建筑构造.ppt
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1、 建筑构造建筑构造 本课程主要研究民用建筑的构造及组成,研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、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,构造方法及要楼地层、屋顶的特点,构造原
2、理,构造方法及要 求。求。 内内 容容 1 概述概述 2 基础和地下室基础和地下室 3 墙体墙体 4 楼板与楼地面楼板与楼地面 5 楼梯楼梯 6 屋顶屋顶 概述概述 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。 民用民用建筑构造研究的对象及任务建筑构造研究的对象及任务 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
3、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。 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。 民用民用建筑的构造组成及作用建筑的构造组成及作用 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
4、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。 图1 住宅的建筑构成 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。 影响建筑构造的因素及构造设计原则影响建筑构造的因素及构造设计原则 1.3.1
5、 影响建筑构造的因素影响建筑构造的因素 (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。 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。 房屋构造设计原则房屋构造设计原则 基础与地下室基础与地下室 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
6、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。 基础的要求与埋置深度基础的要求与埋置深度 基础的要求基础的要求 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。 基础的埋置深度基础的埋置深度 (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
7、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12倍。 图2 基础的埋置深度 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。 基础的类型与构造基础的类型与构造
8、 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。 条形基础条形基础 (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,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
9、,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70100mm。 图3 砖基础的构造 图4 基础宽度与高度关系 图5 钢筋混凝土基础 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。 独立基础独立基础 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
10、形基 础内部可用作地下室,如图6(c)所示。 整片基础整片基础 图6 整片基础 (a)板式;(b)梁板式;(c)箱形 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。 桩基础桩基础 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
11、效果俱佳。 地下室地下室 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。 地下室的分类地下室的分类 图7 地下室示意地下室示意 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
12、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。 地下室的组成地下室的组成 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。 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
13、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,目前采用 的防水措施有卷材防水和混凝土自防水两种。 地下室的防潮防水地下室的防潮防水 墙墙 体体 (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。 墙体
14、的类型、承重方案及构造要求墙体的类型、承重方案及构造要求 墙的类型墙的类型 (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
15、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 (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。 墙体的承重方案墙体的承重方案 (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
