建筑構(gòu)造設(shè)計及優(yōu)化的研究與探討

1、<p>　　建筑構(gòu)造設(shè)計及優(yōu)化的研究與探討</p><p>　　[摘 要]對于建筑構(gòu)造設(shè)計的思考在于尋找出構(gòu)造設(shè)計的基本規(guī)律、原理和方法，以避免設(shè)計過程中的盲目性，變被動力為主動，充分體現(xiàn)建筑設(shè)計意圖 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]建筑構(gòu)造；設(shè)計 </p><p>　　中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）0

2、2-0000-01 </p><p><b>　　0 引言 </b></p><p>　　建筑構(gòu)造設(shè)計是指構(gòu)成建筑空間實體的設(shè)計，即各組成部分和各部分的組成構(gòu)件（或配件） 之間的相互聯(lián)系，各自的建造方法、相互的連接方法。建筑物的實體由支撐系統(tǒng)和圍護分隔系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成，它們分別有各自的組成部分：建筑物的樓地層、屋頂?shù)人綐?gòu)件， 墻體、柱、基礎(chǔ)等垂直構(gòu)件、樓梯等傾斜構(gòu)件

3、共同組成了建筑物的支撐系統(tǒng)；門窗作為分隔空間界面的隔墻和支撐系統(tǒng)中同時作為圍合空間界面的屋頂、外墻、樓地層則組成了建筑物的圍護分隔系統(tǒng)。這些系統(tǒng)與其相應(yīng)的組成部分均在建筑。 </p><p>　　1 建筑構(gòu)造設(shè)計的途徑 </p><p>　　空間的構(gòu)成中起到各自不同的作用。從目前已有的設(shè)計理論和工程技術(shù)經(jīng)驗的積累以及發(fā)展趨勢來看，進行建筑構(gòu)造設(shè)計不外兩種途徑：（1）以建筑設(shè)計的總體意圖為指

4、導，直接選擇和局部調(diào)整現(xiàn)成標準構(gòu)造，作為建筑構(gòu)造設(shè)計的最終成果；（2）依據(jù)建筑構(gòu)造的設(shè)計原理和構(gòu)造所處的特定環(huán)境，進行全新的設(shè)計。 </p><p>　　2 建筑構(gòu)造設(shè)計的方法 </p><p>　　2.1 由設(shè)計對象的特定環(huán)境，確定構(gòu)造設(shè)計的方向 </p><p>　　所謂設(shè)計對象的特定環(huán)境是指，所要設(shè)計的構(gòu)造是處于那一幢建筑的那一個部位。它決定著我們所設(shè)計構(gòu)造的

5、以下特征：它的使用對象是誰；它是構(gòu)成建筑空間的支撐系統(tǒng)還是圍護分隔系統(tǒng)或是同時起到兩者的作用；與它相關(guān)的建筑空間有什么特殊的功能要求；它是否屬于圍合空間界面的一部分等。這些特征顯示了構(gòu)造所必須滿足的功能信息，決定了構(gòu)造設(shè)計的方向。比如，我們要進行一座幼兒園活動室的樓層挑陽臺的構(gòu)造設(shè)計，由于此構(gòu)造所處的特定環(huán)境，顯示了以下的功能信息：它的主要支撐構(gòu)件必須滿足懸挑構(gòu)件的抗傾覆要求；由于構(gòu)造的使用者主要是嬰幼兒，欄桿的花飾間距和高度一定得小于

6、幼兒頭部所能通過的寬度和能防止嬰幼兒的攀爬、翻越；防止陽臺上的雨水積集、倒灌；陽臺欄桿的穩(wěn)定性必須得到妥善的解決；其作為圍合空間界面，是參與立面造型的重要構(gòu)成元素，因此整體的造型和表面質(zhì)感要服從立面造型的需要。這也就確定了本項目的設(shè)計方向。 </p><p>　　2.2 分析結(jié)構(gòu)與材料、施工的可能性，形成構(gòu)造方案 </p><p>　　構(gòu)造設(shè)計中結(jié)構(gòu)的可能性是指構(gòu)造各組成部分之間合理的傳力

