安徽理工大學(xué)混凝土與砌體結(jié)構(gòu)讀書報告

混凝土與砌體結(jié)構(gòu)讀書報告

土木13-9班2023/7/122/57

小組成員：

華云濤、朱華勝、許銳、李品

余淼坤、朱永志、喬然、彭偉2023/7/123/57目錄上海中心大廈包豪斯校舍香港中銀大廈代代木國立綜合體育館4123巴西議會大廈56中國國家大劇院2023/7/124/57上海中心大廈一、工程概況

上海中心大廈地處上海市浦東新區(qū)陸家嘴金融中心區(qū)，基地總面積約3.04萬平方米。主樓建筑高度632米，地上共121層，地下5層，裙樓地上5層，總建筑面積約573223平方米，建筑造價148億元，北側(cè)與金茂大廈相鄰，東側(cè)與上海環(huán)球中心相鄰，三者組成品字形關(guān)系的建筑群,構(gòu)成陸家嘴金融商業(yè)貿(mào)易區(qū)新的天際線。上海中心建筑組成包括以下幾部分:內(nèi)部主體樓層內(nèi)層玻璃幕墻外層玻璃幕墻柔性支撐體系在每個區(qū)段的頂部外側(cè)與內(nèi)側(cè)玻璃幕墻之間,布置有一個空中大堂。2023/7/125/57二、方案設(shè)計

上海中心建筑設(shè)計的一個重要思考內(nèi)容是如何與金茂大廈的節(jié)節(jié)寶塔以及環(huán)球金融中心的銳利邊角造型形成完整而和諧的關(guān)系。其設(shè)計方案被確定為“龍型”方案，該方案由美國Gensler建筑設(shè)計事務(wù)所和同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院提供。從外觀上看，“上海中心”像一條盤旋上升的巨龍，“龍尾”在大廈頂部盤旋上翹，建筑師采用旋轉(zhuǎn)上升的建筑造型,這一構(gòu)思來源于哲學(xué)中“螺旋式發(fā)展”的邏輯概念。在此理念的基礎(chǔ)上,上海中心與金茂大廈、環(huán)球金融中心形成了“過去、現(xiàn)在、未來”的時空聯(lián)系！由于上海地區(qū)的風(fēng)荷載較大,同時,風(fēng)荷載對超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響巨大,所以建筑師與風(fēng)工程專家對上海中心外立面幕墻進(jìn)行了多方案的對比。比較發(fā)現(xiàn),當(dāng)外幕墻采用120°的旋轉(zhuǎn)角度時,整個塔樓不僅具有動態(tài)的美感,而且相比普通的方形塔樓,旋轉(zhuǎn)塔樓承擔(dān)的風(fēng)荷載減小了24%,從而大大降低塔樓的結(jié)構(gòu)造價。

2023/7/126/57大廈造型來源----------中國傳統(tǒng)的圖案------龍2023/7/127/57外立面幕墻旋轉(zhuǎn)角度變化2023/7/128/57三、功能分區(qū)

作為一幢綜合性超高層建筑，上海中心大廈以辦公為主，其他業(yè)態(tài)有會展、酒店、觀光娛樂區(qū)域，包括大眾商業(yè)娛樂區(qū)域，低、中、高、辦公區(qū)域，商業(yè)等。大廈分為5大功能企業(yè)會館區(qū)域，精品酒店區(qū)域和頂部功能體驗(yàn)空間。其中“世界之巔”即是功能體驗(yàn)區(qū)，有城市展示觀看臺，娛樂，VIP小型酒吧、餐飲、觀光會晤等功能。另外，在本項(xiàng)目的裙房中還設(shè)有容納1200人的多功能活動中心。2023/7/129/57四、結(jié)構(gòu)體系

對于超高層建筑,結(jié)構(gòu)整體高寬比、核心筒高寬比和核心筒所占面積比例是影響超高層建筑的關(guān)鍵因素。重力荷載引起的P-△效應(yīng)將使結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力增加甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

上海中心建筑高度632m,結(jié)構(gòu)高度58Om,底部外圈直徑83m,結(jié)構(gòu)高寬比7.0,內(nèi)部核心筒尺寸為3Omx3Om,核心筒高寬比19.3,核心筒占底層平面面積的16.6%。由于其核心筒尺寸較小,導(dǎo)致核心筒的抗側(cè)剛度較弱,結(jié)構(gòu)體系選型成為一個關(guān)鍵問題。

