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房屋建筑学讲义全
房屋建筑学讲义-3
第一篇民用建筑设计与构造
第一章民用建筑设计
1.1民用建筑的产生和发展
1.1.1原始社会的建筑—巢居、穴居建筑;
1.1.2奴隶社会的建筑--古埃及建筑、古希腊、古罗马—石材,我国夏商周的土木建筑,西周以发展到四合院建筑;
1.1.3封建社会的建筑—宫殿、庄园、城堡建筑;
1.1.4欧洲资本主义萌芽时期的建筑—城市、宫殿、府邸、园林、公共建筑、建筑等;
1.1.5西方国家近现代建筑;
1.1.6新中国成立后的建筑;
1.1.7当代建筑的发展。
1掌握建筑构成三要素:
建筑功能、工程技术、建筑形象的辩证关系。
2防火、耐火。
3建筑模数。
4建筑(建筑物、构筑物)
1.2建筑的构成要素
建筑功能、工程技术、建筑形象
1.2.1民用建筑的分类
一、建筑分类
建筑分类:
生产性建筑、非生产性建筑
生产性建筑:
工业建筑、农业建筑
非生产性建筑(民用建筑):
居住建筑、公共建筑
二、民用建筑分类
1按使用功能分:
1居住建筑:
居住建筑包括住宅、公寓、宿舍等。
②公共建筑:
如学校、图书馆等,共15类。
2按规模大小分:
①大量性建筑:
如住宅、公寓、宿舍等。
2大型性建筑:
如体育馆、大型火车站等。
3按层数分类
根据《民用建筑设计通则》GB50352-2005,《高层民用建筑设计防火规》GB50045-95,《建筑设计防火规》GB50016-2006的规定:
①居住建筑按层数分类
低层建筑:
1~3层。
多层建筑:
3~6层。
7~9层为中高层、10~30层为高层;100m以上为超高层。
②公共建筑24m及以上为高层建筑。
补充1建筑物的级别
130层以上为特级工程
216~29层超过50m的公共建筑为一级工程
316~29层的住宅建筑为二级工程
47~15层超过的建筑为三级工程
57层以下无电梯的住宅为四级工程
61~2层或单功能建筑为五级工程
补充2建筑师的设计围:
1一级注册建筑师均可设计
2二级注册建筑师可设计三级以下的建筑。
4按民用建筑的耐火等级分:
根据《建筑设计防火规》GB50016-2006的规定:
1构件的耐火极限
1~4级,一级最好,四级最差;重要的采用1、2级,次要的采用2、3级,很次的采用4级;
构件的耐火极限;
失去支承力或破坏;
失去隔火作用—背火面温度达到220度。
2构件的燃烧性能:
分为不燃烧体(石材)、燃烧体(木材)、难燃烧体(沥青混凝土、板条抹灰)。
5按建筑的时间使用年限分类
根据《民用建筑设计通则》GB50352-2005的规定:
15年,临时性建筑;
225年,易于替换结构构件的建筑;
350年,普通建筑和构筑物;
4100年,纪念性建筑和特别重要的建筑。
1.2.2《建筑模数协调统一标准》(GBJ2-86)
1基本模数:
基本模数的模数值1M=100mm。
2导出模数
1扩大模数:
3M、6M、12M、15M、30M、60M。
2分模数:
1/10M、1/5M、1/2M。
3模数系列,见表1-2。
1.3建筑设计的容和程序
建造房屋的阶段:
编制计划任务书、选择和勘测地基、建筑设计、施工
和回访等。
1.3.1.建筑设计的容
1建筑设计
2结构设计
3设备设计。
建筑设计与其他工种设计的协调配合。
补充:
3.建筑设计的依据:
1主管部门有关建设任务的使用要求:
面积、单方造价、总投资等
2建设单位(业主)提供的设计任务书
3城建部门同意设计的批文
