概論課土木工程的內(nèi)涵

1、土木工程的內(nèi)涵-土木工程與高層建筑的發(fā)展土木工程中英二班 陸挺 1201460641. 基本概念高層建筑是指超過(guò)一定高度和層數(shù)的多層建筑。中國(guó)自2005年起規(guī)定超過(guò)10層的住宅建筑和超過(guò)24米高的其他民用建筑為高層建筑。1972年國(guó)際高層建筑會(huì)議將高層建筑分為4類(lèi)：第一類(lèi)為916層（最高50米），第二類(lèi)為1725層（最高75米)，第三類(lèi)為2640層（最高100米），第四類(lèi)為40層以上(高于100米）。公元前280年古埃及人建造了高100多米的亞歷山大港燈塔。523年在中國(guó)河南登封縣建成高40米嵩岳寺塔?，F(xiàn)代高層建筑興起于美國(guó)，1883年在芝加哥建起第一幢高11層的保險(xiǎn)公司大樓，1931年在紐約

2、建成高101層的帝國(guó)大廈。第二次世界大戰(zhàn)以后，出現(xiàn)了世界范圍的高層建筑繁榮時(shí)期。19701974年建成的美國(guó)芝加哥西爾斯大廈，約443米高。高層建筑可節(jié)約城市用地，縮短公用設(shè)施和市政管網(wǎng)的開(kāi)發(fā)周期，從而減少市政投資，加快城市建設(shè)。2. 簡(jiǎn)史古代就開(kāi)始建造高層建筑，埃及于公元前280年建造的亞歷山大港燈塔，高100多米，為石結(jié)構(gòu)（今留殘址）。中國(guó)建于523年的河南登封縣嵩岳寺塔，高40米，為磚結(jié)構(gòu)，建于1056年的山西應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔，高67米多，為木結(jié)構(gòu)，均保存至今?，F(xiàn)代高層建筑首先從美國(guó)興起，1883年在芝加哥建造了第一幢磚石自承重和鋼框架結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)公司大樓，高11層。1913 年在紐約建成

3、的伍爾沃思大樓，高52層。1931年在紐約建成的帝國(guó)州大廈，高381米，102層。第二次世界大戰(zhàn)后，出現(xiàn)了世界范圍內(nèi)的高層建筑繁榮時(shí)期。19621976年建于紐約的兩座世界貿(mào)易中心大樓，各為110層，高411米。1974年建于芝加哥的西爾斯大廈為110層，高443米，是目前世界上最高的建筑。加拿大興建了多倫多的商業(yè)宮和第一銀行大廈，前者高239米，后者高295米。日本近十幾年來(lái)建起大量高百米以上的建筑，如東京池袋陽(yáng)光大樓為60層，高226米。法國(guó)巴黎德方斯區(qū)有3050層高層建筑幾十幢。蘇聯(lián)在1971年建造了40層的建筑，并發(fā)展為高層建筑群。中國(guó)近代的高層建筑始建于20世紀(jì)2030年代。1934

4、年在上海建成國(guó)際飯店，高22層。50年代在北京建成13層的民族飯店、15層的民航大樓；60年代在廣州建成18層的人民大廈、27層的廣州賓館。70年代末期起，全國(guó)各大城市興建了大量的高層住宅，如北京前三門(mén)、復(fù)興門(mén)、建國(guó)門(mén)和上海漕溪北路等處，都建起1216層的高層住宅建筑群，以及大批高層辦公樓、旅館。中國(guó)1986年建成的深圳國(guó)際貿(mào)易中心大廈，高50層。上海金茂大廈于1994年開(kāi)工，1998年建成，有地上88層，若再加 上上尖塔的樓層共有93層，地下3層。上海環(huán)球金融中心是位于中國(guó)上海陸家嘴的一棟摩天大樓，2008年8月29日竣工。是中國(guó)目前第二高樓、世界第三高樓、世界最高的平頂式大樓，樓高492米

5、，地上101層。下面我們通過(guò)幾個(gè)例子來(lái)初步了解一下。3. 高層建筑賞析3.1 古代高層建筑賞析亞歷山大港燈塔這是世界上第一座燈塔，高達(dá)一百二十二米，有一座螺旋梯通往燈臺(tái)。大約在公元前二七零年建于埃及亞歷山大港法老島上，到十五世紀(jì)已經(jīng)倒塌荒廢。燈塔內(nèi)部是螺旋狀階梯，燃油經(jīng)階梯運(yùn)往塔頂，塔頂?shù)囊蛔块g內(nèi)，工人便倚靠燃燒石油的燈光，再利用后方的鏡收集光線(xiàn)，然后反射出去，晚上便是這樣以火光照耀大海，白天則依靠反射陽(yáng)光。圖1亞歷山大港燈塔嵩岳寺塔嵩岳寺塔是中國(guó)現(xiàn)存最古老的多角形密檐式磚塔。該塔位于登封縣城西北約公里，太室山南麓的嵩岳寺內(nèi)，建于北魏孝明帝正光元年（520年），距今已有1470年的歷史。 嵩

