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第一節(jié) 工業(yè)與民用建筑工程
一、工業(yè)與民用建筑工程分類及組成
(一)工業(yè)建筑分類
1、按廠房層數(shù)分:單層廠房(適用于有大型機(jī)器設(shè)備或有重型起重運(yùn)輸設(shè)備),多層廠房(適用于生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品較輕,可沿垂直反響組織生產(chǎn)的廠房,如食品、電子精密儀器工業(yè)等),混合層數(shù)廠房(多用于化學(xué)工業(yè)、熱電站等主廠房)
2、按工業(yè)建筑用途分:生產(chǎn)廠房(如機(jī)械制造廠中的鑄工車間、電鍍車間、熱處理車間、機(jī)械加工車間和裝配車間),生產(chǎn)輔助廠房(如機(jī)械制造廠房的修理車間、工具車間等),動力用廠房(如發(fā)電站、變電所、鍋爐房等),倉儲建筑(倉庫等),倉儲用建筑(汽車庫、機(jī)車庫、起重車庫、消防車庫等),其他建筑(如水泵房、污水處理建筑)
3、按廠房跨度的數(shù)量和方向分
4、按廠房跨度尺寸分:小跨度(跨度≦12米的單層工業(yè)廠房,以砌體結(jié)構(gòu)為主),大跨度(12米以上的單層工業(yè)廠房,15-30米為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),36以上為鋼結(jié)構(gòu))
5、按車間生產(chǎn)狀況分
(二)單層工業(yè)廠房組成
1、屋蓋結(jié)構(gòu)(屋面板,屋架或屋面梁,天窗架及托架):屋面板(鋪在屋架或屋面梁上,承受上面荷載)-屋架或屋面梁(擱置在柱子上,主要承重構(gòu)件,承擔(dān)屋面板荷載、天窗荷載)-柱子
2、吊車梁(安放在柱子伸出的牛腿上):承受吊車自重、吊車最大起重量(垂直荷載)以及吊車剎車時(shí)產(chǎn)生的沖剪力(水平荷載),將荷載傳給柱子
3、柱子(廠房主要受力構(gòu)件):承載屋蓋、吊車梁、墻體荷載,以及山墻傳來的風(fēng)荷載
4、基礎(chǔ)
5、外墻維護(hù)系統(tǒng)(外墻、抗風(fēng)柱、墻梁和基礎(chǔ)梁等):主要承受墻體和構(gòu)件自重及作用在墻上的風(fēng)荷載
6、支撐系統(tǒng)(柱間支撐和屋蓋支撐):傳遞水平風(fēng)荷載和掉車間產(chǎn)生的沖切力
(三)民用建筑分類
1、按建筑物規(guī)模與數(shù)量分
2、按建筑物層數(shù)和高度分
(1)住宅建筑按層數(shù)分:1-3層為低層建筑,4-6層為多層建筑,7-9層為中高層建筑,10層及以上為高層建筑
(2)除住宅外其他民用建筑按高度分:不大于24米為單層和多層建筑,大于24米為高層建筑(不包括單層公共建筑)
(3)建筑高度大于100米為超高層建筑
3、按建筑耐久年限分
(1)一級建筑:耐久年限大于100年,適用于重要建筑和高層建筑
(2)二級建筑:耐久年限50-100年,適用于一般性建筑
(3)三級建筑:耐久年限25-50年,適用于次要建筑
(4)四級建筑:耐久年限15年以下,適用于臨時(shí)性建筑
4、按主要承重材料分
5、按承重結(jié)構(gòu)方式分
6、按施工方法分
二、地基與基礎(chǔ)
(一)地基與基礎(chǔ)的關(guān)系(地基是基礎(chǔ)以下的土層,基礎(chǔ)是建筑屋的地下部分)
(二)地基分類(天然地基、人工地基)
人工地基處理方法:壓實(shí)法-含水量大、密實(shí)性差的地基土;優(yōu)缺點(diǎn)為不消耗建筑材料,較為經(jīng)濟(jì),但昨夜效率低
