CUMT新型建筑材料与结构PPT课件

1、2021-12-5第1页/共68页2第2页/共68页3第3页/共68页4 十分高兴有机会交流十分高兴有机会交流 各行各业的优秀人才，各有所长各行各业的优秀人才，各有所长 简历：学习、教学、科研简历：学习、教学、科研 难度：综合性、新颖性、紧迫性难度：综合性、新颖性、紧迫性 方式：相互交流，讲解和讨论方式：相互交流，讲解和讨论 主要内容：主要内容： 新型建筑材料（混凝土）新型建筑材料（混凝土）+ +结构（实际两者密不结构（实际两者密不可分）可分） 结构对材料的需求是材料发展的动力结构对材料的需求是材料发展的动力 材料的的发展是结构发展的一个基础材料的的发展是结构发展的一个基础第4页/共68页5

2、昆虫学家法布尔：昆虫学家法布尔： 不管我们的照明灯能把光线投射到多远，照明圈外依然死死围挡着黑暗。我们不管我们的照明灯能把光线投射到多远，照明圈外依然死死围挡着黑暗。我们四周都是未知事物的深渊黑洞，但我们应为此而感到心安理得，因为我们已经四周都是未知事物的深渊黑洞，但我们应为此而感到心安理得，因为我们已经注定要做的事情，就是使微不足道的已知领域再扩大一点范围。我们都是求索注定要做的事情，就是使微不足道的已知领域再扩大一点范围。我们都是求索之人，求知欲牵着我们的神魂，就让我们从一个点到另一个点地移动我们自己之人，求知欲牵着我们的神魂，就让我们从一个点到另一个点地移动我们自己的提灯吧。随着一小片一

3、小片的面目被认识清楚，人们最终也许能将整体画面的提灯吧。随着一小片一小片的面目被认识清楚，人们最终也许能将整体画面的某个局部拼制起来。的某个局部拼制起来。 第5页/共68页61.1. 传统建筑材料简介传统建筑材料简介2.2. 2121世纪的建筑特点及新型材料世纪的建筑特点及新型材料3.3. 高层建筑与材料高层建筑与材料4.4. 智能建筑物与智能化材料智能建筑物与智能化材料5.5. 路面材料、道路铺筑与出行环境路面材料、道路铺筑与出行环境6.6. 材料的进步与桥梁的发展材料的进步与桥梁的发展7.7. 耐久性耐久性8.8. 地球环境、资源、能源与建筑材料地球环境、资源、能源与建筑材料9.9. 新型

4、金属材料新型金属材料10.10.新型混凝土材料新型混凝土材料11.11.尖端建筑技术与新型材料尖端建筑技术与新型材料( (土木工程未来）土木工程未来） 12.12.新型建筑结构（新型建筑结构（新型钢结构、空间结构）新型钢结构、空间结构） 展望展望第6页/共68页71 1 传统建筑材料简介传统建筑材料简介 1.1 1.1 天然石材天然石材 天然岩石：石洞、金字塔、雅典帕提侬神庙、罗马古天然岩石：石洞、金字塔、雅典帕提侬神庙、罗马古城、教堂、万里长城、三清阁建筑装饰面城、教堂、万里长城、三清阁建筑装饰面 1.2 1.2 粘土砖瓦粘土砖瓦 秦砖汉瓦：墙体、清华学堂、烟囱秦砖汉瓦：墙体、清华学堂、烟囱

5、 1.3 1.3 玻璃玻璃 采光、结构材料和装饰材料，安全玻璃、中空玻璃、夹采光、结构材料和装饰材料，安全玻璃、中空玻璃、夹层玻璃、强化玻璃、紫外线透过玻璃、热吸收（反射）玻璃、层玻璃、强化玻璃、紫外线透过玻璃、热吸收（反射）玻璃、镀铜浮法玻璃，玻璃幕墙等结构玻璃，彩色玻璃等装饰镀铜浮法玻璃，玻璃幕墙等结构玻璃，彩色玻璃等装饰 1.4 1.4 木材：门窗、地板、梁桥木材：门窗、地板、梁桥 1.5 1.5 钢材：桥梁、房屋、钢筋混凝土、钢管混凝土、钢材：桥梁、房屋、钢筋混凝土、钢管混凝土、钢骨混凝土钢骨混凝土 第7页/共68页81.6 1.6 混凝土混凝土 拉丁文拉丁文Concretus（共同生

6、长）：胶凝材料（共同生长）：胶凝材料+骨料骨料+水（有时不加水），住宅、办公楼、道路、铁路水（有时不加水），住宅、办公楼、道路、铁路轨枕、飞机场跑道、地铁、水库大坝、海洋结构、地下轨枕、飞机场跑道、地铁、水库大坝、海洋结构、地下结构等结构等l l无法从材料科学的角度处理对待。无法从材料科学的角度处理对待。l l结构十分复杂，多相结构十分复杂，多相l l不是一种静止的，而是随着时间变化的材料不是一种静止的，而是随着时间变化的材料l l混凝土通常要使用之前，在工地或其附近才生混凝土通常要使用之前，在工地或其附近才生产准备，生产条件、环境变化差异很大产准备，生产条件、环境变化差异很大l l同样原材料

7、，北欧的实验结果和中国的实验结同样原材料，北欧的实验结果和中国的实验结果，中国北京和徐州研究的材料性能不同果，中国北京和徐州研究的材料性能不同1.7 1.7 其他金属其他金属千万与人联系，英国作家千万与人联系，英国作家EM福斯特福斯特第8页/共68页92 212 21世纪的建筑特点及新型材料世纪的建筑特点及新型材料 2.12.1 2121世纪影响建筑形态的社会因素世纪影响建筑形态的社会因素 2.1.1 2.1.1 经济迅速发展，国民收入水平提高经济迅速发展，国民收入水平提高 19781978年改革开放以来，我国的经济体制经历了一场根年改革开放以来，我国的经济体制经历了一场根本性的变革，由高度集

