1第一章工程构造

第一章工程构造第一节工业与民用建筑工程建筑按用途分三类：1、民用建筑；（工作、学习、生活、居住；包括居住和公共建筑）2、工业建筑；（包括生产用房和为生产服务的附属用房，单层、多层和层次混合用房）3、农业建筑；（种子站、拖拉机站）一、工业与民用建筑工程的分类及组成（一）工业建筑的分类1、按层数分（1）单层厂房；仅一层，多用于冶金、重型及中型机械工业；（2）多层厂房；二层以上，多用于食品、电子、精密仪器工业等；（3）层次混合的厂房；多层和单层混合在一幢建筑中，多用于化学工业、热电站的主厂房；2、按用途分（1）生产厂房。进行产品的备料、加工、装配等，为企业主要车间；（2）生产辅助厂房。为生产厂房服务的厂房，如：修理车间、工具车间；（3）动力厂房。为全厂提供能源的厂房，如发电站、变电所、锅炉房等；（4）仓储建筑。原材料、半成品、成品房屋；（5）运输用建筑。（6）其他建筑。如水泵房、污水处理建筑。3、按跨度的数量和方向分（1）单跨厂房。只有一个跨度；（2）多跨厂房。由几个跨度组合而成，车间内彼此相通；（3）纵横相交厂房。由两方向的跨度组合而成，车间内彼此相通；4、按跨度尺寸分（1）小跨度。小于等于12m的单层厂房。此类以砌体结构为主；（2）大跨度。15---36m的单层工业厂房；15---30m以钢筋混凝土为主，36m及其以上的以钢结构为主；5、按生产状况分（1）冷加工车间。常温状态下加工非燃烧物质和材料的生产车间，如机械、修理等；（2）热加工车间。如铸造、锻压、热处理车间；（3）恒温恒湿车间。如精密仪器、纺织车间；（4）洁净车间。如药品、集成电路车间；（5）其他特种状况车间。如放射性车间、防电磁波干扰车间；（二）单层工业厂房的组成一般分：墙体承重结构、骨架承重结构。墙体承重结构是：外墙采用砖、砖柱的承重结构；骨架承重结构是：由钢筋混凝土构件或钢构件组成骨架的承重结构。1、屋盖结构。包括屋面板、屋架（或屋面梁）、天窗架及托架等；2、吊车梁。安放在柱子伸出的牛腿上，它承受吊车自重、最大吊重及刹车冲击，并将荷载传递给柱子。3、柱子。主要承重构件，承受屋盖、吊车梁、墙体上的荷载及风载，并传递给基础。4、基础。承担柱子上的全部荷载，以及基础梁上部分墙体荷载，并有基础传递给地基，基础采用独立基础。5、外墙围护系统。包括：厂房四周的外墙、抗风柱、墙梁和基础梁等，这些构件主要承受墙体和构件的自重以及作用在墙体上的风载等。6、支撑系统。包括：柱间支撑、屋盖支撑。作用是：加强厂房结构空间的整体刚度和稳定性，主要传递水平风荷载以及吊车产生的冲切力。（三）民用建筑的分类1、按建筑物的规模与数量分（1）大量性建筑。如住宅、学校、商店等（2）大型性建筑。如大型车站、体育馆、航空站、大会堂、纪念馆等；2、按建筑物的层数分（1）低层建筑。1—3层（2）多层建筑。4—6层（3）中高层建筑。7—9层（4）高层建筑。10以上或高度超过24m的建筑（5）超高层建筑。100m以上的建筑物3、按主要承重结构材料分（1）木结构（2）砖木结构。竖向承重结构为砖砌，水平承重构件的楼板、屋架采用木材。（3）砖混结构。（4）钢筋混凝土结构。（5）钢结构4、按结构的承重方式分（1）墙承重结构（2）骨架承重结构（3）内骨架承重结构（4）空间结构。如空间网架、悬索及壳体等5、按施工方法分（1）现浇、现砌式（2）部分现砌、部分装配式（3）部分现浇、部分装配式（4）全装配式（四）民用建筑的构造组成一般民用建筑组成：基础、墙和柱、楼板地面、楼梯、屋顶、门窗六大部分组成。附属设施：阳台、雨蓬、散水、勒脚、防潮层等。1、基础。承受全部荷载，并将荷载传递到地基。要求有足够的强度，并抵御有害因素的侵袭。2、墙和柱。承重、围护、分隔的作用。要求有足够的强度、稳定性和保温、隔热、隔声、防火等能力，以及经济性和耐久性。3、楼板、地面。楼板将建筑物分为若干层，是建筑物的水平承重构件，承受其上的荷载，并连同自重一起传递给墙和柱，同时对墙体起水平支撑作用。