第5章民用建筑構造概論【教學目標與要求】熟悉建筑構造研究的對象及其任務掌握房屋基本構件的組成、作用及設計要求了解影響建筑構造的各種因素，熟悉建筑構造設計原則5.1建筑體系建筑體系：一是指建筑的裝配關系，如砌塊建筑、板材建筑、盒子建筑等；二是指建筑的結構關系，如磚混結構、框架結構、排架結構、空間結構等；建筑的裝配關系和結構關系密不可分，其中建筑的結構體系更為重要。5.1建筑體系依建筑物使用性質和規模的不同：可分為單層、多層、大跨和高層建筑；單層和多層建筑的主要結構體系為砌體結構或框架結構體系。砌體結構是指由墻體作為建筑物承重構件的結構體系；框架結構主要是指梁柱作為承重構件的結構體系。大跨建筑常見的有：拱結構、網架結構以及薄殼、折板、懸索等空間結構體系。5.1建筑體系依建筑結構構件所用的材料不同：木結構、混合結構、鋼筋混凝土結構和鋼結構之分；混合結構是指在一座建筑物中，其主要承重構件分別采用多種材料制成，如磚與木、磚與鋼筋混凝土、鋼筋混凝土與鋼等。習慣上稱謂的磚混建筑，是指用磚與鋼筋混凝土作為結構材料的建筑。上海明天廣場：60層，238m，最高的框架—剪力墻結構，98年建成。1972年在紐約建造了世界貿易中心大樓(WorldTradeCenterTowers)，110層，高402m，鋼結構1974年美國在芝加哥又建成了當時世界最高的西爾斯大廈(SearsTower)，110層，高443m，鋼結構。馬來西亞雙塔樓：88層，450米，框—筒結構，1996年建成。臺北101大廈：101層，508米。組合結構由梁、柱構構件通過結結點連接組組成的結構構稱為框架架框架結構體體系純框架結構構框架結構體體系框架結構是是多層房屋屋的主要結結構形式。。框架—剪力力墻結構體體系筒中筒結構體系深圳發展中中心大廈多筒結構體體系成束筒筒多筒結構體體系巨形框架結結構國家體育場場國家體育場場建筑體形形上像鳥巢巢。可容納納8萬人。。平面為橢橢圓形,長長軸340m短軸292m。。屋蓋中間間有一個146m××76m的的開口，這這部分將設設計成開合合屋蓋。采采用加肋薄薄壁箱形截截面，總總用鋼量達達16萬t。一.世界貿貿易中心簡簡介（1））1.世界貿貿易中心的的建筑形式式撞機1天津奧林匹匹克體育場場俯瞰效果果圖“綠色奧運運”、“科科技奧運””、“人文文奧運”建筑底面面面積為80,000m2，屋屋頂面積76,719m2，，地上層數數6層，最最高點高度度53.00m，可可容納觀眾眾數60,000。。屋頂結構采采用鋼桁架架懸挑結構構。屋面面桁架落地地，形似露露珠。國家大劇院院位于北京人人民大會堂堂西側，西西長安街以以南，總占占地面積近近12公頃頃，總建筑筑面積近15萬平方方米，總投投資26.88億元元，目前已已進行過網網殼部分設設計與施工工驗收審查查會議。該工程外部部圍護結構構為鋼結構構網殼，是是半橢圓球球形，東西西長軸212.2m，南北短短軸143.64m，總高度度46.285。內內設歌劇院院（2416席）、、音樂廳（（2017席）及戲戲劇院（1040席席）及公共共大廳等。。屋面采用用鈦金屬板板，整個網網殼外環繞繞人工湖（（35500m2））,各種通通道及入口口均設在水水下。設計為法國國巴黎機場場公司安德德魯建筑師師，北京市市建筑設計計研究院參參與主體設設計，整體結構構用鋼量達達6750t，195kg/m。重型廠房結結構:西安安變壓器廠廠（400t吊車））上海環球金金融中心由日本森大大廈株式會會社的全額額子公司森森海外株式式會社及日日本具有代代表性的銀銀行、保險險公司、商商社等36家企業，，偕同政府府系統機構構日本海外外經濟協力力基金(OECF)聯合投資資的上海環環球金融中中心，總投投資逾750億日元元。