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建筑构造()讲义1是配合建筑设计教学环节中的,重要的专业基础课是我们规划与建筑系的平台课只要涉及到建筑,本学期平台课,建筑设计(建筑设计原理)、建筑构造、建筑力学与结构
(2)上学期已开的建筑力学与结构
(1)平台课关系与重要性建筑构造是建筑设计的一个组成部分,它贯穿在整个建筑设计过程的始终为你方案的可实施性奠定了基础不了解关系如学不好建筑构造,那你将来到设计院或设计事务所工作就很难适应建筑设计的全过程(在加上方案作的不靠谱上不了手)课程的衔接06级结合教学评估现安排调整、更合理,原来大三开(脱节)一环扣一环测绘和著名建筑课程安排好,整体有了初步的认识设计基础课学习的扎实(没问题)部分同学同学不重视理论课的学习(不只是画的好),而造成后续课程的学习困难目标06级规划与建筑系三个专业调整了培养方案,知识面宽、实践能力强、综合素质高、具有创新意识的应用型人才专业特色在学科基础课平台上,突出本专业的建筑设计课程,强化学生的绘图表达与施工图表达能力,注重实践性教学环节的培养本课程为学科基础课,为培养学生建筑构造设计的综合能力,为建筑方案设计、施工图设计奠定基础(大纲地位与作用)本课程为学科基础课,为培养学生建筑构造设计的综合能力,为建筑方案设计、施工图设计奠定基础(大纲地位与作用)什么是建筑※第一章绪论为了室内采光、通风,又能遮风挡雨,需要在墙上开窗门的大小、数量及开启方向,在是根据使用方便、通行能力及防火要求来决定的;外门窗均属于是围护构件,根据其所处的位置,要保温、隔声、防水、防风沙、防火、节能等要求还有一些其他用途的附属部分阳台、雨蓬、台阶、坡道、散水等分别有各自的作用和设计要求建筑构件指墙、柱、梁、楼板、屋架等承重构件(必须要有的)建筑配件指屋面、楼面、地面、门窗、栏杆、花饰、细部装修等(根据需要配置的构件派§2建筑的类型
一、按建筑的使用功能分类
二、按建筑的修建量和规模的大小分类
三、按建筑的层数和高度分类
四、按民用建筑的耐火等级分类
五、按建筑的耐久年限分类为了便于系统地认识和掌握建筑物的特性及其规律性,常从不同的角度予以分类不同类型的建筑有不同的构造设计特点和要求(书)※
一、建筑使用功能分类民用建筑、工业建筑和农业建筑(生产性建筑与非生产性建筑)X民用建筑不同的建筑要求不同,使用特点也不同民用建筑即非生产性建筑X⑴居住建筑:特点:人员少而固定供人们生活起居用的建筑如住宅、公寓、宿舍X⑵公共建筑供人们工作、学习及进行政治、经济、文化、商业等活动的建筑特点人员多而流动⑶工业建筑为工业生产的需要建造的不同用途的建筑如各类厂房、发电站等特点满足生产上所提出的各种要求,满足工人劳动卫生与安全的要求要求建筑质量与使用效果好技术简单易行;造价经济;工业化程度高
(4)农业建筑各种农业用的建筑物如拖拉机站及饲养牲畜、贮藏农具和农业产品的房屋X
二、按建筑的修建量和规模大小分类
(一)大量性建筑特点与人们生活关系密切;建造数量大
(二)大型性建筑特点规模大;耗资大;技术复杂要求建筑标准高;技术先进;较高的艺术效果㈠大量性建筑如住宅、托幼、中小学、中小型商店、医院……特点与人们生活关系密切;建造数量大㈡大型性建筑大型火车站、大型剧院、大型体育馆、大型商场、航空港、大型博览馆…特点规模大;耗资达;功能多样;技术复杂一是城市的政治、经济、文化活动中心一是影响城市面貌的重要组成部一城市的标志与象征要求建筑标准高;技术先进;较高的艺术效果X
三、按建筑层数分类派居住建筑按层数分类
1.底层建筑1—3层
2.多层建筑4-6层——砖混结构,不设电梯
3.中高层建筑7—9层——非石专混结构,设电梯
4.高层建筑10层以上住宅——同上X公共建筑按高度(或层数)分类L一般公共建筑⑴高度>24M的单层建筑⑵高度W24M两层和两层以上建筑-------------消防扑救的极限高度
5.高层建筑高度>24M两层和两层以上建筑
6.超高层建筑■总高度在100米以上的民用建筑和公共建筑•注意《规范》的适用范围住宅以层划分,主要住宅层高一般在
2.731n之间,9层高度一般在
24.326m〜〜其特点人员而固定如一律以24m作划分界限,要增加消防设施,势必增加投资,为此规范中加强了住宅内户与户以及单元与单元之间防火分隔,所以将高度超过24m的住宅包括在本规范适用范围高度大于24nl的单层公建,如体育馆、影剧院、会展中心等,建筑空间大使用过程人员密集且密度较大,但疏散和扑救条件较高层建筑有利其消防设施的配备应与高层民用建筑的消防设置要求有所区别,故在本规范适用范围•消防高度目前我国城市消防扑救的极限高度为24米超过24米一建筑应自设消防自救,人员疏散设施警示要求超过100米应防止建筑意外灾害・类别要把握准确派建筑高度的计算平屋顶、坡屋顶、一座建筑多种形式屋顶的*屋顶上的瞭望塔、冷却塔、水箱间、电梯机房及上屋面楼梯间等不计入建筑高度和层数内・建筑高度的计算平屋顶一为建筑物是外地面到其屋面面层的高度(垂直高度)坡屋顶一为建筑物是外地面到其檐口的高度一座建筑多种形式屋顶的一高度按上述方法分别计算后取其中最大值详见《规范》X
四、按民用建筑的耐火等级分类★《规范》民用建筑的耐火等级分为四级★耐火等级的确定主要根据建筑物主要构件的燃烧性能和耐火极限来确定由于建筑物的使用性质、规模大小、重要程度等不同,根据我国现行《建筑设计防火规范GBJ-》的规定民用建筑的耐火等级分为四级★耐火等级的划分主要根据房屋主要构件的燃烧性能和耐火极限来确定如何定义的派构件的燃烧性能:分三类⑴不燃烧体用不燃烧材料做成的建筑构件不燃烧材料是指在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不炭化的材料(如天然或人工石材、金属材料等)⑵燃烧体用燃烧材料做成的建筑构件燃烧材料是指在空气中受到火或高温用时立即起火或微燃、炭化,且火源移走后仍继续燃烧或微燃的材料(如木材等)⑶难燃烧体用难燃烧材料做成的建筑构件或用可燃材料做成而用不燃材料作保护层的建筑构件难燃烧材料是指在空气中受到火烧或高温作用时难起火、难微燃、难炭化,当火源移走后燃烧或微燃立即停止的材料(如木板条抹灰构件、沥青混凝土构件等)见表派构件的耐火极限在标准耐火试验条件下,建筑构件、配件或结构从受到火作用时起,到失去稳定性、完整性或隔热性时止的这段时间被用小时表示字母用(h)o耐火等级对任何一建筑构件按时间一温度标准曲线进行耐火试验,从受到火作用时起,到失去支持能力或完整性破坏(穿透、开裂)或失去隔火作用(背火一面温度升到220℃)时止的这段时间,用小时表示字母用(h)★见表一级耐火等级构件均为非燃烧体二级耐火等级除吊顶可为难燃烧体,其它构件均为非燃烧体三级耐火等级屋顶为燃烧材料、吊顶及房间隔墙为难燃烧体,其它构件均为非燃烧体四级耐火等级齿件除防火墙为非燃烧体外均为难烧体和燃烧体由表可见一级耐火等级最好,四级最差耐火等级的确定⑴一般建筑知道结构形式或主要构建的材料即可确定⑵高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类(见表)《高层民用建筑设计防火规范》高层建筑的耐火等级应分为
一、二两级一类高层建筑的耐火等级应为一级,二类高层建筑的耐火等级不应低于二级防火间距相邻建筑之间安全防火间距它与建筑的耐火等级,相邻建筑的高度及防火墙的设置有关(相见规范)防火分区为了防止火灾发生时,由于火灾蔓延而造成燃烧面积过大,根据《规范》规定的防火分区面积,将建筑面积过大的地方用防火墙等分隔物划分成若干个防火分区防火墙构造要求应直接设置在基础或钢筋混凝土的框架上上视屋面材料耐火极限而定砌至屋面板底或高出屋面安全疏散建筑物内的安全疏散路线应尽量短捷、连续、畅通而无阻碍地通向最安全出口O安全疏散路线一般可分为三种
1.室内f室外
2.室内一走道一室外
3.室内一走道一楼梯(楼梯间)一室外X
四、按民用建筑的耐久年限分类根据现行的《民用建筑设计通则》(见表)注意规范的更新X设计使用年限表具体的应根据建筑的使用性质、规模、重要程度来确定和划分类别确定后,其主体结构的设计使用年限应满足表中的要求同时也是确定建筑投资、建筑设计、建筑结构和建筑材料的重要依据控制设计的质量标准,选择材料和结构应与耐久年限相适应;或采用相应的措施加以保护X建筑物的分类和分级与建筑构造的关系建筑物类型、耐火等级和设计使用年限的不同,都直接影响和决定着不同的建筑构造方式建筑物类型、耐火等级和设计使用年限的不同,建筑物就会采用不同的结构体系和不同的结构材料建造其建筑构造方式也会不同有抗震要求的建筑,其抗震构造措施也会明显的不同耐火等级的建筑,其构件材料的燃烧性能和耐火等级也会不同其构造做法也会有差异造价差异也非常大方案构思分类、分级是确定相应的标准,是建筑设计从方案构思之构造涉及整个过程中非常重要的设计依据因此准确的确定其相应的标准等级,在我们建筑设计的整个过程中是非常重要的X§3影响建筑构造的因素和设计原则※
一、影响建筑构造的因素
二、建筑构造的设计原则
一、影响建筑构造的因素建筑作为室内外空间的中间屏障,必然受到外部自然环境和内部人为使用上的需要建筑物处于自然环境和人为环境中,受到各种自然环境和人为因素的作用O为了提高建筑物的质量和耐久年限,在建筑构造设计时必须充分考虑各种因素的影响,并作为构造设计的依据,并根据其影响程度,采取相应的构造方案和措施自然环境和人为因素主要有以下三几个方面
(一)外界环境的影响(自然界和人为的因素)自然环境和人为因素主要有以下三个方面