首层地面承受其上的各种使用荷载并传递给地基，也起保温、隔热、防水作用。4、屋顶。是建筑物顶部的围护和承重构件，由屋面层和承重结构层组成，屋面层抵御风雨雪及保温、隔热作用；结构层承受屋顶的全部荷载，并将荷载传递墙和柱，要求有足够的强度、刚度及防水、保温、隔热等作用。5、楼梯。垂直交通设施，要求有足够的强度和稳定性。6、门窗。门是连接内外交通，要求使用方便、防火；窗是采光和通风。二、地基和基础（一）地基和基础的关系基础：建筑物的地下部分，是墙和柱下部结构的延伸。是建筑物的组成部分。地基：建筑物以下的土层，承受由基础传来的整个建筑物荷载，地基不是建筑物的组成部分。（二）地基的分类天然地基：天然地层有足够的承载力，不需加固便可作为建筑物地基。人工地基：天然地层的承载力不能满足荷载要求，经过人工处理的地层。如：压实法（排走空气和水）、换土法、化学处理法、打桩法。（三）基础的类型基础的类型与上部结构形式、荷载大小、地基承载力、地基土的地质、水文情况、基础选用的材料性能等有关。基础按照受力特点和材料性能分：刚性基础、柔性基础；基础按构造方式分：独立基础、条形基础、片筏基础、箱型基础等。1、按材料及受力特点分类（1）刚性基础。所选用的材料如砖、石、混凝土，抗压强度高，但抗拉抗剪强度偏低。刚性基础中压力分布角α称为刚性角，设计时应尽力使基础放大角与刚性角相一致。以保证基础地面不产生拉应力，最大限度的节约材料。受刚性角限制的基础称为刚性基础，构造上通过限制刚性基础的宽高比来满足刚性角要求1）砖基础。就地取材、价格低、施工简便的特点，在干燥和温暖的地区应用很广。砖基础的截面做成阶梯形，称为大放脚，每一挑出长度1/4砖（60mm）。大放脚砌法有：两皮一收、二一间隔收。均收进1/4砖（60mm）。2）灰土基础。即灰土垫层，由石灰或粉煤灰与粘土加适量的水拌合夯实而成。适用于：地下水位较低的地区、并与其他材料基础共用，作基础垫层。3）三合土基础。由石灰、砂、骨料（碎石或碎砖）按体积比124或136加水拌合夯实而成。适用于：地下水位较低的四层和以下的民用建筑工程中。4）毛石基础。用强度较高未风化的毛石砌筑，强度较高、抗冻耐水、经济的特点。常和砖基础共用，由于毛石基础较大，其宽度和台阶高度不应小于400mm.5)混凝土基础。具有坚固、耐久、耐水、刚性角大，可任意改变形状。适用于：地下水位高，受冰冻影响的建筑物。6）毛石混凝土基础。在混凝土基础中加入粒径不超过300mm的毛石，且毛石体积不超过总体积的20%——30%，（2）柔性基础。在混凝土基础底部配置受力钢筋，利用钢筋受拉，基础可以承受弯矩，不受刚性角限制，所以钢筋混凝土基础也称为柔性基础。基础底宽较大，基础埋深相应减小，比刚性基础节约混凝土和挖方工程量。钢筋砼基础断面可做成梯形，最薄处不小于200mm；也可做成阶梯形，台阶高300——500mm。钢筋砼基础下通常设有C7.5或C10素混凝土垫层，厚度100mm左右。无垫层时，钢筋保护层厚度为75mm。2、按构造分类分为：独立基础、条形基础、柱下十字交叉基础、片筏基础、箱形基础（1）独立基础（单独基础）1）柱下独立基础。2）墙下单独基础。上层土质松软，下层深处有较好的土层时，为节约材料和开挖方量而采用，砖墙砌在单独基础上边的钢筋砼地梁上，地梁跨度3-5m。常用砖、毛石、混凝土、钢筋混凝土等。（2）条形基础。指长度远大于宽度的一种基础形式。1）墙下条形基础；常用砖、毛石、三合土、灰土建造。2）柱下钢筋混凝土基础。只在一个方向设置。（3）柱下十字交叉基础。荷载较大的高层建筑物，土质较弱，为增强基础整体刚度和不均匀沉降，柱下纵横设置条形基础。（4）片筏基础。地基基础软弱而荷载很大时采用。平板式：在地基上作钢筋混凝土底板，柱子直接支撑在底板上梁板式：一是在底板上做梁，柱子支撑在梁上。二是将梁放在底板的下方。（5）箱型基础。适用于地基软弱土层厚、荷载大、建筑面积不大的重要建筑物。高层建筑物多采用箱型基础。（四）基础的埋深从室外设计地面至基础底面的垂直距离称为基础的埋深。