《土木工程概论》课件-建筑工程2-

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1、,土木工程概论,第6讲 建筑工程（2）,3 4 5 6,建筑结构的主要形式 特种结构 建筑工程的未来展望 世界著名建筑掠影,第4章 建筑工程,土木工程概论,第6讲 建筑工程(2),3 建筑结构的主要形式 3.1 砖混结构 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。 砖混结构的住宅承重结 构是楼板和墙体。 “砖”是指竖向承 重的砌体，“混” 是指楼板、楼梯、 圈梁、阳台、挑檐 采用钢筋砼构件。,土木工程概论,3.1 砖混结构,构造柱与 圈梁的连结 多层砖混结构房屋的典型构造,土木工程概论,砖混结构 幼儿园 为砼构造柱 留设马牙槎,砖混结构办公楼 砖混结构

2、抗震 性能较差，住 宅一般在层 以下，其它民 用建筑在3层 以下。,3.1 砖混结构,土木工程概论,中国最高的砼空心小砌块住宅 该试点住宅地处 3类土，7度 设防，建筑面积7000m2，主体14 层，局部15层，建筑总高度为46m。 除电梯井部分墙体采用C20砼外， 其余承重墙均采用190mm厚砼配 筋砌块，12层为全注芯砼砌 体，3层以上为部分注芯砼砌体。,是中国目前最高的砌块住宅。,辽宁盘锦砼空心小砌块,试点高层住宅,3.1 砖混结构,土木工程概论,3.2 排架结构 多用于单层工业厂房，主要结构构件有基础、柱子、吊车梁、 屋架或屋面梁。排架结构的柱与基础为刚接，屋架与柱顶为铰接。 这是典型

3、 的单层装 配式钢筋 砼厂房构 造,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,钢 结 构 单 层 工 业 厂 房,柱子是厂房中的主要 承重构件，屋架和吊车梁 分别将屋面荷载和吊车荷 载传给柱子，基础承担柱 子和基础梁传来的荷载， 然后传至地基。 钢 筋 砼 排 架 结 构 钢筋砼排架结构,3.2 排架结构,土木工程概论,3.2 排架结构,轻钢结构强度高、 用钢量少，构配件系 列化、定型化，工厂 制造、工地安装，基 础以上无湿作业，已 广泛应用于单层工业 厂房的建设中。 轻钢结构厂房 的构造,土木工程概论,3.3 框架结构 框架受力体系由梁、柱组成，属柔性结构，能承受较 大的竖向荷载，承受水平荷载能

4、力较差。 钢筋砼框架结构 高度一般不宜超 过55m，钢结构 框架不宜超过 110m。 钢筋砼框架结构的构造,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,钢 筋 砼 框 架 结 构,高 层 住 宅,武 钢 新 办 公 楼 办公楼、高层住宅、教学 楼、宾馆、写字楼、多层 厂房等中高层建筑常采用 框架结构的结构型式,3.3 框架结构,土木工程概论,纽约帝国大厦 高381m，共102层，全钢框架 结构，1931年建成，曾雄踞世界最 高建筑宝座达40年之久。在建筑史 上创造了每周修建4层半、 410天建 成的施工纪录。,3.3 框架结构,土木工程概论,3.4 框架剪力墙结构 在框架结构中设置部份剪力墙，框架与

5、剪力墙协同受力，剪力墙 承担绝大部份水平力，框架则以承担竖向荷载为主。 钢筋砼框-剪结构高度一般为80130m，钢框-剪结构一般为 200260m。 主楼钢筋砼剪力墙结构,裙房为框架剪力墙结构,3 建筑结构的主要形式,框架剪力墙结构的构造,土木工程概论,广 州 中 信 大 厦 高391m，框架-剪力墙结构， 1997年建成，由一幢80层的商业大 楼和两幢38层的酒店式公寓组成， 集写字楼、公寓、商场、会所于一 体的甲级综合智能型大厦。,3.4 框架-剪力墙结构,土木工程概论,地上33层、地下 1 层， 高112.4m，采用钢筋砼剪力 墙结构，是我国第一座超过 100m的高层建筑。,3.5 剪力

