1、,土木工程概論,第5講 建筑工程（1）,1 2,建筑工程概述 基本構(gòu)件,央視大樓,國外某法院,美國俄亥俄州某公司辦公樓,美國堪薩斯公共圖書館,美國田納西州主題音樂公園,波蘭某建筑,迪拜動(dòng)態(tài)摩天大樓,A 規(guī)劃師： 負(fù)責(zé)房屋生活的環(huán)境。好比一個(gè)人，規(guī)劃就像人生活的環(huán)境。,B 建筑師：負(fù)責(zé)房屋的布局和藝術(shù)處理。猶如人的體型、容貌、氣質(zhì)。,法國郎香教堂建于19501953年，是現(xiàn)代建筑創(chuàng)作中“粗野主義與表現(xiàn)個(gè)性傾向的代表之一。,C 結(jié)構(gòu)工程師 負(fù)責(zé)建筑工程的骨架即結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)猶如人的骨骼和壽命。,不同房屋有不同的結(jié)構(gòu)（骨架），如有磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等。,可見，建造房屋不僅是建

2、設(shè)單位、勘察單位、設(shè)計(jì)單位要全面協(xié)調(diào)合作；同時(shí)也是規(guī)劃師、建筑師、結(jié)構(gòu)工程師、設(shè)備工程師同施工單位全面協(xié)調(diào)合作的過程。,D 設(shè)備工程師 負(fù)責(zé)房屋的給水排水、供熱通風(fēng)和電氣等設(shè)施。好比人的器官和神經(jīng)。,這個(gè)過程示意如下：,大體經(jīng)歷了三個(gè)階段：,第一階段為初步設(shè)計(jì)階段： 即根據(jù)建設(shè)單位提出使用要求完成下述工作： 包括 初步設(shè)計(jì)構(gòu)思 明確各種功能要求 形成總體設(shè)計(jì)方案,第二階段為施工圖階段：,包括 處理各設(shè)計(jì)工種的技術(shù)問題； 進(jìn)行各設(shè)計(jì)工種的細(xì)部設(shè)計(jì)； 繪制施工圖，書寫設(shè)計(jì)說明，完成總體設(shè)計(jì)；,第三階段為施工階段： 包括 交付施工單位，同時(shí)進(jìn)行工程監(jiān)理； 竣工，房屋落成，交付使用；,房屋建筑工程的類

3、別有多種分法。 可按房屋的使用性質(zhì)分； 按房屋結(jié)構(gòu)所采用的材料分； 也可按房屋主體結(jié)構(gòu)的型式和受力系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)體系）分。 建筑師習(xí)慣于第一種，結(jié)構(gòu)工程師和施工工程師習(xí)慣于第二、尤其是第三種分法。,.住宅建筑,如別墅、宿舍、公寓等。這類建筑對(duì)房屋使用的布局、朝向、采光、隔熱、隔音等建筑技術(shù)問題有較高要求。主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件為樓板、墻體，層數(shù)12層至1020層不等。,1.按房屋的使用性質(zhì)分；,深圳金海灣花園,富華家園,風(fēng)和日麗,江山小區(qū),濟(jì)南燕子山、佛山苑小區(qū)分別獲得全國第一、二批住宅試驗(yàn)小區(qū)的銀質(zhì)獎(jiǎng)和綜合獎(jiǎng)金牌獎(jiǎng)。1996年，佛山苑小區(qū)被中國建筑業(yè)學(xué)會(huì)授予魯班獎(jiǎng)。,.公共建筑,特點(diǎn)：大量人群集聚，室內(nèi)空

4、間和尺度都很大，人流走向問題突出。結(jié)構(gòu)采用梁柱連接在一起的大跨度框架結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)架、拱、殼結(jié)構(gòu)等為主體結(jié)構(gòu)。層數(shù)以單層或低層居多。,低層 13層 、多層46層、 中高層79層、高層10層 即24m 超高層100m,體育館,.商業(yè)建筑,如商店、銀行、賓館、商業(yè)寫字樓等,特點(diǎn)：有著與公共建筑類似的要求。往往做成高層建筑，對(duì)結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)型式有較高的要求。,金茂大廈位于上海黃埔江畔的浦東地區(qū)的陸家嘴“金三角”。1999年初竣。它是世界性超高層摩天大樓競(jìng)賽的最新產(chǎn)兒，其高度排在第三位。,金茂大廈由美國著名的建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所“SOM”（Skidmore,OwingsMerrill）設(shè)計(jì)。金茂大廈位于黃埔江畔

