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建筑设计常识:房间开间尺寸与墙体结构

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:大部分房间开间尺寸应控制在4.2m以下,少数房间可以达到6m。此时墙体主要作为围护结构作用而不具有承重作用。因此墙体需要采用轻质材料且其厚度也应尽量薄以避免加大结构荷载。

建筑设计常识:房间开间尺寸与墙体结构

结构存在的目的是使建筑安全可靠地长期使用,并在碰到特殊情况时(地震、撞击等)能保证建筑主体安全。就像人体一样,骨架是支撑身体的结构,骨架有问题,人体自然难以保持站立状态。而结构就是建筑的承重骨架。

方案设计时,一定先有结构意识,而不是画好房间分隔,后加入结构。正确的方式是根据项目功能、层数、高度等情况大致确定结构类型,然后根据平面轮廓范围,先表达出主要承重结构部分,然后再进行细部的分隔。

1.结构布置原则

结构布置的基本原则一是承重结构位置均匀、规整,二是主要承重结构应上下对齐,三是应经济合理。

(1)均匀 目前,学校阶段最常用结构还是以砌体结构和框架结构为主,体现到平面上就是承重墙体或者柱网的布置。由于初期方案大多采用砌体结构,所以学生养成了从房间开始排布的习惯。但不管什么结构形式,都应该是一个承重结构均匀合理分布的设计。例如框架结构,主要布置原则就是结构柱网宜均匀统一,避免柱距忽大忽小,尽量减少不均匀的特殊跨,如有则尽可能出现在边缘、角落。

(2)上下对齐 结构上下对齐的目的一是能加强建筑整体性,二是使荷载直接传递到基础上。虽然也可以出现悬挑或梁上起柱的做法(例如造型的悬挑或退台处理),但必须控制数量和尺寸。特别是某些大空间一般是放到顶层或者独立设置。

(3)经济合理 学生经常会问老师柱网尺寸应该多大?某处结构是否能做?目前可以说几乎没有不能做的结构,只是应该首先问问自己是否值得那样做或者这样做的意义大不大?避免出现过大或过小的柱网,也就是要能做到经济、合理。现实情况中也是很多建筑方案结构的不合理带来使用的不便和造价的提升。

2.常用结构类型及形式

结构常识的重点是要掌握几种基本结构的原理和常规要求。学生阶段必须要掌握的主要包括砌体结构、框架结构、剪力墙结构和部分大跨度结构等。方案阶段虽不需要精确的结构布置和尺寸,但应该大致了解每种结构的适用范围、基本数据和限制条件,以免出现基本错误

(1)砌体结构 即通过用“砌块”(砖、石或其他砌块材料等块材)砌筑而成的以纵、横墙体承重的结构(纵、横墙一般以墙体长短方向划分,以长向为纵,短向为横)。但由于材料的抗压限制和整体性原因,其使用范围在层数、层高和建筑性质上都有一定限制,另外这种结构对建筑造型和开窗也限制较大,所以应用范围越来越小。一般应用在建筑层数不超过7层、层高不超3.6m的别墅、住宅、宿舍、公寓、单间式办公、旅馆、小型医院、学校等小开间建筑中。

大部分房间开间尺寸应控制在4.2m以下,少数房间可以达到6m。承重墙体厚度至少应为240mm,层数较高时,外墙应按370mm考虑。内部轻质分隔墙可以采用120mm或者100mm厚。考虑结构的整体性和抗震性,需要设圈梁和构造柱,尺寸和墙体宽度相同。同时门窗洞口也不宜开得过大,特别是不能开带形窗。

(2)框架结构 框架结构即主要是以柱、梁、板承重的结构。此时墙体主要作为围护结构作用而不具有承重作用。因此墙体需要采用轻质材料且其厚度也应尽量薄以避免加大结构荷载。主要适用60m以下,对空间要求比较灵活或面积要求比较大的各种类型公共建筑,也是国内应用最广的一种结构类型。但由于柱子尺寸对使用的影响问题,较少应用到住宅等建筑中。(www.xing528.com)

柱网开间、跨度应适宜,过大或者过小都不够经济。尺寸过小,则柱子较多,不够经济且影响使用,过大则影响层高和经济性。柱子尺寸和层数及跨度有关,柱宽最小控制在300mm,悬臂梁跨度尽量控制在4m以内。如果采用井字梁楼板,井字梁间距一般不超3.6m,房间跨度不宜超15m(表5-5)。

表5-5 框架结构常用尺寸

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(3)剪力墙结构 剪力墙结构和砌体结构类似,也属于纵横墙体承重的类型,适合小开间的建筑(公寓、旅馆、住宅等),只不过剪力墙结构是采用钢筋混凝土材料构成,承载能力更强,适合建造的建筑高度也更高(小于140m)。但其缺点也和砌体结构一样,内部分隔的灵活性稍差,建筑开间和门窗洞口尺寸都不宜过大,同时剪力墙位置、尺寸和开洞上下不应改变。

剪力墙纵横墙位置应均匀布置,避免单纯横墙或纵墙承重,周边外墙一般都为剪力墙。剪力墙开间尺寸控制在3~8m,剪力墙墙体厚度(加强部位)最小200mm(且大于1/16层高),其他部位最小能做到160mm。另外在高层住宅中,会出现部分短肢剪力墙的做法,也是考虑经济性的原因。

(4)大跨度屋盖结构 一般空间跨度超过18m的为大跨度结构,其主要难点在于屋盖结构形式的选择。学校设计任务里面的影剧院观众厅、体育馆和大型会议室、报告厅等都会用到,可根据层数或者所处楼层位置采用不同的类型。大跨度结构形式主要分为平面结构和空间结构。平面结构又分为拱结构、刚架结构和桁架结构;空间结构分为网架结构、薄壳结构、折板结构、悬索结构和膜结构等。

网架结构是使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。这种结构整体性强,稳定性好,空间刚度大,防震性能好。网构架高度较小,能利用较小杆件拼装成大跨度的建筑,有效地利用建筑空间。外形可分为平板形网架和壳形网架两类,能适应圆形、方形、多边形等多种平面形状。

应用最多的平板网架多为上下双层构件和连接构件组成:即由上层弦杆、下层弦杆和腹杆构成。网架通过周边支撑、点支撑或者两者结合形式把荷载传递到竖向结构构件上。最常见的支撑形式为周边支撑,即网架四周节点搁置在空间边界的梁和柱上。

平板网架尺寸主要包括网架高度、网格尺寸和腹杆布置几方面。例如最常见的交叉桁架体系的网架高度和网格尺寸一般可按1/12短跨尺寸考虑,腹杆倾角可按45°考虑(图5-18)。当然平板网架还有其他类型,其尺寸和形式会稍有差别。

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图5-18 正交正放网架示意

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