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建筑设计所涉及的问题不仅仅是某一个单独的方面,而是相互联系的、大规模的学科背景。建筑贯穿于城市发展的整个过程,随着城市发展水平的不断提高,建筑的建筑也逐渐趋向集中和大规模,并且还会涉及到其他的领域,比如:环境、人口等。所以现代的建筑学科也在不断地细化,之前单独的、集中型的建筑学已经不能适应时代的需求了。
1 高层住宅建筑平面设计的原则
住宅作为一种最常见的建筑类型,在我们的建筑设计中占了一个非常大的比重。而且目前高层住宅建筑不断增多,其平面设计工作涉及的问题也越来越多。通常情况下,我们将高层住宅建筑的平面设计工作分为公共区域的平面设计和私人区域的平面设计,而要想有效地解决所存在的这些问题,就必须从高层住宅建筑的平面设计原则入手,弄清出现问题的原因并制定合理的解决方法,从而真正做好高层住宅建筑的平面设计工作。
通常情况下,在对高层住宅建筑进行平面设计的过程时我们应主要遵循四大设计原则:首先是建筑的布局必须合理,功能应较为齐全;其次是房间的类型要齐全并且各尺寸应适中;然后是为了充分保证用户的经济效益,应充分利用有效的面积,即设计时要尽量保证有较少的交通面积,较多的使用面积;最后则是要保证平面的规整性,这样也更有利于后续的结构设计工作,降低了工程的整体成本。由于住宅建筑平面设计的质量对于建筑整体的体形、体量以及其他很多特性都是有着至关重要的影响的,因此我们必须充分认识到平面设计工作的重要性。
2 高层住宅建筑平面设计中存在的问题
在一个高层住宅建筑工程的所有设计工作中,平面设计工作应是最基础的工作。由于我国不同地方区域的天气条件、地理环境以及人文条件都是存在了较大的差异的,因此不同区域住宅建筑平面设计工作的出发点也是有着显著的不同的,南方区域为了保证更好的散热和通风,设计时通常都是采取十字型、双十字型或是井字型的;而北方区域则要保证向阳和保温的需求,因此其设计时就采取蝶式平面或是蛙式平面。在此基础上,高层住宅建筑又多了一个“高”的特点,因此其主要的交通工具就是垂直上下的电梯。另外与多层建筑相比,高层住宅建筑在供电、供水、供气等方面的要求都是更高的,并且其平面布局的规划工作也更为复杂,因此其设计时也更容易出现问题。与多层住宅建筑相比,高层住宅建筑每个单元需要服务的户数肯定是要更多的,因此高层住宅建筑在散热、采光以及通风等方面的效果就要差一些,而噪音污染以及视线干扰也是高层住宅建筑平面设计中存在的问题。
3 高层住宅建筑平面设计的方法
3.1 私人区域的平面设计工作
在对私人区域进行平面设计时,要充分的保证使用用户的生活质量,所以需要对功能进行合理的分区,合理的划分睡眠、餐饮以及活动等区域,防止它们出现互相干扰的现象,同时还必须重视私人区域中卫生间的干湿功能分区的设计工作,充分的保证其使用性能。
3.1.1 卧室的设计。对此区域的设计就是要充分的保证住户有一个良好的休息环境,所以设计时就要防止内部和外部的环境对屋内造成干扰,而在位置上卧室应尽量选择在平面的深处。另外,如果卧室空间面积是足够的话,还是留有衣柜以及更衣室的空间。
3.1.2 厨房的设计。对厨房进行平面设计时,应将其设计在入户门附近的位置处,这样就能最大限度的降低不必要的人力浪费,同时也缩短了日常用品以及食物的运输时间。厨房平面设计工作中最重要的问题应是油烟的处理问题,因此我们建议应选择质量优异的排烟设备,并科学的铺设排烟管道。最后就是平面设计时还要考虑到厨具以及厨电设备的摆放问题,应以使用方面和安全可靠为设计原则。
3.1.3 卫生间的设计。对卫生间进行平面设计时,我们应知道其是由明厕和暗厕的分别的,顾名思义两者的区别就是前者是直接采光的。在我国的南方区域,本身的天气条件就是湿热的,如果再加上暗厕的效果就会给人带来不好影响,从而引起一定的问题。所以在实际的设计工作中,我们应尽量避免设计暗厕,而对于一些确实没有外窗的暗厕,最关键的问题就是串味和通风的问题,要想解决这个问题,设计时就要铺设变压式排气管道,并且在其入口处还应加装一个防火止回阀。
