《建筑結(jié)構(gòu)》第01講.ppt

1、建筑結(jié)構(gòu),第一編 建筑結(jié)構(gòu)概述,1，建構(gòu)架和墻體圍合起來(lái)形成的空間，我們把它叫做建筑。而這個(gè)構(gòu)架就是支撐這個(gè)空間的主要體系,我們把這個(gè)支撐體系叫做建筑結(jié)構(gòu)體系。它是支撐這一構(gòu)筑物必不可少的。所以，在你設(shè)計(jì)這個(gè)圍合空間的時(shí)候，你已經(jīng)考慮了結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了他們。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)的理解和運(yùn)用，并加以設(shè)計(jì)，就成為建筑師不可缺少的知識(shí)和基本能力。 2，結(jié)構(gòu)體系主要是承受外來(lái)的作用，如建筑中的墻體、樓屋面、人和活動(dòng)的設(shè)備家具等的自重，風(fēng)和地震，還有許多的如溫度、混凝土收縮、基礎(chǔ)沉降等等的作用。 3，然而，建筑結(jié)構(gòu)是一門(mén)技術(shù)性很強(qiáng)的工程學(xué)科。為了學(xué)好這門(mén)課，在前期我們已經(jīng)準(zhǔn)備大量的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。 4，對(duì)建筑的理解

2、不僅應(yīng)該從人文、美學(xué)和感情等方面來(lái)去理解它，還應(yīng)從建筑自身的內(nèi)容去理解它。前者是思想層次上的內(nèi)容，后者是必然的規(guī)律，如果僅停留在思想層面上，那只是空想，不符合現(xiàn)代的現(xiàn)實(shí)社會(huì)，更不符合注冊(cè)建筑師的培養(yǎng)方向。,5，目前建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)思形成建筑的總體方案。建筑設(shè)計(jì)在處理好社會(huì)，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、情感和思想因素后，應(yīng)該通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體構(gòu)思形成建筑的總體方案，創(chuàng)造性地滿足建筑物空間形式的同時(shí)，有效地解決使用功能、構(gòu)造功能和形象功能三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)基本功能要求。 結(jié)構(gòu)的概念基本空白,忽略了建筑師在建筑創(chuàng)作中結(jié)構(gòu)創(chuàng)作的重要性。目前，國(guó)內(nèi)建筑學(xué)專業(yè)的結(jié)構(gòu)課程是被濃縮后的概要課程，因此國(guó)內(nèi)

3、的建筑師培養(yǎng)，結(jié)構(gòu)的概念基本空白，所以在工程設(shè)計(jì)中，很難對(duì)各種結(jié)構(gòu)體系的功能和受力特征進(jìn)行分析、歸類(lèi)、總結(jié)和反思。當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中，簡(jiǎn)單地認(rèn)為建筑的結(jié)構(gòu)問(wèn)題應(yīng)該由結(jié)構(gòu)工程師去解決，忽略了建筑師在建筑創(chuàng)作中結(jié)構(gòu)創(chuàng)作的重要性。因而形成了國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)水平和國(guó)際設(shè)計(jì)水平的嚴(yán)重差距。 結(jié)構(gòu)工程師是否能夠幫助建筑師去解決結(jié)構(gòu)總體系的問(wèn)題嗎？答案是否定的。因?yàn)?，時(shí)下國(guó)內(nèi)的結(jié)構(gòu)工程師培養(yǎng)，基本是“規(guī)范+一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序”，對(duì)結(jié)構(gòu)總體系的概念了解甚微。他們對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的觀念就是等待建筑師給出一個(gè)非結(jié)構(gòu)的空間形成方案，然后應(yīng)用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范，手冊(cè)和一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序，用搭積木的方式將建筑撐起來(lái)。這樣不免會(huì)在

