建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造—建筑結(jié)構(gòu).pptVIP

風(fēng)景園林建筑結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 2、風(fēng)景園林建筑結(jié)構(gòu),董冬,2.1 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識 2.2 建筑結(jié)構(gòu)的類型及風(fēng)景園林建筑常用的結(jié)構(gòu)形式 2.3 墻承重結(jié)構(gòu)體系 2.4 框架結(jié)構(gòu)體系 2.5 大跨度結(jié)構(gòu)體系 2.6 高層建筑結(jié)構(gòu)體系,一、工作原理及特點 1、工作原理 完全由承重骨架（柱、梁）支持其上部樓板屋面的荷載，并把這些荷載傳遞給下部的基礎(chǔ) 2、特點 把承重的骨架和墻面明確的分開。,第四節(jié) 框架結(jié)構(gòu)體系,框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點： 優(yōu)點： 建筑平面布置靈活，易設(shè)置較大的房間，使用方便 構(gòu)件類型少，易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化 可以采用預(yù)制構(gòu)件，也易于采用定型模板現(xiàn)澆及現(xiàn)澆柱和預(yù)制梁板的半現(xiàn)澆結(jié)構(gòu) 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)整體性好 缺點： 抗震性能差；施工受季節(jié)影響大；抗側(cè)剛度低，適于20層以下建筑 適用范圍：辦公樓、餐廳、車間、營業(yè)室、教室、實驗室等,二、框架結(jié)構(gòu)的演變及發(fā)展歷程 1、木框架結(jié)構(gòu) 中國木框架傳力體系墻倒屋不塌 （1）屋頂舉折坡度曲線平緩 （2）斗拱：承托檐口梁重，過渡構(gòu)建（保護基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)，形成挑檐，出檐深遠(yuǎn)） （3）靈活多變的建筑形式：廳、堂、亭、榭、廊 （4）空廊、空門、空窗、漏窗等，輕巧淡雅，玲瓏活潑 木結(jié)構(gòu)框架特點： 木材便于加工，有彈性和韌性，可做成各種接榫，整體性強,2、磚石框架結(jié)構(gòu) 13-15世紀(jì)，歐洲風(fēng)行高直式建筑所采用的尖拱拱肋結(jié)構(gòu)，將拱面的荷載分別集中在若干根拱肋上，再通過交叉的拱肋把重力匯集于平面的四角為克服拱肋的水平推力，分別在建筑的兩側(cè)設(shè)寬大的飛扶壁，形成向上的動勢。 石材的整體剛性很差，梁柱之間的節(jié)點不是剛接點，磚石結(jié)構(gòu)不是純粹意義上的框架結(jié)構(gòu)。,3、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 由砼梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點在與“剛節(jié)點”形成幾何不變體。重力傳遞集中在若干點上，本身并不形成任何空間，但為空間提供了一個骨架，從而可以按功能與空間藝術(shù)處理需要靈活分隔。 對近現(xiàn)代建筑的發(fā)展起到了很大的推動作用。 如果說西方古典建筑的輝煌成就建立在磚石結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，中國古典建筑的輝煌成就建立在木框架的基礎(chǔ)上，西方近現(xiàn)代建筑的輝煌成就就是建立在鋼筋混凝土框架基礎(chǔ)上。,4、鋼框架結(jié)構(gòu) 由鋼梁和鋼柱組成的能承受水平和垂直荷載的結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點：抗震性能好（鋼材的延性好，既能削弱地震反應(yīng)，又使得鋼結(jié)構(gòu)抵抗強烈地震的變形能力）；自重輕（顯著減輕結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的豎向荷載）；充分利用建筑空間（柱截面下，可增加使用面積2-4%）；施工周期短；形成較大空間（平面布置靈活，結(jié)構(gòu)各部剛度分布均勻，構(gòu)造簡單）；側(cè)向剛度小 缺點：易銹蝕；耐火性差,三、結(jié)構(gòu)布置方案及適用范圍,大跨度建筑大百科全書中關(guān)于大跨度建筑的定時是：跨度在30米以上的建筑，主要有民用建筑影劇院、體育場館、展覽館、大會堂、航空港等。 