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通過對多方案的比較,上海中心采用了巨型框架一核心筒一伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系,巨型框架由8根巨型柱4根角柱及8道位于設(shè)備層的箱型空間環(huán)帶桁架組成，角柱和巨型柱分別在5區(qū)和8區(qū)終止。中央核心筒底部為邊長30m的方形混凝土筒，至5區(qū)開始，核心筒四角被削掉，逐漸收窄為十字形，直至頂部。核心筒和巨型框架之間共設(shè)置了6道伸臂桁架，分別位于2區(qū)、4區(qū)、5～8區(qū)設(shè)備層。2023/7/1211/57

設(shè)計過程中采用BIM技術(shù)將結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑設(shè)計以及機(jī)電設(shè)計結(jié)合起來,從而大大提高了多個專業(yè)之間溝通的效率,降低了出錯效率。利用BIM技術(shù)，通過搭建各專業(yè)的BIM模型，一方面可對原有二維圖紙進(jìn)行審查，找出相關(guān)圖紙設(shè)計的錯誤，從而進(jìn)一步提高設(shè)計圖紙的質(zhì)量，并優(yōu)化設(shè)計；另一方面能夠便于設(shè)計師在虛擬的三維環(huán)境下發(fā)現(xiàn)各專業(yè)構(gòu)件之間的空間關(guān)系是否存在碰撞沖突，并通過軟件自動檢測出碰撞點(diǎn)的數(shù)量和方位。2023/7/1212/57五、支撐體系

基于建筑幕墻輕盈的要求,采用了柔性吊掛支撐結(jié)構(gòu)體系。采用分區(qū)吊掛的形式,分設(shè)底部1區(qū)幕墻、中部2一8區(qū)幕墻(典型區(qū))、頂部塔冠幕墻共三個獨(dú)立區(qū)段。采用懸掛鋼結(jié)構(gòu)+徑向撐桿+水平斜撐的幕墻支撐體系。根據(jù)建筑平面扭轉(zhuǎn)形態(tài),支撐結(jié)構(gòu)為相應(yīng)在平面尺寸向上逐步縮小并每層旋轉(zhuǎn)1°的徑向支撐,并通過環(huán)梁與吊桿懸掛于各區(qū)的設(shè)備層。2023/7/1213/57幕墻現(xiàn)場施工圖2023/7/1214/57雙層幕墻和空中大堂2023/7/1215/57

雙層幕墻系統(tǒng)有利于夏天散熱，冬天隔熱。這和熱水瓶的原理差不多。因此上海中心大廈也被戲稱為一個直沖云霄的“熱水瓶”。2023/7/1216/57六、綠色節(jié)能上海中心大廈采用了多項(xiàng)最新的綠色環(huán)保技術(shù)，工程嚴(yán)格按照國家綠色建筑三星認(rèn)證和美國LEED綠色建筑認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行建造，是一座真正的“綠色”摩天樓，同時也是世界上首座同時通過兩大體系認(rèn)證的摩天大樓。國家綠色建筑三星認(rèn)證美國LEED綠色建筑認(rèn)證2023/7/1217/57分布式能源的利用技術(shù)變風(fēng)量空氣調(diào)節(jié)技術(shù)熱回收利用技術(shù)地源熱泵技術(shù)渦輪式風(fēng)力發(fā)電技術(shù)雨水收集處理和回用技術(shù)綠色施工技術(shù)2023/7/1218/57熱回收利用技術(shù)大樓在運(yùn)營過程中，酒店、辦公等會產(chǎn)生大量的熱空氣，特別是上海中心大廈有24個直接對外營業(yè)的大空間的空中花園，在夏季會集聚溫度較高的熱空氣。因此，熱回收利用技術(shù)就是將這部分的熱空氣進(jìn)行回收，采用熱泵型熱水加熱器，為酒店提供生產(chǎn)生活熱水。水熱泵系統(tǒng)，采用帶ECM電機(jī)的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組。2023/7/1219/57地源熱泵技術(shù)這是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源供熱制冷的環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)。在冬季可把土壤中的熱量“取”出來供給室內(nèi)用于采暖。在夏季把室內(nèi)的熱量“取”出來釋放到土壤中去。它的特點(diǎn)是環(huán)保，沒有燃燒過程，無污染排放；毋需使用冷卻塔。不向外排熱；不抽取地下水，不破壞地下水資源。地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%。地源熱泵的污染物排放與空氣源熱泵相比減少40％以上，與電供暖相比減少70％以上。2023/7/1220/57包豪斯校舍一、工程概況

