土建工程基础(全)ppt课件

1、土建工程基础,Basic of Civil Engineering,于 韵环境工程专业,第4章 地基与基础,第3章 结构与构件设计,第2章 建筑物与构筑物的构造,第1章 工 程 材 料,绪 论,土建工程是一门为人类生活、生产、防护等活动建造各类设施与场所的工程学科，涵盖了建筑物、构筑物的建设,工 程 材 料,构 造,结 构 设 计,地基与基础,70 考核 15 出勤 15 平时,成绩比例,课程考核,手机关机、笔记,课堂要求,课程结构,第1章 工程材料,1.3 混凝土,1.2 水泥,1.1 常用工程材料的基本性质,1.5 建筑钢材,1.4 块体材料,1.6 沥青防水材料

2、,工程材料的定义和分类,一,力学性质,三,耐久性,四,基本物理性质,二,工程材料的定义和分类,一,广义,狭义,砂石、水泥、石灰、混凝土、钢材,常见的工程材料,工程材料的定义和分类,一,分类,工程材料的定义和分类,一,土木工程材料按化学成分分类表,基本物理性质,二,密实度 孔隙率,1,亲水性和憎水性,n-能承受的最大水压力的10倍来表示,n-最大冻融循环次数,力学性质,三,强度，材料在荷载（外力）作用下抵抗破坏的能力,强度的大小直接反映材料承受荷载的能力大小。 按照荷载作用形式不同，材料的强度有抗拉、抗压、抗剪、抗弯强度之分,根据极限强度大小，划分若干等级,砖、石、水泥、砼-抗压强度； 建筑钢材

3、-抗拉强度,比强度-材料强度与材料表观密度之比，轻质高强指标，值越大，越轻质高强,完全弹性或者完全塑性的材料不存在的,承受动力荷载作用的部件必须要有一定的韧性,混凝土、岩石、玻璃、砖瓦、陶瓷,钢材、木材,硬度：材料表面抵抗外来较硬物压入或刻划的能力。与材料的强度有一定的关系,耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。一般来说，硬度大，耐磨性较好,物 理 作 用,化 学 作 用,机 械 作 用,生 物 作 用,耐久性：材料在使用过程中能长久保持其原有性质的能力,耐久性,四,无机胶凝材料 （以无机化合物为基本成分,有机胶凝材料 （天然的或合成的有机 高分子化合物为基本成分,沥青、树脂,按凝结硬化 条件分类,

4、气硬性胶凝材料 （石灰、石膏,水硬性胶凝材料 （水泥,土木工程中，凡是经过一系列物理化学变化，能将散粒状材料或块状材料粘结成为整体并具有一定机械强度的材料-胶凝材料,硅酸盐水泥,一,其他硅酸盐水泥,二,水泥，粉末状物质，加水拌合成具有良好可塑性的浆体，经一系列物理化学作用后，不仅能在空气中凝结硬化，而且能更好的在潮湿环境及水中硬化，保持和发展其强度。水硬性胶凝材料,硅酸盐水泥,一,按照水硬性物质,按用途和性质,氟铝酸盐水泥,硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥,铁铝酸盐水泥,膨胀水泥、快硬水泥、白色水泥,通用水泥,专用水泥,特性水泥,硅酸盐、普通硅酸盐、矿碴硅酸盐、火山灰硅酸盐、粉煤灰硅酸盐水

5、泥等,道路水泥、大坝水泥、砌筑水泥,硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高炉矿碴、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料-波特兰水泥,I型硅酸盐水泥,不掺加石灰石或粒化高炉矿碴的,II型硅酸盐水泥,掺合料低于5,硅酸盐水泥,一,两磨一烧,流 程 图,1）水泥的组成,硅酸盐水泥熟料的矿物组成,主要矿物组成,硅酸三钙,分子式,分子简式,3CaOSiO2,C3S C2S C3A C4AF,2CaOSiO2,3CaOAl2O3,4CaOAl2O3Fe2O3,硅酸二钙,铝酸三钙,铁铝酸四钙,名 称,硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性,1）水泥的组成,快硬水泥：3d抗压强度高，熟料中C3A、C3S

6、含量高。 适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。 道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、 干缩性小。 C4AF、C2S含量高。 适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程,大坝水泥：简称中热水泥 低热矿渣水泥：加入矿渣,适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程,水化放热较低， C2S含量高， C3A含量低,缓凝机理,同上,水 化 -熟料与水发生的水解或者水化作用,2）水泥的凝结硬化,加水量,越细越快,一定温度一定湿度条件下，强度随时间增长,温度越高水化越快强度越高， 冬季施工要保温； 湿度越高强度越高， 故2-3周要洒水养护,水灰比正比于孔隙率，降低水灰比，

7、可以提高强度,矿物组成,水泥细度,温度和相对湿度,养护时间,影响水泥凝结硬化的原因,2）水泥的凝结硬化,1）细 度,2）凝 结 时 间,3）体 积 安 定 性,4）强度与强度等级,0.08mm方孔筛筛余量: % 负压筛法（适用于其它水泥,比表面积：m2/kg，cm2/g 勃氏法（适用于硅酸盐水泥,1）细 度,a.定义：水泥加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需的时间,称为凝结时间,初凝状态：水泥加水起至水泥浆刚失去可塑性所需的时间初凝时间(45min)。 终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性所需的时间终凝时间(6.5h,b.两种状态,2）凝 结 时 间,如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为

