房屋建筑工程

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Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 封面故事 : 吉萨大埃及博物馆 吉萨大埃及博物馆占地 50 万平方米、展览空间 3 万平方米落成后将成为 世界上最大的考古学博物馆 。该馆收藏了古埃及 30 余万件文物 , 其中大多数展品年代超过 3000 年。埃及政府更誓要将其大埃及博物馆打造成世界上最大的考古博物馆 , 并期望借此机会整合金字塔的周边环境 。 “这是吉萨高原的新纪元。 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 彭士佛与妻子 Roisin Heneghan 封面故事 : 吉萨大埃及博物馆 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 彭士佛 彭士佛，被成为 2007 年国际建筑明星的舞台上的一匹黑马，目前，他已经成为全世界最热门建筑师之一 , 亦是伦敦奥运会建筑和吉萨大埃及博物馆建筑项目中的主角。 83 个国家 ,1557 个知名建筑师事务所 派出最优方案参与这项投入 3.5 亿 5 千万美元 大工程的竞图。彭士佛和他的团队参列其中 ( 当时彭士佛的建筑师事务所里除了他和妻子外 , 只有一个员工 ), 一点也都不显眼。然而几番大浪淘沙 , 最后却是这个由华裔建筑师领衔的爱尔兰事务所胜出。对于中西方文化都了然于心的彭士佛在关键时刻打出了一张东方牌 ———“ 天人合一 ” ——— 透明的大型建筑体坐落在黄沙之中 , 这样的设计十分夸张和大胆 。 封面故事 : 吉萨大埃及博物馆 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 一个纯净透明的简约主义建筑。 建筑服从于景观 : 无框玻璃幕墙打破了建筑与景观的平衡 ,, 力求模糊室内外的界限 , 利用折叠的立面设计和稍倾斜的幕墙 , 使原本形成冲突的两块形成有效的对话。 封面故事 : 吉萨大埃及博物馆 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 通过本身材质的特殊性来完成“透明”这一概念。 长达一公里的外墙为 花石膏 覆盖 , 通体明澈 , 饰以 意大利的透明石材 ——— 前一种石膏是金字塔里地板和陪葬品的专用料 , 后一种石材既能吸收自然光 , 又能隔温。 因为只有 25% 的 草形印刷玻璃 能达到幕墙工程师要求的透明度 , 所以在面向景观的立面使用了 全镀膜的玻璃 。 而博物馆的屋顶也由 透明的金属材质 建造而成 , 同样可以降低能源消耗 , 并遮挡艳阳。 特别是到了晚上 , 外墙吸收的光线照亮室内 , 这样 , 头顶月光和繁星 , 游客可以在博物馆中的任何位置 , 看到博物馆外的 胡夫、麦瑟瑞那斯和齐普芬三大金字塔 。 封面故事 : 吉萨大埃及博物馆 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 5 年来 , 埃及政府把为彭士佛完成“天人合一”的建筑理念的投资预算增加到了 5.5 亿美元 , 大埃及博物馆已经在吉萨高原上初具规模。 封面故事 : 吉萨大埃及博物馆 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 封面故事 : 吉萨大埃及博物馆 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 2007 年 10 月 19 日 , 彭士佛的 Heneghan.Peng 建筑事务所同 Adams KaraTaylor 工程公司合作 , 打败了其他国际著名大型建筑师事务所 , 夺得横跨伦敦 2012 奥林匹克公园内的 Lea 河、连接各比赛场馆的 Carpenter’sLock 步行桥设计权。他所设计的这组步行桥中 ,“ 用回收后的运动鞋做成的材料建造的临时桥梁” 色彩丰富 , 外形动感 , 十分引人注目。它将和另外两座永久性桥一起 , 成为伦敦奥林匹克公园中连接各比赛场馆的最重要的步行桥。 封面故事 : 吉萨大埃及博物馆 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 本课程主要内容 大跨度建筑屋盖结构 单层刚架结构体系 桁架结构体系 拱式结构体系 网架结构体系 薄壁空间结构 网壳结构 悬索结构 建筑结构选型 砌体结构体系 框架结构体系 剪力墙结构体系 框架 — 剪力墙结构体系 筒体结构体系 巨型框架结构体系 多层与高层建筑结构 绪论 什么是建筑结构 建筑结构选型的原则 建筑结构与建筑设计的关系 建筑结构的组成与分类 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 第四章 筒体结构体系 4.1 筒体结构的组成和变形特征 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 4.3 筒体结构的平面布置 4.4 巨型结构体系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 　 　由若干纵横交接的剪力墙集中到房屋内部或外部形成封闭筒体，以此来承受房屋大部分或全部竖向荷载和水平荷载所组成的结构体系称为 筒体结构体系 。 