第8章房屋构造

第8章房屋构造的基本知识8.1建筑物的分类、分级及构造组成8.2建筑标准化与建筑模数学习目标1、掌握建筑物的基本组成2、掌握建筑模数的基本概念3、了解建筑物的分类、分级8.1建筑物的分类、分级及构造组成8.1.1建筑物的分类建筑物：供人们生活、学习、工作、居住以及从事各种生产和文化活动的场所。其他如水池、水塔、支架、烟囱等间接为人们提供服务的设施称为构筑物。建筑物按建筑结构形式分按层数或总高分按结构类型分按使用功能分民用建筑钢筋混凝土公共建筑及综合性建筑工业建筑农业建筑砖混结构钢结构住宅建筑超高层建筑墙承重体系骨架承重其他结构按建筑规模分大量性建筑大型性建筑砖木结构内骨架承重空间结构承重按建筑物的使用功能分（1）民用建筑：非生产性的建筑，又分为居住建筑和公共建筑。居住建筑是共人们生活使用的建筑；公共建筑主要是人们进行社会活动的建筑物。（2）工业建筑：供人们从事各类生产用建筑和为生产服务的附属用建筑（3）农业建筑：供人们从事农业、牧业的种植、养殖、畜牧、贮存等农副业生产的建筑。民用建筑居住建筑公共建筑工业建筑是指为工业生产服务的各类建筑.农业建筑是指农牧业生产和加工用的建筑.以上为按使用性质分类按建筑的规模分：（1）大量性建筑：单体建筑规模不大，但兴建数量多，分布面广的建筑，如住宅、学校、办公楼、商店、医院等。（2）大型性建筑：规模大、耗资多、影响较大的建筑，如温室、粮仓、养殖场等。按建筑物的主要承重结构的材料分：（1）砖木结构建筑：用砖墙（或柱）、木屋架作为主要承重结构的建筑。（2）砖混结构建筑：用砖墙（或柱）、钢筋混凝土楼板和屋顶承重构件作为主要承重结构的建筑。（3）钢筋混凝土结构建筑：主要承重构件全部采用钢筋混凝土结构的建筑。（4）钢结构建筑：主要承重构件全部采用钢材制作的建筑。（5）其他结构建筑：如生土建筑、塑料建筑、充气塑料建筑等。•砖石砌体结构房屋常见的结构体系砖混结构山墙楼板纵墙钢筋混凝土框架结构框架结构房屋的结构组成基础梁楼板楼板楼板独立基础横向框架梁纵向联系梁钢筋混凝土框架结构框架结构房屋的结构传力路径垂直荷载钢筋混凝土框架结构框架结构房屋的结构传力路径水平荷载钢筋混凝土框架——剪力墙结构框架——剪力墙结构的两种基本形式框架——剪力墙片框架——剪力墙筒剪力墙结构特种结构拱结构•拱结构的实际应用•建筑拱结构•多用于屋面结构，多为单层建筑物，并列拱或交叉拱结构。•桥梁拱结构•桥梁采用拱结构较多见，尤其是在早期是用承压材料建设桥梁，多数为拱结构。赵州桥，隋唐特种结构拱结构•拱结构的实际应用•建筑拱结构•多用于屋面结构，多为单层建筑物，并列拱或交叉拱结构。•桥梁拱结构•桥梁采用拱结构较多见，尤其是在早期是用承压材料建设桥梁，多数为拱结构。赵州桥，隋唐拱结构•拱结构的实际应用•桥梁拱结构•与建筑拱不同，桥梁必须形成平坦的桥面，从而可以通车。常见的桥梁拱形式有：•上承式拱•拱身在桥面以下，由于拱体较高，因此多见高山峡谷的拱桥，跨度大，高度高，直接支撑在两侧山体上。万州长江大桥，目前世界上钢筋混凝土大桥中一跨跨度最大的桥梁。拱结构•拱结构的实际应用•中乘式拱•一般采用双拱结构，拱体中部穿越路（桥）面，以拉杆的形式将桥梁荷载传递至拱体上。•拱体需要稳固的支撑，防止拱体倒塌或失稳。悉尼海湾大桥拱结构•拱结构的实际应用•下乘式拱桥•与中承式拱桥相类似，一般采用双拱结构，拱体中部穿越路（桥）面，以拉杆的形式将桥梁荷载传递至拱体上。•拱体需要稳固的支撑，防止拱体倒塌或失稳。•多用于桥面较低的桥梁。拱结构•拱结构的实际应用•连续拱式拱桥•连续式拱桥在拱桥中也较为常见；•连续的拱互为侧向支撑，可以达到很好的受力效果；•边拱需要特殊的墩台，以保证测向推力；•为防止中间拱破坏而引起连续性破坏，中间特定桥墩要被设计成抗推力效果较好的桥墩。按建筑结构形式可以分为：（1）墙承重体系：用墙承受建筑的全部荷载的建筑，适用于内部空间较小、建筑高度较小的建筑，如多层住宅等。