2　房屋構(gòu)造基本知識

2.1　民用建筑設(shè)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(shù)、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(shè)是為了居住的需要，建設(shè)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(shù)。建筑技術(shù)包括建筑結(jié)構(gòu)、建筑材料、建筑設(shè)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(shè)備是建筑物滿足某種要求的技術(shù)條件，施工是保證建筑物實施的重要手段。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新材料、新結(jié)構(gòu)、新設(shè)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(shù)的感染力，如莊嚴(yán)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(fēng)格和建筑特色。

建筑功能、建筑技術(shù)、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(dǎo)作用，它體現(xiàn)房屋建造的目的；建筑技術(shù)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(shù)與建筑藝術(shù)的綜合表現(xiàn)。總之，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(jì)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(xué)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(shè)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(shè)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(yīng)，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(dāng)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(shè)計的內(nèi)容和程序

（1）設(shè)計內(nèi)容。建筑設(shè)計是建筑工程設(shè)計的一部分，建筑工程設(shè)計是指設(shè)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(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備設(shè)計等三個方面的主要內(nèi)容。

1）建筑設(shè)計。建筑設(shè)計在整個民用建筑工程設(shè)計中起著主導(dǎo)和“龍頭”的作用，一般是由建筑師來完成。建筑設(shè)計主要是根據(jù)業(yè)主提供的設(shè)計任務(wù)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(shè)備、建筑經(jīng)濟和建筑美觀等方面做全面的分析，并與有關(guān)專業(yè)進行協(xié)調(diào)，在此基礎(chǔ)上提出建筑設(shè)計方案，再將這一方案逐步深化到指導(dǎo)施工的建筑設(shè)計施工圖。

2）結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計，最后，繪出結(jié)構(gòu)施工圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計是由結(jié)構(gòu)工程師來完成。

3）設(shè)備設(shè)計。包括給水排水、采暖通風(fēng)、電氣照明、通信、燃?xì)狻恿Α⒕W(wǎng)絡(luò)等專業(yè)的設(shè)計，確定其方案類型、設(shè)備選型和相應(yīng)的智能化設(shè)計，并完成施工圖設(shè)計。設(shè)備設(shè)計由各有關(guān)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(shè)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(shè)計程序。

1）設(shè)計前的準(zhǔn)備工作。在進行建筑設(shè)計前，應(yīng)結(jié)合設(shè)計任務(wù)書的要求認(rèn)真地分析，調(diào)查研究，收集必要的設(shè)計基礎(chǔ)資料，做到心中有數(shù)。

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

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

②調(diào)查研究、搜集有關(guān)設(shè)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(xùn)；要進行現(xiàn)場踏勘，深入了解基地的周圍環(huán)境以及當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的建筑形式、文化背景、風(fēng)土人情等，作為建筑設(shè)計的參考和借鑒；了解當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系奶匦浴r格、規(guī)格和施工單位的技術(shù)力量、施工條件等；搜集有關(guān)國家、行業(yè)、地區(qū)對該類型建設(shè)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(shè)計階段的劃分。建筑工程設(shè)計一般分為初步設(shè)計和施工圖設(shè)計兩個階段，技術(shù)復(fù)雜的建設(shè)項目，可以按照初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計三個階段進行。

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

初步設(shè)計一般包括設(shè)計說明書、設(shè)計圖紙、主要設(shè)備材料表和工程概算四部分。

設(shè)計說明書的內(nèi)容包括設(shè)計指導(dǎo)思想及主要依據(jù)；建筑結(jié)構(gòu)方案特點及材料裝修標(biāo)準(zhǔn)；主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和建筑設(shè)備等系統(tǒng)的說明。

設(shè)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(shè)備表要寫明主要材料和設(shè)備的名稱、規(guī)格、數(shù)量及有關(guān)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(shù)設(shè)計的工程，待初步設(shè)計批準(zhǔn)后即可進行。它是初步設(shè)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(shù)設(shè)計階段的文件和圖紙與初步設(shè)計階段大致相同，但每一部分要求更具體、詳細(xì)。對于有特殊要求的建筑物，各專業(yè)還要編制相應(yīng)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(shè)計。施工圖設(shè)計是建筑設(shè)計的最后階段，是在有關(guān)主管部門審批同意后的初步設(shè)計（或技術(shù)設(shè)計）基礎(chǔ)上進行的，是設(shè)計單位提交給建設(shè)單位的最終成果，是施工單位進行施工的依據(jù)。

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

建筑設(shè)計施工圖的全部內(nèi)容包括詳細(xì)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(zhǔn)確無誤、滿足施工要求。

除完成上述圖紙外，建筑設(shè)計人員還需將有關(guān)聲學(xué)、熱工、視線要求、安全疏散等方面的計算書，作為技術(shù)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(chǔ)、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(chǔ)。基礎(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)；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(yīng)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(shè)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(yīng)具有足夠的強度、剛度和隔聲性能，對有水侵蝕的房間還應(yīng)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(yīng)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(shè)施，供人們上下樓層和緊急疏散之用，應(yīng)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(fēng)、雨、雪荷載及施工、檢修等荷載。故屋頂應(yīng)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(fēng)、采光、分隔、眺望等作用。故要求其開關(guān)靈活，關(guān)閉緊密，堅固耐久，必要時應(yīng)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(fēng)荷載等）兩大類。荷載的大小是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)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(guān)。

2）自然氣候的影響。太陽的熱輻射，自然界的風(fēng)、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(shè)計時，應(yīng)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(xué)腐蝕、爆炸、火災(zāi)、噪聲等，都屬人為因素的影響。因此在進行建筑構(gòu)造設(shè)計時，必須針對各種有關(guān)的影響因素，從構(gòu)造上采用防振、防腐、防火、隔聲等相應(yīng)的措施。

（2）物質(zhì)技術(shù)條件的影響。建筑材料和結(jié)構(gòu)等物質(zhì)技術(shù)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(chǔ)，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(guān)。

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

（3）經(jīng)濟條件的影響。隨著建筑技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)也隨之改變標(biāo)準(zhǔn)的變化勢必帶來建筑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、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。