④委托设计项目表。
1.3.2建筑设计的程序
一、设计前的准备工作
1落实设计任务
2熟悉设计任务书,主要容包括
1建设项目说明书
2建筑物的使用要求
3总投资和单方造价,土建费用、房屋设备费用等
4建设地基围及周边环境
5供电、供水和采暖、通风等设备方面的要求
6期限和设计进度要求
3收集必要的设计原始数据
1调查同类建筑;
2了解材料及几个施工的技术条件;
3踏勘现场,了解地形、环境的情况
4了解文化、生活、风土情况等。
二、设计阶段的划分
一般性建筑分为两个阶段:
方案设计、初步设计、施工图三个阶段:
1方案设计文件的深度应满足编制初步设计文件和投标的需要;
2初步设计阶段文件的深度应满足编制施工图设计文件的需要;
⑴任务与要求:
1提出合理的设计方案
2建筑物的组合方式、主要建筑材料、技术、经济上的合理性
⑵初步设计的图纸和文件有:
1设计总说明;
2建筑总平面图;
3各层平面及主要剖面图、立面图;
4工程概算书;
5有要求时提供透视图、鸟瞰图、模型。
2技术设计阶段
①目的:
协调各工种对建筑的要求
3图纸设计深度:
在建筑图上标注出设备的尺寸。
3施工图设计文件的深度应满足设备材料采购、非标准设备制作和施工、存档的需要;设计文件相互关联处的深度应满足各承包和分包单位设计的需要。
⑴目的:
满足施工和存档要求,图纸齐全、无误
⑵施工图设计的图纸和文件有:
1建筑总平面图,1∶500~1∶2000;
2建筑各层建筑平面图、各个立面图和必要的剖面图;
3建筑构造详图;
4各工种的施工图(结构、水、电、防雷接地);
5建筑、结构及设备说明书;
6结构及设备计算书;
7工程预算书。
补充:
1.3.3建筑设计的程序
一、获得建筑工程的设计权必须具备:
1.与该工程等级相适应的设计资质等级;
2.有关部门的监督
3.进入方案设计阶段、初步设计阶段(技术设计阶段)和施工图设计阶段。
二、设计招标——文件由建设单位提供:
1提供工程地名、地址、建筑面积、占地面积等;
2提供可行性研究报告,工程技术要求等;
3提供城市国土部门批准的红线图;
4提供工程地质、水文、工程测量等报告;
5提供管网及道路方面的基础材料。
在规定的时间提交投标文件,投标文件及方案设计容包括:
1建筑总平面图;
2主要平面图、立面图、剖面图组成的建筑方案;
3分析图、表现图或建筑模型;。
4必要的文字说明
三、初步设计阶段
1中标的设计单位获得设计权;
2各工种进入设计程序;
3具有资质的设计总负责人负责设计与协调工作;
4初步设计阶段完成的图纸和设计文件的深度:
5其他工作
1初设图纸和文件交业主送批;
2建设单位落实重要设备的订货;
3结构专业提供地质钻探的定位图纸提交实施。
四、施工图设计阶段
1.初设图纸和文件通过后,进入施工图设计阶段;
2施工图的深度:
满足施工和存档要求,图纸齐全、无误
3施工图设计文件完成后由建设单位送审,审查容有:
①稳定性、安全性和可靠性;
②是否符合消防、环保、人防、抗震、节能等规要求;
③各工种的施工图是否达到规定深度要求;
④是否损害公共利益;
⑤施工图概算书。
1.4建筑设计的要求和依据
1.4.1.建筑设计的要求:
(建筑设计有五大要求)
一、满足建筑功能要求:
如学校教室采光通风要求较高——开大窗,住宅厕所私密性要求较高――开小窗。
二、采用合理的技术措施
包括选用建筑材料、结构形式、施工方案等。
三、具有良好的经济效果
要因地制宜、就地取材、节省人力、节约投资。
四、考虑建筑美观要求
特别是标志性建筑和永久性建筑。
