1)墙体
(1)墙体的类型
①按墙体所在位置分类(图2.4.28) 按墙体在平面上所处位置不同,可分为外墙和内墙、纵墙和横墙(外侧横墙通常被称之为山墙)。一般而言,窗与窗之间、窗与门之间的墙体称为窗间墙,窗台下面的墙体称为窗下墙。
②按墙体受力状况分类 在混合结构建筑中,按墙体受力方式分为两种:承重墙和非承重墙。非承重墙又可分为两种:一是自承重墙,不承受外来荷载,仅承受自身重量并将其传至基础;二是隔墙,起分隔房间的作用,不承受外来荷载,并把自身重量传给梁或楼板。而框架结构中的墙称为框架填充墙。
③按墙体构造分类 可以分为实体墙、空体墙和组合墙三种。实体墙由单一材料组成,如砖墙、砌块墙等。空体墙也是由单一材料组成,可由单一材料砌成内部空腔,也可用具有孔洞的材料建造墙,如空斗砖墙、空心砌块墙等。组合墙则由两种以上材料组合而成,例如混凝土、加气混凝土复合板材墙。其中混凝土起承重作用,加气混凝土起保温隔热作用。
④按施工方法分类 可以分为块材墙、版筑墙及板材墙三种。块材墙是用砂浆等胶结材料将砖石块材等组砌而成,例如砖墙、石墙及各种砌块墙等。版筑墙是在现场立模板,现浇而成的墙体,例如现浇混凝土墙等。板材墙是预先制成墙板,施工时安装而成的墙,例如预制混凝土大板墙、各种轻质条板内隔墙等。
(2)墙体的设计要求
①墙体的结构要求 对于以墙体承重为主的结构,常要求各层的承重墙上、下必须对齐;各层的门、窗洞孔也以上、下对齐为佳。此外,还需考虑以下两方面的要求。
a.合理选择墙体结构布置方案。
b.具有足够的强度和稳定性 强度是指墙体承受荷载的能力,它与所采用的材料以及同一材料的强度等级有关。作为承重墙的墙体,必须具有足够的强度,以确保结构的安全。而墙体的稳定性则与墙的高度、长度和厚度有关。高而薄的墙稳定性差,矮而厚的墙稳定性好;长而薄的墙稳定性差,短而厚的墙稳定性好。
图2.4.28 墙体的类型
②墙体的热工要求
a.墙体的保温要求 对有保温要求的墙体,需提高其构件的热阻,通常采取以下措施:增加墙体的厚度;选择导热系数小的墙体材料;采取隔蒸汽措施。
b.墙体的隔热要求 隔热措施有:外墙采用浅色而平滑的外饰面,如白色外墙涂料、玻璃马赛克、浅色墙地砖、金属外墙板等,以反射太阳光,减少墙体对太阳辐射的吸收;在外墙内部设通风间层,利用空气的流动带走热量,降低外墙内表面温度;在窗口外侧设置遮阳设施,以遮挡太阳光直射室内;在外墙外表面种植攀缘植物使之遮盖整个外墙,吸收太阳辐射热,从而起到隔热作用。
c.建筑节能要求 为贯彻国家的节能政策,改善严寒和寒冷地区居住建筑采暖能耗大,热工效率差的状况,必须通过建筑设计和构造措施来节约能耗。其中墙体节能设计是建筑节能的重要方面。
③墙体的隔声要求 墙体主要隔离由空气直接传播的噪声。一般采取以下措施:加强墙体缝隙的填密处理;增加墙厚和墙体的密实性;采用有空气间层式多孔性材料的夹层墙;尽量利用垂直绿化降噪声。
④墙体的防火要求 根据建筑的火灾危害和建筑的耐火等级,选择的墙体材料和构造做法必须满足国家有关防火规范要求。
⑤墙体的工业化生产要求 在大量性民用建筑中,墙体工程量占着相当的比重,建筑工业化的关键是墙体改革,必须改变手工生产操作,提高机械化施工程度,提高工效,降低劳动强度,并应采取轻质高强的墙体材料,以减轻自重,降低成本。
⑥此外,还应根据实际情况,充分考虑墙体的防潮、防水、防辐射、防腐蚀及经济等各方面的要求。
(3)砖墙构造
①砖墙材料 砖墙是用砂浆将一块块砖按一定技术要求砌筑而成的砌体结构。
砖按材料不同,有黏土砖、页岩砖、粉煤灰砖、灰砂砖、炉渣砖等;按形状分有实心砖、多孔砖和空心砖等。
砂浆则是砌块的胶结材料。常用的砂浆有水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆和黏土砂浆等。
