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文檔簡介

一般民用建筑是由基礎、墻或柱、樓地層、樓梯、屋頂、門窗等主要部分組成。圖4.1所示為一幢住宅構(gòu)造組成。建筑物的基本組成

圖4.1住宅的建筑構(gòu)成基礎是房屋最下面的部分,它承受房屋的全部荷載,并把這些荷載傳給下面的土層(地基)。墻或柱是房屋的垂直承重構(gòu)件,它承受樓地層和屋頂傳給它的荷載,并把這些荷載傳給基礎。墻起承重、圍護、保溫、隔熱、隔聲、分隔建筑空間的作用。(內(nèi)墻、外墻)建筑物的基本組成

屋頂屋頂是房屋建筑頂部的水平構(gòu)件。屋頂既是承重構(gòu)件又是維護構(gòu)件。樓地層樓地層是房屋建筑水平方向的構(gòu)件。建筑物的基本組成

樓梯是房屋建筑中聯(lián)系上下各層的垂直交通設施。(堅固、耐磨、防滑)門是建筑物的出入口,它的作用是供人們通行,并兼有圍護、分隔的作用。窗的主要作用是采光、通風、供人眺望。房屋除上述基本組成外,還有臺階、散水、雨篷、雨水管、明溝、通風道、煙道等。1.地基、基礎及其與荷載的關系基礎——建筑工程中,位于建筑物的最下部位、埋入地下、直接作用于土層上的承重構(gòu)件。它承受建筑物上部結(jié)構(gòu)傳下來的全部荷載,并把這些荷載連同本身的重量一起傳到地基上。一、地基、基礎的概念地基——基礎下面支承建筑物總荷載的土層或巖體。建筑物總荷載是通過基礎傳給地基的。地基承受建筑物荷載而產(chǎn)生的應力和應變隨著土層深度的增加而減小,在達到一定深度后就可忽略不計。直接承受建筑荷載的土層為持力層,持力層以下的土層為下臥層?;A是房屋的重要組成部分,而地基與基礎又密切相關,若地基基礎一旦出現(xiàn)問題,就難以補救。建筑物的全部荷載均由其下的地層來承擔。受建筑物影響的那一部分地層稱為地基;建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎。建筑物上部結(jié)構(gòu)基礎地基基礎上部結(jié)構(gòu)地基建筑物三部分示意圖基礎的基本組成

地基承受荷載的能力是有一定限度的。地基承載力:地基每平方米所承受的最大壓力,也叫地耐力。為了保證建筑物的穩(wěn)定和安全,必須控制建筑物基礎底面的平均壓力不超過地基承載力。f≥N/A式中f—地基承載力

N—建筑物總荷載

A—基礎底面積當基礎對地基的壓力超過地基承載力時,地基將出現(xiàn)較大的沉降變形,甚至地基土會滑出擠出而破壞。二、地基的分類

地基可分為天然地基和人工地基兩大類。天然地基——是指天然土層具有足夠的承載力,不需經(jīng)人工改善或加固便可直接承受建筑物荷載的地基。巖石、碎石、砂石、粘性土等,一般可視為天然地基。人工地基——是指天然土層承載力較弱,缺乏足夠的穩(wěn)定性,不能滿足承受上部荷載的要求,必須對其進行人工加固,以提高其承載力和穩(wěn)定性的地基,如淤泥、人工填土等。人工加固地基的方法壓實法——用各種機械對土層進行夯打、碾壓、振動來壓實松散土的方法為壓實法。(排出土中的空氣,提高土的密實度)換填法——當基礎下土層比較軟弱,不能滿足上部荷載對地基的要求時,可將較弱土層全部或部分挖去,換成其他較堅硬的材料(如好土、砂石、灰土、混凝土等),這種方法叫換填法。打樁法——當建筑物荷載很大,地基土層很弱,地基承載力不夠滿足要求時,可以采用樁基,即采取措施將樁基打入地基土層中,從而使得基礎上的荷載經(jīng)過樁傳給地基土層,這也是一種加固地基的方式。壓實法加固地基換土法加固地基三、對地基和基礎的要求

