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1、第二章 建筑工程,概述地形和地形图基础工程常用结构体系建筑构造设计建筑材料及其连接7 小结,基本知识和基本理论,第一节概 述,一、建筑包含有两个含义：它既表示建造活动同时又表示这种活动的成果。建筑的目的是取得一种人为的环境，供人们从事各种活动。 二、建筑的成果通常分为两类：建筑物和构筑物。1.建筑物：可供人们在其中进行生产、生活或其他活动的房屋或场所，如学校、影剧院、厂房等；2.构筑物：而人们不在其中生产、生活的建筑，如水塔、烟囱、堤坝、电塔等。,三、建筑分类1、按建筑使用性质 生产性建筑工业建筑、农业建筑。 非生产性建筑（民用建筑）居住建筑和公共建筑。居住建筑包括住宅和宿舍。公共建筑所涵盖的
2、面较广，包括：文教、医疗、商业、办公、交通等建筑2、按建筑层数 住宅建筑中：低层为13层；多层为4层；中高层为层；高层为1030层。 公共建筑及综合性建筑：建筑物总高度大于24m者为高层建筑（不包括高度超过24m的单层主体建筑）。 建筑物高度超过100m时，不论住宅或公共建筑均为超高层建筑。 工业建筑（厂房）：单层厂房、多层厂房、混合层数的厂房。,四、我国建筑设计指导方针 适用、安全、 经济、美观,1.适用:是指恰当地确定建筑面积，合理布局，必要的技术设备、良好的设施以及保温、隔热隔声的环境。2.安全:是指结构的安全度、建筑物的耐火及防火设计、建筑物的耐久年限。,自然环境对建筑的影响,3.经济
3、:主要是指经济效益，它包括节约建筑造价、降低能源消耗、缩短建设周期、降低运行、维修和管理的费用。既要注意建筑物本身的经济效益，又要注意建筑物的社会和环境的综合效益。,4.美观:是在适用、安全、经济的前提下，把建筑美和环境美列为设计的重要内容。搞好室内外环境设计，为人民创造良好的工作和生活条件,悉尼歌剧院 澳大利亚的标志 形象大于功能,五、建筑的过程,建设单位提出使用要求 初步设计构思 明确各种功能要求 形成总体设计方案 处理各种设计工种的技术问题 进行各种设计工种的细部设计 绘制施工图，书写设计说明，完成总体设计 交付施工，同时进行施工监理 竣工，房屋落成，交付使用,初步设计阶段,施工图阶段,
4、施工阶段,建造房屋是在城市和地区规划的基础上，是建设单位、勘察单位、设计单位的各种设计工程师和施工单位、全面协调合作的过程。,这个过程示意如下：,建设单位立项,规划设计,规划审批,地质勘察,施工图设计 （建筑设计、结构设计、设备设计）,图纸审查,建筑施工,竣工验收 登记注册 交付使用 建筑物形成,A 规划师：主要是从总体的角度来考虑城市以及居住小区、建筑群体的合理布局，力求创造出优美的建筑环境。,B 建筑师：负责房屋的布局和艺术处理。犹如人的体型、容貌、气质。,现代感强 简约时尚,相同的建设项目， 运用不同的造型 手法及建筑材料 可以创造出风格 迥异的建筑物， 丰富城市景观。,造型丰富 对比强
5、烈,C 结构工程师负责建筑工程的结构。结构犹如人的骨骼和寿命。,不同房屋有不同的结构： 砖混结构 钢筋混凝土结构 钢结构 木结构 框架结构,建筑物的结构组成 承重部分,可见，建造房屋不仅是建设单位、勘察单位、设计单位要全面协调合作；同时也是规划师、建筑师、结构工程师、设备工程师同施工单位全面协调合作的过程。,D 设备工程师 负责房屋的给水排水、供热通风和电气等设施。好比人的器官和神经。,法国 蓬皮杜文化艺术中心 高技派 设备及管道外置体现高科技,从建筑工程的概述中可以看到：土木工程专业要面向房屋工程中的勘察、结构设计和施工等多个领域，培养的是勘察、结构和施工工程师，在实际工作中不可避免地要面对
