第三章建筑學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

1、第三章 建筑學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié) 建筑物的分類 一、建筑物的用途分類及特點(diǎn) 民用建筑：供人們生活、居住、從事各種文化福利活動(dòng)的房屋。按其用途不同，有以 下兩類： （ 1） 居住建筑：供人 （ 2） 公共建筑：供人們從事社會(huì)性公共活動(dòng)的建筑和各種福利設(shè)施的建筑物，如 各類學(xué)校、圖書(shū)館、影劇院等。 （ 3）工業(yè)建筑：供人們從事各類工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的各種建筑物、構(gòu)筑物的總稱。通常將這 些生產(chǎn)用的建筑物稱為工業(yè)廠房。包括車間、變電站、鍋爐房、倉(cāng)庫(kù)等。 二、按建筑結(jié)構(gòu)的材料分類 1、磚木結(jié)構(gòu)：這類房屋的主要承重構(gòu)件用磚、木構(gòu)成。其中豎向承重構(gòu)件如墻、柱等采 用磚砌，水平承重構(gòu)件的樓板、 屋架等采用木材制作。這

2、種結(jié)構(gòu)形式的房屋層數(shù)較少， 多用 于單層房屋。 2、磚混結(jié)構(gòu)：建筑物的墻、柱用磚砌筑，梁、樓板、樓梯、屋頂用鋼筋混凝土制作，成為 磚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)多用于層數(shù)不多（六層以下）的民用建筑及小型工業(yè)廠房， 是目前廣泛采用的一種結(jié)構(gòu)形式。 3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：建筑物的梁、柱、樓板、基礎(chǔ)全部用鋼筋混凝土制作。梁、樓板、柱、 基礎(chǔ)組成一個(gè)承重的框架，因此也稱框架結(jié)構(gòu)。墻只起圍護(hù)作用， 用磚砌筑。此結(jié)構(gòu)用于高 層或大跨度房屋建筑中。 4、鋼結(jié)構(gòu)：建筑物的梁、柱、屋架等承重構(gòu)件用鋼材制作，墻體用磚或其他材料制成。此 結(jié)構(gòu)多用于大型工業(yè)建筑。 三、按建筑結(jié)構(gòu)承重方式分類 1、承重墻結(jié)構(gòu) 它的傳力途徑是

3、：屋蓋的重量由屋架（或梁柱）承擔(dān)，屋架支撐在承重墻上，樓層 的重量由組成樓蓋的梁、板支撐在承重墻上。因此，屋蓋、樓層的荷載均由承重墻承擔(dān)；墻 下有基礎(chǔ)，基礎(chǔ)下為地基，全部荷載由墻、基礎(chǔ)傳到地基上。 2、框架結(jié)構(gòu) 主要承重體系有橫梁和柱組成，但橫梁與柱為剛接（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中通常通過(guò)端 部鋼筋焊接后澆灌混凝土，使其形成整體）連接，從而構(gòu)成了一個(gè)整體剛架（或稱框架） 。 一般多層工業(yè)廠房或大型高層民用建筑多屬于框架結(jié)構(gòu)。 3、排架結(jié)構(gòu) 主要承重體系由屋架和柱組成。屋架與柱的頂端為鉸接（通常為焊接或螺栓連接） ， 而柱的下端嵌固于基礎(chǔ)內(nèi)。一般單層工業(yè)廠房大多采用此法。 4、其他 由于城市發(fā)展需要建設(shè)

4、一些高層、超高層建筑，上述結(jié)構(gòu)形式不足以抵抗水平荷載 （風(fēng)荷載、地震荷載）的作用，因而又發(fā)展了剪力墻結(jié)構(gòu)體系、桶式結(jié)構(gòu)體系。 四、建筑高度分類 建筑物可根據(jù)其樓層數(shù)量分為以下幾類們生活起居用的建筑物， 如住宅、 宿舍、 賓館、招 待所 1、低層： 2 層及 2 層以下 2、多層： 2 層以上， 7 層以下 3、中高層： 7層以上， 16 層以下 4、高層： 16層以上， 24層以下 5、超高層： 24 層以上 第二節(jié) 房屋構(gòu)造概述 一、 建筑材料知識(shí) 主要建筑材料包括水泥、鋼筋、木材、普通混凝土、黏土磚等。 1、水泥 （ 1）常見(jiàn)水泥的種類：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)

