第5章-民用建筑构造

第一节概述第二节墙体和基础第三节楼地层、阳台和雨篷第四节楼梯第五节屋顶第六节门与窗第七节变形缝第八节民用建筑的抗震及防水构造第五章民用建筑构造第一节概述建筑构造是一门专门研究建筑物各组成部分的构造原理和构造方法的学科，是建筑设计不可分割的一部分。其主要任务在于根据建筑物的功能要求、材料供应和施工技术条件，提供合理的、经济的构造方案，以作为建筑设计中综合解决技术问题及进行施工图设计的依据。一栋民用建筑一般由基础、墙或柱、楼地层、楼梯、屋顶和门窗等部分组成。一、影响建筑构造的因素(一)外界环境因素的影响1、外力作用的影响荷载：恒荷载、活荷载荷载的大小式建筑结构设计的主要依据，它决定着构件的哦尺度和用料，而构件的材料、尺寸、形状等又与构造密切相关。2、自然气候的影响太阳的热辐射，自然界的风、霜、雪、雨等3、各种人为因素的影响生产和生活活动，机械振动、化学腐蚀、爆炸、火灾、噪声等；防振、防腐、防爆、防火、隔声。(二)物质技术条件的影响建筑材料和结构等物质技术条件式构成建筑的基本要素。材料是建筑物的物质基础，结构则是构成建筑物的骨架。(三)经济条件的影响二、建筑构造设计的原则1、坚固实用满足功能要求的前提下，合理的确定构造方案。2、技术先进推广先进技术，选择高效能材料，有利于建筑工业化。3、经济合理结合国情，因地制宜，就地取材，尽量利用工业废料，节约木材、水泥和钢材三大材料。4、美观大方民用建筑构造-基础与地下室一、基础与地基1、地基地基是基础下面的土层(岩层)，它承受着基础传来的全部荷载，地基不是建筑物的组成部分。(1)地基的种类A、天然地基：是指不需要经过人工加固处理，就能承受建筑物的全部荷载的地基。B、人工地基：人工地基是指必须经过人工加固处理后，才能承受房屋的全部荷载的地基。人工地基加固的方法有：夯实法(密实法)、换土法、加固法等。夯实法：即对原土质进行夯实，夯实法用于原土质与要求的土质相差不大的情况下。换土法：即将基础下面一定厚度的软弱土层挖掉，然后换上中砂、粗砂、碎石、灰土及粘性土等材料，换土法用在软弱土层较厚的情况下。加固法：当弱土层较厚，用换土法不经济时，可通过打桩的方法来加固地基。建筑物应尽量建在天然地基上，这可以使建造工期短、费用低，而且也不需要复杂的技术和设备。如果采用天然地基满足不了要求时，则应使用人工地基。(2)地基的地耐力地耐力R：是指单位面积的地基所允许承受的基础传下来的荷载的能力。单位为：kN/m2(kPa)或T/m2(老的)地基的地耐力与地基的土质有关：有的高达4000kN/m2(400T/m2)，有的仅有100kN/m2(10T/m2)(3)地基的设计要求A、强度方面的要求即要求地基必须能够承受作用在其上的全部荷载，即R≥P。B、变形方面的要求即应保证基础的沉降量在允许的沉降量的范围内，即：沉降量＜允许值。C、稳定性的要求即要求建筑物在受到水平荷载的作用或建筑物建于斜坡上时，不会产生倾斜现象。由于地基隐蔽于地下，一旦出现问题，就很难补救，因此设计时，在保证经济合理的前提下，必须满足地基在强度、变形、稳定性方面的要求。否则，就会再出现意大利的比萨斜塔、加拿大的特斯康斜谷仓这类建筑。著名的意大利比萨斜塔的高度为55m，始建于1173年，建至24m高时，发现塔身倾斜而被迫停工，到1273？年才续建完工。由于该塔建造在不均匀的高压缩性地基上，使得北侧下沉1米多，南侧下沉约3m，沉降差达1.8m，倾斜角达5.8°之多。2、基础将结构所承受的各种作用(荷载)传递到地基上的结构组成部分称为基础。基础是房屋建筑的重要组成部分，它承受建筑物上部的全部荷载，并将这些荷载连同自重一起传到地基上。■基础与地基之间的关系基础的类型与构造并不完全决定于建筑物的上部结构，它与地基土层(岩层)的性质有着密切关系。具有同样上部结构的建筑物建造在不同的地基上，其基础的形式与构造可能是完全不同的。因此，地基与基础之间，有着相互影响，相互制约的密切关系(1)基础的作用基础的作用是承受建筑物的荷载，并把它传递到地基上去。