建筑工程概述

1、1 建筑工程概述,本章包括建筑及建筑工程的概念、建筑構成要素、建筑基本屬性、建筑工程基本屬性、建筑的分類和著名建筑物、構筑物介紹等。其中，重點是建筑及建筑工程的內(nèi)涵及其基本屬性，其他內(nèi)容作一般了解。,本章提要,本 章 內(nèi) 容,1.1 建筑和建筑工程的概念1.2 建筑工程的類別及建筑結構體系1.3 建筑物的等級1.4 建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準　1.5 工程建設程序1.6 地下建筑工程1.7 構筑物1.8 著名建筑工程簡介,1

2、.1 建筑和建筑工程的概念,建筑一詞英文為architecture，來自拉丁語architectura，可理解為關于建筑物的技術和藝術的系統(tǒng)知識，稱為建筑學?！　h語“建筑”是一個多義詞，既可以表示建筑工程或土木工程的營造活動，又可表示這種活動的成果　　目前，有關建筑的含義學術界有很多解釋，本節(jié)按照最通俗的理解去說明，也就是把建筑作為工程實體來對待。,1.1.1 建筑的概念及其基本屬性,建筑通常認為是藝術與工程技術相結合，營造出供

3、人們進行生產(chǎn)、生活或者其他活動的環(huán)境、空間、房屋或者場所。一般情況下是指建筑物和構筑物?！　〗ㄖ锸侵腹┤藗兩罹幼　⒐ぷ鲗W習、娛樂和從事生產(chǎn)的建筑?！　《藗儾辉谄渲猩a(chǎn)、生活的建筑則稱為構筑物。,建筑的形成主要涉及建筑學、結構學、給排水、供暖通風、空調(diào)技術、電氣、消防、自動控制、建筑聲學、建筑光學、建筑熱工學、建筑材料、建筑施工技術等方面的知識和技術。同時，建筑也受到政治制度、自然條件、經(jīng)濟基礎、社會需要以及人工技巧等因素影響。

4、建筑在一定程度上反映了某個地區(qū)某個時期的建筑風格與藝術，也反映了當時的社會活動和工程技術水平。因此，建筑是一門融社會、工程技術和文化藝術于一體的綜合性學科，是一個時代物質文明、精神文明和政治文明的產(chǎn)物。,建筑的基本屬性包括以下幾個方面：　　（1）建筑的時空性　?。?）建筑的工程技術性　?。?）建筑的藝術性 　?。?）建筑的民族性和地方性,構成建筑的基本要素是指不同歷史條件下的建筑功能、建筑的物質技術條件和建筑形象。,1.

5、1.2 建筑的基本構成要素,1.1.2.1 建筑功能,建筑功能一是滿足人體活動所需的空間尺度，即人是建筑空間活動的主體。二是滿足人的生理要求，即要求建筑應具有良好的朝向、保溫、防潮、隔聲、防水、采光和通風的性能。三是滿足不同建筑使用特點的要求，即不同性質的建筑物在使用上又有不同的特點。,建筑的物質技術條件是建造建筑物的手段，一般包括建筑材料、土地、制品、構配件技術、結構技術、施工技術和設備技術等?！　〗ㄖ奈镔|技術條件是建筑發(fā)展的重

6、要因素。　　建筑技術和建筑設備對建筑的發(fā)展同樣起到重要作用。,1.1.2.2 建筑的物質技術條件,建筑除滿足人們的使用要求外，又以它不同的空間組合、建筑造型、立面形式、細部與重點處理、材料的色彩和質感、光影和裝飾處理等，構成一定的建筑形象。建筑的形象是建筑的功能和技術的綜合反映。,1.1.2.3 建筑形象,建筑構成的三要素是相互聯(lián)系、相互約束，而又不可分割的辯證統(tǒng)一關系?！　〗ㄖδ苁墙ㄖ哪康?，是主導因素；物質技術條件是達到建筑目

7、的的手段；而功能不同的各類建筑可以選擇不同的結構形式和使用不同的建筑材料，形成不同的建筑形象。所以，在一定功能和技術條件下，應充分發(fā)揮設計者的主觀作用，使建筑形象更加美觀。,工程是運用科學原理、技術手段、實踐經(jīng)驗，利用和改造自然，生產(chǎn)開發(fā)對社會有用的產(chǎn)品和實踐活動的總稱。而建筑工程是運用數(shù)學、物理、化學等基礎知識和力學、材料等技術知識，以及專業(yè)知識研究各種建筑物設計、修建的一門學科。　　由于建筑工程主要涉及房屋等建筑物，所以建筑工程

