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4.3 园林建筑小品的构造

4.3.1 基础构造

基础是建筑物的底下部分,是墙柱等上部结构在地下的延伸。基础是建筑物的一个组成部分。基础的类型与建筑物上部结构形式、荷载大小、地基的承载能力、地基土的地质水文情况和基础选用的材料性能等因素有关,构造方式也因基础式样及选用材料的不同而不同。

基础按受力特点及材料性能可分为刚性基础和柔性基础,按构造方式可分为条形基础、独立基础、整片基础、桩基础等。

1.按基础构造形式分类

基础的形式受上部结构形式影响,如上部结构为墙体,基础可做成带形;上部结构为柱体,基础可做成独立式;上部结构荷载大,地耐力较小或地质情况复杂,可把基础连成整片成整片基础,亦可做成桩基础,所以选用什么式样的基础需综合考虑材料、地质、水文、荷载、结构等方面的因素。

(1)独立基础 独立基础也称单独基础。它可用于柱下,也可用于墙下。用于柱下时基础可做成台阶状或台状,也可做成杯口形或壳体结构。若基础内不配筋,其放坡比例符合相应材料刚性角要求。墙下独立基础可以用钢筋混凝土梁、钢筋砖梁、砖拱等承托上部墙体(图4-45)。

图4-45 独立基础
a)柱下独立基础 b)墙下独立基础

(2)带形基础 带形基础呈长条状,故也称为条形基础(图4-46)。它可用于墙下,也可用于柱下。当用于墙下时,可在基础内设置地圈梁,增强基础抗震能力并防止基础不均匀沉降。柱下条形基础可做成钢筋混凝土基础,它对于克服不良地基的不均匀沉降、增强基础整体性效果良好。

(3)桩基础 如建筑物上部荷载较大,地基土表层软弱土厚度大于5m,可考虑选用桩基础。桩基础种类很多,按材料可以分为钢筋混凝土桩基础、钢桩基础、地方材料(砂、石、木材等)桩基础等。按桩的断面形状可分为圆形、方形、环形、多边形、工字形等;按桩入土的方法可分为打入桩、灌注桩、振入桩、压入桩等;按桩的受力性能可分为端承桩(由桩把上部荷载传递给与之接触的下部好土)和摩擦桩(依靠桩身与周围土之间的摩擦力传递上部荷载)两种(图4-47)。工程上常见的桩基础为钢筋混凝土桩基础。

图4-46 带形基础

图4-47 桩的受力类别

(4)整片基础 整片基础可分为筏式和箱形两种形式,其中筏式基础又可分为板式和梁板式两种。筏式基础相当于一块倒置的现浇钢筋混凝土梁板。地基的反力通过筏基最底部的板传递给上部墙或肋梁。当建筑物上部高度、荷载均很大,基础埋深较大时,可把建筑的地下部分(底板、四壁、顶板)浇筑成一整体成箱形结构,用于充当建筑基础,称为箱形基础。箱形基础的内部空间可用作地下室,其构造形式如图4-48c所示。

图4-48 整片基础
a)板式片筏基础 b)梁板式片筏基础c)箱形基础

预制桩是在工厂或现场预制好,用机械打入或压入或振入土中,剥去桩顶混凝土,露出主筋,把主筋锚入二次浇捣的桩基承台内。桩的断面尺寸不小于200mm×200mm,常用250mm×250mm、300mm×300mm;350mm×350mm,个别情况可做得更大些。桩长与断面相适应,一般长不超过12m;混凝土强度等级不低于C30。

灌注桩是在需设桩基位置打孔或钻孔,向内浇捣混凝土(有时也放钢龙骨)而成。其直径一般为300~400mm,长度不超过12m;灌注桩所用混凝土强度等级不低于C15。

2.按材料及受力特点分类

(1)柔性基础 鉴于刚性基础受其刚性角的限制,要想获得较大的基底宽度,相应的其基础埋深也应加大。这显然会增加材料消耗,也会影响施工工期。在混凝土基础底部配置受力钢筋,利用钢筋受拉,这样基础可以承受弯矩,也就不受刚性角的限制。所以钢筋混凝土基础也称为柔性基础,其构造示意见图4-49。

