第一节 高层建筑施工-绪论

高层建筑施工徐训武汉理工大学2020年6月12日星期五2/47第一章绪论CourseIntroduction2016秋季学期课程名称：高层建筑施工上课班级：1301-1303上课时间：周一（7-8节），1-12周上课地点：新3-206教材：现代高层建筑施工办公室：土木学院316Email：[e-mail]电话：[phone]考核方式：30%平时（作业+考勤）+70%期末（闭卷）2020年6月12日星期五3/47第一章绪论1、高层建筑的概念1.1、高层建筑的定义行业标准：《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002)中规定：十层及十层以上的住宅建筑或房屋高度超过24米的其他民用高层建筑结构。国家标准：《高层民用建筑设计防火规范》规定：十层及十层以上的住宅建筑和建筑高度超过24米的公共建筑为高层建筑2020年6月12日星期五4/47第一章绪论住房和城乡建设部：《民用建筑设计通则》（JGJ37-87），明确了民用建筑层数的划分A、住宅建筑按层数：1-3层为低层；4-6层为多层；7-9层为中高层；10层以上为高层。B、公共建筑及综合性建筑总高度超过24M者为高层（不包含高度超过24M单层主体建筑）C、建筑物高度超过100M时，不论住宅或公共建筑均为超高层。1、高层建筑的概念2020年6月12日星期五5/47第一章绪论国外有关高层建筑的规定：美国：总高度在24.6米以上或7层以上的建筑物为高层建筑。英国：总高度在24.3米以上的建筑物为高层建筑。德国：总高度在22米以上的建筑物为高层建筑。法国：8层及8层以上的住宅建筑物或高度在31米以上的其他建筑物为高层建筑。日本：总高度在31米以上或11层以上的建筑物为高层建筑。比利时：总高度在25米以上的建筑物为高层建筑1、高层建筑的概念2020年6月12日星期五6/47第一章绪论世界高层建筑委员会（属联合国教科文组织）建议，按高层建筑的层数和高度分为以下四类：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)。1、高层建筑的概念十层及十层以上的住宅建筑和房屋高度大于24米的其他高层民用建筑定义为高层建筑。2020年6月12日星期五7/47第一章绪论1、使人口集中，可利用建筑内部的竖向和横向交通缩短部门之间的联系距离，从而提高效率；2、能使大面积建筑的用地大幅度缩小，有可能在城市中心地段选址；3，可以减少市政建设投资和缩短建筑工期。4，高层建筑远离地面区有较好的通风和较高的空气质量品质。5、高层建筑也是一个城市发展程度的一个标志。2、高层建筑的优点2020年6月12日星期五8/47第一章绪论1、关于城市经济效益和环境效益问题，应遵照城市规划部门指定的地段和控制高度建造，而不能完全根据建筑本身的需要。2、高层建筑由于应力增加，设备和装修水平必须提高,施工难度增大,因而造价必然大大高于多层建筑。因此，需要各专业设计人员密切合作使平面布局合理，提高使用系数，做到构造简洁，自重轻，便于安装，综合降低造价。3、高层建筑最突出的是防火安全设计，各专业设计人员应严格遵守高层建筑设计防火规范的规定。新闻上经常说到高层建筑的火灾问题，可见其防火安全的设计相对困难2、高层建筑的缺点2020年6月12日星期五9/47第一章绪论3.1、建筑特点与要求1、由于建筑高度增加，电梯成为建筑内部主要的垂直交通工具，影响高层建筑的平面布局和空间组合。2、需要在底层和不同的高度设置设备层，顶部设电梯间和水箱间。平面、立面的布置要满足高层防火规范要求。3、由于高层建筑地下埋深嵌固要求，一般要有一层至数层的地下室，作为设备层及车库、人防、辅助用房用房等3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五10/47第一章绪论3.1、建筑特点与要求4、高层建筑主体具有特定的使用功能的标准层，具有统一的层高、开间、进深和平面布局。5、由于高度、体型大，需要更好的处理建筑造型和外饰面。6、对不同使用功能的高层建筑需要解决各自的问题。