16、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
17、)纵墙承重;(c)纵横墙混合承重;(d)墙与内框架柱混合承重 (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。 墙体的构造要求墙体的构造要求 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。 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
18、。 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。 3.2 砖墙的类型砖墙的类型 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。 砖墙的细部构造砖墙的细部构造 勒脚勒脚 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
19、筑 (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100200mm。 散水与排水沟散水与排水沟 (2)排水沟 排水沟是将雨水集中排入下水道系统中 去,属有组织的排水形式。排水沟的构造做 法有混凝土排水沟、砖砌排水沟和石砌排水 沟等。 图11 散水构造 (a)砖散水;(b)三合土散水;(c)块石散水; (d)混凝土散水;(e)季节性冰冻地区的散水 为防止土壤中的水分由于毛细孔作用进 入墙内,在墙中
20、设置的连续防水层称墙身防 潮层。防潮层的构造做法有防水砂浆防潮层、 细石混凝土防潮层和油毡防潮层等。防潮层 的位置与地面情况有关。当室内地面为实铺 构造时,外墙防潮层的位置应设在室外地面 以上、首层室内地面混凝土垫层的上下表面 之间,一般在室内地面以下60mm处。内墙 两侧地面有高差时,防潮层分别设在两侧地 面以下60mm处,并在两防潮层间墙靠土一 侧加设垂直防潮层。 防潮层防潮层 (1)踢脚板 踢脚板是室内地面与墙面相交处的构 造处理。踢脚板所用的材料一般与地面材 料相同。踢脚板的作用是保护墙面,防止 污染墙身。踢脚板的高度一般为100mm左 右。 常用踢脚板的构造做法如图12所示。 踢脚板
21、及墙裙踢脚板及墙裙 (2)墙裙 墙裙是踢脚板的延伸,墙裙的高度为 12001800mm,一般建筑多采用水泥砂浆、 水磨石或粘贴饰面砖等。 图12 踢脚板的构造 (a)水泥砂浆踢脚板;(b)硬木踢脚板;(c)大理石踢脚板 窗台是窗洞下部的排水构造,它的作 用是排除窗外侧流下的雨水和内侧的冷凝 水。 外窗台面层应用不透水的材料,并应 自窗向外倾斜。 内窗台可用水泥砂浆抹面或预制水磨 石及木窗台板等做法。内窗台台面应高于 外窗台台面。窗台的构造做法如图13所示。 窗台窗台 图13 窗台的构造 (a)平砌砖窗台;(b)侧砌砖窗台;(c)混凝土窗台;(d)不悬挑窗台 墙体上开设洞口时,洞口上部的横梁 叫
22、过梁。 过梁的作用是支撑洞口以上的砌体自 重和梁、板传来的荷载,并把这些荷载传 给洞口两侧的墙体。 目前常用的过梁有砖过梁、钢筋砖过 梁和钢筋混凝土过梁。 过梁过梁 (1)砖过梁 砖过梁常见的有平拱砖过梁和弧形拱 砖过梁两种。 平拱砖过梁由砖侧砌而成,砖应为单 数并对称于中心向两边倾斜。 弧形拱砖过梁立面呈弧形或半圆形, 起拱高度一般为跨度的1/151/10,过梁跨 度为23m。 (2)钢筋砖过梁 钢筋砖过梁是用砖平砌,并在灰缝中 加适量钢筋。钢筋砖过梁的跨度不应超过 1.5m,砂浆强度等级不宜低于M5.0。其做 法是在第一皮砖下的砂浆层内放置钢筋, 过梁的高度应经计算确定,一般不少于5皮 砖
23、,同时不小于洞口跨度的1/5,钢筋的数 量为120mm墙厚不少于15,钢筋每边伸 入砌体支座内的长度不宜小于240mm。 (3)钢筋混凝土过梁 当洞口跨度超过2m,或荷载较大,或 有可能产生不均匀沉降的房屋,应采用钢 筋混凝土过梁。钢筋混凝土过梁有现浇钢 筋混凝土过梁和预制钢筋混凝土过梁两种。 过梁的断面尺寸和配筋由计算确定。 钢筋混凝土过梁的截面形状有矩形和L形两 种。钢筋混凝土过梁构造如图14所示。 图14 预制钢筋混凝土过梁 (a)矩形截面;(b)L形截面;(c)组合式截面 圈梁是沿房屋外墙、内纵承重墙和部分 横墙在墙内设置的连续封闭的梁。 它的作用是加强房屋的空间刚度和整体 性,防止由
24、于地基不均匀沉降、振动荷载等 引起的墙体开裂,提高建筑物的抗震能力。 圈梁圈梁 (1)设置原则 砖砌体房屋,当檐口标高为58m时, 应在檐口标高处设置圈梁一道;檐口标高大 于8m时,应增加设置数量。 砌块及料石砌体房屋,当檐口标高为 45m时,应在檐口标高处设置圈梁一道;檐 口标高大于5m时,应增加设置数量。 对有吊车或较大振动设备的单层工业 房屋,除檐口或窗顶标高处设置现浇钢筋混 凝土圈梁外,尚应增加设置数量。 多层砌体民用房屋,如宿舍、办公 楼等,当层数为34层时,应在檐口标高 处设置圈梁一道;当层数超过4层时,应在 所有纵墙上隔层设置。 多层砌体工业房屋,应每层设置现 浇钢筋混凝土圈梁。
25、 建筑在软土地基上的砌体房屋,除 按以上规定设置圈梁外,尚应符合我国现 行标准建筑地基基础设计规范 (GB500072002)中的有关规定。 (2)圈梁的构造 圈梁宜连续地设在同一水平面上并 应封闭。当圈梁被门窗洞口截断时,应在 洞口上方增设截面相同的附加圈梁。 纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连 接。 钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相 同,当墙厚h240mm时,圈梁宽度不宜小 于2/3h,圈梁高度不应小于120mm。 当圈梁兼作过梁时,过梁部分的钢 筋应按计算单独配置。 采用现浇钢筋混凝土楼(屋)盖的 多层砌体结构房屋,当层数超过5层时,除 在檐口标高处设置一道圈梁外,可隔层设 置圈梁,并与楼(屋
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