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普通高等教育“十一五”國傢規劃教材,適應建築類本科專業使用,並可作為廣大建築師和工程技術人員在工程實踐中的參考用書,也可供參加注冊建築師考試的考生作復習時用。
內容簡介
本教材主要闡述建築構造技術中有關建築特種構造的基本原理、基本知識和基本技能,並結閤實例分析,重點反映新材料、新結構、新技術在現代建築中的應用。第2版修訂結閤國內外新的建築構造技術,主要涉及建築圍護結構與構造節能技術、各類新型建築幕牆、住宅産業化與建築工業化、輕鋼建築、建築中庭與屋頂采光天窗等內容,並有大量構造細圖,每章都附有思考題,便於學生自學。
本書普通高等教育“十一五”國傢規劃教材,適應建築類本科專業使用,並可作為廣大建築師和工程技術人員在工程實踐中的參考用書,也可供參加注冊建築師考試的考生作復習時用。
內頁插圖
目錄
序
再版前言
第一章 建築特種構造概論
第一節 概述
第二節 建築新材料、新産品、新技術的開發與應用
一、化學建材
二、建築用鋼
三、建築玻璃
第三節 建築圍護結構係統節能技術
一、概述
二、建築圍護結構節能設計基本原則與設計要求
三、建築外牆係統節能構造技術
四、樓地麵係統節能構造
五、屋麵係統節能構造技術
六、門窗係統節能構造技術
第四節 太陽能利用與既有建築節能改造
一、太陽能技術與建築一體化設計
二、既有建築節能改造技術
思考題一
第二章 建築幕牆
第一節 概述
一、幕牆的功能
二、幕牆的術語
三、建築幕牆的特點
第二節 建築幕牆的類型和材料
一、幕牆的類型
二、幕牆的材料.
第三節 幕牆設計的技術性能與要求
一、幕牆防火與防雷性能
二、幕牆風壓變形性能
三、幕牆平麵內變形性能
四、幕牆雨水滲透性能
五、幕牆空氣滲透性能
六、幕牆保溫性能
七、幕牆隔聲性能
八、幕牆耐撞擊性能。
第四節 建築幕牆的設計與構造
一、建築幕牆設計的要求
二、玻璃幕牆構造
三、金屬闆幕牆構造
四、石材幕牆構造
五、陶土闆幕牆構造
思考題二
第三章 建築工業化
第一節 概論
一、發展住宅建築工業化的目的和意義
二、工業化住宅建築體係
三、我國發展住宅建築工業化的途徑
第二節 鋼筋混凝土預製裝配式住宅建築
一、框架結構裝配式住宅建築
二、闆材裝配式建築
三、盒子(房間)建築
第三節 大模闆現澆建築
一、大模闆現澆建築
二、滑升模闆建築
第四節 裝修和設備的建築工業化
一、住宅建築的配套設備
二、建築的室內裝修
思考題三
第四章 輕型鋼結構建築
第一節 概述
第二節 輕鋼建築的材料與製品
第三節 輕鋼結構建築體係
一、梁柱式
二、牆架式
三、剛架式
第四節 輕鋼建築的構造
一、外牆構造
二、樓闆構造
三、屋頂構造
第五節 輕鋼建築的維護與保養
一、鋼構件防火
二、鋼構件防銹
三、鋼構件絕緣
思考題四
第五章 屋頂采光天窗
第一節 概述
第二節 屋頂采光天窗的功能與形式
一、屋頂采光天窗的基本形式
二、屋頂采光天窗設置部位與構造特點
第三節 采光天窗的材料與設計要求
一、材料製品
二、構造設計要求
三、太陽能光導管技術
第四節 采光天窗的構造
一、屋頂結構形式
二、屋頂采光天窗構造設計
思考題五
參考文獻
精彩書摘
第一章 建築特種構造概論
第一節 概述
建築構造技術是建築學專業重要的基礎和支撐。建築設計不僅僅是解決空間組閤、立麵造型和觀感等問題,更重要的是重視建築生態環境、人與自然和諧這樣一個以人為本的設計理念和建築的可持續發展。在建築與環境協調問題上,應著眼於既要滿足當代人的需求,又有造福於後代的長遠考慮。如節能、節水、節材、減噪、減少垃圾汙染,保護生態環境,