5、硅酸 鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥等五種 （ 2）水泥標(biāo)號(hào)：水泥標(biāo)號(hào)是表示水泥硬化后的抗壓能力。 常用水泥編號(hào)例如： 325、425525、 625 等。 （3）常用水泥的技術(shù)特性 l 凝結(jié)時(shí)效性：水泥的凝結(jié)時(shí)間分為初凝與終凝。初凝為水泥加水拌合到水泥漿 開(kāi)始失去可塑性的時(shí)間。 終凝為水泥漿開(kāi)始拌合時(shí)到水泥完全失去可塑性開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度的時(shí) 間。 l體積安定性：是指水泥在硬化過(guò)程中，體積變化是否均勻的性質(zhì)。水泥硬化后 產(chǎn)生不均勻的體積變化成為體積安定性不良，不能使用。 l水熱化性：水泥的水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)。隨著水化過(guò)程的進(jìn)行，不斷放出熱量 稱為水熱化。 其水熱化釋放熱量的大小和放熱速度的快慢主要與水泥

6、標(biāo)號(hào)、 礦物組成和細(xì)度 有關(guān)。 l細(xì)度：指水泥顆粒的粗細(xì)程度。顆粒越細(xì)，早期強(qiáng)度越高。但顆粒越細(xì)，其制 作成本越高，并容易受潮失效。 l標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：指水泥沙漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量。標(biāo)準(zhǔn)稠度是做水泥的 安定性和凝結(jié)時(shí)間時(shí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的稠度。 2、鋼筋 （ 1）建筑鋼筋的種類：鋼筋是鋼錠經(jīng)熱軋而成，故又稱熱軋鋼筋，是建筑工程中用量最 大的鋼材品種。 按外形可分為：光圓鋼筋、帶肋鋼筋。 按鋼種可分為：碳素鋼鋼筋和普通低合金剛鋼筋。 按強(qiáng)度可分為：i、n、w四個(gè)級(jí)別。其中i級(jí)鋼筋為低碳鋼鋼筋，n、w級(jí) 為低合金鋼鋼筋。 （ 2）建筑用鋼筋的應(yīng)用 Ii級(jí)鋼筋為熱軋光圓鋼筋，其強(qiáng)度較低，塑性及焊接

7、性能較好。廣泛應(yīng)用于普 通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受力較小部位。 I變形鋼筋中n級(jí)、川級(jí)鋼筋的強(qiáng)度、塑性、焊接性能等綜合使用指標(biāo)較好，是 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中用量最大的鋼筋品種，也可經(jīng)冷拉后做預(yù)應(yīng)力筋使用。 I冷加工鋼筋 冷拉鋼筋：冷拉鋼筋的屈服程度會(huì)提高，而塑性降低。冷拉i級(jí)鋼筋適用于普通 鋼筋混凝土中的受力部位，冷拉n級(jí)、川級(jí)、級(jí)鋼筋均可作為預(yù)應(yīng)力筋使用。 冷拔低碳鋼筋：其有較高的抗拉強(qiáng)度，是小型構(gòu)件的主要預(yù)應(yīng)力鋼材。 3、木材 （ 1）木材的種類：分為針葉樹(shù)和闊葉樹(shù)兩類。其中針葉樹(shù)的樹(shù)干長(zhǎng)直高大，紋理通直， 材質(zhì)較軟，加工容易，是建筑工程中的主要用材。闊葉樹(shù)材質(zhì)較堅(jiān)硬，稱之為硬材，主要用 于裝修

8、工程。 （ 2）建筑木材的性能與用途 l 紅松：材質(zhì)較軟，紋理順直，不易翹曲、開(kāi)裂，樹(shù)脂多，耐腐朽，易加工，主 要用于制作門窗、屋架、檁條、模板等。 l魚(yú)鱗云杉：又名白松。材質(zhì)輕、紋理直、結(jié)構(gòu)細(xì)、易干燥、加工，主要用于制 作門窗、模板、地板等。 l馬尾松：材質(zhì)中硬，紋理直斜不勻，結(jié)構(gòu)中至粗，不耐腐，松脂氣味濃，在水 中很耐久，主要用于制作模板、門窗、櫞條、木柱等。 l落葉松：材質(zhì)堅(jiān)硬而脆，樹(shù)脂多，耐腐性強(qiáng)，干燥慢，干燥中易開(kāi)裂。主要用 于檁條、地板、木樁等。 l杉木：紋理直而均，結(jié)構(gòu)中等或粗，易干燥、耐久性強(qiáng)。主要用于制作屋架、 檁條、門窗、腳手桿等。 l柏木：材質(zhì)致密，紋理直或斜，結(jié)構(gòu)細(xì)，干

