建筑构造(二)文字讲义XXXX3257.docx
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1、建筑构造造(2)文字讲义义绪论建筑筑的建构构1 建筑筑的建构构由材料、结构和和构造方方式所形形成的建建造的逻逻辑关系系被称之之为建筑筑的建构构,它是是建筑形形式产生生的依据据和物质质技术基基础。著名的建建筑史学学家、哥哥伦比亚亚大学建建筑学教教授肯尼尼思弗兰普普顿在其其所著的的建构构文化研研究:119世纪纪和200世纪的的建造美美学中中指出:“建筑的的根本在在于建造造,在于于建筑师师应用材材料将之之构筑成成整体的的建筑物物的创作作过程和和方法。”对他来来讲,传传统的并并沿用至至今的砖砖、瓦、灰、砂砂、石和和现代的的钢材、玻璃等等,才是是建筑的的血和肉肉,与纯纯艺术不不同,建建筑不仅仅是时代代价
2、值观观的体现现,而且且是我们们现实生生活的体体验,建建筑物是是真实的的存在而而不是象象征性的的符号。以各种建建筑风格格为特点点的形式式是与一一个时代代的建筑筑技术水水平、建建造方式式以及应应用的材材料密切切相关,当当代建筑筑在材料料的外部部表现和和建造技技术方面面讲究和和追求忠忠实,导导致了以以更直接接的方式式表现从从新技术术而来的的新的形形式,即即形式必必须更直直接地反反映结构构和构造造关系,明明确并始始终如一一地真实实表现所所应用的的材料。2 材料料材料运用用是建筑筑形式设设计语言言的内在在组成部部分,材材料与形形式的融融合是建建筑设计计的理想想目标。毫无疑问问,不同同的材料料具有不不同的
3、造造型潜能能,以及及视觉、触觉感感受,建建筑师们们不但要要了解材材料的物物理性能能,结构构上的可可能性,还还必需要要了解材材料的造造型特点点。路易易斯康把材材料看成成是一种种“天赋”,属于于自然法法则,是是人所不不能改变变的,任任何一种种材料都都具有最最适宜于于它的结结构形式式。“要忠实实于材料料,并知知道它究究竞怎样样,那么么你所创创造的东东西就会会是美的的”。“我既不不会虚饰饰一个结结点,也也不虚饰饰一种材材料,我我使它们们与建筑筑物的整整体紧紧紧联系在在一起”。3 结构构建筑结构构不仅是是建筑的的功能要要素,它它同时反反映出建建筑外在在形象,也也是极其其重要的的建筑形形式要素素。建筑筑师
4、可利利用建筑筑结构的的组织规规律来实实现各种种构思。结构可可以确定定空间,形形成单元元,并对对建筑造造型起着着至关重重要的作作用,因因此,结结构不可可避免地地与建造造建筑的的每一个个因素相相联系,与与建筑的的品质相相关联。4 构造造建筑是由由一系列列的材料料和构件件组成的的,构造造问题与与将这些些材料和和构件结结为整体体有关。建筑形形式与建建筑构造造有着本本质的关关系,不不同的构构造方式式必然会会被表现现出来。建筑的的完美性性与其恰恰当的构构造密不不可分。合理利利用构造造技术可可以使建建筑更美美观、更更高效和和更趋理理性,是是建筑师师运用技技术语言言实现个个人美学学观的手手段。密斯凡凡德罗将建
5、建造工艺艺视为建建筑艺术术,他说说:“贝尔拉拉格处事事严谨,他他不能接接受任何何虚假之之物。他他说过,凡凡是构造造不清晰晰之物均均不应建建造。通过过他我获获得了清晰的的构造这一概概念,并并视为我我们应该该接受的的基本原原理之一一。这一一点知易易行难。难就难难在既要要坚持这这种基本本构造,又又要把他他上升为为一种结结构。对结结构,我我们有一一种哲学学观念,结结构是一一种从上上到下乃乃至最微微小的细细节全部部都服从从同一概概念的整整体。这这就是我我们所谓谓的结构构。”“工工艺运动动超过一一种方法法,它本本身就是是一个世世界。作作为一种种方法,它它在几乎乎所有方方面都是是超绝的的。然而而,仅仅仅当它
6、回回复到自自己,成成为巨大大工程结结构物时时,工艺艺才显示示了自己己的本性性。只要工工艺得到到真正的的体现时时,它就就升华为为建筑艺艺术。”第一章高高层建筑筑的构造造第一节 高层层建筑概概况1高层建建筑的特特点增加了了建筑的的集中度度,使横横向和竖竖向联系系结合起起来,缩缩短了各各部门相相互间的的距离,提提高了工工作效率率。从城市市管理及及规划角角度看,城城市建筑筑向高度度发展,可可缩短各各种工程程管线、道路长长度。节约用用地。造价高高。由于气气流的绕绕行而形形成紊流流,使周周围空间间产生强强烈缝隙隙风和涡涡流,这这对通风风和地面面的行人人均产生生不利影影响。防灾难难度大(风风、火、地震)。2
