2　房屋構(gòu)造基本知識

2.1　民用建筑設計與構(gòu)造

2.1.1　建筑構(gòu)成的基本要素

建筑功能、建筑技術、建筑形象通稱為建筑構(gòu)成的三要素。

（1）建筑功能。人們建造房屋時有著明顯的要求，它體現(xiàn)了建筑的目的性。例如，住宅建設是為了居住的需要，建設工廠是為了生產(chǎn)的需要，影劇院則是文化生活的需要。因此，滿足人們對各類建筑不同的使用要求，即為建筑功能要求。但建筑功能要求隨著人類社會的發(fā)展和人們物質(zhì)文化水平的提高而有著不同的內(nèi)容。

（2）建筑技術。建筑技術包括建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料、建筑設備和建筑施工等內(nèi)容。材料和結(jié)構(gòu)是建筑物的骨架，建筑設備是建筑物滿足某種要求的技術條件，施工是保證建筑物實施的重要手段。隨著科學技術的不斷發(fā)展，各種新材料、新結(jié)構(gòu)、新設備的不斷出現(xiàn)和施工工藝的不斷提高，新的建筑形式不斷涌現(xiàn)，同時也滿足了人們不同的功能要求。

（3）建筑形象。建筑形象是建筑物內(nèi)外觀感的具體體現(xiàn)，它包括建筑體形、立面形式、建筑色彩、材料質(zhì)感等內(nèi)容。良好的建筑形象給人們以藝術的感染力，如莊嚴雄偉、樸素大方、簡潔明快、生動活潑等不同的感覺。建筑形象因功能要求以及社會、民族、地域的不同而不同，從而表現(xiàn)出絢麗多彩的建筑風格和建筑特色。

建筑功能、建筑技術、建筑形象三者是辯證統(tǒng)一不可分割的整體。一般情況下，建筑功能起著主導作用，它體現(xiàn)房屋建造的目的；建筑技術是達到這一目的的手段，但同時又有制約和促進作用；而建筑形象則是建筑功能、建筑技術與建筑藝術的綜合表現(xiàn)?？傊?，在一個優(yōu)秀的建筑作品中，這三者是和諧統(tǒng)一的。

2.1.2　民用建筑的分類和分級

建筑物按照它的使用性質(zhì)，通常可分為生產(chǎn)性建筑和非生產(chǎn)性建筑。工業(yè)建筑、農(nóng)業(yè)建筑是生產(chǎn)性建筑，民用建筑是屬于非生產(chǎn)性建筑的范疇。

（1）按民用建筑的使用功能分類。

1）居住建筑。主要是提供人們生活起居用的建筑物，如住宅、宿舍、公寓等。

2）公共建筑。主要是指提供人們進行各種社會活動的建筑物，如行政辦公建筑、文教建筑、托幼建筑、科研建筑、醫(yī)療建筑、商業(yè)建筑、觀覽建筑、體育建筑、旅館建筑、交通建筑、通信建筑、園林建筑、紀念性建筑等。

（2）按民用建筑的規(guī)模分類。

1）大量性建筑。指單體建筑規(guī)模不大，但興建數(shù)量多、分布廣的建筑，如住宅、學校、普通辦公樓、商店、醫(yī)院等。

2）大型性建筑。指建筑規(guī)模大、耗資多、在一個地區(qū)有較大影響的建筑，如大型火車站、航空港、大型體育館、大型展覽館、大會堂等。

（3）按民用建筑的層數(shù)分類。

1）低、多層建筑。通常稱1～2層建筑為低層建筑，3～6層建筑為多層建筑。

2）高層建筑。超過一定高度和層數(shù)的建筑，為高層建筑。世界各國對高層建筑的界定不盡相同。根據(jù)我國《建筑設計防火規(guī)范》GB 50016—2014規(guī)定，建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的非單層廠房、倉庫和其他民用建筑為高層建筑。高層民用建筑根據(jù)建筑高度、使用功能和樓層的建筑面積可分為一類和二類。

