土木工程概论—建筑工程

1、港口码头给排水港口码头港口码头给排水给排水港口码头房屋建筑公路铁路桥梁水利土木土木工程工程土木工程概论专题二 建筑工程 建筑工程建筑工程专题二专题二本章内容本章内容 1 1 建筑与建筑工程简介建筑与建筑工程简介 2 2 建筑物的类别建筑物的类别 3 3 基本构件基本构件 4 4 建筑结构的主要形式建筑结构的主要形式 5 5 特种结构特种结构 6 6 未来展望未来展望 7 7 世界著名建筑掠影世界著名建筑掠影 建筑工程建筑工程专题二专题二1 建筑与建筑工程简介建筑与建筑工程简介什么是建筑？什么是建筑？什么是建筑工程？什么是建筑工程？ 建筑工程建筑工程专题二专题二1.1 何谓建筑何谓建筑 词义解释

2、词义解释 1. 动词：建造；建立。动词：建造；建立。 2. 名词：建造活动的成果。通常指建筑物，名词：建造活动的成果。通常指建筑物，如房屋、桥梁等；构筑物。如房屋、桥梁等；构筑物。 建筑工程建筑工程专题二专题二汉字与建筑汉字与建筑 高高 享享 宫宫 宗宗 家家 建筑工程建筑工程专题二专题二古今建筑古今建筑浙江余姚河姆渡遗址复原图浙江余姚河姆渡遗址复原图石柱群石柱群香港维多利亚海湾建筑群香港维多利亚海湾建筑群 建筑工程建筑工程专题二专题二高楼林立的城市、庞大的工厂、标志性的纪念高楼林立的城市、庞大的工厂、标志性的纪念碑，都是现代化建筑工程的体现。碑，都是现代化建筑工程的体现。上海浦西外滩上海浦西

3、外滩上海浦东陆家嘴规划图上海浦东陆家嘴规划图古今建筑古今建筑 建筑工程建筑工程专题二专题二1.2 何谓建筑工程（何谓建筑工程（Building Engineering） 定义：为新建、改建或扩建房屋建筑物和定义：为新建、改建或扩建房屋建筑物和附属构筑物设施所进行的规划、勘察、设附属构筑物设施所进行的规划、勘察、设计和施工、竣工等各项技术工作和完成的计和施工、竣工等各项技术工作和完成的工程实体以及与其配套的线路、管道、设工程实体以及与其配套的线路、管道、设备的安装工程。备的安装工程。 房屋工程房屋工程 建筑工程建筑工程专题二专题二1.3 人类对房屋的基本要求人类对房屋的基本要求 建筑工程建筑工程

4、专题二专题二 设计人员：设计人员： 规划师规划师 建筑师建筑师 结构工程师结构工程师 设备工程师设备工程师1.4 设计者和建造者设计者和建造者 建筑工程建筑工程专题二专题二初步设初步设计阶段计阶段施工图施工图阶段阶段施工施工阶段阶段1.5 建筑的过程建筑的过程建设单位提出使用要求建设单位提出使用要求 初步设计构思初步设计构思 明确各种功能要求明确各种功能要求 形成总体设计方案形成总体设计方案 处理各种设计工种的技术问题处理各种设计工种的技术问题 进行各种设计工种的细部设计进行各种设计工种的细部设计 绘制施工图，书写设计说明，完成总体设计绘制施工图，书写设计说明，完成总体设计 交付施工，同时进行

5、施工监理交付施工，同时进行施工监理 竣工，验收合格，交付使用竣工，验收合格，交付使用 建筑工程建筑工程专题二专题二使用性质2 建筑物的类别住宅住宅建筑建筑公共公共建筑建筑商业商业建筑建筑工业工业建筑建筑文教卫文教卫生建筑生建筑农业农业建筑建筑纺织厂房纺织厂房 建筑工程建筑工程专题二专题二按材料按材料按组成房屋主体结构体系按组成房屋主体结构体系生土结构生土结构木结构木结构砌体结构砌体结构钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构钢钢-混凝土组合结构混凝土组合结构钢结构钢结构薄膜充气结构薄膜充气结构承重墙结构承重墙结构框架结构框架结构筒体结构筒体结构错列桁架结构错列桁架结构拱结构拱结构薄壳结构薄壳结构折板结构折

