土木工程概論課件2013

北京航空航天大學(xué)土木系《土木工程概論》合理的結(jié)構(gòu)造就優(yōu)美的建筑郭全全E-mail:qq_guo@buaa.edu.cn一明珠耀東方——東方明珠塔《ConstructionToday》把東方明珠作封面，并寫(xiě)道：法國(guó)有埃菲爾塔，倫敦有塔橋，上海有東方明珠。東方明珠的成功——建筑與文化、建筑與結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一。目前的建筑思潮——用不合理的結(jié)構(gòu)來(lái)形成“眼睛一亮”的視覺(jué)沖擊，認(rèn)為這是建筑的美。這里想強(qiáng)調(diào)一下，合理的結(jié)構(gòu)造就優(yōu)美的建筑。

1.1成功的建筑1.2建筑創(chuàng)作東方明珠，亞洲第一，世界第三；1991.7~1995.5；11級(jí)臺(tái)風(fēng)和南黃海5級(jí)地震，最多的一天游客40000人；“上海有個(gè)東方明珠，東方明珠在上?！保?004年世界工程師大會(huì)前，當(dāng)選市民評(píng)出的“百姓心目中的上海十大重大工程”；百姓的認(rèn)可是對(duì)設(shè)計(jì)者最大的獎(jiǎng)勵(lì)。

1.3創(chuàng)新思維使混凝土塔獲得新生鋼塔混凝土單筒塔

創(chuàng)新思維孕育了東方明珠這一具有震撼力和感染力的優(yōu)美建筑。

混凝土單筒塔帶斜撐巨型空間筒體框架部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)1.4先進(jìn)的結(jié)構(gòu)使美麗

的建筑成為現(xiàn)實(shí)三個(gè)筒體三撐桿淺樁支承薄底板七組大梁一根桅一把巨傘一只碗

（1）

帶斜撐的巨型空間筒體框架結(jié)構(gòu)

（2）短樁和薄板基礎(chǔ)

“抗”和“放”423根500×500mm的混凝土樁，入土深度48m；底板厚度僅有1.5m；盆狀變形

，3cm的沉降差，（3）鋼天線的頂升設(shè)計(jì)

多倫多塔，直升飛機(jī)起吊；北京塔，用拔桿安裝。110m長(zhǎng)的鋼桅桿，分成11節(jié)；20束鋼絞線20個(gè)機(jī)器人10天的時(shí)間

（4）懸掛結(jié)構(gòu)和懸挑結(jié)構(gòu)同時(shí)應(yīng)用

上球45m直徑，9層1萬(wàn)平方米，雙重懸掛結(jié)構(gòu)，猶如一把張開(kāi)的巨傘；十二榀懸挑桁架，吊九層樓板，是我國(guó)目前最多層最高的懸掛結(jié)構(gòu)。Φ250的銷子連接桁架、鋼環(huán)梁和柱。（5）預(yù)應(yīng)力錐殼50m直徑的下球；錐形的混凝土碗，碗底和6個(gè)筒體整澆在一起；對(duì)錐殼頂面的樓板施加徑向預(yù)應(yīng)力；碗邊支承48根折線形柱子，支托桁架和樓板。（6）技術(shù)創(chuàng)新需要科學(xué)態(tài)度節(jié)段模型風(fēng)洞試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)氣彈模型試驗(yàn)

二、上海碧玉藍(lán)天大廈上海碧玉藍(lán)天大廈，標(biāo)志性建筑；浦東陸家嘴金融中心區(qū)；地上46層，地下4層；頂層空間鋼構(gòu)架，四層裙房；

228m，100000m2；2.1主體結(jié)構(gòu)方案的比選

steelormixed?（1）混合結(jié)構(gòu)

ConcretefilledtubularcolumnsФ1000×25

Kerneled

ConcretefilledtubularcolumnsФ1600Thicknessofcoret=800mmt=700mmt=600mmt=400mmConcreteC60forcolumns&coreC50C40C30

ConcretefilledtubularcolumnsФ900×25Ф900×22

Ф800×25

Ф800×20

Ф700×20t=500mm（2）鋼結(jié)構(gòu)Thicknessofconcretecoret=600ConcreteC50forcolumns&coreSteelQ345forcolumns&coreSixtypesofcolumnoftrusscore:Box800×400×70~600×400×160Ninetypesofframecolumn&cornercolumnofcore:Box850×850×90~400×400×30鋼結(jié)構(gòu)方案的投資比混合結(jié)構(gòu)方案高約3928萬(wàn)元（結(jié)構(gòu)造價(jià)高約35%，不包括地下室），如綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)所增加的面積效益、工期效益，鋼結(jié)構(gòu)仍比混合結(jié)構(gòu)高1263萬(wàn)元（高約11.3%）。上海碧玉藍(lán)天大廈采用混合結(jié)構(gòu)方案；我國(guó)目前受到冶金技術(shù)、能源等條件的限制，建筑用鋼的價(jià)格仍然偏高；

我國(guó)建筑技術(shù)的發(fā)展與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距，特別是鋼結(jié)構(gòu)的加工、安裝等技術(shù)水平較低。2.2屋頂大空間結(jié)構(gòu)的選型（1）方案一，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

Q345鋼，總用鋼量308.95噸。

（2）方案二，拱與桁架組合結(jié)構(gòu)

Q345鋼，總用鋼量350噸

（3）

兩種方案技術(shù)性。

經(jīng)濟(jì)性。

施工便捷性。

建筑功能和美觀的要求。

復(fù)習(xí)題（一）高層建筑的劃分：1～3層為低層；4～6層為多層；7～9層為中高層；10層～100米高層;凡超過(guò)100米均為超高層。復(fù)習(xí)題（二）我國(guó)建筑設(shè)計(jì)方針：適用、經(jīng)濟(jì)、在可能條件下兼顧美觀復(fù)習(xí)題（三）