土木工程概论课件：04建筑工程 .ppt

1、土木工程概论土木工程概论u u 建筑工程的类别和建筑结构体系建筑工程的类别和建筑结构体系u 主要结构类型简介和著名建筑工程掠影主要结构类型简介和著名建筑工程掠影土木工程概论土木工程概论 建筑工程就是建筑工程就是房屋工程。它是兴房屋工程。它是兴建房屋的规划、勘建房屋的规划、勘察、设计（建筑、察、设计（建筑、结构和设备）施工结构和设备）施工的总称，目的是为的总称，目的是为人类生产与生活的人类生产与生活的场所。场所。土木工程概论土木工程概论竹屋石柱群土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论香港维多利亚海湾建筑群土木工程概论土木工程概论单层装配式钢筋混凝土厂房单层装配式钢筋混凝土厂房土木工程概

2、论土木工程概论土木工程概论土木工程概论1）板l 板的长、宽两方向的尺寸远大于其高度；1 1、平面形或直线形构件、平面形或直线形构件l 板的作用效应主要为受弯土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论2 2）梁）梁l 其作用效应主要为受弯和受剪l 梁的截面宽度和高度尺寸远小于其长度尺寸土木工程概论土木工程概论4)4) 3 3）柱）柱l 属于竖向承重构件。主要承受梁传来的压力以及柱自重。l 柱的截面尺寸远小于其高度，荷载作用方向与柱轴线平行。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论4 4）墙）墙l 墙的长宽两方向尺寸远大于其厚度l 荷载作用方向与墙面平行l 作用效应主要为受压。土木工

3、程概论土木工程概论5 5）基础）基础承受墙、柱传来承受墙、柱传来的压力并将它扩的压力并将它扩散到地基上去。散到地基上去。土木工程概论土木工程概论2 2、直线形杆件或曲面、直线形杆件或曲面、曲线形构件曲线形构件1)1) 1 1）杆）杆 截面尺寸远小于其长度的构件，主要承受轴向压力或拉力。组成平面桁架或空间网架。土木工程概论土木工程概论2 2）拱）拱 由曲线形构件（拱圈）或折线形构件及其支座组成，在荷载作用下主要承受轴向压力，有时也承受弯矩和剪力。它比同跨度的梁要节省材料。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论3 3）壳）壳 由曲线形板与作为边缘构件的梁、拱或桁架组成，是一种空间形的结构

4、构件，主要承受压力。犹如蛋壳以最薄的壳面能构成强大的蛋体一样，能以较小的构件厚度形成承载能力很高的结构。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论3 3、房屋水平方向结构、房屋水平方向结构 概念：由板、梁或用杆件做成的桁架、网架组成。它一般是房屋的楼盖和屋盖。土木工程概论土木工程概论 楼盖的类型楼盖的类型a. 有梁楼盖b. 无梁楼盖c. 交叉密肋型无梁楼盖d. 混凝土与压型钢板、钢梁组合楼盖土木工程概论土木工程概论 按施工方法楼盖又分为装配式和现浇式两大类型土木工程概论土木工程概论 桁架桁架土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论4 4、房屋竖向承重结构、房屋竖向承重结构 概念：

5、由柱、墙概念：由柱、墙和用墙做成的井筒和用墙做成的井筒组成房屋的竖向结组成房屋的竖向结构。构。 它是房屋的主它是房屋的主体结构。主要承受体结构。主要承受房屋的全部重量并房屋的全部重量并把它们通过基础传把它们通过基础传给地基。给地基。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论 房屋建筑工程的类别有多种分法。房屋建筑工程的类别有多种分法。可按房屋的使用性质分；按房屋结构所可按房屋的使用性质分；按房屋结构所采用的材料分；也可按房屋主体结构的采用的材料分；也可按房屋主体结构的型式和受力系统（结构体系）分。建筑型式和受力系统（结构体系）分。建筑师习惯于第一种，结构工程师和施工工师习惯于第一种，结构

6、工程师和施工工程师习惯于第二、尤其是第三种分法。程师习惯于第二、尤其是第三种分法。土木工程概论土木工程概论（1）住宅建筑 如别墅、宿舍、公寓等。这类建筑对房屋使用的布局、朝向、采光、隔热、隔音等建筑技术问题有较高要求。主要结构构件为楼板、墙体，建筑层数1-2层至10-20层不等。1.1.按房屋的使用性质分按房屋的使用性质分土木工程概论土木工程概论深深圳圳金金海海湾湾花花园园土木工程概论土木工程概论（2 2）公共建筑）公共建筑特点：大量人群集聚，室内空间和尺度都很大，人流走向问题突出。结构采用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。层数以单层或低层居多。低层低层 1 13

