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第四章　房屋建筑概述
第一节　建筑的构成
第二节　建筑的分类
第三节　建筑的等级
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第一节　建筑的构成
一、房屋建筑的组成
房屋建筑是供人们居住、生活和从事各类公共活动的建筑,通常是由基础、墙体和柱、楼板层、楼梯、屋顶、地坪、门窗七个主要构造部分组成的,如图４-１所示.这些组成部分构成了房屋的主体,它们在建筑的不同部位,发挥着不同的作用.
房屋建筑是由若干个大小不等的室内空间组合而成的,而空间的形成又需要各种各样的实体来组合,这些实体称为建筑构配件.除上述七个主要组成部分外,还有其他构配件房屋建筑是由若干个大小不等的室内空间组合而成的,而空间的形成又需要各种各样的实体来组合,这些实体称为建筑构配件.除上述七个主要组成部分外,还有其他构配件 和设施,如阳台、雨篷、台阶、散水、通风道等,以保证建筑充分挥其功能.
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第一节　建筑的构成
二、建筑构造的组成及其要求
(一)基础
基础是建筑物最下面埋在土层中的部分,它承受建筑物的全部荷载,并把荷载传给下面的土层———地基.基础是建筑物的重要组成部分,是建筑物得以立足的根基,由于它长期埋置于地下,受土壤中潮湿、酸类、碱类等有害物质的侵蚀,故其安全性要求较高.因此,基础应具有足够的刚度、强度和耐久性,要求能耐水、耐腐蚀、耐冰冻,不应早于地面以上部分先破坏.
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第一节　建筑的构成
(二)墙体和柱
１.墙体
墙体是建筑物的重要组成部分.对于墙承重结构的建筑来说,墙承受屋顶和楼板层传给它的荷载,并把这些荷载连同自重传给基础.同时,外墙也是建筑物的围护构件,具有围护功能,能减小风、雨、雪、温差变化等对室内的影响;内墙是建筑物的分隔构件,能把建筑物的内部空间分隔成若干相互独立的空间,避免使用时互相干扰.因此,墙体应具有足够的强度,刚度,稳定性,良好的热工性能及防火、隔声、防水、耐久性能.
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第一节　建筑的构成
２.柱
柱是建筑物的竖向承重构件,除不具备围护和分隔的作用外,其他要求与墙体相差不多.随着骨架结构建筑的日渐普及,柱已经成为房屋中常见的构件.当建筑物采用柱作为垂直承重构件时,墙填充在柱间,仅起围护和分隔作用.
(三)楼板层
楼板层也称为楼层,它是建筑物的水平承重构件,将其上所有的荷载连同自重传给墙或柱;同时,楼层把建筑空间在垂直方向上划分为若干层,并对墙或柱起水平支撑作用.楼地层指底层地面,承受其上荷载并传给地基.楼地层应坚固、稳定,应具有足够的强度和刚度,并应具备足够的防火、防水和隔声性能.此外,楼地层还应具有防潮、防水等功能.
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第一节　建筑的构成
(四)楼梯
楼梯是楼房建筑中联系上下各层的垂直交通设施,供人们上下楼层和紧急疏散使用.楼梯应坚固、安全,具有足够的疏散能力.楼梯虽然不是建造房屋的目的所在,但由于它关系到建筑使用的安全性,因此,在宽度、坡度、数量、位置、布局形式、防火性能等诸方面均有严格的要求.目前,许多建筑的竖向交通主要靠电梯、自动扶梯等设备解决,但楼梯作为安全通道仍然是建筑不可缺少的组成部分.
(五)屋顶
屋顶是建筑顶部的承重和围护构件.屋顶一般由屋面、保温(隔热)层和承重结构三部分组成.其中,承重结构的使用要求与楼板层相似;而屋面和保温(隔热)层则应具有足够的强度、刚度和抵御自然界不良因素的能力,同时,还应能防水、排水与保温(隔热).
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第一节　建筑的构成
屋顶又被称为建筑的“第五立面”,对建筑的形体和立面形象具有较大的影响,屋顶的形式将直接影响建筑物的整体形象.
(六)地坪
地坪是指建筑底层房间与下部土层相接触的部分,它承担着底层房间的地面荷载.由于首层房间地坪下面往往是夯实的土壤,所以,对地坪的强度要求比楼板层低,但其面层要具有良好的耐磨、防潮性能,有些地坪还要具有防水、保温的能力.
(七)门窗
门的主要作用是供人们进出和搬运家具、设备,紧急疏散,有时兼起采光和通风作用.由于门是人及家具、设备进出建筑及房间的通道,因此,其应具有足够的宽度和高度,其数量和位置也应符合有关规范的要求.
