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建筑工程学习笔记
第一部分建筑工程技术
第一章建筑结构与构造
一、结构的功能要求
1.安全性:
在正常施工与正常使用的条件下,结构应能承受可能出现的荷载与变形而不被破坏;在偶然事件发生后,结构仍能保持必要的稳定性。
2.适用性:
在正常使用的条件下,结构应具有良好的工作性能。
需对变形、裂缝等进行必要的控制。
3.耐久性:
在正常的维护条件下,结构应能在预计的使用年限中满足各项功能要求,也即应具有足够的耐久性。
4.安全性、适用性、耐久性概括称为结构的可靠性。
二、两种极限状态
1.承载能力极限状态(安全性)
对应于结构或构件达到最大的承载能力或者不适于继续承载的变形,它包括结构或者构件因强度超过而破坏,结构或其一部分作为刚体而失去平衡(如倾覆或者滑移),构件或者连接因反复作用而发生疲劳破坏等。
2.正常使用的极限状态(适用性)
1)它包括构件在正常使用状态下产生过度变形,导致影响正常使用或建筑外观;构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽;在动力荷载作用下结构产生过大的振幅等。
2)裂缝的控制分三个等级:
①构件不出现拉应力;②构件虽有拉应力,但不超过混凝土的抗拉强度;③允许出现裂缝,但裂缝不超过允许值。
3)限制最大变形的要求即为刚度要求,或称为正常使用下的极限要求。
3.结构的耐久性
1)大截面混凝土墩柱在加大钢筋混凝土保护层厚度的前提下,其混凝土强度可以低于列表中的要求,但降低幅度不得低于两个强度等级,且设计使用年限为100年与50年的构件,其混凝土强度等级不得低于C25与C20。
2)混凝土的耐久性与下列因素有关:
①混凝土最低强度等级;②碱骨料反应;③环境影响。
3)一般环境中要提高混凝土的设计使用年限,对混凝土强度等级与水胶比的要求就是“提高强度等级,降低水胶比”。
4)预应力混凝土构件的最低强度等级不应低于C40。
5)直接接触土体浇筑的构件,其混凝土保护层厚度不应小于70mm;基础中纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于40mm;当混凝土强度等级比列表中规定的低一个等级时,混凝土保护层厚度应增加5mm,当低两个强度等级时,混凝土保护层厚度应增加10mm。
三、结构抗震的构造要求
1.地震的成因有三种:
火山地震、塌陷地震与构造地震。
房屋结构抗震主要研究的就是构造地震。
2.一次地震只有一个震级,但可以有多个烈度(地震烈度就是用来描述地震发生后对各地区的影响程度),烈度用M表示,世界上多数国家采用的就是12个等级划分的烈度表,M>5的地震称为破坏性地震,M>7的地震称为强烈地震或大震,M>8的地震称为特大地震。
3.基本烈度大体为在设计基准期超越率为10%的地震烈度。
4.现行抗震设计规范适用于抗震设防烈度为6、7、8、9度地区建筑工程的抗震设计、隔振、消能减震设计。
我国抗震设防的基本思想为“小阵不坏,中震可修,大震不倒”。
建筑物的抗震设计根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别,大量建筑物属于丙类。
5.抗震构造措施:
多层砌体房屋的破坏部位主要就是墙身,楼盖本身的破坏较轻。
因此采取如下措施:
1)设置钢筋混凝土构造柱。
2)设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来。
3)加强墙体的连接,楼板与梁要有足够的支撑长度与可靠连接。
4)加强楼梯间的整体性。
6.框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点与填充墙处;一般柱的震害重于梁,柱顶的震害重于柱底,角柱的震害重于内柱,短柱的震害重于一般柱。
7.非地震地区,平面为圆形的建筑比为方形的建筑其风压可减小近40%。
8.装修对结构的影响及对策
1)装修时不能自行改变原来的建筑使用功能。
