高层建筑施工第5章课件

高层建筑施工2023/6/7Page1学习情境五学习单元一结构施工方案概述2023/6/7Page2高层钢筋混凝土结构施工学习单元二现浇钢筋混凝土结构施工学习单元三装配式钢筋混凝土结构高层建筑施工某高层住宅建筑工程，总建筑面积约13万m2，其中地上建筑面积约11.5万m2，地下建筑面积约为1.5万m2，建筑结构采用全剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，抗震等级为特一级。剪力墙厚度为350～700mm，建筑高度168m，层高3m。建筑公司决定对本工程采用大模板施工。2023/6/7Page3情境导入本案中进行大模板施工涉及大模板施工的施工准备和施工阶段。要了解大模板施工，需要掌握下列相关知识。1．模板施工技术。2．大模板施工。2023/6/7Page4案例导航学习单元一结构施工方案概述2023/6/7Page5知识目标11．了解选择结构施工方案的方法。2．熟悉各个结构施工所适用的建筑类型。3．掌握框架结构、剪力墙结构、简体结构和楼板结构施工方案。技能目标21．能够熟练掌握高层钢筋混凝土结构施工的常用方案。2．可以掌握选择结构施工方案的方法。2023/6/7Page6一、框架结构施工方案框架结构体系是由梁与柱用刚性接点连接在一起的矩形网格结构，同时承受竖向荷载和水平荷载，是我国多层和高层建筑中应用较多的结构形式之一。这种方法整体性好，适应性强，但施工现场工作量大，需要大量的模板，并需解决好钢筋的加工形式和现浇混凝土的拌制、运输、浇筑、振捣、养护等问题。2023/6/7Page7二、剪力墙结构施工方案剪力墙结构体系是利用建筑物的分隔墙和外墙承受竖向和水平风荷载。混凝土剪力墙的厚度不小于140mm，结构体系的侧向刚度大，能承受很大的水平和竖向荷载。竖向荷载（如建筑物自重等）通过每层楼盖传给墙体，墙体如宽而扁的柱子一样承受竖向力，应根据约束情况验算强度和稳定性。水平荷载通过每层楼盖等水平结构逐层传给剪力墙，剪力墙就如悬臂梁一样受力。2023/6/7Page8三、简体结构施工方案筒体结构体系是指由一个或几个筒体作为承重结构的高层建筑结构体系。水平荷载主要由筒体承受，具有很大的空间刚度和抗震能力。筒的概念是美国的FazlerR.Khan提出的。这种结构体系抵抗水平荷载时，整个筒体就如一个固定于基础上的封闭空心悬臂梁，它不仅可以抵抗很大的弯矩，也可以抵抗扭矩，是非常有效的抗侧力体系。采用这种结构体系，建筑布置灵活，单位面积的结构材料消耗量少，是目前超高层建筑的主要结构体系之一。（1）核心筒体系（或称内筒体系）（2）框筒体系（3）筒中筒体系（4）成束筒体系2023/6/7Page9四、楼板结构施工方案高层建筑楼板结构施工所用的模板有台模、塑料和玻璃钢模壳、永久性模板（包括预制薄板和压型钢板）等。这些模板的共同特点是安装、拆模迅速，人力消耗少，劳动强度低。1．台模台模是一种大型工具式模板，属横向模板体系，适用于高层建筑中的各种楼盖结构的施工。由于它外形如桌子，故称台模，也称桌模。台模在施工过程中，层层向上吊运翻转，中途不再落地，所以又称飞模。2023/6/7Page10四、楼板结构施工方案（2）桁架式台模。桁架式台模是由桁架、龙骨、面板、支腿和操作平台组成。它是将台模的板面和龙骨放置于两榀或多榀上下弦平行的桁架上，以桁架作为台模的竖向承重构件。桁架材料可以采用铝合金型材，也可以采用型钢制作。