5、極佳的景觀點(diǎn)，與“東風(fēng)明珠”電視塔為鄰，大廈有88層，主要以金融辦公為主，從54層以上為賓館客房，其中有展覽和會(huì)議廳，最上層是展望樓。金茂大廈的總基地面積為23,611平方米，下部辦公層總面積為124,000平方米，辦公層均是無柱空間，采用了目前世界上最新技術(shù)結(jié)構(gòu)，以求空間的開放度和效率性?？腿诉M(jìn)入地面層旅館門廳后，乘高速電梯直達(dá)位于54層的賓館空中門廳，黃埔江兩岸景色盡收眼底。以圓形為基本空間的大廈中庭，是一個(gè)具有魔力的井式空間，從大廈中部俯視下面和仰首頂部，都具有一種恐怖感。,從金茂54層遠(yuǎn)眺黃浦江畔,從金茂大廈73層俯視中廳,金茂大廈外觀局部,.文教衛(wèi)生建筑,如圖書館、實(shí)驗(yàn)樓、學(xué)校、醫(yī)院

6、等。這類建筑有較強(qiáng)的針對(duì)性。,一般采用框架結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)。,.工業(yè)建筑,如重型機(jī)械廠房、紡織廠房（單層輕工業(yè)）、制藥廠房、食品廠房（多層輕工業(yè)）等,特點(diǎn)：荷載巨大且往往是撞擊、振動(dòng)荷載。需要空間大，并有特殊要求。（溫濕度、防爆、防塵、防菌等）,單層采用鉸接框架（排架）結(jié)構(gòu)。,多層工業(yè)建筑一般采用剛接框架。,北京拜爾制藥廠房,徐州淮海水泥廠 1981年建設(shè)，1989年通過國家竣工驗(yàn)收,上海寶鋼一號(hào)高爐雄姿,. 農(nóng)業(yè)建筑,如暖棚、畜牧場(chǎng)等。一般采用輕型鋼結(jié)構(gòu)。,輕型鋼結(jié)構(gòu),2. 按房屋結(jié)構(gòu)所采用的材料分：,. 砌體結(jié)構(gòu) 采用磚、石、砼砌塊等砌體做成。主要用于墻體結(jié)構(gòu)。,. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 采用鋼筋

7、混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土做成，主要用于框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。,甘肅酒泉921-520工程,.鋼結(jié)構(gòu) 采用各種型鋼或鋼管連接做成，在上述結(jié)構(gòu)中，除墻體結(jié)構(gòu)、薄殼、折板結(jié)構(gòu)外，均可選做鋼結(jié)構(gòu)。,.木結(jié)構(gòu) 采用方木、圓木、條木、板材連接做成。我國古時(shí)，木結(jié)構(gòu)房屋很多，如宮殿、廟宇、塔等。近年來，因木材匱乏，很少采用。, 薄膜充氣結(jié)構(gòu),用于屋蓋結(jié)構(gòu),是在玻璃絲增強(qiáng)塑料薄膜或尼龍布罩內(nèi)部形成一定的形狀，作為建筑空間的覆蓋物。目前尚不普及。,4.1 基本構(gòu)件,一、分類,二、思考,板、梁、柱、拱,大家可以設(shè)想，這四個(gè)基本構(gòu)件在建筑物中承擔(dān)的作用和可能的形式。,板 板是一種平面構(gòu)件，其長度和寬度方向的

