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建筑工程基本知識

發(fā)布時(shí)間:2019-02-23 14:36  
第一章 建筑工程基本知識第一節建筑分類(lèi)與構造一、民用建筑的分類(lèi)(一)按使用功能分1. 居住建筑-----(如:住宅,別墅等等)1.公共建筑-----(如:商店,醫院,寫(xiě)字樓,候車(chē)樓等等)(二
第一章 建筑工程基本知識第一節  建筑分類(lèi)與構造一、民用建筑的分類(lèi)(一)     按使用功能分1. 居住建筑-----(如:住宅,別墅等等)1.    公共建筑-----(如:商店,醫院,寫(xiě)字樓,候車(chē)樓等等)(二)    &n…

第一章 建筑工程基本知識

第一節  建筑分類(lèi)與構造

一、民用建筑的分類(lèi)

(一)     按使用功能分

1. 居住建筑-----(如:住宅,別墅等等)

1.    公共建筑-----(如:商店,醫院,寫(xiě)字樓,候車(chē)樓等等)

(二)     按建筑層數分

1.    低層建筑:1-3層

2.    多層建筑:4-6層

3.    中高層建筑:7-9層

4.    高層建筑:10層及10層以上(民用建筑通則:大于24米;高規:大于28米)

5.    超高層建筑:總高超過(guò)100米以上

(三)     按建筑物主要承重構件所使用的材料分

1.    磚木結構建筑-----(磚墻、磚柱、木樓屋蓋)

2.    磚混結構建筑-----(磚墻、磚柱、鋼筋混凝土屋蓋)

3.    鋼筋混凝土結構建筑-----(柱、墻、梁、板均為鋼筋混凝土)

4.    鋼結構建筑

5.    混合結構建筑-----(多指鋼結構與鋼筋混凝土結構組合結構)

(四)     按結構平面布置情況分

1.    框架結構

2.    全剪力墻結構

3.    框架-剪力墻結構

4.    框-筒結構

5.    筒體結構

6.    框支結構

7.    無(wú)梁樓蓋結構-----(也稱(chēng)板柱結構)

二、民用建筑的構造組成

建筑物一般是由:基礎、墻或柱、樓(屋)面、樓梯、和門(mén)窗等幾部分組成。

                    

 
 
 

 

 

 

 


             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(一)基礎

基礎是位于建筑物最下部的承重構件,承受建筑物的全部荷載,并將這些荷載傳給地基。

1.    地基基礎設計應滿(mǎn)足的基本條件

1)         應使地基有足夠的強度和穩定性,不致產(chǎn)生過(guò)大的沉降與不均勻沉降;

2)         基礎本身應有足夠的強度、剛度和耐久性;

3)         在保證安全的前提下應滿(mǎn)足一定的經(jīng)濟性;

2.    基礎的類(lèi)型

1)按基礎所用材料及受力特點(diǎn)分類(lèi)

分為: ■ 剛性基礎:-----脆性材料,如:磚,素混凝土,灰土,石材等,其材料抗壓強度雖較高,但基礎在地基反力作用下受彎時(shí)底部受拉,且材料的抗拉強度很低,為防止底部出現拉應力,所以其剖面形狀受材料剛性角要求控制。

          ■ 柔性基礎:-----柔性材料,如:鋼筋混凝土,剖面形狀由受力計算要求控制。

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2)按基礎的構造形式分類(lèi)

■獨立基礎:常用于柱下單獨布置。

■條形基礎:常用于墻下單獨布置。

■柱下條形基礎:為了增加基礎的整體性,控制不均勻沉降,在柱間設置地基梁,地梁下布置條形基礎。常在互相垂直二個(gè)方向同時(shí)設置,稱(chēng)為十字交叉梁基礎。地梁應有一定的剛度,地梁高度常取柱距的1/4-1/8

■筏板基礎:適用于上部結構荷載較大,地基軟弱,承載力較低,用條形基礎寬度較大而又互相接近時(shí),或有地下室情況。有梁板式和平板式兩種,類(lèi)似于倒樓蓋。整體性好,有利于控制不均勻沉降。