6、板结构网架结构网架结构悬挂式结构悬挂式结构 建筑工程建筑工程专题二专题二 按层数分：按层数分： 住宅建筑中：低层为住宅建筑中：低层为13层；多层为层；多层为4层；层；中高层为层；高层为中高层为层；高层为1030层。层。 公共建筑及综合性建筑：建筑物总高度大于公共建筑及综合性建筑：建筑物总高度大于24m者为高层建筑（不包括高度超过者为高层建筑（不包括高度超过24m的单层主体建的单层主体建筑）。筑）。 建筑物高度超过建筑物高度超过100m时，不论住宅或公共建筑均时，不论住宅或公共建筑均为超高层建筑。为超高层建筑。 工业建筑（厂房）：单层厂房、多层厂房、混合层工业建筑（厂房）：单层厂房、多层厂房、混

7、合层数的厂房数的厂房。 建筑工程建筑工程专题二专题二3 基本构件 一、分类一、分类二、思考二、思考 板、梁、柱、拱板、梁、柱、拱 大家可以设想，这四个基本构件在建筑大家可以设想，这四个基本构件在建筑物中承担的作用和可能的形式。物中承担的作用和可能的形式。 建筑工程建筑工程专题二专题二3.1 板板 定义：定义： 平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置。放置。单向板单向板双向板双向板 建筑工程建筑工程专题二专题二3.2 梁梁1 1、按截面形式分：、按截面形式分： 矩形梁、矩形梁、T T形梁、倒形梁、倒T T形梁、形梁、L L形梁、形梁、Z Z形梁、

8、形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。 钢梁形状钢梁形状混凝土梁形状混凝土梁形状2 2、按支承方式分：、按支承方式分： 简支梁、连续梁、悬臂梁简支梁、连续梁、悬臂梁 建筑工程建筑工程专题二专题二3.3 柱柱 定义：定义： 柱是工程结构中主要承受压力，有时也同时承受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。弯矩的竖向构件。钢筋混凝钢筋混凝土柱土柱 建筑工程建筑工程专题二专题二3.4 拱拱 定义：定义： 为曲线结构，主要承受轴向压力。为曲线结构，主要承受轴向压力。河北赵州桥河北赵州桥美国贝永桥美国贝永桥 建筑工程建筑工程专题二专题二4 建筑结构的

9、主要形式建筑结构的主要形式 建筑结构：建筑结构： 在建筑物（包括构筑物）中，由建筑材料在建筑物（包括构筑物）中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。架作用的空间受力体系。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.1 砖混结构砖混结构 砖混结构选材方便、施工简单、工期短、造价低，砖混结构选材方便、施工简单、工期短、造价低，是我国在多层建筑中使用较多的建筑形式。是我国在多层建筑中使用较多的建筑形式。 砖混结构的住宅承砖混结构的住宅承重结构是重结构是楼板楼板和和墙体墙体。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.1 砖混结构砖混结构 建筑工程建筑工

10、程专题二专题二4.1 砖混结构砖混结构4.1 砖混结构砖混结构 建筑工程建筑工程专题二专题二4.2 框架结构框架结构 框架受力体系由框架受力体系由梁梁和和柱柱组成，属柔性结构，能组成，属柔性结构，能承受较大的竖向荷载，承受水平荷载能力较差。承受较大的竖向荷载，承受水平荷载能力较差。 建筑工程建筑工程专题二专题二武钢新办公楼武钢新办公楼常用于办公楼、高层常用于办公楼、高层住宅、教学楼、宾馆、住宅、教学楼、宾馆、写字楼、多层厂房等写字楼、多层厂房等中高层建筑中高层建筑4.2 框架结构框架结构 建筑工程建筑工程专题二专题二4.2 框架结构框架结构 建筑工程建筑工程专题二专题二4.3 框架框架-剪力墙