6、岳寺塔上下渾磚砌就，層疊布以密檐，外涂白灰，內(nèi)為樓閣式，外為密檐式，總高41米左右，周長(zhǎng)33.72米，塔身呈平面等邊十二角形，中央塔室為正八角形，塔室寬7.6米，底層磚砌塔壁厚2.45米，這種密檐形12邊形塔在中國(guó)現(xiàn)存的數(shù)百座磚塔中，是絕無(wú)僅有的，在當(dāng)時(shí)也是少見(jiàn)的。 圖2亞歷山大港燈塔3.2 近代高層建筑賞析 保險(xiǎn)公司大樓芝加哥家庭保險(xiǎn)公司大廈建于18831885年，共10層，高55米，是世界上第一幢按現(xiàn)代鋼框架結(jié)構(gòu)原理建造的高層建筑，開(kāi)摩天大樓建造之先河。這座12層的大樓在當(dāng)今看來(lái)已經(jīng)一點(diǎn)也不高大了,但是它開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)建筑史上的新時(shí)期-現(xiàn)代高層建筑的發(fā)展時(shí)期。圖3 芝加哥保險(xiǎn)公司大樓 帝國(guó)大廈

7、帝國(guó)大廈（英語(yǔ)：Empire State Building），是位于美國(guó)紐約市的一棟著名的摩天大樓，共有102層，由Shreeve, Lamb, and Harmon建筑公司設(shè)計(jì)，1930年動(dòng)工，1931年落成，只用了410天，它的名字來(lái)源于紐約州的別稱(chēng)帝國(guó)州（Empire State），所以英文原意實(shí)際上是“紐約州大廈”，而“帝國(guó)州大廈”是以英文字面意思直接翻譯之譯法，但因此帝國(guó)大廈的譯法已廣泛流傳，故沿用至今。圖4 帝國(guó)大廈3.3 現(xiàn)代高層建筑賞析 哈利法塔哈利法塔（Burj Khalifa，阿拉伯語(yǔ): ，Khalifa Tower）原名迪拜塔（阿拉伯語(yǔ)： ，Burj Dubai），又稱(chēng)迪

8、拜大廈或比斯迪拜塔，是位于阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)迪拜的一棟已經(jīng)建成的摩天大樓，有160層，總高828米，比臺(tái)北101足足高出320米。迪拜塔由韓國(guó)三星公司負(fù)責(zé)營(yíng)造，2004年9月21日開(kāi)始動(dòng)工，2010年1月4日竣工啟用，同時(shí)正式更名哈利法塔。現(xiàn)為世界高度第一的建筑。圖5哈利法塔 上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心是位于中國(guó)上海陸家嘴的一棟摩天大樓，2008年8月29日竣工。是中國(guó)目前第一高樓、世界第三高樓、世界最高的平頂式大樓，樓高492米，地上101層，開(kāi)發(fā)商為“上海環(huán)球金融中心公司”，由日本森大樓公司（森）主導(dǎo)興建。當(dāng)時(shí)中國(guó)臺(tái)北和香港都已在建480米高的摩天大廈，超過(guò)環(huán)球金融中心的原設(shè)計(jì)高度。由

9、于日本方面興建世界第一高樓的初衷不變，對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了修改。修改后的環(huán)球金融中心比原來(lái)增加7層，即達(dá)到地上100層，地下3層，樓層總面積約377,300平方米。 金茂大廈金茂大廈（Jin Mao Tower），又稱(chēng)金茂大樓，位于上海浦東新區(qū)黃浦江畔的陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，樓高420.5米。大廈于1994年開(kāi)工，1998年建成，有地上88層，若再加上尖塔的樓層共有93層，地下3層，樓面面積27萬(wàn)8,707平方米，有多達(dá)130部電梯與555間客房，現(xiàn)已成為上海的一座地標(biāo)，是集現(xiàn)代化辦公樓、五星級(jí)酒店、會(huì)展中心、娛樂(lè)、商場(chǎng)等設(shè)施于一體。圖6上海環(huán)球金融中心和金茂大廈4. 高層建筑的發(fā)展歷程盡管當(dāng)時(shí)的建

10、筑技術(shù)（結(jié)構(gòu)、設(shè)備等）已取得很大進(jìn)步，但建筑師們?nèi)栽跒閷ふ仪‘?dāng)?shù)母邔咏ㄖ问蕉鴬^斗。一方面，工程師在創(chuàng)造性地發(fā)明新的科學(xué)技術(shù)，他們高效地建造橋梁、火車(chē)站、展覽廳；另一方面，建筑師們卻束縛在傳統(tǒng)風(fēng)格中不能自拔。他們需要尋找一條道路跳出進(jìn)退兩難的處境，在維護(hù)傳統(tǒng)價(jià)值的同時(shí)不得不反映全新的爆炸性的城市環(huán)境一一過(guò)速發(fā)展的芝加哥先驅(qū)精神和新的房屋建造方法。19世紀(jì)末流行的文藝復(fù)興時(shí)期的府邸風(fēng)格可作為高層建筑的原型，但隨著建筑不斷升高，府邸風(fēng)格已很難實(shí)現(xiàn)，因而必須探尋新的設(shè)計(jì)構(gòu)圖方法。5. 我國(guó)高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)5.1鋼混凝土混合（組合）結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用我國(guó)民用現(xiàn)代高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自年代中期起步, 至今建成和

