建筑设计中,结构师和建筑师有什么区别?转给对建筑理解不深的TA
一栋建筑物从设计到落成,中间的环节非常繁多,仅仅是设计阶段,涉及的工作内容就非常多。很多不太了解建筑专业的朋友们可能不会了解到不同专业的设计师在建筑设计上的差别,今天小编就来给大家科普一下。
建筑设计师的工作任务是什么?
在设计一栋建筑中,外观和造型只是建筑师工作的一小部分,更关键的问题包括:
一栋医院大楼:门诊和急诊怎样安排,既能共同利用化验、拿药,又不互相干扰?急性传染病人的就医路线在哪里?是如何跟非传染病区隔离的?护士站设置在什么位置?既能节省空间,服务范围又能覆盖尽量多的病床?
一栋教学楼:为什么楼梯要比住宅楼的宽?为什么宽度刚刚好能满足下课时的人流?男女厕所怎么设置合理?怎么保证下课的时候女生不至于集中排队上厕所?
一座交通枢纽火车站:检票后的区域和不需买票就能进入的区域如何隔离?上车旅客和下车旅客的流线怎么安排?那么多旅客上厕所、喝开水的需求怎么满足?厕所怎么设置的既合理又方便?
一片住宅小区:怎么让每栋楼都能享受到通风和日照?不同高度的住宅如何安排,才能既有日照,又不会侵犯隐私?小区的地下车库出入口怎么安排,方便每栋楼的用户出入停车?小区的幼儿园设置在哪里才能既不会太吵,也不会不见阳光?
公寓或宿舍中:窗台多高才既不会太矮导致不安全,也不会太高导致不方便往外看?楼梯的尺寸怎样才不会太陡也不会太缓,爬起来不吃力,刚刚好?
一座商场中:楼梯和电梯是怎么设置的?电梯旁为什么要有防火卷帘?一旦失火,怎么保证所有人员能快速找到楼梯下楼疏散?
……
结构工程师的设计任务是什么?
用一句话来总结,结构设计的任务是保证建筑的结实和安全。直白点,就是在地震、台风、寒冷、炎热,甚至安全袭击等外部因素作用下确保建筑物不倒塌、不破坏。
虽然听起来这是纯粹的数学和物理,但一定程度上,这也是门艺术,需要人类最高端的创造力。金字塔、长城、索菲亚大教堂、埃菲尔铁塔、帝国大厦、金门大桥、布鲁克林大桥等人类文明的标志,同样也是结构工程的伟大成就。
在建筑设计过程中,结构工程师需要思考的问题包括:
地震了,怎么保证房子不倒塌?
地基土很差,怎么样处理地基从而保证房子可以不像比萨斜塔那样?
台风来了,怎么保证房子是安全的,不至于像美国飓风那样把房子都吹倒?
要做一个电影院或者大礼堂,怎么样做到几十米的空间里没有一根柱子?
要做一个鸟巢那样的体育场,怎么样让观众席头顶上的顶棚可以悬挑这么远?
如果大家还是不太懂,没关系,往下看!
直观对比
建筑师眼中的住宅建筑平面图,其中表示了空间用途分类(客厅、卧室、阳台、卫生间、厨房)、门窗尺寸、栏杆、地面排水坡度、结构剪力墙(涂黑墙体)、填充墙体(不涂黑墙体)、空调室内机和室外机的预定位置、雨水管和地漏的位置。
结构工程师眼中相应部分结构的梁平面图,表示了该区域所有框架梁、连梁和次梁的位置、类型、编号、截面尺寸,每根梁纵筋和箍筋的根数、级别、直径、间距。这些都是通过相应计算得来的。
结构工程师眼中的相应部分的剪力墙,平面图表示了剪力墙的位置和尺寸,边缘构件(暗柱)的位置、尺寸、类型、编号。每个边缘构件还有相对应的放大详图,表示它内含钢筋的根数、直径、级别、间距。
从平面到立面,组成完整建筑后,比如建筑师眼中的一座体育馆,必须制作效果图和甲方交流,让人直观了解到将来建成后是什么样子的;同时也要拿效果图和规划部门沟通,确定符合规划要求(比如不能在古建筑特色街区内或者附近修建很突兀的后现代主义奇形怪状的建筑)。
结构工程师眼中的体育馆则常常需要数字化结构模型来表达,现在常用的是BIM,能包括所有的结构设计信息,所有构件(桩、承台、基础底板、地下室墙、柱、梁、板、楼梯、屋顶钢网架)的位置和尺寸。
目的是提供给建筑师和其他工程师(暖通空调、给排水、电气等)一个数字化的模型,让他们了解结构设计的情况,确定结构梁的布置不会导致楼梯的部分位置太矮导致用户碰头、布置的设备管道是不是跟结构梁冲突、空调风管是不是需要穿过结构墙体、设备机房内结构梁下的净高是不是足够放下庞大的专业设备等等。