房屋建筑学讲义.docx
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房屋建筑学讲义
房屋建筑学讲义
教学内容
■建筑总论
■民用建筑构造
■民用建筑设计
■建筑工程制图与识图
参考资料:
教材:
邢双军,房屋建筑学,机械工业出版社,2013,3。
参考书:
王崇杰等,房屋建筑学,中国建筑工业出版社,1999,6。
杨金择等,房屋建筑构造,中国建筑工业出版社,1997,2。
毛家华等,建筑工程制图与识图,高等教育出版社,2003,3。
赵研,房屋建筑学,高等教育出版社,2003,3。
第一章建筑总论
•了解学科性质
•了解建筑发展简史
•掌握建筑的基本构成要素
•掌握建筑的分级分类
第一节概述
1建筑的含义
定义:
是指人工创造的供人们进行日常生活、生产、工作活动的空间环境。
包括建筑物和构筑物。
建筑物:
供人们使用的建筑。
(房屋)
构筑物:
为工程所使用、不直接为人们所使用的建筑。
(桥梁)
2建筑的特性
▪建筑具有实用性和艺术性,是技术和艺术的结合
▪实用性:
依靠技术物质条件,运用科学规律创造的社会物质产品。
▪艺术性:
反映时代特征、思想意识和特色。
第二节建筑发展简史
v人类建筑史是从新石器时代开始的,解决生存居住问题
v最早的建筑从“构木为巢”开始
v最早的建筑结构是“构造式结构”
v木构架框架:
柱、梁、枋、檩、椽
随着建筑工艺、建筑技术的不断改进,建筑被赋予身份、地位、权力的象征,形成各种各样的建筑风格
世界建筑体系:
v中国建筑
v西亚巴比伦建筑
v南亚印度建筑
v欧洲古希腊建筑
v古罗马建筑
v古埃及建筑
v古印第安文化美洲建筑
v古代城市首建于东方,《圣经》中关于城市的定义为:
有墙和大门的镇
v中国古文字“城”:
防御性设施,“市”:
交易场所。
城与市合称为:
具有商业交换职能的有防御设施的居民点
v西周:
《周礼.考工记》所述最早的城市规划理论:
“匠人营国,方九里,旁三门,国中九经九纬,经涂九轨,左祖右社,前朝后市,市朝一夫.”
第三节建筑的基本构成要素
建筑构成的三大基本要素:
使用功能
建筑材料和技术
建筑形象与艺术
第四节建筑的分级分类
1建筑分类
1按功能分
v民用建筑:
居住和公共建筑
v工业建筑:
生产及生产辅助用房
v农业建筑:
农业用房
2按材料分
v砖木结构:
砖墙+木楼层+木屋架
v砖混结构:
砖墙+钢筋混凝土楼层+钢筋混凝土屋面
v钢筋混凝土结构:
主要承重构件(梁、板、柱)均用钢筋混凝土制作
v钢结构:
主要承重构件(梁、板、柱)均用钢材
3按规模和数量分
v大量性建筑:
数量多、规模不大、分布广的建筑(住宅、学校)
v大型性建筑:
规模大、耗资大、造价高、数量不多的建筑(体育馆、火车站)
4按建筑层数分
住宅建筑
v低层建筑:
1-3层
v多层建筑:
4-6层
v高层建筑:
7-9层
公共建筑
v非高层:
高度小于24米
v高层:
层数2层以上且高度24以上
5按结构分
v梁板结构(砖混结构)---承重构件:
砖墙、梁板围护构件:
砖墙、梁板
v骨架结构(框架结构)---承重构件:
梁、柱、基础围护构件:
砖墙
v剪力墙结构----承重和围护构件:
梁、柱、基础和剪力墙
v大跨度结构(大空间结构)
二建筑的分级
1按建筑的耐久性(年限)分:
分四级:
v一级/>100年/重要建筑和高层建筑
v二级/50-100年/一般性建筑
v三级/25-50年/次要性建筑
v四级/<20年/临时建筑
2按建筑耐火性分:
分四级
建筑物主要构件的燃烧性能和耐火极限划分
v耐火极限:
建筑构件按时间—温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用时起,至失去支持能力或完整性被破坏或失去隔火作用时止的时间(H)。
v一级/二级/三级/四级
v材料按着火性能分三种:
v难燃体
v燃烧体
v非燃烧体
v建筑工业化:
v设计标准化
v生产工厂化
v施工机械化
v组织管理科学化
第二章建筑构造
⏹了解建筑构造及组成
⏹理解建筑构造的一般原理
⏹掌握建筑物的六大构件
第一节建筑构造总论
1研究对象及目的
■对象:
建筑物组成的六大构件的功能,组合原理、方式、方法。
■目的:
为建筑设计提供合理的构造方案和设计依据。
二建筑物的组成(六大构件)
●基础:
承受上部荷载并传给地基的构件
●墙(柱):
竖向承重构件和围护构件
●楼地板:
水平承重构件和围护构件
●楼梯:
建筑物垂直交通(疏散)构件
●屋顶:
建筑物最上部承重构件和围护构件
●门窗:
建筑物围护构件(水平交通、通风、采光)和非承重构件
三影响建筑物构件因素
1外力作用
●有型外力:
活荷载、静荷载
●无型外力:
风化作用
●荷载:
作用于建筑物上的各种力的统称
2自然界因素的影响
●气候:
温度、雨水、风力
●地震:
6º起抗震设防
●人为因素:
火灾、战争、化学腐蚀、噪音
四建筑构造设计的基本原则
●满足使用功能
●有利于结构安全
●有利于工业化生产
●经济合理
●注意美观
第二节基础
1基本观念
1基础
⏹定义:
指建筑物底部与地基相接触,并把上部荷载传递给地基的承重构件
⏹设计要求:
A有足够的承重能力
B耐久性不能低于上部结构
2地基
⏹定义:
承受基础传递的建筑荷载的土壤层。
⏹设计要求:
A有足够的承载能力
B土壤的压缩性要小(均匀)
3地基的分类
⏹天然地基:
天然土层足够承受建筑荷载
⏹人工地基:
人工加工、加固后的地基(换土、打桩)
4地耐力:
指地基土的承载能力,是地基稳定的条件下单位面积上所能承受荷载的最大值(1.5-2kg/CM²)
二基础的埋深及影响因素
1定义:
指室外设计地面到基础底面的垂直距离
2分类
▪深基础:
H>5米
▪浅基础:
0.5米<H<5米
▪不埋基础
3影响因素:
建筑要求/地质要求
地下水位/冻土影响
三基础的类型
1按材料分
⏹砖基础
⏹毛石基础
⏹灰土基础
⏹三合土基础(灰浆碎砖)
⏹混凝土基础
⏹钢筋混凝土基础
2按受力性能分
⏹刚性基础:
由刚性材料组成,受刚性角限制,如“砖、混凝土”
⏹柔性基础:
由柔性材料组成,抗弯强度高,不受刚性角限制,如“钢筋混凝土”
刚性材料:
强度高,具有很好的抗压能力,但抗拉、抗弯强度低
3构造类型分
1)浅基
⏹条形基础
⏹独立基础
⏹满堂基础
⏹井格基础
2)深基础
⏹桩基础
⏹沉箱基础
四地下室的防潮防水
1防潮防水原理
•化学憎水性能:
油水不相容
2防潮防水构造
•材料防潮防水:
卷材、涂料、水泥砂浆
•混凝土防潮防水:
防水混凝土
第三节墙(柱)
1墙体的功能及分类
1墙体的功能
v建筑物竖向主要构件,起承重、围护、分隔空间的作用
v同时,具有隔热、保温、隔音的作用
2墙体的设计要求
v墙体要有一定的强度和稳定性
v墙体要有隔音、隔热、防火要求
3墙体的分类
v平面位置分:
内墙和外墙
v受力情况分:
承重墙和非承重墙
v材料及构造分:
砖墙、砌块墙、组合墙、混凝土墙
v构造方式分:
实体墙、空体墙、复合墙
二承重墙体的结构布置及特点
1纵墙承重
v荷载由纵墙承受并传递给基础,横墙起分隔、围护空间及增强建筑横向刚度的作用
v优点:
建筑平面分间灵活