6、墙结构 当房屋的层数更高时， 横向水平荷载对结构设计起 控制作用，采用纵横布置的 剪力墙承受全部水平荷载和 竖向荷载显然更趋合理。 广州白云宾馆,3 建筑结构的主要形式,剪力墙结构因其空间分 隔固定，建筑布置极不 灵活，一般用于高层住 宅，宾馆等建筑,土木工程概论,北京兆龙饭店 地上22层，高度71.8m， 是典型的框支剪力墙结构。,3.6 框支剪力墙结构 高层建筑中常遇到：底部需要大开间 开设商店宜采用框架结构；上部用于住 宅或写字楼又宜采用剪力墙结构。这时 需设置巨形的转换层将两种结构组合在 一起，这种结构称之为框支剪力墙结构。 框支剪力墙结构中的转换 层因接近一个层高，常做 成设备层，因

7、其上部刚度,大、下部刚度较弱，对抗 震设防不利，在抗震设防 区应慎用,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,中央核心筒式,尽端核心筒式,外筒式,3.7 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主 要抵抗水平荷载的结构，适用于超高层建筑结构。筒体结 构又可分为框筒体系、筒中筒体系、桁筒体系和成束筒体 系。,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,上 海 金 茂 大 厦 高420m，地上88层、地下4 层。利用钢筋砼作核心筒，外框 架则为钢骨砼柱和钢柱、钢梁组 合的混合结构。1998年建成，是 典型的框筒结构。,3.7 筒体结构,土木工程概论,广东国际大厦 高200.18m，地上63层、

8、地下 4层。外筒为31.137m的矩形平 面，典型的钢筋砼筒中筒结构，6 层以上楼板采用无粘结预应力平 板，1990年建成。 是世界上 应用无粘 结预应力 楼板最多、 高度最高 的建筑。,3.7 筒体结构,土木工程概论,美国世界贸易中心 由两座方柱形塔楼组成，边长 均为63.5m。北楼高417m，南楼高 415m，均为地上110层、地下六 层，全钢结构。是典型的筒中筒结 构，1973年建成。,3.7 筒体结构,土木工程概论,香港中银大厦 平面为5252m的正方形， 72层，高319m，上部结构为4个 巨形三角形桁架，斜腹杆为钢结 构，竖杆为钢筋砼结构，巨形桁 架支承在底部三层高的巨大钢筋 砼框

9、架上，由4根巨形柱将全部 荷载传至基础。是典型的桁架筒 结构，1990年建成。 这可是著名华裔 建筑师贝聿铭的 设计作品,3.7 筒体结构,土木工程概论,美 国 西 尔 斯 大 厦 高443m，共110层，建筑面积41.38万平方米。标准层为九个 23m23m成束筒结构。全钢结构，1974年建于芝加哥。,3.7 筒体结构,土木工程概论,干 煤 棚 （ 拱 型 网 架 ）,石拱寺 美国著名天然石拱,3.8 拱结构 以在一个平面内受力的，由曲线 （或折线）形构件组成的拱所形成的 结构，来承受整个房屋的竖向荷载和 水平荷载。,跨度103m、长116m,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,不锈钢管的

10、落地拱 名古屋的咖啡厅 日本姬路市 中心体育馆,3.8 拱结构,土木工程概论,球面壳 园柱壳 锥扇形园屋顶,组成的空间结构。能以较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 构体系。 双曲扁壳 交叉园柱壳,3.9 薄壳结构 由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,广 州 星 海 音 乐 厅 建筑面积11296，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体工程。,3.9 薄壳结构,土木工程概论,澳大利亚悉尼歌剧院 该建筑由三组、十对壳片组成，三角形壳瓣 是以Y形、T形的钢筋砼肋骨拼结而成。远看似群 帆泊岸，

11、以环境优美和建筑造型独特位列20世纪 世界七大奇迹之一。由于结构计算复杂和施工困 难，工期长达17年，造价超过预算的十几倍。 丹麦设计师的创意来自于 剥去一半皮的橙子。由于与 业主失和，设计师竟未能亲 睹自己这旷世经典之作。,3.9 薄壳结构,土木工程概论,3.10 网架结构 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、刚度大，跨度大、抗震性能好 等优点。网架可按外形分为平面网架和曲面网架。,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,单曲网架外景,单曲网架内景,网 架 球 形 节 点,3.10 网架结构,土木工程概论,大连热带雨林馆 中 心 环 全景 外环