3.2 公共区域的平面设计工作
3.2.1 垃圾收集空间的设计。在高层住宅建筑的每一层楼的公共空间内,都是要有一个特定的区域作为垃圾收集空间的。这个区域的面积要求不需要很大,还是应能够放下一个中型的垃圾桶,而在选择垃圾桶摆放的位置时应尽量选择在货梯附近,这样在运输垃圾以及清理垃圾时,就能省下很多的人力和物力。
3.2.2 一楼大堂的设计。在大堂的入口处应进行人性化的设计,即设计时要考虑到居住用户的行为需求,如为了保证残疾人以及婴儿车的顺利通行,并且方便局面搬运物品,就可以在入口处设置坡道。在对大堂的内部进行设计时,应注意以下3个方面的工作:首先是采暖的设计,因为北方冬天的气温很低,所以在北方尤其需要;其次是电梯厅的通风设计和采光设计;最后则是信报箱的设计工作。
3.2.3 电梯的设计。高层住宅建筑公共区域的最重要的组成部分就是电梯的部分,因为为其直接关系着居住用户的日常生活,因此平面设计时也应对其进行重点的研究。在高层的公共建筑中,电梯时最主要的垂直交通工具,因此每栋楼的设置都应至少两台电梯。在对电梯进行平面设计时,应排紧并紧凑布置,因此这样居民在等电梯时,观察和操作就都更为方便了。电梯是一类整个建筑用户都能共享使用的交通工具,是绝不允许单独霸占使用的。对电梯进行设计时,应尽量避免出现居住用户房间的大门直接面对电梯大门的情况。另外从消防的角度考虑,不应将两台电梯远离设置,这样人们在选择电梯时就会很容易忽略远离的那一台电梯。同时设计电梯时还应保证消防电梯和客梯的组合模式,从而提高电梯的使用效率。如一个30多层的住宅建筑类型,通常情况下每台电梯都只为30户左右服务,这类电梯的服务水平已经是很高的了。
4 结束语
通过以上的论述,我们对高层住宅建筑平面设计的原则、高层住宅建筑平面设计中存在的问题以及高层住宅建筑平面设计的方法3个方面的内容进行了详细的分析和探讨。在对高层住宅建筑进行平面设计时,我们应认真的分析并研究其平面设计中存在的主要问题,同时将其分为公共区域以及平面区域两个部分进行设计和研究,研究出科学合理并且实用有效的设计建议和改善对策,从而真正的提高我国高层住宅建筑平面设计的水平,促进我国建筑行业的健康发展。
参考文献:
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[2] 徐建品.浅析高层住宅建筑空间的人性化设计[J].作家,2010,(10).
[3] 于春杰.高层住宅建筑平面设计相关问题的探讨[J].理论研究,2012,(16).
关键词:高层建筑;平面设计;布局
1高层建筑平面类型
住宅的平面布局形式不同分类:①平面形状:点式住宅是相同平面规模但是相对较高的住宅;板式住宅是相同进深但是开间相对较长的住宅;②居住形式:面层住宅是指全部的住宅功能都在同—个平面层:双平面层或多平面层住宅,指所有的住宅功能不在同一个平面层上;③消防楼梯、电梯的布置方式和是否拥有水平交通走廊:单元式、独立式、走廊式和组合式等形式。所有的形式都可满足一般的家庭型住宅的要求,使用简洁紧凑的平面满足超高层住宅在结构上的合理性,同时确保容积率。
2高层平面布局与设计
2.1卧室设计
(1)基本的设计原则。卧室区域包含有家庭成员的卧室和附属的浴厕区域,必须保持夜间房间不被喧闹影响,还要有良好的朝向。为了保证卧室良好的朝向牺牲其他房间的日照,为了换取起居室的光照条件,也可以牺牲一间卧室的南朝向。家庭面积的大小和平面状况决定了卧室和浴厕区域之间的距离。公共活动区域直接连接浴室和厕所的布置方式可以在人口较少的小家庭居住布局中采用;平面布置面积较大的住宅时,浴室和单独的卧室之间的距离越近,入口区域就离浴厕越远,就会产生单独的管道设备单元。(2)设计手法。为了保证动静分离,将白天与夜间活动自然的分隔开来,通常把两间或以上的卧室放在起居区的后部,远离房间入口,让它们组成独立的单元,在平面设计经常使用这种布局方法。卧室可以采用排成一排、房门直接对着客厅的方式布置,还能使用相对设置、共用房门前的公共区域,将私密区和公共区连接起来。使用就近原则布置方法可以让不同家庭成员的卧室连在一起,这种布置方式具有灵活性,在进门区域的卧室像是一个独立的单元,远离其他卧室。可以把这个卧室当作作客房、工作室等使用,不管怎么喧哗都不会影响主卧室的休息。
