第三章建设工程的组成与构造

第三章建设工程的组成与构造预期16分左右。教材变化：P199增加了地下工程。本章重点：1.结构构件的强度、刚度和稳定性；2.建筑工程的基本组成；3.基础的分类和构造；4.墙体的作用、分类、强度和稳定性要求；墙体的构造和变形缝；5.楼盖结构体系、梁和现浇板的分类、构造及受力特征；6.钢筋混凝土楼梯的分类、结构与受力特点；7.平屋顶的构造层次及功能、坡屋顶的承重体系及构造体系；8.砖混、排架、框架、剪力墙、框架-剪力墙的传力路线、结构特征。第一节概述一、建筑工程结构荷载（熟悉）（一）荷载的概念荷载分两类，一类是直接的，比如我们的重量压在楼板上，并使结构内部产生内力效应的力。另一类，称之为作用：沉降、温差、地震。（二）荷载的分类和表示方法按时间变化、作用位置、分布范围分为三类。注意：1.结构自重----永久荷载、固定荷载2.楼面上的活荷载----可变荷载、移动荷载3.吊车荷载----可变荷载、移动荷载二、结构构件的强度、刚度和稳定性（掌握）（一）强度强度是指材料或构件抵抗破坏的能力。它取决于材料特性。（二）刚度刚度是指构件抵抗变形的能力。同样材料，取决于构件截面大小。（注意，前提是在同样材料下。）（三）稳定性细高的、受压的杆件，必须保证稳定性。取决于高厚比。例如，举重运动员例如：以下结构构件中，当荷载超过设计值时，有可能失稳的是（A）。A.砖混结构中承重的砖墙B.钢屋架中的拉杆C.单层工业厂房中的吊车梁D.钢筋混凝土框架中的屋面板[答疑编号10030101：针对该题提问]三、建筑工程结构构件基本变形和受力分析（熟悉）（一）建筑工程构件的基本变形轴向拉压、剪切、扭转、弯曲。（手写板图示0301-01）（二）建筑构件受力分析1.安全工作的三方面：⑴作用在构件上力的大小。其他条件不变的情况下，施加外力越大，构件越不安全。⑵构件的横截面面积的大小。荷载相同、材料相同的情况下，构件截面越大越安全。⑶构件本身材料的力学性能的好坏。材料强度越高，材质越好，构件越安全。同样粗细的铁棒比木棒结实。2.三个力：⑴轴向拉压：外力和内力大小相等，方向相反。（手写板图示0301-02）⑵剪切。⑶受弯。3.结点----构件之间相互联接的地方，叫结点。⑴铰结点：不能移动，可以转动。⑵刚结点：既不能移动，也不能转动。我们在连接阳台时，一定是刚结点。区别：铰结点不能移动，但可以绕结点自由转动；刚结点既不能移动也不能转动。4.支座----结构构件与基础、支承部分相连接的装置，叫支座。楼板搭在墙体上，墙是楼板的支座。注意支座和结点的区别。支座的分类：（手写板图示0301-03）⑴可动铰支座：垂直方向不能移动，可以转动，可以沿水平方向移动。⑵固定铰支座：可以转动，水平、垂直方向不能移动。⑶固定支座：水平、垂直方向不能移动，也不能转动。⑷定向支座：可以水平方向平行滑动，垂直方向不能移动，也不能转动。5.简支梁的受力分析均布荷载作用下的简支梁，在跨中处弯矩最大；在支座处剪力最大。（手写板图示0301-04）（手写板图示0301-05）四、建筑工程的基本组成（掌握）（手写图示0302-01）有基础、墙（柱）、楼盖、楼梯、门窗和屋顶等六部分组成。1.基础：承受建筑物全部荷载，并将其传递到地基上。2.墙（柱）：墙是承重、围护和分割构件。柱是竖向承重构件。3.楼盖：承受水平荷载，并把它传递给墙或柱子。增强房屋的整体性和抗震能力。4.楼梯：垂直交通设施。5.屋顶：围护和承重构件。围护指保温、隔热、防水。6.门窗：门是内外交通和隔离房间之用。窗是采光和通风。第二节建筑工程地基、基础一、地基、基础的概念（熟悉）地基----承受建筑物全部荷载的土层，是地球的一部分。基础----承受建筑物全部荷载，并将其传到地基上。是建筑物的一部分。地基每单位面积能承受的基础传下荷载的能力，称为地基的承载能力或称地基允许承载力。地基可以分为天然地基和人工地基。（一）天然地基----不需经过人工加固，可直接使用的地基。1.岩石类：按岩石的种类和风化程度确定承载力。2.