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首页 > 政务区 > 专题专项 > 科技史志 > 科技志 > 第四篇 应用科技 > 第五章 城市建设科技
第三节 建筑设计

一、住宅建筑

四合院 老北京人习惯称为四合院的住宅,由东、西、南、北四面房子围合起一个庭院,为四合院的基本单元,称为一进四合院。北京西部的“川底下”古山村已有500年历史,其民居有北京四合院的基本型制特点,即内向开敞,外向封闭,具有严谨的空间秩序和明显的中心轴线,房间有严格的等级划分。现全村有四合院70余套,共500余间,由垂直于等高线布置的纵向组合与平行于等高线的横向组合成为复合型院落,门楼连接、巷道连接、夹缝连接、间洞连接,建筑装饰如砖雕、石雕、木雕、书画等主要集中在建筑的屋脊、檐面、墙腿面、门墩面、门窗、门罩、影壁等处。小式木构架结构是其建筑结构的核心,它有泾渭分明的承重与围护结构的作用,以减少地震及风灾的袭击;设于墙角或处于背风角落的烟囱,一般处于上升气流影响区中,有利于排烟。北京平原大型四合院(如位于北京城内前海西街的恭王府)可多达七进、九进院落,前为宅邸,后为花园,除中路主院外,两侧还有东西跨院。宅邸最后一排坐北朝南的正房有时建成二层楼房,称为后罩楼,北窗可以俯瞰后园全貌。四合院的正房、厢房之间,一般由抄手游廊连接沟通。抄手游廊是开敞式附属建筑,既可供人行走,躲避风雨日晒,又可供人休憩小坐,观赏院内景致。四合院一般都是硬山式建筑,两侧的山墙直砌到顶,将木构架全部封砌在墙内。

多层住宅 1990年,由清华大学建筑设计研究院设计的北京市东城区菊儿胡同新四合院一期工程竣工。该住宅充分吸取了公寓式单元住宅楼的优点,每家独门独户,尽可能在住户入口、主要房间安排上做到互不干扰,住宅采用二、三层,局部四层建筑院落,通过低层高密度的手段达到了与四层公寓式排排楼同样的密度和容积率,但却创造了丰富的生活空间,并且保护和承袭了北京旧城原有城市风貌。

1990年,北京市建筑设计研究院(简称市建院)完成的北京市安苑北里多层住宅(13号楼),为6层砖混结构,住宅由四梯八户的三叉形基本单元围合成半开敞式的院落,户内通风日照良好,院落对边之间相距约40米,终年充满阳光。住宅主要有三种户型,一室一厅、二室一厅、三室一厅,各种户型内部布局紧凑。外墙用240毫米厚砖墙内贴聚苯石膏复合保温板,外窗采用带密闭条空腹钢窗,屋顶采用高效能的聚苯乙烯泡沫塑料板保温,比80年代初的住宅通用设计节能30%。

高层住宅 1976年5月25日,以市建院为主设计的首批高层住宅前三门高层住宅工程开工。其中住宅结构第一次采用现浇钢筋混凝土剪力墙体系,预制外墙板采用保温复合板,外墙厚为28厘米,山墙厚30厘米,楼板多为13厘米厚预应力小块圆孔空心板,部分试用11厘米~12厘米厚整间空心板或13厘米厚预应力整间空心大板,以及少量6厘米~7厘米厚钢筋混凝土预制板。

1989年,由市建院设计亚运村汇园公寓1~5号楼完工。该公寓呈弧形排列,弧内侧是可容200辆小轿车的弧形地下车库,工程结构为现浇钢筋混凝土剪力墙大模体系。

居住环境 1990年,由机械电子工业部设计研究院设计的翠微园居住区竣工。小区环境规划设计特点为:节约用地,锅炉房贮煤采用了半地下煤库;全区设幼儿园、小学、中学,还有门诊部、电影院、文化宫;绿化普遍,规划了一条30米~40米宽的林阴步行绿化带,将宅前绿地和公共绿地连成一片;在小区中首次采用4吨×20吨集中锅炉房,对烟尘、废渣、废水、噪声都作了处理。

