土木工程概论建筑工程.ppt

第第2章章 恢弘浩大的土木工程设施恢弘浩大的土木工程设施12.1 广厦千万间广厦千万间建筑工程建筑工程 22.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 u建筑工程建筑工程：过去称为：过去称为工业与民用建筑工业与民用建筑(即工民建即工民建)。u是对兴建房屋过程中规划、勘察、设计、施工的总称。是对兴建房屋过程中规划、勘察、设计、施工的总称。l古之建筑技术，师徒相传，一代又一代，尊古之建筑技术，师徒相传，一代又一代，尊春秋春秋时期鲁时期鲁国工匠国工匠鲁班鲁班为祖师。为祖师。l中国建筑行业最高奖项为中国建筑行业最高奖项为“鲁班金像奖鲁班金像奖”，奖项以鲁班命，奖项以鲁班命名，体现二千多年的历史传承绵延不绝。名，体现二千多年的历史传承绵延不绝。3l鲁班其人，公输氏，名般，般与鲁班其人，公输氏，名般，般与班同音，又叫公输班，因为是鲁班同音，又叫公输班，因为是鲁国人，故称之为鲁班。国人，故称之为鲁班。l鲁班生于鲁定公三年鲁班生于鲁定公三年(公元前公元前507年年)，四十年人生，曾创造攻城的，四十年人生，曾创造攻城的云梯云梯和磨粉的和磨粉的磨子磨子，又曾发明，又曾发明木木作工具作工具，被建筑工匠尊称为，被建筑工匠尊称为“祖祖师爷师爷”。2.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 4中国建筑工程中国建筑工程鲁班鲁班奖奖 u“中国建筑工程鲁班奖中国建筑工程鲁班奖(国家国家优质工程优质工程)”，简称，简称“鲁班奖鲁班奖”，原名，原名“建筑工程鲁班奖建筑工程鲁班奖”。u1987年设立。年设立。u目的：目的：贯彻执行贯彻执行“百年大计、百年大计、质量第一质量第一”的方针，促进我的方针，促进我国建筑工程质量的全面提高，国建筑工程质量的全面提高，争创国际先进水平。争创国际先进水平。5u1987-2011年：年：“鲁班奖鲁班奖”每年评选与颁奖一次；每年评选与颁奖一次；u2012年开始，每年评审一次，两年颁奖一次；年开始，每年评审一次，两年颁奖一次；u授予创建出一流工程的企业；授予创建出一流工程的企业；u每年评选一次，奖励数额现为每年每年评选一次，奖励数额现为每年80个。个。中国建筑工程中国建筑工程鲁班鲁班奖奖 6济南国际机场航站楼济南国际机场航站楼金沙滩市政环境工程金沙滩市政环境工程威海国际商品交易中心威海国际商品交易中心2006年度中国建筑工程鲁班奖年度中国建筑工程鲁班奖(精选精选)千禧龙花园二期工程千禧龙花园二期工程72.1.1.1 屋顶形式屋顶形式l功能功能：用于抵御自然界的风霜雪雨、太阳辐射、气温变化：用于抵御自然界的风霜雪雨、太阳辐射、气温变化以及其他不利因素。以及其他不利因素。干旱地区房屋多用平顶；干旱地区房屋多用平顶；湿润地区多用坡顶，多雨、多雪地区屋顶坡度较大。湿润地区多用坡顶，多雨、多雪地区屋顶坡度较大。l屋顶有平顶、坡顶、壳体、折板等形式。屋顶有平顶、坡顶、壳体、折板等形式。2.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 8(1)庑殿屋顶庑殿屋顶l组成：四个倾斜屋面、一条正脊组成：四个倾斜屋面、一条正脊(平脊平脊)、四条斜脊，又称五、四条斜脊，又称五脊殿。脊殿。l屋檐宽深庄重，屋檐宽深庄重，气势宏伟浩大，最气势宏伟浩大，最尊贵，为尊贵，为帝王专用帝王专用。故宫太和殿故宫太和殿 故宫太和殿故宫太和殿 2.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 视频：北京故宫风光视频：北京故宫风光9(2)歇山屋顶歇山屋顶l组成：四个倾斜屋面、一条正脊、四条垂脊、四条戗脊组成：四个倾斜屋面、一条正脊、四条垂脊、四条戗脊(垂垂脊下端处转折的一条脊下端处转折的一条)、两侧倾斜屋面上部转折成垂直的三角、两侧倾斜屋面上部转折成垂直的三角形墙面形墙面(称为称为“山花山花”)，形成两坡和四坡屋顶的混合形式。，形成两坡和四坡屋顶的混合形式。天安门城楼天安门城楼 天安门城楼天安门城楼 l歇山屋顶比较尊贵、歇山屋顶比较尊贵、大气，多用于城楼、庙大气，多用于城楼、庙堂。堂。2.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 102.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成(3)悬山屋顶悬山屋顶l双坡屋面，广泛为民间所采用。双坡屋面，广泛为民间所采用。l特点：屋面两侧伸出山墙外，山墙就是房屋端部的外墙。特点：屋面两侧伸出山墙外，山墙就是房屋端部的外墙。112.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成(4)硬山屋顶硬山屋顶l双坡屋面，广泛为民间所采用；双坡屋面，广泛为民间所采用；l特点：两侧山墙同屋面齐平或略高于屋面。