第五章民用建筑构造概论课件.ppt

第五章民用建筑构造概论,2023/1/12,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论2022/9/24第五章民用建筑构造概,第一节 概论,一、建筑构造研究的对象及任务 1、研究对象：建筑材料、建筑结构、建筑物理、建筑设备、建筑施工等。2、任务：提供符合适用、安全、经济、美观的构造方案。,上一张,下一张,主 页,退 出,第五章民用建筑构造概论,第一节 概论一、建筑构造研究的对象及任务上一张下一张,二、建筑物的组成及各组成部分的作用,构件、配件的概念 构配件：由建筑材料制成的独立部件，其三个方 向有规定的尺度。（是构件与配件的通称）构件：组成结构的单个物体。如柱、梁、屋面板、基础等。配件：如门、窗、栏杆、扶手等。建筑物的构造组成（图4-1）,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,二、建筑物的组成及各组成部分的作用构件、配件的概念 下一张,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,1 基础,作用：上承下传，是建筑物最下部的承重构件。设计要求：坚固、稳定，且能抵抗冰冻、地下水和化学侵蚀等。,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,1 基础作用：上承下传，是建筑物最下部的承重构件。下一张,2 墙,作用：承重构件和围护构件，内墙还起着分隔房间创造室内舒适环境的作用。设计要求：足够的强度、稳定性、保温、隔热、隔声、防水、防火等能力以及具有一定的经济性和耐久性。,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,2 墙下一张主 页退 出上一张第五章民用建筑构造概,3 楼板层,作用：水平方向的承重构件，起水平分隔、水平承重和水平支撑作用。设计要求：足够的抗弯强度、刚度和隔声能力，防水、防潮能力。,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,3 楼板层作用：水平方向的承重构件，起水平分隔、水平承重,4 地坪层,作用：承受底层房间的荷载。设计要求：耐磨、防潮、防水和保温等能力。,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,4 地坪层作用：承受底层房间的荷载。下一张主 页退,5 楼梯,作用：垂直交通设施，供人们上下楼梯和紧急疏散之用。设计要求：足够的通行能力、防水、防滑。,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,5 楼梯下一张主 页退 出上一张第五章民用建筑构造,6 屋顶,作用：建筑物顶部的外围护构件和承重构件。设计要求：足够的强度、刚度以及防水、保温、隔热能力。,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,6 屋顶 作用：建筑物顶部的外围护构件和承重构件。下,7 门窗,作用：门：内外交通、隔离房间之用 窗：采光和通风，分隔和围护。设计要求：保温、隔热、隔声、防风砂等,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,7 门窗下一张主 页退 出上一张第五章民用建筑构造,第二节 建筑物的结构体系,1、按建筑物的使用性质和规模为 单层 墙承重、框架承重结构 多层 大跨：拱、桁架、网架、薄壳、折板、悬索等 高层：框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体等,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,第二节 建筑物的结构体系1、按建筑物的使用性质和规模为下一,2、按结构所用材料为,砖+木砖+砼（多层）钢筋砼+钢（高层）,木结构混合结构钢筋砼结构（多、高层）钢结构（高层、大跨）,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,2、按结构所用材料为砖+木下一张主 页退 出上一张第,3、常用结构体系所适用的建筑类型,（1）墙承重结构所使用的建筑类型 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。,墙承重结构支承系统,砌体墙承重,钢筋混凝土墙承重系统,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、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,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、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，特别是高层的办公楼、旅馆、病房、住宅等建筑中,第五章民用建筑构造概论,3、常用结构体系所适用的建筑类型（1）墙承重结构所使用的建,砌体墙承重,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。