公共建筑设计原理13.ppt

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公共建筑设计原理,-长江大学城市建设学院杨勇：

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第五章公共建筑技术经济问题的分析,概述,建筑是艺术与技术相结合的产物，技术是建筑的构思、理念转变为现实的重要手段。

建筑技术包括：

结构、消防、设备、施工等诸多方面的因素，其中结构与建筑设计的关系最为密切。

人们创造建筑空间有着双重的目的，首先是最根本的满足一定的使用功能要求，其次还要满足一定的审美要求。

然而要想达到上述两方面的目的就必须依靠一定的技术手段。

技术：

结构支撑经济：

指标、造价等,埃菲尔铁塔,CCTV新址大厦,第一节公共建筑设计与结构技术,一、教学目的：

、了解公共建筑设计中常用的结构形式。

2、掌握各种结构形式的布置要领和使用范围。

二、本节重点：

掌握砖混结构和框架结构的特点和布置要点,第一节公共建筑设计与结构技术,公共建筑设计中，常用的结构形式，基本上可以概括为三种主要类型：

1、混合结构（砖混结构）2、框架结构3、空间结构当然也可以分为平面结构体系和空间结构体系。

（一）平面结构体系：

1.混合结构2.框架结构3.桁架结构4.拱形结构5.刚架结构,1.混合结构-承重墙（构造柱）结构：

承重墙（柱）、梁、板等结构构件组成的结构体系。

承重墙结构体系的特点是：

墙体本身是围护结构同时又是承重结构。

墙承重布置方式：

横墙承重和纵墙承重。

隔断墙：

空心砖、轻质砌块、石膏板、加气混凝土墙板等（卫生间常用）,横墙,纵墙,横墙承重,纵墙承重,2.混合结构布置注意事项：

1）承重墙均匀布置2）上下承重墙尽量对齐，门窗不宜太大。

避免小房间压在大房间上。

3）墙体的厚度和高度（高厚比），应在合理的允许范围内。

（结构计算）,2.框架结构（古代木结构）框架结构是由梁和柱形成受力结构骨架的结构体系。

框架结构的特点是承重的骨架与分隔、围护的墙体明确地分开，充分发挥各自材料的力学和物理特性，同时使内部空间的划分变得自由灵活。

梁,柱,尖拱拱肋,框架结构（哥特式券拱）,哥特式教堂拱面荷载分别集中在若干根拱肋上，再通过交叉的拱肋把力量汇集于拱的矩形平面的四角，然后通过柱墩传给地面。

哥特式教堂就是以重复运用这种形式的基本单元而形成宏大的室内空间。

框架结构作用：

打破传统六面体的空间概念，为建筑空间提供一个骨架，创造出了“底层透空”、“流动空间”等典型的现代建筑空间形式。

勒柯布西耶新建筑五点：

1、立柱、底层架空2、平顶、屋顶花园3、自由平面4、自由立面5、横向长窗,萨伏伊别墅,3桁架结构桁架是人们为得到较大的跨度而创造的一种结构形式。

它的最大特点是：

1）把整体受弯构件改变为受轴向力构件（受压或受拉），有效地发挥材料的受力性能，增加了结构的跨度。

2）充分利用三角形所具有的刚性特点。

适用范围：

多用于厂房、仓库、火车站、游泳馆等。

主要用于屋顶结构。

武昌火车站横剖面,北京体育馆游泳馆横剖面,4拱形结构拱形结构包括拱券、筒形拱、交叉拱和穹隆，它的受力特点是在竖向荷载的作用下产生向外的水平推力。

材料主要受轴向的压力而基本不承受弯矩，因此可以跨越相当大的空间。

同时利用不同的拱形单元可以组合成较为丰富的建筑空间。

（图片）,汽车站设计,北京体育学院田径馆，采用了抛物线形钢筋混凝土拱形结构，具有和谐的韵律感。

5刚架结构刚架结构（混凝土或钢材）是由水平或带坡度的横梁与柱由刚性节点连接而成的拱体或门式结构。

杭州黄龙洞游泳馆,

（二）空间结构体系,1网架结构2悬索结构3折板结构4壳体结构5充气结构6张拉膜结构,1网架结构定义：

网架结构是由杆件系统组成的新型大跨度空间结构。

特点：

刚性大、变形小、应力分布较均匀、结构自重轻、节省材料、平面适应性强等。

范围:

主要用于体育馆、俱乐部、展览馆、影剧院、车站候车厅、餐厅、食堂、仓库和飞机库等,网架结构类型：

1、平面网架2、曲面网架3、空间网架,适用于矩形,适用于圆形,适用于各种形态,曲面网架,2悬索结构定义：

悬索结构是利用张拉的钢索来承受荷载的一种柔性结构。

特点:

跨度大，自重轻、节省材料、平面灵活多变,悬索结构类型：

1、单曲悬索2、双曲悬索3、鞍形悬索,悬索结构的应用：

大跨度公共建筑：

体育馆、航空港、滑冰场等,杜勒斯国际机场,北京工人体育馆（p100）,美国斯克山世界滑冰场（p99）,日本国家体育馆主馆,武汉长江大桥,宜昌长江大桥,3折板结构定义：

折板结构是由许多薄平板以一定的角度相互整体连接而成的空间结构体系。

特点:

刚度稳定性均比较好，造型鲜明清晰，几何形体规律严整，光影丰富。

联合国科学教育文化组织总部会议厅,某菜市场屋顶采用折板形式,折板结构,折板结构,4壳体结构定义：

由曲面形板与边缘构件（梁、拱或桁架）组成的空间结构。

壳体结构是从自然界中鸟类的卵、贝壳、果壳中受到启发而创造出的一种空间薄壁结构。

（仿生学）特点:

刚度大，自重轻、用料省，而且曲线优美，形态多变，可单独使用，也可组合使用，适用于多种形式的平面。

壳体结构的形式1、筒壳、折壳（折板）,某学校采用两个混凝土筒壳作屋顶,某菜市场屋顶采用折板形式,壳体结构的形式1、筒壳、折壳（折板）,壳体结构的形式、折壳（折板）,、波形壳（复式折板）、双曲壳体,坎代拉设计的墨西哥餐厅,多个折板成波浪形构成波形壳,钢结构壳体,5充气结构定义：

充气结构是利用尼龙薄膜、人造纤维或金属薄片等材料内部充气来作为建筑的屋面的结构形式。

特点:

自重极轻，跨度很大，安装方便。

聚氯乙烯薄膜气承式试验建筑,法国某油库建筑100mX100m,天津泰达市民广场（充气膜结构）,北京水泥厂（充气膜结构）,6张拉膜结构定义：

张拉膜结构是由撑杆、拉索和薄膜面层三部分组成，通过张拉，使薄膜面层呈反向的双曲面的结构形式。

特点:

空间稳定性强、造型独特、安装方便。

薄膜面层力学平衡示意,蒙特利尔博览会西德馆,北京工业大学体育场,小结：

结构体系：

平面结构体系和空间结构体系。

平面结构体系空间结构体系1混合结构1网架结构2框架结构2悬索结构3桁架结构3折板结构4拱形结构4壳体结构5刚架结构5充气结构6张拉膜结构,第二节：

公共建筑与设备技术,建筑设备主要包括：

采暖通风、空气调节、电气照明、通讯线路、闭路电视、网络系统、自动喷淋以及煤气管网等。

其中电分为强电系统和弱电系统。

强电系统：

空调、电脑、照明灯等。

弱电系统：

电视、电话、网络等。

设备技术与建筑、结构设计的关系,1空间布置:

建筑平面布局要考虑设备的位置，如采暖用的锅炉房、水泵房，空调用的空气调节机房，冷冻机房等。

在高层建筑中，除底层及顶层外，有时还需在中间层布置设备层。

中央华府20#楼,强电弱电水风井,中央华府20#楼,气水风,中央华府20#楼,电梯机房设置洞口预留,14#教北面,2洞口预留:

