建筑工程施工绪论

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1、,土木工程施工,绪 论,授课教师：刘平,建筑工程施工 将设计者的思想、意图及构思转化为现实的过程。,现代的摩天大厦,古代的穴居巢处,都江堰 三峡大坝,设想（设计）,施工,现 实,一、课程研究内容 1.研究对象 施工技术： 研究每个工种工程的施工工艺、施工方法、施工机械选择、质量安全措施等施工规律。 施工组织： 研究建筑产品生产过程中，各工种工程之间互相配合、互相协调的施工规律。,施工技术是以各工种工程施工的技术为研究对象，选择合理的施工方案，确定最有效的施工技术措施。 研究一个建筑产品（项目或单位工程）生产过程中各主要工种工程的生产工艺、原理和方法。 以完成一个建筑产品为主要目的。 以现场施工

2、为主。,施工组织是以科学编制一个工程的施工组织设计为研究对象。 研究生产过程中各生产要素之间的合理组织。,2.研究内容 （1）施工技术 研究一个工种工程本身的施工规律，包括施工工艺、方法、机械选择、质量和安全等。,实例：混凝土工程,（2）施工组织,研究一个产品生产过程中，各工种工程之间相互配合、相互协调的施工规律。,施工方案（顺序、流向、方法等） 施工进度 劳动资源的组织（材料、人员、工作面等） 施工现场的平面布置,注意：考虑一个工种工程技术问题。 考虑各个工种间组织问题,3.任务：研究建筑工程施工技术和施工组织的一般规律，具有解决一般建筑工程施工技术和组织计划问题的初步能力。 如何依据施工对

3、象的特点、规模和实际情况，应用合适的施工技术、方法和组织，完成符合设计要求的工程。,二、现代建筑工程施工技术的发展 （一）新材料与建筑工程施工 （二）施工机械的进步带动施工技术水平的提高。 （三）新工艺的涌现大大提高了施工效率。 （四）先进的计算手段使信息化施工成为可能，保证了施工质量。 （五）高水平施工管理为建筑工程施工保驾护航。,（一）新材料与建筑工程施工 新型建筑材料主要包括：新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料、装饰装修材料四大类。 这里新材料也包括对“老材料”的改造升级，仅举几例。,1.高性能混凝土 特征： 高强 高耐久性 良好的施工性能,20世纪90年代初期，我国先后研

4、究开发成功了C60、C70高性能混凝土。,1994年又开始研究开发C80预拌高性能混凝土，并于1995年应用于新上海国际大厦第21层楼(87 m高)施工，取得了级配设计、预拌、运输、泵送入模的成功经验。,1994年东方明珠电视塔工程一次将C40混凝土泵送到350 m高度 1997年在金茂大厦工程一次将C40混凝土泵送到382.5 m高度。,良好的施工性能高泵程混凝土 采用掺粉煤灰和化学外加剂的”双掺技术”，增加混凝土的流动性，使混凝土泵送高度越来越高。,良好的施工性能自密实混凝土,日本在明石海峡大桥的2个桥墩上分别实现24万m3 与15万m3不用振捣的自密实混凝土,良好的施工性能自密实混凝土

5、河北工业大学 教师公寓采用 CL结构体系 施工时采用自密实免振捣 混凝土,2.高效钢筋和现代化预应力技术的应用 研制开发了500MPa的新IV级钢筋，比原来400MPa的III级钢筋性能优良。20世纪70年代出现新型钢筋冷轧带肋钢筋。 在现代预应力混凝土技术方面，高强度低松弛钢绞线的强度已达到1860MPa。大吨位锚固体系与张拉设备的开发与完善，金属螺旋管(波纹管)留孔技术的开发与无黏结预应力成套技术的形成(包括开发了环向、竖向和超长束预应力工艺)，将现代预应力技术从构件推向结构新阶段，应用范围不断扩大。采用预应力混凝土大柱网结构，满足高层建筑下部大空间功能的要求；,3. ETFE膜 可以把多

6、余的光线过滤掉，隔热散光，甚至具备吸纳杂音、抗压等功能,ETFE膜结构施工,（二）施工机械的进步带动施工技术水平的提高。 现代工程结构的特点： 规模越来越庞大 技术越来越复杂 施工越来越机械化,1.塔式起重机,经过多年的艰苦努力，我国塔式起重机的制造水平也已跨入世界先进行列，具备了制造起重力矩在1000tm以上的塔式起重机的能力,塔吊是超高层建筑施工 的必备工具 建设中的上海环球中心大厦,阿联酋迪拜大厦的建设,建设中的三峡大坝,塔式起重机,国外的塔式起重机,塔式起重机之巨无霸丹麦KROLL公司生产的K-10000塔式起重机。 该机起重力矩达到10000tm，为迄今世界最大起重力矩。 最大起升高