,第五章民用建筑构造概论,砌体墙承重 横墙承重的方式在纵方向可以获得较大的开窗面积，易,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,砌体墙承重实例,第五章民用建筑构造概论,砌体墙承重实例第五章民用建筑构造概论,钢筋混凝土墙承重系统,预制装配式钢筋混凝土墙承重体系,第五章民用建筑构造概论,钢筋混凝土墙承重系统 预制装配式钢筋混凝土墙承重体系第五章民,板材装配式建筑体系,第五章民用建筑构造概论,板材装配式建筑体系第五章民用建筑构造概论,预制装配式盒子住宅,1967年蒙特利尔世界博览会展出的预制装配式盒子住宅,第五章民用建筑构造概论,预制装配式盒子住宅 1967年蒙特利尔世界博览会展出的预制装,现浇钢筋混凝土剪力墙体系,第五章民用建筑构造概论,现浇钢筋混凝土剪力墙体系 第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,（2）、骨架结构支承系统所适用的建筑类型,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分隔空间的建筑物，或是内部空旷的建筑物，而且建筑立面处理也较为灵活。可分为：框架结构体系、框剪、框筒等体系、板柱体系、单层刚架、拱、排架。,第五章民用建筑构造概论,（2）、骨架结构支承系统所适用的建筑类型 骨架结构支承系统,框架结构体系,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还是体现在那些内部需要较多的大空间。,某框架结构档案馆平面图(a)一层平面,(b)二层平面,第五章民用建筑构造概论,框架结构体系柱网需要有对位关系，平面不宜转折过多，对于建筑布,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,第五章民用建筑构造概论,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 第,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。,第五章民用建筑构造概论,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，,钢筋混凝土框架支承的大型体育馆的看台下部室内空间,框架结构建筑的围护及分隔墙体的选材及布置,第五章民用建筑构造概论,钢筋混凝土框架支承的大型体育馆的看台下部室内空间 框架结构,框剪、框筒等体系,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。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。,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,第五章民用建筑构造概论,框剪、框筒等体系 框剪体系的建筑物，剪力墙的布置除满足结构方,美国芝加哥西尔斯大厦的束筒框架结构布置及体型变化,第五章民用建筑构造概论,美国芝加哥西尔斯大厦的束筒框架结构布置及体型变化 第五章民用,板柱体系,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。,某装配式板柱体系办公楼平面及施工工艺示意,第五章民用建筑构造概论,板柱体系 板底平整，可降低层高，且内部空间分隔不受梁的影响。,伞状结构的无梁楼盖的办公建筑,第五章民用建筑构造概论,伞状结构的无梁楼盖的办公建筑第五章民用建筑构造概论,单层刚架、拱,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。,钢制刚架结构的玻璃暖房,第五章民用建筑构造概论,单层刚架、拱 在结构上属于平面受力体系，可以通过改变排列方式,某刚架结构车站,钢制刚架结构的飞机库,第五章民用建筑构造概论,某刚架结构车站 钢制刚架结构的飞机库 第五章民用建筑构造概论,拱券在早期建筑中的应用,第五章民用建筑构造概论,拱券在早期建筑中的应用 第五章民用建筑构造概论,美国蒙哥马里体育馆用平行拱支承屋面覆盖圆形平面,第五章民用建筑构造概论,美国蒙哥马里体育馆用平行拱支承屋面覆盖圆形平面第五章民用建筑,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,第五章民用建筑构造概论,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,法国某大学建筑由不断转变排列角度的落地拱生成,第五章民用建筑构造概论,法国某大学建筑由不断转变排列角度的落地拱生成第五章民用建筑构,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,第五章民用建筑构造概论,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,拱在体育建筑及展示空间中的应用,第五章民用建筑构造概论,拱在体育建筑及展示空间中的应用 第五章民用建筑构造概论,排 架,屋架等与柱子之间铰接，能够承受大型的起重设备运行时所产生的动荷载,第五章民用建筑构造概论,排 架 屋架等与柱子之间铰接，能够承受大型的起重设备运行,（3）、空间结构支承系统所适用的建筑类型,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，因而结构自重小，是覆盖大型空间的理想结构形式。