7 建筑构造概述 5屋顶

1西南大学陈新贵2010年9月第5章建筑构造概述2建筑构造的研究对象与方法建筑构造是研究建筑物各组成部分的构造原理和构造方法的学科，其主要任务是根据建筑物使用功能的要求，综合考虑建筑的物质技术条件，依据建筑材料、建筑结构、建筑经济、建筑施工和建筑艺术诸方面因素的影响，选择合理的构造方案，确定出安全实用、经济美观的构造做法。建筑构造是建筑设计不可分割的一部分。它具有实践性强和综合性强的特点。在内容上是实践经验的高度概括，并且涉及到建筑材料、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。3建筑物的组成房屋尽管其使用功能不同、结构不同，建筑物的用材多种多样，构配件也大小不一，种类繁多，但概括起来主要包括基础、墙或柱、楼板、楼梯、屋顶和门窗等六大基本组成部分。4•六大基本组成：•基础•墙或柱•楼板层和地层•楼梯•屋顶•门窗51、基础基础是房屋的重要组成部分，是建筑地面以下的承重构件，它承受建筑物上部结构传递下来的全部荷载，并把这些荷载连同基础的自重一起传到地基上。地基是基础下面承受建筑物的全部荷载的土层。基础必须具有足够的强度和稳定性，并能抵御地下水、冰冻等因素的侵蚀影响6基础：建筑物上部承重结构向下的延伸和扩大，它承受建筑物的全部荷载，并把这些荷载连同本身的重量一起传到地基上。地基：承受由基础传来荷载的土层，不是建筑物的组成部分。其中：持力层：具有一定的地耐力，直接承受建筑荷载，并需进行力学计算的土层。下卧层：持力层以下的土层。地基与基础的概念地基与基础78基础与地基的关系：基础的类型与构造并不完全决定于建筑物上部结构，它与地基土的性质有着密切关系。具有同样上部结构的建筑物建造在不同的地基上，其基础的形式与构造可能是完全不同的。因此，地基与基础之间，有着相互影响，相互制约的密切关系。9天然地基：凡天然土层具有足够的承载力，不需经人工加固或改良便可作为建筑物地基人工地基：当建筑物上部的荷载较大或地基的承载力较弱，须预先对土壤进行人工加固或改良后才能作为建筑物地基地基按土层性质不同，分为天然地基和人工地基两大类。10由室外设计地面到基础底面的距离，称为基础的埋置深度，简称基础的埋深。埋深大于等于5m为深基础，小于5m为浅基础。基础的埋深一般不小于0.5m基础的埋置深度及其影响因素基础的埋置深度1112基础底面标高基础放脚基础埋置深度室内外高差室外地面地坪防潮层室内地坪防潮层室内地面标高基础底面标高室外地面标高基础埋置深度室内外高差基础放脚13•按构造形式分：条形基础、独立基础、井格基础、筏式基础、箱形基础和桩基础等•按材料分：砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、灰土基础和钢筋混凝土基础•无筋扩展基础：由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料制成的墙下条形基础或柱下独立基础•扩展基础：由钢筋混凝土制成的柱下独立基础和墙下条形基础基础的类型和构造14按基础的构造形式分类1、条形基础2、独立基础3、柱下条形基础4、筏形基础5、箱形基础6、桩基础轴侧图砖墙碎砖三合土平面条形基础15剖面室外地面室内地面基础底面独立基础墙体基础梁独立基础垫层墙下独立基础柱下独立基础条形基础1617181920整片基础（板式）21整片基础（箱形）22232、墙或柱墙是建筑物的竖向构件，其作用是承重、围护、分隔及美化室内空间。作为承重构件，墙承受着由屋顶或楼板层传来的荷载，并将其传给基础；作为围护构件，外墙抵御着自然界各种不利因素对室内的侵袭；作为分隔构件，内墙起着分隔建筑内部空间的作用；同时，墙体对建筑物的室内外环境还起着美化和装饰作用。柱也是建筑物的竖向构件，主要用作承重构件，作用是承受屋顶和楼板层传来的荷载并传给基础。柱与墙的区别在于其高度尺寸远大于自身的长宽尺寸，截面面积较小，受力比较集中。24•一、概述••墙体是建筑物的重要组成构件，占建筑物总重量的30％－50％，造价比重大，在工程设计中，合理地选择墙体材料、结构方案及构造做法十分重要。