最早的大跨度建筑可以追溯到古羅馬的萬神廟，公元120124年建成圓形平面，穹頂直徑達到43.3米，用天然混凝土澆筑而成。,第五節(jié) 大跨度結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)用 公共建筑(劇院，展覽館，體育場館，車站等) 專門用途的建筑 (飛機庫，汽車庫等) 生產(chǎn)性建筑(飛機制造廠裝配車間，造船廠等) 主要特點 跨度大 120m 160m(長春體育館，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，1998) 主跨1385m (江陰長江大橋，懸索結(jié)構(gòu)，1999) 個性化(非大量建設(shè)項目，方案的極其個性化),平面結(jié)構(gòu) 由一些強度不大的縱向構(gòu)件將平面結(jié)構(gòu)連接起來構(gòu)成縱向構(gòu)件 層層重復(fù)傳遞荷載，并不分擔(dān)荷載 拱式結(jié)構(gòu)、剛架、桁架結(jié)構(gòu) 空間結(jié)構(gòu) 加強連接平面結(jié)構(gòu)的縱向構(gòu)件以形成一個整體結(jié)構(gòu)，共同承載 克服荷載層層重復(fù)傳遞，經(jīng)濟性好，整體剛度大，抗震性能好 懸索結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu),拱是一種推力結(jié)構(gòu)：在豎向荷載下產(chǎn)生水平推力； 拱是一種無矩結(jié)構(gòu)：通過合理拱軸可使桿件無彎矩； 拱可充分利用材料抗壓強度，斷面小、跨度大。,1 拱及拱券結(jié)構(gòu)特點,一、平面結(jié)構(gòu)體系,早期羅馬人在建筑中使用的拱券,拱券在早期建筑中的應(yīng)用,拱券結(jié)構(gòu)的住宅室內(nèi),美國蒙哥馬里體育館用平行拱支承屋面覆蓋圓形平面,墨西哥馬達萊納體育中心體育宮用四道相交的拱支承屋面覆蓋接近正方形的平面,某大學(xué)建筑由不斷轉(zhuǎn)變排列角度的落地拱生成,兩片交叉拱作為索網(wǎng)邊緣構(gòu)件,兩片剛性拱支撐屋面索網(wǎng),在體育建筑中的拱,剛架結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點和適用范圍: 剛架是橫梁和柱以整體連接方式構(gòu)成的一種門形結(jié)構(gòu)。由于梁和柱是剛性節(jié)點，在豎向荷載作用下柱對梁有約束作用，因而能減少梁的跨中彎矩；同樣，在水平荷載作用下，梁對柱也有約束作用，能減少柱內(nèi)的彎矩。 由于剛架結(jié)構(gòu)受力合理，輕巧美觀，能跨越較大的跨度，制作又很方便，因而應(yīng)用非常廣泛。一般用于體育館、禮堂、食堂、菜場等大空間的民用建筑，也可用于工業(yè)建筑。,2 剛架結(jié)構(gòu),跨度 實腹式： 5060米 格構(gòu)式兩鉸剛架： 60120米 格構(gòu)式無鉸剛架： 120150米 折線弓形剛架： 4050米 高1520米 斷面 實腹式梁高 h=(1/121/20)L 設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿 h=(1/301/40)L 折線弓形剛架梁高、柱寬 (1/151/25)L,剛架結(jié)構(gòu)跨度尺寸,鋼制剛架結(jié)構(gòu)的玻璃暖房,鋼制剛架結(jié)構(gòu)的飛機庫,某室內(nèi)體育館的木構(gòu)剛架及天窗,某剛架結(jié)構(gòu)車站,桁架是由桿件組成的一種格構(gòu)式結(jié)構(gòu)體系。桿件與桿件之間為鉸接，所以在外力作用下，桿件的內(nèi)力為軸向力。 造型可以設(shè)置成單坡，雙坡，單跨等多種形式。,3 桁架結(jié)構(gòu),桁架結(jié)構(gòu)某單層廠房室內(nèi),桁架結(jié)構(gòu)廈門機場,網(wǎng)架：由許多桿件按照受力的合理性有規(guī)律地排列組合而成，可以分為平板網(wǎng)架和網(wǎng)殼兩種。網(wǎng)架空間整體性好。