民用建筑构造

第三章　房屋建筑构造的基本知识

房屋建筑是人们从生活、生产、学习和社会活动所必不可少的。一座建筑是由很多部分组成的。这些部分通常称为构件或配件，构件和配件又都是由建筑材料制成的。

一、房屋建筑的分类

(一)按使用性质分类

1)工业建筑

它是供人们从事各类生产活动的场所。如:纺织厂、机械厂、炼钢厂、发电厂等。还有附属这些厂房的仓库、变电室、锅炉房以及其他构筑，如:烟囱、水塔等。

2)民用建筑

是供给人们居住、生活和学习、文化娱乐的建筑。它又分为两类。

(1)居住建筑。如:住宅、旅馆、集体宿舍等。

(2)公共建筑。如:办公楼、学校、商场、影剧院、车站、医院等。

3)农业生产建筑

是人们从事农业生产而建筑的房屋，如:粮仓、畜舍、鸡场等。

4)科学实验的建筑

是为科技发展和科学实验建造的房屋。如:高能物理研究实验楼、原子试验小型反应堆、电子计算机中心等。

按建造房屋的承重结构材料不同有如下分类。

(1)木结构房屋。主要用木材料受房屋的荷重，用砖石围护结构的建筑。如:北京的故宫、天坛，以及旧式民居住宅。

(2)砖混结构房屋。主要是指以砖石砌体作为屋竖向承重结构，其中楼板可以用钢筋混凝土板或木材板，屋顶用钢筋混凝土屋架、木屋架或屋面板，或斜屋面盖瓦。

(3)钢筋混凝土结构。它的主要承重结构如:柱、梁、板、屋架，都是采用钢筋混凝土制成的。目前建筑工程中广泛采用这种结构形式。

(4)钢结构房屋。它的主骨架采用钢材(主要是型钢)制成。如:钢柱、钢梁、钢屋子架。一般用在高大的工业厂房及超高层建筑。

(二)按结构构造形式分类

(1)墙承重结构。即屋面、楼面和墙身的荷重都由墙体来承受，并由它传至基础到地基。如:普通砖混房屋和高层剪力墙结构。

(2)排架结构。如:单层工业厂房的结构形式。屋架支座在柱子上，中间有各种支撑，形成铰接的空间建筑。

(3)框架结构。如:多层工业厂房。由钢筋混凝土的柱基础、柱子、梁、板和屋盖结构形成的结构形式，目前也广泛应用在公共建筑之中。

(4)筒体结构。这是随着高层建筑的出现而发展起来的结构形式。它的外围由密集的柱或墙体构成，形成一筒。由于它整体性好、刚度大，可以建造高层建筑。

二、建筑物的等级

建筑物的等级是从耐久年限、防火、重要性等方面来划分的。

(一)建筑物的耐久性等级

建筑物的耐久性等级，即根据建筑物的使用要求确定的耐久年限，见表3-1。

表3-1　按耐久性规定的建筑物的等级

续表

建筑物的主体结构部分，即基础、承重墙、柱、梁、板，屋面结构、围护结构(包括外墙、屋顶、地板、门窗)，以及防水、防腐蚀、抗冻性等所使用的建筑材料，或所采取的防护措施，要与要求的耐久性年限相适应，并在建筑物正常使用期间，定期检查、采取防护维修措施达到确保耐久年限的要求。

(二)建筑物的耐火等级

1)建筑物的耐火等级

建筑物的耐火等级分为四级，见表3-2。

表3-2　建筑物的耐火等级

续表

2)燃烧性能

指建筑构件在明火或高温的作用下，燃烧的难易程度。可分为非燃烧体、难燃烧体、燃烧体。

(1)非燃烧体。在空气中受到火烧或高温作用时不起火、不微燃、不炭化的材料，如:砖瓦工使用的砖、石材等。

(2)难燃烧体。在空气中受到火烧或高温作用时难以起火、难以微燃，当火源脱离后即停止燃烧的材料，如:沥青混凝土。

(3)耐火极限。指建筑构件遇火后能支承荷重的时间。即从起火燃烧到房屋失掉支承能力，或发生穿头性裂缝，或背面温度升高到220℃以上时所需的时间。材料的耐火极限一般通过实验来确定。

(三)建筑物重要性等级

建筑物按其重要性和使用要求分成五等，如表3-3所示。

表3-3　建筑物重要性等级

三、外界因素对建筑物的影响

任何建筑物都要承受自重、人群活动、生产过程、风、雪等外力的作用，有时还要承受爆炸、地震等瞬时强力作用，我们把这些外力统称为荷载。骨架叫做建筑物的结构部分，如:梁、板、墙、柱、基础。为了满足建筑物的各项使用功能要求，就需采取隔热、保温、隔音、防辐射、防腐蚀、防水、防火、通风、采光、遮阳等措施。为了满足美化环境，改善房屋的卫生条件，保护构件正常发挥功能，就需配置门窗、地面、抹灰、装饰、卫生洁具等部件，这些建筑构件和配件都是为抵抗外界因素对建筑物的不利影响的。

