182023_清华大学建筑施工技术-高层主体

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1、第7章 高层建筑主体结构工程,（时间：2次课，4学时）,第7章 高层建筑主体结构工程,本章学习要求： 了解高层建筑的基本知识及施工特点。 熟悉塔式起重机、混凝土泵送设备等高层建筑施工机械的分类、特点和选用。 熟悉悬挑式脚手架、附着升降式脚手架等高层建筑施工用外脚手架的构造特点和搭设要求。 了解高层混凝土主体结构施工中，用于浇筑大空间水平构件的台模、密肋楼盖模壳，及用于浇筑竖向构件的大模板、滑动模板、爬升模板等成套模板施工技术。,2,第7章 高层建筑主体结构工程,7.1 高层建筑及其施工特点 7.2 高层建筑主体结构施工用机械设备 7.3 高层建筑脚手架工程 7.4 高层建筑主体结构施工 7.5

2、 高层建筑施工安全技术 7.6 工程实践案例 7.7 本章学习小结 7.8 复习思考题,3,7.1 高层建筑及其施工特点,7.1.1 高层建筑的定义 7.1.2 高层建筑结构材料与结构体系 7.1.3 高层建筑楼盖结构 7.1.4 高层建筑施工特点,4,7.1 高层建筑及其施工特点,高层建筑是城市化、工业化和科学技术发展的产物。城市工商业的迅速发展，人口的猛增，建设用地的日渐紧张，促使建筑向空中发展。而我国高层建筑的大规模建设，也标志着我国的施工技术和施工能力又上了一个新台阶。,5,7.1.1 高层建筑的定义,高层建筑的定义在不同的国家和地区有不同的理解，而且从不同的角度，如结构、消防和运输来

3、看，也会得出不同的结论。1972年召开的国际高层建筑会议确定为： 第一类高层建筑 916层 (最高到50m)； 第二类高层建筑 1725层 (最高到75m)； 第三类高层建筑 2640层 (最高到100m)； 第四类高层建筑 超高层建筑，40层以上(高度在100m以上)。 我国高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ32002)规定，10层及10层以上或房屋高度大于24m的建筑物为高层建筑 。,6,7.1.2 高层建筑结构材料与结构体系,1高层建筑结构材料 高层建筑主要以钢筋混凝土和钢材为结构材料。高层建筑按结构材料分，有钢筋混凝土结构、钢结构、钢-混凝土组合结构和混合结构等。 国内高层建筑大量采用

4、的是钢筋混凝土结构，其次是钢-混凝土组合结构和混合结构，用得最少的是钢结构。但从我国历年建造的高层建筑的结构材料看，钢结构、钢-混凝土组合结构和混合结构所占比重逐年增大，尤其是随着国家建筑技术政策由以往限制使用钢结构转变为积极合理扩大应用钢结构，必定推动高层钢结构的快速发展。钢-混凝土组合结构和混合结构由于其优越的经济效益和结构性能，将是今后国内外高层建筑采用的主要结构形式。 钢-混凝土组合结构是指在同一个结构部位采用不同的结构材料形成的结构形式，如型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等。混合结构是指在同一座高层建筑的不同部位采用不同的结构材料形成的结构形式，如钢框架与混凝土核心筒组成的框筒结构体系

5、等。 2高层建筑结构体系 高层建筑按结构体系分主要有：框架结构体系、框架-剪力墙结构体系、剪力墙结构体系、框肢剪力墙结构体系、框架-筒体结构体系和筒体结构体系等。,7,7.1.3 高层建筑楼盖结构,高层建筑由于层数多、高度大，因此对楼盖结构要求也高。高层混凝土结构一般采用现浇混凝土楼盖结构；高层钢结构通常采用压型钢板组合楼盖结构。现浇楼盖结构按梁系布置方式的不同，又可分为肋梁楼盖、井格梁楼盖、密肋楼盖和无梁楼盖等。随着预应力混凝土技术的不断发展，为了克服普通钢筋混凝土楼盖用料多、自重大的缺点，目前无粘结预应力混凝土楼盖正在被广泛的应用。 无粘结预应力混凝土楼盖能够满足大跨度、大空间结构灵活使用

6、的要求，不仅用于现浇框架结构，还用于大开间剪力墙结构和筒体结构等。无粘结预应力混凝土结构施工见4.5节内容。 在压型钢板与混凝土组合楼盖结构中，压型钢板既用作永久性模板，又充当楼板底面的受拉钢筋，与混凝土共同承担楼面荷载。压型钢板作为模板，可省去支模、拆摸工序，方便施工，充分发挥钢结构快速施工的特点。楼层压型钢板的安装施工见6.3节内容。,8,7.1.4 高层建筑施工特点,1) 工程量大，造价高 我国当前每栋高层建筑平均建筑面积为14620m2，相当于全部竣工工程平均每栋建筑面积3110 m2的4.7倍，实际工程量还大于此倍数。高层建筑平均造价较全部竣工工程平均造价约贵47%67%。 2) 工

