《高层建筑施工》教学课件

1、大跨及高层建筑施工1.绪论高层建筑施工High-rise BuildingConstruction是一门研究高层建筑基础和主体结构施工中有关工艺原理、技术方案和施工方法的学科。1.1高层建筑的概念一、高层建筑的定义:联合国教科文组织所属的世界高层建筑委员会建议:第一类:9 16层( 最高到50m )第二类:17 25层( 最高到75m )第三类:26 40层( 最高到100m )第四类: 40层以上( 即超高层建筑 )高层建筑 tall building10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物.房屋高度 building height自室外地面至房屋主要屋面的高度.二、高层建筑的优越性:

2、(一)丰富城市面貌,改善城市环境和景观 (二)有利于人们的使用和管理 (三)节约城市建设用地和城市设施费用(四)有利于改善城市环境和居住条件(五)科技进步是确保高层建筑顺利发展的重要条件三、高层建筑的特点: (一)建筑特点与要求: (二)结构特点与要求:WHHM1.承载力q:HMqN(a)(c)(b)高 层 建 筑 的 受 力 简 图(1)垂直压力:N = W H(2)弯矩:(当水平荷载为倒三角形分布时)M =q H(当水平荷载为均匀分布时)M =q H=131 2120EI刚度:水平位移:(当水平荷载为倒三角形分布时)11qH 48 EI(当水平荷载为均匀分布时)q H 4(3)要求:层间位

3、移顶点位移垂直荷载 ( H )水平荷载 ( H )水平位移 ( H3.耐久性:高层建筑为一级耐久年限:100年以上.(三)防火特点与要求: (四)设备特点与要求:hH4 )114001400120011200(五)施工特点与要求:1.工程量大、工序多、配合复杂2.施工周期长、工期紧3.基础深、基坑支护和地基处理复杂4.高处作业多、垂直运输量大5.结构装修、防水质量要求高,技术复杂6.平行流水、立体交叉作业多,机械化程度要求高1.2高层建筑的发展一、古代高层建筑:(一)嵩岳寺塔:公元523年北魏建于河南登封县的嵩山南麓,总高41m左右, 为砖砌单层筒体,平面正12边形,外形为15层密檐.(二)应

4、县佛宫寺塔:建于辽代公元1056年,全高67m,为正八角形筒体,共9层.坐 落在山西应县,为至今幸免于火灾的最古、最高的木结构寺塔. (三)布达拉宫:坐落在西藏拉萨的布达拉宫,主建筑高117m,外13层,内9层, 是海拔最高,集宫殿、城堡、寺院和藏汉建筑风格于一体的宏伟 建筑.初建于公元7世纪.17世纪后陆续重建扩建,是用花岗岩砌 筑的.二、现代高层建筑 (一)上海国际饭店: (二)纽约世界贸易中心大厦:1972年建成,110层,高度411m.于2001年9月11日消失.上海国际饭店24层，高78m，1931年建成，全钢框 架结构，解放 初为全国最高 建筑。(三)上海金茂大厦:(四)美国芝加哥

5、西尔斯大厦:(五)吉隆坡佩重纳斯大厦:1998年建成,88层,高452m,钢结构,目前是世界第二高楼.(六)101台北大厦:2004年建成,101层,高509米,目前是世界第一高楼.金茂大厦位于上海浦东陆家嘴金 融贸易开发区， 大厦高 420.5m，建筑面积29 万平 方米，占地2.3万平方米。 大厦地下3层，地上主体88 层，其中152层为办公， 53 87 层为五星级宾馆，88 层为观光层， 89 94层为设备层。是目前国内最 高的建筑。美国芝加哥西尔斯(Sears)大厦1973 年末建成，采 用由九个框筒组成的组 合筒体系（筒束），有 效地缓解了剪力滞后现 象。建筑面积52 万平 米，平

6、面为69m*69m， 共109层，楼高443m (加 上天线高度达500m) ， 总用钢量达7.6万吨。吉隆坡：石油双塔（塔尖高450m）施工中(七)中央电视台新台址总建筑面积49.5万m，最高处标高234m.(八)上海环球金融中心1996年开始建造，至今仍在建设中。总建筑面积31.8万m,94层，高492m.上海环球金融中心第一章高层建筑结构体系和布置广州白云宾馆上海环球金融中心国内高层建筑第一章高层建筑结构体系和布置五、多筒体系成束筒体和巨型框架1 、成束筒这样布置的好处是腹板 框架间隔减小，可减少翼缘 框架的剪力滞后现象。成束 筒结构的刚度和承载能力又 有提高。沿高度方向还可以 逐渐减少

7、筒的个数，这样可 以分段减小建筑平面尺寸， 结构刚度逐渐变化而又不打 乱每个框筒中柱和楼板的布 置。1.3 高层建筑施工技术的发展一、基础工程施工方面 二、结构工程施工方面 三、混凝土工程施工方面四、装饰、防水工程施工方面 五、施工机械化方面几 点 说 明1.自我介绍:杨跃2.课代表:3.教材:4.参考书:5.答疑:6.作业:7.考试:3. 地下水控制地下水控制 (groundwater controlling) 为 保证支护结构施工、基坑挖土 、地下室施工及基坑 周边环境安全而采取的排水、降水 、截水或回灌措施.方法名称土类渗透系数(m/d)降水深度(m)水文地质特征集水明排填土、粉土、粘性

