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【关键词】建筑;方案;设计
中图分类号: S611 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
1、建筑方案的概念性设计
建筑方案的概念性设计, 大体上可以归纳成如下3点:
1.1功能分析及其方法
功能分析, 就是根据设计任务书, 整理出各个建筑空间之间的关系, 成为功能关系系统图。每一种建筑类型, 都有它们特有的功能关系系统图。建筑的类型主要是以功能分类的, 如医院、学校、体育馆、商场、银行、教堂及各种工业建筑等, 大体来说, 每种类型都有其独特的形态特征。如果我们把一个医院的建筑形象设计成工厂式, 那就是不成功的作品。一般来说, 建筑设计的参考资料中都有各种建筑类型的功能关系系统图, 但问题在于如何把这种逻辑关系( 概念) 化入心中, 并转化为建筑式的形象,这个过程是需要反复多次才能有比较满意的建筑形象。当然如果关系不太复杂和基地条件较好( 地形较方正, 其他条件也不甚苛刻) , 那么就可用不断走向形象的方法做建筑方案。具体做法如下:功能关系系统图由非面积关系转化为面积关系;功能关系系统图由非位置关系转化为位置关系;套上结构可行性、合理性, 主要是布置可能的门和通道的设置, 都要在草图上相应地反映出来;调整基本功能( 如采光、通风、楼梯、走道、室内外关系等)及空间的秩序;在平面关系基本完成的基础上, 把建筑“立起来”。这时,一要设计剖面, 二要设计屋顶, 然后再考虑立面;最后是综合性的调整, 包括功能、技术及造型问题的调整。
1.2 地形分析的方法
地形分析的方法就是根据地形来布置, 这种方法的步骤是:第一步, 首先熟读地形( 包括地形、形状、大小、朝向、交通及周围环境条件等) , 渐渐形成粗略的“轮廓” , 其次做的就是把设计的建筑底层面积按比例大小画到基地上去( 任何形状均可) , 因为这个目的不是造型的, 而是先看一看, 基地上还有多少空余之地, 以便下一步设计时心中有数。第二步, 按一定的功能关系( 只要大的关系就够了) , 粗略地划出它的形态( 此时已是建筑形态了) , 但其面积比例要比较接近, 否则就没有作用了。由此得出一个最初的草图。第三步, 根据这个意向性的草图, 进一步细化( 如每一部分建筑的长度和宽度, 过渡的连接部分有多宽、多长、连接部位在何处等等) 。这种方法比较简便易学, 也很实用。如果遇到复杂的功能、复杂的地形, 就要反复多次的调试, 最终还是能够比较顺利地完成方案设计。
1.3单元设计法
单元设计法有两个要点: 一要建筑功能本身具有单元性; 二是“单元”与“单元之间的连接”两方面分开来进行设计。
单元设计法可分两类:第一类, 最为典型的就是住宅, 因为它是多单元重复的, 所以一个单元考虑好后, 就可以在基地上排列, 任何基地均可安排。第二类, 是建筑中的某个部分在建筑中不断重复, 如高层建筑中的标准层, 只要设计好一个标准层, 则不管该建筑物有多少层, 都一样的布置。
二、总平面设计
主要是确定出入口、交通组织、图底关系及竖向设计等。通过分析人从哪里来以确定主、次出人口的定位范围。分析人、车、建筑物三者的关系,确定图的位置,图的形状,主要人流从哪一个方向、哪一个部位进入用地,这是做任何一项建筑设计首先要分析的内容,是一个事关建筑布局成败的第一关键问题。总图出入口的设置除了做到图面布局的美观和满足城市规划退让距离的要求,还应满足消防规范对出入口数量、位置及大小方面的要求。出入口应尽可能设置于项目内部与外部环境能紧密连结的位置,并尽可能做到人车分流、机动车与非机动车分开设置,这样,既能满足功能需要,又可以做到安全原则,满足建筑设计以人为本的人性化设计要求;在用地规模较大的项目中,可以考虑设置独立的垃圾出口,减少垃圾运输对人们生产、生活的影响,营造一个优美、洁净的环境空间。基地内的道路应通过出入口与城市道路相连接;道路设置应满足人车通行的要求,并尽可能避免回环曲折,缩小交通流线长度,这样,在建筑密度不变的情况下,减少的道路占地面积可以用于种植绿化,以提高项目环境品质。
图底关系分析:首先,把设计建筑的所有房间看成是一个设计要素,把室外人流集散活动区域和停车区域作为另外两个设计要素,这样,我们面对三个设计要素来考虑设计问题,就把矛盾简化多了,也抓住了这一设计阶段的主要设计矛盾。但是,这种图底关系的分析一定要在建筑具体的用地范围内进行,并根据外部环境条件和前述已确定的两个出入口大致方位的前提条件进行有目的、有目标的分析。通过分析进一步确定“底”上“图”的位置、形状。
三、建筑方案的生成和同步思维的运用
设计阶段之间并不是互相独立的, 阶段与阶段之间存在着互相联系和互相影响的关系。同步思维的运用能够有效地引导设计师进行方案设计:
