建筑工程课件

第四章建筑工程,4.1基本构件4.2单层与多层建筑4.3高层与超高层建筑4.4特种结构4.5未来展望,2,PPT学习交流,古今建筑,竹屋,香港维多利亚海湾建筑群,石柱群,3,PPT学习交流,高楼林立的城市、庞大的工厂、标志性的纪念碑，都是现代化建筑工程的体现。,古今建筑,上海浦西外滩,上海浦东陆家嘴规划图,4,PPT学习交流,4.1基本构件,一、分类,二、思考,板、梁、柱、拱,大家可以设想，这四个基本构件在建筑物中承担的作用和可能的形式。,5,PPT学习交流,4.1.1板,定义：平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置。,单向板,双向板,6,PPT学习交流,和,的情况下,单向传力,单向板,和,的情况下,双向传力,双向板,单向传力，单向板,虽双向搁置，但当,L1：L22,7,PPT学习交流,8,PPT学习交流,1、按截面形式分：矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。,4.1.2梁,钢梁形状,混凝土梁形状,2、按支承方式分：简支梁，连续梁，悬臂梁,9,PPT学习交流,梁的断面形式梁的截面形式如图38所示，有矩形、T形、十字形、花篮形等。矩形截面梁外形简单，制作方便，T形截面梁较矩形截面梁自重轻；采用十字形或花篮梁可减少楼板所占的空间高度。通常，梁的跨度尺寸为58m较为经济(如图39)。,10,PPT学习交流,11,PPT学习交流,4.1.3柱,定义：柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件。,钢筋混凝土柱,12,PPT学习交流,13,PPT学习交流,4.1.4拱,定义：为曲线结构，主要承受轴向压力。,河北赵州桥,美国贝永桥,14,PPT学习交流,15,PPT学习交流,16,PPT学习交流,拱券在早期建筑中的应用,17,PPT学习交流,拱券结构的住宅室内,18,PPT学习交流,拱在体育建筑及展示空间中的应用,23,PPT学习交流,建筑按照他们的使用性能通常可分为工业建筑、农业建筑和民用建筑；其中民用建筑又可分为居住建筑和公共建筑两大类。建筑物若按层数可分为单层建筑、多层建筑、高层建筑和超高层建筑。,4.2单层与多层建筑,24,PPT学习交流,4.2单层与多层建筑,4.2.1单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。,1.民用单层建筑一般采用砖混结构，即墙体采用砖墙，屋面板采用钢筋混凝土板。多用于单层住宅、公共建筑、别墅等。,25,PPT学习交流,4.2.1单层建筑,单层装配式钢筋混凝土厂房,2.单层工业厂房,26,PPT学习交流,铝合金压型屋面板建筑,施工中的轻钢结构别墅和厂房,4.2.1单层建筑,27,PPT学习交流,大跨度结构是指跨度大于60m的建筑。它常用于展览馆、体育馆、飞机机库等，其结构体系有很多种，如网架结构、网壳结构、悬索结构、悬吊结构、索膜结构、充气结构、薄壳结构、应力蒙皮结构等。,4.2.2大跨度建筑,1.网架结构由上、下弦杆和腹杆组成网格单元，将各种不同的网格单元有规律地组合起来，就形成了形态各异的网架体系。网架结构的特点：1）能创造较大的空间。2）荷载向网架的四边传递，网架中的单根杆件以受轴向力为主，即受拉或受压。优点：空间受力，重量轻，刚度大，整体性强、稳定性好、抗震性能好等；,28,PPT学习交流,1、网架结构,哈尔滨会展中心体育场,29,PPT学习交流,由网架结构覆盖的交通空间,30,PPT学习交流,空间网架在建筑物入口处的运用,31,PPT学习交流,2.网壳结构,网壳相当于格构化的薄壳，但由钢杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的自重要小得多，除了用作大空间的顶盖外，还可以整体化地围合空间,32,PPT学习交流,2、网壳结构,河南省南阳鸭河口电厂干煤棚,4.2.2大跨度建筑,33,PPT学习交流,曲面网壳的大型展示空间及运动馆,34,PPT学习交流,由网壳结构覆盖的音乐厅,35,PPT学习交流,用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支承构件，使结构自重极大地减小，而跨度大大增加。