8、中的计划经济体制逐步向社会主义本性的变革，由高度集中的计划经济体制逐步向社会主义市场经济体制过渡，取得了举世瞩目的伟大成就。据统计，市场经济体制过渡，取得了举世瞩目的伟大成就。据统计，按可比价格计算，按可比价格计算，19781978年年-1997-1997年的年的2020年间，我国国内生年间，我国国内生产总值平均年增长率为产总值平均年增长率为9 98 8，人均国内生产总值平均年，人均国内生产总值平均年增长率为增长率为8 84 4。人均收入和储蓄存款余额均有大幅度上升，。人均收入和储蓄存款余额均有大幅度上升，城市、农村居民的人均收入提高了城市、农村居民的人均收入提高了14-1514-15倍，倍，

9、19971997年人均年人均存款余额（存款余额（37623762元）达到了元）达到了19781978年的年的172172倍。这充分说倍。这充分说明我国国民经济实力有了极大的提高，人们手中有余明我国国民经济实力有了极大的提高，人们手中有余钱，生活安稳。钱，生活安稳。第9页/共68页10 目前我国大多数人口已经解决了温饱问题。目前我国大多数人口已经解决了温饱问题。2121世纪，我国的经济仍将继续以世纪，我国的经济仍将继续以较快的速度增长，进入小康水平。人们在解决了最基本的温饱问题之后，改善较快的速度增长，进入小康水平。人们在解决了最基本的温饱问题之后，改善居住条件，包括扩大住房面积，提高居住质量，

10、宽敞、舒适的住房将是人们重居住条件，包括扩大住房面积，提高居住质量，宽敞、舒适的住房将是人们重点追求的目标。因此，住宅建设以及家居装修业将是点追求的目标。因此，住宅建设以及家居装修业将是2121世纪基础设施建设的重世纪基础设施建设的重点内容之一，同时也将促进房建材料和装饰、装修材料的快速发展。点内容之一，同时也将促进房建材料和装饰、装修材料的快速发展。第10页/共68页112.1.2 2.1.2 城市化进程加快，城市人口比重增大城市化进程加快，城市人口比重增大 城市化：指城市数量和城市人口增多、或农村地城市化：指城市数量和城市人口增多、或农村地区向城市转化的现象，通常用从事各产业劳动者区向城市

11、转化的现象，通常用从事各产业劳动者人数及城市人口比例来衡量。人数及城市人口比例来衡量。 据统计，据统计，19521952年，我国的城市人口年，我国的城市人口 71637163万，到万，到19971997年城市人口已经增至年城市人口已经增至3 37 7亿。特别是亿。特别是19781978年改年改革开放以来，城市人口增加速度加快，从革开放以来，城市人口增加速度加快，从19801980年至年至19971997年，城市人口大约增加了一倍，平均每年增加年，城市人口大约增加了一倍，平均每年增加 3 37 7。城市数量（包括县级市）。城市数量（包括县级市）19801980年为年为 223223个，个，199

12、01990年增至年增至467467个，个，19971997年增加至年增加至668668个，个，1818年期间年期间增加了两倍。增加了两倍。 19971997年我国城市人口占全国总人口比重已达到年我国城市人口占全国总人口比重已达到29299 9。根据发达国家的经验，一个国家当城市化指标超过。根据发达国家的经验，一个国家当城市化指标超过3030时，其经济发展将产生一个飞跃，进入时，其经济发展将产生一个飞跃，进入2121世纪，我世纪，我国经济的增长势头，势必带动城市化进程的进一步国经济的增长势头，势必带动城市化进程的进一步加快。加快。第11页/共68页12徐州地区：徐州地区：20102010年、年、

13、20202020 城市化进程的结果，使城市人口密度增大，城市城市化进程的结果，使城市人口密度增大，城市中心区用地紧张，地价昂贵。同时现代社会人们中心区用地紧张，地价昂贵。同时现代社会人们追求个性和自由，以核心家庭为生活单位，家庭追求个性和自由，以核心家庭为生活单位，家庭人口一般人口一般3-43-4人，占用大片的土地建造传统的院落式人，占用大片的土地建造传统的院落式住宅难以实现。因此在城市，尤其是大城市将建造密集住宅难以实现。因此在城市，尤其是大城市将建造密集型多层、或高层集中住宅。由于人口居住密度大，楼层型多层、或高层集中住宅。由于人口居住密度大，楼层增高，高楼的纵向交通给居住者带来不便，居室

14、的采光增高，高楼的纵向交通给居住者带来不便，居室的采光条件变差，市区内交通拥挤，噪音和空气污染严重等，条件变差，市区内交通拥挤，噪音和空气污染严重等，使得市区内居住环境恶化。同时城市功能的强化，使得使得市区内居住环境恶化。同时城市功能的强化，使得市区土地和房屋价格高涨，经济负担加重。长期以来我市区土地和房屋价格高涨，经济负担加重。长期以来我国曾以院落制度的住宅形式经营自己的生活，拥有独立国曾以院落制度的住宅形式经营自己的生活，拥有独立的庭院、与大自然融为一体是人们的本能追求，因此将的庭院、与大自然融为一体是人们的本能追求，因此将有一部分人逃离城市中心区域的繁杂，到郊区居住，通有一部分人逃离城市

15、中心区域的繁杂，到郊区居住，通勤到市内上班。所以将出现城区内居住人数减少、郊区勤到市内上班。所以将出现城区内居住人数减少、郊区兴建专门住宅小区的趋势。兴建专门住宅小区的趋势。第12页/共68页13 20112011年东部地区年东部地区6161中部地区中部地区4747西部地西部地区区4343，总体城镇人口，总体城镇人口6907969079万，万，20022002年年5021250212万，平均每年增加万，平均每年增加1.35%1.35%。 未来社会在城市中心区域，将以连未来社会在城市中心区域，将以连续型、多层、高层住宅为主要居住续型、多层、高层住宅为主要居住形式。而在郊区将出现多层、低层形式。而