1、同步思维在环境设计和单体设计中的应用
环境设计是建筑设计过程中的首要环节, 其自身与单体设计又存在着十分紧密的联系。因此,在环境设计的分析考虑过程中,在考虑到外部条件对环境设计造成影响的同时,还需要考虑外部条件与单体设计的关系。环境设计在执行过程中, 单体设计的要求和标准也需要加以注重。只有将这种同步思维应用到环境设计和单体设计的过程中, 才能让环境设计有着更为科学的设计规划,促使单体设计工作的顺利进行"而在单体设计的工作过程中, 同样需要结合环境设计的结果进行考虑。这是因为这些环境设计的结果是单体设计的外部条件, 同时也是对形成单体设计的个性体现的来源。因此,同步思维应该在首要环节开始之时就要认真运用。
2、同步思维在各层平面设计中应用
同步思考的思维模式在建筑物的各层平面设计工作中同样有所运用, 这是因为一些设计元素在建筑设计过程中是需要同时考虑到几个层面的,例如垂直交通体系的定位。卫生间系统的配置等, 层面间的设计需要同步进行。各层平面的设计还需要从空间效果的角度出发进行思维。例如一些公共空间的大厅的上下空间需要实现流通, 那么在设计一个层面时就需要对其他的层面形式和面积情况等设计问题进行分析, 只有在同步思维的引导中, 才能将设计目标更好地实现。在上下层面的房间面积的配置过程中, 也需要上下层同时进行规划和调整。只有让各个层面不断进行地协调设计, 才能将建筑目标更好地实现。
3、同步思维在建筑设计和结构选型中的应用
建筑方案在设计过程,有时出现这样一种情况,平面的组合设计在建筑物各个房间的面积的基础上进行, 这样往往使得建筑物的各个房间的开间大小不一致, 建筑结构系统没有规律, 整体表现较为散乱。由此可见,在建筑设计的过程中要对结构概念加大意识和重视。在平面设计的大致功能和布局设计已经决定时,要对其建立一个合适科学的结构格网系统。结构选型和建筑设计需要注重同步思维的运用, 其主要原因是可以为建筑方案构建一个科学的结构支撑体系, 再从结构的逻辑性整理平面的关系角度上对房间的面积大小进行协调布置, 让建筑平面与结构体系达成统一。结构整理工作不需要在结构选型的基础上对平面布局重新设计, 而是将各个房间的平面形态融人到结构体系中,对其进行协调整理。
四、结论
我们要通过系统分析,总结建筑方案设计的思维方法和设计程序,以期设计出好而实际的建筑方案,设计出经济、适用又不失美观的建筑
【参考文献】
关键词:概念设计;结构设计;运用
当前科学技术迅速发展,计算机结构程序的全面应用给结构设计师带来极大方便,大大减轻了他们的劳动强度,提高了设计的效率和质量,从而加强了设计师对建筑结构计算软件的依赖。
结构设计和概念设计的区别
概念设计和结构设计究竟有什么区别呢?比如一个大学生刚毕业从事设计的时候,往往对一个简单的工程设计无从下手,而计算某个构件或设计一个单根构件却是轻而易举的事情,这是为什么呢?因为没有经验、没有结构的整体概念就不会概念设计。
一些结构设计师不重视结构的基本理论和基本概念的正确使用,不能有效地运用他们的知识、精力和时间去考虑结构的整体设计、协同工作等一系列概念设计问题而是一味地依赖计算机,久而久之许多设计人员缺乏结构设计的概念,对软件技术条件认识不清、对计算机的计算结果无法判断,对规范与软件之间的差异不甚了解,对如何加强结构的整体性、合理性、经济性没有概念,甚至一些设计人员因为过多地相信计算机分析结果而导致结构计算模型与实际建筑物存在较大差别,引起结构施工图中出现了大量的概念性错误和计算错误,且有些错误可能会导致严重的后果。为保证建筑结构的安全、适用、经济、可靠,对设计人员强调结构概念设计的重要性是非常必要的。
概念设计的内容十分丰富,应用面也非常广泛,几乎蕴含了所有的结构设计过程。我们通常谈到的安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、地震的概念、使用的概念等都属于结构的概念。概念设计就是融合这些概念,贯穿到结构造型、方案设计、结构布置、计算简图抽象、计算结果处理、施工图绘制等设计的整个过程,对理论无法明确的部位,还要有定性的认识后才能反映到设计成果中。一个结构工程师的首要任务就是在每一项工程设计的建筑方案开始,就能凭借自身拥有的结构体系功能及其受力、变形特性的整体概念和判断力,用概念设计帮助建筑师开拓或实现该建筑业主所想要的。
二、概念设计需要经验的积累