實現建築與環境相協調的可持續發展。同時,建築設計還要關注建築使用的長期性,即在有效的使用周期中,建築的功能應有其可變性和對未來的適應性。現代建築的發展關鍵在於建築技術水平的提高和突破,善於運用最先進的工程建造技術和新材料創造獨特的技術形象,重視研究建築構造的基本理論和應用技術,對提高建築科技含量和建築設計水平具有重要的意義。
建築構造技術具有工程實踐性強和綜閤性強的特點,它是建築學專業一門綜閤性工程技術科學,也是建築設計不可分割的一部分。從開始構思方案時,就意味著在建築技術上要有明確的設計立意和創造性,而不是在建築施工圖階段再去考慮具體的構造技術問題。正確的構造做法來源於工程設計的實踐。隨著建築設計的逐步深入,它必然涉及材料、結構、施工、建築物理、建築設備和建築經濟等諸多學科領域,通過設計實踐可以從中吸收理論和其他學科的專業知識,使之不斷提高自己的設計創作水平。
學生在熟悉建築基本構造設計原理的基礎上,通過進一步學習現代建築特種構造技術的理論和方法,以期提高對建築設計的綜閤能力。同時,應用所掌握的專業知識能正確選用材料和判斷各種材料的適應性,閤理解決建築細部節點構造設計,為以後學會處理設計和施工中可能齣現的一些問題打好基礎。
隨著新材料、新結構和新技術的迅速發展,新的建築建造技術和一些具有高附加值的新型節能綠色環保材料、多層次復閤型産品等新技術被大量應用於建築工程之中,建築設計的科技含量正在不斷提高。
前言/序言
《建築特種構造》教材由教育部正式列為我國普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。這是我國建築學專業教育中一件與時俱進、符閤科學發展進程的事。
在我國,建築營造活動與國人的曆史共起共興。到宋朝,《營造法式》一書纔為中國的獨特建築營造係統正式地作瞭總結,奠定瞭基礎。直到1842年鴉片戰爭失敗,五口通商的《南京條約》簽訂以後,外國的建築技術逐漸係統地傳入中國。20世紀20年代初期,在我國的一些大學中建立瞭建築係,至今已有80多年的曆史。從那時到現在,隨著時代不斷嚮前,科研範疇不斷擴大,科研成果不斷成熟,新型建材不斷湧現,建材産品不斷發展,施工技術不斷更新,使人類生存生活的庇護空間、實體、場所、環境,在實際營建與建構上的安全、功能、形態、維護的建造上,得到不斷的創新與完善。這樣,在建築學專業的課程教學上,就有一個如何能跟得上時代步伐的問題。
在同濟大學建築係建築技術學術領域裏耕耘的顔宏亮教授早就有鑒於此,他受委派在德國學習一年,1987年迴國後就在建築技術的教學內容上往前走瞭一步。由於較早地進行醞釀準備,就開設瞭“建築特種構造”課程,並早早編寫,以後又逐年豐富完善瞭這一課程的教材。它結閤建築學專業的教學特點,主要闡述建築學建築技術中有關特種構造的基本原理、基本知識和基本技能,並重點地介紹瞭新材料、新結構和新技術在當代建築中的應用及實例。同時結閤國際與國內建築發展的新情況,對新的建築在建造與製作體係和建築維護諸方麵的結構方式與構造方式、新的結構體係與建築工業化集成技術等內容,進行介紹與分析,使學生能夠通過課程知其然並知其所以然,並為今後在專業技術上的進一步發展打下較為堅實的基礎。
《建築結構荷載與設計》(第四版) 內容簡介 《建築結構荷載與設計》(第四版)深入探討瞭建築結構設計中的核心要素——荷載的計算與分析,以及基於荷載效應的安全、經濟、適用的結構設計原理與方法。本書緊密結閤國傢現行相關規範,力求為建築工程專業的學生及從業人員提供係統、前沿且實用的專業知識。 第一部分:結構荷載的分類、確定與組閤 本部分著重於闡述建築結構所麵臨的各種荷載類型及其取值原則。 恒荷載:詳細介紹瞭建築結構自身重量的計算方法。這包括瞭各種建築材料(如混凝土、鋼筋混凝土、鋼材、磚石、木材等)的單位體積重量,以及構件(梁、闆、柱、牆、基礎等)的幾何尺寸確定。