建筑概论

广西大学行健文理学院《建筑概论》课程论文（智能化建筑概论论文）

专业：建筑电气与智能化

年级班级：2015级

姓名：蒙瑶

学号：1538370130

指导教师：陆燕青

2016年6月

民用建筑细部构造设计分析

摘要：

房屋建筑学包括建筑设计与建筑构造两大部分内容。先秦的典籍《考工记》、唐代的《大唐六典》、宋代的《木经》和《营造法式》、明代的《鲁班经》、清代的《工程做法则例》、古罗马的《建筑经书》、文艺复兴时期的《建筑四论》和《五种柱式规范》等著作均有对当时建筑构造方面内容的论述。

民用建筑构造是一门研究民用建筑物的构造组成、各组成部分的构造组合原理和构造方法的学科。它是建筑设计不可分割的一部分，实践性很强。其主要任务是根据建筑的使用功能、材料性能、受力情况、技术经济、施工方法和建筑艺术造型等要求，综合运用建筑材料、建筑物理、建筑力学、建筑结构、建筑施工与建筑经济等方面的知识，选择符合适用、安全、经济、美观合理的建筑构造方案，绘制建筑构造图，为综合解决建筑设计中的技术问题及进行施工图设计提供依据。

人们在建筑领域通过系统的方式解决各种问题，已经有千年以上的历史。而当今的建筑，从功能到视觉形态，已经非常复杂，更有必要通过系统的方法解决相关问题。建筑细部设计也面临着相同的局面。早期的建筑师实际上与工程师或者工匠之间的距离并不远，建筑师可以通过其巧思，设计出建筑的各构造细部，甚至解决结构及施工方面的问题。而现在的情况已经大不一样：建筑的体量越来越大，形状和功能越来越复杂，建筑材料的种类和性能越来越丰富，结构、构造、设备及施工等的科技水平越来越高。早期的建筑构造节点基本上是建筑师“发明”的，而现在的许多构造节点要通过风压、喷淋及环境温度等多项实验才能确定。简单地说，现代建筑队细部设计的要求，早已超过建筑师个人的设计能力。

关键词：设计，构造

正文

一棟建筑物由许多部分构成，这些构成部分在建筑工程上被称为构件或配件。建筑构件主要指承重结构的墙、柱、粱、楼板和屋架等，建筑配件则是指屋面、地面、墙面、门窗、栏杆、花格、细部装修等。建筑构造设计主要侧重于建筑配件的设计。各种不同建筑物的构配件种类繁多，大小不一，用材多种多样，在使用要求、空间组合、外形处理、结构形式、构造方式及规模大小等方面各有其特点，但概括起来主要包括基础、墙或柱、楼板层和地坪层（简称楼地层）、楼梯、屋顶和门窗六大基本组成部分。它们各

自所处的部位不同，因而发挥着不同作用，建筑物的基本构造组成部分。它们各自所处的部位不同，因而发挥着不同的作用。

1.基础

基础是建筑物底部与地基接触的部分称为基础。支承建筑物重量的土层叫地基。基础是建筑物的组成部分，它承受着建筑物的全部荷载，并将它们传给地基。而地基则不是建筑物的组成部分，它只是承受建筑物荷载的土层

2.墙或柱

墙是建筑物的竖向承重和围护构件。承重构件的墙体，能承受由屋顶、楼梯或楼板层等构件传来的荷载，并传给基础。当以柱代墙起承重作用时，柱间的填充墙仅起围护和隔墙作用。围护构件的外墙能抵御自然界风、雨、寒暑等各种因素对室内的侵袭，而内墙可分隔空间、组成房间、隔声、遮挡视线以及保证室内生活和工作环境舒适。墙的装修具有保护房间、装饰建筑物室内外空间环境的功能。墙体依据功能不同分别要求具有保护房间、装饰建筑物室内外空间环境的功能。墙体依据功能不同分别要求具有足够的强度、稳定性、保温、隔热、隔声、防火、防水、防潮等能力以及具有一定的经济性和耐久性。