除稳定性相对较差外，是比较理想的大跨屋盖结构形式。对于建筑而言，由于拉索显示出柔韧的状态，使得结构形式轻巧且具有动感悬索结构、悬吊结构,悬索结构,36,PPT学习交流,4、悬吊结构,1958年的布鲁塞尔世博会的法国馆,1992年塞维利亚工业世博会的德国馆,3、悬索结构,4.2.2大跨度建筑,37,PPT学习交流,屋盖用悬索结构的冰球馆,38,PPT学习交流,悬索结构屋面覆盖的世博会展厅,39,PPT学习交流,可以想象把索网结构的索细化加密，直到交织成一张薄膜。在本质上也是受拉构件。像薄壳一样，兼有承重和围护的双重功能。其张拉力来源于充气（充气膜结构）或者用桅杆、拱、拉索等构件来将膜绷紧（索膜结构）。由于这些构件灵活的布置形式以及膜本身轻柔的外表，在城市室外空间小品中也常应用,膜结构,40,PPT学习交流,5、索膜结构,意大利热拉亚1992年海洋与船舶世博会露天广场的巨型屋顶,4.2.2大跨度建筑,41,PPT学习交流,体育场张拉膜结构顶盖,可以想象把索网结构的索细化加密，直到交织成一张薄膜,42,PPT学习交流,张拉膜结构的连廊,43,PPT学习交流,张拉膜结构的展示空间,44,PPT学习交流,1970年日本大阪世博会的富士集团厅和美国馆,拟建造的深圳龙岗商业中心充气悬浮结构,6、充气结构,4.2.2大跨度建筑,45,PPT学习交流,某体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色,46,PPT学习交流,充气膜结构的植物园穹顶,47,PPT学习交流,膜结构的空间研究大楼,48,PPT学习交流,7、薄壳结构,其常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳。,4.2.2大跨度建筑,薄壳结构,49,PPT学习交流,折板薄壳结构建筑,54,PPT学习交流,8、应力蒙皮结构,应力蒙皮结构一般是用金属薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结构。考虑结构构件的空间整体作用时，利用蒙皮抗剪可以大大提高结构整体的抗侧刚度，减少侧向支撑的设置；利用面板的蒙皮效应，可以减小所连杆件的计算长度铝质应力蒙皮穹顶是美国Temcor公司的里克特在六十年代开发的，其基本原理是将予应力铝板加工成钻石形的结构板块，沿板边缘镶固在钢框架上，组成结构单元，根据穹顶的分格作成尺寸不同的单元，只由这些单元组成穹顶，不需要网架的杆件、节点。,4.2.2大跨度建筑,55,PPT学习交流,4.2.3多层建筑,我国以8层为界限，低于8层者称为多层建筑。常用结构形式为混合结构、框架结构。混合结构指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称砖混结构。框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。,56,PPT学习交流,多层混合结构,4.2.3多层建筑,57,PPT学习交流,墙承重结构支撑体系的墙体布置一般可分为横墙承重、纵墙承重、以及纵横墙混合承重几种类型,58,PPT学习交流,纵墙承重屋楼面大梁放在纵墙壁柱上，楼板及屋面板放置在大梁上。,纵墙承重的方式可减少横墙的数量，对开放室内空间有一定的好处，但其整体刚度往往不如横墙承重的方案好，纵向开窗面积也受到限制，所以在高烈度地震区应慎重对待。纵向开窗面积受到限制，两个开创之间至少有1m为石墙。,纵墙承重方式之一,59,PPT学习交流,横墙承重横墙承担楼屋面传来的荷载，不能随意拆除，空间布置不如纵墙承重体系灵活。,横墙承重的方式在纵方向可以获得较大的开窗面积，易得到较好的采光条件，但平面较呆板。