碎石类：允许承载力因密实程度不同而变化。与含水率无关。3.砂土：4.粘性土：随含水量多少而不同。含水量小，坚硬，强度很大；流动状，失去力学强度。5.粉土：允许承载力与其孔隙比及含水量有关。孔隙比小、含水量小承载力高。6.人工填土：承载力较低。特殊土：湿陷性黄土、冻土、软粘土、膨胀土。4种（二）人工地基人工加固地基的方法----压实法、换土法、打桩。对地基的要求：1.足够的强度；2.总沉降量和不均匀沉降量小。二、基础设计原理（熟悉）（一）基础底面积大小的确定取决于地基承载力。（二）基础断面形式----取决于基础所用材料的性能。1.刚性基础⑴定义----砖、石、混凝土等刚性材料组成的基础。⑵特点----抗压大，抗拉、弯、剪差。基础难免受拉、弯、剪力。（手写图示0302-02）⑶刚性角----砖基础h/d，一般取1.5～2.0，混凝土基础取1.0（手写图示0302-03）刚性基础必须满足刚性角的限制，使基础具有抵抗能力。砖1：1.5～2.0；混凝土1：1。（手写图示0302-04）2.柔性基础----钢筋混凝土基础。不受刚性角限制，宽度很大，可以浅埋。例如：某工程拟采用混凝土条形基础，其上为240mm厚砖墙，混凝土基础底面宽度为840mm，则混凝土基础的合理高度应为（）mm。（手写图示0302-05）A.200B.270C.300D.540答案：C[答疑编号10030201：针对该题提问]例题：决定条形基础断面形式的最主要因素为（）。A.地基承载力大小B.建筑物荷载大小C.基础所用材料性能D.建筑面积大小答案：C[答疑编号10030202：针对该题提问]（三）基础埋深的确定1.基础埋深定义----由室外设计地面到基础底面的垂直距离。最小的埋深不得小于0.5m。2.基础埋深的确定条件：5条。（1）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；（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）相邻建筑物的基础埋深；（5）地基土冻胀和融陷的影响。3.筏形和箱形基础埋深的确定：天然地基的基础埋深不小于建筑物高度的1/15；桩箱和桩筏的基础埋深不小于建筑物高度的1/18～1/20。4.相邻基础埋深的确定（手写图示0302-06）相邻基础埋深的确定：新的基础埋深不宜大于旧的；两基础间保持一定净距。三、基础的分类及构造（掌握）（一）按所用材料分类4种刚性基础；1种柔性基础。（二）按外形分类1.条形基础：（带形）多为墙下基础。也可以是柱下。（手写图示0303-01）2.独立基础：柱下的。可以现浇，也可以预制（杯形基础）。3.筏形基础：上面建筑物重量越大，下面地基承载力越差，基础底面越大，连成一片。适合于软弱地基和上部荷载较大的建筑物。4.箱形基础：适合于软弱地基和上部荷载较大的建筑物。筏形基础和箱形基础又可称为满堂基础5.桩基础：⑴适合于上部结构荷载很大，地基软弱土层较厚，对沉降量限制要求较严，几乎不允许出现裂缝的建筑物。⑵组成：承台和桩群。⑶分类：按传力分：摩擦桩、端承桩；（手写图示0303-02）按制作分：预制桩、灌注桩。按材料分：木、砂、混凝土、钢筋混凝土、钢材；例题：多选题：基础可分为刚性基础和柔性基础，应按刚性基础进行设计的是（）。A.砖基础B.钢筋混凝土独立基础C.毛石基础D.箱形基础E.混凝土条形基础答案：A、C、E[答疑编号10030301：针对该题提问]四、基础防潮、防水（了解）（一）基础防潮（板手写图示0303-03）1.防潮层的目的：阻止地下的潮气顺着墙继续上升。2.防潮层的位置：在首层室内混凝土地面厚度范围内。（二）基础（地下室）防水：当设计最高地下水位高于地下室地坪时，必须做整体防水处理。第三节房屋建筑工程主体结构相对标高----室内首层地面为零点。一、墙体（一）墙体的作用、分类和稳定性要求（掌握）1.墙体的作用：承重、围护、分隔2.墙体的分类：⑴按承重分：承重墙、自承重墙；⑵按位置分：内、外、横、纵；（手写图示0303-04）3.