柱是框架或排架结构的主要承重构件，和承重墙一样承受粱、屋架或屋顶、楼板层以及吊车梁等传来的荷载并传给基础。柱与墙的区别在于其高度尺寸远大于自身长宽，截面面积小，受力比较集中。柱要具有足够的强度、刚度和稳定性等。

3.楼板层和地坪层（楼底层）

楼地层是建筑物的承重和水平方向的围护构件。楼板层是水平方向的承重结构，把建筑空间在垂直方向划分若干层。承受人体、家具、设备和隔墙等荷载以及自重，并将其传给墙、粱或柱。同时，楼板支承在墙或柱上，对墙或柱起着水平支撑作用。

楼板层要具有足够的强度和刚度、隔声、防潮、防火等性能。地坪层是指建筑底层的地坪，是底层房间与土壤的隔离构件，直接承受各种使用荷载，并传给下面的地基。地坪层应具有均匀传力、防潮、防水、保温、坚固、耐磨、抗压、易清洁等性

能。

4.楼梯

楼梯是建筑中联系上下各层的垂直交通构件设施，供人们上下楼层和发生火灾、地震等事故时紧急疏散之用。楼梯也有承重作用，但不是基本承重构件。楼梯要具有防水、防滑、耐磨、坚固、安全及足够的通行能力。

5.屋顶

屋顶是建筑物顶部的围护和承重构件，抵抗风、雨、雪、霜等各种自然因素的侵袭及太阳辐射热、冬季低温等对顶层房间的影响，承受风、雪以及施工期间作用在屋顶上的全部荷载，并传给垂直方向承重构件墙或柱。另外，屋顶对建筑立面有很强的审美作用，被称为建筑的“第五立面”。屋顶应具有足够的强度、刚度、坚固、耐久及防水、保温和隔热等能力。

6.门窗

门和窗是安装在墙上的非承重建筑构件。门主要供内外交通、分隔和联系室内外空间，有时兼采光和通风作用。窗主要用来采光、通风和供人眺望。门窗同时也对分隔、围护和建筑造型、美化立面及装饰有重要的作用。根据门窗的不同功用，要求门窗具有保温、隔热，隔声，隔视线，防水，防风沙和节能等功能。

目前，房屋建筑结构施工与设计越来越青睐于房屋外窗的固定扇设计，从实际设计经验来看，固定扇窗的玻璃面积通常不宜过大，这主要是会给入住居民的正常生活带来不便，通风条件一般都不能达到预期的效果。

门窗预留洞口的窗墙比在对于房屋结构节能设计方面会起到关键性作用，这方面主要存在的问题是在许多房屋建筑设计当中所有的外窗都设计为大窗口，以图能够获得更好的采光和立面效果，但是我们知道并不是所有的窗口都能实现采光效果的，并没有必要一味地把每一扇窗户预留洞设计为大洞口窗户。因此，可以根据每一扇设计窗户的位置和朝向适当地减小或缩放窗墙比以达到节能设计和居用便利的“双赢”效果。

为了能够在安装门、窗框时可以减少损坏预留门、窗洞口结构保护层，可以改进传统的内凹型式设计，以外凸型式取而代之。在避免损坏结构保护层的同时还可以改善外窗的防水性能。应用外凸型式窗就需要注意到窗口顶、底板结构和侧壁结构的保温设计，这就要求保温设计既要满足整体节能的设计要求，同时还需要考虑到结构最小传热系数的要求。我们都知道居住房屋保温和隔热最薄弱的地方就是门和窗，而真正成为设计人员所忽略的重要关键在于门窗结构与洞口结构保护层之间的缝隙。而从我国制定的有关节能设计标准规范的文件内容来看，对于房屋建筑门窗的节能设计标准是具有明确规定的，但是实际情况是设计工作不容易到位，或