針對不同結構形式和材料,提供瞭具體的恒荷載計算流程和錶格,並強調瞭在設計初期的荷載預估與優化。特彆地,對於復雜結構和非標準構件,闡述瞭基於有限元分析等數值模擬方法的荷載計算輔助手段。 活荷載:深入分析瞭建築使用過程中産生的各種可變荷載,如人員、傢具、設備、堆放物等的荷載。本書詳細列舉瞭不同使用功能(如住宅、辦公、商業、工業廠房、公共建築等)的均布活荷載、集中活荷載取值標準,並對特殊用途建築(如倉庫、書庫、設備層等)的超常規活荷載進行瞭專門討論。強調瞭活荷載的空間分布、時間變化規律及其對結構內力影響的最大值和最小值。此外,對橋梁、隧道等特殊結構的車輛荷載、人群荷載進行瞭更詳盡的分析。 風荷載:係統闡述瞭風荷載的形成機理、計算理論及方法。從風的形成、大氣邊界層理論齣發,詳細介紹瞭風壓的計算步驟,包括基本風壓的確定、風荷載體型係數、陣風係數、地麵粗糙度等因素的影響。針對不同高度、不同形式的建築(如高層建築、大跨度結構、輕型結構等),提供瞭詳細的風壓計算公式和圖錶。對風緻振動、風洞試驗的應用也進行瞭介紹,為設計人員提供更可靠的風荷載參數。 雪荷載:詳細介紹瞭雪荷載的計算方法,包括地區雪壓的確定、屋麵積雪分布係數、屋麵坡度對雪荷載的影響等。對於特殊屋麵(如多層屋麵、屋頂綠化等)的雪荷載計算進行瞭專門闡述。 溫度作用:分析瞭溫度變化對建築結構産生的應力和變形。介紹瞭溫度梯度的影響、不同材料的熱膨脹係數,以及溫度作用下的綫膨脹和彎麯。重點講解瞭溫度作用與結構幾何尺寸、支撐條件之間的關係,並提供瞭溫度作用下結構內力的計算方法。 地震作用:深入研究瞭地震荷載的産生、特點及其在結構設計中的應用。詳細介紹瞭地震作用的分類(如水平地震作用、竪嚮地震作用),地震參數(場地類彆、地震動衰減關係、地震影響係數等)的確定方法。闡述瞭等效側推力法、反應譜法等多種抗震設計方法的原理和計算流程。重點講解瞭場地土的抗震性能、結構動力特性(自振周期、振型)以及它們對地震反應的影響。 其他荷載:包括瞭施工荷載、土壓力、水壓力、凍脹力、碰撞荷載等。針對不同的工程類型,提供瞭相應的荷載取值和計算方法。例如,施工荷載在不同施工階段的取值,土壓力在不同土體性質和地下水位條件下的計算,水壓力在水工結構中的應用等。 荷載組閤:根據概率論和數理統計原理,給齣瞭不同荷載組閤原則和組閤係數。闡述瞭基本組閤、標準組閤、頻遇組閤、準永久組閤等不同組閤方式的適用場景。詳細介紹瞭各種荷載組閤的係數取值,以及如何通過荷載組閤來確定結構設計中最不利的內力和變形。強調瞭在進行荷載組閤時,需要考慮荷載的獨立性、同時齣現概率以及不利組閤原則。 第二部分:結構設計的基本原則與方法 本部分聚焦於在確定荷載後,如何進行科學、經濟、安全的結構設計。 結構材料的力學性能:詳細介紹瞭混凝土、鋼材、砌體、木材等常用建築材料的力學性能,包括強度、彈性模量、泊鬆比、抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度等。闡述瞭材料性能測試方法、材料等級的劃分及其在設計中的選用原則。強調瞭材料在不同應力狀態下的行為差異,以及考慮材料非綫性的設計方法。 結構設計的基本概念:引入瞭強度、剛度、穩定性等結構安全與適用性的基本概念。詳細解釋瞭許用應力法、極限狀態設計法(承載能力極限狀態和正常使用極限狀態)的設計思想和計算流程。重點闡述瞭可靠度理論在極限狀態設計法中的應用,包括分項係數、分部係數的確定依據。 構件設計: 梁的設計:涵蓋瞭鋼筋混凝土梁、預應力混凝土梁、鋼梁、木梁等多種材料梁的設計。詳細介紹瞭梁的受力分析(彎矩、剪力、扭矩),配筋計算(受力鋼筋、架力鋼筋、箍筋),以及截麵承載能力的驗算。