导图社区 一级造价工程师(一造)技术与计量——第二章工程构造
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编辑于2024-09-04 09:33:10工程构造
工业与 民用建筑
分类及应用
工业建筑分类
①厂房层数(单层、多层、混合层数厂房);②工业建筑用途(生产、生产辅助、动力用厂房,储存用、运输用、其他建筑)
③承重结构形式(排架、刚架、空间结构型)
刚架上刚
④车间生产状况(冷加工、热加工、恒温恒湿、洁净、其他特种状况车间)
民用建筑分类
①用途(居住和公共);③设计使用年限(5、25、50、100,设计基准期为50年);④承重结构材料(木、砖木、砖混、钢混、钢、型钢砼组合结构)
②层数和高度(≤27m的住宅、≤24m的公共及>24m的单层公共建筑为低层或多层;>100m为超高层;其他为高层民用建筑)
⑤按施工方法分为现浇现砌式和装配式(⑴装配式砼结构、⑵装配式钢结构、⑶装配式木结构),其中"⑴砼"分为全预制装配式(柔性连接,恢复性能好生产效率高)和预制装配整体式(刚性连接,整体性好经济效果好),"⑵"分为钢框架和钢框架—支撑(支撑失稳后不致危);"⑶"分为装配式纯木、装配式木组合、装配式木混合结构
⑥承重体系
⑴混合结构(6层以下)、⑵框架结构(较大建筑空间)、⑶剪力墙(平面布置不灵活)、⑷框架—剪力墙结构(≤170m)、⑸筒体结构(≤300m,抵抗水平荷载最有效)
竖向
⑹桁架结构(常用于单层厂房)、⑺网架结构(杆件受轴向力,角锥体系受力合理)、⑻拱式结构(轴向压力)、⑼悬索结构(钢索受拉、跨度达160m)、⑽薄壁空间结构(轴向压力,展乐飞)
屋盖,⑺⑽为空间结构
绿色建筑和节能建筑
绿色建筑评价指标包括安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居,分为基本级、一星级、二星级和三星级4级
生环安康资
节能建筑分为①一般节能、②被动式(使用太阳、人体、家电和热回收装置)、③零能耗(不消耗常规能源,仅靠太阳能等可再生能源)和④产能型建筑
民用建筑构造
基础
类型
材料及受力特点(刚性、柔性,钢混基础断面可做成锥形,最薄处≥200)
构造形式(独立、条形、柱下十字交叉、筏形、箱型、桩基础,箱型基础适用于软弱土层、高层建筑,桩基础适用于软弱土层≥5m、超高层建筑)
5浅1深
埋深(≥5m或≥4倍基础宽度的为深基础,埋深应≥0.5m且基础顶面标高≤设计地面0.1m)
地下室 防潮与防水
当地下室地坪位于常年地下水位以上时做防潮处理。所有墙体须设两道水平防潮层,一道在地坪附近,另一道在地面散水以上150—200位置
当地下室地坪位于最高设计地下水位以下时做防水处理。分为内防水和外防水(内贴法和外贴法),防水层外设水泥砂浆保护层、砖保护墙(厚120)、隔水层(厚500)、滤水层(深0.5—1m)
墙
砖墙 细部构造
防潮层。当地面为实铺时,设在室内地坪以下60处;当地面为架空木地板时,设在室内地坪和和格栅垫木之间;当两室内地坪不等高时,设在每侧地表下60处且之间加设垂直防潮层。油毡防潮不利于抗震
散水和暗沟(明沟)。降水量<900可只设散水,其宽度为0.6—1m,坡度为3%—5%;降水量>900应增设沟,其坡度为0.5%—1%
圈梁
厂房、仓库、食堂等空旷单层房屋。①砖砌体的,檐口标高5—8m应在檐口标高处设一道,>8m应增设;②砌块计料石砌体的,檐口标高4—5m应在檐口标高处设一道,>5m应增设;③有吊车或较大振动设备的,未有效隔振的应增设