4.1 筒体结构的组成和变形特征 1 筒体结构体系的概念 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.1 筒体结构的组成和变形特征 分实腹筒体和空腹筒体两类 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.1 筒体结构的组成和变形特征 2 变形特征 对于 实腹筒体 当筒体 高宽比小于 1 时，侧移以 剪切变形 为主，位移曲线呈剪切型； 当 高宽比大于 4 时，侧移以 弯曲变形 为主，位移曲线呈弯曲型； 当 高宽比介于 1 ～ 4 之间 时，侧向位移曲线介于 剪切型与弯曲型 之间。 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 　　 筒体结构的空间结构有很大的抗侧力刚度和抗扭能力，同时剪力墙集中布置使建筑平面设计具有很大的灵活性，因此 主要用于各种高层和超高层公共建筑 。如美国的汉考克大楼、西尔斯大楼、芝加哥标准石油公司大楼和纽约世界贸易中心大楼等结构都是筒体结构体系。 3 筒体结构体系的适用范围 4.1 筒体结构的组成和变形特征 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.1 筒体结构的组成和变形特征 约翰汉考克中心约翰汉考克中心 ( 英文： John Hancock Center) 位于美国伊利诺伊州芝加哥，昵称为 大约翰 （ BigJohn ）， 楼高 343.5 米 (1,127 英尺 ) ，加上天线更高达 457.2 米，地上 100 层，总楼面面积 260,126 平方米，由 SOM 建筑设计事务所设计，开工于 1965 年，完工于 1969 年，是当时纽约之外全世界最高的摩天大楼。 约翰汉考克中心是现在芝加哥第 3 高和美国第 4 高的大楼，是由结构工程师法兹勒汗 (Fazlur Khan) 所设计。 在大楼的 94 楼设有观景台， 95 楼设有餐厅，能饱览芝加哥和密西根湖的景色。 44 楼设有一个全美国最高的室内游泳池 。 约翰汉考克中心 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.1 筒体结构的组成和变形特征 希尔斯大厦 (Sears Tower) 是位于美国伊利诺伊州芝加哥的一幢摩天大楼，用作办公楼， SOM 建筑设计事务所为当时世界上最大的零售商西尔斯百货公司设计。 楼高 442.3 米，共地上 108 层，地下 3 层，总建筑面积 418000 平方米，底部平面 68.7×68.7 米 , 由 9 个 22.9 米见方的正方形组成。希尔斯大厦在 1974 年落成时曾一度是世界上最高的大楼，它保持了世界上最高建筑物的纪录 25 年。 美国 Sears 大厦 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 筒体结构 —— 美国 Sears 大厦 1.2.4 筒体结构体系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 框架 — 筒体结构 筒中筒结构 组合筒体结构 1 筒体结构体系的类型 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 概念 将框架 - 剪力墙结构中的剪力墙相对集中组成 封闭的筒体 ， 竖向荷载 主要由框架和筒体共同承担， 水平荷载 主要由筒体承担，就形成了框架 - 筒体结构 2 框架 - 筒体结构 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 变形特点 框架 - 筒体结构的 受力性能 类似于框架 - 剪力墙结构， 水平荷载下的侧移曲线呈弯剪型 ，但前者的刚度远大于后者。 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 类型 框架 - 筒体结构有 框架 - 实腹筒体结构 和 框架 - 空腹筒体结构 两种形式。 框架 - 实腹筒体结构 由中央剪力墙核心筒和周边外框架组成的结构称为框架 - 实腹筒体结构 框架 - 空腹筒体结构 中央为内框架，周边由间距较密的柱子与每层楼层处的深肩梁刚性连接在一起组成矩形网络的外筒体称为框架 - 空腹筒体结构 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 适用范围 框架 - 筒体结构常用于 50 层左右 的高层建筑中， 最高可建到 100 层 框架 - 实腹筒体结构 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 框架 - 实腹筒体结构 吉隆坡双子大厦 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 框架 - 实腹筒体结构 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 框架 - 空腹筒体结构 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 由 中央剪力墙内筒 和 周边外框筒 组成的结构称为 筒中筒结构 。内筒可布置服务设施，外筒则可安装立面玻璃幕墙。 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 3 筒中筒结构 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 组合筒结构 　 将几个筒体组合成一个整体，共同承担竖向和水平荷载的结构承重体系 ---- 组合筒体结构 常用于 75 层左右 的高层建筑中 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 4 组合筒结构 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 各种筒体结构 （ a ）筒体－框架结构（内筒式）；（ b ）筒体－框架结构（外移式 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 各种筒体结构 （ c ）框筒结构；（ d ）筒中筒结构；（ e ）多筒体结构 4.2 筒体结构的类型、特点和适用范围 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 框架－筒体结构的布置 类似于框架－剪力墙结构 1 框架 - 筒体结构的平面布置 4.3 筒体结构体系的平面布置 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 筒体结构平面形式选用方形、圆形为好，也可用对称的三角形或人字形平面。