v缺点:
建筑物横向刚度较差,纵墙上门窗洞口受限制
2横墙承重
v荷载由横墙承受并传递给基础,纵墙起分隔、围护空间及增强建筑纵向刚度的作用
v优点:
抗水平力的横向刚度的,纵墙上开门窗洞口灵活
v缺点:
承重墙多,增加结构面积和建筑自重,建筑开间小,平面布置受限制
3纵横墙承重
v纵墙、横墙均作承重墙体
v优点:
建筑平面布置灵活,建筑物刚度好,适宜于开间和进深变化较多的建筑物
三砖墙的构造
1砖墙的定义
v定义:
砖块借助于砂浆胶结砌筑为整体的构件
v砖墙的优点:
取材容易,制作简单,既承重,又保温、隔热、隔音、防火
v砖墙的缺点:
强度低,自重大,施工进度慢
2砖墙的材料
1)砖
v砖的规格:
(砖长+砖缝):
(砖宽+砖缝):
(砖厚+砖缝)=4:
2:
1为基本特征,标准砖的规格为240*115*53
v砖的强度:
依抗压和抗弯强度测定,以标号(MU)表示,分为MU7.5、MU10、MU15、MU20、MU25、MU30
v分类:
粘土砖、炉渣砖、粉煤灰砖、灰砂砖
2)砂浆
v作用:
粘结、胶结材料
v组成:
胶结材料(水泥、石灰)+细骨料(天然砂)+水
v种类:
水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆
v强度:
以标号(M)表示,分七个等级:
M0.4、M1、M2.5、M5、M7.5、M10、M15
v水泥:
水硬性材料,强度高,抗压、防水
v石灰:
气硬性材料,强度低,和易性好
3砖墙的组砌
1)定义:
指砖块在砌体中的排列方式
2)组砌的原则:
v砖缝横平竖直,错缝搭接
v内外搭砌,砂浆饱满
v砖缝厚薄均匀,砌前浇水湿润
3)砖墙的厚度
v120墙(115);180墙(3/4*240)
v240墙;370墙(3/2*240)
4)砖墙的类型
v实体墙:
全顺式、一顺一丁式
v空斗墙:
无眠空斗、一眠一斗、一眠三斗
v组合墙:
砖墙与其他材料(空气)组合
4砖墙的细部构造
v门窗过梁:
支承门窗洞口上部的荷载的构件
v窗台:
防止窗台水的渗漏
v墙脚:
包括勒脚、明沟、散水
v圈梁:
加固墙体、增加稳定性而设置的连续封闭的梁,含钢筋混凝土圈梁和钢筋砖圈梁
设防区:
每层设置
非设防区:
隔层设置
5墙身的加固
v为增加墙体的稳定性而采取的加固措施
v设过梁
v设圈梁
v设砖墩
v设构造柱
四隔墙
1隔墙:
分隔室内空间的非承重构件
2砌筑隔墙:
普通砖隔墙、砌块隔墙
3骨架隔墙(骨架+面料):
v板条抹灰隔墙
v钢网抹灰隔墙、
v立筋面板隔墙
4板条隔墙:
单板隔墙、无骨架隔墙
五墙面的装饰
1装饰的作用
v保护墙面,提高耐久性
v密实和平整墙体,改善环境条件
v增加美观和艺术效果
2装饰的分类:
v外墙装饰
v内墙装饰
3施工方法
v抹灰类打底+找平+罩面
v贴面类打底+找平+贴面
v油漆涂料类打底+找平+涂敷
六柱(钢筋混凝土柱)
1构造分类
v构造柱:
增加稳定性和整体刚性
v结构柱:
框架结构承重构件
2平面分类
v矩形柱:
正方形、长方形
v圆柱:
构造柱与框架柱的区别
构造柱:
v柱不是承重构件,墙体承重,柱网布置无规律
v作法:
先砌墙,后浇柱
框架柱:
v柱是承重构件,墙体是填充墙,柱网布置有规律
v作法:
先浇柱,后砌墙
第四节楼(地面)板
一楼板
v水平承重构件
v设计要求:
足够的强度和刚度,一定的隔音、防火、防水、保温能力
v构造组成:
面层、结构层、顶棚层
1结构层
1)楼板按材料的分类:
v木楼板:
重量轻、构造简单、不防火、耐久性差
v砖楼板:
抗震性能差、不平整、节约钢材、水泥
