浅谈房屋建筑设计
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摘要:随着我国国民经济的高速增长,带动了建筑业的快速、持续的发展。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展,房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。针对当前主要结构形式的建筑结构设计中,还存在―些需要解决的问题。因此,加强对房屋建筑设计中常见问题的认识并加以解决具有一定的现实意义。关键词:建筑设计 基本方法 常见问题 结构随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论,加强先进技术的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。二 当前房屋建筑结构设计中的常见问题 1 房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限值 现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值,甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中,对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑,应按超限高层建筑进行设计。同时,另一点不容忽视的问题是,房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外,还与场地类别与结构是否规则等因素有关,当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时,其最大适用高度应适当降低(一般降低20%)。 2 结构布置不合理、不规则 结构尽可能规则,结构的布置才能更趋于合理,这是结构设计中十分重要的环节,这里的“规则”包含了对建筑的平立面外形尺寸,抗侧力构件布置、质量分布,直至承载力分布等诸多因素的综合要求。由于引起结构不规则的因素太多,特别是对于复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。 由于缺乏规范依据及相应的设计规定,加之对结构抗震概念设计缺乏应有的了解,有些设计人员往往对结构规则性把握不准确,导致工程中出现了规则性较差、对结构抗震十分不利的建筑。这主要体现在以下几点:1) 最常见的一种情况就是平面凹凸不规则。2) 平面扭转不规则问题。如框架-剪力墙结构中,纵横剪力墙布置过分集中或仅布置在房屋的一端,使结构刚度中心严重偏离质量中心。有时甚至是结构整体计算的第一振型为扭转振型。3) 楼层错层问题。高层建筑中带有较大范围的错层,使楼层的楼板不连续,对结构抗震十分不利。4) 高层建筑结构中,同时采用两种以上的复杂结构。诸如带转换层结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等,均属于复杂结构形式,根据抗震对高层建筑规则性的要求,高层结构不宜同时采用两种以上的复杂结构。三、房屋建筑设计中的美学
1 统一
任何艺术上的感觉都必须具有统一性,在建筑中,为了满足使用目的,必然导致形式上的多样性。在已建成的建筑物中,最常犯的通病就是缺乏统一,把这些难免的多样性组成引人入胜的统一就显得十分重要。
1 简单几何形状的统一这是最简单也是最主要的一类统一,任何简单的容易被人们辨认的几何形体都具有一种必然的统一。
2 主从分明,以陪衬求统一复杂体量的建筑根据功能的要求常包括有主要部分和从属部分,如果不加以区别对待,则建筑必然显得平淡、松散,缺乏统一性。
3 运用色彩获得统一这可能是在有些情况下得到统一和协调的唯一方法。
4 表情的协调一个建筑物的所有局部必须说出它们之间的相互关系或类似问题。
2 均衡与稳定
一幢建筑物由于各体量的大小、高低、材料的质感、色彩的深浅、虚实变化不同,常表现出不同的轻重感。一般说来,体量大的、实体的、材料粗糙及色彩暗的,感觉上要重些;体量小的、通透的、材料光洁和色彩明快的,感觉上要轻一些。研究均衡与稳定,就是要使建筑形象显得安定、平稳。
1 均衡主要是研究建筑物各部分前后左右的轻重关系。
1) 对称最简单的均衡对于复杂的对称建筑,对均衡中心的强调往往是外观设计中颇费周折的事,许多成功的建筑设计,还能以一个自然的进程来启发观者,引导他们自然而然的绕向设置主要入口的主要里面,把均衡非常明确的点出来。
2) 不对称的或不规则式的均衡问题当均衡中心的每一边在形式上虽不等同,但在美学意义方面却拥有某种等同时,不规则的均衡问题出现了。这里,杠杆平衡原理就显得很重要,一个远离平衡中心、意义上较为次要的小物体,可以用靠近均衡中心、意义上较为重要的大物体来加以平衡。
