第二章建筑技术设计
第一节概述
根据一级注册建筑师资格考试大纲要求,建筑技术设计(作图)题是检验应试者在建筑技术方面的实践能力,对试题能做出符合要求的答案,包括:建筑剖面、结构选型与布置、机电设备及管道系统、建筑配件与构造等,并符合法规规范。自2005年起,建筑技术设计(作图)题的每一道大题都改为作图选择题,考试时,考生对每一道大题必须做到:
(1)完成作图任务;
(2)根据自己的作图对试卷上该道大题的每一选择题作答,并在考卷上将自己对选择题所选择的答案进行填涂;
(3)完成填涂答题卡的任务。建筑技术设计(作图)题按照新大纲的要求为4道题,主要考题类型有4种:
1.建筑剖面
根据提供的局部一、二层及屋顶平面,按指定位置画出剖面图,检验考生建筑设计和构造知识;
2.结构选型与布置
根据给定的建筑平面、剖面作结构平面布置及结构构件选型,检验考生结构选型知识和结构概念的把握程度;
3.机电设备及管道系统
根据给定平面图和有关参数布置灯具、空调管道及风口等相关设备,检查考生设备通风、电气管道的综合知识;
4.建筑配件与构造大样
建筑技术设计(作图)题的考试时间共5小时,考生考试时要合理分配考试时间;自2005年新增的附加选择题,其答案对考生来说,实际上就是起提示考核要点的作用,考生复习时应注意这些变化。
第二节建筑剖面
一、房间的剖面形状与高度
1.房间的剖面形状
对于大多数房间,其剖面形状一般都采用矩形剖面。这是因为矩形剖面便于各房间在空间上的组合,结构布置,家其摆放以及人们的使用。
而对于有特殊使用要求的房间(单层或处于顶层的房间)可以采用其他形式的剖面形状。
2.房间的净高与层高
(1)净高
房间的净高是指从室内的楼地面到顶棚或其他构件底面(如大梁)之间的距离。根据规范规定及使用要求来考虑最低净高。地下室、贮藏室、局部夹层、走道和房间的最低处的净高不应小于2m。楼梯平台上部及下部过道处的净高不应小于2m。梯段净高不应小于2.20m。
(2)确定房间净高的主要因素
1)房间使用活动和家具设备布置。
2)房间的采光和通风。
3)室内空间比例。
4)结构构件、设备管道及电器照明设备所占用的高度。
3.层高
层高是指从房间楼地面的结构层表面到上一层楼地面结构层表面之间的距离。层高的确定可依照房间净高和结构高度要求来确定并采用以100mm为单位的基本模数或升或降。
在满足使用要求的前提下,适当降低房间的层高,对于降低建筑造价(住宅层高每降低100mm,可节约造价1%左右),减轻建筑静荷载,改善结构受力状况都有很大益处。
4.局部高度的确定
(1)窗台高度
窗台高度与房间的使用要求,人体尺度和家具设备等的高度有关。对于一般民用建筑中的生活、工作、学习用房间,窗台高度可与桌面平齐或稍高于桌面,大约在900~1000mm左右。如果窗台定得过高,将会在桌面及附近形成阴影,影响使用。定得过低,又将会给结构设计与设备选用及安装带来不便。
对于托儿所、幼儿园的儿童用房,结合儿童身体尺度和较矮小的家具,窗台高度宜定得低些,一般采用65-700mm左右。
浴室、厕所走廊两侧等的窗台高度可以高些,以利于遮挡人们的视线;对于旅游、疗养建筑、高级别墅的某些房间,为了获得充足的阳光和便于观赏室外景色,可以适当降低窗台高度或做成落地窗。可见窗台高度要根据房间实际使用情况来确定。
(2)窗洞上缘高度
如前所述,窗洞上缘(窗顶)的高度对室内的采光产生影响,所以通常可将窗顶标高定在圈梁或过梁下面。
(3)雨篷高度
雨篷的高度要考虑到与门的关系,过高则遮雨效果不好,过低有压抑感而且不便于安装门灯。通常为了便于施工和使构造简单起见,可以使雨篷与门洞过梁结合成一整体。雨篷标高宜高于门洞标高200rhm左右。
(4)地面高差
同层各个房间的地面标高要取得一致,这样行走比较方便。对于一些易于积水或者需要经常冲洗的房间,如浴室、厕所、厨房、阳台及外走廊等,它们的地面标高应比其他房间的地面标高约低20-50mm,以防积水外溢,影响其他房间的使用。但高差过大,不便于通行和施工。