构造柱
一般在外墙四角、错层部位、横墙与外纵墙交接处、较大洞口两侧设置
交角错洞
马牙槎凹凸尺寸≥60,高度≤300,应先退后进对称砌筑。拉结钢筋网片沿墙高每隔500设置,每边伸入墙内≥1m;若抗震设防应沿墙体水平通长设置:8度——底1/2楼层
变形缝。包括伸缩缝、沉降缝(仅有沉降缝基础需断开)和防震缝
勒脚、窗台、过梁、烟道与通风道
保温隔热
分为单一保温、外保温、内保温和夹心保温外墙
外墙外保温
最科学、最有效的保温节能技术,常用的外保温材料包括:膨胀型(EPS)、挤塑型聚苯乙烯板(XPS),岩棉板、玻璃棉毡和超轻保温浆料;其薄面层一般为聚合物水泥胶浆,厚面层为普通水泥砂浆
EPS、XPS 棉、超轻
最根本的特点是对整个建筑进行包裹,如不会产生热桥、施工快影响小等
外墙内保温
其保温结构由保温板和空气层组成,常用的保温板有GRC内保温板、P—GRC外墙内保温板、玻纤增强石膏外墙内保温板等,空气层既能防止保温材料变潮,也能提高墙体保温能力
GRC
优点是在楼板处被分割,施工安全造价低、夏季减少闷热感;缺点是热桥易结露、保温易裂缝、不利于既有建筑节能改造
楼板与地面
现浇钢混楼板
板式楼板。用于厨房厕所等小跨度房间及雨篷遮阳等
梁板式肋形楼板。用于开间进深及弯矩较大的房屋
有主梁
井字形肋楼板。肋肋间距1.5—3m,肋高180—250;用于跨度10m以内、近似正方形的门厅、会议厅等
无主梁
"梁式"楼板
无梁楼板。跨度≤6m,板厚≥120;用于荷载大管线多的商店和仓库等
预制砼楼板
预制装配式钢混楼板。节省模板提高效率但整体性不好
装配整体式钢混楼板。分为叠合楼板(叠合层内设置负弯矩钢筋并可敷设管线)和密肋填充块楼板(以陶土空心砖和矿渣砼空心块作填充,现浇密肋和面板;隔声效果好)
整体性好
地面构造及节能。地面由面、垫、基层组成;在严寒地区的冬季常见的保温构造是在距离外墙周边2m范围内设保温层
阳台与雨篷(悬挑式阳台挑梁压入墙内的长度一般为悬挑长度的1.5倍)
楼梯
组成。楼梯由梯段、平台、栏杆与扶手三部分组成,2级≤踏步≤18级,梯段净高≥2.2m,平台过道处净高≥2m
钢混楼梯构造
预制装配式。分为小型(按预制踏步的支撑方式分为悬挑式、墙承式和梁承式)、中型和大型构件装配式楼梯,其中,小型的是将梯段和平台分割成若干部分,中型的是由梯段和休息平台板两部分构成,大型的是将楼梯段和休息平台组成一个构件(即一跑),每层楼梯仅由这样两跑组成
现浇整体式。按照楼梯段的传力特点分为板式(小跨度)和梁式楼梯(较大跨度)
屋顶
平屋顶构造
排水
起坡方式。应设置≥1%的屋面坡度,一种是2%材料找坡(垫坡),另一种是3%结构起坡(搁置起坡);檐沟、天沟纵向找坡≥1%
材料小坡 结构大坡
排水方式。①低层建筑及檐高<10m的可无组织排水;②多层建筑宜有组织外排水;③高层建筑、寒冷地区、严寒地区宜(应)内排水;④多跨及汇水面积较大的宜天沟排水;⑤湿陷性黄土地区宜有组织排水且直接排至管网;⑥暴雨多的大型屋面宜虹吸式
单根落水管允许集水面积F=438D²/H,落水管间距为10—15m为宜;重力式排水,排水管≥2根
柔性防水
屋面工程防水等级按工程防水类别(甲乙丙)和使用环境类别(ⅠⅡⅢ)分为一(3道)二(2道)三(1道)级
九宫格
找平层厚度及技术要求
保温层上的找平层应留设分隔缝,缝宽5—20,纵横缝间距≤6m;分隔缝处应铺设带胎体增强材料的空铺附加层,其宽度为200—300