7、风与高高层建筑筑2.1 风与与高层建建筑的相相互影响响在建筑物物的周围围遇强风风时会产产生风向向变化等等影响,特特别在高高层建筑筑的周围围会产生生较大的的影响。图中给给出由风风洞实验验得到的的建筑物物建成后后周边风风速分布布。另外,作作用在建建筑物上上风的强强弱是不不断变化化的,因因此建筑筑物还会会产生振振动问题题。2.2 抗风风对策在设计建建筑物时时,防风风对策有有许多种种,以下下介绍其其中几种种。2.2.1遮挡挡以往人们们一般采采用种植植防风林林、绕宅宅林、树树木等来来预防强强风带来来的灾害害。照片片是日本本出云地地区种植植的“筑地松松”。出云地地区常遭遭受冬天天季节风风的作用用,为防防止
8、风灾灾,在住住宅用地地西侧和和北侧种种植抗强强风的黑黑松,称称为筑地松松。19991年19号台台风给这这个地区区造成很很大的灾灾害,有有“筑地松松”的几家家住宅受受灾害程程度较轻轻。如图是遮遮挡率分分别为225%、60%和1000%时,防防风效果果的变化化。从挡挡风面高高度的一一半到44倍的距距离分别别对6个地点点进行测测定,进进行风速速比较。遮挡率率不同。风速分分布也大大不相同同。遮挡率率为1000%时时在防风风围栏正正后边的的效果较较好,离离防风围围栏较远远处效果果较小。遮挡率率为255%时几几乎无效效。遮挡率率为600%时风风速以880%递递减,同同时其效效果波及及的距离离也长,防防风效
9、果果最好。2.2.2外形形设计在设计建建筑物时时,可采采取以下下防风对对策:减少挡挡风面,选选择合适适的平面面形状去掉掉建筑物物的棱角角(如图图)。让风穿穿过,选选择合适适的断面面形状使中中间层中中空(如如图)。2.2.3结构构设计如图分析析一下在在框架结结构上加加水平力力的情况况。可以以看出,在在梁柱接接合处产产生最大大弯矩。框架结结构也好好,其他他结构也也好,恰恰当的节节点连接接设计是是非常重重要的。在框架结结构中加加入斜撑撑,将使使其在水水平力作作用下产产生的变变形减小小,结构构变得更更加牢固固。与桁桁架结构构相同,加加入的斜斜撑根据据外力的的方向不不同而产产生拉力力或压力力以抵抗抗较大
10、的的水平力力。与斜撑起起同样作作用、能能更好地地抵抗水水平力的的构件是是墙。将将墙与框框架结构构相结合合,就可可以得到到既经济济、抗风风、抗震震效果又又好的结结构。适用的房房屋最大大高度(M)结构类型型烈度6789框架结构构同非抗震震设 计554525框架-抗抗震墙结结构12010050抗震墙结结构12010060第二节高高层建筑筑防火构构造1防火原原理1.1 火灾灾种类火灾时结结构各部部分的损损伤程度度依燃烧烧物种类类的不同同而不同同。煤气气爆炸和和油箱爆爆炸作用用在结构构上的是是冲击力力和高热热量。对对一般的的建筑物物来说按按抵抗冲冲击力设设计是不不经济的的。一般般的火灾灾,须考考虑的是是
11、结构构构件在热热影响下下受到损损坏而使使抵抗力力降低。伦敦某公公寓住宅宅于19968年年发生煤煤气爆炸炸事故,该该建筑为为预制混混凝土结结构,由由于188层发生生煤气爆爆炸,使使建筑物物的一角角全部破破坏。如图是火火灾时结结构承受受非常荷荷载作用用的情况况。此时时,楼板板由于高高温作用用使混凝凝土和钢钢筋强度度降低,由由上层重重物倒塌塌落下的的集中荷荷载作用用所形成成的破坏坏模式图图即可作作为预防防对策的的根据,要要使钢筋筋有足够够保护层层的厚度度。1.2钢钢材耐热热性结构材料料主要采采用钢和和混凝土土。钢材材在通常常的状态态下可以以承受较较大荷载载作用,但但在高温温下强度度急剧降降低,即即使
