高层建筑结构设计与施工

胡群华

江西潘阳人，高级工程师，主要从事幕墙设计施工方面的工作，2004年7月毕业于江西理工大学土木工程专业，现任浙江中南建设集团有限公司第八项目公司总经理。2012一2019年荣获浙江省优秀项目经理称号，2015—2018年荣获全国优秀项目经理称号，2018年负责施工的浙江泛海国际大酒店荣获“鲁班奖”。

刘彪

山东泰安人，工学硕士，毕业于北京建筑大学，现任职于北京城建设计发展集团股份有限公司，专业方向为结构工程。已完成轨道交通及民建项目100余项，公开发表本专业论文5篇，发明与实用

新型专利2项，对轨道交通领域地上结构有较深入的研究。

罗来华

湖北公安人，高级工程师，一级注册结构工程师，一级注册造价工程师，主要从事结构设计方面的工作，2007年7月毕业于上海交通大学土木工程专业，现就职于中铁城市规划设计研究院有限公司。2021年12月参与完成的芜湖火车站东广场汽车客运站荣获安徽省优秀勘察设计二等奖。

获得发明与实用新型专利4项。

第1章绪论

1.1高层建筑发展概况

1.2高层建筑结构设计的基本要求

1.3高层建筑施工技术的发展

第2章高层建筑结构设计

2.1框架结构设计

2.2剪力墙结构设计

2.3框架-剪力墙结构设计

2.4高层筒体结构设计·

2.5地下室和基础设计·第3章深基坑工程施工3.1深基坑工程概述

3.2深基坑工程的地下水控制·

3.3深基坑工程的支护结构·

3.4深基坑工程土方开挖第4章桩基础施工

4.1桩基础的分类与选择

4.2预制桩施工·

4.3灌注桩基础施工

4.4桩基础检测

第5章大体积混凝土结构施工5.1大体积混凝土裂缝的产生

5.2大体积混凝土裂缝的控制

5.3大体积混凝土基础结构施工第6章现浇混凝土结构施工6.1模板工程施工

6.2粗钢筋连接技术

6.3围护结构施工

第7章装配式混凝土结构施工

7.1预制盒子结构施工

7.2升板法施工

7.3装配式大板结构施工第8章高层钢结构施工

8.1高层钢结构的加工制作

8.2高层钢结构安装

8.3钢结构防火与防腐工程

第9章防水工程施工

9.1地下室防水工程施工

9.2外墙及厕浴间防水施工

9.3屋面及特殊建筑部位防水施工

第10章建筑幕墙施工

10.1玻璃幕墙施工·

10.2金属板幕墙施工·

10.3石材板幕墙施工

10.4 彩色混凝土挂板幕墙施工

10.5玻璃采光顶施工…

第11章建筑幕墙施工案例解析——以中英人寿前海项目幕墙工程为例…11.1工程概况·

11.2单元式幕墙系统施工

11.3框架玻璃幕墙施工

11.4铝板幕墙施工

11.5安全文明施工

11.6特殊季节施工

参考文献…

后记

第1章绪论

1.1高层建筑发展概况

1.1.1古代高层建筑

高层建筑在古代就有，我国古代建造的很多高塔就属于高层建筑。如523年建于河南省登封市的嵩岳寺塔，共10层，高达40m，为砖砌单筒体结构。704年改建的西安大雁塔，共7层，高达64m。1055年建于河北定县的开元寺塔，共11层，高达82m，为砖砌双筒体结构，更为罕见。此外，还有建于1056年、共9层、高达67m的山西应县木塔等。这些高塔皆为砖砌或木制的筒体结构，外形为封闭的八边形或十二边形。这种形状有利于抗风和抗地震，也有较大的刚度，在结构体系上是很合理的。

同时，我国古代也出现了高层框架结构。如984年建于天津市蓟州区的独乐寺观音阁即为高22.5m的木框架结构，高40m的河北承德普宁寺的大乘阁等也为木框架结构。我国这些现存的古代高层建筑，经受了几百年甚至上千年的风雨侵蚀和地震等的考验，至今仍基本完好。这充分显示了我国劳动人民的智慧，也表明了我国古代的高层建筑已有较高的设计和施工水平。

