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    我司开展建筑工程知识讲座

    发布时间:2015-11-23    文章来源:   阅读次数:1212

          先介绍一下建筑物和构筑物的概念,通常情况下,所谓构筑物就是不具备、不包含或不提供人类居住功能的人工建造物,比如烟囱、水塔、水池、过滤池、澄清池、沼气池等。一般具备、包含或提供人类居住功能的人工建造物称为建筑物。
        (一)建筑面积
         构筑物一般不用建筑面积标志建筑规模,而建筑物规模的一个重要指标就是建筑面积,建筑面积亦称建筑展开面积,它是指建筑外墙外围线测定的各层平面面积之和。它是表示一个建筑物建筑规模大小的经济指标。
    随着建筑技术和社会经济的不断发展,单体建筑的建筑面积呈现不断加大的趋势,单体建筑面积小到几十平方米,大到几十万平方米,甚至上百万平方米。
         对于住宅建筑,它包括三项,即使用面积、辅助面积和结构面积。因为建筑面积是计算商品房价格的结算数据,所以对于购房者来说,了解建筑面积的计算方法是非常重要的。
         在住宅建筑中,计算建筑面积的范围和方法有明确规定,建设部发布的《建筑工程建筑面积计算规范》已经被批准为国家标准,编号为GB/T50353-2005,自2005年7月1日起实施。其中规定:单层建筑物高度在2.20m及以上者应计算全面积,高度不足2.20m者应计算1/2面积;雨篷结构的外边线至外墙结构外边线的宽度超过2.10m者,应按雨篷结构板的水平投影面积的1/2计算;建筑物的阳台均应按其水平投影面积的1/2计算。
         大家可以从网上找到这个规范看一下,了解建筑面积的基本计算方法,很简单,时间关系在这里不做详细介绍。
        (二)建筑高度与层数
          标志建筑物规模的指标还有建筑高度和建筑层数。现在为节约土地资源,增加容积率,建筑物达到的层数越来越多,建筑物高度不断向更高的高度冲刺。美国芝加哥1973年竣工的西尔斯大厦,楼高442米,地上108层,曾经一直占据着世界最高建筑的位置,但进入上世纪九十年代,层数和高度记录不断被刷新。马来西亚国家石油公司双塔大楼,1996年2月13日正式封顶,高度达到451.9米,打破了西尔斯大厦保持22年多的世界最高记录。目前最高的建筑物是中国台北的101大楼,高度508米。据说现在阿联酋正在建设的迪拜塔,高度达到629米,将成为世界第一高塔。
          在结构上,建筑物高度计算方法与建筑上略有不同,一般来讲平屋顶应按建筑物室外地面至其屋面面层或女儿墙顶点的高度计算;坡屋顶应按建筑物室外地面至屋檐和屋脊的平均高度计算。
          在《民用建筑设计通则》中关于民用建筑按地上层数或高度分类划分应符合下列规定:
         1、住宅建筑按层数分类:一层至三层为低层住宅,四层至六层为多层住宅,七层至九层为中高层住宅,十层及十层以上为高层住宅;
         2、除住宅建筑之外的民用建筑高度不大于24m者为单层和多层建筑,大于24m者为高层建筑(不包括建筑高度大于24m的单层公共建筑);
         3、建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。
         现在,经常听到开发商提到小高层的说法,在《民用建筑设计通则》和《住宅设计规范》中都没有这个概念。通常所说的小高层一般是指体量不大,单层建筑面积不大,层数不是很多的高层住宅。
         也就是说,小高层为开发商提出的概念,实际规范并没有对小高层进行定义。一般8-11层定位小高层,主要是考虑是楼梯跟电梯的原因。因为8-11层住宅可以不设封闭楼梯间,并且可以不设消防电梯,同时又必须要设普通客梯。这样就跟8层以下的没有电梯的住宅区分了,同时又跟12层及以上的住宅需要设封闭楼梯间和消防电梯的要求分开了。