概念设计的取得要根据个人经验的积累,在实际中结合建筑功能要求、结构安全等级、抗震设防登记、地质资料、当地资料、当地自然环境等来进行定性设计的过程,它的内容包括:确定三缝设置、结构体系、基础形式的埋主要构件的几何尺寸等。比如,有的设计人员用多层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,既不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题还是在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”要避免这种情况,不妨运用概念设计的思想。
建筑的概念设计,在整个设计过程了起着举足轻重的作用,一幢建筑物的设计,如果没有事先经过全盘正确的概念设计,以后的计算模式再准确、计算再精确、配筋再合理,也不可能是一个经济、合理的优秀设计工程。所以结构设计人员应该及早介入建筑的概念设计。住宅设计无论是多层砖混或和框架剪力墙结构,都不同于以往的静力设计,必须从抗震的角度,采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此,结构设计人员必须及早介入建筑结构的概念设计,否则,将会导致建筑结构设计的不合理,给以后的结构设计带来难度。为在建筑物的方案设计阶段正确把握建筑结构的概念设计,应对不同形式的住宅建筑,掌握各自概念设计中容易疏忽的要点。因此,结构的概念设计主要是重视规范及规程中有关结构概念设计的各条规定,不至于陷入只凭计算的误区。若结构严重不规则,整体性差,则仅按目前的结构设计计算水平,难以保证结构的安全,而且十分不经济。
三、概念设计思想的运用我国现行的结构设计理论与计算理论采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,与过去经历过的经验估算法、容许应力法及破损阶段法相比,它更科学、更合理,但也存在一些缺陷或不可计算性,即它对具体空间结构体系整体研究存在一定的局限性,只能视作近似概率法。如,对混凝土楼板结构设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果结构的实际受力状态差之甚远。为了弥补这一缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,必须用优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。要充分发挥结构程工师的创新能力,因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。
四、概念设计对结构设计进行宏观控制
(一)在方案设计满足建筑要求的前提下,从宏观的角度考虑结构整体性及主要分体的相互协调关系,确定总体设计方案;二是在理论设计过程中综合考虑工程条件、计算理论、材料性能等各种因素对计算结果的影响,判断理论设计的准确性,并对一些工程中难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题,根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理
(二)概念设计是运用人的判断和思维能力,从宏观解决结构设计的基本问题、概念设计是一种思路,是一种定性的设计,它不以精确的力学分析、生搬硬套的规范条文为依据,而是对工程进行概括性的分析,制定设计目标,采取相应结构措施。具体到设计过程,就是根据特定的建筑空间和地理条件,结合建筑的功能要求,考虑结构安全、适用、经济、美观、施工方便等各种因素后,确定结构的总体方案,按照结构的破坏机理和破坏过程,灵活且能有意识地利用整体结构体系与基本杆件间的力学特性与关系、设计准则、工程现场实时的资源条件,全面合理地解决结构设计的基本问题。既要注意到总体布置的大原则,又要顾及到关键部位的细节,从根本上提高结构的可靠度。
关键词:建筑结构设计; 提高;安全性
中图分类号:TU2文献标识码: A
一、建筑结构设计安全性概述
建筑结构设计安全性的确定,应在统计学理论及概率论的基础上,对成功的数据进行分析总结,并根据当前设计及施工技术水平、国家或地区资源状况和经济水平、建筑材料质量等综合考量。但是,在建筑结构设计的实际操作中,很少考虑工程项目所在地的经济条件和资源状况,更多的依靠结构工程师的经验、结构选型、建筑材料质量、目前的施工技术水平等进行综合考虑,这是导致安全系数和工程造价偏高的现象发生的原因之一。
我国目前各地区经济发展程度还存在较大差异、施工平均水平不高、建筑材料质量整体水平欠缺。在跟国际通行的建筑结构设计规范相比中,还是偏于不安全的范畴。因此,提高建筑结构设计的安全性显得尤为重要。
二、建筑结构设计中存在的安全隐患
作者通过多年的工作经验,并结合相关的资料,总结出如下建筑结构设计中存在的安全隐患问题:
1.抗震度不够
