1.3土建基础知识.doc

.第二节 有关常识1 土建基础知识1.1 土建图的识图要点1.1.1土建图纸的组成 建筑施工图（简称建施图） 结构施工图（结施图） 建筑施工采用的工程图纸一般由 给排水施工图 采暖通风图 电气施工图等1.1.2 幕墙设计主要使用的建施图和结施图1.1.2.1建施图：幕墙设计主要参考有建筑设计总说明、总平面图、各层平面图、立面图、剖面图、节点构造详图、透视效果图。1.1.2.2平面图识图要点：总平面表示建筑的整体外形(俯视)尺寸及所在地理位置。各层平面图示出建筑在各层的布局、尺寸、外轮廓形状，其中以细点划线表示在各层的布局，确定其在各层的几何位置关系、尺寸，称“定位轴线”。1.1.2.3基本定位轴线一般通过建筑构件的中心线，一般分：横向轴线（从左向右）以阿拉伯数字表示在轴线尽端的圆圈内；竖向轴线（从下到上）以大写英文字母表示。1.1.2.4为了更详细表示某些次要构件的几何位置，要采用附加轴线，基本分类如下：两个相邻基本轴线之间的附加轴线，如图1中的 表示 轴线之后附加的第1根轴线（且在 轴线之前）； 表示 轴线之后的第1根轴线（且在相邻下一个轴线之前）； 轴线或 轴线之前的附加轴线，如图1中的 表示 轴线之前附加的第2根轴线。(图1如下)1.1.2.5详图索引编号：平面图(或剖面图)中为详细表示某些节点细部要采用“详细索引编号”，以粗实线圆圈（内写索引编号）和通过其直径的一条细实线表示。细实线上方为节点序号，下方为详图所在图纸的序号（详图与其所在的图在同一张图纸上时，细实线下方为细实线段表示），如索引 详图在标准图册上，可在细实线的延长线上表出图册名称。如下图表示本图中的第4号索引节点详图，且该详图在本图内。1.1.2.6立面图表示建筑各个方向的正立面投影，主要表达设计者对建筑的立面造型。1.1.2.7剖面图主要表示建筑各层平面及构件在高度方向上的几何位置关系和平面图、立面图中无法清楚表达的断面形状、尺寸，一般标出各层楼板和窗洞的标高（在各层平面图上也标有标高）。如下图 所示：（单位为米）剖到的构件外轮廓以粗实线表示，一层平面标高一般为0.000。 1.1.2.8剖面图一般图名为（剖面），其中（）一般为阿拉伯数字，一般在一层平面图中标出。符号为表示剖切位置的短直线与其垂直的表示观察方向线（均为粗实线），方向为数字所在方向，参见图1。1.1.2.9结施图：设计总说明、结构平面布置图、构件配筋模板图、节点详图等组成。均在幕墙设计时参考。1.1.2.10结构平面布置图：表示各楼层的结构标高，结构的几何尺寸、构件布置及编号、楼梯编号、洞口尺寸等，并有与建施平面图类似的索引节点详图编号；采用定位轴线与对应的建施平面图一致。1.1.2.11构件配筋模板图：根据结构平面布置图上构件的编号可以从相应的构件配筋模板图上找到构件的配筋，准确截面几何形状尺寸，对于常规或不复杂的工程，有时无模板图。1.1.2.12结构设计总说明：其中列出建筑的结构类型，设计采用的地震烈度和材料等级等。 1.2 建筑等级分类1.2.1 建筑根据其重要性分四类 甲类：特殊要求的建筑，如遇地震破坏会导致严重后果的建筑等，必须经国家规定的批准权限批准。 乙类：国家重点抗震城市的生命线工程的建筑。 丙类：甲、乙、丁类以外的建筑。 丁类：次要的建筑，如遇地震破坏不易造成人员伤亡和较大经济损失的建筑等。1.2.2 建筑按防雷要求分三类 第一类防雷：制造、使用或贮存炸药、起火药、火工品等大量爆炸物质的建筑物因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者；具有0区或10区爆炸危险环境者； 具有1区爆炸危险环境，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 第二类防雷：国家级重点文物保护的、国家级的会堂、办公、大型展览和博览建筑物;大型 火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑 物;国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重大意义且装有大量电子设备的建筑物;制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物和具有1区爆炸危险环境且电 火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人员伤亡者、具有2区或11区爆炸危险的建筑物;预计雷击次数0.06次/a的部、省办公及其重要或人员密集的公共建筑物;预计雷击次数0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。 