1、風景園林建筑結構與構造岳國忠133*課程簡介類型:選修性質:專業課學時:講授48,實踐6學習方式:理解與實際操作考核方式:考查基礎課程:建筑學、城市規劃、環境藝術、園林學、生態學、人文科學、計算機等第一章概論一、風景園林建筑及其結構與構造的特點(一風景園林建筑的作用與特點風景園林建筑,顧名思義是指風景園林中的一切人工建筑物與構筑物,以豐富景觀并為人們游覽、休憩提供場所為主要目的的一類建筑,是風景園林整體中的有機組成部分。對風景園林建筑的設計,必須考慮周圍所處的大環境;對風景園林建筑的評價,也必須以其是否與周圍環境構成了有機融合關系,并達到了和諧統一的效果而定。因此,風景園林建筑既是物質產品,又

2、具有特定的藝術形象,同時亦涉及建筑學、城市規劃、環境藝術、園藝、林學、生態學、人文科學等眾多學科,已發展成內容廣泛、高度綜合的一門應用性科學。1。風景園林建筑的作用風景園林建筑是建筑的一種類型,但又不同于一般意義上的建筑。其最大特點就是人工成分多,因此,風景園林建筑在營造景觀所運用的手段中是最靈活、最積極的。風景園林建筑雖然在建筑規模、形式內容、功能作用上各不相同,但都與自然風景環境或周邊景觀有著密切的關系,既能滿足景觀營造的需要,又或多或少、或直接或間接地影響著風景園林的環境質量,同時也要受到景觀及環境的制約。總而言之,風景園林建筑除了具備一般建筑所具備的遮風避雨、供人休憩、飲食服務等實用功

3、能外,其對于自然景觀來說主要的作用還可歸納為以下幾點:(1構景. 山、水、植物、園林建筑是構成風景園林的四大要素,植物是主體,建筑是畫面中心,是構圖中心的主體。沒有風景園林建筑的有機搭配,難言風景園林之美。(2點景. 風景園林建筑與自然風景融匯結合,或成為易于近觀的局部小景,或成為主景控制全園布局,風景園林建筑在園林景觀構圖中具有畫龍點睛的作用。(3賞景. 即利用風景園林建筑作為觀賞景觀的場所。結合賞景需要,綜合規劃和設計建筑的位置、朝向、布局、門窗形式及尺度,并利用組景手法,使觀賞者能夠在視野范圍內攝取到最佳的景觀效果(4組織游覽路線. 風景園林建筑常常具有起承轉合的作用,當人們的視線觸及某

4、處優美的風景園林建筑時,游覽路線就會自然而然地延伸,建筑即成為視線引導的主要目標。合理布置風景園林建筑在園林中的位置以及序列,會使游人在游覽過程中享受到步移景異、時空轉換的樂趣。(5組織園林空間.在規劃和設計中,空間組合和布局是重要的內容,風景園林常以一系列巧妙的空間變化給人以藝術享受,利用各種類型的風景園林建筑組織空間、劃分空間,力求為人們提供豐富優美的活動空問和場所。2 .風景園林建筑的特點風景園林建筑的復雜性和綜合性決定了它具有如下特點:(1復合性。風景必須依椐自然、生態、社會、技術、藝術、經濟、行為等原則進行規劃和創作,立足實際,以人為本,結合自然,從宏觀的角度把握人、建筑以及自然環境

5、之間的關系,故風景園林建筑具有明顯的復合性。(2社會性。風景園林建筑不僅能為人們提供室內外的休閑活動空問,亦是服務大眾的精神場所,同時具備了環保、生態等復雜的功能,其社會屬性也日益明顯。(3藝術性。風景園林建筑主要功能之一是塑造具有觀賞價值的景觀,創造并保存人類生存的環境,以及拓展自然景觀之美,為人提供豐富的精神生活空間,使人更加健康和舒適的生活,故風景園林建筑亦具有藝術屬性。(4技術性。風景園林建筑的創作是在結合自然景觀要素基礎之上,運用人工的手法行自然美的再創造,這一過程的實施,均離不開一定的建筑設計、建筑結構與構造、建筑材料與設備、建筑施工與維護等技術手段,故風景園林建筑具有技術屬性,其

6、發展亦依賴工程技術的創新與發展。(5經濟性。任何風景園林建筑的項目在實施過程中,都會消耗一定的人力和物力,因此如何提高經濟效益,也是目前我國提倡建設節約型社會的重要內容。(6生態性。生態學是研究生物與環境之間的相互關系的學科,近年來在自然生態基礎之上,有逐漸轉向以人類活動為中心,而且涉及的領域也不斷擴展。風景園林建筑正是人、建筑、自然環境和諧統一的產物,從這一角度講,生態性也是風景園林建筑的固有屬性。(二風景園林建筑結構與構造的特點建筑結構與構造和建筑有著密切的關系,它們是形成建筑空間的技術手段,也是建筑賴賴以生存的物質基礎。風景園林建筑的外觀、形象和平面功能布局除了要滿足特定的功能外,還要受

7、到周圍環境的制約,即最大限度地利用周圍環境。所以它要比一般工業與民用建筑更重視造型和輪廓,這也給風景園林建筑的結構與構造都提出了更高的要求。既要保證建筑與周圍環境有機融合,又要保證建筑的使用要求,同時還要考慮到材料的選用、結構與構造的可能和施工的難易。因為不同的建筑類型,具有不同的結構受力特點和構造要求,也就是說,除建筑設計外,還必須有適應這些特色的建筑結構與構造的技術保障,才能予以實以并營造出優秀的風景園林建筑。1.發掘和傳承傳統技術。發掘、整理、借鑒、傳承傳統技術,如鄉土建筑、地方建筑中蘊含的優秀的結構體系、生態技術、節能措施、構造方法以及充分利用鄉土材料的思想。在傳統的結構和構造技術基礎