16、在郊区将出现多层、低层以及单户别墅型各种档次的专用住以及单户别墅型各种档次的专用住宅区。宅区。第13页/共68页142.1.3 2.1.3 第三产业人员增多，生第三产业人员增多，生活服务业迅速发展活服务业迅速发展 我国是一个传统的农业国，又是一个人口大国。长期我国是一个传统的农业国，又是一个人口大国。长期以来依靠以来依靠8080以上的农业人口，手工劳动解决全体国民的吃以上的农业人口，手工劳动解决全体国民的吃饭问题。随着科学技术的进步，农业机械化程度不断提高，饭问题。随着科学技术的进步，农业机械化程度不断提高，从事农业、林业、渔业等第一产业的人数将大大减少，而从从事农业、林业、渔业等第一产业的人

17、数将大大减少，而从事服务行业，即第三产业的人数将会大幅度增加。事服务行业，即第三产业的人数将会大幅度增加。 与此同时，城乡居民的生活服务设施逐年增多，与此同时，城乡居民的生活服务设施逐年增多，从从19801980年至年至19921992年，生活服务设施平均每年以年，生活服务设施平均每年以17177 7的的速度增加，从速度增加，从19801980年的年的29291 1万个增至万个增至19921992年的年的1841842 2万万个。从业人员由个。从业人员由133133万人增至万人增至4774772 2万人，平均每年增万人，平均每年增长长12123 3。这些数字表明，随着社会生产力水平的提高，。这

18、些数字表明，随着社会生产力水平的提高，人们将不仅满足于基本生活需求，还将追求丰富多彩的娱乐人们将不仅满足于基本生活需求，还将追求丰富多彩的娱乐生活，希望生活更方便，利用闲暇时间使生活更丰富多彩，生活，希望生活更方便，利用闲暇时间使生活更丰富多彩， 第14页/共68页15 例如观光、旅游、购物、美容理发、洗衣、托例如观光、旅游、购物、美容理发、洗衣、托幼、日用品的修理、摄影、录像、去歌舞厅、幼、日用品的修理、摄影、录像、去歌舞厅、增加外餐次数、去旅游地渡假等等。随着这些增加外餐次数、去旅游地渡假等等。随着这些需求的增加，社会分工将进一步被细化，人们需求的增加，社会分工将进一步被细化，人们的观念和

19、生活方式也将发生根本性的改变。将的观念和生活方式也将发生根本性的改变。将从传统的家庭、院落式的生活方式，转变为社从传统的家庭、院落式的生活方式，转变为社会化、利用公共服务设施的现代生活方式。例会化、利用公共服务设施的现代生活方式。例如在饭店招待客人，在公共会堂等场所举行婚如在饭店招待客人，在公共会堂等场所举行婚丧嫁娶仪式，雇佣清扫公司、搬家公司、家政丧嫁娶仪式，雇佣清扫公司、搬家公司、家政服务等社会服务部门完成家庭成员自身不能完服务等社会服务部门完成家庭成员自身不能完成的工作。将打破千百年依靠亲朋好友帮忙办成的工作。将打破千百年依靠亲朋好友帮忙办事的传统文化，代之以支付费用、雇佣社会服事的传统

20、文化，代之以支付费用、雇佣社会服务设施的生活方式。务设施的生活方式。第15页/共68页162.1.4 2.1.4 交通运输业发达，出行更加方便交通运输业发达，出行更加方便 近年来，我国交通运输事业迅速发展，主近年来，我国交通运输事业迅速发展，主要体现在机动车数量大幅度增加和道路总里程、要体现在机动车数量大幅度增加和道路总里程、高速道路里程的增多。除此之外，公共交通、高速道路里程的增多。除此之外，公共交通、出租车等交通工具，铁路、地铁、火车站、港出租车等交通工具，铁路、地铁、火车站、港口、机场等交通基础设施的数量不断增加，各口、机场等交通基础设施的数量不断增加，各种交通手段日益发达，人们的出行变

21、得更加方种交通手段日益发达，人们的出行变得更加方便。便。 5050年来我国的公路里程大约增加了年来我国的公路里程大约增加了9 9倍，铁路增倍，铁路增加了加了1 15 5倍。运输能力大大提高。同时，我国倍。运输能力大大提高。同时，我国从从19871987年开始修建高速道路，尽管我国高速道路年开始修建高速道路，尽管我国高速道路的建设起步比德国、美国、日本等先进国家大约的建设起步比德国、美国、日本等先进国家大约晚了晚了5050年，但是发展速度非常快，到年，但是发展速度非常快，到19991999年年1010月月3131日，以济南日，以济南-泰安高速道路通车为标志，我国泰安高速道路通车为标志，我国高速公

22、路通车里程已经突破高速公路通车里程已经突破 10000km10000km。第16页/共68页17 京沪高速公路：一天时间京沪高速公路：一天时间 交通运输业的发展，促进了人、物的流动，交通运输业的发展，促进了人、物的流动，提高了工作效率，方便了人们的生活，给国民经提高了工作效率，方便了人们的生活，给国民经济的发展注入了活力。我国将逐步跨入机动化的济的发展注入了活力。我国将逐步跨入机动化的社会，汽车这一现代化的代步工具，将改变中国社会，汽车这一现代化的代步工具，将改变中国人传统的人传统的“日出而作，日落而息日出而作，日落而息”的农业生产、的农业生产、生活方式，极大地扩大人们的活动空间，缩短物生活方

23、式，极大地扩大人们的活动空间，缩短物理空间的距离及移动时间。同时，小汽车的普及理空间的距离及移动时间。同时，小汽车的普及也将给人类住区环境带来很大的影响。目前以汽也将给人类住区环境带来很大的影响。目前以汽油为主要动力燃料，随着汽车数量的增多，尾气油为主要动力燃料，随着汽车数量的增多，尾气排放量增多，空气受到污染，大城市带来交通拥排放量增多，空气受到污染，大城市带来交通拥挤，停车场的增设将减少绿地面积，汽车排出的挤，停车场的增设将减少绿地面积，汽车排出的热量将加剧城市的热量将加剧城市的“热岛热岛”现象，噪音增大，交现象，噪音增大，交通事故增多等等。通事故增多等等。 美国：汽车、离婚法律美国：汽车

