建筑工程概述

1建筑工程概述本章包括建筑及建筑工程的概念、建筑构成要素、建筑基本属性、建筑工程基本属性、建筑的分类和著名建筑物、构筑物介绍等。其中，重点是建筑及建筑工程的内涵及其基本属性，其他内容作一般了解。本章提要本章内容1.1建筑和建筑工程的概念1.2建筑工程的类别及建筑结构体系1.3建筑物的等级1.4建筑模数协调统一标准1.5工程建设程序1.6地下建筑工程1.7构筑物1.8著名建筑工程简介1.1建筑和建筑工程的概念建筑一词英文为architecture，来自拉丁语architectura，可理解为关于建筑物的技术和艺术的系统知识，称为建筑学。汉语“建筑”是一个多义词，既可以表示建筑工程或土木工程的营造活动，又可表示这种活动的成果目前，有关建筑的含义学术界有很多解释，本节按照最通俗的理解去说明，也就是把建筑作为工程实体来对待。1.1.1建筑的概念及其基本属性建筑通常认为是艺术与工程技术相结合，营造出供人们进行生产、生活或者其他活动的环境、空间、房屋或者场所。一般情况下是指建筑物和构筑物。建筑物是指供人们生活居住、工作学习、娱乐和从事生产的建筑。而人们不在其中生产、生活的建筑则称为构筑物。建筑的形成主要涉及建筑学、结构学、给排水、供暖通风、空调技术、电气、消防、自动控制、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、建筑材料、建筑施工技术等方面的知识和技术。同时，建筑也受到政治制度、自然条件、经济基础、社会需要以及人工技巧等因素影响。建筑在一定程度上反映了某个地区某个时期的建筑风格与艺术，也反映了当时的社会活动和工程技术水平。因此，建筑是一门融社会、工程技术和文化艺术于一体的综合性学科，是一个时代物质文明、精神文明和政治文明的产物。建筑的基本属性（1）（2）（3）建筑的艺术性（4）构成建筑的基本要素是指不同历史条件下的建筑功能、建筑的物质技术条件和建筑形象。1.1.2建筑的基本构成要素1.1.2.1建筑功能建筑功能一是满足人体活动所需的空间尺度，即人是建筑空间活动的主体。二是满足人的生理要求，即要求建筑应具有良好的朝向、保温、防潮、隔声、防水、采光和通风的性能。三是满足不同建筑使用特点的要求，即不同性质的建筑物在使用上又有不同的特点。建筑的物质技术条件是建造建筑物的手段，一般包括建筑材料、土地、制品、构配件技术、结构技术、施工技术和设备技术等。建筑的物质技术条件是建筑发展的重要因素。建筑技术和建筑设备对建筑的发展同样起到重要作用。1.1.2.2建筑的物质技术条件建筑除满足人们的使用要求外，又以它不同的空间组合、建筑造型、立面形式、细部与重点处理、材料的色彩和质感、光影和装饰处理等，构成一定的建筑形象。建筑的形象是建筑的功能和技术的综合反映。1.1.2.3建筑形象建筑构成的三要素是相互联系、相互约束，而又不可分割的辩证统一关系。建筑功能是建筑的目的，是主导因素；物质技术条件是达到建筑目的的手段；而功能不同的各类建筑可以选择不同的结构形式和使用不同的建筑材料，形成不同的建筑形象。所以，在一定功能和技术条件下，应充分发挥设计者的主观作用，使建筑形象更加美观。工程是运用科学原理、技术手段、实践经验，利用和改造自然，生产开发对社会有用的产品和实践活动的总称。而建筑工程是运用数学、物理、化学等基础知识和力学、材料等技术知识，以及专业由于建筑工程主要涉及房屋等建筑物，所以建筑工程又指房屋建筑工程，即兴建房屋的规划、勘1.1.3建筑工程的概念及其基本属性1.1.3.1建筑工程的概念土木工程是一门古老、传统、综合的学科，是人类赖以生存与发展的基础。而作为土木工程学科中最有代表性的分支——建筑工程，主要解决社会和科技发展所需的“衣、食、住、行”中“住”的问题。表现为形成人类活动所需要的、功能良好和舒适美观的空间。它满足人类物质方面的需要以及精神方面的需要。建筑工程的基本属性与土木工程的基本属性大体一致。即：（1）一项建筑工程项目的建设一般都要经过勘察、设计和施工等阶段。每一个阶段的实施过程都需要运用工程地质勘探、工程测量、土力学、建筑力学、建筑结构、工程设计、建筑材料、建筑设备、建筑经济等学科，以及施工技术、施工组织等不同领域的知识。1.1.3.2建筑工程的基本属性（2）社会性建筑工程是伴随人类社会的进步而发展起来的，所建造的建筑物和构筑物反映出不同历史时期社会、经济、文化、科学、技术和艺术发展的全貌。建筑工程在相当大的程度上成为社会政治和历史发展的（3）实践性建筑工程涉及的领域非常广泛，因此，影响建筑工程的因素必然众多且复杂，使得建筑工程对实（4）建筑工程是为人类需要服务的，所以它必然是集一定历史时期社会经济、技术和文化艺术的产物，1.2建筑工程的类别及建筑结构体系例如，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。1.2.1按建筑物的使用性质分1.2.1.1住宅建筑例如，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。