前者轻巧但价格较贵，一次投资大；后者自重较大，但投资费用较低。（3）悬架式台模。悬架式台模（见图5-8）的特点：不设立柱，即自身没有完整的支撑体系，台模主要支承在钢筋混凝土结构（柱子或墙体）所设置的支承架上。这样，模板的支设不需要考虑到楼面混凝土结构强度的因素。台模的设计也可以不受建筑层高的约束。2023/6/7Page11四、楼板结构施工方案2．塑料和玻璃钢模壳塑料和玻璃钢模壳是专用于大跨度、大空间结构的密肋楼盖浇筑的模板，具有适应性强、造价低、速度快、施工简便等优点。密肋楼板的结构形式分为双向密肋楼板和单向密肋楼板（见图5-9），用于双向密肋楼板施工的模壳称为Ｍ形模壳，用于单向密肋楼板施工的模壳称为T形模壳（见图5-10）。2023/6/7Page12四、楼板结构施工方案（1）塑料和玻璃钢模壳类型与构造。（2）塑料和玻璃钢模壳支撑系统。支撑系统应装拆方便，同时应具有对单向、双向密肋楼板的通用性。①由钢支柱、钢龙骨和角钢三部分组成的支撑系统（见图5-12）。2023/6/7Page13四、楼板结构施工方案支撑系统的平面布置如图5-13所示。2023/6/7Page14四、楼板结构施工方案采用钢支柱作支撑的柱头构造，还可用型钢、方木等，如图5-14所示，也可采用早拆柱头。支柱的间距、龙骨的截面尺寸等，可根据工程具体情况通过设计、计算确定。2023/6/7Page15四、楼板结构施工方案（3）塑料和玻璃钢模壳的支设。施工前要绘制出支模排列图。支模时，先在楼地面上弹出密肋梁的轴线，然后立起钢支柱。钢支柱的基底应平整，立柱与基底应垂直，当支设高度超过3.5m时，每隔2m高度要用直角扣件及钢管与支柱拉结牢固。在钢支柱调整好标高后，再安装龙骨。安装龙骨时要拉通线，间距要准确，做到横平竖直。然后安装支承角钢，用销钉锁牢。模壳的排列原则是在一个柱网内由中间向两端排放，以免出现两端边肋不等的现象。不合模数的部位，可用木模嵌补。模壳铺完后均有一定缝隙，尤其是双向密肋楼板缝隙较大，需用油毡条或其他材料处理，以免漏浆。模壳支设如图5-15所示。2023/6/7Page16四、楼板结构施工方案3．永久性模板（1）预应力混凝土薄板的制作。（2）预应力混凝土薄板的安装和叠合层的浇筑。学习单元二现浇钢筋混凝土结构施工2023/6/7Page17知识目标11．了解模板施工技术。2．掌握大模板工程施工方法。3．掌握钢筋机械连接的具体操作方法。4．熟悉泵送混凝土与高强混凝土制作技术的原料、拌制和运送等。技能目标21．明确掌握大模板工程施工方法。2．能够掌握钢筋连接技术及高强混凝土的制作技术。2023/6/7Page18一、模板施工技术1．大模板施工（1）大模板构造。大模板由面板、水平加劲肋、支撑桁架、调整螺栓等组成，如图5-17所示，可用作钢筋混凝土墙体模板，其特点是板面尺寸大（一般等于一片墙的面积），重量为1～2t，需用起重机进行装、拆，并且机械化程度高，劳动消耗量低，施工进度较快，但其通用性不如组合钢模强。2023/6/7Page19一、模板施工技术（2）大模板类型。大模板按形状分，有平模、小角模、大角模和筒形模等。①平模。②小角模。③大角模。④筒形模（简称筒模）。2023/6/7Page20一、模板施工技术（3）工程施工准备。工程施工准备除去施工现场为顺利开工而进行的一些准备工作之外，主要就是编制施工组织设计，在这方面主要解决吊装机械选择、流水段划分、施工现场平面布置等问题。①吊装机械选择②流水段划分③施工现场平面布置2023/6/7Page21一、模板施工技术（4）大模板工程施工。