8、体积安定性不良。 导致水泥安定性不良的主要原因是： 由于熟料中含有的游离氧化钙、游离氧化镁过多； 掺入石膏过多,水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质,3）体 积 安 定 性,体积安定性不良的水泥，会发生膨胀性裂纹使水泥制品或混凝土开裂、造成结构破坏。因此体积安定性不良的水泥，应判为废品，不得在工程中使用,3）体 积 安 定 性,强度等级:以水泥28d抗压强度为强度范围的下限确定,分类：普通型、早强型,硅酸盐水泥分六个强度等级： 42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R,水泥:标准砂:水=1:3:0

9、.5，制成40mm40mm160mm棱柱体试件,标准养护3d、28d，分别测定抗折强度、抗压强度,4）强度与强度等级,1）软水侵蚀 溶出Ca(OH)2降低碱度 2）硫酸盐腐蚀,3）镁盐腐蚀,4）一般酸的腐蚀 中和反应 5）碳酸腐蚀,6）强碱腐蚀,1）腐蚀作用,根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种 提高水泥石的密实度 敷设耐蚀保护层,2）腐蚀的防止,小结：硅酸盐水泥的应用及特性,早期强度高，标号较高，用于梁柱等结构工程、预制构件、预应力砼。 水化热高，适合冬季施工，不能用于大体积砼工程，耐冻性好，适用于抗冻工程。 氢氧化钙含量较高，耐腐蚀性差，不能用于有腐蚀介质存在的工程。 水化产物在高温下分解，耐

10、热性差，不能用于耐热砼工程,掺混合材料的其他硅酸盐水泥,二,在生产水泥时，为了改善水泥性能，调节强度等级，提高产量，降低生产成本，扩大其应用范围，而加到水泥中去人工的或天然的矿物材料,1）活性混合材料,2）非活性混合材料,本身不发生水化硬化，磨细后与石灰或石灰和石膏拌合，加水后即能在水中又能在空气中硬化的材料,粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰,天然的、人工的,炼钢厂冶炼生铁时的副产品。 主要成分：CaO、Al2O3、SiO2。 具有较高的化学潜能，但稳定性差,火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。 主要成分：较多的SiO2、Al2O3和少量的CaO 具有较高的活性,主要成分：Al2O3、S

11、iO2。 本身不硬化，+石灰+水起胶凝作用,1）活性混合材料,定义： 在水泥中主要起填充作用，本身不具有（或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。 目的： 调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。 常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、高硅质炉灰等,2）非活性混合材料,硅酸盐水泥熟料 + 适量石膏,多量混合材 （水泥量20,P,P,PO,粒化高炉矿渣,PP,PF,PS,火山灰,粉煤灰,硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥,不掺混合材 +少量混合材 （水泥量5,少量混合材 （水泥量6%15,PO，是由硅酸盐水泥熟料，6-15%混合材料，适量石膏磨

12、细制成的水硬性胶凝材料。 组成与硅酸盐水泥非常相似，性能也相近，但由于掺入的混合材料量相对较多，早期硬化速度较慢，3d的抗压强度降低，抗冻性与耐磨性能也稍差，强度等级范围较宽。 广泛应用于各种混凝土或钢筋混凝土工程，是我国主要水泥的品种之一。 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R,1）普通硅酸盐水泥,PS，由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣（20-70%）、适量石膏磨细制得的水硬性胶凝材料。 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。 熟料矿物少，活性混合材料多-凝结硬化稍慢，早期强度偏低，后期不断增长，甚至超过同等级的普通硅酸盐水泥； 二次水化

13、-条件敏感，需长时间养护（蒸汽、压蒸养护更好）；二次水化消耗氢氧化钙，抵抗软水、海水和硫酸根离子腐蚀能力较强，宜用于水工和海港工程，有一定耐热性，可用于耐热混凝土工程。 缺点：抗冻性、抗渗性、抵抗干湿交替循环的性能低于普通硅酸盐水泥,2）矿渣硅酸盐水泥,PP，由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料（2050%）、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 凝结硬化与矿渣硅酸盐水泥基本相同。 火山灰质混合材料在潮湿的环境下，会吸收石灰而产生膨胀，使水泥石结构致密，具有较高的密实度和抗渗性，适宜抗渗性要求较高的工程。 火山灰水泥的抗冻性和耐磨性比矿渣水泥差，干燥收缩较大，在干热条件下会产生起粉现象，不宜用于有

14、抗冻性、耐磨性、干热的环境,3）火山灰质硅酸盐水泥,PF，由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰（20-40%），适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 粉煤灰的颗粒多呈球形微粒，内比表面积较小，吸附水的能力较小，干燥收缩小，抗裂性较高，和易性好,4）粉煤灰酸盐水泥,PC，由硅酸盐水泥加上两种及两种以上的混合材料，适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 与矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥有不同程度的相似，水化热较低，早期强度较高，使用效果更好,5）复合硅酸盐水泥,小 结,共性： 凝结硬化速度较慢，早期强度较低，但后期强度有较大增长，水化热量较低，但对于温度和相对湿度较为敏感，水泥石中，氢氧化钙