6、和解决下述实际问题：,要弄清房屋所在位置土地的表面形状，即地形；要了解房屋所在位置地面以下的土质情况，即地基；要清楚房屋所经受的自然界和人为的作用力，即荷载；要熟悉建造房屋所采用的原材料，即工程材料；要懂得房屋结构的组成，即结构的构件、受力和失效；要清楚房屋建筑工程有那些类别？其中房屋的结构又有那些基本结构体系？,1. 工程测量的重要性：,地形测量：在工程设计中提供图纸资料，明确占地范围，了解周边工程，了解占地范围内有无城市地下管线。施工测量：在施工过程中，建筑物、构筑物的实地定位放样。竣工测量：是规划管理竣工验收的一项重要程序，竣工测量形成的成果报告是规划竣工验收审核的重要依据。竣工测量是关
7、系到城市建设管理和规划实施落实的一项重要测绘工作。 监测测量：观察建筑物、构筑物的变形和安全。,第二节 地形和地形图,2. 地形图,地表形状（地、物）是由许多特征点决定的。地形图就是通过测量仪器和工具测定地、物上的各个特征点的坐标和高程，按一定比例缩放到投影平面上得到的。,3. 测量工作的基本要素,. 确定地面点的坐标（角度和距离测量）,地面特征点的坐标常采用经度角和纬度角表示。它的总坐标系是以地球为基础的。,要了解与地面特征点有关的几个基本概念：,地轴子午面首子午面赤道面,经度纬度,如北京市中心位于北纬,东经,. 确定地面点的高程（水准测量）,高程：地面点到大地水准面的铅垂线的长度。高程基准
8、面（黄海验潮站平均海平面）绝对高程相对高程（假定水准面）,如北京市中心绝对高程为43.71m,. 各种测量仪器的使用,经纬仪：主要用于测量水平角和竖向角；水准仪：主要作用为提供一条水平视线，照水准尺进行读数，量得并算出高程；测距仪：用于测量距离； 全站仪：即全站型电子速测仪其它：如平板仪、钢卷尺、水准尺、测钎、标杆等；,DJ2光学经纬仪,DJ6光学经纬仪,Dzs3水准仪,测距仪：根据光学、声学和电磁波学原理设计的，用于距离测量的仪器。,全站仪，即全站型电子速测仪。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器
9、就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。,. 测量误差的计算,用数学方法对测量过程中不可避免地出现的各种误差如人为误差、仪器误差、外界自然条件（温度、湿度）的影响，进行分析研究并加以处理，以提高测量的精度。,要学会掌握调整误差的技能和办法。,. 绘制地形图并掌握其应用,构成地形图的基本要素比例尺地、物符号等高线与相邻图幅的联系等,B 地形图在工程建设中的应用,确定拟建房屋和道路的高程；场地平整中填挖土方量的计算；计算占用土地的面积；绘制地形断面，以确定道路、管线的坡度；确定汇水区域等。,1：1000,一、概 述 1、基本概
10、念 地基：承受基础传来的荷载而产生应力和应变的土层。 基础：建筑物最下面埋在土中的扩大构件。 持力层：直接承受建筑物荷载而需要进行计算压力的土层。 下卧层：持力层以下的所有土层。,第三节基础工程,基础施工现场,基础施工现场,2、地基、基础与荷载的关系,基础底面面积,地基承载力,建筑物总荷载值,1、地基的类型,二、地基,人工地基,天然地基,当岩土层未经加工处理就能承受上部传来荷载时，此地基为天然地基。,天然地基的承载力不能承受基础传递的全部荷载，需经人工处理后作为地基的土体称为人工地基。,2、地基土的工程分类,这里指的土包括岩石,岩石是广义的土,岩石：指颗粒间牢固联结的整体的或具有节理、裂隙的岩
11、体。其承载能力视岩石风化程度而异。一般在2004000kpa,碎石土：按粗细程度又分为块（漂）石、碎（卵）石、角（圆）砾，其承载力约在2001000kpa;,砂土：按粗细程度又分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂，地基承载力在140500 kpa；,粉土：其工程性质介于下述粘性土和上述无粘性土之间的土。,粘性土：具有明显的粘性、可塑性、压缩性，地基承载力在105410kpa；,人工填土：包括素填土、杂填土、冲填土；成分、工程性质复杂；,3、 土的基本工程特性,土具有压缩性,这是由土的三相组成决定的。,固相： 固体颗粒（岩石碎屑、矿物颗粒） 液相： 孔隙中的水 气相： 孔隙中的气体；,孔隙体积,固体
