第三章 建筑工程的组成与构造
考题分析：
09年
10年
11年
单选题1
主梁支座（柱）
构件的刚度
梁的受力状态分析
单选题2
基础适用（按外形分）
柔性基础
筏形基础
单选题3
单向板受力方向
抗震措施
梁式楼梯（适用）
单选题4
框--剪的水平力承担
框架—剪力墙结构的特点抗震好
框架结构（特点）
单选题5
铁路路基
梁抗弯、抗扭
公路沥青贯入路面（适用）
多选题
构造柱设置
构件失稳受压的墙、柱
变形缝（设置）
综合题
1.梁的类型及梁上荷载类型；
2.梁内力种类及最大值位置；
3.设沉降缝的情形
1.指出箱形基础的组成构件；
2.指出剪力墙建筑物的结构特征；
3.指出剪力墙建筑物的竖向荷载传递路线。
1.常用的基础形式
2.构造措施
分值分布：
09年
10年
11年
第一节 概述
第二节 建筑工程地基基础
第三节 房屋建筑工程主体结构
第四节 常见建筑结构形式
第五节 水、暖、电建筑安装工程
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第六节 其他土木工程构造
合 计
第一节 概述
一、建筑工程结构荷载
（一）荷载与作用的概念
荷载：直接施加在结构上，并使结构内部产生内力效应的力称之为荷载。
作用：由于某种原因使结构产生约束和位移，从而使结构内部产生内力效应，这种原因称之为作用。包括：沉降作用、温差作用、地震作用等。
（二）荷载的分类
1.按时间变化分：永久荷载（恒载）、可变荷载、偶然荷载；
2.按作用位置分：固定荷载、移动荷载；
3.按分布范围分：集中荷载、分布荷载。
二、结构构件的强度、刚度和稳定性
强度：材料或构件抵抗破坏的能力。强度的高低取决于材料的特性。
刚度：构件抵抗变形的能力。同样材料的构件，其刚度取决于截面的大小。
稳定性：构件在荷载作用下，维持其平衡状态的能力。取决于构件的长细比。
房屋中承重的柱子、砖墙不能过细、过高，防止失稳现象出现。
三、建筑工程结构构件基本变形和受力分析
（一）建筑工程构件的基本变形
轴向拉压：在一对方向相反、作用线与构件轴心重合的外力作用下,构件发生长度改变（伸长或缩短）。
剪切：在一对相距很近、方向相反的横向外力作用下，构件的横截面沿外力方向发生的错动变形。
扭转：在一对方向相反、位于垂直杆轴线的两平面内的力偶作用下，构件的任意两横截面发生相对转动。
弯曲：在一对方向相反、位于杆轴纵向平面内的力偶作用下，杆件在纵向平面内发生的弯曲变形。
（二）建筑构件受力分析
构件在上述变形下能否安全工作取决于：
（1）作用在构件上力的大小；
（2）构件的横截面大小；
（3）构件本身材料的力学性能（材质）的好坏。
1.轴向拉（压）构件受力分析
2.剪切构件受力分析
3.受弯构件受力分析
受弯构件变形特点：
（1）各纵线都弯成了曲线。靠近梁下缘的部分的纵线伸长了，靠近梁上缘的部分的纵线缩短了。
（2）各横线仍为直线，只是相互倾斜了一个角度，仍与弯曲后的纵向线垂直。
（3）矩形截面的上部分变宽，下部分变窄。
结点和支座
1.结点：结构构件互相连接的地方。
（1）铰结点：连接的各个杆件在结点处不能移动，但可以绕结点自由转动。
（2）刚结点：连接的各个杆件在结点处既不能相对移动也不能相对转动，在此结点各杆端结为整体，在结点处各个杆件之间的夹角保持不变。
2.支座：将结构构件与基础或支承部分相连接的装置称为构件的支座。
（1）可动铰支座：垂直方向不能移动，可以转动，可以沿水平方向移动。
（2）固定铰支座：可以转动，水平、垂直方向不能移动。
（3）固定支座：水平、垂直方向不能移动，也不能转动。
