土木工程概论(第五章)张梦鑫.pptx

第五章第五章 建筑工程概论建筑工程概论(giln)(giln)第一页，共35页。5.1 5.1 引言引言(ynyn)(ynyn)建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中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。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、互相制约的关二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。系。任何一个建筑设计方案任何一个建筑设计方案(fng n)(fng n)，都会对，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设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。计技术水平又制约着建筑设计层次。第二页，共35页。5.2 5.2 建筑物的类别建筑物的类别(libi)(libi)（1 1）按建筑物的使用性质分类按建筑物的使用性质分类 1.1 1.1 住宅建筑住宅建筑例如，别墅、宿舍、公寓等。其特点是例如，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。它的主要术问题有较高要求。它的主要(zhyo)(zhyo)结构结构构件为楼板和墙体，层数构件为楼板和墙体，层数1 12 2层至层至10102020层层不等。不等。第三页，共35页。1.2 1.2 公共建筑公共建筑(n n jin(n n jin zh)zh)例如，展览馆、影剧院、体育馆、候机大厅例如，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，人流走向问题尺度都很大，人流走向问题(wnt)突出，突出，对使用功能及其设施的要求很高。经常采用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，层数以单层架、拱、壳结构等为主体结构，层数以单层或低层为主。或低层为主。第四页，共35页。1.3 1.3 商业商业(shngy)(shngy)建筑建筑例如，商店、银行、商业写字楼等。由于它例如，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。但它往往可以类似的要求。但它往往可以(ky)(ky)做成高层做成高层建筑，对结构体系和结构形式有较高的要求。建筑，对结构体系和结构形式有较高的要求。第五页，共35页。1.4 1.4 文教卫生建筑文教卫生建筑(jinzh)(jinzh)例如，图书馆、实验楼、医院等。这类建筑例如，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、实验楼有较强的针对性，如图书馆有书库、实验楼要安置要安置(nzh)(nzh)特殊实验设备、医院有手术特殊实验设备、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，层数以架结构为主体结构，层数以4 41010层的多层层的多层为主。为主。第六页，共35页。1.5 1.5 工业工业(gngy)(gngy)建筑建筑例如，重型机械厂房、纺织厂房（单层轻工例如，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）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，沉重的撞击和等。它们往往有很大的荷载，沉重的撞击和振动，需要振动，需要(xyo)巨大的空间，而且经常巨大的空间，而且经常有湿度、温度、防爆、防尘、防菌、洁净等有湿度、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的是铰接排架结构，多层工业建筑往往采用刚接框架结构。刚接框架结构。第七页，共35页。1.6 1.6 农业农业(nngy)(nngy)建筑建筑例如，暖棚、畜牧场、大型例如，暖棚、畜牧场、大型(dxng)(dxng)养养鸡场等。通常采用的是轻型钢结构。鸡场等。通常采用的是轻型钢结构。第八页，共35页。（2 2）按房屋结构采用的材料按房屋结构采用的材料(cilio)(cilio)分类分类 2.1 2.1 生土结构生土结构 （1 1）结构特征、优缺点及适用范围）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采用土质材料承重的传统民居(mn(mn j)j)一般称为生土建筑。这种民居一般称为生土建筑。这种民居(mn j)(mn j)屋盖多采用硬山、悬山搁檩，檩上搁置木缘屋盖多采用硬山、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。种荷载作用并将其传递给土墙或木柱的作用。第九页，共35页。窑窑 洞洞土筑建筑土筑建筑(jinzh)第十页，共35页。采用采用(ciyng)(ciyng)方木、圆木、条木连接而方木、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。