1972年，世界高层建筑委员会建议按高层建筑的高度（包括住宅建筑）分为四类：

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l00m)；

第四类 40层以上(高度l00m以上) ，即超高层建筑。

我国建设部《民用建筑设计通则》(JCJ37-87)中规定，高层建筑是指10层以上的住宅及总高度超过24m的公共建筑及综合建筑。

9．1．1 高层建筑的结构材料和类型

9．1．1．1 高层建筑的结构类型

近代高层建筑的结构材料，主要有钢筋混凝土、钢及钢—钢筋混凝土组合等三类结构。

1．钢筋混凝土结构

钢筋混凝土结构强度高，抗震性能好，建筑平面布置灵活，并具有良好的可塑性和耐火性。与钢结构相比，它具有取材方便，造价便宜，耐火性能好，结构刚度大等优点。近几十年来，特别是人造轻骨料和混凝土预应力技术的发展，有效的减轻了钢筋混凝土结构的自重，使其经济效果更加显著，因此，这种结构已被广泛地应用在世界各地的高层建筑中，成为高层建筑中的主要形式。

2．钢结构

钢结构强度高，自重轻，具有良好的延性，抗震性能好，施工速度快，现场用工省，施工文明，是建筑高层建筑较理想的材料。尤其是大跨度、大空间、多用途、层数较多的高层建筑，大多采用钢结构。在高层建筑中，钢结构的建造层数及总高度均可高于钢筋混凝土结构。

3．钢—钢筋混凝土结构

随着人们对各种结构材料相对价值更深入的了解，人们发现，钢与钢筋混凝土结合的体系比单一地使用钢材或钢筋混凝土更为有效。钢一钢筋混凝土结构又分为混合结构和复合结构两类。

（1）混合结构 是由混凝土结构承受水平荷载，钢结构承受垂直荷载而组成的。相对说，混凝土造价低、坚固，可成型性好，有良好的力学阻尼特性，因而特别适合于抵抗水平力。剪力墙、空腹墙或现浇钢筋混凝土框架筒，是高层建筑抗水平力的主要结构手段。钢构件用作承重柱，大的细长比使建筑空间扩大，用作楼盖系统，可加大跨度，大大简化施工。混合结构的基本类型有三种：钢筋混凝土外框架筒十内钢框架；钢筋混凝土内井筒十周围钢框架；钢筋混凝土外框架筒十钢筋混凝土剪力墙十楼盖钢框架。

（2）复合结构（SRC结构） 所谓复合结构，与一般钢框架不同的是要把周边柱和梁用混凝土包裹起来，施工时，先安装一定层数的钢框架，利用钢框架承受施工荷载。然后，用钢筋混凝土把外围的钢框架浇成外部筒体来抵抗水平荷载。因而外钢柱的截面要比全钢结构的小得多。与全钢结构比较，复合结构用钢量下降，结构刚度提高，且具有很好的耐火性，钢框架施工仍保持原有的速度，不受混凝土浇灌的制约（外钢柱可承受6～10层的施工荷载）。这种结构把钢结构的施工速度和混凝土在支撑重力荷载和抵抗风荷方面的优势结合起来，或者说，它在经济性、材料利用效率和施工速度等几个方面都达到了平衡。

9．1．1．2． 高层建筑的结构体系

目前在高层建筑中常见的结构体系主要有四种：框架体系、剪力墙体系、框架一剪力墙体系、筒体体系

1．框架体系

框架体系由梁、柱构件通过节点连接构成承重骨架。框架体系的层数一般以15～18层，多用于公共建筑中，其施工方法有现浇和预制装配之分。

2．剪力墙体系

这种体系是利用建筑物的钢筋混凝土内外墙作为承重骨架的结构体系。与一般房屋的墙体受力不同。这类墙体除了承受竖向压力外，还要承受由水平荷载所引起的弯矩，所以习惯上称剪力墙。剪力墙体系适用于层数较多的高层建筑以及在建筑上有较多隔墙的高层住宅和高层旅馆。

