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關鍵詞:快餐社會,人文關懷,“內”,“外”
1前言
恐怕世界上再難以找到一個國家像中國那樣,整個國家的城市與建筑都在以無可比擬的速度發展著,城市急速地膨脹,新建筑大量地產生,取代著一個又一個經過千百年時光淘洗的古建筑。
在這個物質橫流的時代,建筑也如快餐一般被銷售入城市,隨著流行的風向變換著不同的口味,今天來個理查德·邁耶(RichardMeier),明天來個雷姆·庫哈斯(remkool—haas)……都市也如演繹著川劇一般不停地變換著臉譜……。
這是個你追我趕的社會,大家都追趕著最新的資訊,模仿著最時髦的設計方式,總覺得自己走在潮流的前線,卻忘記了自己永遠不是那潮流的創造者,而只是盲目地跟在后面,做著一個隨波逐流的追隨者。
我們需要怎樣的建筑,建筑背后的意義又是什么,中國式的現代建筑又是怎樣的呢?…面對這些刨根問底卻又是最須回答的問題,有多少人認真地思考過呢?
2我們應該照搬西方的設計方法嗎?
有的人說:“我們運用的是西方最先進的設計理念,方法新穎而又具有時代感,與國際發展接軌……”細想一下,中國的建筑真的全都要這樣嗎?中國真的和西方國家一樣嗎?認真地觀察和分析比較一下東西方的城市就可以知道。
以歐洲為例,歐洲人對于自己祖先留下來的傳統建筑很多都是立法保護,就像柏林那樣,在二戰中被轟炸得不成樣子的城市,戰后也被恢復得完美,在佛羅倫薩曾見到一個來自加拿大,滿頭白發的建筑系教授帶著學生包車把帕拉蒂奧(Palladio)的建筑從頭至尾參觀了個遍,一次旅程下來對文藝復興的歷史已經有了深刻而又直觀的認識與理解。每當走在歐洲的街頭,到處都是歷史的痕跡,當地的建筑系學生甚至可以不用在室內上課,教授帶著學生現場學習就足夠了,整個城市就是一部鮮活的建筑史書。
反觀中國的城市,經過了20多年的“整容”,我已經看不見作為城市特質的一面了,到處是高樓大廈,風格迤異,張牙舞,隨意在城市里抓拍一個鏡頭,你難以分辨照片中的情景屬于哪個中國城市,甚至有的時候連南方北方也分不清楚,就連聞名于天下的七大古都之首的西安,也已似古非古了,如今城內只留下少數幾個如紀念碑式的古建,周圍簇擁著密密麻麻,高聳入云的摩天大樓,中華民族耗費幾百年上千年積累的那種曾經吸引了世界目光的古老莊嚴底蘊也漸漸地消失殆盡了。
以上談到的種種現象只是東西方這個問題的表面差距,而最根本的問題是中西方建筑發展的程度差異。
在西方,在浪漫主義之后迎來了現代主義并走向無與倫比的高峰,后現代的出現開始反思與批判現代主義,至此,地域主義,解構主義相繼出現與發展,這是一部完整的批判與創新的歷史,在廣袤的西方土地上留下了時代的印記。
回看中國的建筑發展,事實上就連現代主義這歷史階段都沒有發展成熟,那么作為反對現代主義的后現代也失去了批判的依據,之后的就更無從談起,歷史的發展應該是有因有果的,像中國現在“拿來主義”式的現狀更是產生了負面的影響,市場形式主義與吹噓拼貼現象嚴重,一切就像開篇所述說的那樣發生了。
3關于自己的設計方法
面對中國這一特殊的時期,特殊的環境,特殊的背景。建筑師應以什么心態,選擇怎樣的方式來面對這塊在華夏大地上消失的蒼老記憶與文化傳統呢?“中國式”的建筑究竟路在何方?
這是一個深刻而又迫切的問題,需要窮盡建筑師生的力氣去探索,去嘗試,自己也是在這條道路上尋尋覓覓,在不斷地建筑設計體驗和對歷史的思后,總結了一套設計方法,雖然自己還屬于“在路上”的狀態,但還是想就此問題和大家一齊分享與討究一番。
3.1關于具體設計之前的思考
在做設計之前,或者說無具象設計的狀態下的時候,自己有沒有思考過建筑本身的意義是什么‘?自己對設計又有怎樣的追求呢?也就是說如何樹立自己的建筑價值取向。
這步至關重要,很多人拿了設計題目后就埋頭苦干,集中精力在“做”上面,卻沒有在“想”上深花功夫。這樣的設計只能說是沒有錯誤的設計,但深度上有所欠缺,所以先建立自己的建筑價值觀,定位一個努力的方向是做設計前應該思考的,有個目標后,自身常常會陷入一種自問自答的狀態,伴隨著越來越豐富的履歷與理論的影響,自己該走的那條路也漸漸明晰起來。
這段時間里,我總在思考怎樣才能讓建筑留住時間,記住歷史,成為永恒的藝術品,在歷史的長河中讓建筑承載過去,啟導未來。對此問題,很認同拉菲爾·莫內歐的觀點。他認為“如果不根植過去,不根植歷史和傳統,想要建立一個有著堅實基礎的未來,或是一個能真正保證人類文明社會持續良性發展的文化是不可能的。”
同樣,對于建筑師的責任而言,建筑師不僅應成為文化的保護者和鑒定家,而且更應是它的創造者。回想一下改革開放20年問,有多少新建筑可以與開國十大建筑,如人民大會堂等相媲美的,又有多少會在百年后載入史冊延續那燃燒千年的文化火苗呢?思考的結果往往不言而喻。
在設計之前,我經常思考建筑為什么存在,除去功能和最基本的要求,建筑又應該體現什么呢?
我認為建筑最終體現的是一種對人文的關懷。我們現在看到的傳統建筑形制是經人類世世代展與改進中形成的,然而這些形式上的特征只是表面的表達方式,這種形制的形成是由人類最基本的生活方式與心理結構而決定的,形制風格的成熟表明這種建筑適應了當地人們的生活方式與心理結構,這就是為什么說建筑是哲學的末班車,永恒的建筑形制必將符合人類哲學理念,這也是隱藏在建筑背后卻又是能讓建筑散發永恒魅力的關鍵。
心理學家榮格在精神分析學上發展了弗洛伊德的學說,講人的精神分為三個層次:意識,個體無意識與集體無意識,處在心靈最深層的集體無意識,是人類演化過程中的精神剩余物,包含著遠祖在內的過去所有世代積累起來的經驗。這是一個抽象的事物,而建筑就是把這抽象的事物引導向實體發展,說白了,建筑就是一個載體,承載著像“根”一樣植于人類心底的那份情感意識。好的藝術作品都具備同一點要素,都體現出了人類普遍共有的情感,建筑也不例外,要使建筑具有持久的生命力,就應該把目光轉向歷史,轉向傳統,用建筑來承載與續寫文化的精髓。
確定了這個設計目標后,具體的步驟就可以展開了,我習慣于把設計過程分成“內”與“外”的兩個部分。3.2“內”的研究
“內”是指建筑生成的邏輯,要建造一個建筑就必須有場地,而個地方必定有自己的歷史,這個歷史對于建筑師來說是非常重要的。作為建筑師,應該去了解場地,了解它的歷史,它的根。這時,我們就會回顧傳統建筑中功能相近的空間并對其進行研究與分析。在這個過程中,許多人只是對傳統空間進行簡單的元素提取,拼接出所謂的“仿古式”現代建筑,這種方式無異于復制傳統。復制只會帶來感性的麻痹,也是一種很愚蠢的行為。那么,應該如何面對傳統建筑與文化背景呢?