图4-49 钢筋混凝土基础
a)混凝土与钢筋混凝土基础的比较 b)钢筋混凝土基础构造

钢筋混凝土基础断面可做成梯形,最薄处高度不小于200mm;也可做成阶梯形,每踏步高300~500mm。基础中受力钢筋的数量应经计算确定,但直径不小于 ϕ 8,间距不大于200mm,在受力筋的上方设有分布筋,直径不小于 ϕ 6,间距不大于300mm。钢筋混凝土基础的混凝土等级不低于C15级。通常情况下,钢筋混凝土基础下面设有C15级或C10级素混凝土垫层,厚度100mm左右。有垫层时,受力钢筋保护层厚为35mm,无垫层时,钢筋保护层为75mm,以保护受力钢筋不受锈蚀。

(2)刚性基础 刚性基础所用的材料如砖、石、混凝土等,它们的抗压强度较高,但抗拉及抗剪强度偏低。因此,用此类材料建造的基础,应保证其基底只受压,不受拉。由于受地耐力的影响,基底应比基顶墙(柱)宽些,即 b > b 0 ,如图4-50a所示。地耐力越小,基底宽度 b 就越大。当 b 很大时,基底挑出部分 b 2 也很大,此时就可能出现基底部分受拉而开裂破坏的情况。

不同材料构成的基础,其传递压力的角度也不相同,刚性基础中压力分布角 α 称为刚性角,如图4-50b所示。在设计中,应尽力使基础大放脚与基础材料的刚性角相一致,以确保基础底面不产生拉应力,最大限度地节约基础材料,如图4-50c所示。受刚性角限制的基础称为刚性基础。构造上通过限制刚性基础宽高比来满足刚性角的要求。刚性基础的允许宽高比值见表4-3。

图4-50 刚性基础受力特点
a)基础放坡在允许值范围内,基底受压 b)基底加宽,放坡比例不合适、基底部分受拉破坏 c)基础宽度加大,其深度也应相应加大,满足放坡比例

表4-3 刚性基础台阶宽高比允许值

1)混凝土基础。混凝土基础具有坚固、耐久、耐水、刚性角大,可根据需要任意改变形状的特点,常用于地下水高、有冰冻作用的建筑物,也可与砖基础合用。混凝土基础台阶宽高比为1:1~1:1.5,实际使用时可把基础断面做成梯形成阶梯形,如图4-51所示。

2)毛石混凝土基础。在上述混凝土基础中加入粒径不超过300mm的毛石,且毛石体积不超过基础总体积的20%~30%,称为毛石混凝土基础。值得注意的是,毛石混凝土基础中所用毛石,其尺寸不得超过基础每个台阶宽度的1/3,基础台阶宽高比≤1:1.0~1:1.50,如图4-52所示。所用毛石应经挑选,不得为针状或片状。

图4-51 混凝土基础构造

图4-52 毛石混凝土基础构造

3)砖基础。砖基础是一般砖混建筑常选的一种基础形式。选用的砖强度等级一般不低于MU7.5,基础部分砌筑用砂浆通常为水泥砂浆。基础采用台阶式逐级放大,称为大放脚。根据表4-1要求,大放脚台阶宽高比≤1:1.50。为此,大放脚常有两种做法:一是每二皮砖外桃1/4砖,称为等间式,如图4-53a所示;二是每两皮砖挑1/4砖与每一皮砖挑1/4砖相间砌筑,称为间隔式,如图4-53b所示。砖基础砌筑前,基槽底应铺20mm厚的砂浆,最下面一个台阶的高度不小于120mm,同时砖基础的底面宽度应符合砖的模数。

4)灰土基础。灰土基础亦即灰土垫层,是由石灰或粉煤灰与黏土加适量的水拌和经夯实而成的。灰与土的体积比为2:8或3:7。灰土每层虚铺220mm左右,经夯实后厚度约为150mm,称为一步,三层以下建筑灰土可做二步,三层以上建筑可做三步。由于灰土基础抗冻、耐水性能差,所以灰土基础只能用于地下水位较低的地区,并与其他材料基础共用,充当基础垫层,灰土基础构造方式见图4-54。

图4-53 砖基础构造示意
a)间隔式 b)等间式

图4-54 灰土基础构造

5)三合土基础。三合土基础一是由石灰、砂、骨料(碎石或碎砖)按体积比1:3:6或1:2:4加水拌和夯实而成,每层夯实后的厚度为150mm左右,三合工基础宽不应小于600mm,高不小于300mm。三合土基础应埋于地下水位以上,其具体构造方式见图4-55。

