高層建筑主體結(jié)構(gòu)

1、高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工秦佳俊廣東工業(yè)大學(xué)土木與交通工程學(xué)院08級工程力學(xué)高層建筑主體結(jié)構(gòu)工程施工1 國內(nèi)外高層建筑的發(fā)展概況 2 高層建筑結(jié)構(gòu)的施工概述3 高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工用機(jī)械設(shè)備4 高層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工5 高層建筑施工的安全技術(shù) 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，至今已有100余年的歷史。 多年來，世界上最高的高層建筑集中在美國、加拿大，直到80年代末，北美洲一直是世界高層建筑的中心。按1991年公布的排行表，在世界上最高的100座最高建筑中，美國占了78座，加拿大5座，墨西哥1座，即北美洲占了84%，成了當(dāng)前世界最高建筑的中心。1 國內(nèi)外高層建筑的發(fā)展概況1.1我國高層建筑

2、的發(fā)展第一階段從新中國成立到60年代末： 初步發(fā)展，20層以下的框架結(jié)構(gòu)第二階段為70年代 2030層，主要用于住宅、旅館、辦公樓 1974年建成的北京飯店新樓(20層，高87.4m，是當(dāng)時北京最高的建筑) 1976年建成的廣州白云賓館(33層、高114.05m)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。第三階段為80年代僅19801983年所建的高層建筑就相當(dāng)于1949年以來30多年中所建高層建筑的總和。深

3、圳發(fā)展中心大廈，(43層，高165.3m，加上天線的高度共185.3m)，是我國第一座大型高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。第四階段從90年代開始（1）高層建筑興建速度加快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%（2）超高層建筑的發(fā)展高層建筑的發(fā)展及層數(shù)和高度增長更快，建成了多座200米以上的高層建筑上海明天廣場：60層，238m，最高的框架剪力墻結(jié)構(gòu)，98年建成。上海金茂大廈，(鋼結(jié)構(gòu)，88層，高420m，是我國目前最高的建筑)金茂大廈內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.2 國外現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展第一階段是19世紀(jì)中期以前，主要建筑材料是磚石和木材，且設(shè)計(jì)手段和施工技術(shù)的限制

4、，歐美國家一般只能建造6層及以下的建筑。第二階段是19世紀(jì)中期開始至20世紀(jì)50年代初1855年發(fā)明了電梯系統(tǒng)，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)，建筑物的高度越過了100m大關(guān)。 第三階段從20世界50年代開始由于在輕質(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，使得高層建筑飛速發(fā)展美國是世界上高層建筑最多的國家世界上最早的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高層建筑，是1903年在美國辛辛那提建造的因格爾斯大樓，16層，高64m。1931年美國紐約曼哈頓建造了102層、高381m的著名的帝國大廈，它保持世界最高建筑達(dá)41年之久這一時期

5、,雖然高層建筑有了比較大的發(fā)展,但受到設(shè)計(jì)理論和建筑材料的限制,結(jié)構(gòu)材料用量較多、自重較大，且僅限于框架結(jié)構(gòu)，建于非抗震區(qū)1972年在紐約建造了世界貿(mào)易中心大樓(World Trade Center Towers)，110層，高402m，鋼結(jié)構(gòu)1974年美國在芝加哥又建成了當(dāng)時世界最高的西爾斯大廈(Sears Tower)，110層，高443m，鋼結(jié)構(gòu)。90年至今，世界上新建的最高建筑，幾乎全部集中在亞洲地區(qū)；陸續(xù)建成了超過200m、300m的高層建筑。一般高度的高層建筑（80150米）更是大量興建21世紀(jì)，亞洲將成為新的高層建筑中心馬來西亞雙塔樓 88層，450米，框筒結(jié)構(gòu)，1996年建成。

6、臺北101 101層，508米。(1)世界高層建筑委員會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(JGJ37-87)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。2 高層建筑結(jié)構(gòu)施工概述2.1 高層建筑的定義：2.2 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系與施工方法：2.2.1 結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系筒

7、中筒結(jié)構(gòu)體系多筒體系框架剪力墻筒體高層建筑的基本的抗側(cè)力單元由梁、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)：建筑平面布置靈活，可形成較大空間缺點(diǎn)：屬柔性結(jié)構(gòu)，抗水平荷載、抗震性較差框架結(jié)構(gòu)體系框架結(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：B5，否則為滿足強(qiáng)度、剛度要求，易形成肥梁胖柱。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，H140mm 此體系側(cè)向剛度大，可承受較大水平、豎向荷載。缺點(diǎn)：平面被分隔成小開間。施工方法：大模、滑模施工框架剪力墻結(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，

