施工方案选择.ppt
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高层建筑,基础工程施工,第一节施工方案,一、我国高层建筑建设的发展状况1.高层建筑的界限在不同的国家、不同的年代,其规定也不一样,这与一个国家当时的经济条件、建筑技术、电梯设备、消防装置等许多因素有关。
国外:
美国规定高度为2225m以上或7层以上的建筑为高层建筑;英国规定高度为24.3m以上的建筑为高层建筑;日本规定8层以上或高度超过31m的建筑为高层建筑。
1.高层建筑的界限,我国高层民用建筑设计防火规范(GB50045-2001)中,规定:
10层及10层以上的居住建筑,或高度在24m以上的公共建筑,称之为“高层民用建筑”。
但在高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2002)(以下简称为高层规程)规定,10层及10层以上或房屋高度超过28m的混凝土结构民用建筑物为高层建筑,2.超高层建筑的界限,无明确规定一般认为建筑总高度超过100米,层数30层以上的建筑称为“超高层建筑”;也有认为建筑总高度超过60米,3.我国高层建筑结构体系的发展过程,50年代中期:
建造了几栋8-10层的砖混结构住宅和旅馆。
1959年:
建造了几栋公共建筑,如民族饭店(12层、47.7米)、民航大楼(15层、60.8米)60年代:
建成了广州宾馆(27层、88米)1974年:
建成了北京饭店(19层、87.15米)1975年:
建成了白云宾馆(33层、114.05米),标志我国高层建筑开始突破100米.80年代:
高层建筑发展处于兴盛时期,建造了大批高层建筑。
90年代:
随着经济实力的增强,各种结构体系得到了应用,高层建筑的规模和高度不断得到突破。
3.高层建筑结构体系的发展过程,深圳国贸大厦高160米,共53层,由中建三局一公司负责施工。
从1982年10月至1985年12月29日共37个月即竣工,是当时国内最高的钢筋混凝土结构建筑。
深圳国贸大厦以三天一层楼的速度建成,这在当时是绝无仅有,创造了建筑史上的新记录。
因此,“三天一层楼”成为享誉中外的“深圳速度”。
3.高层建筑结构体系的发展过程,3.高层建筑结构体系的发展过程,目前上海正在建设上海中心大厦:
上海中心由地上121层主楼、5层裙房和5层地下室组成,总高度达632米,主楼高度达580米,建筑面积573223平方米,总投资达到150亿左右。
上海中心大厦于2008年11月开建,2009年7月主楼桩基完成施工,整幢大厦将于2014年竣工。
建成后上海中心将成为中国第一高楼,在世界上现已竣工的高楼中,排名第二。
目前天津正在建设117大厦:
天津117大厦,地下4层,地上117层,高597米,总建筑面积84.7万平米,系一幢集甲级办公、酒店、旅游观光和精品商业于一体的特大型超高层摩天大楼。
目前天津正在建设117大厦:
由中建三局承建的天津117大厦超越天塔,成为我国北方最高建筑物。
长120米的国内房建领域最长桩基、重210吨的国内单根最重防屈曲钢支撑、达3兆帕的超高层建筑水管压力世界之最、位于564米高度的全球最高室内游泳池,579米全球最高观景平台,597米的高度成为中国结构第一高楼。
目前,主塔楼正以最快两天一个结构层的速度攀升,预计明年主体结构封顶。
现在我国城市中的高层建筑越来越多,二、高层建筑基础的特点,基础受力更为复杂:
承受垂直荷载、水平荷载、地震荷载等;地基应有足够的强度和稳定性;高层建筑的基础选型较为特殊,需考虑如下原则:
土的种类与分布以及地下水位、上部结构型式、考虑经济与施工方面的因素;基础埋置深;大体积混凝土施工。
三、高层建筑常用基础型式,筏形基础箱形基础桩基础桩箱基础,1.筏形基础,包括:
梁板式:
单向肋梁板式、双向肋梁板式(图(a);平板式(图(b)。
不埋板式基础构造,(a)示意式;(b)剖面,1.筏形基础,筏形基础可以较大地满足地基容许承载力和容许变形的要求。
适用于:
软土地基:
用条形基础不能满足上部变形和承载力要求时;高层柱距较小、荷载较大、基础需连成一体式;基础需有足够的刚度和稳定性抵抗风荷载和地震荷载时。
