大工10秋《土木工程概论》辅导资料二.doc

土木工程概论辅导资料二主 题：土木工程概论工程构造中建筑构造的辅导文章建筑构造的概念，设计原则，主要任务和内容。学习时间：2010年10月25日10月31日内 容：基本概念（需要熟练掌握）建筑构造：是研究建筑物各组成部分的构造原理和构造方法的学科。主要任务：根据建筑物的功能要求，提供符合适用、安全、经济、美观的构造方案。第一部分 知识点讲解及补充一、建筑物的组成一般民用建筑由基础、墙和柱、楼层和地层、楼梯、屋顶、门窗组成。（一）围护结构在建筑物中起围护作用，保证满足建筑物的各项使用功能。作用：抵抗外界的自然天气；分隔作用；通风、采光、隔声等作用。（二）受力结构受力结构是指建筑物承受荷载和传递荷载的结构受力部分，是建筑物的骨架和主体。建筑物自身的重量和所承受的外部作用力统称为荷载。由受力构件组成的受力系统，即建筑物的承重系统，又被称为建筑物的结构体系。受力构件是由屋顶开始，依次将荷载向下传递，最后通过基础将荷载传至地基。每一个构件既起到承受荷载，又起到传递荷载的作用。二、建筑构造设计原则1.必须满足建筑使用功能要求：北方保温，南方隔热等。2.必须有利于结构安全：护栏高度的强制标准等3.必须适应建筑工业化的需要：提高速度，保证质量4.必须讲求建筑经济的综合效益：注意工程造价，又要降低经常运行、维修、管理的费用。例：墙体保温：玻璃幕墙的玻璃。5.必须注重美观：建筑是凝固的艺术。三、建筑构造包括七部分的内容：1.基础和地基；2.墙的构造；3.门窗构造；4.楼层构造；5.阳台、雨篷构造；6.楼梯构造；7.屋顶构造。建筑物的主要构造如下图所示：图1.1 建筑构造示意图1.基础和地基（需要熟练掌握）在建筑工程上，把建筑物与土壤直接接触的部分称为基础。把支承建筑物重量的土层叫地基。基础是建筑物的组成部分，地基不是建筑物的组成部分。地基分为天然地基和人工地基。凡天然土层本身具有足够的强度，能直接承受建筑物荷载的地基称为天然地基。凡天然土层本身的承载能量弱，或建筑物上部荷载大，须预先对土壤层进行人工或加固处理后才能承受建筑物荷载的地基称人工地基。（1）基础的类型A.按所用材料和受力特点分类刚性基础：由刚性材料制作的基础称刚性基础。所谓刚性材料，一般指抗压强度高，而抗拉和抗剪强度低的材料。包括：砖、石砌体基础，混凝土基础。非刚性基础：钢筋混凝土基础。B.按基础的构造形式分类条形基础：上部结构采用砖墙或石墙承重时，基础沿墙身设置，多做成长条形。独立基础：上部结构采用框架结构或单层排架及门架结构承重时，其基础常采用方形或矩形的单独基础。井格式基础：当框架结构处在地基条件较差的情况时，常将柱下基础沿纵、横方向连接起来，做成十字交差的井格基础。筏形基础：将墙和柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载承受在一块整板上。箱形基础：由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的，形成空心箱体的整体结构，共同承受上部结构荷载。（2）基础的埋深从室外设计地面至基础底面的垂直距离称基础的埋深。基础埋深的影响因素：上部荷载的大小、地基土质的好坏、地下水位的高低、土的冰冻深度、新旧建筑物的交接关系。根据基础的埋置深度的不同，基础有深基础、浅基础和不埋基础之分。当埋置深度大于5m的称深基础；当埋置深度小于5m的称浅基础。2.墙的构造（1）墙的类型墙体在房屋中所处的位置：内墙、外墙、横墙、纵墙、窗间墙、窗下墙根据结构受力情况：承重墙和非承重墙。非承重墙包括隔墙（分隔内部空间其重量由楼板和梁承担的墙）、填充墙（框架结构中填充在柱子之间的墙）和幕墙（悬挂于外部骨架或楼梯间的轻质外墙）。根据选用的材料：砖墙、石墙、土墙、砌块墙、混凝土墙等根据构造和施工方式：叠砌式墙（砖墙）、版筑墙（墙体部位竖立模板，模板内夯筑或浇筑墙体材料）和装配式墙（幕墙、组合墙）。