建筑技术概论培训讲义T图文并茂

建筑技术概论第一章建筑结构体系第一节.建筑结构的基本概念1.定义：什麽是结构结构是建筑物的基本受力骨架结构的作用：承担荷载目录一.建筑结构体系二.建筑声环境设计三.建筑光环境设计四.建筑热环境设计五.建筑防火设计六.无障碍设计七.生态建筑技术第一章建筑结构体系2.定义：什麽是荷载荷载：自重、外部荷载作用（活荷载、风荷载、雪荷载、和地震作用等）、变形作用（温度变化引起的变形、地基沉降等）、环境作用（大气污染作用等）什么是恒载：第一章建筑结构体系什么是活载：3.多层与高层建筑物的结构型式第一章建筑结构体系第二节.混合结构体系1-1混合结构的定义、优缺点1-2混合结构房屋的墙体布置1-3现浇式楼盖1-1混合结构的定义、优缺点一、定义同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成承重结构砖混结构：钢筋混凝土楼盖和砖墙承重二、优缺点１.优点：（１）主要承重结构用砖砌（２）房屋纵横墙体布置容易满足刚度要求（３）混凝土、钢材主要用于楼屋盖上，造价低２.缺点：（１）砖砌体强度低，层数受限制。（２）抗震性能差（３）施工速度慢解决办法：大型墙板和砌块1-2混合合结结构构房房屋屋的的墙墙体体布布置置一、、墙墙体体布布置置方方案案（一一））横横墙墙承承重重方方案案（二二））纵纵墙墙承承重重方方案案（三三））纵纵横横墙墙承承重重方方案案（四四））内内框框架架承承重重方方案案（一一））横横墙墙承承重重方方案案１受受力力特特点点：：主要要靠靠横横墙墙支支撑撑楼楼板板横墙墙：：承承重重纵墙墙：：维维护护、、分分隔隔、、维维持持横横墙墙的的整整体体作作用用、、承承担担自自身身重重量量２．．优优点点：：（１）横横墙较密密，房屋屋横向刚刚度大，，整体刚刚度好（２）外外纵墙立立面处理理方便，，可设较较大洞口口３．缺点点：横墙墙较密，，房间布布置不灵灵活４．使用用范围：：宿舍、、住宅（二）纵纵墙承重重方案１受力特特点：板荷载传传给梁，，由梁传传给纵墙墙纵墙：承承重横墙：满满足房屋屋刚度和和整体性性２．优点点：房间间空间大大，房间间布置灵灵活，墙墙面积小小３．缺点点：房屋屋横向刚刚度差，，纵墙较较厚或要要加壁柱柱４．使用用范围：：使用上上要求有有较大空空间或隔隔墙位置置可能变变化的房房屋（三）纵纵横墙承承重方案案１受力特特点：纵横墙共共同承重重２．优点点：房间间开间和和进深能能满足使使用要求求，房屋屋横向刚刚度比纵纵墙承重重方案大大（四）内内框架承承重方案案钢筋混凝凝土柱代代替内承承重墙１受力特特点：外外墙和内内柱共同同承重２．优点点：可获获得较大大的使用用空间３．缺点点：（１）房房屋空间间刚度差差（２）墙墙柱易发发生不均均匀沉降降４．使用用范围：：使用上上要求有有较大空空间的房房屋1-3、现浇式式楼盖的的选型结构型式式：单向板板肋梁楼楼盖、双双向板肋肋梁楼盖盖楼板结构构稳定性性分析楼板传力力分析单向板：两对边边支承，，或四边边支承而而l1/l2≤≤2优点：计计算简便便，结构构简单，，施工方方便双向板：四边支支承而且且l1/l2≤≤2优点：梁梁较少，，接近正正方形，，天棚平平整，外外形美观观，适用用于门厅厅部分或或公共建建筑的的的楼盖缺点：配配筋构造造复杂，，施工不不方便现浇楼盖盖的传力力系统单向板：：板→次次梁→主主梁→柱柱或墙→→基础→→地基双向板：：板→梁梁→柱或或墙→基基础→地地基不同结构构形式楼楼盖的优优缺点现浇式楼盖装配式楼盖装配整体式楼盖优点整体性，耐久性，抗震性较好，灵活性较大节约材料，造价低，施工进度快，有利于建筑工业化综合了前两种优点缺点耗费材料，造价较高，施工工期长。