部分施工企业在安装门窗施工过程中往往出现质量问题。因此，必须针对对这一方面的问题，做到彻底地规范和整治。

7.地下室

房屋建筑地下室如果在设计上出现问题，对于建筑工程整体的抗震性能会产生极大的影响。通常，房屋建筑地下室细部构造设计的内容主要包括顶板、底板、基础、外墙等。首要考虑到的房屋建筑地下室细部构筑设计问题应是荷载问题，地下室结构一般所能考虑到的承受荷载有上部建筑物自重荷载、土压力、水压力以及地下室结构自重荷载等，这些应根据房屋建筑地下室设计规范给予准确合理地荷载计算，荷载取值与组合要严格按照设计规范控制操作。

房屋建筑地下室顶、底板结构是作为房屋建筑上部结构的一种水平约束支座，一般主要要求其自身结构刚度要绝对好，这样才能够对建筑上部结构起到更好的约束作用。在设计工作中常见的问题主要是地下室顶、底板厚度不足、混凝土强度不足以及配筋率不符合《GB5001-2001 建筑抗震设计规范》等。其中底板结构还需要注意要满足地下室抗渗水和防水的要求，而顶板则需要满足楼层间的侧向刚度要求等。

基础结构是整个房屋建筑所要承受荷载的总支承结构构件，它所发挥的作用主要是将上部结构及自身结构的荷载间接地通过地基基础结构均匀地分散给基础之下的土体

结构。房屋建筑基础的设计内容主要涉及基础选型和基础埋深两方面的问题。它的设计选型问题主要是根据拟建施工现场的地质水文条件和建筑自身对基础的要求进行基础

选型，一般地基础选型可笼统地分为浅基础和深基础两种，而浅基础包括独立基础、条形基础、筏型基础、箱型基础和壳型基础等，深基础包括预制混凝土桩基础、预应力混凝土桩基础、钻孔灌注桩基础、人工挖孔桩基础以及钢管桩基础等。对于如何选择基础型式，要求工程设计人员要严格依据现场地质勘查情况和安装设计规范进行基础的选型工作。而房屋建筑基础的埋深设计则主要是与基础型式和抗震设防烈度相关，设计过程需要严格依据《建筑结构设计规范》内容规定的要求。一般要求建筑设防烈度在七度或七度以上时，对于天然的地基埋深不宜小于建筑物整体高度的1/12，桩基础埋深不宜小于建筑物整体高度的1/15。特别强调，建筑物埋入地下部分是否具有可靠的侧向限制是建筑整体高度的起算标高，如果拟建工程周边存在裙房，房屋建筑的基础埋深应从裙房的地下室地面标高算起。

房屋建筑地下室外墙结构的设计计算时需要进行结构的弯矩调幅，底板结构一般作为外墙结构的嵌固端即固定支座，调幅过程中必须要充分考虑到对于地下室结构承载各种荷载的分项系数，外墙侧壁底部的弯矩大小应与相邻底板之间的弯矩大小保持一致，且底板结构自身的抗弯能力不能够小于侧壁的抗弯能力，要求其设计厚度和设计配筋率要相互协调。值得强调的是，如果设计存在与垂直于外墙的钢筋混凝土内隔墙的外墙板的情况，需要对外墙板进行双向的最小配筋率计算设计。另外，对于地下室外墙结构的裂缝宽度控制也需要严格设计计算，裂缝的出现不得贯通且宽度要控制在0.2毫米以内。在地下室结构设计中地下水位也是地下室抗浮设计的一项重要指标，在实际的地下室抗浮设计工作当中经常出现的问题是只考虑在地下室正常使用状态下的极限值，往往对于在施工过程中或地下水位增长期的抗浮承受能力设计重视不足，极有可能导致在施工过程中出现由于抗浮能力不足地下室结构局部破坏的情况。抗浮能力不足的情况一般都比较难以处理，设计工作必须严格缜密。另外，地下室防渗水的设计工作也要到位。主要是由于钢筋混凝土构件一般都是带缝工作的，在设计过程中应多考虑针对钢筋混凝土裂