8、上,按照資源和環境要求,改造、重組傳統技術,不用或少用現代技術手段來達到建筑生態化的目的。這種實踐多在非城市地區進行,形式上強調鄉土、地方特征。2.傳統技術與現代技術相結合。通過精心設計結構體系和細部構造,提高對建筑和資源的利用效率,保護生態環境如外墻保溫隔熱技術、被動太陽能技術等。3.探索和發展高新技術。把其他領域的新技術如信息技術、電子技術、空氣動力學等應用到風景園林中。二、風景園林建筑的類型風景園林建筑屬民用公共建筑中的一類,根據其對營造景觀所起的不同作用,還可以再細分為以下四類。1、游憩建筑供人們游覽、休閑、娛樂之用的建筑,風景園林建筑多為此類,具有一定的使用功能。包括以下類型。(1

9、科普展覽建筑及設施供歷史文物、文學藝術、攝影、繪畫、科普、書畫、工藝美術、花鳥魚蟲等展覽的建筑及設施,如各類展室、展館等。(2 文體游樂建筑及設施如文體場地、露天劇場、康樂中心、娛樂中心等。(3游覽觀光建筑及設施此類建筑不僅給人提供游覽、休息、賞景的場所,而且自身亦是構景或點景要素,如亭、廊、閣、花架、碼頭等。(4 風景園林建筑小品一般體形小巧、數量眾多、在風景園林中分布廣泛,具有較強的裝飾性,能夠增加景色、活躍氣氛,如景墻、欄桿、雕塑、座椅、宣傳牌等。2、服務建筑這類建筑與人們生活密切相關,雖然體量不大,但融使用功能與藝術造型于一體,是風景園林中必不可少的一種建筑類型。(1 餐飲建筑。如餐廳

10、、茶室、酒吧等。這類建筑及設施近年來在風景區和公園設計中已經逐漸成為一項重要內容,在人流集散、功能要求、服務游客、建筑形象等方面對風景園林有很大影響。(2 商業建筑如商店、小賣部、購物中心等。主要提供游客用的物品和煙酒糖茶、水果、飲料、餅食、地方特產、手工藝品等,同時也為游人創造和提供個休息、賞景之所。(3 住宿建筑如賓館、招待所等。規模較大的風景區或公園,為滿足游客休息住宿需要,一般均建設招待所或賓館。3、管理建筑主要指園區的管理設施,以及為職工服務的各種設施。(1 大門、圍墻此類風景園林建筑在風景園林中突出醒目,是游人對風景園林的第一印象,具有標志意義。依據各類風景園林不同,大門及圍墻的形

11、象、內容、結構類型、構造方式以及規模都有較大差別,需要因地制宜地進行設計和施工。(2其他管理設施如辦公室、廣播站、變電室、保衛室、宿舍食堂、醫療衛生場所等。4、公用建筑主要是為游人提供便利的建筑或設施,主要包括電話通訊、導游牌、路標、停車場、公共廁所、供電及照明設施、供排水設施等。(1 公共廁所園區內的公共廁所是為游人提供方便和維護環境衛生不可缺少的,既要滿足功能要求,具有實用性,又要外形美觀,與風景園林風格相協調,同時還要注意不能喧賓奪主。(2導游牌、路標在風景園林中各個路口設立標牌,協助指導游人順利到達游覽地點,尤其在道路系統較復雜、景點豐富的大型風景園林中,還起到點景的作用。(3停車場、

12、存車處這也是風景園林中必不可少的設施,為了方便游客,此類設施通常都和大門入口結合在一起設計。(4 供電及照明設施主要包括園路照明、造景照明、生活和生產照明以及游樂設施用電等。(5供排水設施滿足風景園林中用水及排水排污需要的設施或設備三、建筑的組成風景園林建筑作為建筑的類型之一,具有建筑的一般性質和特點。解剖建筑,或是風景園林建筑,我們不難發現它們均是由基礎、墻或柱、樓地層、樓梯、屋頂、門窗等幾大部分組成。根據這些構件所處的位置不同,作用也不同。現將各組成部分及其作用分述如下:基礎基礎是房屋底部與地基接觸的承重結構,它承受著建筑物的全部荷載,并保證這些荷載傳到地基,故要求它必須具有足夠的承載力和

13、穩定性,防止不均勻沉降,而且能夠經受冰凍和地下水及地下各種有害因素的侵蝕。基礎的結構形式取決于上部荷載的大小、承重方式以及地基特性。墻(或柱 墻和柱都是建筑物的豎向承重構件。墻的主要作用是承重、圍護和分隔空間。作為承重構件,它承受著屋頂、樓層傳來的各種荷載,并把這些荷載傳給基礎。作為圍護結構,外墻起著抵御自然界風、雨、雪、寒暑及太陽輻射的作用。內墻則起著分隔空間、隔聲、遮擋視線、避免相互干擾等作用。對于墻體還需要具有足夠的承載力、穩定性、良好的熱功性能和防火、防水、隔聲等性能。樓板和地面層。樓板是水平方向的承重結構,同時還兼有在豎向劃分建筑內部空間的功能。樓板承擔建筑的樓面荷載,并把這些傳給墻

14、或梁,同時對墻體起到水平支撐的作用,它應具有足夠的強度和剛度。地面層是指房屋底層之地坪,地面層有均勻傳力及防潮、保溫等要求,應具有堅固、耐磨、易清潔等性能。樓梯。樓梯是建筑中聯系上下層的垂直交通工具,供人們交通以及緊急疏散之用。因此,樓梯應具有足夠的通行能力,并且堅固和安全。屋頂(屋蓋 。是建筑頂部的承重和圍護構件,用來抵御自然界風、霜、雨、雪的侵襲和太陽的輻射。屋頂承受建筑物頂部荷載和風雪的荷載,并將這些荷載傳給墻或柱。因此,屋頂應有足夠的承載力,并能滿足防水、排水、保溫、隔熱、耐久等要求。門窗。門的功能主要是供人們出入建筑物和房問。門應有足夠的寬度和數量,并考慮它的特殊要求,如防火、隔聲等