(5)室内外高差
为了避免因建筑物自然沉降室外雨水倒灌入室内,并防止墙身受潮,一般民用建筑的室内地坪要高于室外地面150"-'600mm,即设置一至四个踏步。高差过大,会增加回填土方和墙体高度,进出也不方便。但对于某些公共建筑从建筑造型要求考虑,为使建筑物显得更加雄伟庄严,底层地面标高可以根据需要提高一些。
此外,楼梯各部分的高度,建筑物檐口高度等都应结合构造设计确定。在建筑设计中,通常是取底层的室内地面为设计标高的零点(土0.000),高于设计标高的为正值,低于设计标高的为负值。逐层累计。
二、建筑层数和剖面空间组合
1.建筑层数的确定
(1)建筑物使用要求:使用人数多而集中的建筑物;专供老年、儿童使用的建筑物宜建低层。
(2)用地分析:为节约用地,充分利用空间,宜建多层或高层建筑,并预留发展用地。
(3)建筑规模:建筑面积较多,而且地面积较少,宜考虑建多层或高层建筑。
(4)城市规划;位于城市重要地段、沿街建筑,特别是交叉口附近的建筑,应按城市规划部门的限高和层数设计。
(5)材料、结构等技术条件:砖墙承重结构宜建多层,框架结构宜建多层或高层,钢结构宜建大跨或高层、超高层;木结构只适于建造1-2层建筑。
(6)防火要求:有关部门对建筑的层数和高度在防火疏散方面都有规定,应严格按照规范执行。
(7)经济条件:单从建筑土建造价考虑,6层砖混结构建筑最经济。如果将用地位置、征地、搬迁、小区建设及市政设施等综合费用考虑进去,经济的住宅层数会增加到10-----12层。
(8)地质条件:有些地区由于地质条件限制,只适于建低、多层建筑,强行建设高层建筑会带来十分复杂的设计和巨额投资。
综上所述,选择最佳的建筑层数是一个很重要的问题,需要反复分析各种因素才能确定,不过在应试建筑设计中这个问题往往是给定的。
2.剖面空间组合
一幢建筑物包括许多空间,它们的用途、面积和高度各有不同。如果把高低不同的房间简单地按使用要求组合起来,将会造成屋面和楼面高低错落,结构布置不合理,建筑体形零乱复杂的结果。所以在竖向上应当考虑各种不同高度房间合理的空间组合,以取得协调和统一的效果。实际上,在进行建筑平面空间组合设计和结构布置时,就应当对剖面空间的组合及建筑造型有所考虑。
(1)相同层高的房间之间的组合
使用性质相同或相近,而且层高相同的房间可以组合在同一层并逐层向上叠加直至达到所定的建筑层数或高度为止。这种剖面空间组合有利于结构布置和便于施工。
(2)层高相近的房间之间的组合对于房间的种类较多,相互之间的联系又很密切,尽管有的房间层高可以定得低一些,但考虑到结构布置、构造简单和施工方便等方面仍需要将这些房间的层高调整到该层主要房间层高的高度,并逐层叠加。而对于标准层平面面积较大,普遍调整层高很不经济很不合理时,可采取分区分段进行层高的调整,并仍按前述的组合方式处理。只需在层高变化的地方加设台阶或坡道,便于区段之间的联系。
(3)层高相差较大的房间之间的组合
在多高层建筑中,对于高度相差较大的房间,可以把少量面积较大层高较高的房间设置在顶层或作为单独部分(群房)附设于主体建筑旁。例如学校教学楼的大阶梯教室,由于层高较高,难以同其他房间组合,常采用单层附设于主体建筑旁。
对于面积较大,空间较高的单层建筑可根据各房间实际需要的高度,设置不同高度的屋顶或利用夹层空间布置房间。
三、空间的利用
1.交通联系空间的利用
(1)楼梯间的利用
底层楼梯间的休息平台下的空间和顶层楼梯间上部的空间,通常可以用作贮藏空间。利用顶层上部空间时,注意梯段与贮藏间的净空应大于2.2m,以保证人们通过楼梯间时,不会发生碰撞。
(2)走廊上部空间的利用
多高层建筑的走廊高度通常与房间的高度相同。一般走廊空间可以低一些(净高2.4m左右),这样就可以充分利用走廊上部空间设置通风、照明等线路和各种管道,或在住宅走廊上部设吊柜。
2.房间内空间的利用
