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1、第四章第四章建筑工程建筑工程本章学习重点o建筑物的基本要素，建筑的分类，建筑物的基本要素，建筑的分类，建筑物的基本组成构件及特点。建筑物的基本组成构件及特点。4.1 概述4.1.1建筑工程及其发展简介建筑工程及其发展简介o建筑工程可以解释为兴建建（构）筑物的规划、勘探、设计、施工及管理的各种活动的总称。o建筑为建筑物与构筑物的总合。o建筑物最能体现当时的先进技术、建筑的风格与艺术成就。古今建筑古今建筑竹屋香港维多利亚海湾建筑群o高楼林立的城市、庞大的工厂、标志性的纪念碑，都是现代高楼林立的城市、庞大的工厂、标志性的纪念碑，都是现代化建筑工程的体现。化建筑工程的体现。古今建筑古今建筑上海浦西外滩
2、上海浦东陆家嘴规划图4.1.2 建筑物构成的基本要素建筑物构成的基本要素o建筑物构成的基本要素：建筑功能、建筑物质技术条件、建筑形象o建筑三要素之间是辩证统一的关系，相互制约又相互促进，不能分割。4.1.3 建筑物的分类建筑物的分类o（1）按照用途按照用途：民用建筑、工业建筑民用建筑、工业建筑和和农农业建筑业建筑。北大荒国家储备粮仓4.1.3 建筑物的分类建筑物的分类o（2）按照层数：民用建筑有低层、多层、高层之别。工业建筑有单层、多层和单层和多层混合的厂房之分。4.1.3 建筑物的分类建筑物的分类o（3）按照构件材料：砖木结构、砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构。4.1.3 4.1.3 建筑物
3、的分类建筑物的分类o（4）按照承重体系：框架结构、以墙承重）按照承重体系：框架结构、以墙承重的砖混结构、剪力墙结构、框架的砖混结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结剪力墙结构、构、筒体结构筒体结构、筒中筒结构筒中筒结构。注：注：筒体结构由框架筒体结构由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变 和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，多用于写字楼剪力墙集中而获得较大的自由分割空间，多用于
4、写字楼建筑。建筑。 框架-剪力墙结构筒体结构筒体结构筒中筒结构4.1.3.1 民用建筑民用建筑o民用建筑课分为居住建筑和公共建筑。o民用建筑的特点：（1）实用性（2）建筑形象4.1.3.1 民用建筑民用建筑 基础、外墙、内横墙、内纵墙、过梁、窗台、基础、外墙、内横墙、内纵墙、过梁、窗台、楼半、地面、楼梯、台阶、屋面板、屋面、楼半、地面、楼梯、台阶、屋面板、屋面、门、窗、雨篷、散水。门、窗、雨篷、散水。4.1.3.2 工业建筑工业建筑o1、按厂房的用途分类（1）主要生产厂房（2）辅助生产厂房（3）动力厂房4.1.3.2 工业建筑工业建筑o2、根据车间内部的生产状况分类（1）热加工车间（2）冷加工
5、车间（3）有腐蚀性介质作用的车间（4）恒温恒湿车间（5）洁净车间4.1.3.2 工业建筑工业建筑o3、以厂房层数分类（1）单层厂房（单跨、多跨）4.1.3.2 工业建筑工业建筑o3、以厂房层数分类（2）多层厂房4.1.3.2 工业建筑工业建筑o3、以厂房层数分类（3）层次混合厂房4.2建筑物的基本构件o一、分类梁、板、柱、墙、基础和拱等o二、思考 大家可以设想，这六个基本构件在建筑物中承担的作用和可能的形式。4.1.1板o板分楼面板和屋面板，是将活荷载和恒荷载（通过梁或直接）传递到竖向支撑结构（柱、墙）的主要水平构件，属于受弯构件。o板的四种分类：（1）断面形式：空心板、实心板、槽形板、肋形板
6、。（2）平面形式：方形板、矩形板、圆形板和三角形板。（3）所用材料：木板、钢板、钢筋混凝土板、预应力版。（4）受力形式：单行板和双向板。4.1.1 板单向板双向板梁的断面形式可以是：梁的断面形式可以是： o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、槽形梁、箱形形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、迭合梁等。梁、空腹梁、迭合梁等。 4.2.2 4.2.2 梁梁钢梁形状混凝土梁形状4.2.2 4.2.2 梁梁梁的截面高度与跨度之比一般为1/161/8。o深梁深梁：高跨比大于1/4的梁。o扁梁扁梁：（一般情况下，梁的截面高度大于其宽度），当其宽度大于其高度时，称为
7、扁梁。o变截面梁变截面梁：梁的高度沿轴线变化时，称为变截面梁。4.2.2 4.2.2 梁梁o1、按材料分： 钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁、以钢与混凝土组成组合梁。4.2.2 4.2.2 梁梁2、按支承方式分：、按支承方式分：o简支梁简支梁，o连续梁连续梁，o悬臂梁悬臂梁4.2.2 4.2.2 梁梁3、按在结构中的位置：o主梁主梁o次梁次梁o连梁连梁o圈梁圈梁o过梁过梁4.2.2 4.2.2 梁梁4.2.3 柱定义： 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。钢筋混凝土柱4.2.3 柱柱的断面形式可以是：o矩形、工形、H形、L形、十字形、圆形、管状、双肢柱和格构柱。4