15、。窗主要用來采光、通風和觀景。窗應有足夠的面積。由于門窗均是建筑立面造型的重要組成部分,因此在設計中還應注意門窗在立面上的藝術效果。建筑物除了上述基本組成部分外,還有配件設施,如雨篷、陽臺、臺階、通風道等。四、建筑的分類與分級(一.建筑的分類建筑是指建筑物與構筑物的總稱。建筑可以從不同角度進行分類,分類方法可謂多種多樣,其中主要有以下幾種。1 .按使用功能分類(1民用建筑所謂民用建筑即非生產性建筑,它又可分為居住建筑和公共建筑兩大類。(2工業建筑即從事生產用的建筑。按生產性質可以分為:黑色冶金建筑、紡織工業建筑、機械工業建筑、化工工業建筑、建材工業建筑、動力工業建筑、輕工業建筑、其它建筑等。按

16、廠房用可以分為:主要生產廠房、輔助生產廠房、動力用廠房、附屬儲藏建筑等。按廠房層數可以分為:單層廠房、多層廠房、混合廠房等。按生產車間內部生產狀況可以分為:熱車間、冷車間、恒濕恒溫車間等。(3農業建筑即指農副業生產建筑,如溫室、飼養場、農副產品加工廠、糧倉等。2 . 按規模大小分類(1大量性建筑指量大面廣、與人們生活密切相關的那些建筑,如住宅、學校、商店、醫院、風景園林建筑等。這些建筑在大中小城市和農村都是不可缺少的,修建的數量很大,故稱為大量性建筑。(2大型性建筑指規模宏大的建筑,如體育館、劇院、火車站和航空港、展覽館等,這些建筑規模巨大,耗資也大,不可能到處修建,與大量性建筑比起來,其修建

17、量是有限的。但這些建筑在一個國家或一個地區具有代表性,對城市面貌影響也大。3. 按層數分類(1住宅建筑13層為低層;46層為多層;79層為中高層;10層以上為高層。(2公共建筑總高度超過24m的為高層建筑(不包括高度超過24m的單層主體建筑。(3工業建筑(廠房 分為單層廠房、多層廠房、混合層數的廠房。(4建筑高度超過100m時,不論何種建筑均為超高層建筑。4. 按主要承重材料分類(1砌體結構是磚砌體、砌塊砌體、石砌體建造的結構統稱,一般用于多層建筑。(2鋼筋混凝土結構是我國目前建筑中應用最為廣泛的一種結構形式,如鋼筋混凝土的高層、大跨度、大空間結構的建筑,以及裝配式大板、大模板、滑模等工業化建

18、筑等。(3鋼結構是一種強度高、塑性好、韌性好的結構。它適用于高層、大跨度或荷載較大的建筑。(4木結構是大部分用木材建造或以木材作為主要受力構件的建筑物。主要適用于低層、規模較小的建筑物,如別墅、旅游性木質建筑以及風景園林建筑小品等。(5混合結構用兩種或兩種以上材料作承重結構的建筑結構形式,如磚墻木樓板的磚木結構建筑、磚墻鋼筋混凝土樓板的磚混結構建筑、鋼屋架和混凝土墻(或柱的及鋼框架和鋼筋混凝土樓板組成的鋼混結構建筑。磚混結構在大量性建筑中應用最為廣泛,鋼混結構多用于大跨度建筑,磚木結構由于木材資源的短缺而極少采用。(二建筑的分級1.按建筑的耐久年限分級建筑物的耐久等級的指標是使用年限,使用年限

19、的長短是依據建筑物的重要性和建筑物的質量標準而定。影響建筑壽命的長短主要是結構構件的選材和結構體系。民用建筑設計通則中規定,按建筑的耐久年限共分四級。一級建筑:耐久年限為100年以上,適用于重要建筑和高層建筑。二級建筑:耐久年限為50100年,適用于一般建筑。三級建筑:耐久年限為2550年,適用于次要建筑。四級建筑:耐久年限為15年以下,適用臨時性建筑。2.按建筑的耐火極限分級由于建筑物的使用性質、規模大小、重要程度等不同,對建筑物的耐火能力要求也有所不同。按照建筑設計防火規范的規定,建筑物的耐火等級分為四級,其構件的燃燒性能和耐火極限不應低于下表的規定。(1建筑構件的耐火極限對任一建筑構件按

20、時間溫度標準曲線進行耐火試驗,從受到火的作用時起,到失去支持能力或完整性被破壞或失去隔火作用時為止的這段時間,用小時表示。(2建筑構件的燃燒性能。構件的燃燒性能分為三類:非燃燒體、難燃燒體、燃燒體。非燃燒體。指用非燃燒材料做成的構件。非燃燒材料系指在空氣中受到火燒或高溫作用時不起火、不微燃、不炭化的材料,如建筑中采用的金屬材料和天然或人工的無機礦物材料。難燃燒體。指用難燃燒材料做成的構件或用燃燒材料做成而用非燃燒材料做保護層的構件。難燃燒材料是指在空氣中受到火燒或高溫作用時難起火、難微燃、難炭化,當火源移走后燃燒或微燃立即停止的材料。如瀝青混凝土、經過防火處理的木材、用有機物填充的混凝土以及水

21、泥刨花板等。燃燒體。指用燃燒材料做成的構件。燃燒材料是指在空氣中受到火燒或高溫作用時立即起火或微燃,且火源移走后仍繼續燃燒或微燃的材料,如木材等。五、建筑標準化和模數協調建筑業是國民經濟的支柱產業,要消耗掉大量的人力、物力、財力。提高建筑業的生產效率,逐步改變建筑業目前勞動力密集、手工化操作落后的局面,最終實現建筑工業化,是我國迫切需要解決的問題。建筑工業化的內容是:設計標準化、構配件生產工廠化、施工機械化。設計標準化是實現其余兩個方面目標的前提,只有實現了設計標準化,才能夠簡化構配件的規格類型,為工廠生產商品化構配件創造條件,為建筑產業化、機械化施工打下基礎。(一建筑標準化實行建筑標準化,可

22、以有效地減少建筑構配件的規格,在不同的建筑中采用標準構配件,進而提高施工效率,保證施工質量,降低造價。建筑標準化包括兩個方面:(1制定各種法規、規范標準和指標,使設計有章可循;(2設計和施工中推行建筑標準化。(二、建筑模數模數,是選定的標準尺度單位。作為建筑物、建筑構配件、建筑制品以及相關尺寸相互協調中的增值單位,其目的是使構配件安裝吻合,并有互換性。1、基本模數是模數協調中選用的基本單位,其數值為100mrn,符號M,即1M-100mm。整個建筑物和建筑物的一部分以及建筑組合件的模數化尺寸,應是基本模數的倍數。2、導出模數導出模數分為擴大模數和分模數。(1擴大模數基本模數的整數倍數,如3M、