缝的补救措施，如可以考虑补偿收缩混凝土、增加后浇带、增加构件中的抗变形钢筋以提高钢筋混凝土的抗拉能力以及加大钢筋混凝土构件的养护力度等。

一棟建筑物除上述六部分以外，对不同使用功能的建筑，还有一些附属部分，如阳台、雨蓬、台阶、坡道、烟囱、散水、落水管、明沟、通风管、井道以及其他各种不同的配件和装饰部分等。建筑物的各组成部分各自起的作用不同，但归纳起来为两大类，即承重结构和围护结构。基础、柱、楼梯等属于承重结构。门窗等属于围护构件。墙，楼板和屋顶等既是承重结构又是围护构件。

总之，一棟现代建筑的构造，通常由结构支撑系统、围护分隔系统、相关的设备系统以及其他及辅助部分共同组成。结构支撑系统一般由基础、粱、墙或柱、楼板、屋盖等组成，起建筑骨架作用。围护分隔系统一般是由不承重的墙体、门窗和承重的楼板、屋顶等组成，围合或分隔一个建筑空间，供人们使用，有外围护和内围护结构系统之分。外围护结构是指建筑的屋顶、外墙及外门窗等部件，要具有防水及防潮、保温及隔热、耐火及隔声、耐久等性能，而内围护结构是指楼板、隔墙及内门窗等，应具有隔声、隔视线及其他干扰的性能要求。设备系统一般由电气照明、电视、电话、网络等强弱电以及给排水、燃气、暖通和空调等组成，是建筑正常使用的保障。其他及辅助部分包括楼梯、电梯、阳台、露台、窗台、雨蓬、女儿墙、台阶与坡道等。

现代建筑还包括门窗、楼梯、顶棚、隔断与栏杆等构配件的装设，顶棚、墙面和楼地面等的装修以及雕塑、壁画与其他艺术品等建筑装饰内容，起保护构配件及美化环境的作用。

但上述内容如处理不好，各种自然、人为灾害及意外事故发生时，往往会带来了一些建筑对人体健康的伤害。因此，现代建筑必须在建筑防火、防水、防尘、防爆、防腐蚀、防辐射、防电磁波和防震上进行防护。

建筑构造的设计是初步设计的继续和深入，设计者要综合全面考虑影响建筑构造的各个因素，分清主次和抓住主要矛盾，在“适用、美观、安全、经济”建筑设计总方针的指导下，严格遵循“坚固适用、技术先进、经济合理、美观大方，注重生态环保，有利于建筑工业化发展”的设计原则。

1.坚固适用

建筑物除根据荷载大小、性质和结构要求，应用结构计算与设计理论知识，对主要承重构件进行结构设计，确定基本断面尺寸外，对其他一些构配件，如

阳台、楼梯栏杆、顶棚、墙面、地面的装修、门窗与窗体的连接以及抗震加固

等构造设计，必须保证在使用时的安全可靠。故在构造方案上首先考虑坚固实

用，保证房屋构件之间连接可靠，整体刚度强、安全稳定，经久耐用。

2.技术先进

建筑构造设计应大力改进传统的建筑构造方式，因地制宜，并结合当时当地的实际条件，积极引进和推广先进的材料、结构和施工新技术，选择各种高效

能的建筑材料。如我国北方地区寒冷要求建筑冬季保温，南方地区温暖要求夏

季通风隔热。住宅小区为避免噪声的干扰要求隔声，而音乐厅、影剧院、会堂

等则要求音响效果要好。因此，应综合运用有关技术理论知识，根据建筑使用

性质和所处的不同环境，提出合理的构造方案，尽量要做到技术先进，采用新

型的通风、保温、隔热和隔声材料，满足人们对建筑的使用要求。

3.经济合理

建筑构造设计要注重建筑经济、社会和环境三方面的综合效益，处处都应考虑选择恰当的建筑标准，做到经济合理。在材料选用和构造处理上应就地取材，因地制宜，注意节约钢材、水泥、木材三大材料，尽量节约一次性建设投资，

