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目前,在一般民用建筑中,砖混结构房屋因其造价相对较低,且具有较好的隔热、隔音性能,仍被广泛采用。但其砌体强度较小,结构自重大,砂浆和砖石之间的粘结力较差,抗拉、抗弯和抗剪强度较低,砌体易于开裂。砌体裂缝不仅种类繁多,形态各异,而且较普遍,轻微者影响建筑物美观,造成渗漏水,严重者降低建筑结构的承载力、刚度、稳定和整体性、耐久性,甚至还会导致整体倒塌的重大质量事故。因此,正确分析原因、切实加以防治十分必要,十分迫切。造成砖混结构砌体开裂的原因很多,但其主要原因有两点:一是温度变化;二是地基不均匀沉降。本文就如何防止砖混结构墙体开裂谈一些看法。 一、温度变化引起墙体开裂的原因剖析 当温度变化时,由于材料热胀冷缩,房屋各部分构件将产生各自不同的变形,引起彼此制约而产生应力。因屋面混凝土与墙体的线膨胀系数不一致,屋面变形较大;当屋盖和墙体之间构造处理不当,会使墙体受拉,当其剪力和拉应力大于砌体的抗剪抗拉强度时,墙体便被拉裂。这类裂缝普遍是在建筑物的(特别是那些纵向较长的)顶层两端内外纵墙上,其形态呈“八”字或“X”型,且显对称性,但有时仅一端有,轻微者仅在两端1~2个开间内出现,严重者会发展至房屋两端1/3纵长范围内,并由顶层向下几层发展。此类型缝对那种刚性屋面平屋顶、未设变形缝、隔热层的房屋,更易发生。温差裂缝的轻重程度与屋顶保温情况、室内外温差和施工质量有关,如砌体砂浆标号太低,在以往的设计中只考虑砌体的抗压强度,砂浆标号越到上层越低。另外,当房屋越高,温度变化时变形越大,墙体开裂情况越严重。 二、温度变化引起墙体开裂的预防 为了防止温度变化引起墙体开裂,可根据具体情况采取下列措施: 适当调整温度伸缩缝间距。设计规范《砌体结构设计规范》GB50003-2001中对有保温层或隔热层的屋楼盖规定每50米设一道伸缩缝,无保温层或隔热层的屋[ABC论文坊: ]盖规定每40米设一道伸缩缝,这个规定是从整体结构考虑的,但对温差较大且温度变化频繁地区和严寒地区的房屋及构筑物不适用,特别对于冬天有严寒,夏天有酷暑的地区,伸缩缝的最大间距除应满足《砌体结构设计规范》GB50003-2001中的规定外,伸缩缝的间距不宜大于 当房屋的屋盖和楼板不在同一标高时,如错层房屋,应在错层处纵横墙相交点设置钢筋混凝土构造柱并设双道圈梁与构造柱相连,以帮助墙体抵抗拉剪应力。 适当加大屋面层圈梁和房屋四角构造柱的配筋和提高顶层砌体的砂浆标号。 当有女儿墙时,女儿墙的抗风构造柱应与楼层的构造柱上下连通。 在建筑物的两端的1~2个开间内或总长1/4范围内的屋面板底设置滑动支座,让其自由伸缩。 做好屋面保温隔热层,这是最关键的一点。传统的做法是设一道架空隔热板,但效果不理想,笔者建议采用种植屋面和储水屋面,或者使屋面做成太阳能集热器,把太阳能转化为电能或其他能量,这样既符合可持续发展战略,又能取得非常理想的隔热效果。 三、基础不均匀沉降引起墙体开裂的原因剖析 砖混结构房屋墙体开裂的另一个主要原因是建筑工程基础不均匀沉降引起建筑物横向不规则变形,当建筑物的主体刚度较差,基础不足以调整因沉降差而产生应力时,便会使砖砌体的薄弱部位产生不同程度的拉应力和剪应力,当砌体的抗拉抗剪强度不足以抵抗变形应力时,墙体便会产生裂逢,基础不均匀沉降引起的裂缝一般在建筑物下部,由下往上发展,呈“八”字、倒“八”字、水平及竖缝。