8、土、砂土7 20.0 5上层滞水或水 量不大的潜水降 水真空井点0.120.0单级6多级20喷射井点0.120.0 5含水丰富的潜 水、承压水、 裂隙水截水粘性土、粉土、砂土、碎石、 岩溶岩不限不限回灌填土、粉土、砂土、碎石土0.1200不限地下水控制方法适用条件地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水、 回灌等型式单独或组合使用.1.集水明排2.降水真空井点 ,喷射井点 ,管井井点方法3.截水4.回灌3.1集水明排一、构造要求:(一)排水沟和集水井可按下面规定布置:排水沟和集水井宜布置在拟建建筑基础边净距0.4m以外, 排水沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m;在基坑四角或 每隔30 40m应

9、设一个集水井.排水沟底面应比挖土面低0.3 0.4m,集水井底面应比 沟底面低0.5m以上.(二)抽水设备可根据排水量大小及基坑深度确定. (三)当基坑侧壁出现分层渗水时,可按不同高程设置导水管、导水沟等构成明排系统;当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排时,宜采用导水降水方法.基 坑明排尚应重视环境排水,当地表水对基坑侧壁产 生冲刷时,宜在基坑外采取截水、封堵、导流等措 施.二、涌水量计算:V 1.5 Q式中:V 基坑的排水量Q 基坑的总涌水量(一)无压完整型基坑:Q = KH- h2 R= K (2H S)S (m/m)2 R式中:Q 单侧每米长明沟的涌水量(m/m);0 基坑宽度的一半()

10、H 含水层厚度;S 基坑水位降深();R降水影响半径(). R= R + 0（二）无压非完整型基坑：Q = K+Sq0= K+ KSq0 (m/m)式中:E坑底到含水层底的距离(m);q0 = (,)=由,值查曲线即可得q0值.H1- h2 R(2H1S)S2 RRR+ 0REH0.40.81. 61. ooa0.960.940.98O0.92q。0. 90屯 o00. 10. 20. 30. 40. 5a 、p 值曲线三、抽水设备:1.离心泵2.潜水泵潜水泵工作简图1-叶轮;2-轴;3-电动机;4-进水口;5-出水胶管;6-电缆离心泵3.2 降 水一、平面布置:降水井宜在基坑外缘采用封 闭式

11、布置,井间距应大于15倍井管 直径.在地下水补给方向应适当加 密;当基坑面积较大、开挖较深时, 也可在基坑内设置降水井.二、高程布置:降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水 能力确定.设计降水深度 在基坑范围内不宜小于基 坑底面以下0.5m.即：h0.5m三、涌水量计算:(一)均质含水层潜水完整井(二)均质含水层潜水非完整井 (三)均质含水层承压水完整井(四)均质含水层承压水非完整井(一)均质含水层潜水完整井:1.基坑远离边界时:Q = 1.366k式中:R降水影响半径;(a)潜水含水层: R = 2 SK H(b)承压含水层: R = 10 SK(2H S)SLg(1

12、+)R00基坑等效半径;(c)矩形基坑: 0 = 0.29(a+b)式中: a , b 分别为基坑坑底的长,短边.(d)不规则块状基坑: 0 = A/式中:A基坑坑底的面积.2.岸边降水时:Q = 1.366k条件: b 0.5 R(2H S)SLg2b03.基坑位于两个地表水体之间时:Q = 1.366k( 2H S )SLg2(b1+b2)0(b1-b2)cos 2(b1+b2)条件：b1和b2 0.5R4.基坑靠近隔水边界时:Q=1.366k条件: b式中:M 由含水层底板到过滤器有效工作部分中点的长度.lLg+0.25lg2b00.66l0lMl+ SQ = 1.366kSlgbM-0

13、.14lM23.近河基坑含水层厚度很大时:Q = 1.366kS+条件: b lQ = 1.366kS+条件: b llLg- 0.25arsh2b00.66l0l+ Slg0.44lbl+ SlglLg- 0.110.66l0lb2b0四、降水井数量:式中: Q 基坑总涌水量;q 设计单井出水量.n = 1.1 Qq例某基坑采用真空井点降水,坑底平面尺寸为14*10m,基坑深4.0m.地下水位距地面1.5m,自地面以下有2.0m厚的亚砂土,以下为5.3m厚的中砂,再向下为隔 水层.基坑远离边界,砂土的渗透系数K=5.8md.选 直径为50mm的6.0m长井点管和1.5m长的滤管.计算 该井点

14、系统的涌水量.0.00-150S-4.00H-7.30解:隔水层距地面深度为:2+5.3=7.3(m) 滤管底部距离水层为:7.3-(6-0.2+1.5)=7.3-7.3=0所以该系统为均质潜水完整井,当基坑远离边界时:Q=1.366k式中:H=7.3-1.5=5.8(m)k=5.8m/d S=(4.0-1.5)+0.5=3.0(m)R=2SKH=2*3.0*5.8*5.8=34.8(m)0=0.29(a+b)=0.29(14+10)=6.96(m)得:Q=1.366k=262(m/d)(2HS)SLg(1+)R0(2*5.8-3)3Lg(1+)34.86.96五、喷射井点:喷水井点(一)分类

15、喷气井点(二)组成:喷射井点、高压水泵、管路系统.(三)工作原理:高压水经内外管 环形通道喷嘴截面变小流速增加形成局部真空抽吸地下水混合室喷射井点设备布置1-喷射井管;2-滤管;3-井水总管;4-排水总管;5-高压水泵;6-集水 池;7-水泵;8-内管;9-外管;10-喷嘴;11-混合室;12-扩散管;13-压力表(四)构造要求:喷射井点的结构及施工应符合下列要求： 1.井点的外管直径宜为73108mm,内管直径为5073mm,过滤器直径为89127mm,井孔直径不宜大于600mm，孔深应比滤 管底深1m以上。过滤器的结构与真空井点相同。喷射器混 合室直径可取14mm,喷嘴直径可取6.5mm,