8、尺寸遠(yuǎn)大于其高度（稱厚度），樓板、陽臺(tái)板、樓梯板都屬于這一類。 它主要承受施加在板面上并與板面垂直的荷載（包括樓板、地面層、頂棚層的恒載和樓面上人群、家具、設(shè)備等活載）。 板的作用效應(yīng)主要是彎距和剪力。,4.1.1 板,定義： 平面尺寸較大而厚度較小的受彎構(gòu)件，通常水平放置。,單向板,雙向板,板按受力形式可分為單向板和雙向板。,雙向板,單向板,板的分類,板按施工方式可分為整體現(xiàn)澆式和預(yù)制裝配式。,整體現(xiàn)澆式,板筋布完后,置入預(yù)埋管線 局部放大詳圖,1.支模板 2.模板有柱通過處.模板要斷開,3.梁、柱鋼筋連通，開始布板筋4.完成鋼筋工程 5.用商品混凝土整體澆注,預(yù)制裝配式,預(yù)制實(shí)心板 預(yù)制空

9、心板 預(yù)制槽形板,預(yù)制槽形板實(shí)例 預(yù)制多孔板實(shí)例,按布置位置分為樓板、屋面板、基礎(chǔ)板、墻板按平面形式可分為方形板、矩形板、圓形板及三角形板 按截面形式可分為實(shí)心板、空心板、槽形板 按所用材料可分為木板、鋼板、鋼筋混凝土板、預(yù)應(yīng)力板等,板的布置,板的布置方式應(yīng)根據(jù)空間的大小，以及盡可能減少板的規(guī)格種類等因素綜合考慮，以達(dá)到結(jié)構(gòu)布置經(jīng)濟(jì)、合理的目的。板的支承有板式和梁板式，預(yù)制板直接擱置在墻上的稱板式布置，若樓板支承在梁上，梁再擱置在墻上的稱為梁板式布置。,板縫處理,板縫能起到傳遞荷載的作用，使相鄰板能共同工作，但施工較麻煩。當(dāng)板縫小于20mm時(shí)，用水泥砂漿填縫。 當(dāng)板縫小于50mm時(shí)，用細(xì)石混凝

10、土灌實(shí)即可。當(dāng)板縫大于50mm時(shí)，應(yīng)在縫中加鋼筋網(wǎng)片再灌細(xì)石混凝土。當(dāng)板縫為120mm時(shí)，可將縫留在靠墻處，沿墻挑磚填縫。當(dāng)板縫大于120mm時(shí)，可采用鋼筋骨架現(xiàn)澆板帶處理. 為了增強(qiáng)樓板的整體剛度，特別是地基條件差的地區(qū)或地震區(qū)，應(yīng)在板與墻以及板端連接處設(shè)置錨固鋼筋.,1、按截面形式分： 矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、疊合梁等。,4.1.2 梁,鋼梁形狀,混凝土梁形狀,2、按支承方式分： 簡(jiǎn)支梁，連續(xù)梁，懸臂梁,梁 是一種直線或曲線形構(gòu)件，其截面寬度和高度遠(yuǎn)小于其長度方向的尺寸，大梁、伸臂梁、樓梯梁等都屬于這一類。 梁主要承受其上板傳來的壓力以及梁的自重，

11、荷載作用的方向通常與梁軸線相垂直。 梁的作用效應(yīng)主要是彎距、剪力，有時(shí)也承受扭矩。,構(gòu)件生成示意圖,中間梁與邊梁的剖面A.中間梁處剖面B.邊梁處剖面,梁是工程結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件，通常水平放置，但有時(shí)也斜向設(shè)置以滿足使用要求，如樓梯梁。梁的截面高度與跨度之比一般為1/81/16，高跨比大于1/4的梁稱為深梁；梁的截面高度通常大于截面的寬度，但因工程需要，梁寬大于梁高時(shí)，稱為扁梁；梁的高度沿軸線變化時(shí)，稱為變截面梁。 1.按截面形式分,a.工字梁 b.槽型梁c.工字組合梁d.T型梁 e.疊合梁 f.箱形梁 鋼梁截面,鋼筋混凝土梁截面,花籃梁的應(yīng)用：用花籃梁可以減少結(jié)構(gòu)高度 左圖:花籃梁實(shí)例 右圖:花