12、很小小的荷载载也不能能承受。因此,使使用钢材材在火灾灾时很危危险,应应想办法法隔热或或采用隔隔热层使使钢的温温度保持持在安全全值以下下。钢柱受热热时会膨膨胀屈曲曲,出现现将外墙墙推出等等破坏。作为对对策,应应确保其其耐火性性能。1.3防防灾课题题和对策策防火灾最最根本的的是要防防止火源源。防火火课题与与建筑物物的使用用者、建建筑设计计及设备备设计的的关系较较大,而而火灾对对人的伤伤害大。结构设设计的目目标是在在火灾时时建筑物物不倒塌塌。2 防防火构造造2.1耐耐火涂料料耐火涂料料常用的的有砂浆浆和硅酸酸钙板等等,最近近也有采采用将耐耐火涂料料等加热热发泡,使使其增厚厚以形成成优良的的隔热层层的
13、方法法。2.2高高强耐火火结构构构件最近常使使用如耐耐火钢和和钢管混混凝上柱柱一类,在在受火灾灾产生的的大量热热量下不不施加耐耐火保护护层而能能保持强强度的构构件。耐火钢在在6000C左右时时的抗力力也没有有很大降降低,对对于局部部火灾不不必要施施加耐火火保护层层。另外外,钢管管混凝土土柱在火火灾时外外侧的钢钢管虽抵抵抗力下下降,但但内部的的混凝土土仍比较较完好,能能保持一一定时间间的轴向向支承能能力,在在通常113小时的的火灾中中多数都都不必作作耐火保保护层。2.3避避难层的的设置及及布置方方式高层民民用建筑筑设计防防火规范范CBB 5000455-955(20001版版)规定定,建筑筑高度
14、超超过1000m的的公共建建筑,应应设置避避难层(间),首层层至第一一个避难难层或两两个避难难层之间间,不宜宜超过115层。避难层层净面积积按5人/m2计算。避难层层可兼作作设备层层。避难难层应设设消防电电梯出口口,并设设消防专专用电话话。避难层一一般有敞敞开式和和封闭式式两种布布置方式式:敞开开式即外外墙为柱柱廊式装装有可开开启的百百叶窗,烟烟雾可直直接排出出室外,不不需设机机械排烟烟设施,造造价低,在在目前高高层建筑筑中广为为采用;封闭式式是在不不具备自自然排烟烟条件或或使用功功能,或或立面要要求不能能作敞开开或只能能选用有有排烟装装置的情情况下布布置的避避难层。2.4直直升飞机机停机坪坪
15、的设计计为解决和和缓和上上部楼层层人员在在紧急情情况下的的疏散,高高层民用用建筑设设计防火火规范规规定,建建筑高度度超过1100mm,标准准层面积积超过110000m2的公共共建筑,宜宜设置屋屋顶直升升飞机停停机坪,并并须做到到以下凡凡点:必须避避开高出出屋顶的的设备机机房、电电梯机房房、水箱箱间、共共用天线线等突出出物的距距离应不不小于55m。停机坪坪为圆形形时,其其直径应应为D10mm,D为飞机机旋翼直直径。如如为矩形形,则短短边宽度度应不小小于机身身长度。停机坪坪周围设设800010000mmm高的安安全护栏栏。通向停停机坪的的出口应应不少于于2个,每每个宽不不小于00.9mm。停机坪坪
16、适当部部位应设设消火栓栓。停机坪坪的承载载能力应应根据当当地消防防部门使使用的直直升飞机机型号确确定。起起降区要要考虑动动荷载的的冲击力力。为保保证夜间间起降安安全,应应设置照照明装置置。应在在停机坪坪两个方方向设着着陆方向向灯,间间距0.64m。泛泛光灯应应设在与与着陆方方向灯相相反的方方向,灯灯之间的的间距不不大于33m,并并高出地地面1.5m,见见图1-83。第三节电电梯和自自动扶梯梯1 电电梯1.1 电梯梯的类型型1.1.1按使使用性质质分客梯:主要用用于人们们在建筑筑物中竖竖向的联联系。货梯:主要用用于运送送货物及及设备。消防电电梯:用用于发生生火灾、爆炸等等紧急情情况下作作安全疏疏
17、散人员员和消防防人员紧紧急救援援使用。1.1.2按电梯梯行驶速速度分为缩短电电梯等候候时间,提提高运送送能力,需需确定恰恰当速度度。根据据不同层层数和不不同使用用要求可可分为:高速电电梯。速速度大于于2.55mss,客梯梯速度随随层数增增加而提提高,消消防电梯梯常用高高速。中速电电梯。速速度在11.52.55mss,一般般货梯按按中速考考虑。低速电电梯。速速度在11.5mms以以内,运运送食物物电梯常常用低速速。1.2电电梯的组组成1.2.1电梯井井道电梯井道道壁多为为钢筋混混凝土井井壁或框框架填充充墙井壁壁。观光光电梯井井壁可用用通高玻玻璃幕墙墙。1.2.2电梯机机房机房和井井道的平平面相对