我国虽不是地震经常发生的国家,但曾出现过的唐山大地震和汶川大地震这样具有极大破坏力的灾难,给我们国家带来了巨大的损失,在地震中,我们不难发现有很多的豆腐渣工程,达不到抗震的要求。因此,在重建家园的时候,我们应该把建筑物的抗震性能作为重要的性能指标,对于像八级这样的大地震也能稳定,从而减少地震发生时人员伤亡及财产损失。同时,在设计中也不能恪守规则,生搬硬套,要结合实际情况而设计,选择不同的抗震规范,以免造成不必要的浪费。
2.建筑结构设计不合理
由于建筑结构设计者的知识和经验不足,导致其设计的建筑结构不合理,存在安全隐患或其他问题。这种人员虽然只是建筑结构设计行业中的极少数,但他们的存在也非常值得重视。因此设计人员要人人自危,不能只考虑公司利益,也要切身为顾客考虑,学会换位思考。设计人员要全而考虑情况后,再进行设计,并把不合理的设计或只顾美观不顾质量的设计扼杀在襁褓中,不要等到造成恶果时,再想补救措施。
3.人为因素
通常在施工过程中,施工单位为了追求更高的经济效益,在结构设计中偷工减料。一方面,一些建筑公司为节省开支,获取高额利润,过度节约钢材,偷工减料,不重视建筑物的质量和安全性能,导致建筑物中钢材等材料的性能减弱,从而导致了建筑物的质量不过关,安全性能下降。而我国对建筑物钢筋的配筋率有明确规定,要求建筑物的不同部位的配筋率不同,因此,建筑设计人员要对建筑物的配筋率高度重视,对施工过程进行实时监督。另一方面,一些建筑公司为了节省开支,在施工中使用冷轧变形钢筋, 虽然节约了资金,但这种钢筋强度和韧性都达不到规范中的规定,给建筑物的安全性能带来了隐患。
三、如何提高建筑结构设计中的安全性
1.在结构设计中采取的措施
(1) 做好建筑结构的概念设计
结构的概念设计是根据各种安全灾害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思想,依据对建筑结构的总体理解及掌握,在特定的建筑空间及环境条件下,有意识的利用结构总体系和各分体系间的力学特性及关系,采用概念性近似计算方法,快速、有效地对结构总体系及分体系进行构思、比较与选择,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和细部措施的宏观控制。具体为选出合适的竖向结构体系、水平分体系、基础类型、确定结构总体方案的布置、相应的分体系以及它们之间的关系、结构的计算模型、结构的构造等,在初步设计前为所设计的工程项目设想一个概念性的总体方案,使其后的设计、施工都能够比较顺利,避免发生难以补救的原则性错误。
(2)结构方案对其安全性的影响
一个好的结构方案是实现结构安全性的基础性条件。结构方案设计属于创造性工作,是一个从无到有的过程,在选择确定竖向结构体系、水平分体系、基础类型,进行结构布置、截面尺寸确定、构件连接、材料强度等级选择等工作中,需要考虑所选结构体系是否具有好的整体稳定性、结构传力途径是否直接明确、结构整体是否有足够的必要的多余约束、局部破坏会不会引起连续倒塌等等,规范没有规定现成的公式,需要设计人员根据经验对所设计建筑及结构整体把握,选用适当的模型进行适当的计算,并判断选择,确定结构方案。
(3)结构构造措施、计算简图的确定结构构造措施、计算简图的确定是建筑结构概念设计另一方面的内容。结构设计中,根据结构概念设计的原则,为保证结构的安全性,作为结构计算的前提和补充,对结构和非结构构件的各部分采取的细部措施,是结构的构造措施。在结构的分析和设计计算中,都需要对真实的结构进行适当的简化、假设,选取出相应的计算简图。选取结构的计算简图只能是根据结构的概念、力学原理进行,没有办法通过计算选取。选出的计算简图能否代表结构原型,取决于设计者对结构体系及构造、结构力学模型、结构力学响应等的把握。结构的计算简图是结构计算分析的基础,只有选定的计算简图和结构原型比较相符,计算出的结果才是有效的。
(4)做好建筑结构的计算设计
在一个较好的结构方案的基础上,选取合适的计算模型对结构进行分析计算,进行构件承载力设计或校核是实现结构安全性的重要方法及步骤。也就是说,建筑结构计算设计分为结构分析和截面设计。
在结构设计过程中进行的建筑结构的分析,是将预测出的结构设计基准期内施加于结构的各种作用代表值施加于前面所述建筑结构方案的简化后得出的计算简图,并求解结构在各种工况下的效应――轴力、弯矩、剪力、扭矩、截面的位移、裂缝、正应力、切应力等,并选择合适的参量作为控制构件截面承载力、变形设计的依据。 设计过程中的结构分析有几点需要注意:一是,对于作用预测得是否准确,尤其一些偶然作用如地震作用,对结构分析的影响很大。二是,结构分析的对象是计划建造结构简图,是模型,不完全等同于建造好的结构,分析计算出的结果是否是结构受力后真实的力学响应。这些都是结构分析中需要注意的地方。