当长条形的建筑物中部沉降过大,则在房屋两端由下往上形成正“八”字缝,且首先在窗对角突破。反之,当两端沉降过大,则形成的两端由下往上的倒“八”字缝,也首先在窗对角突破,还可在底层中部窗台处突破形成由上至下竖缝。当某一端下沉过大时,则在某端形成沉降端高的斜裂缝。当纵横墙交点处沉降过大,则在窗台下角形成上宽下窄的竖缝,有时还有沿窗台下角的水平缝。当外纵墙呈凹凸形时,由于一侧的不均匀沉降,还可导致在此处产生水平推力而组成力偶,从而导致此交接处的竖缝。引起基础不均匀沉降的原因主要有如下几点: 房屋建于土质差别较大的地基上; 建筑物基础深浅不一; 房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度差别较大及基础处理不当造成不均匀沉降; 建于软弱土质上,如在淤泥、淤泥质土、杂填土上,即使上部结构均匀,但由于压缩模量较小,强度较低,变形较大,因荷载差异也会引起不均匀沉降; 建筑物平面形状复杂,立面变化过大,长度过大等,也会产生不均匀沉降。 四、基础不均匀沉降引起的裂缝预防 根据以上原因,在建筑设计和施工过程中,应结合地基基础的具体情况,做好以下预防措施: 当房屋建于土质差别较大的地基上,或房屋相邻部分的高度、荷重、结构刚度、地基基础的处理方法等有显著差别时,应在差异部位设置沉降缝,将其划分成刚度较好、长度变化较小的几个单元,可以减少因基础不均匀沉降在样体内引起的应力,避免墙体裂缝。规范规定《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的沉降缝宽度一般应大于5厘米,为避免上部结构在地基沉降后相互顶撞,房屋较高时应加宽,最大可达12厘米以上。 加强门窗洞口外的刚度,将门窗洞口上的钢筋混凝土过梁与内墙钢筋连接起来,形成一个连续过梁,以增强房屋整体刚度。 尽量避免用软弱土层做持力层,若无法避免,可调整上部结构刚度,或采用筏式基础,以减少建筑的沉降。 房屋的纵墙宜贯通,横墙的间距不宜过大,一般小于建筑宽度的5倍左右。 对于地基持力层不均匀的建筑物,应根据实际情况,将局部基础适当加深或加宽,或局部设计成板带基础,降低基底应力,尽量达到地基均匀沉降。 在施工过程中应尽量避免对地基土的扰动,做好排水处理,完工后建筑物四周做好散水坡及排水地沟,避免地表水浸泡基础而引起局部下沉。 设计时严格按规范设置构造柱和圈梁,必要时可增加圈梁道数,以增加上部结构的刚度,当建筑物屋层较高且大时,在窗顶增设一道圈梁,效果更好。 总之,在房屋建设中,除施工时严格按设计和规范操作外,设计人员还应根据建筑物的特点、当地的地质条件和气候特征等做好设计工作,严把设计关,就一定能够降低和防止砖混结构墙体开裂的现象发生
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中国近代建筑:多元文化下的历史见证 提到中国古代建筑,你可能马上会想到北京的故宫、颐和园,或者是苏州的园林、安徽的民居;提到中国现代建筑,你可能马上会想到深圳、上海这几年拔地而起的豪华宾馆、高级写字楼。可是,关于中国近代建筑,你印象最深的是什么呢?许多人可能对“近代建筑”这个名词感到陌生——“中国还有什么……近代建筑?”当我告诉你:上海外滩的建筑,就是中国近代建筑的一种典型的代表时,你会恍然大悟——“不就是那些‘洋楼’吗!” 