②砖墙的组砌方式 为了保证墙体的强度,砖砌体的砖缝必须横平竖直,错缝搭接,避免通缝。同时砖缝砂浆必须饱满,厚薄均匀。常用的错缝方法是将顶砖和顺砖上下皮交错砌筑。每排列一层砖称为一皮。常见的砖墙砌式有全顺式(120墙),一顺一丁式、三顺一丁式(多顺一丁式)、每皮丁顺相间式(240墙,也叫十字式),两平一侧式(180墙)等(图2.4.29)。
图2.4.29 砖墙的组砌方式
③墙体细部构造 墙体的细部构造包括门窗过梁、窗台、勒脚、散水、明沟、变形缝、圈梁、构造柱和防火墙等。
a.门窗过梁 当墙体上开设门窗洞口时,为了承受洞口上部砌体传来的各种荷载,并把这些荷载传给洞口两侧的墙体,就需要在洞口上设窗过梁。过梁的形式有砖拱过梁、钢筋砖过梁和钢筋混凝土过梁(图2.4.30)三种。
图2.4.30 钢筋混凝土过梁的形式
b.窗台 窗洞下部的排水构件,目的是引导雨水和积水,并具有一定的装饰作用(图2.4.31)。
图2.4.31 窗台构造
c.墙脚 底层室内地面以下,基础以上的墙体常称为墙脚。墙脚包括墙身防潮层(图2.4.32)、勒脚、散水和明沟等。
图2.4.32 墙身防潮层的位置
d.墙身的加固 为了增加墙体的稳定性和满足抗震要求,往往需要增设壁柱与门垛(图2.4.33)、圈梁(图2.4.34)、构造柱(图2.4.35)等加固构件。
图2.4.33 壁柱和门垛
图2.4.34 圈梁构造
图2.4.35 构造柱的构造
(4)骨架墙
骨架墙系指填充或悬挂于框架或排架柱间,并由框架或排架承受其荷载的墙体。它在多层、高层民用建筑和工业建筑中应用较多。
①框架外墙板的类型 按所使用的材料,外墙板可分为三类,即单一材料墙板、复合材料墙板、玻璃幕墙。
单一材料墙板用轻质保温材料制作,如加气混凝土、陶粒混凝土等。复合板通常由三层组成,即内外壁和夹层。外壁选用耐久性和防水性均较好的材料,如石棉水泥板、钢丝网水泥、轻骨料混凝土等。内壁应选用防火性能好,又便于装修的材料,如石膏板、塑料板等。夹层宜选用容积密度小、保温隔热性能好、价廉的材料,如矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料等。
②外墙板的布置方式 外墙板可以布置在框架外侧,或框架之间,或安装在附加墙架上(图2.4.36)。轻型墙板通常需安装在附加墙架上,以使外墙具有足够的刚度,保证在风力和地震力的作用下不会变形。
③外墙板与框架的连接 外墙板可以采用上挂或下承两种方式支承于框架柱、梁或楼板上。根据不同的板材类型和板材的布置方式,可采取焊接法、螺栓联结法、插筋锚固法等将外墙板固定在框架上。无论采用何种方法,均应注意以下构造要点:外墙板与框架连接应安全可靠;不要出现“冷桥”现象,防止产生结露;构造简单,施工方便。
图2.4.36 框架外墙板的布置方式
(5)隔墙构造
隔墙是分隔建筑物内部空间的非承重构件,本身重量由楼板或梁来承担。设计要求隔墙自重轻,厚度薄,有隔声和防火性能,便于拆卸;浴室、厕所的隔墙还要能防潮、防水。常用隔墙有块材隔墙(包括普通砖隔墙和砌块隔墙)、轻骨架隔墙和板材隔墙三大类。
(6)基础与地基
基础是建筑物的垂直承重构件延伸至地基的部分,其构造形式及选用材料首先受到上部结构形式的影响,此外还与上部荷载、地基特性、施工条件及经济可能性等因素有关。常见的基础类型包括独立基础、条形基础(图2.4.37)、井格基础、片筏基础、箱形基础和桩基础等。
而地基则是支撑整个建筑物的那部分天然土层。地基的状况对于建筑物基础及其设计有着很大影响,它包括土层的分布和特性、持力层的位置和地耐力、地下水位的高低、冬季是否会冻胀等等。如若天然地基的状况不能完全满足支承建筑物的需求,则应对其进行人工处理。
2)门窗
(1)门窗的作用
门在房屋建筑中的作用主要是交通联系,并兼采光和通风;窗的作用主要是采光、通风及眺望。在不同情况下,门和窗还有分隔、保温、隔声、防火、防辐射、防风沙等要求。
门窗在建筑立面构图中的影响也较大,它的尺度、比例、形状、组合、透光材料的类型等,都影响着建筑的艺术效果。
(2)门的形式与尺度