特点：两侧山墙同屋面齐平或略高于屋面。122.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成(5)攒尖屋顶攒尖屋顶l所谓攒尖屋顶，就是所谓攒尖屋顶，就是平面平面为为圆形圆形、方形方形或其他或其他正多边形正多边形的的建筑物上的建筑物上的锥形屋顶锥形屋顶。天坛祈年殿天坛祈年殿 l殿内共殿内共28根金丝楠木大柱根金丝楠木大柱象征天上象征天上二十八宿二十八宿，其中，其中央四柱代表央四柱代表春、夏、秋、春、夏、秋、冬冬四季，中间一圈十二柱四季，中间一圈十二柱代表代表十二个月十二个月，外周十二，外周十二柱代表柱代表十二个时辰十二个时辰。132.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 l现代建筑的屋面分为现代建筑的屋面分为不上人屋面不上人屋面、上人屋面上人屋面、屋顶花园屋顶花园和和屋屋顶运动场顶运动场四类。四类。现代坡屋顶现代坡屋顶 现代上人屋面现代上人屋面 142.1.1.2 楼地面和楼梯楼地面和楼梯2.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 l楼面楼面指楼板层，主要构件是梁和楼板指楼板层，主要构件是梁和楼板 。l梁和板是梁和板是水平构件水平构件，除，除承受自身重量外，还要承承受自身重量外，还要承受楼面上装修材料、人和受楼面上装修材料、人和家具等的重量。家具等的重量。梁梁楼板楼板152.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 l地面地面是指建筑底层的地坪，属于底层房屋使用面积，可能是是指建筑底层的地坪，属于底层房屋使用面积，可能是直接回填土后铺筑混凝土形成，也可能是采用架空地板直接回填土后铺筑混凝土形成，也可能是采用架空地板 l楼梯楼梯是建筑物的垂直交通工具，上下楼层的通道，具有疏散是建筑物的垂直交通工具，上下楼层的通道，具有疏散功能，也是紧急情况下功能，也是紧急情况下(火灾、地震火灾、地震)时的逃生通道。时的逃生通道。162.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 2.1.1.3 墙和柱墙和柱l墙是建筑物的竖向承重构件和围护、分隔构件。墙是建筑物的竖向承重构件和围护、分隔构件。墙墙体体分分类类 按材料分按材料分 砖墙砖墙砌块墙砌块墙石材墙石材墙板材墙板材墙 按位置分按位置分 外墙和内墙外墙和内墙横墙和纵墙横墙和纵墙 按受力分按受力分 承重墙承重墙自承重墙自承重墙 讨论：所在教室的墙体讨论：所在教室的墙体是哪种？有何特点？是哪种？有何特点？172.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 l柱柱是房屋的是房屋的竖向承重构件竖向承重构件，支撑梁或楼面，支撑梁或楼面(屋顶屋顶)，承担竖向，承担竖向压力、水平风力和地震作用。压力、水平风力和地震作用。混凝土柱混凝土柱钢柱钢柱182.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 2.1.1.4 门和窗门和窗l门门主要供人们出入交通和分隔房间的作用，主要供人们出入交通和分隔房间的作用，l窗窗主要起通风、采光、分隔、眺望等围护作用。主要起通风、采光、分隔、眺望等围护作用。192.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 2.1.1.5 基础基础l地基地基：支承基础的土体或岩体，称为地基。：支承基础的土体或岩体，称为地基。天然地基天然地基：凡是未经人工处理就能满足设计要求的地基，：凡是未经人工处理就能满足设计要求的地基，称为天然地基；称为天然地基；人工地基人工地基：则需要经过人工加固处理，才能满足设计要求，：则需要经过人工加固处理，才能满足设计要求，这样的地基称为人工地基。这样的地基称为人工地基。20l基础基础：将房屋上部所承受的各种作用传递到地基上的结构：将房屋上部所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分，称为基础。组成部分，称为基础。基础的作用：承担上部压力，并将上部压力和自身重量传基础的作用：承担上部压力，并将上部压力和自身重量传递给地基。递给地基。基础底面直接和地基接触，它们之间的作用与反作用，称基础底面直接和地基接触，它们之间的作用与反作用，称为为基底压力基底压力。因地基的抗压能力较低，故因地基的抗压能力较低，故基础底面尺寸要加以扩大基础底面尺寸要加以扩大，以，以减小基底压力，保证地基安全。减小基底压力，保证地基安全。课堂讨论：地基和基础，一字之差，有何区别与联系？