高层建筑主体结构施工特点及施工方案种类研究5000

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题目：高层建筑主体结构施工特点及施工方案种类研究

完成期限：2015年8月24日 至 2015年10月25日

学习中心： 专业名称：选择一项。

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高层建筑主体结构施工特点及施工方案种类研究

一、现阶段国内外高层建筑的发展现状

通常来说，高层建筑的主体结构是地基基础以上的一种结构体系，它有传递工程上部荷载、承担以及接受的作用，同时，主体结构在保持其上部结构稳定性方面也有重要的作用。主体结构在整个工程建筑中是最最重要的一个环节，也是可以保证整个建筑工程的安全施工之基础，更是整个建设工程结构的重要组成部分和可靠、稳定、安全的载体。随着社会生产力的不断提高，我国经济展现了迅猛发展的积极状态，进而加快了我国建设城市化人口的进程，于是城市人口的压力不断增大，造成了城市空间严重不足的难题。为了缓解此难题，我国超高层建筑和高层建筑开始了快速的发展。与普通的钢筋混凝土相比，主体结构在高层建筑的施工过程中因为具有施工较快、强度更高和自重较轻的特征，迅速得到一大群建筑设计师的喜爱。

1、国内近代的高层建筑的发展现状

我国高层建筑从诞生到发展分为四个阶段，第一阶段是1949年以后到上实际的60年代末这个阶段，其主要楼层高度只达到60m以下的高度，即20层以下，建筑的主体结构是框架结构为主的建筑形式；第二阶段是从上世纪70年代，这个时间段的房屋建设高度有了提升，在60~90m的高度，即20~30层之间。建筑物的目的是房屋入住、公司企业的办公用地以及旅店等方面，直到1974年我国北京饭店的出现，高度达到87.4m，是北京当时最显著最高的建筑群，1976年的广州白云宾馆已经可以达到112.45m，当时建筑的主要结构形式以剪力墙结构为主，是国内第一栋超过百米的建筑高层；第三阶段，时间停留在80年代，1980~1983年短短的三年时间就已经完成了前三十年的建筑总和；第四阶段是从90年代初期到今天，高层建筑速度空前的得到提高和发展，超高层建筑也得到了发展，许多建筑达到甚至超过200层以上。 2、国外近代的高层建筑的发展现状

第一阶段: 是 19 世纪中期以前，主要建筑材料是砖石和木材，且设计手段和施工技术的限制，欧美国家一般只能建造 6 层及以下的建筑。

第二阶段: 是从 19 世纪初期到 20 世纪 50 年代。1885 年电梯系统的发展，使人们建造更高的建筑成为可能。高层的建筑已经发展到了采用钢结构，并且高度已经超越了100 m 的难题。

第三阶段: 是从 20 世纪 50 年代开始发展。由于采用的材料主要是轻质的高强材料、采用的结构是抗风和抗震的结构体系，施工采用的技术和机械等方面取得了很大的进步，同时计算机技术在建筑上的应用使得高层的建筑得到了飞速的发展。

世界上最高的建筑主要分布在美国，世界上最早采用的钢筋混凝土结构的高

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层建筑是当时在美国 1903 年建成的辛辛那提的因格尔斯大楼。高 64 m，16 层，在 1931 年美国纽约建成了 102 层高 381 m 的著名的帝国大楼，这一记录保持了 41 年之久，这一时期，虽然高层建筑有了比较大的发展，但受到设计理论和建筑材料的限制，结构材料用量较多、自重较大，且仅限于框架结构，建于非抗震区。

1990 年至今，世界上新建的最高建筑，几乎全部集中在亚洲区域; 有不断的建筑物超过 200 m 和 300 m 的高度。一般的建筑物的高都在 80 m ～150 m，同时还有大量的高建筑物在不断的兴建。到了 21 世纪，亚洲将成为新的高层建筑中心。

二、高层建筑结构施工概述 1、高层建筑的定义

（1） 世界建筑联盟委员会在 1972 年建议，将高层的建筑划分了四类: 第一类: 9 层 ～16 层，其高度不超过 50 m; 第二类: 17 层 ～25 层，高度不超过 75 m; 第三类: 26 层 ～ 40 层，高度不超过 100 m;第四类: 40 层以上，高度 100 m 以上。

（2） 我国对高层建筑的分类: 我国 JGJ 37-87 民用建筑的设计原则中规定: 如果民用建筑的层数超过 10 层及 10 层以上或者是高度超过了 24 m 的公共的建筑物以及综合性的建筑物统称为高层建筑。同时如果层数超过了 100 m 我们就称其为超高层建筑。 2、高层建筑的施工方法与结构体系