1.外界作用力的(各种荷载的作用)荷载建筑的自重、人、家具和设备的重量及风力、雪的重量、地震力的作用等恒载(建筑物自重等)和活载(人、家具、设备、风、雪等荷载)另外根据荷载的作用方向,又分为竖向荷载(由地球引力而发生的荷载)和水平荷载(如风和地震的作用)荷载的大小和作用方向是建筑结构设计的主要依据,也是结构选型的基础它决定着建筑结构的形式,构件的材料,形状和尺寸,而构件的选择,形状和尺寸与建筑构造设计有着密切的关系(如结构墙体),是建筑构造设计的影响因素
2.地理气候条件(自然环境)作为建筑构造设计的依据自然环境可以给人类生活带来诸多不便甚至灾害,但也人类生存提供了物质资源,人类建造房屋的历史,就是不断的适应自然条件,利用自然资源以营造可能由人控制的生存环境的历史我国南北东西气候差别悬殊,建筑构造做法必须与各地气候相适应,使建筑空间成为可控的环境,必须具有明显的地域特征构造设计时还因充分利用自然环境的有利因素如利用自然通风降温、、利用太阳能改善室内热环境等a气象条件温度、日照、雨水、风雪、冰冻、雷暴(热工设计气候分区)b水文地址土壤结构、地下水位水质、洪水、地震
3.人为因素的影响(建筑的使用性质)火灾、机械振动、噪声、化学腐蚀等的影响,生产和生活中的用水,各种因素引起的火灾和爆炸等都属于人为因素的影响因此建筑构造设计要采取相应的防范措施,以保证建筑物的正常使用※
一、影响建筑构造的因素
(一)外界环境的影响主要有三个方面人为因素的影响(建筑的使用过程)使用者的要求
1.外界作用力(各种荷载的作用)
2.地理气候条件(自然环境)建筑技术条件
3.建筑经济因素(二满足使用使用者的使用方便、安全(结构上等还有很多细节)和舒适,离不)开构造设计的周到、合理、细致要人性化如无障碍设计及幼儿园从色彩到(三
(二)使用者的要求安全细节的构造做法等(见同济P8)o
(三)建筑技术条件是实现建筑由设计到付诸实施的根本保证,建筑材料、结构、设备和施工技术条件是构成建筑的基本因素之一建筑构造受到它们的影响与制约随着新的建筑材料、结构和施工技术的不断出现,建筑构造要解决的问题越来越多、越来越复杂其实施的可能性对建筑的构造做法影响最大建筑工业化的发展也要求建筑构造技术与之相适应
(四)建筑经济因素基本建设的投盲相当大,建造一幢建筑物需要耗费大量的人力、物力和财力,因此经济因素始终是影响建筑设计的重要因素……超出经济能力的不可能实现建筑构造设计时建筑设计不可分割的一部分,在设计过程中要根据建筑物的不同等级和质量标准,在材料选择和构造方式上区别对待但设计应在合适的范围内(书P5)
一、建筑构造的设计原则适用、美观、经济、安全使建筑应达到的基本标准,是从整体到细节都应追求的综合目标因此设计中应遵循以下以下基本原则⑴坚固耐久,安全可靠构造方案坚固安全,并提高建筑各部对外界侵袭、损害作用的抵御能力⑵功能合理,实用方便克服外界各方面对室内的影响,创造良好的室内环境满足建筑各项使用上的要求⑶技术先进,施工方便适应当地的施工技术相适应
(4)合理选材,造价经济选材上因地制宜,就地取材掌握建筑标准与造价指标适应建筑工业化的需要⑸注意造型,美观大方配合建筑设计造型需要,注意美观,获得美好形象•遵守现行的法规和规范§4建筑模数协调为了适应建筑工业的快速发展,必须改变传统的、分散的手工业生产方式意义能够加快建设速度(设计与施工的速度),降低造价、降低劳动强度、减少人工消耗提高建筑设计、建造的质量和速度彻底改变建筑工业的落后状态建筑工业化体系通常分为专用体系和通用体系两种专用体系只谪用于某一类建筑、某一种使用功能建筑,使用的构件所建造的体系,它有一定的设计专用性和技术的先进性,缺少互换性和通用性通用体系把建筑构配件产品,设计成通用构件,系列配套,成批生产,成为商品,各类建筑所需的构配件可互换通用,适应面广,生产量大建筑工业化的特征可以概括为设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化、管理科学化建筑模数的概念(书)建筑设计应采用国家规定的各类建筑协调的规范和标准进行《建筑模数协调统一标准》GBJ2-86模数制是数字的组织与协调原则(数字是指设计中的一些尺寸)在设计中(设计标准化)遵守统一的模数制,有利于构件的标准化和通用性、互换性,有利于工业化的生产,有利于构件的定位及相互间协调和连接(见同济P10)
一、模数★模数是选定的尺寸单位,作为尺寸协调中的增值单位
二、基本模数基本模数是模数协调中选用的基本尺寸单位,世界上统一规定,一个基本模数为100mm,符号为1M,即lM=100mm我国建筑模数协调统一标准采用的基本模数的数值lOOmnio符号为Mo lM=100mm(世o界统一规定,一个基本模数为100mm)取值越小,灵活性越大
三、导出模数由基本模数导出⑴扩大模数是基本模数的整倍数模数基数3M6M12M15M30M60M共六个基数数值3006001200150030006000mm⑵分模数整数除基本模数的数值模数基数1/10M1/5M1/2M共三个基数数值102050mm
3.模数数列
四、模数数列基本模数、扩大模数、分模数为基础扩展成的一系列尺寸(见表)不同类型的建筑物及其各组和部分间的尺寸统一与协调应减少尺寸的范围以及使尺寸的叠加和分割有较大的灵活性模数数列适用范围⑴水平基本模数数列幅度IM-20M用于门窗洞口和构配件截面⑵竖向基本模数数列幅度IM-36M用于建筑层高、门窗洞口和构配件截面⑶水平扩大模数我国现行的模数制为300M,建筑开间或柱距,进深或跨度、层高、构配件截面尺寸和门窗洞口尺寸等处
(4)竖向扩大模数⑸分模数缝隙、构造节点和构配件截面等处
五、模数协调在基本模数或扩大模数基础上的尺寸协调目的是减少构配件的类型,并使设计者在排列构件时有更大的灵活性构配件由建筑材料制造成的独立部件,其三个方向又规定的尺度构配件系构建与配件之统称,构件如柱、梁、楼板、墙板、屋面板、屋架等,配件如门、窗等
(一)模数化空间网络把房屋看作是三向直角坐标空间网络的连续系列,当三向均为模数尺寸时(如图)三向直交面的一面应是水平的,网络间距应等于基本模数或扩大模数
(二)定位轴线定位轴线在模数化网络中,确定主要结构位置的线(如墙承重结构或框架结构的确定开间或柱距、进深或跨度的线)定位线除定位轴线以外的网络线用于确定模数化构件的尺寸单轴线定位法应按模数化空间网络设置,定位轴线与网络线重合,平面网络采用3M,竖向网络采用1M如一般砖混结构建筑(住宅)
(三)标志尺寸与构造尺寸的关系在建筑设计和模数协调中,涉及的一些尺寸概念
1.标志尺寸应符合模数数列的规定,用以标注建筑物定位轴线、定位线之间的垂直距离,(如开间或柱距、进深或跨度、层高、及门窗的定位尺寸(由轴线注起的)等),以及建筑构配件、建筑组合件、建筑制品及有关设备等界限之间的尺寸(如门窗的洞口尺寸等见图)注意板做成了构件,承重墙的水平距离即为标志尺寸
2.构造尺寸建筑构配件、建筑组合件、建筑制品等的设计尺寸,一般情况下,标志尺寸减去缝隙尺寸为构造尺寸(如一般详图中可见)
3.实际尺寸建筑构配件、建筑组合件、建筑制品等生产制作后的实际尺寸实际尺寸与构造尺寸之间的差数应符合建筑《》的规定建筑常用名词水平开间(柱距);进深(跨度;)宽度;长度;横向横剖面横墙;纵向纵剖面纵墙;竖向层图;净局;标图绝对标图相对标[Wj室内标rWj室外标图开间一般是只房间的宽度(一般房间形状是矩形的)标高是一种标注建筑高度的一种尺寸形式标图有绝对标和相对标IW1两种绝对标高又称绝对高程、海拔高度某一地点高出平均海平面的垂直高度*中国各地的绝对高程是以青岛附近某处黄海的平均海平面为绝对高程的零点(水准原点),也称黄海高程*以前天津采用的是大沽高程
3.900m.(不断的修正、有故不同的版本)相对标高在建筑工程设计与施工中,通常假定首层地面相对标高为±
0.000m.其他各点…尺寸标注(注意与强调)
(1)平面尺寸单位总平面图以m(米)为单位,注写到小数点后两位其余一律以川水毫米)为单位
(2)竖向尺寸单位标高以m(米)为单位,注写到小数点后三位其余一律以nm(毫米)为单位(垂直高度尺寸)本章要求掌握的知识点.构造设计的主£联务、建筑物有哪些构件组成各部分所起的作用及其设计要求是什麽?民用建筑按层数和高度等级如何划分的、建筑物的耐久等级是如何确定和划分的、建筑物的耐火等级是如何确定和划分的、构件的耐火等级是如何定义的、建筑构造的影响因素和设计原则、建筑的基本功能与使用功能的区别、熟悉和掌握建筑模数协调统一标准及三种尺寸概念及设计中的应用第八章基础§1地基于基础的基本概念X基础、地基应满足下列关系式•F2N/P式中F为基础底面积;N为建筑总荷载R为地耐力
1.基础(见P163)建筑物垂直承重构件(墙或柱)延伸至地面以下与土层直接接触的部分责任重大
2.地基(见P163)支承整个建筑物重量的那部分天然土层不是建筑物的一个组成部分
一、本课程主要内容
二、本课程的主要任务
三、本课程特点
四、学习本课程的目的
五、要求X—、本课程主要内容建筑构造是一门综合性工程技术学科,是专门研究建筑物的构成、各组成部分的组合原理和构造方法的学科它阐述了建筑构造的基本理论和应用等问题综合性一建筑不单是满足使用功能要求和造型,建筑防护措施,结构安全、坚固、耐久,舒适,要应对各类客观环境的不利影响(使人类能避开不利因素的影响,生活在相对舒适和易于控制的环境中)O靠建筑结构、建筑技术(材料技术和构造技术、施工技术等)来解决是一门综合性工程技术学科建筑构造就是解决这些问题运用所学知识,提供建筑构造方案做法是应对那些问题的它阐述了建筑构造的基本理论和应用等问题即绘制施工图的技能,不但掌握构造原理还要会用图纸表达(与施工图表达关系)能够读懂并绘制详图(难度较大),解决理论与实践的问题同时为施工图设计奠定基础(最终目标)在构造设计的相关规范的要求与应用,学会构造设计与施工图表达关系(难度较大),(大纲)建筑构造是建筑设计的一个组成部分,它贯穿在整个建筑设计过程的始终为你方案的可实施性奠定了基础※