整体性抗震性较差，灵活性不好。使用的限制条件比较多。第一章建建筑筑结构体体系第三节.高层建筑筑结构3-1国内外高高层建筑筑的发展展概况3-2高层建筑筑的基本本定义3-3高层建筑筑结构的的结构体体系高层建筑筑是近代代经济发发展和科科学技术术进步的的产物，，至今已已有100余年的历历史。多年来，，世界上上最高的的高层建建筑集中中在美国国、加拿拿大，直直到80年代末，，北美洲洲一直是是世界高高层建筑筑的中心心。按1991年公布的的排行表表，在世世界上最最高的100座最高建建筑中，，美国占占了78座，加拿拿大5座，墨西西哥1座，即北北美洲占占了84%，成了当当前世界界最高建建筑的中中心。3-1国内外高高层建筑筑的发展展概况广州白云云宾馆：36004000800080006600030003600030006600080008000400036007000078507850230033层，112.45米，剪力力墙结构构，1976年建成，，国内首首栋百米米高层。。广州白云云宾馆金茂大厦厦具有中中国传统统风格的的超高层层建筑，，是上海海迈向21世纪的标标志性建建筑之一一.由美国SOM设计事务务所主设设计。1998年8月建成。。占地236万平方米米，建筑筑面积28.95万平方米米。高420.5米，88层。大大厦充充分体现现了中国国传统的的文化与与现代高高新科技技相融合合的特点点，是中中国古老老塔式建建筑的延延伸和发发展。金茂大厦厦香港中国国银行大大厦，由贝聿聿铭建筑筑师事务务所设计计，1990年完工。。总建筑筑面积12.9万平方米米，地上上70层，总高高369米。结构构采用4角12层高的巨巨形钢柱柱支撑，，室内无无一根柱柱子。(1)世界高层层建筑委委员会1972年建议，，将高层层建筑划划分为以以下四类类：第一类：：916层，高度度不超过过50m;第二类：：1725层，高度度不超过过75m;第三类：：2640层，高度度不超过过100m;第四类：：40层以上，，高度100m以上。3-2高层建筑筑的定义义1、高层建建筑的分分类：我国《民用建筑筑设计通通则》(JGJ37-87)中规定：：10层及10层以上的的民用建建筑和总总高度超超过24m的公共建建筑及综综合性建建筑为高层建筑筑。建筑高度度超过100m的建筑均均为超高层建建筑。(2)我国对高高层建筑筑的分类类：2高层建筑筑的特点点A.高层建筑筑中，水水平荷载载和地震震作用对对结构设设计起着着决定性性的作用用。B.动力反应应不可低低估；C.结构轴向向变形、、剪切变变形以及及温度、、沉降的的影响加加剧；D.材料用量量、工程程造价呈呈抛物线线关系增增长。3-3高层建筑筑的结构构类型1钢结构2钢筋混凝凝土结构构3组合结构构1、钢结构构的特点点钢结构是是由钢板板、热轧轧型钢和和冷加工工成型的的薄壁型型钢制造造而成。。与其他他材料的的结构相相比具有有以下优点：（1）材料强强度高，，钢材质质量轻。。（2）韧性、、塑性好好。（2）材质均均匀。（3）制造简简单，施施工周期期短。（4）密封性好。。钢结构的缺点有：（1）耐热但不耐耐火150摄氏度时强度度无变化，600摄氏度时强度度约为0。（2）钢材耐腐蚀蚀性能差，维维护费用高。。