15、含量较低，抵抗软水和硫酸根离子介质的侵蚀能力较高，但抗冻性和抗碳化性能较差。 个性： 矿渣水泥、火山灰水泥，干缩较大；粉煤灰水泥，干缩较小；火山灰质水泥，抗渗性较高，矿渣水泥耐热性好,普通砼的定义和分类,一,普通砼的组成,二,普通砼的技术性质,三,普通砼的定义和分类,一,由胶凝材料、水、粗细骨料及必要时掺入的化学外加剂、掺合料，按适当比例配合，拌制成拌合物，经过胶凝材料凝结硬化后，形成具有一定强度和耐久性的人造石材,普通混凝土：由水泥、水、砂、石子及必要时掺入的外加剂、掺合料组成，经拌制均匀、浇注成型、硬化后形成的人造石材,普通砼的定义和分类,一,水泥砼,石膏砼,水玻璃砼,沥青砼,按胶凝材料,

16、重砼 2600kg/m3,普通砼 19502500kg/m3,轻砼 1950kg/m3,按表观 密度,按强度,中强度混凝土 2060MPa,高强度混凝土 60MPa,超高强度混凝土 100MPa,低强度混凝土 20MPa,普通砼的定义和分类,一,普通砼由水泥、砂、石子、水以及必要时掺入的化学外加剂、掺合料组成,各组成的作用,水泥,骨料,拌合及养护用水,外加剂,普通砼的组成,二,各组成的作用,水泥品种的选择,水泥的选择,水泥强度等级的选择,水 泥,水 泥,常用水泥混凝土的选用参考表,注：号表示优先选用；表示可以使用；表示不得使用,水 泥,低强度等级水泥打高标号砼,水泥用量增大，砼硬化后收缩和水化

17、热很大，水灰比过低，流动性差，施工困难，不易成型密实，也不经济,高强水泥打低标号砼,水泥用量偏小，水灰比过大，和易性和耐久性偏差。为保证砼的和易性、耐久性，可以掺入一定数量的掺合料，如粉煤灰，但掺量必须经过试验确定,提问,水 泥,骨料,在混合料中起骨架作用 （碎石、砾石等,在混合料中起填充作用 （天然砂、人工砂和石屑,粒径,粗骨料,细骨料,在水泥混凝土中，为4.75mm,骨 料,骨 料,砂的颗粒级配是指各级粒级的砂按比例搭配的情况,砂的粗细程度是指各粒级的砂搭配在一起总的粗细情况,在选择和使用砂时，应尽量选择在空隙率小的条件下尽可能粗的砂，即选择级配适宜、颗粒尽可能粗的砂配制混凝土,骨 料,筛

18、分试验,骨 料,细度模数,评价细集料粗度（即细集料的粗细程度）。 细度模数越大，表示细集料越粗。 按我国现行标准，砂的粗度按Mx可分为三级： Mx= 3.73.1 为粗砂 Mx= 3.02.3 为中砂 Mx= 2.21.6 为细砂,骨 料,配制混凝土时，宜优先选择级配在2区的砂，使混凝土拌合物获得良好的和易性,骨 料,粗骨料的颗粒级配分为连续级配和间断级配两种,粗骨料的粒径越大，其比表面积越小，达到一定流动性时包裹其表面的水泥砂浆数量减小，可节约水泥；或者在和易性一定、水泥用量一定时，可以减少混凝土的单位用水量，提高混凝土的强度,最大粒径须同时满足：不得超过构件截面最小边长的1/4；不得超过钢

19、筋间最小净距的3/4；对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达板厚1/2的粗骨料，但最大粒径不得超过50mm,骨 料,骨 料,混凝土拌合用水，不得影响混凝土的凝结硬化；不得降低混凝土的耐久性；不加快钢筋锈蚀和预应力钢丝脆断。 混凝土拌合用水宜选择洁净的饮用水,拌合及养护用水,减水剂、缓凝剂、早强剂、引气剂,外 加 剂,砼拌合物的和易性,砼的强度,砼的耐久性,普通砼的技术性质,三,砼拌合物的和易性,流动性,粘聚性,保水性,在实际工程中，应尽可能达到三者统一，既满足砼施工要求的流动性，同时也具有良好的粘聚性和保水性,砼拌合物的和易性,砼拌合物的和易性,砼拌合物的和易性,砼拌合物的和易性,一般对无筋大

20、结构、钢筋配置稀疏易于施工的结构，尽可能选用较小的坍落度，以节约水泥。 反之，对断面尺寸较小、形状复杂或配筋特密的结构，则应选用较大的坍落度，可易于浇捣密实，以保证施工质量,砼拌合物的和易性,请观察图中混凝土楼面，其中有空洞（俗称蜂窝）。该混凝土是采用人工振捣，其混凝土坍落度为30 mm。请分析混凝土不密实的原因,该混凝土未采用振动器振捣，仅人工振捣，而混凝土的坍落度偏低，流动性较差，故易产生蜂窝，应增大混凝土的坍落度，具体按规定进行,水泥浆的数量与稠度,砂率,骨料品种、级配和粗细,外加剂,砼拌合物的和易性,水泥浆的数量与稠度,水泥浆量,水泥浆稠度,在砼骨料、水灰比一定的条件下，填充在骨料之间

21、的水泥浆数量越多，水泥浆对骨料的润滑作用较充分，砼拌合物的流动性增大,水泥量不变，水灰比下降，水泥浆变稠，流动性下降。水泥的量不变，水灰比上升，粘聚性和保水性下降。必须合理选择水灰比,在试拌砼时，不能用单纯改变用水量的办法来调整砼拌合物的流动性，否则会降低砼的强度和耐久性。 故要保持水灰比不变的条件下，利用调整水泥浆量的办法来调整砼拌合物的流动性,注意,砂 率,砂率是指砂用量与砂、石总用量的质量百分比,合理砂率：是指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使砼拌合物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性良好时的砂率值，或指混凝土拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性及保水性，而水泥用量为最少时的砂

