摘 要: 國家對普通高校專業(yè)目錄進行調(diào)整后,新設置的土木工程專業(yè)是一個寬口徑的一級學科。本文就土木工程專業(yè)房屋建設工程的類型問題做初步探討。房屋建設的工程類別有多種分法,可以按照房屋的使用性質(zhì)分類,可以按照房屋結(jié)構采用的材料分類,也可以按照房屋主體結(jié)構的形式和受力系統(tǒng)(也稱結(jié)構系統(tǒng))分類,建筑師習慣于第一種,結(jié)構工程師和施工工程師則習慣于后兩種,尤其是第三種分法。
關鍵詞: 土木工程 房屋建設 類型 分類
建筑工程的內(nèi)容包括規(guī)劃、勘察、設計、施工及竣工后的管理五個部分,其目的是為人類生產(chǎn)與活動提供場所,使房屋達到經(jīng)濟、適用和美觀的目的。典型的建筑工程是指房屋工程,即通過對各類房屋建筑及其附屬設施的建筑和與其配套的線路、管道、設備的安裝活動所形成的工程實體。[1]本文就土木工程專業(yè)房屋建設工程的類型問題作初步探討。房屋建設的工程類別有多種分法,可以按照房屋的使用性質(zhì)分類,可以按照房屋結(jié)構采用的材料分類,也可以按照房屋主體結(jié)構的形式和受力系統(tǒng)(也稱結(jié)構系統(tǒng))分類,建筑師習慣于第一種,結(jié)構工程師和施工工程師則習慣于后兩種,尤其是第三種分法。
一、按照房屋的使用性質(zhì)分類
按照房屋的使用性質(zhì)分為民用建筑、公共建筑、工業(yè)建筑、農(nóng)業(yè)建筑。
民用建筑是指提供人們居住、生活、工作和從事文化、商業(yè)、醫(yī)療、交通等公共活動的房屋,比如圖書館、商店、醫(yī)院、停車場等。由于民用建筑是人群聚集的場所,有著與公共建筑類似的要求,一般采用框架結(jié)構為主體結(jié)構。
公共建筑包括辦公樓、教育科研類、文化娛樂類、體育類、商業(yè)服務類、旅館類、醫(yī)療服務類、交通類、郵電類、市政公用設施類等類型的建筑。它是大量人群聚集的場所,室內(nèi)空間和尺度都很大,人流走向問題突出,對使用功能及其設施的要求很高,因此經(jīng)常采用將梁柱連接在一起的大跨度框架結(jié)構和網(wǎng)架、拱、殼結(jié)構等為主體的結(jié)構。[2]
工業(yè)建筑是指供人們從事工業(yè)生產(chǎn)的房屋,包括生產(chǎn)用房和輔助用的房屋,如機械、醫(yī)藥、化工、食品等廠房。它往往有巨大的荷載、沉重的撞擊和震動,需要巨大的空間,有溫度、濕度、防爆、防塵、防菌等多種特殊要求,以及要考慮生產(chǎn)產(chǎn)品的起吊運輸設備和生產(chǎn)線路等。單層工業(yè)建筑經(jīng)常采用的是排架結(jié)構,多層工業(yè)建筑往往采用框架結(jié)構。
農(nóng)業(yè)建筑是指提供人們從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的房屋,如養(yǎng)殖場、畜牧場、蔬菜大棚等。它往往采用的是砌體結(jié)構或輕型鋼結(jié)構。
二、按照房屋結(jié)構采用的材料分類
按照房屋結(jié)構采用的材料可分為木結(jié)構、砌體結(jié)構、混凝土結(jié)構、鋼結(jié)構等。
木結(jié)構是人類最早興建的建筑工程結(jié)構之一,它是將原木材經(jīng)過齒形連接,螺栓連接、釘連接、鍵連接或鉸連接,形成各種形式結(jié)構。[3]現(xiàn)代木結(jié)構建筑是指以各種木質(zhì)人造板材或經(jīng)過處理的原木、鋸木為建筑的結(jié)構材料,以木質(zhì)或其他建材為填充材料,并以構件或鋼構件為連接材料建造的房屋。這些經(jīng)過加工、處理的再生木質(zhì)人造板材直接替代天然原木使用,其結(jié)構性能和防腐、防火性能遠優(yōu)于天然原木。