位于陸陸家嘴金融融貿易區，，建筑總面面積335,420平方米，，地下3層層，地上94層。建建成后的高高度達460米。。總用鋼量量26000t，鋼鋼筋混凝土土核心筒，，外框鋼骨骨混凝土及及鋼柱。上海金茂大大廈金茂大廈是是由中國上上海對外貿貿易中心股股份有限公公司獨家投投資5.6億美元建建設的一座座88層的的超高層大大廈，建筑筑高度420.5米米，建筑面面積28.9萬平方方米，于1998年年8月28日竣工。。總用鋼鋼14000t，鋼鋼筋混凝土土核心筒，，外框鋼骨骨混凝土及及鋼柱。設設計者為美美國S.O.M事務務所。央視新臺址址央視新臺址址建設工程程位于北京京朝陽區東東三環中路路、北京商商務中心區區的核心地地段，占地地面積18.7萬平平方米，總總建筑面積積55萬平平方米,230m。央視新新臺址建設設工程總投投資約50億元人民民幣，2003年10月開工工建設，2008年年正式運行行。大連遠洋大大廈大連遠洋大大廈由大連連遠洋運輸輸公司、中中遠房地產產開發公司司與美國ESPIRIT公司司聯合投資資14.8億人民幣幣開發的集集五星級酒酒店和甲級級寫字樓為為一體的智智能大廈。。總建筑筑面積14.8萬平平方米。其其中：A座座為五星級級酒店，地地上51層層，總高200.8m。鋼筋筋混凝土核核心筒，外外框鋼框架架。設計、、加工、安安裝全部國國產化。臺北101長寬各150m，總總面積30277m2，塔高高508m，世界第第一高，26層以上上以8層為為一單元。。主要由巨巨柱、核心心系統及外外伸桁架梁梁。巨柱自自地下5層層至地上90層，最最大尺寸為為2.4mx3m。。直徑5.5m，中670t的的阻尼器高聳建筑:電視塔、微微波塔、通通訊塔等東方明珠電電視塔東方明珠廣廣播電視塔塔座落在上上海浦東新新區黃浦江江畔，以其其468米米的高度成成為亞洲第第一高塔塔。她于1991年年3月開始始建造，1994年年11月月完工，總總重量達12萬噸，，總投資8.3億元元人民幣。。東方明珠塔塔由三根直直徑為九米米的擎天立立柱、太空空艙、上球球體、下球球體、五個個小球、塔塔座和廣場場組成。輕型鋼結構構（6）容器器和其他構構筑物陜西銅川天天然氣公司司1000立立方米天然然氣球罐大連西太平平洋石化有有限公司1500立立方米CF-62鋼鋼球罐建筑構造研研究的對象象及其任務務建筑構造是是研究建筑筑物各組成成部分的構構造原理和和構造方法法的學科，，是建筑設設計不可分分割的一部部分。它具具有實踐性性強和綜合合性強的特特點,在內內容上是對對實踐經驗驗的高度概概括,并且且涉及到建建筑材料、、建筑物理理、建筑力力學、建筑筑結構、建建筑施工以以及建筑經經濟等有關關方面的知知識。因此此，研究的的主要任務務在于根據據建筑物的的功能要求求，提供符符合適用、、安全、經經濟、美觀觀的構造方方案，以作作為建筑設設計中綜合合解決技術術問題及進進行施工圖圖設計、繪繪制大樣圖圖等的依據據。一座建筑物物是由許多多部分所構構成。這些些構成部分分在建筑工工程上被稱稱為構件或或配件。5.2建建筑的組組成1—基礎；；2—外墻；；3—內橫墻墻；4—內縱縱墻；5——樓板；6——屋頂；7—地坪；；8—門；9—窗窗；10—樓梯；；11——臺階；12—雨篷篷；13——散水；14—勒腳腳；15——通風道；；16—防防潮層5.2建建筑的組組成5.2.1基礎礎基礎是房屋屋底部與地地基接觸的的承重構件件，它承受受房屋的上上部荷載，，并把這些些荷載傳給給地基，因因此基礎必必須堅固穩穩定，安全全可靠。