建筑构造

1第一章构造概论--①建筑构造的内容：建筑构造是一门研究建筑物各组成部分的构造原理和构造方法的学科。涉及到建筑材料、建筑物理、建筑力学、建筑结构、建筑施工以及建筑经济等有关方面的知识，主要任务在于根据建筑物的功能要求，提供符合适用、安全经济、美观的构造方案。②基本概念：建筑六大部件：基础、墙、楼地面、楼梯、屋顶、门窗结构体系：单层、多层建筑：墙承重结构、框架承重结构、排架承重结构大跨建筑：拱结构、桁架、网架、薄壳、折板、悬索※按材料分：混合结构、钢筋砼结构、钢结构钢筋混凝土结构基本知识：多层常用框架、框架——剪力墙和剪力墙体系，高层、超高层多用剪力墙和筒体体系。房屋适用的最大高度：①框架：现浇≤60m，装配整体≤50m②框架——剪力墙：现浇≤130m，装配整体≤100m③剪力墙：无框支墙≤140m，部分框支墙≤120m④筒中筒：≤180m房屋最大高宽比：框架≤5，框架——剪力墙≤5，剪力墙≤6，筒中筒≤6钢结构基本知识：选用钢材通常为普通碳素钢和普通低合金钢，主要用Q235（屈服强度N/mm）。钢材规格：钢板、型钢（角钢、槽钢、工字钢）、薄壁型钢2钢结构特点：①强度高②材质均匀③塑性、韧性好④工业化程度高⑤可焊性⑥耐腐蚀性差⑦耐火性差超高层钢结构：纯钢：钢框架＋支撑、钢框架＋钢板剪力墙钢＋砼：钢框架＋砼剪力墙、砼筒＋钢框架、（外）钢框筒＋（内）砼筒③影响构造的因素：静载、动载、水平荷载、垂直荷载气候条件人与设备灾害——防火、防震、水灾第二章基础与地下室(1)基本概念：建筑物与土壤直接接触的部分称为基础，支承建筑物重量的土层称为地基。第一节土壤的基本知识土是岩石在长期风化作用下产生大小不同的松散颗粒，经过各种地质作用而形成的沉积物，分为残积土、堆积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土。①土的组成土一般由矿物颗粒（固相）、水（液相）、空气（气相）组成。孔隙完全被水充满时为饱和土，孔隙完全被气体充满时为干土。土中水液态水、气态水和固态水。固态水指土中水结成的冰，气态水指土中出现水蒸气，对土的影响不大。液态水包括化学结合水、表面结合水（弱结合水对粘性土的物理力学性质影响最大）及自由水。分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等。作为地基土具有下列特性：31.压缩与沉降碎石类土及砂土的土质较坚硬，透水性大，水易从孔隙中排出，因此可压缩性小。在建筑物建造时期沉降较快，往往在施工结束后沉降基本终止。不均匀沉降2.抗剪与滑坡土的剪力强度主要是取决于土的内聚力和内摩擦力。建筑地基不允许土因剪力而产生滑动变形。土的抗剪强度会影响施工中开挖基坑（或基槽）时边坡的稳定性，也影响土对挡土墙的压力作用。所谓滑坡是指土层内部潜在倾斜的和具有抗剪强度差的滑动面，在外界河流冲刷、地下水的活动或地震等的影响下，使部分土层或岩层在重力作用下，沿一定软弱面以水平位移为主的变形现象。针对滑坡的对策：建筑基地应尽量避开可能产生滑坡现象的地段。在地形地质复杂的山区建设中，应采取各种防止滑坡的措施，如设挡土墙、排除地面水、截流地下水或山地植林等。3.土中水对地基的影响含水量针对溶洞的对策：可在裂缝中灌入粘土、沥青、水泥浆或混凝土等，还应设排水沟，排除地面水，防止溶洞的发展。流砂现象针对流砂的对策：可采用打板桩，切断地下水流入基坑的通路，或采用井点排水法等人工降低地下水位的办法制止。——在施工过程开挖基坑（或基槽）时，流砂现象会造成基坑侧壁塌落和建筑物下陷，上部结构产生裂缝和倾斜等。——指土中水的重量和土颗粒的重量比，通常用百分比表示。它是判断粘性土在天然情况下的状态和性质的重要指标。含水量的多少直接影响粘性土地基的承载力。——当地基土层构造变化较大，厚薄分布不均，或在均匀的软弱土层相邻两建筑间的距离过近，均会使建筑物产生不均匀沉降。土的地基特性土的工程分类4第二章基础与地下室(2)--第二节地基①有关地基的几个概念持力层和下卧层：直接承受建筑物荷载而需要进行计算压力的土层称持力层，持力层以下的所有土层称下卧层。地耐力：地基在稳定的条件下，每平方米所能承受的最大垂直压力，称地基容许承载力或地耐力。②建筑物沉降观测沉降观测主要是控制地基的沉降量与沉降速率。