高层建筑施工-0绪论

《高层建筑施工》

绪论绪论

0.1高层建筑的定义0.2高层建筑的发展0.3高层建筑的结构体系0.4高层建筑施工技术的发展0.1高层建筑的定义0.1高层建筑的定义

随着国家经济建设的迅速发展，大量一线城市涌现出了较多具有地标意义的超高层建筑，如阿联酋迪拜哈利法塔(828m)上海环球金融中心(632m)0.1高层建筑的定义香港环球贸易广场(490m)马来西亚吉隆坡双峰塔(452m)美国芝加哥韦莱集团大厦(442.3m)广州国际金融中心(432m)0.1高层建筑的定义在美国

24.6m或7层及7层以上的建筑视为高层建筑在日本

31m或8层及8层以上的建筑视为高层建筑在英国

大于或等于24.3m的建筑视为高层建筑。对于高层建筑的定义，通常以建筑的高度和层数两个指标来判定，但世界范围内目前还没有一个统一的划分标准。

1）国外：2）我国：《高层民用建筑设计规范》GB50045-95和《高层民用建筑设计防火规范》

GBJ50045-2002和规定：≥10层的居住建筑（包括首层设置商业服务网点的住宅）或≥24m的公共建筑。

《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）规定：≥10层或≥28m；0.1高层建筑的定义《民用建筑设计通则》（JGJ137-87):

住宅建筑按层数分类，即1~3层为低层住宅，4~6层为多层住宅，7~9层为中高层住宅，10层及10层以上为高层住宅；建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。

《高层民用建筑防火设计规范》（GB50045-95):

当高层建筑高度超过250m时，建筑设计采用的特殊防火措施，应提交国家消防主管部门组织专题研究、论证。

3）国际上1972年国际高层建筑会议将高层建筑分为4类：第一类为9～16层（最高50米）第二类为17～25层（最高75米)第三类为26～40层（最高100米）第四类为40层以上(高于100米）注：高层建筑的高度般是指从室外地面至檐口或主要屋面的距离，不包括局部突出屋面的楼电梯间、水箱间、构架等高度。4）超高层建筑最初来源于日本，1995年出现英文词条Super-tallbuilding；没有明确的分界线和规定，一般泛指某个国家和地区内较高的高层建筑；通常将高度超过100m或层数在30层以上的高层建筑称为超高层建筑。0.2高层建筑的发展0.2高层建筑的发展高层建筑自古早已有之，我国古代建造的塔，就属于高层建筑。

公元523年建于河南登封的嵩岳寺塔公元704年改建的西安大雁塔公元1055年建于河北定县的瞭敌塔高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物，至今已有100余年的历史，是城市现代化的象征。尽管历史较短，但其发展速度很快。近30年来，世界各地兴建的高层建筑，其规模之大，数量之多，技术之先进，形式之多样，外观之新颖，无一不让人惊叹称奇。国外发展概况：

1）19世纪中期至19世纪末为高层建筑的形成期。

1851年发明了电梯系统，使人们建造更高的建筑成为可能。高层建筑从最初采用铸铁框架到钢框架，建筑物的高度越过了100m大关，1898年纽约建造了ParkRow大厦（30层118m）。高层建筑的发展概况

2）20世纪末至20世纪50年代初为高层建筑的发展期。

在结构理论方面突破了纯框架抗侧力体系，提出在框架结构中设置竖向支撑或剪力墙，来增加高层建筑的侧向刚度。

这一时期，混凝土作为建筑材料开始进入高层建筑领域。但由于仅采用平面结构（框架结构）设计理论，且材料强度较低，发展受到限制，仅建造于非地震区。

这一时期的典型建筑：

1905年建造了50层的MetropLitann大楼；

1907年在纽约建造了辛尔大楼，47层，高187m，为第一幢超过金字塔高度的高层建筑；

1913年纽约又建造了60层、高242m的乌尔瓦斯（Woolworth）大楼；

1923年建造了高319m的Charysler大厦；

1931年，建造了著名的帝国大厦，102层、高381m，它保持世界最高建筑达41年之久，现今仍为世界上的10幢最高建筑之一。

1902年在美国的辛辛那提市建造了16层、高64m的英格尔斯（Ingalls）大楼，为世界第一幢钢筋混凝土高层建筑。

3）20世纪50年代初至目前为高层建筑的繁荣期。

钢筋混凝土高层建筑得到了空前的发展；焊接和高强螺栓在钢结构制造中的推广和进一步应用；60年代首次提出了筒体结构设计概念等。同时，轻质高强材料、抗风抗震结构体系、施工技术及施工机械等方面都取得了很大进步，计算机在设计中的应用使得高层建筑飞速发展。