3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五11/47第一章绪论3.2、结构特点与要求-强度（承载力）：垂直压力：结构自重和可变荷载、雪荷载等WHN垂直荷载使建筑物受压，其压力的大小与建筑物高度成正比，由墙和柱承受3、高层建筑的特点W:垂直荷载H:建筑物高度2020年6月12日星期五12/47第一章绪论3.2、结构特点与要求-强度（承载力）：水平荷载(风力或地震作用)三角形分布：231qHM3、高层建筑的特点q:水平荷载H:建筑物高度2020年6月12日星期五13/47第一章绪论3.2、结构特点与要求-强度（承载力）：水平荷载(风力或地震作用)均匀分布：221qHM3、高层建筑的特点q:水平荷载H:建筑物高度2020年6月12日星期五14/47第一章绪论3.2、结构特点与要求-强度（承载力）：3、高层建筑的特点弯矩对结构产生拉力和压力，当建筑物超过一定的高度时，由于水平荷载产生的拉力就会超过由垂直荷载所产生的压力，建筑物的一侧就会由于风力或地震作用而处于周期性的受拉和受压状态不对称及复杂体型的高层建筑还需要考虑结构的扭转校园，高层建筑必须充分考虑结构的各种受力情况，保证结构有足够的承载力2020年6月12日星期五15/47第一章绪论3.2、结构特点与要求-刚度：3、高层建筑的特点EIqH120114Δ：水平位移E:弹性模量I:截面惯性矩水平荷载三角形分布：水平荷载均匀分布：EIqH84Δ：水平位移E:弹性模量I:截面惯性矩水平荷载产生的楼层水平位移Δ，与建筑物高度的4次方成正比2020年6月12日星期五16/47第一章绪论3.2、结构特点与要求-刚度：3、高层建筑的特点水平位移过大的影响：1、使人产生不适，影响生活、工作；2、会使电梯轨道变形；3、会使填充墙或建筑物装修开裂、剥落4、会使主体结构出现裂缝；5如果水平位移再进一步扩大，就会导致房屋的各个部件产生附加内力，引起整个房屋的严重破坏，甚至倒塌。2020年6月12日星期五17/47第一章绪论3.2、结构特点与要求-刚度：高层建筑的水平位移要求：3、高层建筑的特点12001~400112001~4001Hhh:建筑物层高H:建筑物高度δ：建筑物层间位移Δ：建筑物顶点位移2020年6月12日星期五18/47第一章绪论3.2、结构特点与要求-延性：3.2、结构特点与要求-耐久性：《民用建筑设计通则》将建筑耐久年限分为四级一级耐久年限为100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。二级:50-100年一般性建筑三级:25-50年次要的建筑四级:15年一下临时性建筑3.2、结构特点与要求-基础稳定性：为确保高层的稳定性和满足地基变形要求，其基础的埋置深度，采用天然地基时不小于建筑高度的1/12，采用桩基础时为1/15（桩长不计）3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五19/47第一章绪论3.3、施工特点与要求-工程量大、工序多、配合复杂工序：土方，模板，钢筋，混凝土，砌筑，电焊机设备安装多工种交叉联合作业，组织配合复杂3.3、施工特点与要求-施工周期长、工期紧高层建筑工期一般为2-4年，平均2年左右，结构工期一般为5-10天一层冬季、雨期施工3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五20/47第一章绪论3.3、施工特点与要求-基础深、基坑支护和地基处理复杂高层建筑基础一般较深，大多有1-4层地下室，土方开挖、基坑支护、地基处理以及深基坑降水，技术复杂，直接影响工期和造价。3.3、施工特点与要求-高处作业多，垂直运输量大施工中要解决好高空材料、制品、机具设备、人员的垂直运输，合理地选用各种垂直运输机械，妥善安排好材料、设备和施工人员的上下班及运输问题，以及用水、用电、通讯、建筑垃圾处理等问题。3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五21/47第一章绪论3.3、施工特点与要求-结构装修、防水质量要求高，技术复杂基础和地下室墙面、厨房、卫生间的管道和防水都要求不出现任何漏水和渗水；采用大量新技术、新工艺、新材料和新机具设备及各种工艺体系，施工精度要求高，施工技术复杂。