24、、离婚法律第17页/共68页182.1.5 2.1.5 通讯事业发达，信息化社会到来通讯事业发达，信息化社会到来 近近1010年来，我国的通讯事业发展迅速，电话加速进入千年来，我国的通讯事业发展迅速，电话加速进入千家万户。家万户。19851985年我国城镇电话普及率为年我国城镇电话普及率为1 19 9部百人，部百人，到到19971997年增加至年增加至18182 2部百人，大约是部百人，大约是1212年前的年前的IOIO倍。倍。 新的世纪，人类将进入信息化社会。随着电子计算机和新的世纪，人类将进入信息化社会。随着电子计算机和网络技术的普及，在远离大城市的偏远地区也能及时掌握最网络技术的普及，在

25、远离大城市的偏远地区也能及时掌握最新的各种信息。部分人可以实现在宅勤务，或在离住宅很近新的各种信息。部分人可以实现在宅勤务，或在离住宅很近的终端站工作。这样就可以减少每周的上班次数，节省通勤的终端站工作。这样就可以减少每周的上班次数，节省通勤时间。电视的普及，网上购物，可以利用电视商场直销，用时间。电视的普及，网上购物，可以利用电视商场直销，用电话订购，送货上门。电话、传真机、计算机、移动通讯等电话订购，送货上门。电话、传真机、计算机、移动通讯等通讯手段将更加发达，网络技术将更加实用化和普及。在城通讯手段将更加发达，网络技术将更加实用化和普及。在城市中心地区，将设有大型网络中心和数据库，与高速

26、路交通市中心地区，将设有大型网络中心和数据库，与高速路交通信息系统、医院医疗信息数据库、国际交流中心、城市交流信息系统、医院医疗信息数据库、国际交流中心、城市交流信息中心等连接，并直接与住宅地、学校、商业办公区、工信息中心等连接，并直接与住宅地、学校、商业办公区、工厂、工业园地、科研机构等联网，实现数据资源共享，并通厂、工业园地、科研机构等联网，实现数据资源共享，并通过光导纤维干线网向地方城市传递，人们通过这些手段，不过光导纤维干线网向地方城市传递，人们通过这些手段，不需跑路，即能获得大量信息。其生活方式、习惯也将发生变需跑路，即能获得大量信息。其生活方式、习惯也将发生变化。化。第18页/共6

27、8页19 数字化、信息化徐州、淮海，信息土木工程数字化、信息化徐州、淮海，信息土木工程 由于交通、通讯手段的发达，人们的居住位置由于交通、通讯手段的发达，人们的居住位置和工作方式也将发生变化，随着私人小汽车的普及和工作方式也将发生变化，随着私人小汽车的普及和公共交通的发达，人们的出行越来越方便。另一和公共交通的发达，人们的出行越来越方便。另一方面，城市中心地带楼层高，室内采光、通风条件方面，城市中心地带楼层高，室内采光、通风条件不良，居住环境趋于恶化。因此许多人将选择远离不良，居住环境趋于恶化。因此许多人将选择远离市中心的郊外住宅，打破长期以来形成的城市职住市中心的郊外住宅，打破长期以来形成的

28、城市职住一体的习惯，而选择职住分离，这样将在郊外出现一体的习惯，而选择职住分离，这样将在郊外出现专门的住宅小区。专门的住宅小区。第19页/共68页202.1.6 2.1.6 国际化社会的到来国际化社会的到来 随着我国经济建设的加快，近年来不断引进国随着我国经济建设的加快，近年来不断引进国外的先进生产技术和资金，产品的进出口贸易外的先进生产技术和资金，产品的进出口贸易额逐年增长，大量人员到海外留学或工作，国额逐年增长，大量人员到海外留学或工作，国外专家学者也频繁来我国讲学等等，各种形式外专家学者也频繁来我国讲学等等，各种形式的经济合作、学术交流等活动日益频繁。同时，的经济合作、学术交流等活动日益

29、频繁。同时，越来越多的外国人士来华工作、居住或旅游观越来越多的外国人士来华工作、居住或旅游观光。在上海、天津等城市已经出现了外国人集光。在上海、天津等城市已经出现了外国人集中居住的所谓中居住的所谓“洋人村洋人村”，以外国人为主要销，以外国人为主要销售对象的高级住宅的需求将增加。随着我国加售对象的高级住宅的需求将增加。随着我国加入入WTOWTO，我国正在加入世界经济的大循环中去，国，我国正在加入世界经济的大循环中去，国际化进程不断加快。从际化进程不断加快。从19901990年起，我国接待的来华年起，我国接待的来华旅游的人数逐年增多。旅游的人数逐年增多。第20页/共68页212.1.7 2.1.7

30、 传统的工作方式的变革，闲传统的工作方式的变革，闲暇时间增多暇时间增多 随着技术的进步，生产效率的提高，人们的工随着技术的进步，生产效率的提高，人们的工作时间在逐渐减少，相应地闲暇时间在增多。从作时间在逐渐减少，相应地闲暇时间在增多。从19951995年开始我国的大中型企业和学校已经实行年开始我国的大中型企业和学校已经实行了周休两日的制度。目前国外许多公司导入了了周休两日的制度。目前国外许多公司导入了弹性工作制，即每天规定上午弹性工作制，即每天规定上午1010点点-下午下午3 3点的点的中核工作时间，其他时间自行安排。中核工作时间，其他时间自行安排。19991999年年1010月开月开始，我国

31、又相应地调整、增加了国庆、始，我国又相应地调整、增加了国庆、“五一五一”节的休假日期，使得人们自由支配的时间明显节的休假日期，使得人们自由支配的时间明显增多。随着经济的富裕，人们的生活观念和方增多。随着经济的富裕，人们的生活观念和方式也将发生变化，在业余时间里，更多的人将式也将发生变化，在业余时间里，更多的人将追求走出家门，进行郊游、体育、娱乐等社会追求走出家门，进行郊游、体育、娱乐等社会活动。因此，游乐场、体育场馆、高尔夫球场、活动。因此，游乐场、体育场馆、高尔夫球场、滑冰场、歌舞厅等体育、文化、娱乐设施和旅滑冰场、歌舞厅等体育、文化、娱乐设施和旅馆、饭店等旅游设施，以及交通设施的需求量馆、