砖瓦工应了解外界荷载对房屋建筑的影响，以便在施工时，重视质量，保证其耐久性。

四、民用建筑构造

(一)民用建筑的基本组成

一般民用房屋由下面的部件组成。

(1)地基和基础。承受传递上部的全部荷载。

(2)墙体和柱。房屋的承重和围护构件。

(3)楼板。房屋的水平承重构件。

(4)楼梯。上下的通道。

(5)屋盖。房屋顶部的承重和围护构件。

(6)门窗。出入口和通风采光口配件。

(7)其他。如:阳台、雨篷、台阶、烟道、通风道、垃圾道等构件。

图3-1所示为某多层住宅的构造示意图。

(二)地基和基础

1)地基

基础下面承受建筑物全部荷载的土层称为地基。地基每平方米能够承受基础传递下来荷载的能力，称为地基的承载力。地基又分天然地基和人工地基。

图3-1　某民用建筑的组成

(1)天然地基。不经人工处理就能承受房屋全部荷载的土层。

(2)人工地基。由于土层较软弱或较复杂，必须经过人工处理，使其提高承载能力，才能承受房屋全部荷载的地基。

2)基础

是传递房屋上部荷载到地基的中间构件。房屋的荷载和结构形式不同，采用的基础也不同。一般按构造形式不同分为以下几种。

(1)条形基础。一般由砖石或混凝土等材料做成，适用于砖墙承重的住宅、办公楼等多层建筑。如图3-2所示。

图3-2　条形基础

(a)砖基础　(b)毛石基础　(c)混凝土基础

(2)独立基础。一般采用钢筋混凝土做成。适用于做柱下基础。如图3-3所示。

图3-3　独立基础

(a)现浇柱下独立基础　(b)预制柱下杯形基础

(3)桩基础。是当建筑物上部结构荷载很大时，地基软弱土层又较厚时采用的基础形式。它由桩身和承台两部分组成，统称为桩基础。如图3-4所示。

(4)整体式基础。把整幢房屋的基础做成一大块整体结构，大多由钢筋混凝土材料做成，形式有筏式和箱式两种。箱式的还可以做成有地下室的构造;筏式的为一大块梁板式结构。如图3-5所示。

图3-4　桩基础

(a)独立柱下桩基础　(b)地梁下桩基础

图3-5　整体式基础

(a)筏形基础　(b)箱形基础

(三)墙体

1)墙体的类型

墙体在平面图上所处的位置不同，可以为分外墙和内墙。外墙是指房屋四周与室外接触的墙;内墙是位于房屋内部的墙。

按照墙的受力情况又可以分为承重墙和非承重墙。凡直接承受上部传来的荷载的墙称为承重墙;凡不承受上部荷载只承受自重的墙称为非承重墙。

按墙体材料可分为砖墙、石墙、砌块墙、轻质材料隔断墙等。

2)墙体的作用

(1)受力作用:砖混建筑的砖墙、砖柱，主要是承受房屋从屋顶、楼层传来的人和设备的活动荷载，以及本身重量的荷载和风、地震、冲击等特殊荷载。

(2)围护作用:外墙还具有阻挡风雨、隔热御寒、隔阻噪声的作用。

(3)分隔空间的作用:墙可以将房屋内部分隔成各种使用功能不同的空间。墙体的作用及其构成如图3-6、图3-7所示。

图3-6　墙的形式

图3-7　外墙构造

3)墙面的装修构造

(1)墙面装修的作用:一是为了保护墙体不受侵蚀;二是改善墙体的物理性能和房屋的外观。

(2)墙面装修的分类:墙面装修分为室外装修和室内装修两类。墙面的装修方法很多，如表3-4所示为常用的墙体装修做法。

表3-4　墙面装修分类

续表

(3)墙面装修的分层组合:一般分为面层、中层和底层，在相互粘合连接中构成墙面装饰，如图3-8所示。

图3-8　墙面装修分层构造

(四)楼板与地面

1)楼板

(1)楼板的作用:包括如下4点:①承受楼板的自重、房屋内部的设施和人活动产生的荷载。②楼板对墙体起着水平支撑作用。③上下层的分隔作用。④上下层的隔声作用。

(2)楼板的类型:有木楼板、钢筋混凝土楼板等。钢筋混凝土楼板按施工法又可分为如下几类:①现浇钢筋混凝土楼板。它又分为肋形楼盖(图3-9)、井式梁楼盖(图3-10)、无梁楼盖(图3-11)等。

