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民用建筑的基本构造及受力

屋顶

屋顶是房屋的最上部分。屋顶外形按所用材料和结构形式的不同,有坡度较大的坡屋顶,或坡度很小的平屋项,如图2-2、2-3所示;还有各种曲面形的屋顶。屋顶有三个作用:一是防御自然界的风、雨、雪、太阳辐射热和冬季低温等的影响;二是承受作用于屋顶上的风荷载、雪荷载和屋顶自重等荷载;三是起美观作用。

图2-2坡屋顶

图2-2坡屋顶

屋顶由屋面、承重结构、保温(隔热)层和顶棚部分组成。屋顶承重结构承受屋面传来的荷载和屋顶自重,是水平承重构件

图2-3平屋顶

图2-3平屋顶

一)平屋顶

平屋顶的承重结构是屋面板、屋面梁等。屋顶和外墙交接的部位叫檐口。屋顶檐口可做成挑檐或封檐形式。凡伸岀墙外的叫挑槍,而外墙包住屋顶的叫封檐。封檐在屋顶上面的一段叫女儿墙或压槍墙。屋顶的底面就是房间的顶面,叫顶棚。

二)坡屋顶

1)硬山搁檩形式坡屋顶的一种形式是把横墙上部砌成三角形,直接搁置檩祭以支承屋顶荷载,适用于住宅等建筑横墙间距较少的情况,如图24所示。

图2-4硬山搁檩屋面示意图

图2-4硬山搁檩屋面示意图

(2)屋架形式也可将屋架搁置在纵向外墙上或柱上形成坡屋顶。与硬山搁檩屋面相比,屋架可以省去承重横墙,使房屋内部空间划分的灵活性变大,如图2-5所示。

图2-5屋架承重结构

图2-5屋架承重结构

三角形屋架的受力状况如图2-6所示。

图2-6三角形屋架受力状况示意图

图2-6三角形屋架受力状况示意图

(3)冷摊瓦屋面和板平瓦屋面形式在屋架上弦上或椽木、椽条上直接钉挂瓦条,在挂瓦条上挂瓦的是冷摊瓦屋面,如图27所示

图2-7冷摊瓦屋面

图2-7冷摊瓦屋面

在檩条或椽条上钉屋面板,屋面板上钉顺水条和挂瓦条后挂瓦的屋面是板平瓦屋面,如图2-8所示。

图2-8板平瓦屋面

图2-8板平瓦屋面

墙(柱)

墙是房屋中的垂直承重构件,一般用砖砌筑,称为“砖墙”。墙按位置可分为内墙与外墙:按方向可分为纵墙和横墙;按受力情况可分为承重墙与非承重墙。承重墙是承受由梁、板、屋架传来的荷载的墙体,非承重墙是不承受荷载的墙体

(一)墙的作用

(1)承重作用承受屋顶、楼板等构件传下来的垂直荷载、风力、地震力和外来作用力。

(2)围护作用防止风、雪、雨的侵袭,保温、隔热、隔声、防火,保证房间内具有良好的生活环境和工作条件。

(3)分隔作用按使用要求,将建筑物分隔成或大或小的房间。

二)砖墙的材料与厚度

砖墙所用的砌筑材料分别为普通砖(或空心砖)和砂浆。普通砖的尺寸规格为240mm×115mm×53mm。它与灰缝(10mm)组成了砖墙砌体的尺寸基数。砖墙厚度常为半砖墙、3/4砖墙、一砖墙、一砖半墙、两砖墙等,其标准尺寸分别为120mm、180mm、240mm、37Omm、49omm。

(三)砖墙的砌筑形式

砖墙的砌筑形式分为实心墙、空斗墙、空心砖墙、复合墙四类。

1)砖墙的实心砌式包括全顺式、全顺全丁、丁顺相间、三顺一丁、二顺一斗、三皮顺皮丁,如图2-9所示。

图2-9砖墙的实心砌式

图2-9砖墙的实心砌式

2)空斗墙用普通砖侧砌或平砌与侧砌结合砌成,包括有眠空斗墙和无眠空斗墙,如图2-10所示。

图2-10有眠空斗墙和无眠空斗墙

图2-10有眠空斗墙和无眠空斗墙

3)空心砖墙用多孔砖或空心砖砌筑,如图2-11所示。

图2-11空心砖墙

图2-11空心砖墙

4)复合墙的墙体用两种或两种以材料组合而成。有三种类型:一是在砖墙一侧附加保

温材料;二是在砖墙中间填充保温材料;三是在砖墙中间留空心间层,如图2-12所示。

图2-12复合墙

图2-12复合墙

(四)墙体的承重方案

墙体的承重方案如图2-13所示。

图2-13墙体的承重方案

图2-13墙体的承重方案

(1)横墙承重即将楼板及屋面板等水平承重构件搁置在横墙上

(2)纵墙承重即将楼板及屋面板等水平承重构件搁置在纵墙上,橫墙只起分隔空间和连接纵墙的作用。

3)纵横墙混合承重在一栋房屋中纵墙和横墙都是承重墙体,楼板及屋面既有搁置在纵墙上的,也有搁置在横墙上的。

(4)墙与内柱混合承重房屋内部采用梁、柱组成的内框架,外墙采用承重墙体,梁的端搁置在墙上,另一端搁置在柱上,由墙和内框共同承担水平荷载。

(五)现浇式框架承重

般屋顶、楼板、楼梯等荷载如主要作用在墙体上,这样的房屋为墙承重的结构:如以整体现浇连接在一起的梁柱作为承重骨架,便为现浇全框架结构;如是由外面的墙和里面的梁柱共同组成承重骨架,则为内框架结构。