地基應具有較高的承載力和均勻程度

建筑物的場址首先應盡可能選在承載力高且分布均勻的地段,如巖石類、碎石類、砂性土類等地段。地質(zhì)均勻才能保證均勻沉降。基礎應具有足夠的強度和耐久性

基礎是建筑物的重要承重構(gòu)件,又是埋于地下的隱蔽工程,易受潮,且很難觀察、維修、加固和更換。所以,在構(gòu)造形式上必須使其具備足夠的強度和與上部結(jié)構(gòu)相適應的耐久性?;A工程應注意經(jīng)濟效果

基礎工程約占建筑總造價的10%一40%,甚至更高,要使工程總投資降低,首先要降低基礎工程的投資。這就要選擇地質(zhì)好的地段,以減少地基處理費用;需要處理的地基,也盡可能的選用地材和合理的構(gòu)造形式,從而減低工程投資。四、基礎的埋置深度及影響因素1.基礎的埋置深度埋置深度——從室外設計地面到基礎底面的垂直距離稱為基礎的埋置深度。基礎的埋深最小不能小于500mm。否則,地基受到壓力后可能將四周土擠走,使基礎失穩(wěn),或受各種侵蝕、雨水沖刷、機械破壞而導致基礎暴露,影響建筑安全。根據(jù)基礎埋置深度的不同,基礎可分為淺基礎、深基礎。一般的,埋深小于5m的稱淺基礎;埋深大于5m的稱深基礎;當基礎直接做在地表面上時,稱不埋基礎。從施工和造價方面考慮,一般民用建筑,基礎應優(yōu)先選用淺基礎。2.影響基礎埋深的因素建筑物的用途工程地質(zhì)條件地下水位的影響

土的凍結(jié)深度的影響相鄰建筑物的基礎埋深1)工程地質(zhì)條件的影響(1)地基土層為均勻好土時,基礎應盡量淺埋,但不得淺于500毫米。(2)地基土層的上層為軟土,且厚度在2m以內(nèi),下層為好土時,基礎應埋在好土層之上,此時既經(jīng)濟又可靠。(3)地基土層的上層為軟土,且厚度在2—5m時,對低層、荷載小的輕型建筑,在加強上部結(jié)構(gòu)的整體性和加寬基礎底面積后仍可埋在軟土層內(nèi)。而對高層荷載較大的重型建筑,則應將基礎埋在好土上,以保證安全。(4)地基土層的上層軟土厚度大于6m時,建筑荷載小的建筑應盡量利用原狀土,將基礎埋在軟土層中,此時應加強上部結(jié)構(gòu),增大基礎底面積;建筑荷載大的建筑可作地基加固處理,或?qū)⒒A埋在好土上,需作技術經(jīng)濟比較后確定。(5)地基土層的上層為好土,下層為軟土時,應力爭將基礎埋在好土內(nèi),適當提高基礎底面。(6)地基土層由好土和軟土交替構(gòu)成時,總荷載小的低層輕型建筑應盡可能將基礎埋在好土內(nèi);總荷載大的建筑可采用人工地基或?qū)⒒A深埋到下層好土中,兩方案經(jīng)技術經(jīng)濟比較后選定。(7)當?shù)孛嫔嫌休^多的硫酸、氫氧化鈉、硫酸鈉等腐蝕液體作用時,基礎埋置深度不宜小于1.5m,必要時,需對基礎作防護處理。2)地下水位的影響

建筑物的基礎應盡量埋在地下水位以上,如不能滿足這一要求,基礎必須埋在地下水位以下時,應將基礎底面埋置在低于地下水位200mm以下,使基礎避免因水位變化,而遭受的水的浮力的影響。埋在地下水位以下的基礎,在材料上要選擇具有良好的耐水性能的材料,如選用石材、混凝土等。當?shù)叵滤泻懈g性物質(zhì)時,基礎應采取防腐措施。地下水位與基礎埋深3)土的凍結(jié)深度的影響

