建筑构造(二)文字讲义XXXX7388.docx
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.建筑构造(2)文字讲义绪论 建筑的的建构1 建筑的的建构由材料、结结构和构构造方式式所形成成的建造造的逻辑辑关系被被称之为为建筑的的建构,它它是建筑筑形式产产生的依依据和物物质技术术基础。著名的建筑筑史学家家、哥伦伦比亚大大学建筑筑学教授授肯尼思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。”对他来讲,传统的并
2、沿用至今的砖、瓦、灰、砂、石和现代的钢材、玻璃等,才是建筑的血和肉,与纯艺术不同,建筑不仅是时代价值观的体现,而且是我们现实生活的体验,建筑物是真实的存在而不是象征性的符号。以各种建筑筑风格为为特点的的形式是是与一个个时代的的建筑技技术水平平、建造造方式以以及应用用的材料料密切相相关,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 材料材料运用是是建筑形形式设计计语言的的内在组组成部分分,材料料与形式式的
3、融合合是建筑筑设计的的理想目目标。毫无疑问,不不同的材材料具有有不同的的造型潜潜能,以以及视觉觉、触觉觉感受,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 结构建筑结构不不仅是建建筑的功功能要素素,它同同时反
4、映映出建筑筑外在形形象,也也是极其其重要的的建筑形形式要素素。建筑筑师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。结结构可以以确定空空间,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 构造建筑是由一一系列的的材料和和构件组组成的,构构造问题题与将这这些材料料和构件件结为整整体有关关。建筑筑形式与与建筑构构造有着着本质的的关系,不不同的构构造方式式必然会会被表现现出来。建建筑的完完美性与与其恰当当的构造造密不可可分。合合理利用用构造技技术可以以使建筑筑更美观观、更高高效和更更趋理性性
5、,是建建筑师运运用技术术语言实实现个人人美学观观的手段段。密斯凡德罗将建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。难难就难在在既要坚坚持这种种基本构构造,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。”“工艺艺运动超超过一种种方法,它它本身就就是一个个世界。作
6、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 高层建建筑的构构造第一节 高层建建筑概况况1 高层层建筑的的特点 增加加了建筑筑的集中中度,使使横向和和竖向联联系结合合起来,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。 从城城市管理理及规划划角度看看,城市市建筑向向高度发发展,可可缩短各各种工程程管线、道道路长度度。 节约约用地。 造价价高。 由于于气流的的绕行而而形成紊紊流,使使周围空空间产生生强烈缝缝隙风和和
7、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。 防灾灾难度大大(风、火火、地震震)。2 风与与高层建建筑2.1 风与高高层建筑筑的相互互影响在建筑物的的周围遇遇强风时时会产生生风向变变化等影影响,特特别在高高层建筑筑的周围围会产生生较大的的影响。图图中给出出由风洞洞实验得得到的建建筑物建建成后周周边风速速分布。另外,作用用在建筑筑物上风风的强弱弱是不断断变化的的,因此此建筑物物还会产产生振动动问题。2.2 抗风对对策在设计建筑筑物时,防防风对策策有许多多种,以以下介绍绍其中几几种。2.2.11 遮挡挡以往人们一一般采用用种植防防风林、绕绕宅林、树树木等来来预防强强风带来来的灾害害。照片
8、片是日本本出云地地区种植植的“筑地松松”。出云地区区常遭受受冬天季季节风的的作用,为为防止风风灾,在在住宅用用地西侧侧和北侧侧种植抗抗强风的的黑松,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。如图是遮挡挡率分别别为255%、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。遮遮挡率不不同。风风速分布布也大不不相同。 遮挡挡率为1100%时在防防风围栏栏正后边边的效果果较好,离离防风围围栏较远远处效果果较小。 遮挡挡率为225%时时几乎