（2）墙体的设计要求具有足够的强度和稳定性：砖的强度、砂浆的标号、墙体厚度、高度、长度等。具有必要的保温和隔热等方面的性能应满足防火要求应满足隔声要求（3）墙体构造A.砖墙构造砖墙材料砖墙是用砂浆将一块块砖按一定规律砌筑而成的砌体。其主要材料是砖与砂浆。1）砖砖的种类很多，按其材料分位粘土砖、炉渣砖、灰砂砖、粉煤灰砖等；依生产形状分为实心砖、多孔砖、空心砖等。普通粘土砖是以粘土为主要原料。砖的强度以强度等级表示，分别为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10、MU7.5。2）砂浆砂浆是砌体的粘结材料。将砖块胶结为整体，并将砖块之间的空隙填平、密实，便于将上层砖块所承受的荷载能逐层均匀地传至下层砖块。类型组成特性用途水泥砂浆水泥、砂、水水硬性材料，强度高砌筑潮湿环境下的砌体石灰砂浆石灰膏、砂、水气硬性材料，强度不高次要民用建筑中地面以上的砌体混合砂浆水泥、石灰膏、砂、水强度较高砌筑地面以上的砌体砂浆的强度以强度等级表示，分别为M15、M10、M7.5、M5、M2.5、M1、M0.4七个等级。常用M1M5，M5以上属于高强度砂浆实心砖墙细部构造A）组砌方式标准砖的规格为53mm115mm240mm（厚宽长），以灰缝为10mm进行组合时，砖厚加灰缝、砖宽加灰缝与砖长之间成1：2：4的关系。即（4个砖厚3个灰缝）（2个砖宽1个灰缝）1砖长。墙体厚度见下表砖厚名称习惯称呼实际尺寸砖厚名称习惯称呼实际尺寸半砖墙12墙115一砖半墙37墙3653/4砖墙18墙178二砖墙49墙490一砖墙24墙240二砖半墙62墙615作为砖砌体，砖缝必须横平竖直，错缝搭接，避免上下通缝，砂浆必须均匀、饱满。夏天砌筑，砖要润湿。B）勒脚勒脚：墙身接近室外地面的部分。一般情况下，其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。需要勒脚的原因：易受到碰撞；易受到雨雪的侵蚀；地潮（地表水和地下水的毛细作用形成）的侵蚀；美观的要求。分类：毛石勒脚；石板贴面勒脚；抹灰勒脚；带咬口抹灰勒脚。为了隔绝室外雨水及地下潮气等对墙身的影响，须设置水平防潮层和垂直防潮层。水平防潮层可设置在室内地坪以下一皮砖处，设计中常以标高-0.06m表示。根据材料不同分为油毡防潮层（一般使用寿命20年，长期使用失去防潮作用）、防水砂浆（加入水泥量35的防水剂）防潮层（系脆性材料，易开裂）、配筋细石混凝土防潮层（抗裂性能好，能与砌体结合为一体）。当室内地坪出现高差或室内地坪低于室外地面时，不仅要求按地坪高差的不同在墙身设两道水平防潮层，而且为了避免高地坪房间填土中的潮气侵入墙身，而对有高差部分的垂直墙面采取垂直防潮措施。C）散水和明沟作用：防止雨水和积雪融水长期积于墙根，并沿地面进入墙体和基础。散水适用于年降水量小于900mm的地区，明沟适用于年降水量大于900mm的地区。散水宽度一般为600-1000mm，坡度为35。D）窗台作用：避免雨水聚积窗下并侵入墙身，沿窗下槛向室内渗透；避免污染墙体。种类：悬挑窗台和不悬挑窗台。悬挑窗台常采用顶砌一皮砖，悬挑60mm，外部用水泥砂浆抹灰，并于外沿下部分出滴水。E）门窗过梁为了支撑门窗上部砌体所传来的各种荷载，并将这些荷载传给窗间墙，常在门窗洞孔上设置横梁，该梁称为过梁。由于砌体相互错缝咬接，具有拱的作用，过梁上墙体的重量并不全都压在过梁上，部分重量可直接传给檐口两侧墙体。种类：钢筋混凝土过梁；钢筋砖过梁；砖砌平拱；砖砌弧拱。F）圈梁圈梁又称腰箍，沿外墙、内纵墙及主要内横墙设置的处于同一水平面内的连续闭合梁。作用：提高建筑物的空间刚度和整体性，增加墙体的稳定性，减少由于地基不均匀沉降而引起的墙体开裂，防止较大振动荷载对建筑物的不良影响。