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房屋构造概述
第一章房屋构造概述
房屋构造主要是研究房屋的组成、构造形式及各个组成部分的细部构造做法。
其主要是根据房屋使用功能的要求,依据建筑材料、建筑结构、建筑施工诸方面因素,采取合理的构造做法。
学习和研究房屋构造的基本原理和方法,是建筑设备相关专业所必需的基础知识,将为后续建筑设备专业有关专业课程的学习奠定必要的基础。
第一节房屋的组成
建筑是一种生产过程,这种生产过程所创造的产品是各种建筑物和构筑物。
建筑物通常指用于人们生活、学习、工作、居住以及从事生产和各种文化活动的房屋,那些用于人们生活、学习、工作、居住和各种文化活动的房屋属于民用建筑,用于人们从事生产的房屋属于工业建筑。
其中单层丁业厂房是典型的上业建筑。
间接为人们提供服务的设施称为构筑物,如水塔、水池、支架、烟囱等。
一、民用建筑的基本组成
房屋建筑尽管其使用功能不同、结构不同、所用材料和做法上各有差别,但通常都是由基础、墙或柱、楼地层、楼梯、屋顶和门窗六大部分组成,按各自所处部位的不同而发挥着不同的作用。
1.基础
基础是位于房屋最下部的承重构件,埋在自然地面以下。
起着承受建筑物的全部荷载,扑将荷载传给地基的作用。
地基就是墓础下面承受建筑物全部荷载的土层。
基础必须具有足够的强度和稳定性,并能抵御地下水、冰冻等影响因素的侵蚀。
2.墙或柱
墙体足围成房屋空间的竖向构件,具有承重、围护和水平分隔的作用。
它承受由屋顶及各楼层传来的荷载,并将这些荷载传给基础;外墙还用以抵御自然界各种因素对室内的侵袭,内墙用作房间的分隔、隔声。
柱是房屋空间的竖向承重构件,并将承担的荷载传给墓础。
3.楼地层
指楼层和地坪层,是水平承重、分隔构件。
楼层将房屋从高度方向分隔成若于层,承受着家具、设备、人体荷载及自重,并将这些荷载传给墙或柱。
同时楼板支撑在墙体上,对墙体有水平支撑的作用,从而增强了建筑的刚度和稳定性。
因此,要求楼板除具有足够的强度和刚度外,还应只有隔声、防潮、防水等性能。
地坪层是房屋底层的承重分隔层,将底层的全部荷载传给地基土层。
4.楼梯
楼梯是多层房屋上下层之间的垂直交通联系设施,其主要作用是供人们上下楼层和紧
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急疏散之用。
5.屋顶
屋顶是房屋顶部的承重和围护构件,主要作用是承重、保温隔热和防水。
屋顶承受着房屋顶部的全部荷载,并将这些荷载传递给墙或柱;同时抵御自然界的风、雨、雪等对顶层房间的侵袭。
6,门窗
门和窗均属非承重的建筑配件。
门的主要作用是水平交通、分隔房间,有时兼有采光和通风作用。
窗的主要作用是采光和通风,同时还具有分隔和围护的作用。
一般房屋建筑除上述主要组成部分以外,还有一些附属的组成部分,这些附属部分是房屋本身所必需的构配件,为人们使用房屋创造有利条件,如阳台、垃圾道、散水、明沟、台阶、雨篷等。
民用建筑的组成如图1-1所示。
二、单层工业厂房的基本组成
1.屋盖结构
丰要有屋面板、屋架(或屋面大梁)、屋盖支撑系统、天窗架及围护结构、托架等。
(1)屋面板它是屋盖结构的主要承重构什之一,位于屋架(或屋面大梁)上面。
(1)屋架(屋面大梁)是屋盖结构中重要的水平承重构件。
屋面的所有荷载最终通过屋架传递到柱子。
屋架不仅是重要的承重构件,而且对提高厂房的整体刚度、稳定性和抗震能力方面都有重要的作用。
(3)屋盖支撑系统其作用是将整个厂房各构件形成一体,大大提高厂房空间刚度及纵向的联系,使厂房形成一个空问的受力体系,以满足抗震及使用要求。
1.柱
柱广是厂房结构的主要承重构件,承受屋盖、吊车梁、外墙和支撑传来的荷载,并把它传给基础。
3.吊车梁