■箱形基礎:由頂板、底板、隔板(鋼筋混凝土墻)組成。箱形基礎剛度很大,可兼做地下室或人防用,常用于高層建筑。

■樁基礎等等。

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       
   
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(二)墻體

1.墻體的類(lèi)型和作用

墻體的類(lèi)型分為:■承重墻------作用是將作用于墻上部的荷載通過(guò)墻體自身傳至基礎。因此要求具有足夠的強度、穩定性和耐久性。

■非承重墻------作用是圍護和分隔房間,不承受除墻體自重之外的其它荷載。但應具備良好的保溫、隔熱、隔音、防水、防火、耐久等性能。

2.    墻體材料

承重墻體材料常用的有:鋼筋混凝土,粘土實(shí)心磚,粘土空心磚,石材,混凝土砌塊,頁(yè)巖磚等等;

非承重墻體材料常用的有:粉煤灰混凝土空心砌塊,加氣混凝土砌塊,陶?;炷疗鰤K,GRC抽孔預制板墻,龍骨石膏板墻,龍骨木板條墻等等。

(三)樓(屋)面

1.按材料不同,可分為:鋼筋混凝土樓(屋)面,木樓(屋)面,輕鋼-混凝土組合樓面,輕鋼屋面等等。

2.按施工方式不同,可分為:現澆鋼筋混凝土樓(屋)面,預制裝配式樓(屋)面,預制裝配整體式樓(屋)面等等。

樓(屋)面為受力構件,應具有足夠的強度和剛度。

(四)樓梯

1.樓梯的分類(lèi)

1)按建筑功能分為:?jiǎn)闻?,雙跑,雙分,旋轉樓梯等等。

2)按結構類(lèi)型分為:板式樓梯,梁式樓梯。

2.樓梯的組成

樓梯主要由樓梯踏步板和休息平臺組成。

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(五)門(mén)和窗

門(mén)和窗在房屋中的作用一般是交通,通風(fēng),采光,是建筑物中不可缺少的重要組成部分。屬于非承重構件。

三、工業(yè)建筑的分類(lèi)

(一)按層數分

1. 單層廠(chǎng)房

2. 多層廠(chǎng)房

(二)按用途分

1. 生產(chǎn)廠(chǎng)房

2. 生產(chǎn)輔助廠(chǎng)房

3. 動(dòng)力用廠(chǎng)房

4. 倉儲建筑(一般稱(chēng)倉庫)

5. 運輸用建筑

6. 其它建筑

(三)按跨度的數量分

1. 單跨廠(chǎng)房

2. 多跨廠(chǎng)房

  四、單層工業(yè)廠(chǎng)房

(一)單層工業(yè)廠(chǎng)房的組成

單層工業(yè)廠(chǎng)房的結構組成一般分為兩種類(lèi)型,即墻體承重結構骨架承重結構。

■墻體承重結構是外墻采用磚砌體的承重結構。

■骨架承重結構是由鋼筋混凝土構件或鋼構件組成骨架的承重結構。墻體僅起圍護作用。

廠(chǎng)房的骨架由下列構件組成:

1. 屋蓋結構:包括屋面板、屋架(或屋面梁)及天窗架、托架等。

2. 吊車(chē)梁

3. 柱子

4. 基礎

5. 支撐系統:支撐系統包括柱間支撐和屋面支撐兩大部分。

外圍護系統:它包括廠(chǎng)房四周的外墻、抗風(fēng)柱、墻梁和基礎梁等。

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(二)基礎的類(lèi)型

1. 獨立基礎(包括杯形基礎)

2. 柱下條形基礎(包括十字交叉梁基礎)

3. 樁基礎

(三)骨架承重體系類(lèi)型

1. 排架承重體系

2. 剛架承重體系

3. 框架承重體系

4. 板柱承重體系

(四)單層廠(chǎng)房的外墻構造

1. 承重墻常設有壁柱;

2. 非承重墻與承重結構之間應有妥善的連結;

3. 在適當的位置應設置圈梁或連系梁;

4. 高大的山墻應設置抗風(fēng)柱。

(五)屋蓋類(lèi)型

1. 無(wú)檁體系:在屋面梁或屋架上弦直接鋪設大型屋面板

2. 有檁體系:在屋面梁或屋架上弦擱置檁條,在檁條上鋪設小型屋面板或輕鋼壓型板。

 

第二節 建筑結構名詞解釋

一、建筑結構

建筑結構是在建筑中由若干構件,即組成結構的單元如梁、板、柱等,連接而構成的能承受作用(或稱(chēng)荷載)的平面或空間體系。建筑結構因所用的建筑材料不同,可分為鋼筋混凝土結構、砌體結構、鋼結構、輕型鋼結構、木結構和組合結構等。

 