(1)内框架结构内框架结构的房子,由于没有纵向或横向承重内墙,因此内部房间的分隔便更加灵活,如图2-14所示。

图2-14内框架承重结构建筑

图2-14内框架承重结构建筑

对于楼下商店、楼上为住宅的房屋,在底层可为内框架结构,而上面可仍为墙承重结构,如图2-15所示。

(2)全框架结构由柱、梁作为整个房屋承重骨架的结构叫全框架结构。高层建筑通常釆用现浇钢筋混凝士或钢框架结构。框架结构房屋的内墙、外墙都是非承重墙,它们只起围护和分隔的作用,如图2-16所示。

图2-15底层内框架承重结构建筑

图2-15底层内框架承重结构建筑

图2-16钢筋混凝土全框架承重结构

图2-16钢筋混凝土全框架承重结构

(六)装配式结构

装配式结构就是在工厂或现场生产构件和配件,用机械在现场进行安装的建筑,包括砌

块建筑、框架建筑、装配式大型板材建筑(图2-17)和盒子建筑。

图2-17装配式大型板材建筑

图2-17装配式大型板材建筑

三、楼板

楼板是房屋中的水平承重构件,它把房屋分隔成若于层。楼板支承在墙或柱上,它不仅

向墙或柱传递荷载,同时也是墙或柱在水平方向的支撑。图2-18和2-19所示分别为木楼板

构造和空心楼板布置。

图2-18木楼板构造

图2-18木楼板构造

图2-19空心楼板布置

图2-19空心楼板布置

楼板结构由板、梁构成;走廊或宽度较小的房间可以将板直接支承在墙上。现浇钢筋混凝土楼板可分为板式楼板、梁板式楼板和无梁楼板,如图2-20所示,以板式和梁板式为常用。

1)楼板内不设置梁,板直接搁在墙上的称板式楼板,包括单向板、双向板和悬挑板。

2)由梁、板组合而成的楼板为梁板式楼板(又称肋形楼板),包括单梁式、复梁式和井梁式楼板。

图2-20现浇细筋混凝土楼板

图2-20现浇细筋混凝土楼板

预制钢筋混凝士楼板可分为实心平板、槽形板和空心板,空心板布置如图2-19所示。

四、楼梯

楼梯是建筑物内上、下层间的交通通道,其透视图如图2-21所示。楼梯按结构材料的不同,有钢筋混凝土楼梯木楼梯等。钢筋混凝土楼梯因其坚固、耐久、防火性能好,使用最为普遍。楼梯是由楼梯段、平台和栏杆扶手三部分组成的。楼梯结构与楼板相似,可分为现浇和预制两种现浇钢筋混凝土楼梯一般有两种结构,板式楼梯和梁式楼梯。板式是将楼梯段作为-一块板,两端支承在平台梁上,平台梁支承在墙上,如图2-22所示。

图2-21楼梯透视

图2-21楼梯透视

图2-22板式楼梯和梁板式楼梯

图2-22板式楼梯和梁板式楼梯

五、基础

在墙体和柱的最下部是基础。基础一般都埋在室外地面以下。基础承受其上部所有荷载,并把这些荷载传给它下面的土层,基础下面的那部分土层叫做地基。为减少对地基的压应力(即单位面积上所作用的力)基础底部通常总是放大,并把它做成台阶形或梯形。在墙下的基础一般为条形(带形)基础,柱下则为独立式的基础。如果地基的承载能力(俗称地耐力)相对过小,可尽量扩大基础的面积,做成筏式基础,以减少地基所受的压应力。如果要把房屋的荷载传给较深的坚实土层,或需将较软的土层挤实以提高地基的承载能力,可以做桩基础。这类桩可以预制或现浇,现浇的桩常称灌注桩。预制桩是先制作桩,再用打桩机将桩打入土中。

六、其他

(一)阳台

阳台是楼房中人们接触室外的平台。阳台按与外墙的相对位置,可分为凸阳台、半凸半凹阳台和凹阳台三类。凸阳台是指全部阳台挑出墙外,凹阳台是指整个阳台凹入墙面之内,半凸半凹阳台是指阳台部分挑出墙外,部分凹入墙内,如图2-23所示不论凸阳台、半凸半凹阳台还是凹阳台,常见的都采用钢筋混凝土结构承重。有用现浇钢筋混凝土结构的,也有采用预制装配式结构的。在一般房屋中采用预制装配式结构较多,只有形状特殊的阳台采用现浇钢筋混凝土结构。凸阳台是一个悬挑构件,分为板悬臂与梁悬臂两种形式。

