結(jié)構(gòu)選型之鋼結(jié)構(gòu)建筑PPT

1、鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑. 概念：通常由型鋼、鋼管、鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成；有的還用鋼鉸線、鋼絲繩（束）組成。. 連接方式采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。2.54鋼梁、鋼柱連接做法鋼柱主梁次梁耐火層硬木地板混凝土瓷磚粉刷層煤氣管 著名鋼結(jié)構(gòu)工程掠影早期的鋼結(jié)構(gòu)僅是部分構(gòu)件、配件用鑄鐵、熟鐵制成。成功的范例有： 1772年英國利物浦的圣安妮教堂，最早采用鑄鐵制作結(jié)構(gòu)構(gòu)件。 1851年倫敦國際博覽會建造的水晶宮（Crystal Palace)19世紀(jì)80年代結(jié)構(gòu)型鋼的出現(xiàn)加快了鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的發(fā)展。成功的范例有： 1883年，美國在芝加哥建造的11層保險(xiǎn)公司大樓，大樓的主要承重結(jié)構(gòu)體系

2、最先采用鐵框架（部分鋼梁）做成。 1895年用鋼框架建成了61m高14層的信托大樓（Reliance Building)1891年建成的莫納德洛克（Monadnock Building)大樓室內(nèi)鑄鐵樓梯芝加哥CPS百貨大樓入口處鐵花飾這座大樓的形式充分利用和體現(xiàn)鋼鐵框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，很大的橫向長窗改進(jìn)了室內(nèi)的照明和通風(fēng)，兩層以上整齊的建筑處理有利于減少造價(jià)和施工期，底部的大玻璃窗有利于小窗展示。 美國芝加哥CPS百貨大樓，建筑師沙利文1904年建造我國是最早用鐵建造結(jié)構(gòu)的國家之一如： 967年建于南漢朝的廣州光孝塔東鐵塔； 1061年建于宋朝的玉泉寺踏，高17.9m，共13層。現(xiàn)位于湖北當(dāng)陽縣；

3、 1105年建于宋朝的鐵塔寺，高13m，共9層。上述列舉的古建筑說明了我國古代的冶金和營造技術(shù)達(dá)到了高度水平。廣州六榕塔初建于南朝，內(nèi)曾供奉賢劫千佛像，故又名千佛塔。從宋至清經(jīng)過約11余次修建，但仍保持宋代風(fēng)格。塔頂有元代所鑄千銅柱，上有1000多尊浮雕小佛，及云彩繚繞的天宮寶塔圖。 1949年全國解放后，鋼結(jié)構(gòu)在大跨重型工業(yè)廠房、大型公共建筑和高聳結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。如1977年建成的上海鍋爐廠重型容器車間主跨36m，高40m等。上海鍋爐廠廠門近20年來，我國的鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于土木工程中，有的達(dá)到世界水平。我國建成的某大型工業(yè)廠房寬38m，長200m,高12m我國建成的大跨度工業(yè)廠房中國國

4、際貿(mào)易中心大廈二期工程。建于1999年，39層高156m，屬于超高層鋼結(jié)構(gòu)。工地施工情況長春光大銀行。28層，113m高，是一幢從設(shè)計(jì)、鋼材生產(chǎn)、制作、施工全部國產(chǎn)化的全鋼結(jié)構(gòu)建筑。高層鋼結(jié)構(gòu)全鋼結(jié)構(gòu)大廈多層鋼結(jié)構(gòu)144m特大跨度鋼桁架沈陽桃仙國際機(jī)場屋蓋由16榀跨度為135m的倒三角形鋼管桁架組成?？缍?35m倒三角形鋼管桁架我國目前不僅能生產(chǎn)各種類型的建筑鋼材，同時(shí)鋼材生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品日益增多如彩鋼壓型板、彩鋼復(fù)合板、彩鋼扣板、拱形廠房及彩鋼制品等的生產(chǎn)，使建筑結(jié)構(gòu)充滿現(xiàn)代化時(shí)代氣息。彩鋼板的應(yīng)用蘇州工業(yè)園區(qū)彩鋼板的工程應(yīng)用北京汽車銷售中心彩鋼板的工程應(yīng)用蘇州開發(fā)區(qū)世界現(xiàn)代著名

5、鋼結(jié)構(gòu)建筑掠影德國柏林新國家美術(shù)館鋼柱美術(shù)館為兩層的正方形建筑，一層在地面，一層在地下，地面上的展廳四周都是玻璃墻。上面是鋼的平屋頂，每邊長64米。整個(gè)屋頂由八根大型鋼柱支撐，柱高8。4米。這座美術(shù)館是鋼與玻璃純凈的絕唱。 首層門廳下層大廳柏林新國家美術(shù)館正面美國伊利諾斯工學(xué)院,1955年建成,克朗樓是該工學(xué)院的建筑系館。建筑物為簡單的矩形,長67米,寬36.6米。中間沒有柱子和墻，是一個(gè)大的通用空間屋頂由四個(gè)大鋼梁支托，四周大都是玻璃窗，體現(xiàn)了力求簡潔的建筑理論和手法。美國芝加哥湖濱大道公寓大樓。這兩座高層公寓大樓，建于1948-1951年。鋼結(jié)構(gòu)的梁柱直接表露在外墻上，此外外墻幾乎全是大玻