4、建筑設(shè)計(jì)時(shí)，產(chǎn)生許多缺陷和浪費(fèi)。這對(duì)建筑本身是一種不負(fù)責(zé)任的態(tài)度，因而，根本談不上建筑的創(chuàng)作和設(shè)計(jì)。,第一章 緒論第一節(jié) 結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系,1，建筑師在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程的作用 1）建筑設(shè)計(jì)有著兩個(gè)屬性，一是要滿足人的使用功能要求，二是要滿足人的精神感受要求。而前一個(gè)屬性是個(gè)必要條件，后面的屬性是前面屬性的延續(xù)和提升。人們對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求越來(lái)越高的今天,后一屬性就顯得更為重要，但它是基于前一屬性的基礎(chǔ)上而發(fā)展的，可見(jiàn)，沒(méi)有前一屬性的基礎(chǔ)，就根本談不上提高。為此，建筑設(shè)計(jì)不僅要賦予它基本的實(shí)用屬性，而且還要賦予它以美的屬性，并且應(yīng)該注意文化的延續(xù)。建筑師在建筑設(shè)計(jì)中.在認(rèn)真考慮建筑的適用性和經(jīng)濟(jì)性

5、后，還要考慮它的視覺(jué)感受，賦予它美的屬性。,2）建筑工程有別于其他的藝術(shù)人文類(lèi)，它在向人們展示文脈和空間藝術(shù)效果的同時(shí),也顯示出它具有相當(dāng)高的技術(shù)含量。 我們很容易的看到，每個(gè)時(shí)代的建筑都包含著那個(gè)時(shí)代的技術(shù)水平。 所以，近代著名的建筑大師P.L.奈爾維（Pier Luigi Nervi)從多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與研究中得出結(jié)論認(rèn)為：“一個(gè)技術(shù)完善的作品，有可能在藝術(shù)上效果甚差，但是，無(wú)論古代還是現(xiàn)代，卻沒(méi)有一個(gè)從美學(xué)觀點(diǎn)上公認(rèn)的杰作而在技術(shù)上卻不是一個(gè)優(yōu)秀的作品的。” 悉尼歌劇院，是一個(gè)很出名的建筑，但它不是一個(gè)著名的建筑。因?yàn)?，它在處理技術(shù)層面的問(wèn)題時(shí)，做的不好，以至于伍德在前幾年還想出面處理好他

6、自己的作品，讓它真正是一個(gè)建筑的好作品。,3)建筑師作為建筑工程的組織者，在其中不但要對(duì)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，而且還要能夠協(xié)調(diào)各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)關(guān)系。 例:尼加拉瓜美洲銀行,一名建筑師最富價(jià)值的奉獻(xiàn)是順乎自然的實(shí)踐。一名建筑師最大的樂(lè)趣在于他明白 自己已從單一的知覺(jué)中走出來(lái)，懂得了某種東西 。,-Louis Kahn,/Index.aspx,3，建筑設(shè)計(jì)中，材料的重要性。 1）在建筑結(jié)構(gòu)中，所用的基本材料有：鋼材、鋼筋混凝土、砌體和木材。但是隨著建筑材料的發(fā)展，很多新型的材料在設(shè)計(jì)中得以采用。如薄膜，復(fù)合材料拉繩等等。 2）建筑設(shè)計(jì)中的材料語(yǔ)言： A，清水混

7、凝土 B，磚（砌塊、花格）砌體 C，天然石材及石板幕墻 D，木材、木質(zhì)人造板材 E，金屬類(lèi)材料及金屬墻面屋面應(yīng)用系統(tǒng) F，玻璃及玻璃類(lèi)幕墻 G，透明塑料、薄膜 3）建筑設(shè)計(jì)中，利用結(jié)構(gòu)材料表現(xiàn)形式的重要性。,3，建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程和內(nèi)容 一個(gè)建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程是通過(guò)方案階段、擴(kuò)初階段和施工圖設(shè)計(jì)階段來(lái)完成的。在每個(gè)設(shè)計(jì)階段都有明確的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)深度和要求。 1）方案階段考慮各個(gè)部分的關(guān)系，合理的進(jìn)行組合，選定結(jié)構(gòu)的形式，給出初步方案的圖紙。這個(gè)階段的設(shè)計(jì)主要是通過(guò)建筑空間的限定、塑造和組合，綜合解決建筑物的功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和美觀等問(wèn)題。 2）擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段（也叫技術(shù)設(shè)計(jì)階段）確定各個(gè)組成部分的關(guān)系，確定各個(gè)

