安徽理工大学混凝土与砌体结构读书报告

混凝土与砌体结构读书报告

土木13-9班2023/7/122/57

小组成员：

华云涛、朱华胜、许锐、李品

余淼坤、朱永志、乔然、彭伟2023/7/123/57目录上海中心大厦包豪斯校舍香港中银大厦代代木国立综合体育馆4123巴西议会大厦56中国国家大剧院2023/7/124/57上海中心大厦一、工程概况

上海中心大厦地处上海市浦东新区陆家嘴金融中心区，基地总面积约3.04万平方米。主楼建筑高度632米，地上共121层，地下5层，裙楼地上5层，总建筑面积约573223平方米，建筑造价148亿元，北侧与金茂大厦相邻，东侧与上海环球中心相邻，三者组成品字形关系的建筑群,构成陆家嘴金融商业贸易区新的天际线。上海中心建筑组成包括以下几部分:内部主体楼层内层玻璃幕墙外层玻璃幕墙柔性支撑体系在每个区段的顶部外侧与内侧玻璃幕墙之间,布置有一个空中大堂。2023/7/125/57二、方案设计

上海中心建筑设计的一个重要思考内容是如何与金茂大厦的节节宝塔以及环球金融中心的锐利边角造型形成完整而和谐的关系。其设计方案被确定为“龙型”方案，该方案由美国Gensler建筑设计事务所和同济大学建筑设计研究院提供。从外观上看，“上海中心”像一条盘旋上升的巨龙，“龙尾”在大厦顶部盘旋上翘，建筑师采用旋转上升的建筑造型,这一构思来源于哲学中“螺旋式发展”的逻辑概念。在此理念的基础上,上海中心与金茂大厦、环球金融中心形成了“过去、现在、未来”的时空联系！由于上海地区的风荷载较大,同时,风荷载对超高层建筑结构设计的影响巨大,所以建筑师与风工程专家对上海中心外立面幕墙进行了多方案的对比。比较发现,当外幕墙采用120°的旋转角度时,整个塔楼不仅具有动态的美感,而且相比普通的方形塔楼,旋转塔楼承担的风荷载减小了24%,从而大大降低塔楼的结构造价。

2023/7/126/57大厦造型来源----------中国传统的图案------龙2023/7/127/57外立面幕墙旋转角度变化2023/7/128/57三、功能分区

作为一幢综合性超高层建筑，上海中心大厦以办公为主，其他业态有会展、酒店、观光娱乐区域，包括大众商业娱乐区域，低、中、高、办公区域，商业等。大厦分为5大功能企业会馆区域，精品酒店区域和顶部功能体验空间。其中“世界之巅”即是功能体验区，有城市展示观看台，娱乐，VIP小型酒吧、餐饮、观光会晤等功能。另外，在本项目的裙房中还设有容纳1200人的多功能活动中心。2023/7/129/57四、结构体系

对于超高层建筑,结构整体高宽比、核心筒高宽比和核心筒所占面积比例是影响超高层建筑的关键因素。重力荷载引起的P-△效应将使结构位移和内力增加甚至导致结构失稳。

上海中心建筑高度632m,结构高度58Om,底部外圈直径83m,结构高宽比7.0,内部核心筒尺寸为3Omx3Om,核心筒高宽比19.3,核心筒占底层平面面积的16.6%。由于其核心筒尺寸较小,导致核心筒的抗侧刚度较弱,结构体系选型成为一个关键问题。

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通过对多方案的比较,上海中心采用了巨型框架一核心筒一伸臂桁架结构体系,巨型框架由8根巨型柱4根角柱及8道位于设备层的箱型空间环带桁架组成，角柱和巨型柱分别在5区和8区终止。中央核心筒底部为边长30m的方形混凝土筒，至5区开始，核心筒四角被削掉，逐渐收窄为十字形，直至顶部。核心筒和巨型框架之间共设置了6道伸臂桁架，分别位于2区、4区、5～8区设备层。2023/7/1211/57

设计过程中采用BIM技术将结构设计与建筑设计以及机电设计结合起来,从而大大提高了多个专业之间沟通的效率,降低了出错效率。利用BIM技术，通过搭建各专业的BIM模型，一方面可对原有二维图纸进行审查，找出相关图纸设计的错误，从而进一步提高设计图纸的质量，并优化设计；另一方面能够便于设计师在虚拟的三维环境下发现各专业构件之间的空间关系是否存在碰撞冲突，并通过软件自动检测出碰撞点的数量和方位。2023/7/1212/57五、支撑体系