8、H120m高層建筑。指由一個或幾個筒體作為承重結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)體系整個筒體如一個固定于基礎(chǔ)上的封閉的空心懸壁梁，不僅可抵抗很大彎距，也可抵消扭距，是非常有效的抗側(cè)力體系。建筑結(jié)構(gòu)布置靈活，單位面積結(jié)構(gòu)耗材少。采用滑升模板施工較為適宜。筒體體系筒中筒結(jié)構(gòu)體系深圳發(fā)展中心大廈多筒結(jié)構(gòu)體系成 束 筒高：建筑物的高度高，施工時垂直運(yùn)輸量大。深：基礎(chǔ)埋置深度深，天然地基埋置深度1/12L；樁基1/15L，深基礎(chǔ)給施工帶來很大的難度。長：建筑物施工周期長。密：高層建筑的施工條件復(fù)雜。2.2.2高層建筑施工的特點(diǎn)3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)混凝土泵施工電梯腳手架高層建筑施工中主要是附著式（自

9、升式）和內(nèi)爬式兩種要求：起重臂要長；工作速度要高且能調(diào)速；采用小車變幅臂架；改善操縱條件。選擇與布置：綜合考慮建筑物的高度、結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件重量、現(xiàn)場布置等，同時要兼顧裝、拆場地和建筑結(jié)構(gòu)滿足錨固、爬升要求。3.1塔式起重機(jī)自升式塔式起重機(jī)內(nèi)爬式塔式起重機(jī) 連續(xù)完成混凝土的水平運(yùn)輸和垂直運(yùn)輸。能有效解決混凝土量巨大的基礎(chǔ)施工以及占總垂直運(yùn)輸量左右的高層建筑上部結(jié)構(gòu)混凝土的運(yùn)輸問題。3.2混凝土泵:又稱人貨兩用電梯，是高層建筑施工設(shè)備中唯一可運(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間損失將達(dá)30%左右。主要運(yùn)送對象是施工人員、材料、設(shè)備和工具等。3.3施工電梯施工電梯

10、腳手架鋼管扣件式腳手架爬升式腳手架：套管式附著升降腳手架；懸挑附著升降腳手架；互爬式附著升降腳手架；導(dǎo)軌式附著升降腳手架腳手架方案選擇原則：安全；適應(yīng)性強(qiáng)（技術(shù)、進(jìn)度滿足要求）；可行、經(jīng)濟(jì)；合理選擇（依高度、結(jié)構(gòu)、裝飾施工等）3.4腳手架： 我國高層建筑除少數(shù)采用鋼結(jié)構(gòu)外，大量的仍采用造價較經(jīng)濟(jì)、防火性能好的鋼筋混凝土作結(jié)構(gòu)材料。其施工工藝大多采用了結(jié)構(gòu)整體性能好，抗震能力強(qiáng)和造價較低的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。這部分就要介紹高層建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的臺模和隧道模施工及泵送混凝土施工。4 高層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工 高層建筑現(xiàn)澆混凝土的模板工程一般可分為豎向模板和橫向模板兩類。 豎向模板

11、：主要指剪力墻墻體、框架柱、筒體等模板。 橫向模板：主要指鋼筋混凝土樓蓋施工用模板，除采用傳統(tǒng)組合模板散裝散拆方法外，目前高層建筑采用了各種類型的臺模和隧道模施工。 4.1 臺模和隧道模施工 （1）臺模施工 臺模由臺架和面板組成，適用于高層建筑中的各種樓蓋結(jié)構(gòu)施工，其形狀與桌相似，故稱臺模。臺架為臺模的支承系統(tǒng)，按其支承形式可分為立柱式、懸架式、整體式等，如下圖所示。 立柱式臺模由面板、次梁和主梁及立柱等組成。懸架式臺模不設(shè)立柱，主要由桁架、次梁、面板、活動翻轉(zhuǎn)翼、垂直與水平剪力撐及配套機(jī)具組成。整體式臺模由臺模和柱模板兩大部分組成。整個模具結(jié)構(gòu)分為桁架與面板，承力柱 模板、臨時支撐，調(diào)節(jié)柱模

12、伸縮裝置，降模和出模機(jī)具等。 (2) 隧道模施工 隧道模是可同時澆筑墻體與樓板的大型工具式模板，能沿樓面在房屋開間方向水平移動，逐間澆筑鋼筋混凝土。 圖示隧道模由三面模板組成一節(jié)，形如隧道。隧道?？煞譃檎w式和雙拼式兩種。 雙拼式隧道模由豎向橫模板和水平向樓板模板與骨架連接而成，還有行走裝置和承重裝置。高層建筑液壓滑升模板施工：整體性好，質(zhì)量高，抗震能力強(qiáng)。施工工藝：滑一澆一，滑三澆一。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；8-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 4.2 滑模施工 滑模施工的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省模板，機(jī)械化程度較高，施工速度快，建筑物的整體性好。滑模施工：沿建筑物的周邊全長支設(shè)約1m高的模板，隨著混凝土的澆筑，利用提升千斤頂逐步將 模板提升，直至建筑物的全