2015年中央电大――建筑构造课件

12015年中央电大建筑构造课件建筑构造内容提要本课程主要研究民用建筑的构造及组成，研究各组成部分构造原理和构造方法。构造原理主要研究各组成部分的要求，以及满足这些要求的理论；构造方法则研究在构造原理指导下，用建筑材料和制品构成构件和配件，以及构配件之间的连接方法。具体阐述基础、墙体、楼梯、门窗、楼地层、屋顶的特点，构造原理，构造方法及要求。本章内容1概述2基础和地下室3墙体4楼板与楼地面5楼梯6屋顶1概述1.1民用建筑构造研究的对象及任务民用建筑构造是指民用建筑中构件与配件的组成，相互结合的方式、方法。民用建筑构造的主要研究对象是民用建筑（房屋）的构造组成、各组成部分的构造原理和构造方法。构造原理研究各组成部分的要求，以及满足这些要求的理论；构造方法则研究在构造原理指导下，用建筑材料和制品构成构件和配件，以及构配件之间的连接方法。民用建筑构造的任务：一是掌握房屋构造的基本理论，了解房屋各组成部分的要求，弄清各不同构造的理论基础；二是能够根据房屋的使用要求和材料供应情况及施工技术条件，选择合理的构造方案，进行构造设计，绘制和熟练地识读工程图。1.2民用建筑的构造组成及作用一般民用建筑是由基础、墙或柱、楼地层、楼梯、屋顶、门窗等主要部分组成。图1所示为一幢住宅构造组成。基础是房屋最下面的部分，它承受房屋的全部荷载，并把这些荷载传给下面的土层（地基）。墙或柱是房屋的垂直承重构件，它承受楼地层和屋顶传给它的荷载，并把这些荷载传给基础，墙起承重、围护、分隔建筑空间的作用。楼梯是房屋建筑中联系上下各层的垂直交通设施。门是建筑物的出入口，它的作用是供人们通行，并兼有围护、分隔的作用。窗的主要作用是采光、通风、供人眺望。房屋除上述基本组成外，还有台阶、散水、雨篷、雨水管、明沟、通风道、烟道等。2图1住宅的建筑构成1.3影响建筑构造的因素及构造设计原则1.3.1影响建筑构造的因素建筑构造的影响因素包括自然界和人为因素的影响，主要体现在以下三个方面。（1）房屋结构上的作用房屋结构上的作用是指使结构产生效应的各种原因的总称，包括直接作用和间接作用。直接作用指直接作用在结构上的荷载；间接作用指使房屋结构产生效应，但不直接以力的形式出现的作用，例如温度变化、材料的收缩和徐变、地基变形、地震等。（2）自然界的其他影响房屋要经受日晒、雨水、冰冻、地下水的侵蚀等影响，因而，房屋要在相关部位采取保温、隔热、防水、防冻等构造措施。（3）人为因素人们从事的各种活动影响房屋的构造，如机械振动、化学腐蚀、爆炸、火灾等。因此，房屋在相应的部位要采取防震、耐腐蚀、隔音、防爆、防火等措施。1.3.2房屋构造设计原则妥善解决各种影响因素，满足房屋的各项使用功能、结构安全，适应工业化、经济合理、形体美观等各项要求。2基础与地下室2.1基础的要求与埋置深度2.1.1基础的要求基础承受着房屋的全部荷载，因此基础应具有足够的强度，才能稳定地把荷载传给地基，同时基础应满足耐久性要求。如果基础先于上部结构破坏，检查和加固都十分困难，而且还会影响房屋建筑的使用寿命。2.1.2基础的埋置深度3由室外设计地面到基础底面的距离，叫做基础的埋置深度。图2为基础的埋置深度。基础的埋深大于5m时，称为深基础。基础的埋深不超过5m时，称为浅基础影响基础埋置深度的因素主要包括：（1）建筑物有无地下室、设备基础及基础的形式及构造等。（2）作用在地基上的荷载大小和性质。（3）工程地质和水文地质条件。（4）地基土的冻结深度和地基土的湿陷地基土冻胀时，会使基础隆起，冰冻消失又会使基础下陷，久而久之，基础就会被破坏。基础最好深埋在冰冻线以下200mm。湿陷性黄土性地基遇水会使基础下沉，因此基础应埋置深一些，避免被地表水浸湿。（5）相邻建筑的基础埋深基础埋深最好小于原有建筑的基础埋深。当基础深于原有建筑基础时，则新旧基础间的净距一般为相邻基础底面高差的1～2倍。图2基础的埋置深度2.2基础的类型与构造基础的构造类型与建筑物的上部结构形式、荷载大小、地基的承载力以及它所选用的材料性能有关。