包豪斯校舍地處德國德紹市，位于城市郊區(qū)，臨近弗里德里希大街的城市公有地。于1926年建成，是一座建筑工藝學(xué)校新校舍。建筑占地面積為2630平方米，校舍面積約一萬平方米。2023/7/1221/57二、方案設(shè)計

此建筑群由著名建筑師W.格羅皮烏斯設(shè)計。在建筑結(jié)構(gòu)上充分運(yùn)用窗與墻、混凝土與玻璃、豎向與橫向、光與影的對比手法，使空間形象顯得清新活潑、生動多樣。尤其通過簡潔的平屋頂、大片玻璃窗和長而連續(xù)的白色墻面產(chǎn)生的不同的視覺效果，更給人以獨(dú)特的印象。該校舍以嶄新的形式，與復(fù)古主義設(shè)計思想劃清了界限，被認(rèn)為是現(xiàn)代建筑中具有里程碑意義的典范作品。2023/7/1222/572023/7/1223/57三、功能分區(qū)

它由教學(xué)樓、實(shí)習(xí)工廠和學(xué)生宿舍三部分組成。空間布局的特點(diǎn)是根據(jù)使用功能組合為既分又合的群體，既獨(dú)立分區(qū)，又方便聯(lián)系。教學(xué)樓與實(shí)習(xí)工廠均為四層，占地最多。宿舍在另一端，高六層，連接二者的是兩層的飯廳兼禮堂。居于群體中樞并連接各部的是行政、教師辦公室和圖書館。其中四層廠房，二、三、四層有三面是全玻璃幕墻，成為后來多層和高建筑采用全玻璃幕墻的先聲。2023/7/1224/57四、結(jié)構(gòu)體系

按各部分不同的功能選擇不同的結(jié)構(gòu)形式，賦予不同的形象。實(shí)驗(yàn)工廠是一大通間，采用鋼筋混凝土框架和懸挑樓板。外墻采用成片的、貫通三層的玻璃幕墻,既利于采光,也顯示出與其他部分不同的外形。教室樓也是框架結(jié)構(gòu)，由于間距不大，構(gòu)造比較輕巧。水平的帶形窗和白墻相間是它的外形特征。宿舍采用鋼筋混凝土樓板和承重磚墻的混合結(jié)構(gòu)；墻面較多，窗較小，各房間外面有各自的小陽臺。食堂兼禮堂是集體使用的大空間，外形開朗。屋頂全是平頂，為空心樓板上設(shè)保溫層，鋪油氈和預(yù)制瀝青板構(gòu)成，人們可以在屋頂上面活動。全部鑄鐵落水管隱藏在墻內(nèi)，外形整潔。2023/7/1225/57香港中銀大廈一、工程概況

香港中銀大廈地處香港中西區(qū)金鐘花園道1號，基地面積約8400平方米,總建筑面積約12.9萬平方米，地上70層，于1990年3月19日建設(shè)完工。樓高315米，加頂上兩桿的高度共有367.4米。建成時是香港最高的建筑，亦是美國地區(qū)以外最高的摩天大廈。2023/7/1226/57二、方案設(shè)計

中銀大廈由美籍華裔建筑師貝聿銘設(shè)計，創(chuàng)意來源于竹子。外型像竹子的“節(jié)節(jié)高升”，象征著力量、生機(jī)、茁壯和銳意進(jìn)取的精神；基座的麻石外墻代表長城，代表中國。建筑主體是一個正方平面，對角劃成4組三角形，每組三角形的高度不同，節(jié)節(jié)高升，使得各個立面在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膸缀我?guī)范內(nèi)變化多端。整座大廈的立面，均以藍(lán)灰色玻璃作為幕墻，它貫穿以規(guī)范的45角的斜向裝飾線，使由下至上的三角飾線形產(chǎn)生重疊感,但又在重疊中發(fā)生變化，從而有了向上的動感，形成一種頗為突出的風(fēng)格。2023/7/1227/57

不象香港一般的慣常方式將建筑蓋滿整個基地,而用心地在東西兩側(cè)規(guī)劃庭園,園中有流水、瀑布、奇石與樹木、流水順著地勢潺潺而下。為人擠樓擁的香港創(chuàng)造了精致的室外空間，誠乃可貴之舉。2023/7/1228/57三、功能分區(qū)