6、璃窗。這是密斯第一次建造的真正的高層建筑，盡管看起來有點(diǎn)生冷單調(diào)，但作為一種原型，對50-60年代美國和世界的高層建筑產(chǎn)生了廣泛的影響。 美國西爾斯大廈（Sears Tower)西爾斯大廈位于美國芝加哥。上圖是芝加哥的高層建筑西爾斯大廈是世界最高的全鋼結(jié)構(gòu)建筑高442m，110層，建筑面積413800平方米The Sears Tower, the tallest building in the world from 1973 on, is the most noted skyscraper in Chicago. It rises 110 stories and about 1,454 fee

7、t above the ground through a series of setbacks at the 50th, 66th, and 90th floors. 遠(yuǎn)望西爾斯大廈Sears目前是世界最高的全鋼結(jié)構(gòu)。高442m,共110層，建筑面積41.38萬平方米。建于1974年。它的標(biāo)準(zhǔn)層是一個(gè)在九個(gè)23m*23m成束筒結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成的69*69m的方形平面。西爾斯塔樓劃為9個(gè)不同高度的小正方形，在外觀上就象由九個(gè)不同高度的方柱體集合而成。 結(jié)構(gòu)體系是束筒結(jié)構(gòu)。每個(gè)筒體的柱距為4.6m。隨著建筑的升高，各筒在不同高度上終止。西爾斯塔樓遠(yuǎn)景大樓墻面西爾斯塔樓的大門廳從Aon Center屋

8、頂遠(yuǎn)望西爾斯大廈美國帝國州大廈帝國州大廈位于美國紐約。上圖是紐約高層建筑群。Empire State Building正立面紐約帝國州大廈建于1931年，保持世界紀(jì)錄長達(dá)40多年。帝國州大廈平面為130*60m，在第六層、第30層處收進(jìn)，至85層平面縮進(jìn)40*24m，其上是一個(gè)直徑約10m，高61m的原塔，塔身高度相當(dāng)于17層樓的高度，塔頂距地面381m,所以帝國州大廈號稱102層。 該大廈1931年落成，是70年代以前世界上最高的建筑。紐約州別名帝國州，故名。大廈位于紐約繁華的第五號大街上。底部面積130*60平方米，向上逐漸收縮，85層之下為普通的使用建筑面積，85層以上收縮為直徑10米高

9、61米的尖塔。塔本身相當(dāng)于17層，因此帝國大廈號稱102層，塔頂距地面380米有效使用面積6萬平方米。帝國大廈從動(dòng)工到交付使用只用了19個(gè)月，平均每5天多建一層，施工速度極快。大樓主要是辦公用房，共裝67部電梯。據(jù)觀測大廈在大風(fēng)中最大擺幅為7.6厘米，對人的感覺和安全沒有影響。1945年7月，一架巨型轟炸機(jī)在大霧中撞上大廈第79層，飛機(jī)墜毀，大廈只有局部破損，總體未受影響。當(dāng)年大廈鋼結(jié)構(gòu)工人施工的情況。帝國州大廈的鋼結(jié)構(gòu)框架是由鉚釘連接的，鋼框架并埋置在爐渣混凝土中，大大加強(qiáng)了框架的剛度。大樓剪影大樓底層 大樓入口門廳紐約世界貿(mào)易中心紐約世界貿(mào)易中心由兩座塔式摩天樓組成。19691973年建造

10、。兩座塔樓均為110層，地下六層，北樓高417m，南樓高415m，全鋼結(jié)構(gòu)。1973年、紐約曼哈頓河岸上聳立起兩座110層的姊妹樓，這是著名的紐約世界貿(mào)易中心。設(shè)計(jì)者是著名的美籍日裔建筑師雅馬薩奇這兩座方柱形大樓均高411米，打破了紐約帝國大廈保持42年之久的世界最高建筑的記錄。方柱體邊寬63.5米，每座樓的建筑面積40多萬平方米。整個(gè)世界貿(mào)易中心可容納5萬人工作，每天來辦事和參觀的人還有3萬左右。世界貿(mào)易中心的外墻是排列很緊密的鋼柱，外面包以銀色鋁板。施工時(shí)間兩年，當(dāng)上面還在施工是下面已經(jīng)交付使用。大樓受到很大的風(fēng)壓力，實(shí)測最大位移有28厘米.紐約世界貿(mào)易中心遠(yuǎn)景大樓外墻是排列很密的鋼柱，外

