第二章
工程构造
考试大纲
1、工业与民用建筑工程的分类、组成及构造
2、道路、桥梁、涵洞的分类、组成及构造
3、地下工程的分类、组成及构造
具体内容
第一节
工业与民用建筑工程的分类、组成和构造
一、工业与民用建筑工程的分类与应用
建筑物
满足功能要求并提供活动空间和场所的建筑称为建筑物
民用建筑
居住建筑：如住宅、公寓、宿舍等
公共建筑：如图书馆、车站、办公楼、工业建筑：生产使用的建筑
构筑物
满足功能要求的建筑称为构筑物。
【2016真题】7.建筑物与构筑物的主要区别在于（）。
A.占地面积小
B.体量大小
C.满足功能要求
D.提供活动空间
【答案】D
【解析】满足功能要求并提供活动空间和场所的建筑称为建筑物，仅满足功能要求的建筑称为构筑物。
【例题】建筑物中民用建筑一般包括（）两大部分。
A．生活建筑和市政建筑
B．居住建筑和公共建筑
C．生活建筑和文化建筑
D．生活建筑和公共建筑
【答案】B
【解析】建筑物中民用建筑一般包括居住建筑和公共建筑两大部分。
（一）工业建筑分类
1．按厂房层数分
(1)单层厂房
适用于有大型机器设备或有重型起重运输设备的厂房。
(2)多层厂房
指常用的层数为2～6层。适用于生产设备及产品较轻，可沿垂直方向组织生产的厂房，如食品、电子精密仪器工业等用厂房。
(3)混合层数厂房
同一厂房内既有单层又有多层的厂房称为混合层数的厂房。多用于化学工业、热电站的主厂房等。
2．按工业建筑用途分
(1)生产厂房
备料、加工、装配等主要工艺流程的厂房；如机械制造厂中有铸工车间、电镀车间、热处理车间、机械加工车间和装配车间等。
(2)生产辅助厂房
指为生产厂房服务的厂房，如机械制造厂房的修理车间、工具车间等。
(3)动力用厂房
指为生产提供动力源的厂房，如发电站、变电所、锅炉房等。
(4)仓储建筑
贮存原材料、半成品、成品房屋（一般称仓库）。
(5)仓储用建筑
管理、储存及检修交通运输工具的房屋，如汽车库、消防车库等。
(6)其他建筑
如水泵房、污水处理建筑等。
3．按主要承重结构的形式分
(1)排架结构型
排架结构型是将厂房承重柱的柱顶与屋架或屋面梁作铰接连接，而柱下端则嵌固于基础中，构成平面排架，各平面排架再经纵向结构构件连接组成为一个空间结构。它是目前单层厂房中最基本、应用最普遍的结构形式。
(2)刚架结构型
刚架结构的基本特点是柱和屋架合并为同一个刚性构件。柱与基础的连接通常为铰接，如吊车吨位较大，也可做成刚接。
(3)空间结构型。
空间结构型是一种屋面体系为空间结构的结构体系。这种结构体系充分发挥了建筑材料的强度潜力，使结构由单向受力的平面结构，成为能多向受力的空间结构体系，提高了结构的稳定性。一般常见的有膜结构、网架结构、薄壳结构、悬索结构等。
4．按车间生产状况分
(1)冷加工车间。
(2)热加工车间。
(3)恒温恒湿车间。
(4)洁净车间。
(5)其他特种状况的车间。
【2007真题】适用于大型机器设备或重型起重运输设备制造的厂房是（）。
A．单层厂房
B．2层厂房
C．3层厂房
D．多层厂房
【答案】A
【解析】单层厂房适用于有大型机器设备或有重型起重运输设备的厂房。
【2008真题】按工业建筑用途分类，机械制造厂的热处理车间厂房属于（）。
A．生产辅助厂房
B．配套用房
C．生产厂房
D．其他厂房
【答案】C
【解析】生产厂房是指备料、加工、装配等主要工艺流程的厂房；如机械制造厂中有铸工车间、电镀车间、热处理车间、机械加工车间和装配车间等。
（二）民用建筑分类
1．按建筑物的层数和高度分
(1)住宅建筑按层数分
l～3层为低层住宅，4～6层为多层住宅，7～9层(高度不大于27m)为中高层住宅，10层及以上或高度大于27m为高层住宅。
(2)除住宅建筑之外的民用建筑按照高度+层来分
1）单层不论多高都是单层。
2）二层及以上的，高度不大于24m者为多层建筑，3）二层及以上的，大于24m者为高层建筑
(3)建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。
2．按建筑的耐久年限分
(1)一级建筑
耐久年限为100年以上
适用于重要的建筑和高层建筑。
(2)二级建筑
耐久年限为50～100年
适用于一般性建筑
(3)三级建筑