沉降速率减少到0.05mm/d以下时，可认为沉降趋于稳定。民用建筑每施工完一层（包括地下部分），应观测一次。工业建筑按不同荷载阶段分次观测，但施工期间的观测不应少于4次。建筑物竣工后的观测，第一年不少于3～5次，第二年不少于2次，以后每年1次，直到下沉稳定为止。③地基处理1.天然地基与人工地基2.地基土人工处理的一般原则首要原则是尽量利用天然地基。治理方案要上下结合，尽可能减轻上部自重并利用上部结构的整体性调整基底压力，使其分布与地基承载力的分布相适应。尽量采取“宽基浅埋”。3.人工地基的加固方法A.机械压实法：机械碾压法：适用对象：大面积填土地基方法提示：采用平碾、羊足碾、振动碾等方法压实地基土。分层压实的铺填厚度一般为20～30cm，振动碾压可达60～130cm。重锤夯实法：适用对象：地下水位距地表为0.8m以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土及分层填土的地基方法提示：用起重机将重锤提升到一定高度自由落下，重复夯打，使地基表面形成一层硬壳层。锤重1.5~3.0t，落距一般采用2.5~4.5m，夯打遍数一般为8~12遍，有效夯实深度可达1.2m左右。夯实后，地基承载力一般可达100kPa~150kPa。夯打时基土应保持最优含水量。对于饱和软土层，应降低地下水位后再夯打，避免出现“橡皮土”。振动压实法：适用对象：粘土颗粒含量少，透水性较好的松散杂填土及砂土地基方法提示：使用振动压实机械使之产生很大的垂直振动力将地基表层振实（浅层处理）5强夯法：适用对象：碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、人工填土及湿陷性黄土地基方法提示：将80KN~400KN的重锤提升到8~40m的高度自由落下，对土进行强力夯实经夯实加固后，地基承载力可提高3～4倍，压缩性可降低200％～1000％，其影响深度在10m以上。但此方法施工时产生的噪声与振动很大，影响附近建筑物，在城市中不宜采用。B.换土垫层法：适用对象：湿陷性黄土、膨胀性土等软弱地基及暗沟暗塘浅层处理，用于上部建筑物荷载不大时方法提示：将较弱土层如淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层，部分或全部挖去，换成其他较坚硬的材料，如中砂、粗砂、碎石、矿渣、石屑、素土、灰土等松散材料6C.挤密法、振密法：适用对象：砂土、粉砂或部分粘土粒含量不高的粘性土土或灰土桩挤密法：适用对象：地下水位以上含水量不高的湿陷性黄土、素填土或杂填土地基方法提示：在钢管打入土中时挤压周围土体，然后在孔内分层填入素土或灰土，经夯实后成土桩，与桩间土组成复合地基砂桩挤密法：适用对象：松散砂土、素填土和杂填土地基，饱和粘性土地基上主要不以变形控制的工程也采用砂桩置换处理方法提示：宜用锤击或振动沉管方法，使砂桩压入土中振动水冲法：振冲法分为振冲置换法和振冲密实法两类。适用对象：振冲置换法适用于不排水、抗剪强度不小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。振冲密实法适用于砂土和粉土等地基方法提示：利用振冲器喷射压力水振冲成孔，当振冲器下沉至设计深度后，在孔中填入碎石再射水振动，自下而上逐段（3.3～0.8m）振实，形成密实的圆柱体，即为振冲桩，亦称碎石桩详见“⑧桩基础的基本知识”。D.排水固结法：7适用对象：厚度较大的淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘土地基堆载预压法：方法提示：在软土和冲填土地基上堆以土、砂、石或其他重物，使地基土在自然状态下逐渐固结砂井堆载预压法：方法提示：在地基中用钢管成孔，孔中灌满砂土成为砂井，砂井顶面铺一层厚度≥0.5m的砂垫层，然后堆载预压E.化学加固法：适用对象：用于软地基的处理，特别是已建成的工程事故处理或地基的加固等方法提示：利用化学溶液或胶结剂，通过压力灌注或搅拌混合等措施，而将土粒胶结起来化学加固法具体有如下几种：硅化法：方法提示：用压力将水玻璃浆液（配以氯化钙、铝酸钠浆液）灌注入土中，经化学反应而生成硅胶，将土粒胶结起来而成为整体高压喷射注浆法：适用对象：淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基方法提示：用工程钻机具成孔后，再用高压脉冲泵使浆液通过安装在钻杆下部侧面的喷嘴向四周旋喷，边喷射边提升钻杆。