房屋建筑學(xué)(董曉琳)PPT第4章

第四章建筑結(jié)構(gòu)概論4.1 建筑體系4.2 建筑的組成4.3 建筑構(gòu)造的關(guān)鍵4.4建筑構(gòu)造的影響因素和設(shè)計(jì)原則4.5建筑構(gòu)造圖的表達(dá)本章目錄內(nèi)容提要：本章主要講述房屋建筑的基本組成和各構(gòu)件在房屋中所起的作用，著重介紹影響建筑構(gòu)造的主要因素、建筑構(gòu)造的設(shè)計(jì)原則以及建筑構(gòu)造圖的表達(dá)方法。教學(xué)要求：學(xué)習(xí)本章應(yīng)掌握建筑物的構(gòu)造組成及建筑構(gòu)造圖的表達(dá)方法。建筑構(gòu)造是研究構(gòu)成建筑各構(gòu)配件的組合原理和構(gòu)造方法的學(xué)科，建筑構(gòu)造是建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分。建筑構(gòu)造方案設(shè)計(jì)與建筑體系的選擇有著密切的關(guān)系。4.1 建筑體系所謂建筑體系，一是指建筑的裝配體系，如砌塊建筑、板材建筑、盒子建筑等；二是指建筑的結(jié)構(gòu)體系，如磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)等。建筑的裝配關(guān)系和結(jié)構(gòu)關(guān)系密不可分，其中建筑的結(jié)構(gòu)體系更為重要。結(jié)構(gòu)是建筑的承重骨架，結(jié)構(gòu)體系承傳建筑荷載，直至地基。建筑材料和建筑技術(shù)的發(fā)展決定結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展，而建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇對建筑的使用以及建筑形式又有著極大的影響。民用建筑的結(jié)構(gòu)體系依建筑的規(guī)模、構(gòu)件所用材料及受力情況的不同而不同。依建筑物使用性質(zhì)和規(guī)模的不同可分為單層、多層、大跨和高層建筑，單層和多層建筑的主要結(jié)構(gòu)體系為砌體結(jié)構(gòu)或框架結(jié)構(gòu)體系。砌體結(jié)構(gòu)是指由墻體作為建筑物承重構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系，而框架結(jié)構(gòu)主要是指梁柱作為承重構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系。大跨建筑常見的有拱結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及薄殼、折板、懸索等空間結(jié)構(gòu)體系。依建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的材料不同，目前有木結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)之分，混合結(jié)構(gòu)是指在一座建筑物中，其主要承重構(gòu)件分別采用多種材料制成，如磚與木、磚與鋼筋混凝土、鋼筋混凝土與鋼等。習(xí)慣上稱謂的磚混建筑，是指用磚與鋼筋混凝土作為結(jié)構(gòu)材料的建筑。用鋼筋混凝土、鋼材作主要結(jié)構(gòu)材料的民用建筑多為框架結(jié)構(gòu)體系。如鋼筋混凝土框架、鋼框架結(jié)構(gòu)。由于鋼筋混凝土構(gòu)件既可現(xiàn)澆，又可預(yù)制，為構(gòu)件生產(chǎn)的工廠化和安裝機(jī)械化提供了條件，加之鋼筋混凝土防水、防火、耐久性能好，所以鋼筋混凝土是運(yùn)用較廣的一種結(jié)構(gòu)材料。4.2 建筑的組成建筑類型多樣，標(biāo)準(zhǔn)不一，但建筑物都有相同的部分組成。一座建筑物主要有屋基、屋身、屋頂組成，屋基包括基礎(chǔ)和地坪，屋身包括墻柱和門窗，樓房還包括樓板和樓梯等，民用建筑的構(gòu)造組成如圖4.1所示。圖4.1民用建筑的構(gòu)造組成1-基礎(chǔ)；2—外墻；3—內(nèi)橫墻；4—內(nèi)縱墻；5—樓板；6—屋頂；7—地坪；8—門；9—窗；10—樓梯；11—臺階；12—雨篷；13—散水；14—勒腳；15—通風(fēng)道；16—防潮層上圖數(shù)字含義：1．