          建筑设计防火规范和高层民用建筑设计防火规范规定,10层及10层以上的住宅为高层建筑。所以小高层并不是真正意义上的高层,他既包含8-9层的多层建筑,又包含了10-11层的高层建筑。
         (三)建筑物跨度
          住宅设计中,住宅房间的宽度是指一间房屋内一面墙的定位轴线到另一面墙的定位轴线之间的实际距离。因为是就一自然间的宽度而言,故又称开间。另一个方向的尺寸称为进深,所以进深是指一间独立的房屋或一幢居住建筑从前墙壁到后墙壁之间的实际长度。
         建筑物跨度一般是指单个水平承重构件的长度,比如相邻两根柱子之间的梁长度,相邻两面墙之间的楼板尺寸,都称为构件的跨度。一般来讲,构件的跨度越大,构件的截面尺寸就越大。住宅建筑的跨度一般都很小,单个房间的尺寸也小,这不仅仅是功能上的要求,也是提高住宅抗震性能的要求。一般跨度小的建筑抗震性能越好。
         但对于剧院、会堂、体育馆、桥梁、商场等建筑,从功能上要求建筑物必须达到较大的跨度,必须采用先进的建筑材料、结构形式、建筑技术才能解决。
         过去的木结构、砖木结构都只能建造较小跨度的建筑,钢筋混凝土结构所能达到的建筑跨度也有限,一般的梁高度是跨度的1/10-1/12,因此跨度过大,就使梁显得笨重,并影响建筑物使用空间。为解决这些问题,人们利用了多种技术措施,例如预应力技术、井字梁、薄腹梁、混凝土桁架等,中都财富广场两个高层建筑之间的连廊跨度24米,采用了型钢混凝土梁,梁高2米以上。现在还出现了一种网梁楼盖。
         现在大跨度建筑广泛地应用各种高强轻质材料(如合金钢、特种玻璃)和化学合成材料,减轻了大跨度结构的自重,使新颖的空间结构不断出现,覆盖面积日益扩大。
     
         四、结构形式
         为适应不同功能不同高度建筑物要求,特别是要考虑建筑物的经济指标,工程中采用不同的结构形式。
         简单从建筑结构材料上可以分为以下几种:
         1、钢结构:是指承重的主要构件是用钢材料建造的,包括悬索结构。
         2、钢、钢筋混凝土结构:是指承重的主要构件是用钢、钢筋混凝土建造的。
         3、钢筋混凝土结构:是指承重的主要构件是用钢筋混凝土建造的。包括薄壳结构、大模板现浇结构及使用滑模、升板等建造的钢筋混凝土结构的建筑物。
         4、混合结构:是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成,以砖墙为承重墙,或者梁是用木材建造,柱是用钢筋混凝土建造。
         5、砖木结构:是指承重的主要构件是用砖、木材建造的。如一幢房屋是木制房架、砖墙、木柱建造的。
         6、其他结构:是指凡不属于上述结构的房屋都归此类。如竹结构、砖拱结构、窑洞、膜结构等。
         上面的这几种结构形式根据不同的传力特性,还可以细分为若干种结构形式,下面介绍几种常见的结构形式:
         1、砖混结构:属于混合结构的一种,水平承重构件梁、板采用钢筋混凝土,竖向承重构件是砖砌体。砖砌体中还设置构造柱,构造柱虽然也起到一定的承重作用,但构造柱的主要作用是和圈梁一起,提高砖砌体的强度和变形能力。砖砌体结构刚度大,但变形能力差,这对抗震是不利的,通过设置圈梁和构造柱大大地提高了砖混结构的抗震能力。常见的单层、多层住宅和其他中小型建筑物大多采用这种结构形式。
         2、砌体结构:在很长的一个历史阶段,我们的墙体材料主要采用机制烧结实心粘土砖,但这种材料烧制需要大量粘土,浪费土地资源,烧制过程还需要燃烧煤炭,造成大气污染。所以现在我们的一项工作就是墙改“禁实”,采用新型墙体材料。现在应用在工程实践中的墙体材料多种多样,大多不采用烧结的方法制造。常用的有蒸压粉煤灰砌块、炉渣混凝土砌块、混凝土砌块、页岩砖、各种空心砌块。为区别粘土实心砖墙体结构,我们把采用这些砌体承重的混合结构也称为砌体结构。
