第4章-建筑工程

第4章-建筑工程第一頁(yè)，共106頁(yè)。第4章建筑工程

基本構(gòu)件與擴(kuò)展構(gòu)件建筑工程的類別和建筑結(jié)構(gòu)體系主要結(jié)構(gòu)類型簡(jiǎn)介和著名建筑工程掠影第二頁(yè)，共106頁(yè)。建筑工程就是房屋工程。它是興建房屋的規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)（建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備）施工的總稱，目的是為人類生產(chǎn)與生活的場(chǎng)所。第三頁(yè)，共106頁(yè)。竹屋石柱群第四頁(yè)，共106頁(yè)。第五頁(yè)，共106頁(yè)。香港維多利亞海灣建筑群第六頁(yè)，共106頁(yè)。單層裝配式鋼筋混凝土廠房第七頁(yè)，共106頁(yè)。4.1基本構(gòu)件與擴(kuò)展構(gòu)件第八頁(yè)，共106頁(yè)。1）板板的長(zhǎng)、寬兩方向的尺寸遠(yuǎn)大于其高度；1、平面形或直線形構(gòu)件板的作用效應(yīng)主要為受彎第九頁(yè)，共106頁(yè)。第十頁(yè)，共106頁(yè)。2）梁其作用效應(yīng)主要為受彎和受剪梁的截面寬度和高度尺寸遠(yuǎn)小于其長(zhǎng)度尺寸第十一頁(yè)，共106頁(yè)。3）柱屬于豎向承重構(gòu)件。主要承受梁傳來(lái)的壓力以及柱自重。柱的截面尺寸遠(yuǎn)小于其高度，荷載作用方向與柱軸線平行。第十二頁(yè)，共106頁(yè)。第十三頁(yè)，共106頁(yè)。4）墻墻的長(zhǎng)寬兩方向尺寸遠(yuǎn)大于其厚度荷載作用方向與墻面平行作用效應(yīng)主要為受壓。第十四頁(yè)，共106頁(yè)。5）基礎(chǔ)承受墻、柱傳來(lái)的壓力并將它擴(kuò)散到地基上去。第十五頁(yè)，共106頁(yè)。2、直線形桿件或曲面、曲線形構(gòu)件1）桿截面尺寸遠(yuǎn)小于其長(zhǎng)度的構(gòu)件，主要承受軸向壓力或拉力。組成平面桁架或空間網(wǎng)架。第十六頁(yè)，共106頁(yè)。2）拱由曲線形構(gòu)件（拱圈）或折線形構(gòu)件及其支座組成，在荷載作用下主要承受軸向壓力，有時(shí)也承受彎矩和剪力。它比同跨度的梁要節(jié)省材料。第十七頁(yè)，共106頁(yè)。第十八頁(yè)，共106頁(yè)。3）殼由曲線形板與作為邊緣構(gòu)件的梁、拱或桁架組成，是一種空間形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要承受壓力。猶如蛋殼以最薄的殼面能構(gòu)成強(qiáng)大的蛋體一樣，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力很高的結(jié)構(gòu)。第十九頁(yè)，共106頁(yè)。第二十頁(yè)，共106頁(yè)。3、房屋水平方向結(jié)構(gòu)概念：由板、梁或用桿件做成的桁架、網(wǎng)架組成。它一般是房屋的樓蓋和屋蓋。第二十一頁(yè)，共106頁(yè)。樓蓋的類型有梁樓蓋無(wú)梁樓蓋交叉密肋型無(wú)梁樓蓋混凝土與壓型鋼板、鋼梁組合樓蓋第二十二頁(yè)，共106頁(yè)。按施工方法樓蓋又分為裝配式和現(xiàn)澆式兩大類型第二十三頁(yè)，共106頁(yè)。桁架第二十四頁(yè)，共106頁(yè)?？臻g結(jié)構(gòu)—網(wǎng)架第二十五頁(yè)，共106頁(yè)。4、房屋豎向承重結(jié)構(gòu)概念：由柱、墻和用墻做成的井筒組成房屋的豎向結(jié)構(gòu)。它是房屋的主體結(jié)構(gòu)。主要承受房屋的全部重量并把它們通過(guò)基礎(chǔ)傳給地基。第二十六頁(yè)，共106頁(yè)。4.2建筑工程的類別和建筑結(jié)構(gòu)體系第二十七頁(yè)，共106頁(yè)。房屋建筑工程的類別有多種分法?？砂捶课莸氖褂眯再|(zhì)分；按房屋結(jié)構(gòu)所采用的材料分；也可按房屋主體結(jié)構(gòu)的型式和受力系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)體系）分。建筑師習(xí)慣于第一種，結(jié)構(gòu)工程師和施工工程師習(xí)慣于第二、尤其是第三種分法。