《混凝土工工藝與實(shí)習(xí)》 課件 第一章　混凝土工基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)建筑識(shí)圖第三節(jié)混凝土結(jié)構(gòu)第二節(jié)建筑物組成及構(gòu)造第一章混凝土工基礎(chǔ)知識(shí)1建筑識(shí)圖第一節(jié)2*一、建筑工程圖中常見的參數(shù)、圖例與代號(hào)1.?比例比例是指所繪制的圖樣大小與實(shí)物大小之比，即：比例=圖紙上的線段長(zhǎng)度∶實(shí)物的線段長(zhǎng)度。例如，一幢建筑物的長(zhǎng)度是50m，若在工程圖紙上相應(yīng)的長(zhǎng)度只畫0.5m，那么它的比例就是1∶100。*工程圖紙所使用的各種比例，應(yīng)根據(jù)圖樣的用途及其復(fù)雜程度確定。建筑工程圖選用的比例見下表，應(yīng)優(yōu)先選用“常用比例”，需要時(shí)也可選用“可用比例”。比例一般注寫在圖名的右側(cè)，標(biāo)注詳圖的比例寫在詳圖索引標(biāo)志的右下角。建筑工程圖選用的比例52.?圖線在建筑工程圖中，為了表示圖中不同的內(nèi)容、不同的情況，必須使用不同的線型和不同寬度的圖線。建筑工程圖中常用線型的種類及一般用途見下表。建筑工程圖中常用線型的種類及一般用途6建筑工程圖中常用線型的種類及一般用途73.?圖例圖例是建筑工程圖上用圖形表示一定含義的一種符號(hào)。它很形象，使人一看就能知道它表達(dá)的內(nèi)容。常用建筑材料圖例見下表。常用建筑材料圖例8常用建筑材料圖例9常用建筑材料圖例10常用建筑材料圖例11常用建筑材料圖例12常用建筑材料圖例134.?建筑常用構(gòu)件代號(hào)建筑工程圖中常用的構(gòu)件可以用代號(hào)表示，常用構(gòu)件代號(hào)見下表。建筑工程圖中常用構(gòu)件代號(hào)14建筑工程圖中常用構(gòu)件代號(hào)15二、識(shí)圖基本方法與步驟1.?建筑工程圖的內(nèi)容（1）圖紙目錄和總說(shuō)明圖紙目錄包括每張圖紙的名稱、內(nèi)容、圖號(hào)等?？傉f(shuō)明包括工程概況、建筑標(biāo)準(zhǔn)、荷載等級(jí)等。16（2）建筑總平面圖建筑總平面圖主要用來(lái)表示建筑用地及其周圍的總體情況，它是進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置及新建房屋定位、放線的依據(jù)。要識(shí)讀建筑總平面圖，先要學(xué)會(huì)識(shí)讀常用總平面圖圖例，見下表。常用總平面圖圖例17常用總平面圖圖例18（3）建筑施工圖建筑施工圖用于說(shuō)明房屋建筑各層平面布置、立面和剖面形式、建筑各部位的構(gòu)造等，包括設(shè)計(jì)說(shuō)明、各層平面圖、各立面圖、剖面圖、構(gòu)造詳圖、材料做法說(shuō)明等。建筑施工圖的圖標(biāo)欄內(nèi)應(yīng)標(biāo)注“建施××號(hào)圖”，以便查閱。建筑平面圖主要由比例、線型、圖例構(gòu)成。常見建筑構(gòu)造及配件圖例見下表。常見建筑構(gòu)造及配件圖例19常見建筑構(gòu)造及配件圖例20（4）結(jié)構(gòu)施工圖結(jié)構(gòu)施工圖用來(lái)說(shuō)明房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)造類型、結(jié)構(gòu)平面布置、構(gòu)件尺寸、材料和施工要求等，包括基礎(chǔ)平面圖、基礎(chǔ)詳圖、各層結(jié)構(gòu)平面圖、結(jié)構(gòu)構(gòu)造詳圖、構(gòu)件圖等。結(jié)構(gòu)施工圖在圖標(biāo)欄內(nèi)應(yīng)注明“結(jié)施××號(hào)圖”。212.?識(shí)圖的基本方法與步驟（1）看圖紙目錄、設(shè)計(jì)總說(shuō)明，了解建筑概況、技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)種類等。（2）看建筑施工圖，可先看建筑平面圖、立面圖、剖面圖，了解房屋的長(zhǎng)度、寬度、高度、軸線尺寸、開間大小、一般布局等。看完這三種圖后，應(yīng)在頭腦中形成擬建房屋的立體形象，能想象出它的大小規(guī)模和輪廓，再重點(diǎn)閱讀一些細(xì)部構(gòu)造詳圖。22（3）看結(jié)構(gòu)施工圖，包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖、樓層結(jié)構(gòu)平面布置圖和鋼筋混凝土構(gòu)件詳圖等。