22、率值,小 结,改善混凝土拌合物和易性的措施主要有： 流动性小于设计要求，在水灰比不变的情况下，适当增加水泥浆数量；坍落度大于设计要求，保持砂率不变的前提下，增加砂石用量。 选用级配良好的骨料，并尽可能采用较粗的砂、石； 采用合理的砂率，当粘聚性不足时适当增加砂率； 掺用外加剂，如减水剂或引气剂,砼拌合物的和易性,砼 的 强 度,按照标准的制作方法制成边长为150的正立方体试件，在标准养护条件（温度20 2 ，相对湿度95以上）下，养护至28龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度,1）抗压强度和强度等级,立方体抗压强度（fcu,立方体试件抗压强度标准值（fcu,k,立

23、方体抗压强度只是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。 而立方体抗压强度标准值是按数理统计方法确定，具有不低于保证率的立方体抗压强度,强度等级,凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值” 来确定的,C30，表示混凝土立方体抗压强度标准值,fcu,k=30MPa,1）抗压强度和强度等级,1）原材料因素,2）生产工艺因素,3）实验条件因素,砼 的 强 度,提高混凝土强度的措施: 1、采用强度等级高的水泥； 2、采用低水灰比； 3、采用有害杂质少、级配良好、颗粒适当骨料和合理的砂率； 4、采用合理的机械搅拌、振捣工艺； 5、保持合理的养护温度和一定的湿度，可能的情

24、况下采用湿热养护； 6、掺入合适的混凝土外加剂和掺合料,小 结,砼 的 强 度,1）.混凝土的抗渗性 指混凝土抵抗压力水渗透的能力。P4、P6、P8、P10、P12 （2）.混凝土的抗冻性 指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。F10、15、25、50、100、150、200、300 （3）.抗侵蚀性 指混凝土在含有侵蚀性介质环境中遭受到化学侵蚀、物理作用不破坏的能力,砼的耐久性,提高混凝土耐久性的主要措施 （1）合理选择水泥品种 （2）适当控制混凝土的水灰比及水泥用量 （3）选用质量良好的砂石骨料 （4）掺入减水剂 （5）改善混凝土的施工操作方法

25、 （6）长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土，掺用引气剂,砼的耐久性,砼的耐久性,砌筑材料： 砌筑材料，使用于结构部位的建筑材料，同时又是功能材料，在土木工程中，该材料能起承重、分隔（遮风避雨、隔断光线）、保温隔热、隔音吸声作用,传统的砌筑材料有砖和石材，目前的品种较多，可以分为块材和板材两大类，常用的有：砌墙砖、砌块、墙用板材等,砌 墙 砖,一,砌 块,二,砌筑用石材,三,由粘土、工业废料或其他地方资源为主要原料，以不同工艺制成，在建筑中用于砌筑承重或是非承重墙体的人造小型块材,烧结砖,非烧结砖,砌 墙 砖,一,烧 结 砖,生产工艺,主要技术性质,应用,凡通过焙烧而得的普通砖，称为烧结普通砖。

26、粘土砖，以粘土为主要原料，焙烧而成的,烧 结 砖,生产工艺,欠火砖色浅、敲击声闷哑、吸水率大、强度低、耐久性差。 过火砖色深、敲击声音清脆、吸水率低、强度较高，但弯曲变形大。 欠火砖和过火砖均属不合格产品,采土-配料调制-制胚-干燥-焙烧-成品,氧化气氛下可得红砖，还原气氛下可得青砖,按焙烧时的火候，烧结砖分为欠火砖、正火砖、过火砖,主要技术性质,烧结普通砖强度等级（GB 5101-2003,根据抗压强度值平均值和强度标准值 分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级,强度等级,指能抵抗干湿变化、冻融变化等气候作用的性能,风化区划分,抗风化性能,主要技术性质,240mm1

27、15mm53mm,4*240+40=1000 8*115+80=1000 16*53+160=1008,理论上，1m3砖砌体大约需用砖512块,规格尺寸及外观,主要技术性质,可溶性的盐在砖表面的盐析现象，一般呈白色粉末、絮团或絮片状，又称为起霜、盐析或盐霜,烧成过程中生石灰留在砖内，生石灰在砖内吸收外界的水分，消化并产生体积膨胀，称为石灰爆裂,泛霜及石灰爆裂,主要技术性质,砌筑各种承重墙体和非承重墙体等围护结构。 砌筑砖柱、拱、烟囱、筒拱式过梁和基础等。 碎砖可作为混凝土骨料和碎砖三合土的原材料。 在砌筑砖砌体时，必须预先将砖润湿使用。 烧结粘土砖制砖取土，大量毁坏农田；烧结实心砖自重大，烧砖

28、能耗高，成品尺寸小，施工效率低，抗震性能差等,应 用,烧结多孔砖主要用于砌筑承重墙体(6层以下) 烧结空心砖主要用于砌筑非承重的墙体,烧 结 砖,烧结空心砖和多孔砖的特点、规格和等级,以含钙材料和含硅材料与水拌和，压制成型，在一定养护条件下，反应生成的硅酸盐建筑制品,蒸压灰砂砖,以石灰和砂为主要原料，经压制成型，蒸压养护而成的实心灰砂砖,MU25、MU20、MU15、MU10,表面平整光滑，与砂浆粘结较差。 灰砂砖不得用于长期受热200以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位,非 烧 结 砖,砌 块,二,当块体高度大于180mm为砌块。又可分为大型、中型、小型砌块；承重、非承重砌块,蒸压加气