7、 3层层多层多层4 46 6层、层、中高层中高层7 79 9层层高层高层1010层（层（2424m m）超高层超高层100100m m土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论（3 3）商业建筑）商业建筑如商店、银行、宾馆、商业写字楼等。特点：有着与公共建筑类似的要求。往往做成高层建筑，对结构体系和结构型式有较高的要求。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论（4 4）文教卫生建筑）文教卫生建筑如图书馆、实验楼、学校、医院等。这类建筑有较强的针对性。一般采用框架结构为主体结构。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论（5 5）工业建筑）工业建筑如重

8、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。特点：荷载巨大且往往是撞击、振动荷载。需要空间大，并有特殊要求。（温湿度、防爆、防尘、防菌等）单层采用铰接框架（排架）结构。多层工业建筑一般采用刚接框架。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论（6 6）农业建筑）农业建筑如暖棚、畜牧场等。一般采用轻型钢结构。土木工程概论土木工程概论2.2.按房屋结构所采用的材料分按房屋结构所采用的材料分（1）砌体结构 采用砖、石、砼砌块等砌体做成。主要用于墙体结构。土木工程概论土木工程概论（2 2）钢筋混凝土结构）钢筋混凝土结构 采用钢筋混凝土或采用钢筋混凝土或预应力混凝土做成，

9、主预应力混凝土做成，主要用于框架结构、剪力要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构等。墙结构、筒体结构等。土木工程概论土木工程概论（3）钢结构 采用各种型钢或钢管连接做成，在上述结构中，除墙体结构、薄壳、折板结构外，均可选做钢结构。土木工程概论土木工程概论（4）木结构 采用方木、圆木、条木、板材连接做成。我国古时，木结构房屋很多，如宫殿、庙宇、塔等。近年来，因木材匮乏，很少采用。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论（5）薄膜充气结构用于屋盖结构是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼龙布罩内部形成一定的形状，作为建筑空间的覆盖物。目前尚不普及。土木工程概论土木工程概论3 3. .按组成房屋主体结构的

10、型式和受力系统即结构体系分按组成房屋主体结构的型式和受力系统即结构体系分（1 1）墙体结构）墙体结构在高层建筑中也称剪力墙结构。受力特点：利用房屋的墙体作为竖向承重和抵抗水平荷载（风、地震荷载等）的结构。同时墙体也作为维护及房间分隔的构件。土木工程概论土木工程概论（2 2）框架结构）框架结构 受力特点：采用梁、柱组成的框架作为房屋的竖向结构，并同时承受水平荷载。北京长城饭店北京长城饭店土木工程概论土木工程概论 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。 广州中天大厦广州中天大厦（3 3）框架剪力墙结构）框架剪力墙结构土木工程概论土木工程概论（4 4）筒体结构）筒体结构受力特点：

11、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。筒体与其它结构组合可成为：框筒结构、筒中筒结构、桁架筒体结构等。土木工程概论土木工程概论n 框筒结构：框筒结构：指内芯由剪力墙构成，周边为框架结构。深圳华联大厦深圳华联大厦土木工程概论土木工程概论n 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，则构成筒中筒体系。广东国际大厦广东国际大厦土木工程概论土木工程概论香港中银大厦香港中银大厦n 桁架筒体结构：在筒体结桁架筒体结构：在筒体结构中，增

12、加斜撑来抵抗水平构中，增加斜撑来抵抗水平荷载，以进一步提高结构承荷载，以进一步提高结构承受水平荷载的能力，增加体受水平荷载的能力，增加体系的刚度。这种结构体系称系的刚度。这种结构体系称为桁架筒体系。为桁架筒体系。土木工程概论土木工程概论（5 5）拱结构）拱结构受力特征：从在一个平面内受力的，由曲线（或折线）形构件组成的拱形所形成的结构，来承受整个房屋的竖向荷载和水平荷载。土木工程概论土木工程概论19881988年建成的日本年建成的日本姬路市中心体育馆姬路市中心体育馆土木工程概论土木工程概论（6 6）空间薄壳结构）空间薄壳结构受力特点：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

13、的板面形成承载能力高、刚度大的承重结构。土木工程概论土木工程概论（7 7）网架结构）网架结构 受力特点：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。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论全国最大跨度的球壳全国最大跨度的球壳厦门漳州后石电厂球形煤仓厦门漳州后石电厂球形煤仓网壳结构网壳结构土木工程概论土木工程概论（8 8）钢索结构）钢索结构受力特点：屋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。土木工程概论土木工程概论1958年建成的美国耶鲁大学溜冰馆是典型的组合悬索结构。屋盖年建