20世纪60年代末至70年代，美国高层建筑发展到顶峰，成为世界高层建筑的中心。

20世纪80年代至目前，我国及东南亚地区的高层建筑得到空前发展，成为高层建筑的中心。这一时期，高层建筑在世界各地都得到不同程度的发展。

这一时期的典型建筑：1968年建造的芝加哥约翰.汉考克中心（JohnHancockCenter），100层高344m，采用对角支撑桁架型筒体结构体系；1973年建造的纽约世界贸易中心（WorldTradeCenter）双塔楼，北楼高417m，南楼高415m，均110层，采用钢结构框筒结构，该工程首次进行了模型风洞试验，首次采用了压型钢板组合楼板，首次在楼梯井道采用了轻质防火隔板，首次采用粘弹性阻尼器进行风振效应控制等，并对以后高层建筑结构的设计和建造具有重要的参考价值。2001年9月11日世界贸易中心突遭恐怖分子毁灭性袭击，因高温下钢结构失效，造成两座大楼先后竖向逐层座塌，对全世界高层建筑的发展产生了很大的影响。1974年建造的芝加哥西尔斯大厦（SearsTower），110层，高443m，采用钢结构成束框架筒体结构，曾保持世界最高建筑达20多年。日本于1964年废除了建筑高度不得超过31m的限制，于1968年首次建成了36层，高147m的霞关大厦，1978年在东京建造了60层、高226m的阳光大厦等。90年代以后，由于亚洲经济的崛起，西太平洋沿岸的日本、朝鲜、韩国、中国大陆、香港、台湾、新加坡和马来西亚等国家和地区，陆续建造了高度超过200m、300m、400m的高层建筑，成为继美国之后新的高层建筑中心。目前，世界各地还有一些高层建筑正在酝酿中，相信不久还有可能出现更高的高层建筑。0.2高层建筑的发展1883年在美国芝加哥建成的11层钢结构框架家庭保险大楼1931年纽约建成了著名的帝国大厦，原本共381米，20世纪50年代安装的天线使它的高度上升至443.5米。1972年，纽约建造了110层，411m高的世界贸易中心双塔楼，已毁于2001年9月11日的恐怖袭击西尔斯大厦

位于芝加哥，钢结构，1974年建成,高443米，是目前美国最高建筑物，由SOM建筑设计事务所设计，大厦的造型有如9个高低不一的方形空心筒子集束在一起。阿联酋BurjAl-Arab酒店，又称又称阿拉伯塔—世界上唯一的建筑高度最高的七星级酒店，共有56层，321米高，由英国设计师W.S.Atkins设计。阿联酋迪拜塔该塔目前高828米（超过了高度为553米的加拿大多伦多电视塔）。为防止竞争者超越，从2004年开始建造迪拜塔起就一直对其高度和层数保密。迪拜塔由美国建筑师阿德里安·史密斯设计，韩国三星公司承建，2010年底竣工。迪拜塔37层以下是一家酒店，45层至108层则作为公寓。第123层将是一个观景台，站在上面可俯瞰整个迪拜市。世界400米以上10大高楼

1、哈利法塔（原名迪拜塔）：位于阿拉伯联合酋长国迪拜。总高度828米，162层。2004年9月21日开始动工，2010年1月4日竣工启用，为现今世界第一高楼。

2、台北101大楼：位于我国台湾省台北市信义区，总高度509米，101层。

3、上海环球金融中心：位于中国上海陆家嘴，总高度492米，地上101层，地下3层，建筑面积381600㎡，为中国大陆第一高楼，世界最高的平顶式建筑。

4、香港环球贸易广场：位于香港西九龙柯士甸道西1号，预计2011年至2012年间建成，高484米，114层。建成后将成为香港最高建筑。

5、吉隆坡双塔大楼：马来西亚国家石油公司双塔大楼位于吉隆坡市中心美芝律，高451.9米，共88层。1996年2月13日竣工，保持了7年多的世界第一高楼的头衔。

6、西尔斯大厦：位于美国芝加哥，高442米（527.3米含天线），108层。为世界最高的办公用楼。7、南京紫峰大厦：位于南京市鼓楼区鼓楼广场，高450米，89层，为江苏省第一高楼。8、上海金茂大厦：上海标志性建筑之一，高420.5米，88层。9、香港国际金融中心大厦：位于香港中环金融街8号，高420米，共88层，为香港已建成的最高建筑物。10、帝国大厦：位于美国美国纽约市曼哈顿第五大道350号，天线高度448.7米，屋顶高度381米，曾保持世界最高大楼记录长达40年，现今纽约最高建筑。我国近代高层建筑的发展（四个阶段）第一阶段从新中国成立到60年代末为初步发展阶段，大多为20层以下的RC框架结构