3． 框架一剪力墙体系

将框架和剪力墙两者结合起来，取长补短，在框架的某些柱间布置剪力墙，与框架共同工作，这样就得到了一种承载水平荷载能力较大，建筑布置又较灵活的结构体系，即框架一剪力墙体系。这是目前高层建筑中经常采用的一种结构体系。适用于15～30层的高层建筑。

4． 筒体体系

筒体体系是指一个或几个筒体作为承重结构的高层建筑结构体系。水平荷载主要由筒体承受，具有很大的空间刚度和抗震能力。筒体体系建筑平面布置灵活，能满足建筑上要有较大的开间和空间的要求。筒体体系最适宜于建筑平面为正方形或接近正方形的建筑，如图9.3所示。

（1）核心筒体系（或称内筒体系）

9.3 筒体结构的类型

（a）核心筒体系； （b）框筒体系； （c）筒中筒体系

这种结构体系一般由设于建筑内部的电梯井或设备竖井的现浇钢筋混凝土筒体与外部的框架共同组成。筒体多位于建筑平面的中央，故称为核芯筒体系。

（2）框筒体系

这种结构体系由建筑物四周密集的柱子（钢筋混凝土或钢结构）与高跨比较大的横梁组成，实际为一开了许多门窗洞的筒体，即形成框架式筒体。

（3）筒中筒体系

这种结构体系由内筒与外筒组成。内筒为电梯井或设备竖井等，外筒多为框筒。结构体系的刚度很大，在超高层建筑中得到广泛的应用。

（4）成束筒体系

这种结构体系是由几个互相连在一起的筒体组成，因而具有非常大的侧向刚度，用于高度很高的超高层建筑。

5． 悬挂结构体系

悬挂结构充分利用支承井筒的混凝土抗压性能和吊杆的抗拉性能，扩大使用面积，减少基础工程量。

9．1．1．3 高层建筑施工的特点

就主体结构的施工而言，高层建筑与多层建筑的施工技术有相同之处外，也有不同的一面。从逐层施工的方法来看，基本相同。但从整个建筑来看，并不相同。主要原因是由高度增高、体量增大，带来了施工的差异。

高层建筑的施工概括起来，有“高”、“深”、“大”、“长”、“密”五个特点。

1． “高”

（1）建筑物的高度高

由此导致高层建筑施工的主要特点之一是垂直运输工作量大，没有与之相适应的垂直运输设备，要建造高层建筑是极为困难的。

（2）高空作业多

高空作业要突出解决好材料、制品、机具设备和人员的垂直运输。在施工全过程中，要认真做好高空安全保护、防火、用水、用电、通讯、临时厕所等问题，防止物体坠落打击事故。

（3）施工技术要求高

目前国内多层、低层建筑以砖混结构为主，高层建筑则以钢筋混凝土为主，并逐步发展钢和钢混结构。因此，以钢筋混凝土和钢为主要结构材料及相关的施工技术成为高层建筑施工的特色。而钢筋混凝土又以现浇为主，需要着重研究解决各种工业化模板、钢筋连接、高性能混凝土、建筑制品、结构安装等施工技术。

（4）装饰、消防、防水、设备等要求较高

随着经济和科学技术的不断发展和人民物质和精神要求的不断提高，自然带来了设计和施工的要求高。反映建筑美学上，摈弃千篇一律的平顶方盒子建筑，在高层建筑的设计上，平面类型的多样化、立面造型的个性化、立面色彩与周围环境的协调和谐，已经成为时代潮流。使得高层建筑在使用功能、平面布局和立面造型方面都有更高的要求。立面处理要求高，消防设施要求高，深基础、地下室、墙面、屋面、厨房、卫生间的防水，甚至管道冷凝水的处理，都比多层建筑要求高。并且高层建筑的设备繁多，高级装修装饰多。这些都给施工提出了更高的质量和技术要求。

2． “深”

深，是指基础埋置深度深。高层建筑为了保证其整体稳定性，地基埋置深度不宜小于建筑物高度的1／12，采用桩基时，不宜小于建筑物高度的1／15（桩的长度不计算在埋置深度内），至少应有一层地下室。因此，一般埋深至少在地面以下5m。超高层建筑的基础埋置深度更是达20米以上。深基础施工，地基处理复杂。尤其是在软土地基，基础施工?????D????方案有多种选择，对造价和工期影响很大。研究解决各种深基础开挖支护技术，是高层建筑施工的重点之一。