土的凍結(jié)深度即冰凍線,是地面以下的凍結(jié)土與非凍結(jié)土的分界線。土的凍結(jié)是指土中的水分受冷,凍結(jié)成冰,使土體凍脹的現(xiàn)象。土的凍脹會把基礎抬起,而解凍后,基礎又將下沉。在這個過程中,凍融是不均勻的,致使建筑物周期性的處于不均勻的升降狀態(tài)中,勢必會導致建筑物產(chǎn)生變形、開裂、傾斜等一系列的凍害。

凍結(jié)深度主要是由當?shù)氐臍鉁貤l件決定的,氣溫越低,持續(xù)時間越長,凍結(jié)深度就越大。如北京地區(qū)為0.8—1.0m,哈爾濱是2m,重慶地區(qū)則基本無凍結(jié)土。一般基礎應埋置在冰凍線以下200mm的地方,當凍土深度小于500mm時,基礎埋深不受影響。4)相鄰建筑物基礎埋深的影響

當新建房屋建在原有房屋附近時,一般新建房屋基礎的埋置深度,應小于原有房屋基礎的埋置深度。當新建房屋基礎的埋深必須大于原有房屋時,應使兩基礎間留出相鄰基礎底面高差的1—2倍距離,以保證原有房屋的安全?;A的構(gòu)造類型與建筑物的上部結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基的承載力以及它所選用的材料性能有關。基礎按受力特點分有剛性基礎和柔性基礎;按其使用材料分有磚基礎、毛石基礎、混凝土基礎、鋼筋混凝土基礎等;按構(gòu)造形式分有條形基礎、獨立基礎、筏形基礎和樁基礎等。五、基礎的類型與構(gòu)造

1、按傳力情況分類

可分為剛性基礎和柔性基礎兩種。當采用磚、石、混凝土、灰土等抗壓強度好而抗彎、抗剪等強度很低的材料做基礎時,基礎底寬應根據(jù)材料的剛性角來決定。剛性角是基礎放寬的引線與墻體垂直線之間的夾角。凡受剛性角限制的為剛性基礎;反之,不受材料剛性角限制,不僅能承受較大的壓應力,還能承受較大的拉應力的基礎為柔性基礎。剛性基礎剛性基礎構(gòu)造磚基礎毛石基礎混凝土以及毛石混凝土基礎灰土基礎三合土基礎磚基礎一般采用普通粘土磚和砂漿砌筑而成。常采用臺階式逐級向下放大的砌筑方法,稱為大放腳。特點:價格低廉、施工方便、強度耐久性差常用于地基土質(zhì)好,地下水位較低、五層以下的磚混結(jié)構(gòu)中。毛石基礎構(gòu)造毛石基礎由未加工成型的石塊和砂漿砌筑而成,具有強度較高、抗凍、耐水、經(jīng)濟等優(yōu)點,故可以用在受地下水侵蝕和冰凍作用的多層建筑,但其整體性欠佳,不宜用在有震動的地方。毛石基礎構(gòu)造

毛石基礎的剖面一般為階梯形,基礎頂部寬度不宜小于500mm,且要比墻或柱每邊寬出100mm。為滿足剛性角,每個臺階的高度不宜小于400mm,每個臺階挑出的寬度不應大于200mm。當基礎底面寬度小于700mm時,毛石基礎應做成矩形截面。毛石頂面砌墻前應先鋪一層水泥砂漿?;炷烈约懊炷粱A混凝土基礎