优点：造价较较低，材料来来源丰富，可可浇注成各种种复杂断面形形状，可以组组成多种结构构体系；可节节省钢材，承承载能力较高高，经过合理理设计，可获获得较好的抗抗震性能。缺点：构件断断面大，占据据面间大，自自重大广州广东国际大厦厦(63层，200.18m)底层柱尺寸已已达1.8*2.2m2钢筋混凝土结结构预应力的定义义：在结构承承受外荷载之之前，预先对对其在外荷载载作用下的受受拉区施加压压应力，以改改善结构使用用性能的这种种结构形式称称之为预应力力。预应力结构的的特点：改善善结构的使用用性能，提高高结构的耐久久性；减小构构件截面高度度，减轻自重重；充分利用用高强钢材；；具有良好的的裂缝闭合性性能与变形恢恢复性能；提提高抗剪承载载力；提高抗抗疲劳强度，，此外，预应应力混凝土结结构具有良好好的经济性。。(1)优点：在钢筋混凝土土结构基础上上,充分发挥钢结结构优良的抗拉性性能以及混凝土土结构的抗压压性能,进一步减轻结结构重量，提高结构构延性(2)类型1)用钢材加强钢钢筋混凝土构构件钢骨钢筋混凝凝土构件钢管钢筋混凝凝土构件2)部分抗侧力结结构用钢结构构，另一部分分采用钢筋混混凝土结构（（或部分采用用钢骨钢筋混混凝土结构））3组合结构组合结构第一章建建筑结构体系系第四节.建筑结构的抗抗震4-1地震的类型和和成因4-2震源、震中和和地震波4-3地震震级、烈烈度、近震和和远震4-4抗震设防4-5概念设计4-6震害及其分析析4-1地震的类型和和成因地震按其成因因可划分为3类：构造地震、火火山地震、陷陷落地震当地应力达到到岩层的强度度时，岩层产产生断裂或错错动（脆性破破坏），岩层层内部的能量量被释放，以以波的形式传致地表，引引起地面震动动。称构造地震。我国的6个地震活动区区1。台湾及其附近近海域地震区区2。喜马拉雅山脉脉地震活动区区3。南北地震带（北起贺兰山山，向南延伸伸至六盘山，，穿越秦岭，，沿川西至云云南省，地质质构造复杂，，有一系列大大断裂带、断断陷盆地。））4。天山地震活动动区5。华北地震活动动区6。东南沿海地震震活动区4-2震源、震中和和地震波震源：地震发生的部部位。不是一一个点。震中：震源正上方的的地面位置。。附近地面运运动最强烈，，极震区区。震源深度（h）：震源到地表的的垂直距离。。h<70km浅源地震h=70-300km中源地震h>300km深源地震地震波：由震源释放的的能量以波的的形式向四周周传播，这种种波叫地震波波。体波：在地球内部传传播的波面波：只在地表面传传播的波。是是体波经多次次反射、折射射后在地表形形成的次生波波。地震现象表明明：纵波使地面产生竖竖向运动横波产生水平运动动面波产生竖向运动动和水平运动动面波和横波对建筑物破坏坏最严重4-3地震震级、烈烈度、近震和和远震一、震级指一次地震的的大小,一次地震释放放能量多少的的度量单位。。目前国际上上通用的李氏震级。震级是一次地地震释放能量量的大小，所所以一次地震震只有一个震震级。二、烈度是指某一地区区的地面和各各类建筑物遭遭受一次地震震影响时的强强弱程度。地点不同，烈烈度不同场地条件不同同，烈度不同同一次地震对应应多个地震烈烈度抗震设计用的的是烈度，而不是震级级。三、近震和远远震近震：震中距距较小的地震震远远震：：震中距较大大的地震为什么区分近近震和远震？？震害调查表明明，相同地震震烈度的地区区，震中距不不同，某些建建筑物破坏程程度不同。1952年美国克恩县县（KernCounty）地震，远离离震中的洛杉杉矶市、长滩滩市高层建筑筑震害严重。。