一般人所说的“洋楼”,泛指解放前外国人居住的“小洋楼”、使用的“大洋楼”,多见于上海、天津等大城市;但如果从专业研究的角度来看,“洋楼”的内涵要丰富得多,中国近代建筑也不是上海外滩的那种“洋楼”就能代表得了的。 中国近代建筑基本上是指在中国国土上于近代社会发展历史时期(1840——1949年)所建造的建筑。 从样式研究的角度来看 中国近代建筑主要有三大类型在中国几千年的古代封建社会里,虽然政治上有二十余朝皇帝的更替,文化上有多次的对外交流,但是,中国文化基本上是连续的一元文化。中国的建筑,在中国整个环境总影响之下,虽各个时代有时代的特征,其基本的方法及原则却始终一贯。 历史进入十九世纪后,封建主义的清王朝经历“康乾盛世”而日趋衰落;欧美资本主义各国却因工业革命而迅猛发展。中西文化交流从明末清初开始,就不处在同一个起跑线上;鸦片战争以后,则完全以侵略和被侵略的方式进行了。以1840年鸦片战争为标志,中国步入了半封建半殖民地的近代社会,以此为开端的中国近代建筑的历史进程,也由此被动地在西方建筑文化的冲击、激发与推动之下展开了。其间,一方面是中国传统建筑文化的继续,一方面是西方外来建筑文化的传播,这两种建筑活动的互相作用(碰撞、交叉和融合),就构成了中国近代建筑史的主线。 至十九世纪末二十世纪初,随着外国文化的大规模侵入,在中国国土上除了传统的古代建筑仍在延续、演变之外,外来的欧洲建筑样式逐渐多起来,在中国近代的建筑历史上形成以模仿或照搬西洋建筑为特征的一股潮流;二十世纪二十年代以后,则又出现了以模仿中国古代建筑或对之改造为特征的另一股潮流。这两股潮流在中国近代建筑史中时隐时现,此起彼伏。加之二十世纪三十年代欧美“国际式”新建筑潮流的冲击,使中国近代建筑的历史呈现出中与西、古与今、新与旧多种体系并存、碰撞与交融的错综复杂状态。中国近代建筑正是这种多元文化下的历史见证。 1、十九世纪末二十世纪初——洋式建筑: 以模仿或照搬西洋建筑为特征的中国近代建筑由于中国国土幅员广阔,各地发展很不平衡。中国沿海地区、长江沿岸地区的一些城市,由于轮船航运业的兴起、外国的入侵和不平等条约的签订,较早作为商埠开放,因此较多地受到西方文化的影响,在这些城市出现的某些洋式建筑。而大部分内陆地区的城市由于交通不便,仍处于与外部世界较为隔绝的状态,中国传统建筑文化的表现为强;只有个别城市或临近边界、或因铁路建设的发展等原因,也有洋式建筑兴建。 沿海城市的洋式建筑以上海外滩(Bund of Shanghai,又称“黄浦滩”)和南京路、天津九国租界、广州“十三行”和沙面、厦门鼓浪屿、青岛胶澳租界“青岛区”的建筑为代表。 长江沿岸城市的洋式建筑以南京下关、武汉汉口租界的建筑为代表。 内陆地区沿边城市哈尔滨早期的建筑主要通过中东铁路的修建和开通,受俄罗斯传统建筑和十九世纪末欧洲流行的“新艺术运动”样式影响,在中东铁路系统的建筑和东正教堂中表现为多。滇越铁路(1903——1910年)是中国西南地区的第一条铁路,它的建成加速了云南的近代化。越南人在参与了滇越铁路的修建和昆明商埠的开发过程中,间接地把其所受法国建筑文化的影响带到滇越铁路沿线的城市和昆明。 北京的洋式建筑则以东交民巷使馆区建筑为滥觞,以资政院、大理院为代表。 洋式建筑的设计者基本为外国来华的建筑事务所或建筑师。 