（2）骨架承重体系：用钢筋混凝土或钢组成的梁柱体系承受建筑的全部荷载，墙体只起到围护和分隔的作用。（3）内骨架承重体系：建筑内部用梁、柱组成骨架承重，四周用外墙承重。（4）空间结构承重体系：由钢筋混凝土或钢组成空间结构承受建筑的全部荷载。按建筑物的层数分住宅建筑地层1~3层；多层：4~6层；中高层：7~9层；高层：10层以上。公共建筑及综合性建筑总高大于24m的为高层（不包括高度超过24m的单层主体建筑）建筑高度大于100m的均为超高层。高层建筑结构•筒体结构•一般由内外筒构成，侧向刚度很大；•筒体可以为剪力墙，也可以采用密柱框架；•可以根据实际需要采用数量不同的筒，但位置一定要均衡对称；•筒之间应有良好的连接，保证其共同工作，保证刚度•角部受力较大，不能满足简单的类似悬臂梁的计算分析，应力不保持直线形分布状态——剪力滞后效应；高层建筑结构•悬挂结构•一般由竖筒构成建筑物的承重、抗侧向力的结构；•建筑物必须在各个方向上均衡对称；•屋面劲性梁必须保证刚度与强度；•吊杆为受拉构件，楼板、梁等一端挂吊于吊杆上，另一端固定在筒壁上，；也可以均悬挂于吊杆上。•该结构抗震性能较好，可以通过微小的摆动耗散地震能量。高层建筑结构桁架悬挂结构8.1.2建筑物的等级1、耐久性性能的划分建筑物的耐久等级主要是根据建筑物的重要性及规模大小划分，用以作为基建投资和建筑设计的重要依据。《民用建筑设计通则》规定：以主体结构确定的建筑耐久年限分为四级。一级耐久年限，100年以上，适用于重要性建筑物和高层建筑。二级耐久年限，50～100年，适用于一般性建筑。三级耐久年限，25～50年，适用于次要建筑。四级耐久年限，15年以上，适用于临时性建筑。2、按建筑的重要性和规模划分建筑按照其重要性、规模、使用要求的不同，分为特级、一级、二级、三级、四级、五级等六个级别。按耐火性能划分建筑物的耐火性能是组成该房屋的构件其燃烧性能和耐火极限的最低值所决定的。建筑物的耐火等级共分为四级（1）构件的燃烧性能按建筑构件在明火作用下的变化，可分为三类：1）非燃烧体：用非燃烧材料做成的构件，如：天然石、人工石材、金属材料等。2）燃烧体：用容易燃烧的材料做成的构件，如木材等。3）难燃烧体：用不易燃烧的材料做成的构件，或者用燃烧材料做成，但用非燃烧材料做保护层的构件，如沥青混凝土、土板条抹灰构件等。（2）建筑构件的耐火极限构件的耐火极限是指任一建筑构件在规定的耐火试验条件下，从受到火的作用时起，到失去支持能力或完整性地被破坏或失去隔火作用为止这段时间。耐火极限用小时（h）表示。8.1.3房屋的构造组成及其作用民用建筑中房屋的基本组成主要有：基础、墙（或柱）、楼（地）板层和地坪、楼梯、屋顶、门与窗等。基础：是建筑物最下面的部分，埋在自然地面以下，它承受建筑物的全部荷载，并把这些荷载传给下面的土层——地基。基础是建筑物的重要组成部分，应该坚固、稳定、能经受冰冻和地下水及其所含化学物质的侵蚀。基础的细部构造有大放脚、防潮层等。墙或柱：墙或柱是建筑物的垂直承重构件，墙体在具有承重要求时，它承受地面和屋顶传给它的荷载，并把这些荷载传给基础。外墙有维护功能，负有抵御自然界各种外来因素对室内侵袭的责任；内墙起划分建筑内部空间，创造适用的室内环境的作用。墙体应具有足够的承载能力、稳定性、良好的热工性能及防火、隔声、防水、耐火性能。墙体和柱的细部构造有散水、勒脚、台阶、花池、明沟、过梁、圈梁等。楼（地）板层和地坪地坪是建筑底层房间与下部土层接触的部分。楼板层是建筑物的水平承重构件，起到竖向划分建筑内部空间的功能。楼板层是建筑物的水平承重构件，起到竖向划分建筑内部空间的功能。楼板承担建筑的楼面荷载，并把这些荷载传给墙和梁，同时对墙体起到水平支撑的作用。楼板层应具有足够的承载能力、刚度，并应具备防火、防水、隔声的性能。楼梯：是楼房建筑中联系上下各层的垂直交通设施。在平时供人们交通使用，在非常情况下供人们紧急疏散。它关系到建筑使用的安全性，因此在宽度、坡度、数量、位置、布局形式、防火性能等方面均有严格的要求。