《建筑结构》第讲

《建筑结构》第一编建筑结构概述1，建构架和墙体围合起来形成的空间，我们把它叫做建筑。而这个构架就是支撑这个空间的主要体系,我们把这个支撑体系叫做建筑结构体系。它是支撑这一构筑物必不可少的主体部分。所以，在你设计这个围合空间的时候，你已经考虑了结构，并设计了他们。因此，对结构的理解和运用，并加以设计，就成为建筑师不可缺少的基本知识和基本能力。

设计中，结构作为一种合理的构造形式并且主导着各种构筑关系的建筑体系的设计理念，真实与自然的工艺和技术演绎，才是实用务实的专业精神，这种专业特征也一直被国外建筑师们看做是建造的基本内容。2，结构体系主要是承受外来的作用，如建筑中的墙体、楼屋面、人和活动的设备家具等的自重，风和地震，还有许多的如温度、混凝土收缩、基础沉降等等的作用。3，然而，建筑结构是一门技术性很强的工程学科。为了学好这门课，在前期我们已经准备大量的力学基础知识。4，对建筑的理解不仅应该从人文、美学和感情等方面去理解它，还应从建筑自身的建构内容去理解它。前者是思想层次上的内容，后者是必然的规律，如果仅停留在思想层面上，那只是空想，不符合现代的现实社会，更不符合注册建筑师的培养方向。5，目前建筑设计与结构的关系通过对结构的整体构思形成建筑的总体方案。——建筑设计在处理好社会，经济、环境、情感和思想因素后，应该通过对结构的整体构思形成建筑的总体方案，创造性地满足建筑物空间形式的同时，有效地解决使用功能、构造功能和形象功能三个相互关联的设计基本功能要求。结构的概念基本空白,忽略了建筑师在建筑创作中结构创作的重要性。——目前，国内建筑学专业的结构课程是被浓缩后的概要课程，因此国内的建筑师培养，结构的概念基本空白，所以在工程设计中，很难对各种结构体系的功能和受力特征进行分析、归类、总结和反思。当前建筑设计中，简单地认为建筑的结构问题应该由结构工程师去解决，忽略了建筑师在建筑创作中结构创作的重要性。因而形成了国内设计水平和国际设计水平的严重差距。结构工程师是否能够帮助建筑师去解决结构总体系的问题吗？答案是否定的。——因为，时下国内的结构工程师培养，基本是“规范+一体化计算机结构设计程序”，对结构总体系的概念了解甚微。他们对结构设计的观念就是等待建筑师给出一个非结构的空间形成方案，然后应用现有的设计规范，手册和一体化计算机结构设计程序，用搭积木的方式将建筑撑起来。这样不免会在建筑设计时，产生许多缺陷和浪费。这对建筑本身是一种不负责任的态度，因而，根本谈不上建筑的创作和设计。第一章绪论

第一节结构与建筑的关系1，建筑师在整个建筑设计过程的作用1）建筑设计有着两个属性，一是要满足人的使用功能要求，二是要满足人的精神感受要求。而前一个属性是个必要条件，后面的属性是前面属性的延续和提升。人们对建筑设计的要求越来越高的今天,后一属性就显得更为重要，但它是基于前一属性的基础上而发展的，可见，没有前一属性的基础，就根本谈不上提高。为此，建筑设计不仅要赋予它基本的实用属性，而且还要赋予它以美的属性，并且应该注意文化的延续。建筑师在建筑设计中.在认真考虑建筑的适用性和经济性后，还要考虑它的视觉感受，赋予它美的属性。2）建筑工程有别于其他的艺术人文类，它在向人们展示文脉和空间艺术效果的同时,也显示出它具有相当高的技术含量。我们很容易的看到，每个时代的建筑都包含着那个时代的技术水平。所以，近代著名的建筑大师P.L.奈尔维（PierLuigiNervi)从多年的实践经验与研究中得出结论认为：“一个技术完善的作品，有可能在艺术上效果甚差，但是，无论古代还是现代，却没有一个从美学观点上公认的杰作而在技术上却不是一个优秀的作品的。”——悉尼歌剧院，是一个很出名的建筑，但它不是一个著名的建筑。因为，它在处理技术层面的问题时，做的不好，以至于伍德在前几年还想出面处理好他自己的作品，让它真正是一个建筑的好作品。3)建筑师作为建筑工程的组织者，在其中不但要对工程进行设计，而且还要能够协调各个专业的设计关系。例:尼加拉瓜美洲银行一名建筑师最富价值的奉献是顺乎自然的实践。一名建筑师最大的乐趣在于他明白自己已从单一的知觉中走出来，懂得了某种东西。-----LouisKahn/Index.aspx3，建筑设计中，材料的重要性。1）在建筑结构中，所用的基本材料有：钢材、钢筋混凝土、砌体和木材。但是随着建筑材料的发展，很多新型的材料在设计中得以采用。如薄膜，复合材料拉绳等等。2）建筑设计中的材料语言：A，清水混凝土B，砖（砌块、花格）砌体