二、公共建筑

宫殿建筑明永乐四年(1406年)至永乐十八年(1420年),由蒯祥、蔡信、陆祥、杨青等主持设计的故宫建成,是世界上现存最大、最完整的古代木结构建筑群。南北长961米,东西长753米,占地72万平方米,宫宇9 000余间,四面各开一门,上建城楼,外绕52米宽的护城河。宫内布局采用严格的轴线对称手法,前朝和后廷六座大殿布置在全城的中轴线上。宫殿以立柱和纵横梁枋组合成举架,将建筑物上部荷重传至基础;柱梁上用短木为拱、方木为斗,纵横相叠,形成向外悬挑的“斗拱”,既承托屋顶檐头荷重,也丰富了建筑的装饰效果;屋顶坡度、脊端、檐边、转角等各种曲线,使上部高耸,下部平缓,檐部如翼轻展,出檐既保护墙面和台基免受雨淋,又减弱了庞大屋顶给人的沉重感。太和殿是故宫中最大的一座建筑,高33.05米,与其他二殿一起建立在一个高达7米的三层工字形的白石台基之上,前面是一个3万平方米的空阔广场,两旁陪衬着东西廊庑和高阁(体仁阁和弘义阁),使大殿建筑更为突出壮观。太和殿的木构架属于典型的梁柱式结构。平面柱网面宽十一间,进深五间,前檐廊的平面,在木构架上是面宽九间周围廊的结构。东西山墙和后檐墙均砌在下层檐柱的分位上,檐柱属于廊檐柱(宋式副阶)的结构形式。太和殿的上下檐用了非常华丽的花台科镏金斗拱,昂尾安放在花台枋上,使昂尾不会下垂。它的装饰作用大,结构作用则很少。为了体现“君”权,它采取严格对称、层层门阙殿宇和庭院相连接的布置,原大明门(后称大清门)到天安门,曾用千步廊构成纵深方向的狭长庭院,而至天安门前则展为开阔的广场,突出了天安门的雄伟。外朝三大殿皆系黄瓦、红墙、朱楹、金扉,下有宽大的台基和汉白玉栏杆烘托,上有蓝天白云陪衬。

明永乐七年(1409年)至崇祯十七年(1644年),在昌平县天寿山麓方圆40平方公里的小盆地上,建成明十三陵。十三陵以山为“墙”,形成封闭的陵区。长陵是十三陵中修建最早、规模最大的一座,共有三进院落,第二进称恩殿,是长陵的主体建筑,面积近2 000平方米。恩殿面阔九间66.75米,进深五间29.31米,是中国现存最大的古代殿堂。承托殿顶的60根柱子,全部用名贵的整根楠木制成,当中四根最大直径达1.17米。定陵地下宫殿,由前殿、中殿、后殿和左、右配殿共5殿7门组成,距地面27米,总面积1 195平方米,均由条石砌筑,殿顶起券,无梁无柱。后殿是地宫的主体,长30.14米,宽9.16米,高9.52米,各殿之间设通道和汉白玉浮雕券门,建筑装修使用了大量汉白玉石、磨光花斑石及澄泥砖。已发掘的定陵墓室,其地宫门洞全由平整的石条起券,用整块汉白玉做成的石门,两边厚薄悬殊,靠门轴一侧厚0.4米,靠门的对缝一侧仅0.2米,使高3.3米、宽1.7米的巨大石门能减轻门轴负荷,而容易开关。关门时,用下部坐落在门中缝后地槽内的一根石条(称为“自来石”),使它竖起来顶住石门内面的止推凸起部分。