1959年建成的北京民族饭店(12层，高47.4m)1964年建成了北京民航大楼(15层，高60.8m)1966年建成了广州人民大厦(18层，高63m)0.2高层建筑的发展民族饭店

第二阶段为70年代为发展阶段，建造了一些20—30层的高层建筑，主要用于住宅、旅馆、办公楼

1974年建成的北京饭店新楼(20层，高87.4m，是当时北京最高的建筑)1976年建成的广州白云宾馆(33层、高114.05m)

上海漕溪路20幢1216层剪力墙住宅楼；北京前门40幢916层大模板施工的剪力墙住宅楼北京饭店新楼360040008000800066000300036000300066000800080004000360070000785078502300广州白云宾馆第三阶段为80年代为高层建筑发展的繁荣期，层数和高度不断突破，功能和造型越来越复杂，分布地区越来越广泛，结构体系趋于多样化。仅19801983年所建的高层建筑就相当于1949年以来30多年中所建高层建筑的总和。深圳发展中心大厦，(43层，高165.3m，加上天线的高度共185.3m)，是我国第一座大型高层钢结构建筑。广州国际大厦(63层，高200m)北京京广中心大厦

(57层，高208m)第四阶段从90年代开始（1）高层建筑兴建速度加快1990—1994年间，每年建成10层以上建筑在1000万平方米以上，占全国已建成的高层建筑的40%（2）超高层建筑的发展近几年高层建筑进入一个飞速发展的阶段目前正处于改革开放以来高层建筑发展的第二个高潮,除北京、上海、深圳、广州等沿海城市外，内地其它大、中城市（包括西部）高层建筑也在迅速发展。目前沪上高层建筑总量已达2000多幢，其中100米以上的超高层建筑也早已超过300幢。上海明天广场：60层，238m，最高的框架—剪力墙结构，98年建成。

位于中国台北，混合结构，高508米，超过美国芝加哥的西尔斯大楼，马来西亚双塔等大楼，成为新的全球第一高楼。

该楼有世界最大且最重的“风阻尼器”，还有两台世界最高速的电梯，从一楼到89楼，只要39秒的时间。还拿下了“世界高楼”四项指标中的三项世界之最，即“最高建筑物”(508米)、“最高使用楼层”(438米)和“最高屋顶高度”(448米)。“世界最高天线高度”仍为芝加哥西尔斯大厦。国际金融中心大厦各地已建成有代表性的高层建筑有：北京CCTV大楼；沈阳方圆大厦；上海证券大厦；上海世贸国际广场；上海环球金融中心；CCTV大楼沈阳方圆大厦上海证券大厦上海世茂国际广场广州中信广场上海环球金融中心金茂大厦

位于上海，混合结构，共88层，建筑高度420.5米大厦由著名的美国芝加哥SOM设计事务所设计，是目前中国大陆最高的大楼。0.2高层建筑的发展高层建筑之所以能够得到迅速发展，其主要原因在于：有利于节约建设用地2.有利于节约城市市政设施的投入3.有利于人们的使用和管理4.有利于美化城市环境，提升城市形象5.新结构、新材料和新工艺的发展促进了高层建筑的发展0.3高层建筑的结构体系0.3高层建筑的结构体系结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。在高层建筑中，抵抗水平风荷载和地震作用较抵抗竖向荷载的作用问题突出，故结构体系的抗侧力作用的刚度和强度成为了设计的关键问题。0.3高层建筑的结构体系前述几种基本单元组成如下几种的高层建筑结构体系：框架结构体系剪力墙结构体系框架—剪力墙结构（框架—筒体结构）体系筒中筒结构体系多筒体结构体系（成束筒结构和巨型框架结构）高层建筑中基本的抗侧力单元是框架、剪力墙、实腹筒（又称井筒）、框筒及支撑等。0.3高层建筑的结构体系0.3高层建筑的结构体系1、框架结构体系由梁、柱构件组成的结构称为框架。整幢结构都由梁、柱组成，就称为框架结构体系，也可称为纯框架结构。横向主梁柱纵向连系梁0.3高层建筑的结构体系