結(jié)構(gòu)施工圖涉及混凝土工種的內(nèi)容很多，如混凝土的強(qiáng)度等級(jí)及特性，混凝土基礎(chǔ)的尺寸、構(gòu)造、軸線位置，鋼筋混凝土梁、板、柱的斷面尺寸、長(zhǎng)度、厚度、高度、標(biāo)高位置等。因此，對(duì)混凝土工來(lái)說(shuō)，看懂結(jié)構(gòu)施工圖就顯得更為重要了。（4）應(yīng)將建筑施工圖與結(jié)構(gòu)施工圖綜合起來(lái)解讀，互相參考，并特別注意建筑施工圖與結(jié)構(gòu)施工圖之間的銜接與聯(lián)系，重點(diǎn)識(shí)讀與本工程施工時(shí)有關(guān)的部分圖紙，做到按圖施工無(wú)差錯(cuò)。建筑物組成及構(gòu)造第二節(jié)2324一、建筑物的分類1.?按建筑物使用性質(zhì)分類（1）工業(yè)建筑工業(yè)建筑是指從事各類工業(yè)生產(chǎn)的房屋，包括生產(chǎn)用房屋和輔助用房屋，如生產(chǎn)車間、輔助車間、動(dòng)力用房、倉(cāng)儲(chǔ)建筑等。（2）農(nóng)牧業(yè)建筑農(nóng)牧業(yè)建筑是指從事農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和加工用的房屋，如溫室、畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)、種子房、糧食與飼料加工站等。（3）民用建筑民用建筑是指供人們居住、生活、工作和從事各種政治、經(jīng)濟(jì)、文化活動(dòng)的房屋。252.?按建筑物主要承重結(jié)構(gòu)的材料分類（1）磚木結(jié)構(gòu)建筑磚木結(jié)構(gòu)建筑是指以磚（石）墻（或柱）、木屋頂或木樓板為主要承重結(jié)構(gòu)的建筑。由于我國(guó)木材資源短缺，這種建筑已極少采用。（2）磚混結(jié)構(gòu)建筑磚混結(jié)構(gòu)建筑是指以磚墻（或柱）、鋼筋混凝土樓板和屋頂為主要承重結(jié)構(gòu)的建筑。26（3）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑是指主要承重構(gòu)件（柱、梁、板）全部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑。它具有堅(jiān)固耐久、防火和可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今建筑領(lǐng)域中應(yīng)用很廣泛，主要用于大型公用建筑、高層建筑和工業(yè)建筑。（4）鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼結(jié)構(gòu)建筑是指主要承重構(gòu)件（柱、梁）全部用鋼材制作的建筑。鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)性能好，便于制作和安裝，自重輕，應(yīng)用在超高層和大跨度建筑中特別適宜。21世紀(jì)前，由于我國(guó)鋼產(chǎn)量有限，這種結(jié)構(gòu)只在少數(shù)工業(yè)建筑和大跨度公共建筑中采用。近年來(lái)，隨著高層建筑的興起，鋼結(jié)構(gòu)的采用已經(jīng)越來(lái)越普遍。273.按建筑物的層數(shù)分類民用建筑按地上建筑高度或?qū)訑?shù)進(jìn)行分類應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）建筑高度不大于27.0m的住宅建筑、建筑高度不大于24.0m的公共建筑及建筑高度大于24.0m的單層公共建筑為低層或多層民用建筑。（2）建筑高度大于27.0m的住宅建筑和建筑高度大于24.0m的非單層公共建筑，且高度不大于100.0m的，為高層民用建筑。（3）建筑高度大于100.0m的為超高層建筑。（4）建筑防火設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)建筑高度和層數(shù)計(jì)算的規(guī)定。284.按建筑物結(jié)構(gòu)的承重方式分類（1）墻承重體系由墻體承受建筑的全部荷載，適用于內(nèi)部空間小、建筑高度較小的建筑。（2）骨架承重體系由鋼筋混凝土或鋼組成的梁柱體系承受建筑的全部荷載，墻體只起到圍護(hù)和分隔的作用，如框架結(jié)構(gòu)建筑。