基础按受力特点分有刚性基础和柔性基础；按其使用材料分有砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础等；按构造形式分有条形基础、独立基础、整片基础和桩基础等。2.2.1条形基础当建筑物上部结构采用墙体承重时，基础常采用连续的条形基础。（1）砖基础砖砌条形基础由垫层、砖砌大放脚、防潮层和基础墙四部分组成。如图3所示。基础垫层一般有灰土垫层、碎砖三合土垫层和混凝土垫层等。砖基础台阶的宽高比为1∶1.5，如图4所示。砖砌条形基础一般多用于地基土质好、五层以下的房屋。（2）钢筋混凝土基础当墙下条形基础的上部荷载较大时，可采用钢筋混凝土条形基础。由于这种基础底部配有钢筋，4钢筋的抗拉性能好，不受刚性角的限制。因此，不受刚性角限制的基础也称柔性基础，如图5所示。钢筋混凝土基础最薄处的厚度不小于200mm，钢筋直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm。基础混凝土的强度等级不宜低于C15，垫层厚度宜为70～100mm。图3砖基础的构造图4基础宽度与高度关系5图5钢筋混凝土基础2.2.2独立基础独立基础一般用于柱子下面，每一根柱子一个基础，往往单独存在，所以称为独立基础。其形式有台阶式、锥形等。2.2.3整片基础整片基础包括筏式基础和箱形基础。当上部结构荷载较大，地基承载力较低，可选用整片筏式基础，以减少基底压力，降低地基沉降。整片筏式基础按结构形式分为板式结构和梁板式结构两类，如图6（a）、（b）所示。当钢筋混凝土基础埋深很大，为了加强建筑物的刚度，可用钢筋混凝土筑成有底板、顶板和四壁的箱形基础。箱形基础内部可用作地下室，如图6（c）所示。图6整片基础(a)板式；(b)梁板式；(c)箱形2.2.4桩基础当建筑物荷载较大，地基的软弱土层厚度在5m以上，基础不能埋在软弱土层内时，可采用桩基础。桩基础按其受力性能可分为端承桩和摩擦桩两种。端承桩是将建筑物的荷载通过桩端传给坚硬土层，而摩擦桩是通过桩侧表面与周围土壤的摩擦力传给地基。目前采用最多的是钢筋混凝土桩，包括预制桩和灌注桩两大类。2.3地下室地下室是建筑物中处于室外地面以下的房间。在房屋底层以下建造地下室，可以提高建筑用地效率。一些高层建筑基础埋深很大，充分利用这一深度来建造地下室，其经济效果和使用效果俱佳。62.3.1地下室的分类地下室的类型按功能分，有普通地下室和防空地下室。按结构材料分，有砖墙结构和混凝土结构地下室。按构造形式分，有全地下室和半地下室，如图7所示。地下室顶板的底面标高高于室外地面标高的称半地下室，这类地下室一部分在地面以上，可利用侧墙外的采光井解决采光和通风问题。地下室顶板的底面标高低于室外地面标高的，称为全地下室。图7地下室示意2.3.2地下室的组成地下室一般由顶板、底板、侧墙、楼梯、门窗、采光井等组成。地下室的顶板采用现浇或预制混凝土楼板，板的厚度按首层使用荷载计算，防空地下室则应按相应的防护等级的荷载计算。在地下水位高于地下室地面时，地下室的底板不仅承受作用在它上面的垂直荷载，还承受地下水的浮力，因此必须具有足够的强度、刚度、抗渗透能力和抗浮力的能力。地下室的外墙不仅承受上部的垂直荷载，还要承受土、地下水及土壤冻结产生的侧压力，因此地下室墙的厚度应按计算确定。地下室的门窗与地上部分相同。当地下室的窗台低于室外地面时，为了保证采光和通风，应设采光井。采光井由侧墙、底板、遮雨设施或铁箅子组成，一般每个窗户设一个，当窗户的距离很近时，也可将采光井连在一起。2.3.3地下室的防潮防水地下室的外墙和底板都深埋在地下，受到土中水和地下水的浸渗，因此，防潮防水问题是地下室设计中所要解决的一个重要问题。一般可根据地下室的标准和结构形式、水文地质条件等来确定防潮、防水方案。当地下室底板高于地下水位时可做防潮处理。当地下室底板有可能泡在地下水中时应做防潮防水处理。当地下室底板常年泡在地下水中时，外墙应做垂直防水处理，地板应做水平防水处理，目前采7用的防水措施有卷材防水和混凝土自防水两种。