這也就回到了之前的討論,傳統建筑形制是通過人們的行為方式與心理結構長期的選擇與改進而產生的,建筑由此承載了文化的沉淀,這也是榮格所提到的“集體無意識”層面,它帶有一種意象,可以喚醒人們最心底的共鳴,而這種精神在建筑方面表現在具像的空間品質之中。我們所要做的應該是研習人們的文化與心理,提取一種精神,然后用建筑的方式表達出來。
對于這種感性抽象體驗的提煉,有時不一定都只是分析建筑,藝術5大類中其他任意一類都可以,文化、音樂、繪畫與舞蹈在精神的表達上相對于建筑來說受限更少,更直接而徹底。因此,藝術學多方面都可以激活你的思路,你可以欣賞首古詩,從意境中得到啟發,你也可以品位一幅山水國畫,在濃墨淡彩之間感受那份情感。學會用自己的內心去進行調查與思考,捕捉最內心的感官體驗:找尋屬于自己的那份“根”的情結。
“精神”找到后,接下來就是怎樣去營造空間了,這些知識在學校中都會系統地訓練,例如如何控制光線,如何把握比例等。這屬于手法方面的問題,這里就不多講述了。但要強調的是設計一個帶有“傳統”味道的建筑不定全都需要運用傳統的元素,用現代的手法也可以創造出古典意味的空間,不需要拘泥于形式,最重要的是在建筑中體現那份傳統的精神。
3.3“外”的思考
“外”是指強調與重視場所對建筑的影響意義。記得拉菲爾·莫內歐講過:“場址是一種有期待的實體,它總是等待著它所期待的建筑建于其上,通過這個建筑物來表現它隱藏著的特征。”的確,在我眼里,場所如同人類一般有著自己的感情與特征,作為建筑師必須靜下心來去聆聽場地的低聲細語。
在我看來,每個場所都是獨無二的,都有自己最獨特的特征,這些特征是由場地內部與場地周邊環境一同影響而生成的,如果不重視場地的話,做出來的設計就會顯得與環境格格不入,或者如“國際主義”式一般,處處皆行,建筑也因此失去了自己的表情。正是因為場地間的相異性,才使得相同類型的建筑也可以展現出不同的形態,世界因此豐富與多彩。
講了許多有關于場地的重要性,那么如何才能把握場地特征,喚醒人們對場地更深層的認識呢?
這個問題關鍵在于一個眼光的培養。面對基地,我們通常思考的是交通出入口,流線與日照,景觀面等基礎問題,當然,這些必要的也是基本功,學生時代應培養的能力。但在這種基地分析的項目里哪項才是你最應強調,最應放大的呢7在這里,建筑師的決策力發揮了關鍵作用,有的人看重流線,有的人強調與歷史連續,有的人發掘與環境的形態處理,當然,這個問題的答案因人而異,每個人思考的角度不同結果也不同,不好說誰對誰錯,藝術的東西有時難分對錯。在這個問題上我只能講講自己的看法。
面對場所,我更看重的是這個場所在城市中處于什么地位,城市對她的要求是什么,思考應該用怎樣的方式面對城市。這里我不單只是考慮建筑這一功能空間對城市的影響,而更多的是把建筑與建筑以外的空間一同放入城市之中思考,這種情況下很多時候建筑外空間對于城市的意義會比建筑本身更大,場地之中往往隱藏著潛力和暗示,它可能很早就已經存在在那里了,等待著你用建筑的方式讓它展現于世人面前。其實這種感受常是只可意會不可言傳,面對場地更多得去親身實地的感受它,不同時間,不同氣候會有不同的感受,多去聽聽在城市母親懷抱下,回蕩在場地的“低聲細語”。
4實例說明
以上就是我由內至外的設計方法。光講過程步驟一時難以消化理解,我就以佩羅設計的法國圖書館為例子來闡述建筑師在設計時“內”與“外”的策略運用。
法國國家圖書館建于巴黎東部賽納河左岸巨大的再開發地區,在長方形中庭的四周,有4棟L形高層,玻璃幕墻建筑,佩羅在設計圖書館內的讀書空間時,參考并研究了法國傳統閱讀空間,并把這種傳統的空間品質引入到現代圖書館之中。
首先他提取了18世紀修道院的空間感受作為主閱覽室的設計定位,在閱覽室中元素的運用都是現代樣式,但空間的比例與光線還有家具的布置卻讓人深刻地感覺到那濃厚的如修道院般靜謐非常的空間效果。
其次,他認為國家圖書館這么一個公共型的建筑,不只需要一個封閉的閱覽空間,同時更應具有一個交流性質的場所,為此,他又創造了類似19世紀具有交流意義的傳統空間于圖書館之中。佩羅在圖書館的中心建造了一個巨型的下沉庭院,圍繞著庭院是具有交流意義的傳統廊道空間,這里他做得非常巧妙,下沉庭院種植高聳入云濃密的樹木,使每一層空間廊道都可以分享同一個庭院,而事實上每一層的剖面關系也與19世紀傳統交流空間很是致。
就這樣,佩羅在圖書館內部空間內融入了個體空間與集體空間,而對于法國人來說這棟現代感十足的建筑所蘊含的那一份傳統味道卻又是那么地熟悉,就算作為外國人的我,也被這空間深深地擊中。
對于選擇建筑應對場地的策略,佩羅顯示了自身良好的理論修養,在他1989年贏得“法國圖書館設計競賽”等獎的時候,基地所位于那個區域嚴格來說是什么都沒有,也沒有大型的工程,可以說是一個“虛”的場地,待建的場所。面對未來周邊環境的未知,佩羅在建筑中設計了一個內向的“虛空間”,可以說在當時是一個“虛環境”中的一個“虛空間”,隨著時間的流動,周圍的“虛環境”開始轉變出現新的東西,新的大型建筑,這樣,到最后這個地區就只剩下圖書館中的“虛空間”。這個“虛空間”不是單純對圖書館的讀者而言的,更重要的是這個巨大的“虛空間”對于城市的意義。當我進入由4棟L形玻璃幕墻高層建筑圍合的巨大城市平臺的時候,內心深深地被那種無形的空間張力所震撼。在這個空間的面前,人能釋放自我,并開始重新思考與認識自己的內心。面對日漸稀少的城市開放空間,人們很難再找到一個純粹的空間去靜靜地進入自己的世界,而法國圖書館卻刨造了這樣個場所,通過這個“虛空間”平臺承載著個又一個純凈的精神世界。
的確,進入自己的內心世界是一種讓人感到幸福的過程。
5結語