涂膜防水屋面。分为正置式(保温层在防水层下)和倒置式(保温层在防水层上);倒置式能使防水层无热胀冷缩、延长寿命,同时对其提供了物理保护、免受外力破坏
保护层。应和防水层间设置隔离层,块体材料、水泥砂浆保护层可用塑料膜、土工布、卷材做隔离层;细石砼保护层可用低等级砂浆做隔离层
坡屋顶构造。其承重结构分为砖墙承重(硬山搁檩)、屋架承重(三角形、多边形、矩形、梯形)、梁架承重 (穿斗结构)、钢混梁板承重(对于空间跨度不大的民用建筑,钢混折板结构式使用较为普遍)
三多矩梯
门窗与装饰构造
工业建筑构造
承重结构
①横向排架。由基础、柱、屋架组成,基础多采用(杯型)独立式;柱牛腿外缘高≥h/3且≥200,外缘与吊车梁相距100;屋架多采用折线形,中重型厂房常采用无檩屋盖
②纵向连系杆件。由吊车梁、圈梁、连系梁、基础梁组成,鱼腹式吊车梁受力合理,能充分发挥材料强度、节省材料,载荷大刚度大但构造制作复杂,需专门支垫
③支撑系统杆件。承受和传递吊车纵向制动力、山墙风荷载、纵向地震力等水平荷载
围护结构。承重结构和外墙屋顶以外,还包括地面、门窗、天窗、地沟、散水、坡道、消防梯、吊车梯等
道路桥梁涵洞地下工程
道路 工程
分类和组成
道路包括公路、城市道路、乡村道路等;城市道路分为快速路(完全交通)、主干路(交通为主)、次干路(兼有)和支路(服务为主),分隔带设置"必应可不"
道路工程结构组成分为路基和路面(垫层、基层、面层,下一层比上一层每边宽出0.25m),高级道路还多了底基层、联结层
路面按结构类型分为沥青路面(沥青砼路面最好,适用各等级)、水泥砼路面、砌块路面;按力学特性分为柔性路面(其破坏取决于极限垂直变形和弯拉应变)和刚性路面(其破坏仅取决极限于弯拉应变)
路基
填方路基
①填土(同类土、分层填)、②填石
填方量大
③砌石(基底面按1:5向内倾斜,高度2—15m)、④护肩(基底面按1:5向内倾斜,高度≤2m)、⑤护脚(内外侧坡坡度按1:0.5—1:0.75,高度≤5m)
填方量小
挖方路基
自然横坡面陡于1:5应挖台阶,台阶按2%—4%内倾、宽度≥1m;填挖衔接处应超挖回填——半填半挖路基
路面
垫层应满足强度和水稳定性要求;基层起主要承重作用、应满足强度、扩散荷载的能力以及水稳定性和抗冻性要求;面层应满足耐磨平整、抗滑低噪声等要求——路面结构
快速路及降雨量大的1.5%—2%,严寒积雪及透水路面1%—1.5%——坡度与路面排水
等级与分类
基层
①水泥稳定土;②石灰稳定土;③石灰工业废渣稳定土及综合稳定土
无机结合料稳定类
④级配碎(砾)石;⑤嵌锁型(填隙碎石)
粒料类
细粒①③、②、④砾石不能用于高、一级公路(及高级路面);⑤不能用于高、一二级公路;底基层各级都适用
面层
分为沥青路面(沥青混合料、乳化沥青碎石混合料、沥青贯入式和沥青表面处治)、水泥砼路面、其他类型
桥梁 工程
组成和分类
按跨径总长L和单孔跨径LK可分为特大、大(1000m≥L≥100m或150m≥LK≥40m)、中、小桥(30m≥L≥8m或20m>LK≥5m)
大桥415百千、小桥520830
按桥梁的结构形式可分为梁式桥、拱式桥、刚架桥、悬索桥和组合式桥
梁拱悬刚组合
桥面构造
①水泥砼或沥青砼铺装厚度60~80且强度≥行车道板砼等级;②防水砼铺装可不另设面层而直接承受车轮荷载,也可铺20厚的沥青表面作磨耗层,可在砼中铺4~6的钢筋网强化整体性