五、符合总体规划要求
1.4.2.建筑设计的依据
一使用功能
1人体尺度和人体活动所需要的空间尺度
①我国成年男人平均高度为1670mm,女人平均高度为1560mm,人体尺度如图1-1,人体活动所需要的空间尺度如图1-2。
②人体所占的空间、动作所需空间、心里空间的关系如图1-6。
2家具、设备的尺度和使用它们的必要空间
家具、设备的尺度可以参考教材图1-3
二、自然条件
1气象条件:
温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等气候条件
气候条件对建筑物的设计影响较大,主要考虑因素有:
1南方湿热地区与北方干冷地区的区别;
2日照和主导风向对建筑物的影响;
3风速对高层建筑的影响;
4雨雪对建筑物屋面的影响
2地形、地质及地震烈度
1地形:
平缓与起伏的区别,地形起伏时可以采用错层的设计方案;
2地质条件:
地质条件复杂时,房屋的结构和基础的设置要采用相应的结构构造措施。
如条形基础设置基础圈梁,独立基础设拉梁等;
3地震烈度:
表示地震时房屋建筑遭受地震破坏的程度。
6度及6度以下地区一般做构造处理;9度以上地区一般不建造房屋;7~9度地区是房屋抗震设防的重点。
3水文-地下水基础及地下室。
第2章建筑平面设计
概论:
1三度空间的建筑
2建筑设计应从平面设计入手,并着眼于建筑空间(立、剖面)的组合。
2.1平面设计的容
一、面积由使用部分、交通联系部分组成。
1使用部分:
4主要使用房间(起居室、卧室、教室试验室);
5辅助使用房间(厨房、厕所、及水电的设备用房等)。
2交通联系部分:
是指房间之间,楼层之间,外之间的交通面积,如走道(廊)、门厅、楼梯间、电梯间等。
二、建筑设计的容
1单个房间的平面设计;
2平面组合设计。
2.2主要使用房间的设计
2.2.1房间的分类和设计要求
1按功能分类为:
1生活用房间如起居室、卧室等,
2工作和学习用房间如办公室、教室等,
3公共活动房间如商场的营业厅、影剧院的观众厅等
对于生活用房间,工作和学习用房间重点考虑安静和朝向;对于公共活动房间重点考虑人流疏散。
2平面设计的要求有:
1房间面积要满足室使用活动和家具、设备合理布置的需要;
2门窗的大小和位置要考虑出入方便、疏散安全、采光通风良好;
3房间的结构布置合理、施工方便、选用建筑材料合理;
4室空间及细部构造要考虑使用方便和审美要求。
2.2.2房间的面积
1房间的面积房间的面积由以下几部分构成:
1家具和设备所占面积
2室使用活动面积
3室的交通面积。
简述如图2-2。
2影响房间的面积的因素:
1容纳人数
2家具设备及人们使用活动面积
2.2.3房间的形状
房间的形状有矩形、方形、多边形、圆形等。
1矩形房间的优点:
1矩形房间平面简单,便于布置家具;
2结构布置简单,便于施工;
3矩形平面便于统一开间、进深,有利于平面及空间组合。
2其他形状房间的优点
2.2.4房间的尺寸
1满足家具设备及人们活动的要求;
2满足视听要求:
如普通教室为例
1大于2m,垂直视角大于45°;
28~8.5m;
3≥30°;
3良好的天然采光:
窗高∶进深>1/2;
4经济合理的结构布置:
砖混开间<4000,钢筋混凝土梁跨<9000。
5符合《建筑模数协调统一标准》的要求。
2.2.5房间的门窗设置
门窗在平、立、剖面图中都有表示、这里先从门窗的平面设计进行分析。
一、门的宽度及数量
1门的宽度门的宽度由人流多少和家具、设备的大小确定:
1单扇门:
700、800、900、1000.