23、6M、12M 等。(2分模數整數除基本模數的數值,如1/10M、1/ 5M、1/2M等。3、模數數列以選定的模數基數為基礎而展開的模數系統,可以保證不同建筑及其組成部分之間尺度的協調統一,有效地減少建筑尺寸的種類,并確保尺寸具有合理的靈活性。(1水平基本模數的數列幅度1M20M,它主要應用于門窗洞口和構配件的斷面尺寸。(2豎向基本模數的數列幅度1M36M,它主要應用于建筑物的層高、門窗洞口和構配件的斷面尺寸。(3水平擴大模數的數列幅度3M時為3M75M; 6M時為6M96M;12M時為12M120M15M時為15M120M;30M時為30M360M;60M時為60M 360M;必要時幅度不限。

24、水平擴大模數主要應用于建筑物的開間或柱距、進深或跨度、構配件尺寸和門窗洞口尺寸。(4豎向擴大模數的數列幅度不受限制,它主要應用于建筑物的高度、層高和門窗洞口等處。(5分模數的數列幅度1/10M時為1/10M2M;1 /5M時為1/5M4M;1/2M時為1/2M10M。分模數主要用于縫隙、節點構造、構配件截面等處。(三、模數協調為了使建筑物在滿足使用功能的前提下,通過模數協調盡量減少預制構配件的類型,使其達到標準化、系列化、通用化、商品化,以便充分發揮投資總效益。磚混結構建筑,特別是其中量大面廣的建筑必須進行模數協調。模數協調主要包括尺寸標識和定位軸線兩方面內容。1 、尺寸標識為了保證建筑物構配

25、件的安裝與有關尺寸間的相互協調,在建筑模數協調中把尺寸分為以下三種。(1標志尺寸應符合模數數列的規定,用以標注建筑物定位軸面、定位面或定位軸線、定位線之間的垂直距離(如開間或柱距、進深或跨度、層高等,以及建筑構配件、建筑組合件、建筑制品及有關設備界限之間的尺寸。(2構造尺寸指建筑構配件、建筑組合、建筑制品等的設計尺寸,一般情況下,標志尺寸減去縫隙為構造尺寸。如圖l一51所示。(3實際尺寸建筑構配件、建筑組合、建筑制品等生產制作后的實有尺寸,實際尺寸與構造尺寸之間的差數應符合建筑公差的規定。幾種尺寸之間的關系.2 、定位軸線定位軸線,是確定建筑構配件位置及相互關系的基準線。為了實現建筑工業化,盡

26、量減少預制構件的類型,就應當合理地選擇和運用定位軸線。定位軸線的具體表達方法如下:(1承重外墻的定位軸線當底層墻體與頂層墻體厚度相同時,平面定位軸線與外墻內緣距離為120mm.當底層墻體與頂層墻體厚度不同時,圖152。平面定位軸線與頂層外墻內緣距離為120mm(2承重內墻的定位軸線承重內墻的平面定位軸線應與頂層墻體中線重合。為了減輕建筑自重和節省空間,承重內墻往往是變截面的,即上部墻厚變薄。如果墻體是對稱內縮,則平面定位軸線中分底層墻身圖15 3。如果墻體是非對稱內縮,則平面定位軸線偏分底層墻身(3非承重墻定位軸線由于非承重墻沒有支撐上部水平承重構件的任務,因此平面定位軸線的定位就比較靈活。非

27、承重墻除了可按承重墻定位軸線的規定定位之外,還可以使墻身內緣與平面定位軸線相重合。(4定位軸線的編號平面圖上定位軸線的編號,宜標注在圖樣的下方與左側。橫向編號應用阿拉伯數字,從左至右按順序編寫;豎向編號應用大寫拉丁字母,從下至上按順序編寫。為了避免拉丁字母中I、O、z與數字1、0、2混淆,拉丁字母I、O、Z不得用作軸線編號。如字母數量不夠使用時,可增用雙字母或單字母加數字注腳,如AA、BB或A,、B。等(圖1- 5 -4。圖1- 5- 4定位軸線標號當建筑規模較大,定位軸線也可以采用分區編號。編號的注寫方式應為分區號一該區軸線號(圖155。第二章風景園林建筑結構第一節建筑結構的基礎知識一、建筑

28、結構及其組成1 、建筑結構建筑結構,是建筑物中支承荷載而起骨架作用的部分,是建筑物賴以生存的物質基礎。也就是說,建筑結構是建筑物中由承重構件(梁、柱、桁架、墻、樓板和基礎等組成的體系,用以承受作用在建筑物上的各種荷載。建筑結構體系是指結構抵抗外部作用的構件組成方式。建筑物要承受各種荷載作用的影響,一般把荷載分為永久荷載(也稱恒載,例如建筑物自重等和可變荷載(也稱活載,例如人、家具、設備、風、雪的荷載;另外,根據荷載的作用方向,又可分為豎向荷載(所有由地球引力而發生的荷載和水平荷載(如風荷載和地震作用。荷載大小和作用方式是建筑結構設計的主要依據,也是結構選型的重要基礎。它決定著建筑結構的形式,構

29、件的選擇、形狀和尺寸與建筑構造設計有著密切的關系,是建筑構造設計的重要依據。古今中外,建筑結構類型眾多,且各具特色,各有所長,但它們都具備兩個共同的特點:(1科學性建筑結構自身必須符合力學規律性。建筑結構或構件抵抗破壞的能力通常稱為強度;抵抗變形的能力稱為剛度;保持其原有平衡形式的能力稱為穩定性。總之,建筑物必須具有足夠的強度、剛度、穩定性和耐久性,以適用使用要求。(2實用性必須能夠形成或覆蓋某種形式的空間。一幢完美的建筑,它不僅要符合功能要求、體現造型的藝術美,而且要體現結構的合理性,也就是說,只有建筑和結構的有機結合,才是一幢完美無缺的建筑。因此,我們在做一個建筑方案的同時,必須要考慮到在