桥上纵坡机动车道≤4%,非机动车道≤2.5%,桥头引道机动车道纵坡≤5%;高架桥桥面应设≥0.3%的纵坡,桥面的横坡一般采用1.5%~3.0%
5引4机非2.50
通常在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置伸缩缝;伸缩缝在平行、垂直于桥梁轴线的两个方向均能自由伸缩,栏杆与桥面铺装都要断开
①镀锌薄钢板(中小跨径桥且变形量20~40)、②钢伸缩缝(斜桥、温差较大、跨径很大则用梳形钢板)、③橡胶伸缩缝(变形大的大跨度桥)
①护轮安全带(不设人行道)宽≥0.25m,高0.25~0.35m;②人行道宽0.75或1m,大于1m按0.5m倍数递增,高0.25~0.35m;③栏杆高0.8~1.2m,标准为1.0m,间距1.6~2.7m,标准为2.5m;④照明用灯高5m
承载结构
尽量选箱型梁
梁式桥
支座仅有垂直反力、无水平推力
①简支板桥(小跨度);②肋梁式简支梁桥即简支梁桥(中跨度);③箱形简支梁桥(大跨度)——简支梁式桥
大跨度桥梁广泛采用,一般采用预应力砼结构——连续梁式桥
悬臂跨与挂孔跨交替布置,通常为奇数跨布置——悬臂梁式桥
组合体系拱桥可分为桁架拱桥、刚架拱桥、桁式组合拱桥和拱式组合体系桥——拱式桥
两拱脚处竖向反力+水平反力(推力)
梁柱结点为刚结——钢架桥
悬索桥
①其高度主要由桥面标高和主缆索的垂跨比f/L(1/9~1/12)确定;②大跨度悬索桥分为桁架式、刚架式(常采用箱形截面)和混合式——桥塔(最重要构件)
主缆索的锚固构造,有重力式和隧洞式两种——锚碇
主要承重构件,可采用平行钢丝束钢缆(大跨度)或钢丝绳钢缆——主缆索
有直或斜吊索——吊索
上鞍下锚
是承受风载和其他横向水平力的主要构件;大跨度悬索桥的加劲梁均为钢结构,通常采用桁架梁和箱形梁;预应力砼加劲梁仅适用于跨径500m以下的悬索桥,大多采用箱形梁——加劲梁
支撑主缆的重要构件,分为塔顶索鞍和锚固索鞍——索鞍
组合式桥
①是斜拉桥的主要承重构件,占全桥的造价25%~30%;②采用较多的有平行钢丝束、钢绞线束和封闭式钢索,还有高强钢筋和型钢;③平行钢丝束在桥纵向的布置有辐射式、竖琴式、扇式、星式,在桥横向布置通常有单、双面索——拉索
砼斜拉桥常用连续梁、悬臂梁、悬臂和连续刚构等主梁形式——主梁
横截面可采用实心截面,大跨度采用箱形截面更为合理——索塔
桥梁支座类型很多,主要根据支承反力、跨度、建筑高度以及预期位移量来选定,包括①固定、单向和多向活动;②钢、聚四氟乙烯(滑动支座)、橡胶(板式、盆式,城市桥梁中常用的支座);③弧形、摇轴、辊轴、球形钢、拉压——桥梁支座
上部结构
桥墩
①实体桥墩由墩帽、墩身和基础组成,大跨径的墩帽厚度一般不小于0.4m,中小跨梁桥也不应小于0.3m,并设有50~100的檐口;②空心桥墩,薄壁空心墩按计算(不是按构造)配筋;③柱式桥墩一般由基础之上的承台、柱式墩身和盖梁组成;⑤框架墩组成平面框架代替墩身
⑴是桥墩轻型化的途径之一。它是在多跨桥的两端设置刚性较大的桥台,中墩均为柔性墩。全桥除在一个中墩上设置活动支座外,其余墩台均采用固定支座;⑵典型的是柔性排架桩墩,多用在墩台高度5~7m,跨径一般不宜超过13m的中、小型桥梁上;⑶柔性排架桩墩分单排和双排。单排一般适用于高度不超过5m,桩墩高度大于5.0m时宜设置双排架墩——④柔性墩
吾痴一生
桥台
①重力式桥台有U形桥台、埋置式桥台(将台身埋置于台前溜坡内,不需要另设翼墙,仅由台帽两端耳墙与路堤衔接)、八字式和耳墙式桥台等