29、混凝土砌块,普通混凝土小型空心砌块,以钙质材料和硅质材料以及加气剂（粉）等，经配料、搅拌、浇注、发气、预养切割、蒸汽养护等工艺过程制成的多孔、块状墙体材料,蒸压加气混凝土砌块,将粘土砖与加气混凝土砌块分别在水中浸泡2min，分别敲开，观察断面中水渗入程度,案例分析,主要用于砌筑隔墙等非承重墙体以及作为保温隔热材料等。 干缩大，使用不当，墙体容易产生裂纹。 在无可靠的防护措施时，不得用于高温高湿和有侵蚀介质的环境中，也不得用于建筑物的基础。 应用于外墙时，应当进行饰面处理或憎水处理,应 用,蒸压加气混凝土砌块,以水泥、砂、石为原料，加水搅拌、振动加压或冲击成型，经养护制成的一种墙体材料，其空心率

30、不小于25,MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0、MU15.0、MU20.0,可用于多层建筑的内墙和外墙。砌筑时一般不宜浇水，但在气候特别干燥炎热时，可在砌筑前稍喷水湿润,普通混凝土小型空心砌块,由天然岩石开采的，经过或不经过加工而制的材料称为天然石材。 优点：抗压强度高、耐久性好、耐磨性好。 缺点：加工开采运输困难、抗拉强度低、密度大,石材的分类,石材的应用,砌 筑 用 石 材,三,根据形成地质条件不同，砌筑石材可分为岩浆岩石材、沉积岩石材和变质岩石材,1）、岩浆岩,岩 石 的 分 类,2）、沉积岩,岩 石 的 分 类,3)、变质岩,岩 石 的 分 类,砌筑用石材可分为毛石和料石

31、,石 材 的 应 用,装饰用板材：大理石,石 材 的 应 用,装饰用板材：花岗石,石 材 的 应 用,石材的选用原则：适用性、经济性、安全性,放射性危害 A类：使用范围不受限制 B类：不可用于I类民用建筑内，但可以用于 外饰面 C类：建筑外饰面及室外,石 材 的 应 用,砌筑材料小结,钢材的生产与成分,一,钢材的力学性能,二,钢材的冷加工及时效处理,三,钢材的防腐,四,建筑钢材分类,五,理论上，将含碳量在2%以下，含杂质较少的铁碳合金称之为钢,炼钢的过程，是以炼钢生铁（白口铁）为原料，在熔融状态下，采取一定的措施，如吹入空气或氧气，使生铁中的杂质含量和含碳量降低到规定标准要求，再经过脱氧处理的

32、工艺过程,均匀、性能可靠，强度高，具有一定的塑性和韧性，能承受较大的冲击荷载和振动荷载； 具有良好的工艺性能； 可进行冷加工、热处理，易于切削加工,建筑钢材是指用于钢筋混凝土结构的钢筋、钢丝和用于钢结构的各种型钢，以及用于维护结构和装修工程的各种深加工钢板和复合板等，即建筑工程中使用的各种钢材,耐久性差，易锈蚀，维修费用高，耐火性能差,按化学成分,碳素钢,合金钢,低碳钢： 0.6,低合金钢： 10,按脱氧程度,沸腾钢F、镇静钢Z、 半镇静钢b、特殊镇静钢TZ,铁：主要元素 碳：0.02%2.06% 其他元素,不可避免的元素：Si、Mn、P、S、N 专门加入的合金元素： Si、Mn、Ti、V、N

33、i,拉伸性能,冷弯性能,拉伸性能,屈服强度（屈服点,拉伸性能,抗拉强度是钢材所能承受的最大拉应力,Fb最大拉力。 试验时，一般以钢材出现颈缩为准,拉伸性能,注 意,可靠性参数,强屈比一般不低于1.2，抗震结构一般不低于1.25,拉伸性能,伸长率,意义： A值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏； 加工性增强，安全性增强。 A值有两种： A 5表示L0=5d0； A 10L0=10d0,拉伸性能,常温下钢材承受弯曲变形的能力,判定标准：若试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，认为 冷弯性能合格,冷弯性能,冷加工强化,时效处理,钢材的冷加工强化及时效处理,三,钢材在常温下，以超过屈服点强度但不超过抗

34、拉强度的应力对其进行加工,特点： 钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度,常见的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭等,冷加工强化,冷加工强化,冷加工强化,将经过冷拉的钢筋于常温下存放1520d，或加热到100200，并保持一段时间，这个过程称为时效处理,钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点进一步提高，抗拉强度也有提高，塑性、韧性有所降低,时效处理,钢材的腐蚀,防止腐蚀的措施,钢材在使用中，由于环境介质的作用，其中的铁与介质产生化学反应，逐步被破坏，导致钢材腐蚀,钢材的腐蚀,化学腐蚀、电化学腐蚀,改变钢材本身的易腐蚀性、隔离环境中的侵蚀性介质、改变钢材表面的电化学过程。 采用耐候钢、金属覆