2)在进行楼面与屋面装修时,新的装修构造做法产生的荷载值不能超过原有建筑装修构造做法荷载值。
3)在装修施工中,不允许在原有承重结构构件上开凿孔洞,降低结构构件的承载能力。
4)装修时,不得自行拆除任何承重构件,或改变结构的承重体系;更不能自行做夹层或增加楼层。
9.住宅室内装饰装修活动禁止行为
1)未经原设计单位或者具有相应资质等级的设计单位提出设计方案,擅自修改原结构主体或承重结构。
2)将没有防水要求的房间改为卫生间、厨房间。
3)扩大承重墙上原有门窗的尺寸,拆除连接阳台的砖、混凝土墙体。
4)损坏房屋原有的节能设施,降低节能效果。
5)其她影响建筑结构与使用安全的行为。
10.防震缝:
当房屋高度在15m以下时,其宽度也不应小于5cm。
11.建筑结构体系及应用
1)混合体系,指砖与混凝土体系,一般在6层以下。
2)框架结构体系,在非抗震区,一般不超过15层。
3)剪力墙体系,一般为钢筋混凝土体系,厚度不小于140mm,剪力墙间距一般为3—8m,一般在30m高度范围内都适用。
4)框架—剪力墙体系,一般宜用于10—20层的建筑。
5)筒体结构体系,就是抵抗水平荷载最有效的结构体系,适用于30—50层的建筑。
12.屋架的高跨比一般为1/6——1/8较为合理。
13.网架结构就是高次超静定的空间结构,网架的高度与短跨比一般为1/15左右。
14.拱就是一种有推力的结构,它的主要内力为轴向压力。
15.薄壁空间结构,属于空间受力结构,主要承受曲面内的轴向压力。
四、建筑结构构造要求
1.混凝土结构的优点
1)强度较高。
2)可模性好,适用面广。
3)耐久性与耐火性较好,维护费用低。
4)现浇混凝土结构的整体性好、延性好,适合抗震抗爆结构,同时防震性与防辐射性能较好,适合于防护结构。
5)易于就地取材。
2.钢筋与混凝土的材料性能
1)影响粘接强度的主要因素有混凝土的强度、保护层的厚度、钢筋间的静距离等。
2)对于梁的配筋,规范中明确规定,不允许设计成超筋梁与少筋梁,她们的破坏都就是没有预兆的脆性破坏。
3)影响梁的斜截面承载能力的主要因素:
①剪跨比与高跨比;②混凝土的强度等级;③腹筋的数量,箍筋与弯起钢筋统称为腹筋。
3.梁、板的构造要求
1)当长边与短边之比小于3时,宜按双向板计算,当长边与短边之比大于等于3时,宜按单向板计算。
2)屋面板一般不小于60mm,楼板一般不小于80mm,板的保护层厚度通常为15—30mm,受力钢筋常用6、8、10、12mm,间距不宜大于250mm。
3)梁、板混凝土强度等级一般采用C20以上。
4.砌体结构受力的特点及其构造
1)影响砖砌体抗压强度的主要因素包括:
砖的强度等级;砂浆的强度等级及其厚度;砌筑质量,包括饱满度、砌筑时砖的含水率、操作人员的技术水平等。
2)影响允许高厚比的主要因素有:
砂浆的强度;构件类型;砌体种类;支撑约束条件、截面形式;墙体开洞、承重与非承重。
3)砌体房屋结构的主要构造要求主要包括伸缩缝、沉降缝与圈梁。
4)刚弹性与弹性方案的房屋,圈梁应与屋架、大梁等构架可靠连接。
钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚度相同,当墙厚h≥240mm时,其宽度不宜小于2h/3。
圈梁的高度不应小于120mm。
纵向钢筋不应小于4φ10,绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑,箍筋间距不应大于300mm。
5.钢结构构件的特点及连接类型
1)钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接与螺栓连接。
2)钢结构构件在制作质量检验合格后进行除锈与涂装,一般安装焊缝处留出30——50mm暂不涂装。
3)焊接:
焊工必须经过考试合格并取得合格证书且在其考试合格项目及其认可范围内施焊。
焊缝施焊后须在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。
4)焊接材料与母材应匹配,全焊透的一、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应采用射线探伤。