18、对位置允允许机房房任意向向两个相相邻方向向伸出11米左右,如如图1-79所所示。1.2.3井道道基坑一般基坑坑深度大大于等于于1.44m,作作为轿厢厢下降时时所需的的缓冲器器的安装装空间。1.2.4组成成电梯的的有关部部件(由由电梯厂厂供应)1.3电电梯与建建筑物的的相关部部位构造造1.3.1 电梯井井道、机机房建筑筑的一般般要求机房内内应当干干燥,与与水箱和和烟道隔隔离,通通风良好好,寒冷冷地区应应考虑采采暖,并并应有充充分照明明。通向机机房的通通道和楼楼梯宽度度不小于于1.22m,并并应有充充分照明明,楼梯梯坡度不不大于445。机房楼楼板应平平坦整洁洁,能承承受6kkPa的的均布荷荷载。井
19、道壁壁应是垂垂直的、井道尺尺寸只允允许正偏偏差,其其值不超超过:对对于井道道宽度和和深度为为50mmm;在在每个平平面上,对对井道壁壁与其相相应的理理想的偏偏差为330mmm。井道底底坑应是是防水的的,3000mmm缓冲器器水泥墩墩子,待待安装时时浇制;须留钢钢筋4根,伸伸出地面面3000mm。井道壁壁为钢筋筋混凝土土时;应应预留1150mmm见方方、1550mmm深孔洞洞、垂直直中距22m,以以便安装装支架。框架梁梁 (圈梁梁)上应预预埋铁板板,铁板板后面的的焊件与与梁中钢钢筋焊牢牢。每层层中间加加圈梁一一道。井道壁壁为砖墙墙时,在在安装时时钻孔预预埋导轨轨支架。电梯为为两台并并列时,中中间
20、可不不用隔墙墙而按一一定的间间隔放置置钢筋混混凝土梁梁或型钢钢过梁,以以便安装装支架。1.3.2 电梯导导轨支架架的安装装安装导轨轨支架分分预留孔孔插入式式和预埋埋铁焊接接式。1.4消消防电梯梯的建筑筑要求消防电电梯应设设前室,其其面积居居住建筑筑不小于于4.55 m22;公共共建筑不不小于66 m22,若与与防烟楼楼梯合用用时居住住建筑不不小于66m2;公共共建筑不不小于110m22。消防电电梯井、机房与与相邻电电梯井、机房之之间均应应采用耐耐火极限限不低于于2h的的墙隔开开,如在在隔墙上上开门,应应设甲级级防火门门。 前前室应采采用乙级级防火门门或具有有停滞功功能的防防火卷帘帘。井底应应设
21、排水水设施。消防电电梯的行行驶速度度,应按按从首层层到顶层层的运行行时间不不超过660s计计算确定定。轿箱内内应设专专用电话话。应在首首层设供供消防队队员专用用的操作作按钮。2 自自动扶梯梯2.1自自动扶梯梯的布置置方式自动扶梯梯在建筑筑物中主主要有以以下几种种布置方方式(图图1-881)。2.1.1单台布布置这种布置置方式往往往将两两台自动动扶梯分分设于平平面的两两侧,一一台负责责向上运运输客流流,一台台负责向向下运输输客流。该布置置方式有有利于在在平面中中部形成成整体开开敞的空空间,但但乘客流流动不连连续,上上行下行行的导向向性也不不明确。2.1.2 双双台并列列布置这种布置置方式往往往将
22、两两台电梯梯平行布布置于一一起,设设在平面面中部,乘乘客流动动不连续续,且搭搭乘场较较近,升升降流易易发生混混乱。2.1.3双台串串连布置置该布置方方式将各各层自动动扶梯有有规律地地偏移一一定距离离,其空空间效果果良好,同同时乘客客流动连连续,导导向性明明确,但但安装面面积较大大,适用用于面积积较大,进进深较深深且服务务楼层不不多的建建筑。2.1.4双台剪剪刀布置置将两台自自动扶梯梯交叉布布置,使使乘客流流动升降降方向均均为连续续,且搭搭乘场远远离,升升降流不不易发生生混乱,安安装面积积较小,是是目前运运用较多多的一种种布置方方式。2.2自自动扶梯梯的尺寸寸自动扶梯梯的角度度有三种种,正常常情
23、况下下应选用用30;当扶扶梯兼作作楼梯使使用时可可选277.3;当紧紧凑布置置时选用用35。扶梯梯宽度考考虑单人人上下时时为6000mmm,单人人携物时时8000mm,考考虑双人人上下时时可选用用10000、112000mm。其他相相关尺寸寸如图11-822所示。2.3自自动扶梯梯的客流流量自动扶梯梯踏板的的宽度一一般为660010000mmm不等,速速度为00.4550.755 m/s。常常用速度度为0.5m/s。自动扶梯梯的理论论载客量量为40000135500人人次/hh。其计计算方法法如下:Q=nv36000/00.400Q每每小时载载客人次次n每每级踏板板站靠人人数600mmm踏板板
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