5.2.2墻體體或柱非承重墻，，主要起圍圍護、分隔隔空間的作作用；墻承重結構構建筑的墻墻體，承重重與圍護合合一；墻體的種類類較多，有有單一材料料的墻體，，有復合材材料的墻體體。5.2建建筑的組組成5.2.3樓地地層樓板是重要要的結構構構件。作為樓板，，要具有足足夠的強度度和剛度，，同時還要要求具有隔隔聲、防潮潮、防水的的能力。地坪是底層層房間與土土層相接觸觸的部分。。它承受底層層房間的荷荷載，要求求具有一定定的強度和和剛度，并并具有防潮潮、防水、、保暖、耐耐磨的性能能。5.2.4樓梯梯樓梯是樓房房建筑的重重要的垂直直交通構件件。有有些建筑物物因為交通通或舒適的的需要安裝裝了電梯或或自動扶梯梯，但同時時也必須有有樓梯用作作交通和防防火疏散通通路。5.2建建筑的組組成5.2.5屋頂屋頂是建筑筑物頂部的的外圍護構構件和承重重構件。作作為圍護構構件，屋頂頂抵御著自自然界雨、、雪及太陽陽熱輻射等等對頂層房房間的影響響；作為承承重構件，，屋頂承受受著建筑物物頂部荷載載，并將這這些荷載傳傳給垂直方方向的承重重構件。因因此，屋頂頂必須具有有足夠的強強度、剛度度以及防水水、保溫、、隔熱等的的能力。5.2.6門和和窗門主要用作作交通聯系系，窗的作作用是采光光通風。門窗大致分分為鋼與鋁鋁制的金屬屬門窗與木木制門窗。。門窗有不不同的種類類和開啟方方式，要重重視框與墻墻、框與門門窗扇、扇扇與扇之間間的細微關關系。除上述六部部分八大構構件以外，，還有一些些附屬部分分，如陽臺臺、雨篷、、臺階、煙煙囪等。組組成房屋的的各部分各各自起著不不同的作用用，但歸納納起來是兩兩大類，即即承重結構構和圍護構構件。5.3影響響建筑構造造的因素一座建筑物物建成并投投入使用后后，要經受受著自然界界各種因素素的檢驗。。為了提高高建筑物對對外界各種種影響的抵抵御能力，，延長建筑筑物的使用用壽命，以以便更好地地滿足使用用功能的要要求，在進進行建筑構構造設計時時，必須充充分考慮到到各種因素素對它的影影響，以便便根據影響響程度，來來提供合理理的構造方方案。影響響的因素很很多，歸納納起來大致致可分為以以下幾方面面，如圖5.2所示示。5.3影響響建筑構造造的因素1.外力作作用的影響響作用到建筑筑物上的外外力稱為荷荷載。荷載載有靜荷載載(如建筑筑物的自重重)和動荷荷載之分。。動荷載又又稱活荷載載，如人流流、家具、、設備、風風、雪以及及地震荷載載等。荷載載的大小是是結構設計計的主要依依據，也是是結構選型型的重要基基礎。它決決定著構件件的尺度和和用料。而而構件的選選材、尺寸寸、形狀等等又與構造造密切相關關。所以在在確定建筑筑構造方案案時，必須須考慮外力力的影響。。在外荷載中中，風力的的影響不可可忽視，風風力往往是是高層建筑筑水平荷載載的主要因因素，特別別是沿海地地區，影響響更大。此此外，地震震力是目前前自然界中中對建筑物物影響最大大也最嚴重重的一種因因素。我國國是多地震震國家之一一，地震分分布也相當當廣，因此此必須引起起重視。在在構造設計計中，應該該根據各地地區的實際際情況，予予以設防。。5.3影響建筑筑構造的因素2.自然氣候的的影響我國幅員遼闊，，各地區地理環環境不同，大自自然的條件也多多有差異。由于于南北緯度相差差較大，從炎熱熱的南方到寒冷冷的北方，氣候候差別懸殊。因因此，氣溫變化化，太陽的熱輻輻射，自然界的的風、霜、雨、、雪等均構成了了影響建筑物使使用功能和建筑筑構件使用質量量的因素，如圖圖5.2所示。。有的因材料熱熱脹、冷縮而開開裂，嚴重的遭遭到破壞；有的的出現滲、漏水水現象；還有的的因室內過冷或或過熱而影響工工作等等，總之之均影響到建筑筑物的正常使用用。