可分为：薄壳、网架、悬索、膜、混合形式,第五章民用建筑构造概论,（3）、空间结构支承系统所适用的建筑类型 空间结构支承系统,空间结构的主要特点,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。空间结构支承系统不但适用于各种民用和工业建筑的单体，而且可以应用于建筑物的局部，特别是建筑物体型变化的关节点、各部分交接的连接处以及局部需要大空间的地方。这些部分要么是垂直承重构件的布置需兼顾被连接部分的结构特征，或者需要局部减少垂直构件的数量以得到较大的使用空间；要么是在建筑方面需要形成较为活跃的元素，希望能够在这个位置上有较为活泼的建筑体型。,第五章民用建筑构造概论,空间结构的主要特点各种空间结构类型比起其它平面类型的结构形式,薄 壳,属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两种。对建筑而言，结构本身就形成了“面”，而且可以切削。,第五章民用建筑构造概论,薄 壳 属于空间薄壁结构，又可分为曲面壳和折板两种。对建筑,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,网 架,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。,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,第五章民用建筑构造概论,网 架 由许多杆件按照受力的合理性有规律地排列组合而成，可,由网架结构覆盖的交通空间,第五章民用建筑构造概论,由网架结构覆盖的交通空间第五章民用建筑构造概论,曲面网架的大型展示空间及运动馆,第五章民用建筑构造概论,曲面网架的大型展示空间及运动馆第五章民用建筑构造概论,悬 索,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。,屋盖用悬索结构的冰球馆及某世博会展厅,第五章民用建筑构造概论,悬 索 用高强钢丝做拉索，加上高强的边缘构件以及下部的支,某悬索结构的展示厅,第五章民用建筑构造概论,某悬索结构的展示厅第五章民用建筑构造概论,膜,在本质上也是受拉构件。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。可以想象把索网结构的索细化加密，直到交织成一张薄膜。,第五章民用建筑构造概论,膜 在本质上也是受拉构件。像薄壳一样，兼有承重和围护的双重功,体育场张拉膜结构顶盖,第五章民用建筑构造概论,体育场张拉膜结构顶盖第五章民用建筑构造概论,张拉膜结构,第五章民用建筑构造概论,张拉膜结构第五章民用建筑构造概论,充气膜结构,第五章民用建筑构造概论,充气膜结构第五章民用建筑构造概论,混合形式,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 上图为：雷诺汽车中心悬索与屋面钢梁混合使用,第五章民用建筑构造概论,混合形式 按照建筑设计的要求及材料、结构功能的合理性，以多,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,第五章民用建筑构造概论,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五章,空间结构体系在各种建筑类型上面的应用,拱架支承索网的体育馆,商店预制壳体的雨篷,第五章民用建筑构造概论,空间结构体系在各种建筑类型上面的应用 拱架支承索网的体育馆,拱架支承索网的体育馆（右）以及网架支承的太阳能收集装置（左）,第五章民用建筑构造概论,拱架支承索网的体育馆（右）以及网架支承的太阳能收集装置（左）,张拉膜结构的街头小品,第五章民用建筑构造概论,张拉膜结构的街头小品 第五章民用建筑构造概论,空间结构体系在建筑物“关节”点及顶层大空间上的应用,第五章民用建筑构造概论,空间结构体系在建筑物“关节”点及顶层大空间上的应用 第五章民,第三节 建筑构造综述,建筑构造的研究对象：组成建筑物实体的各种构、部件，特别是作为建筑物的围护、分隔系统，它们相互间的基本构成关系和相互连接的方式以及建造实现的可能性和使用周期中的安全性、适用性 研究建筑构造的基本方法：1.关注造成建筑物变形的因素,第五章民用建筑构造概论,第三节 建筑构造综述建筑构造的研究对象：第五章民用建筑构造,由于昼夜温差引起的热胀冷缩产生的温度应力使墙面的粉刷开裂,第五章民用建筑构造概论,由于昼夜温差引起的热胀冷缩产生的温度应力使墙面的粉刷开裂 第,成片玻璃幕墙需要解决的变形问题,第五章民用建筑构造概论,成片玻璃幕墙需要解决的变形问题第五章民用建筑构造概论,2.关注自然环境和人工环境的相互影响,上海新天地改造项目,第五章民用建筑构造概论,2.关注自然环境和人工环境的相互影响上海新天地改造项目 第五,3.关注建筑材料和施工工艺的发展,材料和工艺的发展使建筑的面貌发生了很大的变化,第五章民用建筑构造概论,3.关注建筑材料和施工工艺的发展 材料和工艺的发展使建筑的面,4.注意感官效果及对建筑空间构成的影响5.讲究经济效益和社会效益 6.符合相关各项建筑法规和规范的要求,第五章民用建筑构造概论,4.