Tài liệu Bài giảng nguyên lý thiết kế kiến trúc công trình

Bµi gi¶ng Nguyªn lý thiÕt kÕ KiÕn tróc c«ng tr×nh (dïng cho ngµnh kü thuËt: x©y dùng, KTht ®« thÞ, qu¶n lý xD ®« thÞ ...) 1 Bµi gi¶ng Nguyªn lý thiÕt kÕ KiÕn tróc c«ng tr×nh (dïng cho hÖ CT – TC & liªn th«ng §H c¸c ngµnh kü thuËt : X©y dùng, ®« thÞ, qu¶n lý x©y dùng ®« thÞ ...) biªn so¹n : bỘ M¤N KIÕN TRóC C¤NG NGHIÖP 2 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi-khoa kiÕn tróc-bé m«n kt c«ng nghiÖp 3 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi-khoa kiÕn tróc-bé m«n kt c«ng nghiÖp 4 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi-khoa kiÕn tróc-bé m«n kt c«ng nghiÖp 5 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc • • • • • • • • Tµi liÖu tham kh¶o chÝnh Maxwell Stanley-Kü s t vÊn-Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng, Hµ Néi, n¨m 1995, KS Lª ThuËn §¨ng, KS TrÞnh Thµnh Huy vµ céng sù biªn dÞch NguyÔn §øc ThiÒm, TrÇn Bót-ThiÕt kÕ kiÕn tróc nhµ d©n dông-Trêng §¹i häc X©y dùng Hµ Néi, n¨m 1991 NguyÔn §øc ThiÒm-Nguyªn lý thiÕt kÕ nhµ d©n dông-(KiÕn tróc nhËp m«n nhµ ë vµ nhµ c«ng céng)-NXB Khoa häc Kü thuËt, HN, n¨m 2004 NguyÔn ViÖt Ch©u, NguyÔn Hång Thôc-KiÕn tróc c«ng tr×nh c«ng céngtËp I-Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng, Hµ Néi, n¨m 1995 Ph¹m V¨n Tr×nh-KÕt qu¶ ch¬ng tr×nh nghiªn cøu khoa häc träng ®iÓm cña Nhµ níc vÒ nhµ ë 26-01 (1985-1990) Ph¹m Ngäc §¨ng-NhiÖt vµ khÝ hËu x©y dùng-Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng, Hµ Néi, n¨m 1981 Ernst Neufert-D÷ liÖu KiÕn tróc s-NXB X©y dùng, Hµ Néi, n¨m 2002 NguyÔn Minh Th¸i-ThiÕt kÕ KiÕn tróc c«ng nghiÖp-Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng Hµ Néi, n¨m 1996 6 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc • • • • • • • Tµi liÖu tham kh¶o chÝnh (tiÕp theo) Hoµng Huy Th¾ng-ThiÕt kÕ KiÕn tróc nhµ c«ng nghiÖp-Tñ s¸ch §¹i häc X©y dùng, Hµ Néi n¨m 1995 L¬ng B¸ ChÊn (chñ biªn)–Trêng §H KiÕn tróc HN-ThiÕt kÕ KiÕn tróc nhµ vµ mét sè c«ng tr×nh kü thuËt trong XNCN-NXB X©y dùng, Hµ Néi Emil Kovarik (chñ biªn) - PrumyslovÐ stavby III – Navrhov¸nÝ prumyslových objektu - Trêng B¸ch khoa kü thuËt Praha (CVUT), Praha, n¨m 1982 TrÇn Nh Th¹ch - Projektov¸nÝ textilnÝch z¸vodu (LuËn ¸n TiÕn sü kiÕn tróc) - Trêng B¸ch khoa kü thuËt Praha (CVUT), Praha, n¨m 1986 Bé X©y dùng - TCXD ViÖt Nam, tËp IV – Tiªu chuÈn thiÕt kÕ nhµ ë, CTCC vµ c«ng tr×nh CN-Nhµ xuÊt b¶n X©y dùng, Hµ Néi, n¨m 1997 NguyÔn §øc ThiÒm, Ph¹m §×nh ViÖt - KiÕn tróc - Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc Kü thuËt, Hµ Néi, n¨m 2004 