         3、框架结构:框架结构的水平承重构件与砌体结构相同,但竖向承重构件是钢筋混凝土柱,墙体不承重,主要起填充围护作用。楼面屋面荷载通过板传递至梁,然后传递到柱、基础。板、梁、柱形成空间构架,所以称为框架结构。
         4、框架剪力墙结构:建筑结构不仅要承受竖向荷载,还要承受风荷载、地震荷载等水平荷载。框架结构侧向刚度有限,因此在承受水平荷载时往往产生较大的侧向位移,导致填充墙开裂等破坏。规范中对建筑物的总水平位移和层间位移有严格限制,属于工程建设强制性条文。为解决上述问题,我们在框架结构中设置一定数量的剪力墙,增加建筑结构的侧向刚度,就可以使建筑物更高的高度和更多的层数。所谓剪力墙就是钢筋混凝土墙,在承受水平荷载时产生的变形主要是剪切变形(框架结构产生的主要是弯曲变形),所以称为剪力墙,也叫抗震墙。
         5、网架结构:网架结构是钢结构的一种,它是一种由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。网架结构具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点,广泛用作体育馆、展览馆、俱乐部、影剧院、食堂、会议室、候车厅、飞机库、车间等跨度较大的屋盖结构。具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。缺点是汇交于节点上的杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂。一般而言,网架钢结构有下列三种节点形式:焊接球节点、螺栓球节点、钢板节点。
         上面讲到的只是常见的几种结构形式,例如在钢筋混凝土结构中还有剪力墙(抗震墙)结构、部分框支抗震墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构、板柱-抗震墙结构。另外还有底部框架-抗震墙结构、多排柱内框架结构等混合结构。
    抗震规范上对各种结构形式的高度都有限制,例如在7度抗震设防的建筑物,普通砖砌体房屋高度不应超过21米,框架结构高度不超过55米,框架-抗震墙结构不超过120米,筒中筒结构不超过150米。
         需要指出的是,每一种结构形式都有自己的优点和缺点,例如某种结构形式虽然更加坚固,但用钢量大,造价高。建筑结构设计的根本目标就是在满足承受荷载能力的前提下,尽量减少使用建筑材料,降低工程造价,所以根据不同的需要选择不同的结构形式是非常重要的。
     
         五、地基与基础
         工程项目建设一般需要若干个方面的专业技术,例如规划、建筑、结构、供热通风与空气调节、给排水、建筑电气、勘察、建筑经济等等。工程项目还可以按照部位分为地基基础、主体、装饰装修、安装等,这里主要介绍地基与基础。
    建筑物无论大小都要建造在大地上,建筑物自重和上部承受的荷载都要传递到地下。与柱、墙体连接,起到扩散传递上部荷载作用的部分称为基础,基础下部直接承受基础荷载的部分就是地基。地基有各种土壤地基,岩石地基等天然地基,还有各种人工地基。处理地基的方法有很多种,在此不一一介绍。
         基础也有各种形式,采用的材料不同,传力的方式也不同。
         (一)房屋建筑基础按所用材料可分为砖基础、毛石基础、灰土基础、混凝土基础及钢筋混凝土基础。
         1、砖基础是用砖和水泥砂浆砌筑而成的基础。强度底、易被地下水侵蚀,很少采用。
         2、毛石基础是用开采的无规则的块石和水泥砂浆砌筑而成的基础。特点是造价低、刚度大,属刚性基础,但整体性差,工程量大,以前在层数不多的建筑工程中广泛采用,现在农村的一些建筑中仍有采用。
         3、灰土基础是由石灰与土按一定比例拌合,加水夯实而成的基础。