课堂讨论：地基和基础，一字之差，有何区别与联系？2.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 21基础底面到地面的距离，称为基础的基础底面到地面的距离，称为基础的埋置深度埋置深度。根据埋置深度的不同，可将基础分为根据埋置深度的不同，可将基础分为浅基础浅基础和和深基础深基础两类。两类。埋置深度小于或相埋置深度小于或相当于其底面宽度的基当于其底面宽度的基础，称为浅基础。础，称为浅基础。【例例】浅基础：柱下独立基础浅基础：柱下独立基础【例例】浅基础：柱下独立基础浅基础：柱下独立基础2.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 22对于对于浅层土质不良浅层土质不良，需要利用深处良好地层，采用专门施，需要利用深处良好地层，采用专门施工方法和机具建造的基础，称为深基础。工方法和机具建造的基础，称为深基础。【例例】深基础：桩基础深基础：桩基础古代：木结构建筑，柱下古代：木结构建筑，柱下石础石础。2.1.1 上栋下宇说组成上栋下宇说组成 232.1.2 材料不同分类型材料不同分类型2.1.2.1 木结构木结构l木结构是以木材为主要建筑材料，是一种古老的建筑结构。木结构是以木材为主要建筑材料，是一种古老的建筑结构。山西应县木塔山西应县木塔 木结构房屋木结构房屋 木结构房屋木结构房屋 242.1.2 材料不同分类型材料不同分类型2.1.2.2 砌体结构砌体结构l由由砖、石、混凝土砌块砖、石、混凝土砌块等块体材料和等块体材料和砂浆砂浆经砌筑而成的结构，经砌筑而成的结构，称为砌体结构。称为砌体结构。l砌体结构大量用于居住建筑砌体结构大量用于居住建筑(住宅住宅)和一般民用房屋和一般民用房屋(办公楼、办公楼、商店、宾馆、医院、教学楼等商店、宾馆、医院、教学楼等)，其中以，其中以砖砌体砖砌体的应用最为广的应用最为广泛。泛。252.1.2 材料不同分类型材料不同分类型l罗马罗马万神殿万神殿是欧洲最著名的古代砖石结构。是欧洲最著名的古代砖石结构。l万神庙：位于意大利罗马，跨度万神庙：位于意大利罗马，跨度43.5m，圆顶净高，圆顶净高43.5m，穹顶，穹顶中央有直径约中央有直径约9m的圆形采光口。的圆形采光口。262.1.2 材料不同分类型材料不同分类型2.1.2.3 混凝土结构混凝土结构l混凝土结构属于现代主要结构类型，仅有百余年的历史。混凝土结构属于现代主要结构类型，仅有百余年的历史。u混凝土结构包括：混凝土结构包括：素混凝土结构素混凝土结构：无筋或不配置受力钢筋的混凝土结构；：无筋或不配置受力钢筋的混凝土结构；钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构：配置普通受力钢筋的混凝土结构；：配置普通受力钢筋的混凝土结构；预应力混凝土结构预应力混凝土结构：配置受力的预应力筋，通过张拉或其：配置受力的预应力筋，通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。他方法建立预加应力的混凝土结构。272.1.2 材料不同分类型材料不同分类型l钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构是目前的主流建筑结构形式，广泛应用于是目前的主流建筑结构形式，广泛应用于工业与民用建筑。工业与民用建筑。l其类型主要有：其类型主要有：排架结构排架结构框架结构框架结构剪力墙结构剪力墙结构筒体结构筒体结构四种结构简况如下：四种结构简况如下：282.1.2 材料不同分类型材料不同分类型(1)排架结构排架结构l排架结构可以形成很大的建筑空间，多用于排架结构可以形成很大的建筑空间，多用于工业厂房工业厂房。l结构体系由结构体系由排架柱排架柱、屋架或屋面大梁屋架或屋面大梁、基础基础、各种、各种支撑支撑等组成。等组成。292.1.2 材料不同分类型材料不同分类型(2)框架结构框架结构l框架结构由水平构件框架结构由水平构件(梁梁)和竖向构件和竖向构件(柱柱)整体连接整体连接成刚架，成刚架，柱脚固定于基础柱脚固定于基础。l钢筋混凝土框架结构钢筋混凝土框架结构通常是采用通常是采用整体现浇整体现浇的的方法建造，方法建造，整体性和抵整体性和抵抗变形的能力都较大抗变形的能力都较大。302.1.2 材料不同分类型材料不同分类型(3)剪力墙结构剪力墙结构l剪力墙剪力墙：结构中布置的钢筋混凝土墙体具有较大的承受：结构中布置的钢筋混凝土墙体具有较大的承受水水平剪力平剪力的能力，这种墙体称为剪力墙。的能力，这种墙体称为剪力墙。l剪力墙承担竖向力、抵剪力墙承担竖向力、抵抗水平风力和水平地震荷抗水平风力和水平地震荷载作用。载作用。l常见于十几层到三十几常见于十几层到三十几层的高层建筑。层的高层建筑。