2、二十世纪二十年代——传统式建筑: 以模仿中国古代建筑或对之改造为特征的中国近代建筑本世纪的第二个二十年,中国建筑的历史中反映出了世界上现代建筑思潮的影响,同时也反映出了中国建筑师面对列强的入侵而激发的民族意识,这两种因素有剧烈的碰撞、交叉和融和。 传统式建筑的典型代表可以说是在中国近代建筑历史中具有传奇色彩的第一代建筑师吕彦直(1893?929年)设计的南京中山陵(1925-929年)。中山陵陵园总体平面呈钟形,引人发“木铎警世”之想,寓意深远;墓在祭堂后合乎中国观念,式样采古制,建筑朴实坚固,形势及气魄极似中山先生之气概及精神。 吕彦直生年仅36岁,但他以设计并主持建造南京中山陵而确立了自己在中国近代建筑史上的地位。1926年他设计的广州中山纪念堂,是中国近代跨度最大的会堂建筑。 1927年国民政府成立,定都南京后于1929年所作“首都计划”,则是中国进行的较早、规模较大的城市规划设计。“首都计划”的详细方案中,全部政府办公建筑均采用中国传统建筑造型,极力提倡采用“中国固有之形式”,意为发扬光大本国传统的文化。这在二十年代是一种开创性的设想。 在北京,传统式建筑以二十年代所建北京协和医学院 (Peking Union Medical College,简称 PUMC)新校舍建筑群体、燕京大学校园建筑、辅仁大学、国立北平图书馆为典型。 令人深思的是,较早出现的传统式建筑的设计者主要是外国来华的建筑事务所或建筑师。反映出外国建筑师处在中国近代社会多元文化的背景下,对当地传统文化的吸收和追求。3、二十世纪三十年代——新式建筑: 欧美“国际式”新建筑潮流冲击下的中国近代建筑中国近代建筑的历史从二十世纪二十年代开始进入重要的发展时期。其标志是中国近代建筑教育兴办,并日益完备;中国建筑事务所陆续开业,中国人建筑师成长起来;中国建筑团体先后成立,学术活动得以开展。 杨廷宝(1901-1983)是中国第一代建筑师中出类拔萃的人物。他的设计作品运用中西建筑处理手法,不墨守陈规,刻意创新,在三十年代初期就已弛誉南北。他所在的基泰工程司(Kwan,Chu and Yang)是中国近代建立较早、规模较大的建筑事务所,中国有相当影响,天津、上海、南京等地的许多重要工程均出自基泰之手。 此外,“华盖建筑事务所”(The Allied Architects Shangai)、“庄俊建筑事务所”、“范文照建筑事务所”、“董大酉建筑事务所”、“兴业建筑事务所”等都是中国近代极为重要的建筑设计力量,在上海、天津、北平、南京、重庆、成都、无锡、桂林、贵阳、昆明等地主持设计了许多建筑项目。 梁思成(1901—1972年)是中国近代建筑教育事业的开拓者,是中国古代建筑历史研究工作的创始人。建筑设计创作不是他一生建筑活动中的主要部分,但他对建筑设计创作问题多有著述,为数不多的作品表现了世界现代建筑潮流的影响,这以他1932年所作北京仁立公司铺面改造设计为代表。 中国近代建筑史上第一代中国建筑师设计创作的许多重要建筑物,都是今日中国的宝贵财富,成为当地城市的重要景观,给中华大地增添风采。 中国近代建筑是多元文化下的历史见证 但不能成为当代中国建筑师创作的样板早在本世纪之初,两位中国人建筑师就分别在北京和南京作过不同的尝试:供职于陆军部军需司营造科的沈琪,于1906年为陆军部衙署设计了一栋以西洋样式为主、但颇多中国装饰的主楼;受命于两江总督的通州师范学校工科毕业生孙支厦(1882-1975),在1909年主持设计了一栋基本为西洋样式的江苏省谘议局建筑。