堅固、耐久、抗水、抗凍、剛性角大,可用于有地下水和冰凍作用的基礎。混凝土基礎不僅能做成矩形和階梯形,當?shù)酌鎸挾却笥诘扔?000mm時,還可以做成錐形。錐形斷面能節(jié)省混凝土、減輕基礎自重。毛石混凝土基礎對于體積較大的混凝土基礎,可以在澆筑混凝土時加入粒徑不超過300mm的毛石,可形成毛石混凝土基礎,可節(jié)約混凝土用量。毛石混凝土基礎所用毛石的尺寸不得大于基礎寬度的1/3。毛石的體積一般為總體積的20%~30%,且毛石在混凝土中應均勻分布。(毛石)混凝土基礎灰土基礎由石灰與粘土按一定比例加水拌和夯實而成的石灰墊層,便形成灰土基礎?;彝粱A的石灰與粘土的體積比為3:7或2:8,灰土每層均需鋪220mm,夯實厚度為150mm,此為第一步。三層及三層以下的房屋用二步,三層以上的建筑用三步。三合土基礎

如將磚基礎下的灰土換成由石灰、砂,骨料(碎磚、碎石或礦渣)組成的三合土,則形成三合土基礎。三合土的體積比為l:3:6或1:2:4,加適量水拌合夯實,每層厚150mm,總厚度H≥300mm,寬度B≥600mm。這種基礎適用于四層及四層以下的建筑,基礎應埋置在地下水位以上。灰土基礎三合土基礎柔性基礎當建筑物的荷載較大而地基承載能力較小時,基礎底面必須加寬,如果采用剛性材料,基礎埋深就要加大,不經(jīng)濟。所以在混凝土基礎的底部配以鋼筋,使基礎的底部能夠承受較大的彎矩,這時,基礎不再受剛性角的限制。

柔性基礎柔性基礎構(gòu)造鋼筋混凝土柔性基礎因其不受剛性角的限制,基礎就可做得很寬、很薄,還可盡量淺埋。這種基礎相當于一個倒置的懸臂板,鋼筋的用量通過計算而定,但直徑不宜小于8mm,間距不宜小于200mm?;炷恋膹姸鹊燃壱膊灰说陀贑20。當?shù)燃壿^低混凝土作墊層時,為使基礎底面受力均勻,墊層厚度一般為60一l00mm。為保護基礎鋼筋不受銹蝕,當有墊層時,保護層厚度不宜小于35mm,不設墊層時,保護層厚度不宜小于70mm。鋼筋混凝土板式基礎按基礎的形式分類

基礎的類型按其形式不同可以分為條形基礎、獨立式基礎、樁基礎和聯(lián)合基礎。

(1)條形基礎

基礎為連續(xù)的帶形,也叫帶形基礎。有墻下條形基礎和柱下條形基礎兩類。當?shù)鼗鶙l件較好、基礎埋置深度較淺時,墻承式的建筑多采用帶形基礎,以便傳遞連續(xù)的條形荷載。條形基礎常用磚、石、混凝土等材料建造。當?shù)鼗休d能力較小,荷載較大時,承重墻下也可采用鋼筋混凝土條形基礎。(2)獨立式基礎

獨立式基礎呈獨立的塊狀,形式有臺階形、錐形、杯形等,當須滿足局部工程條件變化的需要時,要將個別柱基礎底面降低,做成高杯口基礎少為長頸基礎。獨立式基礎主要用于柱下,在墻承式建筑中,當?shù)鼗休d力較弱或埋深較大時,為了節(jié)約基礎材料,減少土石方工程量,加快工程進度,亦可采用獨立式基礎。為了支承上部墻體,在獨立基礎上可設梁或拱等連續(xù)構(gòu)件。獨立基礎形式墻下獨立基礎當建筑物荷載較大,地基的軟弱土層厚度在5m以上,基礎不能埋在軟弱土層內(nèi)時,可采用樁基礎。樁基礎按其受力性能可分為端承樁和摩擦樁兩種。端承樁是將建筑物的荷載通過樁端傳給堅硬土層,而摩擦樁是通過樁側(cè)表面與周圍土壤的摩擦力傳給地基。目前采用最多的是鋼筋混凝土樁,包括預制樁和灌注樁兩大類。(3)樁基礎(4)聯(lián)合基礎

聯(lián)合基礎類型較多,常見的有柱下條形基礎、柱下十字

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