31(4)筒体结构筒体结构l筒体结构是一种空间筒状结筒体结构是一种空间筒状结构，整体性强，抵抗水平作构，整体性强，抵抗水平作用的能力很大，适合于修建用的能力很大，适合于修建超高层建筑超高层建筑(高度超过高度超过100m)。台北台北101大楼大楼322.1.2 材料不同分类型材料不同分类型2.1.2.4 钢结构钢结构l1883年，美国建成芝加哥家庭年，美国建成芝加哥家庭保险公司大楼，是世界首栋钢结保险公司大楼，是世界首栋钢结构，地面构，地面10层、地下层、地下1层，共层，共11层。层。l1927年建成沈阳皇姑屯机车厂年建成沈阳皇姑屯机车厂钢结构厂房，是中国的首栋钢钢结构厂房，是中国的首栋钢结构。结构。33l现代钢结构是指以钢材为主制作的结构，而楼板可以采用现代钢结构是指以钢材为主制作的结构，而楼板可以采用压型钢板，也可以采用钢筋混凝土。压型钢板，也可以采用钢筋混凝土。l我国工业与民用建筑钢结构的应用范围大致如下：我国工业与民用建筑钢结构的应用范围大致如下：(1)工业厂房结构的承重骨架工业厂房结构的承重骨架例如冶金工厂的平炉车间、混铁炉车间等；例如冶金工厂的平炉车间、混铁炉车间等；重型机器厂的铸钢车间、水压机车间、锻压车间等；重型机器厂的铸钢车间、水压机车间、锻压车间等；电厂锅炉框架钢结构；电厂锅炉框架钢结构；造船厂的船台车间；造船厂的船台车间；飞机制造厂的装配车间。飞机制造厂的装配车间。2.1.2 材料不同分类型材料不同分类型34单层厂房单层厂房多多层层工工业业厂厂房房工业厂房工业厂房金陵石化总厂金陵石化总厂35我国建成的大跨度工业厂房我国建成的大跨度工业厂房2.1.2 材料不同分类型材料不同分类型36(2)大跨大跨结结构构u用于飞机库、汽车库、火车站、大会堂、体育馆、用于飞机库、汽车库、火车站、大会堂、体育馆、展览厅、影剧院等。展览厅、影剧院等。u其结构体系主要采用框架结构、拱架结构、网架结其结构体系主要采用框架结构、拱架结构、网架结构、悬挂结构以及预应力钢结构等。构、悬挂结构以及预应力钢结构等。2.1.2 材料不同分类型材料不同分类型372008年北京奥运会主场馆年北京奥运会主场馆鸟巢鸟巢38鸟巢效果图鸟巢效果图国家体育场建筑国家体育场建筑体形上像鸟巢。体形上像鸟巢。可可容纳容纳8万人万人。平面为平面为椭圆形椭圆形,长长轴轴340m，短轴，短轴292m。采用加肋薄壁箱采用加肋薄壁箱形截面形截面，总用钢总用钢量达量达16万顿万顿。2.1.2 材料不同分类型材料不同分类型39鸟巢内景鸟巢内景40沈阳桃仙国际机场屋盖沈阳桃仙国际机场屋盖41跨度跨度135m沈阳桃仙国际机场屋盖沈阳桃仙国际机场屋盖42国家大剧院国家大剧院 总建筑面积近总建筑面积近15万平方米，该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆万平方米，该工程外部围护结构为钢结构网壳，是半椭圆球形，东西长轴球形，东西长轴212.2m，南北短轴，南北短轴143.64m，总高度，总高度46.285m。设计为法国巴。设计为法国巴黎机场公司安德鲁建筑师，黎机场公司安德鲁建筑师，整体结构用钢量达整体结构用钢量达6750吨。吨。大跨度建筑大跨度建筑2.1.2 材料不同分类型材料不同分类型43(3)高层建筑高层建筑 用于旅馆、饭店、用于旅馆、饭店、公寓等高层楼房。公寓等高层楼房。长春光大银行。长春光大银行。28层，层，113m高，是一幢从设计、高，是一幢从设计、钢材生产、制作、施工钢材生产、制作、施工全部国产化全部国产化的全钢结构的全钢结构建筑。建筑。44帝帝王王大大厦厦金金茂茂大大厦厦88层层420米米北北京京财财富富中中心心马来西亚石油双塔马来西亚石油双塔马来西亚石油双塔马来西亚石油双塔45(4)钢结构住宅钢结构住宅u用于中、小型房屋。用于中、小型房屋。有弯曲薄壁型钢结有弯曲薄壁型钢结构、圆钢结构、钢构、圆钢结构、钢管结构等管结构等。钢结构住宅钢结构住宅视频：宝钢钢结构住宅广告片视频：宝钢钢结构住宅广告片视频：宝钢钢结构住宅广告片视频：宝钢钢结构住宅广告片2.1.2 材料不同分类型材料不同分类型462.1.2 材料不同分类型材料不同分类型2.1.2.5 混合结构混合结构由由两种两种或或两种以上两种以上材料为主制作的结构称为材料为主制作的结构称为混合结构混合结构。(1)砖木结构砖木结构：老式多层砌体房屋。：老式多层砌体房屋。砖墙、砖柱作为竖砖墙、砖柱作为竖向承重构件，木梁、向承重构件，木梁、木楼板作为水平承木楼板作为水平承重构件，再配上瓦重构件，再配上瓦屋盖。屋盖。47砖墙、砖柱作为竖向承砖墙、砖柱作为竖向承重构件，钢筋混凝土作为重构件，钢筋混凝土作为水平承重构件水平承重构件(钢筋混凝土钢筋混凝土梁、楼板、屋盖梁、楼板、屋盖)。(2)砖混结构：现代多层砌体房屋，一般采用砖混结构。砖混结构：现代多层砌体房屋，一般采用砖混结构。讨论：讨论：1、指出图中的钢筋混凝土构、指出图中的钢筋混凝土构件。