高层建筑施工绪论

《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

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、阿联酋迪拜哈利法塔、上海环球金融中心、香港环球贸易广场、马来西亚吉隆坡双峰塔、美国芝加哥韦莱集团大厦、广州国际金融中心等。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，不同国家或地区有不同的理解和规定

1972国际高层建筑会议

第一类高层建筑:9~16层(最高到50m);第二类高层建筑:17~25层(最高到75m);第三类高层建筑:26~40层(最高到100m);超高层建筑:40层以上(高度100m以上)。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。

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年建于河北定县的料敌塔0.2高层建筑的发展

在近现代的高层建筑中，由于钢铁及混凝土等材料在建筑工程中的应用，国内外建造了较多知名的高层建筑。

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0.2高层建筑的发展中华人民共和国成立后，从50年代开始，在北京、广州、沈阳、兰州、太原等地也相继建造了一批8~13层的大型公共建筑；到60年代在广州首次建成了27层、高87.6m的广州宾馆。70年代，由于外事、旅游业的发展和解决大中型城市住房的急需，全国各地陆续兴建了一批高层建筑进入80年代以后，随着改革开放的深入发展，全国各大中型城市建造了大量的高层建筑。

图0-1建设中的上海环球金融中心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。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、多筒体结构体系（成束筒结构和巨型框架结构）当采用多个筒体共同抵抗侧向力时，就成为多筒结构，多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多筒体结构体系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。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。0.4高层建筑施工技术的发展0.4高层建筑施工技术的发展

此外，还开发了较多不同类型的模板及支撑系统技术。如用于现浇平板结构施工的各种台模（飞模），胶合板面的钢管立柱式台模、胶合板面铝合金桁架式台模、组合小钢模板面钢管组装式台模等等。为了适应大跨度密肋楼盖的施工，研制了采用塑料和玻璃钢模壳等。4.钢筋连接工艺技术的发展在混凝土结构的高层建筑中，大直径钢筋用量较大，钢筋的连接方法直接影响着工程施工进度、结构质量和成本。传统的绑扎连接、搭接焊已远远不能适应高层建筑的发展需要。上世纪80年代初期，钢筋连接工艺不断进步，致使后来出现了径向挤压连接、轴向挤压连接、锥螺纹接头等机械接头。0.4高层建筑施工技术的发展5.商品混凝土和混凝土施工机械化水平的发展自上世纪80年代末，现浇钢筋混凝土高层建筑的发展，施工现场混凝土用量大幅度增长，国内大中型城市开始大力发展商品混凝土的生产。现如今，随着商品混凝土的生产、运输等现代化生产规模的发展，商品混凝土已成为城市建设以及高层混凝土结构不可或缺的材料了。0