建筑空间布局中要预留各种风道、管道、地沟的位置。

结构上也要考虑各种设备管道穿通墙体、楼板、楼梯对结构安全度的影响。

14#教,3细部造型：

空调房间内各种散热器、设备机组以及送风口、回风口的布置需要考虑使用效果以及与建筑细部处理的密切结合。

（百叶）,4防噪隔热：

建筑和结构要采取措施降低各种设备机械用房及风管所产生的噪声，以及人工照明与电器设备使用时的防火隔热问题。

（墙体的厚度）,1采暖,常见采暖系统：

1热水采暖系统2蒸汽采暖系统特殊采暖系统：

1地板辐射采暖2带型辐射板采暖3高温水采暖,热水采暖系统,工作原理：

利用锅炉加热后的热水经供水管送到采暖房间的散热器，加热后的散热器以对流及辐射传热的方式加热房间的空气和物体，放热后的回水从回水管经水泵加压送回锅炉房加热重新使用。

适用范围：

旅馆、办公楼、医院、幼儿园等,蒸汽采暖系统,工作原理：

利用蒸汽本身的压力把蒸汽送到采暖房间，蒸汽放热后回锅炉房的是凝结水。

炉房加热重新使用。

适用范围：

学校、影剧院、会堂等,2空气调节,常见空调系统：

1集中式空调系统2高速诱导系统3盘管风机系统：

集中式空调系统：

定义：

用一个空气处理室集中处理空气，使具有一定的温度、湿度和洁净度，然后经风机送入空调房间的系统称为集中式空调系统。

优点：

机房集中、设备固定、管理方便、服务面积大、使用寿命长，运行费用低，噪音小。

缺点：

机房面积大、风道粗、影响建筑的层高。

适用范围：

风量大、服务面积广的厅堂类建筑。

高速诱导系统,工作原理：

利用集中空气处理室送来的初次风，经诱导器喷嘴高速喷出，在喷嘴周围造成负压，因此室内空气被吸入诱导器，经过冷热交换器处理后再与初次风混合送入空调房间。

适用范围：

标准较高的民用建筑如宾馆,盘管风机系统,工作原理：

是一种把冷热交换器和风机装在一起的空调设备。

风机主要引入室内空气（回风），同时也吸入部分新风。

新风来源或从集中的空气处理室送来，或直接从墙外吸入新鲜空气。

优点：

送风量少、风道截面小、经济实用。

适用范围：

宾馆、酒店,盘管风机的具体方式：

1立式立式明装在房间窗台下2卧式卧式暗装在房间靠近走廊的吊顶内,3人工照明,建筑照明中的设计问题简介：

1眩光问题及解决方案2灯具选择的美观问题,眩光问题：

当光源与人眼处夹角在030范围时，眩光最为强烈（图片）解决方案：

加大灯具保护角，控制光源不外露等方法。

还可以采取提高光源的悬挂高度，选用间接照明或者漫反射照明（EG：

室内设计中吊顶灯槽）等减弱眩光的措施。

灯具选择的美观问题：

灯具应该赋予一定的装饰性，其造型应与建筑的使用性质和空间处理相协调，起到点缀空间，引导空间，扩大空间及丰富空间的作用。

（图片）,第三节：

公共建筑的经济分析,公共建筑的经济问题范围：

1总体规划2环境设计3单体设计4室内设计,总体规划,例如：

小区规划中的用地面积、建筑面积、容积率、绿化率、绿地率、建筑密度。

其中建筑面积包括：

公共建筑面积、商业建筑面积、住宅建筑面积。

容积率=总建筑面积/用地面积建筑密度=底层建筑面积/用地面积绿化率=所有绿化面积/用地面积绿地率=地面草坪面积/用地面积,建筑容积率：

是指项目规划建设用地范围内全部建筑面积与规划建设用地面积之比。

建筑密度：

即建筑覆盖率，指项目用地范围内所有基底面积之和与规划建设用地之比。

绿化率：

是指规划建设用地范围内的绿地面积与规划建设用地面积之比。

单体设计技术经济指标：

用地面积、建筑面积、建筑密度、建筑体型系数、容积率、绿化率、建筑体型系数=建筑外表面积/建筑体积建筑体型系数越小越好，一般控制在0.4左右，有利于保温抗震等。

室内设计分项计算：

走道、吊顶、地面、墙面、门窗等分房间计算：

门厅、卫生间、楼梯等,