件。2、为何还有钢筋混凝结土柱、为何还有钢筋混凝结土柱？答案：按抗震设置的构造柱。答案：按抗震设置的构造柱。48(3)钢钢-混凝土混合结构：超高层建筑中的混合结构一般是钢混凝土混合结构：超高层建筑中的混合结构一般是钢-钢筋混凝土混合结构，由钢筋混凝土混合结构，由钢框架钢框架或或钢骨混凝土框架钢骨混凝土框架与与钢筋混钢筋混凝土筒体结构凝土筒体结构所组成的结构体系共同承受竖向作用和水平作所组成的结构体系共同承受竖向作用和水平作用。用。上海金茂大厦、上海环球金融中心、台北上海金茂大厦、上海环球金融中心、台北101大楼，其结大楼，其结构形式都是采用的钢构形式都是采用的钢-混凝土混合结构。混凝土混合结构。492.1.3.1 薄壳结构薄壳结构 2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越(1)罗马小体育馆罗马小体育馆1957年建成。屋顶年建成。屋顶是混凝土网格型薄壳是混凝土网格型薄壳结构，圆顶直径结构，圆顶直径60m，由，由1620个钢筋混凝个钢筋混凝土预制菱形构件联合土预制菱形构件联合而成，最薄处仅而成，最薄处仅25mm。采用采用36根外露的叉形斜柱将巨大的球形壳托起，外观和平根外露的叉形斜柱将巨大的球形壳托起，外观和平面俯视或仰视都像一朵盛开的面俯视或仰视都像一朵盛开的葵花葵花。50(2)巴黎工业与技术展览中心大厅巴黎工业与技术展览中心大厅1959年建成。屋盖为钢年建成。屋盖为钢筋混凝土装配整体式薄壳筋混凝土装配整体式薄壳结构，其薄壳平面呈三角结构，其薄壳平面呈三角形，每边长形，每边长219m(720英尺，英尺，即跨度即跨度)，壳顶离地高度为，壳顶离地高度为46m。是当前世界上跨度最大是当前世界上跨度最大的钢筋混凝土公共建筑。的钢筋混凝土公共建筑。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 51(3)悉尼歌剧院悉尼歌剧院1973年建成。外年建成。外观由三组巨大的壳观由三组巨大的壳片组成，且三面临片组成，且三面临水。建筑长水。建筑长183m，宽宽118m，高，高67m。由于结构复杂、由于结构复杂、施工的困难，使该施工的困难，使该建筑的工期长达建筑的工期长达 17 年，造价超过预算年，造价超过预算的十几倍。的十几倍。混凝土壳体施工复杂，现在较少采用，用大跨度钢结构取代。混凝土壳体施工复杂，现在较少采用，用大跨度钢结构取代。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 522.1.3.2 网格结构网格结构l若干杆件按照某种有规律的几何图形通过节点连接起来的若干杆件按照某种有规律的几何图形通过节点连接起来的钢结构钢结构，称为，称为网格结构网格结构。四川大学体育馆四川大学体育馆 l杆件通常采用圆钢管，偶杆件通常采用圆钢管，偶尔也采用方钢管。尔也采用方钢管。平板形网格结构，称为网平板形网格结构，称为网架结构；架结构；曲面形网格结构，称为网曲面形网格结构，称为网壳结构。壳结构。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 53l网壳结构的跨度以日本福冈体育馆为最大，屋盖直径网壳结构的跨度以日本福冈体育馆为最大，屋盖直径222m。球形屋盖由三块可以旋转的扇形网壳组成，最下面一块扇形网壳球形屋盖由三块可以旋转的扇形网壳组成，最下面一块扇形网壳固定，中间和上面两块扇形网壳可以沿圆周导轨移动，体育馆可呈固定，中间和上面两块扇形网壳可以沿圆周导轨移动，体育馆可呈全封闭、开启全封闭、开启1/3或开启或开启2/3等不同状态。等不同状态。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 542.1.3.3 空间桁架结构空间桁架结构(1)中国国家大剧院中国国家大剧院平面投影：东西方向长平面投影：东西方向长轴尺寸为轴尺寸为212.2m，南北方，南北方向短轴尺寸为向短轴尺寸为143.6m，建，建筑物高筑物高46.3m，比人民大，比人民大会堂低会堂低3.3m。2007年秋建成，迎接年秋建成，迎接2008年北京奥运会。年北京奥运会。椭球壳体外环绕人工湖，椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达湖面面积达3.55万平方米，万平方米，各种通道和入口都设在水各种通道和入口都设在水面下。面下。行人需从一条行人需从一条80米长的米长的水下通道进入演出大厅。水下通道进入演出大厅。视频：建筑奇观视频：建筑奇观国家大剧院国家大剧院2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 55(2)新世纪环球中心新世纪环球中心2013年秋建成，位于成都。它由星级酒店、购物中心、中央商务年秋建成，位于成都。