二、本课程的主要任务理解建筑构造在整个建筑设计过程中的重要作用O掌握建筑构造的基本原理和一般方法并能够应用所学知识,结合课程设计深入进行建筑构造设计,巩固和训练建筑构造设计的综合能力通过学习在建筑设计过程中,根据建筑物的使用功能、艺术造型、技术经济及建筑的基本功能等诸多方面的因素,提供合理的构造方案,进行建筑构造设计,最终形成完整的建筑设计基础与地基的关系地基是建筑物的一个组成部分而地基不是建筑物的一个组成部分它们共同作用,保证建筑物的稳定、安全、坚固耐久应满足下列关系式(基础与地基与其荷载的关系)★FNN/P式中F为基础底面积N为建筑物总荷载P为地耐力X•地耐力P最大压力,也称地基容许承载力P KN/m
2.地基在稳定条件下,单位面积地基所能承受的由A2N/P•NWPA•基础设计应满足的基本条件
1.具有足够的强度、稳定性和均匀沉降
2.有足够的耐久性
3.合理的经济性地耐力★地基在稳定条件下,单位面积地基所能承受的最大压力,也称地基容许承载力P(KN/m2)★稳定条件不滑动、挤出、压缩、沉降量不超过容许值基础、地基与荷载的关系NWRF当地耐力R一定时(自然地质条件),建筑物总荷载越大,要求基础的底面积越大;如建筑物总荷载不变时,地耐力R越小,所需基础的地面积也越大可运用此关系式,调整和选择建筑基础方案一是通过调整基础底面积;二是调整建筑物总荷载派基础设计应满足的基本条件
1.具有足够的强度(在荷载的作用下不被破坏)、稳定性(应有良好的稳定)和均匀沉降(地基变形在允许范围内,防止引起墙身楼板开裂甚至破坏)
2.有足够的耐久性基础埋在地下,受潮、地下水含碱离子等腐蚀作用,北方地区还要受到冰融循环的破坏,所以基础材料及构造做法的合理选择,要保证坚固耐久性,与设计使用年限相适应防止建筑提前破坏而给建筑带来严重危害,但也不能过于保守造成不必要的浪费
3.合理的经济性一般多层砌体结构建筑基础造价占总造价的10%20%.有的高达40%o〜地基条件不好的,需要人工处理基础材料及构造做法的合理选择,直接影响经济性※
一、天然地基与人工地基
二、基础的埋置深度
三、基础的类型X
一、天然地基与人工地基凡天然土层具有足够的承载力,不需人工改良和加固的,可直接作地基的称为天然地基从工程设计的角度,一般将地基分为天然地基与人工地基两大类
(一)天然地基凡天然土层具有足够的承载力,不需人工改良和加固的,可直接在其上建造基础的土层(即可直接作地基的)称为天然地基——多是岩石风化破碎成松散颗粒的土层或呈连续整体状的岩层只要地耐力满足设计要的地基土都可作为天然地基按《地基基础设计规范》地基土分五大类(六大类)
1.岩石
2.碎石土
3.砂土
4.粉土性质介于砂土与粘性土之间5,粘性土
6.人工填土・土的地基组成与特性在一般情况下,土可以认为是由固体颗粒、水和空气三部分组成・土的地基组成与特性在一般情况下,土可以认为是由固体颗粒、水和空气三部分组成这三部分的比例,反映土处于不同的状态,如稍湿、很湿、密实、松散等土的这三个组成部分之间的比例关系决定了地基土的特性
1.压缩与沉降土在受压之后,由于固体颗粒间的空隙间小而产生垂直方向的沉降变形,成为土的压缩地基在建筑物荷载的作用下,由于地基土的压缩,是建筑物出现沉降但土的压缩沉降必须控制在允许值范围内地基在设计时必须具有承担建筑物荷载的足够强度,同时保证其在荷载作用下不会生过大的变形并保证在地基稳定条件下,是建筑获得均匀沉降
2.抗剪与滑坡士的抗剪强度是土对于剪应力的极限抵抗强度即在极限应力状态下,一部分土对另一部分土产生相对测向位移时的抵抗能力土的抗剪强度主要是取决于土的内聚力和内摩擦力作为建筑地基,不允许土因剪力而产生滑动变形(以水平位移为主的变形现象称滑坡)
3.土中水及其对地基的影响※・设计地基、基础应掌握的资料L地形图
2.工程地质勘探资料•如何确定必须掌握•设计地基、基础应掌握的资料
1.地形图了解地形、地势、地貌、周围建筑物,沟渠、暗浜、地下构筑物等现状以及附近交通、给排水、供电的情况根据这些资料,从总平面结合地形,布置拟建建筑物位置,和要求钻探的位置(结构),选择经济合理的建筑物标高X
2.工程地质勘探资料
2.工程地质勘探资料工程地质勘查报告一般有以下内容L实际钻孔位置(结构提)
2.地质剖面表示土层名称,分布深度,各土层成分以及物理力学性能土壤情况土层情况;土壤性质;地耐力;
3.地下水情况,地下水位标高,地下水质(是否有腐蚀性)分析报告,以及全年地下水位变化幅度(必要时提供)
4.对基地内建筑地段的地基稳定性作出评价,并对建筑物基础设计提出建议建议基础处理;基础形式;埋置深度;如果土层的承载力较差,如淤泥、杂填土或压缩性土层,作为地基没有足够的坚固性和稳定性,那如何处理呢……※
(一)人工地基天然地基的状况如果不能满足支承建筑物的要求,需要对土层进行人工改良或加固,这种经人工处理的土层,称为人工地基・常见的方法有压实法、换土法和桩基
(二)人工地基天然地基的状况如果不能满足支承建筑物的需求,(地耐力差或土层虽好而上部荷载大时)则需对土层进行人工改良或加固,这种经人工处理的土层,称为人工地基(书)建筑工程中常采用的人工加固地基的方法有压实法、换土法、桩基※⑴表面压实法
1.压实法(致密)用各种机械对土层进行夯打、碾压、振动来压时松散土的方法为压实法※⑴表面压实法(人工)(小型工具或机械)(效果不同)如木夯(木人)、石破(510kg)、蛙式打夯机进行夯打、压实落高
0.
50.6m〜〜其有效夯实深度约200mm左右近起基坑表面平整的作用,不能提高承载力X⑵机械压实重锤法、碾压法、振动法⑵机械压实(采用不同的机械)
①重垂法锤起高度基槽开挖标高应比设计标高提高
0.3m,比基础底边各放宽
0.5m重垂法的有效加固深度约L2m承载力可达12吨/平米左右此法适用于地下水o位低于有效夯实深度的粘性土、砂土及湿陷性黄土
②碾压法各种压路机碾压约412遍,开槽范围,在基础底面标高以下
0.
50.8m碾压范〜〜围,从基础底放出Im o此法多用于地下水位以上的大面积填土
③振动法各种振动机械,有效振实深度为
1.2L5m.振实的杂填土地基承载力可达1012〜〜吨/平米振动基槽底比设计标高提高
0.
20.3m比基础底边各放出
0.6m此法多用于〜o地下水位离振实面大于
0.5m.,含有少量粘土的建筑垃圾、工业废料和炉灰填土地基⑶挤压法致密⑷排水法致密X
2.换土法
2.换土法淤泥、杂填土或压缩性土层,无法通过表面压实法达到提高承载力的目的将软弱土层(淤泥、填土)部分或全部挖去,换成较坚硬(砂、碎石、卵石等作为持力层)的材料为换土法侧壁的约束力建造后不宜在四周挖沟打井特点能充分利用地方材料,减少基础沉降量;调整基础间的不均匀沉降;提高基础的强度和稳定性可减少基础埋置深度X
3.桩基将桩柱身深入到软弱土层下,支承在坚硬的岩层上也称桩基
3.桩基高层建筑或荷载较大时,采用上述方法不能满足地基承载力的要求可采用桩基将桩柱身深入到软弱土层下,支承在坚硬的岩层上也称桩基础X类型(从不同角度)•桩基又分为摩擦桩和端承桩类型有:桩基又分为摩擦桩或挤实桩和端承桩或柱桩桩基又分为摩擦桩或挤实桩(当软弱土层很厚,坚硬土层离基础底面很远,桩是借土的挤实、利用土与桩的摩擦力来支承建筑和载的)和端承桩或柱桩(前所讲到)X按材料分有混凝土桩、钢筋混凝土桩、土桩、砂桩、碎石桩、木桩等♦按材料分有混凝土桩、钢筋混凝土桩、(土桩、砂桩、碎石桩、木桩用来加固基础提高承载力)等※・按施工方法分有预制桩、灌注桩、爆扩桩按施工方法分有预制桩(桩端应有桩靴)、灌注桩、爆扩桩(扩大头和无扩大头有钻孔、引爆、浇筑混凝土而成引爆的作用是将桩端扩大,以提高承载力)三种组成桩基由承台(板或梁)和桩柱组成它们的关系桩头顶部应伸入承台(板或梁)不小于50mm(钢筋不少于4根,以增强承台(板或梁)与柱身的联系,使建筑物的基础能够通过承台(板或梁)传递荷载,使基础与桩身共同起作用由于桩与基础的紧密联系,所以常称桩基础
二、基础的埋置深度(是建筑构件的组成部分):X•由室外地面到基础底面的垂直距离为基础的埋置深度基础的埋深W5m者为浅基础;基础的埋深>5m者为深基础;最小构造埋深不得小于
0.5m埋置深度愈小,工程造价愈低但地基底面的土层在受到压力后,会把基础四周的土挤出,没有足够的土层包围基础,基础本身将产生滑移而失去稳定同时埋的过浅或把基础暴露在地面,易受外界的影响而损坏※・影响基础埋深的因素L与地基的关系地基构造有关(见图)
①好土层,承载力能满足要求,可按最小埋置深度建造
②由两种土层构成,上弱<2米,埋在下面的好土层上
③由两种土层构成,上弱<25米,加宽基础的方法,避免大量开挖土方,高大建筑可〜埋到下面的好土层上等
④由两种土层构成,上弱>5米根据建筑情况,可采用人工加固或换土,选择较经济的做法
⑤由两种土层构成,上好下弱,应根据上层土的厚度来确定基础的埋深
⑥好、弱交替构成,根据建筑情况,尽可能做浅基础,高层建筑做深基础X
2.地下水位的影响・地下水位底的地区:基础底面应在最高地下水位以上200mmoX•地下水位高的地区:基础底面应在最低地下水位以下200mm.
2.地下水位的影响(受雨季和旱季的影响是有变化的,幅度在最图和最低时一定的)地下水对某些土层的承载力有很大影响如粘性土在地下水上升时,将因含水量增加而膨胀,使土地的强度下降;当地下水下降时,使土粒之间的接触压力增加,基础将产生下降(不稳定状态),为了防止上述情况的发生,及有腐蚀性的地下水对基础的腐蚀一般做法如下(见书P166)★基础应采用耐水材料X
3.冻结深度的影响冻结土与非冻结土的分界线称为冻结线各地气温不同如北京
0.81m.黑龙江
2.
02.2m.上海
0.