3.3、施工特点与要求-平行流水，立体交叉作业多，机械化程度高为提高效率：多专业工种，多工序平行流水立体交叉作业；采用机械化施工新3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五22/47第一章绪论3.4、防火及设备特点与要求1、给水、排水A、给水系统:三大给水系统生活、消防、生产三大给水方式高位水箱式、气压水箱式、变频泵组给水系统B、热水供应系统：C、排水系统：D、水泵间：3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五23/47第一章绪论3.4、防火及设备特点与要求2、电气、机电设备A、电源：B、电梯：C、防雷：D、共用天线电视接收系统：E、电话：F、弱电系统：3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五24/47第一章绪论3.4、防火及设备特点与要求3、采暖、通风、空调A、一般高层建筑：B、高档高层建筑：3、高层建筑的特点2020年6月12日星期五25/47第一章绪论4.1、高层建筑的兴起：我国古代:高塔，采用砖砌或木制的筒体结构4、高层建筑的发展公元523年建于河南登封县，嵩岳寺塔为青砖、黄泥砌筑的15层密檐式砖塔，平面呈十二边形。总高37．045米，底层直径10．6米，内径5米余，壁体厚2．5米。2020年6月12日星期五26/47第一章绪论4.1、高层建筑的兴起：我国古代:高塔，采用砖砌或木制的筒体结构4、高层建筑的发展释迦塔建于1055年，位于佛宫寺南北中轴线上的山门与大殿之间，属于“前塔后殿”的布局。塔建造在四米高的台基上，塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形。第一层立面重檐，以上各层均为单檐，共五层六檐，各层间夹设有暗层，实为九层。因底层为重檐并有回廊，故塔的外观为六层屋檐。各层均用内、外两圈木柱支撑，每层外有24根柱子，内有八根，木柱之间使用了许多斜撑、梁、枋和短柱，组成不同方向的复梁式木架。整个木塔共用红松木料3000立方，约2600多吨重。应县木塔2020年6月12日星期五27/47第一章绪论4.1、高层建筑的兴起：我国古代:高塔，采用砖砌或木制的筒体结构4、高层建筑的发展布达拉宫海拔3700米(旅游要防止缺乏内源氧），占地总面积36万平方米，建筑总面积13万平方米，主楼高117米，共13层，其中宫殿、灵塔殿、佛殿、经堂、僧舍、庭院等一应俱全。2020年6月12日星期五28/47第一章绪论4.1、高层建筑的兴起：国外古代:砖石承重结构壁厚,使用空间小.4、高层建筑的发展胡夫金字塔是埃及金字塔中最大的金字塔。塔高146.59米，因年久风化，顶端剥落10米，现高136.5米，相当于40层大厦高。塔身是用230万块巨石堆砌而成，大小不等的石料重达1.5吨至160吨，塔的总重量约为684万吨，它的规模是埃及至今发现的70多座金字塔中最大的。2020年6月12日星期五29/47第一章绪论4.1、高层建筑的发展:框架结构(钢、钢筋混凝土)剪力墙、钢支撑、筒体4、高层建筑的发展上海国际饭店于1934年落成，大楼24层，其中地下2层，地面以上高83．8m，钢框架结构，钢筋混凝土楼板，它是当时全国也是当时亚洲最高的建筑物，并在上海一直保持高度的最高纪录达半个世纪。上海国际饭店2020年6月12日星期五30/47第一章绪论4.1、高层建筑的发展:框架结构(钢、钢筋混凝土)剪力墙、钢支撑、筒体4、高层建筑的发展世界贸易中心建于1962年－1976年。占地6.5公顷，世界贸易中心由七座建筑组成，最明显的是两栋110层、楼高417米（北塔）和415米（南塔）的摩天大楼。一号楼天线、尖顶高526.3米，屋顶高417米，最高楼层高412米。成为当时世界上最高的摩天大楼。摩天楼平面为正方形，边长63米，每幢摩天楼实用面积46.6万平方米。在2001年9月11日的“9.11恐怖袭击事件”中坍塌。世界贸易中心2020