（4）定向支座：可以支承面方向平行滑动，垂直于支承面方向不能移动，也不能转动。
简支梁的受力分析
特点：
（1）梁上部受压，下部受拉；
（2）跨中弯矩最大；
（3）支座处剪力最大。
弯矩是受力构件截面上的内力的一种，其大小为该截面截取的构件部分上所有外力对该截面形心矩的代数和。
四、建筑工程的基本组成1.基础
2.墙（柱）
3.楼盖
4.楼梯
5.门窗
6.屋顶
第二节 建筑工程地基和基础
一、地基与基础的区别
地基：直接支承建筑物的天然土，不是建筑物的组成部分。
基础：建筑物与土壤直接接触的部分，是建筑物的组成部分。它承受着建筑物的上部荷载，并将这些荷载传给地基。
地基：直接支承建筑物的天然土，不是建筑物的组成部分。
基础：建筑物与土壤直接接触的部分，是建筑物的组成部分。它承受着建筑物的上部荷载，并将这些荷载传给地基。
地基承载力：地基土单位面积上所能承受荷载的能力（强度问题）。
地基还需同时满足稳定方面的要求（变形问题）。
三、基础的设计
在地基状况一定的情况下，选择合理的基础底面积、断面形式及埋置深度，以满足建筑物地基承载力与变形的要求。
1.基础底面积的确定
在房屋荷载确定的情况下，基础底面积的大小，取决于地基承载力。必须保证：基底单位面积的压力
地基承载力。
2.基础断面形式
基础断面形式取决于基础所用材料本身的性能。根据材料性质的不同可分为刚性基础和柔性基础。
a.刚性基础：用刚性材料，如砖、石、素混凝土等制作的基础。
注意：底面宽度扩大受刚性角的限制，必须保证基础底面宽度在刚性角控制范围内。
b.柔性基础：用非刚性材料，如钢筋混凝土制作的基础，基础宽度的加大不受刚性角的限制。
特点：在基础底宽相同的情况下，钢筋混凝土基础相对混凝土等刚性基础可以减小基础的高度。
3.基础埋深
（1）定义：基础埋置深度是指基础底面到室外设计地面的距离。
（2）设计原则：在确定基础埋深时，要把基础设置在承载力较高的土层上，在能保证地基稳定和变形的前提下，尽量浅埋。但不宜小于0.5m；基础顶面距设计地面宜大于100mm。
（3）影响因素：
a.建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施、基础的形式和构造；
b.作用在地基上的荷载大小和性质；
c.工程地质条件和水文地质条件；
d.相邻建筑物的基础埋深；
e.地基土冻胀和融陷的影响。
（4）筏形与箱形基础埋深
筏形基础埋置深度≥h/15，h为建筑物高度；
箱形基础基础埋置深度≥（h/20～h/18）。
（5）相邻建筑物基础埋深
新建建筑物基础埋深不宜大于原有建筑物的埋深。当埋深大于原有建筑物基础埋深时，两基础间要保持一定间距。
四、基础的分类及构造
（一）按所用材料分类：
1.刚性基础
2.柔性基础
（二）按外形分类：
2.独立基础：柱下基础的基本形式。
3.筏形基础
筏形基础像水中漂浮的木筏。井格式基础下又用钢筋混凝土板连成一片，大大增加了建筑物基础与地基的接触面积。即单位面积地基土层承受的荷载减少了，这种基础适合于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。
4.箱形基础
箱形基础是由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的，形成空心箱体的整体结构，共同承受上部结构的荷载。
箱形基础不仅同筏形基础一样有较大的基底面积，适用于软弱地基和上部荷载较大的建筑，而且由于基础自身呈箱形，具有很大的整体强度和刚度，当地基不均匀下沉时，建筑物不会引起较大的变形裂缝。
5.桩基础