2双扇门:
1200~1800。
3四扇门:
2400~3600。
2门的数量由房间面积和人数确定,《建筑设计防火规》(GB50016-2006)
1多于50人,房间大于60平米设2个门。
2公共活动房间,如会场、观众厅按每100人600mm宽计算,净宽大于1400。
二、窗的面积
1满足天然采光面积(窗地比)的需要,见表2-2。
2满足建筑节能需要
三、门窗位置
门在房间平面中的位置应考虑交通路线简捷,安全疏散,面积充分利用,家具布置方便和组织室穿堂风。
1门窗位置应使墙面完整,主要考虑家具布置方便。
2门窗位置应有利于采光通风,组织室穿堂风。
3门窗位置应方便交通,有利于疏散,主要考虑缩短交通路线。
四、门窗的开启方向
1开;
2外开;
3防止打架。
主要使用房间——中学教室的平面设计
已知条件:
50人的标准班。
见设计指南P37,学生身高按1500~1650,表中尺寸按上限考虑,教室平面形状定为矩形。
1教室进深:
2a+3b+4×1200+240=2×120+3×600+4800+240=7080、取6900。
2教室长度:
2000+7c+600+240=2000+7×900+600+240=9140,取9000。
3教室平面布置如图。
4教室层高定为3600。
5窗的设计:
窗面积确定,根据表2-2民用建筑采光等级表,教室按2级考虑,军事为廊考虑,窗地面积之比取1/5,即窗的面积为9000×6900/5=12.42(14.85)平方米;窗的高度:
3600-900-600=2100=2.1m。
窗洞总宽度12.42(14.85)/2.1=5.91(7.07)m,≈6m。
教室长9m-6m=3m(750+750+1500)。
外。
6门的设计:
教室门的门洞宽度一般按1000设计,按规定50人或60平方米设计为两门;门垛一般为120~240,取240。
开。
7黑板:
位于光线从学生左侧射入教室的正墙面上,面积大于4000×1000,高(1000~1100)+讲台高。
8讲台:
高度,宽度大于650,长度为黑板长+(200~250)×2。
2.3辅助使用房间设计
2.3.1厕所设计
1厕所的设备及数量
1厕所设备:
大便器(坐式、蹲式),小便器(斗式、槽式),洗手盆。
污水池等。
2厕所数量:
依据人数确定,见表2-3。
2厕所的布置
1公共建筑中厕所:
前室1.5~2米和后室;
2专用厕所,如家庭、旅馆:
做法是盥洗、浴室、厕所三卫一体。
2.3.2浴室、盥洗室
1一般浴室、盥洗室的主要设备:
洗脸盆、污水池、淋浴器、浴盆等。
2公共浴室、盥洗室的主要设备:
洗脸盆、污水池、淋浴器、浴盆和更衣室(挂衣钩、衣柜等)。
2.3.3厨房
通风、采光、壁龛、吊柜等。
2.4交通联系部分的设计
交通联系部分的处理方法有:
1水平交通联系有走廊、过道等。
2垂直交通联系有楼梯、坡道、电梯、扶梯等。
3交通联系枢纽有门厅、过厅等。
交通联系部分设计的主要要求:
1交通路线短,通行方便;
2人流通畅、疏散迅速安全;
3满足一定的采光通风要求;
4节省交通面积。
2.4.1走道(走廊)
1完全为交通需要而设置的走道,每股人流的最小宽度根据建筑物的耐火等级、楼层位置确定,见表2-5。
2主要为交通需要和兼做其他功能而设置的过道,如学校为2.1~3000,医院为2400~3000。
3多种功能走道,如展览馆的走道,按需要设置。
4走道的长度要根据建筑物的性质、耐火等级及《建筑设计防火规》(GB50016-2006)的要求,见表2-6及图2-22。
5走道应天然采光和自然通风,走道端头开窗。
2.4.2.楼梯
1.楼梯的形式与位置
1按形式分:
直跑楼梯构造简单,两跑楼梯节约面积,常采用;楼层较高可设三跑楼梯;还有螺旋楼梯,圆弧楼梯和剪刀梯等。
2按性质分及位置:
主要楼梯,次要楼梯、消防楼梯。
2楼梯段的宽度和数量
1梯段的宽度根据通行人数的多少和防火要求确定,宽度同过道一样,单股人流850,两人对行为1100~1200、辅助楼梯850~900、三人1500~1650。