二、建筑結構的安全等級

建筑結構設計時(shí),應根據結構破壞可能產(chǎn)生的后果(危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、產(chǎn)生社會(huì )影響等)的嚴重性,采用不同的安全等級。它以結構重要性系數的形式反映在設計表達式中?!痘炷烈幏丁稧B50010-2002中第3.2.1條根據建筑結構破壞后果的嚴重程度,將建筑結構劃分為三個(gè)安全等級。

一級:破壞后果很?chē)乐?,指重要的建筑?----設計使用年限100年

二級:破壞后果嚴重,指一般的建筑物-----設計使用年限50年

三級:破壞后果不嚴重,指次要的建筑物-----設計使用年限5-25年

三、結構可靠度

  ■建筑結構的可靠性包括安全性、適用性和耐久性三項要求。

■結構可靠度是結構可靠性的概率度量,其定義是:結構在規定的時(shí)間內,在規定的條件下,完成預定功能的概率,稱(chēng)為結構可靠度。

■其“規定的時(shí)間”與安全等級有關(guān),如二級是指設計基準期50年,這個(gè)基準期只是在計算可靠度時(shí),考慮各項基本變量與時(shí)間關(guān)系所用的基準時(shí)間,并非指建筑結構的壽命;

■“規定的條件”是指正常設計、正常施工和正常的使用條件,不包括人為的過(guò)失影響;

■“預定的功能”則是能承受在正常施工和正常使用時(shí)可能出現的各種作用的能力(即安全性)。

■《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068-2001第3.0.11條給出了結構構件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標。

四、荷載代表值 

是結構或構件設計時(shí)采用的荷載取值,它包括標準值、準永久值和組合值等。設計時(shí)應根據不同極限狀態(tài)的設計要求來(lái)確定采用哪一種荷載值。

1.荷載標準值:荷載的基本代表值,是結構設計按各類(lèi)極限狀態(tài)設計時(shí)所采用的荷載代表值。

2.荷載組合值:是當結構承受兩個(gè)或兩個(gè)以上可變荷載時(shí),承載能力極限狀態(tài)按基本組合設計及正常使用極限狀態(tài)按短期效應組合設計所采用的荷載代表值。

3.準永久值:是正常使用極限狀態(tài)長(cháng)期效應組合設計時(shí)所采用的荷載代表值。

五、結構上的作用

 各種施加在結構上的集中或分布荷載,以及引起結構外加變形或約束變形的原因,均稱(chēng)為結構上的作用。引起結構外加變形或約束變形的原因系指地層、基礎沉降、溫度變化和焊接等作用。結構上的作用可按下列原則分類(lèi):

1. 按其隨時(shí)間的變異性和出現的可能性可分為:

■永久作用,如結構自重、土壓力、預應力等;

■可變作用,如樓面活荷載、風(fēng)、雪荷載、溫度等;

■偶然作用,如地震、爆炸、撞擊等。

2. 按隨空間位置的變異分為:

固定作用,如樓面上的固定設備荷載、構件自重等;

■可動(dòng)作用,如樓面上人員荷載、吊車(chē)荷載等。

3. 按結構的反應分為:

靜態(tài)作用,如結構自重、樓面活荷重等;

■動(dòng)態(tài)作用,如地震、吊車(chē)荷載及高聳結構上的風(fēng)荷載等。

 

六、結構的作用效應

作用引起的結構或構件的內力和變形即稱(chēng)為結構的作用效應。常見(jiàn)的作用效應有:

1.            內力

        ■軸向力:即作用引起的結構或構件某一正截面上的法向拉力或壓力;

■剪力:即作用引起的結構或構件某一截面上的切向力;

■彎矩:即作用引起的結構或構件某一截面上的內力矩;