①测量放线。（a）轴线的控制和引测。（b）水平标高的控制与引测。②钢筋绑扎。2023/6/7Page22一、模板施工技术③大模板安装。大模板进场后，应对型号，清点数量，注明模板编号。模板表面应除锈并均匀涂刷脱模剂。常用的脱模剂有甲基硅树脂脱模剂、妥尔油脱模剂和海藻酸钠脱模剂等。（a）安装内墙模板。（b）组装外墙外模板。2023/6/7Page23一、模板施工技术2．液压滑动模板施工液压滑动模板（简称“滑模”）施工工艺，是按照施工对象的平面尺寸和形状，在地面组装好包括模板、提升架和操作平台的滑模系统，一次装设高度为1.2m左右，然后分层浇筑混凝土，利用液压提升设备不断竖向提升模板，完成混凝土构件施工的一种方法。滑模由模板系统、操作平台系统和液压提升系统以及施工精度控制系统等组成，如图5-24所示。滑升模板的施工由滑板组装、钢筋绑扎、混凝土施工等几个部分组成。1—模板；2—围圈；3—提升架；4—操作平台；5—操作平台桁架；6—支承杆；7—液压千斤顶；8—高压油泵；9—油管；10—外挑三脚架；11—内吊脚手架；12—外吊脚手架；13—混凝土墙体2023/6/7Page24一、模板施工技术3．爬升模板施工爬升模板简称爬模，是一种自行升降、不需要起重机吊运的模板，可以一次成型一个墙面，是综合大模板与滑模工艺特点形成的一种成套模板，既保持了大模板工艺墙面平整的优点，又吸取了滑模利用自身设备向上移动的优点。1—爬架；2—螺栓；3—预留爬架孔；4—爬模；5—爬架千斤顶；6—爬模千斤顶；7—爬杆；8—模板挑横梁；9—爬架挑横梁；10—脱模架千斤顶2023/6/7Page25一、模板施工技术4．组合模板施工组合模板包括组合式定型钢模板和钢框木（竹）胶合板模板等，具有组装灵活、装拆方便、通用性强、周转次数多等优点，用于高层建筑施工，既可以作竖向模板，又可以作横向模板；既可按设计要求，预先组装成柱、梁、墙等大型模板，用起重机安装就位，以加快模板拼装速度，也可散装散拆，尤其在大风季节，当塔式起重机不能进行吊装作业时，可利用升降电梯垂直运输组合模板，采取散装散拆的施工方式，同样可以保持连续施工并保证必要的施工速度。2023/6/7Page26一、模板施工技术5．隧道模施工隧道模是在大模板施工的基础上，将现浇墙体的模板和现浇楼板的模板结合为一体的大型空间模板，由三面模板组成一节，形如隧道。2023/6/7Page27二、钢筋连接技术常用钢筋连接技术方法主要有下面几种。1．钢筋电渣压力焊（接触电渣焊）钢筋电渣压力焊是将两钢筋安放成竖向对接形式，利用焊接电流通过两钢筋端面间隙，在焊剂层下形成电弧过程和电渣过程，产生电弧热和电阻热，熔化钢筋，加压完成连接的一种焊接方法。2023/6/7Page28二、钢筋连接技术2．钢筋气压焊钢筋气压焊是采用一定比例的氧气和乙炔焰为热源，对需要连接的两钢筋端部接缝处进行加热，使其达到热塑状态，同时对钢筋施加30～40MPa的轴向压力，使钢筋顶焊在一起。3．钢筋机械连接钢筋机械连接是通过连接件的机械咬合作用或钢筋端面的承压作用，将一根钢筋中的力传递至另一根钢筋的连接方法。2023/6/7Page29三、泵送混凝土与高强混凝土制作技术1．泵送混凝土制作技术（1）原材料的选用。（2）拌制前应考虑的因素。（3）泵送混凝土的拌制与运送。2．高强混凝土制作技术（1）原材料。（2）拌制前应考虑的因素。（3）拌制。（4）浇筑、养护与检验。学习单元三装配式钢筋混凝土结构高层建筑施工2023/6/7Page30知识目标11．