11、结构剪力墙结构 在框架结构中设置部分剪力墙，在框架结构中设置部分剪力墙，框架框架与与剪力墙剪力墙协同协同受力，剪力墙承担绝大部分水平力，框架则以承担竖向受力，剪力墙承担绝大部分水平力，框架则以承担竖向荷载为主。荷载为主。（钢筋砼：（钢筋砼：80130m 钢：钢：200260m） 建筑工程建筑工程专题二专题二4.3 框架框架-剪力墙结构剪力墙结构 建筑工程建筑工程专题二专题二4.4 剪力墙结构剪力墙结构 当房屋的层数更高时，当房屋的层数更高时，横向水平荷载对结构设横向水平荷载对结构设计起控制作用，采用纵计起控制作用，采用纵横布置的剪力墙承受水横布置的剪力墙承受水平荷载和竖向荷载显然平荷载和竖向荷

12、载显然更趋合理。更趋合理。广州白云宾馆广州白云宾馆剪力墙结构空间分隔剪力墙结构空间分隔固定，建筑布置极不固定，建筑布置极不灵活，一般用于高层灵活，一般用于高层住宅、宾馆等住宅、宾馆等 地上地上33层、地下层、地下1层，高层，高112.4m，采用钢筋砼剪力墙，采用钢筋砼剪力墙结构，是我国第一座超过结构，是我国第一座超过100m的高层建筑。的高层建筑。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.5 筒体结构筒体结构 利用房屋四周墙体组成一个或多个封闭筒体作为利用房屋四周墙体组成一个或多个封闭筒体作为主要抵抗水平荷载的结构，适用于超高层建筑结构。主要抵抗水平荷载的结构，适用于超高层建筑结构。 分为：分为：框筒

13、框筒、筒中筒筒中筒、桁筒桁筒及及成束筒成束筒体系体系中央核心筒式中央核心筒式 尽端核心筒式尽端核心筒式 外筒式外筒式 建筑工程建筑工程专题二专题二4.5 筒体结构筒体结构上海金茂大厦上海金茂大厦 高高420m，地上，地上88层、地下层、地下4层。层。利用钢筋砼作核心筒，外框架则为利用钢筋砼作核心筒，外框架则为钢骨砼柱和钢柱、钢梁组合的混合钢骨砼柱和钢柱、钢梁组合的混合结构。结构。1998年建成，是典型的年建成，是典型的框框筒结构筒结构。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.5 筒体结构筒体结构广东国际大厦广东国际大厦 高高200.18m，地上，地上63层、层、地下地下4层。外筒为层。外筒为31.1

14、37m的矩形平面，典型的的矩形平面，典型的钢筋砼钢筋砼筒中筒结构筒中筒结构，6层以上楼板采层以上楼板采用无粘结预应力平板，用无粘结预应力平板，1990年建成。年建成。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.5 筒体结构筒体结构 由两座方柱形塔楼组成，边长由两座方柱形塔楼组成，边长均为均为63.5m。北楼高。北楼高417m，南，南楼高楼高415m，均为地上，均为地上110层、层、地下地下6层，全钢结构。是典型的层，全钢结构。是典型的筒中筒结构筒中筒结构，1973年建成。年建成。美国世界贸易中心美国世界贸易中心 建筑工程建筑工程专题二专题二4.5 筒体结构筒体结构平面为平面为5252m的正方形，的正方形