是建筑物抗震的重要构造措施。种类：钢筋混凝土圈梁，钢筋砖圈梁。G）构造柱钢筋混凝土构造柱是从构造角度设置的，一般设在建筑物的四角、内外墙交接处、楼梯间、电梯间，以及某些较长的墙体中部。构造柱必须与圈梁和墙体紧密连接，将整个建筑形成空间骨架。施工时先砌墙，后浇筑混凝土。作用：增强建筑物的刚度和墙体的延性，约束墙体裂缝的开展，增强建筑物承受地震作用的能力。H）变形缝原因：建筑物由于受气温变化、地基不均匀沉降以及地震等因素的影响，使结构内部产生附加应力和变形，为此在设计中要预留缝隙。种类：伸缩缝、沉降缝、抗震缝。伸缩缝又称温度缝，主要是防止房屋因气温变化而产生裂缝。伸缩缝要求把建筑物的墙体、楼板层、屋顶等地面以上部分全部断开，基础部分因受温度变化影响较小，不需断开。伸缩缝的最大间距，应根据不同材料的结构而定，详见有关结构规范。缝宽一般在2040mm。（利用二次浇筑混凝土来解决温度问题）沉降缝是为了预防建筑物各部分由于不均匀沉降引起的破坏而设置的变形缝。沉降缝与伸缩缝最大的区别在于伸缩缝只需保证建筑物在水平方向的自由伸缩变形，而沉降缝主要满足建筑物各部分在垂直方向的自由沉降变形。沉降缝将建筑物从基础到屋顶全部断开。沉降缝的宽度随地基情况和建筑物的高度不同而定。沉降缝构造复杂，给建筑、结构设计和施工带来一定的难度，应通过采取各种措施达到不设或尽量少设缝的目的。抗震缝是为了防止地震使房屋破坏而预留的缝隙。抗震缝应沿建筑物全高设置，一般情况下，抗震缝基础可不分开。I）烟道、通风道、垃圾道烟道的主要作用是排除炉灶中的烟气。通风道主要作用是排除室内空气。烟道与通风道宜设在内墙内。垃圾道常设在楼梯间的外墙上。（3）隔墙构造不承重的内墙通常称为隔墙，起着分割房间的作用。根据所处条件应分别具有自重轻、隔声、防火、防潮、防水等不同的要求。隔墙可分为砌筑隔墙、立筋隔墙和条板隔墙。3.门窗构造门和窗是房屋建筑中的两个围护构件。门的主要功能是供交通出入、分隔联系建筑空间，同时也兼起通风和采光作用。窗的主要功能是采光、通风、观察和递物。对门窗的要求是：坚固耐用、开启方便、关闭紧密、功能合理、便于维修。a、门窗的种类门的种类很多，有平开门、弹簧门、推拉门、折叠门、转门窗的种类有固定窗、平开窗、横式悬窗、立式转窗、推拉窗。b、门窗构造门主要由门樘、门扇、门亮和五金件组成。门的尺度须根据交通运输和安全疏散要求设计。窗主要由窗框、窗扇和五金件组成。窗的尺度一般根据采光通风要求、结构构造要求和建筑造型等因素决定，同时应符合模数制要求。4.楼地层构造a、楼层楼板层是多层建筑中沿水平方向分隔上下空间的结构构件。它除了承受并传递垂直荷载和水平荷载外，还应具有一定程度的隔声、防火、防水等能力。同时，建筑物中的各种水平设备管线，也将在楼板层内安装。（1）楼层的组成（四部分组成）楼板面层：保护楼板层、分布荷载和各种绝缘的作用。也对室内装修起重要作用。楼板结构层：是楼板层的承重部分，包括板和梁。传递竖向荷载给墙和柱，同时对墙身起水平支撑作用，帮助墙身抵抗和传递由风或地震等产生的水平力。附加层：主要用以设置满足隔声、防水、隔热、保温等绝缘作用的部分。顶棚层：楼板层的下面部分。主要用于保护楼板、安装灯具、遮掩各种水平管线设备及装修室内。（2）楼板的类型木楼板、砖拱楼板、钢筋混凝土楼板、压型钢板楼板及组合楼板。b、地坪地坪指建筑物底层与土壤相接触的结构构件。它承受地坪上的荷载，并均匀传给地基。地坪构造分为面层、结构层（垫层）：承重和传力部分、基层。5.阳台、雨篷构造（1）阳台按阳台与外墙相对位置和结构处理不同，分为挑阳台、凹阳台、半挑半凹阳台。阳台由承重结构、栏杆、扶手等组成。阳台为悬臂结构，必须安全可靠，承重结构一般用钢筋混凝土。注意的主要问题：一般悬挑长度为11.2m；栏杆高度为11.2m；外露金属零件要做防锈、防腐蚀处理；解决好排水问题，设排水孔，表面用水泥砂浆粉出排水坡度；阳台地面标高应低于室内地面标高3050mm，以防雨水倒灌。