土木工程概论―建筑工程

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土木工程内涵房屋建筑公路铁路桥梁水利土木工程土木工程概论专题二建筑工程建筑工程专题二本章内容•1建筑与建筑工程简介•2建筑物的类别•3基本构件•4建筑结构的主要形式•5特种结构•6未来展望•7世界著名建筑掠影建筑工程专题二1建筑与建筑工程简介什么是建筑？什么是建筑工程？建筑工程专题二1.1何谓建筑☞词义解释•1.动词：建造；建立。•2.名词：建造活动的成果。通常指建筑物，如房屋、桥梁等；构筑物。建筑工程专题二汉字与建筑•高•享•宫•宗•家建筑工程专题二古今建筑浙江余姚河姆渡遗址复原图石柱群香港维多利亚海湾建筑群建筑工程专题二•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。上海浦西外滩上海浦东陆家嘴规划图古今建筑建筑工程专题二1.2何谓建筑工程（BuildingEngineering）•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、设备的安装工程。房屋工程建筑工程专题二1.3人类对房屋的基本要求适用美观经济安全基本要求建筑工程专题二☞设计人员：•规划师•建筑师•结构工程师•设备工程师1.4设计者和建造者建筑工程专题二初步设计阶段施工图阶段施工阶段1.5建筑的过程建设单位提出使用要求①初步设计构思②明确各种功能要求③形成总体设计方案④处理各种设计工种的技术问题⑤进行各种设计工种的细部设计⑥绘制施工图，书写设计说明，完成总体设计⑦交付施工，同时进行施工监理⑧竣工，验收合格，交付使用建筑工程专题二使用性质2建筑物的类别住宅建筑公共建筑商业建筑工业建筑文教卫生建筑农业建筑纺织厂房建筑工程专题二☞按材料☞按组成房屋主体结构体系生土结构木结构砌体结构钢筋混凝土结构钢-混凝土组合结构钢结构薄膜充气结构承重墙结构框架结构筒体结构错列桁架结构拱结构薄壳结构折板结构网架结构悬挂式结构建筑工程专题二☞按层数分：①住宅建筑中：低层为1～3层；多层为4～６层；中高层为７～９层；高层为10～30层。②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24m的单层主体建筑）。③建筑物高度超过100m时，不论住宅或公共建筑均为超高层建筑。④工业建筑（厂房）：单层厂房、多层厂房、混合层数的厂房。建筑工程专题二3基本构件一、分类二、思考板、梁、柱、拱大家可以设想，这四个基本构件在建筑物中承担的作用和可能的形式。建筑工程专题二3.1板☞定义：平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置。单向板双向板建筑工程专题二3.2梁1、按截面形式分：☞矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。钢梁形状混凝土梁形状2、按支承方式分：简支梁、连续梁、悬臂梁建筑工程专题二3.3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。钢筋混凝土柱建筑工程专题二3.4拱☞定义：为曲线结构，主要承受轴向压力。河北赵州桥美国贝永桥建筑工程专题二4建筑结构的主要形式☞建筑结构：•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，以起骨架作用的空间受力体系。建筑工程专题二4.1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。建筑工程专题二4.1砖混结构建筑工程专题二4.1砖混结构4.1砖混结构建筑工程专题二4.2框架结构☞框架受力体系由梁和柱组成，属柔性结构，能承受较大的竖向荷载，承受水平荷载能力较差。建筑工程专题二武钢新办公楼常用于办公楼、高层住宅、教学楼、宾馆、写字楼、多层厂房等中高层建筑4.2框架结构建筑工程专题二4.2框架结构建筑工程专题二4.3框架-剪力墙结构☞在框架结构中设置部分剪力墙，框架与剪力墙协同受力，剪力墙承担绝大部分水平力，框架则以承担竖向荷载为主。（钢筋砼：80~130m钢：200~260m）建筑工程专题二4.3框架-剪力墙结构建筑工程专题二4.4剪力墙结构☞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水平荷载和竖向荷载显然更趋合理。广州白云宾馆剪力墙结构空间分隔固定，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。建筑工程专题二4.5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。☞分为：框筒、筒中筒、桁筒及成束筒体系中央核心筒式尽端核心筒式外筒式建筑工程专题二4.5筒体结构上海金茂大厦高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。建筑工程专题二4.5筒体结构广东国际大厦高200.18m，地上63层、地下4层。外筒为31.1×37m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。建筑工程专题二4.5筒体结构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6层，全钢结构。是典型的筒中筒结构，1973年建成。美国世界贸易中心建筑工程专题二4.5筒体结构平面为52×52m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。香港中银大厦建筑工程专题二4.5筒体结构美国西尔斯大厦建筑工程专题二4.5筒体结构高443m，共110层，建筑面积41.38万m2。标准层为9个23m×23m成束筒结构。全钢结构，1974年建于芝加哥。