②轻型桥台用结构的抗弯能力来减少圬工体积而使桥台轻型化,适用于小跨径桥梁;③框架式桥台承受的土压力较小,适用于地基承载力较低、台身较高、跨径较大的梁桥;④组合式桥台,桥台主要承受桥跨结构传来的竖向力和水平力,而台后的土压力由其他结构来承受,形成组合式的桥台
轻型
墩台基础
①扩大基础;②桩基础,地基浅层地质较差,持力土层埋藏较深,需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时,可用桩基础
③管柱基础,⑴施工方法和工艺较为复杂,所需机械设备较多,所以较少采用;⑵当桥址处的地质水文条件十分复杂,如大型的深水或海中基础,特别是深水岩面不平、流速大或有潮汐影响等自然条件下,不宜修建其他类型基础时,可采用管柱基础;⑶主要适用于岩层、紧密黏土等各类紧密土质的基底,并能穿过溶洞、孤石支承在紧密的土层或新鲜岩层上,不适用于有严重地质缺陷的地区,如断层挤压破碎带或严重的松散区域
④沉井基础,当桥梁结构上部荷载较大,而表层地基土的容许承载力不足,但在一定深度下有好的持力层,扩大基础开挖工作量大,施工围堰支撑有困难,或采用桩基础受水文地质条件限制时,此时采用沉井基础与其他深基础相比,经济上较为合理
下部结构
涵洞 工程
分类组成
多孔跨径总长L<8m或单孔跨径LK<5m);圆管涵及箱涵则不论孔径大小、孔数多少都称作涵洞
①波纹钢管(板)涵主要用于冻土、软弱地基等不良地质的暗涵以及有特殊要求的暗涵,不宜用于陡坡涵;②暗涵洞顶有≥ 0.5m填土;③新建涵洞应采用无压力式涵洞;当涵前允许积水时,可采用压力式或半压力式涵洞;当路基顶面高程低于横穿沟渠的水面高程时,也可设置倒虹吸管涵
①直径一般为0.75~2m;②受力情况和适应基础的性能较好,两端仅需设置端墙,不需设置墩台,造价低,但低路堤使用受到限制;③分类a.钢砼管涵(用于缺少石料地区有足够填土高度的小跨径暗涵,一般采用单孔,多孔时不宜超过3孔);b.倒虹吸管涵(用于路堑挖方高度不能满足设置渡槽的净空要求时的灌溉渠道,不适用于排洪河沟);c.钢波纹管涵(适用于地基承载力较低,或有较大沉降与变形的路基)——圆管涵
①在结构形式方面有利于在低路堤上使用,当填土较小时可做成明涵;②钢砼盖板涵(用于无石料地区且过水面积较大的明涵或暗涵);石盖板涵(用于石料丰富且过水流量较小的小型涵洞)——盖板涵
①适用于跨越深沟或高路堤;②一般超载潜力较大,砌筑技术容易掌握,是种普遍采用的涵洞形式——拱涵
钢砼箱涵适用于软土地基,但施工困难且造价较高,较少采用——箱涵
按构造形式分
构造
①涵洞的孔径应根据设计洪水流量、河沟断面形态、地质和进出水口沟床加固形式等条件,经水力验算确定;②拱涵、箱涵进口处可采用提高节,圆形管涵、交通涵、灌溉涵和涵前不允许有过高积水时不采用提高节;③洞底应有适当的纵坡(0.4%≤x≤5%),当>5%时其基础底部每隔3~5m设防滑横墙或将基础做成阶梯形,当>10%时涵洞洞身及基础应分段做成阶梯形且前后两段涵洞盖板或拱圈的搭接高度不得小于其厚度的 1/4;⑤盖板涵的过水能力较圆管涵大,与同孔径的拱涵相接近,施工期限较拱涵短,但钢材用量比拱涵多,对地基承载力的要求较拱涵低。因此,在要求通过较大的排洪量,地质条件较差,路堤高度较小的设涵处,常采用盖板涵,且常采用明涵——洞身