图2-23阳台

图2-23阳台

  1. 现浇钢筋混凝土凸阳台的承重类型现浇钢筋混凝土凸阳台有三种承重类型,如图2-24所示。

图2-24现浇钢筋混凝土凸阳台的承重类型

图2-24现浇钢筋混凝土凸阳台的承重类型

(1)由楼板延伸挑出承重墙上的凸阳台,可由现浇楼板延伸挑出墙外,形成阳台板。此时由于阳台板与楼板是一整体,楼板的重量和墙的重量构成阳台板的后部压重,保证阳台板的稳定。

(2)由承重外墙内的梁挑出承重墙上的凸阳台无法与楼板连成整体时,可沿墙设梁,由梁挑出阳台板。此时梁和梁上的墙构成阳台板后部压重,当梁上部的墙开洞较大时,可将梁向两侧延伸到不开洞部分,必要时还可以伸入横墙,以确保安全。

(3)由承重内墙挑梁非承重墙上的凸阳台,可由承重内墙挑梁,阳台板支承在挑出的梁上

2.预制钢筋混凝土凸阳台的做法当房屋的楼板釆用预制板时,阳台也普遍采用预制钢筋混凝土板挑出。预制钢筋混凝土凸阳台有四种做法,如图2-25所示。

图2-25预制钢筋混凝士凸阳台的做法

图2-25预制钢筋混凝士凸阳台的做法

(1)由楼板延伸挑出承重墙上的凸阳台由预制楼板延伸挑出墙外。有的地区采用变截面板,即在室内部分为空心板,挑出部分为实心板。

(2)楼板端压在阳台板上承重墙上的凸阳台由预制楼板挑出,此时可将预制楼板的一端压在阳台上,预制楼板和墙传来的荷载形成后部压重,从而保证了阳台的稳定。为了确保稳定,这种凸阳台做法还要加抗倾覆梁。

(3)承重墙挑梁支承阳台板非承重墙上的凸阳台,可由承重墙挑出悬臂梁,在悬臂梁上铺设预制板组成阳台承重结构。

4)抗倾覆板压在阳台板上当楼板支承在横墙上,需要从纵墙挑岀阳台时,也可以预制阳台板挑出,由一块抗倾覆板压在阳台上。此时抗倾覆板传来的上部横墙荷载构成阳台后部压重。为了满足抗倾覆板的强度和刚度要求,抗倾覆板应用实心板。

二)雨篷

雨篷是从外门上部墙上挑出的板,受力情况及结构形式与阳台相似,均为悬臂结构。为了防止雨篷倾覆,常将雨篷与门上过梁或圈梁整体浇筑在一起,如图2-26所示

图2-26雨篷的构造

图2-26雨篷的构造

图2-26兩篷的构造(续)

图2-26兩篷的构造(续)

(三)圈梁

圈梁是均匀地卧在墙体上的、闭合的带状构造措施,其作用是加强房屋的空间刚度及整

体性,防止由于基础的不均匀沉降、振动荷载等引起墙体开裂。它的构造如同木桶成形,在

建筑上也称为腰箍,如图2-27所示。

图2-27建筑的圈梁

图2-27建筑的圈梁

(四)构造柱

构造柱是从构造上起加固作用,但不承受竖向荷载的构件,因而不称它为结构柱。构造柱必须与墙体及圈梁紧密连接。圈梁是在水平方向将楼板和墙体箍住,而构造柱则从竖向加强层与层之间墙体的连接。构造柱和圈梁共同形成空间骨架,以增强房屋的整体刚度,提高墙体抵抗变形的能力,并使砖墙在受振开裂后,也能裂而不倒。构造柱一般设置在墙体的转角处、丁字接头处、十字接头处、楼梯间四周、疏散口、长墙中部等处。图2-28所示为转角处的钢筋混凝土构造柱做法。

图2-28转角处的钢筋混凝土构造柱做法

图2-28转角处的钢筋混凝土构造柱做法

七、民用建筑拆除时易发生安全事故的构件

(1)屋顶屋顶是房屋最上部的构件,为水平承重构件。根据坡度分为平屋顶和坡屋顶两种。坡度越大,屋顶越陡,拆除时危险系数越大,必须引起重视。

(2)墙体墙体是垂直的承重构件,它的构造与梁板构件在墙体上的搁置方式有密切的关系,它们互相依赖、互相支持,在拆除时,应先拆除楼板梁、然后再拆除墙体

(3)楼板楼板是建筑的主要构造组成部分之一,是房屋水平承重构件,对房屋的安全方面影响重大。楼板分为现浇和预制钢筋混凝十楼板,在拆除时,一旦操作方法不对,就容易产生安全事故。

(4)阳台和雨篷阳台和雨篷多为悬挑结构,结构上要解决好抗倾覆的问题。雨篷一般通过梁上承受墙体荷载或楼板传来荷载而确保压重满足要求。凸阳台承重方案主要有挑梁和挑板两种,拆除前要搞清楚受力关系。


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