第四章-常用结构体系所适用的建筑类型.ppt

第四章第四章公共建筑的技术问题分析公共建筑的技术问题分析第一节公共建筑设计与结构技术1、墙承重结构系统墙承重结构系统所适应的建筑类型2 2、骨架结构支承系统、骨架结构支承系统所适用的建筑类型3、空间结构支承系统空间结构支承系统所适用的建筑类型一、墙承重结构系统所适应的建筑类型n 墙承重结构支承系统以部分或全部建筑外墙以及若干固定不变的建筑内墙作为垂直支承系统的一种体系n 墙承重结构支承系统墙承重结构支承系统 砌体墙承重砌体墙承重 :墙体材料的来源丰富，施工方便，对建筑平面的适应墙体材料的来源丰富，施工方便，对建筑平面的适应性强，因此大量应用于低层和多层的民用建筑，特别是住宅、旅馆、性强，因此大量应用于低层和多层的民用建筑，特别是住宅、旅馆、学校、幼托、办公用房和一些小型商业用房、工业厂房、诊疗所等学校、幼托、办公用房和一些小型商业用房、工业厂房、诊疗所等 钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统 ：预制装配式的建筑平面相对较为规整，：预制装配式的建筑平面相对较为规整，往往以横墙承重居多，使用不够灵活，但能够适应一般的学校、宿舍、往往以横墙承重居多，使用不够灵活，但能够适应一般的学校、宿舍、旅馆、住宅、办公等建筑的要求旅馆、住宅、办公等建筑的要求 ；现浇的往往大量应用于高层建筑，；现浇的往往大量应用于高层建筑，特别是高层的办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中特别是高层的办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中建筑物墙体分类建筑物墙体分类1、按墙体在房屋中所处位置分 内墙外墙内横墙内纵墙外纵墙外横墙（山墙）墙承重结构系统所适应的建筑类型n横墙横墙n纵墙纵墙n窗间墙窗间墙n窗下墙窗下墙墙承重结构系统所适应的建筑类型横墙承重的方式在纵方向可以获得较大的开窗面积，易得到较好的采光条件，但平面较呆板 纵墙承重的方式可减少横墙的数量，对开放室内空间有一定的好处，但其整体刚度往往不如横墙承重的方案好，纵向开窗面积也受到限制，所以在高烈度地震区应慎重对待 纵、横墙混合承重的方案除应有一定数量的纵墙及横墙拉齐以加强建筑物的刚度、满足抗震的要求外，其墙体的布置相对较为自由，在平面组合方面可获得交通组织的方便并能够形成较好的采光和通风的条件，尤其适用于民用住宅 砌体墙承重砌体墙承重第1章 墙承重结构系统所适应的建筑类型墙承重结构系统所适应的建筑类型n砖石结构的住宅和小型旅馆n砌体墙承重实例n早期砌体墙承重的主要材料是生土、砖和石，现在主要是砖和各种砌块。n生土墙承重实例客家民居土制建筑客家民居土制建筑什么土是生土？什么土是生土？没有腐殖质（或极少），土质疆硬板结，透水性差，缺乏营养的土一般谓之生生土土。如深土层下的黄疆土。含有大量腐殖质，质地疏松，微生物丰富的土谓之熟土。如农家园地、树林等的表层土，或泥碳（树木、藻类埋在地层下经过成千上万年后形成）都是熟土熟土。熟土具备了植物生长的条件，很适合植物栽培。地上层的表土是熟土，下面深处是生土，熟土长庄稼，生土不长，经过晾晒才能长庄稼。生土经过晾晒施肥才能用。墙承重结构系统所适应的建筑类型n柏林墙遗址旁的椭圆形的和解教堂n生土墙承重实例象征东德和西德“团圆”的和解教堂位于柏林墙遗址旁，而这里曾是“势不两立的无人地带”。这是一座富有特色的教堂结构的夯土建筑。教教堂核心使用经过冲压技术处理的黏土堂核心使用经过冲压技术处理的黏土混合沙砾、碎石和泥土，制作成的土混合沙砾、碎石和泥土，制作成的土墙可为自身与部分屋顶承重墙可为自身与部分屋顶承重，地板也采用黏土建材，屋顶采用木结构与铜皮组合，由外墙的木柱承重。n生土墙承重实例绿色环保建筑师保罗-韦纳的夯土住家虽然在20世纪的一段时间里夯土曾被流行趋势所摒弃，但现在，这种来自于大自然、低成本且具有良好耐热度的环保绿色材料自然、低成本且具有良好耐热度的环保绿色材料又再度得到了不少建筑师们的宠爱。