2.2起居区域设计
起居室、娱乐区域、书房或餐厅等都属于直接展现出来的起居区域。使用科学合理的起居区域的布置方式能够保证房间的朝向和使用功能便利,为了方便转角处的平面布局,起居区域的日照更加均匀,一般采用贯穿式的起居区域设计方法。通常情况下,人们不会把没有打扫的厨房开放出来,只有在厨房没有工作时才开放厨房,并且使用同时中餐的烹饪方式会产生许多油烟,这时设计朝外的天窗或隔离其他区域的分隔门十分必要,只有在面积较大的户型中采取这种平面设计方式才能更加经济合理。减小餐饮房间的面积,将它控制在厨房的区域内,这时起居室则就会显得更加开阔和宽敞,拥有良好的视觉体验。这类布局设计方式一般应用在2人家庭中,一对年轻有工作的夫妇,经常在外吃饭,对起居区的空间要求较大。为了提高面积利用率就可以结合就餐区采用这种布置方式。这种布置方式符合中式厨房减少油烟的要求,就餐区布置在厨房靠后的平面中光线最暗的地方,通过客厅和厨房的间接采光满足照明要求。高层住宅中外墙的存在不可避免的会影响内部采光,这种平面布置方式能够满足采光和厨房封闭的要求,大量应用于高层平面设计。
2.3交通区域设计
(1)户内交通。包厢式:公共生活区域就是内部交通的结合区域,从公共生活区域连接各个单独房间的平面布置方式;入口分流式:在进入入口区域时将房间为分离为朝南和朝北两部分,在最不方便居住的房间布置用水房间保证每个居住房间都可以与外界接触,保证了采光和通风要求;内走道式:交通空间不依赖房间独立存在的平面形式,内走道最先作为将所有房间连在一起的通道,餐厅和起居室都是独立的房间。把起居区域展开之后,卧室区里也有内走道,双朝向开间多的板式高层十分适合采用这种布局形式。(2)户间交通。单元式、独立点式、廊式、组合式等布置方式是高层住宅中户间交通联系的主要方式。通过调查,了解居民的生活意愿、需求,再结合高层住宅的高度、是否经济和结构强度等来确定何种布置形式。电梯是高层住宅的垂直交通的主要工具,在紧急情况下,消防云梯的作用高度在建筑高度24m内可以使用;当建筑物的高度大于24m小于32m时,这时安全楼梯可以进行疏散;当高度大于32m时就一定要安装第二个电梯。
3高层住宅平面布局与户型设计
(1)一室户户型,房屋面积在小于65m2且只有一个卧室。高层房屋在受到电梯井设备间分摊面积的影响时,一室户户型的房屋建筑面积比其他住宅要大,面积大约为70m2。因为一室户住宅一般情况下居住的是年轻夫妻或单身人士,对起居室和卧室的独立性要求都不大,所以可不用分隔各个房间。每个房间紧紧连在一起形成了一个宽敞的空间,就能极大的增加小住宅的居住质量。将食寝分离开是一室户平面设计的基本原则。(2)二室户户型,面积70~90m2,拥有两间卧室。和一室户相比较,二室户代表了面积迷你型的家庭住宅,它的居住形式更加灵活多变,可以居住2~4人。随着居住人口的增加,每个人都要有独立的生活空间,必须要分户门。根据需求情况决定是否将卫生间和厨房分离开,方便卧室区域的使用。当面积比较大时,可以把餐厅远离起居室,移到靠近厨房的地方。由于两室套的面积比较小,一般在塔式高层住宅中使用。(3)三室户户型,具有三间且卧室面积90~160m2。现在国内主流户型是三室户,一般的3口之家都是采用这种户型。三室户户型增加了书房,还可以增加主卫生间,也提高了餐厅的地位。(4)四室户及以上户型,具有四间卧室且面积不小于160m2。为了减少单元面积太大影响了标准层的布置,所以不把所有房间都放于同一个平面层,可以极大的降低单元占地面积。
4结束语
随着科学技术和文化经济的快速发展,为了缓解人口压力,高层建筑的修建已经十分普遍,对高层建筑标准层的设计做出了更高的要求。通过科学合理的户型设计,让居民对居住条件满意,合理利用平面设计,增加平面利用率。
参考文献:
[1]黄剑,周晓杰.我国建筑室内环境艺术设计的现状与发展[J].南方农机,2017,48(14):82.