30、整個方案的實施過程中,結構上有沒有實現的可能性,它將采用何種結構形式,施工過程中有哪些困難。這就要求我們要對所有的結構形式和特點有個全面的了解和掌握,這樣才能使一個建筑方案不會成為一紙空文。2 、建筑結構的組成建筑結構體系一般是由若干結構構件按力學原理組合而成的,這些結構構件按其所處位置及所起作用的不同,可以分為水平構件、豎向構件和基礎三大類。(1水平構件布置在水平方向,用以承受豎向荷載的構件。主要有以下幾種:板. 根據所處位置不同可以分為樓面板和屋面板。根據形式的不同可以分為平板、曲面板、斜板等。梁. 根據所起作用的不同可以分為主梁、次梁、聯系梁等。根據形式的不同可以分為直梁、曲梁、斜梁等。

31、桁架. 網架.(2豎向構件布置在豎直方向,用以支撐水平構件或承擔水平荷載的構件。主要有柱、墻體、框架三種。(3基礎用以將建筑物所承受的所有荷載傳至地基上。二、建筑結構的功能要求建筑結構設計的目的是要使所設計的結構能夠完成規定的功能要求、有較好的經濟性和便于施工。建筑結構的功能要求具體表現為以下幾點。1 、安全性是指結構應能承受在正常施工和正常使用期間可能出現的各種作用,如各種荷載、支座沉降、溫度變化等作用;以及在偶然作用(如爆炸、地震等作用下或偶然事件發生時及發生后,仍能保持必要的整體穩定性,不至于因局部破壞而發生連續倒塌。建筑結構的安全與否,直接關系到人的生命和財產的安危,因此要求結構具有能

32、夠抵抗各種外來作用的能力,在正常使用期間不能因為構件的承載能力不足而發生破壞,而且在地震等偶然事件發生后不會出現整體倒塌。2、適應性是指建筑結構在正常使用時應能滿足正常的使用要求,具有良好的工作性能,如變形或振動等性能均不超過規定的限值。良好的工作性能指的是除安全性以外,人們在日常工作和活動中對結構的一些基本要求,如樓板和大粱應具有足夠的剛度,在使用過程中不要因過大的變形和顫動而影響正常工作的進行,或者使用戶心理上產生不安全感。3、耐久性建筑結構在正常使用和正常維護下,在規定的使用期限內應具有足夠的耐久性能。如在設計基準期內,結構因裂縫過寬導致材料的銹蝕或其它腐蝕而達不到規定的設計使用年限,一

33、般混凝土結構的設計使用年限為50年,若建設單位提出更高的要求,也可以按建設單位的要求確定。安全、適用和耐久是結構的可靠標志,統稱為結構的可靠性。即結構在規定的時問內,在規定的條件下(正常設計、正常施工、正常使用和正常維修條件,滿足預定功能(安全性、適用性、耐久性的要求,則認為結構是可靠的。在滿足各項預定功能的前提下,要使結構造價越低越好。安全性和經濟性是一對對立統一的矛盾,結構設計就是要在試驗研究分析的基礎上,以科學、合理的計算方法使安全性和經濟性達到最佳的平衡。三、確定建筑結構形式的基本原則1 、符合力學原理結構的安全性是建立在力學基礎上的。在考慮一個結構方案時,首先要看其是否符合力學原理,

34、也就是說,要具有科學的道理,不是憑空想象。2、滿足使用要求如觀演類建筑的觀眾廳,其功能是觀眾觀演的地方,因此,在觀眾廳中不允許設立柱子,否則將阻擋觀眾的視線,在考慮其結構形式時必須強調這一點。3 、注意美觀一個好的結構體系,它不僅是建筑的骨骼,更是美的象征。在古代建筑中,多數結構是外露的,不用裝飾來表現內部空問,它的梁、柱既是建筑的骨骼,又體現了其藝木美。4 、便于施工施工方法在方案階段也要予以考慮,如果方案確定后,施工無法實現,其方案也是一紙空文。5 、考慮經濟設計時應滿足造價投資少、維修投資少、管理投資少的經濟要求,因此,如何選擇結構形式、如何控制總造價也是基本建設的主題和基本原則。四、建

35、筑結構設計要點及步驟(1根據建筑平面布置及房屋層數和高度,選用合理的結構體系。(2合理確定和布置豎向承重構件和抗側力構件,如墻、柱、框架等。(3合理選擇橫向承重構件,如屋蓋、樓板、梁系等。(4合理選用基礎形式。第二節.建筑結構的類型及園林建筑常用的結構形式建筑結構的分類與應用問題,可以從結構所用材料的不同和結構受力特征的不同兩個方面來討論。一、建筑結構的類型及應用概況1 、按承重材料分類(1砌體結構。由塊體(磚、石材、各種砌塊和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構,包括磚砌體結構、石砌體結構和砌塊砌體結構(圖2- 2-1、2。砌體結構歷史悠久,具有就地取材、節約鋼材水泥和降低造價的

36、優點;但抗災害性能差,自重大,不宜用于抗震設防地區和地基軟弱的地方。這種結構形式一般適用于多層建筑,目前已不適應建筑工業化發展的要求。因此在建筑及風景園林建筑中使用亦具有一定的局限性。僅少量應用于公園大門、景墻、小賣部、中小型展覽室及五層以下的辦公用房、宿舍等。(2鋼筋混凝土結構。混凝土是人工石材,它由石子、砂粒、水泥、外加劑和水按一定比例拌和而成,簡稱“砼”。混凝土材料像天然石材一樣,承受壓力的能力很強,但抵抗拉力的能力卻很弱。而鋼材則不然,其抗壓和抗拉的能力都很強。于是,人們利用兩種材料各自的特點,把它們有機地結合在一起共同工作,形成了用于工程實際的鋼筋混凝土結構。鋼筋混凝土具有許多優點,