8、又指房屋建筑工程，即興建房屋的規(guī)劃、勘察、設計（建筑、結構和設備）、施工的總稱。,1.1.3 建筑工程的概念及其基本屬性,1.1.3.1 建筑工程的概念,土木工程是一門古老、傳統(tǒng)、綜合的學科，是人類賴以生存與發(fā)展的基礎。而作為土木工程學科中最有代表性的分支——建筑工程，主要解決社會和科技發(fā)展所需的“衣、食、住、行”中“住”的問題。表現(xiàn)為形成人類活動所需要的、功能良好和舒適美觀的空間。它滿足人類物質方面的需要以及精神方面的需要。,建筑

9、工程的基本屬性與土木工程的基本屬性大體一致。即：（1）綜合性　　一項建筑工程項目的建設一般都要經(jīng)過勘察、設計和施工等階段。每一個階段的實施過程都需要運用工程地質勘探、工程測量、土力學、建筑力學、建筑結構、工程設計、建筑材料、建筑設備、建筑經(jīng)濟等學科，以及施工技術、施工組織等不同領域的知識。 ,1.1.3.2 建筑工程的基本屬性,（2）社會性　　建筑工程是伴隨人類社會的進步而發(fā)展起來的，所建造的建筑物和構筑物反映出不同歷史時期

10、社會、經(jīng)濟、文化、科學、技術和藝術發(fā)展的全貌。建筑工程在相當大的程度上成為社會政治和歷史發(fā)展的外在特征和標志。,（3）實踐性　　建筑工程涉及的領域非常廣泛，因此，影響建筑工程的因素必然眾多且復雜，使得建筑工程對實踐的依賴性很強。（4）技術、經(jīng)濟和藝術的統(tǒng)一性　　建筑工程是為人類需要服務的，所以它必然是集一定歷史時期社會經(jīng)濟、技術和文化藝術的產(chǎn)物，是技術、經(jīng)濟和藝術統(tǒng)一的結果。,1.2 建筑工程的類別及建筑結構體系,例如，

11、別墅、宿舍、公寓等。其特點是它的內(nèi)部房間的尺度雖小但使用布局卻十分重要，對朝向、采光、隔熱和隔音等建筑技術問題有較高要求。它的主要結構構件為樓板和墻體，層數(shù)1～2層至10～20層不等。,1.2.1 按建筑物的使用性質分,1.2.1.1 住宅建筑,例如，展覽館、影劇院、體育館、候機大廳等。它是大量人群聚集的場所，室內(nèi)空間和尺度都很大，人流走向問題突出，對使用功能及其設施的要求很高。經(jīng)常采用將梁柱連接在一起的大跨度框架結構以及網(wǎng)架、拱、殼

12、結構等為主體結構，層數(shù)以單層或低層為主。,1.2.1.2 公共建筑,例如，商店、銀行、商業(yè)寫字樓等。由于它也是人群聚集的場所，因此有著與公共建筑類似的要求。但它往往可以做成高層建筑，對結構體系和結構形式有較高的要求。,1.2.1.3 商業(yè)建筑,例如，圖書館、實驗樓、醫(yī)院等。這類建筑有較強的針對性，如圖書館有書庫、實驗樓要安置特殊實驗設備、醫(yī)院有手術室和各種醫(yī)療設施。這種建筑物經(jīng)常采用框架結構為主體結構，層數(shù)以4～10層的多層為主。,1.

13、2.1.4 文教衛(wèi)生建筑,例如，重型機械廠房、紡織廠房（單層輕工業(yè)）、制藥廠房、食品廠房（多層輕工業(yè)）等。它們往往有很大的荷載，沉重的撞擊和振動，需要巨大的空間，而且經(jīng)常有濕度、溫度、防爆、防塵、防菌、潔凈等特殊要求，以及要考慮生產(chǎn)產(chǎn)品的起吊運輸設備和生產(chǎn)路線等。單層工業(yè)建筑經(jīng)常采用的是鉸接排架結構，多層工業(yè)建筑往往采用剛接框架結構。,1.2.1.5 工業(yè)建筑,例如，暖棚、畜牧場、大型養(yǎng)雞場等。通常采用的是輕型鋼結構。,1.2.1.6

14、 農(nóng)業(yè)建筑,采用磚、石、混凝土砌塊等砌體形成。主要用于建筑物的墻體結構。,1.2.2 按建筑物結構采用的材料分,1.2.2.1 砌體結構,采用鋼筋混凝土或者預應力混凝土做成。主要用于框架結構、剪力墻結構、筒體結構、拱結構、空間薄殼和空間折板結構等。,1.2.2.2 鋼筋混凝土結構,采用各種熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼或鋼管通過焊接、螺栓或鉚釘?shù)冗B接方法連接而成。主要用于框架結構、剪力墻結構、筒體結構、拱結構等。,1.2.2.3 鋼結構,采