基于建筑幕墙轻盈的要求,采用了柔性吊挂支撑结构体系。采用分区吊挂的形式,分设底部1区幕墙、中部2一8区幕墙(典型区)、顶部塔冠幕墙共三个独立区段。采用悬挂钢结构+径向撑杆+水平斜撑的幕墙支撑体系。根据建筑平面扭转形态,支撑结构为相应在平面尺寸向上逐步缩小并每层旋转1°的径向支撑,并通过环梁与吊杆悬挂于各区的设备层。2023/7/1213/57幕墙现场施工图2023/7/1214/57双层幕墙和空中大堂2023/7/1215/57

双层幕墙系统有利于夏天散热，冬天隔热。这和热水瓶的原理差不多。因此上海中心大厦也被戏称为一个直冲云霄的“热水瓶”。2023/7/1216/57六、绿色节能上海中心大厦采用了多项最新的绿色环保技术，工程严格按照国家绿色建筑三星认证和美国LEED绿色建筑认证的标准和要求进行建造，是一座真正的“绿色”摩天楼，同时也是世界上首座同时通过两大体系认证的摩天大楼。国家绿色建筑三星认证美国LEED绿色建筑认证2023/7/1217/57分布式能源的利用技术变风量空气调节技术热回收利用技术地源热泵技术涡轮式风力发电技术雨水收集处理和回用技术绿色施工技术2023/7/1218/57热回收利用技术大楼在运营过程中，酒店、办公等会产生大量的热空气，特别是上海中心大厦有24个直接对外营业的大空间的空中花园，在夏季会集聚温度较高的热空气。因此，热回收利用技术就是将这部分的热空气进行回收，采用热泵型热水加热器，为酒店提供生产生活热水。水热泵系统，采用带ECM电机的风机盘管机组。2023/7/1219/57地源热泵技术这是一种利用地下浅层地热资源供热制冷的环保型空调系统。在冬季可把土壤中的热量“取”出来供给室内用于采暖。在夏季把室内的热量“取”出来释放到土壤中去。它的特点是环保，没有燃烧过程，无污染排放；毋需使用冷却塔。不向外排热；不抽取地下水，不破坏地下水资源。地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%。地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比减少40％以上，与电供暖相比减少70％以上。2023/7/1220/57包豪斯校舍一、工程概况

包豪斯校舍地处德国德绍市，位于城市郊区，临近弗里德里希大街的城市公有地。于1926年建成，是一座建筑工艺学校新校舍。建筑占地面积为2630平方米，校舍面积约一万平方米。2023/7/1221/57二、方案设计

此建筑群由著名建筑师W.格罗皮乌斯设计。在建筑结构上充分运用窗与墙、混凝土与玻璃、竖向与横向、光与影的对比手法，使空间形象显得清新活泼、生动多样。尤其通过简洁的平屋顶、大片玻璃窗和长而连续的白色墙面产生的不同的视觉效果，更给人以独特的印象。该校舍以崭新的形式，与复古主义设计思想划清了界限，被认为是现代建筑中具有里程碑意义的典范作品。2023/7/1222/572023/7/1223/57三、功能分区

它由教学楼、实习工厂和学生宿舍三部分组成。空间布局的特点是根据使用功能组合为既分又合的群体，既独立分区，又方便联系。教学楼与实习工厂均为四层，占地最多。宿舍在另一端，高六层，连接二者的是两层的饭厅兼礼堂。居于群体中枢并连接各部的是行政、教师办公室和图书馆。其中四层厂房，二、三、四层有三面是全玻璃幕墙，成为后来多层和高建筑采用全玻璃幕墙的先声。2023/7/1224/57四、结构体系

按各部分不同的功能选择不同的结构形式，赋予不同的形象。实验工厂是一大通间，采用钢筋混凝土框架和悬挑楼板。外墙采用成片的、贯通三层的玻璃幕墙,既利于采光,也显示出与其他部分不同的外形。教室楼也是框架结构，由于间距不大，构造比较轻巧。水平的带形窗和白墙相间是它的外形特征。宿舍采用钢筋混凝土楼板和承重砖墙的混合结构；墙面较多，窗较小，各房间外面有各自的小阳台。食堂兼礼堂是集体使用的大空间，外形开朗。屋顶全是平顶，为空心楼板上设保温层，铺油毡和预制沥青板构成，人们可以在屋顶上面活动。全部铸铁落水管隐藏在墙内，外形整洁。2023/7/1225/57香港中银大厦一、工程概况