耐久年限为25～50年
适用于次要的建筑
(4)四级建筑
耐久年限为15年以下
适用于临时性建筑
【例题】某住宅楼共12层高，按照建筑的耐久年限分属于（）。
A．属于一级建筑
B．属于二级建筑
C．属于三级建筑
D．耐久年限要求为50年以上
E．耐久年限要求为100年以上
【答案】AE
【解析】一级建筑耐久年限为100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。12层的住宅楼属于高层建筑，故答案为AE。
3．按建筑物的承重结构材料分
(1)木结构
1）我国正大力发展装配式建筑，其中包括现代木结构,具有绿色环保、节能保温、建造周期短、抗震耐久等诸多优点。
2）现代木结构建筑是指建筑的主要结构部分由木方、集成材、木质板材所构成的结构系统。构件连接节点采用金属连接件连接。
3）从结构形式上分，一般分为重型梁柱木结构和轻型桁架木结构。
重型木结构是指用较大尺寸或断面的工程木材作为梁、柱的木框架，墙体采用木骨架等组合材料的建筑结构，其承载系统由梁和柱构成；
轻型木结构是指用标准的规格材、木基结构板材或石膏板制作、建造的木框架单层或多层建筑结构，其承载系统由墙骨柱和木构架墙体构成。
(2)砖木结构
竖向承重构件的墙体、柱子采用砖砌，水平承重构件的楼板、屋架采用木材。一般砖木结构适用于低层建筑(1～3层)。
(3)砖混结构
适合开间进深较小，房间面积小，多层或低层的建筑。
(4)钢筋混凝土结构
钢筋混凝土结构的主要承重构件，如梁、板、柱等均采用钢筋混凝土材料，而非承重墙采用砖砌或其他轻质材料做成。
(5)钢结构
主要承重构件均用钢材构成。钢结构的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，抗震性能好，适用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。
(6)型钢混凝土组合结构
把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构形式。型钢、钢筋、混凝土三者结合使型钢混凝土结构具备了比传统的钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点。与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点。型钢混凝土组合结构应用于大型结构中，力求截面最小化，承载力最大，来节约空间，但是造价比较高。
【2016】型钢混凝土组合结构比钢结构（）。
A.防火性能好
B.节约空间
C.抗震性能好
D.变形能力强
【答案】A
【解析】型钢混凝土结构与钢结构相比，具有防火性能好，结构局部和整体稳定性好，节省钢材的优点。
4．按施工方法分
(1)现浇、现砌式。
(2)装配式混凝土结构。装配式建筑（PC建筑）是指房屋的主要承重构件，如墙体、楼板、楼梯、屋面板等均为预制构件，在施工现场组装在一起的建筑。
这种建筑的特点是建筑构件工厂化生产现场装配，建造速度快，节能、环保，施工受气候条件制约小，节约劳动力。符合绿色节能建筑的发展方向，是我国大力提倡的施工方式。虽然目前单方造价比现浇混凝结构高，但由于工期缩短，质量提高，综合效益显著。
装配式结构各种结构体系适用的最大高度见表2.1.1，并满足下列要求：
1)当结构中竖向构件全部为现浇且楼盖采用叠合梁板时，房屋的最大适用高度可按现行行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ
3中的规定采用。
2)装配整体式剪力墙结构和装配整体式部分框支剪力墙结构，在规定的水平力作用下，当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的50%时，其最大适用高度应适当降低；当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的80%时，最大适用高度应取表2.1.1中括号内的数值。
表2.1.1
各种结构体系适用的最大高度表(m)
结构体系
非抗震设计
抗震设防烈度
6度
7度
8度
(0.2g)
8度(0.3g)