7、度为90m，最大起重能力高达240t。 最大吊装幅度达100m时，起重能力仍然达到94.5t。,K-10000塔式起重机,德国Ljebherr公司、法国Potain公司和澳大利亚Favelle Favco公司都拥有制造起重力矩大于2000tm塔式起重机的能力。 采用了两台澳大利亚Favelle Favco M12800塔式起重机作为钢结构安装机械的中央电视台新台址大厦,2.外用施工电梯的发展 我国自1973年开始生产施工电梯，经过30多年的发展，基本赶上了国际先进水平，上海的“宝达”和广州的“京龙”都是业内颇具影响的品牌，产品性能与国外先进水平基本相当。,国外施工电梯 著名生产厂家主要有瑞典A

8、LIMAK、芬兰CANCLIMBER、德国STEINWEG和捷克PEGA。 其中瑞典ALIMAK为老牌龙头，世界十大超高层建筑有6栋(台北101、吉隆坡石油双塔、上海金茂大厦、际金融中心二期、高雄T&C大厦和香港中环广场)建设时采用了瑞典ALIMAK施工电梯，其行业地位可见一斑。 捷克PEGA则是行业新军，成立时间不长即参与了世界第一高楼阿联酋迪拜大厦的建设。,3.混凝土泵 混凝土泵可以同时完成水平和垂直运输，目前最大水平输送距离已超过2000m，最大垂直泵送高度也可达500 m以上。泵送混凝土已经成为超高层建筑混凝土输送最主要的输送方式。,上海金茂大厦和迪拜大厦都采用了著名的德国普茨迈斯特(

9、Putzmeister)的BSA-14000HD超高压泵（ 迪拜塔泵送高度611m，创新纪录）,台北101大楼、吉隆坡石油双塔采用德国施维英(Schwing)的BP 8000超高压泵,近年来我国三一重工和中联重科奋起直追，混凝土泵制造技术赶上了世界先进水平。 近年来建设完成的和正在建设的超高层建筑中，上海环球金融中心、际金融中心二期和香港环球贸易广场也都采用了中国三一重工生产的混凝土泵。,611,天津高银117大厦从其设计之初到开工建设吸引了人们关注的目光，这栋建筑拥有10项工程之最：结构高度中国之最：597米，单体建筑面积中国之最：83万平方米，单体建筑基坑土方开挖之最：200万立方米，民用

10、建筑工程桩长度之最：117大楼工程桩桩长为100米以上，民用建筑工程桩长细比之最：120，民用建筑工程水下浇注混凝土之最：C55水下浇注，民用建筑工程桩钢筋规格之最：直径50毫米三级钢，底板C50大体积混凝土体量最大：7万立方米，自密实砼强度之最：C70，钢结构巨型钢柱尺寸世界之最：24米*22.8米。,（三）新工艺的涌现大大提高了施工效率 1.粗钢筋连接技术 20世纪80年代初期，研制发展了电渣压力焊、气压焊等新工艺。 20世纪80年代中期又出现了径向套筒挤压连接和轴向套筒挤压连接等机械接头。 到了20世纪80年代末期又成功研制了锥螺纹接头。 到了20世纪90年代后期又出现了镦粗锥螺纹接头和

11、镦粗直螺纹接头，其接头强度均超过了钢筋母材。 1999年又研制了等强滚压直螺纹接头。,电渣压力焊工艺,夹住钢筋,装入焊剂,引弧烧化,挤压焊接,焊接成型,气压焊工艺,点燃焊炬,加热钢筋,钢筋加压,焊接成型,边加压边加热,套筒挤压钢筋连接,径向,冷挤压连接机,钢筋套筒径向挤压连接 1-压痕；2-钢套筒；3-变形钢筋,钢筋套筒轴向挤压连接 1-压模；2-钢套筒；3-变形钢筋,锥螺纹钢筋连接,套丝机套丝锥螺纹,直螺纹钢筋连接,直螺纹钢筋连接套筒,镦粗直螺纹连接机器,镦粗直螺纹连接套筒,钢筋滚压直螺纹套筒连接,三峡工程大坝混凝土施工钢筋制造安装工程量达46.30万t，在施工中广泛采用冷挤压、热镦粗、等强

