建筑的構(gòu)成基礎(chǔ)知識

1、第一章第一章 民用建筑概述民用建筑概述 本章介紹了建筑的基本知識和基本概念，要本章介紹了建筑的基本知識和基本概念，要求重點掌握建筑物和構(gòu)筑物的定義、建筑模數(shù)與求重點掌握建筑物和構(gòu)筑物的定義、建筑模數(shù)與建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，熟悉建筑物的分類和等級、建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，熟悉建筑物的分類和等級、建筑物的構(gòu)造組成及其影響因素。建筑物的構(gòu)造組成及其影響因素。 本章提要本章提要本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容1 建筑的構(gòu)成要素建筑的構(gòu)成要素2 建筑物的分類和等級建筑物的分類和等級3 建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)4 建筑構(gòu)造及影響因素建筑構(gòu)造及影響因素 建筑是建筑物和構(gòu)筑物的總稱。 凡是供人們在其內(nèi)進行生產(chǎn)、生

2、活或其他活動的房屋（或場所）都稱為建筑物，如住宅、學(xué)校、廠房等； 只為滿足某一特定的功能建造的，人們一般不直接在其內(nèi)進行活動的場所則稱為構(gòu)筑物，如水塔、電視塔、煙囪等。 無論建筑物還是構(gòu)筑物，都是由三個基本的要素構(gòu)成，即建筑功能、物質(zhì)技術(shù)條件和建筑形象。 1 建筑的構(gòu)成要素建筑的構(gòu)成要素 所謂建筑功能，是指建筑在物質(zhì)方面和精神方面的具體使用要求，也是人們建造房屋的目的。 不同的功能要求產(chǎn)生了不同的建筑類型。 隨著社會的不斷發(fā)展和物質(zhì)文化生活水平的提高，建筑功能將日益復(fù)雜化、多樣化。 1.1 建筑功能建筑功能 建筑的物質(zhì)技術(shù)條件是實現(xiàn)建筑功能的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)手段。 物質(zhì)基礎(chǔ)包括建筑材料與制品、建

3、筑設(shè)備和施工機具等；技術(shù)條件包括建筑設(shè)計理論、工程計算理論、建筑施工技術(shù)和管理理論等。 建筑材料和結(jié)構(gòu)是構(gòu)成建筑空間環(huán)境的骨架；建筑設(shè)備是保證建筑達到某種要求的技術(shù)條件；而建筑施工技術(shù)則是實現(xiàn)建筑生產(chǎn)的過程和方法。 1.2 建筑的物質(zhì)技術(shù)條件建筑的物質(zhì)技術(shù)條件 建筑形象是建筑體型、立面式樣、建筑色彩、材料質(zhì)感、細部裝飾等的綜合反映。 好的建筑形象具有一定的感染力，給人以精神上的滿足和享受。 建筑形象并不單純是一個美觀的問題，它還應(yīng)該反映時代的生產(chǎn)力水平、文化生活水平和社會精神面貌，反映民族特點和地方特色等。 1.3 建筑形象建筑形象 2 建筑物的分類和等級建筑物的分類和等級（1）民用建筑 民用

4、建筑是指供人們居住、生活、工作和學(xué)習(xí)的房屋和場所。一般分為以下兩種： 居住建筑 供人們生活起居的建筑物。 公共建筑 供人們進行各項社會活動的建筑物。 2.1 建筑物的分類建筑物的分類 2.1.1 按建筑物的使用性質(zhì)分按建筑物的使用性質(zhì)分 民用建筑特點居住建筑的特點是它的內(nèi)部房間的尺度雖小但使用布局卻十分重要，對朝向、采光、隔熱和隔音等建筑技術(shù)問題有較高要求。它的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件為樓板和墻體，層數(shù)12層至1020層不等。公共建筑是大量人群聚集的場所，室內(nèi)空間和尺度都很大，人流走向問題突出，對使用功能及其設(shè)施的要求很高。經(jīng)常采用將梁柱連接在一起的大跨度框架結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)架、拱、殼結(jié)構(gòu)等為主體結(jié)構(gòu)，層數(shù)以單