6)毛石基础。毛石基础是用未经人为加工处理的天然石块和砂浆组砌而成的。它具有强度较高、抗冻、耐水、经济等特点。毛石基础的断面形式多为阶梯形,如图4-56所示,并常与砖基共用,作砖基础的底层。毛石基础顶面应比上部墙柱每侧各宽出100mm,基础宽度不宜小于500mm。考虑到刚性角,毛石基础每一台阶高不宜小于400mm,每个台阶出挑宽度不应大于200mm。当基础宽度≤700mm时,毛石基础应做成矩形断面。值得注意的是,毛石基础所用毛石虽未经人为加工但要挑选,所用石头不得为针状或片状,也不得是已风化的石材。

图4-55 三合土基础构造

图4-56 毛石基础构造

4.3.2 屋顶构造

屋顶是房屋顶部的覆盖部分。屋顶的作用主要有两点,一是围护作用,即防御自然界的风、雨、雪、霜和太阳光的辐射,并且有保温、隔热的作用;二是承重作用,即承担作用于屋面的各种永久荷载和活载,屋顶主要由屋面面层、承重结构层、保温(隔热)层、顶棚等几个部分组成(图4-57)。

图4-57 屋顶的组成
a)坡屋顶 b)平屋顶

屋顶由于地域不同、自然环境不同、屋面材料不同、承重结构不同,屋顶的类型也很多,大致可分为三大类:平屋顶(屋面坡度在10%以下)、坡屋顶(屋面坡度在10%以上)和曲面屋顶。

1.坡屋顶的承重结构

(1)屋架及支撑 当坡屋面房屋内部需要较大空间时,可把部分横向山墙取消,用屋架作为横向承重构件。坡屋面的屋架多为三角形。屋架可选用木材(Ⅰ级杉圆木)、型钢(角钢或槽钢)制作,也可角钢木混合制作(屋架中受压杆件为木材,受拉杆件为钢材),或钢筋混凝土制作。为了防止屋架的倾覆,提高屋架及屋面结构的空间稳定性,屋架间要设置支撑。屋架支撑主要有垂直剪刀撑和水平系杆等,如图4-58所示。

对于四坡形屋顶,当跨度较小时,在四坡屋顶的斜屋脊下设斜梁,用于搭接屋面檩条;当跨度极大时,可选用半屋架或梯形屋架,以增加斜梁的支承点。四坡屋顶的屋面结构布置方式如图4-59所示。

图4-58 屋架支撑

图4-59 四坡屋面屋架构造
a)斜架 b)梯形屋架

(2)硬山搁檩 横墙间距较小的坡屋面建筑,可以把横墙上部砌成三角形,直接把檩条支承在三角形横墙上,叫作硬山搁檩。檩条可用木材、预应力钢筋混凝土、轻钢桁架、型钢等材料。檩条的斜距不得超过1.2m。木质檩条常选用Ⅰ级杉圆木,木檩条与墙体交接段应进行防腐处理,常用方法是在山墙上垫上油毡一层,并在檩条端部涂刷沥青。

2.坡屋顶屋面

平瓦屋顶的构造方式有以下几种:

(1)冷摊瓦屋面 这是一种构造简单的瓦屋面。在檩条上钉上断面为35mm×60mm、中距为500mm的椽条,在椽条上钉挂瓦条(注意挂瓦条间距符合瓦的标志长度),在挂瓦条上直接铺瓦。由于构造简单,它只用于简易或临时建筑(图4-60)。

(2)无椽条有屋面板的平瓦屋面 在檩条上钉厚度为15~25mm的屋面板(板缝不超过20mm),平行于屋脊方向铺油毡一层,钉顺水条和挂瓦条,安装机制平瓦。这种方案屋面板与檩条垂直布置,为受力构件,因而厚度较大,如图4-61所示。

图4-60 冷摊瓦屋面构造

图4-61 无椽条有屋面板平瓦屋面构造

(3)有椽条有屋面板的平瓦屋面 在屋面檩条上放置椽条,椽条上稀铺或满铺厚度在8~12mm的木板(稀铺时在板面上还可铺芦席等),板面(或芦席)上方平行于屋脊方向干铺油毡一层,钉顺水条和挂瓦条,安装机平瓦。采用这种构造方案,屋面板受力较小,因而厚度较薄。顺水条断面为8mm×38mm,挂瓦条断面一般为20mm×20mm或20mm×25mm。椽条断面由檩条斜距而确定,檩条斜距大,椽条断面也相应增大,一般为35mm×60mm,椽条中距在500mm以内,如图4-62所示。