夯土所具有的防火、隔音、防毒等特性防火、隔音、防毒等特性再次受到人们的关注，而且也能避免木材使用过程中所造成的森林砍伐问题n生土墙承重实例俄勒冈州波特兰市艺术风格的居民生活合作社外墙面的装饰图案利用泥土的可塑性，雕刻出美丽的图案作为装饰n生土墙承重实例英格兰德文英格兰德文古老的土制小别墅古老的土制小别墅小别墅屋可以说是英国的典型建筑，其外观看上去简直就是“英国乡下”房屋的典型代表。在这里，土窖永远不会过时。这件拥有白色外墙面和茅草屋顶的土制小别墅已经存在了几个世纪之久，在墙上的牌子上写着令人难以置信的建造日期：1539年。n生土墙承重实例现代建筑美学现代建筑美学纳帕溪谷山顶夯土别墅纳帕溪谷山顶夯土别墅n生土墙承重实例五颗星能源等级五颗星能源等级德克萨斯州西湖山的夯土别墅德克萨斯州西湖山的夯土别墅这座别墅为我们展现了夯土工艺的多功能性。该建筑由占地5000平方英尺，墙体厚达2英尺。它拥有卓越的能源利用效率，获得了奥斯汀市绿色建筑项目五颗星的能源等级评分n生土墙承重实例土窖屋也能绽放艺术魅力土窖屋也能绽放艺术魅力太阳光瑜伽工作室太阳光瑜伽工作室这个结构不同寻常的土窖小屋打破了典型的盒子状四方造型轮廓，采用圆形教堂式入口设计。窗子采用钻石形状的设计，让大家见识到土窖屋也能绽放出的艺术魅力n砖墙承重的混合结构多层学生宿舍墙承重结构系统所适应的建筑类型n砌体墙承重实例n某混合结构的多层教学楼墙承重结构系统所适应的建筑类型n砌体墙承重实例n砌块墙承重的混合结构实验楼n砌体墙承重实例墙承重结构系统所适应的建筑类型 钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统n 板材装配式建筑体系板材装配式建筑体系n 预制装配式盒子住宅预制装配式盒子住宅 n 现浇钢筋混凝土剪力墙体系现浇钢筋混凝土剪力墙体系墙承重结构系统所适应的建筑类型 钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统n 板材装配式建筑体系板材装配式建筑体系1.主要预制构件主要预制构件成片的墙体及大块的楼板成片的墙体及大块的楼板2.承重方式承重方式以横墙承重为主，也可以用纵墙承重或者纵、横墙混以横墙承重为主，也可以用纵墙承重或者纵、横墙混合承重合承重墙承重结构系统所适应的建筑类型墙承重结构系统所适应的建筑类型n钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统-板材装配式建筑板材装配式建筑墙承重结构系统所适应的建筑类型 钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统n预制装配式盒子住宅预制装配式盒子住宅1.主要预制构件主要预制构件盒子形状的建筑单元，还可以包括支承的框盒子形状的建筑单元，还可以包括支承的框架架2.承重方式承重方式盒子间相互叠合；用筒体作为支承，悬挂或者悬盒子间相互叠合；用筒体作为支承，悬挂或者悬吊盒子单元；盒子像抽屉一样放置在支承框架中吊盒子单元；盒子像抽屉一样放置在支承框架中n钢筋混凝土墙承重系统钢筋混凝土墙承重系统-1967年蒙特利尔世界博览会展出的年蒙特利尔世界博览会展出的预制装配式盒子住宅预制装配式盒子住宅墙承重结构系统所适应的建筑类型n现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层住宅楼现浇钢筋混凝土剪力墙体系的高层住宅楼墙承重结构系统所适应的建筑类型墙承重结构系统所适应的建筑类型二、骨架结构支承系统所适用的建筑类型n 骨架结构支承系统骨架结构支承系统对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根对于建筑空间布置在构思上主要在于用两根柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系柱子和一根横梁来取代了一片承重墙。