骨架承重體系適用于跨度大、荷載大、高度高的建筑。29（3）內(nèi)骨架承重體系建筑內(nèi)部由梁柱體系承重，四周由外墻承重，適用于局部設(shè)有較大空間的建筑。（4）空間承重體系由鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)承受建筑的全部荷載，如網(wǎng)架、索、殼體等，適用于大空間建筑。30二、民用建筑主要組成部分及構(gòu)造1.?基礎(chǔ)基礎(chǔ)是房屋底部與地基接觸的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是把房屋上部的荷載均勻地傳給地基，避免地基受到破壞和產(chǎn)生大量沉降。因此，基礎(chǔ)必須堅(jiān)固、穩(wěn)定、可靠。2.?墻（或柱）在墻承重的房屋中，墻既是承重結(jié)構(gòu)，又是圍護(hù)構(gòu)件。在框架承重的房屋中，柱是承重結(jié)構(gòu)，而墻僅作為分隔房間、遮蔽風(fēng)雨和陽(yáng)光輻射的圍護(hù)構(gòu)件。313.?樓板和地面層樓板是水平方向的承重結(jié)構(gòu)，并用來(lái)分隔樓層之間的空間。它支撐人、家具和設(shè)備的荷載，并將這些荷載傳遞給墻或柱，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。地面層是指房屋底層的地坪，地面層應(yīng)有均勻傳力及防潮等要求，具有堅(jiān)固、耐磨、易清潔等性能。4.?樓梯樓梯是房屋的垂直交通設(shè)施，用于人們上下樓層和發(fā)生緊急事故時(shí)疏散人流。樓梯應(yīng)有足夠的通行能力，并做到堅(jiān)固和安全。325.?屋頂屋頂是房屋的主要圍護(hù)構(gòu)件，抵抗風(fēng)、雨、雪的侵襲和太陽(yáng)輻射熱。屋頂又是房屋的承重結(jié)構(gòu)，承受風(fēng)雪荷載和施工期間的各種荷載。屋頂應(yīng)堅(jiān)固耐久、不漏水并保暖隔熱。6.?門窗門主要用來(lái)通行人流，窗主要用來(lái)采光和通風(fēng)。處于外墻上的門窗又是圍護(hù)構(gòu)件的一部分，應(yīng)考慮防水和保暖隔熱等要求。民用建筑除上述六部分以外，還有一些附屬部分，如陽(yáng)臺(tái)、雨篷、臺(tái)階、煙囪等。組成房屋的各部分各自起著不同的作用，但歸納起來(lái)不外乎是兩大類，即承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)。33三、工業(yè)建筑分類、組成及構(gòu)造1.?工業(yè)建筑的分類（1）按用途分類1）生產(chǎn)類建筑，包括各種工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)車間。2）輔助類建筑，包括機(jī)修車間、工具車間等。3）動(dòng)力類建筑，包括電站、煤氣站、壓縮氣站、變電站、鍋爐房等。4）倉(cāng)儲(chǔ)類建筑，包括原材料倉(cāng)庫(kù)、成品倉(cāng)庫(kù)、半成品倉(cāng)庫(kù)等。34（2）按層數(shù)分類1）單層廠房。這類廠房只有一層，在工業(yè)建筑中應(yīng)用較廣泛，生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸路線較容易組織，多用于重工業(yè)和機(jī)械工業(yè)。2）多層廠房。兩層及兩層以上的廠房稱為多層廠房。這類廠房適用于采用垂直方向內(nèi)部運(yùn)輸?shù)纳a(chǎn)工藝流程或廠房的設(shè)備和產(chǎn)品重量較輕的情況，常用于食品工業(yè)、電子工業(yè)、儀表工業(yè)、輕紡工業(yè)等。3）層次混合的廠房。有些工業(yè)生產(chǎn)（如化學(xué)工業(yè)）中，部分需要單層廠房以容納高大的生產(chǎn)設(shè)備，而其他部分的生產(chǎn)宜在其單側(cè)或雙側(cè)的多層廠房中進(jìn)行，這就形成了層次混合的廠房。35（3）按承重結(jié)構(gòu)的形式分類1）骨架承重結(jié)構(gòu)。骨架承重結(jié)構(gòu)是由橫向骨架和縱向聯(lián)系構(gòu)件組成的承重體系，墻體只起圍護(hù)作用。骨架承重結(jié)構(gòu)適用于跨度較大、層高較高、吊車荷載較大、側(cè)窗較寬的廠房。骨架承重結(jié)構(gòu)多采用鋼筋混凝土構(gòu)件，如右圖所示。骨架承重結(jié)構(gòu)的單層工業(yè)廠房362）墻承重結(jié)構(gòu)。