①洞口包括端墙、翼墙和护坡等;②涵洞与路线正交时有端墙式(流量较小的孔径)、八字式(较大孔径)、井口式;③斜交时分为斜洞口(好看不好做)和正洞口(好做不好看)——洞口建筑
非整体式拱涵基础适用于涵洞孔径在2m以上、地基土壤的允许承载力在300kPa及以上、压缩性小的良好土壤——基础
置于岩石地基上的涵洞可以不设沉降缝,附属工程包括锥体护坡、河床铺砌、路基边坡铺砌及人工水道等——沉降缝及附属工程
地下工程
分类
①浅层(地表至-10m),商业文娱和部分业务空间——吃喝玩乐;②中层(-10至-30m,地下交通、地下污水处理场及城市水电气通信等——市政);③深层(-30m以下),高速地下交通轨道,危险品仓库、冷库、油库等——地铁和危险品库
按开发深度分
主要地下工程组成及构造
地下交通
①真正制约地下铁路建设的因素是经济性问题;②地下车站的土建工程宜一次建成,其他地面建筑可分期建设;③地铁车站通常由车站主体(站台、站厅、设备用房、生活用房),出入口及通道,通风道及地面通风亭三大部分组成——主风口;④蛛网式地铁运送能力很大,可减少旅客的换乘次数,又能避免客流集中堵塞,还能减轻多线式存在的市中心区换乘的负担——地下铁路
①地下道路隧道的纵坡0.3%≤x≤3%;②隧道净空包括道路的建筑限界、通风及其他需要的断面积;③道路建筑限界是为保证车辆和行人正常通行,规定在道路一定宽度和高度范围内不允许有任何设施及障碍物侵入的空间范围。地下道路的建筑限界包括车道、路肩、路缘带、人行道等的宽度以及车道、人行道的净高——(2道+2路)宽+(2道)高;④道路隧道的横断面净空,除了包括建筑限界之外,还包括通过管道、照明、防灾、监控、运行管理等附属设备所需的空间,以及富裕量和施工允许误差等——地下道路
地下市政管线
①一般以管线覆土深度超过1.5m作为划分深埋和浅埋的分界线,不论南北方排水管道均需深埋;②按承压情况可分为压力管道(如给水、燃气、热力、灰渣等管道)和重力流管道(如排水、排污管道)——分类
①建筑物与红线之间的地带用于敷设电缆;②人行道用于敷设热力管网或通行式综合管道;③分车带用于敷设自来水、污水、煤气管及照明电缆;④街道宽度超过 60m 时,自来水和污水管道都应设在街道内两侧——布置原则
电热电气水两侧
①优点:减少挖掘、方便扩容、容易维修、结构安全性高、避免腐蚀、预留空间、协调容易;②雨水管、污水管等各种重力流管线进入共同沟将增加共同沟的造价;③干线共同沟设于道路中央下方、不直接为周边用户提供服务,支线共同沟设于人行道下、是干线共同沟和终端用户之间联系的通道,缆线共同沟设于人行道下、直接供应各终端用户——共同沟
地下工业
城市地下综合体:①道路交叉口型(中小型初级、解决人行过街交通为主);②车站型(探索中国城市现代化改造的有效途径);③站前广场型(大中型地下综合体、将地面交通枢纽与地下交通枢纽有机组合);④副都心型(为疏解大城市中心职能、反磁力中心);⑤中心广场型(大型地下综合体、“起居室”)——地下公共建筑
①交通。对小城市起决定作用的是对外运输设备(如车站、码头)的位置,大城市还要考虑市内供应线的长短问题;大库区以及批发和燃料总库,必须要考虑铁路运输;贮库最好布置在生活居住区的边缘地带,同铁路干线有一定的距离。②居住区、工业区。一般贮库都布置在城市外围;危险品贮库离城 10km 以外,食品贮库集中布置、在城市交通干道上、周边不能有污染,冷库多在郊区或码头附近。③基本要求:地质条件较好、进出方便、与周围环境相协调,郊区应隐蔽洞口,城市的下游,水运最经济应沿江河——地下贮库