第二章 工程构造

　　第一节 工业与民用建筑工程

　　一、工业与民用建筑工程分类及组成

　　(一)工业建筑分类

　　1、按厂房层数分：单层厂房(适用于有大型机器设备或有重型起重运输设备)，多层厂房(适用于生产设备及产品较轻，可沿垂直反响组织生产的厂房，如食品、电子精密仪器工业等)，混合层数厂房(多用于化学工业、热电站等主厂房)

　　2、按工业建筑用途分：生产厂房(如机械制造厂中的铸工车间、电镀车间、热处理车间、机械加工车间和装配车间)，生产辅助厂房(如机械制造厂房的修理车间、工具车间等)，动力用厂房(如发电站、变电所、锅炉房等)，仓储建筑(仓库等)，仓储用建筑(汽车库、机车库、起重车库、消防车库等)，其他建筑(如水泵房、污水处理建筑)

　　3、按厂房跨度的数量和方向分

　　4、按厂房跨度尺寸分：小跨度(跨度≦12米的单层工业厂房，以砌体结构为主)，大跨度(12米以上的单层工业厂房，15-30米为钢筋混凝土结构，36以上为钢结构)

　　5、按车间生产状况分

　　(二)单层工业厂房组成

　　1、屋盖结构(屋面板，屋架或屋面梁，天窗架及托架)：屋面板(铺在屋架或屋面梁上，承受上面荷载)—屋架或屋面梁(搁置在柱子上，主要承重构件，承担屋面板荷载、天窗荷载)—柱子

　　2、吊车梁(安放在柱子伸出的牛腿上)：承受吊车自重、吊车最大起重量(垂直荷载)以及吊车刹车时产生的冲剪力(水平荷载)，将荷载传给柱子

　　3、柱子(厂房主要受力构件)：承载屋盖、吊车梁、墙体荷载，以及山墙传来的风荷载

　　4、基础

　　5、外墙维护系统(外墙、抗风柱、墙梁和基础梁等)：主要承受墙体和构件自重及作用在墙上的风荷载

　　6、支撑系统(柱间支撑和屋盖支撑)：传递水平风荷载和掉车间产生的冲切力

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　　(三)民用建筑分类

　　1、按建筑物规模与数量分

　　2、按建筑物层数和高度分

　　(1)住宅建筑按层数分：1-3层为低层建筑，4-6层为多层建筑，7-9层为中高层建筑，10层及以上为高层建筑

　　(2)除住宅外其他民用建筑按高度分：不大于24米为单层和多层建筑，大于24米为高层建筑(不包括单层公共建筑)

　　(3)建筑高度大于100米为超高层建筑

　　3、按建筑耐久年限分

　　(1)一级建筑：耐久年限大于100年，适用于重要建筑和高层建筑 (2)二级建筑：耐久年限50-100年，适用于一般性建筑 (3)三级建筑：耐久年限25-50年，适用于次要建筑 (4)四级建筑：耐久年限15年以下，适用于临时性建筑

　　4、按主要承重材料分

　　5、按承重结构方式分

　　6、按施工方法分

　　二、地基与基础

　　(一)地基与基础的关系(地基是基础以下的土层，基础是建筑屋的地下部分)

　　(二)地基分类(天然地基、人工地基)

　　人工地基处理方法：压实法—含水量大、密实性差的地基土;优缺点为不消耗建筑材料，较为经济，但昨夜效率低

　　换土法—适用于地基的上表层部分为承载能力弱的软弱土;优缺点为地基强度高，见效快，但成本较大

　　化学处理法—适用于局部地基强度不足的在建建筑物或已建建筑物 打桩发—将钢筋混凝土桩打入或灌入途中，由桩和桩间土层组成复合地基

　　(三)基础类型

　　1、按材料及受力特点

　　(1)刚性基础：所用材料为砖、石、混凝土等;抗压强度高，抗拉及抗剪强度低;用此基础，应保证基础底层只受压、不受拉，根据材料受力特点，不同材料构成的基础，其传递压力的角度也不相同，刚性基础上压力分角α称为刚性角。在设计中，应尽力使基础大放脚与基础材料的刚性角相一致，以确保基础底面不产生拉应力，最大限度节约基础材料，受刚性角限制的基础为刚性基础。

　　砖基础：坡面为阶梯形，称为放脚，每一阶梯挑出的长度为砖的1/4(即60mm)