第三类防雷：省级重点文物保护和省级档案馆;预计雷击次数0.012次/a,且0.06次/a的部、省级办公及重要或人员密集的公共建筑物;预计雷击0.06次/a,且0.3次/a,的 住宅、办公楼等一般性民用建筑物; 预计雷击0.06次/a的一般工业建筑物;确定防雷的21、22、23区火灾危险环境;在平均雷暴日15d/a,高度15m的烟筒、 水塔和在平均雷暴日15d/a,高度20m的烟筒、水塔等孤立的高耸建筑物。1.2.3 根据建筑抗风设计的原则和地面粗糙程度将建筑物按地理位置分四类 A类：海面、海岛、海岸、湖岸、沙漠地区。 B类：田野、乡村、丘陵、房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区。 C类：有密集建筑群的城市市区。 D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区。高层建筑（幕墙）主要位于B、C、D三类地区，荷载规范给出的基本风压是10m高度上的，不同高度上的风压要乘以高度系数（z ）。1.2.4 根据不同的分类方式（高度、防火等级、结构体系、用途等），建筑物可以分很多类。1.3 建筑基本结构体系1.3.1 高层建筑结构以钢筋混凝土结构为主，其结构体系主要有： 框架结构：由杆件（梁、柱）组成，用于不考虑抗震设防、层数少的层间高大的建筑，见a 。 剪力墙结构：剪力墙结构中，纵横方向的墙体组成抗侧力体系，有较好的抗震性能，见图b 。 框架-剪力墙结构：在框架结构中适当布置剪力墙可以组成框架_剪力墙结构，这种结构既具有框架结构布置灵活、方便使用的特点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，适用于公共和旅馆建筑，见图c 。 筒体结构：平面剪力墙可以组成空间薄壁筒体；框架通过减小柱距，形成空间密柱框筒。这些以一个或多个筒体来抵抗水平力的结构。筒体结构 框筒结构（由外框筒承受水平荷载，内柱主要承受楼面竖向力。框筒柱距一般在3m以内，框筒梁较高，开洞面积一般在60%以下，见图d 。） 筒体-框架结构（以内筒为主抵抗水平荷载；外框架柱距大，刚度小，主要承受楼面竖向荷载，见图e 。） 筒中筒结构（由薄壁内筒和密柱外框筒组成，具有很好的抗风、抗震能力，见图f 。） 多筒体结构（在平面内设置多个钢筋混凝土剪力墙筒体，适用于复杂平面的布置要 求，另一方面，设置角筒有利于加强结构的整体性，见图g 。） 成束筒结构（由若干个筒体并联而成，有很大的刚度和很高的强度，用于高度很大 的高层建筑，见图h 。） 多重筒（巨型）结构（筒中筒结构进一步发展，圆形平面建筑物中常采用，见图i 。）1.3.2 高层建筑由两级结构组成： 第一级结构超越楼层划分，形成跨若干楼层的巨梁、巨柱（超级框架）或巨型桁架杆件（超级桁架），以这巨型结构来承受水平力和竖向荷载。 第二级结构是楼面，只承受竖向荷载并将荷载所产生的内力传递到第一级结构上去。 图a 框架 图b 剪力墙 图c 框架-剪力墙 图d 框筒 图e 筒体-框架 图f筒中筒 图g 多筒体 图h 成束筒 图I 多重筒1.3.3 带转换层的高层建筑结构 上层和下层结构类型转换：用于剪力墙结构和框架-剪力墙结构，将上部剪力墙转换为下部的框架，创造较大的内部自由空间。 转换层按结构功能分 上、下层的柱网、轴线改变：上、下层结构形式没有改变，但是通过转换层使下层柱的柱距扩大，形成大柱网，常用于外框筒的 下层形成较大的入口。 同时转换结构形式和结构轴线布置：上部楼层剪力墙结构通过转换层转变为框架的同时，下部柱网与上部柱网轴线错开，形成上、 下不对齐的布置。1.3.4 高层建筑结构体系的选择1.3.4.1 抗侧力结构体系的选择见表1和表2（注：房屋高度指室外地面至檐口高度，不包括局部突出屋面的部位。位于类场地的建筑或不规则建筑，表中高度应适当降低。超过表中高度，设计时应有可靠依据并采取有效措施。） 表1 房屋适用的最大高度（m）结 构 体 系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度9度框架现浇6060554525装配整体50503525框架-剪力墙、框架-筒体现浇13013012010050装配整体1001009070现浇剪力墙无框支墙14014012010060部分框支墙12012010080筒中筒及成束筒18018015012070表2 适宜采用的结构体系 用 途高 度50m以下50m以上住宅剪力墙、框架-剪力墙*剪力墙、框架-剪力墙*旅馆剪力墙、框架-剪力墙、框架*剪力墙、框架-剪力墙、筒体公共建筑框架-剪力墙、框架*框架-剪力墙、筒体 注：标 * 的表示尽量少用。