凝土組合結構和混合結構18棟5 5、高層建筑結構材料與結構體系、高層建筑結構材料與結構體系2022年3月4日星期五40/47第一章 緒論6.1、平面布置與豎向體型時代化：6.2、層數增多、高度加大：6.3、新材料、新工藝的開發(fā)：

26、6.4、新結構體系的多樣化：6.5、高層建筑鋼結構的興起趨勢：6.6、高層住宅集合體特性：6.7、建筑智能工程日趨完善6 6、高層建筑的發(fā)展趨勢、高層建筑的發(fā)展趨勢2022年3月4日星期五41/47第一章 緒論7.1、高層建筑工程測量技術7.1.1、站儀，GPS接收機，自動安平水準儀，激光鉛錘儀，經緯儀等7.1.2、測量數據需自檢，復核7.1.3、測量控制點注意保護7.1.4、材料堆放應避開施工控制線及控制點7.1.5、應有可靠的安全防護設施7 7、高層建筑主要施工新技術、高層建筑主要施工新技術2022年3月4日星期五42/47第一章 緒論7.2、高層建筑基礎施工技術7.2.1、基坑支護：鋼板樁，灌注樁，土層錨桿，地下連續(xù)墻和逆筑法，深層攪拌水泥土樁等；內部支撐有十字交叉支撐，環(huán)狀支撐，采用中心島式開挖的斜撐等7.2.2、基坑降水：真空井點，噴射井點，深井井點和電滲井點等技術進行深層降水等7.2.3、基坑開挖：中心島式開挖，盆式開挖等7.2.4、基礎施工：樁