11、正在建設(shè)的約有棟, 多數(shù)為寫(xiě)字樓、飯店, 主要分布在北京上海、深圳。年前建成了棟。這些年又形成了新的高潮, 隨著上海浦東開(kāi)發(fā)區(qū)的建設(shè), 上海高層鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展尤其迅速,迄今建造的高層鋼結(jié)構(gòu)使我國(guó)高層建筑的高度上了新的臺(tái)階, 八十年代的京廣中心在當(dāng)時(shí)為最高的建筑。與此相適應(yīng), 我國(guó)高層鋼結(jié)構(gòu)的科學(xué)研究、設(shè)計(jì)軟件的編制、設(shè)計(jì)能力及各項(xiàng)配套的工藝方面均取得了較大的進(jìn)展, 在鋼結(jié)構(gòu)的制作及安裝方面的國(guó)產(chǎn)化已具有相當(dāng)水準(zhǔn)?，F(xiàn)將我國(guó)大陸已建和在建的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑部分列于表, 總建筑面積約萬(wàn)平方米, 鋼材總用量約萬(wàn)噸。香港與臺(tái)灣的高層建筑過(guò)去也是以傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主, 自七十年代以來(lái)逐漸發(fā)展了鋼結(jié)構(gòu), 中

12、高層建筑中使用較為普遍, 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)逐年增多, 如香港的層高的中國(guó)銀 圖7 地王大廈行及臺(tái)灣高雄的層高的高雄銀行都是代表性的高層鋼結(jié)構(gòu)建筑。它可以發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料各自的優(yōu)勢(shì)，既具有鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)又具有混凝土 造價(jià)相對(duì)低廉的特點(diǎn)。舉例：上海環(huán)球金融中心：RC核心筒+外伸桁架和巨型（型鋼）柱，101層，高492m，7度抗震設(shè)防。 金茂大廈：RC核心筒+外框型鋼混凝土柱及鋼柱，88層，高420m， 7度抗震設(shè)防。地王大廈： RC核心筒+外鋼框架，81層，高325m，7度抗震設(shè)防。70層深圳賽格廣場(chǎng)，外框采用鋼管混凝土， 7度抗震設(shè)防。等等。5.2 平面與立面形狀呈多樣化現(xiàn)代高層建筑為了

13、體現(xiàn)個(gè)性、追求新穎，使高層建筑的平面、立面體型均極其特殊，建筑的外在樣式變化多端，它的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和不規(guī)則程度也在不斷的提升和變化著，這其實(shí)也為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。不過(guò)除了其高度，如果一個(gè)建筑有其獨(dú)特的建筑外貌也必然給其增添濃墨重彩的一筆。因此現(xiàn)如今對(duì)高層建筑外貌也有著和其高度一樣的追求和標(biāo)準(zhǔn)。建筑物的平面形狀細(xì)分的話(huà)大致可以分為矩形、方形、八角形、多邊形、扇形、圓形、棱形、弧形、Y形、L形等，也有一些事極其不規(guī)則的。建筑物的立面形狀也有很多，如各種類(lèi)型轉(zhuǎn)換，外挑、內(nèi)收，大底盤(pán)多塔樓，連體建筑、立面開(kāi)大洞等復(fù)雜體型的建筑等等。再這方面央視的大樓可以說(shuō)事十足的做到了平面與立面形狀呈多樣化，展

14、現(xiàn)除了建筑物本身所具有的美。圖4 央視大樓6. 高層建筑對(duì)環(huán)境與人的負(fù)面影響高層建筑的發(fā)展已經(jīng)跨越100多年的歷史，取得了令人矚目的成就。高層建筑在城市中往往充當(dāng)著標(biāo)志和定向點(diǎn)，具有形象性，當(dāng)今我國(guó)的城市正在進(jìn)行大規(guī)模的舊城改建、擴(kuò)建，越來(lái)越多的高層建筑迅速拔地而起，成為城市里的一道風(fēng)景線(xiàn)。但在我們欣賞這美麗風(fēng)景的同時(shí)，絕不能忽略高層建筑也有其缺點(diǎn)，比如對(duì)環(huán)境與人的所造成的負(fù)面影響。高層建筑對(duì)環(huán)境與人的負(fù)面影響可以分為以下幾個(gè)方面。高層建筑對(duì)城市物理環(huán)境的影響1.對(duì)光環(huán)境的影響。2.對(duì)聲環(huán)境的影響。3.對(duì)風(fēng)環(huán)境的影響。4.對(duì)熱環(huán)境的影響。其它方面的因素對(duì)人的影晌1.對(duì)人的視覺(jué)感受的影響。2.高層建筑本身可能存在的缺陷對(duì)人的影響。7. 高層建筑