9、燥易開(kāi)裂，堅(jiān)韌耐久。主要用于制 作模板及細(xì)木裝飾等。 l洋松：分細(xì)皮和粗皮兩種。細(xì)皮的結(jié)構(gòu)精細(xì)，不易變形，容易加工，適于較高 要求的裝修；粗皮的結(jié)構(gòu)較松，但質(zhì)料堅(jiān)固，變形與收縮量較小，適用于要求不高的裝修。 （ 3）木材的類別 為了合理用材， 木材按加工與用途不同分為原原木是指伐倒后經(jīng)修枝， 并截成一定長(zhǎng)度的 木材。 分直接使用原木和加工用原木。 杉原條是指只經(jīng)修枝剝皮，沒(méi)有加工成材的杉木，長(zhǎng)度 5M 以上，梢直徑 60mm 以上。 板方材是指按一定尺寸加工成的板材和方材。板材是指斷面寬為厚的三倍及三倍以上者； 方材是指斷面寬度小于厚度的三倍者。 4、普通混凝土 （ 1）普通混凝土概念：其主要

10、是由水泥、普通碎石、砂和水配置而成的混凝土。其中石 子和砂子起骨架作用，稱為骨料。石子為粗骨料，砂為細(xì)骨料。水泥加水后形成水泥漿，包 裹在骨料表面并填滿骨料間的空隙， 作為骨料之間的潤(rùn)滑材料， 使混凝土混合物具有適于施 工的和易性，水泥水化硬化后將骨料膠結(jié)在一起形成堅(jiān)固整體。 （ 2）混凝土的性能： l混凝土的和易性：是指混凝土在施工中是否適于操作，是否具有能使所澆注的 構(gòu)件質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。 l混凝土的強(qiáng)度：抗壓強(qiáng)度是混凝土的主要強(qiáng)度指標(biāo)，它比混凝土的其它強(qiáng)度高 得多，工程中主要是利用其抗壓強(qiáng)度，也是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。 l 混凝土的耐久性：混凝土能抵抗各種自然環(huán)境的侵蝕而不被破

11、壞的能力稱為耐 性。對(duì)混凝土除要求具有一定的強(qiáng)度安全承受荷載外，還應(yīng)具有耐久性，如抗?jié)B、抗凍、耐 磨、耐風(fēng)化等。 5、黏土磚 黏土磚是以黏土為主要原料， 經(jīng)攪拌成可塑性， 用機(jī)械擠壓成型的。 擠壓成型的土塊稱為 磚坯，經(jīng)風(fēng)干后送入窯內(nèi)，在9001000 C的高溫下煅燒即成磚。 （ 1）黏土磚的種類： l標(biāo)準(zhǔn)磚：標(biāo)準(zhǔn)磚是建筑工程中最常用的磚，它廣泛使用于磚承重的墻體中，也 用于非承重的填充墻。黏土磚的尺寸為：240mm X 115 mm x 53 mm。每塊磚干燥時(shí)約重 2.5Kg，吸水后約為3 Kg。 I空心磚和多孔磚：空心磚的規(guī)格為 190 mm x 190 mm x 90 mm，每立方米約

12、重1100 Kg。多孔磚的規(guī)格為 240 mm X 115 mm x 90 mm，每立方米約重 1400 Kg。 （2） 黏土磚的強(qiáng)度：黏土磚的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高，可以承受較大的外力。反映磚承重外力 的能力叫做強(qiáng)度； 而反映強(qiáng)度大小稱為強(qiáng)度等級(jí)。 一個(gè)建筑物選用哪一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的磚， 應(yīng) 由設(shè)計(jì)單位通過(guò)計(jì)算確定。 （3） 黏土磚的吸水率： 黏土磚都有一定的吸水性，能吸附一定量的水分，吸水的多少可以 用吸水率來(lái)表示。吸水率一般允許在8% 1 0%的范圍內(nèi)。 （4） 黏土磚的抗凍性：是指磚抵抗凍害的能力?？箖鲂杂蓪?shí)驗(yàn)作出。木、杉原條、板方 材等。 （5）黏土磚的外觀質(zhì)量：普通黏土磚的外形應(yīng)該平整、方正

13、。外觀無(wú)明顯彎曲、缺楞、掉 角、裂縫等缺陷，敲擊時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲，色澤均勻一致。 二、 房屋構(gòu)造組成部分： 1 、房屋構(gòu)成部分：地基與基礎(chǔ)、墻或柱、樓板與地面、門窗、樓梯、屋頂?shù)冉M成。 （1 ）地基和基礎(chǔ)： 地基：系建筑物下面的土層。它承受基礎(chǔ)傳來(lái)的整個(gè)建筑物的荷載，包括建筑物的自重、 作用于建筑物上的人與設(shè)備的重量及風(fēng)雪荷載等。 基礎(chǔ)： 位于墻柱下部， 是建筑物的地下部分。 它承受建筑物上部的全部荷載并把它傳給地 基。 （2）墻和柱： 承重墻和柱是建筑物垂直承重構(gòu)件，它承受屋頂、 樓板層傳來(lái)的荷載連同自 重一起傳給基礎(chǔ)。此外，外墻還能抵御風(fēng)、霜、雨、雪對(duì)建筑物的侵襲，使室內(nèi)具有良好的 生活