■扭矩,即作用引起的結構或構件某一截面上的剪力構成的力偶矩。

2.            應力:如正應力、剪應力、主應力等。

3.            位移:作用引起的結構或構件中某點(diǎn)位置改變(線(xiàn)位移)或某線(xiàn)段方向的改變(角位移)。

4.            撓度:構件軸線(xiàn)或中面上某點(diǎn)在彎矩作用平面內垂直于軸線(xiàn)或中面的線(xiàn)位移。

5.            變形:作用引起的結構或構件中各點(diǎn)間的相對位移。變形分為彈性變形和塑性變形。

6.            應變:如線(xiàn)應變、剪應變和主應變等。

七、抗力

          ■承載能力極限狀態(tài)設計表達式:goS≤R

                           S----荷載效應組合設計值

                              R----結構構件抗力設計值

結構或構件承受作用效應的能力稱(chēng)為抗力,如強度、剛度和抗裂度等。

1.強度:材料或構件抵抗破壞的能力,其值為在一定的受力狀態(tài)和工作條件下,材料所能承受的最大應力或構件所能承受的最大內力(承載能力)。

2.剛度:結構或構件抵抗變形的能力,包括構件剛度和截面剛度,按受力狀態(tài)不同可分為軸向剛度、彎曲剛度、剪變剛度和扭轉剛度等。

3. 抗裂度:結構或構件抵抗開(kāi)裂的能力。

八、延性、延性破壞和脆性破壞

延性是指結構或構件屈服后強度或承載力沒(méi)有顯著(zhù)降低時(shí)的塑性變形能力。

1.延性破壞:結構或構件在破壞前有明顯變形或其它預兆的破壞類(lèi)型。在沖擊和振動(dòng)荷載作用下,要求結構的材料能夠吸收較大的能量,同時(shí)能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞,即要求結構或構件有較好的延性。例如:

■鋼結構材料延性好,可抵抗強烈地震而不倒塌;

■而磚石砌體結構變形能力差,在強烈地震下容易出現脆性破壞而倒塌。為此,磚石砌體結構房屋需按抗震規范要求設置構造柱和抗震圈梁,約束砌體的變形,以增加其在地震作用下的抗倒塌能力。

■鋼筋混凝土材料具有雙重性,如果設計合理,能消除或減少混凝土脆性性質(zhì)的危害,充分發(fā)揮鋼筋塑性性能,實(shí)現延性結構。

2.脆性破壞:結構或構件在破壞前無(wú)明顯變形或其它預兆的破壞類(lèi)型。

九、壓桿穩定

細長(cháng)的受壓桿當壓力達到一定值時(shí),受壓桿可能突然彎曲而破壞,即產(chǎn)生失穩現象。由于受壓桿失穩后將喪失繼續承受原設計荷載的能力,而失穩現象又常是突然發(fā)生的,所以,結構中受壓桿件的失穩常造成嚴重的后果,甚至導致整個(gè)結構物的倒塌。工程上出現較大的工程事故中,有相當一部分是因為受壓構件失穩所致,因此對受壓桿的穩定問(wèn)題絕不容忽視。所謂壓桿的穩定,是指受壓桿件其平衡狀態(tài)的穩定性。工程中一般根據桿件支承條件用“計算長(cháng)度”來(lái)反映壓桿穩定的因素。不同材料的壓桿,在不同支承條件下,其承載力的折減系數也不同,所用的名稱(chēng)也不同,例如鋼壓桿叫長(cháng)細比,鋼筋混凝土柱叫高寬比,砌體墻、柱叫高厚比,這些都是考慮壓桿穩定問(wèn)題。

十、地震及震源和震中

地殼是由各種巖層組成的。由于地球在其運動(dòng)和發(fā)展過(guò)程中內部存在大量的能量,地殼中的巖層在這些能量所產(chǎn)生的巨力作用下,使原來(lái)成水平狀態(tài)的巖層發(fā)生形變,出現褶皺;隨著(zhù)地應力的逐漸加劇,巖層構造變動(dòng)也逐漸加劇,當巖層薄弱部位的巖石強度承受不了強大力作用時(shí)(或者說(shuō)其應變已超過(guò)了巖石所能容忍的應變時(shí)),巖層發(fā)生了突然的斷裂和猛烈的錯動(dòng),此時(shí),巖層在構造變動(dòng)過(guò)程中累積起來(lái)的應變能突然得到釋放,并以彈性波的形式傳到地面,產(chǎn)生強烈的地面運動(dòng),此即為構造地震。因其在各種地震中占絕大多數,且影響最大,故一般把構造地震簡(jiǎn)稱(chēng)為地震。除構造地震外,還有由于火山爆發(fā)、溶洞塌陷、水庫蓄水、核爆炸等原因引起的地震,這些地震和構造地震相比,其影響小、頻度低。

■地殼巖層發(fā)生斷裂產(chǎn)生劇烈的相對運動(dòng)的地方叫震源。

■震源正上方向的地面位置叫震中。

■由震中到觀(guān)測點(diǎn)的距離叫震中距。

■一般把震源距地面的深度小于60km的地震稱(chēng)為淺源地震,

■深度為60~300km的地震稱(chēng)為中源地震,

■深度大于300km的地震稱(chēng)為深源地震。

我國除黑龍江省和吉林省的個(gè)別地區有深度為400~600km的深源地震外,絕大部分屬于淺源地震。一般說(shuō)對于同樣大小的地震,淺源地震波及面小而破壞程度大,深源地震則相反。多數破壞性地震發(fā)生于較淺的地方,深度大于100km的地震在地面上不致引起災害。由于我國地震2/3發(fā)生在大陸地區,而且絕大多數是震源深度為20~30km的淺源地震,故對地面建筑物和工程設施的破壞較重,給人民生命財產(chǎn)和國民經(jīng)濟造成十分嚴重的損失。

