《建筑结构》第01讲

1、 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

2、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。n5，目前建筑设计与结构的关系n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

3、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。n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。n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

4、”，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n1，建筑师在整个建筑设计过程的作用n1）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

5、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。n2）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。n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。n所以，近代著名的建筑大师P.L.奈尔维（Pier Luigi Nervi)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，有可能在艺术一个技术完善的作品，有可能在艺术上效果甚差，但是

6、，无论古代还是现代，却没有一个从美学观点上公认上效果甚差，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。的杰作而在技术上却不是一个优秀的作品的。”n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。n3)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。n例:尼加拉瓜美洲银行 一名建筑师最富价值的一名建筑师最富价值的奉献是顺乎自然的实践。一名奉献是顺乎自然的实践。一名建筑师最大的乐趣在于他

7、明白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，自己已从单一的知觉中走出来，懂得了某种东西懂得了某种东西 。 -Louis Kahn/Index.aspxn3，建筑设计中，材料的重要性。n1）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。n2）建筑设计中的材料语言：nA，清水混凝土nB，砖（砌块、花格）砌体 nC，天然石材及石板幕墙 nD，木材、木质人造板材 nE，金属类材料及金属墙面屋面应用系统nF，玻璃及玻璃类幕墙 nG，透明塑料、薄膜

8、 n3）建筑设计中，利用结构材料表现形式的重要性。n3，建筑设计的过程和内容n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。n1）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。n2）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。n

9、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。 n结构在整个过程中的任务是：n方案阶段初步的方案形成时，确定结构的形式；n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；n施工图阶段给出施工图纸，投入施工。n4, 建筑师必备的结构知识n1）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。n2）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。n3）熟悉

10、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各种要求。n4）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。n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。

11、n *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

12、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。 n下面就让我们来联系一下结构和建筑的一些共同特征。n1，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

13、，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。n2，稳定 n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

14、来。 可在整个构图上还是要符合稳定的要求，达到美的要求。n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。n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。n3，承载能力 n 承载能力是结构的固有因素。在建筑骨架中，它要承受着很多的外来作用，所以要求结构的每一构件都具有安全可靠的承载能力。能对应结构上的各种荷载作用。并且，要求结构在其破坏的过程中，有良好的结构性能和表现。当你把一个建筑构件设计成结构构件时，它就显得非

15、常有力度，而反之，却缺乏力量。例如：东方明珠和华侨大学校门。n4，适用n 结构应当满足建筑的使用目的，使之有效的发挥其功能。不能有过大的变形和开裂，或者有局部的破坏和震动。n5，经济n 结构在整个建筑造价中占有很大的比例，合理有效的结构不但能节省整个建筑的造价，同时还能使结构更为合理有效。还应注意的是，它们还反映在材料，劳动力，施工方法和速度，以及结构的维护等各个方面。在建筑结构中，有时还存在着材料过度浪费反而使结构变的更不合理的情形。n6，美观 n结构作为建筑的一部分，它也是体现美的不可分割的部分，所以建筑师要把结构展现在人们面前，赋予它美的特质。n通过这些讲解，希望同学们能进一步了解结构，

16、学习结构，创造出符合自然规律又能创造良好视觉空间，有文化渊源的建筑。这样的设计也才有意义。关于建筑设计的几点看法n一个优秀的建筑作品，应该是各个方面都没有瑕疵。n当你在感受一个称的上建筑作品的时候，你会发现很多设计者在实现他的设计与建造时，所采用的技术、构造极其材料的表现形式，从而得到个性突出的形式，她来源于其有意义的背面分析、实践和创作的基础，是一种完美而协调的纯物质与非物质背景的享受。n当我们去分析研究他们的时候，不应该只是看到表面的形式，而是应该挖掘隐含在其形式背后的技术构造带来的每一个精美细节与组合变化，这样的技术和构造，才让我们感受到建筑设计的精华所在，这就是形式出于其自然的形成。n

17、一味地追求形式，为形式而形式的做法，忽略了其建造的技术和构造基本关系，会给建筑带来弊病。在我看来，这样的形式毫无意义和价值，甚至是对建筑的一种虚伪造作，属于垃圾建筑。n所以，一个好的设计，应该考究它们之间存在的因果关系，研究形式背后存在的原因，这才是研究建筑设计的意义所在。要做到这样，虽说是一个很基本的设计理念，但对于初学者却很难。因为，一方面，这样需要具备很多的基础知识，另一方面，要静心养心。但是，现时国内的设计者，大都存在一个弊病，就是对技术和构造的放弃。第三节 建筑结构课程的任务和学习方法 n1，建筑工程的设计过程和该课程的学习过程相反 n这里要给大家的是：我们的学习方式和我们的思维方式刚好相反，n建筑设计：建筑方案（结构形式）扩初设计（分体系的设计）施工图的设计（构件的设计）n学习过程：构件的设计分体系的设计（构件组成了分体系）最后形成结构总体系，也体现在结构的形式上。n这主要是我们需要积累起一定量的知识后，方能更好的学习结构，所以，在这之前，我们给你们许多的基础，很多的力学原理，包括我们的这门课程也是一样。但，当我们把全部课程学完了我们会慢慢地帮你组织起来，使你们对结构有个清醒的认识，当然也能应用起它来。n2，课程的任务n本课程的任务就是掌握一