16、工作水箱不应小于 10m。2.工作水泵可采用多级泵，水压宜大于0.75MPa.3.井孔的施工与井管的设置方法与真空井点相同。4.井点使用时，水泵的起动泵压不宜大于0.3MPa.正常工作水 压宜为0.25P0（扬水高度）；正常工作水流量宜取单井排 水量。（五）井点计算:1.高压泵工作水流量:Q1=nq 式中:Q1高压水泵的工作水流量(m/h); n 喷射井点管根数 ;排水流量与工作水流量之比值, ，查表; q 喷射井点出水量(m/h).2.高压泵工作水压力:P1 =H系数土的渗透系数/(m/d)K501.20.30式中:P1高压水泵的工作水压力(m); H 喷射井点所需的扬程(m);扬程与工作水

17、压力之比值, ,查表排水量与工作水流量比值型号外管 直径 (mm)喷射管工作水压 力P1(MPa)工作水流量 Q1(m/d)设计单井出水 流量q(m/d)适用含水层渗 透系数(m/d)喷嘴 直径 (mm)混合室 直径(mm1.5型并列式387140.60.8112.8163.2100.8138.20.15.02.5型圆心式687140.60.8110.4148.8103.2138.20.15.04.0型圆心式10010200.60.8230.4259.2388.85.010.06.0型圆心式16219400.60.872060072010.020.03.喷射井点设计出水量六、管井井点:管井井点

18、就是沿基坑每 隔一定距离设置一个管井,每 个管井单独用一台水泵不断 抽水来降低地下水位.在土的 渗透系数大(1.0200m/d).地下水量大,粉土、砂土、碎石 土、可溶岩、破碎带的土层中, 宜采用管井井点.(一)组成:过滤井点、管井、水泵(二)构造要求:1.管井井管直径应根据含水层的富水性及水泵性能选取，且 井管不宜小于200mm,井管内径宜大于水泵外径50mm.2.沉砂管长度不宜小于3m.3.钢制、铸铁、和钢筋骨架过滤器的孔隙率分别不宜小于30% 、23%和50%。4.井管外滤料宜选用磨圆度较好的硬质岩石，不宜采用了棱 角状石渣料、风化料或其它粘质岩石。滤料规格宜满足下 列要求：1）对于砂土

19、含水层D50=(6 8)d50式中:D50 、d50-填料和含水层颗粒分布累计曲线上重量为50%所对应的颗粒粒径。 2）对于d202mm的碎石类土含水层：D50=(6 8)d203）对于d202mm的碎石类土含水层，可充填粒径为1020mm 的滤料。4）滤料应保证不均匀系数小于2。(三)井点布置延基坑外缘封闭布置.管井的间距一般为20 50m,管井的深度为8 15m, 井内水位降低可达6 10m.(四)出水量计算.管井的出水量q(m/d)可按下列经验公式确定:q=120rsl k式中:rs过滤器半径(m);l过滤器进水部分长度(m);k含水层渗透系数(m/d).(五)施工工艺:成孔安设井管、填

20、充滤料洗井安设水泵抽水3.3 截 水所谓截水,通常称为截水帷幕.截水帷幕 curtain for cutting off water 用于阻截 或减少基坑侧壁及基坑底,地下水流入基坑而采用的连续止水体.选择截水帷幕型式应结合工程水文地质条件.基坑围护结 构型式、场地条件、施工条件等综合因素考虑.一、截水帷幕的形式1.落底式:要求:l0.2hw - 0.5b 式中:l帷幕插入不透水层的深度; hw作用水头;b帷幕厚度.2.非落底式:非落底式的水平封底, 可采用化学注浆法或旋喷 注浆法.二、构造要求:截水帷幕的厚度b应满足基坑防渗要求,截水帷幕的渗透系数K宜小于1.0*10 -6 cm/s.三、类

21、型:1.水泥土搅拌桩挡墙2.高压旋喷桩挡墙3.地下连续墙3.4 回灌所谓回灌,通常称为回灌井点.一、工作原理:回灌井点就是在降水井点 与要保护的已有建筑物之间打 一排井点,在井点降水的同时, 向土层中灌入一定数量的水,形 成一道隔水帷幕,使井点降水 的影响半径不超过回灌井点的 范围,从而阻止回灌井点外侧 的建筑物下的地下水的流失.式中: q灌单井回灌水量(m/d);n = 1.1 Q 灌q灌二、基坑回灌量Q灌:一般应等于基坑降水水位降低影响至限定边界 时的基坑涌水量（计算省略）三、回灌井数量n:四、构造要求:1.回灌井与降水井的距离不宜小于6.0m. 2.回灌水宜采用清水.五、回灌方式:1.井

22、点2.砂井3.砂沟砂沟砂井中粗砂4. 高层建筑基础工程高层建筑基础工程包括基础的结构类型、大体积 混凝土施工和逆筑法施工等.4.1 基础结构与施工技术一 、 基 础 工 程 的 特 点 : (一)基础必须适应地基 (二)基础埋置较深 (三)大体积混凝土的施工 (四)正确处理好主楼与裙房的基础关系二、基础类型:(一)筏型基础 Raft Foundation 柱下或墙下连续 的平板式或梁板式钢筋混凝土基础.1.平板式分类:2.梁板式(二)箱型基础 Box Foundation 由底板、顶板、 侧墙及一定数量内隔墙构成的整体刚度较好的单层 或多层钢筋混凝土基础.(三)桩基础 Piling Found