,60,PPT学习交流,纵横墙承重除纵墙承担楼面大梁传来的荷载以外，横墙也承受了楼屋面传来的部分荷载，其开间比横墙承重体系大，大空间布置不如纵墙承重体系灵活，刚度和抗震性也介于两者之间。,纵、横墙混合承重的方案除应有一定数量的纵墙及横墙拉齐以加强建筑物的刚度、满足抗震的要求外，其墙体的布置相对较为自由，在平面组合方面可获得交通组织的方便并能够形成较好的采光和通风的条件，尤其适用于民用住宅,61,PPT学习交流,砖石结构的住宅和小型旅馆,62,PPT学习交流,砖墙承重的混合结构多层学生宿舍,63,PPT学习交流,砌块墙承重的混合结构实验楼,64,PPT学习交流,某混合结构的多层教学楼,65,PPT学习交流,4.3高层与超高层建筑,摩天大楼诞生在芝加哥、成长在纽约，建筑师路易斯沙利文曾说过“摩天大厦是经济力量合乎逻辑的结果”。我国规定超过100m的为超高层。无疑，现代超高层建筑从一定意义上是城市现代化标志。,66,PPT学习交流,4.3高层与超高层建筑,67,PPT学习交流,高层结构的主要结构形式：,1、框架结构2、框架剪力墙结构3、剪力墙结构4、框支剪力墙结构5、筒体结构,上海金茂大厦,4.3高层与超高层建筑,68,PPT学习交流,1、框架结构,框架结构受力体系由梁、柱组成，承受竖向荷载，并承受水平荷载。适用于房屋高度不大、层数不多时采用。,框架结构,北京长城饭店,4.3高层与超高层建筑,69,PPT学习交流,2、框架剪力墙结构,剪力墙即为一段钢筋混凝土墙体，因其抗剪能力很强，故得此名。在框架一剪力墙结构中，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架则以承担竖向荷载为主。,框剪结构,广州中天大厦,4.3高层与超高层建筑,70,PPT学习交流,4.3高层与超高层建筑,3、剪力墙结构,全部采用纵横布置的剪力墙组成，剪力墙不仅承受水平荷载，亦用来承受垂直荷载。,剪力墙结构,广州白云宾馆,71,PPT学习交流,4.3高层与超高层建筑,4、框支剪力墙结构,适用于上部为住宅楼或办公楼，而下部开设商店。需在其交界位置设置巨型的转换大梁，将上部剪力墙的力传至下部柱子上。,框支剪力墙结构,北京兆龙饭店,72,PPT学习交流,5、筒体结构,筒体结构是由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，适用于层数较多的高层建筑筒体在侧向风荷载的作用下，其受力类似刚性的箱型截面的悬臂梁，迎风面将受拉，而背风面将受压。筒式结构分类：框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。,4.3高层与超高层建筑,73,PPT学习交流,(1)框筒体系,指内芯由剪力墙构成，周边为框架结构。,深圳华联大厦,4.3高层与超高层建筑,74,PPT学习交流,(2)筒中筒体系,当周边的框架柱布置较密时，可将周边框架视为外筒，而将内芯的剪力墙视为内筒，则构成筒中筒体系。,广东国际大厦,4.3高层与超高层建筑,76,PPT学习交流,(3)桁架筒体系,在筒体结构中，增加斜撑来抵抗水平荷载，以进一步提高结构承受水平荷载的能力，增加体系的刚度。这种结构体系称为桁架筒体系。,香港中银大厦,4.3高层与超高层建筑,77,PPT学习交流,(4)成束筒体系,成束筒体系是由多个筒体组成的筒体结构。最典型的成束筒体系的建筑应为美国芝加哥的西尔斯塔楼（1974）。,西尔斯塔楼,4.3高层与超高层建筑,78,PPT学习交流,4.4特种结构,特种结构是指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构和容器结构等。,水池,水塔,筒仓,79,PPT学习交流,常见种类：,烟囱水塔水池筒仓核电站,4.4特种结构,80,PPT学习交流,4.5未来展望,2001年2013年，建筑业的新黄金时期2014年2040年，修道院式和生态艺术2041年2055年，怀旧风格与高科技建材2056年2070年，出现带穹顶的城市2071年以后，动态建筑时期,81,PPT学习交流,4.5未来展望,建筑的发展体现在以下几个方面：1、生