1、房 屋 建 筑 学 防灾工程系 土木工程教研室 于改花 学习的意义 房屋建筑学是研究房屋建筑各组成部分的组 合原理、构造方法及建筑空间环境的设计原理 的一门综合性技术课题。是从事建筑设计、施 工等工作必备的基本知识。 近代建筑科学技术的发展离不开综合相关 学科的成就。从某种意义上，综合就是创造。 仅靠建筑设计人员是不可能完成的。结构设计 或施工技术人员必须懂得建筑技术。 房屋建筑学的任务 1、掌握房屋构造的基本理论，掌握房屋各组成部分 的要求，了解不同构造的理论基础。 2、能够根据房屋的使用要求和材料供应情况及施工 技术条件，选择合理的构造方案，进行构造设计 ，绘制简单的施工图和熟练地识读施工
2、图； 3、根据设计任务书，运用建筑设计的理论和方法进 行一般建筑的初步设计，从中了解建筑设计的步 骤和方法，并完成初步设计所要求的建筑平、立 、剖面设计图（一周课程设计） 。 课程基本要求 n1、了解建筑设计的主要内容与设计程序 n2、掌握一般民用建筑的平、立、剖面设计（本学 期安排一周的课程设计） n3、掌握民用建筑部件（墙体、屋面、楼梯等）的 建筑构造 n4、掌握普通单层工业厂房的平、立、剖面设计， 能配合工艺布置空间，掌握单层工业厂房屋面、 天窗、外墙及门窗的构造。 成绩评价 一门考试课 成绩计算： a 出勤：10% （点名三次不到该项成绩为零） b 平时成绩：20% （平时作业与课堂表
3、现） ： c 期终考试：70% 本课程分三块内容讲解 课堂学时：48 1、民用建筑设计 a、 建筑平面设计 b、 建筑剖面设计 c、 建筑体型与立面设计 2、建筑构造设计 a、 墙体与基础 b、楼梯 c、 楼地层 d、 屋顶 e、 门窗 3、工业建筑设计 a、 单层厂房设计 b、 单层厂房构造 c、 多层厂房设计 1 民用建筑设计 n建筑 建筑物和构筑物的统称。 n建筑物 是人们生产、生活或其它活动提供 场所的建筑。如住宅、医院、学校、办公 楼、工厂等。 n构筑物 是人们不在其中活动的建筑，如水 塔、烟囱、堤坝、井架、筒仓等。 1.1 概论 建筑三要素 构成建筑的三要素：建筑功能、建筑技术、建
4、 筑形象。 三要素的关系 建筑功能是主导因素，它对建筑技术和建筑 形象起决定作用。建筑技术是实现建筑功能的手 段，它对功能起制约或促进发展的作用。建筑形 象也是发展变化的，在相同的功能要求和建筑技 术条件下，可以创造出不同的建筑形象，达到不 同的美学条件。 1.2 建筑的构成要素 1.2.1.1 建筑物的分类 n按使用功能分为：民用建筑、工业建筑、农业建 筑。（见图） n民用建筑为人们大量使用的非生产性建筑。 1.2.1.2 民用建筑的分类 （1）按照使用功能可分类 居住建筑，如住宅、公寓等。 公共建筑，生活服务性建筑、医疗建筑等。 1.2.1 民用建筑的分类 （2）按民用建筑的高度或层数分：
5、 n低层建筑：12层； n多层建筑：3-6层； n中高层建筑：7-9层； n高层建筑：10层及10层以上的居住建筑 ，以及建筑高度超过24米的其它民用建 筑物； 帝国大厦：由地面至102层观光 平台的高度381m，1950年在顶 部加建电视塔后为448m。 大厦只有下面85层供租赁用，标 准层层高约3.5m，上面17层实际 是以电梯为主的塔楼。 大厦为钢框架结构，采用门洞式 的连接系统，即在大梁与柱的接 头处，把梁两端的厚度加大呈 1/4圆形，以增加梁和柱的锚接 面，这种做法保证了刚度，但用 钢量大，在空间使用上也不经济 ，大厦的总重量36.5万吨，用钢 5万1千9百吨，每平方米用钢206 公