37、如強度大、耐久性好、抗震性好,并具有可塑性等,所以它是一種主要的結構材料。但是,鋼筋混凝土也有一些缺點,如自重大、抗裂能力差、建造周期長、費工費模板等。這種結構形式在當今建筑領域中應用十分廣泛,而且發展前途最大。如鋼筋混凝土的高層、大跨度、大空間結構的建筑,以及裝配式大板、大模板、滑模等工業化建筑等。大跨度、懸挑結構(水榭、茶餐樓的風景園林建筑,造景要求平、立面有高低錯落變化較大的風景園林建筑以及在地震區修建體形不規則的風景園林建筑等,亦多采用鋼筋混凝土結構形式。(3鋼結構。是主要的建筑結構形式之一,特點如下:強度高、塑性好、韌性好、重量輕、運輸架設方便;質地均勻、可靠性高;具有可焊性,制造工

38、藝簡單;容易銹蝕,經常性的維修費用高;耐火性差。鋼結構適用于高層、大跨度或荷載較大的建筑。近年來,隨著高層建筑的興起,在超高層建筑中采用鋼結構的趨勢正在增長。由于鋼結構又具有工廠化、裝配化、景觀視線好、施工方便、易于造型、外維護材料靈活等特點,因此其在風景園林建筑中的應用越來越廣泛。如大型的體育場館、展覽場館,特別是風景園林建筑中,大跨度的展覽廳、動物園的飛禽館、植物園的溫室等的屋頂都可采用鋼結構(圖2-2- 3。(4木結構。是大部分用木材建造或以木材作為主要受力構件的建筑結構形式。我國古代建筑大多采用木結構,其具有獨特的藝術風格,已有幾千年的歷史,是我國悠久文化遺產的組成部分,是古代勞動人民

39、偉大創造的結晶。這些建筑據有獨特的建筑風格和巧思多變的設計手法。由于受自然木材產量的影響,目前大量采用木結構的建筑不多,但在修復和改建古代遺留的古建筑,或在風景園林建筑中新建少量仿古建筑時,仍多沿用木結構建筑。為了節約木材,但又要保留原有民族形式古建筑的造型,目前常用現澆鋼筋混凝土柱、梁、板來代替木柱、木梁和木望板。但柱網、屋頂曲線、出檐等仍采用古建筑形式,從而來保持中國古建筑的民族形式(圖224。(5混合結構。用兩種或兩種以上材料作承重結構的建筑結構形式,如磚墻木樓板的磚木結構建筑(圖2-2-5、磚墻鋼筋混凝土樓板的磚混結構建筑、鋼屋架和混凝土墻(或柱的及鋼框架和鋼筋混凝土樓板組成的鋼昆結構

40、建筑(圖2-2-6。磚混結構在大量性建筑中應用最為廣泛,鋼混結構多用于大跨度建筑,磚木結構由于木材資源的短缺而極少采用。2 、按受力特征分類(1墻承重結構體系主要以砌筑的墻體為承重構件(圖227。屋蓋荷載(屋蓋自重、雪荷載等以及樓層荷載(樓板自重、樓面荷載等或者通過橫梁傳給承重墻,或者直接傳給承重墻,墻下有基礎。這種結構體系最大特點是墻既是用來圍護、分隔空間,又用來承擔梁板所傳遞的荷重。屋蓋或樓板一般用鋼筋混凝土制造,承重墻體可用磚、砌塊、石材等砌筑。一般層數不多且跨度不大的建筑及風景園林建筑多采用梁板結構體系。(2框架結構體系主要承重體系由橫梁及柱組成,最大的特點是把承重結構和圍護結構分開,

41、因而墻體、門窗洞口的設置都比較靈活(圖228。一般多層工業廠房或層數較少、高度不超過60m的建筑及風景園林建筑多采用框架結構體系。(3高層建筑的結構體系。在高層建筑中,抵抗水平力成為設計的主要矛盾,因此抗側力結構體系的確定和設計成為結構設計的關鍵問題。高層建筑中的結構體系主要有以下幾種:剪力墻結構體系利用建筑物的鋼筋混凝土墻體作為抗側力構件并同時承受豎向荷載的結構體系。高層建筑已經廣泛采用剪力墻結構體系。框架剪力墻結構體系在框架結構中布置一定數量的剪力墻可以組成框架剪力墻結構,豎向荷載主要由框架承受,水平荷載主要由剪力墻承受。此種結構體系一般用于高層或超高層建筑。簡體結構體系是框架一剪力墻結構

42、體系和剪力墻結構體系的演變與發展,它將剪力墻集中到房屋的內部與外部形成空間封閉的筒體,使整個結構體系既具有極大的剛度,又能獲得較大的空問。此種結構體系適用于超高層建筑。剪力墻在現行國家標準建筑抗震設計規范中稱抗震墻。(4大跨度結構體系建筑功能的要求帶動了大跨度建筑的發展和研究,出現了很多種大跨度屋蓋結構形式。按各自受力特點,可再分為平面結構體系和曲面空間結構體系兩類。平面結構體系拱結構、桁架結構等。空問結構體系網架結構、懸索結構、殼體結構、薄膜結構等。二、風景園林建筑常用的結構形式風景園林建筑處于風景園林之中,外觀、形象和平面功能布局除了要滿足特定的功能外,還必須要與周圍環境構成有機融合,達到

43、和諧統一的效果,是物質與藝術的雙重產物。風景園林建筑自身的特點、使用場所以及服務對象,決定了其要比一般工業與民用建筑更應重視造型和輪廓,但其規模有限,基本小于一般工業與民用建筑。因此,風景園林建筑常采用以下幾種結構形式:墻承重結構體系框架結構體系大跨度結構體系第三節、墻承重結構體系一、工作原理及特點墻承重結構體系的工作原理,即在墻或柱上直接設置板,或先在墻或柱上設梁,再在梁上布板,總之由梁、板來支撐其上部屋面及樓板的荷載,并把這些荷載傳給下部的墻體和基礎。因此,這種結構體系主要由兩類基本構件共同組合而形成空間。一類構件是墻、柱,形成垂直空間,并承受的是垂直的壓力;另一類構件是梁、板,形成水平空