吊车梁搁置在柱子牛腿上,承受吊车自重、吊车最大起重量以及吊车刹车时产生的纵、横向水平冲力,并把它传给柱子。
同时吊车梁还具有保证厂房纵向刚度的作用。
4.基础
承担厂房柱子传来的全部荷载及基础梁传来的墙体重量,并传递给地基。
5.外墙围护系统
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第二章基础与地下室
第一节概 述
一、基础与地基的关系
建筑工程中,将建筑物下部埋人地面(土层)以下的承重构件称为基础;将位于基础下面,并堆受建筑物所有荷载的那部分土层称为地基。
基础是建筑物的重要组成部分,它承受着建筑物的全部荷载并将其传给地基;地基不是建筑物的组成部分,它只是承受建筑物荷载的那部分土层。
建筑物的全部荷载是通过基础的底面传给地基的,在一定的土质条件下,地基的承载能力(每m2土层所能承受的最大垂直压力)是有限度的。
为了保证建筑物的稳定与安全,必须使基础底面的平均压力不超过地基的承载力,这就要求在建筑物总荷载和地基承载力确定的情况下,保证基础底面有足够的面积。
图2-1表示了基础与地基的关系及荷载传递的情况。
(一)地基的分类
1.天然地基
凡天然土层具有足够的承载能力,不需经过人工改善或加固,便可作为建筑物地基者称为天然地基。
一般情况下,岩石、碎石、砂土、粉土、黏性土等均可作为天然地基。
天然地基施工简单,造价经济。
2.人工地基
凡因缺乏足够的承载能力和稳定性,需预先对土进行人了加固,方可作为建筑物地基者称为人工地基。
人工地基施工复杂,造价较高,一般情况下应优先选用天然地基。
(二)对地基和基础的要求
建筑物的安全、适用和耐久性,在很大程度上取决于地基和基础的强度和耐久性。
地基和基础又属于隐蔽工程,一旦开裂沉陷,很难加固和重建,因此,必须在坚固安全的前提下,仪地基与基础满足以下要求:
1.地基应满足强度方面的要求
地基的承载力必须足以承受作用在其上的全部荷载,不发生剪切破坏或失稳等。
2.地基应满足稳定性方面的要求
地基不能产生过大的变形沉降或不均匀沉降而影响建筑物的使用。
3.基础结构本身应满足强度和刚度要求
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基础结构本身应有足够的强度和刚度,能承受建筑物的全部荷载并把它均匀地传到地基上。
4.基础应满足防潮、防水和抗冻等方面的要求
基础应有较高的防潮、抗冻能力和耐腐蚀性,能抵抗冰冻和地下水的侵蚀等。
5.基础工程应满足经济性的要求
基础工程的造价,按结构形式的不同约占房屋总造价的10%~35%,而建筑物地段的选择、基础形式和构造方案以及材料、施工方法的选择都对工程费用有直接影响,应尽量减少基础工程的开支,以降低整个建筑物的造价。
二、基础的埋置深度
基础的埋置深度是指室外设计地面到基础底面的距离,如图2-1所示,基础埋深小于5m的称为浅基础,基础埋深大于5m的称为深基础。
基础埋深一般不宜小于0.5m。
浅基础施工简单,不需要复杂的施工技术和设备,且工期短,费用低,因此在条件许可时应优先选择浅基础。
选择建筑物基础的埋置深度,应考虑建筑物本身(如使用要求、结构形式、荷载的大小和性质等)和建筑物周围的条件(如地质条件、相邻建筑物基础埋深的影响等)。
必要时,还应通过方案比较,综合考虑确定。
确定基础埋深的原则主要有以下几点:
(一)建筑物的特点及使用性质
建筑物的特点是指多层建筑还是高层建筑有无地下室等。
多层建筑的基础埋深是依据地下水位及冻土深度来确定的;高层建筑的基础埋深应是地上建筑物总高度的1/10左右。
(二)与地基的关系
基础的埋置深度与地基构造有很大关系。
一般情况下,建筑物基础的底面应埋置在承载力高的土层上,且宜浅埋。
当地基土的土层为软弱土层,下部是承载能力较高的土层时,基础的埋深应根据软弱土层的厚度、建筑物荷载的大小,施工难易等因素确定。
