房屋建筑学 教材及主要参考书 房屋建筑学 第三版 同济大学西安建筑科技大学东南大学重庆建筑大学 中国建筑工业出版社 1997 6房屋建筑学 金虹 科学出版社 2002房屋建筑学 李必瑜主编 武汉工业大学出版社2002 11建筑结构 重庆建筑大学 中国建筑工业出版社 2000 认识房屋建筑学 房屋建筑学是研究建筑物设计的一门科学 主要研究建筑物平面设计 空间设计及建筑物构造等设计问题 一般地 分为两大类即民用建筑 工业建筑来分别论述 是从事建筑设计 施工等工作必备的基本知识 近代建筑科学技术的发展离不开综合相关学科的成就 从某种意义上 综合就是创造 仅靠建筑设计人员是不可能完成的 结构设计或施工技术人员必须懂得建筑技术 建筑的产生与发展 1 建筑的起源建筑物最初是人类为了遮蔽风雨和防备野兽的侵袭而产生的 建筑的发展大体上分为穴居和巢居两大体系 穴居 寻找遮雨避寒的住所巢居 架构远离暑潮的乐园 原始社会晚期 竖穴上覆盖草顶的穴居 茅舍 成为这一区域氏族部落广泛采用的一种居住方式 巢居在适应南方气候环境特点上有显而易见的优势 远离湿地 远离虫蛇野兽侵袭 有利于通风散热 便于就地取材就地建造等 在原始社会 建筑的发展是极其缓慢的 在漫长的岁月里 我们的祖先从艰难地建造穴居和巢居开始 逐步掌握了营建地面建筑的技术 创造了原始的木架建筑 满足了最基本的居住和公共活动的要求 初期时代的建筑 土 石建筑简单建筑 早期的建筑 真正的房屋 近代的建筑 大悬挑 近代建筑 大跨度建筑 建筑发展历程简表 现代建筑 高层建筑发展状况 美国芝加哥家庭保险公司大楼10层 55m高 第一座高层建筑 是1885年在美国芝加哥兴建的 家庭保险公司大楼 HomeLifeInsuranceCompanyBuilding 这座大楼首次采用了钢框架结构 在结构体系 材料应用等方面开创了历史新纪元 帝国大厦 1931年 纽约的帝国大厦建成 大厦102层 高381米 它的建成是世界建筑史上颇为引人注目的大事 在建成后的40年间 帝国大厦一直雄踞世界最高建筑的纪录 成为摩天楼的象征 1972年 1973年 纽约世界贸易中心双塔建成 110层 高417米 415米 2001年9月11日坍塌 2001年9月11日恐怖分子劫持美洲航空公司客机撞击高 层的世界贸易中心大楼 世贸中心两座大楼相继坍塌 世贸中心新主楼 自由之塔 的效果示意图 西尔斯大厦 1974年 芝加哥西尔斯大厦建成 这座110层 高443米的建筑 世界最高建筑的纪录不断被刷新 1996年 吉隆坡佩重纳斯大厦 双塔 建成 95层 高452米 这两幢大厦是世界上目前最高的建筑 它们的建成说明一个很令人感慨的事实 超高层建筑的建造重心已经从美国转移到亚洲 台北 台北101大厦508米 韩国建580米高的世界最高建筑 韩国外国企业协会03年5月 日宣布 该协会将与汉城市合作 在汉城上岩洞建设一座名为 国际商务中心 的大厦 于2008年建成 金茂大厦 1998年 上海金茂大厦建成88层421米 上海环球金融中心大厦2008年建成 上海环球金融中心大厦总高度492米 地上有101层 地下3层 毗邻金茂大厦 阿拉伯塔酒店 又称迪拜帆船酒店 全世界最豪华的酒店当数阿拉伯联合酋长国境内迪拜的帆船 BurjAl Arab 酒店 它是世界上第一家的7星级酒店 位于中东地区阿拉伯联合酋长国迪拜酋长国的迪拜市 鸟巢 北京2008年奥运会主体育场 工程总占地面积21公顷 建筑面积258 000M 场内观众坐席约为91000个 其中临时坐席约11000个 南北长333米 东西宽294米 高69米 鸟巢 主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式 鸟巢 结构 钢结构总用钢量为4 2万吨 混凝土看台分为上 中 下三层 看台混凝土结构为地下1层 地上7层的钢筋混凝土框架 剪力墙结构体系 第一章绪论 一 建筑的概念建筑 是指建筑物与构筑物的总称 建筑物 为了满足人们的社会需要 利用所掌握的物质技术手段 通过对内外部空间的组织 