震中地区一一、二层砖房房破坏严重1954年美国的迪克克希谷（Dixievalley）地震，距震震中300km处地下水池由由于激起长周周期水浪破坏坏，其他建筑筑物无损坏1976年唐山地震天天津市工业厂厂房、烟囱破破坏严重，一一、二层砖房房破坏较轻。。相同烈度震中距大（远远震），高柔结构易破坏原因：地震波波在传播过程程中要衰减，，高频成分衰衰减得快，低低频成分衰减减慢，长周期期成分多，易易与高柔结构构发生共振。。震中距小（近近震），刚度大的结构构破坏严重。震中附近，高高频成分丰富富，易产生共共振。所以在抗震设设计时要区分分近震和远震震。4-4抗震设防一、抗震设防防的目标抗震设防手段段抗震设防烈度度：一个地区作为为抗震设计所所依据的地震震烈度。国家有统一规规定，一般取取地震区划图图中规定的基基本烈度（或或与抗震规范范中设计基本本加速度值对对应的烈度值值）。抗震设防目标标：“三水准”小震不坏、中中震可修、大大震不倒4-5概念设计一、选择有利利的建筑场地地有利、不利、、危险地段二、地基和基基础设计同一结构单元元不宜设置在在截然不同的的地基土上三、选择有利利的建筑平面面和立面1。体形简单，，平面布置规规则受力性能明确确，便于分析析。2。平、立面刚刚度、质量力力求对称。质量中心和刚刚度中心尽量量重合，避免免扭转振动。。3。建筑物的质质量、刚度分分布要均匀。。避免质量、刚刚度产生突变变。短柱突变4。设防震缝四、选择合理理的结构体系系1。有明确的计计算简图和合合理的地震作作用传递途径径。2。设多道防线线有一部分构件件破坏了，部部分或完全退退出了工作，，有其他构件件继续抵抗地地震作用。框架-剪力墙结构剪力墙破坏了了，部分退出出了工作，但但它吸收了大大部分能量框架继续工作作剪力墙：一道防线。。框架：二道防线。。受力状态复杂杂防震缝平面图强柱弱梁柱子承载力很很强，水平地地震作用下，，梁先破坏了，，已抵抗了很很大部分地震震作用，退出工工作后，柱子子仍能抵抗地地震作用，不至至于结构倒塌塌。梁：一道防线。。柱：二道防线。。3。加耗能元件，减轻主体结结构破坏。““减震”4。具备足够的的强度、变形形能力和耗能能能力。结构必须具备备一定的强度度，但还不够够。必须有良好的的变形能力（（延性）。延性可以耗能能。5。合理的刚度度、强度分布布避免强度、刚刚度突变，产产生过大的应应力集中或过过大的塑性变变形集中。6。结构构件和连连接部位都应应有较好的延性.(1)提高结构构件件的延性,改善其变形能能力,避免产生脆性性破坏.砌体结构设圈圈梁、芯柱、、构造柱，或或配筋。钢筋混凝土结结构，配筋要要合理，避免免剪切破坏先先于弯曲破坏坏。钢结构合理选选择构件尺寸寸，防止构件件失稳。(2)连接件具有较较好的延性,还要保证充分分发挥各构件件的强度.结构构件的节节点强度不应应低于连接构构件的强度.预埋件的锚固固强度不应低低于连接件的的强度.装配式结构构构件之间应采采用保证结构构整体性的连连接措施.五、处理好非非结构构件(1)应与主体结构构有可靠的连连接(2)填充墙、内隔隔墙、维护结结构避免形成成短柱，防止止平面外倒塌塌。(3)装饰贴面与主主体结构连接接可靠，避免免落地伤人。。4-6震害及其分析析历次地震经验验表明，钢筋混凝土结结构房屋一般具有有较好的抗震震性能。结构构设计中只要要经过合理的的抗震计算并并采取妥善的的抗震构造措措施，在一般般烈度区建造造多层和高层层钢筋混凝土土结构房屋是是可以保证安安全的。