中小城市建筑設計與研究淺析

魏煥敏　邵海濤

【摘 要】當今社會對建筑設計的要求越來越貼近時代發(fā)展的步伐，彰顯城市空間的生活氣息，本文主要針對中小城市建筑方案設計原則與結(jié)構(gòu)體系進行了簡單分析和探討。

【關(guān)鍵詞】建筑設計；中小城市；設計原則；結(jié)構(gòu)體系

0.前言

20世紀90年代以來，我國建筑行業(yè)迅速發(fā)展，在多樣化、多元化城市的影響下，人們越來越關(guān)注緊湊型、復合型城市的發(fā)展模式。建筑設計中，建筑要表現(xiàn)空間形式，同時它又被感受為一種總體環(huán)境，而建筑、結(jié)構(gòu)、技術(shù)三者之間密切聯(lián)系，相互作用、相互促進，因此科學合理的結(jié)構(gòu)形式、先進的技術(shù)，都會為建筑設計提供新的創(chuàng)作思路。

1.建筑設計是綜合的空間組織問題

1.1空間表現(xiàn)與功能需求

為創(chuàng)造一個有效的建筑物，設計人員必須處理空間形式表現(xiàn)與三種相互有關(guān)聯(lián)的功能需求：與使用活動有關(guān)的、物質(zhì)的和象征性的需求。城市的社會、經(jīng)濟、政治、文化氛圍。這些都是城市存在和發(fā)展的空間形式，以這些元素為出發(fā)點，合理控制城市的形態(tài)和密度，優(yōu)化建筑的空間組織和布局風格。

設計者必須以空間形式

組織建筑物的功能性質(zhì)

以滿足使用者的三種需求：

（1）與活動有關(guān)的（使用的）。

（2）物質(zhì)的（構(gòu)造的）。

（3）象征性的（感受的）。

1.2文化是一個城市的最高體現(xiàn)

當?shù)氐牡赜蛭幕鹘y(tǒng)文化及社會文化等形成一個整體，滿足物質(zhì)建設的條件下，加強精神建設，使得建筑全面反映出城市的技術(shù)水平、經(jīng)濟狀況及現(xiàn)代化水平，尤其是關(guān)注其潛在的文化含義，既突出城市文化氛圍，又可以延續(xù)和協(xié)調(diào)城市文化的發(fā)展。對于資金雄厚的大企業(yè)，通常會選擇一個城市的中心和核心地區(qū)，而對于中小企業(yè)來說，中心區(qū)域較高的價格超出了他們的承受能力。因此，一個成熟的城市，最為明顯的標志就在于兼收并蓄，除了基本的規(guī)模化、復合化、集約化以外，還要具備應有的小型化、靈活化以及多樣化。

1.3建筑綜合體

成熟的城市發(fā)展模式走向建筑綜合體的開發(fā)和建設。（1）高效的時空利用率。建筑綜合體較功能單一的建筑物在空間利用上有著明顯的優(yōu)勢。通過使空間多用途化來達到充分利用城市空間的目的，較單獨安排各項活動較大地節(jié)省了城市空間。此外，由于建筑綜合體的多功能共生，使人們能在同一地點進行不同的活動，滿足大部分的生活需求，緩解了交通擁擠的狀況，節(jié)省了大量時間，從而提高了城市效益。（2）有效的自我調(diào)節(jié)機制。建筑綜合體的功能組成復雜，從而具備多層次的社會觸點，能較好地把握社會需求變化的脈博。當城市生活需求發(fā)生變化時，建筑綜合體將進行自我調(diào)整以適應新的要求； 當建筑綜合體運行良好，外部條件又提供可能的情況下，其各部分的發(fā)展?jié)摿痛蟠笤鰪?。?）良好的環(huán)境價值。隨著社會文明的發(fā)展和生活水準的提高，人們對環(huán)境質(zhì)量的要求愈來愈高，進一步提出要創(chuàng)造一個方便、舒適、寧靜的生活空間，建筑綜合體可以將豐富的城市生活有機地組織在一起，使它們彼此促進。通過多功能的共生使居民生活極其方便和豐富，同時使環(huán)境有較強的領(lǐng)域感和安全感，產(chǎn)生巨大的聚合力。

2.結(jié)構(gòu)形式與特點

2.1受力特征與平面形式

高層建筑在水平荷載作用下，會產(chǎn)生以整體彎曲變形為主導的相對側(cè)移。結(jié)構(gòu)的這種以整體彎曲變形為主導的相對側(cè)移，與結(jié)構(gòu)體系的抵抗傾覆力矩的有效寬度的三次方成反比關(guān)系。因此，減少相對側(cè)移的方法之一是在平面上加大建筑的有效寬度。根據(jù)風洞實驗可以得知，不同的平面形狀其風力作用的效果也不相同，有著圓形、橢圓形、正方形、修正三角形、正多邊形等平面形式的高層建筑，沿縱橫兩個方向有較大的寬度，較小的受風面積，和較好的抗側(cè)剛度，為理想的高層建筑平面類型。但是對某些由于自然條件或者使用功能上特殊要求的建筑，往往會出現(xiàn)沿短邊方向有效寬度較小、抗側(cè)剛度較弱的長條形平面，針對這類建筑，一般可以通過設計成曲線形、折線形，或口字形平面，使房屋整體寬度增大幾倍來提高其整體抗側(cè)剛度。