了解常用的盒子结构体系和种类。2．熟悉盒子的制作。3．掌握高层建筑升板法施工方法和技术。技能目标21．能够明确常用盒子机构体系和种类及盒子的制作。2．能够进行高层建筑升板法施工。2023/6/7Page311．常用的盒子结构体系常用的盒子结构体系有以下几种。一、高层建筑预制盒子结构施工全盒子体系板材盒子体系骨架盒子体系2023/6/7Page322．盒子构件的种类（1）盒子构件按大小分，有单间盒子和单元盒子。单间盒子以一个基本房间为一个盒子，长度为进深方向，一般为4～6m，宽度为开间方向，一般为2.4～3.6m，高度为一层，自重约100kN；单元盒子以一个住宅单元为一个盒子，长度为2～3个进深，一般为9～12m，宽度为1～2个开间，为3～6m，高度也是一层。单间盒子便于运输和吊装，便于推广。单元盒子质量大、体积大，较少采用。（2）盒子构件按材料分，有钢、钢筋混凝土、铝、木、塑料等盒子。（3）盒子构件按功能分，有设备盒子（如卫生间、厨房、楼梯间盒子）和普通居室盒子。卫生间、厨房涉及工种多，将它预制成盒子，可大大提高工效。卫生间盒子在世界各国得到普遍采用，大批量生产。（4）盒子构件按制造工艺分，有装配式盒子和整体式盒子。一、高层建筑预制盒子结构施工2023/6/7Page333．盒子构件的制作钢盒子构件多采用焊接式轻型钢框架，在专门的工厂制作。装配式钢筋混凝土盒子，是先在工厂预制各种类型的大型板材（墙板、底板、顶板），然后再组装成空间结构的盒子，它可以利用大板厂的设备进行生产。装配式钢筋混凝土盒子也可以在施工现场附近的场地上制作和组装。美国就用此法在奥克兰建造过一幢11层的房屋，据称效果较好。4．盒子构件的运输和安装正确选择运输设备和安装方法，对盒子结构的施工速度和造价有一定的影响。对于高层盒子结构的房屋，多用履带式起重机、汽车式起重机和塔式起重机进行安装。美国多用大吨位的汽车式起重机和履带式起重机进行安装，例如，用38t的盒子组成的两层的旅馆，即用履带式起重机进行安装，该起重机在极限伸距时的起重量达50t。一、高层建筑预制盒子结构施工2023/6/7Page34升板法施工是介于混凝土现浇与构件预制装配之间的一种施工方法。利用升板法施工可以节约大量模板，减少高空作业，有利于安全施工，可以缩小施工用地，对周围干扰影响小，特别适用于现场狭窄的工程。问题：升板施工阶段的内容有哪些，请简要说明。1—劲性钢骨架；2—抽拔模板；3—预埋的螺帽钢板；4—顶层板；5—垫木；6—螺栓；7—提升架；8—支撑；9—压板；10—已浇筑的柱子1—劲性钢筋骨架；2—提升环；3—顶层板；4—承重销；5—垫块；6—模板；7—已浇筑的柱子；8—螺栓；9—销子；10—吊板2023/6/7Page351—滑模模板；2—柔性配筋柱（柱内钢筋骨架）；3—已浇筑的柱子；4—预留孔1—叠浇板；2—顶层板；3—柱模板；4—操作平台2023/6/7Page362023/6/7Page37升板法施工是介于混凝土现浇与构件预制装配之间的一种施工方法。这种施工方法是在施工现场就地重叠制作各层楼板及顶层板，然后利用安装在柱子上的提升机械，通过吊杆将已达到设计强度的顶层板及各层楼板，按照提升程序逐层提升到设计位置，并将板和柱连接，形成结构体系。升板法施工可以节约大量模板，减少高空作业，有利于安全施工，可以缩小施工用地，对周围干扰影响小，特别适用于现场狭窄的工程。高层建筑升板法施工，主要应考虑柱子接长问题。