建筑构造---基础与地下室.ppt

建筑构造,山东协和职业技术学院,第二篇,民用建筑构造,建筑物的构造组成及作用,一基本组成：基础墙或柱楼板层和地层楼梯屋顶门窗,建筑物的构造组成及作用,特有构配件：阳台、坡道、雨篷、烟囱、台阶、垃圾井、花池等。,影响建筑构造的因素,外力作用的影响决定结构选型、材料选用、构造设计。荷载包括静荷载（恒荷载、活荷载）和动荷载。自然气候的影响防潮、防水、保温、隔热防变形措施（风霜雨雪）各种人为因素的影响-隔振、防腐、防火、隔声（车撞、火灾、机械振动、）物质技术条件的影响：结构材料、施工方面发展建筑标准：建筑等级,大量性-常规法/大型性-标准高美观,第三篇基础与地下室,基础与地下室,3.1基础与地基,一、概述（一）、基础与地基的含义：,基础：建筑物最下面以下的那部分承重构件。是建筑物与土壤直接接触的部分，承受全部荷载并把这些荷载安全均匀的传递给地基。是建筑物的一部分。地基：是基础下面承受建筑物全部荷载的土层。地基承受建筑物荷载而产生应力应变，随土层深度增加而减小达到一定深度后，忽略不计。不是建筑物的组成部分。,3.1基础与地基,3.1基础与地基,持力层：地基中直接承受建筑物荷载的土层下卧层：持力层以下的软土层,（二）作用,基础；它承受着建筑物的上部荷载，并将这些荷载传给地基。地基：支承建筑物重量。要求坚固耐久。（建筑事故与地基的关系）,3.1基础与地基,二、地基基础的关系,fFNA,地基承载力,基础底面面积,FN建筑物的荷载,3.1基础与地基,三、地基的分类,1.天然地基：,凡天然土层本身具有足够的强度，能直接承受建筑物荷载的地基，不需人工加固被称为天然地基。,2.人工地基：,土层承载力差或上部荷载大，须预先对土壤层进行人工加工或加固处理后才能承受建筑物荷载的地基称人工地基。,3.1基础与地基,地基处理,3.1基础与地基,压实法换土法、打桩法化学加固法,方法：,（1）压实法,用各种机械对土层进行夯打、碾压、振动来压实松散土的方法为压实法。,3.1基础与地基,（2）换土法当基础下土层比较软弱，或地基有部分较弱的土层，如淤泥、淤泥质土、填土等，不能满足上部荷载对地基的要求时，可将较弱土层全部或部分挖去，换成其他较坚硬的材料，这种方法叫换土法。（压缩性低的无侵蚀性材料：砂、碎石、矿渣、石屑、等松散材料）,（3）打桩法,当建筑物荷载很大，地基土层很弱，地基承载力不能满足要求时，可以采用桩基，将钢筋混凝土桩、钢桩、砂桩、打入或灌入土,3.1基础与地基,中，使基础上的荷载经过桩传给地基土层，这也是一种加固地基的方式。,桩基础,3.1基础与地基,3.1基础与地基,钢筋混凝土基础,3.1基础与地基,砖基础,3.1基础与地基,石基础,3.1基础与地基,地基施工,3.1基础与地基,（4）、化学加固法利用化学浆液或胶结剂采用灌注、压入、高压喷射、拌和，使浆液与土粒胶结，提高土层承载力。如：水泥搅拌,使固化剂和土发生化学反应使淤泥质土、粘性土这些软土硬结成水泥加固土，提高土基强度。,3.1基础与地基,四、基础与地基的重要性,基础是房屋的重要组成部分，而地基与基础又密切相关，若地基基础一旦出现问题，就难以补救。从工程造价上一般4、5层民用建筑，其基础工程的造价约占总造价的10%40%。,五、地基与基础的设计要求,1.具有足够的承载力2.具有足够的强度和稳定性3.经济,3.1基础与地基,六、基础的埋置深度,1、概念：由室外设计地面到基础底面的垂直距离，叫基础的埋置深度，简称基础埋深。,3.1基础与地基,2、基础的埋置深度基础的埋深小于5m为浅基础基础的埋深大于等于5m为深基础。当基础直接做在地表面上的称不埋基础。基础的埋置深度一般不应小于500mm。,3、影响基础埋深的因素,（1）建筑物上部荷载的大小建筑物上部荷载的大，基础埋深大。,3.1基础与地基,（2）工程地质根据土层构成，确定基础的埋置位置。上层土质好而有足够厚度，则以埋在上层范围内为宜;如坚实平坦的土层或岩石）反之，上层土质差而厚度浅，则以埋置下层好土范围内为宜。,3.1基础与地基,土层的影响,3.1基础与地基,（3）水文地质:地下水上升下降影响建筑物的沉降，如黏性土在地下水上升时，土层因含水量增加而膨胀，使土的强度降低;当地下水下降时，基础将产生下沉。