（1）体系结构。框架结构的体系结构是由柱体、梁通过结点连接组成的结构称其为框架模型( 见图 1) 。优点: 建筑的布置较灵活，可以形成较大的空间; 缺点: 结果属于柔性结构，在抗震、水平承受荷载差。在多层的房屋结构中框架结构使用很广泛，同时也是高层的建筑中基本的单元，但其 H/B≤5，否则无法满足强度的要求，容易形成肥胖的桥梁柱剪力墙体系结构，剪力墙体系结构是利用建筑物的外墙和内墙作为主要的承重骨架来构成剪力墙的体系结构，一般的钢筋混凝土墙 H≥140 mm，此时的体系侧向刚度很大，可以承受竖向、水平荷载。缺点: 平面被分成了很多的小开间。施工方法: 使用的大模、滑模施工框架—剪力墙体系结构，框—剪结构平面布置灵活，同时能够很好的承受水平的载荷，并且抗震性很好。适用于 15 层 ～ 30 层，H≤120 m 的高层建筑。

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图 1 现代高层建筑框架模型

（2）筒中筒的结构体系。多筒的体系结构是指一个或几个筒体作为重结构的高层建筑的体系结构，整个筒体如一个固定于基础上的空心并且是封闭的悬臂梁，不仅可抵抗很大弯矩，也可抵消扭矩，是非常有效的抗侧力体系。建筑结构布置灵活，单位面积结构耗材少。采用滑升模板施工较为适宜。

（3）剪力墙结构的施工方案。对于现代建筑工程来说，剪力墙结构通常利用滑模技术和大模板技术进行建筑施工。而且对于现浇剪力墙施工来说，大模板技术具有使用设备先进、抗震能力强、施工效率快、结构整体性高以及操作方便等许多优点，因此被应用得尤其广泛。

（4）简体结构的施工方案。竖向的承重结构在简体结构施工的过程中全部采用“现浇法”进行浇筑，同时运用了大模板技术以及组合模板技术进行的施工，目标是保证建筑结构的完整。 3、高层建筑施工的特点

高: 建筑物的高度高，施工时垂直运输量大。

深: 基础埋置深度深，天然地基埋置深度不小于 1/12L; 桩基不小于 1/15L，深基础给施工带来很大的难度。

长: 建筑物施工周期长。 密: 高层建筑的施工条件复杂。 三、高层建筑主体结构施工用机械设备 1、塔式起重机

塔式起重机: 高层建筑施工中主要是附着式( 自升式) 和内爬式两种。要求: 起重臂要长; 工作速度要高且能调速; 采用小车变幅臂架; 改善操纵条件。

选择与布置: 综合考虑建筑物的高度、结构形式、构件重量、现场布置等，同时要兼顾装、拆场地和建筑结构满足锚固、爬升要求。

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2、混凝土泵

混凝土泵: 连续完成混凝土的水平运输和垂直运输，能有效解决混凝土量巨大的基础施工以及占总垂直运输量左右的高层建筑上部结构混凝土的运输问题。 3、施工电梯

施工电梯: 又称人货两用电梯，是高层建筑施工设备中唯一可运送人员上下的垂直运输设备。如不采用施工电梯，高层建筑施工中的净工作时间损失将达 30%左右。

主要运送对象是施工人员、材料、设备和工具等。 4、脚手架

钢管扣件式脚手架。爬升式脚手架: 套管式附着升降脚手架; 悬挑附着升降脚手架; 互爬式附着升降脚手架; 导轨式附着升降脚手架。脚手架方案选择原则: 安全; 适应性强( 技术、进度满足要求) ; 可行、经济; 合理选择( 依高度、结构、装饰施工等)。

四、 高层建筑主体结构的施工技术 1、高层框架结构的施工

钢筋原料引进场内时，必须提前进行力学性能试验检测是否符合规定，质量必须到达规范的要求，工程中涉及到的钢筋全部需要在现场进行制作加工，钢筋在安装时保证偏差在允许安装的范围内，钢筋的种类、等级类别、规定的规格、产品的数量一定要符合设计者的要求。在钢筋制作和加工的过程中需要注意的事项，诸如，要提前提出和改进钢筋设计中存在的相关矛盾问题或者施工困难，需要复核的要快速的与相关单位、机关进行协调和确认。将制成的钢筋半成品进行挂牌并验收，安排专门人员专职负责清料，派治安管理组负责抽样检查，要保证混凝土的结构合理且完整，避免和预防渗水和漏水现象的出现。

全现浇钢筋混凝土的结构施工: 主要是解决模板的组合问题，高强度的混凝土的制造工具、泵送或者是无粘结构来进行现浇柱体、预制梁和楼板框架结构的施工: 1) 先进行浇柱，后吊装预制的梁、板; 2) 先吊装预制的梁，后浇柱，最后吊装板。

