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第八章竖向设计一概述竖向设计的任务是在分析修建地段地形条件的基础上，对原地形进行利用和改造，使它符合使用，适宜建筑布置和排水，达到功能合理、技术可行、造价经济和景观优美的要求。具体内容为研究地形的利用与改造考虑地面排水组织；确定建筑、道路、场地、绿地及其他设旋的地面设计标高；并计算士方工程量。二地形分析地形分析包括地面高程、坡度、坡向、特征、脊线(分水线)、谷线(汇水线)、洪水淹没线(五十年一遇和百年一遇)、制高点、冲沟、洼地位置等内容。1．高程系统我国各城市采用的高程主要有两种不同的系统：黄海高程系统——以青岛观潮站海平面作为零点高程系统。吴淞高程系统——以吴淞口观潮站海平面为零点的高程系统。2．等高线和坡度①等高线——测量地形图上表示地面高程相等的线，线上注有高程。②等高线平距(l)——地形图上两相邻等高线之间的垂直距离。③等高线高距(h)——相邻等高线间的高程差。一般地形图有用0.5m、1.0m、2.0m、5m、10m等。设计等高线高距常用0.1m、O.2m、O.25m、O.5米等。均视地形坡度及图纸比例不同而选用。④坡度(i)——等高线高距与平距之比。i=h/l(%)⑤地面坡度分级及使用平坡：0～2%：建筑、道路布置不受地形坡度限制，可以随意安排。坡度小于3‰时应注意排水组织。缓坡：①2～5%：建筑宜平行等高线或与之斜交布置．若垂直等高线，其长度不宜超过30～50米．否则需结合地形作错层、跌落等处理；非机动车道尽可能不垂直等高线布置，机动车道则可随意选线。地形起伏可使建筑及环境绿地景观丰富多彩②5～10%:建筑、道路最好平行等高线布置或与之斜交。若与等高线垂直或大角度斜交，建筑需结合地形设计，作跌落、错层处理。机动车道需限制其坡长。中坡：10～25%：建筑应结合地形设汁，道路要平行或与等高线斜交迂回上坡。布置较大面积的平坦场地，填、挖土方量甚大。人行道如与等高线作较大角度斜交布置，也需做台阶。陡坡：25～50%：用作城市居住区建设用地，施工不便、费用大。建筑必须结合地形各别设计，不宜大规模开发建设。在山地城市用地紧张时仍可使用。急坡：50%：通常不宜用于居住医建设。3．坡向与日照间距定义：用地坡向垂直等高线，由高向低。在不同的坡向中，以东南坡、南坡、西南坡为好，东、西坡其次，北坡最差。坡地与平地上的房屋日照条件不同，东南坡、南坡及西南坡向阳房屋日照间距可较平地小；北坡背阳，房屋日照间距应比平地大。南向坡：减少间距北向坡：增加间距4．地形特征及其运用形态特征性质运用平地开朗，平稳宁静、多向广场、大建筑群、运动场、学校、停车场的合适场地。凸地(土丘、山堡)向上、开阔崇高、动感理想的景观焦点和观赏景观的最佳处。建筑与活动场所凹地封闭、汇聚幽静、内向露天观演、运动场地，水面、绿化休息场所山脊延伸、分隔动感、外向道路、建筑布置的场地。脊的端部具有凸地的优点可供运用山谷延伸、动感内向、幽静道路、水面、绿化5．地形在竖向设计中的作用①围合、限制、分隔空间——根据挖上或堆土的范围、高度，可以制约空间的开敞或封闭程度、边缘范围及空间方向。②控制视野景观——可以有助于视线导向和限制视野，突出主要的景观，屏障酶陋物。③改善小气候环境——影响风向，有利通风、防风，改善日照，起隔离噪声的作用。④组织交通——引导和影响行走、行车的路线和速度。⑤美学作用——使景观更丰富生动，有立体感，反映自然，加强建筑艺术表现力。阴影造成的效果具有雕塑感。地形围合限定空间地形设计影响人行走速度地形设计隔离燥声地形使视线焦点产生变化地形使观赏面扩大地形设计使你感到含蓄地形设计使你感到限制三竖向设计基本原则1．满足各项用地的使用要求(修建、活动、交通、休息等)①建筑：室内地坪高于室外地坪：住宅30～60cm，学校、医院45～90cm(多雨地区宜采用较大值。高层建筑、土质较差或填士地段还应考虑建筑沉降。)