图4-62 有椽条有屋面板平瓦屋面构造

(4)平瓦屋面 平瓦有水泥瓦和黏土瓦两种。其外形按防水及排水要求设计制作,机平瓦的外形尺寸约为400mm×230mm,其在屋面上的有效覆盖尺寸约为330mm×200mm。按此推算每m 2 屋面约需15块瓦。平瓦屋顶的主要优点是瓦本身具有防水性,不需特别设置屋面防水层,瓦块间搭接构造简单,施工方便。缺点是屋面接缝多,如不设屋面板,雨、雪易从瓦缝中飘进,造成漏水。为保证有效排水,瓦屋面坡度不得小于1:2(26°34′)。在屋脊处需盖上鞍形脊瓦,在屋面天沟下需放上镀锌铁皮,以防漏水。

(5)波形瓦屋顶 波形瓦包括水泥石棉波形瓦、钢丝网水泥瓦、玻璃钢瓦、钙塑瓦、金属钢板瓦、石棉菱苦土瓦等。根据波形瓦的波浪大小又可分为大波瓦、中波瓦和小波瓦三种。波形瓦具有重量轻、耐火性能好等优点,但易折断破裂,强度较低。波形瓦在安装时应注意下列几点:第一,波形瓦的搭接开口应背着当地主导风向;第二,波形瓦搭接,上下搭长不小于100mm,左右搭接不小于一波半;第三,波形瓦在用瓦钉或挂瓦钩固定时,瓦钉及挂瓦钩帽下应有防水垫圈,以防瓦钉及瓦钩穿透瓦面缝隙处渗水;第四,相邻四块瓦搭接时应将斜对的下两块瓦割角,以防四块重叠使屋面翘曲不平,否则应错缝布置(图4-63)。

(6)小青瓦屋面 小青瓦屋面在我国传统建筑中采用较多,目前有些地方仍然采用;小青瓦断面呈弧形,尺寸及规格不统一。铺设时分别将小青瓦仰俯铺排,覆盖成垅,仰铺瓦成沟,俯铺瓦盖于仰铺瓦纵向接缝处,与仰铺瓦间搭接瓦长1/3左右;上下瓦间自搭接长在少雨地区为搭六露四;在多雨区为搭七露三。小青瓦可以直接铺设于桂条上,也可铺于望板(屋面板)。小青瓦屋面的常见构造方式如图4-64所示。

图4-63 波形瓦铺设示意

图4-64 小青瓦屋面构造

3.坡屋面的细部构造——檐口

坡屋面的檐口式样主要有两种:一是挑出檐口,要求挑出部分与屋面坡度一致;另一种是女儿墙檐口,要做好女儿墙内侧的防水,以防渗漏。

(1)挑出檐口

1)椽木挑檐。当屋面有椽条时,可以用椽子出挑,以支承挑出部分的屋面。挑出部分的椽条外侧可钉封檐板,底部可钉木条并油漆。椽木挑檐的挑长一般为300~500mm,如图4-65a所示。

2)砖挑檐。砖挑檐的挑长不能太大,一般不超过墙体厚度的1/2,且不大于240mm;每层砖挑长为60mm,砖可平挑出,也可把砖斜放用砖角挑出,挑檐砖上方瓦伸出50mm,如图4-65b所示。

3)屋架端部附木挑檐或挑檐木挑檐。如需要较大挑长的挑檐,可以沿屋架下弦伸出附木,支承挑出的檐口木,并在附木外侧面钉封檐板,在附木底部作檐口吊顶;这种构造檐口挑长可达500~800mm,如图4-65c所示。对于不设屋架的房屋,可以在其横向承重墙内压砌挑檐木并外挑,用挑檐木支承挑出的檐口。其他构造类似于附木挑檐,如图4-65d所示。

图4-65 檐口构造
a)椽条挑檐 b)砖挑檐 c)附木挑檐 d)钢筋混凝土挑檐 e)钢筋混凝土挑天沟 f)女儿墙檐口g)钢筋混凝土挑天沟示意图 h)女儿墙檐口示意图

4)钢筋混凝土挑天沟。当屋面集水面积大,檐口高度高,降雨量大时,坡屋面的檐口可设钢筋混凝土天沟,并采用有组织排水,如图4-65e所示。

(2)女儿墙檐口 有些园林建筑为了立面处理的需要,将檐墙凸出屋面形成女儿墙,为了组织排水,屋面与女儿墙间应做天沟,如图4-65f所示。 3ajRGr6o3ENhNpwfe7GKQsWL5wY4bz8g6Sp0sny8RV9g4+hXq0UDpyUd1Yp352Zt

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