第二十八頁(yè)，共106頁(yè)。（1）住宅建筑如別墅、宿舍、公寓等。這類建筑對(duì)房屋使用的布局、朝向、采光、隔熱、隔音等建筑技術(shù)問(wèn)題有較高要求。主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件為樓板、墻體，建筑層數(shù)1-2層至10-20層不等。1.按房屋的使用性質(zhì)分第二十九頁(yè)，共106頁(yè)。深圳金海灣花園第三十頁(yè)，共106頁(yè)。（2）公共建筑特點(diǎn)：大量人群集聚，室內(nèi)空間和尺度都很大，人流走向問(wèn)題突出。結(jié)構(gòu)采用梁柱連接在一起的大跨度框架結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)架、拱、殼結(jié)構(gòu)等為主體結(jié)構(gòu)。層數(shù)以單層或低層居多。低層1~3層多層4~6層、中高層7 ~9層高層≥10層（＞24m）超高層＞100m第三十一頁(yè)，共106頁(yè)。第三十二頁(yè)，共106頁(yè)。第三十三頁(yè)，共106頁(yè)。（3）商業(yè)建筑如商店、銀行、賓館、商業(yè)寫(xiě)字樓等。特點(diǎn)：有著與公共建筑類似的要求。往往做成高層建筑，對(duì)結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)型式有較高的要求。第三十四頁(yè)，共106頁(yè)。第三十五頁(yè)，共106頁(yè)。（4）文教衛(wèi)生建筑如圖書(shū)館、實(shí)驗(yàn)樓、學(xué)校、醫(yī)院等。這類建筑有較強(qiáng)的針對(duì)性。一般采用框架結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)。第三十六頁(yè)，共106頁(yè)。第三十七頁(yè)，共106頁(yè)。（5）工業(yè)建筑如重型機(jī)械廠房、紡織廠房（單層輕工業(yè)）、制藥廠房、食品廠房（多層輕工業(yè)）等。特點(diǎn)：荷載巨大且往往是撞擊、振動(dòng)荷載。需要空間大，并有特殊要求。（溫濕度、防爆、防塵、防菌等）單層采用鉸接框架（排架）結(jié)構(gòu)。多層工業(yè)建筑一般采用剛接框架。第三十八頁(yè)，共106頁(yè)。第三十九頁(yè)，共106頁(yè)。（6）農(nóng)業(yè)建筑如暖棚、畜牧場(chǎng)等。一般采用輕型鋼結(jié)構(gòu)。第四十頁(yè)，共106頁(yè)。2.按房屋結(jié)構(gòu)所采用的材料分（1）砌體結(jié)構(gòu)采用磚、石、砼砌塊等砌體做成。主要用于墻體結(jié)構(gòu)。第四十一頁(yè)，共106頁(yè)。（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土做成，主要用于框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。第四十二頁(yè)，共106頁(yè)。（3）鋼結(jié)構(gòu)

采用各種型鋼或鋼管連接做成，在上述結(jié)構(gòu)中，除墻體結(jié)構(gòu)、薄殼、折板結(jié)構(gòu)外，均可選做鋼結(jié)構(gòu)。第四十三頁(yè)，共106頁(yè)。（4）木結(jié)構(gòu)采用方木、圓木、條木、板材連接做成。我國(guó)古時(shí)，木結(jié)構(gòu)房屋很多，如宮殿、廟宇、塔等。近年來(lái)，因木材匱乏，很少采用。第四十四頁(yè)，共106頁(yè)。第四十五頁(yè)，共106頁(yè)。（5）薄膜充氣結(jié)構(gòu)用于屋蓋結(jié)構(gòu)是在玻璃絲增強(qiáng)塑料薄膜或尼龍布罩內(nèi)部形成一定的形狀，作為建筑空間的覆蓋物。目前尚不普及。第四十六頁(yè)，共106頁(yè)。3.按組成房屋主體結(jié)構(gòu)的型式和受力系統(tǒng)即結(jié)構(gòu)體系分（1）墻體結(jié)構(gòu)在高層建筑中也稱剪力墻結(jié)構(gòu)。受力特點(diǎn)：利用房屋的墻體作為豎向承重和抵抗水平荷載（風(fēng)、地震荷載等）的結(jié)構(gòu)。同時(shí)墻體也作為維護(hù)及房間分隔的構(gòu)件。第四十七頁(yè)，共106頁(yè)。