第二章

工程構(gòu)造

考試大綱

1、工業(yè)與民用建筑工程的分類、組成及構(gòu)造

2、道路、橋梁、涵洞的分類、組成及構(gòu)造

3、地下工程的分類、組成及構(gòu)造

具體內(nèi)容

第一節(jié)

工業(yè)與民用建筑工程的分類、組成和構(gòu)造

一、工業(yè)與民用建筑工程的分類與應(yīng)用

建筑物

滿足功能要求并提供活動空間和場所的建筑稱為建筑物

民用建筑

居住建筑：如住宅、公寓、宿舍等

公共建筑：如圖書館、車站、辦公樓、工業(yè)建筑：生產(chǎn)使用的建筑

構(gòu)筑物

滿足功能要求的建筑稱為構(gòu)筑物。

【2016真題】7.建筑物與構(gòu)筑物的主要區(qū)別在于（）。

A.占地面積小

B.體量大小

C.滿足功能要求

D.提供活動空間

【答案】D

【解析】滿足功能要求并提供活動空間和場所的建筑稱為建筑物，僅滿足功能要求的建筑稱為構(gòu)筑物。

【例題】建筑物中民用建筑一般包括（）兩大部分。

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兩大部分。

（一）工業(yè)建筑分類

1．按廠房層數(shù)分

(1)單層廠房

適用于有大型機器設(shè)備或有重型起重運輸設(shè)備的廠房。

(2)多層廠房

指常用的層數(shù)為2～6層。適用于生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品較輕，可沿垂直方向組織生產(chǎn)的廠房，如食品、電子精密儀器工業(yè)等用廠房。

(3)混合層數(shù)廠房

同一廠房內(nèi)既有單層又有多層的廠房稱為混合層數(shù)的廠房。多用于化學(xué)工業(yè)、熱電站的主廠房等。

2．按工業(yè)建筑用途分

(1)生產(chǎn)廠房

備料、加工、裝配等主要工藝流程的廠房；如機械制造廠中有鑄工車間、電鍍車間、熱處理車間、機械加工車間和裝配車間等。

(2)生產(chǎn)輔助廠房

指為生產(chǎn)廠房服務(wù)的廠房，如機械制造廠房的修理車間、工具車間等。

(3)動力用廠房

指為生產(chǎn)提供動力源的廠房，如發(fā)電站、變電所、鍋爐房等。

(4)倉儲建筑

貯存原材料、半成品、成品房屋（一般稱倉庫）。

(5)倉儲用建筑

管理、儲存及檢修交通運輸工具的房屋，如汽車庫、消防車庫等。

(6)其他建筑

如水泵房、污水處理建筑等。

3．按主要承重結(jié)構(gòu)的形式分

(1)排架結(jié)構(gòu)型

排架結(jié)構(gòu)型是將廠房承重柱的柱頂與屋架或屋面梁作鉸接連接，而柱下端則嵌固于基礎(chǔ)中，構(gòu)成平面排架，各平面排架再經(jīng)縱向結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接組成為一個空間結(jié)構(gòu)。它是目前單層廠房中最基本、應(yīng)用最普遍的結(jié)構(gòu)形式。

(2)剛架結(jié)構(gòu)型

剛架結(jié)構(gòu)的基本特點是柱和屋架合并為同一個剛性構(gòu)件。柱與基礎(chǔ)的連接通常為鉸接，如吊車噸位較大，也可做成剛接。

(3)空間結(jié)構(gòu)型。

空間結(jié)構(gòu)型是一種屋面體系為空間結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)體系充分發(fā)揮了建筑材料的強度潛力，使結(jié)構(gòu)由單向受力的平面結(jié)構(gòu)，成為能多向受力的空間結(jié)構(gòu)體系，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。一般常見的有膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等。