它由星级酒店、购物中心、中央商务城、海洋乐园等项目组成，主体平面尺寸城、海洋乐园等项目组成，主体平面尺寸500m 400m，高约，高约100m，建筑面积约，建筑面积约176万平方米，是目前世界上最大的单体建筑。万平方米，是目前世界上最大的单体建筑。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 562.1.3.4 张拉结构张拉结构l张拉结构就是将柔软材料通过某种方式施加拉力，使其张张拉结构就是将柔软材料通过某种方式施加拉力，使其张紧，作为屋盖的组成部分，覆盖较大空间。紧，作为屋盖的组成部分，覆盖较大空间。(1)悬索结构悬索结构悬索结构是以一系列受拉钢索为主要承重构件，按照一定悬索结构是以一系列受拉钢索为主要承重构件，按照一定规律布置，并悬挂在边缘构件或支撑结构上而形成的一种空规律布置，并悬挂在边缘构件或支撑结构上而形成的一种空间结构。间结构。由钢索的拉伸来抵抗外部作用力，屋面位于钢索之上。由钢索的拉伸来抵抗外部作用力，屋面位于钢索之上。中国悬索结构的代表之一，是建成于中国悬索结构的代表之一，是建成于1961年的北京工人体年的北京工人体育馆，屋盖为圆形平面，直径育馆，屋盖为圆形平面，直径94m。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 57北京工人体育馆北京工人体育馆2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 58北京工人体育馆北京工人体育馆建于建于1961年，是我国年，是我国悬索结构的代表作。悬索结构的代表作。屋盖形如自行车轮，屋盖形如自行车轮，圆形屋盖采用车幅式双圆形屋盖采用车幅式双层悬索体系，直径达层悬索体系，直径达94m。59(2)膜结构膜结构l膜结构可以分为膜结构可以分为气承式膜气承式膜结构和结构和张拉式张拉式膜结构两类。膜结构两类。l1975年建成的美国密年建成的美国密歇根州庞蒂亚克歇根州庞蒂亚克“银色银色穹顶穹顶”，平面为间等八，平面为间等八边形，短边边形，短边183m，长边，长边234.9m，为气承式，为气承式充气充气膜结构膜结构。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 60(3)索穹顶结构索穹顶结构索穹顶结构是以索穹顶结构是以索、杆、膜索、杆、膜合理组合而成的一种张拉结构，首合理组合而成的一种张拉结构，首次应用在韩国次应用在韩国1988年汉城奥运会体操馆和击剑馆。年汉城奥运会体操馆和击剑馆。1996年美国亚特兰大奥运会主赛馆的屋盖结构改进为双曲抛物面年美国亚特兰大奥运会主赛馆的屋盖结构改进为双曲抛物面形张拉整体索穹顶结构。穹顶平面为椭圆形，形张拉整体索穹顶结构。穹顶平面为椭圆形，193m 240m，造型，造型美观，受力合力，节约材料，曾被评为美观，受力合力，节约材料，曾被评为全美最佳设计全美最佳设计。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 61穹顶直径穹顶直径320m，由，由12根根100m的桅杆，通过总长度超过的桅杆，通过总长度超过70km的钢的钢缆绳悬挂，外形酷似飞碟，是目前世界上跨度最大的屋盖。缆绳悬挂，外形酷似飞碟，是目前世界上跨度最大的屋盖。伦敦千年穹顶伦敦千年穹顶伦敦千年穹顶是联合王国伦敦千年穹顶是联合王国政府专门为迎接政府专门为迎接2000年而兴年而兴建的时代标志性建筑。建的时代标志性建筑。福布斯福布斯民意调查：民意调查：“世世界十大最丑东西界十大最丑东西”首位。首位。伦敦千年穹：烧钱无底洞，伦敦千年穹：烧钱无底洞，2000年年12月份关闭。月份关闭。2.1.3 空间结构大跨越空间结构大跨越 622.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层中国将高度超过中国将高度超过100m的建筑称为的建筑称为超高层建筑超高层建筑；国外将高度超过国外将高度超过500英尺英尺(约约152m)的建筑称为的建筑称为摩天大楼摩天大楼。2.1.4.1 摩天大楼的发展摩天大楼的发展起源于美国；起源于美国；1883年：芝加哥家庭保险公司大楼，采用钢梁铁柱框架结年：芝加哥家庭保险公司大楼，采用钢梁铁柱框架结构，为人类历史上第一栋高层建筑；构，为人类历史上第一栋高层建筑；1891年：芝加哥，带电梯的年：芝加哥，带电梯的16层砖砌体结构大厦层砖砌体结构大厦莫纳莫纳德德 洛克大楼，沿用至今；洛克大楼，沿用至今；1913年：纽约乌尔沃斯大厦，年：纽约乌尔沃斯大厦，57层全钢结构，建筑高度层全钢结构，建筑高度241m，开启了摩天大楼的时代。，开启了摩天大楼的时代。63帝国大厦帝国大厦 1931年建成，工期年建成，工期410天，高度天，高度381m，保持世，保持世界纪录长达四十年之久。