中銀大廈頂樓4層及底座的19層目前均為中銀香港的寫字樓，其他的樓層出租則公開。其中，3樓為營業(yè)廳，17樓作高級職員專用餐廳兼宴客廳，而在43樓曾設(shè)有一個開放予公眾參觀的小型觀景樓層，但需登記個人資料才可到達(dá)；頂層70樓的“七重廳”則是主要觀景樓層，但需預(yù)約參觀。中銀大廈整棟大樓以3樓營業(yè)廳，17樓高級職員專用餐廳兼宴客廳與頂端70層的“七重廳”等處最受矚目。2023/7/1229/57結(jié)構(gòu)模型2023/7/1230/57內(nèi)部局部空間2023/7/1231/57四、結(jié)構(gòu)體系

整座大樓采用由八片平面支撐和五根型鋼混凝土柱所組成的混合結(jié)構(gòu)“大型立體支撐體系”，此混凝土--鋼結(jié)構(gòu)立體支撐體系，在改進(jìn)結(jié)構(gòu)性能方面具有如下獨(dú)到之處：

1.采用幾何不變的軸力代替幾何可變的彎曲桿系，來抵抗水平荷載，更加經(jīng)濟(jì)有效。

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2.利用多片平面支撐的組合，形成一個立體支撐體系，使立體支撐在承擔(dān)全部水平荷載的同時，還承擔(dān)了高樓的幾乎全部的重力，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了立體支撐抵抗傾覆力矩的能力。

3.將抵抗傾覆力矩用的抗壓和抗拉豎桿件，布置在建筑方形平面的四個角，從而在抵抗任何方向的水平力時，均具有最大的抗力矩的力偶臂。

4.利用立體支撐及各支撐平面內(nèi)的鋼柱和斜桿，將各樓層重力荷載傳遞至角柱，加大了樓層重力荷載作為抵抗傾覆力矩平衡重的力偶臂，從而提高了作為平衡重的有效性。2023/7/1233/57代代木國立綜合體育館

一、工程概況

代代木體育館位于東京都涉谷區(qū)原宿站附近。體育館總面積9.1公頃，南北有近6米的高差，是為日本舉辦1964年奧運(yùn)會而新建的場館。2023/7/1234/57二、方案設(shè)計

代代木國立綜合體育館，是日本建筑師丹下健三結(jié)構(gòu)表現(xiàn)主義時期的頂峰之作，具有原始的想像力，達(dá)到了材料、功能、結(jié)構(gòu)、比例，乃至歷史觀的高度統(tǒng)一，被稱為“20世紀(jì)世界最美的建筑之一”。是當(dāng)代仿生建筑的杰出代表。

類似海螺的獨(dú)特造型給人很強(qiáng)的視覺沖擊,是一個由瞬間的海浪漩渦引發(fā)的靈感設(shè)計。整個設(shè)計線條沒有直角直線，流暢的線條讓人想起的是浮世繪中的神秘海浪。

采用的懸索結(jié)構(gòu)來源于蜘蛛網(wǎng)的靈感：用數(shù)根自然下垂的鋼索牽引主體結(jié)構(gòu)的各個部位，從而托起了總面積20000多平方米的建筑。2023/7/1235/572023/7/1236/57三、功能分區(qū)

體育館由一個主館（游泳館）和一個附館（籃球館）及辦公與輔助設(shè)施組成。第一體育館建筑面積25.396㎡，

15000座席，容積16萬m3，其跨度126m×120m，第二體育館位于主館的西南面，它是個直徑70米的圓，建筑面積5591㎡，可以容納4000名觀眾。附屬建筑面積3217㎡，包括管理用房，餐廳和一個50*12m的室內(nèi)游泳池。2023/7/1237/57第一場館2023/7/1238/57第二場館2023/7/1239/57四、結(jié)構(gòu)體系

代代木體育館是上世紀(jì)60年代現(xiàn)代建筑技術(shù)進(jìn)步的象征。柔性設(shè)計當(dāng)時被視為最復(fù)雜的設(shè)計，其復(fù)雜在于大跨度、大空間，讓場館及其它設(shè)施都被統(tǒng)一在這個用高張力纜索為主體的懸索屋頂結(jié)構(gòu)之下。

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1、首先是一個類似懸索橋的系統(tǒng)，它是吊起整個巨大屋面的主要構(gòu)件，它決定了結(jié)構(gòu)的尺度，它的安全也決定了整個結(jié)構(gòu)的安全。2023/7/1241/57

2、兩邊各有一個半圓形的鋼筋混凝土剛性環(huán)被從主纜上伸出的眾多鋼纜吊離地面，與地面形成一個傾角，整個體育館的基本形態(tài)就是這樣。大概也正是通過這些變化，再加上大尺度的效果，傳力如此清晰而簡潔的結(jié)構(gòu)體系展現(xiàn)出來的卻是豐富無窮的表現(xiàn)效果。2023/7/1242/57