总的来讲,梯段的宽度必须满足表2-5《建筑设计防火规》(GB50016-2006)和表2-7《高层民用建筑设计防火规》(GB50045-95)的要求。
3楼梯的数量根据人的多少和防火要求确定
公共建筑楼层面积超过200平米,人数超过50人需设置两个或两个以上的楼梯,见表2-8。
2.4.3电梯
电梯分类有:
客梯、货梯、消防梯、客货两用梯、杂物梯等。
电梯的位置及布置:
1电梯间应布置在人流集中的地方;
2设电梯时必须设辅助楼梯;
3电梯井道无自然采光要求。
2.4.4扶梯与坡道
2.4.5自动扶梯具有方便舒适的效果,用于百货大楼、车站等。
速度一般为0.45~0.5m/s。
宽度为600~1000。
坡道≤10度,用于医院,儿童建筑,无障碍建筑等。
2.4.5门厅
1门厅的作用门厅设在建筑物主要入口,主要起过渡和疏散的作用,兼作其他功能:
旅馆的服务台;医院的挂号、取药等。
2门厅门的宽度不小于通向门厅的通道、楼梯的总和;门外开或弹簧。
3门厅的面积,见表2-9,根据相应的建筑标准和不同类型的定额作参考,如小学每人0.06~0.08平米,影剧院每人大于0.13平米。
4门厅与楼梯、通道的关系,应方便。
5门厅的面积与空间。
2.5建筑平面的组合设计
建筑平面组合设计的要求:
1对设计对象主要考虑“使用功能、技术经济指标和建筑艺术”,
2对外部主要考虑“总体规划、基地环境等”。
建筑平面组合设计的主要任务:
1根据使用要求,确定房间之间的相互关系;
2组织好方便、安全的交通;
3结构合理,满足建筑标准的要求;
4符合总体规划要求。
2.5.1.影响平面组合的因素
一、使用功能
1合理的功能分区,从以下几个方面考虑:
1主次关系:
什么是主、次要房间?
如:
学校、住宅、商店。
合理安排主、次要房间的平面位置。
学习、生活用主要房间要朝向好、安静,采光、通风好;公共活动的主要房间要出入、疏散方便。
2外关系:
合理安排房间的外关系。
原则是对外的房间布置在交通枢纽附近,对的房间布置在较隐蔽的位置。
3联系和分隔:
功能相近、性质相同、联系紧密的房间组合在一起;功能不同,又有联系的房间,既要分隔又要联系方便,例如学校的教学区,办工区;有干扰的房间要有一定的分隔距离。
如教室、音乐教室;口述医院建筑的联系与分隔。
2明确的流线组织
1按先后顺序组织交通路线,避免往返交叉和互相干扰。
2按主次、外关系组织交通路线,分为主要交通路线、次要交通路线、辅助交通路线等。
二、结构类型
1混合结构
混合结构用于房间面积相对较小,多层(6层)以下砖墙与钢筋混凝土梁板的混合结构。
承重方式有3:
横墙承重;纵墙承重图;纵横墙承重。
采用混合结构的要:
2开间,进深基本一致,符合经济跨度(4.2米以下)上下层墙体在一条轴线上;
3承重墙的布置要均匀、闭合,满足刚性要求,可设壁柱;
4承重墙上开洞要慎重;
5房间设置要上大下小。
2框架结构
框架结构用于房间面积相对较大,层高较高的教学楼、大型商场、旅馆和多、高层的住宅建筑中。
结构方式是梁、柱承重,墙体起围护作用,优点是开洞方便、强度高、整体性好、刚度大等,缺点是造价相对较高。
3空间结构
空间结构用于大厅式平面组合的住宅建筑中,如影剧院、体育馆等。
结构方式有:
壳体结构、网架结构和悬索结构等。
三、设备管线
设备管线包括给排水,空气调节、电器、通讯等。
他们要占一定的空间位置和房间如配电房、空调机房、水泵房。
四、建筑造型
简洁,完整。
2.5.2平面组合方式
建筑平面组合方式有:
走廊式组合、套间式组合、大厅式组合、单元式组合。
1走廊式组合:
一般用于公共建筑,走廊分廊和外廊两种,外廊又有北向外廊和南向外廊之分。
1廊的优缺点平面紧凑,占面积少,但一边房间朝向差,通风采光差。
2外廊的优缺点平面不紧凑,占面积大,但房间朝向好,通风采光好。
3外廊的设置北向外廊可以把次要房间放在北边,保证主要房间朝向好,南向外廊可兼起遮阳的作用。