8、構(gòu)件的尺寸，對(duì)一些技術(shù)上的要求進(jìn)行確認(rèn)。如位移等。主要是對(duì)建筑物的各構(gòu)造組成部分，確定其材料及構(gòu)造方式，從而確定建筑物的功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和美觀之間的關(guān)系。 3）施工圖設(shè)計(jì)階段根據(jù)擴(kuò)初設(shè)計(jì)的要求，給出施工的具體圖紙。主要是包括對(duì)基礎(chǔ)、墻體、樓地面、樓梯、屋頂、門(mén)窗等構(gòu)配件進(jìn)行詳細(xì)的構(gòu)造設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)在整個(gè)過(guò)程中的任務(wù)是： 方案階段初步的方案形成時(shí)，確定結(jié)構(gòu)的形式； 擴(kuò)初階段根據(jù)該方案可行性的確認(rèn)，進(jìn)行技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上的確認(rèn)； 施工圖階段給出施工圖紙，投入施工。,4, 建筑師必備的結(jié)構(gòu)知識(shí) 1）具有良好的力學(xué)分析能力能有效的組織結(jié)構(gòu)體系，能按力學(xué)的法則分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力情況及其優(yōu)劣程度，使結(jié)構(gòu)成為

9、建筑的一部分，且受力合理，結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越。 2）熟練掌握結(jié)構(gòu)的形式掌握建筑結(jié)構(gòu)的形式，能靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)形式，創(chuàng)造出有效合理的建筑空間極其表現(xiàn)形式。 3）熟悉結(jié)構(gòu)用材的性能和技術(shù)要求熟練掌握結(jié)構(gòu)所用的材料，能應(yīng)用這些材料的特點(diǎn)和性能，并合理的運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)里，達(dá)到建筑所需要的各種要求。 4）了解結(jié)構(gòu)計(jì)算與設(shè)計(jì)的方法和內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的的計(jì)算與設(shè)計(jì)方法，從中達(dá)到了解結(jié)構(gòu)和進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)的內(nèi)在規(guī)律。 以上知識(shí)儲(chǔ)備是保證建筑師真正起到項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的必備知識(shí)。,第二節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的基本要求,*有些建筑師認(rèn)為，形式美的規(guī)律就是多樣的統(tǒng)一。人，作為一種理性的動(dòng)物，本能的向往著秩序。人的一切意識(shí)(當(dāng)然也包括美和丑的

10、意識(shí))不都是心靈自身的產(chǎn)物，而是客觀存在在人的大腦中的反映。因此，在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程里，對(duì)結(jié)構(gòu)的要求與建筑設(shè)計(jì)的方式完全相同，就是一種相互協(xié)調(diào)的統(tǒng)一。,*格羅庇烏斯在創(chuàng)建“包豪斯”時(shí)，就強(qiáng)調(diào)：“把自我同宇宙對(duì)立起來(lái)的舊的二元論的世界觀正在迅速瓦解。代之而起的是萬(wàn)物統(tǒng)一的觀念，它認(rèn)為，所有對(duì)立的力量都處于平衡之中。從事物及其表現(xiàn)中看出本質(zhì)的統(tǒng)一性，這一清新的認(rèn)識(shí)給現(xiàn)代創(chuàng)作活動(dòng)以基本的內(nèi)在涵義。任何事物都不是孤立存在的。我們把每種形式看作是一種觀念的化身，把每一件作品看作是內(nèi)心深處的自我表現(xiàn)。”他講到造型藝術(shù)時(shí)又指出：“造型研究的訓(xùn)練在于觀察，在于精確地表現(xiàn)或再現(xiàn)自然，在于創(chuàng)作各自的構(gòu)圖。”這些論述