(1)居室中设置吊柜,放置换季衣物被褥和日用杂物。
(2)厨房中设置吊柜、壁鑫和低柜,放置杂物、燃料和炊具等。
(3)坡屋顶的山尖部分的空间,可以作卧室或贮藏室。
四、建筑剖面图中需表示的结构内容
(1)要确定砌体结构中的墙体是承重墙还是非承重隔墙,承重墙应画出基础,一般墙下基础均为条形基础,外墙基础的埋深应在冰冻深度以下;非承重墙可不画基础。
(2)要画出柱子及柱基,一般均为独立基础。
(3)要画出梁和楼板,在画梁、板时,应先确定梁、板的平面布置,并大致确定梁的高度,以保证层高及梁底净高能满足使用要求。
(4)砌体结构时,根据门窗洞口位置表示过梁。
(5)在表示门头及雨罩等悬挑构件时,要注意这些悬挑的生根和锚固。
(6)砌体结构有楼层圈梁(有抗震设防要求时),则在剖面图中应表示出圈梁。以上内容在实际试题中不一定都要求表示,具体要表示的内容需按试题的要求进行。
第三节结构选型与布置
一、建筑结构的分类
1.根据建筑结构的体型划分,可分为:①单层结构;②多层结构(2-7层),③高层结构(一般为8层以上);④大跨度结构(跨度在40r----50m以上)。
2.根据主要建筑材料划分,可分为:①钢筋混凝土结构;②砌体结构;③钢结构;④木结构;⑤塑料结构;⑥薄膜充气结构。
3.根据组成建筑结构的主体结构型式划分,可分为:①墙体结构;②框架结构;③框架…剪力墙(抗震墙)结构;④筒体结构;⑤拱型结构;⑤网架结构;⑦空间薄壁结构(包括:薄壳、折板、幕式结构);③钢索结构(悬索结构)。
4.根据建筑结构的受力特点划分,可分为:①平面结构体系;②空间结构体系。
二、建筑结构形式
1.砌体结构
砌体结构包括砖砌体、砌块砌体和石砌体等。砖砌体包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖无筋和配筋砌体;砌块砌体包括混凝土、轻骨料混凝土砌块元筋和配筋砌体;石砌体包括各种料石和毛石砌体。
砌体结构的承重方案和伸缩缝如下所述
(1)横墙承重方案
楼层的荷载通过板、梁传至横墙,横墙作为主要承重竖向构件的砌体结构,纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成整体作用。
(2)纵墙承重方案
其受力特点是:板荷载传给梁,再由梁传给纵墙。这时纵墙是主要承重墙。横墙只承受小部分荷载,横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要,其间距比较大。
(3)纵横墙承重方案
根据房间的开间和进深要求,有时需采取纵横墙同时承重的方案。
(4)内框架承重方案
在外墙承重的同时,有一部分内墙采用钢筋混凝土柱代替,以取得较大的空间。
(5)伸缩缝
为了防止或减轻房屋在正常使用条件下,由温差和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。伸缩缝的问距可按表2-1采用。
2.框架结构
(1)框架结构的特点
1)框架的连接点是刚节点,是一个几何不变体。
2)在竖向荷载作用下,梁、柱互相约束,从而减少横梁的跨中弯矩。
3)在水平力作用下,梁柱的刚接可提高柱子的抗推刚度,减小水平变形,成为很好的抗侧力结构。
(2)框架结构的类型
1)按构件组成划分为二种类型
α.梁板式结构:由梁、板、柱三种基本构件组成骨架形成的框架结构。
b.无梁式结构:由板和柱子组成的结构。
2)按框架的施工方法划分为四种类型
α.现浇整体式框架
框架全部构件均在现场现浇成整体,特点是:
(α)整体性和抗震性能好;
(b)构件尺寸不受标准构件限制。
b.装配式框架
框架全部构件采用预制装配,特点是:
(α)可加快施工进度,提高建筑工业化程度;
(b)节点构造刚性差,抗震性能差。
c.半现浇框架
梁、柱现浇,楼板预制或现浇柱,预制梁板,特点是:
(α)梁、柱整体性较好,适用于抗震;
(b)楼板预制可节约模板,约20%。
d.装配整体式框架
