建筑施工课件：高层建筑施工.ppt

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本章内容：高层建筑施工特点、垂直运输设备和脚手架；高层建筑基础施工和主体结构施工等内容。重点：附着式和爬升式塔式起重机、大体积混凝土和泵送混凝土施工原理及工艺，高层建筑施工安全技术。高层建筑施工 学习要求：了解高层建筑结构体系及施工特点，高层建筑垂直运输设备和脚手架的搭设，深基坑支护结构形式、水泥土挡土桩施工和地下连续墙施工；掌握浇筑大体积混凝土产生裂缝的主要原因、防止措施和合理的施工方法；熟悉泵送混凝土施工工艺及泵送混凝土的技术要求；了解高层建筑施工的安全技术。 8.1高层建筑结构施工概述8.3高层建筑结构施工8.4高层建筑施工的安全技术8.2高层建筑主体结构施工用机械设备本章内容 高层建筑：指10层以上的住宅及总高度超过24m的公共建筑和综合建筑。高层建筑结构按使用材料划分，主要有钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构，以钢筋混凝土结构在高层建筑中的应用最为广泛。高层建筑按结构体系划分，有框架体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒体体系(图8.1)。8.1高层建筑结构概述 8 （1）框架体系框架体系是我国采用较早的一种梁、板、柱结构体系，其优点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的空间，特别适用于各类公共建筑，建筑高度一般不超过60m。但由于侧向刚度差，在高烈度地震区不宜采用。8.1.1高层建筑的结构体系 （2）剪力墙体系剪力墙体系是建筑物的内外纵横墙除了承受竖向荷载外，还要承受由水平荷载所引起的弯矩。它承受水平荷载的能力较框架结构强，刚度大，水平位移小，现已成为高层住宅建筑的主体，建筑高度可达150m。但由于承重剪力墙过多，限制了建筑平面的灵活布置。 （3）框架－剪力墙体系框架－剪力墙体系兼有框架和剪力墙体系的优点。它是在框架结构平面中的适当部位设置钢筋混凝土墙，常用楼梯间、电梯间墙体作为剪力墙而形成框架－剪力墙体系。它具有平面布置灵活，能较好地承受水平荷载，且抗震性能好的特点，适用于15～30层的高层建筑结构。 （4）筒体体系筒体体系是框架和剪力墙结构发展而成的空间体系，由若干片纵横交错的框架或剪力墙与楼板连接围成的筒状结构。根据其平面布置、组成数量的不同，又可分为框架－筒体、筒中筒、组合筒三种体系。筒体结构在抵抗水平力方面具有良好的刚度，并能形成较大的空间，且建筑平面布置灵活。 基础埋置深度大垂直运输量大浇筑钢筋混凝土工程是高层建筑施工的主导工程8.1.2高层建筑施工的特点 垂直运输设备是高层建筑机械化施工的主导机械，担负着大量的建筑材料、施工设备和施工人员垂直运输任务。目前，我国高层建筑结构施工用垂直运输设备主要有：塔式起重机、混凝土泵和施工电梯。8.2高层建筑结构施工用机械设备 （1）塔式起重机的选择原则塔吊参数应满足施工要求　对塔吊各主要参数应逐项检查，务使所选用塔吊的幅度、起重量、起重力矩和起重吊钩高度等与施工要求相适应；塔吊的生产效率应满足施工进度要求；8.2.1塔式起重机8.2.1.1塔式起重机的选择 充分利用现有机械设备，充分发挥塔吊效能，做到台班费用最省，经济效益好；选用塔吊要适应施工现场环境要求，便于进场安装、架设和拆除、退场。（2）塔式起重机选择步骤根据施工对象特点选定塔吊类型；根据高层建筑的体型、平面尺寸及标准层面积，确定塔吊应具备的幅度及吊钩高度参数； 根据建筑构件尺寸及质量，确定塔吊起重量和额定起重力矩参数；依据上述参数确定塔吊的型号。根据施工方法、施工工艺、现场条件及设计要求，确定塔吊单侧或双侧配置方案；根据计划进度、施工流水段划分及工程量和吊次的计算，确定塔吊配置台数、安装位置及轨道基础走向。 （3）注意事项在确定塔吊形式及高度时，应考虑塔身的锚固点与建筑物的位置；塔臂的平衡臂是否影响臂架正常回转。多台塔吊作业条件下，务使彼此互不干扰，处理好相邻塔吊的高度差，防止两塔吊碰撞。塔吊安装时，应保证顶升套架及锚固环的安装位置正确；同时考虑外脚架的搭设形式与挑出建筑物的距离，以免与下回转塔吊转台尾部回转时相撞。 