C，天然石材及石板幕墙

D，木材、木质人造板材

E，金属类材料及金属墙面屋面应用系统F，玻璃及玻璃类幕墙G，透明塑料、薄膜3）建筑设计中，利用结构材料表现形式的重要性。3，建筑设计的过程和内容一个建筑的设计过程是通过方案阶段、扩初阶段和施工图设计阶段来完成的。在每个设计阶段都有明确的图纸设计深度和要求。1）方案阶段——考虑各个部分的关系，合理的进行组合，选定结构的形式，给出初步方案的图纸。这个阶段的设计－－－主要是通过建筑空间的限定、塑造和组合，综合解决建筑物的功能、技术、经济和美观等问题。2）扩初设计阶段（也叫技术设计阶段）——确定各个组成部分的关系，确定各个构件的尺寸，对一些技术上的要求进行确认。如位移等。主要是对建筑物的各构造组成部分，确定其材料及构造方式，从而确定建筑物的功能、技术、经济和美观之间的关系。3）施工图设计阶段——根据扩初设计的要求，给出施工的具体图纸。主要是包括对基础、墙体、楼地面、楼梯、屋顶、门窗等构配件进行详细的构造设计。结构在整个过程中的任务是：方案阶段——初步的方案形成时，确定结构的形式；扩初阶段——根据该方案可行性的确认，进行技术上和经济指标上的确认；施工图阶段——给出施工图纸，投入施工。4,建筑师必备的结构知识1）具有良好的力学分析能力——能有效的组织结构体系，能按力学的法则分析结构构件的受力情况及其优劣程度，使结构成为建筑的一部分，且受力合理，结构性能优越。2）熟练掌握结构的形式——掌握建筑结构的形式，能灵活的运用结构形式，创造出有效合理的建筑空间极其表现形式。3）熟悉结构用材的性能和技术要求——熟练掌握结构所用的材料，能应用这些材料的特点和性能，并合理的运用到建筑结构里，达到建筑所需要的各种要求。4）了解结构计算与设计的方法和内容——学习结构构件的的计算与设计方法，从中达到了解结构和进一步明确结构的内在规律。以上知识储备是保证建筑师真正起到项目负责人的必备知识。第二节建筑结构的基本要求

*有些建筑师认为，形式美的规律就是多样的统一。人，作为一种理性的动物，本能的向往着秩序。人的一切意识(当然也包括美和丑的意识)不完全都是心灵自身的产物，而是客观存在在人的大脑中的反映。因此，在建筑设计的过程里，对结构的要求与建筑设计的方式完全相同，就是一种相互协调的统一。*格罗庇乌斯在创建“包豪斯”时，就强调：“把自我同宇宙对立起来的旧的二元论的世界观正在迅速瓦解。代之而起的是万物统一的观念，它认为，所有对立的力量都处于平衡之中。从事物及其表现中看出本质的统一性，这一清新的认识给现代创作活动以基本的内在涵义。任何事物都不是孤立存在的。我们把每种形式看作是一种观念的化身，把每一件作品看作是内心深处的自我表现。”他讲到造型艺术时又指出：“造型研究的训练在于观察，在于精确地表现或再现自然，在于创作各自的构图。”这些论述更加深刻的揭示出这种统一的由来，不单纯局限在形式本身，而且要联系到内容，并从宇宙间的万物的普遍联系的观点来看待形式的有机统一问题。从人工所创造的艺术形式中，我们可以清晰的看到有机统一，但应该注意的是，虽然这些理念得到自然的启示，但却不同于自然界中的有机体，而出于自然而高于自然，这就是所谓的艺术是由心灵产生的再生的美。因而，我们可以看出现代建筑形式的表现都具有多样的统一性。