7、關(guān)系，即構(gòu)造設(shè)計中支撐與被支撐、支持與被支持、穩(wěn)定與被穩(wěn)定的合理性關(guān)系。比如，對于雨棚的構(gòu)造設(shè)計，我們就必須考慮，作用在它上面的荷載以怎樣的途徑傳遞到建筑的主體結(jié)構(gòu)上，使其被相應(yīng)的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件合理支撐、支持并保證其穩(wěn)定性，因此，可考慮成有柱、懸挑、懸掛等的平板式、網(wǎng)架式或是梁板式等多種可能的結(jié)構(gòu)形式。構(gòu)造設(shè)計中材料的可能性是指材料的力學性能、圍護性能（防水、導熱、透光、吸聲等）、安全性能（防火、防輻射、無毒等）、機械強度和加工性能等在構(gòu)

8、造中的適應(yīng)程度。 </p><p>　　施工的可能性是指有足夠的施工空間，施工方便簡捷。如屋頂女兒墻裝飾筒瓦斜頂?shù)男泵鏄?gòu)造，因考慮施工的方便而采用預(yù)制平板斜搭在其壓頂與屋頂圈梁的水平挑板之間，而不采用整體現(xiàn)澆的構(gòu)造方式。結(jié)構(gòu)、材料與施工的可能情況，是確定構(gòu)造方案的物質(zhì)依據(jù)，是構(gòu)造得以變成現(xiàn)實的前提。 </p><p>　　2.3 審視構(gòu)造方案的可持續(xù)性，調(diào)整現(xiàn)有方案 </p>

9、<p>　　建筑構(gòu)造方案的可持續(xù)性是基于生態(tài)建筑而言的。它是指構(gòu)造設(shè)計所體現(xiàn)出來的環(huán)保意識、節(jié)能措施、可重復(fù)改造的可能性。構(gòu)造設(shè)計應(yīng)盡量選用綠色建材，如采用低能耗制造工藝和無污染環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)的石膏墻板和熱工性能好的絕熱復(fù)合材料，大量使用甲醛、重金屬含量嚴格控制在限量范圍內(nèi)的或水溶性的涂料等。構(gòu)造設(shè)計應(yīng)充分考慮節(jié)能措施。如夏熱冬冷地區(qū)，外圍護墻體的構(gòu)造應(yīng)考慮設(shè)置空氣間層和金屬反射層、合理設(shè)置進出風口等節(jié)能措施，來增強墻體的保溫

10、隔熱性能。構(gòu)造設(shè)計必須考慮重復(fù)改造和改造過程中對廢棄材料的重復(fù)利用的可能。在進行墻面裝修設(shè)計時，應(yīng)考慮面層裝修的更改，而不至于破壞原有結(jié)構(gòu)。對于隔墻構(gòu)造方案的設(shè)計，則應(yīng)把握便于分隔方案的改變和材料的重復(fù)利用的原則。 </p><p>　　3 建筑構(gòu)造中設(shè)計不當?shù)默F(xiàn)象及對策分析 </p><p>　　當前，我國建筑構(gòu)造設(shè)計不當是工程質(zhì)量通病的部分根源?，F(xiàn)以常見的幾種裂縫、滲漏問題加以剖析。

11、</p><p>　　3.1 磚砌女兒墻開裂、滲漏 </p><p>　　我國大部分地區(qū)的屋頂上四周均設(shè)有磚砌女兒墻。這種女兒墻雖比混凝土女兒墻（屋頂鋼筋混凝土欄板）節(jié)省費用，但其弊端多。 </p><p>　　調(diào)查發(fā)現(xiàn)：女兒墻頂部大多數(shù)抹水泥砂漿處理， 竣工使用不久，水從抹面粉刷裂縫處滲入磚墻內(nèi)，墻內(nèi)含水飽和后流入室內(nèi)或室外。女兒墻根經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，屋面雨水從裂縫處