一般说来,软弱土层较薄时,宜挖掉软弱土层,将基础埋于好土上;软弱土层较厚(3~5m)时,基础可埋在软弱土层上,但应采取人工加固措施,如换土法、短桩法,也可采用深基础等,如图2-2所示。
(三)地下水位的影响
基础底面宜埋在地下水位以上,这不仅有利于施工,也可避免含有侵蚀性物质的地下水对基础的腐蚀。
当地下水位很高,基础必须埋在地下水位以下时,应将基础底面埋置在低于最低地下水位200mm以下处,不使基础底面处于地下水位变化的范围之内为宜,如图2-3所示。
这种情况下,基础应采用耐水材料,如混凝土、钢筋混凝土等,施工时要考虑基坑的排水。
当地下水含有腐蚀性物质时,基础还应采取防腐蚀措施。
(四)相邻基础埋深的影响
为减少新建建筑物对相邻原有建筑物
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第三章墙体
第一节墙体的作用与分类
墙体是建筑物的重要组成部分,在一般的民用建筑物中,墙体的重量占建筑物总重量的40%~45%,墙的造价约占全部建筑造价的30%~40%,墙体可能是承重构件,也可能是围护构件,所以在建筑工程中,合理地选择墙体的材料、结构方案及构造做法是十分重要的。
一、墙体的作用
不同结构的建筑物、不同位置的墙,所起的作用是不同的。
墙体的作用归纳起来主要有以下三个方面:
(一)承重作用
即墙体承受建筑物的屋顶、楼层、人和设备的荷载,以及墙体自重、风荷载、地震荷载等。
(二)围护作用
即建筑物四周的外墙能隔绝自然界风雨雪的侵袭,防止和减少太阳辐射、噪声干扰、室内热量的散失等,起到保温、隔热、隔声、防水等围护作用。
(三)分隔作用
即墙体可以根据需要把建筑物分隔成若干个小空间或小房间。
此外,墙体还有装饰作用,通过对墙面的装修以达到美观,从而对整个建筑物的装修效果起到很大的作用。
因此墙体应满足以下几点要求:
(1)墙体要有足够的强度和稳定性,以满足结构要求;
(2)应满足热工方面(保温、隔热、防止产生凝结水)的性能要求;
(3)应满足一定的隔声要求;
(4)应满足一定的防火要求;
(5)合理选择墙体材料、减轻自重、降低造价,满足抗震的要求;
(6)应适应工业化发展的要求。
二、墙体的分类
墙体的分类力。
法很多,主要介绍以下几种:
(一)墙体按所处的位置分类
可分为外墙和内墙。
外墙是指建筑物四周与室外接触的墙;内墙是位于建筑物的内部.不与室外接触的墙。
(二)墙体按其方向分类
可分为纵墙和横墙。
一般来说,纵墙是指沿建筑物长轴方向的墙;横墙是指沿建筑物短轴方向的墙,一般情况下,纵墙与横墙是垂直的。
习惯上常把外纵墙称为檐墙,把外横墙称为山墙。
(三)墙体按受力特点分类
可分为承重墙和非承重墙。
承重墙是指承受上部屋顶、楼板或某些粱、板传来荷载的墙体;非珍重墙是不承受上部水平构件传来荷载的墙体,包括承自重墙、框架填充墙和隔墙。
承自重墙只承受自身(从上自下)全部墙体的重量;框架填充墙是指填充在框架结构框架柱、梁之间的墙,每段框架填充墙的重量由下部的梁承受;隔墙是指用来分隔建筑物的薄墙。
承自重墙、框架墙、隔墙按其组成的材料分类均可分为砖墙、石材墙、砌块墙;板材墙等。
三、墙体结构布置
在墙承重结构的建筑物中,墙体结构布置方案有以下几种:
(一)横墙承重
横墙承重方案是用横墙承受屋顶、楼板等水平构件的荷载,而纵墙只起纵向拉结,围护和承自重的作用,如图3—1(a)所示。
横墙承重方案的优点是:
横墙间距小,又有纵墙拉结,建筑物的整体性好,空间刚度较大,对抵抗水平荷载(风荷载、地震荷载)的作用比较有利,另外,非承重的纵向墙上开设门窗比较灵活。
它的缺点是:
横墙间距受限制,房间的开间尺寸不够灵活,墙的结构面积较大,房间的使用面积相对较小,墙体材料耗费较多。
横墙承重适用于房间开间不大的居住建筑和办公楼等建筑。