（2）框架結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：采用梁、柱組成的框架作為房屋的豎向結(jié)構(gòu)，并同時(shí)承受水平荷載。北京長(zhǎng)城飯店第四十八頁(yè)，共106頁(yè)。剪力墻即為一段鋼筋混凝土墻體，因其抗剪能力很強(qiáng)，故得此名。廣州中天大廈（3）框架－剪力墻結(jié)構(gòu)第四十九頁(yè)，共106頁(yè)。（4）筒體結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：利用房間四周墻體形成的封閉筒體（也可利用房屋外圍由間距很密的柱與截面很高的梁組成一個(gè)形式上像框架，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)有許多窗洞的筒體）作為主要抵抗水平荷載的結(jié)構(gòu)。筒體與其它結(jié)構(gòu)組合可成為：框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、桁架筒體結(jié)構(gòu)等。第五十頁(yè)，共106頁(yè)?？蛲步Y(jié)構(gòu)：指內(nèi)芯由剪力墻構(gòu)成，周邊為框架結(jié)構(gòu)。深圳華聯(lián)大廈第五十一頁(yè)，共106頁(yè)。筒中筒體系：當(dāng)周邊的框架柱布置較密時(shí)，可將周邊框架視為外筒，而將內(nèi)芯的剪力墻視為內(nèi)筒，則構(gòu)成筒中筒體系。廣東國(guó)際大廈第五十二頁(yè)，共106頁(yè)。

香港中銀大廈桁架筒體結(jié)構(gòu)：在筒體結(jié)構(gòu)中，增加斜撐來(lái)抵抗水平荷載，以進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)承受水平荷載的能力，增加體系的剛度。這種結(jié)構(gòu)體系稱為桁架筒體系。第五十三頁(yè)，共106頁(yè)。（5）拱結(jié)構(gòu)受力特征：從在一個(gè)平面內(nèi)受力的，由曲線（或折線）形構(gòu)件組成的拱形所形成的結(jié)構(gòu)，來(lái)承受整個(gè)房屋的豎向荷載和水平荷載。第五十四頁(yè)，共106頁(yè)。1988年建成的日本姬路市中心體育館第五十五頁(yè)，共106頁(yè)。（6）空間薄殼結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：由曲面形板與邊緣構(gòu)件（梁、拱或桁架）組成的空間結(jié)構(gòu)。能以較薄的板面形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)。第五十六頁(yè)，共106頁(yè)。（7）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接而成的空間結(jié)構(gòu)。具有空間受力合理、重量輕、剛度大，跨度大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。第五十七頁(yè)，共106頁(yè)。第五十八頁(yè)，共106頁(yè)。第五十九頁(yè)，共106頁(yè)。全國(guó)最大跨度的球殼—廈門(mén)漳州后石電廠球形煤倉(cāng)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)第六十頁(yè)，共106頁(yè)。（8）懸索結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)：屋面荷載通過(guò)吊索或吊桿傳遞到支承柱上去，再由柱傳遞到基礎(chǔ)。第六十一頁(yè)，共106頁(yè)。1958年建成的美國(guó)耶魯大學(xué)溜冰館是典型的組合懸索結(jié)構(gòu)。屋蓋結(jié)構(gòu)由沿建筑物縱向軸豎立的中央鋼筋混凝土平面大拱和兩側(cè)的兩片預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)組成。曲面屋蓋造型極為美觀，外形有些象一只古怪的海龜似的甲殼動(dòng)物。第六十二頁(yè)，共106頁(yè)。美國(guó)耶魯大學(xué)溜冰館入口處大拱與曲梁的軸線均為平面拋物線第六十三頁(yè)，共106頁(yè)。