基礎(chǔ)基礎(chǔ)是房屋底部與地基接觸的承重構(gòu)件，它承受房屋的上部荷載，并把這些荷載傳給地基，因此基礎(chǔ)必須具有足夠的強(qiáng)度，發(fā)揮各自的作用。2．

墻體墻是建筑物的承重構(gòu)件和圍護(hù)構(gòu)件。要求墻體具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、保溫、隔熱、隔聲、防火等能力以及具有經(jīng)濟(jì)性和耐久性。墻體的種類較多，有單一材料的墻體，有復(fù)合材料的墻體。綜合考慮圍護(hù)、承重、節(jié)能、美觀等因素，設(shè)計(jì)合理的墻體方案，是建筑構(gòu)造的重要任務(wù)。基地內(nèi)的通路應(yīng)與城市道路相連接。通路應(yīng)能通達(dá)建筑物的各個(gè)安全出口及建筑物周圍應(yīng)留的空地。坡度要求：基地地面坡度不應(yīng)小于0.3%；地面坡度大于8%時(shí)應(yīng)分成臺地，臺地連接處應(yīng)設(shè)擋墻或護(hù)坡?；剀囆械赖目v坡不應(yīng)小于0.3%，亦不應(yīng)大于8%；在個(gè)別路段可不大于11%，但其長度不應(yīng)超過80m，路面應(yīng)有防滑措施；橫坡宜為1.5%～2.5%?；厝诵械赖目v坡不應(yīng)大于8%，大于8%時(shí)宜設(shè)踏步或局部設(shè)坡度不大于15%的坡道，路面應(yīng)有防滑措施；橫坡宜為1.5%～2.5%。3柱柱是框架或排架結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，和承重墻一樣，承受著屋頂和樓板層傳來的荷載。柱所占空間小，受力比較集中，因此它必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。當(dāng)基坑放坡高度較大，施工期和暴露時(shí)間較長，或巖土質(zhì)較差，易于風(fēng)化、疏松或滑坍。為防止基坑邊坡因氣溫變化，或失水過多而風(fēng)化或松散；或防止坡面受雨水沖刷而產(chǎn)生溜坡現(xiàn)象。應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和實(shí)際條件采取邊坡保護(hù)措施。4. 樓地層建筑的使用面積主要體現(xiàn)在樓地層上。樓地層由結(jié)構(gòu)層和外表面層組成。樓板是重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。不同材料的建筑樓板的做法不同。作為樓板，要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)還要求具有隔聲、防潮、防水的能力。木結(jié)構(gòu)建筑多采用木樓板，板跨1m左右，其下用木梁支承；磚混結(jié)構(gòu)建筑常采用預(yù)制或現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，板跨約為3m～4m，用墻或梁支承；鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系建筑多為交梁樓蓋；鋼框架結(jié)構(gòu)的建筑則適合采用鋼襯板組合樓板，其跨度可達(dá)4m。不同材料的建筑樓板的做法不同：地坪是底層房間與土層相接觸的部分，它承受底層房間的荷載，要求具有一定的強(qiáng)度和剛度，并具有防潮、防水、保暖、耐磨的性能。地層和建筑物室外場地有密切的關(guān)系，要處理好地坪與平臺、臺階及建筑物沿邊場地的關(guān)系，使建筑物與場地交接明確，整體和諧。5. 樓梯樓梯是樓房建筑的重要的垂直交通構(gòu)件。樓梯有主樓梯，次樓梯，室內(nèi)樓梯，室外樓梯，樓梯形式多樣，功能不一。樓梯是建筑構(gòu)造的重點(diǎn)和難點(diǎn)，樓梯構(gòu)造設(shè)計(jì)靈活，知識綜合性強(qiáng)，在建筑設(shè)計(jì)及構(gòu)造設(shè)計(jì)中應(yīng)予高度重視。6. 屋頂屋頂具有承重和圍護(hù)的雙重功能，有平頂、坡頂和其他形式的屋頂。平屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)層與樓板層做法相似。由于受陽光照射角度的不同，屋頂?shù)谋?、隔熱、防水要求比外墻更高。屋頂有不同程度的上人需求，有些屋頂還有綠化的要求7. 門窗門主要用作交通聯(lián)系，窗的作用是采光通風(fēng)，處在外墻上的門窗是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，有著多重功能，要充分考慮采光、通風(fēng)、保溫、隔熱等問題。門窗大致分為鋼與鋁制的金屬門窗與木制門窗。門窗有不同的種類和開啟方式，要重視框與墻、框與門窗扇、扇與扇之間的細(xì)微關(guān)系。門窗的使用頻率高，要求經(jīng)久耐用，重視安全，選擇門窗時(shí)也要重視經(jīng)濟(jì)與美觀。建筑構(gòu)件除了以上六大部分外，還有其他附屬部分，如陽臺、雨棚、平臺、臺階等。陽臺、雨棚與樓板接近，平臺、臺階與地面接近，電梯、自動扶梯則屬于垂直交通部分，它們的安裝有各自對土建技術(shù)的要求。在露空部分如陽臺、回廊、樓梯段臨空處、上人屋頂周圍等處視具體情況要對欄桿設(shè)計(jì)、扶手高度提出具體的要求。4.3 建筑構(gòu)造的關(guān)鍵建筑構(gòu)造的關(guān)鍵點(diǎn)是構(gòu)造節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的連接以及接縫的處理非常重要。建筑構(gòu)造對縫的處理有嵌縫、堵縫、勾縫、蓋縫。當(dāng)建筑物的體量大而體形復(fù)雜時(shí)還會設(shè)置變形縫。剛性防水屋面設(shè)分倉縫、外墻抹灰設(shè)分格縫、整體地面設(shè)分塊縫等等。構(gòu)造縫不但能產(chǎn)生特殊的視覺效果，而且更重要的是建筑物對環(huán)境的適應(yīng)，如伸縮縫可以調(diào)節(jié)建筑適應(yīng)熱脹冷縮變化，沉降縫調(diào)整建筑部分間的不均勻沉降，剛性防水屋面設(shè)分倉縫可防止由熱脹冷縮及混凝土徐變引起不規(guī)則裂縫而致使的屋面漏水。構(gòu)造縫是建筑構(gòu)件的保險(xiǎn)設(shè)施，在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)通過運(yùn)用材料的剛?cè)?、虛?shí)關(guān)系使不同材料之間分工合作，達(dá)到建筑的圍護(hù)、連接、美觀的構(gòu)造設(shè)計(jì)目標(biāo)。構(gòu)件尺寸有標(biāo)志尺寸、構(gòu)造尺寸、實(shí)際尺寸之分。1.標(biāo)志尺寸用以標(biāo)注建筑物定位軸線或定位面之間的距離，如開間、柱距、進(jìn)深、跨度等，以及建筑構(gòu)配件、建筑組合件、建筑制品、建筑設(shè)備的定位尺寸。一般情況下標(biāo)志尺寸是構(gòu)件的稱謂尺寸。2.構(gòu)造尺寸建筑構(gòu)配件、建筑組合件、建筑制品等的設(shè)計(jì)尺寸，一般情況下構(gòu)造尺寸等于標(biāo)志尺寸減去縫隙或加上支承長度。3.實(shí)際尺寸建筑構(gòu)配件、建筑組合件、建筑制品等生產(chǎn)成的實(shí)際尺寸，實(shí)際尺寸與標(biāo)志尺寸之間的差數(shù)(即誤差)必須符合建筑公差的規(guī)定。4.4建筑構(gòu)造的影響因素和設(shè)計(jì)原則4.4.1建筑構(gòu)造的影響因素影響建筑構(gòu)造的因宏很多，歸納起來大致可分為以下幾方面：1.外力作用的影響作用在建筑物上的荷載有恒荷載(如自重等)和活荷載(如使用荷載等)，垂直荷載和水平荷載(如風(fēng)荷載、地震作用等)，在確定建筑物構(gòu)造方案時(shí)，必須考慮荷載因素的影響。2.環(huán)境因素的影響我國幅員遼闊，各地區(qū)地理環(huán)境和自然條件多有差異，從炎熱的南方到寒冷的北方，氣候特點(diǎn)各個(gè)相同。因此，氣溫變化，太陽的熱輻射，自然界的風(fēng)、霜、雨、雪等構(gòu)成了影響建筑物的各種因素等。有的構(gòu)、配件因材料熱脹冷縮而開裂；有的出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，還有的因室內(nèi)過冷、過熱、過潮濕而妨礙工作等。