限定而创造的人为的社会生产和生活环境 如住宅 医院 学校 办公楼 工厂等 构筑物 是人们一般不直接在其内生产 生活的建筑 如城墙 桥梁 水塔 烟囱 堤坝等 房屋建筑学 这门课程就是要研究建筑物的平面及空间设计和建筑物的构造问题 万里长城 金门大桥 埃菲尔铁塔 建筑的三要素构成建筑的三要素 建筑功能 建筑技术 建筑形象 建筑功能 体现了建筑物的目的性 是指建筑物在物质和精神方面必须满足的使用要求 如 影剧院良好的视听环境 火车站流畅的人流线路 建筑应具有良好的朝向 保温 隔热等 建筑技术 建造房屋的手段 包括建筑材料与制品技术 结构技术 施工技术 设备技术等 建筑形象 建筑内外空间组合 建筑体型 建筑材料的质感与色彩光影变化 细部与重点装饰处理的的综合表现 二 建筑的基本要素 1 3建筑的构成要素 1 3 1建筑的分类建筑物按照使用功能分为 生产性建筑 非生产性建筑 即民用建筑 工业建筑如生产车间等 农业建筑温室 养殖场 民用建筑的分类 1 按照民用建筑使用功能分类 居住建筑 如住宅 公寓等 公共建筑 生活服务性建筑 医疗建筑等 大量性建筑 量大面广 与人们生活密切相关的那些建筑 如一般居住建筑 中小学校 小型商店 诊所 食堂等 大型性建筑 是指规模宏大的建筑 这类建筑一般是单独设计的 它们的功能要求高 结构和构造复杂 设备考究 外观突出个性 单方造价高 用料以钢材 料石 混凝土及高档装饰材料为主 如大型体育馆 大型剧院 2 按建筑规模和数量分类 居住建筑按层数分类低层住宅 1 3层多层住宅 4 6层中高层住宅 7 9层10层及10层以上为高层住宅 以及建筑高度超过24米的其它民用建筑物 公共建筑按高度分类普通建筑 建筑高度不大于24m的公共建筑和建筑高度大于24m的单层公共建筑 高层建筑 建筑高度超过24m的公共建筑 超高层建筑 建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑 3 按民用建筑的层数或高度分类 4 按民用建筑的主要承重结构材料分类 木结构建筑砌体结构建筑钢筋砼结构建筑钢结构建筑组合结构建筑空间结构建筑 4 按民用建筑的施工方法分类 现浇 现砌式预制 装配式部分现浇现砌 部分装配式 1 3 2建筑物的等级划分 1 按建筑的设计使用年限分类以主体结构确定的建筑耐久年限分为四级 一级建筑 耐久年限为100年以上 适用于重要的建筑和高层建筑 二级建筑 耐久年限为50 100年 适用于一般性建筑 三级建筑 耐久年限为25 50年 适用于次要的建筑 四级建筑 耐久年限为15年以下 适用于临时性建筑 建筑物的耐火等级是衡量建筑物耐火程度的标准 现行 建筑设计防火规范 将普通建筑的耐火等级划分为四级 一级耐火性能最好 四级最差 建筑物的耐火等级由房屋构件的耐火极限和燃烧性能确定的 耐火极限 指建筑构件按时间 温度标准曲线进行耐火试验 从受到火的作用时起 到失去支持能力或完整性破坏 或失去隔火作用时止的这段时间 用小时 h 表示 2 按民用建筑的耐火等级分类 构件的燃烧性能分为三类 不燃烧体 用不燃烧材料做成的建筑构件 如天然石材 人工石材 金属材料等 难燃烧体 用难燃烧得材料做成得建筑构件 或用燃烧材料做成而用不燃烧材料做保护层的建筑构件 如沥青混凝土构件 木板条抹灰的构件等 燃烧体 用燃烧的材料做成的建筑构件 如木材等 1 4建筑模数协调统一标准 基本模数 数值规定为100mm 符号为M 即1M 100mm导出模数 扩大导出模数的基数为 3M 6M 12M 15M 30M 60M分模数的基数为 1 10M 1 5M 1 2M模数数列 是以基本模数 扩大模数 分模数为基础扩展成得一系列尺寸 表1 3 1 水平基本模数数列 主要用于门窗洞口和构配件断面尺寸 2 竖向基本模数数列 主要用于建筑物的层高 门窗洞口 构配件等尺寸 3 水平扩大模数数列 主要用于建筑物的开间或柱距 进深或跨度 构配件尺寸和门窗洞口尺寸 4 竖向扩大模数数列 主要用于建筑物的高度 层高 门窗洞口尺寸 5 分模数数列 