上QQ阅读APP看书，第一时间看更新

第1部分结构BIM概述

第1章建筑结构概述

第1节概述

1.1 建筑结构的概念

建筑物是人们为了满足社会活动和生产生活的需要，利用现有的物质材料和技术手段，通过一定方式营造的立体空间场所，能够遮风避雨，并满足人们工作、生活和活动的功能要求。

建筑结构是指建筑物中由若干个基本构件按照一定的组成规则，通过可靠的连接方式所组成的能够承受并传递各种作用的空间受力体系，是保证建筑物安全使用的骨架。

建筑结构的作用，首先是形成了人类活动需要的、功能良好和舒适美观的空间；其次是能够抵御自然的和人为的作用力，使建筑物经久耐用，这也是建筑物存在的根本原因。

建筑结构一般应满足以下要求：

1）在应用上，要满足空间和功能的布局需要。

2）在安全上，要符合承载、传力和耐久的需要。

3）在技术上，要体现新技术工程应用的要求。

4）在造型上，要满足建筑艺术和建筑造型的需要。

5）在建造上，要满足生产工艺和建造方式的要求。

1.2 建筑结构发展的历程

建筑结构的形式和采用的材料随着技术和文化的发展而不断进步，人类历史的进程中保留着众多的不朽案例，现存的建筑结构即是结构发展历史的延续。下面列举的部分案例体现了建筑结构从最初满足人类遮风避雨最基本的需求，到人类对更长的跨度、更高的高度和更美的环境的不断追求。

1.原始住所

建筑的发展历史，寻根求源是从解决人类的居住问题开始的。图1-1所示为北京周口店龙骨山岩洞遗址。被原始人选择作为栖身之所的自然岩洞，一般近水、洞内较干燥、洞口背寒风。

图1-1

2.古代建筑

我国古代建筑多采用木结构、竹结构、石结构、砖结构。

山西应县木塔（图1-2）建于辽清宁二年（即公元1056年），是我国现存最高最古老的一座木结构塔式建筑。塔建造在4m高的台基上，塔身高67.31m，底层直径30.27m，呈平面八角形。因为木塔底层为重檐并有回廊，各层间夹设有暗层，所以外观为六层屋檐，实为九层。各层均用内、外两圈木柱支撑，每层外有24根木柱，内有8根木柱，木柱之间用斜撑、梁、枋和短柱组成复梁式木架。

图1-2

3.近代建筑

由于1824年出现了波特兰水泥、1867年出现了混凝土、1859年出现了转炉炼钢法，1870年后高层建筑的技术发展进入了新的阶段，建筑结构在结构形式、建造方式等方面出现了根本性的革命。

美国芝加哥家庭保险公司大厦（图1-3）建于1883—1885年，共10层，高42m，是公认的世界第一幢摩天建筑，由美国建筑师威廉·詹尼设计。该建筑结构上没有承重墙，整个建筑的重量由钢框架支撑，圆形铸铁柱子内填水泥灰，1～6层为锻铁工字梁，其余楼层用钢梁，钢梁支撑砖拱楼板。砖石外墙采用幕墙的形式挂在钢框架之上，总体实现了建造技术上的革命。

图1-3

4.现代建筑

随着建筑技术不断进步、新型材料不断出现、设计方法不断创新，出现了一个又一个经典的建筑形象，BIM技术应用于建筑领域，又为现代建筑的发展带来创新。

（1）北京大兴国际机场航站楼北京大兴国际机场（图1-4）属于国家重点工程，航站楼平面为五角星形。整个航站楼屋面投影面积约为35万m2，由中央大厅、中央南和东北、东南、西北、西南五个指廊组成。航站楼主体为钢筋混凝土框架结构，屋顶及支承屋顶的结构为钢结构。

图1-4

中央大厅长宽两个方向的尺度都较大，建筑功能复杂，屋盖支承条件复杂（施工现场如图1-5所示），屋面构造节点复杂，在设计表达、加工制作、施工安装、项目管理等过程中遇到很多困难。本项目将BIM技术与建造技术、信息化技术和项目管理相融合，经过多次的论证以及BIM模拟，确定了分区施工、分区卸载、总体合龙原则，科学高效地解决了项目施工过程中遇到的难题，提升信息共享和协同管理的效率，成为BIM技术向智慧建造方向发展的典型案例（图1-6）。