4．按車間生產(chǎn)狀況分

(1)冷加工車間。

(2)熱加工車間。

(3)恒溫恒濕車間。

(4)潔凈車間。

(5)其他特種狀況的車間。

【2007真題】適用于大型機器設(shè)備或重型起重運輸設(shè)備制造的廠房是（）。

A．單層廠房

B．2層廠房

C．3層廠房

D．多層廠房

【答案】A

【解析】單層廠房適用于有大型機器設(shè)備或有重型起重運輸設(shè)備的廠房。

【2008真題】按工業(yè)建筑用途分類，機械制造廠的熱處理車間廠房屬于（）。

A．生產(chǎn)輔助廠房

B．配套用房

C．生產(chǎn)廠房

D．其他廠房

【答案】C

【解析】生產(chǎn)廠房是指備料、加工、裝配等主要工藝流程的廠房；如機械制造廠中有鑄工車間、電鍍車間、熱處理車間、機械加工車間和裝配車間等。

（二）民用建筑分類

1．按建筑物的層數(shù)和高度分

(1)住宅建筑按層數(shù)分

l～3層為低層住宅，4～6層為多層住宅，7～9層(高度不大于27m)為中高層住宅，10層及以上或高度大于27m為高層住宅。

(2)除住宅建筑之外的民用建筑按照高度+層來分

1）單層不論多高都是單層。

2）二層及以上的，高度不大于24m者為多層建筑，3）二層及以上的，大于24m者為高層建筑

(3)建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑。

2．按建筑的耐久年限分

(1)一級建筑

耐久年限為100年以上

適用于重要的建筑和高層建筑。

(2)二級建筑

耐久年限為50～100年

適用于一般性建筑

(3)三級建筑

耐久年限為25～50年

適用于次要的建筑

(4)四級建筑

耐久年限為15年以下

適用于臨時性建筑

【例題】某住宅樓共12層高，按照建筑的耐久年限分屬于（）。

A．屬于一級建筑

B．屬于二級建筑

C．屬于三級建筑

D．耐久年限要求為50年以上

E．耐久年限要求為100年以上

【答案】AE

【解析】一級建筑耐久年限為100年以上，適用于重要的建筑和高層建筑。12層的住宅樓屬于高層建筑，故答案為AE。

3．按建筑物的承重結(jié)構(gòu)材料分

(1)木結(jié)構(gòu)

1）我國正大力發(fā)展裝配式建筑，其中包括現(xiàn)代木結(jié)構(gòu),具有綠色環(huán)保、節(jié)能保溫、建造周期短、抗震耐久等諸多優(yōu)點。

2）現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑是指建筑的主要結(jié)構(gòu)部分由木方、集成材、木質(zhì)板材所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。構(gòu)件連接節(jié)點采用金屬連接件連接。

3）從結(jié)構(gòu)形式上分，一般分為重型梁柱木結(jié)構(gòu)和輕型桁架木結(jié)構(gòu)。

重型木結(jié)構(gòu)是指用較大尺寸或斷面的工程木材作為梁、柱的木框架，墻體采用木骨架等組合材料的建筑結(jié)構(gòu)，其承載系統(tǒng)由梁和柱構(gòu)成；

輕型木結(jié)構(gòu)是指用標準的規(guī)格材、木基結(jié)構(gòu)板材或石膏板制作、建造的木框架單層或多層建筑結(jié)構(gòu)，其承載系統(tǒng)由墻骨柱和木構(gòu)架墻體構(gòu)成。

(2)磚木結(jié)構(gòu)

豎向承重構(gòu)件的墻體、柱子采用磚砌，水平承重構(gòu)件的樓板、屋架采用木材。一般磚木結(jié)構(gòu)適用于低層建筑(1～3層)。

(3)磚混結(jié)構(gòu)

適合開間進深較小，房間面積小，多層或低層的建筑。

(4)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，如梁、板、柱等均采用鋼筋混凝土材料，而非承重墻采用磚砌或其他輕質(zhì)材料做成。

(5)鋼結(jié)構(gòu)

主要承重構(gòu)件均用鋼材構(gòu)成。鋼結(jié)構(gòu)的特點是強度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強，抗震性能好，適用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。

(6)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)

把型鋼埋入鋼筋混凝土中的一種獨立的結(jié)構(gòu)形式。型鋼、鋼筋、混凝土三者結(jié)合使型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具備了比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力大、剛度大、抗震性能好的優(yōu)點。與鋼結(jié)構(gòu)相比，具有防火性能好，結(jié)構(gòu)局部和整體穩(wěn)定性好，節(jié)省鋼材的優(yōu)點。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大型結(jié)構(gòu)中，力求截面最小化，承載力最大，來節(jié)約空間，但是造價比較高。

【2016】型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)比鋼結(jié)構(gòu)（）。

A.防火性能好

B.節(jié)約空間

C.抗震性能好

D.變形能力強

【答案】A

【解析】型鋼混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相比，具有防火性能好，結(jié)構(gòu)局部和整體穩(wěn)定性好，節(jié)省鋼材的優(yōu)點。

4．按施工方法分

(1)現(xiàn)澆、現(xiàn)砌式。

(2)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。裝配式建筑（PC建筑）是指房屋的主要承重構(gòu)件，如墻體、樓板、樓梯、屋面板等均為預(yù)制構(gòu)件，在施工現(xiàn)場組裝在一起的建筑。

這種建筑的特點是建筑構(gòu)件工廠化生產(chǎn)現(xiàn)場裝配，建造速度快，節(jié)能、環(huán)保，施工受氣候條件制約小，節(jié)約勞動力。符合綠色節(jié)能建筑的發(fā)展方向，是我國大力提倡的施工方式。雖然目前單方造價比現(xiàn)澆混凝結(jié)構(gòu)高，但由于工期縮短，質(zhì)量提高，綜合效益顯著。

裝配式結(jié)構(gòu)各種結(jié)構(gòu)體系適用的最大高度見表2.1.1，并滿足下列要求：

1)當結(jié)構(gòu)中豎向構(gòu)件全部為現(xiàn)澆且樓蓋采用疊合梁板時，房屋的最大適用高度可按現(xiàn)行行業(yè)標準《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ

3中的規(guī)定采用。

2)裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)和裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的水平力作用下，當預(yù)制剪力墻構(gòu)件底部承擔的總剪力大于該層總剪力的50%時，其最大適用高度應(yīng)適當降低；當預(yù)制剪力墻構(gòu)件底部承擔的總剪力大于該層總剪力的80%時，最大適用高度應(yīng)取表2.1.1中括號內(nèi)的數(shù)值。