预制梁、柱,装配时通过局部现浇混凝土使构件联结成整体,特点是:
(α)保证了节点的刚接,结构整体性好;
(b)可省去连接件;
(c)增加了后浇混凝土工序;
(d)比全现浇可节省模板及加快进度。
(3)框架结构的平面布置方式
1)横向为主要承重框架,纵向为连系梁。
2)纵向为主要承重框架,横向为连系梁。
3)主要承重框架纵横两个方向布置。
(4)框架结构的受力特性
3.剪力墙结构
(1)剪力墙的概念和结构效能:
1)建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时,这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载,同时承担风力或地震作用传来的水平作用力。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。
2)剪力墙既是建筑物的分隔墙和围护墙,因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。
3)剪力墙结构体系,有很好的承载能力,而且有很好的整体性和空间作用,比框架结构有更好的抗侧力能力,因此,可建造较高的建筑物。
4)剪力墙的间距有一定限制,故不可能开间太大。对需要大空间时就不太适用。灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。
5)剪力墙结构的楼盖结构一般采用平板,可以不设梁,所以空间利用比较好,可节约层高。
(2)剪力墙结构体系的类型及适用范围
1)框架-剪力墙结构。是由框架与剪力墙组合而成的结构体系,适用于局部大空间部分采用框架结构,同时又可用剪力墙来提高建筑物的抗侧力能力,从而满足高层建筑的要求。
2)普通剪力墙结构。全部由剪力墙组成的结构体系。
3)框支剪力墙结构。当剪力墙结构的底部需要有大空间,剪力墙无法全部落地时,就需要采用底部框支剪力墙的框支剪力墙结构。
(3)普通剪力墙结构的结构布置
1)平面布置
a.剪力墙结构中全部竖向荷载和水平力都由钢筋混凝土墙承受,所以剪力墙应沿平面主要轴
线方向布置。
(α)矩形、L形、T形平面时,剪力墙沿两个
正交的主轴方向布置;
(b)三角形及Y形平面可沿三个方向布置;
(c)正多边形、圆形和弧形平面,则可沿径向及环向布置。
b.单片剪力墙的长度不宜过大:
(α)长度很大的剪力墙,刚度很大将使结构的周期过短,抗地震能力太大不经济;
(b)剪力墙处于受弯工作状态时,才能有足够的延性,故剪力墙应当是高窄的,如果剪力墙太长时,将形成低宽剪力墙,就会有受剪破坏,剪力墙呈脆性,不利于抗震。故同一轴线上的连续剪力墙过长时,应用楼板或小连梁分成若干个墙段,每个墙段的高宽比应不小于2。每个墙段可以是单片墙,小开口墙或联肢墙。每个墙肢的宽度不宜大于8.0m,以保证墙肢是由受弯承载力控制和充分发挥竖向分布筋的作用。内力计算时,墙段之间的楼板或弱连梁不考虑其作用,每个墙段作为一片独立剪力墙计算。
c.剪力墙的数量要在方案阶段合理地确定,以对称,均匀,数量适当为好。
d.调整剪力墙结构刚度的方法有:
(α)适当减小剪力墙的厚度;
(b)降低连梁的高度;
(c)增大门窗洞口宽度;
(d)对较长的墙肢设置施工洞,分为二个墙肢。超过8.0m长时都应用施工洞划分为小墙肢。
2)竖向布置
α.剪力墙应在整个建筑的竖向连续,上到顶,下到底,中间楼层也不要中断。剪力墙不连续会造成刚度突变,对抗震非常不利。
b.顶层取消部分剪力墙时,其余剪力墙应在构造上予以加强。
c.底层取消部分剪力墙时,应设置转换层。
d.为避免刚度突变,剪力墙的厚度应按阶段变化,每次厚度减小宜为50-100mm,不宜过大,使墙体刚度均匀连续改变。厚度改变和混凝土强度等级的改变宜错开楼层。
e.厚度变化时宜二侧同时内收。外墙及电梯间墙可只单面内收。