3墙体3.1墙体的类型、承重方案及构造要求3.1.1墙的类型（1）按墙体在建筑物中的位置分墙体按在建筑物中的位置分，有外墙、内墙、窗间墙、窗下墙、女儿墙等。（2）按墙体方向分墙体按方向分，有纵墙和横墙。纵墙指与房屋长轴方向一致的墙，而横墙则是与房屋短轴方向一致的墙。外横墙习惯上称为山墙。（3）按墙体受力情况分墙体按受力情况可分为承重墙和非承重墙。承重墙指承受上部结构传来荷载的墙；非承重墙指不承受上部结构传来荷载的墙。非承重墙又可分为自承重墙、隔墙、填充墙和幕墙等。自承重墙仅承受自身荷载而不承受外来荷载；隔墙主要用作分隔内部空间而不承受外力；填充墙是用作框架结构中的墙体；悬挂在骨架外部或楼板间的轻质外墙为幕墙。（4）按墙体材料分按墙体材料分有砖墙、石墙、混凝土墙、砌块墙、板材墙等。（5）按墙体构造方式分按墙体构造方式分有实体墙、空体墙和组合墙。实体墙是用一种材料所砌成的实心无孔洞的墙体；空体墙也叫空心墙，是用一种材料砌成的具有空腔的墙；组合墙是由两种及两种以上的材料组合而成的墙。墙的类型如图8所示。图8墙的类型1—纵向承重外墙；2—纵向承重内墙；3—横向承重内墙；4—横向自承重外墙（山墙）；5—隔墙3.3.1.2墙体的承重方案8（1）横墙承重方案横墙承重方案是将楼板两端搁置在横墙上，荷载由横墙承受，纵墙只起围护和分隔的作用。此种承重方案楼板跨度小、房屋空间刚度大、整体性好，但建筑空间组合划分不够灵活，适用于小开间的建筑，如图9（a）所示。（2）纵墙承重方案纵墙承重方案是将楼板两端搁置在内外纵墙上，荷载由纵墙承受。此种方案空间划分灵活，能分割出较大的房间，构件规格少，但门窗洞口尺寸受到一定的限制，且刚度较差，适用于需要较大房间的建筑，如图9（b）所示。（3）纵横墙承重方案纵横墙承重方案是将楼板布置在纵横墙上，荷载由纵横墙承受。此种方案平面布置灵活，空间刚度好，但楼板类型较多，适用于开间和进深尺寸较大、平面复杂的建筑，如图9（c）所示。（4）半框架承重方案半框架承重方案是在建筑内部采用梁、柱组成框架承重，四周采用墙体承重，楼板的荷载由梁、柱或墙共同承担。此种方案平面划分灵活，室内空间较大，空间刚度好，适用于内部需要较大空间的建筑。如图9（d）所示。图9墙体的承重方案(a)横墙承重；(b)纵墙承重；(c)纵横墙混合承重；(d)墙与内框架柱混合承重3.1.3墙体的构造要求（1）满足强度和稳定性要求。墙体的强度取决于砌体的材料，其厚度应按计算确定。墙的稳定性与墙的长度、高度和厚度有关。（2）满足热工、隔声、防火、防潮要求。（3）满足减轻自重、降低造价、不断采用新材料和新工艺的要求。墙体除以上基本要求外，对特殊建筑或房间还应满足特殊要求，如防火、防腐蚀、防射线等。3.2砖墙的类型砖墙按构造分，有实心砖墙、空斗墙、空心砖墙和复合墙等几种类型。实心砖墙由普通粘土砖或其他实心砖按照一定的方式组砌而成。9空斗墙是由实心砖侧砌或平砌与侧砌结合砌成,墙体内部形成较大的空洞。空心砖墙是由空心砖砌筑的墙体。复合墙是指由砖或其他高效保温材料组合形成的墙体。3.3砖墙的细部构造3.3.1勒脚勒脚是外墙外侧与室外地面接近的部位。勒脚经常受到地面水、檐口滴水的浸溅，同时容易受碰撞，如不采取措施加以防护，就会影响房屋的坚固、耐久和美观。常见的构造做法是在勒脚部位将墙体适当加厚或用石材砌筑，还可在外侧抹水泥砂浆、水刷石等面层，或贴天然石材。勒脚的高度一般距室外地坪500mm以上或考虑造型的要求与窗台平齐，如图10所示。图10勒脚的构造(a)抹水泥砂浆或水刷石；(b)加厚墙身并抹灰；(c)镶砌石材；(d)用石材砌筑3.3.2散水与排水沟（1）散水散水是将雨水散开到离房屋较远的室外地面上去，是自由排水的形式。散水的构造做法有砖散水、三合土散水、块石散水、混凝土散水、季节性冰冻地区散水等，如图11所示。散水的宽度一般为600～1000mm，坡度3%～5%，并应比屋顶檐口宽出100～200mm。（2）排水沟排水沟是将雨水集中排入下水道系统中