框架结构根据结构材料不同还可分为混凝土框架结构、钢框架结构、组合材料（钢—混凝土组合柱、组合梁）框架结构等。2）缺点：框架结构侧向刚度小，抗侧向变形能力弱，在水平风荷载和水平地震作用下，层间和结构顶点的侧向变形较大，这是框架结构的主要缺点，也因此而限制了框架结构的建设高度。0.3高层建筑的结构体系1）优点：框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以做成有较大空间的会议室、餐厅、教室、阅览室等，也可分隔成若干小房间，使用空间布置灵活。0.3高层建筑的结构体系2、剪力墙结构体系由承重墙体与楼板组成的承重结构，是以承重墙体取代框架结构中的梁、柱承受建筑物的竖向和水平荷载。由于高层建筑的承重墙除承受垂直荷载产生的压力外，还要承受水平荷载所产生的剪力和弯矩，所以称为剪力墙。利用混凝土墙体作为承受竖向荷载、抵抗水平风荷载和地震作用的结构，称为剪力墙结构体系，也可称为抗震墙结构体系。因竖向荷载是由楼面直接传递到墙上，致使墙体间距取决于房间跨度，一般适用于使用功能为较小开间的建筑。剪力墙结构变形当剪力墙的高宽比比较大时，是一个受弯为主的悬臂墙，侧向变形时弯曲型。经过合理设计，剪力墙结构可以成为抗震性能良好的延性结构。从历次国内外大地震的震害情况分析可知，剪力墙结构的震害一般比较轻。因此，剪力墙结构在非地震区或地震区的高层建筑中都得到了广泛的应用。此外，也可以做成平面比较复杂，体型优美的建筑物，如下图：0.3高层建筑的结构体系0.3高层建筑的结构体系优点：现浇混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平荷载和地震作用下侧向变形小，且容易满足竖向承载力要求，是较为合适的高层建筑结构体系。

适用范围：在施工过程中，当采用大模板或滑升模板等先进施工方法时，施工速度非常快，可节省砌筑工程工作量，因此广泛应用在住宅和酒店客房建筑中。0.3高层建筑的结构体系3、框架—剪力墙结构（框架—筒体结构）体系在框架结构中设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合，取长补短，共同抵抗水平荷载，这种结构体系称为框架—剪力墙结构体系。剪力墙剪力墙框架梁框架梁框架梁剪力墙剪力墙0.3高层建筑的结构体系框架-剪力墙结构体系一般用于25层以下为宜，最高不超过35层。但若布置合理，也可更高优点：兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活，可应用于10～20层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等建筑中。框架-剪力墙结构中剪力墙的数量和布置：

1）剪力墙的数量：不宜过多，以满足位移限值为宜。

2）剪力墙的布置：不宜过长；不宜少于3道，最好作成筒体；对称布置；在纵横向数量接近；应贯通全高，上下刚度连贯而均匀。0.3高层建筑的结构体系

框架—筒体结构还有一个优点是它适合于采用混凝土内筒和钢框架组成的组合结构。内筒可采用滑模施工，外围的钢柱组成的框架截面小、开间大、跨度大、架设安装方便。如上海静安希尔顿饭店就采用了框架—筒体体系的组合结构。上海静安希尔顿饭店0.3高层建筑的结构体系4、筒中筒结构体系筒体主要有实腹筒、框筒和桁架筒等三种基本形式。在实腹筒的墙体上开出许多规则排列的窗洞所形成的开孔筒体称为框筒，如果筒体的四壁是由竖杆和斜杆形成的桁架组成，则称为桁架筒。0.3高层建筑的结构体系

筒中筒结构是上述筒体单元的组合，通常由实腹筒做内部核心筒，框筒或桁架筒做外筒，两个筒共同抵抗水平力作用。0.3高层建筑的结构体系5、组合筒体结构体系（成束筒结构和巨型框架结构）将几个筒体组合成一个整体，共同承担竖向和水平荷载的结构承重体系----组合筒体结构，组合筒结构可以分成成束筒和巨型框架两种。0.3高层建筑的结构体系组合筒体结构体系0.3高层建筑的结构体系0.3高层建筑的结构体系