砌體結(jié)構是指采用磚、石、混凝土切塊等砌體建造的結(jié)構。隨著新材料、新技術和新結(jié)構的不斷研制和使用,以及計算理論和計算方法的不斷完善,砌體結(jié)構得到了廣泛應用和迅速發(fā)展。
以混凝土為主制作的結(jié)構稱為混凝土結(jié)構。它包括素混凝土結(jié)構、鋼筋混凝土結(jié)構和預應力混凝土結(jié)構等。素混凝土結(jié)構是指不配置鋼筋的混凝土結(jié)構;鋼筋混凝土結(jié)構是指配置非預應力鋼筋的混凝土結(jié)構;預應力混凝土結(jié)構是指在混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構制作時,在其特定部位上,人為地施加預應力的混凝土結(jié)構?;炷两Y(jié)構廣泛應用于各類建筑工程中,除用于工業(yè)與民用建筑外,還用于地下、水工、港口、橋梁、隧道等土木工程和國防工程中。
鋼結(jié)構是由型鋼、鋼管、鋼板等制成梁、柱等基本構件,再用焊縫將其連接成可承受各種荷載作用的幾何不變體系稱為鋼結(jié)構。[4]有些鋼結(jié)構用鋼絞線、鋼絲繩組成,鋼結(jié)構常用于跨度大、高度高、荷載大、動力作用大的各種建筑及其他土木工程結(jié)構中。為了能更好地發(fā)揮鋼材的性能,有效地承擔外荷載,不同的工程結(jié)構通常采用不同的結(jié)構形式,因此鋼結(jié)構的形式比較多。
三、按照房屋結(jié)構體系分類
按照房屋結(jié)構采用的結(jié)構體系可分為簡體結(jié)構、網(wǎng)架結(jié)構等多種結(jié)構。
簡體結(jié)構是由一個或者多個簡體作為承重結(jié)構的建筑體系,適用于層數(shù)較多的高層建筑。簡體在側(cè)向風荷載的作用下,其受力類似于剛性的箱型載面懸臂梁,迎風面受拉,而背風面受壓。[5]當簡體結(jié)構高度較大時,其很難承受較大的水平作用,因此一般簡式體系為組合體系。根據(jù)不同組合,簡體結(jié)構可分為框筒體系、筒中筒體系等。框筒體系是指內(nèi)芯由筒體構成,周邊為框架的結(jié)構,當周邊的框架柱布置較密時,可將周邊框架視為外筒,而將內(nèi)芯的剪力墻視為內(nèi)筒,則結(jié)構就由框筒體系演變成了筒中筒體系。[6]在筒體結(jié)構中,增加斜撐來抵抗水平荷載,進一步提高結(jié)構承受水平荷載的能力,增加體系的剛度,這種體系稱為架筒體系。
網(wǎng)狀結(jié)構是由多根桿件按照某種規(guī)律的幾何圖形通過節(jié)點連接起來的空間結(jié)構。網(wǎng)架結(jié)構的桿件多采用鋼管或角鋼制作,節(jié)點多為空心球節(jié)點或鋼板焊接節(jié)點。它改變了一般平面的受力體系,能夠承受來自各方面的荷載,即使在個別桿件受到損傷的情況下,也能自動調(diào)節(jié)桿件內(nèi)力,保持結(jié)構的安全。
四、結(jié)語
土木工程的根本目的和出發(fā)點是形成人類生產(chǎn)或生活所需要的、功能良好且舒適美觀的空間和通道。它既是物質(zhì)方面的需要,又是精神方面的需求。而其中房屋建設又是土木工程建設的重要內(nèi)容,人們的生活離不開土木工程建設,土木工程建設又離不開房屋建設。因此,了解不同房屋建設的類型對于不斷推動土木工程的發(fā)展和改善人民生活具有十分現(xiàn)實的作用。
參考文獻:
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[3]曹居易.房屋建設的預應力混凝土結(jié)構[J].四川建筑科學研究,2001,09(12):88-89.
[4]鄧朝榮.土建類結(jié)構專業(yè)拓寬的探討[J].高等建筑教育,2007(03):123.
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[6]白國應.關于建筑科學文獻分類的研究[J].山東圖書館學刊,2009(02):118-119.