[2]张贺.框架结构设计在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2016,(8):218+253.
[3]薛颖.建筑结构设计中存在的问题与解决对策分析[J].工程技术研究,2017,(4):216-217.
关键词:建筑设计;抗震;策略
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
0引言
抗震原则是建筑设计中的一项重要原则,建筑物的抗震性能在地震灾害时直接关系人民群众的人身和财产安全,对建筑设计中抗震策略的研究具有重要的意义。
1建筑结构抗震设计策略
建筑结构抗震设计的关键是选择恰当的建筑结构类型。通常,建设场地的基本情况、建筑结构的经济性、建筑结构的安全性、建筑的造型、建筑的使用功能等因素共同决定了建筑结构的类型。建筑抗震设计的理想境界是建筑造型、建筑功能与建筑结构形式的统一。常见的建筑结构包括以下几种类型:以墙与柱承重的梁板结构、框架结构、剪力墙结构、框架 - 剪力墙结构、简体结构、大跨度结构以及其他的结构形式。
各种类型的建筑结构均符合建筑结构的两条基本规律。第一条规律是建筑结构必须具有力学的逻辑性;第二条规律是建筑结构的形式需要和建筑空间相适应。此外,各种类型的建筑结构均有着各自独有的特点,在抗震设计时应做针对性的处理。下面以框架结构、框架 - 剪力墙结构、大跨度结构为例进行分析。
首先,框架结构。在地震时,大部分框架结构的主体受损较轻,而填充墙和围护结构受到的损坏较为严重。因此,在较高的设防烈度地区,采用框架结构时应避免错层和异型体量,预防建筑内部隔墙影响、制约建筑的整体刚度。布置隔墙时,需要做整体规划,均匀分配刚度。
其次,框架 - 剪力墙结构。在地震时,框架 - 剪力墙结构的损坏较为严重的一般是围护结构。近年来,剪力墙的间距从3~6 m,逐步扩大到6~8 m,框架-剪力墙结构具有优越的抗震性能,在高层办公建筑和住宅中的运用越来越多,剪力墙结构适宜在超过24 m的建筑中运用。
第三,大跨度结构。通常,大跨度结构建筑的结构材料通常是钢。因为结构强度较大、自重较轻,所以有着较强的抗震能力。在地震时,破坏主要发生在围护结构上,主体结构受损较轻(见图 1)。
2建筑造型抗震设计策略
大量建筑物的震害的原因是建筑物的造型和建筑的抗震性能不协调。建筑造型对建筑的性能和安全性有着直接的影响。建筑造型抗震设计主要包括建筑体型抗震设计和建筑立面抗震设计。
2.1 建筑体型抗震设计
建筑体型设计关系着建筑的布局、建筑的体量等,是建筑设计的重要环节之一。建筑体型显著影响着建筑物的抗震性能。然而,在设计施工中,没有引起部分单位的足够重视。在建筑设计阶段,为了追求建筑外观的新异,导致经济性低而危险的建筑体型经常出现。建筑的尺度、体量对建筑物的布局产生着重要的影响,建筑师在设计时应注重建筑体型和建筑抗震性能之间的关系。在建筑过程中,建筑的体量、建筑的尺度、建筑的布局、建筑的抗震性是密切相关的。建筑的体量、尺度和布局直接影响着建筑整体的刚度、刚度中心、惯性、所受地震力影响、水平位移等,进而影响着建筑的抗震性能。为了提高建筑的抗震性能,在进行建筑体型抗震设计时,应科学设计建筑空间体量大小、建筑高度、比例、对称性、转角、周边抗力、竖向收进与扩张的造型、建筑整体的均衡性等。
2.2 建筑立面抗震设计
建筑立面一般是由大量的部件组成
