第三章建筑構造

第三章

建筑構造概述本章介紹了建筑的基本知識和基本概念，要求重點掌握建筑物和構筑物的定義、建筑模數(shù)與建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準、熟悉建筑物的分類和等級、建筑物的構造組成及其影響因素。

本章提要1本章內(nèi)容第一節(jié)建筑的分類第二節(jié)建筑的等級第三節(jié)建筑構造第四節(jié)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準2

一、建筑的含義

建筑：是建筑物和構筑物的總稱。

建筑物：凡是供人們在其內(nèi)進行生產(chǎn)、生活或其他活動的房屋（或場所）都稱為建筑物，如住宅、學校、廠房等；

構筑物：只為滿足某一特定的功能建造的，人們一般不直接在其內(nèi)進行活動的場所則稱為構筑物，如水塔、電視塔、煙囪等。

第一節(jié)建筑的分類3二、建筑物的分類1、民用建筑

民用建筑是指供人們居住、生活、工作和學習的房屋和場所。一般分為以下兩種：

①居住建筑供人們生活起居的建筑物。

②公共建筑供人們進行各項社會活動的建筑物。(一）按建筑物的使用性質(zhì)分

4562、工業(yè)建筑

工業(yè)建筑是指供人們從事各類生產(chǎn)活動的用房（一般稱為廠房）。3、農(nóng)業(yè)建筑

農(nóng)業(yè)建筑是指供農(nóng)業(yè)、牧業(yè)生產(chǎn)和加工用的建筑，如溫室、畜禽飼養(yǎng)場、種子庫等。7工業(yè)建筑89（二）按主要承重結構的材料和結構形式分1、木結構建筑用木材作為主要承重構件的建筑是我國古建筑中廣泛采用的結構形式。但由于木材易腐、易燃，強度低，以及我國森林資源缺乏等問題，一般僅用于低層、規(guī)模較小的建筑物，如別墅、旅游性建筑。

1011山西五臺山南禪寺大殿斗拱翼角1213斗拱14斗拱gǒng

15什么是斗拱？斗拱＋＝原來兩塊小木頭！斗拱16一塊像挽起的弓一塊像盛米的斗弓形短木叫拱方形木塊叫斗斗＋拱＝斗拱17

斗拱的作用？

一、它位于柱與梁之間，屋頂?shù)闹亓恳ㄟ^斗拱傳給柱子，再由柱傳到臺基，起著承上啟下、傳遞重量的作用。18

二、它向外出挑，可把最外層的屋檐挑出一定距離，出檐更加深遠、壯觀，并使柱子、門窗防雨防潮。19

三、它構造精巧，造形美觀，如盆景，似花蘭，又是很好的裝飾性構件。

202、磚混結構建筑用磚墻（或柱）、鋼筋混凝土樓板和屋頂承重構件作為主要承重結構的建筑。這種結構整體性、耐久性、耐火性均較好，且取材方便，但自重較大，廣泛用于六層及六層以下的民用建筑和小型工業(yè)廠房。21

3、鋼筋混凝土結構建筑主要承重構件全部采用鋼筋混凝土的建筑。(1)鋼筋混凝土結構的主要優(yōu)點

1.取材容易：混凝土所用的砂、石一般易于就地取材。

2.合理用材：鋼筋混凝土結構合理地發(fā)揮了鋼筋和混凝土兩種材料的性能，與鋼結構相比，可以降低造價。

3.耐久性好：密實的混凝土有較高的強度，同時由于鋼筋被混凝土包裹，不易銹蝕，維修費用也很少，所以鋼筋混凝土結構的耐久性比較好。224.耐火性好：混凝土包裹在鋼筋外面，火災時鋼筋不會很快達到軟化溫度而導致結構整體破壞。與裸露的木結構、鋼結構相比耐火性要好。5.可塑性好：根據(jù)需要，可以較容易地澆筑成各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結構。

6.整體性好：整澆或裝配整體式鋼筋混凝土結構有很好的整體性，有利于抗震、抵抗振動和爆炸沖擊波。23（2）鋼筋混凝土結構的主要缺點1、自重較大。2、抗裂性較差。改善措施：使用輕質(zhì)高強混凝土、預應力混凝土。