f.剪力墙上的洞口宜上下对齐,并列布置,这种墙传力直接,受力明确,内力分布清楚,抗震性能好。错洞口上下不对齐,受力复杂,洞边容易产生应力集中,配筋大,地震时容易破坏。
g.相邻洞口之间及洞口与墙边缘之间要避免小墙肢。当墙股的宽度与厚度之比小于3的小墙肢,在反复荷载作用下,容易早开裂,早破坏,故墙肢宽度不宜小于3bω(bω为墙厚),且不应小于500mm。
h.刀把形剪力墙会使剪力墙受力复杂,应力局部集中,而且竖向地震作用会产生较大的影响,宜十分慎重。
4.框架剪力墙结构
(1)框架剪力墙结构的受力特点及适用范围
1)框架剪力墙(或称框剪结构),广泛应用于高层办公和公共建筑,也大量应用于高层旅馆建筑。
框架剪力墙结构是由框架构成自由灵活的使用空间,来满足不同建筑功能的要求;同时又有足够的剪力墙,具有相当大的刚度,从而使结构具有较强的抗震能力,大大减少了建筑物的水平位移,避免填充墙在地震时严重破坏和倒塌。所以在有抗震设计要求时,宜优先采用框剪结构代替框架结构。
2)框剪结构的受力特点
a.水平力通过楼板传递分配到剪力墙及框架。
b.水平力产生的剪力在底部主要由剪力墙承担,因剪力墙在水平力作用时,底部变形小。但到顶部时,剪力主要由框架承担。即框架在顶部时变形较小。
(2)框剪结构中剪力墙的数量
1)剪力墙的多少直接影响抗震能力,震害调查发现墙数量增加震害减少,日本福井和十胜冲地震中,钢筋混凝土墙每平方米楼面平均剪力墙长度少于50mm时,震害严重,每平方米楼面平均剪力墙长度多于150mm时,破坏轻微,甚至元害。
但是剪力墙过多也会造成不经济,因剪力墙增多,结构的刚度增大,周期缩短,地震作用加大,内力增大材料用量增加,基础造价也相应提高。
2)水平位移限值和舒适度要求
α.在正常使用条件下,高层建筑结构应具有足够的刚度,避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。
b.按水平位移限值决定。
3)剪力墙的布置
α.剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、楼电梯间处、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙的问距不宜过大;
b.平面形状凸凹较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;
c.纵、横剪力墙宜组成L形、T形和槽形等形式;
d.单片剪力墙底部承担的水平力不宜超过结构底部总水平剪力的40%;
e.剪力墙宜贯通建筑物的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐;
f.楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置;
g.抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近;
h.长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中,剪力墙的布置尚宜符合下列要求:
(α)横向剪力墙沿长方向的间距宜满足表2-2的要求。
(b)纵向剪力墙不宜集中在房屋的两尽端。
框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系。抗震设计时,结构两主轴方向均应布置剪力墙。框架-剪力墙结构中,主体结构构件之间除个别节点外不应采用饺接;梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合。
5.简体结构
当高层建筑结构层数多,高度大时,由平面抗侧力结构所构成的框架,剪力墙和框剪结构已不能满足建筑和结构的要求,而开始采用具有空间受力性能的简体结构。简体结构的基本特征是:水平力主要是由一个或多个空间受力的竖向简体承受。简体可以由剪力墙组成,也可以由密柱框筒构成。