。建筑立面设计就是合理的制定部件的材料、比例关系、尺寸大小等。从抗震角度来看,建筑立面设计需要注意以下几点:不能孤立的设计正立面、侧立面、背立面,应保持各个立面的协调、均衡、统一;应当注重立面的空间效果和立面各部件的均衡性与规则性;立面设计是在建筑结构和功能要求的基础上,深化建筑空间造型。在具体的抗震设计中,需要加强立面比例、立面尺度、立面虚实、立面凹凸、立面对称性的规划。
3建筑平面抗震设计策略
影响建筑平面抗震设计的因素较多,例如,房间特征、建筑结构选型、建筑结构布置、建筑造型、施工技术、建筑抗震等。良好的建筑平面设计能够有效地解决建筑美观、经济、安全、功能等方面的问题。通常,建筑平面设计由平面组合设计与单个房间平面设计组成。单个房间的平面设计是确定房间的性状、面积、门窗位置等。平面组合设计是对各个房间、交通联系部分进行统筹规划。建筑平面组合的形式多种多样,常见的组合方式有走道式、单元式、集中式以及自由分隔式等。建筑进行整体抗震设计时,需要根据实际情况合理选用恰当的平面组合方式,并作针对性的处理。
3.1 走道式
走道式平面组合方式的各个使用空间没有直接联通,需要借助走道进行联系。走道式具有各个使用分区功能明确、自由的特点。这种平面组合方式多适用于办公楼、单身宿舍、学校、疗养院、医院等建筑。走道式建筑布局规整、简单,各个使用空间分布均匀,楼层平面的刚度分布和质量分布也比较均匀,从而有利于抗震(见图2)。
3.2 单元式
单元式平面组合方式是利用垂直交通将各个使用空间联系起来,具有各个使用空间相互干扰小、平面集中紧凑等特点,多适用于酒店、商住楼、高层办公楼、住宅等建筑。当竖向交通位于平面内时,在一定程度上提高了建筑结构的刚度、抗倾覆力、抗扭转力;当竖向中心位于平面外时,应避免发生“转角效应”,尽量少在转角处开门开窗(见图3)。
3.3 集中式
集中式平面组合方式利用大厅将使用房间连接起来,大厅成为建筑的交通枢纽,适用于商场、图书馆、火车站、展览馆等建筑。集中式大厅多采用大跨度结构,因此需要选用空间网架结构、钢结构等形式,加强抗震性。最后,自由分隔式。自由分隔式平面组合形式是将一个较大空间划分成多个小的空间,适用于展厅等建筑。采用自由分隔式,应注意结构布置的规则性和均匀性,应尽量将分隔墙布置在建筑的结构梁上。
4建筑重要组成部分抗震设计策略
建筑的屋顶部分、楼梯间、楼层板、墙柱部分、入口部分、地下部分等均对建筑的整体抗震产生着较大的影响。①屋顶部分包括坡屋顶、屋顶架构、女儿墙等。屋顶是建筑的第五立面,是建筑设计的重点,也是建筑抗震设计需要加强的部分。部分突出屋面的屋顶构件容易导致“鞭梢效应”,不利于抗震,在屋顶设计时应认真对待。②楼梯间。楼梯间是建筑的竖向交通空间,在疏导人流方面发挥着重要的作用。③楼层板。作为水平方向承重结构的楼层板,支撑着设备、家具、人等的荷载,并将荷载传送至柱或墙,所以在抗震设计时需要加强楼层板的刚度与强度。④墙柱部分。在地震中,墙柱部分是损坏最严重、最常见的部分。墙体是重要的围护构件与承重构件,对建筑刚度分布、质量分布、重量分布有着极大的影响。柱是建筑结构的主要承重构件,因此,在建筑设计时必须保证柱子具有足够的刚度与强度。最后,其他部分。在进行建筑抗震设计时,还需综合规划入口部分、地下部分、窗户、栏杆等。
5结语
综上所述,为了提高建筑的整体抗震性能,就应从设计上保持、加强建筑的强度与刚度。从建筑结构选型、造型设计、平面设计、重要组成部分设计入手,提高建筑的整体抗震性能。
参考文献:
[1]崔京浩.建筑抗震鉴定与加固[M].中国水利水电出版社,2006.
