高层和超高层建筑的定义
根据我国《民用建筑设计通则》GB50352-2005第3.1条规定:
1、10层及以上住宅建筑和高度超过24米的公共建筑为高层建筑。
2、建筑高度大于24米的高层建筑(建筑高度大于24米的单层建筑除外)
建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。
国际上一般将高度超过30层或超过100米的高层建筑称为超高层建筑。
部分超高层案例
深圳京基100大厦
位于深圳市罗湖区红宝路南侧,地下4层,地上100层。建筑总高度441.8m,总建筑面积约24万平方米,框架-核心筒结构。
上海环球金融中心
该塔地上101层,地上高度492m,地下3层,总建筑面积38.16万平方米。主体结构采用由巨型柱、巨型斜撑和条形桁架组成的三维巨型框架结构、钢筋混凝土核心筒结构、构成核心筒与主体相互作用的支腿钢桁架三重结构体系。巨型结构柱。
广州珠江新城东塔
总建筑面积507681平方米,建筑总高度530米。塔的结构形式为带加强层的钢管混凝土巨柱框架筒体结构。
天津117大厦
地下3层,地上117层,建筑高度597m,总建筑面积约37万平方米。该结构高587m,长宽比为9.0。采用巨型支撑管+钢筋混凝土核心管的管中管抗侧力系统。是目前国内结构高度最高、纵横比最大的超高层建筑之一。
深圳平安国际金融中心大厦
总建筑面积460665.0m2,塔楼地上118层,标准层高4.5m,尖塔高度660m,主体结构屋面高度588m。整体结构采用条形桁架间设置单斜撑的方案。塔架结构采用巨型钢斜撑外框架+劲性钢筋混凝土核心筒+支腿钢桁架结构+空间条形桁架+角V型支撑体系。
超高层建筑的结构形式多设计为框架核心筒结构。根据高度的不同,主要有两种类型:
类型1:内筒为钢筋混凝土核心筒结构+外筒内巨型柱。巨柱与核心筒之间采用钢梁连接。外筒楼板采用复合楼板形式,如:深圳京基100大厦、广州东塔、深圳平安金融大厦均为这种结构,高度均在400米以上。
类型2:内管为钢筋混凝土核心管+外管巨柱。巨型柱与核心筒通过钢筋混凝土梁连接。地板为普通钢筋混凝土地板,如:重庆环球、广州高德等。建筑高度约为200至400米。
重庆环球大厦
由于外框架筒结构是钢筋混凝土结构,理论上不适合先采用核心筒施工的施工工艺。原因如下:
(1)外管梁板的钢筋需全部从同一截面断开,这会对结构的受力性能产生很大影响外框筒钢结构在施工过程中受温度影响非常,且难以获得设计同意。
(2)普通钢筋混凝土楼板需要模板施工。
目前主流施工技术
结构施工顺序
目前超高层建筑的主流施工工艺是:
1、总体施工顺序:采用塔楼同向、裙房逆向施工工艺。
2、基坑形式:地下连续墙结构加环形钢筋混凝土内部支撑系统。
3、主体结构:主体建筑上部结构一般分为三期:1)核心筒墙体施工; 2)矩形柱及周边楼板施工; 3)核心筒内楼板施工。
外壳升降系统
目前超高层建筑施工的围护及提升系统主要有两种形式:
1、一体化液压顶升钢平台结合顶模板或爬模板技术
升降系统简介
平台系统介绍
平台桁架由主桁架、副桁架、连接桁架组成,通过螺栓和销钉连接。桁架上铺设钢板,并在边缘开口处设置内外防护,形成封闭的施工平台。平台设有钢筋存放区、钢结构焊接设备存放区、消防水箱、顶模系统智能控制室、移动厕所、休息棚等。各种工程机械,如布料机、施工电梯等。等待。
平台系统组成
模板系统
模板系统由标准模板、非标准模板、内角模板、垂直补偿模板、背波纹和拉螺栓组成。
模板系统(铝合金模板推广应用)
顶模吊架及保护系统
货架系统由立杆、横杆、钢网防护、水平走道板、双向踏板和上下楼梯组成。衣架分为外衣架和内衣架两部分。外吊架共6级台阶,内吊架共5级台阶,覆盖3个结构层。他们将为工人提供绑扎钢筋、支撑和清洁模板以及墙壁清洁。车身开口及预埋件的操作平台。
钢平台顶模技术优势
1. 最小吊点
根据核心管特点设置3-4个吊装支撑点,尽量减少支撑柱与核心管壁的相互作用,最大限度减少核心管变化对系统的影响,减少高空作业次数模具的修改,使得系统的适应性大大增强。
2. 低举升
顶进柱牛腿支撑在新浇混凝土的下结构层上,可避免因混凝土早期强度达不到顶进要求而造成的中断,缩短施工周期。
3、液压缸的选型
采用长行程、大吨位顶升油缸,一次性顶升高度5m,顶升力300t。仅需2小时即可顶升至5m高度,减少了顶升工序,显着提高了顶升速度。
4. 智能化操作
本系统配备电控系统,主要包括集中控制台、连接各电磁闸阀与控制台的数据线、总泵行程传感器、油缸行程限位等,实现电磁阀的控制和控制。整个系统的闸阀动作。监控并实现升降过程的全智能操作,实现各顶点同时升降的精度。
钢平台顶模板施工技术
液压爬升模板施工技术
液压自爬式模板是一种附墙式自爬式模板。具有结构简单、安装容易、操作方便、安全性高、施工速度快、劳动力投入少等特点。是目前超高层建筑常用的附墙爬升模板技术。