香港中银大厦地处香港中西区金钟花园道1号，基地面积约8400平方米,总建筑面积约12.9万平方米，地上70层，于1990年3月19日建设完工。楼高315米，加顶上两杆的高度共有367.4米。建成时是香港最高的建筑，亦是美国地区以外最高的摩天大厦。2023/7/1226/57二、方案设计

中银大厦由美籍华裔建筑师贝聿铭设计，创意来源于竹子。外型像竹子的“节节高升”，象征著力量、生机、茁壮和锐意进取的精神；基座的麻石外墙代表长城，代表中国。建筑主体是一个正方平面，对角划成4组三角形，每组三角形的高度不同，节节高升，使得各个立面在严谨的几何规范内变化多端。整座大厦的立面，均以蓝灰色玻璃作为幕墙，它贯穿以规范的45角的斜向装饰线，使由下至上的三角饰线形产生重叠感,但又在重叠中发生变化，从而有了向上的动感，形成一种颇为突出的风格。2023/7/1227/57

不象香港一般的惯常方式将建筑盖满整个基地,而用心地在东西两侧规划庭园,园中有流水、瀑布、奇石与树木、流水顺着地势潺潺而下。为人挤楼拥的香港创造了精致的室外空间，诚乃可贵之举。2023/7/1228/57三、功能分区

中银大厦顶楼4层及底座的19层目前均为中银香港的写字楼，其他的楼层出租则公开。其中，3楼为营业厅，17楼作高级职员专用餐厅兼宴客厅，而在43楼曾设有一个开放予公众参观的小型观景楼层，但需登记个人资料才可到达；顶层70楼的“七重厅”则是主要观景楼层，但需预约参观。中银大厦整栋大楼以3楼营业厅，17楼高级职员专用餐厅兼宴客厅与顶端70层的“七重厅”等处最受瞩目。2023/7/1229/57结构模型2023/7/1230/57内部局部空间2023/7/1231/57四、结构体系

整座大楼采用由八片平面支撑和五根型钢混凝土柱所组成的混合结构“大型立体支撑体系”，此混凝土--钢结构立体支撑体系，在改进结构性能方面具有如下独到之处：

1.采用几何不变的轴力代替几何可变的弯曲杆系，来抵抗水平荷载，更加经济有效。

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2.利用多片平面支撑的组合，形成一个立体支撑体系，使立体支撑在承担全部水平荷载的同时，还承担了高楼的几乎全部的重力，从而进一步增强了立体支撑抵抗倾覆力矩的能力。

3.将抵抗倾覆力矩用的抗压和抗拉竖杆件，布置在建筑方形平面的四个角，从而在抵抗任何方向的水平力时，均具有最大的抗力矩的力偶臂。

4.利用立体支撑及各支撑平面内的钢柱和斜杆，将各楼层重力荷载传递至角柱，加大了楼层重力荷载作为抵抗倾覆力矩平衡重的力偶臂，从而提高了作为平衡重的有效性。2023/7/1233/57代代木国立综合体育馆

一、工程概况

代代木体育馆位于东京都涉谷区原宿站附近。体育馆总面积9.1公顷，南北有近6米的高差，是为日本举办1964年奥运会而新建的场馆。2023/7/1234/57二、方案设计

代代木国立综合体育馆，是日本建筑师丹下健三结构表现主义时期的顶峰之作，具有原始的想像力，达到了材料、功能、结构、比例，乃至历史观的高度统一，被称为“20世纪世界最美的建筑之一”。是当代仿生建筑的杰出代表。

类似海螺的独特造型给人很强的视觉冲击,是一个由瞬间的海浪漩涡引发的灵感设计。整个设计线条没有直角直线，流畅的线条让人想起的是浮世绘中的神秘海浪。

采用的悬索结构来源于蜘蛛网的灵感：用数根自然下垂的钢索牵引主体结构的各个部位，从而托起了总面积20000多平方米的建筑。2023/7/1235/572023/7/1236/57三、功能分区

体育馆由一个主馆（游泳馆）和一个附馆（篮球馆）及办公与辅助设施组成。第一体育馆建筑面积25.396㎡，

15000座席，容积16万m3，其跨度126m×120m，第二体育馆位于主馆的西南面，它是个直径70米的圆，建筑面积5591㎡，可以容纳4000名观众。附属建筑面积3217㎡，包括管理用房，餐厅和一个50*12m的室内游泳池。2023/7/1237/57第一场馆2023/7/1238/57第二场馆2023/7/1239/57四、结构体系