（2）雨篷雨篷是建筑物入口处位于外门上部用以遮挡雨水、保护外门免受雨水侵害的水平构件。雨篷多采用现浇钢筋混凝土悬臂板，其悬臂长度为11.5m。雨篷包括雨篷板及过梁两部分。为防止雨篷产生倾覆，将雨篷与过梁（圈梁）浇筑在一起。因为雨篷承受的荷载不大，因此雨篷的厚度较薄，通常做成变截面形式。雨篷上面用水泥砂浆抹面，并找坡。其他形式的雨篷有玻璃钢雨篷，为美观。6.楼梯构造楼梯是楼层间的主要垂直交通设施。楼梯的数量、位置、宽度、坡度、踏步级数等要充分考虑建筑物的用途、大小、人流、通行、安全、疏散等因素。（1）楼梯的类型所用材料划分为钢筋混凝土楼梯、木楼梯、砖楼梯、金属楼梯等；按用途划分为主楼梯、辅助楼梯、安全楼梯、消防楼梯等；按位置划分为室内楼梯和室外楼梯；按平面形式划分为单跑楼梯、双跑楼梯、三跑楼梯、四跑楼梯、双分式楼梯、双合式楼梯、螺旋形楼梯、弧形楼梯等。（2）楼梯的组成楼梯由楼梯梯段、楼梯平台、栏杆、扶手组成。A）楼梯段：宽度大小应根据人流量和安全疏散的要求决定。B）休息平台：休息平台的宽度不应小于楼梯段的宽度。C）栏杆和扶手：室内扶手高度不低于900mm，室外扶手高度不低于1100mm。D）楼梯的坡度与踏步尺寸：坡度一般为2045度，从安全和舒适角度考虑一般采用30度左右。踏步高度一般为150180mm。踏步宽度一般为250300mm。E）净空：指上下楼梯段之间的净高和平台下部空间的净高，有平台梁时应算至平台梁底部。一般情况下净高应大于2m，公共建筑中应大于2.2m。7.屋顶构造屋顶是房屋最上层的围护结构和承重结构。要解决房屋的隔热、保温、隔声、防水、防火等问题。（1）屋顶种类根据排水坡度不同分为：平屋顶（屋面坡度小于或等于10的屋顶）和坡屋顶（屋面坡度大于10的屋顶）。（2）平屋顶构造优点：造价低、施工方便、构造简单。缺点：屋面排水慢，易产生渗漏。A）柔性防水屋面构造层次是承重层（钢筋混凝土）、隔汽层（炉渣）、保温层（珍珠岩、苯板、挤塑板）、找平层（1：3水泥砂浆找平，厚度20-30mm）、防水层（沥青卷材防水）、保护层（在防水表面用沥青胶粘一层36mm后粗砂）。柔性屋面有保温屋面和非保温屋面之分。非保温屋面没有保温层和隔汽层。B）刚性防水屋面采用细石混凝土、防水砂浆等刚性防水层。细石混凝土厚度一般为40mm。为防止开裂要配双向筋（3150或4200），裂缝出现在表面，钢筋应靠面层设置，但要有15mm保护层；设置分仓缝，分仓缝控制的面积宜控制在1525平方米，间距控制在35m。（3）坡屋顶构造A）坡屋顶的组成承重结构和屋面两部分组成。荷载传递路线：屋面板檩条屋架墙或柱B）坡屋顶的排水有组织排水和无组织排水两类。C）坡屋顶的支撑结构横墙承重和屋架承重。D）坡屋顶屋面构造平瓦屋面、波形瓦屋面、金属皮屋面、混凝土构件自防水屋面。第二部分 典型习题（一） 填空题1、在建筑工程上，把建筑物与土壤直接接触的部分称为 。把支承建筑物重量的土层叫 。基础是建筑物的组成部分，地基不是建筑物的组成部分。地基分为 和 。答案：基础，地基，天然地基，人工地基。2、人工加固地基通常采用 、 、 、 等。答案：压实法，换土法，打桩法，化学加固法。3、从 至 的垂直距离成为基础的埋深。答案：室外设计地面，基础底面。4、墙按其受力的不同，划分为 和 两种类型。答案：承重墙，非承重墙。5、楼层一般由 、 、 和 四部分构成。答案：楼板面层，楼板结构层，附加层，顶棚层。（二） 名词解释1、 门窗过梁；2、圈梁；3、雨篷；答案：1、门窗过梁：为了支撑门窗上部砌体所传来的各种荷载，并将这些荷载传给窗间墙，而在门窗洞口上设置的横梁。2、圈梁：沿外墙、内纵墙及主要内横墙设置的处于同一水平面内的连续闭合梁。又称腰筋。3、雨篷：建筑物入口处位于外门上部用于遮挡雨水、保护外门免受雨水侵害的水平构件。