2.2結(jié)構(gòu)平面布置的合理性

對任何平面形式的高層結(jié)構(gòu)來說，一般可以通過盡量使平面的質(zhì)量中心接近于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度中心來避免由于水平荷載與抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度中心所偏離而產(chǎn)生的扭矩。對于平面形式比較復雜的高層建筑，也可以通過調(diào)整抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)位置，使得質(zhì)量中心與剛度中心盡可能接近。

2.3結(jié)構(gòu)形式與特點

以下為常見結(jié)構(gòu)體系的比較分析：

（1）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是由框架與剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系，適用于需要有局部大空間的建筑，這時在局部大空間部分采用框架結(jié)構(gòu)，同時又可用剪力墻來提高建筑物的抗震能力，從而滿足高層建筑的要求。普通剪力墻結(jié)構(gòu)，全部由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。 框支剪力墻結(jié)構(gòu)，當剪力墻結(jié)構(gòu)的底部需要有大空間，剪力墻無法全部落地時，就需要采用底部框支剪力墻的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。

（2）剪力墻的結(jié)構(gòu)效能：1）建筑物中的豎向承重構(gòu)件主要由墻體承擔時，這種墻體既承擔水平構(gòu)件傳來的豎向荷載，同時承擔風力或地震作用傳來的水平地震作用。剪力墻即由此而得名（抗震規(guī)范定名為抗震墻）。2）剪力墻是建筑物的分隔墻和圍護墻，因此墻體的布置必須同時滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。3）剪力墻結(jié)構(gòu)體系，有很好的承載能力，而且有很好的整體性和空間作用，比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力，因此，可建造較高的建筑物。4）剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是側(cè)向剛度大，在水平荷載作用下側(cè)移小，其缺點是剪力墻的間距有一定限制，建筑平面布置不靈活，不適合要求大空間的公共建筑，另外結(jié)構(gòu)自重也較大，靈活性就差，一般適用住宅、公寓和旅館。5）剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板，可以不設梁，所以空間利用比較好，可節(jié)約層高。

（3）框架結(jié)構(gòu)可設計成靜定的三鉸框架或超靜定的雙鉸框架與無鉸框架。混凝土框架結(jié)構(gòu)廣泛用于住宅、學校、辦公樓，也有根據(jù)需要對混凝土梁或板施加預應力，以適用于較大的跨度；框架鋼結(jié)構(gòu)常用于大跨度的公共建筑、多層工業(yè)廠房和一些特殊用途的建筑物中，如劇場、商場、體育館、火車站、展覽廳、造船廠、飛機庫、停車場、輕工業(yè)車間等。

（4）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中的應用范圍極廣，各種工程結(jié)構(gòu)都可采用鋼筋混凝土建造。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設計和建造圍繞著工業(yè)化的標準和實際中的考慮，而這兩者又隨著工業(yè)化中積累的經(jīng)驗和研究慢慢地發(fā)展。當新的設計方法、制作過程、建造技術(shù)不斷產(chǎn)生的同時，建筑材料也在穩(wěn)定地發(fā)展，從某些方面講，工業(yè)化的標準一般反映出的足被大家接受的思想以及根據(jù)建設規(guī)范所從事的實踐。但是，規(guī)范通常講的只是某些最低的要求，而不是最高的要求。

高層建筑平面布置隨著其使用性質(zhì)和功能的不同而發(fā)生變化。住宅及旅館一般適用于小空間平面布置方案；商場、餐廳、展覽廳等需要有能靈活分離的大空間；內(nèi)部無柱的大空間一般用作宴會廳、舞廳、報告廳等，能提供不同內(nèi)部空間的各種結(jié)構(gòu)體系在建筑平面中各具特色。隨著結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，一些較新穎結(jié)構(gòu)體系如懸挑結(jié)構(gòu)、矩形結(jié)構(gòu)、懸掛結(jié)構(gòu)等的運用，為建筑師創(chuàng)造豐富多彩的建筑形體創(chuàng)造了有利的條件。

3.總結(jié)

建筑設計的影響因素很多，建筑師在中小城市建筑設計中充分把握各種設計因素，積極主動，綜合全面的考慮建筑設計問題.達到人與建筑的和諧統(tǒng)一。

【參考文獻】

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