因受起重机械和施工条件限制，一般不能采用预制钢筋混凝土柱和整根柱吊装就位的方法，通常采用现浇钢筋混凝土柱。施工时，可利用升板设备逐层制作，无需大型起重设备，也可以采用预制柱和现浇柱结合施工的方法，先预制一段钢筋混凝土柱，再采用现浇混凝土柱接高。1．选择升板设备升板法施工前，应正确选择升板设备。高层升板施工的关键设备是升板机，主要分电动和液压两大类。二、高层建筑升板法施工2023/6/7Page38二、高层建筑升板法施工1—螺杆固定架；2—螺杆；3—承重销；4—电动螺杆千斤顶；5—提升机组底盘；6—导向轮；7—柱子；8—提升架；9—吊杆；10—提升架支撑；11—楼板1—油箱；2—油泵；3—配油体；4—随动阀；5—油缸；6—上棘爪；7—下棘爪；8—竹节杠；9—液压锁；10—机架；11—停机销；12—自升式机架2023/6/7Page392．开展施工前期工作（1）进行基础施工。预制柱基础一般为钢筋混凝土杯形基础。施工中，必须严格控制轴线位置和杯底标高，因为轴线偏移会影响提升环位置的准确性，杯底标高的误差会导致楼板位置差异。（2）浇筑预制柱。预制柱一般在现场浇筑。当采用叠层制作时，不宜超过三层。柱上要留设就位孔（当板升到设计标高时作为板的固定支承孔）和停歇孔（在升板过程中悬挂提升机和楼板中途停歇时作为临时支承）。就位孔的位置根据楼板设计标高确定，偏差不应超过±mm，孔的大小尺寸偏差不应超过10mm，孔的轴线偏差不应超过5mm。停歇孔的位置根据提升程度确定。如果就位孔与停歇孔位置重叠，则就位孔兼作停歇孔。柱子上下两孔之间的净距一般不宜小于300mm。预留孔的尺寸应根据承重销来确定。承重销常用I10、I12、I14号工字钢，则孔的宽度为100mm，高度为160～180mm。

二、高层建筑升板法施工2023/6/7Page403．楼层板制作楼层板的制作分制作胎模、提升环放置和板混凝土浇筑三个步骤。二、高层建筑升板法施工2023/6/7Page41高层建筑中的外墙围护结构，是确保建筑物的隔热、保温、装饰、封闭等功能的重要组成部分，而且高层房屋的体表面积大，隔热保温、降低能耗就显得尤为重要。想一想：1．外墙保温系统按保温层位置可划分为几类？2．外墙内保温系统的组成及具体施工措施是什么？3．外墙外保温系统的组成及具体施工措施是什么？知识拓展2023/6/7Page42高层钢筋混凝土结构房屋适用高度根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2010）中3.3的规定，钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度应区分为A级和B级。A级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表5-4所示的规定，B级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表5-5所示的规定。学习情境小结2023/6/7Page43本学习情境主要介绍高层钢筋混凝土结构施工方案的选择、现浇钢筋混凝土结构施工和装配式钢筋混凝土结构施工三部分内容。目前，在高层建筑中常用的结构体系有框架结构体系、剪力墙结构体系、筒体结构体系和楼板结构体系。通过本学习情境内容的学习，学生可了解高层钢筋混凝土结构施工的常用方案，掌握选择结构施工方案的方法。现浇钢筋混凝土结构高层建筑的施工，与一般多层建筑施工一样，也涉及模板、钢筋和混凝土三个