244、鋼結構建筑主要承重構件全部采用鋼材制作，外圍護墻和分隔內(nèi)墻用輕質(zhì)塊材、板材的建筑。這類結構整體性、剛度和柔性均好，自重較輕，工業(yè)化施工程度高，施工受季節(jié)影響小，但耗鋼量大，耐火性差，施工難度大，主要用于超高層建筑、特大跨度公共建筑和工業(yè)建筑。255、鋼、鋼筋混凝土混合結構建筑用鋼筋混凝土結構組成豎向承重體系，用鋼結構組成水平承重體系的大空間結構建筑，其橫向可跨越30m以上的空間。多用于體育館、大型火車站、航空港等公共建筑。26（三）按建筑的層數(shù)或總高度分1、住宅建筑按層數(shù)分為：

1—3層為低層4—6層為多層7—9層為中高層10層以上為高層；2、公共建筑及綜合性建筑高度超過24m為高層（不包括高度超過24m的單層建筑）3、建筑物高度超過100m時不論住宅或公共建筑均為超高層建筑。

27（四）按建筑的規(guī)模和數(shù)量分1、大量性建筑主要指建筑規(guī)模不大，但建造數(shù)量多，與人們生活密切相關的建筑，如住宅、中小學校、食堂、中小型醫(yī)院、中小型影劇院等。

2、大型性建筑主要指建造于大中城市的體量大而數(shù)量少的公共建筑，如大型體育館（場）、影劇院、航空站、海港、車站等。28國家大劇院29302008年北京奧運會主體育場—“鳥巢”

建設地點：北京市朝陽區(qū)安定路甲3號(北京奧林匹克公園內(nèi),亞運村北)

建筑面積(萬㎡)：25.8、

座席數(shù)：永久座席80000個，臨時性座席20000個

賽時功能：田徑、足球、標槍、鏈球、鐵餅

賽后功能：國際國內(nèi)體育比賽和文化、娛樂活動

國家體育場(“鳥巢”)是2008年北京奧運會主體育場。由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格、德梅隆與中國建筑師李興剛等合作完成的巨型體育場設計，形態(tài)如同孕育生命的“巢”，它更像一個搖籃，寄托著人類對未來的希望。設計者們對這個國家體育場沒有做任何多余的處理，只是坦率地把結構暴露在外，因而自然形成了建筑的外觀。

國家體育場于2003年12月24日開工建設，2004年7月30日因設計調(diào)整而暫時停工，同年12月27日恢復施工，預計2008年3月完工。工程總造價22.67億元。

31建筑物耐久等級按建筑物主體結構的設計使用年限劃分。設計使用年限:設計規(guī)定的結構或結構構件不需進行大修即可按其預定目的使用的時期。

設計使用年限的長短由建筑物的性質(zhì)決定。影響建筑物使用壽命的主要因素是結構構件的材料和結構體系。

例如，2001年，我國現(xiàn)行標準《民用建筑設計通則》（GB50352—2005）對結構設計的使用年限作了如下規(guī)定：

第二節(jié)建筑的等級一、耐久等級（使用年限）

321類：設計使用年限5年，適用于臨時性的建筑；2類：設計使用年限25年，適用于易于替換結構構件的建筑；3類：設計使用年限50年，適用于普通房屋和構筑物；4類：設計使用年限100年，適用于紀念性建筑和特別重要的建筑。33

建筑物的耐火等級是衡量建筑物耐火程度的標準，是根據(jù)組成建筑物構件的燃燒性能和耐火極限確定的。我國現(xiàn)行《建筑設計防火規(guī)范》規(guī)定：建筑物的耐火等級分為一、二、三、四級。

二、耐火等級341、耐火極限是指對任一建筑構件按時間-溫度標準曲線進行耐火試驗，從受到火的作用時起，到失去支持能力（木結構），或完整性被破壞（磚混結構），或失去隔火作用（鋼結構）時為止的這段時間，以小時表示。352、燃燒性能燃燒性能是指組成建筑物的主要構件在明火或高溫作用下燃燒與否及燃燒的難易程度。分為非燃燒體、難燃燒體和燃燒體。