木梁、木柱、木屋架、木屋面板等。2.2 2.2 木结构木结构第十一页，共35页。采用砖、石、混凝土砌块采用砖、石、混凝土砌块(q kui)(q kui)等砌等砌体形成。主要用于建筑物的墙体结构。体形成。主要用于建筑物的墙体结构。2.3 2.3 砌体砌体(q t)(q t)结构结构第十二页，共35页。2.4 2.4 钢筋钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土结构混凝土结构采用钢筋采用钢筋(gngjn)(gngjn)混凝土或者预应力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、空间薄壳和空间折构、筒体结构、拱结构、空间薄壳和空间折板结构等。板结构等。第十三页，共35页。2.5 2.5 钢钢-混凝土组合混凝土组合(zh)(zh)结构结构 钢混凝土组合结构：结构构件用型钢钢混凝土组合结构：结构构件用型钢和混凝土组成，或型钢、钢筋和混凝土组成。和混凝土组成，或型钢、钢筋和混凝土组成。（1 1）钢混凝土组合楼板）钢混凝土组合楼板（2 2）钢骨混凝土结构（又称劲性混凝土结构）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：以型钢为骨架外包钢筋混凝土组成的结构（3 3）钢管）钢管(gnggun)(gnggun)混凝土结构：在封闭的混凝土结构：在封闭的薄壁钢管薄壁钢管(gnggun)(gnggun)中浇注混凝土形成的中浇注混凝土形成的组合结构，一般用作受压构件组合结构，一般用作受压构件第十四页，共35页。钢混凝土组合钢混凝土组合(zh)梁板结梁板结构构钢混凝土组合梁板结构，梁钢混凝土组合梁板结构，梁下部用钢梁，上部用混凝土下部用钢梁，上部用混凝土（一般采用压型钢板混凝土（一般采用压型钢板混凝土组合板）。钢梁和混凝土板之组合板）。钢梁和混凝土板之间用剪力连接件连接。主要用间用剪力连接件连接。主要用于高层楼盖、吊车于高层楼盖、吊车(dioch)梁梁和桥梁结构。和桥梁结构。优点：钢混凝土组合梁截面优点：钢混凝土组合梁截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，中混凝土主要受压，钢梁受拉，充分利用材料。混凝土板参与充分利用材料。混凝土板参与组合梁工作，提高钢梁的竖向组合梁工作，提高钢梁的竖向和侧向刚度。和侧向刚度。缺点：钢材易腐蚀，耐火性差。缺点：钢材易腐蚀，耐火性差。第十五页，共35页。深圳帝王大厦深圳帝王大厦8181层，高层，高325325米。是我国目前米。是我国目前(mqin)(mqin)最高的最高的钢钢混凝土组合结构，混凝土组合结构，5858层以下采用钢骨混凝土柱。层以下采用钢骨混凝土柱。第十六页，共35页。采用各种采用各种(zhn)(zhn)热轧型钢、冷弯薄壁热轧型钢、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、连接而成。主要用于框架结构、剪力墙结构、筒体结构、拱结构等。筒体结构、拱结构等。2.6 2.6 钢结构钢结构钢结构建筑钢结构建筑(jinzh)实例实例第十七页，共35页。主要主要(zhyo)(zhyo)用于屋盖结构。用于屋盖结构。2.7 2.7 张拉整体张拉整体(zhngt)(zhngt)结构结构张拉整体张拉整体(zhngt)(zhngt)结构结构第十八页，共35页。（3 3）按结构按结构(jigu)(jigu)体系分类体系分类 1 1、承重墙结构、承重墙结构2 2、板、板-柱体系柱体系3 3、框架结构、框架结构4 4、筒体结构、筒体结构5 5、错列桁架、错列桁架(hngji)(hngji)结构结构6 6、拱结构、拱结构7 7、壳体结构、壳体结构8 8、折板结构、折板结构9 9、网架结构、网架结构1010、悬挂式结构、悬挂式结构1111、巨型桁架、巨型桁架(hngji)(hngji)结构结构第十九页，共35页。生土建筑生土建筑 定义：指主要用未焙烧定义：指主要用未焙烧(bi sho)(bi sho)而仅作而仅作简单加工的原状土为材料，营造主体结构的简单加工的原状土为材料，营造主体结构的建筑。建筑。优点：就地取材，易于施工，造价低廉，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，有利于环冬暖夏凉，节省能源；融于自然，有利于环境保护和生态平衡。境保护和生态平衡。缺点：开间不大，布局受限制，日照不缺点：开间不大，布局受限制，日照不足，通风不畅、潮湿。足，通风不畅、潮湿。第二十页，共35页。分类(fn li)：按材料、结构和建造工艺区分：按材料、结构和建造工艺区分：黄土窑洞黄土窑洞(yodng)(yodng)、土坯窑洞、土坯窑洞(yodng)(yodng)、土坯建筑、夯土墙或草泥垛墙、土坯建筑、夯土墙或草泥垛墙建筑、各种建筑、各种“掩土建筑掩土建筑”、以及夯土的大体、以及夯土的大体积构筑物。积构筑物。按营建方式和使用功能区分：按营建方式和使用功能区分：窑洞窑洞(yodng)(yodng)民居、其他生土建民居、其他生土建筑民居、以生土材料建造的公用建筑筑民居、以生土材料建造的公用建筑(如城如城垣、粮仓、堤坝等垣、粮仓、堤坝等)。第二十一页，共35页。下沉下沉(xi chn)式窑洞式窑洞土坯墙土筑建筑土坯墙土筑建筑(jinzh)第二十二页，共35页。