（4）按建筑物的耐久年限分級。建筑物的耐久年限一般是根據(jù)建筑物的重要性和規(guī)模來劃分，作為基本建設投資的依據(jù)。以建筑物主體結(jié)構(gòu)確定的建筑耐久年限分為四級，見表2-1。

（5）按建筑物的耐火等級分級。建筑物的耐火等級是由建筑物構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限兩個方面決定的，共分四級，見表2-2。

1）構(gòu)件的燃燒性能。按建筑構(gòu)件在空氣中遇火時的不同反應，將燃燒性能分為下述三類：

①不燃燒體：用不燃材料制成的構(gòu)件。不燃材料指的是在空氣中遇到火燒或高溫作用時不起火、不微燃、不炭化的材料。如磚、石、鋼材等。

②難燃燒體：用難燃性材料做成的構(gòu)件或用燃燒性材料做成而用不燃燒材料做保護層的構(gòu)件。難燃性材料是指在空氣中遇到火燒或高溫作用時難起火、難微燃、難碳化，當火源移走后燃燒或微燃立即停止的材料。如經(jīng)過阻燃處理的木材、瀝青混凝土、水泥刨花板等。

③燃燒體：用燃燒材料做成的構(gòu)件。燃燒性材料是指在空氣中遇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(xù)燃燒或微燃的材料。如木材。

2）構(gòu)件的耐火極限。對任一建筑構(gòu)件，按時間—溫度曲線進行耐火實驗，從受到火的作用起，到失去支持能力，或完整性被破壞，或失去隔火作用為止的這段時間，稱為耐火極限，用小時（h）表示。

2.1.3　建筑設計的內(nèi)容和程序

（1）設計內(nèi)容。建筑設計是建筑工程設計的一部分，建筑工程設計是指設計一個建筑物或一個建筑群體所要做的全部工作，包括建筑設計、結(jié)構(gòu)設計、設備設計等三個方面的主要內(nèi)容。

1）建筑設計。建筑設計在整個民用建筑工程設計中起著主導和“龍頭”的作用，一般是由建筑師來完成。建筑設計主要是根據(jù)業(yè)主提供的設計任務書，在滿足總體規(guī)劃的前提下，對基地環(huán)境、建筑功能、結(jié)構(gòu)施工、建筑設備、建筑經(jīng)濟和建筑美觀等方面做全面的分析，并與有關專業(yè)進行協(xié)調(diào)，在此基礎上提出建筑設計方案，再將這一方案逐步深化到指導施工的建筑設計施工圖。

2）結(jié)構(gòu)設計。這是完成建筑工程的“骨架”，包括選擇結(jié)構(gòu)方案、確定結(jié)構(gòu)類型、進行結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)件設計，最后，繪出結(jié)構(gòu)施工圖。結(jié)構(gòu)設計是由結(jié)構(gòu)工程師來完成。

3）設備設計。包括給水排水、采暖通風、電氣照明、通信、燃氣、動力、網(wǎng)絡等專業(yè)的設計，確定其方案類型、設備選型和相應的智能化設計，并完成施工圖設計。設備設計由各有關專業(yè)的工程師來完成。

以上幾個專業(yè)的工作，構(gòu)成了建筑工程設計的主要內(nèi)容，是一個既有明確分工，又需密切配合的整體。

（2）設計程序。

1）設計前的準備工作。在進行建筑設計前，應結(jié)合設計任務書的要求認真地分析，調(diào)查研究，收集必要的設計基礎資料，做到心中有數(shù)。

①熟悉設計任務書或可行性研究報告。它是由業(yè)主提供，作為建設單位的設計依據(jù)之一。它包括建設項目的用途、目的、規(guī)模；建筑項目總投資及土建、裝修、設備、室外工程等投資分配；各類房間面積、裝修標準；供水、供電、采暖空調(diào)、消防、通信、電視、網(wǎng)絡等方面的要求；建設基地的范圍及周邊環(huán)境；項目建設進度計劃和設計期限等。