12、滲入室內(nèi)；往往經(jīng)過一個冬夏季節(jié)的變換， 女兒墻在長度方向產(chǎn)生通長裂縫，有些每隔3 m～5 m就有豎直裂縫產(chǎn)生（在轉(zhuǎn)角處裂縫既長又寬），雨水由此進入墻內(nèi)，繼而滲入室外墻體。磚砌女兒墻頂部用水泥砂漿抹面， 由于砂漿在硬化過程中收縮變形及抹灰面直接暴露在大氣中， 經(jīng)風吹雨淋， 導致該部位常常發(fā)生橫向貫通裂縫，水沿抹面砂漿裂縫滲入磚墻， 從而影響屋面防水層的防水效果。 </p><p>　　從以上分析可看出，磚砌女兒墻部

13、位溫度變形差異是產(chǎn)生裂縫并造成滲漏的根本原因。為消除這一通病，設(shè)計屋面泛水節(jié)點圖建議做如下處理：凸出屋面的女兒墻，在磚墻砌筑前，應(yīng)先澆一層150 mm～200 mm高的素混凝土擋水，女兒墻在長度方向必須設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱與屋頂圈梁拉結(jié)，這樣要變長墻為短墻，化大裂縫為小裂縫或不裂縫；屋頂取消水泥砂漿抹面作法，改為細石混凝土壓頂，且與女兒墻中構(gòu)造柱連接，以增強其整體剛度。 </p><p>　　3.2 外墻面抹灰開裂

14、、滲漏 </p><p>　　縱觀外墻面抹灰工程，裂縫現(xiàn)象普遍存在?；鶎犹幚聿缓妹鎸诱辰Y(jié)不牢固。雖然可歸結(jié)為施工原因，但究其根源亦與設(shè)計有關(guān)。通常建筑物外墻所設(shè)計的普通抹面砂漿并不是防水砂漿，作為普通的抹面砂漿在使用過程中很難與建筑物整體的使用年限相吻合，即使竣工時很好，但時間一長，由于砂漿與磚砌體的線膨脹系數(shù)不同，且磚墻本身也可能開裂，就有可能使抹灰層發(fā)生起殼和裂縫。 </p><p>

15、　　加之一般設(shè)計人員在建筑立面圖的墻面抹灰分隔縫劃分中僅考慮門窗洞口位置，以上、下口在水平方向進行分隔， 未考慮大面積的砂漿抹灰面會受溫度影響產(chǎn)生裂縫這一因素，很少有豎向分隔。致使抹灰面層塊體過大、分隔太少，發(fā)生裂縫幾率增大。設(shè)計改進措施：凡外墻面選用普通砂漿抹面時，分隔縫應(yīng)適當增加，一般以3 mm～5mm為宜。在外墻面抹面層上可涂刷防水劑，以增強防水效果。為保障這類建筑物外墻不致因外抹灰裂縫而造成返潮或滲漏，建議外墻面改用防水砂漿抹面

16、。 </p><p>　　3.3 框架柱、梁和墻面接縫處理不當造成墻面抹面裂縫 </p><p>　　目前對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)填充墻一般都采用空心磚或加氣混凝土砌塊，盡管設(shè)計及有關(guān)施工規(guī)程中明確規(guī)定，填充墻砌筑時兩端均與鋼筋混凝土柱伸出的錨筋拉結(jié)，在頂部采用實心粘土磚斜向頂緊或木楔加緊等措施，但內(nèi)外墻面抹灰后均可發(fā)現(xiàn)在框架柱、梁與墻面接縫處有斷續(xù)或連通裂縫發(fā)生。這種裂縫一般與框架梁、柱平行

17、。產(chǎn)生這種裂縫的原因：同一種面層材料抹刷在不同的基體上，各基體的線膨脹系數(shù)、吸水性能不同，在相同溫度和濕度影響下，其變形值不同，就必然在不同基層接縫處出現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　設(shè)計改進措施：設(shè)計在接縫處增設(shè)加強基層整體連接的構(gòu)造措施。例如，可在接縫處抹灰打底時布設(shè)寬500mm左右的鋼絲網(wǎng)片，亦可加設(shè)大孔麻布片等，以增強該處抹灰砂漿的抗拉力。 </p><p><b>