7、期长、季节性施工(雨施、冬施)不可避免 我国全部竣工建筑单栋工期平均为10个月左右，高层建筑平均为2年左右。因此，必须充分利用全年时间，合理部署，才能缩短工期。 3) 高空作业突出 高空作业要重点解决好材料、制品、机具设备和人员的垂直运输问题。在施工全过程中，要认真做好高空安全保护、防火、用水、用电、通讯、临时厕所等问题，防止物体坠落打击事故。 4) 基础工程施工难度大 高层建筑基础的埋深越来越大，施工复杂性日益突出，造价进一步提高，其中深基坑支护技术已成为地基基础工程领域的一个难点、热点问题。高层建筑的基础，不论筏形基础、箱形基础，还是桩基复合基础都有较厚的钢筋混凝土底板，属于大体积混凝土结

8、构，其施工技术和施工组织也都比一般混凝土结构复杂。因此，需认真研究深基坑开挖、支护及大体积混凝土施工技术。 5) 施工用地紧张 高层建筑一般在市区施工，施工用地紧张。要尽量压缩现场暂设工程，减少现场材料、制品、设备储存量，根据现场条件合理选择机械设备，充分利用工厂化、商品化成品。,9,7.1.4 高层建筑施工特点,6) 主体结构施工技术复杂 目前国内高层建筑以现浇钢筋混凝土结构为主，并逐步发展钢结构、钢-混凝土组合结构和混合结构，因此需要着重研究各种工业化模板、钢筋连接、高性能混凝土配制与运输及钢结构安装等施工技术。 7) 装饰、防水、设备要求较高 为了美化街景、丰富城市面貌，高层建筑的立面处

9、理要求高。深基础、地下室、墙面、屋面、厨房、卫生间的防水和管道冷凝水要处理好。高层建筑的设备繁多，高级装修装饰多，从施工前期就要安排好加工定货，在结构施工阶段就要提前插入装修设备施工，保证施工质量。 8) 工程项目多，工种多，涉及单位多，管理复杂 大型复杂的高层建筑，总、分包牵涉单位多，协作关系涉及许多部门，必须精心施工，加强集中管理。 9) 层数多、工作面大，需进行平行流水立体交叉作业 高层建筑标准层占主体工程的主要部分，设计基本相同，便于组织逐层循环流水作业。同时高层建筑工作面大，装修设备工程可以在结构阶段较早插入，进行立体交叉作业。,10,7.2 高层建筑主体结构施工用机械设备,7.2.

10、1 塔式起重机 7.2.2 施工电梯 7.2.3 混凝土泵送设备,11,7.2 高层建筑主体结构施工用机械设备,目前我国高层建筑主体结构施工，常用的机械设备有：塔式起重机、施工电梯和混凝土泵送设备等。,12,7.2.1 塔式起重机,塔式起重机是目前高层建筑施工的重要垂直运输设备，主要有轨道式塔式起重机、附着式塔式起重机和内爬式塔式起重机，其中尤以附着式塔式起重机和内爬式塔式起重机应用最为广泛。国产自升塔式起重机如图7.2所示。 1轨道式塔式起重机 轨道式塔式起重机分为上回转式(塔顶回转)和下回转式(塔身回转)两类。它能负荷在直线和弧形轨道上行走，能同时完成垂直和水平运输，使用安全，生产效率高。

11、但需要铺设轨道，且装拆和转移不便，台班费用较高。 2附着式塔式起重机 附着式塔式起重机为上回转、小车变幅或俯仰变幅起重机械。塔身由标准节组成，相互间用螺栓连接，并用附着杆锚固在建筑结构上。 附着式塔式起重机基础：附着式塔式起重机底部应设钢筋混凝土基础，其构造做法有整体式和分块式两种。采用整体式混凝土基础时，塔式起重机通过专用塔身基础节和预埋地脚螺栓固定在混凝土基础上，如图7.3所示；采用分块式混凝土基础时，塔身结构固定在行走架上，而行走架的四个支座则通过垫板支在四个混凝土基础上，如图7.4所示。基础尺寸应根据地基承载力和防止塔吊倾覆的需要确定。 在高层建筑深基础施工阶段，如需在基坑近旁构筑附着