14、成的美国耶鲁大学溜冰馆是典型的组合悬索结构。屋盖结构由沿建筑物纵向轴竖立的中央钢筋混凝土平面大拱和两侧的结构由沿建筑物纵向轴竖立的中央钢筋混凝土平面大拱和两侧的两片预应力索网组成。曲面屋盖造型极为美观，外形有些象一只两片预应力索网组成。曲面屋盖造型极为美观，外形有些象一只古怪的海龟似的甲壳动物。古怪的海龟似的甲壳动物。土木工程概论土木工程概论美国耶鲁大学溜冰馆入口处美国耶鲁大学溜冰馆入口处大拱与曲梁的轴线大拱与曲梁的轴线均为平面抛物线均为平面抛物线土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论1.1.木结构建筑木结构建筑 结构类型:有木桁架、木网架、木框架、木拱等。最常用的是木桁架。土木工程

15、概论土木工程概论 目前中国最高的目前中国最高的木结构木结构山西应县木山西应县木塔。建于公元塔。建于公元10561056年，年，外观外观5 5层，内有层，内有4 4暗层，暗层，实为实为9 9层，平面为层，平面为8 8角角形，底层直径为形，底层直径为30.2730.27m m，塔高为塔高为67.3167.31m m。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论 木结构的发展方向：采用胶合木代替整体木材做成的结构，包括层板胶合结构和胶合板结构等，做到次材优用，小材大用。方法是用胶粘剂将木料或木料与胶合板拼接成尺寸与形状符合要求而又具有整体木材效能的构件或结构。土木工程概论土木工程概论北京外交北京

16、外交公寓：公寓： 9层配筋砖层配筋砖砌体结构砌体结构配筋小配筋小型砼砌型砼砌块砌体块砌体粘土砖粘土砖砌体砌体配筋配筋砖砌砖砌体体大型振动大型振动砖壁板砖壁板预制砼预制砼空心墙空心墙板板土木工程概论土木工程概论抗抗震震空空心心砖砖砌砌体体土木工程概论土木工程概论埃及胡夫金字塔。建于公元前埃及胡夫金字塔。建于公元前20002000余年，是一座正方形底座余年，是一座正方形底座的三角形锥形石结构。底边长的三角形锥形石结构。底边长230.5230.5m m，高高146.6146.6m m，斜面倾角斜面倾角5252度。总石块量度。总石块量230230余万块，余万块，平均每块约重平均每块约重2.52.5t

17、t多。多。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论 建于建于1163116312571257年。位于巴黎中心年。位于巴黎中心区城中岛上，正门区城中岛上，正门前面是广场。教堂前面是广场。教堂平面宽约平面宽约 47 47m m，长长125125m m， 可容近万可容近万人。结构采用柱墩人。结构采用柱墩骨架、卷拱和飞扶骨架、卷拱和飞扶壁等组成的砖石框壁等组成的砖石框架结构。架结构。土木工程概论土木工程概论位于美国内华达州一幢用高强砌体（砌体抗压强度达到30Mpa)砌筑的28层饭店大楼土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论23m见方的见方的混凝土墙体混凝土墙体

18、内芯内芯底部直径为底部直径为46.2m 的的16个混凝土圆个混凝土圆柱构成周边柱构成周边框架框架土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论主塔楼主塔楼平面为平面为正方形正方形土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论平面呈平面呈三角形三角形边长边长219m壳顶离地面壳顶离地面46m折算壳面总厚度折算壳面总厚度只有只有180mm，厚厚跨比为跨比为1：1200，比鸡蛋蛋壳的厚比鸡蛋蛋壳的厚长比长比1：100还小还小12倍。倍。双层波形拱壳双层波形拱壳角部墩座角部墩座土木工程概论土木工程概论网格型壳面用网格型壳面用Y 形斜向支撑形斜向支撑土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土

19、木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成；有的还用钢铰线、钢丝绳（束）组成。采用焊缝、螺栓或铆钉连接。土木工程概论土木工程概论很大的很大的改进改进了室内的照明和通风，两了室内的照明和通风，两层以上整齐的建筑处理有层以上整齐的建筑处理有利于减少造价和施工期，利于减少造价和施工期，底部的大玻璃窗有利于小底部的大玻璃窗有利于小窗展示。窗展示。 美国芝加哥美国芝加哥CPS百百货大楼，建筑师沙货大楼，建筑师沙利文利文1904年建造年建造土木工程概论土木工程概论广州六榕塔初建于南朝，内广州六榕塔初建于南朝，内曾供奉贤劫千佛像，故又名曾供奉贤劫