3． “大”

高层建筑体量大，工程量大，据统计，我国目前高层建筑平均建筑面积约为1.5万m2。由于工程量大，工程项目多，涉及单位多、工种多。特别是一些大型复杂的高层建筑，往往是边设计、边准备、边施工，总、分包涉及许多单位，协作关系涉及众多部门。这就带来了高层建筑施工计划、组织、管理、协调的难度大。必须精心施工，加强集中管理。

当然，由于高层建筑层数多、工作面大，就可充分利用时间和空间，进行平行流水立体交叉作业。

4． “长”

高层建筑施工周期长，季节性施工（雨施、冬施）不可避免。一般多层住宅每栋平均工期在10个月左右，而高层建筑的施工周期平均为2年左右。要缩短施工周期，主要是缩短结构和装饰施工周期。各种高层结构体系可以采用不同的施工方法。而现浇混凝土是高层建筑施工的主导工序，合理的选择模板体系是缩短主体结构工期，降低成本的主要途径之一。

5． “密”

密是指高层建筑的施工条件复杂。高层建筑一般在市区施工，建造在密集的建筑群中，因此施工用地紧张，要尽量压缩现场暂设工程，减少现场材料、制品、设备储存量，根据现场条件合理选择机械设备，充分利用工厂化、商品化的产成品。施工时还必须保护相邻建筑、道路和地下管线不遭损坏，一般在基础工程施工时，均要采用妥当的挡土或加固措施。

由于“高”、“深”、“大”、“长”、“密”，也就带来了高层建筑施工中安全隐患多，如何在确保质量和工期，尽量降低施工造价的同时，加强施工安全方面的预防和管理，尽可能避免发生安全事故，是高层建筑施工中，从施工组织到施工技术诸方面都必须高度重视的问题。

9．1．2 高层建筑的施工机具及设备

高层建筑结构施工能否有条不紊地进行，施工进度可否按计划实施，在很大程度上取决于垂直运输作业的合理解决。

高层建筑结构施工中的垂直运输作业主要包括：预制构件的运输和吊装；模板的运输和安装；混凝土、钢筋及其他材料、机具的垂直运输和水平运输；施工人员上、下楼层及进入施工部位的运送作业。

高层建筑结构施工垂直运输作业的特点可归纳为：运量大，型号规格多，时间要求紧迫，经常是日夜连续作业，组织工作复杂。

另外，高层建筑施工使用机械设备的费用约占土建总造价的5％～10％，所以合理的选用和有效的使用机械，对降低高层建筑的造价能起到一定的作用。

高层建筑结构施工用的垂直运输设备主要有：塔式起重机、混凝土泵和施工电梯等。塔式起重机和混凝土泵能解决垂直运输和水平运输，而施工电梯仅能解决垂直运输。一般情况下，1000m2楼面面积需配一机（起重机）、一梯（施工电梯）、一井（井架）或者一机二梯，就基本上能适应正常施工速度。

9．1．2．1 塔式起重机的选择与布置

塔式起重机的选择要综合考虑建筑物的高度；建筑物的结构型式；构件的重量；现场的平面布置等各方面情况。同时要兼顾装、拆塔式起重机的场地和建筑结构满足塔架附着、爬升的要求。

（1）在满足构件安装和保证塔式起重机有足够覆盖面积的前提下，尽量加大两台塔式起重机的塔身距离。并应考虑较低塔吊的起重臂不碰撞较高塔吊的塔身。

（2）相邻两机起重臂应上下相互错开，较高塔吊的起重臂应高于较低塔吊的塔尖。

（3）高低塔式起重机应分期进场，一般先进高度较低的塔式起重机，施工至一定高度后再进高度较高的塔式起重机。

根据塔式起重机的位置和起重力矩，绘制施工平面布置图，如图9.4所示。

.4 塔式起重机平面布置

根据施工经验，12～14层以下的高层建筑以采用下旋轨道塔式起重机最经济。15层以上的高层建筑选用附着式塔式起重机和爬升式塔式起重机。30层以上优先考虑采用爬升式塔式起重机。