这样原来在墙承重结构支承系统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构统中被承重墙体占据的空间就尽可能地给释放了出来，使得建筑结构构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、构件所占据的空间大大减少，而且在骨架结构承重系统中，无论是内、外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活外墙均不承重，可以灵活布置和移动，因此较为适用于那些需要灵活分隔空间的建筑物，或是内部分隔空间的建筑物，或是内部空间开敞空间开敞的建筑物，而且建筑立面处理的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活。也较为灵活。n可分为：框架结构体系框架结构体系 、框剪、框筒等体系、框剪、框筒等体系 、板柱体系、板柱体系 、单层刚、单层刚架、拱、架、拱、1 1、框架结构体系：、框架结构体系：n 柱网需要有对位关系，平面不宜转折过多，对于建筑布局的灵活性的意义主要体现在那些内部需要较多大空间的建筑。n框架结构建筑的特点：由于墙体不用承重，故可以创造开敞的空间，且作为围护分隔的墙体可以根据各个楼层的不同需要设置，无需上下对齐。n一层平面一层平面n二层平面二层平面n某饭店建筑框架呈扇形排列某银行建筑框架成角度交叉排列n钢筋混凝土框架支承的大型体育馆的看台下部室内空间n框架结构建筑的围护及分隔墙体的选材及布置骨架结构支承系统所适用的建筑类型2 2、框剪、框筒等体系、框剪、框筒等体系 n框剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足结构方面的需要外，如能与建筑空间的布置相协调，更能发挥框架原有的灵活性。某框剪体系高层旅馆平面框筒结构办公楼核心筒跟随建筑外形作变化n框筒等体系的建筑物，筒体在垂直方向的适当变形，可以造成丰富的建筑体型。骨架结构支承系统所适用的建筑类型3 3、板柱体系、板柱体系 n 板底平整，可降低层高，且内部空间分隔不受梁的影响。适用于使用荷载合适的商场、图书馆、仓储、多层轻型厂房等。n某装配式板柱体系办公楼平面及施工工艺示意骨架结构支承系统所适用的建筑类型n伞状结构的无梁楼盖的办公建筑骨架结构支承系统所适用的建筑类型4 4、单层刚架、拱、单层刚架、拱 ：n在结构上属于平面受力体系，可以通过改变排列方式或平面尺寸适应较活泼的建筑平面和体型；还可以结合空间结构屋盖系统覆盖大空间n钢制刚架结构的玻璃暖房骨架结构支承系统所适用的建筑类型n钢制刚架结构的飞机库骨架结构支承系统所适用的建筑类型骨架结构支承系统所适用的建筑类型n拱券在早期建筑中的应用n拱券结构的住宅室内骨架结构支承系统所适用的建筑类型骨架结构支承系统所适用的建筑类型n美国蒙哥马里体育馆用平行拱支承屋面覆盖圆形平面骨架结构支承系统所适用的建筑类型n墨西哥马达莱纳体育中心体育宫用四道相交的拱支承屋面覆盖接近正方形的平面骨架结构支承系统所适用的建筑类型n法国某大学建筑由不断转变排列角度的落地拱生成骨架结构支承系统所适用的建筑类型两片刚性拱支撑屋面索网及其边缘构件两片交叉拱作为索网边缘构件 三、空间结构支承系统所适用的建筑类型n空间结构支承系统空间结构支承系统各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，各向受力，可以较为充分地发挥材料的性能，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式。因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式。n可分为：薄壳、网架、悬索、膜、混合形式薄壳、网架、悬索、膜、混合形式1 1、薄壳、薄壳 ：n属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两种。