目前大多數人們對于居住環境的審美要求是想要在建筑師所設計出來的建筑物上設計出具有某個建筑物自身的特色之美。除此之外,在建筑師對于建筑進行施工設計的同時,也必須要做到對于建筑設計中最基本規律的遵守,這其中最簡單的設計規律包括:建筑物的對稱和統一、建筑物的均衡、建筑物在設計過程當中的穩定、建筑物有關于不同角度的對比、建筑物在完工后的韻律、建筑物不同部分的比例程度、建筑物的布局序列等。建筑的設計經常會由于時間、低點、種族、文化風俗等的不同而存在差異。僅僅就根據我國的建筑構造風格來說,對于不同地區不同民族的文化風俗,它們所設計的建筑物的造型就會有著千變萬化的區別。但是,這些建筑在不同的人們的眼里卻是存在著不同的美觀和特色。萬變不離其宗,無論建筑物的設計風格發生著什么樣的變化,建筑物的最基本的審美設計規律卻仍然是統一的,現已被社會大眾普遍承認為客觀規律,因而具有十分的普遍性。建筑設計師在對于某一建筑項目進行設計的時候,建筑藝術設計的總體設計風格應該遵照的設計原則不能改變。建筑藝術設計的總體設計風格應該在總體上而言具有建筑各部分相互統一和相互協調性。簡單的來說,就是在進行建筑物的創新設計過程中應該考慮到建筑物各部分的整體性,將在建筑物中所設計出來的不同建筑部位的不同的形體要素通過巧妙的方式有機地聚集為一個體,在建筑設計當中,通過各部分的形體要素的組成統一表達了建筑藝術設計的建筑美。這樣做的主要目的是使得建筑設計師們所設計出來的建筑成品可以在所有藝術上都具有感覺的統一性。在現代社會的房屋建筑設計的過程之中,建筑中的一些基本形式使用的目的,在藝術形式上都是多樣化發展而不是單一發展,這主要是因為僅僅依靠單一的發展,是難以形成甚至不可能形成建筑物在建筑藝術上的整體審美感的。這樣多樣化的藝術發展過程體現出來的是不同的藝術審美形式,帶給人們的是視覺上的不同享受,與此同時還會帶給城市一種神秘而且每秒的藝術色彩。在現代的房屋建筑藝術之中,在整體的設計水平以及設計風格中完成整個建筑藝術作品的協調統一能顯示不一樣的建筑設計中美感的藝術設計形式。在設計師對建筑進行構思和設計時,通過在建筑過程當中所使用的相關建筑材料的組成對比以及對于建筑物著色的色彩進行的對比,可以形成一種戲劇化的統一效果。這樣一來,就可以做到運用簡單的建筑幾何圖形進行建筑物的整體構造,加強建筑物內部和外部的完美結合,提升建筑物的美感。通過恰當的處理好建筑物中的主次分明,在進行建筑物設計的過程之中時刻把握和注意到建筑物以次襯主的設計原則,這樣做的主要目的是可以使建筑物在建筑形體上達到一種統一協調的建筑整體效果。
2.創新房屋建筑設計中的均衡穩定性設計
在房屋建筑設計的過程當中房屋建筑設計中的均衡穩定性的掌握和巧妙的運用也是在整個建筑設計的過程當中提升建筑物整體美感的主要手段之一。在現代的建筑學當中,對于房屋建筑的設計主要是根據建筑師所設計的建筑規模的大小,建筑整體的形狀特征以及建筑物設計所使用建筑材料的整體質感,建筑物設計的著色深淺以及建筑物在整體設計中相關建筑部分虛實的各種形影變化來營造建筑物在整體上的不同建筑的不同層次從而達到呈現出對于整個建筑物總體的建筑設計的美感和不同建筑的不同設計風格,經常展現出給人不同的輕重感。在現代社會的房屋建筑設計中通常是建筑設計師會通過不同因素的結合和不同因素的使用變化過程來在建筑物的整體設計過程中實現對于不同建筑各種不同風格的建筑設計,營造出不同的建筑審美享受。在房屋建筑設計師進行建筑設計的過程中,他們通常都會經過在建筑物的整體設計中進行創造性的搭配和建筑物在不同層次上的有效設計,來達到在所設計的房屋建筑設計中達到恰當的建筑物均衡穩定發展特色。但是,在對房屋建筑進行設計施工的過程當中,應該注意到的一點是,并非所有的房屋建筑物在設計過程當中的輕重感都是相同的。從一般的建筑設計角度出發,在建筑設計過程中體量大的、建筑物實體的、建筑過程所使用材料質感粗糙以及建筑物著色顏色暗的,感覺上較重些。但是,在建筑設計過程中體量小的、建筑物在設計的過程中并非實體的、建筑物在建筑過程中所使用的建筑材料質感細膩以及建筑物著色顏色較為明亮的,感覺上就會輕一些。因此。在建筑師進行房屋建筑整體設計的過程當中通過均衡穩定顯得平穩又安適。在房屋建筑設計師進行房屋建筑設計的過程當中對于房屋建筑設計過程的整體均衡性的把握程度上主要是通過房屋建筑物中所設計的每個部分的相應有輕重的關系來實現的。通過對房屋建筑設計總體穩定性的把握,對房屋建筑各部分的層次的設計和管理。在進行房屋建筑的設計過程中,再通過所設計出的建筑物的每個建筑組成部分的均衡性搭配關系來體現各地區各民族各風俗文化的不同藝術搭配形式,這樣做同樣也是對房屋建筑物相關于不同建筑部位、不同建筑風格以及不同建筑層次上的不同搭配風格的發展和延續。
3.創新房屋建筑設計中的比例控制
在建筑設計師對房屋建筑物進行設計的過程之中注意到房屋建筑設計中的比例關系也是在建筑過程中非常重要的一點。所謂建筑設計過程當中的比例關系一般來說是指建筑物不同部位不同物體之間的大小,以及建筑物不同設計部位的長寬高的對應情況關系。在設計師對于房屋建筑設計的過程之中不管是從房屋建筑設計的整體比例而言,還是從建筑設計中的一部分比例而言甚至是房屋建筑設計部分與整體之間的比例,在建筑都有聯系。
4.創新房屋建筑設計中的韻律之美
韻律之美并不僅僅局限于在音樂中,在不同的物體之中韻律之美也有著不同程度的體現。對于房屋建筑而言自然也是不能例外的,好的建筑設計師會給人們設計出以舒適韻律的房屋建筑。韻律之美在房屋建筑中的體現形式是任何物體的諸元素形成系統重復的一種特性,這種特性已經隨著目前人們生活水平的發展逐步深入到了人們的日常生活之中。不僅如此,韻律之美在大自然中的事物和現象之中也是廣泛存在這的,例如人和動物的的心跳呼吸、水紋、樹葉等。
5.結束語
(1)人員多、情況復雜:通常,商業建筑都是人流集中的場所,人流量巨大而且人員情況比較復雜。
(2)建筑面積大:通常,這類建筑是為了滿足社會發展的需要,總體建筑面積都非常的大。一般單層面積為上萬平方米,總建筑面積為幾十萬平方米以上。
(3)可燃貨物集中,種類復雜。大型商業建筑都是各種商品交易的場所,特別是一些經營批發的大型商業建筑,商品數量和種類都很多,情況復雜。
(4)大型商場的構架不利于消防疏散和逃生。貨架林立,導致容易迷路和疏散路長顯著增長;商場嚴格規定的進出線路也給疏散和逃生帶來不便。
2火災對地下建筑的危害表現
相比地面而言,地下建筑工程火災的危害性主要體現在以下五個方面:
(1)煙量巨大。地下建筑工程由于沒有設置窗戶,也沒有良好的通風條件,因此火災產生后,建筑物中的煙就無法擴散出去。再加上有些建筑物質材料在燃燒后還會產生有毒氣體,這對正在施工的人員以及救火人員的生命安全造成了嚴重威脅,也給國家醫療帶了負擔。
(2)泄爆能力差。地下建筑工程的施工環境是一個相對封閉的環境,如果爆炸事故發生,這樣的環境就不能及時泄爆,反而加強了爆炸的威力,進而就會導致火災的危害更大。
(3)產生的溫度高。地下建筑產生火災后,熱量散發速度慢,這樣地下空間的溫度就會加速升高。經研究,地面上的建筑物的轟然現象要遠遠低于地下建筑物,而且有的有毒氣體的排放困難,產生化學反應也會導致地下建筑空間的溫度急速上升。
(4)人員的疏散困難。由于地下建筑封閉性的特點,照明也是完全依靠人工,因此,如果火災產生,那么地下人工照明的電路就容易被燒毀,導致地下空間的黑暗,這給救火人員對人員的施救和疏散工作帶來了極大的困難,也加大了火災造成的損失。