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第一节　建筑的构成
窗的作用主要是采光、通风和供人眺望,同时它也是围护结构的一部分,在建筑的立面形象中也占有相当重要的地位.由于制作窗的材料往往比较脆弱和单薄,造价较高,同时,窗又是围护结构的薄弱环节,因此,在寒冷和严寒地区应合理控制窗的面积.
三、建筑构造的基本要求和影响因素
(一)建筑构造的基本要求
确定建筑构造做法时,应根据实际情况综合分析,满足以下基本要求.
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第一节　建筑的构成
１.确保结构安全的要求
建筑物的主要承重构件,如梁、板、柱、墙、屋架等,需要通过结构计算来保证结构安全;而一些建筑配件尺寸,如扶手的高度、栏杆的间距等,需要通过构造要求来保证安全;构配件之间的连接,如门窗与墙体的连接,则需要采取必要的技术措施来保证安全.结构安全关系到人们的生命与财产安全,所以,在确定构造方案时,要把结构安全放在首位.
２.满足建筑功能的要求
建筑物应给人们创造舒适的使用环境.其用途、所处的地理环境不同,对建筑构造的要求就不同,如影剧院和音乐厅要求具有良好的音响效果,展览馆则对光线效果要求较高;
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第一节　建筑的构成
寒冷地区的建筑应解决好冬季的保温问题,炎热地区的建筑则应有良好的通风、隔热能力.在确定构造方案时,一定要综合考虑各方面因素,以满足不同的功能要求.
３.注重综合效益
在进行建筑构造设计时,要考虑其在社会发展中的作用,尽量就地取材,降低造价,注重环境保护,提高其社会、经济和环境的综合效益.
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第一节　建筑的构成
４.满足美观要求
建筑的美观主要是通过对其内部空间和外部造型的艺术处理来体现的.一座完美的建筑除取决于对空间的塑造和立面处理外,还受到一些细部构造,如栏杆、台阶、勒脚、门窗、挑檐等的处理影响,对建筑物进行构造设计时,应充分运用构图原理和美学法则,创造出具有较高品位的建筑.
(二)建筑构造的影响因素
建筑物建成后受到各种自然因素和人为因素的作用,在确定建筑构造时,必须充分考虑各种因素的影响,采取措施以提高建筑物的抵御能力,保证建筑物的使用质量和耐久年限.影响建筑构造的因素主要有以下三个方面.
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第一节　建筑的构成
１.荷载的作用
作用在房屋上的力统称为荷载,包括建筑自重、人、风雪及地震荷载等.荷载的大小和作用方式均影响着建筑构件的选材、截面形状与尺寸,这些都是建筑构造的内容.所以,在确定建筑构造时,必须考虑荷载的作用.
２.人为因素的作用
人们所从事的生产、工作、学习与生活活动,也将对房屋产生影响.如机械振动、化学腐蚀、噪声、爆炸和火灾等,这些都是人为因素的影响.为了防止这些影响造成危害,房屋的相应部位要采取防振、耐腐蚀、隔声、防爆、防火等构造措施.
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第一节　建筑的构成
３.自然界的作用
房屋在自然界中要受到日晒、雨淋、冰冻、地下水的侵蚀等影响,为保证正常使用,在建筑构造设计中,必须在相关部位采取防水、防潮、保温隔热、防震及防冻等措施.
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第二节　建筑的分类
一、按照建筑物的使用性质分类
(１)民用建筑.民用建筑是指提供人们居住、生活、工作和从事文化、商业、医疗及交通等公共活动的房屋.
(２)工业建筑.工业建筑是指供人们从事各类生产的房屋,包括生产用房屋及辅助用房屋.
(３)农业建筑.农业建筑是指供人们从事农牧业方面的种植、养殖、畜牧、储存等活动的房屋.
二、按照建筑结构形式分类
(１)墙承重体系.由墙体承受建筑的全部荷载,墙体担负着承重、围护和分隔的多重任务.这种承重体系适用于内部空间较小、建筑高度较小的建筑.
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第二节　建筑的分类
(２)骨架承重.由钢筋混凝土或型钢组成的梁柱体系承受建筑的全部荷载,墙体只起到围护和分隔的作用.这种承重体系适用于跨度大、荷载大的高层建筑.
(３)内骨架承重.建筑内部由梁柱体系承重,四周由外墙承重.这种承重体系适用于局部设有较大空间的建筑.
(４)空间结构承重.由钢筋混凝土或钢组成空间结构承受建筑的全部荷载,如网架结构、悬索结构、壳体结构等.这种承重体系适用于大空间建筑.
三、按照建筑物的施工方法分类
(１)现浇现砌式.现浇现砌式是指主要构件均在施工现场砌筑(如砖墙等)或浇筑(如钢筋混凝土构件等).