251、墙体的作用墙体在建筑中的作用主要有四个方面：承重作用：承受建筑物自重和人及设备等荷载，又承受风和地震荷载。围护作用：抵御自然界风、雨、雪等的侵袭，防止太阳辐射和噪声的干扰等。分隔作用：把建筑物分隔成若干个小空间。装饰作用：墙体是营造建筑室内、外环境的重要因素。262、墙体的类型一、按所在位置及方向分类：墙体按在平面中所处位置及方向不同,分为外墙和内墙或纵墙和横墙。沿建筑物短轴方向布置的墙称横墙，横墙有内横墙和外横墙之分，外横墙一般又称山墙；沿建筑物长轴方向布置的墙称纵墙，纵墙有内纵墙和外纵墙之分。位于建筑物内部的墙称内墙，起着分隔房间的作用。在一片墙上，窗与位于建筑物外界四周的墙称外墙，外墙是建筑物的外围护结构，起着挡风、阻雨、保温、隔热等围护室内房间不受侵袭的作用；窗或门与窗之间的墙称为窗间墙，窗洞下部的墙为窗下墙。2728二、按所用材料分类1）砖墙：用砖和砂浆砌筑的墙为砖墙，砖有普通黏土砖、黏土多孔砖、黏土空心砖、灰砂砖、矿渣砖等。2）石墙：用块石和砂浆砌筑的墙为石墙。3）土墙：用土坯和粘土砂浆砌筑的墙或模板内填充黏土夯实而成的墙为土墙。4）钢筋混凝土墙：用钢筋混凝土现浇或预制的墙为钢筋混凝土墙。5）其它墙：多种材料结合的组合墙、各种幕墙、用工业废料制作的砌块砌筑的砌块墙。29三、按墙体的受力情况分类:墙体根据结构受力情况不同，可分为承重墙和非承重墙两种。直接承受上部楼板和屋顶所传来荷载的墙称为承重墙。不承受上部荷载的墙称为非承重墙。非承重墙包括自承重墙、隔墙、填充墙、幕墙。外部的填充墙和幕墙虽不承受上部楼板层和屋顶的荷载，却承受风荷载和地震荷载。30四、按施工方法和构造分类1）叠砌墙：是各种材料制作的块材（如黏土砖、空心砖、灰砂砖、石块、小型砌块等），用砂浆等胶结材料砌筑而成，也叫块材墙。包括实砌砖墙、空斗墙和砌块墙等。2）板筑墙：是在施工时，先在墙体部位竖立模板，然后在模板内夯筑或浇筑材料捣实而成的墙体。如夯土墙、灰砂土筑墙以及滑模、大模板施工的混凝土墙体等。3）装配式墙：是在预制厂生产的墙体构件，运到施工现场进行机械安装的墙体，包括板材墙、组合墙和幕墙等。机械化程度高，施工速度快、工期短。31此时已修建13小时。32此时已修建36小时。33136小时的样子。34建成后的样子。35墙体的设计要求一、安全方面的要求：1强度要求：强度是指墙体承受荷载的能力。影响墙体强度的因素:砖墙强度与砖、砂浆强度等级有关，混凝土墙与混凝土的强度等级有关。根据受力情况确定墙体厚度。2稳定性要求：墙体的稳定性与墙的长度、高度、厚度以及纵、横向墙体间的距离有关。墙体的高厚比、长厚比是保证其稳定的重要措施。当墙身高度、长度确定后，通常可通过增加墙体厚度、增设墙垛、壁柱、构造柱，圈梁等办法增加墙体稳定性。3防火要求：墙体材料及墙身厚度，都应符合防火规范中相应燃烧性能和耐火极限所规定的要求。36二、功能方面的要求：1保温、隔热要求：作为围护结构的外墙，对热工的要求十分重要。北方寒冷地区要求围护结构具有较好的保温能力，以减少室内热损失，同时还应防止在围护结构内表面和保温材料内部出现凝聚水现象。对南方地区为防止夏季室内温度过热，除布置上考虑朝向、通风外，外墙须具有一定隔热性能。对有保温要求的墙体，须提高其构件的热阻，通常采取以下措施。（1）增加墙体的厚度墙体的热阻与其厚度成正比，欲提高墙身的热阻，可增加其厚度。（2）选择导热系数小的墙体材料要增加墙体的热阻，常选用导热系数小的保温材料，如泡沫混凝土、加气混凝土、陶粒混凝土等。37保温墙体38保温墙体39保温墙体40保温墙体41保温墙体422隔声要求：隔声是控制噪声的重要措施，作为房间围护构件的墙体，必须具有足够隔声能力，以符合有关隔声标准的要求。3防水、防潮要求：潮湿房间，如卫生间、厨房等的房间及地下室的墙应采取防水防潮措施。43三、经济方面的要求：墙体重量大、施工周期长，造价在民用建筑的总造价中占有相当比重。改革墙体施工方法，变手工操作为机械化施工，提高工效，降低劳动强度，并研制、开发轻质、高强的墙体材料，可以减轻自重，降低成本。