12、式塔式起重机基础时，可采用灌柱桩承台式钢筋混凝土基础。在高层建筑综合体施工阶段，如需在地下室顶板或裙房屋顶楼板上安装附着式塔式起重机时，应对安装塔吊处的楼板结构进行验算和加固，并在楼板下面加设支撑(至少连续两层)以保证安全。 附着式塔式起重机的锚固：附着式塔式起重机在塔身高度超过限定自由高度时，即应加设附着装置与建筑结构拉结。一般说来，设置23道锚固即可满足施工需要。第一道锚固装置在距塔式起重机基础表面30m40m处，自第一道锚固装置向上，每隔16m20m设一道锚固装置。在进行超高层建筑施工时，不必设置过多的锚固装置，可将下部锚固装置抽换到上部使用。,13,7.2.1 塔式起重机,图7.2 高

13、层建筑施工用国产塔式起重机示意图 QT80A型塔式起重机；(b) QT410、QT410A、QTZ200型塔式起重机；(c) TQ90型塔式起重机； (d) QT54/20型塔式起重机；(e) QTG60型塔式起重机；(f) ZT120型塔式起重机；(g) QT80型塔式起重机； (h) TQ60/80型塔式起重机；(i) Z80、ZT80型塔式起重机；(j) QTF80型塔式起重机,14,7.2.1 塔式起重机,图7.3 整体式混凝土基础,15,7.2.1 塔式起重机,图7.4 分块式混凝土基础 1钢筋混凝土基础；2塔式起重机底座；3支腿；4紧固螺母； 5垫圈；6钢套；7钢板调整片(上下各一

14、),16,7.2.1 塔式起重机,附着装置由锚固环和附着杆组成。锚固环由两块钢板或型钢组焊成的“U”形梁拼装而成。锚固环宜设置在塔身标准节对接处或有水平腹杆的断面处，塔身节主弦杆应视需要加以补强。锚固环必须箍紧塔身结构，不得松脱。附着杆由型钢、无缝钢管组成，也可以是型钢组焊的桁架结构。安装和固定附着杆时，必须用经纬仪对塔身结构的垂直度进行检查。如发现塔身偏斜时，可通过调节螺母来调整附着杆的长度，以消除垂直偏差。锚固装置应尽可能保持水平，附着杆件最大倾角不得大于10。附着装置如图7.5所示。 固定在建筑物上的锚固支座，可套装在柱子上或埋设在现浇混凝土墙板里，锚固点应紧靠楼板，其距离以不大于20c

15、m为宜。墙板或柱子混凝土强度应提高一级，并应增加配筋。在墙板上设锚固支座时，应通过临时支撑与相邻墙板相连，以增强墙板刚度。 附着式塔式起重机的顶升接高，附着式塔式起重机可借助塔身上端的顶升机构，随着建筑施工进度而自行向上接高。自升液压顶升机构主要由顶升套架、长行程液压千斤顶、顶升横梁及定位销组成。液压千斤顶装在塔身上部结构的底端承座上，活塞杆通过顶升横梁支承在塔身顶部。QT410型附着式塔式起重机顶升过程如下： (1) 将标准节吊到摆渡小车上，并将过渡节与塔身标准节的螺栓松开，准备顶升(图7.6(a)。 (2) 开动液压千斤顶，将塔式起重机上部结构包括顶升套架向上升到超过一个标准节的高度，然后

16、用定位销将套架固定。塔式起重机上部结构的重量通过定位销传递到塔身(图7.6(b)。 (3) 液压千斤顶回缩，形成引进空间，此时将装有标准节的摆渡小车推入引进空间内。(图7.6(c)。 (4) 利用液压千斤顶将待接高的标准节稍微提起，退出摆渡小车，然后将其平稳地落在下面的塔身上，并用螺栓加以连接(图7.6(d)。 (5) 再用液压千斤顶稍微向上顶起，拔出定位销，下降过渡节，使之与已接高的塔身联成整体(图7.6(e)。,17,7.2.1 塔式起重机,图7.5 附着装置 1塔身；2锚固环；3螺旋千斤顶；4耳环,18,7.2.1 塔式起重机,19,7.2.1 塔式起重机,3 内爬式塔式起重机 内爬式塔式起重机亦为上回转、小车变幅或俯仰变幅起重机械。其塔身支撑在建筑结构的梁、板上或电梯井壁的预留孔内，塔身的自由高度为30m，楼层中嵌固段高度为10m14m，起重机上部的荷载通过支承系统和楔紧装置传给楼板结构。 内爬式塔式起重机的爬升：内爬式塔式起重机可借助爬升千斤顶、爬