此后近九十年间,中国近代和现代建筑师有无数设计作品问世,样式繁杂。但是,虽然经过了几代人的艰难摸索,时至今日,中国传统文化和西方现代文化的结合问题,仍然是困扰着每一个中国建筑师的难题。 虽然今天西方现代文化的冲击不再是伴随着侵略而来,但中国建筑师仍始终跳不出中华民族悠久而灿烂的几千年历史文明所造成的耀眼光环。虽然中国近代建筑史上第一代建筑师设计创作的许多重要建筑物,都成为今日中国的宝贵财富,值得我们珍惜和保护,但他们的作品似乎也不能成为当代中国建筑师创作的样板。我想,这当是我们对中国近代建筑认识的一个方面。 对作为多元文化下的历史见证的中国近代建筑应予以积极的保护我们对中国近代建筑认识的另一个方面是:中国近代建筑作为中国近代社会发展历史时期多元文化下的历史见证,有重要的历史文化价值。“保护巍然屹立的历史建筑,作为先辈辛苦耕耘的历史见证,是我辈的光荣,也是对后代所应尽的责任。只要我们努力,前景也不一定完全灰暗;问题是我们一定要正视这个课题,仔细想想我们是否能付出失去所有宝贵历史文物的代价。”《活的历史枣保护香港的历史建筑》(1982年)一书中的这一段话,写得是何等地好啊! 关于近代建筑的保护,有两方面的工作: 1、对具体建筑物调查、实测,进行建筑历史研究。 这项工作主要由民间学术团体开展。 五十年代末六十年代初是中国近代建筑史研究的第一时期,有部分初步成果问世。但在六、七十年代受到了一定的局限和干扰,除偶有文章在报刊上发表外,大陆上对中国近代建筑史的研究实际上是处于停顿状态。 进入八十年代以来,中国建筑历史学界,随着对涌进国门的五彩纷呈的众多国外建筑流派的介绍、评论,进而变为对其发生、发展之渊源的关心,并引发了如何认识建筑传统与现代风格关系的讨论。这样一来,中国建筑历史中处于承上启下的中介环节和中西交叉的汇合状态的近代一段再次引起了注意。1985年8月,由清华大学建筑系教授汪坦发起的“中国近代建筑史研究座谈会”在北京举行,揭开了中国近代建筑史研究进入第二时期的序幕。 第二时期的中国近代建筑史研究得到了国家自然科学基金委员会、建设部城乡建设科学技术基金会的联合资助,从1985年到1995年的十年间,举行了五次全国性会议,提出论文 179篇,出版四本论文集(收入论文92篇)。同时,通过中日合作,至1995年底共进行了哈尔滨、青岛、烟台、南京、武汉、广州、北京、厦门、重庆、昆明以及庐山16个城市(地区)的近代建筑调查,填制调查表2612份,出版《中国近代建筑总览》十六个分册。上述工作对于推动中国近代建筑史研究的开展和深入,发挥了重要作用。 当前,第二时期的中国近代建筑史研究正处在深入发展的阶段。定于1996年9月在江西庐山举行的“第五次中国近代建筑史研究讨论会”,将是一次承上启下的盛会。 2、对有价值的近代建筑保护、再利用。这项工作主要由政府机构推进。 1988年11月10日,建设部、文化部联合发出《关于重点调查、保护优秀近代建筑物的通知》,体现了在新的形势下,国家主管部门对近代建筑价值的认识和评价,并开始重视其保存与再利用问题。《通知》发出后,在各地主管部门的主持下,同中日合作进行的中国近代建筑调查互相配合,经过多年努力,提出了一批推荐作为全国重点文物保护单位的近代优秀建筑名单和资料。 1995年9月,北京市政府批准公布了“北京市第五批文物保护单位”,共56项。其中27项为近代建筑。 