一般基础应争取埋在最高水位以上200mm当地下水位较高，基础不能埋在最高水位以上时，不得不埋在地下水内，但应注意宜将基础底面埋置在最低地下水位以下200mm。防止置于地下水升降幅度内，减小水的浮力对建筑的影响。如果在中间，水位上涨建筑物对地基压力小，建筑物浮起来（游泳池）,3.1基础与地基,3.1基础与地基,（4）、地基土冻胀深度与基础埋深的关系,冻土线：冻结土与非冻结土的分界线冰冻深度：冰冻线至地表的垂直距离地基土冻结后，是否对建筑产生不良影响，主要看土冻结后会不会产生冻胀现象。若产生冻胀，会把房屋向上拱起(冻胀向上的力会超过地基承载力)，土层解冻，基础又下沉。这种冻融交替，使房屋处于不稳定状态，产生变形，如墙身开裂，门窗倾斜而开启困难;甚至使建筑物结构也遭到破坏等。基础应埋置在冻土线以下200mm。,3.1基础与地基,（5）、其他因素对基础埋深的影响,应考虑相邻基础的深度，拟建建筑物是否有地下室、设备基础等因素的影响。,3.2基础的类型与构造,一、按基础的构造形式分类条形基础独立基础井格式基础筏形基础箱形基础桩基础,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,1.条形基础基础是连续带形，也称带形基础。有墙下条形基础和柱下条形基础。墙下条形基础：一般用于多层混合结构的承重墙下，低层或小型建筑常用砖、石、混凝土等刚性条形基础。如上部为钢筋混凝土墙，或地基较差，荷载较大时，可采用钢筋混凝土条形基础柱下条形基础：因为上部结构为框架结构或排架结构，荷载较大或荷载分布不均匀，地基承载力偏低，柱下常设单独基础，用基础梁连接形成条形基础，为增加基底面积或增强整体刚度，以减少不均匀沉降，常用钢筋混凝土条形基础。,3.2基础的类型与构造,图3-8条形基础,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,2.独立基础上部结构为框架结构或排架结构，适用于多层框架结构或厂房承载力不低于排架柱下基础，常用方形、矩形单独基础。主要用于柱下，当建筑墙承重时，地基弱，为节约基础材料、减少土石方工程量，采用墙下独立基础，为支撑上部墙体，独立基础可设基础梁等连续构件。形式：阶梯形、锥形、杯形（当柱为预制时，则将基础作成杯口形，然后将柱子插入，并嵌固在杯口内，故称杯形基础）,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,3井格式基础当地基条件较差，为了提高建筑物的整体性，防止柱子之间产生不均匀沉降，常将柱下基础沿纵横两个方向扩展连接起来，做成十字交叉的井格基础，可避免独立基础下沉不均匀的弊病。,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,4.筏形基础将墙或柱下基础连成一片，使整个建筑物的荷载承受在一块整板上，这种满堂式的板式基础称筏式基础或片筏基础。片筏基础的整体性好，常用于地基软弱的多层砌体结构、框架结构、剪力墙结构等，以及上部结构荷载较大且不均匀的情况筏形基础分：平板式：柱子支承在混凝土底板上。梁板式：梁在底板下方或梁在底板上方，柱子支承在梁上。,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,5.箱形基础对于上部结构荷载大、对地基不均匀沉降要求严格的高层建筑、重型建筑或软土地基以上的多层建筑，为增加基础刚度，常将基础做成箱形基础。箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和若干纵横隔墙组成的整体结构，。箱形基础埋深较大，空间刚度大，整体性强，能抵抗地基的不均匀沉降，较适用于高层建筑或在软弱地基上建造的重型建筑物,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,5桩基当建筑物荷载很大，地基土层很弱5m以上，地基承载力不能满足要求时，可以采用桩基，使基础上的荷载经过桩传给地基土层，这也是一种加固地基的方式。特点：承载力高，沉降量小，节省基础材料，减少挖填土方工程量，改善施工条件和缩短工期。