(5)營救困難。開展地下建筑火災的撲救工作時有很多難題,例如火災的具體情況難以探測、通訊中斷等,這些因素給整個地下火災的撲救工作造成了巨大阻力。因此,加強對地下建筑工程火災的特點的研究,對于建筑人員和救火工作人員了解其原理有重要意義。
3地下建筑設計中防火設計的重要性及其設計的要求
隨著城市化的迅速發展,建筑業也面臨著激烈的市場競爭,要求建筑物有更高的質量。城市建設中地下建筑工程是建筑企業的首要選擇,然而,火災對地下建筑工程卻時刻存在著安全威脅。總而言之,地下建筑設計中的防火設計問題是地下工程的主要制約因素,具有關鍵性作用。因此在地下室防火設計過程中我們要注意下列具體要求
3.1耐火等級、室內裝修和建筑結構設計要求
(1)地下建筑的耐火等級要達到一級,越高越好,地面去地下的出入口處也應該在二級或以上。這是因為地下建筑封閉性的特點,如果耐火等級低于一級的話地下建筑就承載不了火災帶來的壓力。
(2)裝修時應注意的是,對于逃生通道、安全通道、樓梯扶手、放煙樓梯間以及墻面都不能使用易燃材料。要根據以往地下火災的經驗,在地下建筑的人多的場所,更要避免使用塑料制品等用作裝修的材料,也盡量不要使用塑料壁紙,因為這些塑料制品在燃燒時會產生大量煙霧以及有害物質。
3.2通風、空調防火的設計要求
(1)通風、空調防火應該進行分區設計,風管應采用金屬材料,對于一些特殊部位的實際情況,可以使用燃燒困難的材料。
(2)地下建筑設備和風管等的保溫材料、過濾材料及其粘結劑等也要使用非燃燒材料,沒有條件的也應盡量使用燃燒困難的材料制作。
3.3電氣防火的設計要求
(1)消防電源的設計地下建筑的每一項工作都離不開電,尤其是消防方面。地下建筑的消防水泵、防煙及排煙設備、火災自動報警器、安全通道的指示標志、電動防火門等都需要電。因此,地下建筑必須保證充足的電量供應。如采用蓄電池用于緊急備用時,也要保證其連續供電的時間夠長,不能少于半個小時,還有必要準備一臺或幾臺柴油發電機,以備不時之需。
(2)用電設施地下建筑應設置干式電力變壓器。在專用房間里設置容量有560kVA的電力變壓器,防火設施的配線應該使用材料較好的產品,還要能夠防潮濕、防腐蝕。使用的蓄電池也要是封閉性的;柴油發電機應注意柴油的封閉,遠離火源;消防設施的控制箱等也應該標明使用方法。
(3)火災自動報警設備的設置使用面積在1000平方米以上的如大型商場、學校、醫院;大型計算機房、電力變壓器房、物品設備儲存庫房,以及人流較大而又容易發生火災的區域,應設置火災自動報警設備。
3.4安全有序疏散
(1)要地下建筑的設計時對防火分區的安全出入口應設計足夠,通常情況下每個分區不少于兩個,而其中有一個比較方便的應該直接通往地面。
(2)對竣工以后會用于電影院、大型商場、溜冰場、體育館等的建筑物的防火區,應設計更多的安全出口,通常不少于兩個。
(3)投入使用后面積較小的,以及平常沒有多少人停留的區域,至少應該設置一個直通地面的安全出口。
(4)為了有效避免在緊急疏散過程中導致人員太擁擠以及被濃煙困住,地下建筑防火分區應在不同方向分散設置安全出口。
(5)直通地面的樓梯間、門等的寬度應盡量夠寬,最小不要小于1.5米。電影院、大型商場、溜冰場、體育館等人流較密集等場所直通地面的門、樓梯間的寬度最少應在1.5米。
(6)在建成后使用層數在三層以及三層樓以上的樓層與室外的地面的高度超過10米的應該設置防煙樓梯間,例如使用面積較大的溜冰場、電影院、大型商場等。
4結語
某高層住宅樓為框架-剪力墻結構,建筑類別為丙類建筑。建筑總高度為84.6m,高寬比2.74,地上28層(不包括隔震層),帶兩層裙房,地下室2層。隔震層層高為1.6m,1層層高4.7m,2~27層層高為2.9m,28層層高為4.5m。柱子截面尺寸主要有800mm×800mm,700mm×700mm,600mm×600mm和400mm×400mm,混凝土等級為C50~C30。隔震層梁截面尺寸主要為800mm×800mm和300mm×700mm,混凝土等級為C35。上部結構梁截面尺寸主要有400mm×700mm,350mm×700mm,300mm×800mm,300mm×700mm,300mm×600mm和200mm×500mm,混凝土等級為C35~C30。剪力墻厚度為400~200mm,混凝土等級為C50~C30。隔震層樓板為200mm,頂層樓板厚度為120mm,中間樓層板厚為100mm,樓梯間板厚150mm,混凝土等級為C35~C30。結構設計使用年限為50年。主要設計依據:①場地土的類型為中硬場地土,場地類別II類,設計地震分組第三組;②基本風壓按50年一遇的基本風壓采用,取0.55kN/m2,地面粗糙度B類;③區域抗震基本烈度8度,設計基本地震加速度0.3g。該工程隔震層位于地下室頂面,隔震支座均在同一標高,隔震設計目標為上部結構地震作用和構造均按降一度考慮。
2隔震方案設計
目前國內常用隔震設計方案主要是采用帶鉛芯和不帶鉛芯的疊層橡膠支座以及粘滯阻尼器配合使用。隔震層抗風裝置主要利用帶鉛芯的疊層橡膠墊或配合使用金屬阻尼器。
2.1三種隔震方案
第一種采用帶鉛芯和不帶鉛芯的疊層橡膠支座,即目前國內常用的隔震方案,其中抗風承載力主要由鉛芯提供。第二種采用帶鉛芯疊層橡膠支座、不帶鉛芯疊層橡膠支座和摩擦滑板支座混合隔震,即在方案一基礎上,將裙房非鉛芯支座L27、L30、L35、L37、L38、L39、L40、L41、L46、L47、L49和L50全部換成摩擦滑移支座,其中抗風承載力由帶鉛芯疊層橡膠支座和滑移支座二者共同提供。第三種是在第一種方案基礎上將L11、L17、L28和L31換成不帶鉛芯的疊層橡膠支座,并且隔震層兩個方向分別安裝4個破壞荷載為250kN的專門抗風裝置。該抗風裝置在風荷載作用下和鉛芯共同提供抗風承載力,當地震作用超過其破壞荷載時退出工作。三種方案隔震支座布置時應盡量使得結構質心和剛心盡量重合,并使結構抗扭剛度盡量大。各支座力學參數見表1所示。計算表明三種方案隔震支座性能驗算(包括壓應力驗算、拉應力驗算、最大位移驗算和層回復力驗算)均滿足規范要求,抗風承載力均大于風荷載設計值。采用ETABS對三種隔震方案進行分析,上部結構采用彈性模型和剛性隔板假定,取地下室頂部為嵌固端,隔震單元采用非線性連接單元。考慮疊層橡膠支座拉壓剛度不等,取受拉剛度為受壓剛度的1/7倍,在ETABS中采用ISOLATOR1單元和GAP單元組合模擬,摩擦滑移單元采用ISOLATOR2模擬,專門抗風裝置在地震作用下失效,所以計算模型中不予考慮。結構動力特性分析采用RITZ法求解振型。地震作用時程分析采用FNA法。計算時先采用非線性重力荷載工況加載,在保持重力荷載作用下,分別施加不同工況地震作用,分析過程考慮二階重力荷載效應。