120.2m〜〜〜非冻胀土岩石、碎石土、砾砂、粗砂、中砂、细纱冻胀土粉砂、粉土和粘性土(与含水量有关)
3.土壤冻结深度的影响冻结土与非冻结土的分界线成为冻结线非冻胀土岩石、碎石土、砾砂、粗砂、中砂、细纱土的粗细程度有关,此类冻而不涨,或冻涨现象很小,可不考虑冻涨的影响冻胀土粉砂、粉土和粘性土随着含水量的增加,及与地下水位的距离大小分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀最小埋深需经计算冻深不大的地区,基础埋深一般在冻结线下200mmo※・基础埋深一般在冻结线下200mm
4.其他因素对基础埋深的影响⑴相邻建筑物基础的埋深L=(l2)H;新与原有之间新建基础埋深,不要超过原有〜基础的底面(不要破坏原有基础的稳定性)否则新与原有之间应保留一定的净距,其值依原有基础荷载和地基土质而定,且不宜小于基础底面高差的12H〜⑵建筑物的荷载大小和性质;高层建筑荷载较大(竖向),又要承受风力荷载和地震作用等水平荷载,基础埋深应随建筑物的高度而适当加大,才能满足稳定性的要求位于岩石地基上的高层建筑,必须依靠侧面的土体承担水平荷载,其基础埋深应满足抗滑要求⑶建筑物须具备一定的使用功能,如地下室、设备层等做筏形或箱型基础作用在地基上的荷载大小和性质;建筑物的用途,有无地下室、设备基础和地下设施,基础的形式和构造※
三、基础的类型
(一)按基础的构造形式分类
(二)按基础的材料和基础的传力情况分类㈠按基础的构造形式分类不同材料的基础其构造就不同常见的有带形基础、独立是基础和联合基础派
1.条形基础(带形)分墙下条基(及柱下)条基;(底面需扩大?放阶扩大)这种基础主要适用于墙承重体系的建筑上部的结构墙体延伸到地下时,基础沿墙体走向设置条形的形式此种基础空间刚度较好,可缓解局部不均匀下沉X
2.独立基础(点式)这种基础主要适用于柱承重体系(框架结构或排架结构等)的建筑用于柱下,(底面需扩大?放阶扩大)其形式有台阶形、锥形、杯形等优点土方工程量较少,便于管道穿过,节省基础材料缺点单独基础之间无连接构件,基础整体抵抗不均匀沉降的能力较差,故适用于地基土质均匀的柱承重体系(框架结构或排架结构等)的建筑(很少见)X
3.联合基础构造不同分X
(1)柱下条形基础(可单向,也可双向)柱下肚里基础,用单向梁或双向梁(柱下十字交也称井格基础)连接起地下独立基础X
(2)整体式基础(属于联合基础的另一大类)底板为钢筋混凝土的整板称为筏式(片筏)满堂红基础和箱形基础(见书图)
①筏式(片筏)基础(也称满堂基础)当地基承载力较低时,而上部建筑物荷载较大时,墙下条形基础或柱下井格基础的底面积需扩大至几乎连成片时,索性将其做成一块整板是上部结构好像支承在一片筏上这片筏可以分为板式及梁板式有时可用作浅基础底板厚度不易小于200mm o•(见书图)
②箱形基础高层建筑或软弱地基上建造重型建筑物,或由地下室要求的建筑物,箱形基础由钢筋混凝土上下底、顶板和内外纵横墙体形成封闭的箱形整体空间结构其形成的地下室可以提供多种使用功能如人防、设备间、库房、商店等其空间刚度大,承载力强,对抗不均匀沉降非常有利箱形基础底板及墙身的厚度主要应根据其受力情况、整体刚度等方面的要求来确定一般底、顶板和外墙的厚度不小于250mm,内墙厚度不小于200mm,顶板厚度不小于150mm总结从某种意义上来讲,基础是结构墙体和柱的一部分,即基础是结构墙体和柱在地下的延伸部分,由于地基承载力相对较低,(前公式关系)才使得结构墙体和柱在地下的部分形成了向外侧扩展的放脚形式显然,基础的构造形式与其上的结构形式(墙或柱)分不开的,尤其是天然地基承载力较高(好),这种上下部分的结构特征的一致性是十分明显的若地基承载力较低(且分布不均匀)时,就通过扩大基础底面积,以致形成各部分基础的连续和融合,以满足地基承载力和均匀沉降的要求派㈡按基础的材料和基础的传力情况分类X L按基础的材料分类钢筋混凝土基础、砖基础、石基础、(混凝土基础、毛石混凝土基础具有可塑性断面可做成符合刚性角的梯形)等材料的体积和断面特点一般都不大不同的材料具有不同的力学性能,如何充分发挥材料的力学性能物尽其用选择合理的构造形式即合理的断面为了满足承载的要求基础底面要放大,与材料的力学性能有关X
2.按基础的传力情况分类X分为刚性基础和柔性基础两种X•凡受刚性角限制的基础为刚性基础X•刚性角是基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角按基础的传力情况可分为刚性基础和柔性基础两种★地基与基础的关系地基(地耐力R)基础;(上部荷载和自身重量N)由此得出FNN/R F为基础底面积由上式可见,为了保证建筑的安全与稳定将建筑基础与土层的接触部分(基础地面)尺寸适当扩大,以减小地基单位面积的压应力基础底宽应根据材料的特性,必须将其扩大的程度严格控置在一定的范围内,即基础放脚挑出宽度和高度的比值,以确保基础底面不产生较大的拉应力,而出现裂缝以至破坏这个范围称为刚性角刚性角是基础的引线与墙体垂直线之间(开始放脚点)的夹角,凡受刚性角限制的基础为刚性基础故刚性基础应做成符合材料刚性角的阶梯形才合理、经济(见书表)为了保证基础不被弯、剪破坏,对基础的出挑b与高度H之比进行限制,即宽高比(见表)※・新《规范》统一改称为无筋扩展基础,原刚性角现称为无筋扩展角受无筋扩展角限制的基础称为无筋扩展基础X
2.柔性基础(扩展基础)(书)因受刚性角所限,基础的底宽和高度(深度)都要加大其土方量、工程量、材料用量都很不经济,这种情况下采用钢筋混凝土基础,又抗拉强度较高的钢筋,来承受较大的弯矩基础断面可以做的宽而薄(见图),象悬臂构件而不受材料刚性角限制的基础为柔性基础悬挑结构由于材料的可塑性冰§2常用刚性基础构造※
一、砖基础构造做法断面形式为阶梯状收进,其做法有两皮一收或二一间收(基底角宽大时)两种,其中为1/4破长X•砖基础的逐步放阶形式称为大放脚(基底较宽大时)基底宽度相同的时候那种较为经济?因二一间收的宽高比值稍大
二、石基础材料未风化的毛石或料石,强度市MU
2.5,用M
2.5或M
5.0砂浆规格⑴毛石高W150mm;长宽约200~300mm的不整齐毛石⑵料石做法取底面较平的毛石铺底,采用踏步式砌筑,每步伸出长度b200mm★B700mm的采用阶梯式砌筑,上部厚度与阶高三400mm,每步伸出长度bW200mm★B700mm的应做成矩形断面适用三层以下荷载不大的建筑X
三、混凝土及毛石混凝土基础特点坚固、耐久、耐水、耐腐蚀等,允许刚性角也相对较大适用建筑荷载较大的多层建筑,地下水位较高强度等级C
7.5C15(其可塑性性的特点)〜形式★H350mm的常做成矩形;(a)H为3501000的常做成阶梯形;(b)〜以上两种为施工方便★H2000的常做成梯形(锥形);(c)减轻基础自重,节省混凝土毛石混凝土基础当混凝土基础体积多大时,可在混凝土中填入适当数量的毛石(骨料)§3基础沉降缝的构造(以后讲)第二章墙体§1墙体类型及设计要求作用承重、围护、隔离一依位置、受力、构造而有所区别
一、墙体类型L按墙所处位置及方向位置(分别讲述其作用和构造设计要求)整体一内墙、外墙局部一窗间墙、窗下墙方向横墙、纵墙•建筑工程在投入使用前一般经过建筑设计和施工两个阶段(设计到建造)建筑设计的三大阶段将方案设计(是一个从无到有的阶段,是最难的阶段创造性阶段,要做大量的工作(构想中的物象不是艺术创作)构思和创意,一般的平、立、剖反映的是整体的大概念,或过多关注使用功能的合理性,过多地关注其造型倾相于空间的构成和组合对建筑物构造做法的推敲却常常在方案阶段就要开始研究(靠谱)因为许多细部的构成(详图),包括空间的尺度、实施的可能性等•以后初步设计和施工图是一个在方案设计的基础上不断深化的过程,故每一阶段都要满足设计要求加以物化和细化,并用图纸表达出来,使其达到由他人实施施工的目的不同阶段都有不同的要求为施工图设计奠定基础会对整体的设计起着制约的作用要遵循一定的规范与原则不然的话可能就要无功而返按可实行调整方案或者可以是诱发创作的凭借点,所以必须做到“心中有数”也不是无章可循才能保证你的创意与设想的可实施性,才能使设计程序正常顺利地进行下去不只是在初步设计及施工图设计才进行构造设计,要贯穿建筑设计的全过程而关于建筑物实体的构成,以及细部的处理和实施的可能性等,都要通过构造设计来解决并用建筑详图来表达其次,还要与其他专业配合完成有些技术问题不能靠建筑设计人员单方面解决建筑设计人员对设计对象的创意及设想,必须及时提供给合作伙伴,得到他们的理解或修改意见,才能使设计程序正常顺利地进行下去深入进行……建筑是一个复杂的系统,只有对复杂的建筑问题持肤浅的观点,才会把这个整体化分为互相分离的技术方面和艺术方面X建筑物应具有的两大基本功能即承载功能和围护功能X建筑构造设计的目的就是要满足各类建筑物的承载和围护两大基本功能要求,以满足人们从事各种生产、生活活动的需要怎么学好建筑构造呢?把复杂的问题简单化建筑的使用功能建筑有各种不同用途的建筑物,我们把建筑物在这方面的特征称为建筑物的使用功能抛开各类建筑物的使用功能上的差异不谈,仅从建筑物本身这个角度应具有
2.按受力情况分类受力承重墙凡直接承受楼板和屋顶传来荷载的墙称为非承重墙凡不承受外来荷载的墙称为包括隔墙、填充墙、幕墙
3.按材料及构造方式分类材料砖、石、各种砌块等块材、混凝土构造方式
(1)实体墙(单一材料组成如实砌砖墙等)(见图)⑵空体墙(单一材料砌成内部空腔的墙如空斗砖墙)⑶组合墙(有两种以上材料组合而成的墙如)
4.按施工方法分类施工方法⑴块材墙承重墙体是由砖、石、各种承重砌块按照一定的排列方式,由各种砂浆叠砌而成特点手工劳动、一般成本低,结构整体性差、抗震能力不强⑵板筑墙现场立模板,现浇而成的墙体如现浇混凝土墙等特点结构整体性好,抗震能力强,但现场湿作业量达,劳动强度高,施工周期长、造价相对图等不足O⑶板材墙工厂预先制成墙板,现场安装而成的墙如预制混凝土大板墙、轻质条板内隔墙等特点
二、墙体的设计要求
(一)结构方面的要求砖混结构建筑——特点这种墙承重结构体系适用于空间分割比较明确、开间较小的建筑如住宅、办公楼、学校建筑等框架结构——填充墙、幕墙特点.其相邻的两部分空间可即连通又能自由分隔,这是框架结构体系不同于墙承重体系的最大特点☆墙承重体系的建筑的墙,抗压性能好,但抗弯、抗剪的性能差,现代建筑的整体高度越来越高,水平荷载对建筑的影响越俩越大,所以对垂直承载分系统提出更高的要求,框架剪力墙结构、剪立墙结构、筒体结构等结构体系墙承重体系特点八,墙承重结构体系的墙体多数多数情况下是垂直承重构件,同时还是围护和分隔空间的构件其支承方式以分为横墙承重、纵墙承重、和纵横墙混合承重几种方案这种体系适用于空间分割比较明确、开间较小的建筑
1.结构布置方案结构布置指在建筑设计中对墙、梁、板、柱等结构构件的总体布局在设计中,结合平面布置和功能要求,有意识的进行墙的结构布置做到
①结构合理,建筑整体稳定;
②墙的功能明确,选材合理注意楼板是预制构件⑴横墙承重方案楼板的两端搁置在横墙上,横墙的作用、纵墙不承受自重以外的荷载,其作用起联系与围护、分隔的作用(见图)优点
①,整体性强,房屋空间刚度均大,抗震强(空间刚度纵横向增加很多支撑,且横墙间距比较小,数量比较多)2纵墙不受力,开窗自由,立面处理灵活
③板跨度小,结构经济(一般36M以内)〜缺点
①横强较多,结构面积与自重相应增加