　　灰土基础：灰土与土的体积比为2:8或3:7;灰土每层铺22-25cm，夯层15cm为一步;三层以下建筑灰土可做二步，三层以上可做三步，适用地下水位较低地区

　　三合土基础：石灰、砂、骨料(碎石或碎砖)按1:2:4或1:3:6加水拌合和夯实而成;适用地下水位较低的四层以下建筑

　　毛石基础：宽度及台阶高度不应小于400mm;适用地下水位较高地区 混凝土基础：适用地下水位较高，受冰冻影响的建筑

　　冒失混凝土基础：阶梯高度一般不得小于300mm，适用地下水位较高地区

　　(2)柔性基础：在混凝土基础底部配置钢筋，利用钢筋抗拉，使基础可承受弯矩，不受刚性角限制，因此，钢筋混凝土基础称为柔性基础

　　钢筋混凝土基础可做成锥形，最薄处高度不小于200mm，也可做成阶梯形，每踏步300mm-500mm，通常基础下设有100mm左右素混凝土垫层，无垫层时，钢筋保护层为70mm

　　2、按构造形式分类

　　(1)独立基础(单独基础)：柱下单独基础—柱子基础的主要类型 墙下单独基础—上土层土质松软，不深处有较好土层，为节约基础材料和减少土方开挖量

　　(2)条形基础：墙下条形基础—承重墙基础的主要形式

　　柱下钢筋混凝土条形基础—地基软弱而荷载较大

　　(3)柱下十字交叉基础：荷载较大的高层建筑，如土质软弱，为增强基础的整体刚度，减少不均匀沉降

　　(4)片筏基础：地基基础软弱而荷载又很大，采用十字基础仍不能满足要求或相邻基槽距离很小

　　(5)箱型基础：使用地基软弱土层厚、荷载大和建筑面积不太大的一些重要建筑物，目前高层建筑多用

　　(四)基础埋深(从室外设计地面至基础底面的垂直距离)

　　影响因素：建筑物上部荷载大小、地基土质好坏、地下水位高低、土壤冰冻的深度、新旧建筑物的相邻交接

　　划分：大于4米为深基础，小于4米为浅基础

　　基本原则：在保证安全的基础上，尽量浅埋，但不应浅于0.5m，基础顶面应低于设计地面100mm，避免基础外露

　　(五)地下室防潮与防水

　　地下室地坪位于常年地下水位以上时，做防潮处理;砖墙墙体采用水泥砂浆砌筑;所有墙体都必须设两道水平防潮层，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设计地下水位以下时，做防水处理

　　三、墙与框架结构

　　(一)墙体防潮层

　　室内地面为实铺时，外墙墙身防潮层在室内地坪以下60mm处;当建筑物墙体两侧地坪不等高时，在每侧地表下60mm处分别设置防潮层，并在两个防潮层间的墙上加设垂直防潮层;当室内地面采用架空木地板时，外墙防潮层应设在室外地坪以上，地板木搁栅垫木之下

　　(二)圈梁

　　是沿外墙、内纵墙和主要横墙设置的处于同一水平内的连续封闭梁，可以提高建筑物的空间刚度和整体性，增加墙体稳定，减少由于地基不均匀沉降而引起的墙体开裂，并防止较大振动荷载对建筑物的不良影响 圈梁宽度一般同墙厚，对墙厚较大的可做2/3，高度不小于120mm，通常为180mm、240mm;檐口和基础下必须设置，宜设在楼板标高处，尽量与楼板结构连成整体，也可设在门窗上部，兼坐过梁;遇到洞口不能封闭，应在洞口上部设置截面不小于圈梁的附加梁，搭接长度不小于1m，应大于两梁高差的2倍

　　(三)构造柱

　　从竖向加强墙体连接，与圈梁一起组成空间固件，提高建筑物的整体刚度和墙体的延性，约束墙体裂缝的开展，增加建筑物承受地震的能力

　　一般在墙的转角部位(建筑物四周、纵横墙相交处、楼梯间转角处)设置，沿整个建筑高度贯通，与圈梁、地梁现浇成整体

　　构造柱最小截面尺寸为240mm×180mm，竖向钢筋一般用4Φ12mm，钢箍间距不大于250mm;施工时先砌墙，后浇钢筋混凝土柱，并沿墙高每隔500mm设拉接钢筋，每边深入场内不宜小于1m，构造柱可不单独设置基础，但应伸入地面下500mm，或锚入浅于500mm的地圈梁内

　　(四)变形缝

　　1、伸缩缝(温度缝)：地面以上构件全部断开，基础受温度影响小，不断开，宽度一般为20-30mm，缝内填保温材料

　　2、层降缝：房屋相邻部分的高度、荷载、结构形式差别很大而地基又较弱时设置，如复杂的平面或体形转折处、高度变化处、荷载、地基的压缩性和地基处理的方法明显不同处设置;所有构件(含基础)全部断开;2-3层取50-80mm，4、5层取80-120mm，5层以上取200mm

　　3、防震缝：一般从基础顶面开始，沿房屋全高设置

　　(五)框架结构

　　板、柱框架系统：适用于楼层内大空间布置

　　梁、板、柱框架系统：是通常采用的框架形式

　　剪力墙框架系统：普遍用于高层建筑

　　框架—筒体结构：可建造较高层建筑物(55层)，可以在较大的楼层面积中取消柱子，增加房间使用灵活性