15、用方木、圓木、條木連接而成。但木材主要用于制作建筑物結構所用的木梁、木柱、木屋架、木屋面板等。,1.2.2.4 木結構,主要用于屋蓋結構。,1.2.2.5 薄殼充氣結構,利用建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗水平荷載（如風荷載或水平地震荷載）的結構。墻體同時也可作為圍護及房間分隔構件用。另外，在高層建筑中墻體結構也稱為剪力墻結構。如圖1.1（a）。,1.2.3 按建筑物的結構體系分,1.2.3.1 墻體結構,采用梁、柱組成的框架作為房屋

16、的豎向承重結構，同時承受水平荷載。其中，梁和柱整體連接，相互之間不能自由轉動但可以承受彎矩時，稱為剛接框架結構；如梁和柱非整體連接，其間可以自由轉動但不能承受彎矩時，稱為鉸接框架結構。如圖1.1（b）。,1.2.3.2 框架結構,利用房間四周墻體形成的封閉筒體（也可利用房屋外圍由間距很密的柱與截面很高的梁，組成一個形式上像框架，實質上是一個有許多窗洞的筒體）作為主要抵抗水平荷載的結構。也可以利用框架和筒體組合成框架筒體結構。如圖1.

17、1（d）。,1.2.3.3 筒體結構,利用整層高的桁架橫向跨越房屋兩外柱之間的空間，并利用桁架交替在各樓層平面上錯列的方法增加整個房屋的剛度，也使居住單元的布置更加靈活，這種結構體系稱為錯列桁架結構，如圖1.1（c）。,1.2.3.4 錯列桁架結構,以在一個平面內(nèi)受力的由曲線（或折線）形構件組成的拱所形成的結構，來承受整個房屋的豎向荷載和水平荷載的結構，如圖1.1（e）。,1.2.3.5 拱結構,由曲面形板與邊緣構件（梁、拱或桁架）

18、組成的空間結構。它能以較薄的板面形成承載能力高、剛度大的承重結構，并能覆蓋大跨度的空間而無需中間設柱，如圖1.1（g）。,1.2.3.6 空間薄殼結構,由多塊平板組合而成的空間結構，是一種既能承重又可圍護，用料較省、剛度較大的薄壁結構，如圖1.1（i）。,1.2.3.7 空間折板結構,由多根桿件按照一定的網(wǎng)格形式，通過節(jié)點連接而成的空間結構，具有空間受力、重量輕、剛度大、可跨越較大跨度、抗震性能好等優(yōu)點，如圖1.1（f）。,1.2.

19、3.8 網(wǎng)架結構,樓面荷載通過吊索或吊桿傳遞到支承柱上去，再由柱傳遞到基礎的結構，如圖1.1（h）。這種結構形式類似懸索結構的橋梁。,1.2.3.9 鋼索結構,圖1.1 房屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)鋼索結構；(i)空間折板結構,圖1.1 房屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)

20、錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)鋼索結構；(i)空間折板結構,圖1.1 房屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)鋼索結構；(i)空間折板結構,圖1.1 房屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構

21、；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)鋼索結構；(i)空間折板結構,圖1.1 房屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)鋼索結構；(i)空間折板結構,圖1.1 房屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)

22、鋼索結構；(i)空間折板結構,圖1.1 房屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)鋼索結構；(i)空間折板結構,圖1.1 房屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)鋼索結構；(i)空間折板結構,圖1.1 房

23、屋主體結構的各種形式示意,(a)墻體結構；(b)框架結構；(c)錯列桁架結構；(d)筒體結構；(e)拱結構；(f)網(wǎng)架結構；(g)空間薄殼結構；(h)鋼索結構；(i)空間折板結構,1.3 建筑物的等級,例如，民用建筑設計等級一般分為特級、一級、二級和三級，如表1.1所示（詳見P6）。,1.3.1 建筑物的設計等級,建筑物耐久等級是指建筑物的使用年限。使用年限的長短由建筑物的性質決定。影響建筑物使用壽命的主要因素是結構構件的材料和

24、結構體系?！　±?，我國現(xiàn)行標準《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB50068—2019）對結構設計的使用年限作了如下規(guī)定：　　1類：設計使用年限5年，適用于臨時性的結構；　　2類：設計使用年限25年，適用于易于替換的結構構件；,1.3.2 建筑物的耐久等級,3類：設計使用年限50年，適用于普通房屋和構筑物；　　4類：設計使用年限100年，適用于紀念性建筑和特別重要的建筑結構。,危險的建筑物（危房）實際是指結構已經(jīng)嚴