23、ation 由单桩和连接单桩的承台(基础 梁)构成的钢筋混凝土基础.(四)复合基础 Multiple Foundation1.桩基 + 筏基分类:2.桩基 + 箱基三 、 施 工 方 案 : (一)基础选型的要求 (二)基础施工方案的选择4.2 大体积混凝土施工一、定义:水泥水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之 差,预计超过25的混凝土,称为大体积混凝土.二、特点:结构厚、体积大、钢筋密、混凝土用量大、工程条件 复杂及施工技术要求高.三、裂缝：(一).种类：1.浇筑初期的裂缝表面裂缝（温差）拉应力压应力混凝土内外温差引起的温度应力基础约束产生的裂缝深层裂缝（约束）浇筑后期的裂缝贯通裂缝（

24、收缩）(二).产生的原因：（1）水泥水化热的影响（2）内外约束条件的影响（3）外界气温变化的影响（4）混凝土收缩变形的影响2.“抗”的方法(三)控制裂缝的方法1.“放”的方法3.“放”、“抗”结合的方法四、浇筑方案:混凝土的浇筑强度Q:是指单位时间内混凝土的浇筑数量(m/h)。浇筑强度按下式计算Q 混凝土浇筑强度，m3/h；H 混凝土分层浇筑时的厚度应符合规范要求，m；F 混凝土浇筑区的面积，m2； T1混凝土的初凝时间，h； T2混凝土的运输时间，h。一般:T = T1-T2 = 2hHFT2Q HFT1T全面分层：一般适用于平面尺寸不大的结构分段分层：适用于厚度不大而面积或长度较大的结构斜

25、面分层：多用于长度较大的结构五、技术措施：a.水泥应选用水化热低和凝结时间长的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐 水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。b.粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。 c.应掺用缓凝剂、减水剂和减少水泥水化热的掺合料。d.保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，提高掺合料和骨料的含量，以减少每立方米混凝土水泥用量。 e.降低混凝土的入模温度，控制混凝土内外的温差(当设计无要求时，控制在25以内)。 f.及时对混凝土覆盖保温、保湿材料。g.进行人工导热。例题某设备基础:长*宽*高=30*10*5m,采用全面分 层浇筑混凝土,不留施工缝,每层浇

26、筑厚度为0.3m. 采用J1-400型搅拌机,每一工作循环时间为3min. 求所需搅拌机台数和浇筑混凝土的延续时间.解:采用全面分层浇筑方案Q=式中:H=0.3mF=30*10=300mT=T1-T2=2h得:Q=45m/hHFT1-T2HFT0.3*30*102搅拌机生产率PP=Rq式中:R=0.8t=3*60=180sq=0.4m*0.4=6.4(m/h)所需台数:N=7.03(台)实际施工时配8台,1台备用.混凝土浇筑延续时间tl:t1=33.5(h)3600t20.7+0.93600P得:P=0.8*Q6.4180456.4*730*10*5六、温度效应计算：(一)混凝土水化热绝热温升

27、计算:绝热温升 是指在混凝土四周无任何散热条件、无任何热损失的情况下,水泥水化热全部转化为使混凝土温度 升高的热量.T(t) =(1 - e-mt)cmcQ式中:T(t)混凝土的绝热温升();mc 每m混凝土的水泥用量(kg/m);CQt混凝土的比热,计算时取0.97kJ(kgK)-1;每kg水泥的水化热(kJ/kg),按表2-12取值; 混凝土的重度,取2400kg/m;混凝土的龄期(d);e常数(2.718);m与水泥品种,比表面及浇筑温度有关的经验系数,按表2-13取值.水泥品种发 热 量 /(kJ/kg)22.527.532.542.552.5普通水泥 矿渣水泥201188243205

28、289247377335461表2-12每kg水泥水化热量(Q)表2-13计算水化热温升时的m值浇筑温度/51015202530m/(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406(二)混凝土内部最高温度计算:Tmax = Tj + T(t)式中: Tmax 混凝土内部中心最高温度(); Tj 混凝土的浇筑温度();T(t)t龄期时混凝土的绝热温升();不同的浇筑块厚度,不同龄期时的降温系 数,见表2-14.表2-14不同龄期水化热温升与浇筑块厚度的关系浇筑 层厚 度/m不同龄期(d)时的值369121518212427301.00.360.290.170.090.050

29、.030.010.050.0160.210.251.250.420.310.190.110.070.040.031.50.490.460.380.290.210.150.120.080.042.50.650.620.590.480.380.90.230.190.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.24(三)混凝土表面温度计算:式中:Tb(t)龄期t时,混凝土的表面温度();Tq龄期t时,大气的平均温度();H 混凝土的计算厚度(m),H = h + 2h; h 混凝土的实

30、际厚度(m);h混凝土的虚铺厚度(m), h= K;混凝土的热导率,取2.33 W( m K )-1;K计算折减系数,可取0.666;Tb(t) = Tq + 4 h(H - h)T(t)H模板及保温材料的传热系数(W(mK)-1);=1+ 1q ii式中: i 各种保温材料的厚度(m);各种保温材料的热导率,W(m K)-1 ,见表2-15;q 空气层传热系数,可取23 W(m K)-1;T(t)t龄期时,混凝土内最高温度和外界气温之差()T = Tmax- Tq表2-15各种保温材料的热导率材料名称重量/(kg/m)热导率/ W(m K)-1木 模 板 钢 模 板 草 袋木 屑红砖 普通混

31、凝土 空气500700150190024000.23580.140.170.431.512.330.03材料名称重量/(kg/m)热导率/ W(m K)-1水矿棉、岩棉 沥青矿棉毡 膨胀蛭石 沥青蛭石板 膨胀珍珠岩 泡沫塑料1000110200100216802003504004030025500.580.0310.060.0330.0520.0470.070.0810.1050.0190.0650.0350.047(四)混凝土所需保温(隔热)材料厚度计算:i =K式中: i 保材料所需厚度(m);h 混凝土的计算层厚度(m);i 保温材料的热导率( W(m K)-1 ),按表2-15取用;