32、饭店等旅游设施，以及交通设施的需求量将增多。将增多。第21页/共68页222.1.8 2.1.8 住房作为商品走向市场经济的轨住房作为商品走向市场经济的轨道道 长期以来，我国住房制度带有很浓厚的福利性、长期以来，我国住房制度带有很浓厚的福利性、供给性和非商品性。国家财政每年拿出巨额资金供给性和非商品性。国家财政每年拿出巨额资金投资房屋建设，建造大量公房，按照职称、工龄、投资房屋建设，建造大量公房，按照职称、工龄、年龄、人口等因素分配给职工居住，使房屋脱离年龄、人口等因素分配给职工居住，使房屋脱离了商品范畴。这种住房分配制度所带来的后果，了商品范畴。这种住房分配制度所带来的后果，其一是由于建房资

33、金不足造成总体住房紧张；其其一是由于建房资金不足造成总体住房紧张；其二是居住方式为二是居住方式为“职住一体化职住一体化”，即家属住宅多，即家属住宅多数配置在单位的周边；其三是企业、事业单位的数配置在单位的周边；其三是企业、事业单位的职能复杂，不仅要办好企业，还要负担与家属居职能复杂，不仅要办好企业，还要负担与家属居住相关的一系列生活设施，例如学校、托幼、商住相关的一系列生活设施，例如学校、托幼、商店、银行、邮局、供暖、医疗等。店、银行、邮局、供暖、医疗等。第22页/共68页23 住房是人类生存的必要条件之一。随着住住房是人类生存的必要条件之一。随着住房制度的改革，住房也将像其他商品一样房制度的

34、改革，住房也将像其他商品一样进入市场经济的轨道。从进入市场经济的轨道。从2020世纪世纪8080年代开始，年代开始，我国逐步过渡住房体制，我国逐步过渡住房体制，2121世纪的住房机制将世纪的住房机制将由原来的分配制完全过渡到商品化。未来由原来的分配制完全过渡到商品化。未来10102020年，我国仍需要建造大量的住房，同时房屋年，我国仍需要建造大量的住房，同时房屋建筑的样式也将由原来比较单一的形式发展为建筑的样式也将由原来比较单一的形式发展为多样化、高档次，随之将带来家居装饰业的发多样化、高档次，随之将带来家居装饰业的发展，各种功能的装饰、装修材料将得到迅速发展，各种功能的装饰、装修材料将得到迅

35、速发展。展。第23页/共68页242.1.9 2.1.9 人口结构变化，老龄人数增多，人口结构变化，老龄人数增多，家庭构成多样化家庭构成多样化 随着医学发达和人们生活水平的提高，人类的寿随着医学发达和人们生活水平的提高，人类的寿命延长，同时在一些发达国家人口出生率下降，命延长，同时在一些发达国家人口出生率下降，在一些国家和地区已经出现了人口结构老龄化的在一些国家和地区已经出现了人口结构老龄化的倾向。例如美国、日本、欧洲。目前我国的老龄倾向。例如美国、日本、欧洲。目前我国的老龄人口比率也已上升为人口比率也已上升为7 7。 传统社会的家庭构成以父母与子女为中心的核心传统社会的家庭构成以父母与子女为

36、中心的核心家庭居多家庭居多.随着人口趋于老龄化随着人口趋于老龄化,只有老人或单身孤只有老人或单身孤寡老人的家庭将增多寡老人的家庭将增多,与此相适应与此相适应,适合老年人、适合老年人、单身者的公寓住宅，以及社会福利设施，例如单身者的公寓住宅，以及社会福利设施，例如敬老院、伤残者活动设施应相应增加。同时社敬老院、伤残者活动设施应相应增加。同时社会生活服务设施，例如快餐店、洗衣店、公共会生活服务设施，例如快餐店、洗衣店、公共浴室等将相应增加。浴室等将相应增加。第24页/共68页252.2 2.2 未来社会的建筑特点与新型材未来社会的建筑特点与新型材料料 新型建筑材料：包括在其他领域已经应用，但在建筑

37、领域还未使用的材料，新型建筑材料：包括在其他领域已经应用，但在建筑领域还未使用的材料，以及虽然在建筑领域已经应用，但用新的技术来进行应用的材料。用于建筑以及虽然在建筑领域已经应用，但用新的技术来进行应用的材料。用于建筑领域的材料用量大，且土木、建筑工程属于传统学科和经验工程技术。所以，领域的材料用量大，且土木、建筑工程属于传统学科和经验工程技术。所以，在土木、建筑领域内的新型材料基本上都是在其他领域已经使用的材料，或在土木、建筑领域内的新型材料基本上都是在其他领域已经使用的材料，或者在土木建筑领域开发出新的使用方法，定义为新型建筑材料。者在土木建筑领域开发出新的使用方法，定义为新型建筑材料。第

38、25页/共68页26 纵观整个人类文明史的发展过程，要使科学技纵观整个人类文明史的发展过程，要使科学技术有飞跃性、突破性的发展，多依赖于材料的术有飞跃性、突破性的发展，多依赖于材料的开发，这种情况下，材料所要求的性能是明确开发，这种情况下，材料所要求的性能是明确的，所需要的材料能否开发出来也是明确的，的，所需要的材料能否开发出来也是明确的，经济性能方面也不需过于苛刻。但是，在土木经济性能方面也不需过于苛刻。但是，在土木建筑工程方面，由于种种原因，与其他尖端技建筑工程方面，由于种种原因，与其他尖端技术一样，新型材料的开发与应用比其他技术领术一样，新型材料的开发与应用比其他技术领域要滞后。一般来说