Emil Hlav¸cek - Architektura pohybu a promen - Nhµ xuÊt b¶n ODEON, Praha, n¨m 1985 7 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi-khoa kiÕn tróc-bé m«n kt c«ng nghiÖp C¸c néi dung chÝnh : Bµi gi¶ng NLTK kiÕn tróc c«ng tr×nh Më ®Çu : §¹i c¬ng vÒ KiÕn tróc 1. §Þnh nghÜa • KiÕn tróc lµ mét lo¹i h×nh khoa häc tæng hîp nghÖ thuËt vµ kü thuËt tæ chøc h×nh khèi quan hÖ, kh«ng gian, x©y dùng c¸c c«ng tr×nh, nhµ cöa, ®« thÞ ... nh»m t¹o lËp ra m«i trêng míi phï hîp víi nguyÖn väng, ý ®å cña con ngêi (thÝch nghi vµ phôc vô tèt cho sinh ho¹t vµ c¸c ho¹t ®éng kh¸c nh: lao ®éng, s¶n xuÊt, häc tËp, vui ch¬i gi¶i trÝ ... cña con ngêi). 8 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc • Mét mÆt, KiÕn tróc lµ kh«ng gian mµ trong ®ã con nguêi s¶n xuÊt, ¨n ë, giao tiÕp, ®i l¹i häc tËp, triÓn khai mäi ho¹t ®éng ®¸p øng yªu cÇu thÓ chÊt, v¨n ho¸ tinh thÇn vµ thÈm mü. MÆt kh¸c, KiÕn tróc chÝnh lµ biÖn ph¸p tæ chøc qu¸ tr×nh sèng, kh«ng cã kiÕn tróc, sÏ kh«ng cã ®îc qu¸ tr×nh sèng phï hîp, sÏ kh«ng cã ®îc mét trËt tù x· héi cÇn thiÕt. Tõ l©u c¸c kiÕn tróc s næi tiÕng trong c¸c thêi kú, c¸c x· héi ®· ph¸t hiÖn ra c¸c quy luËt nµy vµ muèn sö dông kiÕn tróc ®Ó c¶i t¹o x· héi. • KiÕn tróc ®ång thêi còng lµ mét lo¹i h×nh nghÖ thuËt biÓu hiÖn, cã t¸c dông ph¶n ¶nh thùc tÕ, nã cßn lµ nh÷ng biÓu tîng vµ mang tÝnh tîng trng. • ViÖc tæ chøc kh«ng gian hµi hoµ - cã nghÜa lµ t¹o thµnh kiÕn tróc bao gåm hÖ thèng tuÇn tù nh÷ng c«ng viÖc sau: - ThiÕt kÕ, trang trÝ néi thÊt vµ ®i giai: - KiÕn tróc c«ng tr×nh vµ quÇn thÓ c«ng tr×nh; - Ho¹t ®éng x©y dùng, thiÕt kÕ ®« thÞ; - Quy ho¹ch vµ tæ chøc m«i trêng; 9 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc • KiÕn tróc ph¶i phï hîp víi mét khung c¶nh nhÊt ®Þnh bao gåm c¸c yÕu tè m«i trêng, khÝ hËu (mÆt trêi, giã, nhiÖt ®é), ®Þa h×nh, ®Þa lý, c©y cèi vµ c¸c yÕu tè c¶m xóc (c¶nh quan, tÇm nh×n, ©m thanh). ChØ trong mét sè ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh kh«ng gian kiÕn tróc míi cã thÓ trë thµnh mét m«i trêng cã tæ chøc. KiÕn tróc víi khÝa c¹nh vËt lý cña nã sÏ cã t¸c ®éng vµo sù c¶m thô cña con ngêi vµ tõ thô c¶m, c¶m gi¸c sÏ tiÕn tíi h×nh thµnh quan niÖm (tÝnh ng¨n n¾p vµ tÝnh hÖ thèng do mét c«ng tr×nh kiÕn tróc g©y ra). 