44、間,主要承受的是彎曲力,其中梁承受垂直于梁軸線方向的荷載,板則承受面荷載。古埃及、西亞建筑采用石梁板、石墻柱結構;古希臘建筑采用木梁石墻柱結構;近現代多采用各種形式的混合結構、大型板材結構、箱形結構等。凡是利用墻、柱來承擔梁、板荷重的一切結構形式都可以歸納在這種結構體系的范圍之內。墻承重結構體系的特點就是:墻體本身既要起到圍隔空間的作用,同時又要承擔屋蓋和樓面的荷重,把圍護結構和承重結構這兩重任務合并在一起,一身而二任。二、發展及演變歷程墻承重結構體系,是一種既古老又年青的結構體系,說它古老是指它具有悠久的歷史,早在公元前兩千多年的中外建筑中就已經廣泛地采用了這種結構體系;說它年青則是指直到今

45、天人們還利用它來建造建筑(圖231。1 、砌體墻結構作為受力構件的墻或柱由石材、磚以及各種現代砌塊和砂漿砌筑而成,統稱為砌體墻。(1石梁板、石砌墻柱。在古代大量的石建筑中,如古埃及的神廟、古代中國的石墓等,均以石墻、石柱承重且石梁、石板也得到了大量的應用,屬于這種原始的石砌墻柱結構。石材抗壓強度很高,但抗拉強度卻很低,所以石梁高度往往很大,極其笨重,而跨度卻很小,勢必會使得兩條墻互相平行而又靠得很近,從而形成一條狹長的空間,影響室內空間的使用。為了克服此種局限獲得更寬大的空間,人們用石柱替代墻來支撐梁、板(圖232。采用這種方法雖然可以擴大室內空間,但是終究由于石梁板的跨度有限(最大僅達89m

46、,加之石柱本身又十分粗大,結果又導致柱子林立、內部空問局促擁塞的效果。(2木梁板、石砌墻柱。為了獲得更大的空間,古希臘神廟的屋頂結構開始采用木梁代替石梁,而木梁在我國古代的廟宇、宮殿建筑中應用也極為普遍。這是因為木材本身的自重較輕,而且抗彎、抗剪強度均較高,因此,雖然木梁截面要遠小于石梁截面,但木梁的跨度卻較大(一般在11m左右,室內空間也較為開闊。自木梁問世以來,經歷了數千年,盡管防腐、防火差,資源又有限,但現在仍有很多地方應用,多見于北方農村民宅。(3鋼筋混凝土梁板、磚砌(或砌塊墻柱。隨著建筑技術、建筑材料的發展,近現代建筑中墻體結構體系多采用鋼筋混凝土梁、板和磚砌墻體。鋼筋混凝土梁、板是

47、由兩種材料組合在一起協同工作的,它充分發揮了鋼筋的抗拉能力和混凝土的抗壓能力,與天然的石料、木材不同,鋼筋混凝土梁、板可以在一定程度上不受跨度限制,從而更為有效地發揮材料的抗彎潛力。而磚砌墻體便于就地取材,也具有一定的強度,二者配合使用不僅提高了建筑的承重能力,也使得內部空間更加開敞。但黏土磚是以犧牲耕地為代價獲得的,既不利節能,又有悖于國家建筑工業的發展方針。所以,目前大多采用素混凝土、工業廢料和地方性材料制造的砌塊替代黏土磚作為砌墻材料。2 、大型板材與箱形結構為了提高勞動生產率和加快施工速度,近年來又出現了大型板材結構和箱形結構。大型板材結構圖2-3-5(a,是采用大型板材為基本構件,將

48、房間拼合而成。箱形結構圖2 -3-5(b,是在由六塊大型板材拼合成一間房間的基礎之上,把每個房間當作一個基本單元,進一步組合,即為箱形結構。箱形結構又稱之為盒體結構。這兩種結構的優越性首先表現在生產的工廠化,其次,由于可以采用機械化的施工方法,還可以大大地加快施工速度。盡管它們具有一定的優點,但是由于把承重結構和圍護結構合而為一,特別是由于構件模度加大,因而使空間的組合極不靈活,也不可能獲得較大的室內空間,所以這兩種結構形式的運用范圍也是很有局限的,一般僅適用于功能要求比較確定、房間組成比較簡單的住宿建筑。三、結構布置方案及適用范圍結構布置,是指梁、板、墻、柱等結構構件在房屋中的總體布局。以墻

49、或柱承重的墻體結構體系中墻體既是圍護構件,也是主要的承重結構。墻體布置必須同時考慮建筑和結構兩方面的要求,既滿足建筑設計的房間布置、空間大小劃分等使用要求,又應選擇合理的墻體承重結構布置方案,使之安全承擔作用在房屋上的各種荷載,堅固耐久,經濟合理。墻承重結構體系的結構布置方案,通常有以下四種(圖,分別適用于不同的建筑類型。1、橫墻承重方案橫墻,沿建筑物短軸方向布置的墻稱為橫墻。橫墻承重方案圖236(a適用于房問的使用面積不大、墻體位置比較固定的建筑,如民用建筑中的住宅、宿舍以及風景園林建筑中的住宿建筑等。2、縱墻承重方案縱墻,沿建筑物長軸方向布置的墻稱為縱墻。縱墻承重方案圖2-3 -6(b適用

50、于房間的使用上要求有較大空間、墻體位置在同層或上下層之間可能有變化的建筑,如民用建筑中的教室、閱覽室、實驗室及風景園林建筑中的科普展覽建筑等。通常把大梁或樓板擱置在內、外縱墻上,此時縱墻承受樓板自重及活荷載,連同自身的重量傳給基礎和地基,這稱為縱墻體系。在縱墻承重方案中,由于橫墻數量少,房屋剛度差,應適當設置承重橫墻,與樓板一起形成縱墻的側向支撐,以保證房屋空問剛度及整體性的要求。這種承重方案空間劃分較靈活,但設在縱墻上的門、窗大小和位置將受到一定限制。相對橫墻承重方案來說,縱墻承重方案樓板材料用量較多。3 、縱橫墻承重方案又稱為混合承重方案圖2 -3-6(c,適用于房間變化較多的建筑,如民用