1.2.1.2公共建筑例如，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。1.2.1.3商业建筑例如，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。1.2.1.4文教卫生建筑例如，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1.2.1.5工业建筑例如，暖棚、畜牧场、大型养鸡场等。通常采用的是轻型钢结构。1.2.1.6农业建筑采用砖、石、混凝土砌块等砌体形成。主要用于建筑物的墙体结构。1.2.2按建筑物结构采用的材料分1.2.2.1砌体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。1.2.2.2钢筋混凝土结构采用各种热轧型钢、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1.2.2.3钢结构采用方木、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。1.2.2.4木结构主要用于屋盖结构。1.2.2.5薄壳充气结构利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗水平荷载（如风荷载或水平地震荷载）的结构。墙体同时也可作为围护及房间分隔构件用。另外，在高层建筑中墙体结构也称为剪力墙结构。如图1.1（a）1.2.3按建筑物的结构体系分1.2.3.1墙体结构采用梁、柱组成的框架作为房屋的竖向承重结构，同时承受水平荷载。其中，梁和柱整体连接，相互之间不能自由转动但可以承受弯矩时，称为刚接框架结构；如梁和柱非整体连接，其间可以自由转动但不能承受弯矩时，称为铰接框架结构。如图1.1（b）1.2.3.2框架结构利用房间四周墙体形成的封闭筒体（也可利用房屋外围由间距很密的柱与截面很高的梁，组成一个形式上像框架，实质上是一个有许多窗洞的筒体）作为主要抵抗水平荷载的结构。也可以利用框架和如图1.1（d）1.2.3.3筒体结构利用整层高的桁架横向跨越房屋两外柱之间的空间，并利用桁架交替在各楼层平面上错列的方法增加整个房屋的刚度，也使居住单元的布置更加灵活，这种结构体系称为错列桁架结构，如图1.1（c）。1.2.3.4错列桁架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的结构，如图1.1（e）。1.2.3.5拱结构由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。它能以较薄的板面形成承载能力高、刚度大的承重结构，并能覆盖大跨度的空间而无需中间设柱，如图1.1（g）1.2.3.6空间薄壳结构由多块平板组合而成的空间结构，是一种既能承重又可围护，用料较省、刚度较大的薄壁结构，如图1.1（i）。1.2.3.7空间折板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、重量轻、刚度大、可跨越较大跨度、抗震性能好等优点，如图1.1（f）1.2.3.8网架结构楼面荷载通过吊索或吊杆传递到支承柱上去，再由柱传递到基础的结构，如图1.1（h）。这种结构1.2.3.9钢索结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构图1.1房屋主体结构的各种形式示意(a)墙体结构；(b)框架结构；(c)错列桁架结构；(d)筒体结构；(e)拱结构；(f)网架结构；(g)空间薄壳结构；(h)钢索结构；(i)空间折板结构1.3建筑物的等级例如，民用建筑设计等级一般分为特级、一级、二级和三级，如表1.1所示（详见P6）1.3.1建筑物的设计等级建筑物耐久等级是指建筑物的使用年限。使用年限的长短由建筑物的性质决定。影响建筑物使用寿命的主要因素是结构构件的材料和结构体系。例如，我国现行标准《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068—2001）对结构设计的使用年限1类：设计使用年限5年，适用于临时性的结构；2类：设计使用年限25年，适用于易于替换的结1.3.2建筑物的耐久等级3类：设计使用年限50年，适用于普通房屋和构4类：设计使用年限100年，适用于纪念性建筑危险的建筑物（危房）实际是指结构已经严重损坏，或者承重构件已属危险构件，随时可能丧失稳定性和承载力，不能保证居住和使用安全的房屋。建筑物的危险性一般分为以下四个等级：A级:结构承载力能满足正常使用要求，未发生1.3.3建筑物的危险等级B级:结构承载力基本满足正常使用要求，个别结C级:部分承重结构承载力不能满足正常使用要求，D级:承重结构承载力已不能满足正常使用要求，房屋整体出现险情，构成整幢危房。我国现行标准《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068—2