装配整体式框架结构
装配整体式框架-现浇剪力墙结构
150
130
120
装配整体式剪力墙结构
140
(130)
130
(120)
(100)
(80)
(60)
装配整体式部分框支剪力墙结构
120
(110)
(100)
(80)
(60)
(30)
注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不考虑局部突出屋顶部分）。
2、8度
(0.2g)：设计基本地震加速度0.20g，指的是抗震设防烈度为8度时采用的设计基本地震加速度值为0.2g。
【例题】装配整体式剪力墙结构和装配整体式部分框支剪力墙结构，在规定的水平力作用下，当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的（）时，最大适用高度应按照规范执行。
A.60%
B.70%
C.80%
D.90%
【答案】C
【解析】装配整体式剪力墙结构和装配整体式部分框支剪力墙结构，在规定的水平力作用下，当预制剪力墙构件底部承担的总剪力大于该层总剪力的80%时，最大适用高度应取表2.1.1中括号内的数值。
5．按承重体系分
(1)混合结构体系
住宅建筑最适合采用混合结构，多用于住宅、办公楼、教学楼建筑中。一般在6层以下。混合结构根据承重墙所在的位置，划分为纵墙承重（开间大）和横墙承重（整体性好）两种方案。
(2)框架结构体系
可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较方便；缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生较大的侧移，易引起非结构性构件（如隔墙、装饰等）破坏，而影响使用。
(3)剪力墙体系
剪力墙既承受垂直荷载，也承受水平荷载。高层建筑主要荷载为水平荷载，墙体既受剪又受弯，所以称剪力墙。剪力墙一般为钢筋混凝土墙，厚度不小于160mm，剪力墙的墙段长度一般不超过8m，适用于小开间的住宅和旅馆等。在180m高的范围内都可以适用。
剪力墙结构的优点是侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小；缺点是间距小，建筑平面布置不灵活，不适用于大空间的公共建筑，另外结构自重也较大。
(4)框架--剪力墙结构体系
具有框架结构平面布置灵活，有较大空间的优点，又具有侧向刚度较大的优点。剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要由框架承担。一般适用于不超过170m高的建筑。横向剪力墙宜均匀对称布置在建筑物端部附近、平面形状变化处。纵向剪力墙宜布置在房屋两端附近。一般情况下，整个建筑的剪力墙至少承受80%的水平荷载。
(5)筒体结构体系
简体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系。框筒结构为密排柱和窗下裙梁组成，内筒一般由电梯间、楼梯间组成。内筒与外筒由楼盖连接成整体，共同抵抗水平荷载及竖向荷载。这种结构体系适用于高度不超过300m的建筑。
(a)内筒体系
(b)框筒体系
（c)筒中简体系
(d)成束简体系
图2.1.1
筒式体系的形式
(6)桁架结构体系
杆件只有轴向力，其材料的强度可得到充分发挥。桁架结构的优点是利用截面较小的杆件组成截面较大的构件。屋架的弦杆外形和腹杆布置对屋架内力变化规律起决定性作用。
(7)网架结构体系
优点是：空间受力体系，杆件主要承受轴向力，受力合理，节约材料，整体性能好，刚度大，抗震性能好。杆件类型较少，适于工业化生产。网架的高度主要取决于跨度。
(8)拱式结构体系
拱是一种有推力的结构，在建筑和桥梁中被广泛应用。它适用于体育馆、展览馆等建筑中。
(9)悬索结构体系
主要用于体育馆、展览馆中。悬索结构的主要承重构件是受拉的钢索，钢索是用高强度钢绞线或钢丝绳制成。
(10)薄壁空间结构体系
薄壳常用于大跨度的屋盖结构，如展览馆、俱乐部、飞机库等。薄壳结构多采用现浇钢筋混凝土，费模板、费工时。
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