1.3.4.2 楼面体系的选择（注：幕墙的连接件、层间封修等问题与楼面体系关系密切） 平板体系（单向或双向板）：非预应力平板不宜超过6m，预应力平板不宜超过9m。 无梁楼盖：合适跨度（普通钢筋混凝土楼面6m以内，预应力混凝土楼面可达9m。 密肋楼盖：肋距常为0.91.5m,一般为1.2m,现浇混凝土密肋楼盖跨度一般不超过9m,预应力混凝土密肋楼盖的跨度不超过12m。 肋形楼盖：梁板式肋形楼盖应用最广，现浇梁板一般用定型模板施工。 在下列情况下，应采用（一般厚度不小于180mm）的现浇楼面：建筑物高度超过50m；设防烈9度；屋面受温度影响较大，而且整浇刚性屋面有利于结构的空间整体受力；平面十分复杂、应力集中严重；上下层刚度变化很大等。1.4 建筑荷载和地震作用1.4.1. 高层建筑由于很高，使得水平力（风力与地震作用）成为第一位的、起控制作用的荷载，而竖向荷载的作用成为第二位的作用荷载。1.4.2. 竖向荷载 结构自重（恒载）：由构件截面尺寸、长度、装修材料等直接计算，建筑材料单 位体积重量按荷载规范取值。采用标准值作为代表值。 使用荷载（活荷载）：根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值，按荷载规范取值。在荷载规范中未作规定的，按表3取。 表3 民用建筑楼面均布活荷载项 目活荷载标准值（KN/m2）准永久值系数q备 注酒吧间、舞厅、展览厅3.04.00.5荷载较大时按实际情况。屋面花园4.05.00.8贮藏室5.08.00.8饭店厨房、洗衣房4.05.00.5健身房、娱乐室3.04.50.51.4.3. 风荷载（按现行国家规范JGJ102-2003要求计算，对于高层、超高层建筑应乘以放大系数1.1 、1.2） 1.4.3.1 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算主要承重结构：wk=zszw0 计算围护结构：wk=gzszw0wk风荷载标准值，KN/m2 ； z高度z处的风振系数 ； s风载体形系数 ；z风压高度变化系数； w0基本风压 ； gz高度z处的阵风系数（幕墙可取2.25）。1.4.3.2 w0= 0.502 ， 按荷载规范中全国基本风压分布图的规定采用。 (为空气密度；0是当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的50年一遇 10分钟平均最大风速。) z应按下表数据采用： 离地面或海平面高度（m）地 面 粗 糙 度 类 别ABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.93702.201.861.451.02802.271.951.541.11902.342.021.621.191002.402.091.701.271502.642.382.031.612002.832.612.301.922502.992.802.542.193003.122.972.752.453503.123.122.942.684003.123.123.122.914503.123.123.123.12 S与体型、平面尺寸有关，一般按下列规定采用： 建筑体型 S圆形、椭圆形 0.8正多边形、直角三角形 (n为多边形边数)S =0.8+1.2/n0.5矩形、鼓形、十字形（除细高的塔式建筑外） 1.3V形、Y形、弧形、双十字形、井字形、L形、槽形、高宽比H/Bmax大于4，长宽比L/ Bmax不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑 1.4风荷载并不是均匀的，在验算墙板、女儿墙、窗玻璃、玻璃幕墙、广告牌、挑檐、阳台等构件的承载力和连接件的强度时，采用局部加大风力。迎风面墙面 1.5背风面和侧风面墙面 -1.5檐口、雨篷、阳台、遮阳板等水平构件上浮风力 -2.0迎风面积取垂直于风向的最大投影面积，当平面形状复杂需要更准确地决定风载体型系数时，可进行风洞模型试验。 z反映风力作用下的动力性质，当建筑物高度不超过30m，且高宽比小于1.5时,建筑物刚度较大，z=1.0 。