楼梯的细部构造有平台、中间平台、楼梯栏杆（板）、扶手等。屋顶（屋盖）：是建筑物顶部的承重和围护构件。由屋面、保温（隔热）层和承重结构三部分组成。屋顶的细部构造有泛水、檐口、女儿墙、天沟、落水管等。门和窗：门是供人们及家具设备进出房屋的建筑配件，同时门还兼有分割房间、围护的作用，有时还能进行采光和通风。门应有足够的宽度和高度，其数量和位置也应符合有关的规范的要求。窗的作用是采光和通风，同时也是围护结构的一部分，在建筑的立面形象中也有相当重要的地位，同时窗又是围护结构的薄弱环节。门和窗是非承重结构的建筑构件。建筑物除了上述基本组成部分外，还有一些其他配件和设施，如：雨篷、散水、通风道、烟囱、垃圾道、壁橱等。民用建筑的基本构造组成楼地层：建筑中的水平承重构件。墙体和柱：建筑物的承重与围护构件。基础：建筑物下部承重构件。楼梯：楼房建筑中的垂直交通设施。屋顶：建筑物顶部的围护和承重构件。门窗：均属于非承重构件。8.1.4影响房屋构造的主要因素1、房屋结构上的作用房屋结构上的作用是指使房屋结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等）的各种原因的总称。它包括直接作用和间接作用。直接作用有房屋的自重；人群、家具、设备的重量；落在屋顶上的雪的重量；作用于墙面上和屋顶上的风的压力等。间接作用有温度的变化、材料的收缩和徐变、地基变形、地震等。2、自然界的其他影响房屋在自然界中经常受到日晒、雨淋、冰冻、地下水的侵蚀等的影响。因而房屋的相关部位要采取保温、隔热、防水、防温度变形、防冻胀等构造措施。3、各种人为因素的影响人们所从事的生产、工作、学习和娱乐等活动，也将对房屋的正常使用造成影响。如机械振动、化学腐蚀、噪声、爆炸、火灾等就是人为因素的影响。为了防止这些影响所造成的危害，房屋设计中还应考虑到防震、耐腐蚀、隔声、防爆、防火等构造措施。8.2建筑标准化与建筑模数8.2.1建筑标准化建筑业是国民经济中的一个重要部门，为适应国民经济迅速发展的需要，建筑业必须走向工业化、现代化。建筑标准化是建筑工业化的组成部分之一，是建筑工业化的前提。1、建筑标准化的组成（1）建筑设计有关条例的标准化主要指我国目前已制定的建筑法规、建筑设计规范、建筑定额等。如《住宅建筑设计规范》、《高层民用建筑设计防火规范》等。（2）建筑设计的标准化如建筑构、配件的标准设计、房屋的标准设计和工业化建筑的体系设计等。（3）建筑构、配件的标准设计标准构件和标准配件就是对房屋中的受力构件和非受力构件即配件等采用标准设计。（4）房屋的标准设计标准设计包括整个房屋的设计和单元的设计两部分。标准设计一般由地方设计院进行编制，供建筑单位选择使用。单元设计一般指设计平面图中的一个组成部分，应用时再进行拼接、组合成一个完整的建筑组合体。标准设计在大量性建造的房屋中应用比较普遍。2、工业化建筑体系为了适应建筑工业化的要求，除考虑将房屋的构配件等进行定型化，还应对构件生产、运输、施工现场中吊装乃至组织管理等一系列问题进行通盘设计，作出统一的规划，这就是工业建筑体系。如北京地区的大规模住宅建筑体系、装配式大板住宅建筑体系等。8.2.2建筑模数制为了实现建筑设计标准化，使建筑物中的构、配件具有较大的通用性和互换性。达到加快设计速度，提高施工质量和效率，降低房屋造价的目的，建筑物各部分的尺寸必须统一协调。我国已制定了《建筑模数协调统一标准》，在这个标准中制定了模数协调原则。1、建筑模数建筑模数是选定的尺寸单位，作为建筑空间、构配件以及有关设备协调中的增值单位。（1）基本模数基本模数是模数协调中选用的基本尺寸单位，其数值为100mm，其符号为M，即1M=100mm，整个建筑物和建筑物的各部分以及建筑的组合件的模数化尺寸，应是基本模数的倍数。（2）导出模数导出模数是基本模数的倍数或分数。它是组成模数数列的基础，分扩大模数或分模数等。1）扩大模数：建筑上现有的扩大模数有水平扩大模数：3M、6M、12M、15M、30M