主要震害可概概述如下：1、共振效应引起的震害结构的自振周周期与场地土土的自振周期期接近或一致致，引起建筑筑物的共振，，导致结构破破坏严重。2、结构平面或或竖向布置不不当引起的震震害3、框架柱、梁梁和节点的震震害未经抗震设计计的框架的震震害主要反映映在梁柱节点点区。柱的震害重于于梁；柱顶震震害重于柱底底；角柱震害害重于内柱；短柱震害害重于一般柱柱。柱顶震害：柱柱顶周围有水水平裂缝、斜斜裂缝或交叉叉裂缝。重者者混凝土压碎碎崩落，柱内内箍筋拉断，，纵筋压曲成成灯笼状。破破坏不易修修复。柱底震害：与与柱顶相似，，由于箍筋较较柱顶密，震震害相对柱顶顶较轻。短柱震害：当柱高小于于4倍柱截面高度度（H/b<4)时形成短柱。短柱刚度度大，易产生生剪切破坏。。角柱震害：由于双向向受弯、受剪剪,加上扭转作用用，震害比内内柱重。框架砖填充墙墙的震害框架中嵌砌砖砖填充墙，容容易发生墙面面斜裂缝，并并沿柱周边开开裂。端墙、、窗间墙和门门窗洞口边角角部位破坏更更加严重。由由于框架变形形属剪切型，，下部层间位位移大，填充充墙震害呈现现“下重上轻”的现象。抗震墙的震害害在强震作用下下，抗震墙的的震害主要表表现为墙肢之间连梁梁的剪切破坏。。这主要是由由于连梁跨度度小、高度大大形成深梁，，在反复荷载载作用下形成成X形剪切裂缝，，这种破坏为为剪切型脆性性破坏，尤其其在房屋1／3高度处的连梁梁破坏更为明明显。钢筋混凝土框框架结构构件件设计框架结构抗震震设计的正确确指导思想1）框架塑性效效应较多地发发生在梁端，，底层柱的塑塑性效应较较晚形成；——强柱弱梁2）梁柱在弯曲曲破坏前，避避免发生其它它形式破坏，，如剪切破坏坏、粘结破坏坏等；——强剪弱弯3）在梁、柱破破坏之前，节节点应有足够够的强度即变变形能力；——更强的节点4）重视非结构构构件设计。。加强柱端约束束加密箍筋可以以：（1）承担柱子剪剪力；（2）约束混凝土土，改善混凝凝土的变形性性能，提高构构件的延性；；（3）防止混凝土土过早地压溃溃及防止纵向向钢筋的压曲曲失稳。加密位置、箍箍筋直径、箍箍筋间距等应应符合规范规规定。第二章建建筑声环境设设计第一节.声音的基本知知识1.声波：声源振振动引起弹性性媒质的压力力变化，并在在弹性媒质中中传播的机械械波2.声源：振动的的固体、液体体、气体。3.在空气中传播播的声波属于于纵波，质点点的振动风向向与波的传播播方向一致。。波长声波的特性：：波长、频率f、声速c古罗马的露天天剧场露天剧场存在在的问题是：：1、露天状态下下，声能下降降很快。2、相当大的声声能被观众吸吸收。3、噪声干扰。。解决方法：加加声反射罩；；控制演出时时周围的噪声声干扰。第二章建建筑声环境设设计第二节.吸声材料吸声材料最早早应用于对听听闻音乐和语语言有较高要要求的建筑物物中，如音乐乐厅，剧院，，播音室等，，随着人们对对居住建筑和和工作的声环环境质量的要要求的提高，，吸声材料在在一般建筑中中也得到了广广泛的应用。。吸声材料和吸吸声结构的的的种类很多，，根据材料的的不同，可以以分为以下几几类多孔吸声材料料一.吸声原理多孔吸声材料料中有许多连连通的间隙或或气泡，声波波入射时，声声波产生的振振动引起小孔孔或间隙的空空气运动，由由于与孔壁或或纤维表面摩摩擦和空气的的粘滞阻力，，一部分声能能转变为热能能。使声波衰衰减，其次，，小空中空气气和孔壁与纤纤维之间的热热交换引起的的热损失，也也使声能衰减减。二.吸声特性主要吸收高频频声三.