25、重損壞，或者承重構件已屬危險構件，隨時可能喪失穩(wěn)定性和承載力，不能保證居住和使用安全的房屋。　　建筑物的危險性一般分為以下四個等級：　　A級:結構承載力能滿足正常使用要求，未發(fā)生危險點，房屋結構安全；,1.3.3 建筑物的危險等級,B級:結構承載力基本滿足正常使用要求，個別結構構件處于危險狀態(tài)，但不影響主體結構；　　C級:部分承重結構承載力不能滿足正常使用要求，局部出現(xiàn)險情，構成局部危房；　　D級:承重結構承載力已不能

26、滿足正常使用要求，房屋整體出現(xiàn)險情，構成整幢危房。,我國現(xiàn)行標準《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》（GB50068—2019）規(guī)定，建筑結構設計時，應根據(jù)結構破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴重性，采用不同的安全等級。　　建筑結構安全等級劃分為以下三個等級：　　一級:破壞后果很嚴重，適用于重要的房屋；　　二級:破壞后果嚴重，適用于一般的房屋；　　三級:破壞后果不嚴重，適用于次要房屋。 ,1.3.4 建筑結構的安全等級,1.4 建筑模數(shù)協(xié)

27、調(diào)統(tǒng)一標準,基本模數(shù)是建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準中的基本數(shù)值，用M表示，且1M=100mm。,1.4.1 基本模數(shù),擴大模數(shù)是導出模數(shù)的一種。其數(shù)值為基本模數(shù)的倍數(shù)。為減少構配件類型、統(tǒng)一規(guī)格，擴大模數(shù)分別按3M(300mm)、6M(600mm)、12M　(1200mm)、15M(1500mm)、30M(3000mm)、60M(6000mm)選用。其中，用于豎向尺寸的擴大模數(shù)僅有3M、6M兩個。,1.4.2 擴大模數(shù),分模數(shù)是導出模數(shù)的

28、另一種。其數(shù)值為基本模數(shù)的分倍數(shù)。為了滿足細小尺寸的需要，分模數(shù)分別按1/2M(50mm)、1/5M(20mm)、1/10M(10mm)選用。,1.4.3 分模數(shù),模數(shù)數(shù)列是由基本模數(shù)、擴大模數(shù)和分模數(shù)為基礎擴展成的一系列尺寸。　　水平基本模數(shù)的數(shù)列幅度為1M到20M，它主要應用于門窗洞口和構配件斷面尺寸。　　豎向基本模數(shù)的數(shù)列幅度為1M到36M，它主要用于建筑物的層高、門窗洞口和構配件斷面尺寸。,1.4.4 模數(shù)數(shù)列,(

29、1) 3M時為3M到75M。　　(2) 6M時為6M到96M。　　(3) 12M時為12M到120M。　　(4) 15M時為15M到120M。　　(5) 30M時為30M到360M。　　(6) 60M時為60M到360M。,1.4.4.1 水平擴大模數(shù)的數(shù)列幅度,(1) 1/10M時為1/10M到2M。　　(2) 1/5M時為1/5M到4M。　　(3) 1/2M時為1/2M到10M。　　分模數(shù)主要應用于

30、縫隙、構造節(jié)點和構配件的斷面尺寸。,1.4.4.2 分模數(shù)的數(shù)列幅度,1.5 工程建設程序,工程建設程序是在認識工程建設客觀規(guī)律的基礎上總結出來的，是工程建設全過程中各項工作都必須遵循的先后順序，也是工程建設各個環(huán)節(jié)相互銜接的順序。　　建筑工程的建設程序一般包括立項報建、可行性研究、選擇建設地點、編制設計任務書、編制勘察設計文件、建設施工（含設備安裝等）、竣工驗收以及交付使用等內(nèi)容。,1.5.1 工程建設程序概述,立項和報建是

31、一項建筑工程項目建設程序的第一步?！　∑渲饕獌?nèi)容是建設單位（或業(yè)主）對擬建項目的目的、必要性、依據(jù)、建設設想、建設條件以及可能性進行初步分析，對投資估算和資金籌措、項目的進度安排、經(jīng)濟效益和社會效益進行估價等，并將上述內(nèi)容以書面的形式（項目建議書）報請上級主管部門批準后興建。,1.5.1.1 立項和報建,可行性研究是上級主管部門對擬建工程項目批準立項后，建設單位（或業(yè)主）組織有關人員或委托有關咨詢機構對建設項目的技術和經(jīng)濟的可行性進