2.2減震效果分析
對比分析非隔震結構和三種隔震結構動力特性,計算在設防烈度的地震作用下,各結構的樓層剪力、傾覆彎矩、層間位移角和樓層加速度,對比三種隔震方案的減震效果。
2.3周期對比
對比非隔震結構和不同方案隔震結構前三階振型的周期、方向和參與系數,各模型前兩階振型為平動,第三階振型為扭轉。隔震結構周期均明顯大于非隔震結構。從方案設計中可知方案二和方案三隔震層剛度都比方案一隔震層剛度小。因此,方案二和方案三的周期均大于方案一的周期。方案二的周期比(即第一扭轉周期與第一平動周期比值)比方案一和方案三大,可見方案二的扭轉效應比方案一和方案三明顯。
2.4樓層剪力、傾覆彎矩對比
《抗規》中采用樓層剪力比和樓層傾覆彎矩比(即隔震結構樓層剪力、彎矩與非隔震結構樓層剪力、彎矩的比值)作為高層隔震建筑減震效果的評價指標,即減震系數。且當減震系數小于0.4時,上部結構構造措施可以降低一度。圖2和圖3對比了三種方案兩個方向的減震系數,由圖可知,三種方案均具有很好減震效果;方案二和方案三的大部分樓層減震效果均優于方案一,特別是傾覆彎矩比優勢更明顯;三種方案頂部出天面小塔樓減震系數相對其他樓層均較大,在Y向上都超過了0.4,但該層在設計中考慮鞭梢效應的影響會有所加強,所以可以不考慮該層減震系數;方案一和方案二天面層Y向傾覆彎矩比超過了0.4,而方案三滿足小于0.4的要求。在上部結構設計中方案一和方案二頂部天面層樓層構造措施不應降低。
2.5層間位移角對比
根據原結構和三種隔震結構層間位移角計算結果可知,三種隔震結構層間位移角均明顯小于非隔震結構,隔震效果明顯。分別將三種隔震結構層間位移角比非隔震結構層間位移角,得到三種隔震結構的層間位移角比,可知方案二和方案三的大部分樓層層間位移角減震效果均優于方案一。
2.6樓層加速度對比
通過原結構和三種隔震結構樓層加速度計算結果可知,三種隔震結構樓層加速度均明顯小于非隔震結構,隔震效果明顯。分別將三種隔震結構樓層加速度比非隔震結構樓層加速度,得到三種隔震結構的樓層加速度比,如圖5所示,可知方案三的大部分樓層加速度的減震效果優于方案一;方案二在X向樓層加速度比與方案一和方案三相比變化較大,主要是由于方案二隔震支座布置形式導致隔震層Y向剛心偏移較多,上部結構扭轉效應增加,進而使得X向地震作用下樓層加速度變化較大,相比之下Y向剛心變化不大,樓層加速度變化與方案一和方案三較為一致。
2.7隔震方案討論
該高層建筑處于高烈度地區,采用隔震技術能夠取得很好的安全性和經濟性。但該地區風壓很大,使得國內傳統隔震設計中隔震層設計需要較多帶鉛芯的疊層橡膠支座,導致隔震層剛度過大,上部結構減震效果降低,部分樓層減震效果不能達到設計目標。采用專門抗風裝置和滑板支座均是在保證隔震層抗風要求,減小隔震層剛度,使得上部結構取得較好的減震效果。按照《抗規》進行設計時,方案三可以保證上部全部樓層減震系數均小于0.4的要求,但是方案三需要專門的抗風裝置,該裝置性能的研究還很少,技術不夠成熟。方案二將高層建筑裙房的隔震支座采用滑板支座,由于裙房柱底壓力小,從而滑板等效水平剛度也小,一定程度減低了隔震層剛度,且具有較好的經濟性,但國內對滑板支座應用于建筑隔震中的研究還比較少。方案一是國內常用的隔震設計方案,該方案用于低風壓地區普遍適用,而在高風壓地區可能因為隔震層剛度過大,導致上部結構個別樓層減震效果達不到設計目標的要求。此時建議修改設計目標,允許個別樓層抗震構造措施不降低。
3結論
本文對高風壓高烈度地區某高層隔震建筑進行了三種隔震方案設計,對比分析三種隔震方案的減震效果,討論三種隔震方案優劣,提出高風壓地區高層建筑隔震設計建議。研究結構表明:
(1)高風壓高烈度地區高層建筑隔震設計時,通過合理設置滑板支座代替疊層橡膠支座或是采用專門抗風裝置,都能有效減小地震作用時隔震層剛度,提高上部結構減震效果,更容易達到設計目標。
(2)國內滑板支座和專門抗風裝置研究還很少,有必要進行深入的研究,以適應高風壓高烈度地區高層隔震建筑的發展。
課程設計應該提前準備,緊跟課程內容,充分挖掘業余時間,在不同階段不斷地修改完善相應的內容。把課程設計與教學同步進行。這樣,在不增加停課設計時間的情況下,加大了課程設計的時間跨度,從而為提高課程設計質量提供了條件。通過系統教學把設計能力的培養擴展到課堂教學與課程設計這兩個教學環節中,使兩個教學環節成為有機整體,有利于學生對建筑設計能力的掌握。
1.1建筑施工圖方案草圖設計階段
通常的情況下,課程上完了緒論、平面圖、剖面圖、立面圖,也就是前四章的內容后,再加上早期工程制圖已上完,學生對房屋施工圖的方案設計已有了初步的認識,這時可以布置任務書,任務書的內容可以按教材上的任務書,單元式多層住宅樓設計。設計之前可查閱有關資料,進行施工方案設計。先進行草圖構思,解決建筑功能分區與環境協調、平面構成、平立剖相互關系等問題,可要求學生做出若干個方案進行比較,在教師的指導下確定較為合理和完整的方案,并進一步細化尺寸及構造。平面設計是關鍵,先從平面入手,同時認真分析剖面及立面的可能性和合理性,綜合考慮三者的關系,按完整的三維空間概念去進行設計。建筑平面設計包括單個房間平面設計及平面組合設計,單個房間設計是確定房間的面積、形狀、尺寸以及門窗的大小和位置,而平面組合設計是根據各類建筑功能要求,抓住使用房間、輔助房間、交通聯系部分的相互關系,結合基地環境及其它條件,采取不同的組合方式將各單個房間合理地組合起來。施工圖的方案設計完后,上交進行第一次修改。
1.2構造設計階段
民用建筑的組成分為六大部分,即墻體、基礎、樓板地面、樓梯、屋頂、門窗。在課程中每一組成部分分一章講解,每講完一章指導學生在自已的建筑施工方案圖上作出相應部分的細部修改,課程上完后整個修改過程就進行完畢。這樣既鞏固了所學的理論知識,夯實基礎,又加強了理論與實際的聯系,學生也能把看似松散的教學內容整合成一體。同時利用了課后時間,節省了課程設計的時間。樓梯是建筑物中重要的部件。樓梯的凈高在平臺部位應大于2m;在梯段部位上應大于2.2m。在平臺下設出入口,當凈高不足2m時,可采用長短跑或利用室內外地面高差等方法予以解決。所以在本章節中作一個樓梯的大作業,包括平面圖及剖面圖的設計,為以后的課程設計打下堅實的基礎。
2設計周階段