降低材料的能源消耗和日常运行、维修及管理费用，在保证工程质量前提下合

理降低造价。但绝不能只是单纯追求效益而偷工减料，降低质量标准。

4.美观大方

建筑构造设计不仅要创造出坚固适用的室内外空间环境，还要考虑人们对建筑美观方面的要求。“建筑是凝固的音乐”，建筑物的形象除了取决于建筑设

计中的体型组合和立面处理外，细部构造设计对整体美观也影响很大，故在处

理细部构造时，要充分考虑其造型、尺度、色彩与质感，达到丰富建筑的艺术

效果，使建筑整体给人以美的精神享受。例如栏杆的形式、阳台的凸凹、室内

外的细部装修，各种转角、收头、交接处的接头设计，都应处理合理，并相互

协调。但建筑的艺术形象又受到技术、文化、环境、审美观念、意识形态、宗

教信仰等方面的制约，因此要特别注意。

另外，在注重坚固适用、技术先进、经济合理、美观大方的同时，还要注重生态环保和适应建筑工业化水平的需要。通过技术手段控制污染、保护环境，设计出有利于环境保护的新型生态环保型建筑。在构造设计的时，为提高建设速度，改善劳动条件，保证施工质量，应大力推广先进技术，采用标准化设计，节点构造定型化，选用各种新型建筑材料和标准定型构配件及其制品，因地制宜发展经济适用的工业化建筑体系，为生产工业化、施工机械化和组织管理科学化创造有利条件，以适应建筑工业化发展的需要。

建筑细部构造智能化：

建筑设计的一体化是将建筑的方案设计、视觉表达、功能分析（量化测定）、绘制详图、施工计划及管理综合成一个完整的设计体系。这一设计体系使建筑设计的过程转变成了所设计建筑的数字化模型的建设过程（相当于该建筑的综合数据库）。这一数字化模型的建成意味着建筑设计工作的完成。首先是将手绘草图、实体模型（也可以是数字模型）等概念化形体，通过读取设备转化成三维数字模型。建筑师运用相关软件检测数字模型在满足甲方的要求、立体条件、节能环保要求等方面，并根据结果对数字模型进行修正，形成较为精确的阶段性模型。在阶段性模型生成并探讨视觉效果的同时，对模型自动提供的有关建筑各部分面积、可行的结构体系等进行调整。在建筑的详细设计过程中，建筑师根据软件所提出来的建议，综合运用各种建材、构造节点、构件及部件单元等的双向数据库，发展出建筑各部位的详图。在此基础上，运用相关软件可以对构件预制及建材加工等提出具体方案，还可以对建筑的材料造价、建筑的各项详细性能及施工计划等进行掌控。设计各环节中的修改，可以自动反映在存在关联的各方面。此外，如果必要，视觉效果的生成、相关功能及性能的量化测定等工作，可以在设计的任何过程中随时进行。

三维数字模型同时是其他专业，如结构、暖通等专业进行设计时的空间框架，各专业的设计成果会随时反馈到双向数据库，并直接体现在数字模型之中。这一方式使得包括建筑专业在内的各专业间的协调实现实时和自动化。

如此一体化设计体系中的一些环节已经在一些地区得到实际应用，一些相关设备及软件的研发（如对二维草图的三维数字化读取，建筑材料及细部的双向数据库建设等）也正取得进展。上述设计体系目前在推广普及方面所面临的主要任务是相关行业都能使用的数据库的建立和软件操作方法的大幅度简化。

类似的设计体系在未来的推广和普及，无疑会对建筑设计行业带来一些变化。其中最为确定的是建筑师（设计师）的个人能力能够进一步得到发挥：一两个建筑师或者小型建筑设计单位便可以执行大规模建筑从方案到实施的全部设计任务。另一个较为可能的变化是设计领域各专业的相对独立：各专业的设计人员或团队可以通过数据库与其他专业的设计人员进行实时协调（降低了目前在同一设计单

位内各专业配套的必要性）。

总结：

房屋建筑细部构造设计是一项复杂的工作过程同时它也是整体建筑设计中至关重要的一个环节，但往往也最容易被忽略。对于住宅来说，细部设计更常常可能直接涉及到住户的使用便利与否，这不但要求设计师有一定的工作和生活经验，还要勤于观察思考和整理总结。因此在看来，细部设计是否合理可以说是衡量一个住宅单位设计水平高低的重要因素。