32、行分析論證，為項目投資決策提供依據(jù)。通過對項目進行技術和經(jīng)濟論證及多方案比較，提出科學、客觀的評價意見，確認可行后，編寫可行性研究報告。另外，可行性研究報告是確定建設項目、編制設計文件的基本依據(jù)。因此，可行性研究是一項重要的決策準備工作。,1.5.1.2 可行性研究,按照建設布局需要和經(jīng)濟合理、節(jié)約用地的原則，考慮環(huán)境保護等方面的要求，調(diào)查原材料、能源、交通、地質水文等建設條件，在綜合研究和進行多方案比較的基礎上，提出選址報告。并征得

33、城市規(guī)劃部門和上級主管部門同意批準后，才能最后確定建設地點。,1.5.1.3 選擇建設地點（選址）,在建設項目和可行性報告獲得批準后，由建設單位（或業(yè)主）組織編寫工程地質勘察任務書。,1.5.1.4 編制勘察設計任務書,在建設項目和可行性報告獲得批準后，由建設單位（或業(yè)主）組織編寫設計任務書。并以此設計任務書通過招標的方式擇優(yōu)選擇設計單位。中標的設計單位按照設計任務書的要求編制設計文件?！　≡O計單位交付建設單位（或業(yè)主）的設計文件一

34、般有：全套的建筑、結構、給排水、供熱制冷通風、電氣等施工圖紙以及必要的設計說明和計算書；工程概預算；協(xié)助建設單位編制的施工招標標底；主要結構、材料、半成品、建筑構配件品種和數(shù)量以及需用的設備等。,1.5.1.5 編制設計文件,在施工圖階段設計的施工圖紙必須經(jīng)過施工，才能使藍圖變成實際的建筑物或房屋。因此，建筑施工是建筑結構施工、建筑裝飾施工和建筑設備安裝的總稱。一般由施工準備、各工種施工實施和竣工驗收三部分組成。,1.5.1.6

35、建筑施工,竣工驗收是工程項目建設程序中最后的環(huán)節(jié)，是全面考核工程項目建設成果，檢驗設計和施工質量，實施建設過程事后控制的重要步驟。同時，也是確認建設項目能否動用的關鍵步驟?！　∷薪ㄔO項目在按照批準的設計文件所規(guī)定的內(nèi)容建成之后，都必須組織竣工驗收?？⒐を炇諘r，施工企業(yè)應向建設單位提交竣工圖、隱蔽工程記錄、竣工決算以及其他有關技術文件。另外，施工企業(yè)還要提出竣工后在一定時間內(nèi)保修的保證。,1.5.1.7 竣工驗收,竣工驗收一般以建設單

36、位為主，組織使用單位、施工企業(yè)、設計單位、勘察單位、監(jiān)理企業(yè)和質量監(jiān)督機構共同進行?？⒐を炇蘸蠖家u定工程質量的等級。驗收合格后辦理移交手續(xù)。,交付使用是工程項目實現(xiàn)建設目的的過程。在使用過程的法定保修期限內(nèi)，一旦出現(xiàn)質量問題，應通知施工單位或安裝單位進行維修，因質量問題造成的損失由工程承包單位負責。　　目前我國建筑工程建設程序與計劃經(jīng)濟體制下的建設程序相比發(fā)生了較大的變化。一是在工程項目決策階段實施了項目咨詢評估機制。二是實行了建

37、設監(jiān)理制。三是實行工程招投標制。,1.5.1.8 交付使用,根據(jù)我國現(xiàn)行法規(guī)，除了政府的管理部門（行政管理、質量監(jiān)督等部門）和建設單位（或業(yè)主）以及建筑材料、設備供應商之外，在我國從事建筑工程活動的單位主要還有房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)、工程總承包企業(yè)、工程勘察設計單位、工程監(jiān)理單位、建筑企業(yè)以及工程咨詢服務單位等。,1.5.2 與工程建設相關的機構,1.6 地下建筑工程,地下建筑工程是建筑工程的分支。即建造在巖石中、土中或水底以下的建筑工程，

38、統(tǒng)稱地下建筑工程。它們一般都是以地下建筑物和地下構筑物的形式出現(xiàn)，如圖1.2所示。　　地下建筑工程可按照使用功能進行如下分類：　?。?）工業(yè)建筑工程　　　?。?）民用建筑工程　　,1.6.1 地下建筑工程的概念及特點,（3）交通運輸工程　?。?）礦山建筑工程　?。?）水工建筑工程　?。?）軍事工程　　另外，還有各種公用服務性地下建筑工程。　　地下建筑物的優(yōu)點很多。　　地下建筑物的形式可以多種多樣。,由于