5、層或低層為主。（2）工業(yè)建筑 工業(yè)建筑是指供人們從事各類生產(chǎn)活動的用房（一般稱為廠房）。工業(yè)建筑的特點： (1)廠房平面要根據(jù)生產(chǎn)工藝的特點設(shè)計：廠房的建筑設(shè)計是在生產(chǎn)工藝設(shè)計的基礎(chǔ)上進行的，并能適應(yīng)由于生產(chǎn)設(shè)備更新或改變生產(chǎn)工藝流程而帶來的變化。 (2)廠房內(nèi)部空間較大：由于廠房內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備多而且尺寸較大，并有多種起重運輸設(shè)備，有的加工巨型產(chǎn)品，通過各類交通運輸工具，因而廠房內(nèi)部大多具有較大的開敞空間。如有橋式吊車的廠房，室內(nèi)凈高在8m以上，萬噸水壓機車間，室內(nèi)凈高在20m以上，有些廠房高度可達40m以上。 (3)廠房的建筑構(gòu)造復(fù)雜：大多數(shù)單層廠房采用多跨的平面結(jié)合形式，內(nèi)部有不同類型的起吊運

6、輸設(shè)備，由于采光通風(fēng)等要求，采用組合式側(cè)窗、天窗，使屋面排水、防水、保溫、隔熱等建筑構(gòu)造的處理復(fù)雜化，技術(shù)要求比較高。 (4)廠房骨架的承載力較大：在單層廠房中，由于屋頂重量大，且多數(shù)吊車的荷載作用在骨架上，包括吊車制動的水平荷載和起吊荷載，因此承載力較大。 （3）農(nóng)業(yè)建筑 農(nóng)業(yè)建筑是指供農(nóng)業(yè)、牧業(yè)生產(chǎn)和加工用的建筑，如溫室、畜禽飼養(yǎng)場、種子庫等。 通常采用的是輕型鋼結(jié)構(gòu)。（1）木結(jié)構(gòu)建筑 用木材作為主要承重構(gòu)件的建筑是我國古建筑中廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式。 但由于木材易腐、易燃，強度低，以及我國森林資源缺乏等問題，一般僅用于低層、規(guī)模較小的建筑物，如別墅、旅游性建筑。 2.1.2 按主要承重結(jié)構(gòu)的

7、材料和結(jié)構(gòu)形式分按主要承重結(jié)構(gòu)的材料和結(jié)構(gòu)形式分（2）磚混結(jié)構(gòu)建筑 用磚墻（或柱）、鋼筋混凝土樓板和屋頂承重構(gòu)件作為主要承重結(jié)構(gòu)的建筑。 這種結(jié)構(gòu)整體性、耐久性、耐火性均較好，且取材方便，但自重較大，廣泛用于六層及六層以下的民用建筑和小型工業(yè)廠房。 （3）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑 主要承重構(gòu)件全部采用鋼筋混凝土的建筑。 全框架結(jié)構(gòu)建筑 內(nèi)框架結(jié)構(gòu)建筑 底層框架結(jié)構(gòu)建筑 全剪力墻結(jié)構(gòu)建筑 框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑 核心筒建筑 筒中筒建筑 （4）鋼結(jié)構(gòu)建筑 主要承重構(gòu)件全部采用鋼材制作，外圍護墻和分隔內(nèi)墻用輕質(zhì)塊材、板材的建筑。 這類結(jié)構(gòu)整體性、剛度和柔性均好，自重較輕，工業(yè)化施工程度高，施工受季節(jié)影響小，但

8、耗鋼量大，耐火性差，施工難度大，主要用于超高層建筑、特大跨度公共建筑和工業(yè)建筑。 （5）鋼、鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)建筑 用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組成豎向承重體系，用鋼結(jié)構(gòu)組成水平承重體系的大空間結(jié)構(gòu)建筑，其橫向可跨越30m以上的空間。 在這類結(jié)構(gòu)中，水平承重體系可采用桁架、懸索、網(wǎng)架、拱、薄殼等結(jié)構(gòu)形式，多用于體育館、大型火車站、航空港等公共建筑。 （1）住宅建筑 13層為低層建筑；46層為多層建筑；79層為中高層建筑；10層以上為高層建筑。（2）公共建筑 建筑物高度超過24者為高層建筑（不包括高度超過24的單層建筑），建筑物高度不超過24者為非高層建筑。 2.1.3 按建筑的層數(shù)或總高度分按建筑的層數(shù)或

9、總高度分（1）大量性建筑 主要指建筑規(guī)模不大，但建造數(shù)量多，與人們生活密切相關(guān)的建筑，如住宅、中小學(xué)教學(xué)樓、醫(yī)院等。（2）大型性建筑 主要指建造于大中城市的體量大而數(shù)量少的公共建筑，如大型體育館、火車站等。2.1.4 按建筑的規(guī)模和數(shù)量分按建筑的規(guī)模和數(shù)量分 建筑物耐久等級的指標(biāo)是主體結(jié)構(gòu)的使用年限。使用年限的長短主要根據(jù)建筑物的重要性和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定。 民用建筑設(shè)計通則（JGJ3787）對建筑物的耐久等級作了如下規(guī)定： 一級：使用年限為100年以上，適用于重要的建筑和高層建筑。2.2 建筑的等級建筑的等級2.2.1 耐久等級耐久等級 二級：使用年限為50100年，適用于一般性的建筑。 三級：使