15、，72层，层，高高319m，上部结构为，上部结构为4个巨形三个巨形三角形桁架，斜腹杆为钢结构，竖角形桁架，斜腹杆为钢结构，竖杆为钢筋砼结构，巨形桁架支承杆为钢筋砼结构，巨形桁架支承在底部三层高的巨大钢筋砼框架在底部三层高的巨大钢筋砼框架上，由上，由4根巨形柱将全部荷载传至根巨形柱将全部荷载传至基础，是典型的基础，是典型的桁架筒结构桁架筒结构，1990年建成。年建成。香港中银大厦香港中银大厦 建筑工程建筑工程专题二专题二4.5 筒体结构筒体结构美国西尔斯大厦美国西尔斯大厦 建筑工程建筑工程专题二专题二4.5 筒体结构筒体结构 高高443m，共，共110层，层，建筑面积建筑面积41.38万万m2。

16、标准。标准层为层为9个个23m23m成束筒成束筒结构结构。全钢结构，。全钢结构，1974年年建于芝加哥。建于芝加哥。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.6 拱结构拱结构 以在一个平面内受力的、由以在一个平面内受力的、由曲线（或折线）形构件组成的曲线（或折线）形构件组成的拱拱所形成的结构，来承受整个所形成的结构，来承受整个房屋的竖向荷载和水平荷载。房屋的竖向荷载和水平荷载。干煤棚（拱形网架）干煤棚（拱形网架）石拱寺石拱寺美国著名天然石拱美国著名天然石拱 建筑工程建筑工程专题二专题二4.6 拱结构拱结构 建筑工程建筑工程专题二专题二4.7 薄壳结构薄壳结构 由曲面形板与边缘构件（梁、拱由曲面形板与边

17、缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。能以较或桁架）组成的空间结构。能以较薄的板面形成承载能力高、刚度大薄的板面形成承载能力高、刚度大的承重结构。薄壳结构属空间结构的承重结构。薄壳结构属空间结构体系。体系。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.7 薄壳结构薄壳结构建筑面积建筑面积11296m2，其交响乐演奏大厅采用，其交响乐演奏大厅采用4848m双曲抛物面钢筋砼薄壳结构。是亚洲最大的钢筋砼壳双曲抛物面钢筋砼薄壳结构。是亚洲最大的钢筋砼壳体工程。体工程。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.7 薄壳结构薄壳结构澳大利亚悉尼歌剧院澳大利亚悉尼歌剧院 建筑工程建筑工程专题二专题二4.8 网架结构网架结构 由

18、多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连接而成的空间结构。具有空间受力合理、重量轻、刚度成的空间结构。具有空间受力合理、重量轻、刚度大、跨度大、抗震性能好等优点。大、跨度大、抗震性能好等优点。 按外形分为：按外形分为：平面平面网架、网架、曲面曲面网架网架 建筑工程建筑工程专题二专题二 4.8 网架结构网架结构单曲网架外景单曲网架外景 单曲网架内景单曲网架内景 建筑工程建筑工程专题二专题二 4.8 网架结构网架结构大连热带雨林馆大连热带雨林馆 建筑工程建筑工程专题二专题二4.9 网壳结构网壳结构 是以钢杆件组成的曲面网是以钢杆件组成的曲面网格结构。网壳可分为

19、单层和格结构。网壳可分为单层和双层，网壳的曲面具有很大双层，网壳的曲面具有很大的刚度，在大跨度屋盖的应的刚度，在大跨度屋盖的应用日益增多。用日益增多。 建筑面积建筑面积17300m2，屋盖采用钢网壳结构，屋盖采用钢网壳结构，2003年建成。年建成。 建筑工程建筑工程专题二专题二 4.9 网壳结构网壳结构 建筑工程建筑工程专题二专题二 4.9 网壳结构网壳结构北京工业大学体育馆北京工业大学体育馆 屋盖采用预应力张弦穹顶结构，屋盖采用预应力张弦穹顶结构，上部是一个球冠顶面的单层网壳，下上部是一个球冠顶面的单层网壳，下部用钢索撑起来，最大跨度达部用钢索撑起来，最大跨度达93m。 建筑工程建筑工程专题