12、入口,3.10 网架结构,土木工程概论,宝钢56m跨干煤棚 平板网架整体吊装 （跨度100m、总重500t） 双曲网架内景,3.10 网架结构,土木工程概论,3.11 网壳结构 是以钢杆件组成的曲面网格 结构。网壳可分为单层和双层， 网壳的曲面具有很大的刚度，网,壳结构在大跨度屋盖的应用日益 增多。 大连理工大学刘长春体育馆 建筑面积17300m2，屋盖采用 钢网壳结构， 2003年建成。,网壳与网架外形相 似，区别在于网壳 是刚接杆件体系， 网架节点是铰接的,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,屋面，球壳屋面直径,135m，整体建筑造型,为飞碟状。,四川大学体育馆 建筑面积15000m2，

13、 屋盖为三个旋转曲面组合 而成的四角锥网壳，东西 及南北叶尖之间的投影距 离分别为101.6m和96m。 2000年建成。 天津市体育馆 采用双层网状球壳,3.11 网壳结构,土木工程概论,北京工业大学体育馆 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，下部用钢索 撑起来，最大跨度达93m。 这是世界首次 使用的预应力 弦支穹顶结构,3.11 网壳结构,土木工程概论,3.12 悬索式结构 悬索结构由索网、边缘构件和支承结构三部分组成。 屋面荷载通过索网传递到支承柱，再由柱传递到基础。 钢索用多股钢铰线或钢丝绳制成，是一种大跨度屋盖的 理想结构形式。 马鞍型索网 （边缘为一对交叉

14、斜拱）,3 建筑结构的主要形式,土木工程概论,3.12 悬索式结构,美国耶鲁大学溜冰馆 这是典 型的组 合悬索 结构 中央大拱的跨度近100m，两 片索网的承重索锚挂在钢筋 砼大拱上；另一端锚挂在墙 顶端的钢筋砼曲梁上，索网 施加预应力后使索网形成极 为美观的造型。1958年建成。,土木工程概论,浙江黄龙体育中心 体育场 体育场外环梁直径 244m，挑蓬外挑50m。挑蓬 结构由吊塔、斜拉索、内环 梁、网壳、外环梁和稳定索 组成。网壳支撑于内、外环 梁上，内环梁通过斜拉索悬 挂在两端的58m高的吊塔上。 首次将斜拉桥的结 构概念运用于体育 场的挑蓬结构之中,3.12 悬索式结构,土木工程概论,北

15、京理工大学 体育馆 采用双曲金属屋面， 支承体系采用“提篮式” 屋顶结构体系，受力钢管 桁架形成双道圆弧拱，并 通过六道空间桁架相连组 成马鞍型，下部悬吊整个 屋盖体系。 提篮式屋顶结构 体系又形似“鳐 鱼”，动感十足,3.12 悬索式结构,土木工程概论,4 特种结构 特种结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、贮液池、筒仓、挡土 墙、深基坑支护结构和纪念性构筑物等。本节介绍几种 常见的特种结构。,第6讲 建筑工程(2),土木工程概论,4 特种结构,4.1 电视塔 电视塔为筒体悬臂结构或空间框架 结构，一般由塔基、塔座、塔身、塔楼 及桅杆5部分组成。东方明珠坐落

16、于黄 浦江畔浦东陆家嘴，塔高468m，是亚 洲第二高塔、世界第四高塔。 三根擎天立柱直径9m，上 球体直径45m，观光层高 度263m、267m处设有旋转 餐厅，太空舱建在350m 处 。与外滩的万国建筑 博览群隔江相望。,土木工程概论,世界最高的独立建筑 多伦多国家电视塔 （钢筋砼结构，553.33m）,土木工程概论,广州电视观光塔 塔身主体454m，天线桅杆156m，总高 度610m，将成为新的世界第一高塔。,4.1 电视塔,土木工程概论,电视塔的内筒 为钢筋砼核心 筒，外筒钢结 构由24根立柱、 斜撑和圆环交 叉构成。,钢 结 构 外 筒 安 装 外 景,钢 结 构 外 筒 施 工,安 装 内 景,“细腰” 处直径 仅30 多米,4.1 电视塔,