四、美观方面的要求：墙体的美观效果对建筑物内外空间的影响较大，选择合理的饰面材料和构造做法非常重要。44砖墙一、砖墙材料砖墙由砖和砂浆两种材料组成。（一）砖按组成材料分：粘土砖、灰砂砖，页岩砖、煤矸石砖、水泥砖及各种工业废料砖，如粉煤灰砖、炉渣砖等；按形状分：实心砖、多孔砖、空心砖等。按制作方法：焙烧，蒸汽压力养护等。45粘土砖有普通粘土砖和多孔砖、空心砖，是以粘土为主要原料，经成型、干燥、焙烧而成。普通粘土砖有青砖和红砖之分。砖的强度等级分为：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五级。单位：MPa（1Pa=1N/m²）46（二）砂浆砌筑墙体的砂浆常用的有：水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆三种。水泥砂浆----属水硬性材料，强度高，较适合于砌筑潮湿环境下的砌体。石灰砂浆----属气硬性材料，强度不高，多用于砌筑次要的民用建筑中地面以上的墙体。混合砂浆----由水泥、石灰膏、砂加水拌和而成，这种砂浆强度较高，和易性和保水性较好，常用于砌筑地面以上的砌体。砂浆的强度以强度等级表示，有M15、M10、M7.5、M5、M2.5等5个级别，单位：MPa。47二、砖墙的组砌方式砖墙的组砌方式是指砖块在砌体中的排列方式。标准砖的规格为240mm×ll5mm×53mm（长×宽×厚）普通黏土砖各个方向尺寸的关系：（4个砖厚十3个灰缝）＝（2个砖宽十1个灰缝）＝1砖长（16个砖厚十15个灰缝）＝（8个砖宽十8个灰缝）＝（4砖长十4个灰缝）=1000mm墙体在砌筑时，以这些尺寸为基础，并以115＋10＝125mm为模数进行。当墙段长度超过1m时，可不再考虑砖模数。1/4砖墙厚=ll5mm半砖（1/2）墙=53mm一砖（24）墙厚=240mm一砖半墙（37）墙）厚=365mm48（2）主要组砌方式49（2）主要组砌方式50（2）主要组砌方式513、楼地层楼地层是建筑物的水平分隔构件，也起承重作用。就承重而言，其承受着人及家具设备和构件自身的荷载，并将这些荷载传给墙或梁柱或地基。同时楼板支撑在墙体上，还对墙体有水平支撑的作用，从而增强了建筑物的刚度和稳定性楼板作为分隔构件，沿竖向将建筑物从高度上分隔成若干楼层。楼板除具有足够的强度和刚度外，还应具有隔声、防潮、防水等性能。地坪层是房屋底层的承重分隔层，将底层的全部荷载传给地基土层。5253545556楼板层构造概述楼板层是多、高层建筑中沿高度方向水平分隔空间的承重构件，承受并传递荷载，同时对整座建筑物起水平支撑作用。57一、楼板层的基本组成及设计要求（一）楼板层的基本组成（1）面层：又称楼面或地面，其作用是保护楼板并传递荷载，对室内有重要的清洁及装饰作用。其做法和要求与地层的面层相同，将在建筑饰面一章中介绍。（2）结构层：是承重部分，一般包括梁和板。主要功能是承受楼板层上的全部荷载，并将这些荷载传递给墙或柱，同时还对墙身起水平支撑作用，加强房屋的整体刚度。（3）顶棚：又称天花，除美观要求外，常安装灯具。（4）附加层：可根据构造和使用要求设置结合层、找平层、防水层、保温、隔热层、隔声层、管道敷设层等不同构造层次。58（二）楼板层的设计要求为保证楼板的正常使用，楼板层必须符合以下设计要求：（1）必须具有足够的强度和刚度，以保证结构的安全性；（2）具有一定的隔声能力，避免楼层上下空间相互干扰；（3）必须具有一定的防火能力，保证人员生命及财产的安全；（4）必须有一定的热工要求，对有温、湿度要求的房间，在楼板层内设置保温材料。（5）对有水侵袭的楼板层，须具有防潮、防水能力，保证建筑物正常使用。（6）对某些特殊要求，须具备相应的防腐蚀、防静电、防油、防爆（不发火）等能力。（7）满足现代建筑的“智能化”要求，须合理安排各种设备管线的走向。59二、楼板层的类型根据所采用的材料不同，楼板可分为：木楼板、砖拱楼板、钢筋混凝土楼板、压型钢板组合楼板等形式。60木楼板木楼板木楼板木楼板61木楼板木楼