②平面布置和房间划分的灵活性受限制适用一般多用于开间不大,且房间重复排列的住宅、宿舍、办公楼等⑵纵墙承重方案楼板的两端搁置在纵墙上,纵墙的作用、横墙只起联系与围护、分隔的作用特点建筑空间划分比较灵活或开间较大不宜设置较多横墙的建筑,常采用此方案相对讲房间划分比较灵活或开间较大不宜设置较多横墙的建筑,常采用此方案优点平面布置灵活缺点
①横向刚度差(应适当设横向拉墙)
②外墙开窗受到一定限制3较横墙承重方案,楼板用量较多适用有教室、实验室、阅览室等学校建筑⑶纵横墙承重方案根据房间尺寸不同和平面布置需要,有时需要如此布置优点1平面布置,房间划分比较灵活(开间、进深变化较多)2双向刚度较好,抗震性能好缺点尺寸不一,使建筑构件类型增多
(4)半框架承重方案(部分框架)
①底层为框架承重,以上各层为墙承重的结构(部分框架)适用底层为较大空间的多层建筑(如底层为商店的居住建筑)
②由外墙,内柱和梁组成的内框架结构(内框架)优点室内布置灵活性较大,承重构件所占面积减少缺点地基易产生沉陷、地震区、层数超过六层的建筑不宜采用适用大空间的多层建筑(如商店、综合楼等)设计要求结构平面布置纵横向墙尽量连续并对齐结构平面尽可能均匀对称结构剖面布置结构墙体应上下对齐、上空下实、结构墙体上的门窗洞口要上下对齐框架结构体系注意楼板是预制构件特点一根框架(两根柱子支承一根梁)代替了一片承重墙,最大限度的减少了垂直承重构件所占的空间,其相邻的两部分空间可即连通又能自由分隔,这是框架结构体系不同于墙承重体系的最大特点而联系梁断面较小
2.墙体要有足够承载力和稳定性承重墙是垂直受力杆件因此承重墙应有足够的强度和稳定性低层和多层建筑是控制在一定高度以下的建筑,以考虑抗压强度为主水平方向指考虑地震作用⑴承载力指墙体承受荷载的能力(强度和尺寸)强度指材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力材料承受外力作用时,材料内部就产生应力(单位面积上的力),外力增加,应力也相应增加,达到材料所能承受的极限值时,材料随即破坏此时的极限应力值就是材料的极限强度(后面介绍)
①建筑承载系统要有足够的承载能力,适宜的结构材料、相应的材料强度等级、合理的截面形状和尺寸
②结构要求承重墙要有足够的厚度★承载力一材料强度与承载面积(厚度)一结构计算一240厚厚度是由安全性决定的★构件搭接长度★稳定性⑵墙体的稳定性高、长的墙,可能失稳、倒塌墙体的稳定性与墙体的厚度、高度和长度有关墙体的高厚比是保证墙体稳定的重要措施一高厚比1/20高厚比月大杆件越细长,其稳定性越差高度H与墙厚h的比值必须控制在允许范围内限值规范有规定措施
1.增加墙厚;(高度和长度确定后)
2.增设墙垛、壁柱、圈梁等・对多层病房的总高和层数也有限值(见表)\烈6789最小强厚、\高度层数高度层数高度层数高度层数240mm248217186124
(二)功能方面的要求1•保温与隔热要求作为外卤护结构的外墙,热工(同时承载强度)的要求十分重要在寒冷地区要求具有良好的保温性能,以减少室内的热损失,及防止围护结构内表面出现凝结水现象在炎热地区要求外围护结构具有一定的通风隔热措施,以防止夏季室内温度过高设计依据《规范》全国划分为五个建筑热工设计分区
2.严寒地区累年最冷月平均温度低于TOC的地区,如黑龙江和内蒙古的大部分地区要采取防寒措施,不考虑夏季防热
3.寒冷地区累年最冷月平均温度高于TOC,低于或等于0℃的地区,如东北地区的吉林、辽宁,华北地区的山西、河北、北京、天津及内蒙古的部分地区建筑以满足保温设计要求为主,适当兼顾夏季防热
4.夏热冬冷地区累年最冷月平均温度为OTOC,最热月平均温度为25-30C,如长江下游和两广北部地区,必须满足夏季防热要求,适当兼顾冬季保温
5.夏热冬暖地区最冷月平均温度高于10C,最热月平均温度为25-29C,如两广地区南部和海南省,必须满足充分夏季防热要求,一般不考虑冬季保温
6.温和地区最冷月平均温度为0T3C,最热月平均温度为18-25℃,如云南大部地区,四川东南部地区,要考虑冬季保温,一般可不考虑夏季防热但随着人们生活质量的提高以及空调等设备的广泛运用(同济P135)・建筑需要保温的部位主要有外墙(包括外墙上的门窗)利屋顶以及建筑中的一些特殊部位如过街楼板下、冷库与其他相邻房间的墙体、楼板等总之,建筑在使用中起两侧存在较大温度差而又有保温要求的部位,都应进行保温设计外墙冬季传热过程(见图)室外冷风通过门窗或其他孔隙冷的渗透(空气渗透)室内蒸汽中的水汽在从高压向低压区扩散的过程中在外围护结构中凝结(结露)因而降低和破坏外围护结构的热工性能隔热要求措施
①合理选材(热阻大、重量大)
②外墙表面处理;
③合理布局•墙体保温设计,主要表现在阻止墙体热量传出的能力和防止在墙体表面和内部产生凝结水的能力⑴材料的选择,提高外墙保温能力减少热损失措施通过改善外围护结构的热工性能,使之即达到改善热环境质量的目的,又实现节能的目标怎麽作?保温性能好的材料(保温材料),建筑工程中,一般根据材料的导热系数(W/(ni.k))的大小确定其保温的能力通常将导热系数小于
0.3W/(m.k)的材料称为保温材料其容重一般不大于1000kg/m3多为轻质多孔材料
①增加墙厚(不经济)
②选材合理(孔隙率高、容重轻、导热系数小)
③采用复合墙(构造)(见图)⑵防止外墙中出现凝结水对外强的影响……措施
①设隔汽层(在室内高温一侧)⑶防止外墙出现空气渗透措施
①合理选材
②墙内外抹灰
③缝隙处理门窗的保温与密封措施(见书图)两个要注意的问题・墙体传热异常部位热桥指外围护墙体中的嵌入构件,如外墙体中钢或钢筋混凝土骨架、过梁及圈梁等传热异常部位,其热损失比墙体部分的热损失多,故它们的内表面温度比墙体部分低,一般把这些容易传热的部位称作热桥(或冷桥)建筑节能的要求建筑节能主要指采暖、空调和照明采暖居住建筑第一阶段1996年以前在1980~1981年当地通用能耗水平基础上普遍降低30%围护结构负担20%,供热负担10%围护结构保温水平提高不大经济利益、政策法规和技术没跟上,只是95年控制体形系数、窗墙比、围护结构保温水平提高不大,没有全面实施,只有试点第二阶段2000年后在达到第一阶段要求的基础上节能30%(累计50%)围护结构负担30%,供热负担20%第三阶段2005年起在达到第二阶段要求的基础上再节能30%(65%)增加部分全部由维护结构负担,目前我国采暖建筑围护结构保温水平与同等气候条件的发达国家相比仍有很大差距具体做法?公共建筑节能2000年前节能50%,为第一阶段(天津2005年实施新规范)2010年在第一阶段基础上在节能30%,为第二阶段建筑节能的含义就是减少能量的散失主要是研发围护结构个部分的保温技(经济实用)
(1)建筑体形系数S=Fo/Vo W
0.3(住宅)W
0.4(公建)耗热量随体形系数直线上升,对节能不利如体形复杂、凹凸面过多的塔式住宅如体形系数大于规定范围,则外墙和屋顶应加强保温,其传热系数应符合《规范》表的规定⑵围护结构的传热系数,加强其保温,降低其传热热系数在外墙轮廓尺寸和窗墙比不变条件下,其耗热量指标随围护结构的传热系数的降低而降低故应采用高效保温的围护结构另外⑶窗墙面积比窗户洞口面积与房间立面单元面积(即房间层高与开间定位轴线围城的面积的比值(值见规范)
(4)朝向、门窗的气密性、高层住宅、建筑物入口、楼梯间是否开敞等
3.隔声要求保持建筑物室内的安静,对人们的工作、学习和休息非常重要•噪声的危害噪声的危害是多方面的,对人们的健康和工作能力有很大的影响
①噪声对听觉器官的损害
②噪声可引起多种疾病
③噪声对正常学习和生活的影响
④噪声降低劳动生产率
⑤噪声损坏建筑物•声音的传播方式声音从室外传入室内,或从一个房间传到另一个房间,主要通过空气传声和固体传声两种方式空气传声声音借空气而传播的如人们的讲话、汽车喇叭发出的声音分两种情况,一种是声音直接在空气中传递为直接传声,如露天声音的传播或室内声音通过构件中的缝隙传至另一空间均为直接传声另一种由于声波振动,经空气传至结构,引起结构的强迫振动,致使结构向其他空间辐射声能,这种声音的传递称为振动传声固体传声由于直接打击或撞击建筑构件而受迫振动而发出声音并通过该物体传播的声音如关门撞击声、楼板上行走、拖动家具或楼板上的机器震动声•对于建筑各部位选择正确的隔声构造措施是非常重要的•一般情况下内、外墙体及门窗的隔声构造,主要考虑隔空气传声为主;•楼板层的隔声构造,则以隔固体传声为主而屋顶的隔声构造..・・・.两种情况•对于建筑各部位选择正确的隔声构造措施是非常重要的首先确定墙体主要的传声方式措施
①加强墙体缝隙处理
②加强墙体密实性及厚度
③构造处理
④总平面布局合理
4.其他方面的要求⑴防火要求墙体材料及厚度应符合防火规范中相应的燃烧性能和耐火极限的要求,必要时还应设置防火墙、防火门等防火墙耐火极限不低于
4.OOh的墙体其构造要求应直接设置在基础或钢筋混凝土的框架上上视屋面材料耐火极限而定砌至屋面板底或高出屋面起作用是截断火源,防止火势蔓延防火分区为了防止火灾发生时,由于火灾蔓延而造成燃烧面积过大,可将建筑面积过大的地方用防火墙等分隔物划分成若干个防火分区⑵防水防潮要求大自然环境中作用建筑物的如降雨、降雪还有地下水等大人们在进行学习、生产和生活所需要的上下水系统同时要避免谁给我们带来的麻烦和危害⑶建筑工业化要求(墙体重量占建筑总重量的4065%)(墙体造价占建筑总造价的30〜40%)〜设计要求:
1.结构合理以保证建筑整体稳定
2.要有足够的承载能力(强度与尺寸)和稳定性
3.外墙具有相应的保温、隔热性能防水与坚固耐久性强
4.内墙应具有良好的隔声性能、防火性能和相应的防潮防水……性能§2块材墙构造砖墙优点取材容易,制作简单,砌筑技术简单,质量以保证有相应的强度、耐久性、保温与隔热性能缺点手工操作,劳动强度大,功效低自重大破坏农田,浪费能源------------改革的重点
一、砖墙材料材料一砖和砂浆(由砂浆作为胶结材料将砖块砌筑而成的砌体)L砖种类以材料来分:粘土砖、页岩砖、煤研石砖、水泥砖、炉渣砖(工业废料)等以形状分实心砖、空心砖或多孔砖以制造工艺分烧结砖和非烧结砖普通粘土砖—粘土成型为砖坯一干燥一900-1000℃烧结而成颜色红色一烧结后自然冷却,内含Fe203青色一烧结后用水冷却,在窑内闷干Fe203还原成Fe304(强度较低,MU
7.5)尺寸240mmXI15mmX53mm(标准砖)组砌留缝每立方米512块,重量每块
2.65公斤-25N(牛顿)容重1600-1800公斤/立方米外观尺寸准确,颜色均匀,外观规整(弯曲、缺棱、少角、裂缝)砖是刚性材料,强度等级按抗压强度取值(根据标准试验测得)强度等级10块砖的抗压强度平均值及强度标准值(由公式计算得来)(根据标准试际单位:Mpa(兆帕)-N/mni2(牛顿/平方毫米)验测得)强度等级MU30MU25MU20MU15MU10(五个等级)其中MU masonryunit()砖石建筑单位旧标号300250200150100旧单位Kgf/cni2(公斤力/平方厘米)一换算
9.
806655.砌块承重砌块是采用混凝土以及各种废渣,如煤杆石、粉煤灰、矿渣等材料制成,它具有投资少、见效快生产工艺简单、能充分利用工业废料和地方材料,且不与农业争地、节约能源、保护环境等优点采用承重砌块是我国墙体改革的主要途径但其重量和尺寸都比标准转大,给手工砌筑上下错缝造成一定的困难应用不是很多
6.砌块强度等级⑴承重砌块普通混凝土空心砌块MU
3.
5、MU
5、MU
7.
5、MU
10、MU15(五级)⑵非承重砌块轻骨料混凝土空心砌块MU
2.
