建筑工程

4.1建筑基本构件4.2单层与多层建筑4.3高层与超高层建筑4.4特种结构基本内容4.1.1板板指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水平放置，但有时也斜向设置（如楼梯板）或竖向设置（如墙板）。板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础板、墙板等。楼板屋面板基础板墙板分类：板，梁，柱，拱4.1.2梁——工程结构中的受弯构建，通常水平放置。◆梁的高度与跨度之比：一般为1／8～1／16；深梁——高跨比大于1／4的梁。◆梁的截面高度通常大于截面的宽度；扁梁—梁宽大于梁高◆梁的分类1.按截面形式分：矩形梁、T形梁、倒T形梁、L形梁、Z形梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。a.工字梁b.槽型梁c.工字组合梁n型梁e.叠合梁f.箱形梁Q1`!~q2矩形梁花篮梁T形梁2.按所用材料分：钢梁、钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、木梁以及钢与混凝土组成的组合梁等3.按梁的常见支承方式可分为：简支梁，悬臂梁,一端简支另一端固定梁，两端固定梁,连续梁简支梁悬臂梁两端固定梁连续梁一端简支一端固定梁4.1.3柱——工程结构中主要承受压力，有时也同时承受弯矩的竖向构件4.1.4拱——工程结构中主要承受轴向压力，曲线结构。广泛应用于拱桥，房屋建筑中应用较少。典型应用为砖混结构中的砖砌门窗圆形过梁，亦有拱形大跨度结构4.按在结构中的位置分：主梁、次梁、连梁、圈梁、过梁等◆次梁一般直接承受板传来的荷载，再将板传来的荷载传递给主梁。◆主梁除承受板直接传来的荷载外，还承受次梁传来的荷载。◆连梁主要用于连接两榀框架，使其成为一个整体。◆圈梁一般用于砖混结构，将整个建筑围成一体，增强结构的抗震性能。◆过梁一般用于门窗洞口的上部，用以承受洞口上部结构的荷载。4.2.1一般单层建筑一般单层建筑按使用目的可分为民用单层建筑和单层工业厂房。一.民用单层建筑一般采用砖混结构：墙体—砖墙，屋面板—钢筋混凝土板。多用于单层住宅、公共建筑、别墅等。二.单层工业厂房一般采用钢筋混凝土或钢结构柱，屋盖采用钢屋架结构。按结构形式可分为：排架结构和刚架结构。排架结构：柱与基础为刚接，屋架与柱顶的连接为铰接。刚架结构——框架结构：梁或屋架与柱的连接为刚性连接。三.当前新出现的厂房建筑1.轻型钢结构建筑结构形式：柱子和梁均采用变截面H型钢，柱梁的连接节点作成刚接；特点：施工方便，施工周期短，跨度大，用钢量经济；适用性：在单层厂房、仓库、冷库、候机厅、体育馆中已有越来越广泛的应用。2.拱形彩板屋顶建筑结构形式：用拱形彩色热镀锌钢板作为屋面，彩板之间用专用机具咬合缝。特点：自重轻，工期短，造价低，不漏水，已在很多工程中采用。4.2.2大跨度建筑大跨度结构其结构体系有很多种，如网架结构、索结构、薄壳结构、充气结构、应力膜皮结构、混凝土拱形桁架等.常用于展览馆、体育馆、飞机机库等。一.网架结构二.索结构三.薄壳结构◆网架结构为大跨度结构最常见的结构形式，一般称为空间网架。结构形式：其杆件多采用钢管或型钢，现场安装。常见的为平面桁架、四角锥体和三角形锥体组成，其节点形式可分为焊接钢板节点和焊接空心球节点两种。◆索结构是将桥梁中的悬索“移植”到房屋建筑中，可以说是土木工程中结构形式互通互用的典型范例。◆薄壳结构常用的形状为圆顶、筒壳、折板、双曲扁壳和双曲抛物面壳等。悉尼歌剧院格拉加尼亚修道院教堂4.2.3多层建筑多层和高层结构主要应用于居民住宅、商场、办公楼、旅馆等建筑。多层与高层建筑的界限：各国不一。我国以8层为界限，低于8层者称为多层建筑，8层及8层以上者称为高层建筑。多层结构常用的结构形式为混合结构、框架结构。一.混合结构混合结构指用不同的材料建造的房屋，通常墙体采用砖砌体，屋面和楼板采用钢筋混凝土结构，故亦称砖混结构。目前，我国的混合结构最高已达到11层，局部已达到12层。二.框架结构框架结构指由梁和柱刚性连接而成骨架的结构。框架结构的优点：强度高、自重轻、整体性和抗震性能好。因其采用梁柱承重，因此建筑布置灵活，可获得较大的使用空间。