換土法-適用于地基的上表層部分為承載能力弱的軟弱土;優(yōu)缺點(diǎn)為地基強(qiáng)度高,見效快,但成本較大
化學(xué)處理法-適用于局部地基強(qiáng)度不足的在建建筑物或已建建筑物
打樁發(fā)-將鋼筋混凝土樁打入或灌入途中,由樁和樁間土層組成復(fù)合地基
(三)基礎(chǔ)類型
1、按材料及受力特點(diǎn)
(1)剛性基礎(chǔ):所用材料為磚、石、混凝土等;抗壓強(qiáng)度高,抗拉及抗剪強(qiáng)度低;用此基礎(chǔ),應(yīng)保證基礎(chǔ)底層只受壓、不受拉,根據(jù)材料受力特點(diǎn),不同材料構(gòu)成的基礎(chǔ),其傳遞壓力的角度也不相同,剛性基礎(chǔ)上壓力分角α稱為剛性角。在設(shè)計(jì)中,應(yīng)盡力使基礎(chǔ)大放腳與基礎(chǔ)材料的剛性角相一致,以確保基礎(chǔ)底面不產(chǎn)生拉應(yīng)力,最大限度節(jié)約基礎(chǔ)材料,受剛性角限制的基礎(chǔ)為剛性基礎(chǔ)。
磚基礎(chǔ):坡面為階梯形,稱為放腳,每一階梯挑出的長度為磚的1/4(即60mm)
灰土基礎(chǔ):灰土與土的體積比為2:8或3:7;灰土每層鋪22-25cm,夯層15cm為一步;三層以下建筑灰土可做二步,三層以上可做三步,適用地下水位較低地區(qū)
三合土基礎(chǔ):石灰、砂、骨料(碎石或碎磚)按1:2:4或1:3:6加水拌合和夯實(shí)而成;適用地下水位較低的四層以下建筑
毛石基礎(chǔ):寬度及臺階高度不應(yīng)小于400mm;適用地下水位較高地區(qū)
混凝土基礎(chǔ):適用地下水位較高,受冰凍影響的建筑
冒失混凝土基礎(chǔ):階梯高度一般不得小于300mm,適用地下水位較高地區(qū)
(2)柔性基礎(chǔ):在混凝土基礎(chǔ)底部配置鋼筋,利用鋼筋抗拉,使基礎(chǔ)可承受彎矩,不受剛性角限制,因此,鋼筋混凝土基礎(chǔ)稱為柔性基礎(chǔ)
鋼筋混凝土基礎(chǔ)可做成錐形,最薄處高度不小于200mm,也可做成階梯形,每踏步300mm-500mm,通常基礎(chǔ)下設(shè)有100mm左右素混凝土墊層,無墊層時(shí),鋼筋保護(hù)層為70mm
2、按構(gòu)造形式分類
(1)獨(dú)立基礎(chǔ)(單獨(dú)基礎(chǔ)):柱下單獨(dú)基礎(chǔ)-柱子基礎(chǔ)的主要類型
墻下單獨(dú)基礎(chǔ)-上土層土質(zhì)松軟,不深處有較好土層,為節(jié)約基礎(chǔ)材料和減少土方開挖量
(2)條形基礎(chǔ):墻下條形基礎(chǔ)-承重墻基礎(chǔ)的主要形式
柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)-地基軟弱而荷載較大
(3)柱下十字交叉基礎(chǔ):荷載較大的高層建筑,如土質(zhì)軟弱,為增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度,減少不均勻沉降
(4)片筏基礎(chǔ):地基基礎(chǔ)軟弱而荷載又很大,采用十字基礎(chǔ)仍不能滿足要求或相鄰基槽距離很小
(5)箱型基礎(chǔ):使用地基軟弱土層厚、荷載大和建筑面積不太大的一些重要建筑物,目前高層建筑多用
(四)基礎(chǔ)埋深(從室外設(shè)計(jì)地面至基礎(chǔ)底面的垂直距離)
影響因素:建筑物上部荷載大小、地基土質(zhì)好壞、地下水位高低、土壤冰凍的深度、新舊建筑物的相鄰交接
