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1、0第二章第二章 钢筋混凝土框架结构房屋设计钢筋混凝土框架结构房屋设计2.1 建筑设计阶段建筑设计阶段2.1.1 建筑设计的准备工作建筑设计的准备工作1 熟悉设计任务书，明确建设项目的设计要求。2 收集有关的原始数据和设计资料。包括地质水文资料，气象资料，水电线网设备资料以及有关地区的定额指标。3 设计调研。学生要深入实际，调查研究，参考同类型的设计和图纸资料，或已建成的同类建筑，弄清建筑物的具体使用要求，建筑材料的供应和施工的具体条件等情况。4 学习有关的设计标准和规范。5 借阅设计参考资料。2.1.2 建筑设计的主要工作建筑设计的主要工作1 建筑设计的目的及任务建筑设计是建筑功能、工程技术和
2、建筑艺术的综合。在接到设计任务书之后，首先要完成的工作是根据任务书中所规定的建筑物的规模、重要性和使用性质，确定建筑设计方案。在准备工作的基础上，进行建筑总平面设计，建筑平面设计，建筑剖面设计。2 建筑设计的基本步骤首先，分析房间组成的功能关系，进行功能分区。其次，根据任务书的要求，深入分析建筑物的特点，对建筑方案做一个初步设想，并通过勾画草图的方法表达出来。第三是确定单体建筑方案，从平面设计入手，合理进行房间的平面组合，再通过几个关键部位的剖面分析，建筑体型就可大体确定，在此基础上进行立面设计，经反复推敲、调整，以使方案逐步合理化、具体化。最后绘制正式建筑施工图。3 建筑平面设计。建筑平面设
3、计主要是针对建筑的室内使用部分进行的。在平面设计中，需要从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。各类建筑物，从组成平面的使用性质划分，主要为使用部分和交通联系部分，另外还有建筑的结构体系和围护体系。使用部分是由许多房间组成的。使用部分的房间由于功能上的不同又分为使用1房间（包括生活用房、工作用房和公共活动用房等）和辅助房间。使用房间要考虑有较好的朝向和采光与通风，房间面积、形状和尺寸要满足室内使用活动和家具、设备合理布置的要求；房间的构成应使结构构造布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料要符合相应的建筑
4、标准；室内空间、以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，要考虑人们的使用和审美要求。设计中还要注意解决安全疏散、视线、声学、照明、大跨度结构等问题。辅助用房在建筑中处于次要地位，在不影响使用的前提下，应尽量利用建筑物的暗间、死角及不利朝向，并要尽量节约面积。辅助房间的平面设计，和使用房间的设计分析方法基本相同。如厕所、盥洗室等辅助房间，通常根据各种建筑物的使用特点和使用人数的多少，先确定所需设备的个数，根据计算所得的设备数量，考虑在整幢建筑物中厕所、盥洗室的分间情况，最后在建筑平面组合中，根据整幢房屋的使用要求并确定这些辅助房间的面积、平面形状和尺寸。无论是使用房间还是辅助房间，在平面设计中都要首
5、先根据房间内部活动特点，使用人数多少，家具和设备的多少等来确定其面积的大小。平面设计中门大小及位置的确定。应根据人流出入房间的多少和搬进房间的家具、设备的大小确定门的宽度；根据室内面积的大小、人数的多少及防火要求，按百人指标（0.65m/百人）确定房间门的数量。门的开启方式根据房间的使用特点来决定。门的位置要方便使用。除此之外，门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便，疏散安全。房间应有良好的采光通风；用窗地比来限制窗的最小尺寸，房间室内光线应尽量均匀，多将窗居中布置，避免死角。交通联系部分是指建筑物中各个房间之间、楼层之间和房间内外之间联系通行的面积，主要由水平交通联系部分(走廊、过道、连廊)