目前,对结构设计中的结构分析还没有达到系统化、完善化,还需要进行系统研究,完善现行相关规范的有关内容,为实现结构的安全性做出贡献。截面计算设计是我国现行规范规定最为全面,内容最为翔实的结构设计内容,这是我国设计人员最熟悉、把握最好的内容,也是建筑学科教育中抓的最扎实的方面,目前,也是做得最好的一个方面。通过截面计算设计及构造设计完成结构构件的设计,这也是实现结构安全的一个主要方面。
2.严格按照国家规定的建筑规范设计建筑结构
随着建筑业进一步的发展,建筑结构越来越被重视。国家也出台了一些相应的规定。而一个国家的规定不仅仅是技术性的,还具有很强的政策性。而且这些规定是与时俱进的,要不断修改。我们不能仅仅满足子过去的设计标准。为了提高建筑的质量,消除安全隐患,建筑设计人员要谨守本责,对建筑过程中不符合国家相关规定的行为及时提出异议,并提出解决措施,以避免或减少类似情况的发生,使建筑结构设计更多的为人们考虑周全。同时,建筑结构设计人员对存在违规行为且屡教不改的人员要及时举报,以免造成更严重的损失。
3.开展科研,创新设计软件
工欲善其事,必先利其器,道理是显然的,这对于任何行业都适用。随着建筑事业的发展,特别是现今建筑行业的飞速发展,建筑结构设计的内容越来越复杂, 难度越来越大。从另一个角度来说,我国建筑结设计对设计人员知识的深度和广度有了更多的要求。在此种情况下,现有的结构设计程序已不能满足设计人员的需求。例如有些力学模型不能适应比较复杂的结构和构件形式,对某些构件的承载力设计处理不理想或计算不准确,这对建筑物的安全性缺乏保证。同时计算机程序的内容和功能直接影响结构设计水平。有时为了解决生产问题,配合软件的能力,只能把计算过程简化以满足计算程序的能力。所以,提高结构设计中建筑的安全性,首先要开发出一款高精度软件,这就需要设计者和计算机程序专业人员合作去完成软件开发,推新创新,不安于现状,勇于承担起这个任务。
四、结语
建筑工程结构设计安全性是一直被人们探讨的话题,工程结构的安全设计是保障建筑物质量安全的首要条件。因此,设计人员要真正认识到工作的重要性,提高对设计中存在的安全质量问题的识别能力,在工作过程中针对不同设计问题积累经验,保证建筑工程结构设计的安全性、合理性。
参考文献
[1] 蒲德群. 建筑结构安全水平的合理设置方法及策略研究[d].北京:清华大学,2008.
论文关键词:环境艺术设计 空间 功能与形式 环境
环境艺术设计专业作为一个新兴专业,在国内艺术设计学科建设中,发展历程较短,正处在蓬勃向上的成长期。我们应抓住这一时机,充分发挥院校的各自优势,关注环境艺术设计专业的学科体系建设,完善教学理念和指导思想,注重教学规律的探索与总结。
环境艺术设计涉及的范围广阔,专业结构上是由多种学科领域交叉构成的复合体,知识结构呈现多元化、综合化的“大知识组团”,而且有领域扩大化的趋势。对此各院校应结合本校资源结构特点,在环艺专业的内容设置上突出重点,抓中心领域的构成研究,或围绕中心领域开辟新的专业知识增长点,避免大而全的做法。但也不能将环艺专业的发展建设依附于某个学科,因为环境艺术设计并不是哪个学科的分支。应注重环境艺术设计专业的自身建设的研究,保持专业良性发展的趋势,共同努力,形成专业发展的合力,完善专业体系建设。在分析构成环境艺术设计中心要素时,应以视觉艺术要素为切入点,对涉及到艺术表现且与环境相关的领域和专业,进行重点研究,并对其内容进行必要的筛选整合,使之更有针对性和连贯性,而不能只是将相关学科专业的内容简单相加。只有构成内容的合理配置,才能形成环境艺术设计专业建设的有机整体。目前的环境艺术设计专业的中心要素,至少包括建筑艺术、园林艺术、城市规划、公共艺术等。对各中心要素内容的整合研究、学习,将是环境艺术设计专业健康有序发展的关键之一。
环境艺术设计的目的是对人们所处的生活空间环境进行有序地规划与设计的过程,是使自然环境生态化、社会环境艺术化、人工环境和谐化的有效手段之一。由此可以看出,环境艺术设计首先是对以人为中心的生活“大环境”的改善和创造。随着社会的进步、科技的发展,当今人们的活动空间范围日趋扩大,建筑的概念不只局限于建造的房屋,应包括人们生活和活动的场所,“因此正确地评价建筑应该是人类进行生产、生活的基本条件和环境”。
意大利建筑理论家赛维指出:“建筑空间是我们生活的场地、生活的环境、生活的舞台。”室内设计和景观设计,是环境艺术设计专业目前两个发展迅速的方向。前者是为了满足人们的生活、工作、休闲的物质要求和精神需求所进行的建筑内部空间设计;后者是对建筑外部空间环境的设计。因此,环艺专业的学生对建筑的认识不能停留在一个艺术的接受者和欣赏者的角度,应以空间的概念理解建筑,应从建筑设计的学习中,升华对建筑艺术的认识。
万事开头难,一个好的开始也就是成功的一半。 建筑设计的初始学习,自然十分关键。小住宅建筑设计(或称别墅设计)是建筑专业学习建筑设计初始的课题。针对环艺专业的特点,将其内容作必要的调整,使之成为环艺专业认知建筑空间与设计原理的主要起点课程。