39、地下建筑物要承受四周巖層和土層傳來的壓力作用，因此，地下建筑物的橫截面最常用圓形、矩形、拱頂直墻、拱頂曲墻、落地拱和穹頂直墻等形式。　　地下建筑物因所處的位置與地上建筑物不同，因此，在結構處理上有獨特之處。即與巖（土）層接觸處必須有襯砌結構。襯砌結構的作用主要是承受巖（土）層和爆炸等靜力和動力荷載，防止地下水和潮氣的侵入，如圖1.3所示 。,襯砌結構的材料一般為鋼筋混凝土或磚、石等圬工材料。襯砌結構的形式，主要考慮地下建筑物的使用性

40、質、地質水文條件以及施工方法等因素。為了保證襯砌四壁基本處于受壓而較少受彎、受拉的受力條件，最適宜的襯砌結構外形是介于圓形和蛋形之間。,圖1.2 地下建筑工程示意,1—出入口；2—儲藏室,圖1.3 襯砌結構示意,(a)土中襯砌結構；(b)襯砌四壁受力；(c)常用襯砌形式,人類在原始時期就利用天然洞穴作為群居、活動場所和墓室。 　　20世紀中葉以來，城市人口增多造成城市用房緊張、地皮昂貴、環(huán)境污染日益嚴重以及能源危機等，迫使建筑物在

41、向空間發(fā)展的同時，地下建筑工程在一些國家和地區(qū)也得到高速發(fā)展。　　我國自20世紀50年代初開始，修建了大量的防空地下建筑工程，據(jù)統(tǒng)計約有700萬m2。,1.6.2 地下建筑物的應用,美國目前已建有4000余座人防指揮所。有的指揮所還配有醫(yī)院、水庫和能儲藏30天用量的食品、物品的倉庫，并安裝了最現(xiàn)代化的指揮、通信、警報設備和防震設施。　　另外，隧道工程也屬于地下工程的一種類型。即修建在巖體、土體或水底的兩端有出入口供車輛、行人水流

42、及管線等通過的通道，包括交通運輸方面的鐵路、道路、水底隧道和各種水工隧洞等。連接英法兩國的英吉利海峽隧道（圖1.4）1990年順利貫通，全長50.5km。,圖1.4 英吉利海峽隧道示意,(a)縱斷面；(b)橫斷面,1.7 構筑物,建筑工程中常用的給水排水工程構筑物，用于儲存水。水池一般位于地表面以上或地下或者半地下，有時還可以放置在建筑物的屋面上。水塔則是用各種形式的支架支撐，高于地面，矗立在空中，如圖1.5所示?！　∧壳笆澜缟先萘?/p>

43、最大的水塔是瑞典的馬爾墨水塔，容量10000m3，水塔頂上還設有供人們用餐的旋轉餐廳。,1.7.1 水池和水塔,圖1.5 水塔結構形式示意,常用于工業(yè)生產(chǎn)上的構筑物。一般用砌體、鋼筋混凝土或型鋼制造。煙囪的外形呈圓臺形居多。另外，煙囪還可以做成單筒、多筒或筒中筒等結構形式。我國單筒煙囪最高的是山西神頭二電廠的煙囪，高270m。,1.7.2 煙囪,筒倉是一種立式容器，常用于儲存粒狀和粉狀松散物體，例如，儲存谷物、面粉、碎煤、水泥等

44、。平面形狀可為圓形、矩形、多邊形或者多個筒組合形成群倉。　　1941年建成的加拿大特朗斯康谷倉（Transcona Grain Elevator）由65個圓筒倉組成，谷倉平面呈矩形，長59m，寬23m，高31m，容積36368m3，是著名的構筑物，后因地基發(fā)生失穩(wěn)破壞而倒塌。,1.7.3 筒倉,冷卻塔是為了冷卻各種液體、氣體和蒸汽的高聳結構。在冷卻塔內(nèi)依靠水的蒸發(fā)將水的熱量傳給空氣而使水冷卻。冷卻塔廣泛應用于火力發(fā)電廠和化學工業(yè)。

45、在水源缺乏的地區(qū)利用冷卻塔使冷卻水回收，循環(huán)利用，節(jié)約水資源。目前為了節(jié)約能源，一些大型冷卻塔多數(shù)采用自然通風冷卻塔，它是由通風筒、支柱和基礎組成。通風筒的外形和材料多采用鋼筋混凝土雙曲線旋轉殼，充分利用它的結構力學和流體力學良好的特性。,1.7.4 冷卻塔,紀念碑是一種紀念性的建筑，用于紀念重大歷史事件或重要歷史人物，也可作為城市的標志性建筑?！　±纾?956年我國建成的人民英雄紀念碑為一石砌體結構，高39.40m，它是我國近