39、，有两种因素会激发人们域要滞后。一般来说，有两种因素会激发人们开发新型材料：开发新型材料： l l其一是现有的材料存在着一些缺点，不能完全其一是现有的材料存在着一些缺点，不能完全满足使用要求，因此需要改善这些基本材料的性满足使用要求，因此需要改善这些基本材料的性能，弥补缺点，在原有基础上发展新型材料。例能，弥补缺点，在原有基础上发展新型材料。例如，提高钢材的耐腐蚀性，克服天然木材的各向如，提高钢材的耐腐蚀性，克服天然木材的各向异性的变形特点，提高混凝土的抗拉强度等。异性的变形特点，提高混凝土的抗拉强度等。第26页/共68页27 l l其二是随着科学的进步和社会环境的变化，出现了到目前为止不曾有

40、过其二是随着科学的进步和社会环境的变化，出现了到目前为止不曾有过的新的需求。激发人们去开发新型的材料，以满足需求。例如，膜结构的的新的需求。激发人们去开发新型的材料，以满足需求。例如，膜结构的发展需要优秀的膜材料，用于制震的吸能、缓冲材料，用于保护电子仪器发展需要优秀的膜材料，用于制震的吸能、缓冲材料，用于保护电子仪器的电磁波屏蔽用材料，防止电波障碍的吸收电波材料等。的电磁波屏蔽用材料，防止电波障碍的吸收电波材料等。 为了满足这些新的要求，希望能开发并应用具有高性能的新型材料。所以，为了满足这些新的要求，希望能开发并应用具有高性能的新型材料。所以，社会的发展水平，人们所追求的生活环境，以及建筑

41、结构的进步等都是促社会的发展水平，人们所追求的生活环境，以及建筑结构的进步等都是促进材料进步的原动力。进材料进步的原动力。第27页/共68页282.2.1 2.2.1 大城市中心地区高层建筑增多大城市中心地区高层建筑增多 城市是商业、行政、金融及信息的中心。随着社会向现代化城市是商业、行政、金融及信息的中心。随着社会向现代化发展，大、中城市的中心地带将形成以办公、金融、商业、发展，大、中城市的中心地带将形成以办公、金融、商业、宾馆、高级饭店、交通枢纽等设施为主的非居住型区域。美宾馆、高级饭店、交通枢纽等设施为主的非居住型区域。美国纽约国纽约2020年代开始建造的曼哈顿高层建筑群，日本东京年代开

42、始建造的曼哈顿高层建筑群，日本东京6060年代建造的新宿高层建筑群就是时代发展的产物。在年代建造的新宿高层建筑群就是时代发展的产物。在这些区域，常住人口很少，白天车水马龙，热闹非凡，这些区域，常住人口很少，白天车水马龙，热闹非凡，而到夜晚寂静无人。而到夜晚寂静无人。(24(24小时灯光小时灯光) ) 用于这些高层建筑的主体结构材料，仍将是钢材、钢用于这些高层建筑的主体结构材料，仍将是钢材、钢筋混凝土、钢骨钢筋混凝土和钢管混凝土。为解决高筋混凝土、钢骨钢筋混凝土和钢管混凝土。为解决高层建筑的抗震及防火等问题，应开发制震结构和防火层建筑的抗震及防火等问题，应开发制震结构和防火材料，并且要考虑高层建

43、筑给周围低矮建筑物带来的材料，并且要考虑高层建筑给周围低矮建筑物带来的风荷载、采光性能等方面的影响。为实现建筑物美观、风荷载、采光性能等方面的影响。为实现建筑物美观、轻快、现代派等外观效果，玻璃幕墙、铝合金、彩色轻快、现代派等外观效果，玻璃幕墙、铝合金、彩色金属板、不锈钢、陶瓷类贴面材料等高档外装修材料金属板、不锈钢、陶瓷类贴面材料等高档外装修材料的需求量将逐步增加。的需求量将逐步增加。第28页/共68页292.2.2 2.2.2 多层或高层密集型住宅小区多层或高层密集型住宅小区 随着城市人口的迅速增多，人口密度增大，在城区和周边区域将建造密集型多随着城市人口的迅速增多，人口密度增大，在城区和

44、周边区域将建造密集型多层或高层住宅小区。今后层或高层住宅小区。今后10-15年间，我国每年将建造大约年间，我国每年将建造大约8亿亿m2的住宅，的住宅，以满足日益增长的住房需求。同时，与之相配套的生活服务设施，城市生活的以满足日益增长的住房需求。同时，与之相配套的生活服务设施，城市生活的管线设施建设将加快进行。管线设施建设将加快进行。第29页/共68页302.2.3 2.2.3 家庭信息化、住宅办公化家庭信息化、住宅办公化 随着信息化社会的到来，电话、传真、计算机已经进入家庭，除了解决个人及随着信息化社会的到来，电话、传真、计算机已经进入家庭，除了解决个人及家庭的通讯之外，可通过互联网，实现在宅

45、勤务、网上购物、远程教育和医疗家庭的通讯之外，可通过互联网，实现在宅勤务、网上购物、远程教育和医疗等行为，减少出行次数，减轻交通设施的压力，实现住宅办公化。所以未来的等行为，减少出行次数，减轻交通设施的压力，实现住宅办公化。所以未来的住宅不仅仅具有生活功能，还需具备办公、信息存储和传递等功能，如图所示。住宅不仅仅具有生活功能，还需具备办公、信息存储和传递等功能，如图所示。而用于网络基础设施建设的材料，有光导纤维、玻璃光导纤维、塑料光导纤维而用于网络基础设施建设的材料，有光导纤维、玻璃光导纤维、塑料光导纤维和多组分光导纤维等。（智能建筑）和多组分光导纤维等。（智能建筑）第30页/共68页31第3