墻承重結(jié)構(gòu)一般指外墻采用承重砌體墻，有時(shí)還設(shè)有壁柱以承受屋頂和吊車荷載的承重體系，適用于吊車荷載不大、高度在9m以下、跨度在5m以內(nèi)的廠房。墻承重的單層廠房不設(shè)吊車梁時(shí)，一般與民用建筑中的食堂、禮堂類似。372.?工業(yè)建筑組成及構(gòu)造（1）屋蓋屋蓋包括屋面板、屋架（或屋面梁）及天窗架、托架等。屋面板直接鋪在屋架（或屋面梁）上，承受荷載并傳給屋架（或屋面梁）。屋架（或屋面梁）是屋蓋結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，屋面板、天窗的荷載都要由屋架（屋面梁）承擔(dān)，屋架（屋面梁）擱置在柱子上。（2）吊車梁吊車梁安放在柱子伸出的牛腿上，它承受吊車自重、吊車起重量以及吊車剎車時(shí)產(chǎn)生的沖切力，并將這些荷載傳給柱子。38（3）柱子柱子是廠房的主要承重構(gòu)件，它承受著屋蓋、吊車梁、墻體上的荷載，以及山墻傳來(lái)的風(fēng)荷載，并把這些荷載傳給基礎(chǔ)。（4）基礎(chǔ)基礎(chǔ)承擔(dān)作用在柱子上的全部荷載，以及基礎(chǔ)梁上部分墻體荷載，并傳給地基。基礎(chǔ)一般采用獨(dú)立式基礎(chǔ)。39（5）外墻圍護(hù)系統(tǒng)外墻圍護(hù)系統(tǒng)包括廠房四周的外墻、抗風(fēng)柱、墻梁和基礎(chǔ)梁等。這些構(gòu)件所承受的荷載主要是墻體和構(gòu)件的自重以及作用在墻體上的風(fēng)荷載等。（6）支撐系統(tǒng)支撐系統(tǒng)包括柱間支撐和屋蓋支撐兩大部分，其作用是加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和穩(wěn)定性，主要傳遞水平風(fēng)荷載以及吊車產(chǎn)生的沖切力?；炷两Y(jié)構(gòu)第三節(jié)4041一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的受力特點(diǎn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由配置受力的普通鋼筋或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。混凝土抗壓能力很高，而抗拉能力很弱。采用素混凝土制成的構(gòu)件（指無(wú)筋或不配置受力鋼筋的混凝土構(gòu)件，如素混凝土梁），當(dāng)它承受豎向荷載作用時(shí)，在梁的垂直截面（正截面）上受到彎矩作用，截面中性軸以上受壓，中性軸以下受拉。42當(dāng)荷載達(dá)到某一數(shù)值Fc時(shí)，梁截面受拉邊緣混凝土的拉應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變，即出現(xiàn)豎向彎曲裂縫，這時(shí)，裂縫處截面的受拉區(qū)混凝土失去強(qiáng)度，使豎向彎曲裂縫也會(huì)急速向上發(fā)展，導(dǎo)致梁驟然斷裂。這種破壞是很突然的。也就是說(shuō)，當(dāng)荷載達(dá)到

Fc

的瞬間，梁立即發(fā)生破壞。Fc為素混凝土梁受拉區(qū)出現(xiàn)裂縫的荷載，一般稱為素混凝土梁的抗裂荷載，也是素混凝土梁的破壞荷載。由此可見，素混凝土梁的承載能力是由混凝土的抗拉強(qiáng)度決定的，而受壓混凝土的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)未被充分利用。43在制造混凝土梁時(shí)，倘若在梁的受拉區(qū)配置適量的縱向受力鋼筋，就構(gòu)成鋼筋混凝土梁。試驗(yàn)表明，與素混凝土梁有相同截面尺寸的鋼筋混凝土梁承受豎向荷載作用時(shí)，荷載略大于Fc時(shí)的受拉區(qū)混凝土仍會(huì)出現(xiàn)裂縫。在出現(xiàn)裂縫的截面處，受拉區(qū)混凝土雖失去強(qiáng)度，但配置在受拉區(qū)的鋼筋將可承擔(dān)幾乎全部的拉力，直至受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，繼而截面受壓區(qū)的混凝土也被壓碎，梁才破壞。因此，混凝土的抗壓強(qiáng)度和鋼筋的抗拉強(qiáng)度都能得到充分的利用，鋼筋混凝土梁的承載能力可較素混凝土梁提高很多。44素混凝土梁和鋼筋混凝土梁a）受豎向力作用的混凝土梁b）素混凝土梁的斷裂c）鋼筋混凝土梁的開裂451.?