界纪录长达四十年之久。帝国大厦用材帝国大厦用材33万吨，万吨，是当时使用材料最轻的建是当时使用材料最轻的建筑，造价筑，造价6700万美元。万美元。帝国大厦和自由女神一帝国大厦和自由女神一起被称为纽约的标志。起被称为纽约的标志。2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层64马来西亚佩特纳斯大厦。马来西亚佩特纳斯大厦。亦称双塔大厦。亦称双塔大厦。地上地上88层，考虑夹层共层，考虑夹层共95层，总高度层，总高度452m。底层至底层至84层采用钢筋混层采用钢筋混凝土结构，凝土结构，84层以上为钢层以上为钢柱和钢环梁柱和钢环梁(钢结构钢结构)，属于，属于钢和钢筋混凝土混合结构。钢和钢筋混凝土混合结构。2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层65本世纪初，摩天大楼的高度一举突破本世纪初，摩天大楼的高度一举突破500m，并很快超过，并很快超过800m，这种速度不得不令人惊叹！，这种速度不得不令人惊叹！目前：世界第一高楼为位于阿拉伯目前：世界第一高楼为位于阿拉伯联合酋长国迪拜的哈里发塔楼。联合酋长国迪拜的哈里发塔楼。总高度为总高度为828m，共，共163层。层。该塔楼的结构体系为核心筒该塔楼的结构体系为核心筒-剪力墙剪力墙-端部柱，端部柱，601m以下采用钢筋混凝土以下采用钢筋混凝土结构，结构，601m以上采用钢框架结构。以上采用钢框架结构。施工时混凝土泵送的最大高度达到施工时混凝土泵送的最大高度达到601m，为世界之最。，为世界之最。2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层66高度超过帝国大厦的摩天大楼一览表高度超过帝国大厦的摩天大楼一览表 序号序号建筑物名称建筑物名称所在城市所在城市 建筑高度建筑高度(m)建筑层数建筑层数 建成年份建成年份1哈里发塔哈里发塔迪拜迪拜82816320102苏州中南中心苏州中南中心苏州苏州729138在建在建3深圳平安金融中心深圳平安金融中心深圳深圳660118在建在建4上海中心大厦上海中心大厦上海上海63212820155武汉绿地中心武汉绿地中心武汉武汉60612520176麦加皇家钟塔饭店麦加皇家钟塔饭店麦加麦加60112020127高银金融高银金融117天津天津59712020178世界贸易中心一号大楼世界贸易中心一号大楼纽约纽约54110420139广州东塔广州东塔广州广州530112201510中国尊中国尊北京北京528108在建在建67高度超过帝国大厦的摩天大楼一览表高度超过帝国大厦的摩天大楼一览表 序号序号建筑物名称建筑物名称所在城市所在城市 建筑高度建筑高度(m)建筑层数建筑层数 建成年份建成年份11台北台北101台北台北508101200412上海环球金融中心上海环球金融中心上海上海492101200813环球贸易广场环球贸易广场香港香港484118201014成都绿地中心成都绿地中心成都成都468108201715佩特纳斯大厦佩特纳斯大厦1座座吉隆坡吉隆坡45288199816佩特纳斯大厦佩特纳斯大厦2座座吉隆坡吉隆坡45288199817紫峰大厦紫峰大厦南京南京45089200918威利斯大厦威利斯大厦(前西尔斯大厦前西尔斯大厦)芝加哥芝加哥442108197319京基金融中心京基金融中心深圳深圳441100201120广州国际金融中心广州国际金融中心广州广州438103201068高度超过帝国大厦的摩天大楼一览表高度超过帝国大厦的摩天大楼一览表 序号序号建筑物名称建筑物名称所在城市所在城市 建筑高度建筑高度(m)建筑层数建筑层数建成年份建成年份20广州国际金融中心广州国际金融中心广州广州438103201021川普国际酒店大厦川普国际酒店大厦芝加哥芝加哥42398200922金茂大厦金茂大厦上海上海42188199923国际金融中心二期国际金融中心二期香港香港41588200324公主塔公主塔迪拜迪拜414101201225阿尔哈姆那塔阿尔哈姆那塔科威特城科威特城41377201126玛丽娜玛丽娜23大楼大楼迪拜迪拜39580199727中信广场中信广场广州广州39180199728信兴广场信兴广场深圳深圳38469199629帝国大厦帝国大厦纽约纽约3811021931人肉搜索：现在在建人肉搜索：现在在建(本表之外本表之外)的超高层建筑有哪些？的超高层建筑有哪些？692.1.4.2 中国超高层建筑中国超高层建筑1934年：上海国际饭店，年：上海国际饭店，24层，保持国内最高建筑长达层，保持国内最高建筑长达40年；年；1976年：广州白云宾馆，年：广州白云宾馆，33层，高层，高112.45m，首次突破，首次突破100m；1989年：京城大厦，地上年：京城大厦，地上52层、地下层、地下4层，建造总高度层，建造总高度183.5m，成为名副其实的摩天大楼。