4.3主要結(jié)構(gòu)類型簡(jiǎn)介和著名建筑工程掠影第六十四頁(yè)，共106頁(yè)。1.木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)類型:有木桁架、木網(wǎng)架、木框架、木拱等。最常用的是木桁架。第六十五頁(yè)，共106頁(yè)。目前中國(guó)最高的木結(jié)構(gòu)—山西應(yīng)縣木塔。建于公元1056年，外觀5層，內(nèi)有4暗層，實(shí)為9層，平面為8角形，底層直徑為30.27m，塔高為67.31m。第六十六頁(yè)，共106頁(yè)。目前亞洲跨度最大（140.7m）的木結(jié)構(gòu)—日本出云木結(jié)構(gòu)圓頂。第六十七頁(yè)，共106頁(yè)。木結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向：采用膠合木代替整體木材做成的結(jié)構(gòu)，包括層板膠合結(jié)構(gòu)和膠合板結(jié)構(gòu)等，做到次材優(yōu)用，小材大用。方法是用膠粘劑將木料或木料與膠合板拼接成尺寸與形狀符合要求而又具有整體木材效能的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)。第六十八頁(yè)，共106頁(yè)。2.砌體結(jié)構(gòu)建筑北京外交公寓：9層配筋磚砌體結(jié)構(gòu)配筋小型砼砌塊砌體粘土磚砌體配筋磚砌體大型振動(dòng)磚壁板預(yù)制砼空心墻板第六十九頁(yè)，共106頁(yè)?？拐鹂招拇u砌體第七十頁(yè)，共106頁(yè)。埃及胡夫金字塔。建于公元前2000余年，是一座正方形底座的三角形錐形石結(jié)構(gòu)。底邊長(zhǎng)230.5m，高146.6m，斜面傾角52度?？偸瘔K量230余萬(wàn)塊，平均每塊約重2.5t多。第七十一頁(yè)，共106頁(yè)。古希臘萬(wàn)神殿（TheParthenon）帕提農(nóng)神廟第七十二頁(yè)，共106頁(yè)。巴黎圣母院建于1163~1257年。位于巴黎中心區(qū)城中島上，正門(mén)前面是廣場(chǎng)。教堂平面寬約47m，長(zhǎng)125m，可容近萬(wàn)人。結(jié)構(gòu)采用柱墩骨架、卷拱和飛扶壁等組成的磚石框架結(jié)構(gòu)。第七十三頁(yè)，共106頁(yè)。位于美國(guó)內(nèi)華達(dá)州一幢用高強(qiáng)砌體（砌體抗壓強(qiáng)度達(dá)到30Mpa)砌筑的28層飯店大樓第七十四頁(yè)，共106頁(yè)。3.混凝土結(jié)構(gòu)建筑原材料均是地方性材料，其資源豐富，又能利用工業(yè)廢料，成本和能耗較低。能與鋼筋、型鋼很好的粘結(jié)，各自發(fā)揮優(yōu)良的力學(xué)性能，共同工作?？赡Ｐ院?，可按著設(shè)計(jì)要求制作各種類型的受力構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系。整體性、剛性、耐久性、抗火性均比其它常規(guī)工程材料要好。應(yīng)用范圍廣。第七十五頁(yè)，共106頁(yè)。由兩個(gè)并排的圓形建筑，各采用23m見(jiàn)方的混凝土墻體內(nèi)芯和底部直徑為46.2的16個(gè)混凝土圓柱周邊框架組成。地上88層，高390m，連同桅桿總高450m，從底層至84層采用的都是混凝土結(jié)構(gòu)。整個(gè)建筑高寬比為8.64，屬于細(xì)長(zhǎng)型建筑。石油雙塔大廈第七十六頁(yè)，共106頁(yè)。23m見(jiàn)方的混凝土墻體內(nèi)芯底部直徑為46.2m的16個(gè)混凝土圓柱構(gòu)成周邊框架第七十七頁(yè)，共106頁(yè)。廣州中信大廈大廈1996年建成。由三座塔樓和裙房組成，主塔樓為辦公樓，是80層的鋼筋混凝土框架—筒體結(jié)構(gòu)，高322.5m，連同桅桿（鋼塔）總高382.5m。第七十八頁(yè)，共106頁(yè)。主塔樓平面為正方形第七十九頁(yè)，共106頁(yè)。法國(guó)巴黎國(guó)家工業(yè)與技術(shù)展覽中心大廳?；炷帘そY(jié)構(gòu)，是當(dāng)前世界上跨度最大的公共建筑。第八十頁(yè)，共106頁(yè)。平面呈三角形邊長(zhǎng)219m殼頂離地面46m折算殼面總厚度只有180mm，厚跨比為1：1200，比雞蛋蛋殼的厚長(zhǎng)比1：100還小12倍。