在設計周階段,指導老師要拿出詳細的指導任務書,以指導學生完成設計任務規定的完整施工圖的設計。對于初學者來說,沒有實踐經驗,不知道一套建筑施工圖的完整內容,容易漏掉一些細節,并且對圖紙的內容往往表達不全,不完整,并且對已學過的制圖規范記得不清,畫圖順序顛倒,因此畫圖前要作出相應的要求和規定,以便作出質量較高、幅面較為整潔的設計圖紙。對于設計指導任務書,其主要內容如下。
2.1圖紙一律用手工繪制
2.2合理的圖面布置
要進行合理的圖面布置(包括圖樣、圖名、尺寸、文字說明及技術經濟指標),做到主次分明、排列均勻緊湊、線型分明、表達清晰、投影關系正確,符合制圖標準。
2.3繪圖順序
一般是先平面,然后剖面、立面和詳圖;先用硬鉛筆打底稿,再加深;同一方向或同一線型的線條相繼繪出,先畫水平線(從上到下),后畫鉛直線或斜線(從左到右);先畫圖,后注寫尺寸和說明。一律采用工程字體書寫,以增強圖面效果。
2.4重視尺寸及名稱的標注
①外部尺寸、內部尺寸、縱、橫定位軸線編號及門窗編號、標注房屋各組成部分的標高情況、從平面圖中可以看出樓梯的位置、樓梯間的尺寸、起步方向、樓梯段寬度、平臺寬度、欄桿位置、踏步級數、樓梯走向等內容;②注意線型的粗、中粗、細線的應用區別;③在底層平面圖中,通常將建筑剖面圖的剖切位置用剖切符號表達出來;④建筑平面圖的下方標注圖名及比例,底層平面圖應附有指北針表明建筑的朝向;⑤建筑平面中應表示出各種設備的位置、尺寸、規格、型號等,它與專業設備施工網相配合供施工等用,有的局部詳細構造做法用詳圖索引符號表示。
3注意問題
課程設計應該提前準備,緊跟課程內容,充分挖掘業余時間,在不同階段不斷地修改完善相應的內容。把課程設計與教學同步進行。這樣,在不增加停課設計時間的情況下,加大了課程設計的時間跨度,從而為提高課程設計質量提供了條件。通過系統教學把設計能力的培養擴展到課堂教學與課程設計這兩個教學環節中,使兩個教學環節成為有機整體,有利于學生對建筑設計能力的掌握。
1.1建筑施工圖方案草圖設計階段
通常的情況下,課程上完了緒論、平面圖、剖面圖、立面圖,也就是前四章的內容后,再加上早期工程制圖已上完,學生對房屋施工圖的方案設計已有了初步的認識,這時可以布置任務書,任務書的內容可以按教材上的任務書,單元式多層住宅樓設計。設計之前可查閱有關資料,進行施工方案設計。先進行草圖構思,解決建筑功能分區與環境協調、平面構成、平立剖相互關系等問題,可要求學生做出若干個方案進行比較,在教師的指導下確定較為合理和完整的方案,并進一步細化尺寸及構造。平面設計是關鍵,先從平面入手,同時認真分析剖面及立面的可能性和合理性,綜合考慮三者的關系,按完整的三維空間概念去進行設計。建筑平面設計包括單個房間平面設計及平面組合設計,單個房間設計是確定房間的面積、形狀、尺寸以及門窗的大小和位置,而平面組合設計是根據各類建筑功能要求,抓住使用房間、輔助房間、交通聯系部分的相互關系,結合基地環境及其它條件,采取不同的組合方式將各單個房間合理地組合起來。施工圖的方案設計完后,上交進行第一次修改。
1.2構造設計階段
民用建筑的組成分為六大部分,即墻體、基礎、樓板地面、樓梯、屋頂、門窗。在課程中每一組成部分分一章講解,每講完一章指導學生在自已的建筑施工方案圖上作出相應部分的細部修改,課程上完后整個修改過程就進行完畢。這樣既鞏固了所學的理論知識,夯實基礎,又加強了理論與實際的聯系,學生也能把看似松散的教學內容整合成一體。同時利用了課后時間,節省了課程設計的時間。樓梯是建筑物中重要的部件。樓梯的凈高在平臺部位應大于2m;在梯段部位上應大于2.2m。在平臺下設出入口,當凈高不足2m時,可采用長短跑或利用室內外地面高差等方法予以解決。所以在本章節中作一個樓梯的大作業,包括平面圖及剖面圖的設計,為以后的課程設計打下堅實的基礎。
2設計周階段
在設計周階段,指導老師要拿出詳細的指導任務書,以指導學生完成設計任務規定的完整施工圖的設計。對于初學者來說,沒有實踐經驗,不知道一套建筑施工圖的完整內容,容易漏掉一些細節,并且對圖紙的內容往往表達不全,不完整,并且對已學過的制圖規范記得不清,畫圖順序顛倒,因此畫圖前要作出相應的要求和規定,以便作出質量較高、幅面較為整潔的設計圖紙。對于設計指導任務書,其主要內容如下。
2.1圖紙一律用手工繪制
2.2合理的圖面布置
要進行合理的圖面布置(包括圖樣、圖名、尺寸、文字說明及技術經濟指標),做到主次分明、排列均勻緊湊、線型分明、表達清晰、投影關系正確,符合制圖標準。
2.3繪圖順序
一般是先平面,然后剖面、立面和詳圖;先用硬鉛筆打底稿,再加深;同一方向或同一線型的線條相繼繪出,先畫水平線(從上到下),后畫鉛直線或斜線(從左到右);先畫圖,后注寫尺寸和說明。一律采用工程字體書寫,以增強圖面效果。
2.4重視尺寸及名稱的標注
①外部尺寸、內部尺寸、縱、橫定位軸線編號及門窗編號、標注房屋各組成部分的標高情況、從平面圖中可以看出樓梯的位置、樓梯間的尺寸、起步方向、樓梯段寬度、平臺寬度、欄桿位置、踏步級數、樓梯走向等內容;②注意線型的粗、中粗、細線的應用區別;③在底層平面圖中,通常將建筑剖面圖的剖切位置用剖切符號表達出來;④建筑平面圖的下方標注圖名及比例,底層平面圖應附有指北針表明建筑的朝向;⑤建筑平面中應表示出各種設備的位置、尺寸、規格、型號等,它與專業設備施工網相配合供施工等用,有的局部詳細構造做法用詳圖索引符號表示。
3注意問題
關鍵詞:水利工程建筑設計方法發展
引言
水利建筑本身作為一門跨專業的學科,工程往往由水利工程師擔當設計,故使用功能、耐久年限等一般不會有大的問題,但不少水利工程師由于缺乏足夠的建筑學知識和藝術訓練,往往只注重功能的需求而甚少涉及建筑藝術和美觀的需要,做有建筑藝術化、環境景觀化的水利工程設計力不從心,使得大部分水利建筑給人們的印象都是粗老笨重的鋼筋混凝土形象。而建筑藝術創作設計屬建筑學理論范疇,但建筑師往往因缺乏水利專業技術知識和對農村水利工程環境的了解,無法勝任水利建筑的設計。在物質文明和精神文明飛速發展的現代社會中,水利建筑越來越多地開始注意視覺效果,很多水利建筑還與旅游景點相結合,成為旅游景觀的一部分。南京地區有很多老“三邊”水利工程,基本上沒有非工程的措施和可持續發展的資源配置,更無力考慮建筑藝術、生態環境等問題,隨著水利事業的不斷進步.發展與布局矛盾日益突出,管理單位紛紛提出申請,要求進行改造和調整。因此,創造條件進行全面規劃、合理布局、統籌兼顧、綜合治理,實現“以人為本,工程建設與生態環境協調發展”的新發展戰略,以適應當今社會對水利發展的要求,高質量地進行水利工程建筑設計已勢在必行
一、水利工程建筑藝術創作設計方法
水利工程建筑藝術創作設計的幾個關鍵為:
1.1總平面設計水利建筑總平面設計一般包括水利工程主體建筑物和其他配套設施的總平面布局,主體建筑物一般包括閘、壩、泵站等,配套設施包括管理用房、生活用房、綠化、活動場地等。以泵站為例進行總平面設計,泵站樞紐一般包括的建筑物有:泵房、配電房、辦公樓以及職工宿舍、食堂、車庫、鍋爐房、大門傳達室等附屬建筑。過去的總體設計中,往往只做水工工程位置圖,而不做配套建筑和環境總體規劃設計的傳統設計模式,這樣缺少了對建筑的合理布局和對環境的規劃,總圖往往有大片位置無設計內容,對這一大片空白區建設單位對其的使用和建設存在普遍的盲目性和無序性。我們調整了過去老的設計模式,詳細規劃和建筑環境設計環節,基于水利建筑一般坐落在城市邊緣或離城市較遠,常與風景區結合等特點,水利建筑的總平面設計不僅要滿足基本的使用要求,做到功能分區布局合理,內部交通流線簡潔、順暢、有序,建筑物之間聯系方便,減少不同使用功能之間的交叉干擾,而且應注重環境設計,考慮設計綠化、休息空間.職工體育運動場地等,豐富整體空間造型。同時各個建筑物也有集中和分散各種布置方式,各有其優點,具體采用哪一種布置方式,則應因地制宜,根據具體環境而定,或突出建筑,或強調環境。
1.2建筑平面設計同總平面設計類似,一般水工建筑物的設計程序首先是由水工專業、水機專業、電氣專業等提出專業設備布置要求,然后由水工專業和建筑專業共同確定水工建筑物的平面布置形式,建筑專業主要把握建筑在總圖布置中與交通的關系,建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、內部交通關系等方面是否滿足規范以及使用需要。
同時建筑設計人員應積極發揮主動性,考慮建筑空間的有效使用和綜合利用。
水工建筑有其固有的特點,其結構的布局是按水工設計規范,滿足水力條件和機泵設備安裝的要求,在與建筑專業的配合上,需要多方面、多回合的商討,才能相互協調。幾年來,從多項工程的設計中我們體會到,水工結構與建筑藝術的配合過程,是一種磨合和相互適應、相互促進、相互提高的過程。水工設計不僅為水利建筑藝術化創作設計提供了技術保障,更是為營造新型的景觀水利、城市化水利工程打下了堅實的基礎。水工與建筑設計巧妙結合,可達到減少投資,優化設計,美化環境多重目的。做好水利工程建筑藝術創作設計,樹立創新意識,對設計思想的發展非常重要。只有大膽探索,勇于嘗試,才能創造出一流品質的現代化水利工程。
1.3建筑造型設計建筑造型的設計往往反映一幢建筑的性格特征:或粗獷豪放,不拘一格,或溫文爾雅,小家碧玉;或強調現代高科技韻味,或注重歷史文脈,運用符號、象征等手法表現一種文化底蘊。總之一幢或一組建筑所表現出來的性格,應與它所處的具體環境相協調,而不是靠在設計時憑空想象,或單純為追隨某種所謂“時尚”而臆造出來的東西。同時,即便是在一個整體環境下的一組建筑之間,由于體量的不同,各個建筑物也存在著性格上的個體差異,而這種差異是存在于統一性之中的。如:泵房一般平面為簡單的矩型,高度較高,體量較大,這是它的體量本身所表現出來的性格就是大度豪邁。對于這類建筑,由于其本身不可能像公共建筑一樣有什么大的形體上的組合、對比關系,設計中要注意“粗中有細”,盡量利用其本身大的體量,通過開窗方式、墻面與柱子關系的進退等手法豐富其細部,以使其看起來不那么單調。如泵房配電房毗鄰設計,還可利用與其靠在一起的配電房,使泵房體量作為形體組合的一部分,泵房、配電房一并考慮,以取得形體對比較豐富的組合效果。
對于像啟閉機房加兩側橋頭堡類的建筑,由于機房本身一般長度較長,有時可達到幾百米,設計中應充分運用“韻律”的造型手段,使每跨作為一個造型因素,形成一系列有節奏、韻律的線性體量。橋頭堡作為端部的收尾,則形成類似交響曲尾部的,較高的體量同時成為整個工程的標志性建筑,達到令人過目不忘的效果。至于建筑具體的風格是采用現代風格還是仿古甚至所謂歐陸式,一方面多多少少要受到一些流行因素和建設單位喜好的影響,更主要的則是建筑設計師要根據當地的地理、人文環境設計出因時、因地,與環境相宜的建筑。
總之,建筑風格的確定,事關整個水利工程外觀表現成敗的關鍵,所以提倡建筑師在設計之前一定要到現場實地考察一下,精心揣摩,想象一下工程建成后的實際效果。
1.4建筑材料建筑的顏色和質感取決于所用材料,同時也同建筑的造型設計息息相關。由于水工建筑多處在野外.所以抗風性和耐臟性成為比較突出的問題。抗風性主要表現在所選門窗能否承受超常的風荷載.耐臟性問題則要求在建筑表面裝飾材料的選材上,盡量選用耐臟性較好,不易積土,耐于水沖刷的材料,如飾面磚、石材、優質外墻漆、鋁塑板等。另外為表現水利建筑的特點,在顏色的運用上常用藍色、白色等冷色系,但不可一概而論,有時暖色系的運用,也能取得較好的效果。
二、對未來發展的思考
關鍵詞:高層建筑;結構體系;經濟合理性
Abstract: all kinds of new technology in recent years because of new material and new science and technology constantly produced and high efficiency of the construction methods, the emergence of the future of the high-rise building structure will toward a more reasonable structure design system and consider environmental protection, energy saving, comfortable, function design of the sustainable development idea direction development, this paper discusses the present relatively common of the high-rise building structure and the advantages and disadvantages of the system, applicability, economy, and other aspects of the comparison, and discusses how to select the reasonable structure system plan, is of high reference value.