对于北方地区的建筑物为了达到保温的目的,外纵墙及山墙常做的较厚,为了充分利用外纵墙的承载能力,一般不宜采用横墙承重,而采用纵墙承重。
(二)纵墙承重
纵墙承重方案是用纵墙承受屋顶、楼板等水平构件的荷载;而横墙只起分隔房间和连接纵墙的作用,如图3-1(b)所示。
纵墙承重方案的优点是:
房间的开间尺寸比较灵活,能分隔出较大的房间,且楼板规格较少;由于横墙不承重,墙的厚度可较小,可节省墙体材料。
它的缺点是:
楼板的跨度比横墙承重方案大,纵墙上开设门窗洞口受到限制,且由于横墙相对较少和不承受楼层及屋面荷载,使建筑物的整体刚度较差。
纵墙承重适用于房间开间较大的建筑,如教学楼等。
(三)纵横墙混合承重
纵横墙混合承重方案是将建筑物中所有或部分纵横墙布置成承重墙,由纵横墙共同承受楼板、屋顶的荷载,如图3-1(c)所示。
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第四章楼板层与地坪
第一节楼板层的组成与要求
一、楼板层的要求
楼板层是多层建筑中沿水平方向分隔上下空间的结构构件。
它除了承受并传递垂直荷载和水平荷载外,还应具有一定程度的隔声、防火、防水等能力。
同时,建筑物中的水平设备管线,也将在楼板层内安装。
因此,楼板层必须具备如下要求:
(1)必须具有足够的强度和刚度,以保证结构的安全;
(2)为避免楼层上下空间的相互干扰,楼板层应具备一定的隔声能力;
(3)楼板层必须具有一定的防火能力,以保证人身及财产安全;
(4)对有水侵扰的楼板层,须具有防潮、防水的能力,以防水的渗漏,影响建筑物的正常使用;
(5)在楼板层的设计中,必须仔细考虑便于敷设各种设备管线。
二、楼板层的组成
为了满足楼板层的使用功能要求,一幢现代化多层建筑的楼板层通常山以下几部分组成,如图4-1所示。
1.楼板面层
又称楼面或地面。
起着保护楼板层、分布荷载和各种绝缘的作用。
同时也对室内装修起重要作用。
2.楼板结构层
它是楼板层的承重部分,包括板和梁。
主要功能在于承受楼板层上的全部静、活荷载,并将这些荷载传给墙或柱;同时还对墙身起水平支撑作用,帮助墙身抵抗和传递由风或地震等所产生的水平力,以增强建筑物的整体刚度。
3.附加层
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又称功能层,主要用以设置满足隔声、防水、隔热、保温等绝缘作用的部分,是现代楼板结构中不可缺少的部分;
4.顶棚层
它是楼板层的下面部分,主要用以保护楼板、安装灯具、遮掩各种水平管线设备以及装修室内。
第二节楼板的类型与构造
一、楼板的类型
根据所采用的材料不同,楼板可分为木楼板、砖拱楼板、钢筋混凝土楼板以及钢衬板楼板等多种形式,如图4—2所示。
木楼板具有自重轻、构造简单等优点,但其耐火和耐久性均较差,为节约木材,除产木地区外现已极少采用。
砖拱楼板可节约钢材、水泥和木材,曾在缺乏钢材、水泥的地区采用过。
由于它自重大承载能力差,且对抗震不利,加上施工较繁,现已趋于不用。
钢筋混凝土楼板具有强度高,刚度好,既耐久又耐火,还具有良好的可塑性,且便于工业化生产和机械化施工等特点,是目前我国工业与民用建筑中楼板的基本形式。
近年来,由于压型钢板在建筑上的应用,于是出现了以压型钢板为底模的钢衬板楼板。
二、现浇钢筋混凝土楼板构造
现浇钢筋混凝土楼板是在施工现场通过支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养护等工序而
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第五章屋顶
第一节概 述
一、屋顶的作用和要求
屋顶是房屋顶部的覆盖构件,屋顶的作用主要有两点:
一是承重作用,即承担作用于屋面的各种恒载和活载;二是围护作用,即防御自然界的风、雨、雪和太阳光的辐射,并且有保温、隔热的作用。