当地基的上覆软土层很厚，即使采用一般地基处理仍不能满足设计要求或耗费巨大时，往往采用桩基础将建筑物的荷载传递到深处合适的坚硬土层上，以保证建筑物对地基稳定性和沉降量的要求。
桩基础由承台和桩群两部分构成。承台设于桩顶，把各桩连成整体，并把上部结构的荷载均匀的传递给各根桩，再由桩传给地基。
桩按传力方式不同，分为端承桩和摩擦桩。
五、基础（地下室）防潮、防水
（一）基础防潮
设置防潮层的目的是防止土中水分沿土层及砖基础毛细管进入墙体。墙体潮湿后不仅影响观感，还会使墙体保温性变差。
防潮层的水平标高位置应在首层室内混凝土地面厚度范围内，与地面共同形成整体隔水层。
（二）基础（地下室）防水
当设计最高地下水位高于地下室地坪时，地下室的地面及外墙必须做整体防水处理。地下室防水可用卷材防水层，也可加防水剂的钢筋混凝土来防水。
第三节 房屋建筑工程主体结构
房屋建筑首层地面标高一般为±0.00m，这个标高是基础与地上主体结构的分界线。上部主体结构包括墙、柱、梁、板、楼梯、屋面等。
一、墙体
墙体的作用
承重、围护、分隔
墙体的分类
1.按所处位置划分：外墙、内墙、纵墙、横墙
3.按使用材料分类
粘土砖墙、混凝土墙、加气混凝土砌块墙、钢筋混凝土墙、石膏板隔断墙
强度及稳定性方面的要求
墙体的强度取决于所用的砖、石的强度，还与砌筑用的砂浆强度、搭缝方式、施工质量有直接关系。
墙体作为受压构件，其承载力不仅取决于自身的强度，还取决于其稳定性，即其高度与厚度（高厚比）应保持适当的比例。
墙体的构造
1.砖墙体
（1）厚度与长度
砖墙长度由建筑物的功能来决定，不同用途的房屋其开间、进深也不同，尽可能为半砖长的整数倍，对不超过一米的短墙更是如此。
（2）砖墙的砌筑要求
错缝搭接，避免通缝，横平竖直，砂浆饱满
转角与丁字连接处要互相咬合，且布置拉接钢筋。
（3）砖墙体的构造措施
a.门窗过梁
设置在门窗洞口的上方，承受洞口上部墙体的荷载与其他构件（楼层、屋顶的等）传来的荷载，将荷载传至窗间墙。
b.圈梁
在屋盖及楼盖处，沿着全部外墙和部分内墙设置的连续、封闭的梁。可提高建筑物的空间刚度和整体性，增加墙体稳定，减少由于地基不均匀沉降而引起的墙体开裂，并防止较大振动荷载对建筑物的不良影响，是抗震的重要构造措施。
c.构造柱
在竖向加强墙体的连接，与圈梁一起构成空间骨架，提高建筑物的整体刚度，约束墙体裂缝的开展，从而增加建筑物的抗震能力。
需要设置构造柱的部位：建筑物四角、纵横墙相交处、楼梯间转角处等。
2.钢筋混凝土墙体（剪力墙）
钢筋混凝土墙体是由墙筋、暗柱筋、暗梁筋为骨架，用混凝土浇筑而成的承重墙体。
多采用大模板施工，墙体高度与整个房屋高度相同，墙体厚度一般为20～30cm。
混凝土墙的门窗洞口，是在浇筑混凝土时预埋模板而形成的，应尽量使洞口上下对齐，布置规则，使洞口至墙边及相邻洞口之间形成墙肢，上下洞口之间形成连梁。
墙筋为双排纵、横钢筋网片，用S行钢筋绑扎成一体，墙筋除承受作用力外，还可以起到防止裂缝出现与发展、增加结构整体性的作用。
4.墙体细部构造
（1）变形缝
为防止和减少建筑物在各类荷载作用下产生变形和破坏，在工程设计中，人为的在建筑物上留设的缝。
结构高差及荷载悬殊
（2）
勒脚、散水及地下管沟
a.勒脚
外墙与地面接近处突出的墙面部位。一般情况下,其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。
对勒脚处的外墙面应该用强度较高、防水性能较好的材料进行保护；为杜绝地下潮气对墙身的影响,砌体墙应该在勒脚处设置防潮层。
b.散水