10 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi-khoa kiÕn tróc-bé m«n kt c«ng nghiÖp 2. C¸c yªu cÇu chÝnh cña kiÕn tróc • a. C«ng tr×nh kiÕn tróc ph¶i phï hîp víi tæng thÓ chung n¬i c«ng tr×nh sÏ x©y dùng víi quy ho¹ch ®· ®îc duyÖt • b. Yªu cÇu ThÝch dông • c. Yªu cÇu BÒn v÷ng • d. Yªu cÇu Kinh tÕ • e. Yªu cÇu Mü quan • g. Phï hîp víi ®Æc ®iÓm tù nhiªn vµ khÝ hËu ®Þa ph¬ng, phong tôc tËp qu¸n vµ v¨n ho¸ vïng miÒn • h. TiÕt kiÖm n¨ng lîng, sö dông hîp lý c¸c tµi nguyªn b¶o vÖ m«I trêng. • i. Héi nhËp quèc tÕ vµ gi÷ g×n b¶n s¾c 11 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc Ph©n tÝch c¸c yªu cÇu c¬ b¶n cña KiÕn tróc KiÕn tróc lu«n g¾n chÆt víi cuéc sèng cña con ngêi vµ nã còng ph¸t triÓn theo tiÕn tr×nh lÞch sö loµi ngêi. T¸c phÈm kiÕn tróc ra ®êi lµ nh»m ®¸p øng nh÷ng nhu cÇu cÊp thiÕt cña con ngêi, cña x· héi. Nh÷ng yªu cÇu ®ã lµ: 1. ThÝch dông; 2. BÒn v÷ng; 3. Mü quan; 4. Kinh tÕ; 2.1. Yªu cÇu thÝch dông • • C«ng tr×nh kiÕn tróc nµo còng ph¶i ®¸p øng ®îc yªu cÇu quan träng nhÊt: thÝch dông, tøc lµ phï hîp, tiÖn lîi cho viÖc sö dông cña con ngêi. Yªu cÇu thÝch dông cña con ngêi thêng ®a d¹ng bëi ho¹t ®éng cña con ngêi rÊt ®a d¹ng: ¨n, ë, häc tËp, nghiªn cøu, qu¶n lý, lao ®éng s¶n xuÊt, nghØ ng¬i, vui ch¬i gi¶i trÝ, nu«i d¹y... 12 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc • • Yªu cÇu thÝch dông cã thÓ thay ®æi, ph¸t triÓn theo tõng giai ®o¹n lÞch sö cña x· héi, ph¸t triÓn theo sù tiÕn bé cña khoa häc-kü thuËt, kinh tÕ vµ tinh thÇn cña x· héi. Yªu cÇu thÝch dông phï thuéc vµo phong tôc tËp qu¸n cña tõng d©n téc, t«n gi¸o tÝn ngìng, tõng vïng, tõng quèc gia, vµ phô thuéc vµo løa tuæi giíi tÝnh. §Ó ®¶m b¶o ®îc yªu cÇu thÝch dông, khi thiÕt kÕ kiÕn tróc ph¶i chó ý: - Bè côc mÆt b»ng ph¶i ®¶m b¶o d©y chuyÒn ho¹t ®éng hîp lý nhÊt, ®êng ®i l¹i hîp lý, ng¾n gän, kh«ng chång chÐo nhau. - KÝch thíc c¸c phßng phï hîp víi yªu cÇu ho¹t ®éng, thuËn tiÖn cho viÖc bè trÝ ®å ®¹c, trang thiÕt bÞ bªn trong gän gµng, ®Ñp m¾t. - Tuú møc ®é sö dông cña tõng lo¹i phßng, cÇn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn vÖ sinh m«I trêng: ®ñ ¸nh s¸ng, th«ng h¬i, tho¸ng giã, chèng ån, chèng nãng, cÊp nhiÖt ®ñ vÒ mïa ®«ng ®Ó tr¸nh nh÷ng bÊt lîi cña ®/k khÝ hËu. - §¶m b¶o mèi quan hÖ vµ sù hµi hoµ cña c«ng tr×nh víi m«i trêng xung quanh. 13 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc 2.2. Yªu cÇu vÒ bÒn v÷ng C¸c t¸c ®éng ®Õn ng«i nhµ ®îc ph©n thµnh hai lo¹i: T¸c ®éng cña lùc vµ t¸c ®éng kh«ng ph¶i b»ng lùc. a. C¸c t¸c ®éng cña lùc gåm cã: • Nh÷ng t¸c ®éng thêng xuyªn: do träng lîng b¶n th©n cña c¸c bé phËn nhµ, do ¸p lùc ®Êt t¸c ®éng lªn c¸c bé phËn ngÇm cña nhµ. • Nh÷ng t¸c ®éng l©u dµi: do träng lîng cña c¸c trang thiÕt bÞ, hµng ho¸ cÇn b¶o qu¶n l©u dµi, do träng lîng b¶n th©n cña c¸c bé phËn cã thêng xuyªn cña nhµ. • Nh÷ng t¶i träng ng¾n h¹n: do träng lîng cña thiÕt bÞ di ®éng nh cÇn trôc trong nhµ xëng, do träng lîng