同时,各地对有价值的近代建筑保护、再利用的具体工作也逐步进行。清华大学建筑学院近年来亦做了部分工作:1993年7月,在首都规划建设委员会和北京市规划局支持下,受北京铁路分局文化宫委托对1906年建成的原京奉铁路正阳门东车站建筑进行复原改建设计,以保护北京的历史风貌;1993年10月,受国家文物局委托对三峡工程淹没区四川境内的近代建筑进行考察,对有重要价值的进行论证,提出保护与再利用方案,以保护长江沿岸景观;1994年6月,受西城区文化局文物管理所委托对西城区北京水准原点、陆徵祥家族墓庐等近代建筑进行实测,以建档定级保护;1995年6月,受宣武区建设委员会委托对宣武区大栅栏、天桥、白纸坊地区14栋近代建筑进行实测,以提出保护与再利用方案。 随着中国国内经济的发展、社会的进步,近代建筑的保护日益受到重视,逐步付诸实践。作为多元文化下的历史见证的中国近代建筑,对其进行保护的现实意义正在逐渐为人们所认识,其历史文化价值也正在逐渐体现出来。
中国古典建筑的大的结构基本变化不大,倒是某些部件的演变有些意思,比如斗拱。西式建筑结构的演变某一个阶段受宗教影响很大,比如哥特式极度向上、高耸的形态,是推进建筑结构演变的一个因素。
位于埃及首都开罗西南约10公里吉萨高地的胡夫金字塔是当今世界上规模最大的巨石建筑,建于4500多年前,被称为“世界古代七大奇迹”之一。在埃及境内已发现的110座金字塔中,吉萨高地的祖孙三代金字塔——胡夫金字塔、卡法拉金字塔和门卡乌拉金字塔是最古老的金字塔。 胡夫金字塔建于埃及第四王朝第二个法老王胡夫统治时期,被认为是胡夫为自己修建的陵墓。在古埃及,每位法老从登基之日起,即着手为自己修筑陵墓,以求死后超度为神。胡夫大金字塔的4个斜面正对东、南、西、北四方,误差不超过圆弧的3分,底边原长230米,由于塔外层石灰石脱落,现在底边减短为227米,倾角为51度52分。塔原高146.5米,因顶端剥落,现高136.5米,相当于一座40层摩天大楼,塔底面呈正方形,占地5公顷。 胡夫金字塔的塔身由大小不一的230万块巨石组成,每块重量在1.5吨至160吨,石块间合缝严密,不用任何粘合物。如把这些石头凿成平均一立方英尺的小块并排列成行,其长度相当于地球周长的2/3。胡夫金字塔工程浩大,结构精细,其建造涉及测量学、天文学、力学、物理学和数学等各领域,被称之为人类历史上最伟大的石头建筑,至今还有许多未被揭开的谜。 2002年9月,“金字塔漫游者"机器人对胡夫金字塔内的王后殡室南通道进行探秘。 这座金字塔的入口在北侧面离地18米高处,经入口的一段甬道下行通往深邃的地下室,上行则抵达国王殡室。殡室长10.43米、宽5.21米、高5.82米,与地面的垂直距离为42.28米,室内仅一红色花岗岩石棺,别无他物。另外塔内已知还有王后殡室和地下墓室。 据考古学者先前考证,法老胡夫一共动用了10万奴隶花了20年时间修建金字塔。然而,一个月前公布的权威考古学家的最新发现显示,金字塔是由劳工建造的,而建成一座金字塔的工程至少要花费30多年的时间。考古人员还在金字塔附近地区发现了劳工们的集体宿舍等生活设施的遗迹和劳工墓地,并在死者随葬品中发现了大量测量、计算和加工石器的工具。学者推测,当时这些劳工轮流来到工地参加劳动,工期约3个月,大多是贫穷的农民和工匠。
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