埋深大于4m为深基础；小于等于4m为浅基础；影响因素：建筑物上部荷载、地基土质好坏；地下水位高低；土壤冰冻的深度；新旧建筑相邻交接等。在保证安全可靠的前提下，尽量埋浅，（冰冻线以下，最高地下水位以上）但不应浅于0.5m，基础顶面应低于设计地面0.1m以上。（五）地下室的防潮与防水构造1、地下室的分类按功能分：普通地下室、人防地下室；按形式分：全地下室、半地下室；按材料分：砖混结构地下室、混凝土结构地下室；2、地下室防潮当地下室地坪位于常年地下水位以上时，地下室需做防潮处理。墙体：必须用水泥砂浆砌筑，灰缝要饱满；墙外侧设垂直防潮层（先是20mm水泥砂浆找平层，再涂一道冷底子油和两道热沥青，防潮层外回填低渗透土壤并夯实）。另外：所有墙体都必须设两道水平防潮层，一道设在地下室地墙附近，另一道设在室外地面散水以上150——200的位置。所有外墙穿管、接缝处应嵌入油膏填缝防潮。当地下室使用要求较高时，可在围护结构内侧加防水涂料。地下室地面一般借用混凝土材料的憎水性能来防潮；要求较高时，一般在垫层和地面面层之间作防潮处理。且与墙身水平防水层处于同一平面内。3、地下室防水当地下室地坪位于最高设计地下水位以下时，地下室需做防水处理。可采用卷材防水；也可采用加防水剂的钢筋混凝土来防水。三、墙与框架结构墙体占建筑物总重量的40---50%，占总造价的30---40%。其可能是承重构件，也可能是围护构件（一）墙的类型墙主要作用是：承重、围护、分隔。按位置分为：内墙、外墙、横墙、纵墙；按受力不同：承重墙、非承重墙；按材料不同：砖墙、石墙、土墙、混凝土墙、及各种天然的、人工的或工业废料制成的砌块墙、板材墙；按构造方式：实体墙、空体墙、组合墙（二）墙体构造1、墙体构造（1）砖墙材料。主要是砖和砂浆1）砖。普通砖指孔洞率小于15%，空心砖指孔洞率大于15%。普通砖尺寸240×115×53；空心砖有两种。一是符合现行模数制，90×90×190；90×190×190；190×190×190另一种是符合普通砖模数制，如240×115×90，240×180×115砖的强度用强度等级表示：MU7.5；MU10；MU15；MU20；MU25；MU30；六级。每1m31砖砖墙的砖静用量：（529块，砂浆用量0.23m3）砖数=砖长灰缝）（砖厚灰缝）（砖宽112）砂浆。按成分分为：水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆等。水泥砂浆：属于水硬性材料，强度高，适用于潮湿环境；石灰砂浆：属于气硬性材料，强度不高，多用于砌筑次要的地面以上的砌体。混合砂浆：由水泥、石灰膏、砂、水拌和而成，强度较高，和易性和保水性较好，适用于砌筑地面以上的砌体。砂浆的强度等级分为：M0.4；M1；M2.5；M5；M7.5；M10；M15；砂浆用量（m3）=(1m3砌体—砖数的体积)×1.07（2）砖墙的组砌方式内外搭接，上下错缝的原则。上下错缝不小于60mm；1）实心砖墙的组砌方法一顺一丁；多顺一丁；十字式；全顺式；两平一侧。一顺一丁整体性好，但交接处砍砖较多；多顺一丁砌筑简便，砍砖少，但比前者强度低；十字式砌筑较难，整体性好，外形美观，常用于清水砌墙；全顺式适用于半砖墙体；两平一侧适用于180厚墙体。2）空心砖墙的组砌方法一斗一眠；两斗一眠；三斗一眠；2、实体砖墙的细部构造砖墙厚度有：120mm半砖；240mm一砖；370mm一砖半；490mm两砖；620mm两砖半；（1）防潮层。墙身防潮层一般有：油毡、水泥砂浆、细石混凝土、钢筋混凝土。（2）勒脚。指外墙与室外地坪接近的部分。作用：防止地面水、屋檐滴下的雨水对墙面的侵蚀，从而保护墙面，保证室内干燥，提高建筑物的耐久性。常采用水泥砂浆、水刷石、或墙体加厚，或用坚固材料来砌。勒脚高度：室内外地坪的高差，也可根据需要提高勒脚高度尺寸。（3）散水和明沟。为防止地表水对建筑物的侵蚀，在建筑物四周设置散水或明沟，以利于排水，保护基础。散水：适用于年降水量小于等于