12、籃梁的有效高度和寬度不能比計(jì)算值少,2.按所用材料分： 鋼梁、鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁、木梁以及鋼與混凝土組成的組合梁等3.按梁的常見支承方式可分為： 簡(jiǎn)支梁，懸臂梁, 一端簡(jiǎn)支另一端固定梁，兩端固定梁, 連續(xù)梁。,簡(jiǎn)支梁,懸臂梁,一端簡(jiǎn)支一端固定梁,兩端固定梁,連續(xù)梁,肋形 曲梁,井格梁,4.1.3 柱,定義： 柱是工程結(jié)構(gòu)中主要承受壓力，有時(shí)也同時(shí)承受彎矩的豎向構(gòu)件。,鋼筋混凝土柱,柱 是一種豎向直線形構(gòu)件，其截面尺寸遠(yuǎn)小于其高度。 柱主要承受與其相連的梁傳來的壓力以及柱的自重，荷載作用方向通常與柱軸線平行。當(dāng)荷載作用于截面形心時(shí)為軸心受壓，當(dāng)荷載偏離截面形心時(shí)為偏心受壓。 柱的主要作

13、用效應(yīng)是軸力（拉或壓）、彎矩、剪力，有時(shí)還承擔(dān)扭矩。,北京建國門地鐵車站鋼管混凝土柱,分體柱,勁性柱的吊裝,綴條式格構(gòu)柱 綴板式格構(gòu)柱,鋼骨混凝土柱,勁性混凝土拆模,焊接固定,4.1.4 拱,定義： 為曲線結(jié)構(gòu)，主要承受軸向壓力。,美國貝永橋,河北趙州橋,由曲線形構(gòu)件（稱為拱圈）或折線形構(gòu)件及其支座組成。 在荷載作用下主要承受軸向壓力，有時(shí)也承受彎矩和剪力。 它比同跨度的梁要節(jié)約材料。,拱,拱橋,是一種空間曲面形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，由曲線形板與作為邊緣構(gòu)件的梁、拱或桁架組成。 在荷載作用下主要承受中面內(nèi)的壓力，有時(shí)也承受中面外的彎距、剪力或扭矩。 殼就象動(dòng)物蛋殼以最薄的殼面能構(gòu)成強(qiáng)大的蛋體一樣，能以較

14、小的構(gòu)件厚度形成承載能力很高的結(jié)構(gòu)。,殼,蒙特利爾體育館,墻是一種豎向平面或曲面構(gòu)件，墻的長度和寬度兩方向的尺寸遠(yuǎn)大于其厚度。 墻主要承受其上梁、板傳來的壓力以及墻的自重，荷載作用方向通常與墻面平行（這與板不同）。 墻的主要作用效應(yīng)為軸向壓力（當(dāng)荷載作用于墻的截面形心軸線上），有時(shí)還可能有彎矩（當(dāng)荷載偏離形心軸線時(shí)）。,墻,墻的分類,按位置分為內(nèi)墻和外墻。沿建筑物短軸方向的墻稱為橫墻，沿長軸方向布置的墻稱為縱墻，位于房屋兩端的外墻稱為山墻（見圖）。 按受力情況分為承重墻和非承重墻，建筑物內(nèi)部只起分隔作用的非承重墻稱為隔墻。 按所用材料分為磚墻、石墻、土墻、混凝土墻以及各種天然的、人工的或工業(yè)廢料制成的砌塊墻、板材墻等。 按構(gòu)造方式分為實(shí)體墻、空體墻和組合墻，實(shí)體墻由一種材料構(gòu)成；空體墻也是一種材料構(gòu)成，但墻內(nèi)留有空腔；組合墻則有兩種或兩種以上材料組合而成。,基礎(chǔ),承受墻、柱傳來的壓力并將它擴(kuò)散到地基上去的結(jié)構(gòu)組成部分。 基礎(chǔ)類型 按結(jié)構(gòu)形式可分為：獨(dú)立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、管柱基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)和沉箱基礎(chǔ)等