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第二节　建筑的分类
(２)预制装配式.预制装配式是指主要构件在加工厂预制,然后在施工现场进行装配.
(３)部分现浇现砌、部分装配式.部分现浇现砌、部分装配式是指一部分构件在现场浇筑或砌筑(大多为竖向构件),另一部分构件为预制吊装(大多为水平构件).
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第二节　建筑的分类
四、按照承重结构的材料分类
(１)砖混结构.用砖墙(柱)、钢筋混凝土楼板及屋面板作为主要承重构件的建筑,属于墙承重结构体系.居住建筑和一般公共建筑采用砌混结构较多.
(２)钢筋混凝土结构.用钢筋混凝土材料作为主要承重构件的建筑,属于骨架承重结构体系.大型公共建筑、大跨度建筑、高层建筑采用钢筋混凝土结构较多.
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第三节　建筑的等级
民用建筑的等级是根据建筑物的使用年限、防火性能、规模和重要性来划分的.
一、按建筑物的使用年限分级
根据建筑物主体结构的使用年限,大致可分为以下四级:
一级:耐久年限为１００年以上,适用于重要建筑和高层建筑.
二级:耐久年限为５０~１００年,适用于一般性建筑.
三级:耐久年限为２５~５０年,适用于次要建筑.
四级:耐久年限在１５年以下,适用于临时性建筑.
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第三节　建筑的等级
二、按建筑物的防火性能分级
(一)材料的燃烧性能
燃烧性能是指建筑构件在明火或高温作用下是否燃烧,以及燃烧的难易程度.建筑构件按燃烧性能分为非燃烧体、难燃烧体和燃烧体.
(１)非燃烧体:指用非燃烧材料制成的构件,如砖、石、钢筋混凝土、金属等,这类材料在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不碳化.
(２)难燃烧体:指用难燃烧材料制成的构件,如沥青混凝土、板条抹灰、水泥刨花板、经防火处理的木材等,这类材料在空气中受到火烧或高温作用时难燃烧、难碳化,离开火源后,燃烧或微燃立即停止.
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第三节　建筑的等级
(３)燃烧体:指用燃烧材料制成的构件,如木材、胶合板等,这类材料在空气中受到火烧或高温作用时,立即起火或燃烧,且离开火源后继续燃烧或微燃.
(二)材料的耐火极限
耐火极限是指对任一建筑构件按时间Ｇ温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用时起,到失去支持能力或完整性破坏或失去隔火作用时止的这段时间,用小时表示.
(１)失去支持能力是指构件自身解体或垮塌.梁、楼板等受弯承重构件,挠曲速率发生突变,是失去支持能力的象征.
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第三节　建筑的等级
(２)完整性破坏是指楼板、隔墙等具有分隔作用的构件,在试验中出现穿透裂缝或较大的孔隙.
(３)失去隔火作用是指具有分隔作用的构件在试验中背火面测温点测得平均温度达到１４０℃(不包括背火面的起始温度);或背火面测温点中任意一点的温度达到１８０℃,或在不考虑起始温度的情况下,背火面任一测点的温度达到２２０℃.
当建筑构件出现上述现象之一时,就认为其达到了耐火极限.为了提高建筑对火灾的抵抗能力,控制火灾的发生和蔓延,在建筑构造上采取措施就显得非常重要.
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第三节　建筑的等级
(三)建筑物的耐火等级
建筑物的耐火等级是根据建筑物主要构件的燃烧性能和耐火极限确定的,共分为四级.不同耐火等级建筑物主要构件的燃烧性能和耐火极限不应低于表４-１的规定.
在建筑中相同材料的构件根据其作用和位置的不同,其要求的耐火极限也不相同.建筑耐火等级高的建筑其构件的燃烧性能就差,耐火极限的时间就长.
三、按建筑物的重要性和规模分级
建筑物按照其重要性、规模、使用要求的不同,可分为特级、一级、二级、三级、四级、五级共六个级别,其具体划分见表４-２.
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第三节　建筑的等级
有些同类建筑根据其规模和设施的不同档次进行分级.如剧场分为特、甲、乙、丙四个等级;涉外旅馆分为一星~五星共五个等级,社会旅馆分为一级~六级共六个等级.
建筑的级别是根据其重要性和对社会生活的影响程度来划分的.通常重要建筑的耐久年限长、耐火等级高.这样就导致建筑构件和设备的标准高,施工难度大,造价也高,因此,应当根据建筑的实际情况,合理地确定建筑的耐久年限和防火等级.
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图４-１　建筑物的组成
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表４- １　建筑物构件的燃烧性能和耐火极限(普通建筑)
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表４- １　建筑物构件的燃烧性能和耐火极限(普通建筑)
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表４-２　民用建筑的等级
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表４-２　民用建筑的等级
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