51、建筑中的醫院、實驗樓,風景園林建筑中的文體游樂建筑、游覽觀光建筑、餐飲建筑等。該結構方案可根據需要布置,房屋中一部分用橫墻承重,另一部分用縱墻承重,形成縱橫墻混合承重方案。此方案建筑組合靈活,空間剛度較好,墻體材料用量較多,適用于開間、進深變化較多的建筑。4、外墻內柱承重方案又稱為半框架承重方案圖2-3-6(d,某些建筑由于功能要求有較大的室內空間,也就不允許在建筑物內部空問設置相對密集的承重墻,此種情況下,就需要用梁柱體系來代替內隔墻而承受樓板所傳遞的荷重,從而形成外墻內柱承重的結構體系,如民用建筑中的商店、綜合樓等,此種結構形式在風景園林建筑中應用也十分廣泛。建筑的總剛度主要由框架保證,因

52、此水泥及鋼材用量較多。第四節框架結構體系一、工作原理和特點框架結構的工作原理,即完全由承重骨架(多由梁、柱組成來支撐其上部樓板及屋面荷載,并把這些荷載傳給下部的基礎。這種結構體系在水平荷載作用下,結構的側向剛度較小,水平位移較大,故稱其為柔性結構體系。框架結構抗震性能較差,適用于非抗震設計、層數較少、高度不超過60m 的建筑。二、發展歷程框架結構也是一種既古老又年青的結構體系,它的歷史可以追溯到原始社會。當原始人類由穴居而轉入地面居住時,就逐漸學會了用樹干、樹枝、獸皮等材料搭成類似于后來北美印第安人式的帳篷,這實際上就是一種原始形式的框架結構。1. 木框架結構中國傳統的“木構架”建筑,選材以木

53、為主,承重的構架僅僅通過立柱把屋頂荷重傳遞到地面,而圍護結構一一墻、榍窗等與木構架完全分離,不承擔任何荷重,這反映在平面上除有限的幾根柱子外,其它均可自由靈活地處理。從結構的受力情況看,中國古代木構架用重疊的梁架,即梁上架梁,每層收短、逐級加高,從而形成舉折,具有十分獨特的形式和風格。這種形式的梁架可以避免最大的彎矩,就當時的水平來看是一種優越的結構形式(圖2-4-4。2 磚石框架結構除木材外,用磚石也可以砌筑成為框架結構的形式(圖2 4 5。1315世紀在歐洲風行一時的高直式建筑所采用的正是一種磚石框架結構。高直式教堂所采用的尖拱的拱肋結構,無論從形式或受力狀況上看都不同于羅馬時代的筒形拱或

54、穹窿。它的最大特點是把拱面上的荷重分別集中在若干根拱肋上,再通過這些交叉的拱肋把重力匯集于拱的矩形平面的四角,這樣就可以通過極細的柱墩把重力傳遞給地面。高直式教堂就是以重復運用這種形式的基本空間單元而形成宏大的室內空間的。在這種結構體系中,為了克服拱肋的水平推力,又分別在建筑物的兩側設置寬大的飛扶壁,這既滿足了結構的要求,又使建筑物的外觀顯得更加雄偉、高聳、空靈。由于這種結構體系把屋頂荷重及水平推力分別集中在柱墩和飛扶壁上,反映在平面上則是既無內墻也無外墻,所剩下的僅僅是整齊排列著的柱網和飛扶壁的縱向墻垛,這種平面具有一切框架結構的特點。此外,為分隔室內外空間,還在相鄰的拱架間鑲嵌大面積的花欞

55、窗,這將會給室內空間造成一種極其神秘的宗教氣氛。3 鋼筋混凝土框架結構鋼筋混凝土不僅強度高、防水性能好,既能抗壓又能抗拉,而且特別由于它可以整體澆筑,所有的構件之間都可以按剛性結合來考慮,這種材料可以說是一種理想的框架結構材料。鋼筋混凝土框架結構(圖2- 4-6的荷重分別由板傳遞給梁,再由梁傳遞給柱,因此,它的重力傳遞分別集中在若干個點上。基于這一點,可以認為框架結構本身并不形成任何空間,而只為形成空間提供一個骨架,這樣就可以根據建筑物的功能或美觀要求自由靈活地分隔空間。作為承重結構的框架不起任何圍護空間的作用;而圍護結構的內外墻不起任何承重結構的作用,兩者分工明確。這樣,外墻僅起保溫、隔熱作

56、用,內墻僅起隔聲和遮擋視線作用,只要能夠滿足這些要求,則可以選用最輕、最薄的材料來做內墻或外墻,特別是外墻,通常可以采用大面積的玻璃幕墻來取代厚重的實墻,這樣就可以極大地減輕結構的重量。4 鋼框架結構鋼框架結構是由鋼梁和鋼柱組成的能承受垂直和水平荷載的結構。鋼材雖然容易銹蝕且耐火性差,但其憑借強度高、塑性好、韌性好、重量輕、運輸架設方便、質地均勻、可靠性高、具有可焊性、制造工藝簡單、易于裝飾等優點廣為人們接受和應用。故這種材料是一種更為理想的框架結構材料。鋼框架一般布置在建筑物的橫向,以承受屋面或樓板的恒載、雪荷載、使用荷載及水平方向的風荷載及地震荷載等。縱向之間以系梁、縱向支撐梁或墻板與框架

57、柱連接,以承受縱向的水平風荷載和地震荷載并保證柱的縱向穩定。鋼桿件的連接一般用焊接,也可用高強螺栓或鉚接。框架桿件截面除滿足材料的強度和穩定性外,尚需保證框架的整體剛度以滿足設計的使用要求。鋼框架結構(圖2- 4-7問世之后,對于建筑的發展起了很大的推動作用。目前,此種結構廣泛適用于高層、大跨度或荷載較大的工業與民用建筑以及風景園林建筑。5 近現代框架結構發展趨勢近現代框架結構的應用,不僅改變了傳統的設計方法,甚至還改變了人們傳統的審美觀念。采用磚石結構的古典建筑,愈是底層荷重愈大,墻也愈實愈厚,由此形成了一條關于穩定的觀念上輕下重、上小下大、上虛下實。并認為如果違反了這些原則就會使人產生不愉快的感覺,古典建筑立面處理按照臺基、墻身、檐部三段論的模式來劃分,正是這些原則的反映。采用框架結構的近現代建筑,由于荷重全部集中在立柱上,底層無須設置厚實的墻體,而僅僅依靠立柱就可以支托建筑物的全部