十一、震級和地震烈度

■震級是衡量一次地震釋放能量大小的等級。

■地震烈度是指地震時(shí)在一定地點(diǎn)震動(dòng)的強烈程度。

  一次地震只有一個(gè)震級,而不同地點(diǎn)可能有多個(gè)不同的地震烈度。

  1976年7月28日唐山大地震,震級為7.8級,震中為唐山市豐南縣,震源深度12公里,震中烈度十一度,天津市區烈度八度,北京烈度六度。

十二、基本烈度、眾值烈度及罕遇烈度

1.基本烈度指某一地區今后50年期限內,在一般場(chǎng)地條件下可能遭遇超越概率為10%的地震烈度。其實(shí)質(zhì)是某地區今后一定時(shí)間內的震害預報,同時(shí)也是抗震設防設計的依據?;玖叶鹊拇_定是地震主管部門(mén)以我國的地震危險區為基礎,考慮了地震烈度隨震中距增加而衰減的統計分析,結合歷史地震調查,制定了我國的地震烈度區劃圖,烈度區劃圖中劃定的烈度即為基本烈度。

2.眾值烈度又稱(chēng)常遇烈度或多遇烈度,是該地區出現頻度最高的烈度,相當于概率密度曲線(xiàn)上峰值時(shí)的烈度,故稱(chēng)眾值烈度。具有超越概率為63%的保證率。多遇烈度(眾值烈度)比基本烈度低1.55度。

3.罕遇烈度:在設計基準期內,遭遇大于基本烈度的大烈度震害的小概率事件還是可能發(fā)生的。隨著(zhù)基本烈度的提高,大震烈度增加的幅度有所減少,不同基本烈度對應的大震烈度的定量標準也不應相同。通過(guò)對43個(gè)城市地震危險性的分析,并結合我國經(jīng)濟實(shí)況,可粗略地將50年超越概率2%~3%的烈度作為罕遇地震的概率水平:當基本烈度為6度時(shí)為7度強,7度時(shí)為8度強,8度時(shí)為9度弱,9度時(shí)為9度強。

十三、場(chǎng)地

場(chǎng)地是指工程群體所在地,具有相似的反應譜特征。其范圍相當于廠(chǎng)區、居民小區和自然村或不小于1平方公里的平面面積。

十四、地基液化

在地下水位以下的飽和的松砂和粉土在地震作用下,土顆粒之間有變密的趨勢,但因孔隙水來(lái)不及排出,使土顆粒處于懸浮狀態(tài),形成如液體一樣,這種現象就稱(chēng)為土的液化。

土產(chǎn)生液化一般具備以下條件:

1. 土飽和,即要有水,且無(wú)良好的排水條件;

2. 土要足夠松散,即砂土或粉土的密實(shí)度不好;

3. 土承受的靜載大小,主要取決于可液化土層的埋深大小,埋深大,土層所受正壓力加大,有利于提高抗液化能力。此外,土顆粒大小,土中粘粒含量的大小,級配情況等也影響到土的抗液化能力。

在地震區,一般應避免用未經(jīng)加固處理的可液化土層作天然地基的持力層。

十五、三水準的抗震設防目標

為貫徹執行地震工作以預防為主的方針,使建筑經(jīng)抗震設防后,減輕建筑的地震破壞,避免人員傷亡,減少經(jīng)濟損失,結合我國目前的經(jīng)濟能力,《抗震規范》提出抗震設防“三個(gè)水準”的設計原則。

■第一水準:當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震影響時(shí),建筑一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。即“小震不壞”。

■第二水準:當遭受相當于本地區抗震設防烈度的地震影響時(shí),建筑可能損壞,經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續使用。即“中震可修”。

■第三水準:當遭受高于本地區抗震設防烈度的預估的罕遇地震影響時(shí),建筑不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。即“大震不倒”。

十六、抗震的二階段設計

在進(jìn)行建筑抗震設計時(shí),為滿(mǎn)足三水準抗震設防目標的要求,在具體做法上,為了簡(jiǎn)化起見(jiàn),《抗震規范》