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1、5.6 混凝土结构建筑物n混凝土;n是一种原材料资源丰富；成本低；可与钢筋、型钢粘结共同使用的材料。n优点：n可模型、耐火性、耐久性、整体性、刚性好；可按受力需要配置钢筋。n混凝土结构包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构n素混凝土结构：不配置钢筋，应用较少n钢筋混凝土结构：配置钢筋n预应力混凝土结构：在结构和构件制作时，在构件受拉部位施加预压应力，改善使用性能。n1824年波兰特水泥的发明促进了混凝土结构的发展。n19世纪80年代混凝土材料和结构的一些研究理论。n一战前混凝土结构只是在多层建筑的基础和楼盖中应用。n二战后钢材短缺促进混凝土的应用。20世纪50年代早期建筑高度可达2
2、0层1958年38层1968年70层（美国芝加哥湖心大厦）我国水泥工业始于1889年，1949年后混凝土结构在建筑和其他工程中得到广泛应用。图1.7 马来西亚吉隆坡的石油双塔大厦平面图示意 美国芝加哥的特朗普国际酒店大厦5.7 钢结构建筑物n采用各种热轧型钢、冷弯薄壁型钢或钢管通过焊接、螺栓或铆钉等连接方法连接而成。主要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构、拱结构等。钢结构建筑实例钢结构建筑实例“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱，现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为4
3、2.8米。在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下，新设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。原设计方案中的可开启屋顶被取消，屋顶开口扩大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.96米。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。为了避免出现过于复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。 钢混凝土组合结构建筑“哈利法塔”是目
4、前（截止到2012年初）最高的人工建筑，它以828米的绝对高度，远远领先于508米的台北101大楼、492米的上海环球金融中心、452米的马来西亚双子楼，被人称为“一座垂直而立的城市“哈利法塔37层以下是一家酒店，45层至108层则作为公寓。第123层将是一个观景台，站在上面可俯瞰整个迪拜市。建成后的哈利法塔169层，且拥有56部电梯，速度最高达每秒17.5米，是世界速度最快且运行距离最长的电梯。楼面为“Y”字形，并由三个建筑部份逐渐连贯成一核心体，从沙漠上升，以上螺旋的模式，减少大楼的剖面使它更如直往天际，至顶上，中央核心逐转化成尖塔，Y字形的楼面也使的哈利法塔有较大的视野享受。上海环球金融
5、中心为中国大陆第一高楼、世界第二高楼、世界最高的平顶式大楼。楼高492米，地上101层。建筑的主体是一个正方形柱体，由两个巨型拱形斜面逐渐向上缩窄于顶端交会而成，为减轻风阻，在原设计中建筑物的顶端设有一个巨型的环状圆形风洞开口，借鉴了中国庭园建筑的“月门”。上部结构具有三重抗侧力体系：第一重体系由矩形柱、巨型斜撑和周边带状桁架构成巨型框架结构。第二重体系是钢筋混凝土核心筒；第三重体系是联系核心筒和巨型框架的外伸臂桁架。这种结构能够共同承担地震和风引力的剪力。5.9 张拉结构和膜结构n张拉结构是由一系列受拉的直线型或曲线形索及相应的构件组成的承重结构，属于承受张拉力的结构。n索一般采用高强度钢丝
6、组成的钢绞线、钢丝束，也可采用圆钢筋制成。n膜结构则是用多种高强度薄膜材料和加强构件通过一定方式使其内部产生一定的预拉应力，形成一种作为屋盖结构的空间结构形式。北京工人体育馆，是我国早期张拉结构的代表作，该馆建成于1961年2月28日，能容纳1.5万名观众。是一种轮辐式双层悬索结构，它的跨度达到94米，有144根悬索。这种结构在当年是世界先进的，在我国建筑教科书中被称为工体经典结构。上下索均施加预应力以保证结构的刚度。世界上张拉结构和悬索结构中跨度最大的是美国亚特兰大乔治亚穹顶，是1992年亚特兰大奥运会的主体育馆，平面为椭圆形（193mX240m）双抛物线新型索穹顶结构。整个屋盖周边支撑在一