代代木体育馆是上世纪60年代现代建筑技术进步的象征。柔性设计当时被视为最复杂的设计，其复杂在于大跨度、大空间，让场馆及其它设施都被统一在这个用高张力缆索为主体的悬索屋顶结构之下。

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1、首先是一个类似悬索桥的系统，它是吊起整个巨大屋面的主要构件，它决定了结构的尺度，它的安全也决定了整个结构的安全。2023/7/1241/57

2、两边各有一个半圆形的钢筋混凝土刚性环被从主缆上伸出的众多钢缆吊离地面，与地面形成一个倾角，整个体育馆的基本形态就是这样。大概也正是通过这些变化，再加上大尺度的效果，传力如此清晰而简洁的结构体系展现出来的却是丰富无穷的表现效果。2023/7/1242/57

3、旁边的小体育馆的结构更有张力，更具有创造性。与下图中表现不同的是，背索没有直接连到主塔上，而是从后面绕出来，在主塔身前绕了一圈之后连到了塔尖上。传力路径没有大的变化，但建筑效果却生动了起来。2023/7/1243/57巴西议会大厦

一、工程概况

巴西议会大厦矗立在巴西首都巴西利亚市的三权广场上，建于1958～1960年。建筑是两座28层大楼，是巴西利亚市最高建筑物。2023/7/1244/57二、方案设计

巴西议会大厦由奥斯卡·尼迈耶设计，他是巴西现代建筑师，拉丁美洲现代主义建筑的倡导者。在一个矮平的建筑物上有两个碗形屋顶，一个正放，一个倒扣，里面分别为下议院和上议院的会场。在它们的后面是27层的办公楼，楼本身又分为相对而立靠得很近的两个薄片，中间是一线天似的夹缝。

整个议会大厦外形十分简洁，而横与直、高与低、方与圆、正与反的强烈对比，给人以强烈的现代派印象。洁白的议会大厦，湖水，水中的倒影，蔚蓝的天空和白云很自然的融为了一体,形成一幅非常美妙的画面。2023/7/1245/572023/7/1246/57三、功能分区

议会大厦由参议院、众议院会议大厅和办公楼三部分组成。有人戏称巴西议会大厦的型式是“一双筷子两只碗”。

大楼之间有空中通道相联，呈“H”型，为葡语“人本主义”的首写字母。右侧众议院的碗口朝上象征“民主”、“广开言路”；左侧参议院的碗口朝下，象征“集中民意”、“议决题案”。2023/7/1247/57四、结构体系议会大厦采用以混凝土为建筑材料的框架结构体系。2023/7/1248/572023/7/1249/57中国国家大剧院一、工程概况

国家大剧院位于北京市中心天安门广场西，人民大会堂西侧，西长安街以南，工程于2001年12月13日开工，于2007年9月建成。总占地面积11.89万平方米，总建筑面积约16.5万平方米，其中主体建筑10.5万平方米，地下附属设施6万平方米，建筑物总高度46.285米，

总投资额26.88亿人民币。2023/7/1250/572023/7/1251/57二、方案设计

国家大剧院由法国建筑师保罗·安德鲁主持设计。建筑为独特的壳体造型，屋面呈半椭圆形，由具有柔和的色调和光泽的钛金属覆盖，前后两侧有两个类似三角形的玻璃幕墙切面，整个建筑漂浮于人造水面之上。夜晚呈现出“金生丽水”的画面。

安德鲁说：“中国国家大剧院要表达的，就是内在的活力，是在外部宁静笼罩下的内部生机。一个简单的‘鸡蛋壳’，里面孕育着生命。这就是我的设计灵魂：外壳、生命和开放。”国家大剧院建筑造型新颖、前卫，构思独特，是传统与现代、浪漫与现实的结合，整体上体现了21世纪世界标志性建筑的特点。2023/7/1252/572023/7/1253/57三、功能分区

国家大剧院主体建筑及南北两侧的水下长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成。其中主体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2091个坐席的歌剧院(含站席2398)、1859个坐席的音乐厅(含站席2017)、957个坐席的戏剧院(含站席1040)、公共大厅及配套用房组成。各种通道和入口都设在水面下。2023/7/1254/57四、结构体系

国家大剧院国家大剧院主体建筑为钢结构。采用的是壳体结构体系，壳体经过精确数字计算得出系数为2.24的超级椭球，其外围护装饰板面积