平板網(wǎng)架桿件正交、斜交后可以形成不同的平面形狀，使用相當(dāng)靈活。在需要時結(jié)構(gòu)桿件可以暴露。 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要用來建造大跨度公共建筑的屋頂，適用于多種平面形狀，如圓形、方形、三角形、多邊形等各種平面的建筑。 按外形分為平板網(wǎng)架和曲面網(wǎng)架； 按建造材料可分為鋼網(wǎng)架、木網(wǎng)架、鋼筋混凝土網(wǎng)架； 按網(wǎng)架本身的構(gòu)造又可分為單層網(wǎng)架和雙層網(wǎng)架。,1、網(wǎng)架,二、空間結(jié)構(gòu)體系,網(wǎng)架是一種由很多桿件以一定規(guī)律組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它具有下列優(yōu)點： （1）桿件之間相互起支撐作用，形成多向受力的空間結(jié)構(gòu)，故其整體性強、穩(wěn)定性好、空間剛度大，有利于抗震； （2）當(dāng)荷載作用于網(wǎng)架各節(jié)點上時，桿件主要承受軸向力，故能充分發(fā)揮材料的強度，節(jié)省材料； （3）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高度小，可以有效地利用空間； （4）結(jié)構(gòu)的桿件規(guī)格統(tǒng)一，有利于工廠化生產(chǎn)； （5）網(wǎng)架形式多樣，可創(chuàng)造豐富多彩的建筑形式。,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)優(yōu)點,平板網(wǎng)架都是雙層的，曲面網(wǎng)架可以是單層網(wǎng)架或雙層網(wǎng)架。平板網(wǎng)架多采用鋼管或角鋼制作。曲面網(wǎng)架可采用木、鋼、鋼筋混凝土，我國受木材資源少的限制，很少用木材制作網(wǎng)架，而多采用鋼網(wǎng)架，有時也采用鋼筋混凝土網(wǎng)架。 平板網(wǎng)架自身不產(chǎn)生推力，支座為簡支，構(gòu)造比較簡單，可以適用于各種形狀的建筑平面，所以應(yīng)用最廣泛。 曲面網(wǎng)架多數(shù)是有推力的結(jié)構(gòu)，支座條件比較復(fù)雜，但外形美觀，建筑造型獨具特色。,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式,1）桿件 角鋼 鋼管 2）節(jié)點 十字鋼板節(jié)點：用于角鋼桿件，焊接或螺栓 球節(jié)點：用于鋼管桿件 a.實心球：螺栓連接 b.空心球：焊接連接 3）網(wǎng)架上弦起坡 排水坡度要求 25% 結(jié)構(gòu)起拱：跨度60m時，起拱1/300 上弦加柱：按坡度變高,網(wǎng)架的構(gòu)造組成,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)覆蓋的音樂廳,由網(wǎng)架結(jié)構(gòu)覆蓋的交通空間,空間網(wǎng)架在建筑物入口,曲面網(wǎng)架的大型展示空間及運動館,懸索用高強鋼絲做拉索，加上高強的邊緣構(gòu)件以及下部的支承構(gòu)件，使結(jié)構(gòu)自重極大地減小，而跨度大大增加。除穩(wěn)定性相對較差外，是比較理想的大跨屋蓋結(jié)構(gòu)形式。拉索顯示出柔韌的狀態(tài)，使得結(jié)構(gòu)形式輕巧且具有動感。,2、懸索結(jié)構(gòu),柔性的懸索在自然狀態(tài)下不僅沒有剛度，其形狀也是不確定的。必須采用敷設(shè)重屋面或施加預(yù)應(yīng)力等措施，才能賦予一定的形狀，成為在外荷作用下具 有必要剛度和形狀穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)。因此也稱其為張力結(jié)構(gòu)。,屋蓋用懸索結(jié)構(gòu)的冰球館,懸索結(jié)構(gòu)屋面覆蓋的某世博會展廳,某展示廳（意大利）,空間結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)各向受力，可以較為充分地發(fā)揮材料的性能，因而結(jié)構(gòu)自重小，是覆蓋大型空間的理想結(jié)構(gòu)形式。 自然界某些動植物的種子外殼、蛋殼、貝殼，可以說是天然的薄殼結(jié)構(gòu)，它們的外形符合力學(xué)原理，以最少的材料獲得堅硬的外殼，以抵御外界的侵襲。