在国外，古代也建有高层建筑。古罗马帝国的一些城市曾用砖石承重结构建造10层左右的建筑。1100一1109年，意大利的博洛尼亚城曾建造41座砖石承重结构的塔楼，其中有的塔楼高达98m。19世纪前后，西欧一些城市还用砖石承重结构建造了10层左右的高层建筑。

古代高层建筑受当时技术经济条件的限制，不论是承重的砖墙或筒体结构，壁都很厚，使用空间小，并且建筑物越高，这个问题就越突出。如1891年在美国芝加哥建造的蒙纳德诺克大厦，为16层的砖墙结构，其底部的砖墙厚度竟达1.8m。这种小空间的高层建筑不能适应人们生活和生产活动的需要。因此，采用高强和轻质材料，发展各种大空间的抗风、抗震结构体系，就成为高层建筑结构发展的必然趋势。

1.1.2近代与现代国外高层建筑的发展

近代高层建筑是从19世纪以后逐渐发展起来的，这与采用钢铁结构作为承重结构有关。

建于1801年的英国曼彻斯特棉纺厂，高7层，率先采用了铸铁框架作为建筑物内部的承重骨架。1843年美国长岛的黑港灯塔也采用了熟铁框架结构。这就为将钢铁材料用于承重结构开辟了一条途径。1883年美国芝加哥的11层保险公司大楼，率先采用了由铸铁柱和钢梁组成的金属框架来承受全部荷重，外墙只是自承重，这是近代高层建筑结构的萌芽。

1889年，美国芝加哥的一幢9层大楼率先采用钢框架结构；1903年，法国巴黎的Franklin公寓采用了钢筋混凝土结构。与此同时，美国辛辛那提城一幢16层的大楼也采用了钢筋混凝土框架结构，开始了将钢、钢筋混凝土框架用于高层建筑的时代。此后，从19世纪80年代末至20世纪初，一些国家又兴建了一批高层建筑，使高层建筑的发展实现了新的飞跃，不但建筑物的高度跃至50层，而且在结构中采用了剪力墙和钢支撑，使建筑物的使用空间显著扩大。

19世纪末至20世纪初是近代高层建筑发展的初始阶段，这一时期的高层建筑结构虽然有了很大的进步，但因受到建筑材料和设计理论等的限制，一般结构的自重较大，而且结构形式也较单调，多为框架结构。

近代高层建筑的迅速发展，是从20世纪50年代开始的。轻质高强材料的发展、新的设计理论和电子计算机的应用，以及新的施工机械和施工技术的出现，都为大规模、较经济地修建高层建筑提供了可能。与此同时，城市人口密度的猛增，越来越高的地价，使建筑物向高空发展成为客观需要，因此很多国家都大规模地建造高层建筑。到目前为止，在很多国家的城市中，高层建筑占整个城市建筑面积的30%～40%。

目前，美国的高层建筑数量较多，160m以上的就有很多幢。如1973年建成的110层、高达443m的西尔斯大厦（美国芝加哥），1972年建于纽约的110层、高达412m的世界贸易中心双塔大厦（已毁），1931年建于纽约的102层、高达381m的帝国大厦等，都是闻名于世的高层建筑。其他如英国、法国、日本、加拿大、澳大利亚、新加坡、俄罗斯、波兰、南非等国家也都修建了许多高层建筑。

本书共分11章，主要内容包括高层建筑结构设计，深基坑工程施工，桩基施工，大体积混凝土、现浇混凝士结构、装配式混凝土结构以及钢结构施工，防水工程施工，建筑幕墙施工及案例应用。本书在全面系统地介绍高层建筑施工的基本知识、基本理论和决策方法的基础上，力求科学地反映现代高层建筑施工中的新理论、新方法和新工艺。