46、1页/共68页32 在实现住宅办公化的同时，办在实现住宅办公化的同时，办公室的功能也将发生变化。许多公室的功能也将发生变化。许多部门将导入弹性工作制度，在办部门将导入弹性工作制度，在办公楼内设置解除疲劳、缓解紧张公楼内设置解除疲劳、缓解紧张工作情绪的设施，例如饮茶室、工作情绪的设施，例如饮茶室、淋浴室、休息室、阅报室、体育淋浴室、休息室、阅报室、体育锻炼室等，使生活和工作都充满锻炼室等，使生活和工作都充满轻松感和乐趣。轻松感和乐趣。第32页/共68页332.2.4 242.2.4 24小时活动型住宅小时活动型住宅 2424小时活动型住宅：小时活动型住宅：指居住在一栋楼或一个小指居住在一栋楼或一

47、个小区中的各个家庭，不一定保持同步的作息时间，区中的各个家庭，不一定保持同步的作息时间，一天一天2424小时内都会有工作或休息、娱乐的人们。小时内都会有工作或休息、娱乐的人们。 商业化社会的到来与国际化的进展，使得各个商业化社会的到来与国际化的进展，使得各个家庭的生活习惯、作息时间将出现很大的差别。家庭的生活习惯、作息时间将出现很大的差别。人们将根据自己的习惯和工作性质确定作息时人们将根据自己的习惯和工作性质确定作息时间，国际间业务及商务活动的增多，各国时差间，国际间业务及商务活动的增多，各国时差的存在，使得从事这类工作的人员无法保持常的存在，使得从事这类工作的人员无法保持常规的作息时间，因此

48、将出现规的作息时间，因此将出现2424小时活动型住宅。小时活动型住宅。这种现象对于近邻住宅及集中住宅楼所带来的最大这种现象对于近邻住宅及集中住宅楼所带来的最大问题是噪音和震动。为解决这个问题，在建筑物的问题是噪音和震动。为解决这个问题，在建筑物的材料及结构设计上所采取的办法有：采用隔音材料、材料及结构设计上所采取的办法有：采用隔音材料、复层结构、上浮式楼板和制震钢板等。复层结构、上浮式楼板和制震钢板等。第33页/共68页34 目前常用的隔音材料、吸音材料有在泡沫聚乙目前常用的隔音材料、吸音材料有在泡沫聚乙烯、聚丙烯类材料中分散混入微小的耐热塑料烯、聚丙烯类材料中分散混入微小的耐热塑料隔音材料构

49、成的复合材料，这种材料质量轻、隔音材料构成的复合材料，这种材料质量轻、隔音性能好，只有几毫米的厚度，在通常的音隔音性能好，只有几毫米的厚度，在通常的音域内具有域内具有10-20 dB10-20 dB的隔音性能。如果采用复层，的隔音性能。如果采用复层，中间设空气层结构，则隔音性能将更好。中间设空气层结构，则隔音性能将更好。 上浮楼板结构：为防止固体噪音在楼层之间的上浮楼板结构：为防止固体噪音在楼层之间的传递，在普通混凝土楼板上，设置一层岩棉或传递，在普通混凝土楼板上，设置一层岩棉或毛毡类的材料，也可以用橡胶代替岩棉，在上毛毡类的材料，也可以用橡胶代替岩棉，在上面再安装合板制作的地板材料，可以防止

50、走路、面再安装合板制作的地板材料，可以防止走路、挪动家具等固体噪音向下一层住户的传递，达挪动家具等固体噪音向下一层住户的传递，达到隔音的目的。这种楼板的总厚度大约为到隔音的目的。这种楼板的总厚度大约为140140150mm150mm。第34页/共68页35 制震钢板：这是一种覆盖于震动源上，将震动能转换成热能的新型静音材料。在两片厚度为02-15mm左右的钢板之间，夹入50150m厚度的聚烯烃树脂等粘弹性高分子材料，钢板采用表面处理钢板或不锈钢钢板。这种制震钢板适用于机械设备类的外箱，建筑物的屋顶及地板基层、楼梯、管道等部位。第35页/共68页36第36页/共68页372.2.5 2.2.5

51、易改建型及可变型住宅易改建型及可变型住宅 易改建型住宅是指容易改建、扩建，易于维修的住易改建型住宅是指容易改建、扩建，易于维修的住宅；可变住宅是指内部空间的间隔形式容易改变的宅；可变住宅是指内部空间的间隔形式容易改变的住宅。住宅。 建筑物是一个较长时间使用的物品。无论是办公室，还建筑物是一个较长时间使用的物品。无论是办公室，还是家庭住宅，经过一段时间之后会由于用途的变更，功是家庭住宅，经过一段时间之后会由于用途的变更，功能需要更新，或扩大面积，或根据社会的潮流及经济状能需要更新，或扩大面积，或根据社会的潮流及经济状况，对房屋住宅进行重新装饰、布局等。日常生活中也况，对房屋住宅进行重新装饰、布局

52、等。日常生活中也经常会有一些特殊的需求，例如举行一个生日晚会，邀经常会有一些特殊的需求，例如举行一个生日晚会，邀请众多亲朋好友，需要有一个较大的和新奇的心理，要请众多亲朋好友，需要有一个较大的和新奇的心理，要赋予建筑物易可变性，建造易改建型或可变型住宅。例赋予建筑物易可变性，建造易改建型或可变型住宅。例如采用大跨度空间结构，内部采用可移动式隔墙，既能如采用大跨度空间结构，内部采用可移动式隔墙，既能提高空间利用率，又有利于空间的重新划分。而要实现提高空间利用率，又有利于空间的重新划分。而要实现这一点，要求所使用的间隔材料要易于装拆和改建，表这一点，要求所使用的间隔材料要易于装拆和改建，表面装修材

53、料要有可再造性。面装修材料要有可再造性。第37页/共68页38可变型住宅概念图可变型住宅概念图第38页/共68页39 这种可变型住宅的结构和所用的材料具有如下特点：这种可变型住宅的结构和所用的材料具有如下特点： l l为了增加建筑物的纵向空间自由度，采用预应力钢筋混为了增加建筑物的纵向空间自由度，采用预应力钢筋混凝土双凝土双T T型楼板；型楼板； l l为适应儿童成长、房间使用功能的变化，以及家庭为适应儿童成长、房间使用功能的变化，以及家庭成员结构的变化，房间布局可能会重新调整，所以室内成员结构的变化，房间布局可能会重新调整，所以室内的间隔空间要具有可变性；的间隔空间要具有可变性； l l配线