8、.2.3 柱（1）按材料分：）按材料分：o石柱、砖柱、砌块柱、木柱、钢柱、钢筋混凝土柱、劲性钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱、和各种组合柱。（2）按破坏特征或长细比分：）按破坏特征或长细比分：o短柱、长柱及中长柱。（3）按受力位置分：）按受力位置分：o轴心受压柱和偏心受压柱4.2.3 柱(4)按制造和施工方法：o现浇柱和预制柱4.2.4 墙o（1）按功能分：承重墙、围护墙和隔断墙。o（2）按所处位置分：横墙、纵墙、山墙、外墙、和内墙。o（3）按承重情况分：承重墙、非承重墙和填充墙。o（4）按施工工艺分：预制墙、现浇墙和砌筑墙。o（5）按特殊功能分：保温墙、隔热墙、吸音墙和防火墙。4.2.4 墙o（6
9、） 按材料分：土墙、石墙、砖墙及混凝土墙。o（7）按墙的很厚度：o半砖（12）墙、18墙、一砖（24）墙、一半（37）墙、二砖（12）墙。4.2.5 4.2.5 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。河北赵州桥美国贝永桥4.2.5 4.2.5 拱拱 一、按铰的数目可分为： 三铰拱、无铰拱、双铰拱、带拉杆的双铰拱。二、拱的水平推力不利于结构的设计，可采用下面几种方法进行处理：（1）利用地基基础直接承受水平推力。（2）利用侧面框架结构承受水平推力。4.3 建筑结构的类型o4.3.1 概述建筑物按层数可分为：o单层建筑、多层建筑和高层建筑4.3 建筑结构的类型
10、单层装配式钢筋混凝土厂房单层装配式钢筋混凝土厂房4.3.2 4.3.2 单层建筑单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。 铝合金压型屋面板建筑施工中的轻钢结构别墅和厂房4.3.2 4.3.2 单层建筑单层建筑 大跨度结构是指跨度大于60m的建筑。它常用于展览馆、体育馆、飞机机库等，其结构体系有很多种，如网架结构、网壳结构、悬索结构、悬吊结构、索膜结构、充气结构、薄壳结构、应力蒙皮结构等。4.3.2.2 4.3.2.2 大跨度建筑大跨度建筑哈尔滨会展中心体育场o1、网架结构、网架结构o2、网壳结构、网壳结构o3、悬索结构、悬索结构o4、悬吊结构、悬吊结构o5、索膜结构、索膜结构o6、
11、充气结构、充气结构o7、薄壳结构、薄壳结构o8、应力蒙皮结构、应力蒙皮结构4.3.2.2 4.3.2.2 大跨度建筑大跨度建筑4.3.2.2 大跨度建筑大跨度建筑1、网架结构o网架结构为大跨度结构中最常见的结构形式，因其为空间结构，故一般称为空间网架。其杆件多采用钢管或型钢。2、网壳结构河南省南阳鸭河口电厂干煤棚4.3.2.2 大跨度建筑大跨度建筑4 4、悬吊结构、悬吊结构 1958年的布鲁塞尔世博会的法国馆1992年塞维利亚工业世博会的德国馆 3 3、悬索结构构、悬索结构构4.3.2.2 大跨度建筑大跨度建筑5、 索膜结构意大利热拉亚1992年海洋与船舶世博会露天广场的巨型屋顶 4.3.2.
12、2 大跨度建筑大跨度建筑19701970年日本大阪世博会的富士集团厅年日本大阪世博会的富士集团厅和美国馆和美国馆拟建造的深圳拟建造的深圳龙岗商业中心龙岗商业中心充气悬浮结构充气悬浮结构6 6、充气结构、充气结构 4.3.2.2 大跨度建筑大跨度建筑7、 薄壳结构 其常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳。4.3.2.2 大跨度建筑大跨度建筑薄壳结构8、 应力蒙皮结构 应力蒙皮结构一般是用金属薄板做成很多块各种板片应力蒙皮结构一般是用金属薄板做成很多块各种板片单元焊接而成的空间结构。单元焊接而成的空间结构。考虑结构构件的空间整体作用时，利用蒙皮抗剪可以考虑结构构件的空间整体作用时，
13、利用蒙皮抗剪可以大大提高结构整体的抗侧刚度，减少侧向支撑的设置；大大提高结构整体的抗侧刚度，减少侧向支撑的设置；利用面板的蒙皮效应，可以减小所连杆件的计算长度利用面板的蒙皮效应，可以减小所连杆件的计算长度铝质应力蒙皮穹顶是美国铝质应力蒙皮穹顶是美国TemcorTemcor公司的里克特在六十公司的里克特在六十年代开发的，其基本原理是将予应力铝板加工成钻石形年代开发的，其基本原理是将予应力铝板加工成钻石形的结构板块，沿板边缘镶固在钢框架上，组成结构单元，的结构板块，沿板边缘镶固在钢框架上，组成结构单元，根据穹顶的分格作成尺寸不同的单元，只由这些单元组根据穹顶的分格作成尺寸不同的单元，只由这些单元组
14、成穹顶，不需要网架的杆件、节点。成穹顶，不需要网架的杆件、节点。 4.3.2.2 大跨度建筑大跨度建筑4.3.3 4.3.3 多层建筑多层建筑我国以我国以8 8层为界限，低于层为界限，低于8 8层者称为多层建层者称为多层建筑。常用结构形式为混合结构、框架结构。筑。常用结构形式为混合结构、框架结构。o混合结构混合结构指用不同的材料建造的房屋，通指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称土结构，故亦称砖混结构砖混结构。o框架结构框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。结构。多层混合结构4.