桩基由承台和桩柱两部分组成,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,承台,承台是在桩柱顶现浇的钢筋混凝土梁或板上部支承墙的为承台梁上部支承柱的为承台板承台的厚度一般不小于300mm，由结构计算确定桩顶嵌人承台的深度不宜小于50100mm。桩按桩柱的材料不同可分为混凝土桩、钢筋混凝土桩、土桩、木桩、砂桩等。我国采用较多的为钢筋混凝土桩。,3.2基础的类型与构造,钢筋混凝土桩预制桩是把桩先预制好，然后用打桩机打入地基土层中。桩的断面一般为200350mm见方桩长不超过12m灌注桩是直接在所设计的桩位上开孔(圆形)，然后在孔内加放钢筋骨架，浇灌混凝土而成。,3.2基础的类型与构造,爆扩桩是用机械或爆扩等方法成孔，孔径一般为300400mm，成孔后用炸药扩大孔底，现浇灌混凝土而成。爆扩桩端是呈球状的扩大体，一般为桩身直径的23倍，桩长为57m,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,预制桩,按受力分为摩擦桩、端承桩。摩擦柱：建筑物的荷载靠桩表面与周围土产生的摩擦力来承担。用于软土层厚度较深,端承桩：建筑物的荷载主要靠桩端部支承在坚硬土层上来承担。用于软土层厚度不太深,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,二、按基础所用材料及受力特点分类（一）刚性基础砖基础石基础混凝土基础灰土、三合土基础（二）柔性基础,3.2基础的类型与构造,（一）刚性基础由刚性材料制作的基础称为刚性基础。常用的建筑材料中，砖、石、素混凝土等抗压强度高，而抗拉、抗剪强度低，均属刚性材料。,3.2基础的类型与构造,根据试验得知，上部结构(墙或柱)在基础中传递压力是沿一定角度分布的，这个传为角度称压力分布角，或称刚性角，以表示,3.2基础的类型与构造,刚性角是基础放宽的引线与墙体垂直线之间的夹角。刚性角用基础处挑宽度与基础高度之比值来表示。由于刚性材料抗压能力强，抗拉能力差，因此，刚性角只能在材料的抗压范围内控制。如果基础底面宽度超过控制范围，基础会因受拉而破坏所以，刚性基础底面宽度的增大要受到刚性角的限制。,3.2基础的类型与构造,常用刚性基础构造1、毛石基础由毛石与水泥砂浆砌筑而成。断面形式;矩形、台阶形、梯形毛石强度等级MU20以上，水泥砂浆M5基頂頂面寬比墻厚大200mm，每边宽100mm,每阶高300-400mm，2皮毛石，每阶挑出200mm,上级台阶压下级台阶一半，且同皮内设拉结石每2m把砖石里外左右拉结在一起。,3.2基础的类型与构造,毛石基础,3.2基础的类型与构造,毛石基础的砌筑其做法有两种一种是在基坑内先铺一层高约400mm左右的毛石后，灌以M25砂浆，分层施工，这叫毛石灌浆基础。另一种是边铺砂浆边砌毛石，叫做浆砌毛石基础。两种做法均要求毛石大小交错搭配，使灰缝错开。同时在砌毛石时，基础四周回填土应边砌边填分层夯实。,3.2基础的类型与构造,2、砖基础(240 x115x53)砖基础取材容易、价格较低、施工简便，是常用的类型之一。但由于强度、耐久性、抗冻性较差，多用于干燥而温暖地区的中小型建筑的基础。普通粘土砖，强度、耐久性、抗冻性、整体性较差，不利于保护土地资源，有城市用工业废渣砖和砌块，多用于地基土质好，地下水位较低5层以下的砖混结构中。非承重空心砖、硅酸盐砖和硅酸盐砌块，不得用于做基础材料。,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,砖基础的砌筑方式,由于刚性角限制，并考虑砌筑方便，常采用每隔二皮砖厚收进1/4砖的断面形式（二皮一收）基础底宽较大时，也可采取二一间隔收但其最底下一级必须用二皮砖厚。,3.2基础的类型与构造,砖基础,砖基础的逐步放阶形式称为大放脚。在大放脚下需加设垫层。如地基是好土时，一般在大放脚下铺3050mm厚水泥砂浆起找平作用的垫层。若上部荷载较大或地基较弱，北方地区多用450mm厚三七灰土(石灰:黄土为3:7)做垫层。在南方潮湿地区多采用1:3:6(石灰:炉渣:碎石或碎砖)三合土做垫层，厚度不小于300mm。