下面就让我们来联系一下结构和建筑的一些共同特征。1，平衡

在人们崇拜重力，并与重力作斗争的过程中产生了一整套与重力有关的审美观念，这就是平衡。所以在审美的过程中，都以平衡作为一个重要的考量，构图要均衡，设计要均衡，结构要均衡，等等都与平衡作为标准。在结构设计中，更是体现着平衡的观念，要求结构的整体和个体都必须保持平衡状态。我们可以由静力学的原理知道平衡的力学观点，可见，所有的建筑结构都处于平衡之中，这样才能符合结构的受力要求，同时也是美的要求之一。在结构的设计中，我们就力求把结构设计的均衡，这是一个非常重要的观念。因为，这样不但可以使结构的受力合理，而且结构的效果也更为突出。例如，在抗震设计中，就要求建筑立面和体形都很均衡，其实，这就是要求作用在结构上的荷载和结构的平衡。2，稳定

和平衡相关联的是稳定。如果说平衡所涉及的主要是构图中各要素左与右、前与后之间相对轻重关系的处理，那么稳定所涉及的则是构图中的上下左右之间的轻重关系的处理。随着技术和审美观念的发展，人们不仅能建造摩天大楼，而且把下大上小，下重上轻的关系颠倒过来，创造出很多美感的建筑空间来。

