混凝土與砌體結構讀書報告

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陸家嘴金融中心區，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，北側與金茂大廈相鄰，東側與上海環球中心相鄰，三者組成品字形關系的建筑群,構成陸家嘴金融商業貿易區新的天際線。上海中心建筑組成包括以下幾部分:內部主體樓層內層玻璃幕墻外層玻璃幕墻柔性支撐體系在每個區段的頂部外側與內側玻璃幕墻之間,布置有一個空中大堂。2023/7/125/57二、方案設計

上海中心建筑設計的一個重要思考內容是如何與金茂大廈的節節寶塔以及環球金融中心的銳利邊角造型形成完整而和諧的關系。其設計方案被確定為“龍型”方案，該方案由美國Gensler建筑設計事務所和同濟大學建筑設計研究院提供。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，建筑師采用旋轉上升的建筑造型,這一構思來源于哲學中“螺旋式發展”的邏輯概念。在此理念的基礎上,上海中心與金茂大廈、環球金融中心形成了“過去、現在、未來”的時空聯系！由于上海地區的風荷載較大,同時,風荷載對超高層建筑結構設計的影響巨大,所以建筑師與風工程專家對上海中心外立面幕墻進行了多方案的對比。比較發現,當外幕墻采用120°的旋轉角度時,整個塔樓不僅具有動態的美感,而且相比普通的方形塔樓,旋轉塔樓承擔的風荷載減小了24%,從而大大降低塔樓的結構造價。

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

作為一幢綜合性超高層建筑，上海中心大廈以辦公為主，其他業態有會展、酒店、觀光娛樂區域，包括大眾商業娛樂區域，低、中、高、辦公區域，商業等。大廈分為5大功能企業會館區域，精品酒店區域和頂部功能體驗空間。其中“世界之巔”即是功能體驗區，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，在本項目的裙房中還設有容納1200人的多功能活動中心。2023/7/129/57四、結構體系

對于超高層建筑,結構整體高寬比、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鍵因素。重力荷載引起的P-△效應將使結構位移和內力增加甚至導致結構失穩。

上海中心建筑高度632m,結構高度58Om,底部外圈直徑83m,結構高寬比7.0,內部核心筒尺寸為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,導致核心筒的抗側剛度較弱,結構體系選型成為一個關鍵問題。

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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構體系,巨型框架由8根巨型柱4根角柱及8道位于設備層的箱型空間環帶桁架組成，角柱和巨型柱分別在5區和8區終止。中央核心筒底部為邊長30m的方形混凝土筒，至5區開始，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置了6道伸臂桁架，分別位于2區、4區、5～8區設備層。2023/7/1211/57

設計過程中采用BIM技術將結構設計與建筑設計以及機電設計結合起來,從而大大提高了多個專業之間溝通的效率,降低了出錯效率。利用BIM技術，通過搭建各專業的BIM模型，一方面可對原有二維圖紙進行審查，找出相關圖紙設計的錯誤，從而進一步提高設計圖紙的質量，并優化設計；另一方面能夠便于設計師在虛擬的三維環境下發現各專業構件之間的空間關系是否存在碰撞沖突，并通過軟件自動檢測出碰撞點的數量和方位。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構體系。采用分區吊掛的形式,分設底部1區幕墻、中部2一8區幕墻(典型區)、頂部塔冠幕墻共三個獨立區段。采用懸掛鋼結構+徑向撐桿+水平斜撐的幕墻支撐體系。根據建筑平面扭轉形態,支撐結構為相應在平面尺寸向上逐步縮小并每層旋轉1°的徑向支撐,并通過環梁與吊桿懸掛于各區的設備層。2023/7/1213/57幕墻現場施工圖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、綠色節能上海中心大廈采用了多項最新的綠色環保技術，工程嚴格按照國家綠色建筑三星認證和美國LEED綠色建筑認證的標準和要求進行建造，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證的摩天大樓。國家綠色建筑三星認證美國LEED綠色建筑認證2023/7/1217/57分布式能源的利用技術變風量空氣調節技術熱回收利用技術地源熱泵技術渦輪式風力發電技術雨水收集處理和回用技術綠色施工技術2023/7/1218/57熱回收利用技術大樓在運營過程中，酒店、辦公等會產生大量的熱空氣，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，熱回收利用技術就是將這部分的熱空氣進行回收，采用熱泵型熱水加熱器，為酒店提供生產生活熱水。水熱泵系統，采用帶ECM電機的風機盤管機組。2023/7/1219/57地源熱泵技術這是一種利用地下淺層地熱資源供熱制冷的環保型空調系統。在冬季可把土壤中的熱量“取”出來供給室內用于采暖。在夏季把室內的熱量“取”出來釋放到土壤中去。它的特點是環保，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。地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高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，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、方案設計

此建筑群由著名建筑師W.格羅皮烏斯設計。在建筑結構上充分運用窗與墻、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的白色墻面產生的不同的視覺效果，更給人以獨特的印象。該校舍以嶄新的形式，與復古主義設計思想劃清了界限，被認為是現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