当采用矩形平面时，长宽比不宜大于 2 。 外框筒密柱间距一般为 1.2 ～ 3m 。平面四角处的柱子截面做成 L 形或八字形，截面尺寸加大 2 ～ 3 倍。 内筒边长尺寸一般是外筒边长的 1/3 为好。 在框筒顶部设置 1 ～ 2 层高的刚性环梁，以提高整体框筒的空间整体性。 筒中筒结构的高宽比宜大于 3 ，高度不宜低于 60m 2 筒中筒结构平面布置要求 4.3 筒体结构体系的设计要点 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 内筒宜贯穿建筑物全高，竖向刚度宜均匀变化 外筒柱距不宜大于层高，宜小于 3m 。外墙面洞口面积不宜大于墙面面积的 50 ％ 外柱宜采用矩形或 T 型截面，外筒密柱到底层部分可通过转换梁、转换桁架、转换拱等扩大柱距，但柱总截面面积不宜减少，需要抗震设防时应采取措施保证底层柱的延性要求 内筒和外筒之间的距离，非抗震设计时，不宜大于 12m ；抗震设计时，不宜大于 10m 2 筒中筒结构平面布置要求 4.3 筒体结构体系的设计要点 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.4 巨型结构体系 巨型结构 是由大型构件 ( 巨型梁、巨型柱和巨型支撑 ) 组成的 主结构 与常规结构构件组成的 次结构 共同工作的一种结构体系。 巨型结构的分类 按主要受力体系形式可分为 巨型桁架结构 、 巨型框架结构 、 巨型悬挂结构 和 巨型分离式结构 ； 按材料可分为 巨型钢筋混凝土结构 、 巨型钢骨混凝土结构 、 巨型钢一钢筋混凝土混合结构 及 巨型钢结构 。 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 巨型框架结构 由楼梯、电梯井组成大尺寸箱形截面巨型柱，有时也可以是大截面实体柱，每隔若干层设置一道 1 ～ 2 层楼高的巨型梁，它们组成刚度极大的巨型框架，是承受主要的水平力和竖向荷载的一级结构；上下层巨型框架梁之间的楼层梁柱组成二级结构，其荷载直接传递到一级结构，其自身承受的荷载较小，构件截面较小，增加了建筑布置的灵活性和有效使用面积 。 4.4 巨型结构体系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 巨型框架结构 —— 香港中银大厦 4.4 巨型结构体系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 巨型框架结构 —— 香港中银大厦 4.4 巨型结构体系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 巨型桁架结构 ： 以大截面的竖杆和斜杆组成悬臂桁架，主要承受水平和竖向荷载。楼层竖向荷载通过楼盖、梁和柱传递到桁架的主要杆件上。 4.4 巨型结构体系 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 巨型悬挂结构 ： 指采用吊杆将高楼各层楼盖分段悬挂在巨型主结构上所构成的巨型高层建筑体系 4.4 巨型结构体系 香港汇丰银行大厦 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 建筑采用钢柱结构悬挂体系，分为三段。 钢柱由 两层高的桁架 连接于建筑的 5 个点上，而楼层则从桁架上开始悬挂，由底部的 8 层减至顶部 4 层，每段上升至不同高度， 28 层、 35 层及 41 层，交错的楼层高度使室内空间具有多种宽度及高度、花园式平台及生动活泼的东西立面。 4.4 巨型结构体系 香港汇丰银行大厦剖面图 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.4 巨型结构体系 香港汇丰银行大厦 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 4.4 巨型结构体系 巨型分离式结构：动力智能大厦由于日本鹿岛建筑公司提出设计，高 800 米，地上 200 层，地下 7 层，总建筑面积 150 万平方米，由 12 个巨型单元体组成。每个单元体是一个直径 50 米、高 50 层 (200 米 ) 的框筒柱， 1~100 层设 4 个柱， 101~150 层设 3 个柱， 151~200 层设 1 个柱，每 50 层设置一道巨型梁。结构上设有主动控制系统，进一步削弱地震反应，因此被称为智能动力大厦 日本动力智能大厦 Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University Southwest Jiaotong University 封面 课 后 作 业 1. 什么筒体结构？筒体结构是如何分类的？ 2. 筒体结构的平面布置有哪些要求？ 3. 什么是巨型结构？如何分类？ 通讯地址 : 610031 四川成都二环路北段 1 段 111 号 西南交通大学土木学院 刘艳辉 电子信箱 : liuyanhui00@126.com Thank You !