为保护墙基不受雨水的侵蚀，常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面，称散水或护坡。
沿建筑物外墙四周，在500～1200mm宽度范围内，做砖砌或混凝土，能快速排除房檐滴水，保护墙基础。
5.间隔墙
只承受自重并起分隔作用的内墙称为间隔墙（隔断墙）。
特点：
（1）不承受外加荷载，只承受自重，并将自重加到楼板上，因此越轻越好；
（2）墙体越薄越好，少占用有效使用面积；
（3）有隔声、耐水、耐火功能；
（4）随着使用要求不断改变，房屋平面最好用活动间隔墙分割，易拆易装。
二、楼盖
楼盖结构体系
楼盖是房屋水平方向的承重构件，主要由面层、承重层和顶棚三部分构成。
钢筋混凝土楼盖按施工方法可分为：现浇整体式钢筋混凝土楼盖、预制装配式混凝土楼盖。
现浇整体式钢筋混凝土楼盖根据梁、板的结构形式不同分为：肋形楼盖、井式楼盖、无梁楼盖。
肋形楼盖
由主梁、次梁和板组成。
传力路线为：板→次梁→主梁→柱或承重墙
井式楼盖
无主、次梁之分，双向梁截面相同，形成井格梁，适用于平面接近正方形的大厅。
传力路线：板→井格梁→墙（边柱）
无梁楼盖
将板直接支承在柱上，为增加柱与梁接触面积，柱顶处增加一个柱帽，适用于大商店和仓库等建筑。
传力路线：板→柱（墙）
楼盖体系的基本构件
梁
主要是作为受弯构件来使用。
按材料分：木梁、钢梁、钢筋混凝土梁。
按断面外形尺寸分：矩形梁、工字梁、T形梁、工字薄腹梁。
按受力状态分：简支梁、连续梁、悬臂梁。
现浇板
从受力角度看，板是宽度加大而高度变低了的梁。
按受力状态分：简支板、连续板、悬臂板；
按荷载传递方向分：单向板、双向板。
根据规范要求，当板四周同时支撑在梁或墙上，且板的长边/短边≥3时，板上的荷载主要沿短边方向传递到支撑构件上，沿长度方向传递的很少，这种板为单向板；当板的长边/短边≤2时，板上的荷载通过两个方向传递到相应的支撑构件上，这种板称为双向板。（当2﹤长边/短边﹤3时，宜按双向板设计）。
阳台与雨蓬
阳台是室内空间向室外的延伸，与室内地面齐平，满足楼层人员室外活动的需要；
雨蓬位于建筑房屋出入门口的上方，起避雨的作用。
三、楼梯与台阶
楼梯的作用
楼梯是楼层间的垂直交通设施，供人们上下楼层和紧急疏散之用。
楼梯的分类
按所用材料分：木楼梯、钢板楼梯、钢筋混凝土楼梯；
按所处位置分：室内楼梯、室外附墙楼梯；
楼梯分类举例
钢筋混凝土楼梯
现浇楼梯：楼梯段和休息平台一次性浇筑成型，整体性和抗震性好，但施工复杂；
预制楼梯：楼梯段、平台板、平台梁均由工厂预制，施工时现场装配。
板式楼梯
楼梯段是一块斜板，斜板下配有承重主筋，板面设锯齿形踏步，结构简单、自重大、荷载大。
可将梯段视为带锯齿的楼板，斜搁在两端的平台梁上，再由支座将荷载依次传递下去；
钢砼梯段的主筋沿长方向配置
该楼梯适用于跨度不大于3m的楼梯。
板式楼梯传力路线：楼梯板→平台梁→墙
梁式楼梯
楼梯段主要承重结构中是一个或两个斜梁，在斜梁上面或侧面设置踏步板。
传力路线：踏步板→斜梁→平台梁→支撑平台梁的墙体
台阶与坡道
为使建筑物防潮，一般首层室内地面标高与室外地坪有一定高差，因此在出入口出设置台阶与坡道完成高差的过渡。一般台阶踏步宽300mm，高不大于150mm。台阶高出地坪1m时应设防护措施。
为行车和疏散人口方便,在出入口出可设置坡道。
四、屋顶
屋顶覆盖在房子的最上面，起着挡风遮雨和隔热保温的维护作用；屋面积雪及各种荷载由屋顶传给墙体，起承重作用；屋顶还是房屋建筑整体外观的重要组成部分。
根据建筑材料、结构形式、顶部造型的不同，可分三大类：
平屋顶、坡屋顶和其他类型屋顶。
（1）平屋顶