10、用年限為2550年，適用于次要的建筑。 四級：使用年限為15年以下，適用于臨時性或簡易建筑。 建筑物的耐火等級是衡量建筑物耐火程度的標(biāo)準(zhǔn)，是根據(jù)組成建筑物構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限確定的。 我國現(xiàn)行建筑設(shè)計防火規(guī)范規(guī)定：高層建筑的耐火等級分為一、二兩級；其他建筑物的耐火等級分為一、二、三、四級。 （表1-2）(見P4) 耐火極限是指對任一建筑構(gòu)件按時間-溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線進行耐火試驗，從受到火的作用時起，到失去支持能力（木結(jié)構(gòu)），或完整性被破壞（磚混結(jié)構(gòu)），或失去隔火作用（鋼結(jié)構(gòu)）時為止的這段時間，以小時表示。2.2.2 耐火等級耐火等級 燃燒性能是指組成建筑物的主要構(gòu)件在明火或高溫作用下燃燒與否及燃

11、燒的難易程度。分為非燃燒體、難燃燒體和燃燒體。 非燃燒體是指用非燃燒材料做成的建筑構(gòu)件。 難燃燒體是指用難燃燒材料做成的建筑構(gòu)件，或用燃燒材料制作，而用非燃燒材料做保護層的建筑構(gòu)件。 燃燒體是指用容易燃燒的材料做成的建筑構(gòu)件 3 建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 建筑模數(shù)是建筑設(shè)計中選定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸單位。它是建筑物、建筑構(gòu)配件、建筑制品以及有關(guān)設(shè)備尺寸相互間協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)。（1）基本模數(shù) 基本模數(shù)是建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中的基本尺度的單位，用符號表示，1M100mm。3.1 建筑模數(shù)建筑模數(shù)（2）導(dǎo)出模數(shù) 導(dǎo)出模數(shù)分為擴大模數(shù)和分模數(shù)。 擴大模數(shù)為基本模數(shù)的整數(shù)倍，以3M（300mm）、6M（

12、600mm）、12M（1200mm）、15M（1500mm）、30M（3000mm）和60M（6000mm）表示。 分模數(shù)為整數(shù)除基本模數(shù)，以M/10（10mm）、M5（20mm）和M2（50mm）表示。 （3）模數(shù)數(shù)列及其應(yīng)用 模數(shù)數(shù)列是以基本模數(shù)、擴大模數(shù)、分模數(shù)為基礎(chǔ)擴展的數(shù)值系統(tǒng)，其擴展幅度和數(shù)值見表1-3 (詳見P5)。 模數(shù)數(shù)列根據(jù)建筑空間的具體情況擁有各自的適用范圍，建筑物中的所有尺寸，除特殊情況外，一般都應(yīng)符合模數(shù)數(shù)列的規(guī)定。 為保證設(shè)計、生產(chǎn)、施工各階段建筑制品、構(gòu)配件等有關(guān)尺寸間的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)，必須明確標(biāo)志尺寸、構(gòu)造尺寸、實際尺寸的定義及其相互關(guān)系。 標(biāo)志尺寸 用以標(biāo)注建筑物

13、定位軸線之間的距離（跨度、柱距、層高等）以及建筑制品、建筑構(gòu)配件、組合件、有關(guān)設(shè)備位置界限之間的尺寸。標(biāo)志尺寸必須符合模數(shù)數(shù)列的規(guī)定。 3.2 幾種尺寸及其相互關(guān)系幾種尺寸及其相互關(guān)系 構(gòu)造尺寸 是生產(chǎn)、制造建筑構(gòu)配件、建筑組合件、建筑制品等的設(shè)計尺寸，一般情況下，構(gòu)造尺寸為標(biāo)志尺寸減去縫隙或加上支承尺寸。 實際尺寸 是建筑構(gòu)配件、建筑組合件、建筑制品等生產(chǎn)制作后的實有尺寸，實際尺寸與構(gòu)造尺寸之間的差數(shù)應(yīng)符合建筑公差的規(guī)定。 圖10.1 幾種尺寸間的關(guān)系 （a）構(gòu)件標(biāo)志尺寸大于構(gòu)造尺寸；（b）構(gòu)件標(biāo)志尺寸小于構(gòu)造尺寸 4 建筑構(gòu)造及其影響因素建筑構(gòu)造及其影響因素 建筑構(gòu)造是研究建筑物的構(gòu)造組成