五、掌握建筑构造要求
1.掌握楼梯的建筑构造
Ø防火、防烟、疏散的要求
1)楼梯间前室与封闭楼梯间的内墙上,除在同层开设通向公共走道的疏散门外,不应开设其她的房间门窗(住宅出外)。
楼梯间内宜有天然采光,并不应有影响疏散的凸出物。
2)楼梯间及其前室不应附设茶水间,可燃材料储藏室,非封闭的电梯井,可燃气体管道,甲、乙、丙类液体管道等。
3)在住宅内,可燃气体管道必须局部水平穿过楼梯间时,应采取可靠的保护措施。
4)室外疏散楼梯与每层出口处平台,均应采用非燃烧材料制作。
平台的耐火极限不低于1h,楼梯段的耐火极限不低于0、25h。
在楼梯周围2m内的墙面上,除疏散门外,不应设置其她的门窗洞口。
疏散门不应正对楼梯段。
疏散门内、门外1、4m范围内不应设置踏步,且门必须向外开,并不应设置门槛。
5)疏散用的楼梯或疏散通道上的阶梯不宜采用螺旋楼梯或扇形踏步。
当必须采用时,踏步上下两级所形成的平面角度不宜大于10度,且每级离扶手25cm处的踏步深度不应小于22cm。
Ø楼梯的空间尺度要求
1)供日常主要交通用的楼梯净宽应根据建筑物的使用特征,按照每股人流宽度0、55+(0—0、15)m的人流股数确定,并不应少于2股人流。
2)住宅内楼梯的梯段净宽,当一边临空时,不应少于0、75m;当两侧有墙时不应小于0、9m。
套内楼梯的踏步宽度不应小于0、22m,高度不应大于0、20m,扇形踏步转角距扶手边0、25m处,宽度不应小于0、22m。
3)梯段改变方向时,平台扶手处的最小宽度不应小于梯段净宽。
4)楼梯休息平台的宽度应大于或等于梯段的宽度;楼梯踏步的宽度b与高度h应满足:
2h+b=600—620mm;每个梯段的踏步一般不超过18级,亦不少于3级。
5)楼梯平台上部及下部过道处的净高不应小于2m,梯段净高不应小于2、2m。
6)楼梯应至少一侧设置扶手,梯段净宽达到三股人流时应设置两侧扶手,达四股人流时可加设中间扶手。
7)室内楼梯扶手的高度自踏步前缘量起不宜小于0、9m。
楼梯水平段栏杆长度大于0、5m时,其扶手的高度不应小于1、05m。
8)踏步前缘部分宜有防滑措施。
2.掌握墙体的建筑构造
Ø墙体构造设计原则
1)在结构梁、板与外墙连接处与圈梁处,由于结构的变形会引起外墙装修层的开裂,设计时应考虑分缝措施。
2)当外墙为内保温时,在窗过梁、结构梁板与外墙连接处、圈梁处产生冷桥现象,会引起室内墙面的结露,此处装修时应采取相应措施。
3)凡就是墙面的整体装修层必须考虑温度的影响,做分缝处理。
Ø门、窗
1)窗台低于0、8m时,应采取防护措施。
2)在砌体上安装门窗时严禁使用射钉固定。
3)金属保温窗的主要问题就是结露,应将与室外接触的金属窗框与玻璃结合处做断桥处理,以提高金属框内表面的温度,达到防结露的目的。
Ø墙身细部构造
1)勒脚部位外抹水泥砂浆或外贴石材等防水耐久的材料,高度不小于700mm。
应与散水、墙身水平防潮层形成闭合的防潮系统。
2)当采用无组织排水时,散水的宽度可按檐口放出200—300mm。
3)散水的坡度可为3%—5%,当散水采用混凝土时,可按20—30m的距离设置伸缩缝。
4)散水与外墙之间宜设缝,缝宽可为20—30mm,缝内应填充弹性膨胀防水材料。
5)水平防潮层的位置:
室内地坪(±0、000)以下60mm处。
3.掌握屋面、楼面的建筑构造
1)高度在10m以上的建筑物当无楼梯通达屋面时,应设上午面的人孔或外墙爬梯。
2)内保温的建筑,靠近外墙处的楼板会因此处的温度较低而出现结露现象,做楼面装修前,应现在此处楼板上下做保温处理。
3)不发火(防爆的)面层所采用的碎石应选用大理石、白云石或其她石材,以金属或石材碰撞不发生火花为标准;砂应质地坚硬,表面粗糙,其粒径宜为0、15——5mm,含泥量不宜大于3%,有机物含量不宜大于0、15%;水泥应采用硅酸盐水泥,其强度等级不应低于42、5级;面层分隔的材料应选用不发生火花的材料配制,配制时应随时检查,避免混入金
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