表2.1.1

各種結(jié)構(gòu)體系適用的最大高度表(m)

結(jié)構(gòu)體系

非抗震設(shè)計

抗震設(shè)防烈度

6度

7度

8度

(0.2g)

8度(0.3g)

裝配整體式框架結(jié)構(gòu)

裝配整體式框架-現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)

150

130

120

裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)

140

(130)

130

(120)

(100)

(80)

(60)

裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)

120

(110)

(100)

(80)

(60)

(30)

注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú豢紤]局部突出屋頂部分）。

2、8度

(0.2g)：設(shè)計基本地震加速度0.20g，指的是抗震設(shè)防烈度為8度時采用的設(shè)計基本地震加速度值為0.2g。

【例題】裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)和裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的水平力作用下，當預(yù)制剪力墻構(gòu)件底部承擔的總剪力大于該層總剪力的（）時，最大適用高度應(yīng)按照規(guī)范執(zhí)行。

A.60%

B.70%

C.80%

D.90%

【答案】C

【解析】裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)和裝配整體式部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的水平力作用下，當預(yù)制剪力墻構(gòu)件底部承擔的總剪力大于該層總剪力的80%時，最大適用高度應(yīng)取表2.1.1中括號內(nèi)的數(shù)值。

5．按承重體系分

(1)混合結(jié)構(gòu)體系

住宅建筑最適合采用混合結(jié)構(gòu)，多用于住宅、辦公樓、教學(xué)樓建筑中。一般在6層以下?；旌辖Y(jié)構(gòu)根據(jù)承重墻所在的位置，劃分為縱墻承重（開間大）和橫墻承重（整體性好）兩種方案。

(2)框架結(jié)構(gòu)體系

可形成較大的建筑空間，建筑立面處理也比較方便；缺點是側(cè)向剛度較小，當層數(shù)較多時，會產(chǎn)生較大的側(cè)移，易引起非結(jié)構(gòu)性構(gòu)件（如隔墻、裝飾等）破壞，而影響使用。

(3)剪力墻體系

剪力墻既承受垂直荷載，也承受水平荷載。高層建筑主要荷載為水平荷載，墻體既受剪又受彎，所以稱剪力墻。剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，厚度不小于160mm，剪力墻的墻段長度一般不超過8m，適用于小開間的住宅和旅館等。在180m高的范圍內(nèi)都可以適用。

剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是側(cè)向剛度大，水平荷載作用下側(cè)移小；缺點是間距小，建筑平面布置不靈活，不適用于大空間的公共建筑，另外結(jié)構(gòu)自重也較大。

(4)框架--剪力墻結(jié)構(gòu)體系

具有框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，有較大空間的優(yōu)點，又具有側(cè)向剛度較大的優(yōu)點。剪力墻主要承受水平荷載，豎向荷載主要由框架承擔。一般適用于不超過170m高的建筑。橫向剪力墻宜均勻?qū)ΨQ布置在建筑物端部附近、平面形狀變化處。縱向剪力墻宜布置在房屋兩端附近。一般情況下，整個建筑的剪力墻至少承受80%的水平荷載。

(5)筒體結(jié)構(gòu)體系

簡體結(jié)構(gòu)是抵抗水平荷載最有效的結(jié)構(gòu)體系。框筒結(jié)構(gòu)為密排柱和窗下裙梁組成，內(nèi)筒一般由電梯間、樓梯間組成。內(nèi)筒與外筒由樓蓋連接成整體，共同抵抗水平荷載及豎向荷載。這種結(jié)構(gòu)體系適用于高度不超過300m的建筑。

(a)內(nèi)筒體系

(b)框筒體系

（c)筒中簡體系

(d)成束簡體系

圖2.1.1

筒式體系的形式

(6)桁架結(jié)構(gòu)體系

桿件只有軸向力，其材料的強度可得到充分發(fā)揮。桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是利用截面較小的桿件組成截面較大的構(gòu)件。屋架的弦桿外形和腹桿布置對屋架內(nèi)力變化規(guī)律起決定性作用。

(7)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系

優(yōu)點是：空間受力體系，桿件主要承受軸向力，受力合理，節(jié)約材料，整體性能好，剛度大，抗震性能好。桿件類型較少，適于工業(yè)化生產(chǎn)。網(wǎng)架的高度主要取決于跨度。

(8)拱式結(jié)構(gòu)體系

拱是一種有推力的結(jié)構(gòu)，在建筑和橋梁中被廣泛應(yīng)用。它適用于體育館、展覽館等建筑中。

(9)懸索結(jié)構(gòu)體系

主要用于體育館、展覽館中。懸索結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件是受拉的鋼索，鋼索是用高強度鋼絞線或鋼絲繩制成。

(10)薄壁空間結(jié)構(gòu)體系

薄殼常用于大跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)，如展覽館、俱樂部、飛機庫等。薄殼結(jié)構(gòu)多采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，費模板、費工時。