32、0.5 hi(TbTq)(TmaxTb) 混凝土的热导率,取2.3 W(m K)-1;Tmax 混凝土中心最高温度();Tb混凝土表面温度();Tq混凝土浇筑后3d 5d空气平均温度();0.5 中心温度向边缘散热的距离,为结构厚度的一半; K 传热系数的修正值,即透风系数.例高层建筑大体积混凝土底板,平面尺寸为62.7m*34.4m, 厚为2.5m,C30 混凝土, 混凝土浇筑量为3235m.施工时的平均气温为26,所用材料为52.5级普 通水泥,混凝土水泥用量为400kg/m.混凝土的浇筑温度为23.9.施工方案确定采用保温法以防止水泥水化热 可能引起的温度裂缝.试选择保温材料及所需的厚度

33、.解:一、混凝土的绝热温升取t=3d时,有:Mc=400kg,=2400kg/m,C=0.97kJ/kgK查表2-13得m=0.38,t=3d;查表2-12得Q=461kJ/kgK.得:Tt=(1-e-0.38*3)=51.8二、混凝土内部最高温度浇筑层厚度为2.5m,查表2-14,得:=0.65Tmax=Tj+Tt=(23.9+51.8*0.65)=57.57cT(t) =mcQ (1 - e-mt)400*4610.97*2400三、混凝土的表面温度=5.26施工方案中采用18mm厚的多层夹板模板,选用20mm厚 的草袋进行保温养护,大气温度Tq=26.(一)混凝土的虚铺厚度:1 i+ 1

34、 iq1 1 0.020.14 + 23式中:查表2-15可得i=0.14,q为空气的传热系数,取为23W(m K)-1h=K =0.666* 2.33m=0.295m5.26(二)混凝土的计算厚度:=26+=(26+0.12*2.79*31.57)=36.5743.09*0.295*(3.09-0.295)(57.57-26)H=h+2h(2.5+2*0.295)m=3.09m(三)混凝土的表面温度:4Tb(t)=Tq+H h(H-h)T(t)四、计算结果表明:混凝土中心最高温度与表面温度差为(57.5736.57)=21 0G(b+c)-1.5Q(Rmax-b)0式中:G塔式起重机自重(包

35、括配重、压重) Q起升荷载Rmax最大起重半径b轨距之半c塔机重心离回转中心轴线距离A2.有风工作状态:MA 0G(b+c)-1.3Q(Rmax-b)-Ghsin-Qh2sin-Pph2-Pf1h1-Pf2h2 0 式中:Pf1作用在塔机上的风荷载; Pf2作用在荷载上的风荷载; Pp作用在荷载上的离心力; h1 h2风荷载作用点的高度; h塔机的重心高度; 轨道的倾斜角,一般取1 2A3.突然卸载状态:MA 0Gd-0.2Q(Rmin+b)-Pfh 0式中:Pf作用在塔机上的风荷载;Rmin最小起重半径;h风荷载作用点高度;d塔机重心离后倾翻边的距离.A(5.2 施工外用电梯施工外用电梯又称

36、人货两用电梯,是一种安装于建 筑物外部，施工期间用于运送施工人员及建筑材料的垂 直提升机械.一、按用途:1.载货电梯2.载人电梯3.人货两用电梯1.齿轮齿条驱动二、按驱动方式:2.钢丝绳滑轮驱动- -96勹齿轮 伪条驱 动施：1 电梯示总图I外宠2 导轨 梊3一 对正4 一 吊厢5一 电缆 计向装詈l) 钮鼓 限速器7- 传动系统8 吊 扞 9 天 轮一-3- -2I绳轮驱动施1 电梯( SFl )一 l (（）（J ）利） 刀；，总图1 盛线简2 - ，氏 f)E5 在扬 机 （）一 引线器3 减震器l 电器箱7电缆 卜 安 全机构9 限 迪仇构1 0一吊加1 1 驾驶宇12 一闱忔l 3

37、立 杜l 4一 连搓螺栓15一 柱T负限额高 度100m +IOOmT I导轨架架设安 装杆小吊杅ITIJ吊笼志匀国亡31.单吊箱三、按吊箱数量:2.双吊箱吊箱尺寸一般为3m*1.3m*2.7m(长*宽*高).每个吊 箱可配平衡重,也可不配平衡重.1.A级:载重量为2000kg(或乘员24人)四、按承载能力:2.B级:载重量为1000kg(或乘员1112人)5.3 混凝土泵和泵车（一)泵送混凝土的组成:1.混凝土泵2.输送管3.布料装置（二)泵的分类和工作原理:液压式泵送混凝土1.按压送方式挤压式泵送砂浆312液压活塞式混凝土泵。G兰呈 芷6盆烂l s叶扂芞压巴启皇,l工；，迄皇闵丁O l9奇

38、OO总鬟1怎气N言气I， 罩4芷 社S吾(1)固定式地泵2.按使用方式 (2)行走式泵车3.按泵送压力(1)高压泵 7 N/mm (2)中压泵 7 N/mm_ - 于. ,0 午 6m图 10-25三折叠式布料杆浇筑范围（三)输送管:1.组成:直管：管径100、125和150 mm三种长度以4.0 m为主；另有3.0、2.0、1.0、0.5 m四种 管长作为调整布管长度弯管：管径同直管角度有15、30、45、60、90五种锥形管：用于两种不同管径输送管的连接。 长度一般为1.0 m。浇注软管：橡胶管或金属软管2.配管计算:类型单位规格水平换算长度（m）100mm3向上垂直管每米125mm415

