建筑结构基本知识

建筑结构基本知识建筑工程图建筑工程图是以投影原理为基础，按国家规定的制图标准，把已经建成或尚未建成的建筑工程的形状、大小等准确地表达在平面上的图样，并同时标明工程所用的材料以及生产、安装等的要求。它是工程项目建设的技术依据和重要的技术资料。建筑工程图包括方案设计图、各类施工图和工程竣工图。由于工程建设各个阶段的任务要求不同，各类图纸所表达的内容、深度和方式也有差别。方案设计图主要是为征求建设单位的意见和供有关领导部门审批服务;施工图是施工单位组织施工的依据;竣工图是工程完工后按实际建造情况绘制的图样，作为技术档案保存起来，以便于需要的时候随时查阅。建筑总平面图建筑总平面图是表明一项建设工程总体布置情况的图纸。它是在建设基地的地形图上，把已有的、新建的和拟建的建筑物、构筑物以及道路、绿化等按与地形图同样比例绘制出来的平面图。主要标明新建平面形状、层数、室内外地面标高，新建道路、绿化、场地排水和管线的布置情况，并标明原有建筑、道路、绿化等和新建筑的相互关系以及环境保护方面的要求等。由于建设工程的性质、规模及所在基地的地形、地貌的不同，建筑总平面图所包括的内容有的较为简单，有的则比较复杂，必要时还可分项绘出竖向布置图、管线综合布置图、绿化布置图等。建筑施工图建筑施工图简称建施。它一般由设计部门的建筑专业人员进行设计绘图。建筑施工图主要反映一个工程的总体布局，标明建筑物的外部形状、内部布置情况以及建筑构造、装修、材料、施工要求等，用来作为施工定位放线、内外装饰做法的依据，同时也是结构施工图和设备施工图的依据。建筑施工图包括设备说明和建筑总平面图、建筑平面图、立面图、剖面图等基本图纸以及墙身剖面图、楼梯、门窗、台阶、散水、浴厕等详图和材料做法说明等等。建筑工程施工图建筑工程施工图简称施工图，是表示工程项目总体布局，建筑物的外部形状、内部布置、结构构造、内外装修、材料做法以及设备、施工等要求的图样。具有图纸齐全、表达准确、要求具体的特点。它是设计工作的最后成果，是进行工程施工、编制施工图预算和施工组织设计的依据，也是进行施工技术管理的重要技术文件。一套完整的建筑工程施工图，一般包括建筑施工图、结构施工图、给排水、采暖通风施工图及电气施工图等专业图纸，也可将给排水、采暖通风和电气施工图合在一起统称设备施工图。结构施工图结构施工图简称结施。它是由设计部门的结构专业人员进行设计的。结构施工图主要表示建筑承重骨架的类型、结构构件布置情况、大小尺寸、形式种类、所用材料以及构造、施工要求等，并反映建筑、给排水、暖通、电气等工种对建筑结构的要求。主要用作放灰线、刨槽、支模板、绑钢筋、浇注混凝土、安装梁板柱、编制预算和施工进度计划的依据。结构施工图包括结构设计总说明和基础平面图、柱网布置图、楼层结构平面布置图、屋顶结构平面布置图等基本图以及表示各种承重构件(如基础、柱、梁、板、屋架、雨篷、支撑等)形状、大小、内部构造情况的详图等。建筑平面图建筑平面图是假想在房屋的窗台以上作水平剖切后，移去上面部分作剩余部分的正投影而得到的水平剖面图。它表示建筑的平面形式、大小尺寸、房间布置、建筑人口、门厅及楼梯布置的情况，标明墙、柱的位置、厚度和所用材料以及门窗的类型、位置等情况。主要图纸有首层平面图、二层或标准层平面图、顶层平面图、屋顶平面图等。其中屋顶平面图是在房屋的上方，向下作屋顶外形的水平正投影而得到的平面图。建筑剖面图建筑剖面图是依据建筑平面图上标明的剖切位置和投影方向，假定用铅垂方向的切平面将建筑切开后而得到的正投影图。沿建筑宽度方向剖切后得到的剖面图称横剖面图;沿建筑长度方向剖切后得到的剖面图称纵剖面图;将建筑的局部剖切后得到的剖面图称局部剖面图。建筑剖面图主要表示建筑在垂直方向的内部布置情况，反映建筑的结构形式、分层情况、材料做法、构造关系及建筑竖向部分的高度尺寸等。建筑立面图建筑立面图是将建筑的不同侧表面，投影到铅直投影面上而得到的正投影图。它主要表现建筑的外貌形状，反映屋面、门窗、阳台、雨篷、台阶等的形式和位置，建筑垂直方向各部分高度，建筑的艺术造型效果和外部装饰做法等。根据建筑型体的复杂程度，建筑立面图的数量也有所不同。