cña ngêi vµ ®å ®¹c trong nhµ, do t¸c ®éng cña giã. • Nh÷ng t¶i träng ®Æc biÖt (bÊt thêng) nh ®éng ®Êt, t¸c ®éng do sù cè h háng thiÕt bÞ... 14 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc b. C¸c t¸c ®éng kh«ng ph¶i b»ng lùc cã: • T¸c ®éng cña nhiÖt lµm gi·n në vËt liÖu vµ kÕt cÊu sÏ g©y ra t¸c ®éng cña lùc vµ lµm ¶nh hëng ®Õn chÕ ®é nhiÖt ë trong nhµ. • T¸c ®éng cña níc ma vµ níc ngÇm, h¬i níc trong kh«ng khÝ g©y ra sù thay ®æi ®Æc tÝnh kü thuËt vËt liÖu lµm nhµ. • T¸c ®éng cña kh«ng khÝ chuyÓn ®éng g©y ra t¶i träng giã vµ sù x©m nhËp cña kh«ng khÝ Èm vµo bªn trong kÕt cÊu vµ nhµ cöa, lµm thay ®æi chÕ ®é Èm vµ chÕ ®é nhiÖt trong ®ã. • N¾ng chiÕu t¹o ra t¸c ®éng nhiÖt lµm thay ®æi ®Æc tÝnh kü thuËt vËt lý cña líp mÆt VL kÕt cÊu, lµm thay ®æi chÕ ®é nhiÖt vµ quang trong nhµ. • T¸c ®éng cña c¸c t¹p chÊt ho¸ häc x©m thùc ë trong kh«ng khÝ khi Èm sÏ lµm h h¹i vËt liÖu cña kÕt cÊu nhµ. • T¸c ®éng sinh häc do mèi mät, c«n trïng ph¸ huû c¸c vËt liÖu h÷u c¬. • T¸c ®éng cña tiÕng ån lµm háng chÕ ®é ©m thanh trong phßng. • V× nh÷ng t¸c ®éng nãi trªn, c«ng tr×nh cÇn ph¶i bÒn v÷ng. 15 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc c. §é v÷ng bÒn cña c«ng tr×nh bao gåm: • §é v÷ng ch¾c cña cÊu kiÖn chÞu lùc. • §é æn ®Þnh cña kÕt cÊu, nÒn mãng. • §é bÒn l©u cña c«ng tr×nh. c.1. §é v÷ng ch¾c cña cÊu kiÖn chÞu lùc: • C«ng tr×nh KT ®îc tæ hîp b»ng nhiÒu lo¹i cÊu kiÖn chÞu lùc ®Ó chÞu c¸c lo¹i t¶i träng t¸c ®éng ®ång thêi hoÆc kh«ng cïng mét lóc. T¶i träng ®ã lµ: t¶i träng b¶n th©n, ho¹t t¶i, t¶i träng do ®iÒu kiÖn tù nhiªn, khÝ hËu, thêi tiÕt t¸c ®éng. Yªu cÇu lµ cÊu kiÖn ®ã kh«ng bÞ ph¸ huû hoÆc biÕn d¹ng qu¸ lín. • §é v÷ng ch¾c cña c«ng tr×nh phô thuéc vµo tÝnh n¨ng c¬ lý cña VL, sù lùa chän kÝch thíc cña cÊu kiÖn ®Ó ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc cña nã 16 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc c.2. §é æn ®Þnh cña c«ng tr×nh: • Lµ kh¶ n¨ng chèng l¹i c¸c m«men, lùc xo¾n, uèn kh«ng ®Òu, lùc c¾t hay c¸c biÕn d¹ng kh¸c t¸c ®éng vµo c¸c cÊu kiÖn cña toµn c«ng tr×nh. • §é æn ®Þnh nµy ®îc ®¶m b¶o b»ng ®é æn ®Þnh cña nÒn mãng, hÖ thèng cÊu tróc, s¬ ®å kÕt cÊu hîp lý, cÊu t¹o vµ sù liªn kÕt c¸c bé phËn nh»m t¹o nªn ®é cøng cÇn thiÕt tuú theo quy m« vµ ph¬ng t¸c dông cña c¸c ngo¹i lùc vµ néi lùc, vµ còng phô thuéc vµo ®é v÷ng ch¾c cña c¸c mèi liªn kÕt c¸c bé phËn cña nhµ. 17 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc c.3. §é bÒn l©u cña c«ng tr×nh: • Lµ thêi h¹n mµ hÖ thèng kÕt cÊu, c¸c cÊu kiÖn chÞu lùc, chi tiÕt cÊu t¹o chñ yÕu cña c«ng tr×nh vÉn lµm viÖc b×nh