优质建筑课件推选——建筑构造与识图PPT教案.ppt
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1、3 民用建筑构造,本章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。,本章提要,本 章 内 容,3.1 概述 3.2 基础与地下室 3.3 墙体 3.4 楼板层与地面构造 3.5 门与窗的构造 3.6 楼梯的构造 3.7 屋顶的构造,3.1 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
2、)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。,3.1.1 民用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3.1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
3、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。,3.1.2 民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3.1 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
4、,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。,3.1.3 影响建筑构造的因素及构造设计原则,3.1.3.1 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
5、应工业化、经济合理、形体美观等各项要求。,3.1.3.2 房屋构造设计原则,3.2 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。,3.2.1 基础的要求与埋置深度,3.2.1.1 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3.2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
6、上的荷载大小和性质。 (3)工程地质和水文地质条件。,3.2.1.2 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3.2 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
7、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。,3.2.2 基础的类型与构造,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3.3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11.5,如图3.4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。,3.2.2.1 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
8、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3.5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70100mm。,图3.3 砖基础的构造,图3.4 基础宽度与高度关系,图3.5 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。,3.2.2.2 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
9、为板式结构和梁板式结构两类,如图3.6(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3.6(c)所示。,3.2.2.3 整片基础,图3.6 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。,3.2.2.4 桩基础,地
10、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。,3.2.3 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3.7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。,3.2.3.1 地下室的分类,图3.7 地下室示意,地下室一般由顶板、底板、侧墙、楼梯、门
11、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。,3.2.3.2 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
12、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。,3.2.3.3 地下室的防潮防水,3.3 墙体,(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
13、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。,3.3.1 墙体的种类、承重方案及构造要求,3.3.1.1 墙的种类,(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
14、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。 墙的种类如图3.8所示。,图3.8 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3.9(a)所示。,3.3.1.2 墙体的承重方案,(2)纵墙承重方案 纵
15、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3.9(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3.9(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
16、。如图3.9(d)所示。,图3.9 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,图3.9 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,图3.9 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,图3.9 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,(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
17、、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。,3.3.1.3 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。 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。,3.3.2 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
18、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3.10所示。,3.3.3 砖墙的细部构造,3.3.3.1 勒脚,图3.10 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,(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3.11所示。散水的宽度一般为6001000mm,坡度3%5%,并
19、应比屋顶檐口宽出100200mm。,3.3.3.2 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3.11 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
20、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。,3.3.3.3 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3.12所示。,3.3.3.4 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3.12 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
21、,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3.13所示。,3.3.3.5 窗台,图3.13 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。,3.3.3.6 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
22、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,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
23、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3.14所示。,图3.14 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。,3.3.3.7 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
24、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。 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
25、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)面板一起现浇。未设置圈梁的楼面板嵌入墙内的长度不应小于120mm,并沿墙长配置不少于210的纵向钢筋。,构造柱是指夹在墙体中沿高度设置的钢筋混凝土小柱。砌体结构设置构造柱后,可增强房屋的整体工作性能,提高墙体抵抗变形的能力,并使墙体在受震开裂后裂而不倒。 (1)构造柱的设置 构造柱设置部位
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