门按其开启方式通常有:平开门、弹簧门、推拉门、折叠门、转门等(图2.4.38)。
门的尺度则主要是指门洞的高宽。门作为交通疏散通道,其尺度取决于人的通行要求,家具器械的搬运及与建筑物的比例关系等,并要符合现行《建筑模数协调统一标准》的规定。
①门的高度 不宜小于2 100mm。如门设有亮子时,亮子高度一般为300~600mm,则门洞高度为2 400~3 000mm。公共建筑的大门高度可视需要适当提高。
②门的宽度 单扇门为700~1 000mm,双扇门为1 200~1 800mm。宽度在2 100mm以上时,则做成三扇、四扇门或双扇带固定扇的门——因为门扇过宽易产生翘曲变形,同时也不利于开启。辅助房间(如浴厕、贮藏室等)门的宽度可窄些,一般为700~800mm。
(3)窗的形式与尺度
窗的形式一般也是要按照其开启方式来分类命名。而窗的开启方式主要取决于窗扇铰链安装的位置和转动方式。通常窗的开启方式(图2.4.39)有以下几种:
图2.4.37 砖墙下条形基础
图2.4.38 门的开启方式
图2.4.39 窗的开启方式
①固定窗 无窗扇、不能开启的窗为固定窗。固定窗的玻璃需要直接嵌固在窗框上,一般仅供采光和眺望之用。
②平开窗 铰链安装在窗扇一侧与窗框相连,向外或向内水平开启。有单扇、双扇、多扇,有向内开与向外开之分。其构造简单,开启灵活,制作维修均方便,是民用建筑中采用最广泛的窗。
③悬窗 因铰链和转轴的位置不同,可分为上悬窗、中悬窗和下悬窗。
④立转窗 引导风进入室内效果较好,防雨及密封性较差,多用于单层厂房的低侧窗。因密闭性较差,不宜用于寒冷和多风沙的地区。(www.xing528.com)
⑤推拉窗 分垂直推拉窗和水平推拉窗两种。它们不多占使用空间,窗扇受力状态较好,适宜安装较大玻璃,但通风面积受到限制。
⑥百叶窗 主要用于遮阳、防雨及通风,但采光差。百叶窗可用金属、木材、钢筋混凝土等制作,有固定式和活动式两种形式。
窗的尺度则主要取决于房间的采光、通风、构造做法和建筑造型等要求,同样也要符合现行《建筑模数协调统一标准》的规定。为使窗坚固耐久,一般平开木窗的窗扇高度为800~1 200mm,宽度不宜大于500mm;上下悬窗的窗扇高度为300~600mm;中悬窗窗扇高不宜大于1 200mm,宽度不宜大于1 000mm;推拉窗高宽均不宜大于1 500mm。对一般民用建筑用窗,各地均有通用图,各类窗的高度与宽度尺寸通常采用扩大模数3M数列作为洞口的标志尺寸,需要时只要按所需类型及尺度大小直接选用。
(1)楼梯的组成与类型
楼梯一般由楼梯段、平台及栏杆(或栏板)三部分组成(图2.4.40)。
①按位置不同分,楼梯有室内与室外两种。
②按使用性质分,室内有主要楼梯、辅助楼梯;室外有安全楼梯、防火楼梯。
③按材料分有木质、钢筋混凝土、钢质、混合式及金属楼梯。
④而按平面形式不同,则可以概括出更多的楼梯类型(图2.4.41)。
图2.4.40 楼梯的组成
图2.4.41 楼梯的形式
(2)楼梯的设计要求
①作为主要楼梯,应与主要出入口邻近,且位置明显;同时还应避免垂直交通与水平交通在交接处拥挤、堵塞。
②必须满足防火要求,楼梯间除允许直接对外开窗采光外,不得向室内任何房间开窗;楼梯间四周墙壁必须为防火墙;对防火要求高的建筑物特别是高层建筑,应设计成封闭式楼梯或防烟楼梯。
③楼梯间必须有良好的自然采光。
(3)楼梯的主要尺度
①楼梯的坡度 楼梯的坡度是指梯段中各级踏步前缘的假定连线与水平面形成的夹角,或以夹角的正切来表示(即梯段的高宽比)(图2.4.42)。
图2.4.42 楼梯间剖面
楼梯坡度不宜过大或过小,坡度过大,行走易疲劳,坡度过小,楼梯占用空间大。楼梯的坡度范围常为23°~45°,适宜的坡度为30°左右。坡度过小时,可做成坡道,坡度过大时,可做成爬梯。楼梯坡度一般不宜超过38°,供少量人流通行的内部交通楼梯,坡度可适当加大(图2.4.43)。