高度超过30m、高宽比大于1.5的高层建筑，z=1+（H i / H）(/z)。Hi第i层标高；H建筑总高度；脉动增大系数,按荷载规范取值；z风压高度系数； 脉动影响系数（按荷载规范取值），当建筑物高度不小于宽度的2倍时，可取下列数值：地面粗糙度类别为A类时=0.48；B类时=0.53；C、D类时=0.63 。 gz计算围护结构风荷载时的阵风系数一般按下表确定：离地面高度（m）地面粗糙度类别ABCD51.691.882.303.21101.631.782.102.76151.601.721.992.54201.581.691.922.39301.541.641.832.21401.521.601.772.09501.511.581.732.01601.491.561.691.94701.481.541.661.89801.471.531.641.85901.471.521.621.811001.461.511.601.781501.431.471.541.672001.421.441.501.602501.401.421.461.553001.391.411.441.513501.381.391.421.474001.381.381.401.454501.371.371.391.431.4.4 地震作用1.4.4.1 高层建筑一般在69度范围内进行抗震设防，6度设防时一般不必计算地震作用，只采用必要的抗震措施，79度设防时，要计算地震作用。1.4.4.2 建筑结构考虑地震作用的原则： 一般按两个主轴方向分别考虑水平地震作用，各方向地震力应全部由该方向抗侧力构件承担。 质量与刚度不对称，明显不均匀，产生显著扭转的结构，应考虑水平地震力扭转的影响。 有斜交抗侧力结构时，应按各斜交方向进行验算。1.4.4.3 地震作用采用的几种计算方法： 高度40m，以剪切变形为主，刚度与质量沿高度分布比较均匀的建筑物，采用底部剪力法。 高度40m，一般可采用反应谱振型组合的方法。 刚度与质量分布特别不均匀的建筑物；甲类建筑物；高度80m，设防烈度7度和8度的、 类场地的建筑物；高度60m，设防烈度8度的类场地、类场地和9度的建筑物。采用直接动力法进行分析。 地震作用时，建筑物重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。（即：恒载的全部、雪载的50%、一般楼面活荷载的50%、藏书库和档案库活荷载的80%）1.4.4.4 钢筋混凝土建筑结构抗震等级选用：结构类型设 防 烈 度6789框架结构高度（m）25253535353525框架四三三二二一一框架-剪力墙框架-筒体高度（m）505060605050808050框架四三三二三二一一剪力墙三二二二一一一剪力墙高度（m）606080803535808010060一般剪力墙四三三二三二一一底层大空间剪力墙三二二二二一不宜采用不应采用框架三二二一二一筒中筒结构成束筒结构高度（m）60180601506080801006070框架三二二一一剪力墙三二一一一 （注：对于四级抗震等级，除上述规定外，均按非抗震设计）1.5 温度缝、沉降缝、防震缝1.5.1 温度缝(缝以少设为好)，通常高层建筑结构温度-收缩缝最大间距采用下表：结构类型施工方法最大间距（m）框架框架-剪力墙装配式75现浇外墙装配65外墙现浇55剪力墙装配式大板70现浇外墙装配65外墙现浇45 在较长的距离上不设温度-收缩缝要采取以下结构和施工措施： 在温度影响较大的部位（顶层、底层、山墙、内纵墙端、开间等）提高配筋率，一般0.3% 。 直接阳光照射的屋面应加厚隔热保温层，或设置架空通风屋面。 顶层可局部改变结构形式，如剪力墙结构顶层改为框架，或顶层分长度较小的几段。 施工中留后浇带（每隔40m留7001000mm宽，贯通结构整个横截面，选择对结构受力影响最小的部位通过，采用高标号的混凝土充填），见下图。1.5.2. 沉降缝用来划分层数相差很远、荷载相差很大的高层建筑各部位，避免沉降差异使结构产生损坏。主楼与裙楼要留后浇带（构造见右图）,等沉降稳定后在浇筑，但钢筋可以直通,不必搭接。1.5.3防震缝是考虑相邻结构单元有相向振动的可能性，所以缝的净宽不应小于相邻单元水平位移之和(按较低的结构单元顶部标高处位移计算)。除了设置温度-收缩缝和沉降缝时必须按防震缝的要求设计三缝合一之外，在下列情况下，要单独设置防震缝： 结构平面布置的平面尺寸和突出尺寸之比（l/b）大于1，而无有效的构造措施时。 各部分结构刚度相差很远，采用不同的材料和结构体系时。 各部分质量相差很大、有较大的错层时。 