平屋面的基层构造与楼面基本相同。只是作为外维护结构，屋面板还应具有良好的防水与热工性能。
1.屋面防水
分柔性防水和刚性防水两类。
2.平屋顶细部构造
（1）女儿墙檐口
女儿墙：外墙高出平屋顶的短墙。
女儿墙与平屋顶交接处，是防水的薄弱环节，应做好泛水、防水油毡的防护。
（2）平屋顶挑檐口
钢筋混凝土挑檐板——无组织排水
檐沟挑檐——有组织排水
（二）坡屋顶
坡屋顶指坡度在10%以上的屋顶，其特点是屋面排水速度快，以排水为主、防水为辅。
坡屋顶由屋顶承重体系和坡屋面体系组成。
屋面荷载传力路线：
屋面荷载→望板→檩条→屋架（山墙）→承重主墙
第四节 常见建筑结构形式
一、砖混结构
1.砖混结构建筑物的构造：
屋盖
砖墙
钢筋混凝土楼盖板
楼梯
砖基础
门窗及其他
2.砖混结构建筑物的结构特征
承重结构体系：屋盖、墙体、楼板、过梁、砖基础
荷载传递路线：板→墙→基础
二、排架结构
柱与屋架之间铰接，与基础刚接，能够承受大型的起重设备运行时所产生的动荷载。适用于单层工业厂房、仓库、体育馆、展览馆等需要一个完整大空间的建筑。
1.排架结构建筑物的构成屋盖、吊车梁、柱子、基础、支撑、围护结构
三、框架结构
1.框架结构建筑物的构成屋盖与楼板
框架梁
框架柱
柱基础
框架填充墙
2.框架结构建筑物的结构特征和传力路线
由钢筋混凝土主梁、次梁和柱形成框架作为建筑物的骨架，梁柱之间为刚性节点。
传力路线：屋盖（楼板）→梁→柱→基础
四、钢筋混凝土剪力墙结构
概念：用钢筋混凝土墙同时承受竖向荷载和水平荷载的结构称为剪力墙结构。
特点：承重墙体为现浇或预制钢筋混凝土墙体，非砌体；不仅具有很强的抗压能力，而且还具有很强的抗剪能力，可抵抗风荷载和地震产生的水平荷载，适用于高层建筑。
1.剪力墙结构建筑物的构造
屋盖和楼板、钢筋混凝土承重墙、基础、楼梯、阳台、雨蓬及台阶、散水等。
2.剪力墙结构特征和传力路线
剪力墙结构的楼板与墙体均为现浇或预制钢筋混凝土结构，具有良好的整体性，抗震能力比砖混及框架结构强，侧向刚度大。
传力路线：楼板→剪力墙→基础
五、框架—剪力墙结构
概念：在框架结构中设置部分剪力墙，或把剪力墙结构中的部分剪力墙抽掉改成框架承重，使框架和剪力墙两者结合起来,共同抵抗竖向荷载和水平荷载.特点：既保留了框架结构建筑布置灵活、延性好的优点，同时还可以充分发挥材料的强度作用，具有较好的技术经济指标。框剪结构在地震作用时的层间变形较小，因而能减小非结构构件（隔墙及外墙）的损伤，适用于高层建筑。
框剪结构与剪力墙结构的区别
（1）对荷载的承受构件不同；
（2）对空间的影响不同；
（3）建筑经济性不同。
六、筒体结构
概念：筒体结构是框剪结构和剪力墙结构的演变和发展。它将剪力墙集中到建筑物的内部，与外部形成空间封闭筒体，使整个结构体系既具有极大的刚度，又因剪力墙的集中而获得很大的、可以自由分隔的使用空间，使建筑平面设计重新获得良好的灵活性。特别适用于30层以上或100m以上的超高层公共与商业建筑。
主要形式有核心筒、框筒、桁架筒、筒中筒、框架—核心筒、束筒等。
七、空间结构
特点：结构受力不再受平面约束，而是综合考虑三维空间受力状态，其刚度大,整体性强，稳定性好，并具有良好的抗震性。利用较轻型杆件建造大跨度结构,特别适用于大跨度的文艺演出和体育场馆建筑。
主要结构形式有薄壳结构、网架结构、悬索结构、弦支结构、索膜结构。
第五节 水、暖、电建筑安装工程
一、建筑给水与排水工程
1.室内给水系统
概念：房屋室内给水系统是将室外给水管引入室内，并在保证满足用户对水质、水量、水压等要求的情况下，把水送到各个配水点。
组成：引水管、水表结点、给水管网、给水附件、配水点、其他。