注意感官效果及对建筑空间构成的影响第五章民用建筑构造概论,案例分析：香港茵怡花园,第五章民用建筑构造概论,案例分析：香港茵怡花园第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第四节 影响建筑构造的因素,一、外界环境的影响 1、外力作用的影响 2、自然气候的影响 3、人为因素的影响二、建筑技术条件的影响三、建筑标准的影响,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,第四节 影响建筑构造的因素 一、外界环境的影响 下一张主,第五节 建筑构造设计原则,1坚固实用 2技术先进 3经济合理 4美观大方,下一张,主 页,退 出,上一张,第五章民用建筑构造概论,第五节 建筑构造设计原则 1坚固实用下一张主,第六节 建筑防水构造综述,防水构造基本原则 1.有效控制建筑物的变形，例如热胀冷缩、不均匀沉降等；2.对有可能积水的部位，采取疏导的措施；3.对防水的关键部位，采取构造措施，将水堵在外部，不使入侵。,第五章民用建筑构造概论,第六节 建筑防水构造综述 防水构造基本原则第五章民用建筑构,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,第七节 保温、隔热基本目标：,保温、隔热基本目标：1.保证室内基本的热环境质量 2.建筑节能,第五章民用建筑构造概论,第七节 保温、隔热基本目标：保温、隔热基本目标：第五章,热传递的基本方式：1.热传导物体内部高温处的分子向低温处的分子连续不断地传送热能的过程 2.热对流流体(如空气)中温度不同的各部分相对运动而使热量发生转移 3.热辐射温度较高的物质的分子在振动激烈时释放出辐射波，热能按电磁波的形态传递 三种传热的基本方式，在建筑外围护结构传热的过程中表现为：其某个表面首先通过与附近空气之间的对流与导热以及与周围其他表面之间的辐射传热，从周围温度较高的空气中吸收热量；然后在围护结构内部由高温向低温的一侧传递热量，此间的传热主要是以材料内部的导热为主；接下去围护结构的另一个表面将继续向周围温度较低的空间散发热量,第五章民用建筑构造概论,热传递的基本方式：第五章民用建筑构造概论,减少热量通过外围护结构传递的途径：1.减少外围护结构的表面积 2.选用导热系数较小，即传热阻较大的材料（孔隙多、密度小的轻质材料）来做建筑的外围护构件 3.加大构件厚度的做法不经济,第五章民用建筑构造概论,减少热量通过外围护结构传递的途径：第五章民用建筑构造概论,热桥：建筑外围护结构中，某些易于传热的热流密集的局部通道。平均传热系数：将组成外墙的各种材料所具有的导热系数与该种材料做成的构件的垂直于热流方向的表面积的乘积之和去除以外墙的总的表面积，得到的平均导热系数被认为更能够接近真实情况。水汽对建筑热工性能的影响:室内外空气中的水蒸汽含量不相等时，水蒸汽分子会从压力高的一侧通过围护结构向压力低的一侧渗透。在此过程中，如温度达到了露点温度，在外围护结构的保温层中出现结露的现象，会使材料受潮，降低材料的保温效果，如水汽不能够被排出，就可能使材料发生霉变，影响使用寿命在冬季室外温度较低的情况下，如水汽进而受冻结冰，体积膨胀，就会使材料的内部结构遭到破坏，称为冻融性的破坏。基本对策 阻止水汽进入保温材料内，并安排通道以使进入建筑外围护结构中的水汽能够排出,第五章民用建筑构造概论,热桥：建筑外围护结构中，某些易于传热的热流密集的局部通道。,提高维护结构保温性能的措施,（1）提高维护结构的热阻热阻热量在传递过程中遇到的阻力即为热阻，其单位为K/W。如：双面抹灰240mm厚砖墙的传热阻大约为0.36 K/W，而490mm厚的双面抹灰砖墙的传热阻约为0.69 K/W，但增加厚度会增加结构自重，耗材量大，且减少了建筑有效使用面积。,第五章民用建筑构造概论,提高维护结构保温性能的措施（1）提高维护结构的热阻第五章民用,（2）合理选材及确定构造型式 一般将导热系数小于0.3 K/W的材料称为保温材料。通常采用轻混凝土做成单一材料保温构件（图4-3a）也可以做成复合材料保温构件（图4-3b）。常用保温材料有：岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩等。,第五章民用建筑构造概论,（2）合理选材及确定构造型式第五章民用建筑构造概论,（3）防潮防水：设置防水层、隔汽层和防潮层。（4）避免热桥影响：如外墙中的混凝土柱、过梁、圈梁、阳台板、雨棚板等保温性能差的构件即为“热桥”。可增设保温材料切断热桥。（图4-4）（5）防止冷风渗透：尽量减少外围护结构构件的缝隙，如墙体砌筑砂浆饱满，改进门窗加工和构造等。,第五章民用建筑构造概论,（3）防潮防水：设置防水层、隔汽层和防潮层。第五章民用建筑构,第五章民用建筑构造概论,第五章民用建筑构造概论,建 筑 防 热,降低室外综合温度（图4-5a）提高外围护构件的防热和散热性能（图4-5bc）,第五章民用建筑构造概论,建 筑 防 热降低室外综合温度（图4-5a）第五章民用建筑构,建筑节能,选择有利于节能的建筑朝向，充分利用太阳能方案设计要有利于节能避免热桥改进门窗设计重视日照调整和自然通风,第五章民用建筑构造概论,建筑节能选择有利于节能的建筑朝向，充分利用太阳能第五章民用建,建 筑 隔 声,1、声音传播途径：空气传声撞击传声2、隔声方法：（1）针对空气传声：A、增加构件重量 B、采用带空气层的双层构件 C、采用多层组合构件（2）对撞击声的隔绝 A、设置弹性面层：地毡、地毯等。B、设置弹性夹层：刨花板、岩棉、泡沫塑料等 C、采用带空气层的双层结构,第五章民用建筑构造概论,建 筑 隔 声1、声音传播途径：第五章民用建筑构造概论,演讲完毕，谢谢听讲!,再见，see you again,3rew,2023/1/12,第五章民用建筑构造概论,演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again3rew,