建筑工程专题二4.6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。干煤棚（拱形网架）石拱寺美国著名天然石拱建筑工程专题二4.6拱结构建筑工程专题二4.7薄壳结构☞由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。能以较薄的板面形成承载能力高、刚度大的承重结构。薄壳结构属空间结构体系。建筑工程专题二4.7薄壳结构建筑面积11296m2，其交响乐演奏大厅采用48×48m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。建筑工程专题二4.7薄壳结构澳大利亚悉尼歌剧院建筑工程专题二4.8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。☞按外形分为：平面网架、曲面网架建筑工程专题二4.8网架结构单曲网架外景单曲网架内景建筑工程专题二4.8网架结构大连热带雨林馆建筑工程专题二4.9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，在大跨度屋盖的应用日益增多。建筑面积17300m2，屋盖采用钢网壳结构，2003年建成。建筑工程专题二4.9网壳结构建筑工程专题二4.9网壳结构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。建筑工程专题二4.10悬索式结构☞悬索结构由索网、边缘构件和支承构件组成。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。建筑工程专题二4.10悬索式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。美国耶鲁大学溜冰馆建筑工程专题二4.10悬索式结构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、外环梁和稳定所组成。网壳支撑于内、外环梁上，内环梁通过斜拉索悬挂在两端58m高的吊塔上。建筑工程专题二4.10悬索式结构北京理工大学体育馆采用双曲金属屋面，支撑体系采用“提篮式”屋顶结构体系，手里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。建筑工程专题二5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、储液池、筒仓、挡土墙、深基坑支护结构和纪念性构筑物等。建筑工程专题二5.1电视塔东方明珠坐落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。建筑工程专题二建筑工程专题二5.1电视塔塔身主体454m，天线桅杆156m，总高度610m，目前的世界第一高塔。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。广州电视观光塔“细腰”处直径仅30多米建筑工程专题二建筑工程专题二5.1电视塔建筑工程专题二5.2烟囱☞按材料分为：砖烟囱、钢筋砼烟囱和钢烟囱国内最高的钢筋砼烟囱为270m，世界最高的烟囱为368m。建筑工程专题二5.3水塔建筑工程专题二5.4水池建筑工程专题二5.5筒仓钢板原粮仓散装水泥筒仓建筑工程专题二5.5筒仓建筑工程专题二其它构筑物建筑工程专题二6建筑工程的未来展望•进一步发展高层、大跨度结构•高性能材料的发展•防震抗风与减灾•城市地下空间的开发与利用•大力发展绿色建筑雷暴现象建筑工程专题二•2001年～2013年，建筑业的新黄金时期•2014年～2040年，修道院式和生态艺术•2041年～2055年，怀旧风格与高科技建材•2056年～2070年，出现带穹顶的城市•2071年以后，动态建筑时期建筑工程专题二7世界著名建筑掠影101大楼建筑工程专题二世界著名建筑掠影建筑工程专题二世界著名建筑掠影上海环球金融中心地上101层、地下3层，建筑高度492.5m。94至101层为观光层，设计了面积为700m2的观光大厅和世界最高的观光厅——观光天阁（距地面472m）。大厦顶部的风洞原设计是一个直径50m的圆形洞口，使人轻易联想起日本的国旗，在一片反对声中，这一设计最终“寿终正寝”建筑工程专题二世界著名建筑掠影吉隆坡石油双塔大厦——世界最高的钢筋砼建筑建筑工程专题二建筑工程专题二世界著名建筑掠影迪拜塔——世界最高建筑又叫“哈利法塔”，是一座钢筋砼结构的管状多塔建筑，162层，总高度818m！建筑工程专题二世界著名建筑掠影阿拉伯塔（阿联酋迪拜）是世界唯一的七星级酒店。56层，321m高，采用双层膜结构，是一个帆船造型的塔状建筑。建筑工程专题二世界著名建筑掠影国家体育场（鸟巢）建筑工程专题二世界著名建筑掠影建筑工程专题二世界著名建筑掠影国家游泳中心（水立方）总建筑面积约8万m2，世界最大的膜结构工程。乙烯-四氟乙烯共聚物建筑工程专题二世界著名建筑掠影国家大剧院总建筑面积约16.5万m2。总投资31亿元。外部围护钢结构壳体呈半椭球形，东西长212.2m，南北长143.6m，高46.28m。椭球形屋面主要采用钛金属板饰面，中不为渐开式玻璃幕墙。建筑工程专题二世界著名建筑掠影颇具争议的国家大剧院建筑工程专题二世界著名建筑掠影建筑工程专题二世界著名建筑掠影中央电视台新址大楼央视新址大楼高234m，以两个“Z”字造型环状连接，在162m高处横空挑出跨度75m，标新立异，颠覆了建筑设计的基本原理，是一座褒贬不一的巨型建筑。建筑工程专题二世界著名建筑掠影密尔沃基市艺术馆（美国）建筑工程专题二世界著名建筑掠影瑞典“螺旋中心”大厦高189m，整栋大楼扭转90°建筑工程专题二世界著名建筑掠影孟买拟建16层“卵形大厦”建筑工程专题二世界著名建筑掠影世界首座马桶外形住宅楼（韩国）建筑工程专题二奇特建筑一瞥建筑工程专题二奇特建筑一瞥建筑工程专题二奇特建筑一瞥建筑工程专题二