15、3.34.3.3 多层建筑4.3.3.2 高层与超高层建筑l摩天大楼诞生在芝加哥、成长在纽约，建筑摩天大楼诞生在芝加哥、成长在纽约，建筑师路易斯师路易斯沙利文曾说过沙利文曾说过“摩天大厦是经济力量摩天大厦是经济力量合乎逻辑的结果合乎逻辑的结果”。l我国规定超过我国规定超过100 m100 m的为超高层。无疑，现代的为超高层。无疑，现代超高层建筑从一定意义上是城市现代化标志。超高层建筑从一定意义上是城市现代化标志。4.3.3.2 高层与超高层建筑l高层结构的主要结构形式：高层结构的主要结构形式：1、框架结构2、框架剪力墙结构3、剪力墙结构4、框支剪力墙结构5、筒体结构上海金茂大厦 4.3.3.2
16、 高层与超高层建筑l1 1、 框架结构框架结构由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。 框架结构 北京长城饭店 4.3.3.2 高层与超高层建筑l2 2、 框架剪力墙结构框架剪力墙结构 剪力墙即为一段钢筋混凝土墙体，因其抗剪能力很强，故得此名。 框剪结构 广州中天大厦 4.3.3.2 高层与超高层建筑4.3.3.2 高层与超高层建筑l3 3、 剪力墙结构剪力墙结构 全部采用纵横布置的剪力墙组成，剪力墙不仅承受水平荷载，亦用来承受垂直荷载。剪力墙结构 广州白云宾馆 4.3.3.2 高层与超高层建筑l4 4、 框支剪力墙结构框支剪力墙结构适用于上部为住宅楼或办公楼，而下部开设商店。需在其交界位置设置巨型的
17、转换大梁，将上部剪力墙的力传至下部柱子上。框支剪力墙结构 北京兆龙饭店 l5 5、筒体结构、筒体结构 筒体结构是由一个或多个筒体作承重结构的高层建筑体系，适用于层数较多的高层建筑筒体在侧向风荷载的作用下，其受力类似刚性的箱型截面的悬臂梁，迎风面将受拉，而背风面将受压。 筒式结构分类：框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、成束筒体系等。4.3.3.2 高层与超高层建筑l(1)(1)框筒体系框筒体系 指内芯由剪力墙构成，周边为框架结构。深圳华联大厦 4.3.3.2 高层与超高层建筑l(2)(2)筒中筒体系筒中筒体系当周边的框架柱布置较密时，可将周边框架视为外筒，而将内芯的剪力墙视为内筒，则构成筒中筒体
18、系。广东国际大厦 4.3.3.2 高层与超高层建筑(3)(3)桁架筒体系桁架筒体系l在筒体结构中，增加斜撑在筒体结构中，增加斜撑来抵抗水平荷载，以进一来抵抗水平荷载，以进一步提高结构承受水平荷载步提高结构承受水平荷载的能力，增加体系的刚度。的能力，增加体系的刚度。这种结构体系称为桁架筒这种结构体系称为桁架筒体系。体系。香港中银大厦 4.3 4.3 高层与超高层建筑高层与超高层建筑l(4)(4)成束筒体系成束筒体系 成束筒体系是由多个筒体组成的筒体结构。最典型的成束筒体系的建筑应为美国芝加哥的西尔斯塔楼（1974）。西尔斯塔楼4.3.3.2 高层与超高层建筑4.3.4 特种结构l特种结构是指具有特种结构是指具有特种用途特种用途的工程结构，包括高耸结的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构、容器结构和核电站结构、海洋工程结构、管道结构、容器结构和核电站结构等。构等。水池水塔筒仓常见种类：常见种类：o烟囱烟囱o水塔水塔o水池水池o筒仓筒仓o核电站核电站4.3.4 特种结构课外检索o未来的土木工程（房屋建筑）将是什么样的？未来的土木工程（房屋建筑）将是什么样的？作业：o课后习题1、2、3、5、6.