46、代革命歷史中具有重要政治意義的紀念性建筑。1885年在美國首都華盛頓建成的華盛頓紀念碑高169.2m，至今仍是世界上最高的砌體承重結構。,1.7.5 紀念碑,廣播電視事業(yè)的快速發(fā)展需要電視塔。電視塔一般為筒體懸臂結構或空間框架結構，由塔基、塔座、塔身、塔樓及桅桿等五部分組成。 　　目前世界上最高的電視塔是加拿大多倫多CN電視塔，塔高553m，塔身的橫斷面自上而下逐漸加大，呈等邊Y形。 　　我國上海1994年建成的東方明珠塔高468

47、m，其高度居中國第一，世界第三。,1.7.6 電視塔,20世紀80年代以后，中國的電視塔逐步朝著多功能方向發(fā)展。例如，電視塔除了電視通訊方面的功能外，還具有城市旅游景點、環(huán)保、氣象、娛樂和餐館等功能。　　另外，由法國工程師古斯塔夫·埃菲爾設計和主持建造的埃菲爾鐵塔也是世界上著名的塔建筑。埃菲爾鐵塔位于法國巴黎的塞納河畔，高300m，1887年始建，1889年建成，是19世紀世界上最高的鋼結構構筑物，這個高度保持了40年的

48、世界領先地位。埃菲爾鐵塔是為1889年巴黎展覽會而建。,1.8 著名建筑工程簡介,木結構建筑是人類歷史上最早興建的建筑工程。西安半坡遺址顯示了中國5000年前的木結構建筑?！　」糯罅繉m殿、廟宇、民居建筑采用的是抬梁式木結構（或稱木舉架）。當今木結構建筑則可以做成木制“板-梁-柱”式或“板-屋架-柱”式的傳統(tǒng)結構體系，也可以做成木剛架、木拱、木網(wǎng)狀筒拱或木薄殼式的新型結構體系。,1.8.1 木結構建筑,目前中國現(xiàn)存最高的木結構建筑

49、是山西應縣木塔（佛宮寺釋迦塔），如圖1.6所示。此塔建于公元1056年，外觀5層，內(nèi)有4暗層，實為9層，平面為八角形，底層直徑30.27m，塔高67.31m。　　近幾年由于木材資源逐年匱乏，為節(jié)約木材，合理使用木材資源，建筑工程中采用膠合木代替整體木材做成的結構成為發(fā)展趨勢，這包括層板膠合結構和膠合板結構等，體現(xiàn)“次材大用、小材大用”的理念。,圖1.6 山西應縣木塔示意,砌體結構建筑同樣是人類歷史上最早興建的建筑工程。砌體結構建筑

50、在古代取得了輝煌的成就。歷史悠久、享譽世界的古埃及胡夫金字塔于公元前2000多年建成，是一座用230余萬塊巨石砌筑起來的高146.6m的宏偉建筑，是一個偉大的人間奇跡。　　巴黎圣母院是世界著名哥特式教堂建筑，始建于1163年，大約建成于1180年。建筑平面寬47m，深125m，可容納萬人。它是12世紀西方典型的有劃時代意義的砌體結構建筑。,1.8.2 砌體結構建筑,中國古代的砌體建筑同樣有著輝煌的成就。明代建成的南京靈谷寺無梁殿就

51、是其中之一。靈谷寺以磚拱券為主體結構，室內(nèi)空間為一大型磚拱，總長53.5m，總寬37.35m，縱橫兩個方向均為磚砌穹拱，無一根梁。　　近代（20世紀以前）世界上最高的砌體結構辦公用樓房是1891年在美國芝加哥建成的莫納德·洛克大樓，長62m，寬21m，高61層，是一幢帶有電梯的大廈，沿用至今。,20世紀50年代以來，中國的砌體建筑結構經(jīng)歷了由磚砌體→配筋磚砌體→大型振動磚壁板材→配筋混凝土砌塊砌體的發(fā)展過程。目前我國最高

52、的砌體結構建筑是2019年在上海建成的18層住宅樓。該建筑采用190mm厚的混凝土空心砌塊配筋砌體，是配筋砌塊剪力墻結構體系的高層建筑。,1824年英國人阿斯普丁取得了波特蘭水泥（在我國稱為硅酸鹽水泥）的專利權后，于1850年開始生產(chǎn)水泥。水泥的出現(xiàn)使混凝土結構的建筑成為可能。加之混凝土的可模性、整體性、剛性均較好，而且還可以與鋼筋、型鋼有良好粘結等特點，因此，混凝土結構已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑工程的主要結構形式之一。世界上利用混凝土建造的第