35、盖、非金属覆盖,钢结构：表面油漆,砼用钢筋： 提高砼密实度；钢筋砼保护层厚度； 限制使用含Cl-的外加剂；钢筋涂覆环氧树脂或镀锌,腐蚀的防止,建筑钢材的主要钢种,常用建筑钢材,建筑钢材的主要钢种,1）碳素结构钢,Q235AF 屈服点不低于为235MPa，A级沸腾钢。 Q235B 屈服点不低于235MPa，B级镇静钢,2）低合金高强结构钢,轻质高强，耐蚀性、耐低温性好，抗冲击性强，使用寿命长等良好的综合性能；具有良好的可焊性及冷加工性，易于加工与施工，更适合高层、大跨度建筑以及承受动荷载结构物,Q345、Q390、Q420、Q460、Q500Q690,常用建筑钢材,1）热轧光圆钢筋HPB235,

36、大量用作钢筋混凝土的配筋 、箍筋以及冷加工的原料,2）热轧带肋钢筋,HRB335、HRB400、HRB500,常用建筑钢材,石油沥青,一,常用防水材料,二,石 油 沥 青,一,沥青是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物及其衍生物所组成黑色、深褐色、不溶于水的非晶态有机材料混合物,沥青,地沥青,焦油沥青,天然沥青,石油沥青,煤沥青,页岩沥青,石 油 沥 青,一,组分分析方法：将沥青分为化学性质相近，而且与其工程性质有一定联系的几个组，每个组就称为一个组分,石 油 沥 青,一,三组分分析法,石 油 沥 青,一,石 油 沥 青,一,技术性质,广泛用作土木工程的防潮、防水材料,石油沥青是憎水性材料，且本

37、身构造致密，能紧密黏附于材料的表面，还具有一定的塑性，能适应材料或构件的变形,石 油 沥 青,一,在外力作用下抵抗变形的能力。反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，体现了胶体结构的致密程度,在一定温度范围内，当温度升高时，粘滞性随之降低,地沥青质含量较高，油分较少时，粘性较大,石 油 沥 青,一,针入度越大，沥青越软，粘度越小，是粘稠沥青分级指标,石 油 沥 青,一,在外力作用下产生变形而不破坏的性能。承受塑性变形的总能力。 树脂含量大，其他组分适当，塑性较高。升温，塑性增大,石 油 沥 青,一,沥青的塑性用延度（延伸度）表示。延度愈大，塑性越好,石 油 沥 青,一,温度敏感性是指石

38、油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性质,1）软化点,2）脆点,高温性能指标,低温性能指标,石 油 沥 青,一,我国现行软化点的测定方法采用环球法,石 油 沥 青,一,按用途分为建筑石油沥青、道路石油沥青、普通石油沥青,石油沥青的牌号主要根据针入度、延度、软化点指标划分，并以针入度值表示,建筑石油沥青针入度较小，延度较小，软化点较高,石 油 沥 青,一,建筑石油沥青技术标准,石 油 沥 青,一,根据当地气候条件、工程性质、使用部位及施工方法具体选择沥青的品种和牌号,一般屋面用的沥青，软化点应比本地区屋面可能达到的最高温度高2025,温暖较高-较小牌号 温度波动较大-中等牌号 温度波动小-较大

39、牌号,石 油 沥 青,一,请比较下列A、B两种建筑石油沥青，若于南昌地区屋面选用何种沥青较合适,一般屋面用沥青应比当地最高温度高出50左右。南方炎热地区气温相当高，A沥青软化点较低，难以满足要求，夏季易流淌。B沥青延伸度较小，在严寒地区不宜使用，否则易出现脆裂现象,提问,常用防水材料,二,防水材料是指具有防止建筑工程结构免受雨水、地下水、生活用水浸蚀的材料,基本要求：耐候性、抗渗性、整体性、强度、耐腐蚀性,刚性防水材料：采用较高强度和无延伸能力的防水材料，如防水砂浆、防水混凝土等，构成刚性防水层,根据其特性分为柔性、刚性两类,柔性防水材料：具有一定柔韧性和较大延伸率的防水材料，如防水卷材，构成

40、柔性防水层,常用防水材料,二,某石砌水池因砂缝不饱满，后以一种水泥基粉状刚性防水涂料整体涂履，长时间不渗透。但同样使用此防水涂料用于一因基础下陷不均而开裂的地下室防水，效果却不佳。请分析原因,刚性防水涂料，在涂料固化前对混凝土或水泥砂浆等多孔材料有一定的渗透性，起堵塞水分通道的作用。 但刚性防水层并不能有效地适应基础不均匀下陷，在基础开裂的同时也会随之开裂,案例分析,防水卷材是具有一定宽度和厚度并可卷曲的片状定型防水材料,防水卷材主要包括沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材三大类,常用防水材料,二,以沥青为主要防水材料，以原纸、织物、纤维毡、塑料薄膜、金属箔等为胎基（载体）

41、，用不同矿物粉料或塑料薄膜等作隔离材料所制成的防水卷材，通常称之为油毡,温度稳定性差、延伸率小、大气稳定性差。淘汰产品,三毡四油、两毡三油叠层铺设，热粘贴施工,冷底子油：用稀释剂（汽油、柴油、煤油、苯等）对沥青进行稀释的产物。多在常温下用于防水工程的底层,常用防水材料,二,以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体、粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲片状防水材料 。采用热沥青、冷沥青粘贴、热溶法或自粘法,常用防水材料,二,以合成橡胶、合成树脂或它们两者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充料等，经过混炼、压延或挤出等工序加工而制成的可卷曲的片状防水材料。采用冷粘