2.室内排水系统
概念：
室内排水系统是指室内各卫生器具污水由室内排到室外的管网系统。
组成：
卫生器具
排水横支管、立管
排出管
通气管
清扫口
二、建筑采暖工程
概念：冬季向室内供给热量的工程设施。
组成：热源、输热管道、散热器。
第六节 其他土木工程构造
一、桥梁工程
桥梁由上部结构和下部结构两大部分构成。上部结构指桥墩桥台以上部分，又称桥跨结构，包括梁、桥面、支座等,是桥面上车辆、行人的直接承托结构.下部结构包括桥墩和桥台，主要是支撑桥跨结构，把荷载传给地基。
（一）桥梁上部结构
1.梁
梁式桥上部结构的核心构件，主要起承重结构。
按受力状态分：简支梁、连续梁和悬臂梁；
按使用材料分：钢梁、钢筋混凝土梁；
按支承桥面形式分：上承式、半穿式和穿式（下承式）。
2.桥面
桥面构造包括：车道铺装、排水系统、人行道、路缘石、护栏、照明灯具和伸缩缝。
3.支座
连接梁与桥墩、台的构件。安放在桥墩、桥台顶部，支承梁体，把梁上荷载传给桥墩的作用。
（二）桥梁的下部构造
1.桥墩
桥台之间支承梁的结构，由墩帽、墩身和基础组成。
2.桥台
在桥梁两端靠河岸处，支承桥跨并把桥跨与路基连在一起的建筑物。由桥台帽、台身和基础组成。
3.墩台基础
扩大基础、沉井基础、桩基础、管柱基础
二、隧道工程
隧道由洞门、洞身和其他附属设备组成。
（一）洞门
洞门是隧道出入山体及地层的入口。主要用于保护洞口上部仰坡及洞口两侧边坡的稳定。
（二）洞身
隧道工程的主体部分，长度由两端洞门之间的距离决定。洞身主要由开挖坑道及洞内壁衬砌构成。
三、道路工程
道路由路基、路面和附属工程组成。
（一）路基
路基是路面的基础。它与路面共同承担车辆的荷载。
路基主体的几何形体，由其宽度、高度和边坡坡度三部分组成。路基宽度取决于公路技术等级，路基高度取决于地形起伏和公路纵断面设计方案，路基边坡取决于地质、水文、路基填、挖土高度等。
（二）路面
路面是各种材料铺筑于路基上供车辆直接行驶的层状构造物。路面是道路行车的主要部分。
1.路面的构造
路面结构层一般分为面层、基层和垫层。
2.路面的等级
依据道路所处地理位置的不同、经济重要性不同、运量大小的不同，路面分为四个等级：高级（15～20年）、次高级（8～12年）、中级（5年）和低级路面（5年）。
四、铁路线路工程
铁路线路工程由轨道、路基及附属设施组成。
（一）路基的构造
铁路路基由路基本体、排水设施及防护加固设施构成。
1.路基本体
包括：路基面、路肩、路拱、边坡及路基基底。
2.路基排水设施
包括：地表水排水设施、地下水排水设施。
3.路基防护加固措施
路基边坡防护、冲刷防护、支撑防护、防沙和防雪
五、地下工程
地下工程指建造在岩层或土层中的各种建筑物和构筑物。
按用途分类：地下交通工程、地下人防工程、地下国防工程、地下储库工程、地下工业工程、地下商业工程、地下农业工程、地下居住工程、地下旅游工程、地下宗教工程、地下市政管线工程。
常用的有：地下停车库、地铁、地下商场等。
本章小结
1.结构构件的强度、刚度和稳定性；
2.建筑工程的组成；
3.基础的分类及构造；
4.房屋主体结构中墙体的作用、分类、强度和稳定性要求；墙体的构造及变形缝的作用及做法；
5.楼盖结构体系及梁、现浇板的分类与构造及受力特征；
6.钢筋混凝土楼梯的分类及结构与受力特点；
7.平屋顶的构造及功能、坡屋顶的承重体系及构造体系；
8.砖混、排架、框架、剪力墙、框架—剪力墙的房屋的构造、传力路线、结构特征。
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