图3-9　肋形楼盖

图3-10　井式梁楼盖

图3-11　无粱楼盖

②预制装配式钢筋混凝土楼板。又可分为预制实心板、槽形板、空心板等。目前，预应力空心板是砖混结构使用较多的楼板，如图3-12～图3-14所示。

图3-12　预制实心板

图3-13　槽形板

(a)、(b)正槽形板　(c)反槽形板

图3-14　空心板

2)地面

(1)地面的概念:是直接在土层上经过碾压或夯实后做成可使人活动的面层。地面根据使用要求不同有不同的做法。

(2)楼面和地面的层次构造:一般分为面层、中间层和基层。中间层包括垫层、找平层、黏结层等。如图3-15所示为水泥砂浆面层的楼(地)面分层构造示意图。

图3-15　楼地面构造

(a)水泥地面构造　(b)水泥楼面构造

(五)门窗

1)门的作用

(1)通行与安全疏散。门是人们在平时作为联系及隔断室内外和各房间的装置。在事故状态时又为人们紧急疏散提供出入口。

(2)围护、隔断作用。在门关闭时，能起到围护、保证使用安全、挡风等作用。

(3)装饰作用。门作为人流最多的出入口，它的选料和安装布置，对整幢建筑物起到美化装饰的作用。

2)门的种类

(1)按材料分有木门、钢门、铜门、铝合金门、塑料门、不锈钢门、玻璃门等。

(2)按开启方式分为平开门、弹簧门、推拉门、折叠门、卷帘门、转门等。

3)门的构造

门由门框、门扇、框扇连接的合页及门锁、拉手、插销等组成。配合门的装饰还有筒子板压条等。门的构造如图3-16所示。

4)窗的作用

(1)采光。房屋室内可以通过窗子得到外界的天然光线，使室内明亮。

(2)通风。通过窗的开闭，可以使室内空气得到调节。

(3)围护。在窗子关闭时，可起到围护、隔声、保暖和保证室内安全的作用。

图3-16　门的组成

5)窗的种类

(1)按材料分有木窗、钢窗、铜窗、铝合金窗、塑料窗等。

(2)按开启方式分有平开窗、固定窗、转窗和推拉窗等。

6)窗的构造

窗由窗框、窗扇、框扇连接的合页及插销、拉手等组成，如图3-17所示。

图3-17　窗的构造

(六)屋盖

1)屋盖的作用

屋盖是房屋最上层的外围护构件。它起覆盖作用，借以抵抗雨雪、避免日晒等的影响，也起保温、隔热和稳定墙身的作用。

2)屋盖的类型

(1)坡屋面。凡坡度大于15%的屋面称为坡屋面，如图3-18所示。

(2)平屋面。坡度很小、接近平面的屋面叫做平屋面，如图3-19所示。

图3-18　坡屋面

图3-19　平屋面

(3)曲面屋盖。由圆筒形、球形、双曲面形成的屋盖统称为曲面屋盖，如图3-20所示。

图3-20　曲面屋盖

(a)圆屋顶　(b)筒拱屋顶　(c)双曲屋顶

3)屋盖的构造

(1)平屋面主要由结构层、找平层、隔气层、保温层、覆面层和防水层组成，如图3-21所示。

(2)坡屋面主要由结构层(如:屋架、山墙、檀条等)、基层(如:椽子、望板、挂瓦条等)、防水面层(干铺油毡和瓦)组成。如图3-22所示。

图3-21　平面屋的构造

图3-22　防水面层

(七)楼梯

1)楼梯的作用

它是给人们提供楼层间垂直交通的构件。

2)楼梯的组成

楼梯由梯段、休息平台、栏杆和扶手组成。图3-23为栏板式楼梯和示意图。

(1)楼梯段。它由踏步和楼梯斜梁或斜板组成，是楼梯的主要构件。

(2)休息平台。是梯段中提供休息和上下楼梯转换方向的构件。

(3)栏杆和扶手。它是设在梯段及平台边缘以保护人们行走安全的构件，如图3-24所示。

图3-23　楼梯的组成

1－楼梯段;2－休息平台;3－栏杆或栏板

图3-24　栏杆扶手

(a)金属栏杆扶手　(b)栏板式扶手　(c)1－1剖面　(d)节点

3)楼梯的形式

楼梯的形式很多、有单向、转折双跑、转折三跑、螺旋、弧形等。一般房屋中最常用的是转折双跑楼梯。

4)楼梯按使用材料不同可分为

木楼梯、钢楼梯、钢筋混凝土楼梯，目前最常用的是钢筋混凝土楼梯。

(八)阳台、雨篷、台阶

(1)阳台。是房屋楼层上处于户外的空间构件。人们有了这个空间可以在其上种栽盆景，晾晒衣服，使其成为房屋使用上的一部分。阳台分为挑出阳台和进阳台二种，目前一般用钢筋混凝土构件做成。图3-25是一个挑出阳台的剖面构造示意图。

图3-25　阳台

(2)雨篷。雨篷是建筑入口处遮挡雨雪，保护外门免受雨淋的构件。雨篷大多是悬挑结构，一般不上人。图3-26是一个雨篷的剖面构造示意图。

(3)台阶。台阶是房屋室内与室外地面联系的过渡，便于人们在大门口处的出入。台阶是根据室内外地面的高差做成若干踏步，图3-27所示为各种不同形式的台阶。

图3-26　雨篷

图3-27　台阶的形式

(a)单面踏步式　(b)三面踏步式　(c)单面踏步带方形石　(d)坡道　(e)坡道与踏步结合