第1章 建筑结构设计概论

第1章建筑结构设计概论•一个建筑工程项目，从着手设计到最终建成，一般要经过两个过程：“设计”和“施工”。“设计”就是将一栋房屋的内外形状和大小，以及各部分的结构、构造、装修、设备等内容，按照“国标”的规定，用正投影方法，详细准确地表达出来，此图形称为建筑工程图。“施工”则是根据工程图纸，在现场组织、建造房屋的过程。本章主要介绍建筑设计的基本知识，包括建筑设计内容、设计依据和建筑工程图的分类等。1.1建筑设计的内容和过程•建筑设计是建筑工程为人们创造工作、生活环境、空间的首要步骤，是工程项目中非常关键的环节。在建筑设计这个环节中，通过设计者巧妙、完整的构思，最终绘制成能表达建筑物立体形象的建筑图纸。因此，在学习建筑设计之前，应该首先对建筑设计的内容和过程有一个概括性的了解，为学习利用AutoCAD2008绘制建筑图打好基础。1.1.1建筑设计的内容•设计者在建筑建造前要进行建筑设计，按照国家规范、地方法规、政府审批文件及建设单位计划书中的有关设计任务进行构想，将建筑施工过程和建筑使用过程中可能出现的问题全面考虑，并且设计好解决问题的方案，再通过图纸表达出来。下面介绍建筑图的绘制方法和建筑设计过程。•建筑图的绘制通常采用两种方法：手工绘制和计算机绘制。1.1.2方案设计阶段•方案设计是建筑设计的第一阶段，它的任务是提出设计方案。在方案设计之前需要做大量的准备工作，具体内容如下所述。•1.接受委托任务书并熟悉任务书内容•2.搜集、分析研究资料和数据•3.深入实地的调查研究1.1.3初步设计阶段•初步设计是对方案设计的进一步细化。初步设计阶段的主要任务是进一步研究、论证设计方案在技术和经济上的合理性、科学性以及可实施性，然后提出概算书。并在各专业提供资料和要求的情况下，研究、协调编制新建工程的各专业图纸和说明，为施工图阶段做准备。•初步设计图要反映房屋功能组合、房屋内外概貌和设计意图，具体的图纸和文件有以下几种。•设计总说明：•建筑总平面图：•各层平面图、剖面图及建筑物的主要立面图：•工程概算书：1.1.4施工图设计阶段•施工图设计是建筑设计的最后阶段，也是将设计者构思变成图纸的重要阶段。施工图设计阶段是在初步设计的基础上完成施工图，然后提交施工单位进行施工。•施工图设计是为满足工程施工各项具体要求，解决施工中的技术措施、用料及具体做法，提供一切准确可靠的施工依据。包括确定工程尺寸及用料，绘制建筑、结构、设备等全部施工图纸，编制工程说明书、结构计算书和工程预算书等内容。施工图设计的图样（简称施工图）必须详细完整、前后统一、尺寸齐全、正确无误，符合国家建筑制图标准。•施工图设计阶段的具体图纸和文件有以下几种。•建筑总平面图：深化初步设计内容，确定场地竖向标高、标注道路排水方向及坡度、道路及绿化布置。•建筑物各层平面图、剖面图、立面图：除表达初步设计或技术设计内容以外，还应详细标出门窗洞口、墙段尺寸及必要的细部尺寸、详图索引等。常用比例为1：50、1：100、1：200等。•建筑构造详图：应详细表示各部分构件关系、材料尺寸及做法、必要的文字说明。根据不同节点的表达需要，比例可选用1：20、1：10、1：5、1：2、1：1等。•各工种相应配套的施工图纸：如基础平面图、结构布置图、钢筋混凝土构件详图、水暖电平面图及系统图、详图等。•设计说明书：包括施工图设计依据、设计规模、面积、标高定位、用料说明等。•结构和设备计算书、工程概算书等文件。1.2建筑设计的原则和依据•建筑设计必须遵守由国务院有关部委颁发的建筑设计规范、规程和通则，以确保设计的建筑安全、经济、适用。1.2.1建筑设计规范•建筑设计要遵守的现行国家建设部颁布的建筑设计的综合规范，综合规范主要有：•《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001修订版）•《高层民用建筑没计防火规范》GB50045-95（2005年版）•《民用建筑设计通则》GB50352-2005•《建筑工程建筑面积计算规范》GB/T50353-2005•建筑设计要遵守的单项规范划分比较细，例如：•《住宅建筑设计规范》GB50096-1999•《中小学校建筑设计规范》GBJ99-86•建筑设计要遵守的制图标准有：•《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-2001•《总图制图标准》GB/T50103-2001•《建筑制图标准》GB/T50104-2001•《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001•《给水排水制图标准》GB/T50106-2001•《暖通空调制图标准》GB/T50114-20011.2.2建筑设计原则•建筑设计要根据建筑的使用性质和所处环境，在遵循建筑标准的前提下，创造出功能合理、安全舒适、能满足人们精神和物质需要的建筑空间。