6、斤。 （3）按主要承重结构材料划分： n 木结构建筑 n 砌体结构建筑 n 混合结构 n 钢筋砼结构建筑 n 钢结构建筑 西安大雁塔，砖木结构 北京京广中心大厦，钢筋砼结构 西尔斯大厦：高443m，总 建筑面积41.8万m2，地上110 层，地下3层，底部平面 68.7*68.7m，由9个22.9m见方 的正方形组成，这些正方形 范围内不另设柱，51层以上 切去两个对角正方形，67层 以上切去另两个对角正方形 ，91层以上又切去三个正方 形只剩下两个正方形封顶， 采用成束筒体，使顶部位移 460mm。（允许1/500， 900mm） 用钢量76000吨，每平米用钢 量比帝国大厦降低20%。 金
7、茂大厦：88层，高度420m。 为中国第一，世界第四高楼。 （1）消防阀门14000 ，（2）资 金 50亿，25亿贷款，每天要花费 100万元，（3）突发事件；除此 之外2台擦玻璃机擦一年， 造价2 万元/m2，如果按使用65年计算， 造价：维护1:3 （4）按规模大小分 n大量性建筑：指建筑规模不大，但修建数量多 ，与人们生活密切相关的分布面广的建筑，如住 宅、中小学教学楼、医院、中小型影剧院、中小 型工厂等。 n大型性建筑：指规模大、耗资多的建筑，如大 型体育馆、大型剧院、航空港、站、博览馆、大 型工厂等。与大量性建筑相比，其修建数量是很 有限的，这类建筑在一个国家或一个地区具有代 表性
8、，对城市面貌的影响也较大。 现行建筑设计防火规范把建筑 物的耐火等级划分成四级。一级的耐 火性能最好，四级最差。 n 表1-1关于建筑物的耐火等级是按 组成房屋构件的耐火极限和燃烧性能 这两个因素来确定的。 （5）按耐火等级分 构件的耐火极限 n建筑构件的耐火极限，是指按建筑构件的 时间温度标准曲线进行耐火试验，从 受到火的作用时起，到出现以下任一现象 的时间。（用小时表示） na、 失去支持能力 nb、 完整性被破坏 nc、 失去隔火作用为止的这段时间，用小时 表示。 n具体判定条件如下： n（a）失去支持能力非承重构件的失去支持 能力的表现为自身解体或垮塌；梁、板等受弯承 重构件失去支持能
9、力的表现为挠曲率发生大的突 变。 n当简支钢筋砼梁、楼板和预应力钢筋砼楼板跨度 总挠度值分别达到试件计算长度的2%、3.5%、 5%时，则表明试件失去支持能力。 具体判定条件如下： n（b）完整性被破坏楼板、隔墙等具有分 隔作用的构件，在试验中，当出现穿透裂缝或 穿火的孔隙时，表明试件的完整性被破坏。 n（c）失去隔火作用具有防火分隔作用的 构件，试验中背火面测点测得的平均温度升到 140C（不包括背火面的起始温度）或背火面 测温点任一测点的温度到达220C时，则表明 试件失去隔火作用。 构件燃烧性能 n非燃烧体：即用非燃烧材料做成的建筑构件 ，如砖石材、砼、有保护层的金属柱。 n燃烧体：即用
10、燃烧材料做成的建筑构件，如 木材、塑料、纤维板。 n难燃烧体：即用难燃烧材料做成的建筑构件 ，或用燃烧材料做成而用非燃烧材料做保护 层的建筑构件。如石膏板、石棉板、沥青砼 构件、木板条抹灰构件。 （6）按耐久年限分：四级 一级：耐久年限为100年以上，适用重要的建筑物 和高层建筑。 二级：耐久年限为50 100年以上，适用于一般建 筑物。 三级：耐久年限为2550年，适用于次要建筑。 四级：耐久年限为15年以下，适用于临时建筑。 建筑模数和模数制 为了建筑设计构件生产以及施工等方面的尺 寸协调，从而提高建筑工业化的水平，降低造价 并提高房屋设计和建造的质量和速度，建筑设计 应采用国家规定的建筑