液压自升模板组成
液压自爬升形式爬升过程
2、整体升降围护系统配合传统模具车削技术
垂直输送系统
1、超高层建筑垂直输送能力大
(1)超高层建筑规模巨大,将建筑材料及时运送到所需地点是一项艰巨的任务;
(2)超高层建筑施工现场工作量大、人员多,对垂直交通系统是严峻的考验;
(3)超高层建筑施工过程中产生大量建筑垃圾,垂直运输可以及时运出。
综上所述,这些都对超高层建筑建设的垂直交通系统的运输能力提出了极高的要求。
2、超高层建筑垂直交通效益高
超高层建筑的建设投资较大,加快建设速度可以显着提高建设单位的投资效益。因此,合理配置垂直交通系统对于加快超高层建筑的建设速度、降低建设成本具有非常重要的作用。
首先,高效的垂直交通系统是超高层建筑顺利建设的前提。
二是保证施工人员能够快速到达施工作业面。
超高层建筑施工垂直输送系统主要包括:塔式起重机、施工电梯、输送泵
(1)塔机:目前主流的塔机安装方式主要有内爬式和外附着式。目前最先进、起重能力最大的塔机是M1280D塔机,最大起重能力为100T。深圳平安大厦、上海金融中心均已申报。
(2)施工电梯:目前超高层建筑的建设主要采用中高速施工电梯。
按速度分类:
1)低速电梯额定速度V<1.0m/s;
2)中速电梯额定速度1.0m/s≤V<2.0m/s;
3)高速电梯电梯额定速度2.0m/s≤V<4.0m/s;
4)超高速电梯额定速度V≥4.0m/s。
(3)输送泵:
混凝土泵选型:目前超高层建筑的泵送施工一般采用接力泵送或一台泵送顶的方式来实现。接力泵送是通过一台混凝土泵将混凝土输送到预先放置在一定高度的另一台混凝土泵的料斗中,然后通过第二台输送泵将混凝土送到目的地。该方案经济且相对可靠;相对一般来说,对泵的要求并不太高。同时外框筒钢结构在施工过程中受温度影响非常,项目完成后,这些泵可以经济地用于其他一般项目;缺点是施工较麻烦,施工时必须第一泵和第二泵配合;随着抽油设备技术的发展,接力抽油方式逐渐被一泵顶技术所取代。输送泵的选型流程:泵送压力估算——设备型号初步选择——设备型号确定。
关键过程控制技术
测量控制
1、超高层建筑测量与控制简介
1、超高层建筑测量控制主要分为平面轴网控制、楼层标高传输、建筑沉降观测三类。
2、测量控制的主要方法有:外部控制法、内部控制法和内外控制法;主要技术包括GPS测量技术和天顶垂直测量(仰视法)。
3、目前使用的尖端设备是具有GPS功能的电子激光全站仪,可以兼顾轴坐标投影和高程激光传输功能。
2、测量控制要点
测量方案的选择和一次、二次导体网络的建立
3. 测量和控制措施
1、从业人员:人员的资质、专业水平、职业道德;
2、料(机):测量仪器的选择、鉴定、维护;
3、方式:对测量方案编制、审核、批准人员的资格进行审查,并对测量方案的可行性进行审查。重新测试交接桩并建立一次和二次导线网络。
4.环:1级每季度复测,2级每月复测
建筑围护结构
1、围护结构的几种形式
1、钻孔桩+锚索;地下连续墙+内部支撑
2、建筑围护结构需要重点关注的几个方面和措施
1、外部放电值选择:控制范围10-15cm
2、桩质量控制:倾斜(放放和机械)、成孔(浆料和连续浇筑)、验收(小应变30%-5抽芯%)
3、预应力锚索:成孔(带套管/不带套管)、穿缆灌浆(自由端和锚固端)、张拉(伸长率计算、设备验收、过程控制(超张拉5%))、验收
4、监测:沉降、位移、支护应力三方面;初始值:监测项目的初始值应在相关施工工序前测量,并取至少连续3次观测的稳定值的平均值。开挖前应测量支护应力的初始值。提前1周连续2天稳定数值。报警(黄色双70%单80%;橙色双80%单控;红色双控值)
主要结构
1、主体结构有钢筋混凝土结构和刚性混凝土两种形式。
2 两种结构形式的控制要点及措施
1、大体积混凝土:大体积混凝土施工规范(GB_50496-2009)混凝土结构的最小几何尺寸不小于1m,或预计因温度变化和混凝土中胶凝材料水化引起的收缩。混凝土中会出现有害的裂缝。地面大体积混凝土一次浇筑:上海金融中心4.5米厚的地面在42小时内成功浇筑共28900立方米。深圳平安中心4.5米厚的楼板,混凝土总体积达3万平方米,历时72小时浇筑完毕。
措施:
工作:工作前、关键振动方法;材料:配合比;
机械:搅拌站、运输机械、输送泵、振动器及辅助设备;
方法:选择施工方案时,重点关注上述操作管理人员配置、机械选择、运输路线选择、减少内外水化热的方法、配合比选择等,保证连续作业,减少开裂;
环:施工期天气的科学选择和防治
钢结构
1、钢结构技术
钢结构施工过程中的垂直度控制、竖向变形控制、内力控制、异种材料焊接控制等是超高层复杂巨型钢结构安装中的技术难题。我们通过分析材料随时间变化的特性开始我们的研究。
阻尼器
——结局——