v钢筋混凝土楼板:
强度高、刚度好、耐久性好、防火
v钢楼板:
重量轻、强度高、耐久性好、造价高
2)楼板按施工分类:
v现浇钢筋混凝土楼板
v预制装配式钢筋混凝土楼板
v装配整体式钢筋混凝土楼板
现浇钢筋混凝土楼板
v施工过程:
支模—绑钢筋—浇混凝土—养护—拆模
v优点:
防水、整体性好、灵活性大
v缺点:
工期长、室外湿操作、受气候影响
v分类:
板式(无梁)、梁板式、无梁楼盖
经济跨度:
v主梁
v梁长L:
5--8米
v梁高H:
1/(14--8)*L
v梁宽B:
1/(3--2)*H
v次梁
v梁长L:
4--6米
v梁高H:
1/(18--12)*L
v梁宽B:
1/(3--2)*H
预制装配式钢筋混凝土楼板
v施工过程:
预制厂预制—施工现场—机械安装
v优点:
节省材料、保证质量、工期短、预应力构件
v缺点:
使用范围受限制、尺寸有规定、不防水、整体性差
v分类:
实心板、空心板、槽形板、T形板
装配整体式钢筋混凝土楼板
v预制装配与现浇结合,预制预应力构件为受力构件,现浇楼板面,连成整体
v优点:
整体性好、隔音、防水、节约模板、施工方便
2面层
1)作用:
装饰、保护
2)要求:
坚固、耐磨、不起尘、表面光洁平整、易清洁、蓄热系数小、有一定强度
3)分类:
v整体式地面:
水泥砂浆面层和水磨面层
v块材粘贴地面:
水泥砂浆面铺块料
v塑料地面:
有机塑料
v木地面
3顶棚层
1)作用:
美观、隔音
2)分类:
v直接式顶棚:
喷刷顶棚、抹灰顶棚、贴面顶棚
v悬吊顶棚:
吊杆+基层+面层
二地板
一功能:
地板最底层的水平承重构件
二结构组成:
面层、结构层、垫层、基础
面层:
块料或1:
2.5水泥砂浆
结构层:
100厚素混凝土
垫层:
碎石找平
夯土层:
素土夯实
三阳台
1楼层与自然接触的空间扩大部分的小平台、承重物体
2形式:
凹阳台、挑阳台、半挑半凹、转角阳台
3尺寸:
1.2—1.5米、拦板高1.05米
4结构布置:
墙承式(凹阳台)
悬挑式:
挑梁式、挑板式
第五节楼梯
一功能:
上、下楼层的通道、交通枢纽、同时又是建筑中安全疏散工具。
二设计要求:
1、平面布置上、易找、光线好
2、避免交通交叉
3、公共建筑楼梯:
不管规模多大、至少要有2个楼梯
三楼梯的类型
v单跑楼梯(直梯、曲尺梯)
v双跑楼梯
v三跑楼梯
v四跑楼梯
v旋转楼梯
v桥式楼梯
v剪刀式楼梯
四楼梯的组成:
楼梯段、平台、栏杆
五楼梯的一般尺寸:
1、楼梯段:
公式:
2h+b=600-620(mm)(相当一个步距)
h:
楼梯步级高b:
楼梯步级宽
居住建筑:
h:
160-180b:
240-280
公共建筑:
h:
140-160b:
280-340
v楼梯坡度:
I=h/b
I<23º为坡道
I<10º为平坡
10º<I<23º为设防条台阶
23º<I<45º为楼梯,一般以30º为宜
I>45º为爬梯
2、平台(休息平台)
设计要求
v每段楼梯段步级不得大于18级,也不得小于3级,超过18级应设平台。
v公共楼梯的平台一般不得做成扇形。
v平台宽b>B/2
3、栏杆:
v功能:
安全保护作用
v设计要求:
室内900mm儿童500mm室外1100mm
4、楼梯净空间:
v指平台下或楼梯段下通行人或物体时所需的竖向净空高度:
一般大于2m,公共楼梯大于2.2m
v办法:
首层:
降低室内地坪
去掉平台梁,作成板式、梁式楼梯
六钢筋混凝土楼梯构造
1、现浇钢筋混凝土楼梯(优缺点)
v梁板式楼梯:
由楼梯段板、斜梁、平台板、平台梁组成
v板式楼梯:
楼梯板是板式结构、不设斜梁或平台梁
2、装配式钢筋混凝土楼梯(优、缺点)
1)小型构件装配式楼梯:
v小型构件:
踏步板预制,再整体装配
v支承:
梁承式、墙承式、悬挑式
2)中型构件装配式楼梯:
v中型构件:
斜梁和踏步板预制,平台和平台梁预制,再装配成整体
七楼梯栏杆扶手及踏步口的做法
1栏杆扶手
v形式:
空花栏杆(圆钢、方钢、扁钢、木、铁等),及其固定
板式栏杆:
砖栏杆、混凝土栏杆
v扶手:
具体做法
2、踏步面及踏步口
v要求:
易行走、耐磨、防滑、易清洁
v踏步面的做法:
水泥沙浆面层、
水磨石面层、
块料面层(大理石、缸砖)
v踏步口做法:
设防滑凹槽(包踏口)
设防滑条(马塞克、钢条、缸砖、橡胶)
八台阶
v为室内外建筑防水排水处理,建筑物室内外高不同,形成建筑室内外高差,在出入口处需设台阶或坡道
v台阶:
踏步高:
100-150mm
踏步宽:
300-400mm
高宽比:
1:
2—1:
4
v坡道:
1:
6—1:
12
第六节门窗构造
v门窗是非重承构件,围护构件
一、设计要求:
1、功能:
v门:
交通联系、兼起采光、通风作用
v窗:
采光、通风、眺望
v采光系数:
透光口面积/地面面积(1/5、1/8、1/12)
2、尺寸(mm)
v门宽:
单扇门:
700-1000
双扇门:
1200-1400多扇门:
4000-6000
v门高:
门扇高+腰窗(亮子):
2000+600
v窗宽:
依采光系数面积确定,常见尺寸为800、1000、1200、1500、1800
v窗高:
层高-梁高-窗台高
3、构造要求:
v坚固耐用、开启灵活、关闭严密、便于维护、清洗
二门窗的构成
1、门的构成:
v门框:
包括上槛、边框、中框
v门扇:
包括上下冒头、边梃、门芯板
2、窗的构成:
v窗框:
上框、下框、中横框、中竖框、边框
v窗扇:
上下冒头、边梃、窗心
三门窗的构造
(一)木门窗
1、木门:
v开启方式:
平开;推拉;折叠;旋转;弹簧
v固定:
羊角、木板;立樘子(支撑)
v种类:
镶板门:
门扇由骨架和门芯板构成
夹板门:
门扇由骨架两面粘贴胶合板
弹簧门
v五金零件:
铰链、扞销、门锁、风钩、拉手、门碰头
2木窗
v开启方式:
平开、悬开(上、中、下悬)、推拉、百叶窗、固定窗
v固定:
立口、塞口
v内外开的利弊:
外开:
不占室内空间、关闭时可避雨水,但常风吹、雨淋、日晒、易损坏
内开:
恰恰相反
v木门窗:
不防水、耐久性差
(二)钢门窗
v固定:
预埋铁脚
v分类:
空腹、实腹
v钢门窗:
构件小、外形轻巧、透光性好、坚固、耐久、耐火密封
v透光性洞口钢窗木窗
采光面积100%74-7756-64
(三)合金窗
v优:
轻质、高强、变形小、冷连接(螺丝)、密封性好(水、气)
v缺:
透气性差
四门窗的隔音
措施:
v构造上尽量减少缝隙,并对缝隙作密封处理
v做双层或多层、或中空玻璃(空气隔音层)
第七节屋面构造
v屋面功能:
水平承重
维护物件(保温、隔热)
v屋面分类:
平屋顶:
I<10%
坡屋顶:
I>10%
一平屋顶
1构造:
顶棚层、结构层、屋面层
v顶棚层:
同楼板顶棚构造
v结构层:
天面水平承重物件,要求有一定的强度、刚度、结构、同楼板结构层一般100mm
v屋面层:
包括隔热(保温)、防水层
v平顶屋面特点:
构造简单、节省空间
v隔热:
1、设通风间层、架空、形成空气隔热层
2、铺设隔热砖块(珍珠岩、等)
3、设蓄水屋面
4、设屋顶花园
v防水层:
1、卷材防水:
油毯、油胶+高弹纤维布
2、刚性防水:
防水沙浆或细石
2檐口
v高出屋面的女儿墙