7、个预应力环上（宽7.9米高1.5米）在2008年的奥运会建筑设计上，膜结构应用就得到完美的体现. “水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外，外表都采用了膜结构ETFE材料，蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。目前世界上只有三家企业能够完成这个膜结构。 “考虑到场馆的节能标准，膜结构具有较强的隔热功能；另外，修补这种结构非常方便；膜结构还非常轻巧，并具有良好的自洁性，尘土不容易粘在上面，尘土也能随着雨水被排出。膜结构自身就具有排水和排污的功能以及去湿和防雾功能，尤其是防结露功能,对游泳运动尤其重要。上海八万人体育场，上海八万人体育场，1997年建成。看年建成。看台挑蓬为大型钢管空间结构，
8、由台挑蓬为大型钢管空间结构，由64榀榀大悬挑主桁架和大悬挑主桁架和2-4道环向次桁架组成。道环向次桁架组成。屋面为钢骨架支承的膜结构。屋面为钢骨架支承的膜结构。n整个体育场建筑物平面上呈圆形，建筑外型采用具有国际先进水平的马鞍型、大悬挑钢管空间层盖结构，覆以赛福龙涂面玻璃纤维成型膜。层盖最长悬挑梁达73.5米，为世界之最。5.3 5.3 特种建筑特种建筑n建筑工程中常用的给水排水工程构筑物，用于储存水。水池一般位于地表面以上或地下或者半地下，有时还可以放置在建筑物的屋面上。水塔则是用各种形式的支架支撑，高于地面，矗立在空中。n目前世界上容量最大的水塔是瑞典的马尔墨水塔，容量10000m3，水塔
9、顶上还设有供人们用餐的旋转餐厅。1 水池和水塔水池和水塔 图1.5 水塔结构形式示意 芝加哥水塔波动的塔n常用于工业生产上的构筑物。一般用砌体、钢筋混凝土或型钢制造。烟囱的外形呈圆台形居多。另外，烟囱还可以做成单筒、多筒或筒中筒等结构形式。我国单筒烟囱最高的是山西神头二电厂的烟囱，高270m。 2 烟囱烟囱 山西神头二电厂的烟囱n筒仓是一种立式容器，常用于储存粒状和粉状松散物体，例如，储存谷物、面粉、碎煤、水泥等。平面形状可为圆形、矩形、多边形或者多个筒组合形成群仓。n1941年建成的加拿大特朗斯康谷仓（Transcona Grain Elevator）由65个圆筒仓组成，谷仓平面呈矩形，长5
10、9m，宽23m，高31m，容积36368m3，是著名的构筑物，后因地基发生失稳破坏而倒塌。3 筒仓筒仓 加拿大特朗斯康谷仓n冷却塔是为了冷却各种液体、气体和蒸汽的高耸结构。在冷却塔内依靠水的蒸发将水的热量传给空气而使水冷却。冷却塔广泛应用于火力发电厂和化学工业。在水源缺乏的地区利用冷却塔使冷却水回收，循环利用，节约水资源。目前为了节约能源，一些大型冷却塔多数采用自然通风冷却塔，它是由通风筒、支柱和基础组成。通风筒的外形和材料多采用钢筋混凝土双曲线旋转壳，充分利用它的结构力学和流体力学良好的特性。4 冷却塔冷却塔 n纪念碑是一种纪念性的建筑，用于纪念重大历史事件或重要历史人物，也可作为城市的标志
11、性建筑。n例如，1956年我国建成的人民英雄纪念碑为一石砌体结构，高39.40m，它是我国近代革命历史中具有重要政治意义的纪念性建筑。1885年在美国首都华盛顿建成的华盛顿纪念碑高169.2m，至今仍是世界上最高的砌体承重结构。 5 纪念碑纪念碑 人民英雄纪念碑华盛顿纪念碑n广播电视事业的快速发展需要电视塔。电视塔一般为筒体悬臂结构或空间框架结构，由塔基、塔座、塔身、塔楼及桅杆等五部分组成。 n目前世界上最高的电视塔是加拿大多伦多CN电视塔，塔高553m，塔身的横断面自上而下逐渐加大，呈等边Y形。 n我国上海1994年建成的东方明珠塔高468m，其高度居中国第一，世界第三。 6 电视塔电视塔
12、加拿大多伦多电视塔（549 m)莫斯科电视塔(537 m)上海东方明珠电视塔(468 m)n20世纪80年代以后，中国的电视塔逐步朝着多功能方向发展。例如，电视塔除了电视通讯方面的功能外，还具有城市旅游景点、环保、气象、娱乐和餐馆等功能。n另外，由法国工程师古斯塔夫埃菲尔设计和主持建造的埃菲尔铁塔也是世界上著名的塔建筑。埃菲尔铁塔位于法国巴黎的塞纳河畔，高300m，1887年始建，1889年建成，是19世纪世界上最高的钢结构构筑物，这个高度保持了40年的世界领先地位。埃菲尔铁塔是为1889年巴黎展览会而建。 埃菲尔铁塔54 以上有不当之处，请大家给与批评指正，以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢谢大家！谢谢大家！