因此在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，須針對建筑物所受影響的性質(zhì)和程度，對各有關(guān)部位采取相應(yīng)的防范措施，如防潮、防水、保溫、隔熱、設(shè)變形縫和隔蒸汽層等，以防忠于未然。人們所從事的生產(chǎn)和生活活動，也往往會造成對建筑物的影響，如機(jī)械振動、化學(xué)腐蝕、爆炸、火災(zāi)、噪聲等，都屬人為因素的影響。因此在進(jìn)行建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對各種有關(guān)的影響因素．從構(gòu)造上采取防振、防腐、防爆、防火、防蟲、隔聲等相應(yīng)的措施，以避免建筑物遭受不應(yīng)侖的損失。3.技術(shù)因素的影響技術(shù)因素的影響是指建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)、建筑施工方法等技術(shù)條件對于建筑物的設(shè)計(jì)與建造的影響。隨著這些技術(shù)的發(fā)展與變化，建筑構(gòu)造的做法也在改變。4.建筑標(biāo)準(zhǔn)的影響建筑標(biāo)準(zhǔn)一般包括造價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、裝修標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等方面。標(biāo)準(zhǔn)高的建筑耐久等級高，裝修質(zhì)量好，設(shè)備齊全，檔次較高，但是造價(jià)也相對較高，反之則低。不難看出，建筑構(gòu)造方案的選擇與建筑標(biāo)準(zhǔn)密切相關(guān)。4.4.2建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)的原則1.堅(jiān)固實(shí)用構(gòu)造做法要不影響結(jié)構(gòu)安全，構(gòu)件連接應(yīng)堅(jiān)固耐久，保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，并有足夠的整體性，安全可靠，經(jīng)久耐用。2.技術(shù)先進(jìn)

在確定構(gòu)造做法時(shí)，應(yīng)從材料、結(jié)構(gòu)、施工等多方面引入先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)也需要注意因地制宜、就地取材、結(jié)合實(shí)際。3．經(jīng)濟(jì)合理在確定構(gòu)造做法時(shí)，應(yīng)該注意節(jié)約建筑材料，尤其是要注意節(jié)約鋼材、水泥、木材三大材料，在保證質(zhì)量的前提下盡可能降低造價(jià)。4．美觀大方建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，建筑要做到美觀大方，必須通過一定的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)，也就是說必須依賴構(gòu)造設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。構(gòu)造設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)和建筑設(shè)計(jì)一樣，遵循適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。4.5建筑構(gòu)造圖的表達(dá)建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)用建筑構(gòu)造詳圖表達(dá)。詳圖又稱大樣圖或節(jié)點(diǎn)大樣圖，根據(jù)具體情況可選用1∶20、1∶10、1∶5，甚至1∶1的比例。詳圖是建筑剖面圖、平面圖或立面圖的一部分，所以建筑詳圖要從其剖切部位引出。詳圖有明確的索引方法，詳圖要表明建筑材料、作用、厚度、做法等(如圖4.2、圖4.3、圖4.4所示)。(a)水平構(gòu)造層次的標(biāo)注 (b)豎向構(gòu)造層次的標(biāo)注圖4.2構(gòu)造詳圖中構(gòu)造層次與標(biāo)