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建筑工程基本知識

發布時間:2019-02-23 14:36  
第一章 建筑工程基本知識第一節建筑分類與構造一、民用建筑的分類(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,寫字樓,候車樓等等)(二
第一章 建筑工程基本知識第一節  建筑分類與構造一、民用建筑的分類(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,寫字樓,候車樓等等)(二)    &n…

第一章 建筑工程基本知識

第一節  建筑分類與構造

一、民用建筑的分類

(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,寫字樓,候車樓等等)

(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.    無梁樓蓋結構-----(也稱板柱結構)

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.    地基基礎設計應滿足的基本條件

1)         應使地基有足夠的強度和穩定性,不致產生過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足一定的經濟性;

2.    基礎的類型

1)按基礎所用材料及受力特點分類

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

■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。常在互相垂直二個方向同時設置,稱為十字交叉梁基礎。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,或有地下室情況。有梁板式和平板式兩種,類似于倒樓蓋。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.墻體的類型和作用

墻體的類型分為:■承重墻------作用是將作用于墻上部的荷載通過墻體自身傳至基礎。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,粘土實心磚,粘土空心磚,石材,混凝土砌塊,頁巖磚等等;

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

1)按建筑功能分為:單跑,雙跑,雙分,旋轉樓梯等等。

2)按結構類型分為: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)門和窗

門和窗在房屋中的作用一般是交通,通風,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、工業建筑的分類

(一)按層數分

1. 單層廠房

2. 多層廠房

(二)按用途分

1. 生產廠房

2. 生產輔助廠房

3. 動力用廠房

4. 倉儲建筑(一般稱倉庫)

5. 運輸用建筑

6. 其它建筑

(三)按跨度的數量分

1. 單跨廠房

2. 多跨廠房

  四、單層工業廠房

(一)單層工業廠房的組成

單層工業廠房的結構組成一般分為兩種類型,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:它包括廠房四周的外墻、抗風柱、墻梁和基礎梁等。

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


(二)基礎的類型

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柱。

(五)屋蓋類型

1. 無檁體系: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,應根據結構破壞可能產生的后果(危及人的生命、造成經濟損失、產生社會影響等)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安全等級。

一級:破壞后果很嚴重,指重要的建筑物-----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:結構在規定的時間內,在規定的條件下,完成預定功能的概率,稱為結構可靠度。

■其“規定的時間”與安全等級有關,如二級是指設計基準期50年,這個基準期只是在計算可靠度時,考慮各項基本變量與時間關系所用的基準時間,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,不包括人為的過失影響;

■“預定的功能”則是能承受在正常施工和正常使用時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的可靠指標。

四、荷載代表值 

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

1.荷載標準值:荷載的基本代表值,是結構設計按各類極限狀態設計時所采用的荷載代表值。

2.荷載組合值:是當結構承受兩個或兩個以上可變荷載時,承載能力極限狀態按基本組合設計及正常使用極限狀態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長期效應組合設計時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:

1. 按其隨時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、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;

■可動作用,如樓面上人員荷載、吊車荷載等。

3. 按結構的反應分為:

靜態作用,如結構自重、樓面活荷重等;

■動態作用,如地震、吊車荷載及高聳結構上的風荷載等。

 

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為結構的作用效應。常見的作用效應有:

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位置改變(線位移)或某線段方向的改變(角位移)。

4.            撓度:構件軸線或中面上某點在彎矩作用平面內垂直于軸線或中面的線位移。

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

6.            應變:如線應變、剪應變和主應變等。

七、抗力

          ■承載能力極限狀態設計表達式: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有顯著降低時的塑性變形能力。

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型。在沖擊和振動荷載作用下,要求結構的材料能夠吸收較大的能量,同時能產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的危害,充分發揮鋼筋塑性性能,實現延性結構。

2.脆性破壞:結構或構件在破壞前無明顯變形或其它預兆的破壞類型。

九、壓桿穩定

細長的受壓桿當壓力達到一定值時,受壓桿可能突然彎曲而破壞,即產生失穩現象。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題絕不容忽視。所謂壓桿的穩定,是指受壓桿件其平衡狀態的穩定性。工程中一般根據桿件支承條件用“計算長度”來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,所用的名稱也不同,例如鋼壓桿叫長細比,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。由于地球在其運動和發展過程中內部存在大量的能量,地殼中的巖層在這些能量所產生的巨力作用下,使原來成水平狀態的巖層發生形變,出現褶皺;隨著地應力的逐漸加劇,巖層構造變動也逐漸加劇,當巖層薄弱部位的巖石強度承受不了強大力作用時(或者說其應變已超過了巖石所能容忍的應變時),巖層發生了突然的斷裂和猛烈的錯動,此時,巖層在構造變動過程中累積起來的應變能突然得到釋放,并以彈性波的形式傳到地面,產生強烈的地面運動,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稱為地震。除構造地震外,還有由于火山爆發、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。

■地殼巖層發生斷裂產生劇烈的相對運動的地方叫震源。

■震源正上方向的地面位置叫震中。

■由震中到觀測點的距離叫震中距。

■一般把震源距地面的深度小于60km的地震稱為淺源地震,

■深度為60~300km的地震稱為中源地震,

■深度大于300km的地震稱為深源地震。

我國除黑龍江省和吉林省的個別地區有深度為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,給人民生命財產和國民經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在一定地點震動的強烈程度。

  一次地震只有一個震級,而不同地點可能有多個不同的地震烈度。

  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,在一般場地條件下可能遭遇超越概率為10%的地震烈度。其實質是某地區今后一定時間內的震害預報,同時也是抗震設防設計的依據?;玖叶鹊拇_定是地震主管部門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上峰值時的烈度,故稱眾值烈度。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生的。隨著基本烈度的提高,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。通過對43個城市地震危險性的分析,并結合我國經濟實況,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度時為7度強,7度時為8度強,8度時為9度弱,9度時為9度強。

十三、場地

場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,但因孔隙水來不及排出,使土顆粒處于懸浮狀態,形成如液體一樣,這種現象就稱為土的液化。

土產生液化一般具備以下條件:

1. 土飽和,即要有水,且無良好的排水條件;

2. 土要足夠松散,即砂土或粉土的密實度不好;

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,使建筑經抗震設防后,減輕建筑的地震破壞,避免人員傷亡,減少經濟損失,結合我國目前的經濟能力,《抗震規范》提出抗震設防“三個水準”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,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,建筑可能損壞,經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,建筑不致倒塌或發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

在進行建筑抗震設計時,為滿足三水準抗震設防目標的要求,在具體做法上,為了簡化起見,《抗震規范》

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