12、颗粒,水,土的三相图,4、对天然地基的要求 (1)地基应具备足够的承载力 (2)地基应有均匀压缩变形的能力 (3)地基应具有防止产生滑坡、倾斜方面的能力 (4)地基应有抵御地震、爆破等动力荷载的能力,5、人工地基处理 换土法 机械法,挤压法,深层搅拌法 高压喷射注浆,(一)作用 承载、传载 (二)基础的埋置深度 1、概念 是指从室外设计地坪至基础底面的垂直距离。 2、基础埋置深度 基础的埋深不小于500mm 浅基础：小于5m（或大于5m但小于基础宽度） 深基础：大于5m（或大于基础宽度）,三、 基 础,3、影响基础埋深的因素 地质构造的影响 地下水位的影响 应将基础底面置于最低地下水位以下20
13、0mm处 冻结深度的影响 基础埋置在冰冻线以下200mm处 相邻建筑物基础的影响 建筑的自身构造的影响,(三)基础宽度的确定,修正后的地基承载力特征值,基础底面的平均压力值,上部结构传至基础顶面的竖向力值,基础自重和基础上的土重，加权平均值,基础底面面积,(四)基础的形式与分类 1、按力学性能分 刚性基础（无筋扩展基础） 受刚性角限制的基础 特点 抗压强度高，抗拉强度低,灰土基础,砖基础,（a）两皮一收,（b）二、一间隔收砖基础构造示意图,毛石基础 三合土基础,混凝土基础 毛石混凝土基础,混凝土基础构造示意图,柔性基础（扩展基础） 特点 抗压、抗拉强度都很高 一般在基础下用混凝土做70-100
14、mm垫层,2、按地基承压面和基础形状分 独立基础,单独基础,条形基础,墙下钢筋混凝土条形基础,柱下钢筋混凝土条形基础,十字条形基础,筏形基础:建筑物上部荷载较大而所在地的地基承载能力又比较弱 梁板式筏形基础 无梁式筏形基础,筏形基础(板式),筏形基础(梁板式),是由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的，形成中空箱体的整体结构，共同来承受上部结构的荷载。整体空间刚度大，对抵抗地基的不均匀沉降有利，一般适用于高层建筑或在软弱地基上造的上部荷载较大的建筑物。基础中空部分可用作地下室。,箱形基础,箱形基础,桩基础 桩基础具有悠久的应用基础-智利的“湖上住所”距今12000-14000年；新石器时代
15、河姆渡“干栏式建筑形式” 桩基采用的条件：地基承载力不足或沉降量过大 桩的分类： 1、材料：木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、 其它组合材料桩 2、施工方法：预制桩、灌注桩 3、成桩挤土效应：挤土桩、小量挤土桩、非挤土桩 4、荷载传递方式：端承桩（端承摩擦桩）、摩擦桩（摩擦端承桩）,预制桩 施工简单，容易保证质量 灌注桩 分为有扩大头和无扩大头,沉井基础 沉井-四周有壁、无底、无盖、侧壁下有刃脚的筒形结构物 沉井优点：整体性强、稳定性好、能承较大垂直和水平荷载 沉井缺点：工期长、施工有一定难度,沉井类型：单孔或多孔的圆形、矩形、圆端沉井及网格形 沉井应用：桥梁基础,国内最大的水中沉井基础泰州
16、长江大桥中塔沉井，其平面尺寸为58.444.4米，高为76米,沉箱基础（气压沉箱基础） 沉箱-形似有顶盖的沉井，主要用于桥梁基础,墙下条基,基础施工现场,柱下条基,基础施工现场,片筏基础,基础施工现场,箱型基础,基础施工现场,利用箱型基础的内部空间,基础施工现场,桩基,基础施工现场,钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工,基础施工现场,钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑,基础施工现场,打入桩施工,静力压桩机,基础施工现场,钻孔灌注桩-护筒埋设,基础施工现场,基础施工现场,基础施工现场,四、地基、基础的重要性（概述、地基、基础）,关系到建筑的安全、经济与正常使用,地基不好导致建筑物裂缝（轻度影响）,1、特朗斯康谷仓,2、比萨斜塔,地基不好导致建筑物倾斜（中度影响）,3、苏州虎丘塔,