(2)基础的构造及有关名词基底：是基础的最底面。基础埋置深度：是指室外地面到基底这之间的深度。冻结深度：是指在冬季冻结期内，土壤冻结层的厚度。不同的地区，冻结深度是不一样的，比如：北京为0.8m，南京为0.1m.（这个值是当地多年来所测到的每年的最大冻结深度的平均值）。冰冻线：是指冻结层的下边缘。地下水位：是指地下水的上表面所处的位置。(3)基础底面积的设计基础的底面积决定于基础所应承受的荷载和地基的地耐力R，在设计基础时，必须做到：P≤RRNNFFNNFGP''++==式中：P—基础底面传给地基的平均压力，kN/m2；R—地基的地耐力，kN/m2；G—建筑物的荷载，kN/m2F—底面积，m2；N—基础之上的建筑物的荷载，kN/m2；N′—基础及基底之上的土壤荷载kN/m2。如果荷载越大，地耐力越小，则基础的底面积就越大，基底就应该做得越宽。(4)基础的设计要求基础与地基一样，也属隐蔽工程，一旦出现问题很难解决，所以在设计时，应严格按要求进行，基础设计的主要要求也有三条。◆强度方面的要求即要求基础能承受建筑物的全部荷载，并能把它均匀地传到地基上去。◆耐久性方面的要求即要求用防冻、耐腐蚀并且有较高强度的材料来做基础，确保基础的耐久性。◆防潮方面的要求即要求在基础墙的顶面设置防潮层，用来防止土壤中的水分在毛细管的作用下沿墙面上升，影响墙身的坚固性、耐久性及室内的干燥、卫生。(5)基础的类型A、按基础的埋置深度不同分：浅基础(埋深5m)和深基础(埋深5M)。B、按基础所用材料的不同分：砖基础、毛石基础、混凝土基础、灰土基础(石灰与粘土)、碎砖三合土基础(砂、石灰、碎砖)、钢筋混凝土基础。C、按基础的构造形式不同可分：条形基础、独立基础、满堂基础桩基础。(6)基础的埋置深度基础的埋置深度应根据使用要求、土层结构、地下水位、冻结深度、相邻建筑的基础等几个方综合面来确定。A、使用要求的影响当房屋有地下室、地下管道或室内有设备基础时，房屋的基础就应埋得深一些。B、地基土层构造的影响一般来说，如上层土软，下层土硬(好)，基础应设在好土地上，就应深埋；如上层土好，并且较厚，下层土软，应力争浅埋，即利用上层的好土作为地基的持力层，同时应增加基底面积，(F↑，P↓)确保建筑安全。C、地下水位的影响基础应尽量设置在最高地下水位线以上，这样可以减少特殊的防潮措施，施工也方便，还可以节约费用。当地下水位较高时，基础不得不埋置在地下水中时，应该将基底置于最低地下水位线以下200mm，使基底常年置于地下水中，这样可以防止地下水的浮力对建筑的影响。另外象砖基础在干湿交替的环境中时，抗腐蚀的能力也差。D、冻结深度的影响土壤根据其冻胀性能分两类：冻胀性土壤、非冻胀性土壤。非冻胀性土地壤在冻结时，膨胀很小，如果基础建在这类土壤之上时，受其冻胀的影响很小。当基础建在冻胀土壤之上，受的影响有以下两种情况：①如果基础埋置在冻结土壤范围内，在冬季冻结期间，由于土壤的冻结膨胀，会使房屋抬高；融化时，房屋又下沉。由于冻结和融化的程度在整憧建筑物下面是不均匀的，这就会造成建筑的不均匀沉降，导致建筑物因开裂而破坏。②如果将基础埋置在冻结线以下，则不会产生上述现象，因为，这时基础是座落在不会冻结的土壤之上的，冻结线上面的土壤冻结时，是不会对基础产生影响的。所以，当基础埋在这类土壤中时，其埋置深度的确定也分两种情况：①当冻结深度较浅时，基底应埋在冻结线以下；②当冻结深度较深时，基底下可以留有一部分冻土，但应以不会影响建筑物的安全为度。E、相邻建筑的基础的影响为保证相邻建筑的安全和正常使用，新建建筑物的基础不宜深于原有建筑物的基础。当要深于原有设施的深度时，两个基础之间应保持一定的距离，一般取两个相邻基础底面高差的2倍。新原二、地下室根据相关法规规定，地下室是指房屋全部或部分在室外地坪以下的部分(包括层高在2.2米以下的半地下室)，房间地面低于室外地平面的高度超过该房间净高的1/2者。