屋顶应满足下面几点要求:
1.承重要求
屋顶除要承受㈠重外,还应承受风和雨、雪的荷载以及施工、维修时的荷载。
2.保温要求
屋面是房屋最上部的围护结构,应能防止严寒季节室内热量经屋面向外大量传递。
3.防水要求
为了防止雨水渗透,进入室内,影响房屋的正常使用,屋面应设置防水、排水系统。
4.美观要求
屋顶足建筑物外观类型的反映。
屋顶的形式、所用材料及颜色均与美观有关。
二、屋顶的类型
屋顶的外形是多种多样的,各种形式的屋顶大体町归纳为平屋顶、坡屋顶和其他形式屋顶。
如图5-1所示。
1.平屋顶
坡度在2%~5%的屋顶叫平屋顶。
平屋顶的坡度有两种方法形成,一是材料找坡,即选用轻质材料作找坡层,有保温层时,可利用屋面保温层找坡。
二是结构找坡,即屋面板倾斜搁置而形成坡度,顶棚是倾斜的。
屋面板以亡各层厚度不变化。
2.坡屋顶
坡度在10%~100%的屋顶叫坡屋顶。
坡屋顶的形式包括单坡、双坡、四坡、歇山式、折板式等多种形式。
坡屋顶的坡度通常由结构构件本身做成一定坡度而形成。
3.其他形式的屋顶
如拱屋顶、薄壳结构屋顶、网架结构屋顶、悬索结构屋顶等。
这类屋顶多用于跨度较大的建筑。
三、屋顶的基本组成
屋顶由屋面、承重结构、保温(隔热)层和顶棚等部分组成,如图5-2所示。
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第二节平屋顶的构造
平屋顶的构造组成分为上人屋顶和不上人屋顶两种,如图5-3所示。
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第六章楼梯与电梯
在多层及高层建筑物中,为解决建筑物的垂直交通和高差,必须设供人们上下楼层的交通设施,如楼梯、电梯、自动扶梯、台阶、坡道等。
其中楼梯是建筑物中最常见的垂盲交通设施,使用最为广泛,是建筑物的重要组成部分。
楼梯在建筑物中一般设在比较明显和容易找到的部位,而且楼梯间应有直接采光。
并且应满足紧急情况下安全疏散。
电梯主要用于高层建筑或使用要求较高的建筑,自动扶梯适用于人流量人a使用要求较高的公共建筑,如车站、机场,商场等建筑。
台阶和坡道主要用于解决室内外高差的处理.坡道闲于医院、办公楼、车库等建筑。
第一节概 述
一、楼梯的组成
楼梯一般由楼梯段、平台、栏杆(板)和扶手组成,如图6—1所示。
1.楼梯段
楼梯段是指两平台之间带踏步的斜板。
踏步的水平面称为踏面,其宽度为踏步宽。
踏步的垂直面称为踢面,其数量称为级数,高度称为踏步高。
为了消除疲劳,每一楼梯段的级数一般不应超过18级,同时考虑人们行走的习惯性,楼梯段的级数也不应少于3级。
公共建筑中的装饰性弧形楼梯可略超过18级,楼梯段电可称为梯跑。
2.平台
平台是指两梯段之间的水平连接部分。
根据位置的不同分楼层平台和中间平台,楼层平台与走廊连接,中间平台的主要作用是楼梯转换方向和缓解疲劳,故又称为休息平台。
楼梯段与平台围合的空间称为楼梯井。
楼梯井的宽度一般为60~200m,公共建筑楼梯井的宽度以不小于150m为宜。
3,栏杆(板)和扶手
为保证人们上下楼梯的安全,在楼梯段临近楼梯井的一侧应设栏杆(板),在栏杆(板)的顶部(或中部)设供人们上下楼时扶持用的扶手。
栏杆(板)和扶手均属楼梯
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的安全防护设施。
要求它必须坚固可靠,并具有适宜的安全高度。
二、楼梯的类型
楼梯按所处位置分为室外楼梯和室内楼梯两种。
楼梯按使用性质分为主要楼梯、辅助楼梯、疏散楼梯、消防楼梯等。
楼梯按所用材料分为木楼梯、钢筋混凝土楼梯和钢楼梯等。
楼梯按层间梯段数量和形式不同,可分为直跑式、多跑式、交叉式、剪刀式、弧形式及螺旋式等多种形式,如图6—2所示。
其中直跑式有单跑和两跑之分,双跑式又有平行双
