浅谈某教学楼建筑选型
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【摘 要】本文结合某学校建筑群，描述了建筑的布局与格调，并重点阐述了阳光大厅屋盖体系的建筑方案的选型，最终采取结构，为同类学校的建筑方案设计提供参考。
【关键词】建筑群；设计理念；建筑方案
1. 引言
建筑体现着一个时代的物质和文化发展水平，同时也显示着那个时代的意识形态和美学观念，它总是具有时代标记的意义，反映了时代的面貌。本工程为某学校教学楼。本文重点对阳光大厅屋盖建筑选型方案进行了对比分析，从功能、适用性和实现性角度选取了屋盖体系，为同类工程建筑方案的选取提供参考。
2. 建筑布局与格调
校区共有4个入口，分别为校区的东南西北四个方向，主入口面对规划路，进入校园首先映入眼帘的是主楼。主楼设计时，首先要分区合理并且兼顾外观造型的设计，既要庄重美观，气势宏伟，更要表达一种深远的寓意。进入主楼后，是宽敞的阳光大厅，两侧为走廊，走廊屋顶采用了透光较好的网架造型，是学生课间休息娱乐的场所，在往后是自习室、实验室、教师办公室等。主楼的左侧是学生宿舍区和体育场，体育场屋盖采用了曲面网壳造型，达到了功能与美的结合，反映出一所学校的办学理念及学生的精神状态，整体建筑造型与时代相符，突出个性又不张扬。
3. 阳光大厅的设计
阳光大厅功能分区明确，大厅两侧，每侧有6根钢筋混凝土柱直到顶层， 1层到5层设置了旋转楼梯，在两侧同时设置了疏散楼梯。柱距为8.4m，大厅长为42m，宽为42m，屋盖建筑方案选择上遇到棘手问题，设计方提供了5种造型方案：①钢筋混凝土肋梁楼盖； ②单层曲面网壳；③钢筋混凝土井字梁楼盖； ④索膜结构；⑤平板网架结构。5种方案各有优缺点，如下所述：
①钢筋混凝土肋梁楼盖，属于常规的建筑体系，可以与周围的梁柱共同浇筑，但由于跨度大，肋梁楼盖很难实现这么大的跨度，这样在中间就要加柱子，减小跨度来满足承载力、刚度、裂缝等的要求，与最初大空间的设计理念发生冲突，故未采用此方案。
②单层曲面网壳，网壳顾名思义为网状格构式的壳体。它是由杆件构成的曲面网格结构，可以看成是曲面状的网架结构。网壳结构受力合理、美观而且施工简便，但属于缺陷敏感性结构，对加工精度要求较高，构造复杂且能耗较高。常用的曲面网壳为球面网壳和柱面网壳，球面网壳适合于平面为圆形的结构体系，柱面网壳适合于平面为矩形或正方形的结构体系，分为单层柱面网壳和双层柱面网壳[3]，曲面网壳不在一个平面内，与四周钢筋混凝土梁实现可靠连接的难度较大，而且雨天屋顶容易漏水。
③钢筋混凝土井字梁楼盖，与肋梁楼盖类似，井字梁就是不分主次，高度相当的梁，同位相交，呈井字型。这种一般用在楼板是正方形或者长宽比小于2的矩形楼板,大厅比较多见,梁间距3m左右。尽管梁高可取跨度的1/18，但也达到2300mm高，双向布置井字梁，梁格太深，不利于采光，显得大厅阴森灰暗。
④索膜结构
索膜结构是主要以索来跨越大空间的结构体系，其特点在于能够充分发挥钢材的抗拉强度[4]，具有受力合理、用料经济、施工简便，而且适应性强，但索膜结构的几何非线性程度较高，稳定性较差，支撑结构往往需要耗费较多的材料，索的水平拉力必须通过适当的形式传至基础，一般可通过三种方式：（1）通过竖向承重结构传至基础；（2）通过拉锚传至基础；（3）通过水平构件集中传至抗侧力墙。本工程屋盖是在5层的框架结构体系上，位置较高，拉锚距离太长，采用悬索结构很难实现力的合理传递。
⑤ 平板网架结构
平板网架结构是格构化的平板，是由按一定规律布置的杆件，通过节点连接而形成平板状的空间桁架[5]，就整体而言，网架结构与受弯的实体平板在力学特征方面极为类似，属于无推力结构，而且网架结构的优点较多，可实现的跨度大、造价经济、抗震性能好、制作安装方便。按支撑情况可分为周边支承、四点支承、多点支承、对边支承等。考虑到屋盖需坐落在框架上，有良好的透光性，最终选择方案5，即采用了平板网架结构。
此外，由于延长边没有框架柱，不能设置支承，所以采用了对边支承体系，节点采用焊接空心球节点，对边支承采用球形铰支。
4 体育场建筑风格
与阳光大厅相协调的是体育场曲面网壳-斜拉索结构屋盖，两侧采用的是双边支承，中间位置索拉，犹如一只小船在海洋中游行，寓意学子们在知识的海洋里自由遨游。
5 小结
本文结合某学校建筑群，给出了建筑的布局与格调，重点阐述了阳光大厅屋盖建筑方案的选型，为同类教育学府的建筑方案设计提供参考。总之，在设计之初，应该采用先进的、科学的标准，根据国情、校情，面对现实，着眼未来，使建造出的新的校区为学校的教学、科研提供高质服务，适应信息时展的需要。
参考文献
[1]孙瑞丰. 建筑学基础[M]. 北京：清华大学出版社，2006.
[2]邢双军.房屋建筑学[M]. 北京：科学出版社，2010.
作者简介：
冯倩（1983-）,女,天津人,助理建筑师, 大学本科学历，主要从事建筑设计工作。