(1)简体结构的类型有
1)筒中简结构——由中央剪力墙内简和周边外框筒组成。框筒由密柱(柱距3m)、高梁组成;
2)简体-框架结构;
3)框筒结构;
4)多重筒结构;
5)成束筒结构J;
6)多简体结构。
(2)简体结构的受力性能和工作特点
1)筒体是空间整截面工作的,如同一竖在地面上的悬臂箱形梁。框筒在水平力作用下不仅平行于水平力作用方向上的框架(称为腹板框架)起作用,而且垂直于水平方向上的框架(称为翼缘框架)也共同受力。薄壁筒在水平力作用下更接近于薄壁杆件,产生整体弯曲和扭转。
2)框筒虽然整体受力,却与理想筒体的受力有明显的差别。理想筒体在水平力作用下,截面保持平面,腹板应力直线分布,翼缘应力相等,而框筒则不保持平截面变形,腹框架柱的轴力是曲线分布的,翼缘框架柱的轴力也是不均匀分布:靠近角柱的柱子轴力大,远离角柱的柱子的轴力小。这种应力分布不再保持直线规律的现象称为剪力滞后。由于存在这种剪力滞后现象,所以筒体结构不能简单按平面假定进行内力计算。
3)在简体结构中,剪力墙筒的截面面积较大,它承受大部分水平剪力,所以柱子承受的剪力很小;而由水平力产生的倾覆力矩,则绝大部分由框筒柱的轴向力所形成的总体弯矩来平衡,剪力墙和柱承受的局部弯矩很小。由于这种整体受力的特点,使框筒和薄壁筒有较高的承载力和侧向刚度,而且比较经济。
4)当外围柱子间距较大时,则外围柱子不能形成框筒,中央剪力墙内筒往往将承受大部分外力产生的剪力和弯矩,外柱只能作为等效框架,共同承受水平力的作用,水平力在内筒与外柱之间的分配,类似框剪结构。
5)成束筒由若干个简体并联在一起,共同承受水平力,也可以看成是框筒中间加了一框架隔板。其截面应力分布大体上与整截面简体相似,但出现多波形的剪力滞后现象,这样,它比同样平面的单个框筒受力要均匀一些。
(3)筒体结构布置
1)平面宜选用方形、圆形;
2)可用对称形的三角形或人字形;
3)外框筒柱的柱距宜不大于4.0m;
4)矩形平面时,长宽比不宜大于2.0;
5)四角的柱子宜适当加大,一般截面加大2-3倍,可做成L形,八字形;
6)简体结构只有在细高的情况下才能近似于竖向悬臂箱形断面梁,发挥其空间整体作用,一般情况下H/B宜大于4;
7)由于框筒是空间整体受力,主要内力沿框架平面内分布,所以,框筒宜采用扁宽矩形柱,柱的长边位于框架平面内。也可采用一字形柱。一般不宜采用圆形柱和方形柱,因为加大框筒柱壁厚对受力和刚度的增大效果远不如加大柱宽有效;
8)裙梁的截面,宜采用窄而高的梁。梁高一般为0.6-1.5m,宽度取同墙厚小于250mm。梁高hb可取hb≥(1/3-1/4)lo,hb≥(0.2-'0.25)h;
式中lo柱距;
h层高。
9)内筒的尺寸一般应争取内筒边长为外筒边长的1/3为好;
10)可以在框筒顶部设置1-2层高的刚性环梁来提高整个框筒的空间整体性。
三、建筑设计方案中要注意的结构原则
(1)在建筑设计方案作图中,要根据建筑平面布置及房屋层数和高度,选用合理的结构体系,如:多层与高层建筑砌体结构,框架结构,剪力墙结构,筒体结构、衍架、拱壳、网壳、网架、吊挂、悬索、单层厂房结构等。
(2)建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不规则的建筑方案应按规定采用加强措施,特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证,采用特别的加强措施,不应采用严重不规则的建筑方案。建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
(3)体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构,可按实际需要在适当部位设置防震缝,形成多个较规则的抗侧力结构单元。防震缝应根据抗震设防烈度、结构材料种类、结构类型、结构单元的高度和高差情况,留有足够的宽度,其两侧的上部结构应完全分开。