14、，以及各組成部分的構(gòu)造原理和構(gòu)造方法的學(xué)科。 建筑物各部位的材料選擇、結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)造做法的確定都必須充分考慮各種因素對建筑物的影響，遵循“功能適用、安全耐久、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、切實可行、注意美觀”的原則，采取相應(yīng)的構(gòu)造方案和措施，提高建筑物的使用質(zhì)量和耐久性。（1）外力作用的影響 作用在建筑物上的外力稱之為荷載。 荷載按時間變異分類，可分為永久荷載（如結(jié)構(gòu)自重、土壓力）、活荷載（如人、家具、設(shè)備、風(fēng)、雪、吊車等）和偶然荷載（如撞擊、爆炸、地震等）。 荷載的大小和作用方式?jīng)Q定著構(gòu)件的形狀、尺度和用料，而構(gòu)件的選材、尺寸、形狀等又是建筑構(gòu)造設(shè)計的重要依據(jù)。 （2）自然環(huán)境的影響 建筑物處于自然界

15、中，經(jīng)受著日曬、雨淋、風(fēng)吹、冰凍、地下水等多種因素的影響，影響程度隨地區(qū)、構(gòu)件所處的部位不同而有所差異。 在建筑構(gòu)造設(shè)計時，必須針對所受影響的性質(zhì)與程度，對建筑物的相關(guān)部位采取相應(yīng)的措施，如防潮、防水、保溫、隔熱、防溫度變形等。同時在建筑構(gòu)造設(shè)計中，也應(yīng)充分利用自然環(huán)境的有利因素。 （3）人為因素的影響 人們在生產(chǎn)和生活等活動中，也會對建筑物造成不利的影響，如機械振動、化學(xué)腐蝕、爆炸、火災(zāi)、噪聲等。 在建筑構(gòu)造設(shè)計時，必須認(rèn)真分析，從構(gòu)造上采取防振、防腐、防火、隔聲等相應(yīng)的防范措施。（4）物質(zhì)技術(shù)條件的影響 建筑材料、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和施工技術(shù)是構(gòu)成建筑的基本要素之一，由于建筑物的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和等級的不

16、同，在材料的選擇和構(gòu)造方式上均有所區(qū)別。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備和新的施工方法不斷出現(xiàn)，建筑構(gòu)造的做法也在改變。 5 房屋的組成房屋的組成一幢民用建筑，一般由基礎(chǔ)、墻或柱、樓板層、樓梯、屋頂和門窗等六大部分組成，如圖7.1所示。5.1 基礎(chǔ)基礎(chǔ)基礎(chǔ)位于建筑的最下面，是建筑墻或柱的擴大部分，承受著建筑上部的所有荷載并將其傳給地基。因此，基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強度和耐久性，并能承受地下各種因素的影響。 常用的基礎(chǔ)形式有條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。使用的材料有磚、石、混凝土、鋼筋混凝土等。 5.2 墻或柱墻或柱墻在建筑中起著承重、圍護和分隔作用。要求墻體根據(jù)功能的不同

17、分別具有足夠的強度、穩(wěn)定性、保溫、隔熱、隔聲、防水、防潮等能力，并具有一定的經(jīng)濟性和耐久性。 柱子在建筑中的主要作用是承受其上梁、板的荷載，以及附加在其上的其他荷載。要求柱子應(yīng)具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。 5.3 樓板層樓板層樓板層是樓房建筑水平方向的承重構(gòu)件，按房間層高將整幢建筑沿水平方向分為若干部分，充分利用了建筑的空間，大大增加了建筑的使用面積。 樓板層應(yīng)具有足夠的強度、剛度和隔聲能力，并具有防潮、防水的能力。常用的樓板層為鋼筋混凝土樓板層。 樓板層還應(yīng)包括地坪，地坪是底層房間與土層相接的部分，它承受底層房間的荷載，因此應(yīng)具有耐磨、防潮、防水、保溫等不同的能力。5.4 樓梯樓梯樓梯是二層及二層以上建筑的垂直交通設(shè)施，供人們上下樓層和緊急情況下疏散之用。要求樓梯不僅要有足夠的強度和剛度，而且還要有足夠的通行能力、防火能力，樓梯表面應(yīng)具有防滑能力。 常用的樓梯有鋼筋混