人們從這些天然殼體中受到啟發(fā)，利用混凝土的可塑性，創(chuàng)造出各種形式的薄殼結(jié)構(gòu)。 薄殼：屬于空間薄壁結(jié)構(gòu)，又可分為曲面殼和折板兩種。對建筑而言，結(jié)構(gòu)本身就形成了“面”，而且可以切削,3、薄殼結(jié)構(gòu)（殼體結(jié)構(gòu)）,結(jié)構(gòu)特征、優(yōu)缺點 薄殼結(jié)構(gòu)是用混凝土、塑料等剛性材料以各種曲面形式構(gòu)成的薄殼結(jié)構(gòu)，呈空間受力狀態(tài)，主要承受曲面內(nèi)的軸向力，而彎矩和扭距很小，所以混凝土強度能得到充分的利用。 由于是空間結(jié)構(gòu)，強度和剛度都非常好。薄殼厚度僅為其跨度的幾百分之一。而一般的平板結(jié)構(gòu)厚度至少是跨度的幾十分之一。所以薄殼結(jié)構(gòu)具有自重輕、省材料、跨度大、外形多樣的優(yōu)點，可用來覆蓋各種平面形狀的建筑屋頂。 但大多數(shù)薄殼結(jié)構(gòu)的形式較復(fù)雜，多采用現(xiàn)澆施工，費工、費時、費模板，且結(jié)構(gòu)計算較復(fù)雜，不宜承受集中荷載,這些缺點在一定程度上影響了它的推廣使用。,羅馬小體育館 圓形扁球殼屋頂,用八個雙曲拋物面薄殼拼成了洛斯馬納提拉斯餐廳（墨西哥）,用三個相同的扭殼構(gòu)成某療養(yǎng)所的餐廳,折板結(jié)構(gòu)是以一定傾斜角度整體相連的一種薄板體系。折板結(jié)構(gòu)通常用鋼筋混凝土建造，也可用鋼絲網(wǎng)水泥建造。 折板結(jié)構(gòu)由折板和橫隔構(gòu)件組成。在波長方向，折板猶如一塊折疊起伏的鋼筋混凝土連續(xù)板，折板的波峰和波谷處剛度最大，可視為連續(xù)板的各支點，折板結(jié)構(gòu)呈空間受力狀態(tài)，具有良好的力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)厚度薄，省材料，省模板，可預(yù)制裝配，構(gòu)造簡單。折板結(jié)構(gòu)可用來建造大跨度屋頂，也可用作外墻。,4、折板結(jié)構(gòu),折板薄殼結(jié)構(gòu)建筑,膜在本質(zhì)上也是受拉構(gòu)件。像薄殼一樣，兼有承重和圍護的雙重功能。其張拉力來源于充氣或者用桅桿、拱、拉索等構(gòu)件來將膜繃緊。由于這些構(gòu)件靈活的布置形式以及膜本身輕柔的外表，在城市室外空間小品中也常應(yīng)用；張拉式膜（或索-膜）結(jié)構(gòu)自80年代以來在發(fā)達國家獲得極大發(fā)展。這種體系與索網(wǎng)結(jié)構(gòu)類似，張緊在剛性或柔性邊緣構(gòu)件上，或通過特殊構(gòu)造支承在若干獨立支點上，通過張拉建立預(yù)應(yīng)力，并獲得確定形狀。,5、 膜結(jié)構(gòu),膜結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中最新發(fā)展起來的一種形式，它以性能優(yōu)良的織物為材料，或是向膜內(nèi)充氣，由空氣壓力支撐膜面，或是利用柔性鋼索或剛性支撐結(jié)構(gòu)將面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。自從上世紀(jì)70年代以來，膜結(jié)構(gòu)在國外已逐漸應(yīng)用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務(wù)設(shè)施等大跨度建筑中。膜結(jié)構(gòu)已成為大跨度建筑造型的一個重要手段。,體育場張拉膜結(jié)構(gòu)頂蓋,膜結(jié)構(gòu)可以想象把索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的索細(xì)化加密，直到交織成一張薄膜,張拉膜結(jié)構(gòu)的連廊,張拉膜結(jié)構(gòu)的展示空間,安聯(lián)體育場充氣膜結(jié)構(gòu),充氣膜結(jié)構(gòu)的植物園穹頂,膜結(jié)構(gòu)的空間研究大樓,各種空間結(jié)構(gòu)類型比起其它平面類型的結(jié)構(gòu)形式來，除了在發(fā)揮材料性能、減少結(jié)構(gòu)自重、增加覆蓋面積方面的優(yōu)勢外，其形狀的富于變化以及支座形式的靈活選用及靈活布置，對建筑空間以