明永乐十八年(1420年),天坛建成,占地270余公顷,是中国现存最大的古代祭祀性建筑群。天坛只有祈年殿、圜丘等少量建筑,显得视野开阔,气势磅礴。坛内主要建筑有两组,即祭天的圜丘坛和祈谷的祈年殿,分别布置在南北轴线的两端,中央连以长359米的砖砌高甬道,称“丹陛桥”。圜丘为汉白玉石砌三层露天圆坛。丘北建有一圆形院落,直径65.24米,墙垣内壁光滑,可折射声波,俗称回音壁。人们可以在回音壁的两个距离很远的相对位置上,贴近墙面听到对方轻声的说话,犹如就在耳边,实际上声音已沿壁传播了近100米之遥。祈年殿是中国现存少有的巨大木结构建筑。它建在高约6米的三层汉白玉砌圆形基座上,台基和屋檐层层收缩上举,室内空间层层升高,向中心聚拢,造成强烈的向上动感,象征与天相接。殿为圆形平面,直径24.5米,周围十二根柱,上覆三重檐蓝琉璃瓦攒尖顶,总高约38米。殿内外圈用柱承托三重檐,中心四根柱高19.2米,承托上檐屋顶。祈年殿的圆形结构也属于梁柱式体系,但与一般方形殿的梁柱构架略有不同,除了用弯圆的枋檩构件外,直梁的搭架也是作为达到圆形构架而考虑的。弯梁的制作技术也较直梁的难度大。祈年殿的外观在建筑艺术上显示了中国古代建筑的优美风格。三重檐蓝色琉璃瓦的巨大圆殿,耸立于高大洁白圆台之上,加之红色柱子、门窗和梁枋彩画,色彩丰富,气势雄伟。

明嘉靖十五年(1536年),由郭文英等设计建造的皇史宬,是明清两代保存皇室史册的档案库,又称表章库。主殿是一座奇特的建筑,建在两米高的台基上,整个台基、墙壁、门窗、斗拱及券顶,全部由砖石砌成,坚固异常。因全殿不用木梁,又称“无梁殿”。室内保持恒温,有防火、防潮、防虫作用。

园林建筑 清康熙四十八年(1709年)至乾隆三十五年(1770年)建成圆明园,包括圆明园、长春园、万春园三座园林,总面积300余公顷,全园周长约10公里。在其总平面设计中,巧妙地利用了泉源水系丰富的优越条件,园内浚池引溪,固高就深,傍山依水,构结亭榭,依景设园,融景于境,从而构成了这个“万园之园”。而在长春园中由法国人设计监造的第一个大水法(人工喷泉)及周围建筑,是一组西式宫殿建筑,全部用汉白玉石砌成,建筑风格为意大利巴洛克式。但屋顶往往采用琉璃瓦,墙面嵌有彩色玻璃花砖,甚至屋顶有采用庑殿式的。这组西式建筑及水法,带有浓厚的中西合璧的意味。圆明园在清咸丰十年(1860年)被英法联军所焚毁,现仅存西洋楼的部分石构件残迹。

清光绪十一年(1885年),慈禧挪用海军经费动工修复清漪园。清光绪十四年(1988年)清漪园改名为颐和园。清光绪二十六年(1900年)遭八国联军摧毁。清光绪二十九年(1903年)再度修复,但只完成前山部分,即今日的颐和园。颐和园占地约290公顷,水面占全园面积的四分之三。这是利用昆明湖、万寿山为基地,以杭州西湖风景为蓝本而建成的一座大型天然山水园。全园分为宫廷区和苑林区,而湖中以堤为界将湖面分成三个水域,使平静的水面富于变化。湖区有龙王庙、十七孔桥、西堤及岛屿、塔庙等。园东部是清代的行宫。山区在园北部,沿一条中轴线,自山麓至山顶布置了排云殿、佛香阁、智慧海等主要建筑。在万寿山的前山建筑布局上,从湖岸到山顶,一座座殿堂台阁建于山坡,构成贯穿于山上山下的纵向中轴线,雄踞于石砌高台上的八角四重檐攒尖顶的佛香阁在园内外的许多地方都能看到,成为整个前山和湖区的构图中心。与之相呼应的是横贯园内东西的长廊,共有273间,728米长,是中国园林中最长的游廊。颐和园地形高低起伏,湖光山色,相互辉映;依山势建筑亭台楼阁,长廊轩榭,构成园中之园数十处,在中国园林建设上达到了完美的境地,是祖国历史文化的宝贵遗产。

纪念性建筑 1949年10月至1958年5月1日,以梁思成为总设计师的人民英雄纪念碑兴建委员会建筑设计组、美术工作组,北京市房管局的华克等完成了人民英雄纪念碑的设计与建造。该纪念碑位于天安门广场南北中轴线上,其结构为现浇钢筋混凝土基础和刚性混凝土碑筒,碑身采用美丽、坚固的淡紫色花岗石砌筑,整块花岗岩是在青岛浮山开采的,重280吨,采用滚道搬运;正面碑心石是一块矩形石料,高14.40米,宽2.75米,平均厚度约0.5米,安装时使用自行设计的起重设备和大石料夹具,将石料吊到碑座上;当石料提升到碑座预留位置时,随即用自创的两项校正设备进行校正和固定工作。经测量,石料正面及侧面,中线位置及垂直度非常精确。

