首页 理论教育建筑平面组合与结构布置的关系-来自《建筑制图与房屋建筑学》

建筑平面组合与结构布置的关系-来自《建筑制图与房屋建筑学》

【摘要】:根据建筑功能分析初步考虑的几种平面组合方式,由于房间面积大小、开间进深以及组合方式的不同,相应采用的结构布置方式也不尽相同。图3.70纵墙承重的结构布置③当房屋的平面组合中,一部分房间的开间尺寸和另一部分房间门的进深尺寸符合钢筋混凝土板的经济跨度时,房屋平面可以采用纵横墙承重的结构布置。

根据建筑功能分析初步考虑的几种平面组合方式,由于房间面积大小、开间进深以及组合方式的不同,相应采用的结构布置方式也不尽相同。

1)混合结构

走廊式和套间式的平面组合,当房间面积较小、建筑物为多层(6层以下)或低层时,通常采用石、砖等墙体承重、钢筋混凝土梁板等水平构件构成的混合结构系统,过去在非地震区(地震区不宜采用)主要有以下三种布置方式:

①房间的开间大部分相同,开间的尺寸符合钢筋混凝土板经济跨度时,常采用横墙承重的结构布置(图3.68(a))。这种布置方式在一些房间面积较小的宿舍、门诊所和住宅建筑中采用得较多(图3.69),其特点是:横墙承重的结构布置,房屋的横向刚度好,各开间之间房屋的隔声效果也好,但是房间的面积大小受开间尺寸的限制,横墙中也不宜开设较大的门洞。

图3.68 墙体承重的结构布置

图3.69 横墙承重的结构布置

②房间的进深基本相同,进深的尺寸符合钢筋混凝土板的经济跨度时,常采用纵向承重的结构布置(图3.68(b))。这种布置方式常在一些开间尺寸比较多样的办公楼,以及房间布置比较灵活的住宅建筑中采用(图3.70)。纵墙承重的主要特点是:平面布置时房间大小比较灵活;房屋在使用过程中,可以根据需要改变横向隔断的位置,以调整使用房间面积的大小;由于纵墙承重,房屋的横向刚度较差。因此平面布置时,应在一定的间隔距离设置保证房屋横向刚度的刚性隔墙。

图3.70 纵墙承重的结构布置

③当房屋的平面组合中,一部分房间的开间尺寸和另一部分房间门的进深尺寸符合钢筋混凝土板的经济跨度时,房屋平面可以采用纵横墙承重的结构布置(图3.68(c))。这种布置方式的特点是:平面中房间安排比较灵活,房屋刚度相对也较好,但是由于楼板铺设的方向不同,平面形状较复杂,因此施工时比上述两种布置方式麻烦。一些开间、进深都较大的教学楼的教室部分,也采用有梁板等水平构件的纵横墙承重的结构布置(图3.68(d)、图3.71)。

图3.71 学校教学楼有梁、板的纵横墙承重结构布置

墙体承重的混合结构系统,对建筑平面的要求主要有:

①房间的开间或进深基本统一,并符合钢筋混凝土板的经济跨度(非预应力板,通常为4m左右),上、下层承重墙的墙体对齐重合;

②承重墙的布置要均匀、闭合,以保证结构布置的刚性要求,较长的独立墙体应设置墙墩以加强稳定性;

③承重墙上门窗洞口的开启应符合墙体承重的受力要求(地震区还应符合抗震要求);

④个别面积较大的房间,应设置在房屋的顶层或单独的附属体中,以便结构上另行处理。

2)框架结构(www.chuimin.cn)

走廊式和套间式的平面组合,当房间的面积较大、层高较高、荷载较重,或建筑物的层数较多时,通常采用钢筋混凝土或钢的框架结构,它是以钢筋混凝土或钢的梁、柱连接的结构布置。框架结构常用于实验楼、大型商店、多层或高层旅馆等建筑物的结构布置(图3.72)。框架结构布置的特点是:梁柱承重,墙体只起分隔、围护的作用,房间布置比较灵活,门窗开口的大小、形状都较自由,但钢及水泥用量大,造价比混合结构高。

图3.72 框架结构布置

框架结构系统对建筑平面组合的要求主要有:

①建筑体型齐整、平面组合应尽量符合柱网尺寸的规格、模数以及梁的经济跨度的要求(当以钢筋混凝土梁板布置时,通常柱网的经济尺寸为(6~8)m×(4~6)m);

②为保证框架结构的刚性要求,在房屋的端墙和一定的间隔距离内应设置必要的刚性墙或梁、柱的连接,并采用刚性节点处理;

③楼梯间和电梯间在平面的地位应均匀布置,选择有利于加强框架结构整体刚度的位置。

3)空间结构

大厅式平面组合中,对面积和体量都很大的厅室,它的覆盖和围护问题是大厅式平面组合结构布置的关键,例如剧院的观众厅、体育馆的比赛大厅等。

当大厅的跨度较小、平面为矩形时,可以采用柱(或墙墩)和屋架组成的排架结构系统(常用钢木屋架的跨度为12~18m,非预应力或预应力的钢筋混凝土屋架可为12~36m)。

当大厅的跨度较大、平面形状为矩形或其他形状时,可采用各种形式的空间结构,由于空间结构更好地发挥了材料的力学性能,因此常能取得较好的经济效果,并使建筑物的形象具有一定的表现力。空间结构系统有各种形状的折板结构、壳体结构、网架壳体结构以及悬索结构等(图3.73)。

图3.73 各种空间结构系统示意图

图3.74(a)、(b)、(c)分别为一网架结构的体育馆、壳体结构的展览馆示意图。

上述各种结构布置方式的选用,都需要考虑到结构构件对建筑物使用上和造型上的空间效果,如梁板的高度、厚度和排列方式,空间结构所占体积和形象对房间或整幢房屋在使用和造型方面的影响,以及当地的施工技术条件等。

由于建筑物的功能要求、技术经济条件和美观要求,既有主次,又辩证统一,因此房屋的平面组合虽然主要根据功能要求来考虑,但房屋结构选型的合理性、经济性也是影响平面组合的重要因素。房屋平面中房间的开间、进深和组合关系,也都需要根据结构布置的要求进行必要的调整和修改,才能创造出良好的建筑形象。

图3.74 空间结构的建筑物