根据用途进行分类，主要有以下几种情形：一类是用于人防工程的地下室；一类是由开发商投资、受益、并有独立产权证的地下室，一般存在于商业用房的地下室；第三类地下室是普通民用住宅的地下室，该地下室没有独立的产权证，与其所属的房屋共同具有一个房屋产权证。地下室一般是房产商作为房产附属部分赠送给业主的，商品房的地下室分两种情况，如果在2.2米以上，且具备通风、照明等设施，房产商可以与地上的房屋分开出售，但如果低于2.2米，则不得另行出售。你可依据该规定有权选择是否要地下室。1、地下室防潮当设计最高地下水位低于地下室地坪且无滞水可能时，地下水不会直接侵入地下室，地下室外墙和底板只受到土层中潮气的影响，这时，地下室一般只做防潮处理。做法：(1)在外墙外侧抹20mm厚1：2.5水泥砂浆(高出散水300mm以上)；(2)涂冷底子油一道和热沥青两道(至散水底)；(3)在地下室外侧回填隔水层，如粘土或2：8灰土，宽度不小于500mm。同时地下室顶板和底板中间位置设置水平防潮层，使整个地下室防潮层连成整体，以实现防潮的目的。2、地下室防水当设计最高水位高于地下室地坪时，地下室的外墙和地坪都被地下水浸泡，这时地下室外墙受到地下水的侧压力，地坪受到地下水的浮力作用，因此必须考虑对地下室进行防水处理。常见的防水措施有柔性防水和防水混凝土防水两类。柔性防水以卷材防水运用最多。分外防水(外包防水)和内防水(内保防水)两种。防水混凝土防水就是用具有防水性能的钢筋混凝土作为地下防水建筑的维护结构。三、管道穿过墙体或基础时的构造处理建筑物种，供热通风、给水排水、电气工程中有许多管道需要穿过建筑物的墙体或池壁，这就涉及到管道穿墙的问题，从而引发对管道和墙体结构的保护以及防水等问题。当墙壁受力较小，以及穿墙管的使用中振动轻微时，管道可直接埋设于墙壁红，管道与墙体的链接，管道外壁应加焊钢板翼环；如遇非混凝土墙体时，应改用混凝土墙壁。当墙壁受力较大，在使用过程中可能产生较大的沉陷以及管道有较大振动并有防水要求时，管道外预先埋设穿墙套管(也称防水套管)，然后在套管内安装穿墙管，称为活动式穿墙管。分刚性和柔性两种。刚性防水套管1-套管；2-环；5-挡圈；4-橡皮条；5-双头螺栓；6-法兰盘；7-短管；8-翼盘,9-穿墙管柔性防水套管潮湿土层（防水地下室）干燥土层（防潮地下室）进水管穿地下室墙壁构造图电缆穿墙处理管道穿过基础的处理民用建筑构造-墙体一、墙体的类型及设计要求(一)墙体的类型按墙在平面中所处的位置：内墙、外墙按结构受力：承重墙、非承重墙按材料和构造方式：实体墙、空体墙、组合墙(二)墙体的结构布置方案结构布置：横承重墙、纵承重墙、纵横墙混合承重和部分框架承重等结构。横承重墙：将楼板、屋面板等沿建筑物纵向布置，两端搁置在横墙上。建筑物体整性好，空间刚度大，对抵抗风力、地震作用等水平荷载较为有利。纵承重墙：优点是平面布置比较灵活，其缺点是楼板、屋面板的类型较多，而且铺设方向不一，施工比较麻烦，如果方案设计不合理，材料消耗可能比横墙承重时还要多。(三)墙体的设计要求1、具有足够的强度和稳定性，以保证安全；2、具有必要的保温、隔热、隔声和防火等性能，以满足建筑物的正常使用，提高使用质量和耐久年限；3、合理选择墙体材料和构造方式，以减轻自重、提高功能、降低造价、将低能耗和减少环境污染；4、适应工业化生产的要求，为生产工业化、施工机械化创造条件，以降低劳动强度，提高施工工效。二、砖墙构造(一)材料主要材料是砖和砂浆，但还有部分混凝土及钢筋混凝土构件。1、砖烧结普通转、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等。一、普通粘土实心砖普通粘土砖(N)是指以粘土为原料，或掺有外掺料，经烧结而成的实心砖。生产工艺：采土――配料调制――制坯――干燥――焙烧(950-1050度)――成品按生产方法分：手工砖和机制砖。按颜色分：红砖和青砖。按砖的焙烧方法不同分：内燃砖和外燃砖。形状尺寸：240×115×53强度等级：MU30、MU25、MU20、MU15、MU