鋼筋和混凝土共同工作的原理根據(jù)構(gòu)件受力狀況配置鋼筋和混凝土，形成鋼筋混凝土構(gòu)件，可以將鋼筋和混凝土各自的特點(diǎn)有機(jī)地整合在一起，從而提高構(gòu)件的承載能力，改善構(gòu)件的受力性能。鋼筋的作用是代替混凝土受拉。46鋼筋和混凝土這兩種力學(xué)性能不同的材料之所以能有效地接合在一起共同工作，主要是由于：（1）混凝土和鋼筋之間有著良好的黏結(jié)力，使兩者能可靠地接合成一個(gè)整體，在荷載作用下能夠很好地共同變形，完成其結(jié)構(gòu)功能。（2）鋼筋和混凝土的溫度線膨脹系數(shù)較為接近，鋼筋為（1.2×10-5）/℃，混凝土為（1.0×10-5～1.5×10-5）/℃，因此，當(dāng)溫度變化時(shí)，不致產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞兩者之間的黏結(jié)。（3）包圍在鋼筋外圍的混凝土起著保護(hù)鋼筋免遭銹蝕的作用，保證了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的壽命。472.?鋼筋混凝土的特點(diǎn)鋼筋混凝土除了能合理地利用鋼筋和混凝土兩種材料的特性外，還有下述一些優(yōu)點(diǎn)：（1）在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土強(qiáng)度是隨時(shí)間而不斷增長(zhǎng)的，同時(shí)，鋼筋被混凝土包裹而不致銹蝕，所以，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性較好。（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)既可以整體現(xiàn)澆，也可以預(yù)制裝配，并且可以根據(jù)需要澆制成各種構(gòu)件形狀和截面尺寸。（3）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所用的原材料中，砂、石所占的比重較大，而砂石材料來(lái)源廣泛，故可以降低建筑成本。483.?鋼筋混凝土民用建筑的受力鋼筋混凝土民用建筑的受力如圖所示。屋面荷載傳遞到樓面上，樓面荷載傳遞給柱，柱荷載傳遞給下層柱直至基礎(chǔ)，基礎(chǔ)荷載再傳遞給地基。水平荷載由墻體承載，墻體荷載傳遞到樓面和柱上，再與屋面和樓面荷載一起向下傳遞。鋼筋混凝土民用建筑的受力494.?單層工業(yè)廠房建筑的受力單層工業(yè)廠房建筑的受力如圖所示。屋面荷載傳遞到屋架，由屋架傳遞給牛腿柱，行車梁或者吊車梁上的荷載傳遞給牛腿，向下傳遞到基礎(chǔ)，再由基礎(chǔ)傳遞給地基。水平荷載傳遞方式同民用建筑。單層工業(yè)廠房建筑的受力50二、混凝土保護(hù)層厚度鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度系指受力鋼筋的外邊緣至混凝土表面的距離，該厚度應(yīng)滿足鋼筋的黏結(jié)錨固要求及結(jié)構(gòu)的耐久性要求。鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度與構(gòu)件的使用環(huán)境、構(gòu)件類型及混凝土的強(qiáng)度等級(jí)有關(guān)。任何條件下，混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于15mm，鋼筋混凝土構(gòu)件普通鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度尚不應(yīng)小于鋼筋的公稱直徑。51三、現(xiàn)代常用混凝土結(jié)構(gòu)體系及施工方法簡(jiǎn)介1.?混凝土框架結(jié)構(gòu)混凝土框架結(jié)構(gòu)是由混凝土梁和柱組成主要承重結(jié)構(gòu)的體系。其優(yōu)點(diǎn)是建筑平面可以靈活布置，形成較大的空間，所以常用于公共建筑中。但是，框架結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，抗水平荷載的能力較弱，實(shí)際使用時(shí)其抗震性較差，因此高度不宜過(guò)高。522.?混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)利用建筑物的內(nèi)墻和外墻構(gòu)成剪力墻來(lái)抵抗水平力，剪力墻一般采用鋼筋混凝土墻。這種體系的側(cè)向抗彎能力強(qiáng)，既可以承受很大的水平荷載，也可