土木工程概论(第五章)张梦鑫

第五章建筑工程概论5.1引言•建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。•二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。•任何一个建筑设计方案，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。5.2建筑物的类别（1）按建筑物的使用性质分类1.1住宅建筑•例如，别墅、宿舍、公寓等。其特点是它的内部房间的尺度虽小但使用布局却十分重要，对朝向、采光、隔热和隔音等建筑技术问题有较高要求。它的主要结构构件为楼板和墙体，层数1～2层至10～20层不等。1.2公共建筑•例如，展览馆、影剧院、体育馆、候机大厅等。它是大量人群聚集的场所，室内空间和尺度都很大，人流走向问题突出，对使用功能及其设施的要求很高。经常采用将梁柱连接在一起的大跨度框架结构以及网架、拱、壳结构等为主体结构，层数以单层或低层为主。1.3商业建筑•例如，商店、银行、商业写字楼等。由于它也是人群聚集的场所，因此有着与公共建筑类似的要求。但它往往可以做成高层建筑，对结构体系和结构形式有较高的要求。1.4文教卫生建筑•例如，图书馆、实验楼、医院等。这类建筑有较强的针对性，如图书馆有书库、实验楼要安置特殊实验设备、医院有手术室和各种医疗设施。这种建筑物经常采用框架结构为主体结构，层数以4～10层的多层为主。1.5工业建筑•例如，重型机械厂房、纺织厂房（单层轻工业）、制药厂房、食品厂房（多层轻工业）等。它们往往有很大的荷载，沉重的撞击和振动，需要巨大的空间，而且经常有湿度、温度、防爆、防尘、防菌、洁净等特殊要求，以及要考虑生产产品的起吊运输设备和生产路线等。单层工业建筑经常采用的是铰接排架结构，多层工业建筑往往采用刚接框架结构。1.6农业建筑•例如，暖棚、畜牧场、大型养鸡场等。通常采用的是轻型钢结构。（2）按房屋结构采用的材料分类2.1生土结构（1）结构特征、优缺点及适用范围采用土质材料承重的传统民居一般称为生土建筑。这种民居屋盖多采用硬山、悬山搁檩，檩上搁置木缘子的屋盖承重体系，可以起到承担屋顶上各种荷载作用并将其传递给土墙或木柱的作用。窑洞土筑建筑采用方木、圆木、条木连接而成。但木材主要用于制作建筑物结构所用的木梁、木柱、木屋架、木屋面板等。2.2木结构采用砖、石、混凝土砌块等砌体形成。主要用于建筑物的墙体结构。2.3砌体结构2.4钢筋混凝土结构•采用钢筋混凝土或者预应力混凝土做成。主要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构、拱结构、空间薄壳和空间折板结构等。2.5钢-混凝土组合结构钢－混凝土组合结构：结构构件用型钢和混凝土组成，或型钢、钢筋和混凝土组成。•（1）钢－混凝土组合楼板•（2）钢骨混凝土结构（又称劲性混凝土结构）：以型钢为骨架外包钢筋混凝土组成的结构•（3）钢管混凝土结构：在封闭的薄壁钢管中浇注混凝土形成的组合结构，一般用作受压构件钢－混凝土组合梁板结构钢－混凝土组合梁板结构，梁下部用钢梁，上部用混凝土（一般采用压型钢板－混凝土组合板）。钢梁和混凝土板之间用剪力连接件连接。主要用于高层楼盖、吊车梁和桥梁结构。优点：钢－混凝土组合梁截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，充分利用材料。混凝土板参与组合梁工作，提高钢梁的竖向和侧向刚度。缺点：钢材易腐蚀，耐火性差。深圳帝王大厦81层，高325米。是我国目前最高的钢－－混凝土组合结构，58层以下采用钢骨混凝土柱。•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、2.6钢结构钢结构建筑实例•主要用于屋盖结构。2.7张拉整体结构张拉整体结构（3）按结构体系分类1、承重墙结构2、板-柱体系3、框架结构4、筒体结构5、错列桁架结构6、拱结构7、壳体结构8、折板结构9、网架结构10、悬挂式结构11、巨型桁架结构5.3生土结构建筑物•生土建筑定义：指主要用未焙烧而仅作简单加工的原状土为材料，营造主体结构的建筑。优点：就地取材，易于施工，造价低廉，冬暖夏凉，节省能源；融于自然，有利于环境保护和生态平衡。缺点：开间不大，布局受限制，日照不足，通风不畅、潮湿。分类：•按材料、结构和建造工艺区分：黄土窑洞、土坯窑洞、土坯建筑、夯土墙或草泥垛墙建筑、各种“掩土建筑”、以及夯土的大体积构筑物。•按营建方式和使用功能区分：窑洞民居、其他生土建筑民居、以生土材料建造的公用建筑(如城垣、粮仓、堤坝等)。下沉式窑洞土坯墙土筑建筑生土建筑生土建筑—交河故城•中国传统的木结构，是一种由柱子与梁架结合而成的梁柱结构体系。•又分为抬梁式、穿斗式、干栏式与井干式四种形式。而以抬梁式与穿斗式结构最为多见。木结构建筑中还发展了独具特色的斗拱体系。5.4木结构建筑物中国是最早应用木结构的国家之一现在木结构建筑物可以做成木制“板-梁-柱”或“板-屋架-柱”式的传统结构体系，也可以做成木刚架、木拱、木网状筒拱或木薄壳式的新型结构体系。现代木结构建筑大多采用工程木。工程木主要分为两大类：胶合层积木和结构复合木材。结构复合木又分为：单板层积材、平行木片胶合木、层叠木片胶合木、定向刨花板和木制工字梁胶合木的结构形式1、直线梁、单坡和双坡变截面梁：适用于跨度30m以下的简支梁或多跨连续梁，如下图。我国木结构历史悠久，代表性的有应县木塔。应县木塔建于公元1056年，于公元1195年增修完毕。塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形。我国胶合木的发展状况由于我国目前的森林资源不足，森林覆盖率仅为20.36%，只有全球平均水平的2/3，排在世界第139位。人均森林面积0.145公顷，不足世界人均占有量的1/4。我国现代木结构刚刚起步，发展胶合木对解决我国木材资源短缺的问题有很大作用。目前在北京、上海、成都等许多城市，许多胶合木结构建筑相继建起，我国发展木结构潜力很大、前景诱人。2004年建成，桥的跨度为33m，宽度为2.5m。所有胶合木构件均用花旗松生产。1989年建成，跨度88m，拱高27m，拱脚支撑在约6m高的钢筋混泥土支墩上。上海欢乐谷过山车，以被誉为超级结构用材的美国南方松木为主材，沿湖堤搭建，带给游客超过10次的太空零重力感受，挑战生命不能承受之轻！带来1200米的呼啸之旅。苏州胥江河上将建单跨80米国内第一木结构仿古桥梁国外胶合木的发展状况北美、北欧等国家有着丰富的森林资源，而且人口比较少，发展木结构具有得天独厚的优势。日本的森林覆盖率达67%，他的木结构发展也取得了举世瞩目的成就。美国、加拿大等国木结构建筑的设计、制作、检验、施工一整套完善的运行体系。随着新型结构用胶和连接件的使用，各种商场、体育馆、桥梁、游泳馆、车站等公共建筑和商业建筑也越来越多的使用胶合木结构。伦敦文艺中心谢谢观赏WPSOfficeMakePresentationmuchmorefun@WPS官方微博@kingsoftwps