首先,通过对小住宅建筑历史的回顾,以点带面,可以使学生认识建筑艺术在社会不同历史时期和不同社会背景下的发展历程,以及建筑作为一种文化现象的传承性、多样性和创造性。特别是要向大师学习,现代许多建筑大师都曾对小住宅(别墅)的设计情有独钟。感悟他们在小住宅设计中体现出来的设计理念和创新精神,可以从中解读世界现代建筑思潮和流派的演变、发展、兴盛与更迭的历史轨迹。如,柯布西耶在萨伏伊别墅设计中体现了他倡导的现代建筑五原则,“建造出与以往的石砌结构形式的建筑彻底决裂的里程碑建筑”。(安滕忠雄语)同样、密斯·凡·德·罗在其设计的图根德哈特以及范斯沃斯等住宅中,也充分体现了设计者“少就是多”的建筑理念,并将钢和玻璃的组合提升到一种精神境界,对建筑细部的处理,更可以用完美来形容。“流水别墅”的设计在建筑史上留下了绝妙的一笔,赖特的“有机建筑论”更是具有深远影响。如他所言:“我努力使住宅具有一种协调的感觉,一种结合的感觉,使它成为环境的一部分。”建筑史上将20世纪60年代以后出现的各种建筑思潮,称为“后现代主义”时代。这其中的许多代表性人物也大多在小住宅设计中最先体现出各自对建筑空间建构、材料的表现性等建筑语言方面的探索与追求,也反映了在新的价值观基础上,设计者对建筑人性化的关注和对建筑的时代性与建筑表达的可能性等问题的思考。改革开放后的中国也留下了他们当中很多人的足迹,如设计CCTV新楼座的库哈斯,中央美术学院新美术馆的设计者矶崎新,自学成才的安滕忠雄,奥运会场“鸟巢”的设计者之一的德梅隆和多次来华讲学的文图里等,这使我们近距离、多方面体会名家的作品成为可能。在环境艺术设计专业开设建筑设计课,也是根据学生的知识技能构成特点而设立的。目前环艺专业的学生以造型为专业基础,对形式的感受力强,但对空间的认识,往往停留在平面中所形成的三维虚拟的立体空间上,并且在设计时常有重形式、轻功能的问题。因此,培养未来的专业设计人员应具有的素质,还有很长的路要走,更需要有一个良好的开始。
一、课题内容的确定
通过教学培养学生的空间立体形态意识,并对建筑的功能与形式,建筑的尺度、材料与色彩,建筑与环境等建筑设计的基本原理与方法有一个较完整的了解。同时,更需关注建筑与人文精神、与经济技术、与所服务的对象的关系这些建筑设计中的本质问题。
二、课题的定义和特点
小住宅建筑涵盖了别墅的定义,但小住宅不一定就是别墅。最大的不同在于别墅的用地有其特殊性,“往往指建在环境优美的地带,供人居住和休憩的独户住宅”。而小住宅可以身处闹市,环境条件并不一定优美,但它有别墅的特点,它不在于建筑面积的大小,也不是用富丽堂皇来衡量,而是讲求独具特色,追求便利、舒适和美观。这种单独设计、个体建造的小住宅建筑反映了服务对象的个性化特征、品位和理念。
三、教学的目的与方向
1.小住宅建筑设计是建筑设计的初始,通过学习了解掌握建筑设计的一般程序、基本原理和基本的方式、方法,对建筑的认识有质的飞跃。
2.一个好的小住宅设计应当解决好建筑与周围环境的协调问题,充分利用自然景观,因地制宜地将地域历史文化传统和审美趣味创造性地融入到建筑设计之中。
3.解决好建筑形式与功能的关系。以人为本合理细化功能组织,使空间布局自由流畅、富于变化,同时各空间元素具有内在的有机衔接,且比例、尺度人性化。
4.学习掌握建筑形态构成的一般原理,充分发挥艺术类学生对形式美感的独特感应能力和艺术想象力与创造力,将生活的感受、知识的积累通过艺术的知觉提炼,浓缩为抽象化和空间化的形态构成。
5.通过学习小住宅建筑设计,使学生初步掌握建筑设计的语言与技巧,提高设计方案从概念至全面深化的能力。培养从平面草图至立体模型表现的设计能力,以及规范运用制图正确表述方案的能力,为日后环境艺术设计中正确处理好建筑与空间环境的关系创造良好的开端。
四、小住宅建筑设计的内容与主要步骤
一是由教师选定一个基地环境并设立功能任务书,如,在依山傍水之地设计建筑面积300平米左右的单层或多层小住宅建筑(别墅)。二是由学生自己选择模拟客户。根据要求选择基地环境,参照任务书内容,进行有针对性的资料收集和调研活动,然后写出调研报告,根据综合分析的结果,对小住宅建筑的形式、功能、景观、车流和人流等做出全面规划,并选择自己最为理想的构思创意方案,最终完成住宅的设计。
五、难点分析
1.在空间的认识问题上,应注重空间的功能性对人感知空间时的心理影响。“功能性”是多方面的,不能简单理解为只满足实用需求,应强调居住者在空间中的心理感应(由视觉引起),唤起人们在空间中的情感与联想,所以设计时应始终关注实用与立意的结合,并将其作为创作的目标。要创造首先能感动你自己的有意义的空间与形态,并且能将功能有机地贯穿组织起来,使空间兼有物质与精神的双重属性。