20、千佛像，故又名千佛塔。从宋至清经过约千佛塔。从宋至清经过约11余次修建，但仍保持宋代风余次修建，但仍保持宋代风格。塔顶有元代所铸千铜柱，格。塔顶有元代所铸千铜柱，上有上有1000多尊浮雕小佛，及多尊浮雕小佛，及云彩缭绕的天宫宝塔图。云彩缭绕的天宫宝塔图。土木工程概论土木工程概论沈阳桃仙国际机场屋沈阳桃仙国际机场屋盖由盖由16榀跨度为榀跨度为135m的倒三角形钢管桁架的倒三角形钢管桁架组成。组成。土木工程概论土木工程概论美国伊利诺斯工学院，美国伊利诺斯工学院，1955年建成，克朗楼是该工学院的建筑系馆。建年建成，克朗楼是该工学院的建筑系馆。建筑物为简单的矩形，长筑物为简单的矩形，长67米，宽米，

21、宽36.6米。米。中间没有柱子和墙，是一个大的中间没有柱子和墙，是一个大的通用空间屋顶由通用空间屋顶由四个大钢梁四个大钢梁支托，四周大都是玻璃窗支托，四周大都是玻璃窗，体现了力求简洁，体现了力求简洁的建筑理论和手法。的建筑理论和手法。土木工程概论土木工程概论Sears目前是世界最高的全钢结构。高442m,共110层，建筑面积41.38万平方米。建于1974年。土木工程概论土木工程概论它的标准层是一个在九个23m*23m成束筒结构基础上形成的69*69m的方形平面。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论纽约世界贸纽约世界贸易中心由两易中心由两座塔式摩天座塔式摩天

22、楼组成。楼组成。1969196919731973年建造。两年建造。两座塔楼均为座塔楼均为110110层，地层，地下六层，北下六层，北楼高楼高417417m m，南楼高南楼高415415m m，全钢结构。全钢结构。土木工程概论土木工程概论法国巴黎蓬皮杜艺术法国巴黎蓬皮杜艺术与文化中心，建于与文化中心，建于1977年年这是一座艺术与文化中心，包括图书馆，现代艺术博物馆，工艺美术中这是一座艺术与文化中心，包括图书馆，现代艺术博物馆，工艺美术中心等。主体为心等。主体为6 6层的钢结构建筑，长层的钢结构建筑，长166166米，宽米，宽6060米。米。土木工程概论土木工程概论 中国香港汇丰银行大楼中国香港

23、汇丰银行大楼属于高技派风格，大楼上显著暴露的是钢柱和钢桁架，它的底部完全敞开，有一对自动扶梯从楼板上伸下来，供人出入。大楼内部也处处开通，给人以一种现代化的技术先进印象。高技派不另加装饰，但实际上造价并未减省。 建于1985年。地上45层，地下4层，高175m。土木工程概论土木工程概论 美国明尼亚美国明尼亚波利斯的联邦波利斯的联邦储备银行大楼储备银行大楼是一幢是一幢1111层的层的以钢悬索结构以钢悬索结构为主体的建筑为主体的建筑物，悬索跨越物，悬索跨越83.283.2m m， 两端两端支承在截面和支承在截面和刚性极大的筒刚性极大的筒体结构上。体结构上。悬索下凹，矢高悬索下凹，矢高 45.7 4

24、5.7m m。悬索支承曲线以上悬索支承曲线以上的柱子和曲线以下的吊杆。下凹悬索的水平的柱子和曲线以下的吊杆。下凹悬索的水平推力由顶部的巨型钢桁架承受。推力由顶部的巨型钢桁架承受。土木工程概论土木工程概论外立面外立面平面平面正立面正立面及预留及预留扩建的扩建的可能可能施工中的施工中的现场现场土木工程概论土木工程概论圆洞口大大减少了圆洞口大大减少了风荷载的作用。风荷载的作用。 上海环球金融中心上海环球金融中心拟建在上海浦东陆家嘴金融区，位于金茂大厦旁，明珠电视塔对面。由95层高460m的塔楼和三层裙房组成。土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论土木工程概论加拿大加拿大19671967蒙特利尔博览蒙特利尔博览会美国馆会美国馆建筑师富勒建筑师富勒善用三角三角形的网架组成多面体形的网架组成多面体穹窿穹窿。这种结构以较少的材料造成了轻质高强的屋盖，轻巧的覆盖了很大的空间。土木工程概论土木工程概论 日本东京都体育馆日本东京都体育馆