1958年9月至1959年8月,市建院完成“人民大会堂”的设计。该工程位于天安门广场西侧。其中大会堂会场宽78米,深60米,平面呈椭圆卵形,屋顶高46.5米,顶棚净高33米,座席分上、中、下三层,墙面与顶棚圆角相连,采用“水天一色,浑然一体”的处理手法,顶棚成水波状,层层外扩,中央穹顶镶着一颗巨大的五角星红灯,环以金色葵花光束。大会堂工程主要采用钢筋混凝土框架结构,刚性基础和钢屋架,大会堂会场挑台钢梁悬臂长度达16米,钢屋架跨度60米,宴会厅上部的钢屋架最重达142吨。

剧场与音乐厅 1954年,建筑工程部北京工业建筑设计院完成“北京首都剧场”的设计,在国内剧场设计中首次设计了电动旋转舞台。

1984年,北京有色冶金设计研究总院尹震华、王汉等完成“北京音乐厅”的设计。其演奏大厅采用古典音乐厅比例,音乐厅的听音区与演奏区共处一个完整的厅堂空间,取消了常有的镜框式台口、大幕及箱形舞台,不仅使声音充分传播整个大厅空间,也有利于演员与观众交融。音乐厅内不采用电声,利用内部装修反射自然声,顶部不做吊顶,充分利用3 000立方米的屋顶空间,使其与大厅组成容积达10 400立方米的大空间,以求良好的混响,混响时间按满场1.5秒~1.7秒设计。听众厅座椅和大厅部分的后墙采用了吸声处理,其他建筑配件及厅堂设施均采用反射性好的材料,以更有效地利用声能。演奏厅上空采用无色透明有机玻璃反射板,并可根据演奏要求而升降。

博物馆、图书馆 1956年至1957年10月,由市建院张开济主持设计的北京天文馆建成。该馆分天象厅、讲演厅、展览厅三部分,中心用八角形大厅相联系。天象厅顶部为半圆球形,分内、外两顶:外顶为直径25米的半圆球形钢筋混凝土薄壳,薄壳中用7 922条8厘米厚、22厘米宽的钢片铰接成钢片网,上、下绑扎钢筋。在钢筋下绑扎木板防寒层,同时用做混凝土模板,混凝土薄壳6厘米,用水泥分两层喷射而成,外部为木板,木板保温层外包铜皮屋面;内圆顶为直径23米的半圆球顶,用同样数量的钢片组成网片架,用以放置内顶保温层及用麻布制成的天幕。圆顶部分为民主德国设计并指导施工。

1986年,建设部建筑设计院、中国建筑西北设计院共同完成“北京图书馆新馆”( 1999年更名为国家图书馆)的设计。该图书馆采用高层书库低层阅览室的布局,形成了三个内院的建筑群,吸取了中国庭院手法,呈现出馆园结合的幽美环境。全馆设有以消防、空调设施为主的集中控制与管理系统——中央控制室,以成套自动化系统的微型电子计算机与区域控制盘配合,联成网络,负责全馆的监控。该馆在出纳厅和书库之间装置了索书及运书设备,并分别采用气力输送借书单和自走台车运书系统。

体育场馆 1960年,市建院孙秉源、熊明等完成 “北京工人体育馆” 的设计。该馆比赛大厅的屋盖净跨度94米,在国内首次采用车辐式双层悬索结构,其边缘结构为内径94米的钢筋混凝土外环,搁置在48根钢筋混凝土框架结构的外廊支柱上,内环为直径16米,高11米圆筒形钢结构组成的中心环,连接内外环的上、下钢索沿径向辐射布置,上、下钢索各为144根,悬索上部为轻型屋面,下部为吊顶棚,比赛场内设有国内首次采用的3套霓虹灯记分牌及子母钟、电视广播系统。比赛场设有冷、热、湿、净的空调送回风系统,大厅两侧采用高速喷口向下倾斜送风,回风口设于观众席前后部。