一般分为正立面、背立面和侧立面，也可按建筑的朝向分为南立面、北立面、东立面、西立面，还可以按轴线编号来命名立面图名称，这对平面形状复杂的建筑尤为适宜。在施工中，建筑立面图主要是作建筑外部装修的依据。建筑构造建筑对象各组成部分的组成原理和方案，以及各组成部分之间互相组合的方式与方法。建筑构造设计是根据建筑的用途、建筑材料的性能、建筑构配件所处的环境及其受力状况、施工工艺及建筑美观要求等，设计出各种实用、经济的基本部件，并将这些基本部件有机结合成建筑整体。进行构造设计必须全面贯彻各项技术政策，做到坚固实用、技术先进、经济合理、美观大方。建筑分类建筑的类型繁多，分类的方法也有多种。按建筑的使用性质，一般分为生产性建筑、居住建筑和公共建筑三类。生产性建筑主要是指供工农业生产用的建筑，包括各种工业建筑和农业建筑。居住建筑是指供家庭和集体生活起居用的建筑。公共建筑是供人们从事政治、文化、商业等公共活动用的建筑，如各类办公建筑、学校建筑、文化科技馆等。结构安全度结构安全度是指结构或构件承荷载安全的程度。一般用结构或构件的破坏荷载与正常使用条件下所受荷载的比值，即安全系数来表达。在工程设计中，为了保证结构在长时期内能正常安全地使用，必须使所设计的结构或构件有足够的安全储备，以防在设计施工及使用中一些考虑不到的不利因素使结构不能正常安全地使用。近年来，结构安全度正趋于用结构破坏的概率来表达，即结构安全是结构在规定的时间内，在规定的条件下完全预定功能的概率。完全系数它是结构设计计算中的一种系数，是指在正常设计、施工和使用情况下结构对抵抗各种影响安全的不利因素而在设计时所考虑的安全储备，是结构安全度的一种表达形式。我国旧的结构设计规范中采用的计算方法都用到了安全系数，但安全系数并不能真正从定量上衡量结构的安全可靠度。因为影响结构安全的一切因素都不是确定量而是随机变量。况且安全系数的确定，有的计算方法是凭经验确定，有的计算方法是用半经验半概率的方法确定，并非十分科学。因此，我国新颁布的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)中采用了概率极限状态设计法。这种方法则能比较真实地反映结构的安全可靠度和合理划分结构的安全度等级。建筑结构建筑结构简称结构。指在建筑中，由若干构件连接而构成的起承受作用的平面或空间体系。结构必须具有足够的强度、刚度、稳定性，用来承受作用在建筑物、构筑物上的各种荷载。结构可由一种或多种材料构成。按材料不同，一般分为钢结构、木结构、砌体结构、混凝土结构等。木结构指在建筑中以木材为主制成的结构，-般用榫卯、齿、螺栓、钉、销、胶等连接。木材是一种取材容易、加工简便的结构材料。木结构自重较轻，木结构便于运输、装拆，能多次使用，故广泛地用于房屋建筑中，也用于桥梁和搭架。近代胶合木结构的出现，更扩大了木结构的应用范围。但在空气温度、湿度较高的地区，白蚁、蛀虫、家天牛等对木材危害颇大;木材处于潮湿状态时，将受木腐菌侵蚀而腐朽;木材能着火燃烧。故木结构应采取防虫、防腐、防火措施，以保证其耐久性。砌体结构指在建筑中以砌体为主制作的结构。《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》(G因83-85)中指出:它包括砖结构、石结构和其他材料的砌块结构。分为无筋砌体结构和配筋砌体结构。一般民用和工业建筑的墙、柱和基础都可采用砌体结构。烟囱、隧道、涵洞、挡土墙、坝、桥和渡槽等，也常采用砖、石或砌块砌体建造。砌体结构的优点是1)容易就地取材;(2)砖、石或砌体砌块具有良好的耐火性和较好的耐久性;(3)砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备。在寒冷地区，冬季可用冻结法砌筑，不需特殊的保温措施川的砖墙和砌块墙体能够隔热和保温，所以既是较好的承重结构，也是较好的围护结构。其缺点是1)与钢和混凝土相比，砌体的强度较低，因而构件的截面尺寸较大，材料用量多，自重大;(2)砌体的砌筑基本上是手工方式，施工劳动量大;(3)砌体的抗拉和抗剪强度都很低，因而抗震性较差，在使用上受到一定限制。