42、贴或自粘法,拉伸强度和抗撕裂强度高、延伸率大，耐热性和低温柔性好、耐腐蚀、耐老化，属于高档防水卷材,常用防水材料,二,房屋建筑学 是适合土木工程类专业人员了解和研究建筑设计的思路和过程、建筑物的构成和细部构造以及它们与其它相关专业，特别是与结构专业之间密切联系的一门专业基础学科,工 程 材 料,构 造,结 构 设 计,地基与基础,课程结构,第2章 建筑物与构筑物的构造,2.3 墙体,2.2 基础,2.1 概述,2.5 楼梯,2.4 楼板层与地面层,2.6 门窗,2.7 屋顶,2.9 构筑物,2.8 变形缝,建筑物分类与等级划分,一,建筑物的构造组成及影响因素,二,建筑物的分类,建筑物的等级划分

43、,民用建筑的构造组成,影响构造的因素,建筑物的分类,建筑的定义 通常认为是建筑物和构筑物的总称,建筑物” 供人们生产、生活或进行其它活动的房屋或场所 住宅、学校、办公楼、影剧院、体育馆、车间等,构筑物” 人们不在其中生产、生活的建筑。 如水坝、水塔、蓄水池、烟囱等,工业建筑 生产性建筑 农业建筑 公共建筑 非生产性建筑(民用建筑) 居住建筑,建筑物的分类,按使用功能,民用建筑：指供人们居住、生活、工作和学习的房屋和场所,工业建筑：供人们从事各类生产活动的用房，包括厂房和构筑物,农业建筑：供农业、牧业生产和加工用的建筑，如温室、畜禽饲养场、种子库等,生产性建筑 工业建筑,建筑物的分类,生产性建筑

44、 农业建筑,建筑物的分类,非生产性建筑 居住建筑,建筑物的分类,公共建筑：生活服务性建筑：餐饮类、菜场、浴场,建筑物的分类,公共建筑： 文教建筑：如各类学校、图书馆等,建筑物的分类,公共建筑： 托幼建筑：指幼儿园、托儿所,建筑物的分类,公共建筑： 医疗建筑：如医院、诊所、疗养院等,建筑物的分类,公共建筑： 商业建筑：如商店、商场等,建筑物的分类,公共建筑： 行政办公建筑： 如各类政府机构用房、办公楼,建筑物的分类,公共建筑： 交通建筑： 如各类空港码头、汽车站、地铁站,建筑物的分类,公共建筑： 体育建筑： 各类体育竞技场馆、体育训练场馆,建筑物的分类,公共建筑： 观演建筑： 如电影院、音乐厅、

45、剧院、杂技场等； 展览建筑：如展览馆、博物馆等,建筑物的分类,建筑物的分类,按建筑的层数或总高度分,住宅建筑 13层为低层建筑； 46层为多层建筑； 79层为中高层建筑； 10层及以上为高层建筑,公共建筑建筑物 高度不超过24m者为单层和多层建筑，高度超过24m者为高层建筑（不包括高度超过24m的单层建筑,建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑,按结构类型分类,建筑物的分类,砌体结构（砖混,钢筋混凝土结构,钢结构,框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构,用两种或两种以上材料作为主要承重构件的建筑,主要承重构件全部采用钢筋混凝土的建筑,主要承重构件全部采用钢材制作的建筑,建筑物耐久等级的指标

46、是使用年限。 一级：使用年限为100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。 二级：使用年限为50100年，适用于一般性的建筑。 三级：使用年限为2550年，适用于次要的建筑。 四级：使用年限为15年以下，适用于临时性或简易建筑,耐久等级,建筑物的等级划分,民用建筑的构造组成,一幢民用建筑，一般是由基础、墙（或柱）、楼板层及地坪层（楼地层）、屋顶、楼梯和门窗等主要部分组成,1）、外界环境的影响,影响构造的因素,外界作用力的影响: 人、家具和设备的重量，结构自重，风力，地震力，以及雪重等 气候条件的影响 : 日晒雨淋、风雪冰冻、地下水等 人为因素的影响 : 火灾、机械振动、噪声等的影响,建筑技术条件

47、 指建筑材料技术、结构技术和施工技术等。随着这些技术的不断发展和变化，建筑构造技术也在改变着,影响构造的因素,2）、建筑技术条件的影响,3）、建筑标准的影响,影响构造的因素,建筑标准 所包含的内容较多，与建筑构造关系密切的主要有建筑的造价标准、建筑装修标准和建筑设备标准。标准高的建筑，其装修质量好，设备齐全且档次高，自然建筑的造价也较高；反之，则较低,定位轴线：用来确定建筑物主要结构构件位置及其标志尺寸的基准线，同时也是施工放线的基线。用于平面时称平面定位轴线；用于竖向时称为竖向定位轴线,标高的种类及关系 绝对标高：又称绝对高程或海拔高度 相对标高：根据工程需要而自行选定的基准面 建筑标高：楼