根据施工经验，下旋轨道塔式起重机用于15层以下的高层建筑；15层以上的高层建筑常选用附着式塔式起重机；30层以上的高层建筑优先考虑采用爬升式塔式起重机。8.2.1.2附着式塔式起重机和爬升式塔式起重机 （1）附着式塔式起重机附着式塔式起重机的塔身固定安装在建筑物外侧的钢筋混凝土基础上，随着塔身的升高，每隔20m左右用一套锚固装置与高层建筑结构相连接，以保证塔身的刚度和稳定。一般高度为70-100m，特点是适合狭窄工地施工。附着式塔吊的锚固装置由套在塔身上的锚固环、附着杆及固定在建筑结构上的锚固支座构成(图8.2)。 8 锚固环必须装设在塔身标准节对接处，或设置在水平腹杆断面处；锚固环必须牢固，紧紧地箍紧塔身结构，不得松脱。建筑物上的锚固支座可安装在柱上或埋设在现浇混凝土墙板内，锚固点应紧靠楼板，其距离以不大于20cm为宜。附着式塔吊锚固装置的安装与拆卸必须遵守有关安全操作规程的规定，在施工时应特别注意以下几点： 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。在塔式起重机使用过程中，应经常对锚固装置各个部位及连接件进行检查，如有松动或短缺，应立即加以紧固或补齐。降落塔身与拆除附着杆系应同步进行，严禁先期拆卸附着杆，再逐节拆卸塔身，以免大风造成塔身扭曲倒毁事故。 （2）爬升式塔式起重机爬升式塔式起重机特别适宜于超高层建筑结构施工。它通过电梯或楼板预留开孔的空间进行爬升，一次可以爬升一层或二层楼；来自塔吊上部的荷载，通过支承系统和楔紧装置传给楼板结构。 根据爬升孔的尺寸和建筑结构特点，确定楼板开孔尺寸，并准备合适的爬升框架；通过变幅小车，使塔吊起重臂和平衡臂方向平衡，以便塔身平稳爬升；爬升时，起重臂的指向应与液压爬升系统的横梁相垂直，禁止回转臂架；风速达5级以上时，不得进行爬升作业；爬升式起重机进行爬升作业时，应注意以下事项： 爬升过程中如有异常响声或出现故障，必须立即停机检查，故障未经排除不得继续爬升作业；爬升到要求的楼层后，应立即伸出塔身底座的支腿并锚固，并通过爬升框架支承塔吊传来的荷载；爬升作业完成后，必须经过周密检查，确认无异常后，方可投入正式使用。 施工电梯是安装于高层建筑物外部，供运送施工人员和建筑器材的垂直提升机械。施工电梯主要有两种，即单笼式和双笼式。一般载重量1t，可乘12人；重型可载重2t，可乘24人。8.2.2施工电梯 使用时应注意以下事项：为使施工电梯充分发挥效能，其安装位置应满足：便于施工人员和物料的集散；便于安装和设置附墙装置；靠近电源，有良好的夜间照明。严格对人货电梯运输的组织与管理。采取施工楼层相对集中，增加作业班次，白天运送人员为主、晚上以运送材料为主等措施，缓解高峰时的运输矛盾。 （1）钢管扣件脚手架高层建筑钢管扣件脚手架的材料性能和搭拆方法与一般多层脚手架相同，但在搭设高度与立杆间距方面有限制要求：搭设高度在20~30m，单根立杆纵距为1.8m；搭设高度在30~40m，单根立杆纵距为1.5m；搭设高度在40~50m，单根立杆纵距为1.0m。8.2.3高层建筑施工用脚手架8.2.3.1外墙脚手架 钢管扣件脚手架的搭设高度大于30m时，应采用钢制可调节连接杆，承受拉力要求不低于6.8kN，并与高层建筑物连接，按下列要求施工：按垂直方向每隔3.6m，水平方向每隔5.4m设置一道连墙杆；按上述位置，在施工中将预埋件埋置在混凝土柱墙、圈梁内，且预埋件应保持上下垂直一线；连墙杆尽量靠近小横杆与立杆的连接处，但不应将小横杆作连墙杆。 (2)悬挑式外脚手架悬挑式外脚手架是利用建筑结构外边缘向外伸出的悬挑结构作支承的脚手架。其关键是悬挑结构必须有足够的强度、刚度和稳定性，并能将脚手架的荷载传递给建筑结构。 悬挑脚手架适用于下列三种情况：±0以下结构工程不能及时回填土，而主体结构必须进行的工程；否则影响工期；高层建筑主体结构四周有裙房，脚手架不能支承在地面上；超高建筑施工时，脚手架搭设高度超过了容许搭设高度，因此将整个脚手架按允许搭设高度分成若干段，每段脚手架支承在建筑结构向外悬挑的结构上。 将脚手架吊篮的悬挂点固定在建筑物顶部的悬挑装置上，由卷扬机驱动，通过滑轮组和钢丝绳，可使吊篮在建筑物外侧升降，除进行外墙装饰作业外，还能进行建筑设备的安装及外墙清洗等作业。