5、MU
3.
5、MU
4.5(三级)加气混凝土砌块小型空心承重砌块分大、中、小型砌块由于历史的原因普通粘土砖的规格尺寸与建筑模数标准并不协调,因而造成了砖砌体在设计和施工中的诸多不便规格390X190X190,290X190X190•米用了(成一10)的尺寸系列即砌块的长、宽、厚尺寸个加上一个标准灰缝厚度10mm后恰好是基本模数100mm的整数倍数,这对砌体结构设计和施工的标准化非常有利㈠胶结材料砂浆是粘结材料使砖成为整体(砌体)传力均匀.作用★粘结★找平(传力均匀)★填实(保温、防水、隔声)构成由胶凝材料(水泥、石灰)和细骨料(砂)加水或塑化剂构成★建筑砂浆主要用于砌体的砌筑和建筑物表面的装修★通过不同的配合比可得到不同强度的砂浆种类与应用★
①水泥砂浆-----------地下、潮湿、高强部位★
②混合砂浆---------------一般部位(室内地面以上)★
③石灰砂浆---------------临建与强度不高的低层建筑强度等级以6个标准立方试块(
70.7mmX
70.7mmX
70.7mm)龄期28d,测得抗压强度平均值强度等级M15MIO M
7.5M5M
2.5(五级)其中M mortar砂浆标号150100755025因为混合砂浆(水泥砂浆里加入以定量的石灰膏)的和易性(即保持合适的流动性,粘聚性,和保水性,以达到易于施工操作、并成型密实、质量均匀的性质)优于水泥砂浆,水泥砂浆容易析出水分,砌筑时部分水分被砖吸去变得较松散,不易正常硬化而影响砌筑混合砂浆强度虽不如水泥砂浆,但它有利于提高整个砌体的强度,故是大量使用的砌筑砂浆砌体的强度根据试验侧得砌体的强度随砖和砂浆标号的增高而增高,但不等于两者的平均值而是远低于平均值(见表)砌体强度(N/mm)砖标号砂浆标号M10M
5.0M
2.5M
1.0MU
154.
73.
83.
22.7MU
103.
83.
12.
52.1MU
7.
52.
72.
21.8MU
5.
02.
21.
81.4
二、组砌方式组砌是指砌块在砌体中的排列方式L砖墙的组砌横平竖直,错缝搭接,避免通缝,砂浆饱满要求保证砌体的整体性,受力后,不因通缝而过早开裂通缝墙体表面或内部的垂直缝处于一条线上顺或条砌筑工程中将砖长向的侧边叫做“顺而将其顶端叫做“丁二横缝上下皮之间的水平灰缝竖缝左右两砖之间的垂直缝灰缝砖缝又叫灰缝灰缝的宽度和厚度一般在通常按10mm计砌法平砌、斗砌、立砌组砌方式(见图)(a)全顺适用于半砖(120厚)墙(b)上下一顺一丁(满丁满条)特点整体性好,转角、洞口等处砍砖较多使用较广(c)左右一顺一丁(一丁一条、梅花丁).特点整体性好,墙面美观,砍砖较多,砌筑功效较低天津清水砖墙采用较多适用于砖尺寸不规格,易于调节尺寸,并可利用旧砖(d)多顺一丁(三顺一丁)注意每层砖墙,下皮与顶皮应丁砌拐角与丁字交接处应错缝搭接(错缝长度不应小于60nlm)水平出挑应压三露一,每挑60mmo
2.砌块的组砌承重砌块的组砌是一件复杂和重要的工作,应事先作排列设计把不同规格的砌块在墙体中的安放位置用平面图和立面图加以表示保证墙体整体性的措施(见书)砌块排列设计应满足以的要求(见书)当上、下皮出现通峰或错缝距离不足150Tlm时,应在水平缝通风处加钢筋网片1(见书pl9)砌块组砌的缝型:有平缝、凹缝、高低缝(砌块侧面是咬口型的出现)缝宽1015nlm(小型砌块)、1520mm(中型砌块)砂浆强度等级不低于M5,的〜〜功能,称其为建筑的基本功能建筑物两大基本功能
1.承载功能(由承重结构满足)
2.围护功能(围护结构满足)空间环境建筑结构、建筑技术(材料技术和构造技术、施工技术等)决定建筑整体与细部的艺术处理所有这一切,构成一个统一的、完美的整体建筑,因此说建筑是一个统一的整体,必须是技术与艺术的综合体,是一门综合性工程技术学科而并非是技术加艺术深入进行……建筑是一个复杂的系统,只有对复杂的建筑问题持肤浅的观点,才会把这个整体化分为互相分离的技术方面和艺术方面如学不好建筑构造,那你将来到设计院或设计事务所工作就很难适应建筑设计的全过程(在加上方案作的不靠谱上不了手)•建筑构造设计(即这么做的目的,并图纸表达出来)X
三、本课程的特点L实践性强
2.综合性强派建筑力学与结构、建筑材料、建筑物理、建筑施工、建筑设备、建筑经济等3)本课程特点怎么学好本课程?必须要了解本课程的特点
1.实践性较强在内容上,是对人类土木建筑工程实践的活动和经验的高度的概括和总结叙述性技术课-无公式推导和逻辑推理-综合分析-易懂但不易掌握并应用注意多观察、思考,注视课程设计作业作业解决实践与应用的问题
2.综合性强其内容庞杂、涉及面广涉及到建筑力学与结构、建筑材料(材料的合理选择与应用)、建筑施工(施工的可能性与合理性)、建筑物理(声、光、热)、建筑设备、建筑经济等方面的知识抓住这些特点,理解和掌握建筑构造的基本原理,要理论联系实际,要多观察,勤思考,要举一反三(不能光靠背),多接触实际工程结合构造做法,学
三、砖体尺度砖墙的尺度是指厚度和墙段两个方向的尺寸
1.墙厚L墙厚墙的厚度一般用成长来表示,一砖以上砖墙的厚度,应加灰缝的宽度(见表2-3)比例为124标准砖厚度墙厚名称习惯称呼实际尺寸(mm)半砖墙12墙1153/4砖墙18墙178一砖墙24墙240一砖半墙37墙365二砖墙49墙
4902.洞口尺寸砖墙洞口主要指门窗洞口其宽、高1000采用基本模数lOOmmo1000的采用扩大模数300o
四、墙身的细部构造㈠墙脚构造墙角是指室内地面以下,基础以上的这段墙此处特点与构造措施外力碰撞破坏墙角----------------------------------勒角地下水潮湿地面,腐蚀墙角,影响室内一墙身防潮影响因素
①水地表水及土层中的毛细水(潮气)
②外力易造成墙身风化、墙面潮湿、霉菌滋生、粉刷脱落、冻融破坏,影响建筑的坚固、寿命、使用和美观,须采取相应措施加以防范影响因素地面水潮湿地面,渗入室内影响地基——散水和明沟
1.墙身防潮防潮是指地潮,即存在于地下水位以上的透水土层中的毛细水与土壤接触的建筑部位使结构墙体受到影响,可使墙面和地面受到破坏,是室内环境变得非常潮湿,无法满足人们对室内舒适、卫生、健康的要求针对墙身受潮这一影响采取的防潮措施通常是设置水平防潮层和垂直防潮层和
(1)水平防潮层是在建筑建筑墙脚处靠近室内、外地平处,一定的高度位置设置水平方向连续封闭的防潮层水平防潮层是对建筑物所有的内、外有基础的墙体,在墙身一定的高度位置设置水平方向连续封闭的防潮层作用防止渗入地面水及地下土壤中的潮气沿砌体毛细上升,影响墙身与室内位置能有效地阻断水流并高于室外地面1501nm处⑴不透水的地面垫层-
0.060处⑵透水地面垫层±
0.000或+
0.060处⑶室内地坪有高差时双做加立墙(靠自然土一侧)⑷架空地面室外地面150-450处(木搁栅垫木下)做法
(1)防水砂浆防潮层12水泥砂浆加3%-5%防水剂20-25厚特点
①”质体的整体性好,较适用于抗震设防地区的建筑墙体、独立砖柱及受振动较大的砌体
②由于砂浆是脆性材料,易开裂,故不适用于地基会产生一定变形的建筑中★10厚砂浆砌3-5皮砖(慎用)10厚灰缝开裂或不饱满时影响防潮效果⑵细石混凝土防潮层60厚细石混凝土带,内配3
①6或3
①8由于抗裂性好,适用于整体刚度要求较高的建筑⑶油毡防潮层20厚12水泥砂浆找平层,上铺一毡二油,油毡搭接长度三70mm注意由于有油毡的隔离,降低了上下砖砌体的粘结力,削弱了砖墙的整体性,于抗震不利,且油毡寿命较短,不用于下端按固定端考虑的砖墙及有抗震要求的建筑,无此要求的也尽量少用⑷设有钢筋混凝土地圈梁的建筑,可将圈梁顶面提高到防潮层位置
①室内地坪有高差时;
②室外地面比室内地面高不仅要求墙身按地坪高差的不同设置两道水平防潮层位置在靠近自然土一侧做垂直防潮层构造做法填土前在两道水平防潮层之间的垂直墙面先抹上15-20nm厚的水泥砂浆找平层,然后再刷防水涂料(原冷底子油一道热沥青两道)或用防水砂浆
2.勒脚构造:勒脚建筑物外墙靠近室外地坪的这段墙影响因素
①水
②外力(风化)措施
①加固处理
②防水处理做法⑴墙身加固(加厚或换坚固材料)墙脚处局部加厚或换石材石料或混凝土⑵墙身抹灰(保护层)20厚12水泥砂浆抹面或水刷石、斩假石)⑶墙身贴面(保护层)•材料.・・・・・•高度勒脚做法的高度不应低于室内低坪的高度,具体高度、材料及色彩,可根据立面及造型设计确定・作用加强墙脚防水、加固墙身
3.外墙周围的排水处理位置在建筑物外墙四周勒脚与室外地面交接处,在室外地面上设置散水或明沟⑴散水是在外墙勒脚四周将地面做成向外倾斜的坡面做法与要求
①散水的宽度一般为600~1000,自由落水屋顶散水宽应为挑檐宽+200
②散水的坡度为3%5肌低端高于室外地面20〜
③缝的设置注意
①为了防止由于建筑物的沉降和土壤冻胀等影响导致勒脚与散水交接处开裂,在构造上要求勒脚与散水交接处设缝
②散水沿长度方向设分格缝以适应材料的收缩、温度变化和土壤不均匀变化的影响a散水与勒脚交接点设20的缝b延长度方向隔一定距离设置分格缝c缝内填塞柔性防水材料,以防渗水散水的材料⑵明沟外墙勒脚四周的水平排水沟能将屋面落水有组织地导向地下排水集井的排水沟在外墙脚周边做钢筋混凝土明沟将雨水导入城市排水管网・目的将建筑物四周的地表给水及时排离,以减少外墙勒脚及地下基础及地下结构受到水得不利影响,达到保护外墙墙基的目的前边提到的节点详图?•在建筑围护系统的设计中,“结合部即节点”的设计是设计的关键•“结合部就是指不同的部位、不同材料、不同方向构件之间相连接处的做法,施工图中常称为“节点详图”•建筑构造设计主要就是“结合部”的设计或称节点设计
(二)门窗洞口构造
(1)门窗过梁构造过梁门窗洞口上部设置的跨过洞口的宽度承重构件即过梁作用:当墙体上开设门窗洞口时,为了支承洞口上部墙体所传来的各种荷载,并将这些荷载传递到洞口两侧的窗间墙支承洞口上部的墙体(由于上部砌体相互错缝咬接,过梁上的墙体砂浆硬结后具有拱的作用,故过梁上墙体的重量并不完全由过梁承担,其中部分重量直接传给洞口两侧的墙体(窗要对齐),过梁承担的重量为图中呈三角形的砌体重量,是承重构件形式材料与构造:⑴钢筋混凝土过梁现浇或预制两种(施工方便,速度快)断面尺寸高度应配合砖尺寸一般