54、、配管在住户内部完结，以便进行房屋改建时不影配线、配管在住户内部完结，以便进行房屋改建时不影响其他住户的使用。但配管、配线最好不要埋设在结构体内，响其他住户的使用。但配管、配线最好不要埋设在结构体内，以便易于更换、保养和检查；以便易于更换、保养和检查； l l构件尺寸要标准化，构件之间的结合要合理；构件尺寸要标准化，构件之间的结合要合理； l l建筑物的结构躯体要采用高耐久性材料，以保证建筑建筑物的结构躯体要采用高耐久性材料，以保证建筑物长期使用条件下的安全；物长期使用条件下的安全； l l房屋的尺寸布局要留有充分的余地，要能适应将房屋的尺寸布局要留有充分的余地，要能适应将来家用电器、设备水平

55、的提高而带来的更新。来家用电器、设备水平的提高而带来的更新。第39页/共68页402.2.6 2.2.6 家务劳动省力型建筑家务劳动省力型建筑 未来世纪将是一个高效率的社会，人们的生活节奏将加快，未来世纪将是一个高效率的社会，人们的生活节奏将加快，用于家务劳动的时间和强度要尽量减少，因此要建造家务用于家务劳动的时间和强度要尽量减少，因此要建造家务劳动省力型住宅。实现家务劳动省力型住宅的途径有以下劳动省力型住宅。实现家务劳动省力型住宅的途径有以下几个方面：几个方面： l l采用易于清洁的内装修材料，尤其是厨房、卫生间等，采用易于清洁的内装修材料，尤其是厨房、卫生间等，采用卫生瓷砖、一次性使用的吸

56、油纸、铝箔等。采用卫生瓷砖、一次性使用的吸油纸、铝箔等。 l l使用不易受污染的材料，在空调、电视机、及计算机等机使用不易受污染的材料，在空调、电视机、及计算机等机器的空气吹出口处，采用不易变色，不易变质的材料。器的空气吹出口处，采用不易变色，不易变质的材料。 l l合理设计住宅的平面布局和家务劳动的动线，使居住者合理设计住宅的平面布局和家务劳动的动线，使居住者以最短的移动距离完成家务劳动。以最短的移动距离完成家务劳动。 l l高层住宅实现家庭垃圾处理的效率化，例如采用生高层住宅实现家庭垃圾处理的效率化，例如采用生物技术研制具有一定强度和耐水性、密闭、可降解的物技术研制具有一定强度和耐水性、密

57、闭、可降解的垃圾处理盒，直接投入设置在高层建筑内的垂直管道，垃圾处理盒，直接投入设置在高层建筑内的垂直管道，进入垃圾的回收、贮存和处理装置。进入垃圾的回收、贮存和处理装置。第40页/共68页412.2.7 2.2.7 适合于老人、残疾人居住的住宅适合于老人、残疾人居住的住宅 进入进入2121世纪，我国的老龄人口比例将进一步增大，所以要考虑建造社会世纪，我国的老龄人口比例将进一步增大，所以要考虑建造社会福利设施和适合于老人、残疾人居住的住宅。例如，房屋内地面没有高低差，福利设施和适合于老人、残疾人居住的住宅。例如，房屋内地面没有高低差，采用较平缓的楼梯，厕所和浴室内设置扶手，采用防滑地板材料，间

58、隔材料采用较平缓的楼梯，厕所和浴室内设置扶手，采用防滑地板材料，间隔材料具有弹性，空间具有可变性。厨房台面设为可升降式，空调、冰箱、热水器具有弹性，空间具有可变性。厨房台面设为可升降式，空调、冰箱、热水器等家用电器及家具等尽量与建筑物一体化，以保证居住者的安全。墙面、地等家用电器及家具等尽量与建筑物一体化，以保证居住者的安全。墙面、地面尽量没有浮设物品，室内要设置火灾自动报警等装置。面尽量没有浮设物品，室内要设置火灾自动报警等装置。第41页/共68页422.2.8 2.2.8 单身公寓、学生公寓单身公寓、学生公寓 随着大城市流动人口的增多，将出现更多的单身公寓的需求。近年来我国不随着大城市流动

59、人口的增多，将出现更多的单身公寓的需求。近年来我国不断扩大高等学校招生规模，学生数量不断增多。同时办学方式也将由以前的断扩大高等学校招生规模，学生数量不断增多。同时办学方式也将由以前的完全国家投资逐步转变为国家、地方和民众同时投入的模式，学校的功能将完全国家投资逐步转变为国家、地方和民众同时投入的模式，学校的功能将由综合性向单一性转变，因此将出现学生宿舍的庞大需求。这种单身公寓和由综合性向单一性转变，因此将出现学生宿舍的庞大需求。这种单身公寓和学生宿舍建筑，所要求的面积不一定很大，但要具备基本的生活功能，同时学生宿舍建筑，所要求的面积不一定很大，但要具备基本的生活功能，同时出租价格要低廉。出租

60、价格要低廉。第42页/共68页432.2.9 2.2.9 郊外住宅小区郊外住宅小区 城市建设及交通手段的发达，使得城市的中心地区房屋价格上升。同时噪音、城市建设及交通手段的发达，使得城市的中心地区房屋价格上升。同时噪音、震动、采光不良等影响居住环境的因素增多。所以，人们将逃离大城市的嘈杂，震动、采光不良等影响居住环境的因素增多。所以，人们将逃离大城市的嘈杂，到郊外去寻求一块安静的居住地。到郊外去寻求一块安静的居住地。2121世纪将出现更多的郊外住宅小区。其中将世纪将出现更多的郊外住宅小区。其中将包括单户别墅型、低层联排式以及多层公寓式住宅。人们将走向职住分离、通包括单户别墅型、低层联排式以及多