為防止由于于大自然條件的的變化而造成建建筑物構件的破破壞和保證建筑筑物的正常使用用，往往在建筑筑構造設計時，，針對所受影響響的性質與程度度，對各有關部部位采取必要的的防范措施，如如防潮、防水、、保溫、隔熱、、設變形縫、設設隔蒸氣層等等等，以防患于未未然。5.3影響建筑筑構造的因素5.3影響建筑筑構造的因素3.人為因素和和其他因素的影影響人們所從事的生生產和生活的活活動，往往會造造成對建筑物的的影響，如機械械振動、化學腐腐蝕、戰爭、爆爆炸、火災、噪噪聲等，都屬于于人為因素的影影響。因此，在在進行建筑構造造設計時，必須須針對各種可能能的因素，從構構造上采取隔振振、防腐、防爆爆、防火、隔聲聲等相應的措施施。以避免建筑筑物和使用功能能遭受不應有的的損失和影響。。另外鼠、蟲等也也能對建筑物的的某些構、配件件造成危害，如如白螞蟻等對木木結構的影響等等，因此，也必必須引起重視。。5.3影響建筑筑構造的因素4.物質技術條條件的影響建筑材料、結構構、設備和施工工技術等物質技技術條件是構成成建筑的基本要要素之一，建筑筑構造受其影響響和制約。隨著著建筑事業的發發展，新材料、、新技術和新工工藝的不斷出現現，建筑構造要要解決的問題越越來越多、越來來越復雜。建筑筑工業化的發展展也要求構造技技術與之相適應應。5.建筑標準的的影響建筑標準一般包包括造價標準、、裝修標準、設設備標準等方面面。6.經濟條件的的影響建筑構造設計是是建筑設計中不不可分割的一部部分，必須考慮慮經濟效益。在在確保工程質量量的前提下，既既要降低建造過過程中的材料、、能源和勞動力力消耗，以降低低造價，又要有有利于降低使用用過程中的維護護和管理費用。。同時，在設計計過程中還要根根據建筑物的不不同使用年限和和質量要求，在在材料選擇和構構造方式上給予予區別對待。5.4建筑筑構造設計原則則1.滿足建筑使使用功能要求由于建筑物使用用性質和所處條條件、環境的不不同，則對建筑筑構造設計有不不同的要求。如如北方地區要求求建筑在冬季能能保溫；南方地地區則要求建筑筑能通風、隔熱熱；對要求有良良好聲環境的建建筑物則要考慮慮吸聲、隔聲等等要求。總之為為了滿足使用功功能需要，在構構造設計時，必必須綜合有關技技術知識，進行行合理的設計，，以便選擇、確確定最經濟合理理的構造方案。。2.有利于結構構安全建筑物除根據荷荷載大小、結構構的要求確定構構件的必須尺度度外，對一些零零、部件的設汁汁，如陽臺、樓樓梯的欄桿，頂頂棚、墻面、地地面的裝修，門門、窗與墻體的的結合以及抗震震加固等，都必必須在構造上采采取必要的措施施，以確保建筑筑物在使用時的的安全。3.適應建筑工工業化的需要為了提高建設速速度，改善勞動動條件，保證施施工質量，在構構造設計時，應應大力推廣先進進技術，選用各各種新型建筑材材料，采用標準準設汁和定型構構件，為構、配配件的生產工廠廠化、現場施工工機械化創造有有利條件。以適適應建筑工業化化的需要。5.4建筑筑構造設計原則則4.講求建筑經經濟的綜合效益益在構造設計中，，應該注意整體體建筑物的經濟濟效益問題，既既要注意降低建建筑造價，減少少材料的能源消消耗；又要有利利于降低運行、、維修和管理的的費用，考慮其其綜合的經濟效效益。另外，在提倡節節約、降低造價價的同時，還必必須保證工程質質量，絕不可為為了追求效益而而偷工減料，粗粗制濫造。5.注意美觀構造方案的處理理還要考慮其造造型、尺度、質質感、色彩等藝藝術和美觀問題題。如有不當往往往會影響建筑筑物的整體設計計的效果。因此此，亦需事先周周密考慮。總之，在構造設設計中，全面考考慮堅固適用，技術術先進，經濟合合理，美觀大方方，是最基本的原原則。5.5建筑筑構造圖的表達達建筑構造設計用用建筑構造詳圖圖表