巨型框架是利用筒体作为柱子，在各筒体之间每隔数层用巨型梁相连，筒体和矩形梁即形成巨型框架。这种体系在使用上的优点是在上、下两层横梁之间，有较大的灵活空间，可以布置小框架形成多层房间，也可以形成具有很大空间的中庭，以满足建筑使用功能的需要。由于它可以看作是由两级框架组成，第一级为巨型框架，是承载的主体；第二级是位于巨型框架单元内的辅助框架（只承受竖向荷载），也起承载作用。因此，这种结构是具有两道抗震防线的抗震结构，具有良好的抗震性能。0.3高层建筑的结构体系

上海证券交易所巨型框架结构0.3高层建筑的结构体系巨型框架结构0.3高层建筑的结构体系

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002中4.2条规定，A级和B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度如表0-1、0-2所示；表0-1A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度9度框架7060554525框架—剪力墙14013012010050剪力墙全部落地剪力墙15014012010060部分框支剪力应采用筒体框架—核心筒16015013010070筒中筒20018015012080板柱—剪力墙70403530不应采用0.3高层建筑的结构体系表0-2B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度框架—剪力墙140130120100剪力墙全部落地剪力墙150140120100部分框支剪力体框架—核心筒160150130100筒中筒2001801501200.3高层建筑的结构体系表0-3钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的适用高度（m）结构种类结构体系非抗震设防抗震设防烈度6、789钢结构框架1101109070框架—支撑（剪力墙板）260220200140各类筒体360300260180有混凝土剪力

墙的钢结构钢框架—混凝土剪力墙22018010070钢框架—混凝土核心筒钢框筒—混凝土核心筒220180150700.4高层建筑施工技术的发展科学技术的不断发展0.4高层建筑施工技术的发展

施工技术也出现了日新月异的飞跃发展新材料、新工艺、新结构和新机械的不断进步0.4高层建筑施工技术的发展基础工程施工技术的发展主体工程施工技术的发展模板施工技术的发展钢筋连接工艺技术的发展商品混凝土和混凝土施工机械化水平的发展装饰工程技术的发展施工机械的发展

1、基础工程施工技术的发展为了确保建筑物的稳定性，高层建筑的基础工程都有地下埋深嵌固的要求。为了更有效地将荷载传递给地基，一般要采用桩基础、箱型基础、筏板基础以及桩—筏板、桩—箱基等复合基础。在打入预制桩方面，一般采用预制混凝土桩，其打入设备、打桩技术已有很高的水平。

0.4高层建筑施工技术的发展0.4高层建筑施工技术的发展桩筏基础

桩箱基础但是，由于其施工振动大、噪声大、地质起伏和断桩、接桩方面施工难度大。近十几年来已广泛采用了钻孔灌注混凝土桩，其优点是施工方便、噪声小、造价低。并开发了桩端压力注浆方法，对孔底虚土起到渗透、填充、压实、固结和加强附近土层的作用。0.4高层建筑施工技术的发展

在降低地下水位施工技术方面，开发了轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井泵等施工技术措施，同时也研究采用了防止因降水而引起附近地面严重沉降的措施。在大体积混凝土基础施工方面，除满足其强度、整体性和耐久性要求外，在温度控制、变形、裂缝开展等方面，也取得了很大的进展。0.4高层建筑施工技术的发展2.主体工程施工技术的发展自上世纪70年代中期以来，剪力墙结构的施工已形成了全装配式大板及现浇大模板和滑升模板、爬模等成套施工工艺。大模板工艺不仅已形成了“内浇外预”和“全现浇”成套施工技术，而且由小开间向大开间发展，楼板也由预制、现浇向现场预应力、薄板叠合楼板发展。框架和框架剪力墙结构，已经形成全预制、全现浇和现浇与预制相结合（即现浇承重墙、柱和预制梁、楼板）三种施工方法。0.4高层建筑施工技术的发展

为克服后做外饰面存在工作量大、湿作业多、且易空鼓脱落的问题，高层建筑预制装配和现浇混凝土外墙施工已向结构—装饰二合一的方向发展。更有北方地区研制开发了外墙—保温—装饰三合一的预制外墙板。0.4高层建筑施工技术的发展3.模板施工技术的发展随着现浇混凝土用量的迅速增长，模板用量大大增加。自上世纪70年代中期研制出的钢质大模板以来，因其具有整体刚度好，不易损坏，拆模后结构表面平整等优点，而一直沿用至今。

0.4高层建筑施工技术的发展

目前，大模板和滑升模板已成为用于现浇剪力墙结构施工的两大工业化模板体系。将墙体的大模板与楼板的大模板结合在一起，组合成整间一组的全隧道模和对拼成整间的半隧道模，也逐渐在一些工程中得到应用。0.