12、度滚轧直螺纹等机械连接技术，大幅度地提高了现场工作效率、降低了工人劳动强度、改善了劳动环境、提高了钢筋连接质量。,2.逆作法施工 逆作法施工是从地上往地下逐层支撑挖土施工，它利用预先筑好的地下连续墙，从上往下逆作，同时还可往上施工。,第一步：开挖土方至地下室二楼楼板底标高,第二步：施工四周区域二楼楼板（形成支撑）,第三步：开挖四周区域土方至基坑底,第四步：施工四周区域地下室二层主体结构,第五步：开挖四周区域土方至基坑底,第六步：施工地下室三层主体结构,第七步：开挖中央区域土方至坑底,第八步：施工中央区域地下室二层三层主体结构,第九步：施工地下室一层主体结构,3.高层施工施工模板体系 （1）液压

13、滑升模板 工程技术始创于20世纪初， 开始主要用于贮仓一类等截面 筒体结构的施工。,液压滑升模板构造,深圳国际贸易中心主楼52层、158.65 m高。,1983年创造了闻名全国的 “深圳速度”的深圳国际贸易中心主楼施工。,应用自主研发的内外筒整体滑升工艺三天施工一层楼。,553 m高的加拿大国家电视塔、,1995年采用了墙、柱、梁整体同步液压滑升工艺施工55层，205 m高的武汉国贸中心大厦，总共动用了832个6 t的大吨位千斤顶，液压滑升规模和施工速度都达到国际先进水平。,滑框倒模工艺 传统液压滑升模板工程技术存在的混凝土结构表面粗糙，连续施工组织难度大的缺陷。 采用滑框倒模工艺可避免。,爬

14、模工艺 20世纪70年代末在我国开始用于外墙和电梯井筒施工，目前已发展到内外墙模板同时爬升。,模板与爬架互爬,模板与模板互爬,1994年深圳地王商业大厦（69层，高325 m）采用了瑞士VSL液压自动爬升模板工艺施工，平均施工速度达到了3.5 d一层，创造了最快时2天半一层的施工速度记录。,ii）2004年上海环球金融中心采用DOKA液压自动爬升模板系统施工巨型柱，解决了巨型柱收分、倾斜等施工难题。 上海88层的金茂大厦的核心筒体就是采用这种工艺，最快达到2天1层。 世界第一高楼迪拜塔采用爬模工艺工艺，平均3-4天1层。,2008年2月新液压自动爬升模板系统应用于上海外滩中信城超高劲性核心筒结

15、构施工，展示了良好的技术性能，在正常施工条件下，可以实现四天一层的施工流水节拍。,新液压自动爬升模板施工总体工艺流程,（四）先进的计算手段使信息化施工成为可能，保证了施工质量。 信息化施工能随时根据现场的地质情况和监测成果对设计和施工方案进行动态调整和优化，获取可靠、全面的地质监测数据及施工信息并进行及时分析和反馈。 在工程实践中创造出巨大的经济效益和社会效益。,1.深基坑支护技术 设计方法发 展 整体三维建模 从整体上分析支护结构及周围土体 的应力与位移性状。 有限单元法 动态的模拟基坑的施工工况 模拟土体支护结构之间相互作用 水土之间的耦合等因素,1.4.2 板式支护结构,大型环形支撑体系

16、,1.4.2 板式支护结构,大型环形支撑体系,（3） 钢结构施工技术的发展趋势,数值模拟指导下的现代钢结构施工技术 1) 施工方案优化 数值模拟证明施工方案的可行性； 数值模拟说明施工流程的合理性； 数值模拟说明施工资源分配与布局； 数值模拟描述施工作业过程； 数值模拟为施工作业提供安全保障； 数值模拟说明施工方案的经济性能。,2) 施工控制 数值模拟提供施工阶段结构及构件的受力状态； 数值模拟提供施工阶段结构及构件的变形状态； 数值模拟提供施工阶段结构及构件的运动状态； 数值模拟提供施工动态作业进程； 数值模拟描述结构的生长过程； 数值模拟为施工控制提供依据,国家体育中心 4.18万t,四 土木工程在国民经济中的地位和作用,1.土建工程的内涵及特点各行各业都离不开它,基本建设,工业,农业,生活,交通,国防,其他,厂房、矿山、开采 ,灌渠、泄洪、坝体 ,公共建筑、民用建筑、市政设施