2、高层建筑大模板施工

大模板是大型模板或大块模板的简要名称。大模板的施工技术是一种为不断周转而使用的专业模板，其采用了工具式的大型模板，同时，大模板施工技术还是一种在施工现场以工业化生产方式去浇筑混凝土墙体的成套的模板技术。往往一面现浇墙只用了一块大模板，故与组合型的钢框胶合板和钢模板模板有所区别，单块大模板具有面积大的特点。大模板技术把层高的标准化、进深、建筑物的开间作为基拙，把现浇的钢筋混凝土墙体作为其主导工序，把制作大型的工业化模板作为主要的施工手段来进行施工。至今，剪力墙的工业结构化

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的施工就主要采用的是大模板的工艺方法。大模板由附件、操作平台面板系统和支撑系统等许多模块组成。而支撑系统包括地脚螺检和支撑架，它的作用是防比模板倾覆和传递水平荷载，也可以当做操作平台支座用以承担施工的荷载;面板系统包括竖肋、横肋、面板等。其要求能多次重复使用、刚度大、表面平整。

内浇外挂体系: 全部采用的是剪力墙大模板现浇;

内浇外砌体系: 外墙挂板改为砌砖; 内墙采用现浇钢筋混凝土;

全现浇体系: 主要适合 16 层以上的高层，对内隔墙，纵横承重墙都是采用大规模现浇钢筋混凝土。 3、高层建筑液压滑升模板施工 整体性好，质量高，抗震能力强。 施工工艺: 滑一浇一，滑三浇一。 筒体结构的施工方法:

1) 施工的特点: 标准的层很多; 工程量很大; 垂直运输很多，工期也很长，需要考虑冬雨季施工。2) 提模施工: 是高层建筑现浇筒体结构的一种施工方法，运用升降机来提升墙、柱以及梁的模板，由第一层到顶层，等整个结构工程完成后，才能够移除模板。

台模: 又称为桌模、飞模，是一种由台板、梁、支架、支撑、调节支腿及配件组成的工具式模板。实现一次组装、整体就位、整体拆除和整体吊升。

工作原理: 利用起重机械从已浇筑完的楼层中吊运至上层重复使用，中途不落地。

适用于高层建筑大柱网、大空间的现浇混凝土框架、框—剪，特别适合于无柱帽的无梁楼盖结构工程施工。 4、防水隔热施工技术

防水隔热的施工关键点在于对基拙面、底漆、防水涂料的处理，对于基拙面做到在施工表面没有尘土、基层质地坚固平坦整齐、没有油渍污染、无潮湿。对于底漆是采用C W-200产品在基层表面涂抹成为一层透明底漆，对于基层的表面和防水主要的制剂粘合力牢固囚。而对于防水涂料的施工是将防水涂料细致均匀的涂抹在基层表面上，涂利应该遵循垂直的方向重复操作，实现涂料的渗透和粘合的作用。最后实行检验，防水工程的施工结束后，在业主还未进行判断时先对建筑进行试验水试验，并找到相关负责人地h.主管或者是相关具有代表意义的领导在相应的验收单据上签名并做好记录，保证建筑物的整体实现防水的要求。 五、高层建筑施工的安全技术

高层的建筑脚手架的拆搭技术，要保证整体的安全牢固，支撑的重力强度较高，设置安全可靠地网络控制，安装预防和保护的板子等等措施，实现高层建筑

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技术的安全性。对高层建筑施工的防护雷电工作做出保护措施，要有预见性的提前制定防护措施，做好底线连接和保护的措施，安装避雷针等措施。在高层建筑的其它安全技术方面做贡献，要在电梯门口、楼梯出口、垃圾堆放口、预设洞口这四个口均铺设盖板，在阳台的边缘、屋面的周边、井架建立的侧面、楼层的周围、斜道的侧面这五个边缘都需要做好安全措施的防护，设立安全稳定的网络系统和围护栏进行保护。还需要另外添置防漏电现象和预防火灾的消防安全措施等装置。

高层建筑脚手架的搭设和拆除: 支撑牢固; 设安全网、防护板等。 高层建筑施工的防雷保护措施: 做好接地; 装避雷针等。

高层建筑施工其他安全措施: 四口( 楼梯口、电梯口、垃圾口、预留洞口) 设盖板; 五临边( 阳台边、屋面周边、井架侧边、楼层周边、斜道侧边) 设双层围栏或设安全网。另要防电、消防安全等。 六、总结

随着都市的发展，许多新兴楼房的设计别具一格，这些设计者的想法需要经过建筑师和施工团队的整体进行协调性的配合才能够更好的实现设计者的构思和理念。因此，高层建筑的施工技术，特别是对安全稳定的要求必须得到满足，在框架结构、剪力墙系统、简体系统结构中，根据适合的范围对相应的建筑工程采取以主体结构为主的不同的建筑体系，根据模式、材料的不同，因地制宜的选择合适的建筑原材料来满足设计者的基本要求，工程的施工技术必须满足完全性的要求，将诸多建筑技艺发挥在高层建筑中，更好的推动高层建筑进程的发展，为未来高层建筑的发展提供宽广的空间和机遇。 参考文献

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