9、无无效。 遮挡挡率为660%时时风速以以80%递减,同同时其效效果波及及的距离离也长,防防风效果果最好。2.2.22 外形形设计在设计建筑筑物时,可可采取以以下防风风对策: 减少少挡风面面,选择择合适的的平面形形状去掉建建筑物的的棱角(如如图)。 让风风穿过,选选择合适适的断面面形状使中中间层中中空(如如图)。2.2.33 结构构设计如图分析一一下在框框架结构构上加水水平力的的情况。可可以看出出,在梁梁柱接合合处产生生最大弯弯矩。框框架结构构也好,其其他结构构也好,恰恰当的节节点连接接设计是是非常重重要的。在框架结构构中加入入斜撑,将将使其在在水平力力作用下下产生的的变形减减小,结结构变得得更
10、加牢牢固。与与桁架结结构相同同,加入入的斜撑撑根据外外力的方方向不同同而产生生拉力或或压力以以抵抗较较大的水水平力。与斜撑起同同样作用用、能更更好地抵抵抗水平平力的构构件是墙墙。将墙墙与框架架结构相相结合,就就可以得得到既经经济、抗抗风、抗抗震效果果又好的的结构。适用的房屋屋最大高高度(M)结构类型烈度6789框架结构同非抗震设 计554525框架-抗震震墙结构构12010050抗震墙结构构12010060第二节 高层建建筑防火火构造1 防火火原理1.1 火灾种种类火灾时结构构各部分分的损伤伤程度依依燃烧物物种类的的不同而而不同。煤煤气爆炸炸和油箱箱爆炸作作用在结结构上的的是冲击击力和高高热量
11、。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。伦敦某公寓寓住宅于于19668年发发生煤气气爆炸事事故,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。如图是火灾灾时结构构承受非非常荷载载作用的的情况。此此时,楼楼板由于于高温作作用使混混凝土和和钢筋强强度降低低,由上上层重物物倒塌落落下的集集中荷载载作用所所形成的的破坏模模式图即即可作为为预防对对策的根根据,要要使钢筋筋有足够够保护层层的厚度度。1.2 钢材耐耐热性结构材料主主要采用用钢和混混凝土
12、。钢钢材在通通常的状状态下可可以承受受较大荷荷载作用用,但在在高温下下强度急急剧降低低,即使使很小的的荷载也也不能承承受。因因此,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。钢柱受热时时会膨胀胀屈曲,出出现将外外墙推出出等破坏坏。作为为对策,应应确保其其耐火性性能。1.3 防灾课课题和对对策防火灾最根根本的是是要防止止火源。防防火课题题与建筑筑物的使使用者、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。结结构设计计的目标标是在火火灾时建建筑物不不倒塌。2 防火火构造2.1 耐火涂涂料耐火涂料常常用的有有砂浆和和硅酸钙
13、钙板等,最最近也有有采用将将耐火涂涂料等加加热发泡泡,使其其增厚以以形成优优良的隔隔热层的的方法。2.2 高强耐耐火结构构构件最近常使用用如耐火火钢和钢钢管混凝凝上柱一一类,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6600C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 避难层层的设置置及布置置方式高层民用用
14、建筑设设计防火火规范CCB 5500445-995(220011版)规规定,建建筑高度度超过1100mm的公共共建筑,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。避避难层净净面积按按5人/m2计算。避避难层可可兼作设设备层。避避难层应应设消防防电梯出出口,并并设消防防专用电电话。避难层一般般有敞开开式和封封闭式两两种布置置方式:敞开式式即外墙墙为柱廊廊式装有有可开启启的百叶叶窗,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
15、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 直升飞飞机停机机坪的设设计为解决和缓缓和上部部楼层人人员在紧紧急情况况下的疏疏散,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: 必须须避开高高出屋顶顶的设备备机房、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。 停机机坪为圆圆形时,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。 停机机坪周围围设800010000mmm高
16、的安安全护栏栏。 通向向停机坪坪的出口口应不少少于2个,每每个宽不不小于00.9mm。 停机机坪适当当部位应应设消火火栓。 停机机坪的承承载能力力应根据据当地消消防部门门使用的的直升飞飞机型号号确定。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 电梯和和自动扶扶梯1 电梯梯1.1 电梯的的类型1.1.11 按使使用性质质分 客梯梯:主要要用于人人们在建建筑物中中竖向的的