thêng. Thêi h¹n ®ã lµ “ niªn h¹n sö dông”, ®é bÒn l©u hay tuæi thä c«ng tr×nh phô thuéc vµo tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu, viÖc tÝnh to¸n, ph¬ng ph¸p ¸p dông hÖ kÕt cÊu, biÖn ph¸p b¶o vÖ cÊu kiÖn, c¸c mèi liªn kÕt ®Ó ®¸p øng ®îc mäi ho¹t ®éng cña con ngêi còng nh sù x©m thùc cña m«i trêng tù nhiªn víi c«ng tr×nh kiÕn tróc. Nh vËy, nã còng cã nghÜa lµ ®é v÷ng ch¾c, ®é æn ®Þnh vµ sù toµn vÑn cña nhµ trong thêi gian dµi. • §é bÒn l©u cña nhµ ®îc chia thµnh 4 cÊp theo niªn h¹n sö dông: • Trong thùc tÕ, ®é bÒn l©u cña c«ng tr×nh cßn phô thuéc rÊt nhiÒu ë chÊt lîng thi c«ng vµ sö dông duy tu b¶o dìng c«ng tr×nh. 18 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc 2.3. Yªu cÇu mü quan • • • Karl Marx ®· nãi: “Loµi ngêi s¸ng t¹o ra thÕ giíi theo nguyªn t¾c ®Ñp”. KiÕn tróc s lµ ngêi s¸ng t¹o ra nh÷ng c«ng tr×nh hoµ vµo khung c¶nh Êy kh«ng thÓ kh«ng lµm ®Ñp ®îc… C¬ cÊu mÆt b»ng, h×nh khèi vµ h×nh thøc cña c«ng tr×nh kiÕn tróc nh mét t¸c phÈm nghÖ thuËt ®îc x¸c ®Þnh tríc hÕt bëi nh÷ng yªu cÇu vËt chÊt (lao ®éng, sinh ho¹t, v¨n ho¸, nghØ ng¬i...), tøc lµ nh÷ng yªu cÇu c«ng n¨ng vµ kü thuËt. Nhng mçi qu¸ tr×nh x· héi ®ã cßn liªn quan ®Õn c¶ nh÷ng lîi Ých tinh thÇn cña con ngêi, biÓu hiÖn ë nhu cÇu thÈm mü, tøc lµ gi¸ trÞ nghÖ thuËt cña tõng toµ nhµ vµ c¸c quÇn thÓ kiÕn tróc ®îc x¸c ®Þnh bëi nh÷ng tiªu chuÈn cña c¸i ®Ñp. C¸i ®Ñp trong t¸c phÈm kiÕn tróc còng nh c¸i ®Ñp trong lÜnh vùc nghÖ thuËt kh«ng ph¶i lµ c¸i cè h÷u, bÊt biÕn, mµ nã thay ®æi theo sù ph¸t triÓn cña x· héi loµi ngêi. F.Hegel ®· nãi: ”Cuéc sèng v¬n lªn phÝa tríc vµ mang theo c¸i ®Ñp hiÖn thùc cña nã nh dßng s«ng ch¶y m·i”. 19 Trêng ®h kiÕn tróc hµ néi - khoa kiÕn tróc 4.4. Yªu cÇu kinh tÕ §¶m b¶o yªu cÇu kinh tÕ cÇn ®îc quan t©m ë c¸c viÖc sau ®©y: • TÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ – kü thuËt – x· héi ë chñ tr¬ng ®Çu t, ë viÖc x¸c ®Þnh quy m«, cÊp c«ng tr×nh, kÕ ho¹ch x©y dùng hîp lý. • ThiÕt kÕ QH TMB hîp lý, tøc s¾p xÕp bè trÝ c«ng tr×nh trªn khu ®Êt trong mèi quan hÖ víi c¶nh quan, thiªn nhiªn xung quanh, víi hÖ thèng h¹ tÇng ®« thÞ (®êng s¸, ®êng èng kü thuËt...) b¶o ®¶m tݪt kiÖm c«ng søc, thêi gian lui tíi cña ngêi sö dông, tiÕt kiÖm ®Êt x©y dùng, trang thiÕt bÞ h¹ tÇng vµ hoµn thiÖn khu ®Êt ... • Trong thiÕt kÕ cô thÓ c«ng tr×nh cÇn lu ý: + MÆt b»ng h×nh khèi c«ng tr×nh phï hîp víi c«ng n¨ng, t¬ng xøng víi quy m« vµ cÊp nhµ, h¹n chÕ tèi ®a c¸c diÖn tÝch chÕt, diÖn tÝch thõa, c¸c diÖn tÝch giao th«ng. + MÆt b»ng cÇn gän, ®¬n gi¶n, m¹ch l¹c ®Ó kÕt cÊu dÔ xö lý vµ ¸p dông nguyªn t¾c c«ng nghiÖp ho¸. 20