11、面包以銀色鋁板，其受到很大的風(fēng)壓力。 外墻屬于格珊式墻面芝加哥漢考克大廈（John Hancock Building)芝加哥漢考克大廈在美國芝加哥是第三高度該大廈1969年建成。100層，343.51高，幾何形狀為上小下大的截錐體，建筑重心下移?？箖A覆能力強(qiáng)。結(jié)構(gòu)型式為鋼斜撐周邊桁筒體系，在每個(gè)建筑立面形成巨大的X形斜向支撐。是世界最早的巨型鋼桁架結(jié)構(gòu)，也是建筑外形美觀且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的范例。大廈夜景Height (Tip of flag ): 450mFrom the roof of Aon Center遠(yuǎn)望漢考克大廈Aon Center 高346.26m是芝加哥第二高度法國巴黎蓬皮杜藝術(shù)與文

12、化中心，建于1977年:這是一座藝術(shù)與文化中心，包括圖書館，現(xiàn)代藝術(shù)博物館，工藝美術(shù)中心等。主體為6層的鋼結(jié)構(gòu)建筑，長166米，寬60米。與一般建筑不同的是，它的鋼柱、鋼梁、木桁架等結(jié)構(gòu)構(gòu)件都裸露在建筑物的表面，甚至運(yùn)貨電梯電纜，上下水管也置于臨街立面并漆成大紅大綠的顏色，設(shè)計(jì)者突破常規(guī)的一種建筑觀念是：現(xiàn)代建筑應(yīng)該是利用現(xiàn)代手段造成的一種框架、一種裝置或一個(gè)容器，讓人們在其中方便靈活地進(jìn)行各種活動(dòng)。是高技派建筑風(fēng)格的代表作。 蓬皮杜藝術(shù)與文化中心展室內(nèi)部倫敦勞埃德大廈，1986年建成，位于倫敦金融區(qū)。長方形的主體中間是很高的大廳，四周是大玻璃墻，周圍有六個(gè)塔樓，其中安置步梯，電梯和各種管線，

13、主體的辦公間沒有固定的隔斷，可以靈活使用。大樓一部分為12層，一部分為6層，看起來象復(fù)雜的工業(yè)建筑。設(shè)計(jì)者是先前曾設(shè)計(jì)過巴黎蓬皮杜中心的英國建筑師羅杰斯。 中國香港匯豐銀行大樓屬于高技派風(fēng)格，大樓上顯著暴露的是鋼柱和鋼桁架，它的底部完全敞開，有一對自動(dòng)扶梯從樓板上伸下來，供人出入。大樓內(nèi)部也處處開通，給人以一種現(xiàn)代化的技術(shù)先進(jìn)印象。高技派不另加裝飾，但實(shí)際上造價(jià)并未減省。 建于1985年。地上45層，地下4層，高175m。底部敞開，大樓內(nèi)部處處開通由此登樓為使底層成為全開敞式大空間，與前后廣場連成一體，限制上部框架落地，采用了鋼結(jié)構(gòu)懸吊體系。桁架之間的47層樓蓋靠巨型鋼拉桿懸掛在上層桁架上。為

14、限制上部框架落地，由8根格構(gòu)式巨型鋼柱和5層巨型鋼桁架組成主體結(jié)構(gòu)。夜景 美國明尼亞波利斯的聯(lián)邦儲備銀行（Federal Reserve Bank Building)大樓是一幢11層的以鋼懸索結(jié)構(gòu)為主體的建筑物，懸索跨越83.2m，兩端支承在截面和剛性極大的筒體結(jié)構(gòu)上。懸索下凹，矢高45.7m。懸索支承曲線以上的柱子和曲線以下的吊桿。下凹懸索的水平推力由頂部的巨型鋼桁架承受。外立面外立面平面正立面及預(yù)留擴(kuò)建的可能施工中的現(xiàn)場聯(lián)邦儲備銀行大樓平面圖。鋼懸索跨越83.2m，其兩端支承在截面和剛性極大的筒體結(jié)構(gòu)上。懸索下凹，矢高45.7m懸索支承曲線以上的柱子和曲線以下的吊桿。下凹懸索的水平推力（受