，成为名副其实的摩天大楼。u中国高层建筑发展缓慢。中国高层建筑发展缓慢。2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层70l上海环球金融中心，中上海环球金融中心，中国超高层建筑代表。国超高层建筑代表。1997年开工，年开工，2008年年8月竣工。月竣工。l地上地上101层、地下层、地下3层，层，建筑高度建筑高度492m。上海环球金融中心上海环球金融中心71u楼层：地上楼层：地上101层；地下层；地下3层层u总建筑面积：总建筑面积：381,600m2u业主：上海环球金融中心有限公司业主：上海环球金融中心有限公司 上海秀仕酒店经营有限公司上海秀仕酒店经营有限公司 上海秀仕观光会务有限公司上海秀仕观光会务有限公司u总包：中国建筑股份有限公司牵头总包：中国建筑股份有限公司牵头 与上海建工组成的总承包联合体与上海建工组成的总承包联合体u设计：设计：KPF建筑师事务所建筑师事务所(美美)入江三宅设计事务所入江三宅设计事务所(日日)构造计画研究所构造计画研究所(日日)赖思里赖思里罗伯逊联合股份公司罗伯逊联合股份公司(美美)建筑设备设计研究所建筑设备设计研究所(日日)华东建筑设计研究院华东建筑设计研究院 中船第九设计院中船第九设计院 中建上海建筑设计研究院中建上海建筑设计研究院 上海环球金融中心上海环球金融中心72都市云海都市云海 73风云际会上海滩风云际会上海滩2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层74陆家嘴晨曦陆家嘴晨曦动画：上海环球金融中心动画：上海环球金融中心75l上海环球金融中心顶部设计了一个上海环球金融中心顶部设计了一个倒梯形洞倒梯形洞，以减小风力。，以减小风力。原始设计：原始设计：原始设计：原始设计：深思：深思：原始设计由日原始设计由日本设计单位提供，本设计单位提供，在征求意见时，在征求意见时，上海市民强烈反上海市民强烈反对；对；后更改为梯形后更改为梯形结构；结构；如何理解爱国如何理解爱国？2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层76【在建在建】苏州中南中心苏州中南中心 l该项目位于苏州金鸡湖西，建筑面积该项目位于苏州金鸡湖西，建筑面积50万平方米，地上万平方米，地上138层，地下层，地下5层，檐口高度层，檐口高度598m，塔冠最高点，塔冠最高点729m。l苏州中南中心，是全国在建第一高楼，仅比哈里发塔低苏州中南中心，是全国在建第一高楼，仅比哈里发塔低99m，高度上排名世界第二。，高度上排名世界第二。2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层77基坑施工现场基坑施工现场 效果图效果图 2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层2.1.4.3 超高层建筑的未来超高层建筑的未来l发展高层建筑、超高层建筑可以节约用地、节省城市基础发展高层建筑、超高层建筑可以节约用地、节省城市基础设施费用、改善市容，是城市化进程中解决人多地少的出设施费用、改善市容，是城市化进程中解决人多地少的出路。路。l2013年在长沙有公司拟建一栋高度为年在长沙有公司拟建一栋高度为838m的世界第一高的世界第一高大楼，后来被叫停；大楼，后来被叫停；l日本规划的空中城市日本规划的空中城市1000，建筑高度，建筑高度1000m；l世界上有人策划在中东修建一座高达一英里世界上有人策划在中东修建一座高达一英里(约约1600m)的的建筑，估算投资数百亿美元，可容纳建筑，估算投资数百亿美元，可容纳30万人。万人。79思考：是否一定要建那么多超高层建筑？思考：是否一定要建那么多超高层建筑？据公开资料显示，目前全球在建的摩天大楼中，有据公开资料显示，目前全球在建的摩天大楼中，有87%位于中国。位于中国。按照现在的建造速度，到按照现在的建造速度，到2020年，中国拥有的摩天大年，中国拥有的摩天大楼数量将是美国的楼数量将是美国的2.3倍。倍。住建部专家委员会委员住建部专家委员会委员盛承懋盛承懋教授：教授：“如果说如果说一线城市一线城市摩摩天大楼的建设是为了缓解用地压力，最大限度地提高土地利天大楼的建设是为了缓解用地压力，最大限度地提高土地利用率，那么用率，那么二三线城市二三线城市大力推出的摩天大楼建设的情况需要大力推出的摩天大楼建设的情况需要理性反思的内容还是很多的，理性反思的内容还是很多的，但若是建的不好，很容，但若是建的不好，很容易出现易出现烂尾工程烂尾工程。”2.1.4 直上云霄超高层直上云霄超高层8081此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的