11、更加深刻的揭示出這種統(tǒng)一的由來(lái)，不單純局限在形式本身，而且要聯(lián)系到內(nèi)容，并從宇宙間的萬(wàn)物的普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)來(lái)看待形式的有機(jī)統(tǒng)一問(wèn)題。從人工所創(chuàng)造的藝術(shù)形式中，我們可以清晰的看到有機(jī)統(tǒng)一，但應(yīng)該注意的是，雖然這些理念得到自然的啟示，但卻不同于自然界中的有機(jī)體，而出于自然而高于自然，這就是所謂的藝術(shù)是由心靈產(chǎn)生的再生的美。因而，我們可以看出現(xiàn)代建筑形式的表現(xiàn)都具有多樣的統(tǒng)一性。,下面就讓我們來(lái)聯(lián)系一下結(jié)構(gòu)和建筑的一些共同特征。 1，平衡 在人們崇拜重力，并與重力作斗爭(zhēng)的過(guò)程中產(chǎn)生了一整套與重力有關(guān)的審美觀念，這就是平衡。所以在審美的過(guò)程中，都以平衡作為一個(gè)重要的考量，構(gòu)圖要均衡，設(shè)計(jì)要均衡，結(jié)構(gòu)要均

12、衡，等等都與平衡作為標(biāo)準(zhǔn)。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，更是體現(xiàn)著平衡的觀念，要求結(jié)構(gòu)的整體和個(gè)體都必須保持平衡狀態(tài)。我們可以由靜力學(xué)的原理知道平衡的力學(xué)觀點(diǎn)，可見(jiàn)，所有的建筑結(jié)構(gòu)都處于平衡之中，這樣才能符合結(jié)構(gòu)的受力要求，同時(shí)也是美的要求之一。 在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，我們就力求把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的均衡，這是一個(gè)非常重要的觀念。因?yàn)?，這樣不但可以使結(jié)構(gòu)的受力合理，而且結(jié)構(gòu)的效果也更為突出。例如，在抗震設(shè)計(jì)中，就要求建筑立面和體形都很均衡，其實(shí)，這就是要求作用在結(jié)構(gòu)上的荷載和結(jié)構(gòu)的平衡。,2，穩(wěn)定 和平衡相關(guān)聯(lián)的是穩(wěn)定。如果說(shuō)平衡所涉及的主要是構(gòu)圖中各要素左與右、前與后之間相對(duì)輕重關(guān)系的處理，那么穩(wěn)定所涉及的則是構(gòu)圖中的上

13、下左右之間的輕重關(guān)系的處理。隨著技術(shù)和審美觀念的發(fā)展，人們不僅能建造摩天大樓，而且把下大上小，下重上輕的關(guān)系顛倒過(guò)來(lái)，創(chuàng)造出很多美感的建筑空間來(lái)。 可在整個(gè)構(gòu)圖上還是要符合穩(wěn)定的要求，達(dá)到美的要求。 結(jié)構(gòu)中，也需要穩(wěn)定。不但建筑物需要穩(wěn)定，整個(gè)建筑中的每一構(gòu)件也需要穩(wěn)定。而且結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是與強(qiáng)度一樣重要的因素。 所以，美學(xué)上的平衡與穩(wěn)定的要求，是自然客觀規(guī)律的體現(xiàn)，而結(jié)構(gòu)上的平衡與穩(wěn)定，更是人類(lèi)對(duì)自然規(guī)律的總結(jié)和提升。從中我們可以看到建筑與結(jié)構(gòu)的相對(duì)與統(tǒng)一。,3，承載能力 承載能力是結(jié)構(gòu)的固有因素。在建筑骨架中，它要承受著很多的外來(lái)作用，所以要求結(jié)構(gòu)的每一構(gòu)件都具有安全可靠的承

14、載能力。能對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)上的各種荷載作用。并且，要求結(jié)構(gòu)在其破壞的過(guò)程中，有良好的結(jié)構(gòu)性能和表現(xiàn)。當(dāng)你把一個(gè)建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，它就顯得非常有力度，而反之，卻缺乏力量。例如：東方明珠和華僑大學(xué)校門(mén)。 4，適用 結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足建筑的使用目的，使之有效的發(fā)揮其功能。不能有過(guò)大的變形和開(kāi)裂，或者有局部的破壞和震動(dòng)。 5，經(jīng)濟(jì) 結(jié)構(gòu)在整個(gè)建筑造價(jià)中占有很大的比例，合理有效的結(jié)構(gòu)不但能節(jié)省整個(gè)建筑的造價(jià)，同時(shí)還能使結(jié)構(gòu)更為合理有效。還應(yīng)注意的是，它們還反映在材料，勞動(dòng)力，施工方法和速度，以及結(jié)構(gòu)的維護(hù)等各個(gè)方面。在建筑結(jié)構(gòu)中，有時(shí)還存在著材料過(guò)度浪費(fèi)反而使結(jié)構(gòu)變的更不合理的情形。,6，美觀 結(jié)構(gòu)作為建筑的