关键词:建筑设计;抗震设计
中图分类号:TU2文献标识码: A
建筑设计是否考虑抗震要求,从总体上起着直接的控制主导作用。结构设计很难对建筑设计有较大的修改,建筑设计定了,结构设计原则上只能是服从于建筑设计的要求。如果建筑师能在建筑方案、初步设计阶段中较好地考虑抗震的要求,则结构工程师就可以对结构构件系统进行合理的布置,建筑结构的质量和刚度分布以及相应产生的地震作用和结构受力与变形比较均匀协调,使建筑结构的抗震性能和抗震承载力得到较大的改善和提高;如果建筑师提供的建筑设计没有很好地考虑抗震要求,那就会给结构的抗震设计带来较多困难,有时为了提高结构构件的抗震承载力,不得不增大构件的截面或配筋用量,造成不必要的投资浪费。可见,建筑设计是否考虑抗震要求,对整个建筑起着很重要的作用。因此,我们在建筑抗震设计过程别要注重以下几个问题。
1 高层建筑结构抗震分析和设计的主要内容
在罕遇地震作用下,抗震结构都会部分进入塑性状态,为了满足大震作用下结构的功能要求,有必要研究和计算结构的弹塑性变形能力。当前国内外抗震设计的发展趋势,是根据对结构在不同超越概率水平的地震作用下的性能或变形要求进行设计,结构弹塑性分析将成为抗震设计的一个必要的组成部分,但是由于结构弹塑性分析的复杂性,在如何进行计算和如何设定具体要求的问题上,各国的做法也有所不同。
我国现行抗震规范(GB5002l-2001)要求高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下(小震),按反应谱理论计算地震作用,用弹性方法计算内力及位移,并用极限状态方法设计构件。对于重要建筑或有特殊要求时,要用时程分析法补充计算,并进行大震作用下的变形验算。这种先用多遇地震作用进行结构设计,再校核罕遇地震作用下结构弹塑性变形的方法,即为所谓的二阶段设计方法,同时规范规定了结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形的结构弹塑性分析方法。结构弹塑性分析可分为弹塑性动力分析(时程分析)和弹塑性静力分析(推力计算)两大类。
2建筑设计问题
2.1 建筑体型设计问题
建筑体型主要是指建筑的平面形状以及建筑主体的空间形状的设计。以我国的唐山地震为例,在地震的过程中,平面形状复杂的情况多会在地震中受到轻重程度的破坏,这包括外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等情况。规则而不复杂的平面形状则能够抵御地震的破坏,在地震之后甚至能够保持完好无损。在纵向上立体空间形状中存在的复杂和不规则在地震中很容易受到破坏,尤其是在建筑结构刚度因地震受到破坏的地方更容易受到破坏。因而,为了增强建筑的抗震性能,在建筑体型的设计过程中,要尽量使用简单、规则的平面与空间的形状;尽可能的采用矩形、方形、圆形、扇形等抗震性能较好的平面形状;尽量避免外凸和内凹的体型以及不对称的侧翼和过长的伸翼等平面形状的存在;尽可能的
是建筑结构的质量和刚度分布匀称以避免因扭曲反应而引起的抗震性能的下降。
2.2建筑平面布置设计问题
在整个建筑设计的过程中建筑平面布置有着十分重要的地位,它是建筑物的使用功能的基本反映。建筑平面布置图直接明确了柱子的距离、通道和楼梯的位置、房间的数量和布置等各方面的内容。在实际的建筑过程中,由于存在因建筑使用功能不同的情况,因而使各楼层在墙体(填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙)、墙体与柱子的不对称,从而最终造成了整个建筑抗震性能的降低。在有的建筑物中存在将刚度强的电梯井筒放在建筑的角部或者一侧,结果最终造成了在地震的过程中靠近电梯一侧的建筑遭受到了严重的破坏,究其原因在于具有极大抗侧力刚度的电梯井筒成为了地震作用的焦点,从而造成了邻近其周边的建筑遭受更加严重的破坏。