對於大跨度梁、連續梁、懸臂梁等特殊情況,提供瞭專門的設計方法。 闆的設計:包括單嚮闆、雙嚮闆、殼體闆等。詳細介紹瞭闆的受力分析(彎矩、剪力),配筋計算,以及抗裂、撓度驗算。對於異形闆、帶孔闆等復雜情況,也進行瞭深入探討。 柱的設計:涵蓋瞭軸心受壓柱、偏心受壓柱、受彎構件中的柱等。詳細介紹瞭柱的受力分析,配筋計算(縱嚮鋼筋、箍筋),以及穩定性驗算。對於高層建築中的核心筒、框架柱等,提供瞭專門的設計方法。 牆的設計:包括承重牆、剪力牆、隔牆等。詳細介紹瞭牆的受力分析,配筋計算,以及抗剪、抗壓、抗彎驗算。對於剪力牆的抗震設計,進行瞭深入研究。 基礎的設計:涵蓋瞭獨立基礎、條形基礎、筏闆基礎、樁基礎等。詳細介紹瞭基礎的受力分析,地基承載力的計算,以及基礎的配筋計算。重點討論瞭基礎的沉降計算和地基變形控製。 結構整體設計: 框架結構設計:闡述瞭框架結構的組成、傳力途徑,以及節點設計。詳細介紹瞭框架梁、柱、節點的設計計算,以及整體的抗震設計。 砌體結構設計:介紹瞭磚混結構、砌體結構的特點,以及牆體、樓闆、圈梁、構造柱等構件的設計。 鋼結構設計:涵蓋瞭鋼梁、鋼柱、鋼桁架、鋼網架等構件的設計。重點介紹瞭鋼結構連接(焊縫、螺栓連接)的設計。 裝配式結構設計:介紹瞭裝配式混凝土結構、鋼結構、木結構的設計特點,以及連接節點的設計。 高層與超高層建築結構設計:討論瞭高層建築的荷載特點、結構體係選擇、抗震設計、抗風設計、變形控製等關鍵技術。 大跨度結構設計:介紹瞭空間鋼結構、索膜結構、筒體結構等大跨度結構的設計原理和計算方法。 結構變形與穩定性控製:詳細闡述瞭影響結構變形的主要因素,以及控製結構變形(沉降、撓度、側嚮位移)的原則和措施。深入分析瞭結構失穩(壓屈、傾覆、滑動)的機理,並介紹瞭提高結構穩定性的設計方法。 第三部分:結構設計軟件應用與實踐 本部分介紹當前建築結構設計領域常用的計算機輔助設計(CAD)軟件和結構分析軟件的應用。 結構分析軟件:詳細介紹瞭有限元分析(FEA)軟件的基本原理,以及如何利用這些軟件進行結構的荷載計算、內力分析、變形計算、應力分析等。通過實例演示,指導讀者如何建立模型、定義荷載、設置邊界條件、選擇計算參數,並解讀計算結果。 結構設計軟件:介紹瞭針對具體構件(梁、柱、闆、基礎)設計的專用軟件,以及整體結構設計軟件的應用。強調瞭軟件在設計自動化、提高設計效率、優化設計方案方麵的作用。 工程實踐與案例分析:選取瞭若乾典型的建築工程項目,從荷載的確定、結構的選型、關鍵構件的設計,到整體結構的計算與分析,進行瞭詳細的案例分析。通過分析實際工程中的設計思路、技術難點和解決方案,幫助讀者將理論知識應用於實踐。 第四部分:可持續發展與綠色建築 本部分探討瞭在建築結構設計中融入可持續發展理念,推廣綠色建築技術。 環保材料的應用:介紹瞭可再生材料、低碳排放材料、迴收材料在結構設計中的應用前景和技術要求。 節能減排設計:討論瞭如何通過結構設計優化,減少材料消耗、降低能源消耗,從而實現建築的節能減排目標。 結構耐久性與維護:強調瞭結構設計中的耐久性原則,以及如何通過材料選擇、構造措施等延長建築結構的使用壽命,減少維護成本。 抗災減災設計:在已有基礎上,進一步探討瞭如何通過結構設計提高建築對自然災害(如地震、颱風、洪水等)的抵抗能力,保障人民生命財産安全。 《建築結構荷載與設計》(第四版)內容全麵,理論與實踐相結閤,輔以大量的計算示例和圖錶,旨在培養讀者紮實的結構力學基礎,掌握科學的結構設計方法,並能夠熟練運用現代設計工具,從而勝任各類建築工程結構的設計工作。本書適閤高等院校建築工程、土木工程等相關專業本科生、研究生及從事建築結構設計、工程監理、工程谘詢等工作的專業技術人員閱讀。