建筑工程:建設(shè)工程的組成與構(gòu)造(1)

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(一)考試目的
    通過對建設(shè)工程結(jié)構(gòu)類型的考核,測試考生對建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、建筑物的內(nèi)部組成和構(gòu)造、建筑結(jié)構(gòu)承重體系的力學性能等內(nèi)容的認識和理解程度,考核考生對建筑工程結(jié)構(gòu)受力、建設(shè)工程組成與構(gòu)造、房屋結(jié)構(gòu)類型的掌握程度。
    (二)考試基本要求
    1.掌握以下內(nèi)容
    (1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性要求;
    (2)建筑工程的組成;
    (3)基礎(chǔ)的分類及構(gòu)造;
    (4)房屋主體結(jié)構(gòu)中墻體的作用、分類、強度和穩(wěn)定性要求,墻體的構(gòu)造及變形縫的作用及做法;
    (5)樓蓋結(jié)構(gòu)體系及梁、現(xiàn)澆板的分類與構(gòu)造及受力特征;
    (6)鋼筋混凝土樓梯的分類及結(jié)構(gòu)與受力特點;
    (7)平屋頂?shù)臉?gòu)造及功能、坡屋頂?shù)某兄伢w系及構(gòu)造體系;
    (8)磚混結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的構(gòu)造、傳力路線和結(jié)構(gòu)特征。
    2.熟悉以下內(nèi)容
    (1)建筑工程結(jié)構(gòu)荷載、結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本變形和受力分析;
    (2)地基、基礎(chǔ)及地基的分類;
    (3)基礎(chǔ)的設(shè)計;
    (4)簡體結(jié)構(gòu)房屋、空間結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)特征;
    (5)給排水、采暖、電氣工程的組成與構(gòu)造。
    3.了解以下內(nèi)容
    (1)間隔墻、預(yù)制板、臺階與坡道和其他類型屋頂;
    (2)陽臺與雨篷的構(gòu)造;
    (3)樓梯的種類和構(gòu)成;
    (4)智能建筑及其組成和功能;
    (5)橋梁、隧道、公路、鐵路線路工程、地下工程和其他構(gòu)筑物工程的組成與構(gòu)造。
    第一節(jié) 概述
    一、建筑工程結(jié)構(gòu)荷載(熟悉)
    (一)荷載的概念
    作用在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的力,可劃分為兩大類。
    一類是直接施加在結(jié)構(gòu)上,并使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)力效應(yīng)的力。稱之為荷載。
    另一類是由于某種原因使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生約束和位移,從而使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生了內(nèi)力效應(yīng)。這種原因,一般稱之為作用。作用包括:1.沉降作用2.溫差作用3.地震作用。
    (二)荷載的分類及表示方法
    1.按是否隨時間變化劃分。
    (1)永久荷載(又稱恒載)。
    (2)可變荷載。
    (3)偶然荷載。
    2.按作用位置劃分。
    (1)固定荷載。
    (2)移動荷載。
    3.按分布范圍劃分。
    (1)集中荷載。
    (2)分布荷載。分布荷載有均布荷載和非均布荷載兩種。
    二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性(掌握)
    (一)強度要求
    (二)剛度要求
    (三)穩(wěn)定性要求
    三、建筑工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本變形和受力分析(熟悉)
    (一)建筑工程構(gòu)件的基本變形
    構(gòu)件在外力作用下的變形有以下四種基本形式。
    1.軸向拉伸或壓縮
    2.剪切
    3.扭轉(zhuǎn)
    4.彎曲
    (二)建筑構(gòu)件受力分析
    構(gòu)件在上述基本變形狀態(tài)下能否安全工作,主要取決于以下三方面:①作用在構(gòu)件上力的大小。②構(gòu)件的橫截面面積(又稱截面積)的大小。③構(gòu)件本身材料的力學性能(材質(zhì))的好壞。
    上述三個因素中,外力是破壞因素(是外因),而構(gòu)件截面面積和材質(zhì)是抵抗破壞的因素,三者之間數(shù)量關(guān)系的合理,是構(gòu)件安全工作的保障。
    分析構(gòu)件受力狀態(tài),也就是分析在外力作用下構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的效應(yīng)及這些效應(yīng)是否會使構(gòu)件遭受破壞。
    1.軸向拉(壓)構(gòu)件受力狀態(tài)分析。
    2.剪切構(gòu)件受力狀態(tài)分析。常見鉚釘、螺栓、銷釘?shù)嚷?lián)接件,都是發(fā)生剪切變形的構(gòu)件,稱之為剪切構(gòu)件。工程中的梁、板、柱有時也處于受剪切狀態(tài)。