3)稳定指建筑整体上下之间的轻重关系。一般说来上面小,下面大,由底部向上逐层缩小的手法易获得稳定感。近代建造了不少底层架空的建筑,利用悬臂结构的特性,粗糙材料的质感和浓郁的色彩加强底层的厚重感,同样达到稳定的效果。
3 比例
比例是指长、宽、高三个方向之间的大小关系。无论是整体或局部以及整体与局部之间,局部与局部之间都存在着比例关系。良好的比例能给人以和谐、完美的感受;反之,比例失调就无法使人产生美感。
4 韵律
韵律是任何物体各要素重复出现所形成的一种特性,它广泛渗透于自然界一切事物和现象中。这种有规律的变化和有秩序的重复所形成的节奏,能给人以美的感受。
在建筑物中,有许多韵律形式是特别重要的:
1.形状的重复:如窗、门、柱、墙面等;
2.尺寸的重复:柱间或跨距的尺寸等;
3.较复杂的以不同的重复为基础。
四、设计者要注意的
建筑师在进行房屋建筑设计时面临的矛盾有:内容和形式之间的矛盾,需要和可能之间的矛盾;投资者、使用者、施工制作、城市规划等方面和设计之间,以及它们彼此之间由于对建筑物考虑角度不同而产生的矛盾;建筑物单体和群体之间、内部和外部之间的矛盾各个技术工种之间在技术要求上的矛盾;建筑的适用、经济、坚固、美观这几个基本要素本身之间的矛盾;建筑物内部各种不同使用功能之间的矛盾;建筑物局部和整体、这一局部和那一局部之间的矛盾等这些矛盾构成非常错综复杂的局面。而且每个工程中各种矛盾的构成又各有其特殊性。所以说,建筑设计工作的核心,就是要寻找解决上述各种矛盾的最佳方案。通过长期的实践,建筑设计者创造、积累了一整套科学的方法和手段,可以用图纸、建筑模型或其他手段将设计意图确切地表达出来,才能充分暴露隐藏的矛盾,从而发观问题,同有关专业技术人员交换意见,使矛盾得到解决。此外,为了寻求量佳的设计方案,还需要提出多种方案进行比较。方案比较,是建筑设计中常用的方法。从整体到每一个细节,对待每一个问题,设计者一般都要设想好几个解决方案,进行一连串的反复推敲和比较。即或问题得到初步解决,也还要不断设想有无更好的解决方式,使设计方案臻于完善。
总之。建筑设计是一种需要有预见性的工作,要预见到拟建建筑物存在的和可能发生的各种问题。这种预见,往往是随着设计过程的进展而逐步清晰、逐步深化的。 为了使建筑设计顺利进行,少走弯路,少出差错,取得良好的成果,在众多矛盾和问题中,先考虑什么,后考虑什么,大体上要有个程序。根据长期实践得出的经验,设计工作的着重点、常是从宏观到微观,从整体到局部、从大处到细节、从功能体型到具体构造、步步深入的。
之前,首先要了解并掌握各种有关的外部条件和客观情况:为此,设计工作的全过程分为几个工作阶段:搜集资料、技术设计施工图和详图等,循序进行,这就是基本的设计程序。它因工程的难易而有增减。设计者在动手设计自然条件,包括地形、气候、地质、自然环境等;城市规划对建筑物的要求,包括用地范围的建筑红线、建筑物高度和密度的控制等,城市的人为环境,包括交通、供水、排水、供电、供燃气、通信等各种条件和情况;使用者对拟建建筑物的要求,特别是对建筑物所应具备的各项使用内容的要求;对工程经济估算依据和所能提供的资金、材料施工技术和装备等;以及可能影响工程的其他客观因素,
搜集资料:设计者在对建筑物主要内容的安排有个大概的布局设想以后,首先要考虑和处理建筑物与城市规划的关系,其中包括建筑物和周围环境的关系,建筑物对城市交通或城市其他功能的关系等。这个工作阶段,通常叫做初步方案阶段。
技术设计:是设计过程中的一个关键性阶段,也是整个设计构思基本成型的阶段。技术设计的内容包括整个建筑物和各个局部的具体做法,各部分确切的尺寸关系,内外装修的设计,结构方案的计算和具体内容,各种构造和用料的确定,各种设备系统的设计和计算,各技术工种之间各种矛盾的合理解决,设计预算的编制等。这些工作都是在有关各技术工种共同商议之下进行的,并应相互认可。技术设计的着眼点,除体现初步设计的整体意图外,还要考虑施工的方便易行,以比较省事、省时、省钱的办法求取最好的使用效果和艺术效果。对于不太复杂的工程,技术设计阶段可以省略,把这个阶段的一部分工作纳入初步设计阶段,另一部分工作则留待施工图设计阶段进行。
施工图和详图主要是通过图纸,把设计者的意图和全部的设计结果表达出来,作为工人施工制作的依据。这个阶段是设计工作和施工工作的桥梁。施工图和详图不仅要解决各个细部的构造方式和具体做法,还要从艺术上处理细部与整体的相互关系。包括思路上、逻辑上的统一性,造型上、风格上、比例和尺度上的协调等,细部设计的水平常在很大程度上影响整个建筑的艺术水平。对每一个具体建筑物来说,上述各种因素的组合和构成,又是各不相同的。如果设计者能够虚心体察客观实际,综合各种条件,善于利用其有利方面,避免其不利方面,那么所设计的每一个建筑物就不仅能取得最好的效果,而且会显示出各自的特色,每个地方也会形成各自特色的建筑风格,避免千篇一律。
结语:当前,电子计算机的利用越来越广泛深入,电子计算机辅助建筑设计正在促使建筑设计这门科学技术开始向新的领域发展。这个新的动向目前虽处于开始阶段,但它的发展必将为建筑设计工作开辟崭新的境界。
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