建筑工程概述

5建筑工程概述主要内容：建筑工程的概念建筑物的类别概述建筑包含有两个含义：它既表示建造活动同时又表示这种活动的成果。建筑的目的是取得一种人为的环境，供人们从事各种活动。建筑的成果通常分为两类：建筑物和构筑物。建筑物：可供人们在其中进行生产、生活或其他活动的房屋或场所，如学校、影剧院、厂房等；构筑物：而人们不在其中生产、生活的建筑，如水塔、烟囱、堤坝、电塔等。建筑结构设计与构造我国建筑业的技术政策：“全面贯彻适用、安全、经济、美观”的方针。适用是指恰当地确定建筑面积，合理布局，必要的技术设备、良好的设施以及保温、隔热隔声的环境。安全是指结构的安全度、建筑物的耐火及防火设计建筑物的耐久年限。经济主要是指经济效益，它包括节约建筑造价、降低能源消耗、缩短建设周期、降低运行、维修和管理的费用。既要注意建筑物本身的经济效益，又要注意建筑物的社会和环境的综合效益。美观是在适用、安全、经济的前提下，把建筑美和环境美列为设计的重要内容。搞好室内外环境设计，为人民创造良好的工作和生活条件。建筑设计概述建筑的过程1.建设单位提出使用要求2.初步设计构思3.明确各种功能要求4.形成总体设计方案5.处理各种设计工种的技术问题6.进行各种设计工种的细部设计7.绘制施工图，书写设计说明，完成总体设计8.交付施工，同时进行施工监理9.竣工，验收合格，交付使用初步设计阶段施工图阶段施工阶段（1）按建筑使用功能分：①民用建筑—非生产性建筑②工业建筑—工业生产性建筑③农业建筑—农副业生产建筑（2）按主要承重结构材料分：生土结构、木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构、钢结构、薄膜充气结构1.建筑分类（4）按层数分：①住宅建筑中：低层为1～3层；多层为4～６层；中高层为７～９层；高层为10～30层。②公共建筑及综合性建筑：建筑物总高度大于24m者为高层建筑（不包括高度超过24m的单层主体建筑）。③建筑物高度超过100m时，不论住宅或公共建筑均为超高层建筑。④工业建筑（厂房）：单层厂房、多层厂房、混合层数的厂房。主要内容5.3生土建筑物5.4木结构建筑物5.5砌体结构建筑物5.6混凝土结构建筑物5.7钢结构建筑物5.8钢-混凝土组合结构建筑物5.9索结构和索-膜结构建筑物5.10特种构筑物5.3生土建筑物定义：主要用未焙烧而仅作简单加工的原状土为材料营造主体结构的建筑。现状：现在世界上约有1/3的人口居住在各类生土建筑中。中国黄土高原63～64万平方公里范围内的乡村居民，大多仍然居住在窑洞及其他生土建筑中。代表：窑洞、古城墙、石窟等。古长城窑洞陕北的窑洞大体上可以分为三类：土窑洞、石窑洞和砖窑洞。窑洞冬暖夏凉，住着舒适，节能，同时传统的空间又渗透着与自然的和谐，朴素的外观在建筑美学上也是别具匠心。阳光照射图福建省永定地区的多层土楼堪称世界建筑的一个奇迹。土楼振成楼振成楼奎聚楼奎聚楼生土建筑可以就地取材，易于施工，造价低廉。冬暖夏凉，节省能源；它又融于自然，有利于环境保护和生态平衡。但是各类生土建筑都有开间不大,布局受限制,日照不足，通风不畅和潮湿等缺点，需要改进。生土建筑物的特点5.4木结构建筑物定义：将原木材经过多种形式的连接，形成的各种型式的结构。木材连接形式：齿形、螺栓、钉、键或胶连接。代表：应县木塔、日本出云圆顶等。中国最有名的木结构建筑五台山佛光寺大殿（建于857年）山西省应县木塔（建于1056年）日本出云木结构圆顶木结构的特点取材容易，加工简便。自重较轻，木构件便于运输、装拆，能多次使用。5.5砌体结构建筑物定义：用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造的结构，又称砖石结构。由于砌体的抗压强度较高而抗拉强度很低，因此，砌体结构构件主要承受轴心或小偏心压力，而很少受拉或受弯，一般民用和工业建筑的墙、柱和基础都可采用砌体结构。代表：金字塔、巴黎圣母院、赵州桥等。主体呈长方形，中央大穹窿圆顶直径33米，顶部离地55米。土耳其索菲亚大教堂砌体结构的优点①容易就地取材。砖主要用粘土烧制;石材的原料是天然石;砌块可以用工业废料──矿渣制作，来源方便，价格低廉。