48、地层装修面层的标高 结构标高：楼地层结构表面的标高,横 向：指建筑物的宽度方向。 纵 向：指建筑物的长度方向。 横向轴线：平行于建筑物宽度方向设置的轴线，用以确定横向墙体、柱、梁、基础的位置 纵向轴线：平行于建筑物长度方向设置的轴线，用以确定纵向墙体、柱、梁、基础的位置 开 间：两相邻横向定位轴线之间的距离,常用专业名词,进 深：两相邻纵向定位轴线之间的距离。 层 高：指层间高度，即地面至楼面或楼面至楼面的高度。 净 高：指房间的净空高度，即地面至顶棚下皮的高度。它等于层高减去楼地面厚度、楼板厚度和顶棚高度。 建筑高度：指室外地坪至檐口顶部的总高度。 建筑朝向：建筑的最长立面及主要开口部位的朝

49、向,常用专业名词,建筑面积：指建筑物外包尺寸的乘积再乘以层数，由使用面积、交通面积和结构面积组成。 使用面积：指主要使用房间和辅助使用房间的净面积。 交通面积：指走道、楼梯间和门厅等交通设施的净面积。 结构面积：指墙体、柱子等所占的面积,常用专业名词,地基与基础的概念,一,地基的分类,二,基础的埋置深度,三,基础的类型和构造,四,地基与基础的概念,一,持力层：具有一定的地耐力，直接承受建筑荷载， 并需进行力学计算的土层。 下卧层：持力层以下的土层,基 础：建筑物上部承重结构向下的延伸和扩大，它承受建筑物的全部荷载，并把这些荷载连同本身的重量一起传到地基上,地 基：承受由基础传来荷载的土层，不是

50、建筑物的组成部分,地基的分类,二,地基按土层性质不同，分为天然地基和人工地基两大类,天然地基：凡天然土层具有足够的承载力，不需经人工加固或改良便可作为建筑物地基,人工地基：当建筑物上部的荷载较大或地基的承载力较弱，须预先对土壤进行人工加固或改良后才能作为建筑物地基,人工地基的加固方法： 1、换填法 2、密实法 3、桩基,地基的分类,二,1、换土法：将基础底面下一定深度范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后换填强度较大的中砂、粗砂、碎石、灰土、粉煤灰等无侵蚀性的材料。 当地基为淤泥、杂填土时，应采用换土法,地基的分类,二,2、压实法：利用夯实法(重锤)、碾压(压路机)和振动法将土层压实。这种方法简

51、单易行，对提高地基承载力作用较大,振动夯实,地基的分类,二,3、桩基：在建筑物荷载大、层数多、高度高、地基土又较松软时，一般应采用桩基。 采用桩基时，应在桩顶加做承台梁或承台板，以承托墙柱,按传递荷载的途径分类,地基的分类,二,端承桩：是将桩端直接支承在岩石或硬土层上，并通过桩端将荷载传递给地基。这种桩适用于坚硬土层较浅、荷载较大的工程,摩擦桩：是用桩挤实软弱土层，靠桩壁与土壤的摩擦力承担总荷载。这种桩适用于坚硬土层较深，荷载较小的工程,地基的分类,二,按施工方法分类,预制桩：在预制构件厂或施工现场预知，用设备打入、压入或振入土中。钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩、钢桩、木桩,灌注桩：工程现场通过

52、机械钻孔、钢管挤土等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注砼而做成的桩,基础的埋置深度：由室外设计地面到基础底面的距离，简称基础的埋深。 埋深5m为深基础， 5m为浅基础。 在确定基础埋深时应优先选择浅基础。 基础的最小埋置深度不应小于500mm,基础的埋置深度,三,基础的埋置深度,三,影响基础埋深的因素,1、 建筑物特点及使用性质的影响 一般来说，高层建筑的基础埋深是地上建筑物总高度的1/101/14左右，而多层建筑则依据地下水位及冻土深度来确定埋深尺寸,2、 工程地质和水文地质条件 （1）工程地质条件 （2）水文地质条件,基础的埋置深度,三,3、 土的冻结深度的影响 地面以下的冻

53、结土与非冻结土的分界线称为冰冻线。 冬季，土的冻胀会把基础抬起；春天，气温回升土层解冻，基础会下沉，使建筑物同期性地处于不稳定状态。 基础应埋置在冰冻线以下200mm处,基础的埋置深度,三,4、 相邻建筑基础的影响 当新建房屋的基础埋深小于或等于原有房层的基础埋深时，可不考虑相互影响； 当新建房屋的基础埋深大于原有房屋的基础埋深时，应考虑相互影响,基础的埋置深度,三,h/L0.51或L=1.52.0h,按材料分：砖基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础、灰土基础和钢筋混凝土基础 按构造形式分：条形基础、独立基础、井格基础、筏式基础、箱形基础和桩基础等,基础的类型和构造,四,按照基础材料和受

54、力特点分： 刚性基础用刚性材料，如砖、石、素混凝土等制作的基础，底面宽度扩大受刚性角的限制 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,一般中、小型建筑采用砖、混凝土、石或三合土等材料的刚性条形基础。当建筑物为框架结构柱承重时，若柱间距较小或地基较弱，也可采用柱下条形基础，将柱下的基础连接在一起，使建筑物具有良好的整体性,1 条形基础,条形基础：基础沿墙体连续设置成长条状，是砌体结构建筑墙下基础的基本形式,混合结构墙下条基,框架结构基础梁,框架结构柱下条基,2、独立基础,当建筑物为框架结构或单层排架结构承重且柱间距较大时，基础常采用方形或矩形的独立基础，称为独立基础或柱墩式基础。 常用的断面形式有阶梯形、锥形、杯形等，其优点是可减少土方工程量，便于管道穿过，节约材料,3 筏形基础 当地基