在有的建筑物中存在平面布置上一侧的墙体过多而另一侧稀少的现象,在地震的过程中,因为平面墙体分布的不均,造成了中心的偏离,使建筑结构的手里不均,从而造成了地震中扭转现象的发生,使局部墙面遭受破坏。在商场的临街建筑中,存在临街一侧没有墙体而另一侧有刚度很强的墙体,这就造成了两侧刚度分布的不均,可能会降低建筑物的抗震性能,在地震时引起扭转地震作用。有的建筑则会发生内隔墙不对称甚至中断的现象,地震时由于这种现象的存在造成地震传递受阻,引起内部结构的破坏,对于建筑物抗震性能有着消极的影响。建筑平面布置设计直接关系到建筑的抗震性能,要解决的核心问题在于:建筑平面设计首要的要做到结构质量和刚度分布均匀并且对称,从而避免突变以及产生扭转效应,从而提升建筑物的抗震性能。建筑平面布置的总体设计的过程中我们要注重结构抗侧力构件的科学合理布置,在建筑使用功能与结构抗震相融合的基础上,充分发挥建筑设计在提升建筑抗震性能中的重要作用。
2.3 建筑竖向布置设计问题
在建筑设计的过程中不仅要重视建筑平面设计在建筑抗震中的作用,而且要从建筑竖向布置设计,即从高度结构的质量以及刚度分布设计上提升建筑物的抗震性能。建筑的竖向布置设计问题在单层或多层、高层建筑或超高建筑中都普遍存在。这些问题主要表现在,因建筑使用功能各异,底层的商场或者购物中心需要大柱距、大空间,而上面的写字楼或者公寓楼则需要以墙为主,柱很少;有的建筑物因使用功能的不同,在不同的楼层设有面积很大的公用天井大厅、大会议厅、展厅、报告厅等,因而造成了建筑物在质量与高度分布上的严重的不协调与不均匀。最为严重的问题就是在高度上上下相邻两层因质量和刚度分布的不均匀、不平衡、不协调,形成了突变。甚至于在有些楼层,因刚度不足或很差造成了抗震承载力不足或变形非常大的薄弱层对于建筑物的抗震有着严重的影响。这些问题都是我们在建筑设计的过程中必须充分重视的。在建筑的实际设计过程中有些布置因建筑使用功能的不同,而存在比如相邻楼层之间的墙体不对称,柱子不对齐,墙体中断或不到底,上下层墙不协调,上下层柱子不均衡现象的存在,导致了地震力传递的不同,同时剪力墙分布存在的不直通底层或者严重不对称以及数量太少都可能造成建筑物的扭转效能,从而影响建筑物的抗震性能。汶川地震表明,建筑物在竖向上的刚度的不均匀、不协调,会对建筑物造成严重影响,真至于会造成整个建筑物的坍塌。在日本一九九五年的阪神大地震中,就发生了多栋钢筋混凝土高层建筑中间楼层集体倒塌现象的存在。因而,在建筑竖向布置设计时,要尽量的保证剪力墙布置的匀称与协调,尽可能使其沿竖向贯通到建筑物底部,尽量避免中断或不到底现象的存在。
关键词:古建筑;参数化设计
一、建筑参数化设计的概念
一种建筑设计的方法就是参数化设计。将建筑设计的全要素都变成某个函数的变量,通过对函数的改变,或者说对算法的改变,人们能够对不同的建筑设计方案进行获得,简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法就是这个方法的核心思想。
二、参数化设计的初始化设置
1、基本绘图参数
不管是对机械加工图、建筑施工图进行绘制,还是对服装剪裁图进行绘制,比例、线形、图纸幅面、文字样式等内容都会存在于图中,我们一般就会统称这些内容是绘图环境。古人在建筑设计中,图画图样就已经开始进行运用了,这种方式是在春秋和战国时期进行采取的;而使用百分之一比例尺的图样和木制模型,这种方式是在隋唐的时候开始使用的。在《营造法式》中,“殿阁地盘分槽图”就是平面图的名称(如图1)。图中有很清晰的柱网,对于柱子立的位置要有明确的位置,也就是建筑平面的布置,“地盘”就是这里指建筑所占有的面积。
图1
2、台基放线定位
对古建筑台基的放线方法进行研究,就可以对古建筑平面的朝向和总体布置进行确定,也就只能是在把计算机参数化方法进行引入的时候,才可以将基础的坐标参照系建立起来。长方形、六边形、八边形、五边形、圆形以及复合形都是包含在古建筑的平面形式中,下面就介绍其中几种放线方法:
2.1长方形台基
古建筑中最常用的平面形式就是长方形台基,也是较为重要方法。它的放线步骤如下:
2.1.1把台基所有尺寸包括灰土压槽的总尺寸作为依据,对建筑平面的大致位置进行确定,并且将放线用的“海将子”或者下“龙门桩”、钉上“龙门板”,在适当的位置进行砌筑。其中,应该保持龙门板的上皮水平,并且保持一个高度与台基的平水;
2.1.2把建筑群的“中”作为依据,对这个建筑的“中”进行确定,然后,再对通面阔和通进深的“中”以及各间的面阔、进深“中”进行确定,并且在龙门板上用小钉钉上这些“中”,用笔标识清楚;
2.1.3根据面阔、进深“中”,将里包金、外包金、出山、下出以及灰土压槽的位置找出来,并且把它钉在龙门板上;
2.1.4把所需要的点用坠子引至灰土表面,随着基础的砌筑,把需要的点逐渐引至基础墙体上,并且随之将标记画出。把这些标记马磉、包砌台明和安装柱顶石作为依据。
2.2六边形台基
2.2.1对中心点进行确定;
2.2.2将十字线弹出;
2.2.3以十字线为中心将两个矩形弹出,矩形的短边和面阔相同;
2.2.4将两个矩形连接成八边形。
三、古建筑台基部分的参数化设计
1、台基的建造方法
从建筑结构的角度进行分析,基础就是在屋身以下的建筑部分,建筑物的地下结构部分就是基础,它对于建筑物的压力进行承担并且传递,是对周围稳固的重要部分的保证,它又分为以下三个部分:
1.1地基。建筑物基础以下的土层就是地基,它对于全部建筑物的重量进行承担,可以分为人工地基和自然地基;
1.2基础。木柱以下的部分就是古建筑的基础,它的构成由柱础、磉墩以及磉墩下面的人工地基;
1.3台基。建筑物的基座就是台基,也就是建造在地面以上的方座部分。室内地平就是台基的上平,“台帮”就是四周边,在台内包砌柱础、磉墩、拦土墙,将台基构成。
2、轴线网的参数化
在古建筑的建造过程中,在严格的模数制度上,建立一切建筑尺寸,要对古建筑的平面设计进行完成,首先必须对古建筑平面轴线的组成关系进行掌握,但是这些平面尺寸又都在其台基的设计之中进行反映,所以,对台基的参数化设计进行完成是整个建筑参数化设计过程中相当重要的一步。
四、古建筑屋身部分的参数化设计
古建筑的垂直受力构件就是柱子,用于支撑梁架。在所有落地的柱子上,屋顶梁架上的重要全部分散传递,再由柱子向柱顶石上进行传递,最后传递到基础上,还有一类不落地的短柱,安装在梁与梁之间,也是传递力的构件。这些柱子的名称是以柱子的位置确定的。
1、柱子的名称和尺度
1.1檐柱。它的位置一般在房屋前、后檐最外一排,前檐柱和后檐柱是其分为的两个形式。檐柱所处于的位置就是确定每个檐柱名称的依据;
1.2角柱。方形在大多数的古建筑平面中都会运用到,至于“角柱”,就是处于四角位置的柱子;
1.3金柱。它的位置在檐柱以内,平行于檐柱,梁架是其上面所要承受的,但是建筑中线上的一列柱子也不处于,这就是“金柱”。“前檐金柱”就是在前檐的柱子,“后檐金柱”就是在后檐的柱子,若是建筑的进深比较大,则有金柱和里围金柱之分。
2、柱式的参数化生成
在中国古建筑中,我们最容易发现的就是其柱子的三大组成部分会与古希腊和古罗马的柱式定义及其相似,因此,我们就对古代欧洲对柱子构件整体的称呼进行借用,尽管,会比较明确古今柱式的名称位置和尺寸的规定,但是,针对于计算机来讲,想要进行处理困难那是相当大的,所以,我们一定要简化对它进行处理,以便可以把计算机处理的难度和错误发生的几率降低到最小。我们通过认真的分析,认为从构成成分上看古建筑柱子是尤为简便的,柱础、柱身和斗拱是组成每一根柱子的三个部分,但是构建它的直径位置和长短尺寸,都要把古时的构造规律作为依据来进行。
参考文献:
【1】陈越.中国古建筑参数化设计[D].重庆大学硕士论文2002,(05).
【2】张雯燕.现象学视角下,当代建筑设计策略的再思考[D].深圳大学硕士论文2011,(05).