15、壓）由巨型鋼桁架承受。擴(kuò)建時(shí)采用拱結(jié)構(gòu)，拱在拱腳處產(chǎn)生的水平推力（受拉）正好與懸索產(chǎn)生的壓力抵消一部分。受力非常合理。施工中的現(xiàn)場 上海環(huán)球金融中心擬建在上海浦東陸家嘴金融區(qū)，位于金茂大廈旁，明珠電視塔對面。由95層高460m的塔樓和三層裙房組成。位于金茂大廈旁。建成后將沖擊世界最高記錄。主體采用了正方型和圓形兩個(gè)單純的幾何形體，正方形平面的其中一組對角自下而上逐漸收分，至頂部460米高處呈線狀；頂部的圓形開口減輕了大廈的風(fēng)荷載，圓洞中架設(shè)觀光橋梁，象征“世界金融中心”和“世界的橋梁”具結(jié)構(gòu)主義特征的群樓是主體建筑與人體尺度之間的過渡。大廈共設(shè)置電梯46臺，其中雙層式電梯32臺，消防電梯3臺；

16、自動(dòng)扶梯31臺。該設(shè)計(jì)采用了雙層樓面的電梯，這種電梯的主要乘降層入口大廳和中庭，設(shè)置了多臺自動(dòng)扶梯，以方便使用。 底座西立面剖面圖圓洞口大大減少了風(fēng)荷載的作用。觀覽大廳屋頂平面大跨度鋼屋蓋結(jié)構(gòu)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是大跨度屋蓋近幾年迅速發(fā)展的一種結(jié)構(gòu)形式； 概念：是由多根桿件沿平面或曲面組成的網(wǎng)狀空間桿件體系的結(jié)構(gòu)； 類型：平板網(wǎng)架、曲面網(wǎng)架； 優(yōu)點(diǎn)：空間受力，重量輕，剛度大，整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、抗震性能好等；棋盤形四角錐螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架構(gòu)造示意鋼網(wǎng)架在工程中的應(yīng)用著名鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)成功范例 日本福岡體育館建于1993年。屋蓋222m，是世界最大的球面網(wǎng)殼，同時(shí)更為巧妙的是屋蓋具有合開性，它的球形屋蓋由三塊可旋

17、轉(zhuǎn)的扇形網(wǎng)殼組成，扇形沿圓周導(dǎo)軌移動(dòng)，按需要可呈全封閉、開啟1/3或2/3等不同狀態(tài)。屋蓋具有開合性。由三塊可旋轉(zhuǎn)的扇形網(wǎng)殼組成。加拿大1967蒙特利爾博覽會美國館建筑師富勒善用三角形的網(wǎng)架組成多面體穹窿。這種結(jié)構(gòu)以較少的材料造成了輕質(zhì)高強(qiáng)的屋蓋，輕巧的覆蓋了很大的空間。 長春萬人體育館建于1997年，是我國最大的網(wǎng)殼工程。屋蓋平面為核桃形曲肋球面網(wǎng)殼，網(wǎng)架屋脊長向拱架跨度146m，落地矢高40.67m，拱架厚2.8m。另設(shè)環(huán)向、斜向桁架作為相互支撐，形成三維結(jié)構(gòu)空間網(wǎng)架。長春體育館采用日本進(jìn)口方鋼管網(wǎng)殼輕鋼桁架結(jié)構(gòu)。其設(shè)計(jì)、制做、安裝難度之高，在亞洲堪稱首例。該館總建筑面積31192平方米，

18、主館長跨度192米，短軸跨度146米，中心夭高50米，容納觀眾12000人。屋面是平面為核桃形的曲肋球面網(wǎng)殼加拿大多倫多湯姆遜音樂廳，1982年建成。音樂廳位于多倫多市中心區(qū)，有2812個(gè)座位。其外形如一個(gè)巨大的玻璃覆盆，中心部分是演出廳，周圍是休息廳和門廳。玻璃覆盆由鋼架支撐。夜間，燈光透過玻璃，流光溢彩，整個(gè)音樂廳有如一個(gè)閃光的大鉆石。音樂廳的音響和視線效果均數(shù)上成。加拿大多倫多湯姆遜音樂廳外貌加拿大多倫多湯姆遜音樂廳內(nèi)景沙特阿拉伯利雅得國際機(jī)場候機(jī)樓 沙特阿拉伯利雅得國際機(jī)場1983年建成。這座豪華的航空站建筑有兩座國際候機(jī)樓，兩座國內(nèi)候機(jī)樓，另有一個(gè)單設(shè)的皇家候機(jī)樓，居于中心地位的是一個(gè)可容納5000人的清真寺。候機(jī)樓的屋頂由許多三角形的球面構(gòu)成。從建筑的平面組織到裝飾圖案，都具有明顯的伊斯蘭傳統(tǒng)藝術(shù)風(fēng)格。 日本東京都體育館建筑師的設(shè)計(jì)意圖是創(chuàng)造三個(gè)不同空間，作為整個(gè)建筑綜合體的獨(dú)立部分，它們從尺度、形狀和形式上有所相同。主場館的設(shè)計(jì)中，視覺效果上，追求獨(dú)創(chuàng)的方案設(shè)計(jì)與施工中內(nèi)