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中农力强分享高层建筑的特点与施工技术

  随着时代的高速发展,高层建筑的发展迅速很快,建筑朝体型复杂、功能多样的综合性方向发展,因而相应的结构形式也复杂多样。本文就高层建筑的自身特点,就高层建筑工程施工的技术方面,谈谈自己的建议。
 

  关键字:高层建筑;施工技术;控制措施
 

  高层建筑的特点是层数多,高度大,结构类型多样,体型复杂,施工难度大,施工工艺技术要求高,材料用量多,施工工期长,专业性强,工序多,交叉作业多,结构自重大,受力特点、设计依据与一般多层建筑有很大的不同,对结构的安全度要求特别高,对工程结构的施工质量提出了更高的要求。
 

  一、高层建筑的定义
 

  目前,对于高层建筑尚无统一的严格定义。不同国家、不同时期,对于高层建筑的定义也不同,但原则上是以层数和建筑高度来标定的。如:德国规定22m以上的建筑物为高层建筑;英国规定24.3m以上的建筑物为高层建筑;美国规定24.6m以上或7层以上的建筑物为高层建筑;法国规定居住建筑高度在50m以上,其他建筑高度28m以上的建筑为高层建筑;日本规定8层以上或者高度超过31m的建筑为高层建筑。在我国,JGJ 3–2010 《高层建筑混凝土结构技术规程》将10层及10层以上或高度超过28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用建筑,划为高层民用建筑;GB 50045–1995 《高层民用建筑设计防火规范》和JGJ 99–1998 《高层民用建筑钢结构技术规程》中规定10层及10层以上的居住建筑和24m以上的其他民用建筑为高层建筑。因此可以认为10层及10层以上的住宅和约 24m以上高度的其他建筑为高层建筑,也可以把40层或超过100m的建筑单列出来称为超高层建筑,而把9层以下或高度不超过24m的建筑称为中高层建筑(7~9层)、多层建筑(4~6层)或低层建筑(≤3层)。
 

  二、高层建筑的施工特点
 

  1.高层建筑的施工,土方、钢筋、模板、混凝土、砌筑、装修、设备管线安装等工程量都要增大,同时工序多,十多个专业工种交叉作业,组织配合十分复杂,同时,由于工程量大引起的对技术提出了更高的要求,比如大体积混凝土裂缝控制技术,粗钢筋连接技术、高强度等级混凝土技术,新型模板应用技术等。
 

  2.高层建筑体积、面积大,需用大量的各种材料、构配件和机具设备,品种繁多,采购量和运输量庞大。施工需用大量的专业工种、劳动力,需进行大量的人力、物力以及施工技术准备工作,以保证工程顺利进行,同时,由此引起的施工场地狭小一般都是施工难点,如何有效分配调整施工现场平面布置以保证施工顺利进行也可以考验施工企业现场管理水平。
 

  3.高层建筑单栋工期一般要经历2~4年,平均2年左右,结构工期一般为5~10d一层,短则3d一层,常常是两班或三班作业,工期长而紧,且需进行冬、雨期施工,为保证工程质量,应有特殊的施工技术措施,需要合理安排工序,才能缩短工期,减少费用,同时,还需制定一系列安全防范措施和预案以保证安全生产。
 

  4.高层建筑基础一般较深,大多1~4层地下室,土方开挖、基坑支护、地基处理以及深层降水,安全和技术上都很困难复杂,直接影响着工期和造价,采用新技术较多,如逆作法、复合地基成套技术。
 

  5.高层建筑一般为45~80m,甚至超过100m,高处作业多,垂直运输量大,施工中要解决好高空材料、制品、机具设备、人员的垂直运输,合理地选用各种垂直运输机械,妥善安排好材料、设备和工人的上下班及运输问题,用水、用电、通讯问题,甚至垃圾的处理等问题,以提高工效。
 

  6.高层建筑层数多,高度大,一般施工场地较窄,常采取立体交叉作业、高处作业多,需要做好各种高空安全防护措施,通讯联络以及防水、防雷、防触电等。为保证施工操作和地面行人安全,不出各类安全事故,相应也要求增加安全措施费用。
 

  7. 为保证结构的耐久性,美化城市环境,对高层建筑主体结构和建筑物立面装饰标准要求高;基础和地下室墙面、厨房、卫生间的管道和防水都要求不出现任何渗漏水,对土建、水、电、暖通、燃气、消防的材质和施工质量要求都相应提高,施工必须采用有效的技术措施来保证,特别是常采用大量的新技术、新工艺、新材料和新机具设备和各种工艺体系,施工精度要求高,施工技术十分复杂。
 

  8. 高层建筑标准层多,为了扩大施工面,加速工程进度,一般均采用多专业工种,多工序平行流水立体交叉作业;为提高工效,大多采用机械化施工,比一般建筑施工配合复杂,需要解决好多工种、多工序的立体交叉配合及纵横向各方面关系问题,以保证施工按计划节奏合理进行。
 

  三、高层结构转换层施工技术
 

  高层建筑从建筑的功能上一般上部要求小空间的轴线布置,而下部则需要大空间的轴线布置。上述要求与结构合理、自然布置正好相反。由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部受力较小,正常布置时应当是下部刚度大、墙多、柱网密,到上部渐减少墙、柱,扩大轴线间距。结构的正常布置与建筑功能之间就产生了矛盾。为了满足建筑功能的要求,结构必须以和常规相反的方式进行布置。上部布置小空间,下部布置大空间。上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置转换层。这种转换层广泛应用于剪力墙结构及框架-剪力墙等结构体系中。
 

  不管采用何种转换形式,带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。同时,由于转换层位置越来越高,带转换层的筒体结构也时有应用。对带转换层的剪力墙结构及带转换层筒体结构这两类转换结构,通过转换层上下层间位移角及内力变化情况的分析,可得出影响其抗震性能的主要因素,分别是:转换层设置高度、转换层上部与下部结构等效刚度比、转换层结构与其上层结构侧向刚度比。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度。对上述两类转换结构,转换层高度是影响其抗震性能的主要因素之一,转换层高度越高,转换层上下层间位移角及内力突变越明显,设计时应限制转换层设置高度。转换层与其上层的侧向刚度比对结构抗震性能有一定影响。对转换层位置较低的带转换层的剪力墙结构,控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层间位移角及内力突变。对于带转换层的剪力墙结构或筒体结构,可采取以下措施强化下部结构:加大筒体及落地墙厚度、提高混凝土强度等级、必要时可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯间筒体、提高抗震能力;可采取以下措施弱化上部:不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。
 

  四、结语
 

  文章从钢结构施工过程中的主要施工工艺为切入点介绍了在实际施工过程中的施工技术及工艺。施工实践证明,施工过程中只有严格按施工图纸及现行规范施工,才能保证施工质量,达到预期控制目标。
 

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