劃分:大于4米為深基礎(chǔ),小于4米為淺基礎(chǔ)
基本原則:在保證安全的基礎(chǔ)上,盡量淺埋,但不應(yīng)淺于0.5m,基礎(chǔ)頂面應(yīng)低于設(shè)計(jì)地面100mm,避免基礎(chǔ)外露
(五)地下室防潮與防水
地下室地坪位于常年地下水位以上時(shí),做防潮處理;磚墻墻體采用水泥砂漿砌筑;所有墻體都必須設(shè)兩道水平防潮層,一道在地下室地坪附近、一道在室外地面散水下150mm-200mm,
地下室地坪位于最高設(shè)計(jì)地下水位以下時(shí),做防水處理
三、墻與框架結(jié)構(gòu)
(一)墻體防潮層
室內(nèi)地面為實(shí)鋪時(shí),外墻墻身防潮層在室內(nèi)地坪以下60mm處;當(dāng)建筑物墻體兩側(cè)地坪不等高時(shí),在每側(cè)地表下60mm處分別設(shè)置防潮層,并在兩個防潮層間的墻上加設(shè)垂直防潮層;當(dāng)室內(nèi)地面采用架空木地板時(shí),外墻防潮層應(yīng)設(shè)在室外地坪以上,地板木擱柵墊木之下
(二)圈梁
是沿外墻、內(nèi)縱墻和主要橫墻設(shè)置的處于同一水平內(nèi)的連續(xù)封閉梁,可以提高建筑物的空間剛度和整體性,增加墻體穩(wěn)定,減少由于地基不均勻沉降而引起的墻體開裂,并防止較大振動荷載對建筑物的不良影響
圈梁寬度一般同墻厚,對墻厚較大的可做2/3,高度不小于120mm,通常為180mm、240mm;檐口和基礎(chǔ)下必須設(shè)置,宜設(shè)在樓板標(biāo)高處,盡量與樓板結(jié)構(gòu)連成整體,也可設(shè)在門窗上部,兼坐過梁;遇到洞口不能封閉,應(yīng)在洞口上部設(shè)置截面不小于圈梁的附加梁,搭接長度不小于1m,應(yīng)大于兩梁高差的2倍
(三)構(gòu)造柱
從豎向加強(qiáng)墻體連接,與圈梁一起組成空間固件,提高建筑物的整體剛度和墻體的延性,約束墻體裂縫的開展,增加建筑物承受地震的能力
一般在墻的轉(zhuǎn)角部位(建筑物四周、縱橫墻相交處、樓梯間轉(zhuǎn)角處)設(shè)置,沿整個建筑高度貫通,與圈梁、地梁現(xiàn)澆成整體
構(gòu)造柱最小截面尺寸為240mm×180mm,豎向鋼筋一般用4Φ12mm,鋼箍間距不大于250mm;施工時(shí)先砌墻,后澆鋼筋混凝土柱,并沿墻高每隔500mm設(shè)拉接鋼筋,每邊深入場內(nèi)不宜小于1m,構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ),但應(yīng)伸入地面下500mm,或錨入淺于500mm的地圈梁內(nèi)
(四)變形縫
1、伸縮縫(溫度縫):地面以上構(gòu)件全部斷開,基礎(chǔ)受溫度影響小,不斷開,寬度一般為20-30mm,縫內(nèi)填保溫材料
2、層降縫:房屋相鄰部分的高度、荷載、結(jié)構(gòu)形式差別很大而地基又較弱時(shí)設(shè)置,如復(fù)雜的平面或體形轉(zhuǎn)折處、高度變化處、荷載、地基的壓縮性和地基處理的方法明顯不同處設(shè)置;所有構(gòu)件(含基礎(chǔ))全部斷開;2-3層取50-80mm,4、5層取80-120mm,5層以上取200mm
3、防震縫:一般從基礎(chǔ)頂面開始,沿房屋全高設(shè)置
(五)框架結(jié)構(gòu)
板、柱框架系統(tǒng):適用于樓層內(nèi)大空間布置
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