使用广泛，主要应用于多层工业厂房、仓库、商场、办公楼等建筑4.3高层与超高层建筑联合国1972年国际高层建筑会议将高层建筑按高度分为四类：①9～16层（最高为50米）；②17～25层（最高到75米）；③26～40层（最高到100米）；④40层以上（即超高层建筑）。我国规定超过100米的为超高层。高层与超高层结构的主要结构形式有：框架结构，框架—剪力墙结构，剪力墙结构，框支剪力墙结构，筒体结构等。1.框架结构受力体系：梁﹢柱受力特点：承受竖向荷载是合理的，承受水平荷载能力很差。适用性：房屋高度不大、层数不多2.框架—剪力墙结构剪力墙:一段钢筋混凝土墙体，抗剪能力很强，故称剪力墙。受力体系：框架﹢剪力墙协同受力。受力特点：剪力墙承担绝大部分水平荷载，框架承担竖向荷载为主。适用性：一般用于办公楼、旅馆、住宅及某些工艺用房。（剪力墙一定程度上限制了建筑平面布置的灵活性）3.剪力墙结构受力体系：纵横布置的剪力墙。受力特点：剪力墙承受水平荷载﹢垂直荷载。适用性：一般用于旅馆、住宅。(空间分隔固定，建筑布置极不灵活）4框支剪力墙结构受力体系：框架结构（下部建筑）与剪力墙结构（上部建筑）组合在一起，在其交界位置设置巨型的转换大梁，将上部剪力墙的力传至下部柱子上。受力特点：剪力墙刚度大，框架结构刚度较弱，转换梁受力非常复杂。适用性：抗震设防的地区慎用。5筒体结构受力体系：一个或多个筒体受力特点：侧向风荷载的作用下，迎风面将受拉，而背风面将受压。适用性：层数较多的高层建筑。根据截面形状、多个筒体的结构形式及其组合关系可分为：框筒体系、筒中筒体系、绗架筒体系、成束筒体系等。（1）框筒体系：内芯—剪力墙，周边—框架结构。（2）筒中筒体系：内筒—内芯—剪力墙，外筒—周边的框架柱布置较密时，将周边框架视为外筒。“（1）（2）”实质上为框架结构与剪力墙结构组合的另外一种形式（3）绗架筒体系：筒体结构中，增加斜撑来进一步提高结构承受水平荷载的能力，增加体系刚度。香港中银大厦（4）成束筒体系：多个筒体组成。美国芝加哥西尔斯大厦香港中银大厦美国最高建筑——西尔斯大厦4.4特种结构——指具有特种用途的工程结构，包括高耸结构、海洋工程结构、管道结构、容器结构和核电结构等。4.4.1烟囱——工业中常用的构筑物，是把烟气排入高空的高耸结构，能改善燃烧条件，减轻烟气对环境的污染。按建筑材料分为：砖烟囱、钢筋混凝土烟囱和钢烟囱4.4.1.1砖烟囱砖烟囱的高度一般不超过50m，多数呈圆截锥形，外表面坡度约为2.5％，筒壁厚度约为240～740mm，用普通粘土砖和水泥石灰砂浆砌筑。优点：可以就地取材，可以节省钢材、水泥和模板；砖的耐热性能比普通钢筋混凝土好；稳定性较好。缺点：自重大，材料数量多。整体性和抗震性较差；在温度应力作用下易开裂；施工较复杂，手工操作多，需要技术较熟练的工人。4.4.1.2钢筋混凝土烟囱适用性：多用于高度超过50m的烟囱，一般采用滑模施工。外形：圆锥形，沿高度有几个不同的坡度，坡度变化范围为0～10％。筒壁厚度：约为140～800mm，混凝土标号为C20或C30。优点：自重较小，造型美观；整体性、抗风、抗震性好；施工简便，维修量小。4.4.1.3钢烟囱钢烟囱自重小，有韧性，抗震性能好，适用于地基差的场地，但耐腐蚀性差，需经常维护。钢烟囱按其结构可分为拉线式、自立式和塔架式。拉线式：宜用于高度不超过50m的烟囱；自立式：建造高度不超过120m；塔架式：常用于高度超过120m的高烟囱。塔架式钢烟囱由塔架和排烟管组成，塔架是受力结构，平面呈三角形或方形，塔架内可以设置一个或几个排烟管。烟囱越高，造价越高。对高烟囱来说，钢筋混凝土烟囱的造价明显比砖烟囱低，在我国钢筋混凝土高烟囱的造价大大低于钢的高烟囱造价。目前，世界各国越来越趋向于使用钢筋混凝土烟囱。总结：4.4.2水塔——储水和配水的高耸结构，给水工程中常用的构筑物，用于调节和保持给水管网中的水量和水压。水塔由水箱、塔身和基础三部分组成水箱：圆柱壳式和倒锥壳式—我国应最多。塔身：圆筒形—钢筋混凝土或砖石做成，塔身支架多用钢筋混凝土刚架或钢构架水塔基础：钢筋混凝土圆板基础、环板基础、单个锥壳与组合锥壳基础，桩基础4.4.2水池水池多建造在地面和地下。钢筋混凝土水池应用最广。按施工方法分：预制装配式水池，现浇整体式水池