非燃燒體是指用非燃燒材料做成的建筑構件。如磚、石、混凝土、金屬材料

難燃燒體是指用難燃燒材料做成的建筑構件，或用燃燒材料制作，而用非燃燒材料做保護層的建筑構件。如瀝青混凝土、石膏板、水泥刨花板、抹灰木板條

燃燒體是指用容易燃燒的材料做成的建筑構件。如木材、紙板、纖維板、膠合板36第三節(jié)民用建筑的構造組成

建筑構造是研究建筑物的構造組成，以及各組成部分的構造原理和構造方法的學科。建筑物各部位的材料選擇、結構形式和構造做法的確定都必須充分考慮各種因素對建筑物的影響，遵循“功能適用、安全耐久、經(jīng)濟合理、技術先進、切實可行、注意美觀”的原則，采取相應的構造方案和措施，提高建筑物的使用質(zhì)量和耐久性。37一幢民用建筑，一般是由基礎、墻（或柱）、樓板層及地坪層（樓地層）、屋頂、樓梯和門窗等主要部分組成（圖1.1）。3839一、基礎：位于建筑物最下部的承重構件。承擔建筑的全部荷載，并把這些荷載有效的傳給地基。要求：足夠的強度、剛度及耐久性能，并能抵抗地下各種不良因素的侵襲。二、墻（或柱）：建筑物的豎向承重構件，而墻既是承重構件又是圍護構件。要求：足夠的強度、穩(wěn)定性、良好的熱工性能及防火、隔聲、防水、耐久性能。柱也是建筑物的承重構件。40三、樓地層：樓層是多層建筑中的水平承重構件和豎向分隔構件，它將整個建筑物在垂直方向上分成若干層。要求：足夠的強度、剛度，并具備相當?shù)姆阑?、防水、隔聲的能力。四、樓梯：建筑中樓層間的垂直交通設施，供人們上下樓層和緊急疏散之用。樓梯關系到建筑使用的安全性，因此在寬度、坡度、數(shù)量、位置、布局形式、細部構造、及防火性能等方面均有嚴格的要求。五、屋頂：建筑物頂部的覆蓋構件，與外墻共同形成建筑物的外殼。屋頂既是承重構件又是圍護構件。41六、門窗：屬于非承重構件，門主要用作室內(nèi)外交通聯(lián)系及分隔房間，窗主要用作采光和通風。門主要供人們內(nèi)外交通及搬運家具設備之用，同時還兼有分隔房間、采光通風和維護的作用。要求：足夠的寬度和高度；數(shù)量、位置和開啟方式符合有關規(guī)范的要求。寬度：居室、辦公室、客房的門一般為900mm；廚房、廁所和陽臺門洞口寬為700mm;醫(yī)院的門，常用洞口寬1100－1400mm等；數(shù)量：根據(jù)使用人數(shù)的多少和具體使用要求來確定。如人數(shù)超過50人以及面積超過60m2,門的數(shù)量不少于兩個。42第四節(jié)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準

一、建筑標準化建筑標準化是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的前提和保障。建筑工業(yè)化的內(nèi)容設計標準化構配件生產(chǎn)工廠化施工機械化制定法規(guī)、規(guī)范、標準等大量性建筑推行標準化設計建筑標準化包括43第四節(jié)建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準

一、建筑工業(yè)化（一）建筑工業(yè)化的意義建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，被稱為國民經(jīng)濟的先行。而長期以來，建筑業(yè)分散的手工業(yè)生產(chǎn)方式與大規(guī)模的經(jīng)濟建設很不適應，必須改變目前這種落后的狀況，盡快實現(xiàn)建筑工業(yè)化。發(fā)展建筑工業(yè)化的意義在于能夠加快建設速度，降低勞動強度，減少人工消耗，提高施工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。

建筑工業(yè)化，就是以現(xiàn)代化的科學技術手段，把分散的、落后的手工業(yè)生產(chǎn)方式改為集中的、先進的大工業(yè)生產(chǎn)方式。44它的內(nèi)容包括四個方面，即建筑設計標準化、構配件生產(chǎn)工廠化、施工機械化和管理科學化。1、設計標準化：就是從統(tǒng)一設計構配件入手，盡量減少他們的類型，進而形成單元或整個房屋的標準設計。2、構配件生產(chǎn)工廠化：就是構配件生產(chǎn)集中在工廠進行，逐步做到商品化。3、施工機械化：就是用機械取代繁重的體力勞動，用機械在施工現(xiàn)場安裝構件與配件。4、管理科學化：就是用科學的方法來進行工程項目管理，避免主觀意斷或憑經(jīng)驗管理。(二)建筑工業(yè)化的內(nèi)容45（三）建筑標準化建筑標準化主要包括兩個方面的內(nèi)容：1、建筑設計的標準方面，包括制定各種建筑法規(guī)、建筑規(guī)范、建筑標準、定額與指標。2、建筑的標準化設計方面，即根據(jù)上述設計標準，設計通用的標準構件、標準配件、單元和房屋。46建筑的標準化設計（1）標準構件、配件設計由國家或地區(qū)編制一般建筑常用的構件和配件圖，供設計人員選用，以減少不必要的重復勞動。構配件生產(chǎn)廠家和施工單位也可以針對標準構配件的應用情況組織生產(chǎn)和施工，形成規(guī)模效益。（2）整個房屋或單元的標準設計由國家或地方編制整個房屋或單元的的設計圖。供建筑單位選用。整個房屋的設計圖，經(jīng)地基驗算后即可據(jù)以建造房屋。單元標準設計，則需經(jīng)設計單位用若干單元拼成一個符合要求的組合體，成為一棟房屋的設計圖。