高压射流破坏土体结构并使浆液与土粒混合，胶结硬化后即形成圆柱状的旋喷柱深层搅拌法：适用对象：淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值fK120kPa的粘性土地基方法提示：通过特制的深层搅拌机械，在地基深部将喷出的水泥浆和软土强制拌和，结硬后成为有足够强度的水泥加固土，形成复合地基，共同承受建筑物的荷载粉体喷射搅拌法：方法提示：以生石灰或水泥等粉体材料，利用钻头的高速旋转，将喷出的粉体与软土充分搅拌混合，从而形成强度较大的水泥土桩或石灰桩，并与桩周地基土起复合地基作用，加固效果显著浅层处理与深层处理：在以上各种地基处理方法中，机械碾压法、重锤夯实法、振动压实法及换土垫层法等加固处理的影响深度较浅，属于浅层处理方法。而强夯法、挤密法、排水固结法、高压喷射注浆法、深层搅拌法等加固处理的影响深度较深，属于深层处理方法。F.其他方法：加筋法：利用竹筋或其他编织物，临时加固土表层，常用于淤泥或填土处理褥垫法：对不均匀地基、半岩半土地基设置砂石垫层进行调整卸荷法：常用于治理建筑物的不均匀沉降和滑坡体砂包基础：利用砂石在基础底部和侧面形成不良地基的隔离层，常用于治理膨胀土地基帷幕：建筑物基础周围建立不透水隔离覆盖层，保持地基含水量不变。用于湿陷性黄土地基和膨胀土地基挡土墙：用于防治滑坡体地基短桩基础：用于各种地基处理，主要可用于建筑物要求高和其他方法不适用时预浸水：用于强自重湿陷性黄土地基8④减轻地基不均匀变形及其对房屋影响的措施合理安排施工顺序，先建重、高部分，后建轻、低部分，先主体建筑后附属建筑。活荷载大的建筑物（如料仓、油罐等），在施工前有条件时可先堆载预压；使用期间应控制加载速率和加载范围，避免大量、集中和迅速加载。注意打桩、井点降水及深基开挖对附近建筑物的影响。在已建成的轻型建筑物周围，不宜堆放大量堆载物，注意对淤泥及淤泥质软弱土的保护，减少搅动。⑤桩基础的基本知识桩的分类：①按承载性状分类：摩擦型桩——桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力承受，分为摩擦桩和端承摩擦桩两类。端承型桩——桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受，分为摩擦端承桩和端承桩两类。②按使用功能分类：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩、复合受荷桩。③按桩身材料分类：混凝土桩——预制桩与灌注桩。钢桩——大直径钢管桩。组合材料桩——如钢管桩内填充混凝土，或上部为钢管桩下部为混凝土等型式的组合桩。④按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩⑤按桩径大小分类：小桩、中等直径桩、大直径桩。桩的工艺特点与构造：①预制桩：截面常设计成方形与圆形的实心断面，也有圆柱体的空心截面。接桩方法有钢板焊接桩、法兰接桩及硫磺胶泥锚接桩。②灌注桩：沉管灌注桩——将带有活瓣桩尖或预制混凝土桩尖的钢管沉入（锤击、振动、静压、振动加压）土中，向管中灌注混凝土，以边振动边拔管成桩的质量较好。钻孔灌注桩——利用各种钻孔机具钻孔，清除孔内泥土，再向孔内灌注混凝土。施工时可采用钢套管或泥浆护壁，防止孔壁坍落。桩径较大，一般为600～1600mm。钻孔扩底灌注桩——用钻机钻孔后，再通过钻杆底部装置的扩刀，将孔底再扩大。扩底后的直径不宜大于3倍桩身直径。爆扩灌注桩——用钻机成孔或用爆炸成孔，再在孔底放爆炸，使底部扩大成近似状的桩头，在孔内灌注混凝土成桩。爆扩桩长度，扩大头直径为桩身直径的2.5～3.5倍。第三章墙体(1)--第一节概述9①墙体分类：按所处位置不同：内墙和外墙按结构受力情况不同：承重墙和非承重墙。非承重墙包括隔墙、填充墙和幕墙。填充墙和幕墙承受风荷载，并把它传给骨架。按材料不同：砖墙、石墙、土墙及混凝土墙按构造和施工方式不同：叠砌式墙、版筑墙和装配式墙叠砌式墙——实砌砖墙、空斗墙和砌块墙