②具有良好的耐火性和耐久性。③砌体砌筑时不需要模板和特殊的施工设备。④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。砌体结构的缺点①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基本上是手工方式，施工劳动量大。③抗拉和抗剪强度都很低,因而抗震性能较差,在使用上受到一定限制。④粘土砖需用粘土制造，在某些地区过多占用农田，影响农业生产。砌体结构的发展和趋向采用高强度砖石和砂浆,用较薄的承重墙建造较高的建筑物是现代砌体结构的主要特点。预制砖墙板提高了施工机械化的程度，施工速度快，质量也易保证。要求砖及砌块材料具有轻质高强的性能，砂浆具有高强度，特别是高粘结强度。5.6混凝土结构建筑物定义：以普通混凝土为主制作的结构。包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构，其应用范围极广，是土木建筑工程中用得最多的一种结构。代表：石油双塔大厦、悉尼歌剧院等。混凝土结构的发展历程1824年发明了波特兰水泥19世纪中叶开始利用钢筋加强混凝土的抗拉能力的研究，曾进行了钢筋混凝土梁的试验。19世纪80年代初步奠定了钢筋混凝土在建筑上应用的科学基础。中国的水泥工业始于1889年。19世纪末20世纪初，在上海等沿海城市的个别建筑物中，部分地采用了钢筋混凝土楼板。1908年建造的上海电话公司是中国最早的钢筋混凝土框架结构。1949年后，混凝土结构在各种工程结构中得到了广泛的应用。素混凝土结构主要用于承受压力而不承受拉力的结构，如基础、挡土墙、堤坝、水泥混凝土路面、飞机场跑道等。钢筋混凝土结构适用于做各种受压、受拉和受弯的结构，如各种桁架、梁、板、柱、拱、壳、堤坝等。预应力混凝土结构的应用范围和钢筋混凝土相似，但由于抗裂性好、刚度大和强度高的特点，特别适宜于制作一些跨度大、荷载重以及有抗裂抗渗要求的结构。钢筋混凝土结构建筑物马来西亚石油双塔大厦88层、高450米。最优美的钢筋混凝土结构建筑物优点：①整体性好，可灌筑成为一个整体；②可模性好，可灌筑成各种形状和尺寸的结构;③耐久性和耐火性好;④工程造价和维护费用低。缺点：①混凝土抗拉强度低，容易出现裂缝；②结构自重比钢、木结构大；③室外施工受气候和季节的限制；④新旧混凝土不易连接，增加了补强修复的困难。混凝土结构的优缺点5.7钢结构建筑定义：钢材制成的结构。钢结构通常由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成；各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或铆钉连接。代表：美国西尔斯大厦、帝国大厦、纽约世贸中心。云南省永平县与保山市之间跨越澜沧江的霁虹桥四川省泸定县大渡河上泸定桥钢结构建筑物建成于1974年，高442米，108层。纽约帝国大厦1931年建成，高381米。钢材的组织均匀，因而钢结构的理论计算结果比较符合实际受力情况；钢材强度较高,弹性模量也高;钢结构塑性和韧性好、适宜于承受振动和冲击荷载；钢材的比强度较大，因而钢结构的重量轻；钢结构便于机械化制造，精确度较高，安装方便，是工程结构中工业化程度最高的一种结构；但耐锈蚀性较差，需要经常维护；耐火性也较差。钢结构的特点5.8钢-混凝土组合结构建筑物定义：采用钢构件和钢筋混凝土构件共同组成的结构体系。代表：台北101大厦、上海金贸大厦等。5.9索结构和索-膜结构建筑物索结构：由受拉的直线形或曲线形索及相应构件所组成的承重结构。索-膜结构：用薄膜材料和钢索共同形成的结构型式。代表：伦敦千年穹顶、福冈体育馆等。5.10特种构筑物定义：指房屋、地下建筑、桥梁、隧道、水工结构以外的具有特殊用途的工程结构。代表：纪念性的构筑物、电视塔、水塔、烟囱等。建筑构造是研究建筑物的构成、各组成部分的组合原理和构造方法的学科。主要任务是根据建筑物的功能要求、技术经济和艺术造型，通过构造技术手段，提供合理的构造方案和措施，设计实用、坚固、经济、美观的构配件，并将它们结合成房屋整体。一幢建筑物一般由基础、墙或柱、楼地层、楼梯、屋顶和门窗等六大部分组成（见图）。