同时，还要考虑结构施工、材料、设施、造价等多种因素。一般情况下，设计者进行建筑设计的原则如下所述。•把握总体：建筑设计要有全局观念，注重整体协调。•细部推敲：在具体设计时，详细调查、收集信息资料，掌握必要的数据。•局部与整体要协调：建筑的局部空间需要与建筑整体的性质、风格、标准相协调统一。•建筑内外要协调：室内外环境是相互依存、相互影响的。设计需保证内外风格、标准协调一致。•创意新颖：构思是设计的灵魂，要有足够的信息量和思考时间来保证在设计前期逐步形成一个新颖独特的构思。•标准化和多样化相结合，共性与个性相结合。在满足当前需要的前提下，适当考虑未来提高、改造的可能。•节约建筑能耗，建筑环境要综合考虑防火、抗震、防空、防洪等安全措施。•严格遵守规划部门制定的建设规划及实施条例。遵守上述国家建筑设计规范。1.2.3建筑设计依据•在具体建筑设计中，主要以下述几方面作为设计依据。•1．建筑的构成要素:建筑的要素包括建筑功能、建筑的物质技术条件和建筑形象。•2．建设条件:建设条件是指区域环境和周围环境条件，包括周围的道路交通条件、附近的建筑、公园、广场等建设情况以及公共服务（商业、文教、金融等）设施和基础（桥涵、排水、供电、供暖、电信等）设施情况、文物古迹情况。•3．城市规划设计条件:城市规划设计条件是当地规划管理部门根据城市规划确定的，是在进行建筑设计时必须清楚的。例如：用地界限、道路红线、建筑高度、容积率等。•4．气候条件:掌握气象条件的依据是统计资料。包括建筑物所在地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速和云雾等内容。在设计前应收集当地的气象资料，作为设计依据。例如：炎热地区的建筑物应考虑隔热、通风、遮阳等问题。降雨量大小决定着屋面形式和构造等。•5．地形、地质条件:掌握地形条件的依据是地形图。•6．人体尺度:建筑是供人使用的，因此它的空间尺度必须满足人体活动的要求。•7．家具设备:家具和设备是人们工作、生活中的必需品。因此在进行建筑平面和空间设计时，既要考虑到家具、设备的尺寸，还要考虑到人们在使用家具和设备时在其周围必要的活动空间，因此家具、设备尺寸和使用它们的必要空间也是确定建筑空间的重要依据。1.3建筑物的组成及其施工图的分类•建筑物（简称“建筑”）是用来供人们从事工作、居住生活和活动的房屋和场所，主要是指房屋。随着社会的发展以及人们生活水平的提高，人们将对建筑的物质需求、精神需求与工程技术结合起来，推动了建筑业的发展。本节主要介绍建筑的分类、建筑组成、建筑施工图的分类等内容。1.3.1建筑的分类•建筑是多种多样，可以按以下几个方面进行分类。•1．根据建筑的使用性质分类•2．根据建筑物的规模和数量分类•3．根据建筑结构的材料分类•4．根据承重结构类型分类•5．根据建筑物的层数分类•6．根据建筑物的耐久年限分类1.3.2建筑的组成•以民用建筑为例，建筑一般由基础、墙体、梁、柱、楼地面、楼梯、门窗、屋盖等主要构件组成的，如图1.6所示。1.3.3建筑施工图的分类•在建筑施工中，经常需要各工种的相互配合，建筑的施工图也可按不同的专业分建筑施工图、结构施工图、设备施工图（水、暖）、电气施工图等，一般简称为建施、结施、水施、暖施、电施等。•1．图纸目录:图纸目录单独或者和设计总说明一起，作为一套工程图纸的首页。•2．设计总说明:是施工图前的具体文字说明。包括施工图的设计依据、建筑项目的设计规模和建筑面积、项目的相对标高和总图绝对标高的对应关系、门窗表以及施工图中不便注写的用料、作法及使用要求等内容。•3．建筑施工图（建施）:用来表示建筑物的总体布置、整体外形、内部划分、空间分割、构造作法、内外装饰以及有关的施工要求，是建筑工程图中最基本的图样。•4．结构施工图（结施）:结构施工图是按照结构设计要求绘制的，用来表示建筑物承重结构的布置、形状、大小、材料、类型及构造作法等情况。结构施工图是开挖基槽、支模板、绑钢筋、设置预埋件、浇捣混凝土及编制预算与施工组织计划的依据。•5．设备施工图（设施）:一座建筑除建筑、结构两大部分外，还有给排水、采暖等设备。设备施工图是表明给排水、采暖各专业管道与设备的布置和走向、构件作法和设备安装要求等情况的图样，是设备施工的重要依据。•6．电气施工图（电施）:电气施工图分为强电路图和弱电路图两种。强电路主要为照明和家用电器供电，需要绘制在建筑平面图上。弱电路包括有线电视、电话、光线网等。1.4小结•本章介绍了建筑结构设计的基本知识：建筑设计的内容和过程、建筑设计的依据、建筑物的组成、施工图的分类及主要作用。掌握绘制建筑施工图是从事建筑专业的工程技术人员的基本技能。明确绘图是一项极其细致的工作，只有掌握绘图的技巧和方法，才能绘制符合标准的施工图。1.5练习•（1）建筑设计主要分为哪几个阶段？•（2）建筑的施工图包括哪些内容？各自有什么作用？•（3）结合实际了解建筑物的组成。