雙層波形拱殼角部墩座第八十一頁(yè)，共106頁(yè)。網(wǎng)格型殼面用Y形斜向支撐意大利羅馬小體育宮屋蓋是混凝土網(wǎng)格型薄殼結(jié)構(gòu)，圓頂直徑60mm。第八十二頁(yè)，共106頁(yè)。該建筑建造在悉尼伸入海中的一塊狹小地段上，遠(yuǎn)看似群帆泊岸，由三組、十對(duì)殼片組成，以環(huán)境優(yōu)美和建筑造型獨(dú)特而聞名于世。三角形殼瓣是以Y形、T形的鋼筋混凝土肋骨拼結(jié)而成。由于結(jié)構(gòu)計(jì)算復(fù)雜和施工困難，工期長(zhǎng)達(dá)17年，造價(jià)超過(guò)預(yù)算的十幾倍。澳大利亞悉尼歌劇院第八十三頁(yè)，共106頁(yè)。第八十四頁(yè)，共106頁(yè)。

華盛頓杜勒斯國(guó)際機(jī)場(chǎng)侯機(jī)樓。愛(ài)諾*沙里寧設(shè)計(jì)，1962年落成。候機(jī)樓有兩排巨型鋼筋混凝土柱子，一排稍高，一排稍底，在相對(duì)的柱子上張掛著40多米長(zhǎng)的鋼索，鋼索上鋪屋面板。鋼索中部下垂，形成自然的曲線。候機(jī)樓為矩形平面，長(zhǎng)182.5米,寬45.6米。第八十五頁(yè)，共106頁(yè)。4.鋼結(jié)構(gòu)建筑通常由型鋼、鋼管、鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成；有的還用鋼鉸線、鋼絲繩（束）組成。采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。第八十六頁(yè)，共106頁(yè)。這座大樓的形式充分利用和體現(xiàn)鋼鐵框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，很大的橫向長(zhǎng)窗改進(jìn)了室內(nèi)的照明和通風(fēng)，兩層以上整齊的建筑處理有利于減少造價(jià)和施工期，底部的大玻璃窗有利于小窗展示。美國(guó)芝加哥CPS百貨大樓，建筑師沙利文1904年建造第八十七頁(yè)，共106頁(yè)。廣州六榕塔初建于南朝，內(nèi)曾供奉賢劫千佛像，故又名千佛塔。從宋至清經(jīng)過(guò)約11余次修建，但仍保持宋代風(fēng)格。塔頂有元代所鑄千銅柱，上有1000多尊浮雕小佛，及云彩繚繞的天宮寶塔圖。第八十八頁(yè)，共106頁(yè)。沈陽(yáng)桃仙國(guó)際機(jī)場(chǎng)屋蓋由16榀跨度為135m的倒三角形鋼管桁架組成。第八十九頁(yè)，共106頁(yè)。美國(guó)伊利諾斯工學(xué)院，1955年建成，克朗樓是該工學(xué)院的建筑系館。建筑物為簡(jiǎn)單的矩形，長(zhǎng)67米，寬36.6米。中間沒(méi)有柱子和墻，是一個(gè)大的通用空間屋頂由四個(gè)大鋼梁支托，四周大都是玻璃窗，體現(xiàn)了力求簡(jiǎn)潔的建筑理論和手法。第九十頁(yè)，共106頁(yè)。美國(guó)西爾斯大廈（SearsTower)Sears目前是世界最高的全鋼結(jié)構(gòu)。高442m,共110層，建筑面積41.38萬(wàn)平方米。建于1974年。第九十一頁(yè)，共106頁(yè)。它的標(biāo)準(zhǔn)層是一個(gè)在九個(gè)23m*23m成束筒結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的69*69m的方形平面。第九十二頁(yè)，共106頁(yè)。美國(guó)帝國(guó)州大廈第九十三頁(yè)，共106頁(yè)。紐約世界貿(mào)易中心第九十四頁(yè)，共106頁(yè)。紐約世界貿(mào)易中心由兩座塔式摩天樓組成。1969~1973年建造。兩座塔樓均為110層，地下六層，北樓高417m，南樓高415m，全鋼結(jié)構(gòu)。第九十五頁(yè)，共106頁(yè)。法國(guó)巴黎蓬皮杜藝術(shù)與文化中心，建于1977年這是一座藝術(shù)與文化中心，包括圖書(shū)館，現(xiàn)代藝術(shù)博物館，工藝美術(shù)中心等。主體為6層的鋼結(jié)構(gòu)建筑，長(zhǎng)166米，寬60米。第九十六頁(yè)，共106頁(yè)。中國(guó)香港匯豐銀行大樓屬于高技派風(fēng)格，大樓上顯著暴露的是鋼