6、、垂直交通联系部分（楼梯、电梯、坡道、自动扶梯）和交通联系枢纽组成（门厅、过厅） 。交通联系部分的宽度应满足人流畅通和建筑防火的要求，交通路线要简洁明确，力求节约面积，还要满足一定的采光与通风要求，其位置应满足联系通行方便。交通联系部分设计的主要要求有：交通路线简洁明确，联系通行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的采光通风要求；力求节省交通面积，结合空间处理等造型问题。进行交通联系部分的平面设计，首先需要具体确定走廊、楼梯等通行疏散要求的宽度，具体确定门厅、过厅等人们停留和通行所必须的面积，然后结合平面布局考虑交通联系部分在建筑平面中的位置以及空间组合等设计问题。防火疏散方面的要求参
7、见建筑设计防火规范中的规定。4 建筑平面组合设计。使用房间、辅助房间和交通联系部分，在组合设计时要根据功能分析，确定其主次关系、内外关系，进行分组分区，确定其在平面中的具体位置，同时要考虑场地条件，周围环境，及建筑物的间距和朝向，并兼顾建筑2的艺术表现形象，注意与结构布置的关系，使建筑物的平面组合切合实际。5 建筑剖面设计。建筑剖面设计的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度、建筑的层数和建筑空间的组合关系。要根据房间的使用性质确定房间的高度，同时要考虑到室内的采光与通风、结构类型的特点及所占空间的高度、设备及管道的布置、室内空间的比例等因素。根据房屋本身的使用要求、城市规划的要求、选用的结构类
8、型以及建筑防火等主要影响因素确定房屋层数。在建筑空间组合中，着重从垂直方向考虑各种高度房间的空间组合、楼梯在剖面的位置，以及建筑空间的利用等。对于高度相同、使用性质接近的房间，可以组合在一起。高度比较接近，使用上关系密切的房间，考虑到房屋结构构造的经济合理和施工方便等因素，在满足室内功能要求的前提下，可以适当调整房间之间的高差，尽可能统一这些房间的高度。高度相差较大的房间，在单层剖面中可以根据房间实际使用要求所需的高度，设置不同高度的屋顶。在多层和高层房屋的剖面中，高度相差较大的房间可以根据不同房间的数量多少和使用性质，在房屋垂直方向进行分层组合；对于其中少量高度较大的房间，根据这些房间和房屋
9、中各部分使用联系上的具体情况，可以把高度较大的房间设置在顶层或附设在房屋的端部。6 建筑立面设计。立面设计是在满足房间的使用要求条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结合平面、剖面的内部空间组合而进行的。建筑物的体型和立面，必须受内部使用功能和技术经济条件所制约，并受基地环境群体规划等外界因素的影响。建筑物体型的大小和高低，体型组合的简单或复杂，通常总是先以房屋内部使用空间的组合要求为依据，立面上门窗的开启和排列方式，墙面上构件的划分和安排，主要也是以使用要求、所用材料结构布置为前提的。建筑物的外部形象，并不等于房屋内部空间组合直接表现，建筑体型和立体设计，必须符合建筑造型和立面构图方面的
10、规律性，如均衡、韵律、对比、统一等等，把适用、经济、美观三者有机地结合起来。对房屋外部形象的设计要求，要反映建筑功能要求和建筑类型的特征；结合材料性能、结构构造和施工的特点；结合建筑标准和相应的经济指标；适应基地环境和建筑规划的群体布置；符合建筑造型和立面构图的一些规律。确定建筑物外部体型的主要依据是建筑物内部空间的组合方式。建筑体型组合的造型要求主要有：主次分明、交接明确；完整均衡，比例恰当；体型简洁、环境协调。3建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接联通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成
11、部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一、相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。7 建筑施工图设计和绘制。建筑施工图设计是建筑设计的最后一个阶