v伸出墙面的挑檐
3屋面排水:
v排水坡度:
2-5%
v方式:
有组织、无组织、内排、外排
v有组织排水:
屋面—天沟—雨水口—雨水管—地面
v无组织排水:
屋面—挑檐—地面
v一般采用有组织排水
二坡屋顶
1分类:
单坡、双坡、三坡、四坡、圆顶
2组成:
承重结构+屋面+顶棚
3支承结构:
山墙支承
屋架支承(横跨较大时)
4屋架类型:
木屋架:
跨度6-12米
钢木屋架:
跨度15-30米
钢筋混凝土屋架:
跨度9-15-30米
钢屋架:
跨度30-40米
5屋架构件
上弦:
受压物件
下弦:
受拉构件
腹杆:
直:
受拉构件斜:
受压构件
6屋面铺材
平瓦屋面
小青瓦屋面(百子瓦)
波形石棉水泥瓦
金属瓦
玻璃钢瓦
第八节变形缝及防震构造
1变形缝:
v伸缩缝:
20-30mm
v沉降缝:
30-70mm
v防震缝:
50-70mm
2变形缝构造做法
3防震构造:
v加强各构件、附件、主体之间的牢固联系,增强整体性
v方法:
加锚固钢筋、设构造拄
第九节建筑装修构造
一作用:
1、保护建筑物的结构构件
2、改善室内环境(工作环境)
3、美化环境、美观(装饰)
二效果:
1、色彩与环境的搭配
v冷、暖色调与食欲、医疗、精神的关系
2、与周围环境的反应:
天蓝色+碱—花白色
三装饰分类:
1、外墙面:
v外墙面的装饰、雕塑、小品等
2、内墙面:
v内墙面、地面、顶棚(天花)
四构造:
v分层打底(找平)、外墙25、水泥砂浆打底、水泥砂浆批面
v好处:
节省材料、保证质量
1、外墙面:
v抹灰类:
水泥砂浆灰
v贴面类:
面层贴块料(面砖、马赛克、板材、花岗岩)
v涂料类:
有机涂料
v幕墙:
用金属骨架作为支承结构,把玻璃安装上去,象面镜子,能映出周围环境景物,又叫镜面幕墙
又分:
玻璃幕墙:
有框、隐框、无寸框金属幕墙、薄板幕墙
2、内墙面:
v抹灰类:
纸筋灰(石灰膏、纸筋),分层打底,面层作3纸筋灰,相当钢筋
混合砂浆:
12厚1:
3:
9水泥石灰砂浆打底,再用水泥细砂浆粉面
v涂料类:
无机涂料:
石灰膏、胶白
有机涂料:
106墙涂料、水玻璃(水溶性)、亚光漆
第十节建筑模数
v模数:
选定的标准尺度单位,作为建筑物、建筑构配件、建筑制品及有关设备尺寸相互协调的基础
一模数数列
v以选定的模数基数为基础而展开的数值系列
基本模数:
100mm
扩大模数:
以基本模数的整数倍为模数尺寸
分模数:
以基本模数的分数倍为模数尺寸
二尺寸
1标志尺寸(须符合模数系列规定)
v标注建筑物定位线之间的距离及建筑制品、建筑构配件、有关设备界线之间的尺寸。
2构造尺寸
v建筑制品、建筑构配件的设计尺寸
3实际尺寸
v建筑制品、建筑构配件的实有尺寸
标志尺寸=构造尺寸+缝隙尺寸
实际尺寸=构造尺寸+误差
三定位轴线
1定义:
是用来确定房屋主要结构或构件位置及其尺寸的基线。
分为平面与竖向定位轴线。
2定位轴线与构件的定位原则
v框架结构:
一般为中线原则:
墙中线与定位轴线重合
v承重墙:
A/2、B/2、120或120的倍数与定位轴线重合
v非承重墙:
A/2、B/2、120、120的倍数或内缘线与定位轴线重合
第十一节小结
一建筑构造及功能(六大构件)
二建筑按荷载承重体系划分
v砖混结构:
板→梁→墙→基础→地基
v框架结构:
板→梁→柱→基础→地基
三建筑按施工过程(顺序)分
v主体工程:
地基→基础→墙柱→梁板→屋面
v装饰工程:
门窗→内墙→水电→外墙
v
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