砖、石的抗压强度也不能充分发挥刊的粘土砖要粘土制造，在某些地区过多占用农田，影响农业生产。混凝土结构指以普通混凝土为主制作的结构。《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》(GEM83-85)中指出:它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。其应用范围极广，是土木建筑工程中用得最多的一种结构。与其他材料的结构相比，其主要优点是:整体性好，可灌筑成为一个整体;可模性好，可灌筑成各种形状和尺寸的结构;耐久性和耐火性好;工程造价和维护费用低。主要缺点是:混凝土抗拉强度低，容易出现裂缝；结构自重比钢、木结构大;室外施工受气候和季节的限制；新旧混凝土不易连接，增加了补强修复的困难。钢筋混凝土结构指用配有钢筋增强的混凝土制成的结构。由于混凝土的抗拉强度远低于抗压强度，因而混凝土结构不能用于受有拉应力的梁和板。如果在混凝土梁、板的受拉区内配置钢筋，则混凝土开裂后的拉力即可由钢筋承担，这样就充分发挥了混凝土抗压强度较高的优势，起到共同抵抗的作用，提高了混凝土梁、板的承载能力。钢筋混凝土结构在土木工程中的应用范围极广，各种工程结构都可采用钢筋混凝土建造。钢结构指以钢材为主制成的结构。其中，由钢带或钢板经冷加工而成的型材制作的结构称冷弯钢结构。常用钢板和型钢等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成;各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或锄钉连接。钢结构具有重量轻、承载力大、可靠性较高、能承受较大动力荷载、抗震性能好、安装方便、密封性较好等特点。但钢结构耐锈蚀性较差，需要经常维护，耐火性也较差。常用于跨度大、高度大、荷载大、动力作用大的各种工程结构中。预应力钢结构指在结构上施加荷载以前用特定的方法预加应力，使内部产生对结构承受外荷有利的应力状态的钢结构。大跨度房屋建筑结构、吊车梁、桥跨结构、大直径贮液库、压力管道和压力容器等都可采用预应结构。预应力钢结构可扩大结构或构弹性工作范围，减少挠度，更有效地利强度钢材，从而改善结构或构件的状况。墙板结构指由墙和楼板组成承重体系的房结构。墙既作承重构件，又作房间的隔断，是居住建筑中最常用且较经济的结构形式。缺点是室内平面布置的灵活性较差。垃圾桶结构多用于住宅、公寓，也可用于办公楼、学校等公用建筑。墙板结构的承重墙可用砖、砌块、预制或现浇混凝土做成。楼板用预制钢筋混凝土或预应力混凝土空心板、槽形板、实心板，预制与现浇叠合式楼板，全现浇式楼板。墙板结构按所用材料和建造方法的不同分为三类1)混合结(2)装配式大板结构;(3)现浇式墙板结构。现浇式墙极结构指墙体用混凝土现浇、楼板采用预制或现浇的房屋结构。主要优点是抗震性能好。与混合结构相比，墙面抹灰量大量减少，劳动强度减轻，用量少;与装配式大板结构相比，施工简便，是我国地震区多层与高层住宅的主要结构形式之一。现浇式墙板结构的墙体材料与建造方法可分内外墙全部现挠混凝土及横墙与内纵墙现浇，外墙采用预制大板(简称内浇外挂)或砖、块(简称内浇外砌)两类。装配式大板结构指用预制混凝土墙板和楼板拼装成的房屋结构，是一种工业化程度较高建筑结构体系。主要优点是可以进行商品化生产，现场施工效率高，劳动强度低，自重较轻，结构强度与变形能力均比混合结构好。但造价较高，需用大型的运输吊装机械，平面布置不够灵活。装配式大板结构的联结构造是房屋能否充分发挥强度、保证必要的刚度和空间整体性能的关键。框架结构框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。这种结构形式虽然出现较早，但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置，楼板和联系梁沿纵向布置，具有结构横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布