本身具有骨架和屋盖的双重作用（书P101）空间结构支承系统所适用的建筑类型n折板薄壳结构建筑折板薄壳结构建筑n格拉加尼亚修道院格拉加尼亚修道院n美国建筑系本科生的作业美国建筑系本科生的作业理查德迈耶作品：罗马千禧教堂（JubileeChurch）空间结构支承系统所适用的建筑类型2 2、网架、网架 n 由许多杆件按照受力的合理性有规律地排列组合而成，可以分为平板网架和网壳两种。网架空间整体性好。平板网架杆件正交、斜交后可以形成不同的平面形状，使用相当灵活。在需要时结构杆件可以暴露。n网壳相当于格构化的薄壳，但由钢杆件组成的网壳一般比混凝土薄壳的自重要小得多，除了用作大空间的顶盖外，还可以整体化地围合空间空间结构支承系统所适用的建筑类型n由网架结构覆盖的音乐厅由网架结构覆盖的音乐厅空间结构支承系统所适用的建筑类型n曲面网架的大型展示空间及运动馆曲面网架的大型展示空间及运动馆n由网架结构覆盖的交通空间由网架结构覆盖的交通空间空间结构支承系统所适用的建筑类型n空间网架在建筑物入口处的运用空间网架在建筑物入口处的运用深圳华侨艺术中心n空间网架在建筑物入口处的运用空间网架在建筑物入口处的运用n上海体育馆上海体育馆平板网架结构平板网架结构空间结构支承系统所适用的建筑类型3 3、悬索、悬索 n 用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支承构件，使结构自重极大地减小，而跨度大大增加。除稳定性相对较差外，是比较理想的大跨屋盖结构形式。对于建筑而言，由于拉索显示出柔韧的状态，使得结构形式轻巧且具有动感。（书99页）空间结构支承系统所适用的建筑类型n悬索结构屋面覆盖的世博会展厅悬索结构屋面覆盖的世博会展厅华盛顿杜勒斯国际机场候机楼19581962年建，埃罗沙里宁设计跨度45.6米，长度为182.5米n屋盖用悬索结构的冰球馆屋盖用悬索结构的冰球馆耶鲁大学冰球馆（1958）埃罗沙里宁设计4 4、膜：、膜：n像薄壳一样，兼有承重和围护的双重功能。其张拉力来源于充气或者用桅杆、拱、拉索等构件来将膜绷紧。由于这些构件灵活的布置形式以及膜本身轻柔的外表，在城市室外空间小品中也常应用。膜膜 应应 用用 领领 域：域：体育设施：体育设施：体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。等。商业设施：商业设施：商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店（挑檐）等。（挑檐）等。文化设施：文化设施：展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。水族馆、音乐广场等。交通设施：交通设施：机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。油站、天桥连廊等。工业设施：工业设施：工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。流中心等。景观设施：景观设施：建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。场、楼宇屋顶改造更新等。膜结构的分类：膜结构的分类：膜结构按结构受力特性大致可分为：骨架式膜结构（Framemembranestrcture，Cabledomemembranestructure）、张拉式膜结构（Tension/Suspensionmembranestructure）、充气式膜结构、组合式膜结构（Compoundmembranestructure）等几大类1骨架式膜结构（骨架式膜结构（FrameSupportedStructure）以钢构或是集成材料构成屋顶骨架后，在其上方张拉膜材的构造形式，下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，且经济效益高等特点，广泛适用于任何大,小规模的空间。2.张拉式膜结构（张拉式膜结构（TensionSuspensionStructure）是依靠膜自身的张拉应力与支承杆和拉索共同构成结构体系。它以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安定。