可在整个构图上还是要符合稳定的要求，达到美的要求。结构中，也需要稳定。不但建筑物需要稳定，整个建筑中的每一构件也需要稳定。而且结构构件的稳定，在结构设计中是与强度一样重要的因素。所以，美学上的平衡与稳定的要求，是自然客观规律的体现，而结构上的平衡与稳定，更是人类对自然规律的总结和提升。从中我们可以看到建筑与结构的相对与统一。3，承载汇能力承载臭能力倦是结姥构的膀固有按因素街。在篮建筑您骨架用中，纤它要叼承受滴着很门多的夕外来鹊作用龟，所崇以要个求结吐构的职每一犯构件附都具稳有安叮全可萍靠的冤承载紧能力悟。能姻对应对结构踩上的努各种细荷载振作用叠。并男且，纪要求拍结构滚在其拒破坏芒的过泼程中轨，有舍良好碧的结稿构性纽奉能和雕表现锁。当沟你把汁一个浙建筑旧构件竞设计仗成结担构构梦件时哑，它否就显惹得非志常有抽力度舟，而雕反之吨，却葛缺乏勉力量指。例汁如：秤东方正明珠饰和华让侨大裹学校统门。4，适用结构厉应当润满足谨建筑馅的使床用目贺的，衬使之令有效筑的发折挥其柄功能屋。不桥能有径过大亲的变延形和滤开裂如，或键者有肤局部圣的破诉坏和祥震动自。5，经济结构颜在整因个建味筑造预价中居占有勿很大医的比喂例，堪合理币有效浓的结丘构不呀但能亮节省选整个步建筑完的造惹价，倚同时卫还能肚使结父构更垃为合是理有窗效。辜还应饱注意呜的是将，它洞们还末反映奔在材则料，类劳动锈力，富施工肥方法雀和速叨度，磨以及海结构晶的维庭护等迁各个蛛方面渠。在抵建筑载结构昼中，熔有时漏还存列在着候材料研过度篮浪费裳反而释使结锦构变渣的更离不合浪理的霜情形泛。6，美观结构邻作为族建筑桨的一阵部分袜，它炉也是宪体现年美的宴不可岂分割指的部拦分，龄所以骨建筑均师要浅把结盏构展脱现在悟人们芒面前苗，赋含予它认美的核特质避。通过愧这些仔讲解所，希昼望同敞学们却能进崇一步滤了解聪结构霉，学牵习结蛙构，冷创造涉出符盼合自躬然规覆律又班能创摘造良煎好视介觉空违间，宜有文莫化渊钓源的纲建筑哀。这尊样的幼设计抄也才洪有意丙义。关于躁建筑磁设计万的几觉点看冒法一个唉优秀孟的建运筑作册品，秀应该敲是各疯个方得面都军没有东瑕疵刺。当你鹅在感踢受一冰个称党的上极建筑厨作品腊的时情候，钳你会瞒发现盖很多着设计题者在询实现些他的吩设计擦与建担造时洒，所名采用淋的技饺术、均构造霞极其肯材料慰的表伯现形俱式，群从而梢得到农个性胶突出非的形葬式，烂她来印源于乞其有摔意义祖的背避面分沾析、怜实践炭和创邮作的柴基础弯，是侮一种剃完美亚而协主调的钉纯物勺质与绘非物祥质背院景的词享受望。当我浸们去漠分析弦研究沫他们拜的时斥候，蚕不应隐该只柱是看缸到表滚面的唯形式则，而仗是应射该挖趟掘隐伸含在凳其形心式背朝后的寸技术熟构造配带来刃的每帐一个种精美浸细节拜与组活合变半化，溪这样挪的技宝术和和构造戴，才慰让我珍们感葛受到梁建筑需设计枝的精砌华所锈在，疗这就煎是形雀式出效于其唱自然仙的形们成。一味泻地追浊求形于式，灿为形唤式而早形式卸的做绢法，葵忽略耐了其抵建造燥的技短术和岸构造鹅基本覆关系哗，会塌给建垫筑带烛来弊讲病。际在我悬看来俱，这绣样的光形式蹲毫无卖意义稼和价赖值，华甚至脾是对借建筑与的一夕种虚续伪造害作，渔属于元垃圾铃建筑嚼。所以应，一至个好骆的设栏计，编应该楚考究恨它们教之间龄存在旦的因辈果关吸系，混研究皮形式罗背后反存在件的原祝因，描这才低是研议究建压筑设所计的蔽意义涉所在晓。要好做到屿这样也，虽调说是霉一个斥很基拼本的皮设计火理念顿，但肚对于欣初学蜓者却深很难鸡。因止为，爬一方吸面，寄这样非需要蜓具备炕很多河的基吴础知谅识，睛另一切方面部，要装静心吗养心婚。但料是，销现时吼国内案的设忽计者课，大买都存地在一袭个弊辆病，逢就是以对技搭术和搅构造葵的放渐弃。第三渗节建筑听结构涝课程仅的任储务和抽学习依方法1，建筑厘工程怎的设著计过辫程和绳该课投程的迎学习帽过程得相反这里浸要给击大家艘的是抵：我抱们的题学习桨方式吧和我赚们的释思维就方式公刚好齿相反盘，建筑凉设计教：建速筑方草案（文结构钱形式么）——扩初商设计兆（分料体系素的设负计）——施工燃图的夺设计败（构弃件的片设计劳）学习镰过程住：构前件的梢设计——分体翠系的粗设计请（构尤件组祖成了牢分体炒系）——最后己形成针结构枣总体誉系，资也体钱现在司结构申的形顾式上磁。这主葱要是栗我们个需要螺积累恰起一亡定量良的知鞋识后修，方降能更建好的气学习弱结构添，所锋以，元在这趁之前处，我扎们给乓你们蚊许多穷的基源础，课很多弊的力租学原粮理，辛包括畏我们识的这去门课乐程也径是一边样。等但，范当我窄们把脑全部阵