設計人員在了解設計任務書和可行性研究報告時，要對照國家有關規(guī)范規(guī)定、定額指標，校核有關內(nèi)容，可根據(jù)情況向有關部門提出補充內(nèi)容和修改建議。

②調(diào)查研究、搜集有關設計資料。通過查閱資料、參觀、走訪等形式，調(diào)查同類建筑在使用中出現(xiàn)的情況，通過分析和研究，總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓；要進行現(xiàn)場踏勘，深入了解基地的周圍環(huán)境以及當?shù)貍鹘y(tǒng)的建筑形式、文化背景、風土人情等，作為建筑設計的參考和借鑒；了解當?shù)亟ㄖ牧系奶匦?、價格、規(guī)格和施工單位的技術力量、施工條件等；搜集有關國家、行業(yè)、地區(qū)對該類型建設項目的規(guī)范、條例、規(guī)定；全面了解該地區(qū)的氣象、地形、地質(zhì)、水文資料等。

2）設計階段的劃分。建筑工程設計一般分為初步設計和施工圖設計兩個階段，技術復雜的建設項目，可以按照初步設計、技術設計和施工圖設計三個階段進行。

①初步設計。設計人員根據(jù)設計任務書的要求，在掌握調(diào)查研究資料的基礎上，綜合考慮建筑功能、技術條件、建筑形象等因素，提出設計方案，并征得建設單位同意，然后報城建管理部門批準后，確定為實施方案。

初步設計一般包括設計說明書、設計圖紙、主要設備材料表和工程概算四部分。

設計說明書的內(nèi)容包括設計指導思想及主要依據(jù)；建筑結(jié)構(gòu)方案特點及材料裝修標準；主要技術經(jīng)濟指標和建筑設備等系統(tǒng)的說明。

設計圖紙主要包括建筑總平面圖、各層平面圖、剖面圖、立面圖等。根據(jù)工程性質(zhì)，必要時可繪制透視效果圖或制作模型。

主要材料及設備表要寫明主要材料和設備的名稱、規(guī)格、數(shù)量及有關要求。

工程概算書主要是建筑物投資估算及單位消耗量。

對于有些做技術設計的工程，待初步設計批準后即可進行。它是初步設計階段的深化和完善，也是各工種協(xié)調(diào)、最后定案的階段。技術設計階段的文件和圖紙與初步設計階段大致相同，但每一部分要求更具體、詳細。對于有特殊要求的建筑物，各專業(yè)還要編制相應的專篇加以說明，如防火專篇、環(huán)保專篇、節(jié)能專篇等。

②施工圖設計。施工圖設計是建筑設計的最后階段，是在有關主管部門審批同意后的初步設計（或技術設計）基礎上進行的，是設計單位提交給建設單位的最終成果，是施工單位進行施工的依據(jù)。

施工圖設計的內(nèi)容包括建筑、結(jié)構(gòu)、水電、采暖、空調(diào)通風、電視、網(wǎng)絡、樓宇自控等工種的設計圖紙以及相應的說明書和全部工程的預算書。

建筑設計施工圖的全部內(nèi)容包括詳細的建筑說明、總平面圖、各層平面圖、剖面圖、立面圖、構(gòu)造詳圖等。要求各種圖紙全面具體、準確無誤、滿足施工要求。

除完成上述圖紙外，建筑設計人員還需將有關聲學、熱工、視線要求、安全疏散等方面的計算書，作為技術文件歸檔，以備查用。

2.1.4　建筑物的構(gòu)造組成及作用

一幢建筑物，一般由基礎、墻或柱、樓板層和地層、樓梯、屋頂和門窗等六大部分組成，如圖2-1所示。

（1）基礎?；A是建筑物最下部的承重構(gòu)件，其作用是承受建筑物的全部荷載，并將這些荷載傳給地基。因此，基礎必須堅固、穩(wěn)定，并能抵御地下各種有害因素的侵蝕。