,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,3、灰土基础砖基础下用灰土做垫层形成灰土基础。灰土：石灰粉3黏性土7按比例加水拌和夯实而成，施工方便，造价低，节约水泥，砖石材料，但抗冻性、耐水差、应设置在地下水位以上，冰冻线以下。,3.2基础的类型与构造,4、三合土基础砖基础下用石灰、砂骨料、（碎砖、碎石、矿渣）组成的三合土做垫层。配比：1：3：6，1：2：4施工简单，造价低，适合4层以下的民用建筑，埋置在地下水位以上。,3.2基础的类型与构造,5、混凝土及毛石混凝土基础,混凝土基础是用水泥、砂、石子加水拌合浇筑而成，常用混凝土强度等级为C15、C20形式：剖面形式有矩形、阶梯形、梯形等。特点：混凝土的强度、耐久性、防水性都较好，是理想的基础材料，多用于地下水位高或有冰冻情况的建筑。基础下面可设垫层，用低强度的混凝土或三合土。厚度80-100mm厚，每侧加宽80-100mm，作用：找平坑槽，便于放线，和传递荷载，,3.2基础的类型与构造,毛石混凝土基础若基础面积过大，在混凝土中填入适当数量的毛石，即是毛石混凝土基础。分布均匀。,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,3.2基础的类型与构造,（二）柔性基础,当建筑物的荷载较大而地基承载能力较小时，由于基础底面宽度Bo需要加宽，如果采用刚性材料，势必导致基础深度也要加大。增加了挖土工作量，而且还使材料用量增加，对工期和造价都十分不利。,3.2基础的类型与构造,如果在混凝土基础的底部配以钢筋，利用钢筋来承受拉力使基础底部能够承受较大弯矩。这时，基础宽度的加大不受刚性角的限制。用钢筋混凝土建造的基础，叫做柔性基础,3.2基础的类型与构造,若为梯形：截面最薄处200mm阶梯形：每步高300-500mm，基础中受力钢筋的直径10mm,混凝土C20.施工时，为保证钢筋混凝土不陷入泥土中，同时使基础底面均匀传递对地基的压力，常在基础与地基之间设置强度等级为C10的混凝土垫层，其厚度应为70-100mm,此时钢筋距基础底面的保护层的厚度40mm,无垫层时70mm.，,3.3地下室,一、地下室的组成及类型1.地下室的类型,使用功能：,普通地下室和人防地下室,按埋入地下深度：,全地下室和半地下室,按结构形式：砖墙结构和钢筋混凝土结构,2、地下室的组成：墙身、底板、顶板、门窗、楼梯、采光井等部分组成,3.3地下室,二、地下室的防潮、防水构造（一）地下室的防潮当地下水的常年水位和最高水位均在地下室地坪标高以下时，地下水不可能浸入地下室内部，地下室外墙底板和外墙可只做防潮层，地下室防潮只适用于防无压水。,3.3地下室,垂直防潮层：地下室外墙外面设垂直防潮层。其做法是：在墙体外表面先抹一层20mm厚的1：2.5水泥砂浆找平（高出散水300mm以上），再涂一道冷底子油和两道热沥青（至散水底)；然后在外侧回填低渗透性土壤(北方灰土，南方炉渣)，并逐层夯实，土层宽度为500mm左右，以防地面雨水或其它地表水的影响。,3.3地下室,水平防潮层地下室的所有墙体都应设两道水平防潮层，一道设在地下室地坪附近(结构层之间），另一道设在室外地坪散水以上150200mm处，使整个地下室防潮层连成整体，以防地潮沿地下墙身或勒脚处进入室内，如图3-14所示。凡在外墙管道接缝处，均用油膏嵌缝。,地坪防潮,墙身防潮,图3-14地下室的防潮处理,3.3地下室,（二）地下室的防水当设计最高水位高于地下室地坪时，地下室的外墙和底板都浸泡在水中，外墙和底板分别受到地下水的侧压力和浮力，应考虑进行防水处理。常采用的防水措施有柔性防水材料、刚性防水材料、弹性防水材料三类,3.3地下室,1、柔性材料防水是指在外墙和地坪表面敷设防水卷材，阻止地下水渗入。卷材防水是常用的一种防水材料。地下室采用卷材防水层时，防水卷材的层数应按地下水的最大水头选用（见表）。a、卷材防水按防水层铺贴位置的不同，分外防水和内防水两种。,3.3地下室,外防水是将防水层贴在地下室外墙的外表面（即迎水面），这种方法防水效果好，但维修困难。外防水构造要点是：地坪防水：先在混凝土垫层上将油毡满铺整个