11、统一模数制。 建筑模数是选定的标准尺度单位，作为建筑 物、建筑构配件、建筑制品以及有关设备尺寸相 互间协调的基础。根据我国制订的建筑模数协 调统一标准，我国采用如下模数制： 1.2.2 建筑模数协调统一标准 1.2.2.1 基本模数：M100 mm。主要用于建筑物层高 、门窗洞口和构配件截面。 1.2.2.2导出模数 (1)扩大模数：指基本模数的整倍数，扩大模数的基 数为3M、6M、12M、15M、30M、60M共六个，其相 应的尺寸分别为300、600、1200、1500、3000、 6000mm。主要用于建筑物的开间或柱距、进深或 跨度、层高、构配件截面尺寸和门窗洞口等处。 n(2)分模数
12、：指整数除基本模数的数值，分 模数的基数为M/10、M/5、M/2。主要用于 缝隙、构造节点和构配件截面等处。 n1.2.2.3 模数数列 n 模数数列是以基本模数、扩大模数、 分模数为基础扩展成的一系列尺寸。见P4 表1-2 n1.3.1 设计内容 n 建筑工程设计是指设计一个建筑物或建筑群 所要做的全部工作，包括建筑设计、结构设计、 设备设计等三个方面的内容。 1.3 建筑设计的内容和程序 1.3.1 设计内容 n1.3.1.1 建筑设计 n建筑设计是在总体规划的前提下，根据任务书的 要求，综合考虑基地环境、使用功能、结构施工 、材料设备、建筑经济及建筑艺术等问题，着重 解决建筑物内部各种
13、使用功能和使用空间的合理 安排，建筑物与周围环境、与各种外部条件的协 调配合，内部和外表的艺术效果，各个细部的构 造方式等等，创造出既符合科学性又具有艺术性 的生产和生活环境。 1.3.1 设计内容 n建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，建 筑设计包括总体设计和个体设计两个方面，一般是由建 筑师来完成。 n1.3.1.2 结构设计 n结构设计主要是根据建筑设计选择切实可行的结构方案 ，进行结构计算及构件设计，结构布置及构造设计等。 一般是由结构工程师来完成。 n1.3.1.3 设备设计 n设备设计主要包括给水排水、电气照明、采暖通风、动 力等方面的设计，由有关工程师配合建筑设计来完成
14、。 1.3.2 建筑设计的程序 1.3.2.1 设计前的准备工作 n落实设计任务书 n熟悉设计任务书 n调查研究收集必要的设计原始数据 n了解当地的习惯 1.3.2.2 设计阶段的划分及各阶段的内容 n建筑设计过程按工程复杂程度、规模大小及审批要求，划 分为不同的设计阶段。一般分两阶段设计或三阶段设计。 n两阶段设计是指初步设计和施工图设计两个阶段，一般的 工程多采用两阶段设计。对于大型民用建筑工程或技术复 杂的项目，采用三阶段设计，即初步设计、技术设计和施 工图设计。 （1）初步设计阶段 初步设计的图纸和设计文件有： A 说明书（设计方案的主要意图，主要结构方案及 构造特点，以及主要技术经济
15、指标等） B 建筑总平面 C 各层平面及主要剖面、立面 D 建筑概算书 E 根据设计任务的需要，可能辅以建筑透视图或建 筑模型 。 （2）技术设计阶段 技术设计的主要任务是在初步设计的 基础上，进一步确定房屋各工种和工种之 间的技术问题。技术设计的内容为各工种 互相提供资料、提出要求，并共同研究和 协调编制拟建工程各工种的图纸和说明书 ，为各工种编制施工图打下基础 （3）施工图设计阶段 施工图设计是建筑设计的最后阶段。它的主要任务是把满 足工程施工的各项具体要求反映在图纸中，做到整套图纸齐 全统一，明确无误。 施工图设计的内容包括：确定全部工程尺寸和用料，绘 制建筑、结构、设备等全部施工图纸，