多孔性吸声材材料必须具备备以下几个条条件：（1）材料内部应应有大量的微微孔或间隙，，而且孔隙应应尽量细小且且分布均匀；；（2）材料内部的的微孔必须是是向外敞开的的，也就是说说必须通过材材料的表面，，使得声波能能够从材料表表面容易地进进入到材料的的内部；（3）材料内部的的微孔一般是是相互连通的的，而不是封封闭的。例如，聚苯乙乙烯泡沫板虽虽然从表面看看来是一种多多孔材料，但但却因这些微微孔并不连通通，相互封闭闭，因此，声声波入射到海海绵表面时无无法透入材料料内部，因此此不会产生吸吸声作用，这这种材料只能能被称为隔热热或绝热材料料。四.基本类型（一）玻璃棉棉玻璃棉具有质质量轻，中高高频吸声系数数大，阻燃，，化学性能稳稳定，安装加加工方便等优优点。一般小小于等于24㎏/m3的玻璃棉称为为吸声玻璃棉棉毡，等于大大于32㎏/m3的叫玻璃棉板板。通常在外外面包一层透透声的织物。。（二）木丝吸吸声板用松木等天然然材料，经过过特殊处理制制成纤维状的的木丝，再用用天然矿粉等等作为粘结剂剂，压制成板板材。具有吸声，隔隔热，防潮，，防菌等特点点，防火性能能达到难燃B1级，同时强度度和刚度较高高。有一定耐耐撞击能力。。（三）纤维喷喷涂吸声材料料纤维喷涂技术术是将经过预预先特殊工艺艺处理的无机机超细纤维，，纤维素，抗抗火化合物以以及粘结剂等等原料，通过过专用配套的的喷涂设备混混合，在施工工现场喷涂于于混凝土，钢钢板，石膏板板等各种基体体表面上，形形成具有一定定厚度的喷涂涂层。五.影响多孔材料料吸声性能的的因素（一）材料中中空气的流阻阻空气流阻，指指空气流稳定定的流过材料料时，材料两两面的静压差差和流速之比比，空气粘性性越大，材料料越厚，越密密实，流阻就就越大，材料料透气性越低低。如果流阻阻过大，则克克服摩擦力，，粘滞阻力从从而使声能转转化为热能的的效率就很低低。多孔材料料存在最佳的的空气流阻。。（二）空隙率率指材料中的空空隙体积和材材料总体积之之比。一般多多孔材料空隙隙率在70%以上。（三）材料厚厚度同一种材料，，随着厚度的的增加，中，，低频范围的的吸声系数会会有所增加，，并且吸声材材料的有效频频率范围也会会扩大。在设设计上，通常常按照中，低低频范围所需需要的吸声系系数值选择材材料的厚度。。（四））材料料表观观密度度（容容重））同一种种材料料，厚厚度不不变，，容重重改变变时，，吸声声特性性也会会发生生变化化。（五））材料料背后后空气气层对于厚厚度，，表观观密度度一定定的多多孔材材料，，当其其与坚坚实壁壁面之之间留留有空空气层层时，，吸声声特性性会有有所改改变。。由下下图可可以看看出，，由于于背后后增加加了空空气层层，在在很宽宽的频频率范范围，，使得得同一一种多多孔材材料的的吸声声系数数增加加。（六））饰面面的影影响为了尽尽可能能的保保持原原来的的吸声声特性性，饰饰面应应具有有良好好的透透气性性。例例如可可以使使用金金属网网，塑塑料窗窗纱，，透气气性好好的纺纺织品品等，，也可可以使使用厚厚度小小于0.05mm的塑料料薄膜膜，穿穿孔薄薄膜和和穿孔孔率在在20%以上的的薄穿穿孔板板等。。使用用穿孔孔板面面层，，低频频吸声声系数数将有有所提提高，，使用用薄膜膜面层层，中中频吸吸声系系数将将有所所提高高。（七））声波波的频频率和和入射射条件件多孔材材料的的吸声声系数数随入入射频频率的的增大大而增增大，，常用用的厚厚度大大致为为5cm成型多多孔材材料。。（八））材料料吸湿湿，吸吸水多孔材材料吸吸水后后，材材料的的间间隙和和小孔孔中的的空气气被水水分所所代替替，使使得孔孔隙率率降低低，因因此