(4)根据平面尺寸及使用要求,合理布置承重墙体及柱子。
(5)当有抗震设防要求时,要根据建筑抗震设计规范的规定,采取相应措施,如:设置防震缝,确定承重砌体的局部尺寸,框架结构柱网应纵横两个方向布置等,以及其他有关规定。
(6)当建筑物较长时,应根据结构有关伸缩缝间距的规定,确定伸缩缝的位置及缝宽。
(7)当建筑物内层数或高度相差较大时,要根据直接建筑地基基础设计规范的有关规定,在层数或高度变化处设置沉降缝。一般来讲伸缩缝和沉降缝的宽度要满足防震缝宽度的要求,且伸缩缝和防震缝仅在地面以上设置,沉降缝要连基础一并断开。
四、结构平面布置图
这是建筑设计作图试题中经常出现的题目。该题要求根据给定的建筑平面图,绘出结构及承载系统,其结构设计应合理,并符合任务书与结构规范的要求。
1.合理地确定和布置竖向承重构件和抗侧力构件,这些构件一般包括:承重墙体、柱、框架和支撑等。墙体既是竖向承重构件,又是抗侧力构件,同时又是建筑平面分隔和围护的需要;框架是由梁和柱刚性连接组成的骨架,它能承受建筑物的竖向荷载,同时也能承担水平荷载(如风力、地震作用);支撑是作为承担建筑物水平荷载的专用构件,主要用于单层厂房、钢结构和高层建筑中。墙体和柱均应有基础。
2.楼盖结构一般包括楼板和梁。
(1)楼板的布置
一般分为预制板和现浇板两种。
α.预制楼板
使用预制板的条件
作为楼板支承构件之间的平面轴线尺寸必须符合预制板长度时,才能采用预制板。预制板的长度尺寸一般均为300mm的模数进位,常见的板长有:1800、2100、2400、2700、3000、3300、3600、3900、4200、4500、4800、5100、5400、5700、6000、63006600、6900(mm)等。
当楼板因使用要求需要开洞时,则不宜采用预制板,而宜采用现浇楼板,如厕所、浴室、厨房等部位。
预制板除有固定长度尺寸外,其承载力也是固定的,故当楼层的使用荷载超过预制板的允许承载力时,则不能采用预制板,而需采用现浇板。
平面形状复杂的楼板,不能采用预制板。
当有抗震设防要求,7度及以上烈度时,除非有特别构造措施,一般不采用预制板。
预制板布置时应注意的问题:
预制板的两端必须有支承点,该支承点可以是墙,也可以是梁。当为砌体结构时,预制板的侧边不得进墙。
预制板的板端,不得伸入墙体内的构造柱,当遇构造柱时,应在构造柱位置拉开设置板缝。
当有阳台或雨罩需要楼板作为平衡条件时,与阳台(雨罩)相连部分宜局部采用现浇板,和阳台(雨罩)连成整体。
在一个楼板区格内,可根据情况部分采用预制板,部分采用现浇板。
b.现浇楼板
除了采用预制楼板以外,均可采用现浇楼板。
所有现浇楼板均要有支承构件,如承重墙体、梁等。
现浇楼板的支承构件沿周边布置,且长边与短边之比小于等于2时,称为双向板:当楼板的支承构件沿周边布置,长边与短边之比大于2或仅板的跨度二端有支承构件时,称为单向板。板跨度不宜太大;当跨度太大时宜加设梁,以减小板的跨度。
(2)梁的布置
1)梁是板的支承构件,因此梁应尽量根据板的经济跨度来布置。
2)梁必须有可靠的支承构件,一般为柱或承重墙。
3)当梁的支承构件为承重墙时,梁的位置宜避开门、窗洞门。
4)当楼板有孔径超过l.0m的大洞口时,宜在洞边布置梁。
5)作为预制板的支承梁时,梁的间距应符合预制板的长度。
(3)阳台、雨罩的结构布置
1)阳台、雨罩一般均考虑现浇为宜;有条件时,也可采用预制构件。
2)阳台、雨罩布置时,应保证有可靠的抗倾覆和锚回措施:
α.当阳台和雨罩采用挑板结构时,应尽量和内部现浇楼板连成整体,利用内部楼板平衡抗倾覆。什
b.当采用页制阳台和雨罩时,预制构件必须伸进墙内,其根部要有锚固措施,并与现浇板缝(或现浇板)浇在一起。
c.对挑出尺寸较大的阳台(雨罩),宜采取加挑梁的方法,挑梁必须伸入内部墙体足够的长度。