它由教學樓、實習工廠和學生宿舍三部分組成。空間布局的特點是根據使用功能組合為既分又合的群體，既獨立分區，又方便聯系。教學樓與實習工廠均為四層，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、結構體系

按各部分不同的功能選擇不同的結構形式，賦予不同的形象。實驗工廠是一大通間，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。教室樓也是框架結構，由于間距不大，構造比較輕巧。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構；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，為空心樓板上設保溫層，鋪油氈和預制瀝青板構成，人們可以在屋頂上面活動。全部鑄鐵落水管隱藏在墻內，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，亦是美國地區以外最高的摩天大廈。2023/7/1226/57二、方案設計

中銀大廈由美籍華裔建筑師貝聿銘設計，創意來源于竹子。外型像竹子的“節節高升”，象征著力量、生機、茁壯和銳意進取的精神；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，節節高升，使得各個立面在嚴謹的幾何規范內變化多端。整座大廈的立面，均以藍灰色玻璃作為幕墻，它貫穿以規范的45角的斜向裝飾線，使由下至上的三角飾線形產生重疊感,但又在重疊中發生變化，從而有了向上的動感，形成一種頗為突出的風格。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規劃庭園,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造了精致的室外空間，誠乃可貴之舉。2023/7/1228/57三、功能分區

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樓為營業廳，17樓作高級職員專用餐廳兼宴客廳，而在43樓曾設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；頂層70樓的“七重廳”則是主要觀景樓層，但需預約參觀。中銀大廈整棟大樓以3樓營業廳，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結構模型2023/7/1230/57內部局部空間2023/7/1231/57四、結構體系

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構“大型立體支撐體系”，此混凝土--鋼結構立體支撐體系，在改進結構性能方面具有如下獨到之處：

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，更加經濟有效。

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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，使立體支撐在承擔全部水平荷載的同時，還承擔了高樓的幾乎全部的重力，從而進一步增強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年奧運會而新建的場館。2023/7/1234/57二、方案設計

代代木國立綜合體育館，是日本建筑師丹下健三結構表現主義時期的頂峰之作，具有原始的想像力，達到了材料、功能、結構、比例，乃至歷史觀的高度統一，被稱為“20世紀世界最美的建筑之一”。是當代仿生建筑的杰出代表。

類似海螺的獨特造型給人很強的視覺沖擊,是一個由瞬間的海浪漩渦引發的靈感設計。整個設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。

采用的懸索結構來源于蜘蛛網的靈感：用數根自然下垂的鋼索牽引主體結構的各個部位，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

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、結構體系

代代木體育館是上世紀60年代現代建筑技術進步的象征。柔性設計當時被視為最復雜的設計，其復雜在于大跨度、大空間，讓場館及其它設施都被統一在這個用高張力纜索為主體的懸索屋頂結構之下。

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1、首先是一個類似懸索橋的系統，它是吊起整個巨大屋面的主要構件，它決定了結構的尺度，它的安全也決定了整個結構的安全。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構體系展現出來的卻是豐富無窮的表現效果。2023/7/1242/57

3、旁邊的小體育館的結構更有張力，更具有創造性。與下圖中表現不同的是，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。傳力路徑沒有大的變化，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、方案設計

巴西議會大廈由奧斯卡·尼邁耶設計，他是巴西現代建筑師，拉丁美洲現代主義建筑的倡導者。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、正與反的強烈對比，給人以強烈的現代派印象。潔白的議會大廈，湖水，水中的倒影，蔚藍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

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，呈“H”型，為葡語“人本主義”的首寫字母。右側眾議院的碗口朝上象征“民主”、“廣開言路”；左側參議院的碗口朝下，象征“集中民意”、“議決題案”。2023/7/1247/57四、結構體系議會大廈采用以混凝土為建筑材料的框架結構體系。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，西長安街以南，工程于2001年12月13日開工，于2007年9月建成。總占地面積11.89萬平方米，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、方案設計

國家大劇院由法國建筑師保羅·安德魯主持設計。建筑為獨特的殼體造型，屋面呈半橢圓形，由具有柔和的色調和光澤的鈦金屬覆蓋，前后兩側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。夜晚呈現出“金生麗水”的畫面。

安德魯說：“中國國家大劇院要表達的，就是內在的活力，是在外部寧靜籠罩下的內部生機。一個簡單的‘雞蛋殼’，里面孕育著生命。這就是我的設計靈魂：外殼、生命和開放。”國家大劇院建筑造型新穎、前衛，構思獨特，是傳統與現代、浪漫與現實的結合，整體上體現了21世紀世界標志性建筑的特點。2023/7/1252/572023/7/1253/57三、功能分區

國家大劇院主體建筑及南北兩側的水下長廊、地下停車場、人工湖、綠地組成。其中主體建筑由外部圍護鋼結構殼體和內部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在水面下。2023/7/1254/57四、結構體系

國家大劇院國家大劇院主體建筑為鋼結構。采用的是殼體結構體系，殼體經過精確數字計算得出系數為2.24的超級橢球，其外圍護裝飾板面積