2套间式组合:
套间式组合联系简捷,交通面积和房间面积结合使用,如公共建筑中的展览馆,民用建筑中的住宅常采用。
3大厅式组合
1实用围:
影剧院、会场、体育馆等。
2主要考虑问题交通路线简捷,尽快疏散到室外;人流安全,导向明确。
3屋面结构布置和选材。
结构简洁、重量轻。
4单元式组合独立的整体
2.5.3建筑平面组合与总平面的关系
房屋的平面设计除满足功能要求和结构要求外,还必须考虑总体规划、基地环境、气候和地理条件等因素。
一、功能分区与基地环境
基地大小、形状和道路走向对建筑平面组合的影响。
1各分区之间相互联系的要求;
2各分区之间独立与分隔的要求
3室与室外场地的关系
二、朝向
建筑物的朝向主要考虑太阳辐射强度、日照时间、主导风向等。
建筑物的朝向选择:
1.一般朝南
2.根据地理位置选择,如为南偏东15度较好。
3.人流集中的公共建筑选择在便于疏散的方向等。
三间距
设计时要考虑满足日照、通风等的卫生要求:
前后排房屋的间距
1满足建筑物室外的使用要求:
从人行车行的道路,房屋之间对声响、视线的干扰;
2满足防火安全:
防火间距不得小于6m。
3日照间距的控制条件:
房屋日照间距L=H(前排房屋的檐口高-后排房屋的窗台高)/冬至正午的太阳高度角tanh,日照间距南小北大。
4.间距的调整
功能与间距:
教学楼、医院、病房、传染病房不同等;山地与平地不同。
1阳坡面的日照间距小于平地所需的日照间距;
2阴坡面的日照间距大于平地所需的日照间距;见图2-47。
题目1:
单元式多层住宅方案设计(参考资料,设计指南P1~2)
1面积120平方米,一梯2户;
2套型三室1
(2)厅,1厨1卫;
3层数4层,层高3000,砖混结构。
4容要求:
1主卧室≥14平方米,单人卧室≥9平方米,起居室≥20平方米;
2厨房设案台、灶台、洗池等;
3卫生间设蹲位、淋浴(或浴盆)、洗脸盆;
4生活阳台和服务阳台各一个;
5其他,根据情况宜设置搁板、吊柜、壁龛、壁柜等。
5作业要求:
采用2号图,工具线手工绘制底层平面图,比例1∶50。
第3章建筑剖面设计
剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间的组合和利用,以及结构、构造关系等。
剖面设计的主要容:
1确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系;
2确定层数及各部位的标高;
3解决天然采光、自然通风;
4选择主体结构与围护结构方案;
5竖向空间的组合与利用。
3.1房间的剖面形状
3.1.1使用要求
1一般的功能要求:
住宅、办公楼、旅店多为矩形;
2特殊功能要求--如何满足视听效果:
(简述)
1观众厅、体育馆的比赛厅多为阶梯地面,提高视点的位置;
2观众厅、体育馆的比赛厅多为斜屋顶。
3.1.2结构、材料和施工影响
如体育建筑、候机楼等
3.1.3采光、通风的要求
1一般建筑:
侧窗。
2进深大的建筑:
侧窗+天窗。
3.2房屋各部分高度的确定
3.2.1房间的净高和层高
1净高:
房间楼地面到顶棚或其他构件底面的距离。
2层高:
净高+结构的高度,下一层楼地面到上一层楼面的高度。
房屋高度的确定首先从房屋室的净高开始,主要考虑有:
一、人体活动及家具设备的要求
1满足人体活动为依据控制层高:
如卧室、起居室等。
2根据视听效果要求控制层高:
如阶梯教室、影剧院的观众厅、会场等。
(略)
3根据房间的设备控制层高:
如房间有悬挂物。
二、采光、通风及卫生的要求
1根据采光需要控制层高和采取的措施
1单面采光时,窗上口距地高度应大于房间进深的1/2。
2双面采光时,窗上口距地高度应大于房间进深的1/4。
学校教室采光方式见图3-11。
3尽量缩小窗户上口到顶棚底
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- 房屋 建筑学 讲义