吊篮脚手架一般由吊篮、支承设施、吊索、滑轮组、升降设备和安全装置组成。支承设施有两种，一种为由固定挑梁和平衡重组成的支承设施；另一种为可以纵向移动的支承设施。升降设备为电动驱动机构。8.2.3.2吊篮脚手架 我国高层建筑除少数采用钢结构外，大量的仍采用造价较经济、防火性能好的钢筋混凝土作结构材料。其施工工艺大多采用了结构整体性能好，抗震能力强和造价较低的现浇结构和现浇与预制相结合的结构。根据结构体系不同可以采用高层框架结构施工、大模板施工、滑升模板施工、筒体结构施工及台莫施工工艺等。8.3高层建筑主体结构施工 8.3.1高层框架结构的施工全现浇钢筋混凝土结构施工：主要解决模板组合问题、高强混凝土的制备、泵送和无粘结混凝土的施工问题现浇柱、预制梁和楼板框架结构的施工：一是先浇柱，后吊装预制的梁、板；二是先吊装预制的梁，后浇柱，最后吊装板。 高层建筑现浇混凝土的模板工程一般可分为竖向模板和横向模板两类。竖向模板：主要指剪力墙墙体、框架柱、筒体等模板。横向模板：主要指钢筋混凝土楼盖施工用模板，除采用传统组合模板散装散拆方法外，目前高层建筑采用了各种类型的台模和隧道模施工。 8.3.2高层建筑大模板施工内浇外挂体系：全部纵横剪力墙均用大模板现浇内浇外砌体系：外墙挂板改为砌砖；内墙用现浇钢筋砼全现浇体系：适宜16层以上高层，队内隔墙，纵横承重墙均采用大模板现浇钢筋砼。 8.3.3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。1-千斤顶；2-高压油管；3-支承杆；4-提升架；5-上下围圈；6-模板；7-桁架；8-搁栅；9-铺板；10-外吊架；11-内吊架；12-栏杆；13-墙体；14-挑三角架 8.3.4筒体结构施工施工特点：标准层多；工程量大；垂直运输多；工期长，需要考虑冬雨季施工。提模施工：是高层建筑现浇筒体结构的一种施工方法，运用升机板来逐层提升墙、柱和梁的模板，由一层一直到顶层，等整个结构工程完成后，才拆除模板。 8.3.5台模施工工艺台模：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注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、大空间的现浇砼框架、框-剪、特别适合于无柱帽的无梁楼盖结构工程施工。 8.3.5.1台模施工台模由台架和面板组成，适用于高层建筑中的各种楼盖结构施工，其形状与桌相似，故称台模。台架为台模的支承系统，按其支承形式可分为立柱式、悬架式、整体式等，如图8.3所示。 8.3 立柱式台模由面板、次梁和主梁及立柱等组成。悬架式台模不设立柱，主要由桁架、次梁、面板、活动翻转翼、垂直与水平剪力撑及配套机具组成。整体式台模由台模和柱模板两大部分组成。整个模具结构分为桁架与面板，承力柱模板、临时支撑，调节柱模伸缩装置，降模和出模机具等。 高层脚手架地基要有足够的承载能力，避免脚手架整体和局部沉降。高层脚手架应设置足够数量的牢固连墙点，依靠建筑结构的整体刚度，加强整片脚手架的稳定性。8.4高层建筑施工的安全技术8.4.1高层脚手架工程安全技术 搭设脚手架时要保证质量，并且采取可靠的安全防护。应将井架一侧中间立柱接高(高出顶端2m)作为接闪器，在井架立杆下端设置接地器，同时将卷扬机的金属外壳可靠接地。建筑工地上的起重机最上端必须安装避雷针，并连接于接地装置上；起重机的避雷针应能保护整个起重机。 高层建筑施工中，所有楼梯口、电梯口、门洞口、预留洞口和垃圾洞口，必须设围栏或盖板，避免施工人员误入而高空坠落伤亡。正在施工的建筑物的出入口和井架通道口，必须搭设牢固的顶板棚，其棚的宽度应大于出入口，棚的长度应根据建筑物的高度确定，一般为5-10m。8.4.2高层建筑施工其它安全措施 凡未安装栏杆的阳台周边，无脚手架的屋面周边，框架建筑的楼层周边及井架通道的两侧边等必须设置1m高的双层围栏或搭设安全网。施工人员进入现场必须戴安全帽，高空作业时必须正确使用安全带。起重机械设备的使用，要严格按照额定起重量起吊重物，不得超载及斜拉重物。起重机械必须按国家标准安装，经动力设备部门验收合格后，方能使用。使用中应健全保养制度，安全防护装置要保持齐全有效。