2.艺术院校的学生思维活跃,初学建筑设计时,对潮流和时尚感觉敏锐,且有较好的形式感和表现力,欠缺的是通过理性思维和推理过程寻求解决问题答案的能力。设计初始,往往形成一个或多个构思,但只停留在对形式的直观感受层面,缺少系统和综合分析问题的能力。有时只形成一个概念性方案但深入不进去,使最终的方案得不到升华。应当注意的是,设计方案的构思立意明确以后,各环节问题的处理没有一个既定的程序模式,更不是一个问题完全解决之后再考虑下一个问题,因为毕竟方案设计不是加工标准件的过程,方案设计过程的各个环节是一个互动的、相互关联的整体,应同时关注几个环节和环节的各个方面。这期间的反复推敲,“一步一停、一步二晃”,都在所难免,应把握立意这条主线,统筹兼顾,综合分析存在的问题,弄清问题的相互作用点,并进行整理归纳,在衔接中解决矛盾。
设计素质的培养不是一朝一夕的事,也不是一两个课题就能解决的问题,需要不断的积累,并且有赖于教育者经常性的正确引导,不断拓宽学生的视野,使学生更加关注社会文明进步成果,打破专业界限,培养起广泛的兴趣与爱好。
参考文献
[1]《别墅建筑设计》,邹颖、卞洪滨编著,中国建筑出版社
关键词:建筑结构;概念设计;结构设计;应用
随着科学技术的迅速发展以及计算机结构程序的全面应用,给建筑结构工程师们带来了极大方便,大大提高了设计的效率和质量。但同时也养成了很多设计人员一味地依赖计算机,认为结构设计很简单,只需要按照规范、图集,通过电脑软件计算就可以完成,设计人员成了不过是东拼西凑的计算机画匠而已,对计算的结果也无法判断正误,规范与软件之间的差异更是不了解;对如何加强结构的整体性、合理性、经济性更是没有概念。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去
1概念设计
1.1概念设计就是运用清晰的结构概念, 不经数值计算,而依据整个结构体系与分体系之间的力学关系、 结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验等对结构及计算结果进行正确的分析,并考虑到结构实际受力状况与计算假设之间的差异,对结构及构造进行设计,使建筑物受力更合理、安全、协调。概念设计主要从以下两个方面对结构设计进行宏观控制。(1)是在方案设计满足建筑要求的情况下,从宏观的角度考虑结构的整体性及主要分体系的相互关系,来确定建筑结构的总体布置方案。 (2)是在理论设计过程中综合考虑各方面因素对结果的影响,以判断理论设计的准确性,并对一些工程中难以作出精确分析或在规范中未精确规定的问题,根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理。 概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理,是一个优化的过程。
1.2运用概念设计的思想,能让结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。
1.3目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般做法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达 60%,并提高屋内物品的安全性。
1.4在建筑抗震设计中,更应注重概念设计。这是因为建筑结构的复杂性,发生地震时,地震力的不确定性,人们对地震时结构效应认识的局限性与模糊性,结构抗震分析计算的精确度,材料性能与施工安装时的变异性以及其他不可预测的因素,致使设计计算结果(尤其是经过实用简化后的计算结果)可能和实际相差较大,甚至有些作用效应至今尚无法定量计算出来。因此由于存在上述诸多不确定因素,建筑结构设计计算无法涵盖可能的所有不确定因素。因此,必须重视整体的概念设计,从某种意义上讲,概念设计甚至比分析计算更为重要。
2结构设计中的概念设计的体现
2.1概念设计在结构设计流程中的体现
结构设计的流程一般分为三个部分: 前期的方案选择、中期的结构计算阶段及后期的施工图绘制阶段。 这三个阶段都发挥着重要的作用。
(1)合理选择结构方案。一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,在此基础上进行结构选型,确定最优结构方案。概念设计在工程设计一开始就应把握好场地选择、能量输入、房屋体型、结构体系、刚度分布、构件延性等几个方面,从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节。