17、联系。 货梯梯:主要要用于运运送货物物及设备备。 消防防电梯:用于发发生火灾灾、爆炸炸等紧急急情况下下作安全全疏散人人员和消消防人员员紧急救救援使用用。1.1.22 按电电梯行驶驶速度分分为缩短电梯梯等候时时间,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: 高速速电梯。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。 中速速电梯。速速度在11.52.55mss,一般般货梯按按中速考考虑。 低速速电梯。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 电梯的的组成1.2.11 电梯梯井道电梯井道壁壁多
18、为钢钢筋混凝凝土井壁壁或框架架填充墙墙井壁。观观光电梯梯井壁可可用通高高玻璃幕幕墙。1.2.22 电梯梯机房机房和井道道的平面面相对位位置允许许机房任任意向两两个相邻邻方向伸伸出1米左右,如如图1-79所所示。1.2.33 井道道基坑一般基坑深深度大于于等于11.4mm,作为为轿厢下下降时所所需的缓缓冲器的的安装空空间。1.2.44 组成成电梯的的有关部部件(由由电梯厂厂供应)1.3 电梯与与建筑物物的相关关部位构构造1.3.11 电电梯井道道、机房房建筑的的一般要要求 机房房内应当当干燥,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。 通向向机房的的通
19、道和和楼梯宽宽度不小小于1.2m,并并应有充充分照明明,楼梯梯坡度不不大于445。 机房房楼板应应平坦整整洁,能能承受66kPaa的均布布荷载。 井道道壁应是是垂直的的、井道道尺寸只只允许正正偏差,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。 井道道底坑应应是防水水的,3300mmm缓冲冲器水泥泥墩子,待待安装时时浇制;须留钢钢筋4根,伸伸出地面面3000mm。 井道道壁为钢钢筋混凝凝土时;应预留留1500mm见见方、1150mmm深孔孔洞、垂垂直中距距2m,以以便安装装支架。 框架架梁 (圈梁)上应预预埋铁板
20、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。 井道道壁为砖砖墙时,在在安装时时钻孔预预埋导轨轨支架。 电梯梯为两台台并列时时,中间间可不用用隔墙而而按一定定的间隔隔放置钢钢筋混凝凝土梁或或型钢过过梁,以以便安装装支架。1.3.2 电梯导轨轨支架的的安装安装导轨支支架分预预留孔插插入式和和预埋铁铁焊接式式。1.4 消防电电梯的建建筑要求求 消防防电梯应应设前室室,其面面积居住住建筑不不小于44.5 m2;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。 消防防电梯井井、机房房与相邻邻电梯井井、机房房之间
21、均均应采用用耐火极极限不低低于2hh的墙隔隔开,如如在隔墙墙上开门门,应设设甲级防防火门。 前室室应采用用乙级防防火门或或具有停停滞功能能的防火火卷帘。 井底底应设排排水设施施。 消防防电梯的的行驶速速度,应应按从首首层到顶顶层的运运行时间间不超过过60ss计算确确定。 轿箱箱内应设设专用电电话。 应在在首层设设供消防防队员专专用的操操作按钮钮。2 自动动扶梯2.1 自动扶扶梯的布布置方式式自动扶梯在在建筑物物中主要要有以下下几种布布置方式式(图11-811)。2.1.11 单台台布置这种布置方方式往往往将两台台自动扶扶梯分设设于平面面的两侧侧,一台台负责向向上运输输客流,一一台负责责向下运运
22、输客流流。该布布置方式式有利于于在平面面中部形形成整体体开敞的的空间,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。2.1.22 双双台并列列布置这种布置方方式往往往将两台台电梯平平行布置置于一起起,设在在平面中中部,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。2.1.33 双台台串连布布置该布置方式式将各层层自动扶扶梯有规规律地偏偏移一定定距离,其其空间效效果良好好,同时时乘客流流动连续续,导向向性明确确,但安安装面积积较大,适适用于面面积较大大,进深深较深且且服务楼楼层不多多的建筑筑。2.1.44 双台台剪刀布布置将两台自动动扶梯交交叉布置置,使乘乘客流动动
23、升降方方向均为为连续,且且搭乘场场远离,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 自动扶扶梯的尺尺寸自动扶梯的的角度有有三种,正正常情况况下应选选用300;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。其其他相关关尺寸如如图1-82所所示。2.3 自动扶扶梯的客客流量自动扶梯踏踏板的宽宽度一般般为600010000mmm不等,速速度为00.4550.755 m/s。常常用速度度为0.
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