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房屋建筑

2020-04-09 21:01

用天然或人工材料建造在地基上,为人们的生活和生产活动提供具有遮蔽风雨等功能的建筑。房屋建筑主要由屋盖、围护结构、房屋基础,有时还有楼盖等构成。

房屋建筑按其用途可分为工业建筑和民用建筑两大类。工业建筑包括各种主厂房、辅助车间和仓库等,按其层次可分为单层厂房、多层厂房和层次混合的厂房。单层厂房常用于需设置桥式吊车的厂房和试验大厅等;多层厂房常用于轻工业厂房,适于在垂直方向布置工艺流程;单层和多层混合的厂房常用于具有高大设备的发电厂主厂房和化工车间等。民用建筑可分为居住建筑(包括住宅、旅馆等)和公共建筑(包括教学楼、图书馆、办公楼、医院、商场、体育馆、展览馆和影剧院等)两类。民用建筑按其层数可分为低层、多层和高层建筑。

单层厂房

单层厂房按照承重结构类型可分为墙体承重体系和框架承重体系。前者由砖墙、砖柱承重,仅用于小型厂房;后者通常采用装配式钢筋混凝土结构或钢结构的框架承重体系,结构组成如图所示。该体系分屋盖、横向平面框架和纵向平面排架3大部分,主要由大型屋面板、屋架、柱、基础、吊车梁及支撑等构件组成。

(1)屋盖。可选用无檩坡屋盖或有檩坡屋盖。前者常采用预应力混凝土大型屋面板直接搁置并焊牢在屋架或屋面大梁上。由于大型屋面板能兼作屋架上弦水平支撑,屋盖整体性好且便于施工,故大型单层厂房常采用无檩坡屋盖。当生产规模要求厂房宽度很大时,可设计成多跨坡屋盖。必要时可采用预制的天沟板供屋面排水之用。若两邻跨屋盖之间需布置大型设备而受纵向柱距限制时,可在该处少布置一根或几根柱子(即所谓“抽柱”),此时需加设托架或托梁,来支撑抽柱处的屋架,使屋架间距保持不变。根据天然采光和通风要求,在中间跨屋盖或跨度很大的单跨屋盖上常设置天窗。

(2)横向平面框架。由屋架(或屋面大梁)和柱及其基础组成。柱顶与屋架的连接可设计成铰接(排架)或刚接(刚架)。柱是厂房的基本承重结构,承受屋盖、吊车梁、外墙及基础梁传来的竖向荷载与横向水平荷载(风载与吊车掣动力等),这些荷载通过基础传给地基,保证厂房的横向稳定和刚度。

(3)纵向平面排架。由纵向柱列、吊车梁、联系梁、柱间支撑、有时还有托架等组成。其作用是保证厂房的纵向稳定和刚度,并将作用在端部山墙(由抗风柱分隔支撑)和天窗架端壁上的纵向水平荷载(风荷载)以及吊车纵向掣动力等,通过基础传至地基。

单层厂房的基础常采用柱下独立钢筋混凝土基础。排架柱与基础的连接必须做成固接。采用钢筋混凝土柱时可采用杯形基础;采用钢柱时,则可将其柱脚连接在预埋于基础内的锚栓上。框架承重体系的外墙,只起围护作用。墙体重量通过基础梁或墙架传给柱下基础。有些大型钢结构厂房,由于采用压型钢板或压型铝板作为轻型屋面和墙板,可增大屋架间距及纵向柱距,从而节约材料并降低基础造价。

民用建筑

多层民用房屋由屋盖、楼盖、墙、柱、基础、楼梯、门窗等组成。其承重体系可采用墙体承重的砖混结构、钢筋混凝土梁与柱组成的多层多跨框架结构或外墙与内柱共同承重的内框架结构。砖混结构是由砖砌承重墙和钢筋混凝土屋盖、楼盖等组成的混合结构。承重墙的布置有横墙承重、纵墙承重和纵横墙混合承重3种方式。纵横墙交接处须拉结牢固。为了提高承重砖墙的抗震性能,可在外墙转角、内外墙交接处设置钢筋混凝土构造柱,并用构造配筋使其与墙体及圈梁浇筑成整体。此外,还有大开间住宅等新型建筑结构体系。

装配式单层工业厂房结构图

1—大型屋面板;2—天沟板;3—天窗架;4—屋架;5—托架;6—吊车梁;7—排架柱;8—山墙抗风柱;9—基础;10—联系梁;11—基础梁;12—天窗架垂直支撑;13—屋架下弦横向水平支撑;14—屋架端部垂直支撑;15—柱间支撑

高层建筑的承重结构可采用框架体系、剪力墙体系、框架与剪力墙相结合的框剪体系以及框筒体系,还可利用电梯井和楼梯间作为内筒,称为“筒中筒”体系。当剪力墙因建筑功能要求不能全部落地(建筑基础),而这些不落地的剪力墙需用框架支撑,则成框支剪力墙体系。在更高的高层建筑中,有时柱间设置斜向杆件而构成竖向桁架而成为桁架筒体系。此外还有巨型结构体系和悬挂结构体系等。

当建筑功能要求上层柱密而下层柱稀,或上层为剪力墙、下层为框架时,其间则需设置转换层。转换结构可为梁式、桁架式或板式。

多层和高层房屋的楼盖可采用现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构。基础可采用条形、交叉形或筏形,还可采用箱形基础或桩基础(参见房屋基础)。

大跨度公用建筑如体育馆、影剧院等的屋盖结构,常采用大跨度空间结构,如网架结构、悬挂结构、壳体结构、预应力混凝土结构和充气结构等。

楼梯是楼房建筑中供上下层之间交通的设施,常采用设置中间平台的双跑楼梯或双分楼梯。

门连同门厅、过厅、走廊等,是房屋建筑的水平交通设施。门的位置应考虑缩短交通路线,提高房间使用效率,在公共建筑中还应考虑紧急疏散的要求。窗的布置应满足室内天然采光和通风换气的要求。

设计内容

房屋建筑的设计一般须通过地基勘察设计、建筑设计、结构设计、施工设计以及水电、暖气通风、消防等设备的设计才能完成。建筑设计包括建筑平面设计、剖面设计、立面造型设计、建筑构造设计、建筑装饰设计等。

房屋建筑的变形缝设置,是建筑构造设计的一项重要的特殊构造措施。当房屋长度很大时,为了减小温度应力,防止屋面和墙面破裂,应在房屋纵向间隔适当距离,设置温度缝或称伸缩缝,将墙体、屋盖和楼盖都在温度缝上断开,而基础则因受气温变化影响小,可不必断开。当房屋建筑在基土性质有明显差异的地基上,或房屋相邻部分的高度、荷载与结构型式相差较大,以及在新旧房屋的连接处,都必须设置沉降缝。将房屋从屋顶到基础全部断开,以免因不均匀沉降而导致房屋薄弱部位发生错动开裂。沉降缝可兼作伸缩缝之用。在现浇混凝土建筑中,为了不设缝或少设缝,往往设置后浇带。在地震烈度为Ⅵ~Ⅸ度的地区,若遇建筑物体形复杂,各部分刚度相差很大且楼板高差较大时,应设置防震缝(参见房屋抗震设防)。

在房屋建筑设计中还应考虑建筑工业化的要求,尽量采用标准设计和定型构件。在单层厂房中一般都应遵守规定的建筑模数(参见建筑模数制)。

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