12、段，即把设计意图转化为满足施工的蓝图。其工作内容如下。调整并完善尺寸。施工图中的尺寸要完全而准确，要符合建筑模数，方便施工。做好构造设计。建筑构造是施工图设计的一个重要内容，它直接影响到结构设计、建筑的使用质量、耐久年限及工程造价等。构造设计要选择合适的建筑材料，确定合理的构造层次和节点做法，并将工程做法表达出来。绘制建筑施工图。包括：图纸目录，建筑设计总说明，门窗汇总表，工程做法表，总平面图，建筑平面图，建筑立面图，建筑剖面图，节点构造详图等。2.2 结构设计阶段结构设计阶段结构设计是在建筑设计的基础上进行的，在建筑设计阶段就应该考虑到主体结构方案，通过协调，力争将结构形式与建筑设计统一起来
13、。结构设计主要解决的问题是：结构的形式；结构的材料；结构的安全性、适用性和耐久性；结构的连接构造和施工方法。结构设计的原则是安全适用、经济合理、技术先进、施工方便。结构设计的目的是根据建筑布置和荷载大小，选择结构类型和结构布置方案，确定各部分尺寸、材料和构造方法，同时体现结构设计原则。2.2.1 结构设计的准备工作结构设计的准备工作1 正确使用工程地质勘查报告通过阅读工程地质勘查报告，对场地土层的分布和性质有完整的概念，对报告提出的基础设计方案及地基处理建议，应认真分析，若有疑问应及时提出，以保证4工程质量。2 明确本地区抗震设防烈度和结构抗震等级。地震作用是建筑结构承受的主要荷载之一。地震作
14、用分为三个水准：即多遇地震（小震） ，基本烈度地震（中震） ，罕遇地震（大震） 。设计原则为：小震不坏，中震可修，大震不倒。地震的大小是用震级来表示，地震烈度是表示某一个地区地面和建筑物受到一次地震影响的强弱程度。抗震设防烈度是一个地区作为抗震设防依据的地震烈度，一般情况下可采用该地区基本烈度作为抗震设防烈度。抗震设防烈度为 6 度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。建筑物遭受的地震影响，与其所在地区的地震环境密不可分。表征地震影响的参数有设计基本地震加速度、设计特征周期或规范规定的设计地震动参数，按建筑抗震设计规范取值。由于建筑物的使用性质不同，地震破坏造成的后果也不相同，按其重要性对建筑物
15、的抗震划分为四类：甲类建筑，属于重大建筑工程；乙类建筑，属于使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑，是除甲、乙、丁类以外的一般建筑；丁类建筑，属于抗震次要建筑。甲类建筑的地震作用按专门的地震动参数进行设计计算，采取特殊的抗震构造措施。乙类建筑按本地区的设防烈度设计计算，相应提高一度采取抗震构造措施。丙类建筑按本地区设防烈度设计计算和采取抗震构造措施。丁类建筑按本地区设防烈度设计计算，抗震措施允许适当降低（6 度时不应降低） 。钢筋混凝土房屋由于总高度和结构体系的不同，抗震能力有很大差异，按其抗震能力将抗震等级分为四级，一级要求最严，四级要求最低。因此根据房屋总高度及结构体系决定抗震等级是
16、设计的先决步骤。结构抗震等级根据建筑抗震设计规范确定。3 收集相应的结构设计资料结构设计的资料是设计规范，常用的结构设计规范有：混凝土结构设计规范、 建筑结构荷载规范 、 建筑抗震设计规范 、 建筑地基基础设计规范 、 建筑结构制图标准等。2.2.2 结构设计的主要内容结构设计的主要内容建筑结构设计应当保证在荷载作用下结构有足够的承载能力和刚度，能保证结构正常使用条件下的安全性和耐久性要求。结构设计时，要考虑可能发生的各种荷载的最大值，以及荷载同时作用在结构上产生的综合效应。各种荷载性质不同，发生的概率和对结构的作用也不同，因此必须采用荷载效应组合的方法。51 荷载作用下的结构设计内容建筑结构在竖向荷载及风荷载作用下，结构应满足承载能力及限制侧向位移的要求。在地震作用下，结构设计采用两阶段设计方法，达到三水准目标：第一阶段设计中，除要满足承载力及侧向位移限制要求，还要通过一系列抗震构造措施来满足延性要求；在罕遇地震作用下，要求进行第二阶段验算，以满足弹塑性层间变形的限制要求。2 承载力计算按极限状态设计的