下面着重介绍这六大部分。建筑构造建筑物的组成在建筑工程中建筑物与土层直接接触的部分称为基础。支承建筑物重量的土层叫地基，有天然地基和人工地基之分。基础是建筑物最下部的承重构件，它承受建筑物的全部荷载，并将它们传给地基。基础1.基础埋深基础埋深指室外设计地面至基础底面的垂直距离（见图）。影响因素：建筑物上部荷载大小、地质土质的好坏、地下水位的高低、土壤冰冻的深度以及新旧建筑的相邻交接等都将影响基础的埋深。基础按埋深分类：大于4m的称深基础，小于4m的称浅基础。基础埋深一般不得浅于0.5m。基础的埋置深度基础的类型主要按上部结构形式、荷载大小及地基情况确定,一般分为：条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。(⒈)条形基础又称带形基础：当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连续设置，形成通长的条形基础。材料可采用砖、石或混凝土。2.基础类型(⒉)独立基础：当建筑物上部为框架结构，常采用独立基础。从形式上又分为锥形、踏步形或杯形基础（见图）。独立基础(⒊)满堂基础：当上部结构传下来的荷载很大，地基承载力很低，独立基础（或条形基础）不能满足地基要求时，可将整个建筑物的下部做成整块钢筋混凝土梁板基础，称为满堂基础。按构造又可分为筏形基础和箱形基础。筏形基础分为梁板式和板式两种（见图）。箱形基础设有地下室，基础埋深较大，为增加建筑物的刚度，将地下室底板、顶板和墙整浇成盒状或箱形，可用于特大荷载建筑，能承受很大弯距（见图）。筏形基础箱形基础(⒋)桩基础：若地基的上层较弱、较厚，采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求，做其他人工地基没有条件或不经济时，常采用桩基础。桩基按传力方式分为端承桩即将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层和摩擦桩即通过桩周围的摩擦力传给地基。按施工方法桩基础可分为预制桩和灌注桩。墙是民用建筑中的主要组成部分，它关系到建筑物的质量，同时直接影响建筑物的自重、材料消耗、工期和造价。墙的作用：在建筑物中主要起承重、围护、分隔作用。对墙的要求：结构布置要合理；有足够强度和稳定性；具有一定的保温和隔热能力；有一定的隔声能力；有防水防潮能力；满足防火要求。墙体结构改革要趋于自重轻、强度高、能尽量采用装配式构件和机械化施工。墙与门、窗构造按位置分为内墙和外墙。沿建筑物短轴方向的墙称为横墙，沿长轴方向布置的墙称为纵墙，位于房屋两端的外墙称为山墙（见图）。按受力情况分为承重墙和非承重墙，建筑物内部只起分隔作用的非承重墙称为隔墙。按所用材料分为砖墙、石墙、土墙、混凝土墙以及各种天然的、人工的或工业废料制成的砌块墙、板材墙等。按构造方式分为实体墙、空体墙和组合墙，实体墙由一种材料构成；空体墙也是一种材料构成，但墙内留有空腔；组合墙则有两种或两种以上材料组合而成。墙的分类墙体的名称开间开间楼板内纵墙山墙开间开间开间横墙进深隔断隔断外纵墙进深(⒈)勒脚(⒉)散水和明沟(⒊)窗台(⒋)门窗过梁(⒌)圈梁(⒍)构造柱(⒎)防潮层(⒏)变形缝1.砖墙构造门和窗是建筑物的围护构件，在不同情况下有分隔、采光、通风、保温、隔声、防水及防火等不同要求。门是沟通建筑物外部和内部两个空间的入口，主要功能为交通和分隔，也可通风、采光。窗的主要功能采光、通风。门和窗要满足开启方便、关闭紧密、坚固耐久、便于擦洗和维修等要求。此外门、窗对建筑物外观及室内装修造型影响也很大，应使其美观大方。2.门、窗构造(1)门窗类型①按材料分：木、钢、铝合金、塑料等。此外还有玻璃钢、塑钢、木塑、铝塑等复合材料制作的门窗。②按开启方式分：a.窗可分为固定窗、平开窗、旋窗、立转窗和推拉窗等（见图）。b.门可分为平开门、弹簧门、推拉门、折叠门、转门、卷帘门、上翻门、提升门等。(2)门窗构造①窗的构造：一般木窗由窗框、窗扇和五金件及附件组成。窗洞口尺寸的高度与宽度规定为３Ｍ（模数）的倍数。窗扇组成（见图）。②门的构造：门的组成（见