39、0mm5175150mm4锥形管每根150125mm8125100mm16弯管每根90R=0.5mR=1.0m129软管每58根长的1根20水平换算长度将输送管的各种工作状态(锥形 管、弯管、软管、向上,向下垂直管、倾斜管等),按等 值压力损失皆换算为水平长度管.混凝土输送管的水平换算长度注（1）R曲率半径；（2）弯管的弯曲角度小于90时，需将表列数值乘以 该角度与90角的比值；（3）垂直向下管，其水平换算长度等于其自身长度；（4）斜向配管时，根据其水平及垂直投影长度，分 别按水平、垂直配管计算。(四) 布料装置：具有输送和布料两种功能 的装置称为布料装置.1.移动式布料装置2.汽车式布料装置

40、(五) 混凝土泵的选用:混凝土泵的选用,应根椐混凝土工程的特点、要求的最 大输送距离、最大输出量及混凝土浇筑计划确定.1.常用型号:型号HBJ30HBT60BRA2100HNCP-9FB产地北京襄樊德国日本最大泵送压力Pmax(N/mm)3.24.6211.74.5最大输出量Qmax(m/h)30586290最大水平/垂直运距Lmax/Hmax(m)200/50620/1151000/300600/1002.工作性能曲线:工作压力PQ 和 L(H) 当P一定时:Q时, L L时, Q 0L(H)150A125A100AQ3.实际平均输出量计算:混凝土泵的实际平均输出量,可根椐混凝土泵的最大输出

41、 量,配管情况和作业效率,按下式计算:Q1 = Qmax1式中: Q1每台混凝土泵的实际平均输出量(m/h)Qmax每台混凝土泵的最大输出量(m/h)1配管条件系数,可取0.8 0.9作业效率.根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的间断时间、拆装混凝土输送管和布料 停歇等情况,可取0.5 0.74.混凝土泵台数计算:混凝土泵的台数,可根据混凝土浇筑数量、单机的实际 平均输出量和施工作业时间,按下式计算:N2 =式中: N2混凝土泵数量(台)Q混凝土浇筑数量(m)Q1每台混凝土泵的实际平均输出量(m/h) T0混凝土泵送施工作业时间(h)QQ1T05.搅拌运输车台数计算:当混凝土泵连续作业时,每台

42、混凝土泵所需配备的混凝土 搅拌运输车台数,可按下式计算:N1 =(+T1 )式中: N1混凝土搅拌运输车台数(台) V1每台混凝土搅拌运输车容量(m)S0混凝土搅拌运输车平均行车速度(km/h)L1混凝土搅拌运输车往返距离(km)T1每台混凝土搅拌运输车一个运输周期的总计停歇时间(min)Q160V160L1S06.混凝土泵的选择和布置:高度H 20m（或50m）选择混凝土泵车高度H Hmax选择一台固定式混凝土泵高度H Hmax选择多台固定式混凝土泵(六) 泵送混凝土对材料的要求:粗集料最大粒径dmax与输送管径D之比泵送高度100m碎石1:31:31:41:41:5卵石1:2.51.粗集料

43、优先选用卵石dDD2.15d细集料：宜采用中砂,通过0.315mm筛孔的砂,不应少于15%,砂率宜为38 45%水泥:用量300/m混凝土 水灰比宜为0.4 0.64.坍落度:泵送高度(m)100坍落度(mm)1001401401601601801802005.可泵性:混凝土在输送管道中的流动能力称为可泵性.混凝土的可泵性,可用压力泌水试验,结合施工经验进行控制.按下式计算:S10=V140S10混凝土加压至10S时的相对泌水率(%) V10 、V140混凝土加压至10S和140S时的泌水量(mL)要求:S10 40%V10(七) 施工工艺:清洗管道(清水)润滑管壁(1:1或1:2水泥砂浆)连

44、续泵送混凝土清理管道(高压水及海棉球) 泵的布置布置场地应平整坚实,道路通畅，供料方便，其位置应靠 近浇筑地点，方便布管，接近排水设施和供水、供电方便.在 混凝土泵的作业范围内，不得有高压线等障碍物。输送管布置 a.管线长度宜短，少用弯管和软管，以减少压力损失。 b.应保证安全施工、便于清洗管道、排除故障和装拆维修。 c.在同一条管线中，应采用相同管径的混凝土输送管。d.垂直向上配管：应在混凝土泵和垂直管之间设置一段地面 水平管，其长度不小于垂直管长度的四分之一,且不宜小 于15m，或遵守产品说明书的规定。在泵机Y形管出料口 36m处的输送管根部尚应设置截止阀。e.向地下泵送混凝土时：地上水平

45、管轴线应与Y形管出料口轴 线垂直。在倾斜向下配管时，应在斜管上端设排气阀，当 高差大于20m时，应在斜管下端设5倍高差长度的水平管；如条件限制，可增加弯管或环形管，满足5倍高差长度要求。 布料设备要求应覆盖整个结构平面，并能均匀、迅速布料。混凝土泵送的配管整体水平换算长度应不超过混凝土 泵的最大水平输送距离。 泵送混凝土的原材料：应尽量减少与管壁间摩阻力，不产生离析现象。 A 水泥 B 粗骨料 C 细骨料 D 掺合料和外加剂 泵送混凝土配合比 ：满足设计强度、耐久性和可泵性的要求,拌制泵送混凝土 应严格按设计配合比对各种原材料进行计量。锥管(125A100A)90 (R=1m)例题混凝土泵和输

46、送管(125A)布置如图:软管泵45 (R=1m)20m5m10m5m5m解: 水平换算长度水平管5+20 = 25m垂直管104 = 40m倾斜管弯管29+1*9 = 18m5+54 = 25m4590锥形管软管161201= 16m= 20m换算长度 L= 144m选择混凝土泵并计算实际输出量 Q1选择 HBJ30 型混凝土泵,Lmax = 200m L=144mQmax = 30m/hQ1 = Qmax1 = 30 *= 15.3(m/h)0.8+0.920.5+0.72混凝土搅拌运输车台数:N1 =(+T1 )N1=(+30)=0.085(15+30)=3.825故选4台混凝土搅拌运输