主要用于缝隙 构造节点 构配件断面尺寸 模数数列的适用范围 1 5建筑设计的内容和程序 1 5 1设计内容建筑工程设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作 包括建筑设计 结构设计 设备设计等三个方面的内容 1 5 1 1建筑设计 1 建筑空间环境的组合设计通过建筑空间的规定 塑造和组合 综合解决建筑物的功能 技术 经济和美观等问题 主要通过建筑总平面设计 建筑平面设计 建筑剖面设计 建筑体型与立面设计来完成 1 3 1 1建筑设计 2 建筑空间环境的构造设计主要是确定建筑物各构造组成部分的材料及构造方式 包括对基础 墙体 楼地层 楼梯 屋顶 门窗等构配件进行详细的构造设计 也是建筑空间环境组合设计的继续和深入 建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用 一般是由建筑师来完成 1 5 1 2结构设计结构设计主要是根据建筑设计选择切实可行的结构方案 进行结构计算及构件设计 结构布置及构造设计等 一般是由结构工程师来完成 1 5 1 3设备设计设备设计主要包括给水排水 电气照明 采暖通风 动力等方面的设计 由设备工程师配合建筑设计来完成 1 5 2建筑设计的程序 1 5 2 1设计前的准备工作落实设计任务书熟悉设计任务书调查研究收集必要的设计原始数据了解当地的习惯1 5 2 2设计阶段的划分建筑设计过程按工程复杂程度 规模大小及审批要求 划分为不同的设计阶段 一般分两阶段设计或三阶段设计 两阶段设计是指初步设计和施工图设计两个阶段 一般的工程多采用两阶段设计 对于大型民用建筑工程或技术复杂的项目 采用三阶段设计 即初步设计 技术设计和施工图设计 1 初步设计阶段 建筑总平面 各层平面及主要剖面 立面 说明书 设计方案的主要意图及优缺点 主要结构方案及构造特点 建筑材料及装修标准 主要技术经济指标等 工程概算书 建筑物投资估算 主要材料用量及单位消耗量 根据设计任务的需要 可能辅以鸟瞰图 透视图或建筑模型 2 技术设计阶段技术设计是三阶段设计的中间阶段 它的主要任务是在初步设计的基础上 进一步确定房屋各工种之间的技术问题 技术设计的内容为各工种相互提供资料 提出要求 并共同研究和协调编制拟建工程各工种的图纸和说明书 为各工种编制施工图打下基础 经批准后的技术图纸和说明书即为编制施工图 主要材料设备定货以及基建拨款的依据文件 各个设计阶段的工作见下 3 施工图设计阶段 建筑总平面 各层建筑平面 各个立面及必要的剖面 建筑构造节点详图 各工种相应配套的施工图纸 建筑 结构及设备等的说明书 结构及设备设计的计算书 工程预算书 1 5 3建筑设计的要求和依据 1 5 3 1建筑设计的要求1 满足建筑功能要求2 采用合理的技术措施3 具有良好的经济效果4 考虑建筑美观要求5 符合总体规划要求1 5 3 2建筑设计的依据使用功能 1 人体尺度和人体活动所需要的空间尺度 2 家具 设备的尺寸和使用它们的必要空间 1 5 3 2建筑设计的依据 使用功能 1 人体尺度和人体活动所需要的空间尺度建筑构造中门窗 走道 楼梯 栏杆 踏步等的宽度或高度 以及各类房屋的层高 面积等都和人体尺度以及人体活动所需要的空间尺度直接或间接相关 因此 人体尺度和人体活动所需要的空间尺度是确定建筑空间的基本依据之一 近年来 在建筑设计中日益重视人体工程学的运用 人体工程学是运用人体计测 生理心理计测和生物力学等研究方法 综合地进行人体结构 功能 心理等问题的研究 用以解决人与物 人与外界环境之间的协调关系并提高效能 建筑设计中人体工程学的运用 将使确定空间范围 始终以人的生理 心理需求为研究中心 使空间范围的确定 具有定量计测的科学依据 2 家具 设备的尺寸和使用它们的必要空间建筑物中家具 设备尺寸也和与人体尺度以及人体活动所需要的空间尺度直接或间接相关 家具 设备的尺寸 以及人们在使用家具和设备时 在它们近旁必要的活动空间 是考虑房屋内部使用面积的重要依据 1 4 2建筑