2.箱形基础,由底板、墙和顶板形成箱,具有很大的刚度,整体性更好。
内墙,外墙,底板,2.箱形基础,适用于上部荷载大而地基土有比较软弱的情况。
能对地基不均匀沉降起到调节和减小作用,原因:
1)箱形基础加大了高层建筑基础的埋置深度,使建筑物的重心下移;2)箱基于周围土体协同工作,增加了建筑物的稳定性。
2.箱形基础,箱基是一种补偿式基础:
若箱基埋置在地面以下H深度处,可计算相应于深度H处的自重压力PH和水压力PW,因此可用来补偿建筑物重量的压力为:
PC=PH+PW,2.箱形基础,若上部压力为P:
若PPC:
箱基会产生回弹变形(基底隆起)若PPC:
基础的变形和承载力问题应重视若PPC:
可以发挥基础的补偿作用,为通常设计情况。
3.桩基础,
(1)组成:
若干根桩、承台(承台梁),3.桩基础,
(2)种类1)按受力性质分:
摩擦桩、端承桩、抗拔(浮)桩2)按材料分:
钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土3)按形状分:
方、圆、多边、管4)按制作方法分:
预制桩、灌注桩,3.桩基础,(3)桩基的适用范围1)地基软弱、地下水位高、高层建筑荷载大,天然地基不能满足承载力及变形要求;2)高层建筑有很大的竖向和水平荷载,限制倾斜严格;3)地表软弱土层较厚,不宜用作基础持力层;4)地震区、地基土有可能液化的土层;5)土层厚薄不同,或荷载变化可能引起不均匀沉降时。
3.桩基础,(4)桩的承载力的确定单桩垂直承载力:
宜根据荷载大小、桩的类型、土层分布、桩本身强度、静荷实验数据等确定。
群桩承载力:
一般不等于单桩承载力之和。
摩擦桩:
群桩中每根桩的平均承载力小于单桩承载力端承桩:
一般认为群桩承载力等于单桩承载力之和,3.桩基础,(5)群桩的沉降量:
与单桩不同,比单桩大(6)桩的合理布局:
1)是垂直荷载的质量重心与群桩的重心尽可能地接近;2)使高层建筑的垂直荷载作用下桩的受力比较均衡,以控制建筑物的倾斜。
(包括控制:
整体偏心和局部偏心),4.桩-箱基础,将箱基底板代替群桩承台就组成了桩箱基础,内墙,外墙,底板,4.桩-箱基础,
(1)适用于:
高层建筑的层数增多,地基承受的垂直力和水平力也会增多;抗震和人防要求基础常需有一定的埋深。
(2)桩箱基础是一种复合基础。
其作用:
箱基可以使基础平面内和平面外刚度增大,箱基底板传递剪力的能力有所增强;桩基可以使上部荷载通过箱基有效传递给桩和土体,既提高了正在能力,又减少了垂直沉降量。
4.桩-箱基础,(3)桩箱基础和箱基比较,受力和变形明显不同:
桩箱基础由于底板下有桩基,底板和箱基的整体变形均受到桩的约束,因此大大增强了体系的刚度;底板上有顶板和墙体约束,下有桩基约束,因此可以认为底板在平面内的刚度为无限大。
四、高层建筑基础施工方案选择,高层建筑基础应选择安全、稳定、经济合理的类型。
基础方案和施工方案的选择有着密切的关系。
四、高层建筑基础施工方案选择,1.基础选型的要求
(1)建筑物与结构类型、平面布局、荷载大小及分布;
(2)拟建场地的地质条件、水文情况和是否为地震区或强风区;(3)工程的重要性及施工工期要求;(4)施工单位的设备条件和技术水平;(5)技术经济效果。
四、高层建筑基础施工方案选择,2.基础施工方案的选择要根据:
基础结构、基础埋深、地质水文、周围情况确定。
通过技术经济比较选择最优方案,2.基础施工方案的选择,选择重点是:
(1)放坡开挖:
如基础工程周围无建筑物,且深度较浅,又有足够的场地时;
(2)适当降水:
如地下水位较高时;(3)可行的挡土和支护措施:
如基础较深,且周围无足够场地,又不允许放坡开挖时;(4)环境保护:
如采用桩基础,应尽量设法克服振动和噪声大的问题;(5)注意大体积混凝土施工:
箱形基础和筏形基础均属大体积混凝土范畴,应采取措施控制温度应力和收缩裂缝,以保证质量。
五、参考资料,五、参考资料,
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