9．1．2．2 井架

井架在高层建筑结构和装饰施工中，常用作塔式起重机的辅机，以减轻塔式起重机的负荷，弥补塔式起重机运量的不足。在一些特定的场合下，井架也用来独立承担高层建筑结构施工的吊运工作，并在装修阶段作垂直运输的主力。

无缆风高层井架具有结构简单、装拆方便、造价低和效率高等突出优点。一般不设缆风绳，主要靠附墙拉杆保持其垂直度和稳定性，每隔2层安装一对附墙杆，国产井架的高度可达200m，最上一段的悬臂高度不超过12m。井架配有可调速的卷扬机，提升货物的最快速度可达100m／min。井架的主肢上装有9m长吊杆，一个台班可提升60次，用于吊运钢筋和模板。实践表明，采用无缆风高层井架加吊杆进行60m以下现浇结构工程的施工是比较经济的。

9．1．2．3 混凝土泵及布料杆

混凝土泵是用压力将混凝土拌合物沿管道输送的一种设备。它能连续完成混凝土的水平运输和垂直运输。配以布料杆或布料机，还可方便地进行混凝土浇筑。

1．混凝土泵

混凝土泵有活塞泵、气压泵和挤压泵等几种不同的构造和输送型式，目前应用较多的是活塞泵。活塞泵按其构造原理的不同，又可以分为机械式和液压式两种。

将液压活塞式混凝土泵固定安装在汽车底盘上，使用时开至需要施工的地点，进行混凝土泵送作业，称为混凝土汽车泵或移动泵车。这种泵车使用方便，适用范围广，它既可以利用在工地配置装接的管道输送到较远、较高的混凝土浇筑部位，也可以发挥随车附带的布料杆的作用，把混凝土直接输送到需要浇筑的地点。

施工时，混凝土泵应尽量靠近浇筑地点，并要满足两台混凝土搅拌输送车能同时就位，使混凝土泵能不间断地得到混凝土供应，进行连续压送，以充分发挥混凝土泵的有效能力。

混凝土泵车的输送能力一般为 80m3／h；在水平输送距离为 520m和垂直输送高度为110m时，输送能力为30m3／h。为了达到较高的泵送高度，一般多采用大功率混凝土泵，但是大功率混凝土泵购置费用较高。一般可采用接泵方法，即在地面和中间的楼层各设一台混凝土泵，地面泵将混凝土送至楼层的受料斗内，再由楼层泵将混凝土送至施工层。

泵送混凝土施工效率高，但要特别注意的是：混凝土泵的位置是否合理、管道的布置是否正确，是影响泵送效率的关键。泵送混凝土除了必须满足混凝土的设计强度和耐久性外，还要求混凝土具有可泵性，即混凝土具有一定的流动性和较好的凝聚性，混凝土泌水小，不易分离。否则在泵送过程中易产生堵管。因此对混凝土的水泥用量、骨料级配、水灰比、砂率以及坍落度都有特殊要求。由于泵送混凝土的流动性大、施工冲击力大，因此，模板和支撑的设计必须有足够的强度、刚度和稳定性，钢筋骨架应设置足够的撑脚和钢支架，重要的钢筋节点应采取加固措施。浇注混凝土时，要注意保护钢筋。

布料杆，又称布料管，是一种浇注混凝土用的臂架。布料杆有独立式布料杆和泵车式布料杆两种。

独立式布料杆是与混凝土泵配套工作的独立布料设备。在操作半径内，能比较灵活自如的浇筑混凝土。其工作半径一般为10m左右，最大的可达40m。由于其自身较为轻便，能在施工楼层上灵活移动，所以，实际的浇筑范围较广，适用于高层建筑的楼层混凝土布料。

泵车式布料杆，是在混凝土泵车上附装的既可伸缩也可屈折的混凝土布料装置。混凝土输送管道就设在布料杆内，末端是一段软管，用于混凝土浇筑时的布料工作。泵车式布料杆的优点是机动性好、可迅速改换浇筑部位、转场速度快、运到工地后无需安装和其他复杂的准备作业，便可进行泵送。在高层建筑施工中，泵车式布料杆最适合于基础和地下室工程。在结构已经竣工后，补做地下室的一些混凝土工程时，使用泵车式布料杆尤为方便。