47建國以來，我國曾編制過一些專用性和通用性車間的定型設計、中小型公共建設的的定型設計，都取得了很好的效果。特別是在住宅設計方面，各地區(qū)采用定型單元的組合住宅，對減少重復設計勞動、縮短設計周期、推動住宅建設方面起到了很大的作用。48總結：建筑標準化是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的前提和保障。建筑工業(yè)化的內(nèi)容設計標準化構配件生產(chǎn)工廠化施工機械化管理科學化制定法規(guī)、規(guī)范、標準等大量性建筑推行標準化設計建筑標準化包括49二、建筑模數(shù)協(xié)調(diào)

建筑模數(shù)是建筑設計中選定的標準尺寸單位。它是建筑物、建筑構配件、建筑制品以及有關設備尺寸相互間協(xié)調(diào)的基礎。

1、基本模數(shù)

基本模數(shù)是建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準中的基本尺度的單位，用符號Ｍ表示，1M＝100mm。

建筑模數(shù)502、導出模數(shù)導出模數(shù)分為擴大模數(shù)和分模數(shù)。

擴大模數(shù)為基本模數(shù)的整數(shù)倍，以3M（300mm）、6M（600mm）、12M（1200mm）、15M（1500mm）、30M（3000mm）和60M（6000mm）表示。

分模數(shù)為整數(shù)除基本模數(shù)，以M/10（10mm）、M／5（20mm）和M／2（50mm）表示。51

3、模數(shù)數(shù)列及其應用

模數(shù)數(shù)列是以基本模數(shù)、擴大模數(shù)、分模數(shù)為基礎擴展的數(shù)值系統(tǒng)，其擴展幅度和數(shù)值見表。模數(shù)數(shù)列根據(jù)建筑空間的具體情況擁有各自的適用范圍，建筑物中的所有尺寸，除特殊情況外，一般都應符合模數(shù)數(shù)列的規(guī)定。52水平尺寸開間、進深（解釋）通常為3M（300mm）的模數(shù)、門洞寬一般以1M(100mm)為模數(shù),大于1200mm時以300mm為模數(shù),窗洞口寬度通常為3M（300mm）的模數(shù)豎向尺寸門窗洞口高度通常為3M（300mm）的模數(shù)；層高通常為1M（100mm）的模數(shù),大于3600mm時以300mm為模數(shù).5354《住宅建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》GBJ100—87

（施行日期：1987年10月1日）

磚混結構住宅建筑的開間應采用下列常用參數(shù)：2100、2400、2700、3000、3300、3600、3900、4200mm.注：在磚混結構住宅中可以采用3400mm與2600mm的建筑參數(shù)。磚混結構住宅建筑的進深應采用下列常用參數(shù)：

3000、3300、3600、3900、4200、4500、4800、5100、5400、5700、6000mm.55《建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標準》GBJ101—87

（施行日期：1987年10月1日）

樓梯間的模數(shù)應符合下列規(guī)定：

樓梯間開間及進深的尺寸應符合水平擴大模數(shù)3M的整數(shù)倍數(shù)。

注：必要時可采用基本模數(shù)的整數(shù)倍數(shù)。

層高應采用下列參數(shù)：

一、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3500、3600mm；

二、3600、3900、4200、4500、4800、5100、5400、5700、6000mm及其他300mm的整數(shù)倍數(shù)。

56《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》

當廠房跨度≤18米時，采用擴大模數(shù)30M的數(shù)列；當廠房跨度＞18米時，采用擴大模數(shù)60M的數(shù)列；柱距尺寸采用擴大模數(shù)60M的數(shù)列，基本柱距是6米。（解釋跨度、柱距后圖）5758為保證設計、生產(chǎn)、施工各階段建筑制品、構配件等有關尺寸間的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)，必須明確標志尺寸、構造尺寸、實際尺寸的定義及其相互關系。

標志尺寸用以標注建筑物定位軸線之間的距離（開間、進深、跨度、柱距、層高等）以及建筑制品、建筑構配件、組合