(2)选用恰当的计算简图。结构计算是在计算简图的基础上进行的,即对作用的荷载与构件的约束状态进行一定的简化,使其接近实际状态。现在的建筑物功能复杂多样,以前的手算已经无法满足要求,结构计算只能通过计算机来完成。所以,要将实际工程的结构形式转变成可以用于计算机计算的模型,并保证有足够的精确度就成为结构设计的关键问题。 而要达到这一目的就需要设计人员在结构计算的过程中利用概念设计进行判断与控制。
(3)正确分析计算结果。现在结构设计中有许多软件可以供结构设计人员选择,但不同软件往往会导致不同的计算结果。所以,设计人员在进行结构计算前,先要全面了解该程序软件的适用范围和技术条件,使用时要避免操作失误,且对电算的结果再用概念设计进行科学分析,以做出正确的合理判断。
2.2抗震设计中应注意的概念设计问题
抗震设计是结构设计的重要组成部分。 地震是一种随机振动,要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数,目前尚难做到。 现在所采用的地震参数只是概率意义上的估计值,而结构在地震作用下的性能有许多不确定性,因此,抗震设计不能过分依赖理论计算,概念设计在抗震设计中显得尤其重要。
(1)选择合适的场地 。 地震造成建筑物的破坏情况是各不相同的。 一是由于地震时地面强烈运动,使建筑物在震动过程中,因丧失整体性或强度不足、变形过大而破坏:二是由于水坝倒塌、海啸、火灾、爆炸等次生灾害而造成;三是由于断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等地面严重变形直接造成。 前两种可以通过工程措施加以防治,而后一种情况,单靠工程措施很难达到预防的目的。 因此,选择工程场址时,应进行详细勘察。 搞清地形、地质情况,挑选对建筑抗震有利、尽可能避开对建筑抗震不利的地段。 任何情况下均不得在抗震危险地段建造可能引起人员伤亡或较大经济损失的建筑物。
(2)选择合适的基础方案 。 基础设计应根据工程地质条件、上部结构类型及荷载分布、相邻建筑物影响及施工条件等多种因素,选择经济合理的基础方案。 基础设计应有详尽的地质勘察报告,一般情况下同一结构单元不宜采用两种不同的类型。
(3)采取相应的构造措施。 遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”的设计原则,注意构件的延性性能,加强薄弱部位,注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的直线段锚固长度,考虑温度应力的影响。除此之外还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置。 设置多道抗震防线应尽量避免出现薄弱层。
3概念设计的意义
3.1展现先进设计思想的关键。概念设计的根本宗旨,是在特定的建筑空间及地理条件下,用整体概念来考虑建筑结构的总体方案,且能有意识地发挥和利用结构总体系与分体系之间的力学特性与关系。运用概念设计从整体上把握结构的各项性能,方能对计算分析的结果进行科学判断和合理取舍。在概念设计之初的方案阶段,能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较、分析与选择,可采用概念性设计到工程中去。
3.2体现结构设计的原则与灵活。建筑物是一个完整的空间结构,各构件都在以相当复杂的受力方式共同工作,而并非是独立于总体结构体系之外的单独构件。当前在建筑结构设计界,对具体空间结构体系的整体研究上还存在着局限性,以至于在设计过程中采用了许多假定与简化方法。作为结构工程师,一方面在设计过程中既要做到严格遵守和执行相关的强制性规范和要求,坚持结构设计的原则不能改变,另一方面,又不应盲目、教条、机械地照搬照抄,尤其是对推荐性规范和要求,应把它作为一种结构设计中的指导和参考意见,从而可在实际的设计项目中作出更为正确的选择。这就对结构设计工程师提出了要求,要对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有更为透彻的认识和深入的了解,把建筑结构概念设计应用到实际工作中去。
3.3弥补设计、计算理论的不足。目前的结构设计计算水平难以有效地保证结构设计的抗震、抗风性能,尤其是抗震设计。以“5・12 汶川大地震”为代表的近几年国内外几次震害的经验教训充分说明,从某种意义上讲,概念设计确实比分析计算更为重要。目前,现行的结构设计理论和计算理论仍然存在着一些缺陷:如对混凝土结构设计,内力计算采用基于弹性理论的计算方法,而截面设计则采用是基于塑性理论的极限状态设计方法,两者的矛盾使计算结果与结构的实际受力状态存在较大差距。为了弥补设计、计算理论的缺陷,或实现对实际存在的大量难以计算的结构构件的设计,也需要概念设计与结构措施来共同满足结构设计的需要。