47、车Q160L160V1S0式中: 使用的混凝土搅拌运输车容量 V1 = 3m 混凝土搅拌运输车平均车速 S0 = 20km/h混凝土搅拌运输车往返运输距离 L1 = 2*2.5 = 5km混凝土搅拌运输车一个运输周期的总计停歇时间T1=30min得:60*32015.360*55.4 垂直运输体系的选择一 、 选 择 的 原 则 : (一)运输能力要能满足规定工期的要求 (二)机械费用低(三)综合经济效益好 二 、 常 用 的 运 输 体 系 : (一)塔式起重机+施工电梯 (二)塔式起重机+混凝土泵+施工电梯(三)塔式起重机+快速提升机(或井架起重机)+施工电梯 (四)井架起重机+施工电梯(

48、五)井架起重机+快速提升机+施工电梯6.高层建筑脚手架脚手架为建筑施工而搭设的上料、堆料与施工作业用 的临时结构架.单排脚手架(单排架)只有一排立杆,横向水平杆的一端搁置在墙体上的脚手架.双排脚手架(双排架)由内外两排立杆和水平杆等构成的脚手架.结构脚手架 用于砌筑和结构工程施工作业的脚手架. 装修脚手架 用于装修工程施工作业的脚手架.一、常用脚手架的形式:1.扣件式钢管脚手架2.碗扣式钢管脚手架3.门式钢管脚手架4.悬挑式脚手架5.外挂式脚手架6.插口式脚手架7.附着升降脚手架二 、 基 本 要 求 : (一)满足施工操作工艺的要求 (二)满足安全施工和保护工程质量的要求 (三)满足交叉作业

49、的要求6.1 扣件式钢管脚手架一、组成:(一)钢管:1.每根钢管的最大质量不应大于25kg2.钢管上严禁打孔脚手架钢管尺寸(mm)截面尺寸最大长度外径,d壁 厚 t横向水平杆其它杆48513.53.022006500(二)扣件:1.直角扣件2.旋转扣件3.对接扣件扣件由可锻铸铁制作,螺栓拧紧扭力矩值不应小 于40Nm,且不应大于65Nm.a ), l8-b)HC己一I1513271110铸铁扣件a) 直角扣件b) 旋转扣件c ) 对接扣件1一 直角座；2一螺栓；3 一盖板；4 一 螺母；5一销钉 位一垫圈；7 一柳钉心一旋转座分一杆芯；10- 对接座；11一 对接盖碗扣式钢管脚手架节点架子钢管

50、底座扣件形式回转扣件直角扣件扣件形式(a)直角扣件；(b)回转扣件；(c)对接扣件(三)脚手板:1.冲压钢脚手板2.木脚手板3.竹串片、竹笆脚手板每块脚手板的质量不宜大于30kg.(四)底座:1.铸铁底座2.焊接底座(五)连墙件:连接脚手架与建筑物的构件.刚性连墙件采用钢管、扣件或预埋 件组成的连墙件.柔性连墙件采用钢筋作拉筋 构成的连墙件.脚手架螺杆胀螺栓或预埋螺栓二、构造:扣件式钢管脚手架组成(一)立杆:脚手架中垂直于水平面的竖向杆件.(二)纵向水平杆(大横杆):沿脚手架纵向设置的水平杆. (三)横向水平杆(小横杆):沿脚手架横向设置的水平杆. (四)剪刀撑:在脚手架外侧面成对设置的交叉斜

51、杆. (五)抛撑:与脚手架外侧面斜交的杆件.三、参数:(一)立杆步距(步)h:上下水平杆轴线间的距离.(二)立杆纵距(跨)La:脚手架立杆的纵向间距. (三)立杆横距Lb:脚手架立杆的横向间距.单排脚手架为外立杆轴线至墙面的距离.四、搭设:1.单排:搭设高度24m(一)2.双排:搭设高度50m1800120014001500 50012001500扣件式钢管脚手架的构造双 排单 排1.落地式(二)2.悬挑式(三)连墙件:宜优先采用菱形(梅花形)布置,也可采用方形、矩形布置.布置应满足下表要求.连 件 墙 布 置 的 最 大 间 距脚手架高度竖向间距(h)水平间距(La)每根连墙件覆盖面积(m)

52、双排50m3h3 La40 50m2h3 La27单排24m3h3 La40(四)剪刀撑:1.每道剪刀撑跨越立杆的根数，宜按下表规定确定。每道剪刀撑宽度不应小于4 跨，且不应小于6 m，斜杆与地面的 倾角宜在4560之间。剪刀撑跨越立杆的最多根数剪刀撑斜杆与地面的倾角455060剪刀撑跨越立杆的最多根数n7652.高度在24m以下的单、双排脚手架，均必须在外侧立面的两端各设置一道剪刀撑，并应由底至顶连续设置；中间各 道剪刀撑之间的净距不应大于15 m.3.高度在24 m以上的双排脚手架应在外侧立面整个长度和高度上连续设置剪刀撑。五、拆除:拆 除 脚 手 架 时 应 符 合 下 列 规 定 :

53、1.拆除作业必须由上而下逐层进行,严禁上下同时作业.2.连墙件必须随脚手架逐层拆除,严禁先将连墙件整层或 数层拆除后再拆除脚手架;分段拆除高差不应大于2步, 如高差大于2步,应增设连墙件加固;3.各构配件严禁抛掷至地面.匣l六、荷载:永久荷载(一)分类可变荷载脚手架结构自重构、配件自重施工荷载风荷载(二)荷载标准值的计算:1.每米立杆承受的结构自重标准值48*3.5钢管脚手架每米立杆承受的结构自重标准值gk(kN/m)步距(m)脚手架 类型纵距(m)1.21.51.82.02.11.20单排0.15810.17230.18650.19580.2004双排0.14890.16110.17340.