14、與工作條件，即起圍護(hù)作用；內(nèi)墻還把建筑物內(nèi)部分割成若干空間，起分割作用。 （3）樓板和地面： 樓板是水平承重構(gòu)件，主要承受作用在它上面的豎向荷載，并將它們自 重一起傳給墻或柱。 同時(shí)將建筑物分為若干層。 樓板對(duì)墻身還起著水平支撐的作用。 底層房 間的地面貼近地基土，承受作用在它上面的豎向荷載，并將它們連同自重直接傳給地基。 （ 4）樓梯：是指樓層間垂直交通通道。 （ 5 ）屋頂：是建筑物最上層的覆蓋構(gòu)造層，它既是承重構(gòu)件又是圍護(hù)構(gòu)件。它承受作用在 其上的各種荷載并連同屋頂結(jié)構(gòu)自重一起傳給墻或柱；同時(shí)又起到保溫、防水等作用。 （ 6）門和窗： 門： 是提供人們進(jìn)出房屋或房間以及搬運(yùn)家具、 設(shè)備等

15、的建筑配件。 有的門兼有采光、通 風(fēng)的作用。 窗：其主要作用是通風(fēng)采光。 一般來(lái)說(shuō)，基礎(chǔ)、墻和柱、樓板、地面、屋頂?shù)仁墙ㄖ锏闹饕糠郑婚T、窗、樓梯等則 是建筑物的附屬部件。 2、基礎(chǔ) （ 1 ）基礎(chǔ)的類型 按使用的材料分為：灰土基礎(chǔ)、磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土 基礎(chǔ)。 按埋置深度可分為：淺基礎(chǔ)、深基礎(chǔ)。埋置深度不超過(guò)5M 者稱為淺基礎(chǔ)，于 5M 者稱為深基礎(chǔ)。 按受力性能可分為：剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)。 按構(gòu)造形式可分為條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、滿堂基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。 條形基礎(chǔ)：當(dāng)建筑物采用磚墻承重時(shí)，墻下基礎(chǔ)常連續(xù)設(shè)置，形成通長(zhǎng)的條形基 礎(chǔ) 剛性基礎(chǔ)：是指抗壓強(qiáng)度較高，而抗彎和抗拉強(qiáng)度較低

16、的材料建造的基 礎(chǔ)。所用材料有混凝土、磚、毛石、灰土、三合土等，一般可用于六層及其以下的民用 建筑和墻承重的輕型廠房。 柔性基礎(chǔ)：用抗拉和抗彎強(qiáng)度都很高的材料建造的基礎(chǔ)稱為柔性基礎(chǔ)。 一般用鋼筋混凝土制作。 這種基礎(chǔ)適用于上部結(jié)構(gòu)荷載比較大、 地基比較柔軟、 用剛性 基礎(chǔ)不能滿足要求的情況。 獨(dú)立基礎(chǔ)：當(dāng)建筑物上部為框架結(jié)構(gòu)或單獨(dú)柱子時(shí)，常采用獨(dú)立基礎(chǔ)；若柱子為 預(yù)制時(shí)，則采用杯形基礎(chǔ)形式。 滿堂基礎(chǔ)：當(dāng)上部結(jié)構(gòu)傳下的荷載很大、地基承載力很低、獨(dú)立基礎(chǔ)不能滿足地 基要求時(shí)， 常將這個(gè)建筑物的下部做成整塊鋼筋混凝土基礎(chǔ)， 成為滿堂基礎(chǔ)。 按構(gòu)造又 分為伐形基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)兩種。 伐形基礎(chǔ)： 是埋在地下的連片基礎(chǔ)， 適用于有地下室或地基承載力較低、 上部傳來(lái)的荷載較大的情況。 箱形基礎(chǔ)：當(dāng)伐形基礎(chǔ)埋深較大，并設(shè)有地下室時(shí)，為了增加基礎(chǔ)的剛 度，將地下室的底板、頂板和墻澆制成整體箱形基礎(chǔ)。箱形的內(nèi)部空間構(gòu)成地下室，具 有較大的強(qiáng)度和剛度，多用于高層建筑 樁基礎(chǔ)：當(dāng)建造比較大的工業(yè)與民用建筑時(shí)，若地基的軟弱土層較厚，采用淺埋 基礎(chǔ)不能滿足地基強(qiáng)度和變形要求， 常采用樁基。 樁基的作用是將荷載通過(guò)樁傳給埋藏 較深的堅(jiān)硬土層