60、
120、
180、240o断面形式矩形、L形(见图)搁置过梁伸进洞口两侧支承长度不4240nmi⑵平拱砖过梁砖侧砌而成楔形,灰缝上宽下窄使侧砖向两边倾斜,相互挤压成拱起到水平分力的作用做法单数砖,中间_L(拱心砖),两侧斜出50nm1,两端下部伸入墙内20-30mm,中间起拱高度约为跨度的1/50待受力沉降后恰好达到水平位置高1-
1.5砖扇形缝上宽》20,下宽市5适用G.2M(洞口宽),无集中荷载,地基好,无振动建筑特点省钢材,施工麻烦,技术要求高•窗框与过梁之间的密封和防水⑴密封处理窗框与上口之间的缝隙内填塞弹性密封材料⑵抹灰挤入窗框灰口内,并在窗上口外侧做滴水槽以阻断雨水沿窗上口向窗框及室内渗入
2.窗台窗户一隔分室内和室外窗台特点★室外防止雨水渗入室内;防止窗台雨水污染墙面★室内使用要求,强度,清扫,美观构造(见图)室外窗台★挑出60mm,(平砖高60;斗砖高120)★做向外斜坡,以利排水(抹灰、贴面、清水墙勾缝)★抹灰嵌入窗下槛以防渗,出挑窗台下做滴水(两种)以防脏水污染墙面室内窗台★水泥砂浆抹窗台,高40mm.★预制板窗台水泥板、木板、水磨石板、花岗岩板等
(一)墙身加固措施致使墙身不稳定的原因?墙的长度和高度大于规范规定(前高厚比)或墙身稳定性较差可以采取以下构造措施,增加墙厚、设墙墩(壁柱)、增加扶壁、圈梁等方法
1.门垛和壁柱
①门垛位置墙上开设门洞时,在洞口靠墙转角处或丁字交接处较短的那段墙段作用保证墙身稳定和方便门框尺寸长度一般为120或240宽度同墙厚(符合砖模)(节点详图)
②壁柱(墙墩)墙面柱状突出部分,通常为为一直到顶,可承受上部梁及屋架的荷载(集中荷载)设置墙体受集中荷载的部位或过长墙段中适当的位置作用壁柱与墙体共同承担荷载并稳定墙身尺寸壁柱突出墙面120或240,壁柱宽370或490(结构计算)
③加扶壁扶壁与壁柱不同处主要是增加墙的稳定性,并不考虑承担荷载设置过长或过高墙段中适当的位置•地震与建筑L地震震级与地震烈度⑴震级地震强烈程度,由地震释放的能量大小决定仪器测得18级以上〜3级以下称微震--------------------------------人感觉不到5级以上称破坏性地震-----------------------不成同程度的破坏7级以上称强烈地震--------------------------极大的破坏我国75年2月,辽南地震,
7.3级76年7月,唐山地震,
7.8级⑵地震烈度某一地区地面和各类建筑,遭受影响或破坏的程度★地震烈度与震级;震源深度;震中距;地质条件有关★震中地烈度最大称震中烈度★不同地区,有多个烈度★我国采用“十二度”划分法13度人无感觉〜4度人有感觉,吊灯摇晃6度建筑可能有损坏7度砖石房屋多数有轻微损坏89度大多房屋损坏、破坏少数倒塌〜10度许多房屋倒塌
11、12度普遍毁坏★震中烈度与震级的大致对应关系震级2345688以上7震中烈度1234567781112〜〜〜〜9-
102.基本烈度与设防烈度⑴基本烈度(一个地区)该地区今后一定时期内,可能遭遇的最大地震,即该地区最大地震烈度--------------------------《中国地震烈度区划图》规定⑵设防裂度一个地区,抗震设防依据的地震烈度---------------国家规定的权限审批确定一般情况下可采用基本烈度为单位6度设防;7度以上抗震措施例如北京地区的设防烈度为八度烈度与震级的关系式•M=
0.581+
1.5式中M——震级;I——震中烈度以八度设防为例,其震级为
6.14天津地区的设防烈度为7(
0.15j)水平加速度相当于
7.5度建筑抗震设防主要针对水平地震力,设防烈度每提高1度约增加建筑造价10%左右一般的工业与民用建筑按基本烈度设防,国家特定的重要建筑和大中城市中的供水、供电、通信、医疗、交通、消防等要害部门的建筑物,设计烈度可比基本烈度提高1度★经济意义“小震不坏,大震不倒”⑶建筑重耍性分类★甲类建筑特殊要求的建筑国家规定批准,采取特殊抗震措施产生放射性污染、剧毒气体扩散★乙类建筑国家重点抗震城市的生命线工程---------------提高一度使用功能不能中断或需迅速恢复的建筑★丙类建筑一般建筑(一般工业与民用建筑)----------------基本烈度★丁类建筑次要建筑及不易造成伤亡或较大损失的建筑——降低一度(6度不降)
3.地震对建筑的破坏地震力首先,纵波一房屋上下颠波一垂直地震力随之,横波、面波一房屋左右摇摆——水平地震力垂直力★使结构松散,整体受损(震中距大时,作用小)★墙的薄弱部位被压酥,密集的竖向裂缝★外墙、山墙被压鼓,内外墙交接处拉裂★门窗过粱水平裂缝,粱、楼板裂水平力★墙体交叉裂缝,长度方向水平裂缝★纵横墙交接处,竖向裂缝★墙角破坏,碰撞破坏★柱的弯剪破坏(柱头、柱根)
4.建筑的震害特点⑴型体复杂,平面交错的建筑震害重⑵横墙承重方案的建筑震害轻墙不对应的震害重⑶两端比中间震害重,转角与突出部位震害重⑷屋顶重的震害重,现浇板的震害轻⑸横向刚度弱的,上层重;强的,各层一致⑹设圈粱且布置得当的,震害轻⑺地基土软弱的,有不均匀土层的,震害重
(一)多层砖房的抗震措施方针预防为主;减轻破坏;避免伤亡;减少损失;原则“小震不坏,大震不到”三个水准当遇设防烈度的★多遇地震时,一般不受损坏或不需修理仍可继续使用★设防烈度地震时,可能损坏,经一般修理可继续使用★罕遇地震时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏L结构布置的要求:⑴墙体布置均匀,对应,上下对齐,洞口一致(横墙方案好)⑵房屋高度限值(砖房层高不易超过4米)6度7度8度9度240以上砖墙24米8层21米7层18米6层12米4层★医院、学校横墙少的房屋减3米减一层⑶房屋的总高度与总宽度最大比值6度度8度9度
72.5高宽比
2.
52.
01.5⑷横婚间距(拉通的横向承重墙、抗震墙)6度7度8度9度现浇钢筋混凝土楼板屋顶181815116度7度8度9度承重窗间墙最小宽度
1.
01.
01.
21.5承重外墙尽端至门窗洞边最小宽度
1.
01.
01.
52.0非承重外墙尽端至门窗洞边最小宽度
1.
01.
01.
01.0内墙阳角至门窗洞边最小宽度
1.
01.
01.
52.0无锚固女儿墙(非出入口处)最大高度
0.
50.
50.
50.5预制钢筋混凝土楼板屋顶1515117木屋顶111174⑸房屋的局部尺寸限值(米)砌体墙是刚性材料采用砌筑方式构成,在地震力作用下如无措施来保证其整体刚度时很容易遭到破坏的主要抗震措施是在墙体中设置钢筋混凝土的构造柱和圈粱构造柱和圈粱是墙的一部分,是与墙体同步施工的,其配筋不需结构计算,而是构造配筋作用在墙中形成内框架,以加强建筑物的整体刚度,达到抗震的目的
2.多层砖房的构造措施:pg梁和构造柱作用提高房屋的整体刚度和墙身稳定性,减轻由于地基不均匀沉降对房屋的破坏;有抗震设防地区,对抵抗地震力的影响尤为重要(见书)加强建筑的整体性和空间刚度,减少由于地基不均匀下沉而引起的墙身开裂圈梁的设置圈梁是沿建筑高度方向的每层或隔层楼板处的外墙、部分内墙及屋顶处,沿水平方向设置的连续封闭的“梁从设置来看圈梁并不是单纯意义的梁,并不受弯,他融合在墙体之中的梁构造要点构造要点
(1)位置圈梁上皮与楼板和屋面板上皮在同一标高对控制建筑不均匀沉降的应增设基础圈梁(地圈梁)
(2)断面形式口、L形;
(3)断面尺寸高度4120,宽度同墙厚或4180
(4)材料钢筋混凝土圈梁C15(内配钢筋由纵筋和箍筋形成钢筋骨架)和钢筋砖圈梁(多用于非抗震地区)
(5)数量与设防烈度有关见《规范》★门窗过粱不应采用无筋砖过梁
②钢筋砖圈粱砂浆4M5,高度十五皮砖;466钢筋,上下两层布置,间距120注意•特殊情况
①圈梁与门窗过梁合一
②圈梁被洞口断开时圈梁应交圈封闭,不得以被洞口切断时,应在就近高度设小粱补强,两梁搭接长度L22H(上下圈梁之间高差)设置要求:墙类烈度
6、789屋盖处及隔层楼盖屋盖处及每层楼盖处外墙及内纵墙处屋盖处及每层楼盖处同上;屋盖处间距》同上;屋盖处延所有横内横墙7m;楼盖处间墙,且间距》7m;楼盖同上;各层所有横墙距15m;构造柱对应处且间距》7m;构造部位柱对应部位圈粱配筋要求配筋烈度
6、789最小纵筋46846104412最大箍筋间距(mm)250200150⑵构造柱:作用圈梁和构造柱共同工作形成建筑物的内骨架,以加强建筑的整体刚度和稳定性,达到抗震的目的(是防止房屋倒塌的一种有效措施)构造柱的设置沿建筑竖直方向间隔一定距离沿结构墙体即震害较重,构造连接比较薄弱和易于应力集中的部位,设置的贯通房屋全高的“柱位置震害较重、连接构造比较薄弱和易于应力集中的部位(与烈度有关见书表)一般设在外墙四角、内外墙交接(或错层)处、较大洞口两侧、大房间及楼、电梯间四角等构造连接比较薄弱部位与建筑层数、抗震设防烈度有关(见表)构造要点
①断面尺寸最小截面240X180;
②材料钢筋混凝土配筋竖向钢筋4力12,箍筋由466,@250上下加密(圈梁上〜下1/6层高或450范围内,加密至@100随烈度和层数的增加其断面和配筋可适当加大)
③与墙的拉结6度7度8度9度
4、
53、
42、3外墙四角,错层部位7〜8度时,楼、电梯间四角隔开横墙与外纵墙交接间横墙(轴线)与外橘交6〜
5、642处,较大洞口两侧,大接处,山墙与内纵墙交接处,7〜房间内外墙交接处89度时,楼、电梯间四角内墙(轴线)与外墙交接处,内墙局部较房屋层数
75、
63、4小墙垛处,79度时,楼、电梯〜间四角9度时内纵墙与横墙(轴线)交接处钢筋骨架每隔500nrni,设2@6拉筋,伸入长度41米
④施工先砌墙,后浇构造柱,墙成马牙搓,先退后进马牙搓沿高度方向W300,(即所谓五进五出)中距500下端伸入室外地面500mm或锚入基础圈粱设置部位一般粘土砖房构造柱的设置部位设置部位
4.空心砌块墙墙芯柱:构造要点插筋C15细石混凝土(见图)形成构造柱抗震措施(芝加哥大地震)美国研究使用的基础分离装置,基础与上建筑之间加置柔性胶垫,当地震时上面的主体可随柔性胶垫整体移动减少结构之间因地震力产生应力破坏但造价太高,主要用于重要建筑其他建筑则有的用内加刚结构进行加固变形缝放在后面讲§3隔墙构造要求:好相关课程的内容以使建筑构造的学习取得事半功倍的效果X