15、一部分，它也是體現(xiàn)美的不可分割的部分，所以建筑師要把結(jié)構(gòu)展現(xiàn)在人們面前，賦予它美的特質(zhì)。 通過(guò)這些講解，希望同學(xué)們能進(jìn)一步了解結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出符合自然規(guī)律又能創(chuàng)造良好視覺(jué)空間，有文化淵源的建筑。這樣的設(shè)計(jì)也才有意義。,關(guān)于建筑設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)看法,一個(gè)優(yōu)秀的建筑作品，應(yīng)該是各個(gè)方面都沒(méi)有瑕疵。 當(dāng)你在感受一個(gè)稱的上建筑作品的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計(jì)者在實(shí)現(xiàn)他的設(shè)計(jì)與建造時(shí)，所采用的技術(shù)、構(gòu)造極其材料的表現(xiàn)形式，從而得到個(gè)性突出的形式，她來(lái)源于其有意義的背面分析、實(shí)踐和創(chuàng)作的基礎(chǔ)，是一種完美而協(xié)調(diào)的純物質(zhì)與非物質(zhì)背景的享受。 當(dāng)我們?nèi)シ治鲅芯克麄兊臅r(shí)候，不應(yīng)該只是看到表面的形式，而是應(yīng)該挖掘隱含在

16、其形式背后的技術(shù)構(gòu)造帶來(lái)的每一個(gè)精美細(xì)節(jié)與組合變化，這樣的技術(shù)和構(gòu)造，才讓我們感受到建筑設(shè)計(jì)的精華所在，這就是形式出于其自然的形成。 一味地追求形式，為形式而形式的做法，忽略了其建造的技術(shù)和構(gòu)造基本關(guān)系，會(huì)給建筑帶來(lái)弊病。在我看來(lái)，這樣的形式毫無(wú)意義和價(jià)值，甚至是對(duì)建筑的一種虛偽造作，屬于垃圾建筑。 所以，一個(gè)好的設(shè)計(jì)，應(yīng)該考究它們之間存在的因果關(guān)系，研究形式背后存在的原因，這才是研究建筑設(shè)計(jì)的意義所在。要做到這樣，雖說(shuō)是一個(gè)很基本的設(shè)計(jì)理念，但對(duì)于初學(xué)者卻很難。因?yàn)?，一方面，這樣需要具備很多的基礎(chǔ)知識(shí)，另一方面，要靜心養(yǎng)心。但是，現(xiàn)時(shí)國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)者，大都存在一個(gè)弊病，就是對(duì)技術(shù)和構(gòu)造的放棄。,

17、第三節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)課程的任務(wù)和學(xué)習(xí)方法,1，建筑工程的設(shè)計(jì)過(guò)程和該課程的學(xué)習(xí)過(guò)程相反 這里要給大家的是：我們的學(xué)習(xí)方式和我們的思維方式剛好相反， 建筑設(shè)計(jì)：建筑方案（結(jié)構(gòu)形式）擴(kuò)初設(shè)計(jì)（分體系的設(shè)計(jì)）施工圖的設(shè)計(jì)（構(gòu)件的設(shè)計(jì)） 學(xué)習(xí)過(guò)程：構(gòu)件的設(shè)計(jì)分體系的設(shè)計(jì)（構(gòu)件組成了分體系）最后形成結(jié)構(gòu)總體系，也體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的形式上。 這主要是我們需要積累起一定量的知識(shí)后，方能更好的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，所以，在這之前，我們給你們?cè)S多的基礎(chǔ)，很多的力學(xué)原理，包括我們的這門(mén)課程也是一樣。但，當(dāng)我們把全部課程學(xué)完了我們會(huì)慢慢地幫你組織起來(lái)，使你們對(duì)結(jié)構(gòu)有個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)，當(dāng)然也能應(yīng)用起它來(lái)。,2，課程的任務(wù) 本課程的任務(wù)就是掌握一般建筑結(jié)構(gòu)的基本原理，