9．1．2．4 施工电梯

施工电梯又称人货两用电梯，是高层建筑施工设备中唯一可运送人员上下的垂直运输设备。如果不采用施工电梯，高层建筑施工中的净工作时间损失可达30％左右。因此施工电梯是高层建筑施工提高生产率的关键设备之一。

在结构施工阶段，施工电梯主要运送对象是施工人员、钢筋、预埋件和工具等。到装饰施工时，施工电梯还要运送装修材料、卫生设备、水暖器材、管道设备等。

9．1．3 高层建筑施工用脚手架

高层建筑施工脚手架是指用于高层建筑施工的外脚手架，包括用于结构工程施工和用于装饰工程施工的外脚手架。主体结构工程脚手架和装修工程脚手架可以统一考虑用一种形式，也可以分别考虑并采用不同的形式。

目前在高层建筑施工中，较为普遍采用的脚手架形式有以下六种：

1．落地式全高脚手架

落地式全高脚手架，即从地面上一直搭上去、覆盖建筑物整个立面全高的外脚手架。有关规范规定：门式钢管脚手架允许搭到60m高（荷载有限制），木、竹脚手架允许搭到25 m高，扣件式或碗扣式钢管脚手架材料搭设的双排脚手架允许搭到50m高。当需要搭设超过允许高度的脚手架时，应采取加固或卸载措施。

加固措施是指加密立杆、增加附墙拉结等措施。如对钢管扣件脚手架，可采用两种做法：一是脚手架下部用双管立杆，上部用单管立杆，单管部分高度不超过35m；二是采取分段组架，将脚手架下部柱距缩小一半，即下部加密一根立杆，上部未加密部分的高度同样不超过35m。分段组架见图9.5。

卸载措施是在规定高度（一般定为35m）之上分段装设挑支架或撑拉构造，将该段的脚手架荷载全部或部分地卸给建筑结构承受。按照卸载的原则，减少施工荷载（限制作业层数、上架人数和上架材料）和构造荷载（采用较轻的脚手板和防围护材料）也是可以的，但必须确保安全。局部卸载见图9.6。

3． 吊篮

吊篮是高层建筑外装修和维修（修缮）作业的常用脚手架形式之一。有手动（使用倒链或手扳葫芦升降）和电动的，有单用和并联使用的，有钢丝绳式的链杆式的（指悬吊和牵引绳）以及自制的和定型产品等多种不同的形式。图9.7为一种双层式吊篮。

4． 挂脚手架

挂脚手架是挂于墙面挂托件（预埋或用螺栓穿墙锚固）上的2～3步定型脚手架段（也可以用脚

手架杆件组装成），采用塔式起重机安装和升降。图9.8为一种类型的挂脚手架。

5． 挑脚手架

在高层建筑施工中使用的挑脚手架主要有两种：一种是2～3步高的插口架，按工程情况采取适合的挑支附墙形式，这种形式的挑脚手架在多层建筑施工中比较常用；另一种是支在三角形挑梁之上的高6～30m的脚手架。根据脚手架的构造和施工条件采用人工搭设或地面组装后用塔吊安装。图9.9为设在挑梁上的挑脚手架的几种结构形式。

专用于高层建筑施工的吊、挂、挑三种脚手架都必须经过严格的设计计算，加工、安装都必须确保安全。

6．附墙升降式脚手架

详本书第2章。

7．整体提升脚手架

整体提升脚手架是搭设一个包围整个建筑、约4层楼高的脚手架，使用多台提升设备同步整体提升。提升到位后再与建筑进行附着固定，在主体施工阶段，每次提升一层楼高；在装修阶段，每下降一次，可完成三层外装修作业。特别适合于塔式超高层建筑的施工。

附墙升降脚手架和整体提升脚手架都属于“两用”（结构、装修）悬空式脚手架，其构架结构合理、使用可靠安全、经济效果显著。