20、二专题二4.10 悬索式结构悬索式结构 悬索结构由悬索结构由索网索网、边缘构件边缘构件和和支承构件支承构件组成。屋面组成。屋面荷载通过索网传递到支承柱，再由柱传递到基础。钢荷载通过索网传递到支承柱，再由柱传递到基础。钢索由多股钢绞线或钢丝绳制成，是一种大跨度屋盖的索由多股钢绞线或钢丝绳制成，是一种大跨度屋盖的理想结构形式。理想结构形式。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.10 悬索式结构悬索式结构 中央大拱的跨度近中央大拱的跨度近100m，两片索网的承重，两片索网的承重索锚挂在钢筋砼大拱上；另一端锚挂在墙顶端索锚挂在钢筋砼大拱上；另一端锚挂在墙顶端的钢筋砼曲梁上，索网施加预应力后使索网形的钢筋砼

21、曲梁上，索网施加预应力后使索网形成极为美观的造型。成极为美观的造型。1958年建成。年建成。美国耶鲁大学溜冰馆美国耶鲁大学溜冰馆 建筑工程建筑工程专题二专题二4.10 悬索式结构悬索式结构浙江黄龙体育中心体育场浙江黄龙体育中心体育场 体育场外环梁直径体育场外环梁直径244m，挑蓬外挑，挑蓬外挑50m。挑蓬结构由吊塔、斜拉挑蓬结构由吊塔、斜拉索、内环梁、网壳、外索、内环梁、网壳、外环梁和稳定所组成。网环梁和稳定所组成。网壳支撑于内、外环梁上，壳支撑于内、外环梁上，内环梁通过斜拉索悬挂内环梁通过斜拉索悬挂在两端在两端58m高的吊塔上。高的吊塔上。 建筑工程建筑工程专题二专题二4.10 悬索式结构悬

22、索式结构北京理工大学体育馆北京理工大学体育馆 采用双曲金属屋面，采用双曲金属屋面，支撑体系采用支撑体系采用“提篮式提篮式”屋顶结构体系，手里钢屋顶结构体系，手里钢管桁架形成双道圆弧拱，管桁架形成双道圆弧拱，并通过六道空间桁架相并通过六道空间桁架相连组成马鞍型，下部悬连组成马鞍型，下部悬吊整个屋盖体系。吊整个屋盖体系。 建筑工程建筑工程专题二专题二5 特种结构特种结构 特种结构特种结构是指具有特殊用途的工程结构（也称构是指具有特殊用途的工程结构（也称构筑物），包括电视塔、烟囱、水塔、储液池、筒筑物），包括电视塔、烟囱、水塔、储液池、筒仓、挡土墙、深基坑支护结构和纪念性构筑物等。仓、挡土墙、深基坑

23、支护结构和纪念性构筑物等。 建筑工程建筑工程专题二专题二5.1 电视塔电视塔东方明珠东方明珠 坐落于黄浦江畔浦东陆家坐落于黄浦江畔浦东陆家嘴，塔高嘴，塔高468m，是亚洲第二，是亚洲第二高塔、世界第四高塔。高塔、世界第四高塔。三根擎天立柱直径三根擎天立柱直径9m，上，上球体直径球体直径45m，观光层高，观光层高度度263m，267m处设有旋处设有旋转餐厅，太空舱建在转餐厅，太空舱建在350m处。与外滩的万国建筑博处。与外滩的万国建筑博览群隔江相望。览群隔江相望。 建筑工程建筑工程专题二专题二 建筑工程建筑工程专题二专题二5.1 电视塔电视塔 塔身主体塔身主体454m，天线桅，天线桅杆杆156m

24、，总高度，总高度610m，目前的世界第一高塔。目前的世界第一高塔。 电视塔的内筒为钢筋砼电视塔的内筒为钢筋砼核心筒，外筒钢结构由核心筒，外筒钢结构由24根立柱、斜撑和圆环交根立柱、斜撑和圆环交叉构成。叉构成。广州电视观光塔广州电视观光塔“细腰细腰”处直径处直径仅仅30多多米米 建筑工程建筑工程专题二专题二 建筑工程建筑工程专题二专题二5.1 电视塔电视塔 建筑工程建筑工程专题二专题二5.2 烟囱烟囱 按材料分为：按材料分为：砖烟囱砖烟囱、钢筋砼烟囱钢筋砼烟囱和和钢烟囱钢烟囱国内最高的钢筋砼烟国内最高的钢筋砼烟囱为囱为270m，世界最，世界最高的烟囱为高的烟囱为368m。 建筑工程建筑工程专题二