②道路：机动车道纵坡一般≤6％，困难时可达9％；山区城市局部路段坡度可达12％。但坡度超过4％，必须限制其坡长：5～6％时，坡长≤600m6～7％时，坡长≤400m7～8％时，坡长≤300m9％时，坡长≤150m非机动车道纵坡一般≤2％，困难时可达3％，但坡长应限制在50m以内；桥梁引坡≤4％；人行道纵坡以≤5％为宜，8％行走费力，宜采用踏级；交叉口纵坡≤2％，并保证主要交通平顺。③广场、停车场广场坡度以≥0.3%，≤3%为宜，0.5～1.5%最佳；儿童游戏场坡度0.3～2.5%；停车场坡度0.2～O.5%；运动场坡度0.2～O.5%。④草坪、休息绿地坡度最小0.3%，最大10%。2．保证场地良好的排水力求使设计地形和坡度适合污水、雨水的排水组织和坡度要求，避免出现凹地；道路纵坡不小于0.3%。地形条件限制难以达到时应做锯齿形街沟排水；建筑室内地坪标高应保证在沉降后仍高出室外地坪15～30cm；室外地坪纵坡不得小于0.3%，并且不得坡向建筑墙脚。3．充分利用地形，减少土方工程量设计应尽量结合自然地形，减少土、石方工程量；填方、挖方一般应考虑就地平衡，缩短运距；附近有土源或余方有用处时，可不必过于强调填、挖方平衡，一般情况土方宁多勿缺，多挖少填；石方则应少挖为宜。4．考虑建筑群体空间景观设计的要求尽可能保留原有地形和植被；建筑标高的确定应考虑建筑群体高低起伏富有韵律感而不杂乱；必须重视空间的连续、鸟瞰、仰视及对景的景观效果；斜坡、台地、踏级、挡土墙等细部处理的形式、尺度、材料应细致、亲切宜人。5．便利施工，符合工程技术经济要求挖土地段宜作建筑基地，填方地段作绿地，场地、道路较合适；岩石、砾石地段应避免或减少挖方，垃圾、淤泥需挖除；人工平整场地，竖向设计应尽量结合地形，减少土方工程量，采用大型机械旋工平整场地时，地形设计不宜起伏多变，以免施工不便；建筑和场地的标高要满足防洪的要求；地下水位高的地段应少挖。四竖向设计步骤①竖向设计应贯穿在规划设计的全过程。规划设计工作开始，首先对基地进行地形和环境分析，研究其利用和改造的可能性，用地的竖向处理和排水组织方案，结合居住区或小区规划结构、用地布局、道路和绿地系统组织，建筑群体布置以及公共设施的安排等作统一的考虑。②详细规划总平面方案初步确定后，再深入进行用地的竖向高程设计。通常先根据四周道路的纵、横断面设计所提供的高程资料，进行居住区内道路的竖向设计。③根据建筑群布置及区内排水组织要求，考虑地形具体的竖向处理方案，可以用设计等高线或者设计标高点来表达设计地形。④根据地形的竖向设计方案和建筑的使用、经济、排水、防洪、美观等要求，确定室内地坪及室外场地的设计标高。⑤计算土方工程量。如土方量过大，或者填、挖方不平衡，而土源或弃土困难，则应调整修改竖向设计。⑥进行细部处理，包括边坡、挡土墙、台阶、排水明沟等的设计。⑦竖向设计往往需要反复修改、调整，尤其是地形复杂起伏的基地，测量的地形图往往和实际地形有相当大的出入，需要在设计之前，仔细核对；而在施工中需要进行修改竖向设计的情况也是常有的事。五竖向设计图纸表现1．竖向设计图的内容①设计的地形、地物：建筑物、构筑物、场地、道路、台阶、护坡、挡土墙、明沟、雨水井、边坡等。②座标：每幢建筑物至少有两个屋角座标；道路交叉点、控制点座标；公共设施及其他需要标定边界的用地、场地网周角点的座标。③标高：建筑室内、外地坪标高；绿地、场地标高；道路交叉点、控制点标高。④道路纵坡坡度、坡长。⑤排水方向：室外场地的坡向。2．竖向设计图的表现竖向设计图的内容及表现可以因地形复杂程度及设计要求的不同而异。如座标，若施工总平面图上已标示，则可省略。竖向设计图在表达室外设计地形时，一般有以下几种方法：①设计标高法：在设计基地上标出足够的设计标高点，并辅以箭头表示地路的主要控制点标高，在图上略去设计等高线而改用设计标高法的表示方法。②设计等高线法：用设计标高和等高线分别表示建筑、道路、场地、绿地的设计标高和地形。此法便于土方量计算和选择建筑场地的设计标高；容易表达设计地形和原地形的关系和检查设计标高的正误，适合在地形起伏的丘陵地段应用。