Keywords: high building; Structure system; Economic rationality
中圖分類號:TU97文獻標識碼:A 文章編號:
引言:隨著經濟社會的不斷發展,城市規劃設計中的高層建筑越來越廣泛。為了更好的使設計建筑結構設計工作在現實生活中得到合理的運用,這就需要設計師從概念設計為基礎進行設計。而本文主要是探討高層建筑的結構體系以及如何進行結構體系的選擇。
1高層建筑結構的設計特點
高層建筑結構不同于低層多層建筑結構的設計。在低層建筑結構中,水平荷載產生的內力和位移都很小,通常可以忽略。所以低層建筑結構承受的外部作用主要是以自重為代表的豎向荷載。而高層建筑結構要同時承受豎向荷載和水平荷載。設計中必須重點考慮高層建筑遇到巨大風力和偶然的地震力時所產生的水平側力。因為隨著建筑物高度的增加,高寬比的增大,盡管豎向荷載對結構設計仍產生重要影響,但水平荷載對結構產生的內力和位移不斷增大,將成為結構設計時的控制因素。由于高層建筑高度較大,地震作用對它的影響也較大。因此,高層建筑結構設計的關鍵是抗側力結構設計和良好的抗地震性。除此之外還得嚴格控制高層建筑體型的比例,以保證其穩定性。使建筑平面、體型、立面的質量和剛度盡量保持對稱和勻稱,使整體結構不出現薄弱環節。
2常見的高層建筑結構體系
2.1框架結構體系
框架結構由梁、柱構件組成,是早期多采用的結構體系。框架結構構件類型少,可以在構建工廠標準化生產,也可以在施工現場采用定型模板進行現澆制作,整體性好和抗震性能較好。并且框架結構平面布置靈活,空間大,能適應較多功能的需要。
在框架結構建筑中,外墻可使用非承載構件,使立面設計靈活多變;內墻采用輕質隔墻,可以按需要選擇拆除以適應更多樣的空間需求。并且這些輕質隔墻和外墻的采用,大大降低了建筑物自重,節省了材料。因此成為高層建筑的主要結構形式。但是,框架結構的抗側移剛度較小,在一般節點連接情況下,當承受側向的風力或地震作用時,將會有較大的剪切變形。因此,限制了框架結構的使用高度。總之,在修建高度不大的高層建筑物時,框架結構體系性能表現良好。
2.2剪力墻結構體系
剪力墻結構體系是利用現澆配筋墻體作為承受豎向荷載和水平荷載的結構。剪力墻結構具有較高的抗側剛度,對抵抗水平風力十分有利,并且現澆的墻體也可以作為房屋的分隔構件,因此,它適用于小開間的高層建筑,比如賓館、住宅樓等。而且建造的高度遠遠高于框架結構。剪力墻結構的主體都是現澆的鋼筋混凝土,整體性很好,縱觀世界各地的歷次地震危害情況可知,剪力墻的地震破壞相對比較輕,所以適合在地震區推廣建造。
值得注意的是,剪力墻結構的高層住宅樓中,部分中間隔墻是剪力墻。這個不同于框架結構中的非承載輕質隔墻,是絕對不能拆除的,因為它也屬于承重結構體系的一部分。因此,剪力墻結構體系的空間使用限制很大,不能符合公共建筑的使用要求,而且整體的現澆鋼筋混凝土墻體也造成整個建筑物自重的增大,使建材用量增加,地震力增大,上部結構和基礎設計將變得困難。
2、高層建筑的結構體系
目前國內的高層建筑目前最廣泛基本結構體系有:框架結構、剪力墻結構、框架—剪力墻結構、筒體結構、鋼結構等五種體系。
(1)框架結構體系。框架結構體系是由樓板、梁、柱及基礎四種承重構件組成。由梁、柱、基礎構成平面框架,它是主要承重結構,各平面框架再由連系梁連系起來,即形成一個空間結構體系,它是高層建筑中常用的結構形式之一。優點是:建筑平面布置靈活,能獲得大空間,房間隔墻可以隨意拆改,建筑立面也容易處理,結構自重輕,計算理論也比較成熟,在一定高度范圍內造價較低,已廣泛應用于辦公、住宅、商店、醫院、旅館、學校及多層工業廠房和倉庫中。缺點是:框架結構本身柔性較大,抗側力能力較差,在風荷載作用下會產生較大的水平位移,在地震荷載作用下,非結構構件破壞比較嚴重;并且框架柱尺寸過大,不適合民用住宅,在地震區不宜做太高。
好的結構方案還可以最大程度上減少建設單位的資本投入,為企業帶來更多的經濟效益,還可以保護建筑施工現場的生態環境,實現經濟利益與環保相結合的良好經營模式。因此,合理地使用建筑結構優化技術能夠更好地實現建筑物的綜合效益。建設單位開發建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎上,實現建筑物的高質量和長期使用。況且建筑物只有在保證良好質量的基礎上實現其美觀、耐用、新穎等特點,才能夠滿足不同人群的需要,為企業帶來更多的經濟利益。與傳統的建筑結構設計方案相比,建筑結構設計優化模式可以降低建筑成本。其采用的設計優化措施可以有效地實現建筑施工中各個資源的合理配置,以及各項建筑材料的充分利用,并且協調好房間的布局,使得這些布局能夠有效的結合,共同發揮其使用功能。合理的利用建筑結構優化技術,在確保建筑物安全性能的前提下能夠充分的體現出其創新性。此外,這種技術還能夠幫助設計人員選擇最為合理的設計方式。
2建筑結構優化技術的經濟意義
使用優化建筑結構的方法,能夠使房屋在整體結構上更加科學、合理。在實際的房屋施工建設中,房屋的層數對房屋的成本造價產生了直接的影響。在一般情況下建筑物的單位面積造價會隨著層數的增加而降低,但是在超過一定的層數之后(即超限建筑物),房屋單位面積的造價反而會增加。因為隨著建筑物樓層的增高,房屋中的承重墻和柱等結構將會受到更多的荷載,房屋的穩定性也將受到一定的影響。為了確保建筑結構的穩定性,增強建筑物的抗震性能以滿足現行規范的要求,結構形式將會發生大的變化,從而房屋的單位面積造價也會進一步增加。想要在相同的用地面積內,達到理想的房屋設計效果,提高建設單位的經濟效益,就需要合理的控制建筑物的層數,并且確保房屋良好的設計效果。使用建筑結構優化技術不僅能夠實現對房屋結構的優化,還能夠在有限的用地面積內實現最大化的利用效果,促進對建筑用地的合理使用。
3建筑結構設計優化措施
3.1優化結構設計模型
建筑結構的優化可以分為以下幾個階段:
(1)是對變量的選擇。
一般情況下,建筑師決定的最終建筑設計方案起到重要的作用,這些重要的建筑數值均可以作為變量供建筑設計人員進行選擇。例如:工程參數的參考,包括對房屋價格的參考、對于其損失的參考等等。設計人員若能夠將變化幅度較小或考慮因素較少的參數作為設計的參考,建筑結構的設計和編程難度將會大大降低,設計人員也能夠更快的找到最符合設計目標的數據。
(2)是對函數的確定。
設計人員要選擇出最符合配筋率和房屋結構構件尺寸的一組函數,進而在最大程度上降低建設成本。
(3)是對施工條件的衡量。
想要進一步確保建筑結構的穩定性,就需要從房屋的受力限度、變形限度、結構的穩定性、房屋結構構件的尺寸、結構構件裂縫的限度、房屋的結構體系等方面考慮。在實際的建筑結構設計過程中,設計師應該結合建筑使用方案和房屋的施工條件,分析出實際設計中存在的約束性條件,并且要確保解決這些約束性條件的方案要符合我國現行的規范規定,以保證建筑結構的設計結果達到最優。
3.2確定合理的計算程序
設計師在對房屋結構進行設計的過程中,需要用到很多設計程序,而建筑結構優化的本質就是進行一個復雜繁瑣的計算過程。設計人員在對各種數據進行分析計算的時候,要注意將附加約束條件轉換成不帶約束的條件,這樣就更容易地得到更為精確的結構計算結果。此外,還要優化許多建筑結構的技術模式,因為這些模式有利有弊,所以設計人員需要根據實際的施工情況來選擇最合適的計算方案。
3.3選擇最優的程序
設計人員在設計好房屋的結構模型,且選擇了最為合適的計算方法后,就可以進入選擇最優設計程序的環節。對最優設計程序的選擇需要具備以下幾個條件:具備完整的功能、程序運轉較高以及程序用途齊全。
3.4對統計結論進行分析
設計人員在進行了各種計算之后,要對統計結果進行認真的分析,并且找出各個設計方案中不同點和相同點,并且結合總體的設計情況和進展選擇最佳的設計方案。設計人員在進行結論分析的時候,要注意不要遺漏一些細節問題。房屋的建設與設計是一項耗時長、成本高的項目,它不僅涉及到建設單位的利益,也涉及到了房屋使用者的利益,設計人員在把握細節的基礎上,要注意從宏觀上把握住當事人的利益,這樣才能夠有效的節約建設成本,進一步優化建筑結構。在進行建筑結構優化的時候,設計人員不僅要避免追求片面的利益,還應該避免為了追求設計創新而忽略了建筑實際情況。
3.5積極應用信息優化技術
由于建筑結構設計是一些比較復雜的工程,需要的資料也比較多,這為建筑結構優化帶來了一定的難度。這時設計人員就需要利用先進的信息化技術對建筑數據進行整理。例如,合理的利用一些參數定義的軟件,這樣就可以大大減小設計人員的工作量,提高其工作效率和工作質量。
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