强度及稳定性方面的要求强度：⑴砖石、砂浆的强度；⑵搭接方式、施工质量。墙体的强度比砖、砂浆本身的强度低多了。稳定性：⑴高度和厚度的比；⑵外墙的长度不宜过长。高厚比越小，稳定性越好！（二）墙体的构造掌握1.砖墙体(1)砖墙的厚度和长度：半砖墙又称12墙，厚度115mm、3/4砖墙又称18墙实际厚度178mm、一砖墙又称24墙，实际厚度240mm、一砖半墙又称为37墙，实际厚度365mm、二砖墙又称49墙，实际厚度为490mm。墙长尽可能为半砖长的整倍数。(2)砖墙体中门窗过梁、圈梁、构造柱的设置①门窗过梁：承受洞口上部的荷载，并将荷载传至洞口两侧的墙上。砖过梁和钢筋混凝土过梁。②圈梁：圈梁是沿外墙、内纵墙和主要横墙设置的处于同一水平面内的连续封闭梁.A.连续封闭的梁；B.楼板标高处；C.提高刚度、整体性，增加墙体稳定性，减少不均匀沉降，减轻震害的重要构造措施；D.被断开时，设附加圈梁。（手写图示0303-05）③构造柱：（手写图示0303-06）A.与圈梁一起构成骨架，提高刚度，约束墙体开裂，提高抗震能力；B.建筑物四角、纵横墙交接处、楼梯间转角处。2.钢筋混凝土（剪力）墙体：墙筋、暗柱筋、暗梁筋、混凝土。3.框架填充墙体4.墙体细部构造⑴变形缝（掌握）①伸缩缝：抵抗温度的影响；基础不断开；缝宽20～30mm。（手写图示0304-01）②沉降缝：不均匀沉降；基础断开；（手写图示0304-02）下面几种情况需留设沉降缝：a.一幢房屋座落在不同承载力的地基土上时；b.同一房屋建筑相邻高差（层数）或荷载变化很大时；c.新旧房屋相接时；d.房屋建筑平面复杂，应分若干区段时。③防震缝：地震力产生的振幅、频率的不同；基础不断开；缝宽50～70mm。伸缩缝、沉降缝、防震缝的区别：所起的作用不同、到不到底不同、缝宽不同、在哪儿设不同。⑵勒脚、散水及地下管沟①勒脚：外墙根部。防水等。建筑面积计算②散水：地面上一圈。排水。③地下管沟：（手写图示0304-03）5.间隔墙：分三类①砌体（粘土砖120、空心砖）；②骨架式（木骨架、轻钢龙骨）；③板材。例题：多选题：砖混结构中构造柱的主要作用是（）。A.增强房屋的整体性B.承受楼板传来的荷载C.提高房屋抗震能力D.既承受楼板传来的竖向荷载也承受风力等水平荷载E.提高墙体的整体强度[答疑编号10030401：针对该题提问]答案：AC例题：单选题：建筑物的设计或施工过程中，有时需要设置不同的缝，基础部分必须断开的是（）。A.抗震缝B.施工缝C.沉降缝D.伸缩缝[答疑编号10030402：针对该题提问]答案：C二、楼盖（一）楼盖结构体系（掌握）1.楼盖是由面层、承重层、顶棚三部分组成。2.现浇整体式楼盖分为：肋形楼盖----主、次梁和板组成。传力路线板-次梁-主梁-柱或承重墙。主梁高，次梁矮。井式楼盖----两个方向梁同高，中间无柱子。适用于平面接近正方的大厅。传力路线板-井格梁-柱或承重墙。无梁楼盖----传力路线板-柱或承重墙。3.梁：按外形分----矩形梁、工字梁、T形梁、工字薄腹梁。按受力分----简支梁、连续梁、悬臂梁4.现浇板：一种分为简支板、连续板、悬臂板。另一种分为单向板和双向板。注意到是四边同时支撑的情况下，长边与短边之比大于3时，荷载沿短边传递，称为单向板。（手写图示0304-04）长边与短边之比小于等于2时，荷载沿两个方向传递，称为双向板。当板的长边与短边之比大于2，但小于3时，可以宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。（二）阳台与雨篷（熟悉）1.阳台：凸阳台、凹阳台、半挑半凹阳台；板式和梁式。（手写图示0304-05）2.雨篷：雨蓬板、雨篷梁。三、楼梯与台阶（一）楼梯1.楼梯的作用和种类（熟悉）2.楼梯的基本组成：（熟悉）楼梯段、休息平台、楼梯栏杆和扶手。3.钢筋混凝土楼梯（掌握）现浇和预制；板式和梁式⑴板式楼梯：传力路线：楼梯板-平台梁-墙。3米以内。板不能裂！⑵梁式楼梯