②踏步尺寸 踏步是由踏步踏面和踢面组成。实际上,当我们设计楼梯段时,直接用楼梯坡度进行计算并不方便,往往需要将这个问题转化为确定踏步尺寸来处理。而踏步尺寸包括踏步宽度和踏步高度(图2.4.44),计算踏步尺寸常用的一个经验公式为
式中:h——踏步高度;b——踏步宽度;600mm——人行走时的平均步距。
此外,人们还根据经验和研究总结出了常见建筑类型之楼梯踏步尺寸的适宜数值(表2.4.1)。
图2.4.43 楼梯等垂直交通设施的坡度范围
图2.4.44 楼梯踏步剖面
③楼梯段宽度 楼梯段宽度指的是梯段边缘或墙面之间垂直于行走方向的水平距离。
梯段宽度是根据通行的人流量大小和安全疏散的要求决定的,供日常主要交通用的楼梯的梯段净宽应根据建筑物使用特征,一般按每股人流宽为0.55+(0~0.15)m的人流股数确定,并不应少于两股人流。
表2.4.1 常用适宜踏步尺寸
注:供少量人流通行的内部交通楼梯的踏步尺寸值可适当放宽,但是,其踏步宽b仍不应小于220mm,踢步高h不宜大于210mm。
④楼梯平台深度 楼梯平台是连接楼地面与梯段端部的水平部分,有中间平台和楼层平台,平台深度不应小于楼梯梯段的宽度。但直跑楼梯的中间平台深度以及通向走廊的开敞式楼梯楼层平台深度,可不受此限制。
⑤栏杆扶手高度 楼梯栏杆扶手的高度是指从踏步前缘至扶手上表面的垂直距离。室内楼梯栏杆扶手的高度不宜小于900mm,通常取1 000mm。凡阳台、外廊、室内回廊、内天井、上人屋面及室外楼梯等临空处设置的防护栏杆,栏杆扶手的高度不宜小于1 050mm。高层建筑的栏杆高度应再适当提高,但不宜超过1 200mm。值得注意的是,栏杆上供幼儿使用的扶手的高度不宜大于600mm。
⑥楼梯的净空高度 楼梯的净空高度包括梯段部位的净高和平台部位的净高。梯段净高是指踏步前缘到顶棚(即顶部梯段底面)的垂直距离,梯段净高不应小于2 200mm。平台净高是指平台面(或楼地面)到顶部平台梁底面的垂直距离,平台净高不应小于2 000mm。还要注意的是,考虑平台净高时不能忽略最近的踏步踏面与平台梁间的安全距离,而一般规定是两者间水平距离不应小于300mm,以避免潜在的危险(图2.4.45)。
图2.4.45 楼梯的净空高度
(4)现浇钢筋混凝土楼梯
钢筋混凝土楼梯按施工方式可分为现浇式和预制装配式两类。现浇楼梯按梯段的传力特点,有板式梯段和梁板式梯段之分。
①板式梯段 板式梯段是指楼梯段作为一块整板,斜搁在楼梯的平台梁上。平台梁之间的距离便是这块板的跨度(图2.4.46)。
②梁板式楼梯段 当梯段较宽或楼梯负载较大时,采用板式梯段往往不经济,需增加梯段斜梁(简称梯梁)以承受板的荷载,并将荷载传给平台梁,这种梯段称梁板式梯段。梁板式梯段在结构布置上有双梁布置和单梁布置之分。梯梁在板下部的称正梁式梯段,将梯梁反向上面称反梁式梯段(图2.4.47)。
图2.4.47 现浇钢筋混凝土梁板式楼梯
(5)台阶与坡道
①形式 台阶由踏步和平台组成。其形式有单面踏步式、三面踏步式等。台阶坡度较楼梯平缓,每级踏步高为100~150mm,踏面宽为300~400mm。当台阶高度超过1m时,宜有护栏设施。坡道多为单面坡形式,极少三面坡的,坡道坡度应以有利推车通行为佳,一般为1/10~1/8,也有1/30的。还有些大型公共建筑,为考虑汽车能在大门入口处通行,常采用台阶与坡道相结合的形式(图2.4.48)。
图2.4.48 台阶与坡道的形式
②构造 台阶构造与地坪构造相似,由面层和结构层构成。结构层材料应采用抗冻、抗水性能好且质地坚实的材料,常见的台阶基础有就地砌造、勒脚挑出、桥式三种。台阶踏步有砖砌踏步、混凝土踏步、钢筋混凝土踏步、石踏步四种(图2.4.49)。坡道材料常见的有混凝土或石块等,面层亦以水泥砂浆居多,对经常处于潮湿、坡度较陡或采用水磨石作面层的,在其表面必须作防滑处理(图2.4.50)。
图2.4.49 台阶构造示意
图2.4.50 坡道构造
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