54、18150.18561.35单排0.14730.16010.17320.18180.1861双排0.13790.14910.16010.16740.1711注:当采用51*3钢管时,表中数值乘以0.96采用.2.脚手板自重标准值类别标准值(kN/m)冲压钢脚手板 竹串片脚手板木脚手板0.300.350.353.栏杆、挡脚板自重标准值类别标准值(kN/m)栏杆、冲压钢脚手板挡板栏杆、竹串片脚手板挡板 栏杆、木脚手板挡板0.110.140.144.脚手架上吊挂的安全设施(安全网、苇席、竹笆及帆布等) 的荷载应按实际情况采用.5.施工均布活荷载(可变荷载)标准值类别标准值(kN/m)装修脚手架 结构

55、脚手架23注:斜道均布活荷载标准值不应低于2kN/m6.风荷载标准值k=0.7zso式中:k 风荷载标准值(kN/m);z 风压高度变化系数;s 脚手架风荷载体型系数,按表4.2.4的规定采用;o 基本风压(kN/m).背靠建筑物的状况全封闭墙敞开、框架和开洞墙脚手架状况全封闭、半封闭1.01.3敞 开stw表4.2.4脚手架的风荷载体型系数s(三)荷载效应组合:计算项目荷载效应组合纵向、横向水平杆强度 与变形永久荷载+施工均布活荷载脚手架立杆稳定永久荷载+施工均布活荷载永久荷载+0.85(施工均布活荷载+风荷载)连墙件承载力单排架,风荷载+3.0kN 双排架,风荷载+5.0kN七、传力分析:

56、立杆、横向斜撑 及其连接扣件结构自重剪刀撑栏杆、挡脚板安全网构配件 自重脚手架施工荷载可变荷载水平荷载风荷载永久荷载竖向荷载立杆水平力建筑物纵、横向水平杆(扣件)竖向力(底座) 基础(连墙件)八、设计基本规定:(一)设计计算内容:1.纵向、横向水平杆等受弯构件的强度和连接扣件的抗滑 承载力计算;2.立杆稳定性计算;3.连墙件的强度、稳定性和连接强度的计算;4.立杆地基承载力计算.(二)荷载分项系数:1.永久荷载: i = 1.22.可变荷载: i= 1.4(三)受弯构件的挠度:构件类型容许挠度v脚手板,纵向、横向水平杆l/150与10mm悬挑受弯杆件l/400项目承载力设计值(KN)对接扣件(

57、抗滑)3.20直角扣件、旋转扣件(抗滑)8.00底座(抗压)40.00注:l为受弯构件的跨度(四)扣件、底座承载力设计值:九、纵向、横向水平杆计算:(一)抗弯强度:=MW式中:M = 1.2MGk+ 1.4MQkMGk 脚手板自重标准值产生的弯矩; MQk 施工荷载标准值产生的弯矩.(二)挠度验算:v v式中:v挠度;v容许挠度.(三)扣件抗滑承载力:R Rc式中:R 纵向、横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值; Rc扣件抗滑承载力设计值.十、立杆计算:(一)立杆的稳定性计算:1.不组合风荷载时 2.组合风荷载时+ NANAMWW式中:N计算立杆段的轴向力设计值.不组合风荷载时N = 1.2(

58、 NG1k+ NG2k )+ 1.4 NQk组合风荷载时N = 1.2( NG1k+ NG2k )+ 0.85 * 1.4 NQk式中:NG1k 脚手架结构自重标准值产生的轴向力; NG2k 构配件自重标准值产生的轴向力;NQk施工荷载标准值产生的轴向力总和.轴心受压构件的稳定系数;MW 计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩;MW = 0.85*1.4 MWk =式中:MWk 风荷载标准值产生的弯矩; k 风荷载标准值;La 立杆纵距.0.85*1.4kLah101.2gk(二)脚手架的搭设高度1.不组合风荷载时A-(1.2NG2k+ 1.4NQk)Hs =Hs =2.组合风荷载时A-1.2NG

59、2k+ 0.85*1.4(NQk +A)1.2gkMWkW式中: Hs 按规定计算的搭设高度;gk每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m);当 Hs26m时,按下式调整:H =式中: H 脚手架搭设高度限值(m)Hs1+0.001Hs 50m十一、连墙件计算:(一)轴向力设计值Nl= Nlw + No式中: Nl连墙件轴向力设计值(kN);Nlw风荷载产生的连墙件轴向力设计值,按下式计算:Nlw= 1.4 k Aw式中:Aw每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧面的迎风面积;No连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力 (kN),单排架取3.0(kN),双排架取5.0(kN）2.抗滑承载力验算:Nl

60、 Rc式中: Rc扣件抗滑承载力设计值.十二、立杆地基承载力计算:p g式中: p 立杆基础底面的平均压力, p = N/A;N 上部结构传至基础顶面的轴向力设计值; A 基础底面面积;g地基承载力设计值;按下式计算:g = kc gk式中: gk 地基承载力标准值;kc脚手架地基承载力调整系数.土层构造碎石土、砂土、回填土粘土岩石、混凝土kc0.40.51.0例题某高层建筑装修施工,采用双排扣件式钢管外脚手架 已知条件如下:立杆横距Lb=1.05m,立杆纵距(跨)La=1.5m,内立杆距 建筑物外墙皮距离a=0.5m,(a1=0.3m).立杆步距(步)h=1.8m,铺设冲压钢脚手板层数为6层