    3。受彎構(gòu)件(梁)的受力狀態(tài)分析。實際工程中以及的梁以及以彎曲變形為主的構(gòu)件,從受力角度分析均可稱為梁。
    實際工程中,可把梁板、柱等構(gòu)件抽象簡化成一條粗實線,把構(gòu)件之間的連接也抽象成不同連接形式的結(jié)點和支座。
    (1)結(jié)點的概念及類型。結(jié)構(gòu)構(gòu)件互相連接的地方稱為結(jié)點。在選取計算簡圖時,常將其歸納為鉸結(jié)點和剛結(jié)點兩種。
    ①鉸結(jié)點。鉸結(jié)點的特點是它所連接的各個桿件在結(jié)點處不能移動,但可以繞結(jié)點自由轉(zhuǎn)動。 ②剛結(jié)點。剛結(jié)點的特點是它所連接的各個桿件在結(jié)點處既不能相對移動也不能相對轉(zhuǎn)動,在此點各桿端結(jié)為整體,即在結(jié)點處各個桿件之間的夾角保持不變。它相應(yīng)的受力狀態(tài)除產(chǎn)生桿端軸力和剪切力之外,還有防止相對轉(zhuǎn)動的約束力矩存在。實際工程中,現(xiàn)澆鋼筋混凝土剛架中的結(jié)點常屬于這類
    (2)支座的概念和類型。將結(jié)構(gòu)構(gòu)件與基礎(chǔ)或支承部分相連接的裝置稱為構(gòu)件的支座。它的作用是將結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的位置固定,并將作用于結(jié)構(gòu)上的荷載傳遞到基礎(chǔ)或支承物上。支座連接處本身常常就是一個結(jié)點。支座對結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的反作用力稱為支座反力。
    在工程實踐中,支座的類型不同,所產(chǎn)生的約束力也不同。建筑結(jié)構(gòu)中常用的支座可以簡化和抽象為以下四種類型。
    ①可動鉸支座。可動鉸支座既允許構(gòu)件繞著鉸支座任意轉(zhuǎn)動,又允許構(gòu)件沿著鉸支座水平方向移動,但垂直方向不可有任何移動。因此,產(chǎn)生與支承平面垂直的支座反力
    ②固定鉸支座。固定鉸支座只允許構(gòu)件繞著鉸軸任意轉(zhuǎn)動,而不允許構(gòu)件沿著水平與垂直方向移動。
    ③固定支座。固定支座所支承的部分完全被固定。
    如圖它既不允許構(gòu)件發(fā)生轉(zhuǎn)動,也不允許構(gòu)件發(fā)生任何方向的位移。
    ④定向支座。定向支座允許構(gòu)件沿著一個方向即支承面方向平行滑動,但不允許結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動,也不允許結(jié)構(gòu)沿垂直于支承面方向移動。
    (3)梁的受力分析。
    四、建筑工程的基本組成(掌握)
    建筑工程一般由基礎(chǔ)、墻(柱)、樓蓋、樓梯、門窗和屋頂?shù)攘糠纸M成。
    (一)基礎(chǔ)
    基礎(chǔ)是建筑物最下面的部分,埋在地面以下、承受建筑物全部荷載,并將其傳遞到地基上。基礎(chǔ)應(yīng)當堅固、穩(wěn)定、能夠抵抗冰凍、耐地下水與化學侵蝕等、基礎(chǔ)的大小、形式取決于荷載的大小、土壤性能、材料性質(zhì)和承重方式。
    (二)墻(柱)
    墻是建筑物的承重、圍護和分隔構(gòu)件。按其位置不同可分為外墻和內(nèi)墻,按其作用可分為承重墻和自承重墻。承重墻是垂直方向的承重構(gòu)件,承受著由屋頂、樓層等傳來的荷載。因此要求它堅固、穩(wěn)定和耐久,且應(yīng)充分利用其所具有的強度、保溫、隔熱、隔聲等物理特性。
    外墻應(yīng)能抵抗風、雨、雪、太陽輻射熱的作用并具有保溫性能。內(nèi)墻用于分隔建筑物每層的內(nèi)部空間,除承重外,還能增加建筑物的堅固性,穩(wěn)定性和剛性。自承重的內(nèi)墻為隔墻。有時為了擴大空間或結(jié)構(gòu)上的要求,也可不用墻做承重構(gòu)件,而用柱承重。
    在磚木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)的房屋中,屋頂、樓蓋、樓梯等重量都要傳遞到支承著這些構(gòu)件的墻(柱)上,再由墻(柱)傳遞到基礎(chǔ)。所以墻(柱)是房屋結(jié)構(gòu)中的重要承重構(gòu)件。
    (三)樓蓋
    樓蓋直接承受著各種家具、設(shè)備、人員的重量,并把這些重量傳給支承它的墻(柱)上。樓蓋又是樓房中劃分空間的水平分隔構(gòu)件,與豎向分隔構(gòu)件(內(nèi)墻)共同組成各個獨立的房間。同時樓蓋對房屋還起著水平支撐的作用,增強房屋的整體性能和抗震能力。
    (四)樓梯
    樓梯是樓房建筑的垂直交通設(shè)施,供人們上下樓層和緊急疏散之用。故要求樓梯具有足夠的通行能力以及防水、防滑的功能。
    (五)屋頂
    屋頂是建筑物頂部的外圍護構(gòu)件和承重構(gòu)件。抵御著自然界雨、雪及太陽熱輻射等對頂層房間的影響;承受著建筑物頂部荷載,并將這些荷載傳給垂直方向的承重構(gòu)件。作為屋頂必須具有、足夠的強度、剛度以及防水、保溫、隔熱等的能力。
    (六)門窗
    門主要供人們內(nèi)外交通和隔離房間之用;窗則主要是采光和通風,同時也起分隔和圍護作用。門和窗均屬自承重構(gòu)件。對某些有特殊要求的房間,則要求門、窗具有保溫、隔熱、隔聲的能力。
    一座建筑物除上述基本組成構(gòu)件外,對不同使用功能的建筑,還有各種不同的構(gòu)件和配件,如陽臺、雨篷、煙囪、散水、垃圾井等。本章后面各節(jié)將對建筑物組成的具體構(gòu)造進行詳細介紹。