簡述
建築構造是建築設計不可分割的一部分,其研究建築物各組成部分的構造原理和構造方法,具有很強的實踐性和綜合性,內容涉及建築材料、建築物理、建築力學、建築結構、建築施工,以及建築經濟等有關方面的知識。研究建築構造的主要目的是根據建築物的功能要求,提供符合適用、安全、經濟、美觀的構造方案,以此作為建築設計中綜合解決技術問題、進行施工圖設計、繪製大樣圖等的依據。
解剖一座建築物,不難發現它是由許多部分所構成,這些構成部分在建築工程上被稱為構件或配件。
建築構造原理是綜合多方面的技術知識,根據各種客觀條件,以選材、造型、工藝、安裝等為依據,研究這些構配件及其細部構造的合理性和經濟性,更有效地滿足建築使用功能的理論。
構造方法是指運用各種材料,有機地製造、組合各種構配件,並提出解決各構配件之間互相組合的技術措施。
構造組成
1.基礎
基礎與地基直接接觸,是建築物最下部的承重構件,其作用是承受建築物的全部荷載,並將這些荷載傳給它下面的土層 地基。因此,基礎必須堅固穩定、安全可靠,並能抵禦地下各種有害因素的侵蝕。
2.牆或柱
牆是建築物的承重構件和圍護構件。作為承重構件,牆承受著建築物由屋頂和樓板層傳來的荷載,並將這些荷載傳給基礎。當以柱代牆起承重作用時,柱間的填充牆只起圍護作用。作為圍護構件,外牆起著抵禦自然界各種因素對室內侵襲的作用;內牆起分隔房間和創造室內舒適環境的作用。為此,要求牆體要有足夠的強度、穩定性、隔熱保溫、隔聲、防水及防潮、防火、耐久等性能。
柱是框架或排架結構的主要承重構件。和承重牆一樣承受著屋頂和樓板層及吊車傳來的荷載,它必須具有足夠的強度、剛度和穩定性。
3.樓板層
樓板層是建築水平方向的承重和分隔構件,它承受著家具、設備和人體荷載及本身的自重,並將這些荷載傳給牆或柱。同時,樓板層將建築物分為若干層,並對牆體起著水平支撐的作用。樓板層應有足夠的強度、剛度、隔聲、防水、防潮、防火等能力。地坪層是底層房間與土壤層相接觸的部分,它承受著底層房問內部的荷載。地坪層應具有堅固、耐磨、防潮、防水和保溫等性能。
4.樓梯
樓梯是建築的垂直交通構件,供人們上下樓層和緊急疏散之用。樓梯應有足夠的通行能力以及防水、防滑的功能。
5.屋頂
屋頂是建築物最上部的外圍護構件和承重構件。作為外圍護構件,屋頂抵禦著各種自然因素(風、雨、雪霜、冰雹、太陽輻射熱、低溫)對頂層房間的侵襲;作為承重構件,屋頂又承受風雪荷載及施工、檢修等屋頂荷載,並將這些荷載傳給牆和柱。因此,屋頂應有足夠的強度、剛度及隔熱、防水、保溫等性能。此外,屋頂對建築立面造型有重要的作用。
6.門窗
門與窗均屬非承重構件,門的主要作用是交通,同時還兼有採光、通風及分隔房間的作用;窗的主要作用是採光和通風,在立面造型中也占有較重要的地位。門、窗應有保溫、隔熱、隔聲、防火排煙等功能。
建築構件除了以上六大組成部分外,還有其他附屬部分,如陽台、雨篷、散水、台階、煙囪、爬梯等。
影響因素
一幢建築物建成並投入使用後,要經受來自於人為和自然界各種因素的作用。為了提高建築物對外界各種影響的抵抗能力,延長使用壽命和保證使用質量,在進行建築構造設計時,必須充分考慮到各種因素對它的影響,以便根據影響程度採取相應的構造方案和措施。影響建築構造的因素很多,大致可歸納為以下幾方面:
1.外力作用的影響
作用在建築物上的外力稱為荷載。荷載的大小和作用方式是結構設計和結構選型的重要依據,它決定著構件的形狀、尺度和用料,而構件的選材、尺寸、形狀等又與建築構造密切相關。因此,在確定建築構造方案時。必須考慮外力的影響。
2.自然環境的影響
自然界的風霜雨雪、冷熱寒暖的氣溫變化,太陽熱輻射等均是影響建築物使用質量和使用壽命的重要因素。在建築構造設計時,必須針對所受影響的性質與程度,對建築物的相關部位採取相應的措施,如防潮、防水、保溫、隔熱、設變形縫等。
3.人為因素的影響
人們在從事生產和生活活動中,也常常會對建築物造成一些人為的不利影響,如機械振動、化學腐蝕、爆炸、火災、噪聲等。因此,在建築構造設計時,應針對各種影響因素採取防振、防腐、防火、隔聲等相應的構造措施。
4.物質技術條件的影響
建築材料、結構、設備和施工技術是構成建築的基本要素之一,由於建築物的質量標準和等級的不同。在材料的選擇和構造方式上均有所區別。隨著建築業的發展,新材料、新結構、新設備和新工藝的不斷出現,建築構造要解決的問題越來越多、越來越複雜。
5.經濟條件的影響
為了減少能耗、降低建造成本及Et後使用維護費用,在建築方案設計階段——影響工程總造價的關鍵階段,就必須深入分析各建築設計參數與造價的關係,即在滿足適用、安全的條件下,合理選擇技術上可行、經濟上節約的設計方案。建築構造設計是建築設計不可分割的一部分。也必須考慮經濟效益的問題。
設計原則
1.滿足建築功能要求
滿足使用功能要求是整個建築設計的根本。建築物的功能要求和某些特殊需要,如保溫、隔熱、隔聲、防振、防腐蝕等,在建築構造設計時,應綜合分析諸多因素,選擇、確定最經濟合理的構造方案。
2.有利於結構安全
建築物除根據荷載的性質、大小,進行必要的結構計算,確定構件的必須尺寸外,在構造上需採用相應的措施,以保證房屋的整體剛度和構件之間的連線可靠,使之有利於結構的穩定和安全。
3.適應建築工業化的需要
為了提高建設速度,改善勞動條件,保證施工質量,在構造設計時,應大力推廣先進技術,選用各種新型建築材料,採用標準化設計和定型構配件,提高構配件間的通用性和互換性,為建築構配件的生產工廠化,施工機械化和管理科學化創造有利條件,以適應建築工業化的需要。
4.考慮建築節能與環保的要求
節約建築用能,有利於保護能源,發展國民經濟,人所共知。在建築構造設計時。要在我國頒布的有關建築節能設計標準的基礎上,選擇節能環保的綠色建材,確定合理的構造方案,提高圍護結構的保溫、隔熱、防潮、密封等方面的性能,從而減少建築設備的能耗、節約能源,保護環境。
5.經濟合理
降低成本、合理控制造價指標是構造設計的重要原則之一。在建築構造設計時,嚴格執行建築法規,注意節約材料。在材料的選擇上,從實際出發,因地制宜,就地取材,降低消耗,節約投資。
6.注意美觀
建築構造設計是建築內外部空間以及造型設計的繼續和深入,尤其某些細部構造處理不僅影響精緻和美觀,也直接影響整個建築物的整體效果,應充分考慮和研究。
總之,在構造設計中,必須全面貫徹國家建築政策、法規,充分考慮建築物的使用功能、所處的自然環境、材料供應以及施工技術條件等因素,綜合分析、比較,選擇最佳的構造方案。