53、一幢混凝土結構高層建筑是1903年在美國辛辛那提州建成的英格爾大樓。,1.8.3 混凝土結構建筑,我國的水泥工業(yè)起步較晚，始于1889年。19世紀末20世紀初，在上海等沿海城市的個別建筑物中，部分地采用了鋼筋混凝土樓板。1908年建造的上海電話公司大樓是中國最早的鋼筋混凝土框架結構建筑。解放后，混凝土結構才在建筑工程中得到廣泛的應用。 　　目前世界上最高的混凝土建筑是馬來西亞吉隆坡的石油雙塔大廈，如圖1.7所示。,1990年建成的

54、廣東國際大廈采用鋼筋混凝土結構，高200.18m，地上63層，地下2層，局部4層。 　　目前美國正在擬建米格林-拜爾特大廈，它是巨型柱－核心筒結構體系，高609.7m，125層，由12.7萬m2的辦公用房及12個樓層的停車場和若干個樓層的商場、俱樂部、空中大廳組成。,圖1.7 馬來西亞吉隆坡的石油雙塔大廈平面圖示意,鋼結構通常由型鋼、鋼管、鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成，各構件之間采用焊接、螺栓或鉚釘連接成鋼結構。鋼結構常

55、用于跨度大、高度大、荷載大、動力作用大的各種建筑中?！　′摻Y構的發(fā)展與鋼鐵的冶煉技術密切相關?！　∧壳笆澜缟献罡叩娜摻Y構建筑是美國芝加哥的西爾斯大廈（圖1.8），高442m，110層，建筑面積41380m2。,1.8.4 鋼結構建筑,中國香港的匯豐銀行大樓（圖1.9）因將結構體系完全暴露的獨特建筑造型而聞名世界。 　　美國紐約世界貿(mào)易中心大樓（圖1.10）是由兩座塔式摩天樓和4幢7層建筑組成。 　　近幾年在鋼結構建筑中，網(wǎng)架

56、、桁架、懸索、索膜、充氣等適用于大跨度屋蓋的結構形式發(fā)展迅速。這些結構形式都具有空間受力好、重量輕、剛度大、整體性強、穩(wěn)定性好和抗震性能好等特點。,圖1.8 西爾斯大廈示意,圖1.9 香港匯豐銀行大樓平面示意,圖1.10 　世界貿(mào)易中心雙塔外貌及“9·11”事件中飛機撞擊示意圖,鋼-混凝土組合結構的建筑是采用鋼構件和鋼筋混凝土構件，或者鋼-混凝土組合構件共同組成的承重結構體系或抗側力結構體系。這種組合以后的結構可使鋼

57、和混凝土兩種材料取長補短，取得良好的技術經(jīng)濟效果。鋼-混凝土組合構件有組合板、組合梁、組合柱等。　　目前世界上最高的鋼－混凝土組合結構建筑是上海的金茂大廈（圖1.11），也是中國最高、世界第三高的建筑。,1.8.5 鋼－混凝土組合結構建筑,1989年建成的香港中國銀行大廈（圖1.12），高315m，地上71層，天線頂端高368m。 　　目前我國最高的鋼管混凝土結構建筑是2019年建成的深圳賽格廣場大廈。,圖1.11 上海金茂大

58、廈,(a)剖面和結構體系示意；(b)標準平面示意,圖1.12 香港中國銀行大廈不同標高處的平面示意,索-膜結構是利用薄膜材料和鋼索共同形成的結構形式。　　它或者在薄膜覆蓋的空間內(nèi)充氣，利用內(nèi)外氣壓差來承受荷載，并與鋼索共同形成結構，稱為氣承式索-膜結構；或者將薄膜與鋼索張緊在剛性或柔性的邊緣構件上，通過張拉建立預應力，獲得確定的形狀，稱為張拉式索-膜結構。　　索-膜結構中膜材料主要有玻璃纖維布、塑料薄膜、金屬編織物等。,1.

59、8.6 索-膜結構建筑,索-膜結構的建筑在發(fā)達國家發(fā)展較快?！　∪毡緰|京后樂園棒球場是日本最大的室內(nèi)體育場，屋蓋是鋼索與氣承膜組成的索-膜結構。屋蓋直徑201m。　　2019年美國亞特蘭大夏季奧運會主體育館屋頂為索-膜結構，橢圓形平面的軸線尺寸達240m×193m。外形為雙曲拋物線形全張力穹頂?！　∥覈状卧诖笮徒ㄖ喜捎媚そY構是2019年建成的上海八萬人體育場,docin/sanshengshiyuandoc88