（2）墻或柱。墻是建筑物的承重、圍護和分隔構(gòu)件。作為承重構(gòu)件，墻承受著屋頂和樓板層傳來的荷載，并將其傳給基礎；作為圍護構(gòu)件，可抵御自然界各種有害因素對室內(nèi)的侵襲；內(nèi)墻主要起分隔空間的作用。因此，墻體應具有足夠的強度、穩(wěn)定性，具有保溫、隔熱、防水、防火等性能。

柱是框架或排架結(jié)構(gòu)中的豎向承重構(gòu)件，必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性。

（3）樓板層和地層。樓板是建筑物水平方向的承重構(gòu)件，并用來分隔樓層之間的空間。樓板承受家具設備和人體荷載，并將其傳給墻或柱，同時對墻體起著水平支撐作用。因此，樓板應具有足夠的強度、剛度和隔聲性能，對有水侵蝕的房間還應具有防潮、防水性能。

地層是底層房間與土壤之間的分隔構(gòu)件，起承受底層房間荷載的作用。地層應具有耐磨、防潮、防水、防塵和保溫性能。

（4）樓梯。樓梯是建筑物的垂直交通設施，供人們上下樓層和緊急疏散之用，應具有足夠的通行寬度，并且滿足防滑、防火等要求。

（5）屋頂。屋頂是建筑物的承重兼圍護構(gòu)件，承受風、雨、雪荷載及施工、檢修等荷載。故屋頂應具有足夠的強度、剛度及防水、保溫、隔熱等性能。

（6）門窗。門窗屬非承重構(gòu)件。門主要起交通聯(lián)系、分隔之用；窗主要起通風、采光、分隔、眺望等作用。故要求其開關靈活，關閉緊密，堅固耐久，必要時應具有保溫、隔聲、防火能力。

建筑物除以上六大基本組成部分以外，對不同使用功能的建筑物，還有許多特有的構(gòu)配件，如陽臺、坡道、雨篷、煙囪、臺階、垃圾井、花池等。

2.1.5　影響建筑構(gòu)造的因素

（1）外界環(huán)境因素的影響。

1）外力作用的影響。作用在建筑物上的各種外力統(tǒng)稱為荷載。荷載可分為恒載（如結(jié)構(gòu)自重）和活荷載（如人群、雪荷載、風荷載等）兩大類。荷載的大小是建筑結(jié)構(gòu)設計的主要依據(jù)，決定著構(gòu)件的尺度和用料。而構(gòu)件的材料、尺寸、形狀等又與構(gòu)造密切相關。

2）自然氣候的影響。太陽的熱輻射，自然界的風、霜、雨、雪等，構(gòu)成了影響建筑物和建筑構(gòu)件使用質(zhì)量的多種因素。在進行構(gòu)造設計時，應采取必要的防范措施。

3）各種人為因素的影響。人們所從事的生產(chǎn)和生活活動，也往往會造成對建筑物的影響，如機械振動、化學腐蝕、爆炸、火災、噪聲等，都屬人為因素的影響。因此在進行建筑構(gòu)造設計時，必須針對各種有關的影響因素，從構(gòu)造上采用防振、防腐、防火、隔聲等相應的措施。

（2）物質(zhì)技術條件的影響。建筑材料和結(jié)構(gòu)等物質(zhì)技術條件是構(gòu)成建筑的基本要求。材料是建筑物的物質(zhì)基礎，結(jié)構(gòu)則是構(gòu)成建筑物的骨架，這些都與建筑構(gòu)造密切相關。

隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，物質(zhì)技術條件的改變，新材料、新工藝、新技術的不斷涌現(xiàn)，同樣也會對構(gòu)造設計帶來很大影響。

（3）經(jīng)濟條件的影響。隨著建筑技術的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對建筑的使用要求，包括居住條件及標準也隨之改變標準的變化勢必帶來建筑的質(zhì)量標準、建筑造價等出現(xiàn)較大差別。在這樣的前提下，對建筑構(gòu)造的要求將隨著經(jīng)濟條件的改變而發(fā)生極大的變化。