创新性强且造型美观。因施工精度要求高，结构性能强且具丰富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。n3.充气式膜结构（充气式膜结构（PneumaticStructure）充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气压上升到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以抵抗外力，因利用气压来支撑，及钢索作为辅助材料,无需任何梁柱支撑，可得到更大的空间，施工快捷，经济效益高，但需维持进行24小时送风机运转，在持续运行及机器维护费用的成本上较高。85年日本国际科学技术博览会火鸡馆年日本国际科学技术博览会火鸡馆4.组合式膜结构组合式膜结构香港大球场，容纳4万观众，获1995年美国建筑师协会奖纵向用240m跨度，顶部标高55m的拱形骨架支撑屋顶前沿拱形骨架有12度的倾角n体育场张拉膜结构顶盖体育场张拉膜结构顶盖空间结构支承系统所适用的建筑类型n张拉膜结构的连廊张拉膜结构的连廊n张拉膜结构的展示空间张拉膜结构的展示空间空间结构支承系统所适用的建筑类型法国卡巴里奥收费站。长152m，最宽32m，4个35m高圆锥形桅杆支撑。1999年获国际织物工业协会组织的成就奖。气撑式膜建筑，依靠送风系统向室内充气，顶升膜面构成屋盖空间美国依阿华州综合体育馆。气撑式膜结构n德国慕尼黑安联体育场德国慕尼黑安联体育场n体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色。体育场由半透明的充气膜结构覆盖，可根据不同球队的比赛改变外观的颜色。日本东京棒球馆n充气膜结构的植物园穹顶充气膜结构的植物园穹顶空间结构支承系统所适用的建筑类型n膜结构的空间研究大楼膜结构的空间研究大楼空间结构支承系统所适用的建筑类型中共中央党校气膜网球馆中共中央党校气膜网球馆设计方案效果图该项目跨度38米，长度109米，高度12.5米，内部有6片国际标准的网球场地，建筑面积4142平方米。是目前国内最大的气膜网球馆。按照设计，该项目可以抵御十二级以上台风和北京地区50年一遇的特大风雪，同时，建筑可以有效抗震和抵抗沉降变形，安全性能非常高。此外建筑具有优越的节能性能，经测算，该项目一年的建筑能耗，包括内部的空调暖气消耗，仅为传统建筑能耗的1/3，是名副其实的绿色节能建筑。建设历程照片平整地面，基础施工膜材运到现场铺设膜材充气安装保温系统调试利用顶部透光膜设计，室内白天不用开灯也可以达到很好的采光效果空间结构支承系统所适用的建筑类型5 5、混合形式：、混合形式：n按照建筑设计的要求及材料、结构功能的合理性，以多种形式混合使用n上海八万人体育馆变截面柱、悬臂桁架及张拉膜的混合使用第3章 空间结构支承系统所适用的建筑类型n雷诺汽车中心雷诺汽车中心悬索与屋面钢悬索与屋面钢梁混合使用梁混合使用大连国际贸易中心大连国际贸易中心坐落于大连市中心区，地下五层，地上七十八层，建筑物高度325.1m，总建筑面积约28万m2。结构形式采用钢-混凝土混合结构，即钢筋混凝土核心筒，钢管混凝土柱，钢梁 各种空间结构类型比起其它平面类型的结构形式来，除了在发各种空间结构类型比起其它平面类型的结构形式来，除了在发挥材料性能、减少结构自重、增加覆盖面积方面的优势外，其形挥材料性能、减少结构自重、增加覆盖面积方面的优势外，其形状的富于变化以及支座形式的灵活选用及灵活布置，对建筑空间状的富于变化以及支座形式的灵活选用及灵活布置，对建筑空间以及建筑形态的构成无疑都有着积极的意义。以及建筑形态的构成无疑都有着积极的意义。建筑容积率：是指项目规划建设用地范围内全部建筑面积与规划建设用地面积之比。附属建筑物也计算在内，但应注明不计算面积的附属建筑物除外。建筑密度：即建筑覆盖率，指项目用地范围内所有建筑基底面积之和与规划建设用地之比。绿化率：是指规划建设用地范围内的绿地面积与规划建设用地面积之比。基地面积占地面积总建筑面积