3、旁邊的小體育館的結(jié)構(gòu)更有張力，更具有創(chuàng)造性。與下圖中表現(xiàn)不同的是，背索沒有直接連到主塔上，而是從后面繞出來，在主塔身前繞了一圈之后連到了塔尖上。傳力路徑?jīng)]有大的變化，但建筑效果卻生動了起來。2023/7/1243/57巴西議會大廈

一、工程概況

巴西議會大廈矗立在巴西首都巴西利亞市的三權(quán)廣場上，建于1958～1960年。建筑是兩座28層大樓，是巴西利亞市最高建筑物。2023/7/1244/57二、方案設(shè)計

巴西議會大廈由奧斯卡·尼邁耶設(shè)計，他是巴西現(xiàn)代建筑師，拉丁美洲現(xiàn)代主義建筑的倡導(dǎo)者。在一個矮平的建筑物上有兩個碗形屋頂，一個正放，一個倒扣，里面分別為下議院和上議院的會場。在它們的后面是27層的辦公樓，樓本身又分為相對而立靠得很近的兩個薄片，中間是一線天似的夾縫。

整個議會大廈外形十分簡潔，而橫與直、高與低、方與圓、正與反的強(qiáng)烈對比，給人以強(qiáng)烈的現(xiàn)代派印象。潔白的議會大廈，湖水，水中的倒影，蔚藍(lán)的天空和白云很自然的融為了一體,形成一幅非常美妙的畫面。2023/7/1245/572023/7/1246/57三、功能分區(qū)

議會大廈由參議院、眾議院會議大廳和辦公樓三部分組成。有人戲稱巴西議會大廈的型式是“一雙筷子兩只碗”。

大樓之間有空中通道相聯(lián)，呈“H”型，為葡語“人本主義”的首寫字母。右側(cè)眾議院的碗口朝上象征“民主”、“廣開言路”；左側(cè)參議院的碗口朝下，象征“集中民意”、“議決題案”。2023/7/1247/57四、結(jié)構(gòu)體系議會大廈采用以混凝土為建筑材料的框架結(jié)構(gòu)體系。2023/7/1248/572023/7/1249/57中國國家大劇院一、工程概況

國家大劇院位于北京市中心天安門廣場西，人民大會堂西側(cè)，西長安街以南，工程于2001年12月13日開工，于2007年9月建成?？傉嫉孛娣e11.89萬平方米，總建筑面積約16.5萬平方米，其中主體建筑10.5萬平方米，地下附屬設(shè)施6萬平方米，建筑物總高度46.285米，

總投資額26.88億人民幣。2023/7/1250/572023/7/1251/57二、方案設(shè)計

國家大劇院由法國建筑師保羅·安德魯主持設(shè)計。建筑為獨(dú)特的殼體造型，屋面呈半橢圓形，由具有柔和的色調(diào)和光澤的鈦金屬覆蓋，前后兩側(cè)有兩個類似三角形的玻璃幕墻切面，整個建筑漂浮于人造水面之上。夜晚呈現(xiàn)出“金生麗水”的畫面。

安德魯說：“中國國家大劇院要表達(dá)的，就是內(nèi)在的活力，是在外部寧靜籠罩下的內(nèi)部生機(jī)。一個簡單的‘雞蛋殼’，里面孕育著生命。這就是我的設(shè)計靈魂：外殼、生命和開放?！眹掖髣≡航ㄖ煨托路f、前衛(wèi)，構(gòu)思獨(dú)特，是傳統(tǒng)與現(xiàn)代、浪漫與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，整體上體現(xiàn)了21世紀(jì)世界標(biāo)志性建筑的特點(diǎn)。2023/7/1252/572023/7/1253/57三、功能分區(qū)

國家大劇院主體建筑及南北兩側(cè)的水下長廊、地下停車場、人工湖、綠地組成。其中主體建筑由外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部2091個坐席的歌劇院(含站席2398)、1859個坐席的音樂廳(含站席2017)、957個坐席的戲劇院(含站席1040)、公共大廳及配套用房組成。各種通道和入口都設(shè)在水面下。2023/7/1254/57四、結(jié)構(gòu)體系

國家大劇院國家大劇院主體建筑為鋼結(jié)構(gòu)。采用的是殼體結(jié)構(gòu)體系，殼體經(jīng)過精確數(shù)字計算得出系數(shù)為2.24的超級橢球，其外圍護(hù)裝飾板面積