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第七章窗与门
第一节窗与门的作用及分类
一、窗的作用
1.采光
任何房间都需要一定的照度,实验证明通过窗的自然采光有益于人的健康同时也节约能源,所以要合理设置窗来满足不同房间室内的采光要求。
2.通风、调节温度
设置窗来组织自然通风、调换空气,可以使室内空气清新,同时在炎热夏季也可以起到调节室内温度作用,仪人感觉舒适。
3.观察、传递
通过窗可观察室外情况和传递信息,有时还可以传递小物品,如售票、售物、取药等;
4.围护
窗不仅开启时可通风,关闭时还可以起到控制室内温度,如冬季减少热量散失;避免风、雨、雪等门然侵袭;还可起防盗等围护作用。
5.装饰
在整个建筑立面中,窗占的比例较大,窗的大小、形状、布局、疏密程度、色彩、材质等直接体现着建筑的风格,对建筑风格起到至关重要的装饰作用。
二、窗的分类
1.按所用材料分类
分为木窗、钢窗、钔合金窗、塑钢窗、玻璃钢窗等。
木窗制作方便、经济、密封性能好、保温性高,但相对透光面积小,防火性很差、耐久性差、易变形、损坏等。
钢窗密封性能差、保温性能低、耐久性差、易生锈等。
故目前木窗、钢窗应用很少而被铝合金窗和塑钢窗所取代,因为它们具有重量轻、耐久性能好、刚度大、变形小、不生锈、开启方便、美观等优点,但成本较高。
2.按开启方式分类
(1)平开窗有内开和外开之分,构造简单、制作、安装、维修、开启等都比较方便,是比较常见的一种开启方式的窗。
(2)推拉窗窗扇沿导槽可左右推拉、不占空间、但通风面积减小,目前铝合金窗和塑钢窗普遍采用这一种开启方式。
(3)悬窗依悬转轴的位置不同分为上悬窗、中悬窗和下悬窗三种。
为防雨水飘入室内,上悬窗必须外开;中悬窗上半部内开、下半部外开,有利通风开启方便,适用于高侧窗;下悬窗必须内开,同时占用室内较多空间。
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(4)立转窗窗扇可以绕竖向轴转动,竖轴可设在窗扇中心也可以略偏于窗扇一侧,通风效果较好,
(5)固定窗窗扇不能开启,仅用于采光、观察、围护。
窗的开启方式如图7-1所示。
三、门的作用
1.通行
门是人们进出室内外和各房间的通行口,它的大小、数量、位置、开启方向都要按有关规范来设计。
通行是门的主要作用。
2.疏散
当有火灾、地震等紧急情况发生时,人们必须经门尽快离开危险地带,起到安全疏散的作用。
3.围护
门是房间保温、隔声及防门然侵害的重要配件。
4.采光通风
门可用作房间的辅助采光,并且可与窗组织房间的自然通风。
5.防盗、防火
对安全有特殊要求的房间,要安设由金属制成,经公安部门检查合格的专用防盗门,以确保安全。
防火门能阻止火势的蔓延,用阻燃材料制成或防护。
6.美观
门是建筑出入口的重要组成部分,所以门的选型和构造直接影响着建筑物的立面效果。
四、门的分类
1.按所使用材料分类
分为木门、钢门、铝合金门、塑钢门、玻璃钢门、无框玻璃门等。
木门应用较广泛、轻便、密封性能好、较经济、但耗费木材;钢门多用于肪盗功能的门;铝合金门目前应用较多,一般适于门洞口较大时使用;玻璃钢门、无框玻璃门多用于大型建筑和商业建筑的出人口处,美观、大方,但成本较高。
2.按开启方式分类
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第八章建筑工业化简介
第一节概 述
一、建筑工业化的含义
建筑工业化是通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业生产方式,来代替传统的、分散的手工业生产方式。
这主要意味着要尽量利用先
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