16、编制工程说明书、结 构计算书和预算书。 施工图设计的图纸及设计文件有： A、建筑总平面 B、 各层建筑平面、各个立面及必要的剖面 C、 建筑构造节点详图（主要为檐口、墙身、和各的连接点 ，楼梯、 门窗以及各部分的装饰大样等 （3）施工图设计阶段 D、 各工种相应配套的施工图，如基础平面图和 基础详图，结构构造节点详图等结构施工图。给 排水、电器照明以及暖气或空气调节等设备施工 图。 E、 建筑、结构及设备等的说明书 F、 结构及设备的计算书 G、 工程预算书 1.4.1建筑设计的依据（影响因素） 1.4.1.1使用功能 （1） 人体尺度和人体活动所需要的空间尺度 建筑构造中门窗、走道、楼梯、栏
17、杆、踏步等 的宽度或高度，以及各类房屋的层高、面积等都 和人体尺度以及人体活动所需要的空间尺度直接 或间接相关。因此，人体尺度和人体活动所需要 的空间尺度是确定建筑空间的基本依据之一。 1.4 建筑设计的依据和要求 图11所示为人体尺度和人体活动所需要的空间 尺度。 近年来，在建筑设计中日益重视人体工程学的运 用。人体工程学是运用人体计测、生理心理计测和 生物力学等研究方法，综合地进行人体结构、功能 、心理等问题的研究，用以解决人与物、人与外界 环境之间的协调关系并提高效能。建筑设计中人体 工程学的运用，将使确定空间范围，始终以人的生 理、心理需求为研究中心，使空间范围的确定，具 有定量计测的
18、科学依据。 （2） 家具、设备的尺寸和使用它们的必要空间 建筑物中家具、设备尺寸也和与人体尺度 以及人体活动所需要的空间尺度直接或间接相 关。家具、设备的尺寸，以及人们在使用家具 和设备时，在它们近旁必要的活动空间，是考 虑房屋内部使用面积的重要依据。民用建筑中 常用家具的尺寸如图12所示。 1.4.1.2自然条件 （1） 气候条件 温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等气候条件对 建筑设计有较大影响。例如湿热地区，房屋设计要很好考 虑隔热、通风和遮阳等问题；干冷地区，通常又希望把房 屋的体型尽可能设计得紧凑些，以减少外围护面的散热， 有利于室内采暖、保温。 日照和主导风向，通常是确定房屋朝向和
19、间距的主要 因素，风速是高层建筑、电视塔等设计中考虑结构布置和 建筑体型的重要因素，雨雪量的多少对屋顶形式和构造也 有一定影响。 （2）地形、地质和地震烈度 基地地形的平缓、起伏，基地的地质构成对建筑 物的平面组合、结构布置和建筑体型都有明显的影响 。坡度较陡的地形，常使房屋结合地形错层建造。复 杂的地质条件，要求房屋的构成和基础的设置采取相 应的结构构造措施。 地震烈度表示地面及房屋建筑遭受地震破坏的程 度。地震设防烈度是按国家规定的权限批准作为一个 地区抗震设防依据的地震烈度。地震烈度是房屋设计 的一个重要影响因素。 （3）水文条件 二、建筑设计的要求 n 1、满足建筑功能要求 n 2、采用合理的技术措施： n 3、具有良好的经济效果 n 4、考虑建筑美观要求 n 5、符合总体规划要求 合理的结构、施工 方案。如住宅楼 用混合结构、大 型体育馆用钢网 架结构等等 介绍一些著名的建筑造型，如悉尼歌剧院、布达拉宫 、北京的老建筑等。 悉尼歌剧院 布达拉宫 上海陆家嘴高楼群 深圳地王大厦 作业: 1. 建筑的构成要素及其关系？ 2. 民用建筑按使用功能如何分类？ 3. 建筑物按耐久年限划分为几级?各级的适用范围 是什么? 4.建筑物的耐火等级是按什么确定的？分为几级 5 .建筑模数? 6 .建筑设计的要求和依据是什么？ 7. 建筑设计过程一般分为哪两个阶段?各阶段的内 容是什么?