25、专题二5.3 水塔水塔 建筑工程建筑工程专题二专题二5.4 水池水池 建筑工程建筑工程专题二专题二5.5 筒仓筒仓钢板原粮仓钢板原粮仓散装水泥筒仓散装水泥筒仓 建筑工程建筑工程专题二专题二5.5 筒仓筒仓 建筑工程建筑工程专题二专题二其它构筑物其它构筑物 建筑工程建筑工程专题二专题二6 建筑工程的未来展望建筑工程的未来展望 进一步发展高层、大跨度结构进一步发展高层、大跨度结构 高性能材料的发展高性能材料的发展 防震抗风与减灾防震抗风与减灾 城市地下空间的开发与利用城市地下空间的开发与利用 大力发展绿色建筑大力发展绿色建筑雷暴现象雷暴现象 建筑工程建筑工程专题二专题二 20012001年年201

26、32013年，建筑业的新黄金时期年，建筑业的新黄金时期 20142014年年20402040年，修道院式和生态艺术年，修道院式和生态艺术 20412041年年20552055年，怀旧风格与高科技建材年，怀旧风格与高科技建材 20562056年年20702070年，出现带穹顶的城市年，出现带穹顶的城市 20712071年以后，动态建筑时期年以后，动态建筑时期 建筑工程建筑工程专题二专题二7 世界著名建筑掠影世界著名建筑掠影101101大楼大楼 建筑工程建筑工程专题二专题二世界著名建筑掠影世界著名建筑掠影 建筑工程建筑工程专题二专题二世界著名建筑掠影世界著名建筑掠影上海环球金融中心上海环球金融中心

27、 地上地上101层、地下层、地下3层，层，建筑高度建筑高度492.5m。94至至101层为观光层，设计层为观光层，设计了面积为了面积为700m2的观光的观光大厅和世界最高的观光大厅和世界最高的观光厅厅观光天阁（距地观光天阁（距地面面472m）。）。大厦顶部的风洞原设计是一大厦顶部的风洞原设计是一个直径个直径50m的圆形洞口，使的圆形洞口，使人轻易联想起日本的国旗，人轻易联想起日本的国旗，在一片反对声中，这一设计在一片反对声中，这一设计最终最终“寿终正寝寿终正寝” 建筑工程建筑工程专题二专题二世界著名建筑掠影世界著名建筑掠影吉隆坡石油双塔大厦吉隆坡石油双塔大厦世界最高的钢筋砼建筑世界最高的钢筋砼

28、建筑 建筑工程建筑工程专题二专题二 建筑工程建筑工程专题二专题二世界著名建筑掠影世界著名建筑掠影迪拜塔迪拜塔世界最高建筑世界最高建筑 又叫又叫“哈利法塔哈利法塔”，是一座钢筋砼结构的管是一座钢筋砼结构的管状多塔建筑，状多塔建筑，162层，层，总高度总高度818m！ 建筑工程建筑工程专题二专题二世界著名建筑掠影世界著名建筑掠影阿拉伯塔（阿联酋迪拜）阿拉伯塔（阿联酋迪拜） 是世界唯一的七星级是世界唯一的七星级酒店。酒店。56层，层，321m高，高，采用双层膜结构，是一个采用双层膜结构，是一个帆船造型的塔状建筑。帆船造型的塔状建筑。 建筑工程建筑工程专题二专题二世界著名建筑掠影世界著名建筑掠影国家体育场（鸟巢）国家体育场（鸟巢） 建筑工程建筑工程专题二