但设计等高线法表示的竖向设计图，图上设计等高线密布，施工时应用读图不够方便。为此，也可以应用设计等高线法进行设计，在完成地形设计，确定建筑标高后，根据设计等高线确定室外场地道路的主要控制点标高，在图上略去设计等高线而改用设计标高法的表示方法③方格网法：将场地划分成方格网，网格大小根据地形复杂程度和设计要求而定。先运用设计等高线法设计地形，然后将各方格网点的设计标高标注在图上。此法特别适用于平整场地和广场、道路交叉口的竖向设计，也便于土方计算。3．竖向设计图图例六建筑布置与地形1．建筑布置原则①建筑设计应结合地形条件。地形复杂、坡度较大的基地，建筑体量不宜过大过长。②建筑布置应注意结合地形、利用地形，造成丰富错落的建筑形体，合理缩小房屋间距，恰当组织入口，以提高层数、节约用地、方便使用。③山地、丘陵地区建筑群布置切忌追求对称、规整和平面形式，应以结合地形自由灵活布置为佳。④地形起伏的建筑群布置，应考虑各建筑之间因高程不同形成各自的屋脊、沿口、门窗、阳台、地面等透视关系的秩序感，避免杂乱无章。1平行2与等高线斜交3垂直等高线4混合布置1行列布置,呆板,土方量大2结合地形布置,生动活泼,经济合理提高勒脚：将建筑物提高到相同标高筑台：挖、填基地形成平整的台地错层：将建筑相同设计成不同标高。常利用双跑楼梯使室内错半层条件：垂直等高线布置：8%平行登高线布置：10~15%条件：垂直等高线布置：10%平行登高线布置：12~20%条件：垂直等高线布置：4~8%平行登高线布置：15~25%跌落：建筑垂直等高线布置，以单元或开间为单位，顺坡势处理成台阶状。掉层：错层或跌落的高差等于建筑层高时的特殊情况。错跌：垂直等高线，逐层或隔层沿水平方向错动或重迭形成台状。条件：垂直等高线布置：4~8%平行登高线布置：不行条件：垂直等高线布置：20~35%平行登高线布置：45~65%条件：垂直等高线布置：50~80%平行登高线布置：不行七道路、广场和场地的竖向设计1．道路与地形的配合①道路应尽量结合地形布置，使之有合适的坡度，利于行车、步行和排水，并和两侧的建筑、场地有方便的联系，不必追求平面形式，以减少土方工程量。②主要道路应沿平缓的坡地或谷地布置。次要道路坡度可以稍大些。步行道坡度在5～10％时，应有防滑措施或局部加设踏级。踏级数每处不宜少于三级，并应在材料或色彩卜和坡道有所区别。10％的地形宜采用步行踏级。③丘陵、山区应充分利用地形组织立交和垂直交通。遭路横断面设计也可采用不对称和不同标高的断面形式。环形道路S型道路树形道路坡地上的S形道路。多台阶的坡。2．道路竖向设计①道路的竖向设计应结合地形，符合纵断面、横断面设计的技术要求。包括纵坡、横坡、坡长限制、宽度、转弯半径、竖曲线半径、视距等，并考虑行车和行人的视野景观。②居住区的主要道路均应先作纵、横断面设计。小区主要道路可视地形复杂程度决定，一般地形平缓的，可作简单的纵断面设计方案，确定控制点标高，然后进行道路设计等高线的绘制。小路通常根据排水要求对竖向作简便的设计考虑。横断面多用单坡。③道路交叉口的竖向设计因地形及道路交叉的主次状况不同而有多种处理形式。主要原则是保证主要道路纵坡不变或少变，以利行车顺畅；同时，要避免交叉口积水，并尽量使地面雨水不汇流过交叉口前的人行横道线。3．广场竖向设计广场按其性质、使用要求、空间组织和地形特点，可设计成多种竖向形式。在一个平面上的广场，竖向设计形式有单坡、双坡和多坡几种。下沉广场和多台广场不同高程的地面用挡土墙、台阶和斜坡等衔接过渡，使广场更生动有趣，适合人们活动、散步、游憩。4．场地、绿地的竖向设计①同一场地可以设计成不同的竖向形式，以满足使用要求和景观效果。②绿地以自然起伏更生动宜人。③宅旁用地的竖向设计要注意排水组织，防止地面雨水排向建筑，影响建筑的使用和基础的稳定。八台阶、边坡、挡土墙、排水明沟山地、丘陵地区的竖向设计，在处理不同标高的场地、道路、绿地之间的衔接时，常用台阶、边坡和挡土墙。