防震缝的最小宽度（mm）结 构 类 型设 防 烈 度备 注6789框架4H+105H-57H-3510H-80H表示相邻的单元中较低单元的屋面高度(m)，不包括突出屋面的部分。框架-剪力墙3.5H+94.2H-46H-308.5H-68剪力墙2.8H+73.5H-35H-257H-55 注：防震缝应在地面以上沿全高设置。凡是要设缝，就要分得彻底，凡是不设缝，就要连接牢固。1.6 现场的测量与放线1.6.1 幕墙是建筑物的外围护结构，通过预埋件和转接件等结构件与主体结构连结，由于幕墙 的高精级特征，所以对土建的要求相对提高，（土建施工的误差与建筑结构的难易、施工单位的水平等有着密切关系），这就造成幕墙施工与土建误差的矛盾。1.6.2 解决上述矛盾的唯一途径是对结构误差进行调整，这就需要对主体已完或局部完成的建筑物进行外轮廓测量，根据测量结果确定幕墙的调整处理方法。1.6.3 现场测量的工作程序：熟悉建筑结构与幕墙设计图幕墙施工图、土建图、结构图了解，主要立面变化的位置、标高、变化的特点，对照实际施工进行。整个工程进行分区、分面一般以立面划分为基础，以立面变化为界限的原则，全方位测量。确定基准测量轴线即建筑物的基准线，幕墙要与土建共同确定基准轴线或复核土建的基准轴线。确定基准测量层对每个区进行测量，首先找到关键层：一般在全区的最高部位、在立面变化复杂的上下层、每个复杂立面层、影响周围环境的层次等，关键层是垂直方位的定位层。放线从关键点开始，先放水平线，用水准仪（或水平管）进行水平线的放线，一般的铁线放线用花蓝螺丝收紧，然后吊线，放线时风力不宜大于4级。高层、超高层建筑一般用仪器放线而不用铁线吊线的方法。确定关键点在关键层寻找，但不一定在基准轴上，且不低于两个。记录原始数据对测量的结果进行整理、分类，对照建筑图进行误差寻找得出误差结果。测量根据放线后的现场情况，对实际施工的土建结构进行测量：注意（多把米尺同时测量时米尺的误差，测量前要对尺；测量点要统一；测量结果随时记录。）更换测量立面（或层次）重复上面的工作程序出测量成果图立面、剖面（层高）、平面图、处理误差详图及说明。处理数据对数据整理后，要对误差大、需调整的位置提出处理方案，报设计部。1.6.4 现场测量的器具：冲击钻、电焊机、经纬仪、水准仪、水平管、卷尺、花蓝螺丝（紧仔）、吊锤、铁线固定用角铁或钢筋头等。1.6.5 幕墙施工时，建筑物外轮廓测量的结果不但对预埋件、连接件、转接件的安装和竖梁定位放线的质量起着决定性作用，而且施工的全过程都离不开现场的准确测量。在施工现场找准预埋区域熟悉图纸（找出主导分格，可调和不可调尺寸）1.6.5.1 预埋件安装：打水平或检查土建水平（水准仪按规范使用，水准仪定位时考虑安全、摆正放稳，定点间距大致相等）找出准确的定位点（不得少于两点）找出定位轴线（与实际施工现场对照）预置预埋件验证水平分割的尺寸（与部位分格对照复核，同时对与定线相邻的预埋件定位线进行测定检查）线相邻的预埋件定位线进行测定检查）水平分割（确定预埋件的中心位置，通尺分割，也可在两定位轴线内进行分割，但最少不得少于在两定位轴线内分割）调整误差（要求每一定位轴线间误差，在本定位轴线间消化）测量误差（对所在工作面进行测量，主要水平方向，同时检查定位轴线间的误差，超过误差范围应与土建或甲方协商解决）拉水平线（在定位点间拉水平线，用紧仔收紧，保证水平度）预埋件准确定位（控制三维误差：X向20mm，Y向10mm，Z向10mm，在实际准确定位时不能积累误差）预置预埋件 寻准预埋件（预埋件的作用是将连接件固定） 1.6.5.2连接件安装：对照竖梁垂线（竖梁的中心线是连接件的中心线，其偏差小于2mm）拉水平线控制水平高低及进深尺寸（三维空间误差工地施工控制误差：X向2mm，Y向2mm，Z向3mm） 1.6.5.3竖梁定位放线（在正式设计图纸已定，所有误差处理方案确定后进行，是幕墙安装的关键，所以放线必须准确）：准备所有的工器具了解图纸在施工现场找准所开线的位置（将转角、轴线、变高变截面的位置一一对照）寻找辅助层打水平线（在放线时要找一个辅助层打水平，以保证两点形成一根定位线，可以一个或几个，层数越多辅助层就越多）在关键层打水平线（找出关键点，并对此点用水准仪抄平 ）吊垂直线（注意：固定好吊线支座；每根线都在分割点上；分割点必须准确；吊线时必须先看是否有其它东西挡住；所吊垂线代表一根竖梁的安装位置；吊垂的重量根据情况可用重砝码的办法来减少风力对其的影响；高层、超高层采用经纬仪配合吊线，吊垂线一根一根的吊，同时用经纬仪进行辅助工作，如无外排栅垂直放线尽量用经纬仪控制。）进行水平分割（查看图纸分格