四、学习本课程的目的L掌握建筑构造的基本原理、设计方法、应用技术及相关法规
2.培养建筑构造设计的综合能力
3.训练与提高绘制建筑施工图的基本技能3)学习目的(最终达到培养目标)1•理解掌握建筑构造的基本原理、设计方法、应用技术及相关法规(不但知道怎麽做,还要知道为什麽这麽做)通过课程的介绍和讲解,理解掌握建筑构造的基本原理和一般方法三个好处
①对于内容庞杂,枯燥难记的构造做法,不但知道怎麽做,还要知道为什麽这麽做要举一反三(不能光靠背)如平面图中双墙线
②对于新技术、新材料,掌握建筑构造的基本原理,就能很快的理解、接受和掌握,变成自己的东西并应用到你的设计中去
③掌握建筑构造的基本原理,还可以进行建筑设计的创作和创新,成为新技术的发明者(发现问题)2,培养建筑构造设计的综合能力(有一些课程设计作业,不但掌握基本原理,还要绘图纸表达)
3.训练与提高绘制建筑施工图的基本技能(应用所学知识进行完整的建筑施工图设计)※重点康筑构造设计在整个建筑设计过程中的重要作用建筑构造的基本原理、设计方法及相关规范※难点根据建筑构造的基本原理和设计方法,结合建筑设计教学环节,在方案设计的基础上深入进行构造设计通过这门课程的学习,本课程教学目的是教授学生建筑设计中各个部分的构造设计方法及做法要求学生掌握建筑构造的基本原理、设计方法及相关规范并能够应用所学知识,结合课程设计深入进行建筑构造设计,学会构造设计与施工图表达关系,解决理论与实践的问题(大纲)理解建筑构造设计在整个建筑设计过程中的重要作用自重轻、分割空间灵活、便于拆改防火、隔声、防潮、防水与建筑结构系统构件有良好的连接自承重墙
①自重直接传给基础
②自重直接传给其他构件板材隔墙按材料、施工工艺及构造方式分为三大类
①块材隔墙(砌筑类)
②轻骨架隔墙(立筋类)
③板材隔墙(立条板类)
④悬挂类(本册书无)
一、块材隔墙(砌筑类)
1.半砖隔墙(直接在楼板或地面上砌筑的)厚度半砖120厚;材料粘土砖或页岩砖及砌筑砂浆(不低于M
2.5)保证强度厚度120厚组砌方式一般半砖,满条砌法构造要点保证其自身的稳定性,与周边构件有良好的联结节点,并保证其不承重超过高宽时M
2.5时,限高
3.6M,限长6M,M
5.0时,限高4M,限长6M每
1.2M高设3050厚〜水泥砂浆砌入266钢筋与周边构件连接顶部用斜砌砖或用木楔挤紧(要虚码留有空隙,确保不承重)左右留搓或500高设206拉筋,长度1000★墙与门窗连接处,预埋铁件或带有木楔的混凝土块特点自重大;工业化程度低★粘土空心砖厚度190X190X90和190X90X90侧立砌,两面抹灰各15厚墙厚120构造要点粘土空心砖应用整砖砌筑,不够整砖时用实心砖填充,避用碎砖与外墙连接处,或门窗洞口两侧砌粘土砖加固
2.砌块隔墙厚度砌块的规格构造防潮与稳定性,局部与砖镶砌
3.框架填充墙厚度由砌块尺寸而定,外墙250厚、内墙200厚(天津通用做法)构造与砖墙类似粘土空心砖应用整砖砌筑,不够整砖时用实心砖填充,避免用碎砖砌块隔墙下应先砌35皮砖与外墙连接处,或门窗洞口两侧砌粘土砖加固〜建筑的三要素实用、、坚固、美观建筑空间是现代人类生存和活动的主要场所,它使人类避开自然界中的某些不利因素的影响,生活在相对舒适和易于控制的环境中通过本课程的学习,能从系统地观点来了解,建筑物作为室内外空间的中间屏障及具有美学特点的独立实体,除必须满足使用者的要求同时必须适应其外部自然或人工条件变化的影响(客观环境)86年我国的建筑方针“适用、安全、经济、美观简单的说建筑空间基本的构成有墙和顶板围合的空间,不但满足功能的需要,还必须要安全和舒适的要求重点建筑构造设计在整个建筑设计过程中的重要作用建筑构造的基本原理、设计方法及相关规范难点根据建筑构造的基本原理和设计方法,结合建筑设计教学环节,在方案设计的基础上深入进行构造设计(理论结合实际的问题即应用的问题)X
五、要求
1.足够的重视-专业要求-研究生考试-注册建筑师.
2.保证听课-教材内容地区性强,新的内容不断变化
3.记好笔记-投影片特点加深印象和理解
4.课后及时复习-对照实物加深理解;加强与课程设计的联系与应用5)要求:
1.足够的重视-专业要求-研究生考试-注册建筑师
2.保证听课-教材内容地区性强(各地客观环境与特点不同)新的内容不断变化(新材料的出现)
3.记好笔记-投影特点加深印象和理解
4.课后及时复习-对照实物加深理解加强与课程设计的联系与应用要理论联系实际,要多观察,勤思考,多接触工程实际,对于本课程的学习会取得事半功倍的效果※参考书
(1)刘昭如.建筑构造设计基础.北京科学出版社,
2000.
(2)樊振和.建筑构造原理与设计.天津天津大学出版社,
2004.
(3)刘建荣、翁季主编.建筑构造下册.北京中国建筑工业出版社,
2004.•教学安排考核方式课堂讲课48学时;课程设计作业和考试※§1建筑物的构造组成※
一、一般民用建筑常用的建筑结构体系*
二、建筑物的构造组成什麽是建筑?建筑是人为构筑而成的,供人们进行生产、生活、活动的空间除使用方便(使用功能)还要安全、舒适建筑物的两大基本功能主要由承重构件和围护构件等构成由建筑的两大基本功形成的两大体系※常用的建筑结构体系*
1.墙承重结构体系-空间整体结构(骨架)
2.柱承重结构体系(框架结构、排架)X I.墙承重结构体系・最大特点是墙体既用来围护、分隔空间,又用来承担梁板所传递的荷载适用空间分隔明确、开间较小的建筑物荷载的传递路线……
1.墙承重结构体系(建筑的构成)特点这种结构体系中的墙体墙体多数情况下是垂直承重构件,同时还是围护和分隔空间的构件荷载的传递特点(不能随意的拆墙)从而将受到结构的限制和约束适用于空间分隔明确、开间较小的建筑物如住宅、办公楼、学校等建筑荷载传递板(梁、顶板)一承重墙一基础一地基荷载建筑的自重、人、家具和设备的重量及风力、雪的重量、地震力等恒载(建筑物自重等)和活载(人、家具、设备、风、雪等荷载)X
2.框架结构体系・最大特点是把承重结构与围护结构分开,它的柱和梁为承重骨架支承楼板,再根据功能要求填充墙体适用跨度和空间要求较大的建筑荷载的传递路线:
2.框架承重结构体系特点一根框架(两根柱子支承一根梁)代替了一片承重墙,最大限度的减少了垂直承重构件所占的空间,其相邻的两部分空间可即连通又能自由分隔其梁下是空的荷载的传递特点(空间布置灵活)在框架重结构体系中柱子成序列有规则地排列,有纵横两个方向的梁将它们连接成整体支承上不板的荷载而墙体的作用只分隔空间,叫填充墙它适用于跨度和空间要求较大的建筑按构件的方向分为垂直承重构件和水平承重构件X结构建筑物中要承受各种各样的荷载的作用的构件(骨架),整体称为结构结构建筑物中要承受各种各样的荷载的作用的构件(骨架),整体称为结构建筑物是由一套完整结构承载系统支撑的建筑空间不同的建筑材料(常用的建筑材料有…力学性能)决定了不同的结构体系,它的承载方式也不同本册所讲的最基本的两种结构形式承重结构构件的材料不同,决定了它的结构形式就不同,结构形式不同承载方式就不同讲过的两种结构体系……X不管建筑物属于哪一种结构体系,我们都可以将其划分为竖向承载分系统和水平承载分系统两个分系统★不管建筑物属于哪一种结构体系,我们都可以将其划分为竖向承载分系统和水平承载分系统两个分系统★竖向承载分系统一结构墙体、柱及地下延伸部分基础等结构构件一般在荷载的作用下工作状态以受压为主应选用抗压强度较好的材料★水平承载分系统一楼板、梁、屋顶、楼梯及地坪结构层等构件一般在荷载的作用下工作状态以受弯(压和拉)为主(钢筋混凝土)钢筋和混凝土目的对于各分系统工作特点,
①来合理的确定构件的材料(才能充分的发挥材料的性能)、
②要根据受理的特点,进行合理的结构设计,构件的截面形状和尺寸、节点的连接方式以及具体的结构计算(材料的力学性能)※
二、建筑物的构造组成
(1)基础
(2)墙或柱
(3)楼板层和地坪层
(4)饰面装修
(5)楼梯和电梯
(6)屋盖
(7)门窗其他(见图--)⑴基础(定义、作用、要求)是墙或柱延伸到地下部分最下部的承重构件,它要承受建筑物的全部荷载,并将荷载传给基础要求有足够的强度和稳定性,同时应能抵御地下土层中的各种有害因素的作用⑵墙(或柱)墙,在多数情况下也是垂直承重构件按其所在位置及作用,分为外墙和内墙,是围护和分隔构件作用要将屋顶、楼层、楼梯等构件上的荷载包括自重传给基础分别要求它们具有足够的强度、稳定性以及保温、隔热、节能、隔声、防潮、防水、防火等功能及经济性和耐久性为扩大空间,提高空间的灵活性,以柱代墙,柱是垂直承重构件,墙体只起隔离和围护作用自重传给梁由砖、石砌块等气体⑶楼盖层和地坪层它是建筑物水平承重构件同时水平方向的分隔构件,楼层之间用楼板分隔上下空间作用有3点
①提供一支承着人和家具设备的荷载的活动平台
②并将这些荷载和自重传递给墙或柱
③楼板层还起着墙或柱的水平支撑的作用,以增加墙或柱的稳定性要求它应具有足够的刚度和强度根据上下空间的特点,还应有隔声、防火、防潮、防水保温、隔热等功能地面层是指建筑物底层地坪,地面层贴近土壤,应具有传力均匀及防潮、保温等性能要求⑷饰面装修依附于结构层表面的层次,其作用是美化建筑表面、保护结构构件、提高建筑物里物理性能等(白墙)⑸楼梯和电梯是多层建筑中的垂直交通工设施(为了楼层之间的交通联系构件)应是水平承重构件,供人们上下楼层交通、疏散人流及运送物品之用要求足够的强度和刚度;足够的通行宽度和疏散能力;并具有防火、防滑、耐磨等功能
(6)屋盖是建筑物水平承重构件,顶部的围护构件作为承重构件,要承受风雪、人员活动的活荷载(上人屋面)和施工期间的各种荷载,将自重及屋面荷载传给墙或柱作为围护结构,它要抵抗风、雨、雪的侵袭和太阳辐射热的影响要求屋顶应具有足够的刚度和强度;保温、隔热、防水、防潮、防火、耐久及节能等功台匕目匕⑺门窗为了室内和室外,房间与房间既联系又分隔,墙上就要开门;门主要用来通行人流;。
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