         4、混凝土基础是由混凝土拌制后灌筑而成的基础,应用范围也很小。
         5、钢筋混凝土基础是在混凝土中加入抗拉强度很高的钢筋,使这种基础具有较高的抗弯抗拉能力。
        (二)基础按外形可分为:
         1、条形基础:这种基础多为墙基础,沿墙体长方向是连续的。
         2、独立基础:这种基础主要为独立柱下的基础。现浇钢筋混凝土独立柱基有平台式、坡面式。预制柱下为钢筋混凝土杯形基础。
         3、筏形基础:筏形基础外型象水中漂流的木筏。井格式基础下又用钢筋混
    凝土板连成一片,大大地增加了建筑物基础与地基的接触面积,换句话说,单位面积地基土层承受的荷裁减少了,适合于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。
         4、箱形基础:箱形基础是由钢筋混凝土的顶板、底板和纵横承重隔板组成的整体式基础。箱形基础不仅同筏形基础一样有较大的基底面积,适用于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。而且由于基础自身呈箱形,具有很大的整体强度和刚度。当地基不均匀下沉时,建筑物不会引起较大的变形裂缝。该基础施工难度大,造价高。多用于高层建筑,另外可兼作地下室。
         5、桩基础:工程实践中,当建筑物上部结构荷载很大,地基软弱土层较厚,对沉降量限制要求较严的建筑物或对围护结构等几乎不允许出现裂缝的建筑物,往往采用桩基础。桩基础可以节省基础材料,减少土方工程量,改善劳动条件,缩短工期。
         (1)桩基础由承台和桩群两部分组成。
    承台设于桩顶,把各单桩联成整体,并把上部结构的荷载均匀地传递给各根桩,再由桩传给地基。
         (2)桩按传力方式不同,分为摩擦桩和端承桩。
    摩擦桩是通过桩表面与周围土壤的摩擦力和桩尖的阻力将上部荷载传给地基,它适用于软弱土层较厚,而坚硬土层距地表很深的地基情况。
          端承桩是通过桩端将上部荷载传给较深的坚硬土层,它适用于表层软弱土层不太厚,而下部为坚硬土层的地基情况。
          (3)混凝土或钢筋混凝土桩按制作方法不同可分为预制桩和灌注桩两类。
          预制钢筋混凝土桩是将事先预制好的桩,用锤击打入或者压入等方式沉桩,到达设计要求的标高后进行桩头处理,然后在桩顶浇筑钢筋混凝土承台形成的桩基础。现在两中心以及中都财富广场高层都采用了预制预应力管桩,就是属于预制桩的一种。
          灌注桩是在现场桩位上挖孔然后向孔内灌注混凝土(有时也加钢筋)成。灌注桩施工所需机械比预制桩简单,但灌注桩的成孔是在桩位处的地面下或水下完成的,施工工序多,质量控制难度大,稍有不慎易产生断桩、混凝土离析、缩颈等严重缺陷。因此,灌注桩的质量检测就显得格外重要。
         (4)根据承台的竖向相对位置可分为底承台桩和高承台桩。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。
          桩基础属于深基础的一种,由基桩和联接于桩顶的承台共同组成,目前也广泛采用。桩基础的材料主要采用钢筋混凝土,偶尔采用钢桩、木桩、灰土桩。
          相对于一般的浅基础,桩基础有显著的优点:抗地震性能好;沉降量小和承载力高;可以解决地基土薄弱土层较深的问题,直接把上部荷载传递到坚硬土层或者基岩上。
     
          至此,我们介绍了建筑工程中的一些常识性知识,不全面,也不系统,需要进一步学习和积累,才能掌握到更丰富,更深入的建筑工程知识。希望通过介绍能使大家有所收获。水平所限,错误在所难免,欢迎大家批评指正!

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