生土生土(shngt)建建筑筑生土生土(shngt)(shngt)建筑建筑交交河故城河故城第二十三页，共35页。中国中国(zhn u)(zhn u)传统的木结构，是一种由柱传统的木结构，是一种由柱子与梁架结合而成的梁柱结构体系。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。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。木结构建筑中还发展了独具特色的斗拱体系。第二十四页，共35页。中国是最早应用木结构的国家之一中国是最早应用木结构的国家之一现在现在(xinzi)(xinzi)木结构建筑物可以做成木木结构建筑物可以做成木制制“板板-梁梁-柱柱”或或“板板-屋架屋架-柱柱”式的传式的传统结构体系，也可以做成木刚架、木拱、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。木网状筒拱或木薄壳式的新型结构体系。第二十五页，共35页。现代木结构建筑大多现代木结构建筑大多(ddu)采用工采用工程木。工程木主要分为两大类：胶合层积程木。工程木主要分为两大类：胶合层积木和结构复合木材。木和结构复合木材。结构复合木又分为：单板层积材、平行木结构复合木又分为：单板层积材、平行木片胶合木、层叠木片胶合木、定向刨花板片胶合木、层叠木片胶合木、定向刨花板和木制工字梁和木制工字梁第二十六页，共35页。胶合木的结构形式胶合木的结构形式 1 1、直线梁、单坡和双坡变截面梁：、直线梁、单坡和双坡变截面梁：适用于跨度适用于跨度30m30m以下以下(yxi)(yxi)的简支梁或多的简支梁或多跨连续梁，如下图。跨连续梁，如下图。第二十七页，共35页。我国木结构历史我国木结构历史悠久，代表性的悠久，代表性的有应县木塔。应有应县木塔。应县木塔建于公元县木塔建于公元10561056年，于公元年，于公元11951195年增修完毕。年增修完毕。塔高塔高67.3167.31米，米，底层直径底层直径(zhjng)30.27(zhjng)30.27米，呈平面八角米，呈平面八角形。形。我国胶合木的发展我国胶合木的发展(fzhn)状况状况第二十八页，共35页。由于我国目前的森林资源不足，森林由于我国目前的森林资源不足，森林覆盖率仅为覆盖率仅为20.36%20.36%，只有全球平均水平的，只有全球平均水平的2/32/3，排在世界第排在世界第139 139 位。人均森林面积公顷，不足世位。人均森林面积公顷，不足世界人均占有量的界人均占有量的1/41/4。我国现代木结构刚刚起步，。我国现代木结构刚刚起步，发展胶合发展胶合(jioh)(jioh)木对解决我国木材资源短缺的木对解决我国木材资源短缺的问题有很大作用。问题有很大作用。目前在北京、上海、成都等许多城市，目前在北京、上海、成都等许多城市，许多胶合许多胶合(jioh)(jioh)木结构建筑相继建起，我国发木结构建筑相继建起，我国发展木结构潜力很大、前景诱人。展木结构潜力很大、前景诱人。第二十九页，共35页。20042004年建成，桥的跨度为年建成，桥的跨度为33m33m，宽度为，宽度为2.5m2.5m。所有。所有胶合木构件胶合木构件(gujin)(gujin)均均用花旗松生产。用花旗松生产。19891989年建成，跨度年建成，跨度88m88m，拱高拱高27m27m，拱脚支撑在约，拱脚支撑在约6m6m高的钢筋高的钢筋(gngjn)(gngjn)混混泥土支墩上。泥土支墩上。第三十页，共35页。上海欢乐谷过山车，以被誉为超级结构上海欢乐谷过山车，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，带用材的美国南方松木为主材，沿湖堤搭建，带给游客超过给游客超过1010次的太空零重力次的太空零重力(zhngl)(zhngl)感受，感受，挑战生命不能承受之轻！带来挑战生命不能承受之轻！带来12001200米的呼啸之米的呼啸之旅。旅。第三十一页，共35页。苏州胥苏州胥江河上江河上将建单将建单跨跨8080米米国内第国内第一木结一木结构仿古构仿古(fng(fngg)g)桥桥梁梁第三十二页，共35页。国外胶合木的发展状况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厚的优势。日本的森林覆盖率达67%67%，他的木，他的木结构发展也取得了举世瞩目的成就。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、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。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，随着新型结构用胶和连接件的使用，各种各种(zhn)(zhn)商场、体育馆、桥梁、游泳馆、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。胶合木结构。第三十三页，共35页。伦敦伦敦(ln dn)文艺中心文艺中心第三十四页，共35页。谢谢(xi xie)观赏WPS OfficeMake Presentation much more funWPS官方(gunfng)微博kingsoftwps第三十五页，共35页。