1967年,市建院许振畅、熊明等完成 “首都体育馆” 的设计。该馆比赛大厅平面为112.2米×99米,屋盖为整体平板型双向空间钢网架,整个屋盖由544榀小单元桁架组成,置于四周64根柱顶支座上。冰场采用架空滑动层地面,水磨石面层。冰场上的活动木地板共分为21块,每块为3.5米×30米,可由机械传动全部存入地板仓内。冰场制冷采用低温氨液通过排管的直接蒸发制冷系统,场地蒸发排管为Φ38/32无缝钢管,管距89毫米,沿冰场长向排列。馆内混合照明采用微机控制,可与手动控制进行切换,互为备用。

1988年,市建院刘振秀、马国馨等完成 “英东游泳馆” 的设计。该馆设有比赛池、跳水池、练习池,并设有国际标准的电动直接记分牌、水下摄像和水下灯光等现代化设备。游泳馆地上3层,地下1层,地下设夹层走廊,为终点摄像和水下摄像服务。游泳馆考虑了无障碍设计,在观众席中设有可容纳16个轮椅观众的专用座席以及残疾人专用卫生间等设施。游泳馆的建筑造型以大面积的双坡曲线金属屋面和斜拉索,以及两根高度分别为70米和60米的塔筒,体现体育建筑的力量和技巧,是传统风格与现代技术的结合。其屋面采用斜拉索纵梁与曲形球节点桁架组成屋盖体系。

1988年底,市建院马国馨、宋融等完成“国家奥林匹克体育中心及亚运村规划和设计”。体育中心采用人车分流和无障碍设计,考虑到亚运会和奥运会不同的使用要求,将近、远期有机结合起来。其游泳馆、体育馆首次采用斜拉索技术,应用了斜拉索双坡屋面、大网格四角锥体中央节点加杆网架、大面积筏板基础下盲沟降水、大面积V形膨胀剂刚性防水、玻璃钢螺栓球网架罩棚、自动开闭垂直天窗采光、游泳池底均布供水系统、曲棍球场地铺设人工草皮及基层、曲面屋面板、跳台液压电梯、钢塑自动翻板座椅、供残疾人使用的与坡道结合的室外台阶等新技术。在亚运村内,建筑均采用了节能措施。大面积民用建筑空调冷冻系统,采用国产溴化锂吸收式制冷装置,大规模采用环网高压负荷开关、煤气动力载波报警系统,弧形夹胶玻璃及弧形复合保温墙体和空调机电一体化微机自动控制系统。另外,还采用了无粘结预应力单向张拉楼梯、塑料管保温地板辐射采暖、热回收系统、封闭式膨胀罐等先进技术。

1989年,市建院熊明、孙光恺等完成“首都速度滑冰训练馆” 的设计。为使建筑与结构有机地融会,该馆采用了186米×72米的梭形钢架屋盖,承托钢架的柱子,采用预应力钢筋混凝土门式“托架结构”支撑列柱,倾斜挑托镶嵌着屋盖边缘,刻意中国建筑檐部的飞檐椽,既显示结构的特征,又造就建筑物体型轮廓的优美。而屋顶上部的一条楔形采光天窗,除满足白天无灯训练外,在造型上颇具中国建筑的“歇山屋顶”。该训练馆在冰面保温层采用硬质聚氨酯发泡层,既能达到保温效果,又能承受冰场重压,还能起防水作用。采用蓖麻油石墨取代国际上惯用的高级滑动油作滑动剂,完全可使整个冰场形成“自由体”,从而使冰面混凝土不因温度变形而影响周围结构。采用氟利昂22为冷源,盐水作为冷媒的间接蒸发制冷系统及塑料冷冻排管系统比直接蒸发制冷系统少用90%氟利昂。

办公楼 1956年,建筑工程部北京工业建筑设计院完成 “建筑工程部办公楼” 的设计。该楼屋顶采用平顶,双层檐口,钢筋混凝土挑檐、瓦当。工程的檐口需挑出很多,为便于施工,采用预制混凝土,吊挂在现浇混凝土板上。楼层地板均为双向点焊钢筋网现浇板,全部建筑为砖混结构,砖墙承重,总造价仅为当时钢筋混凝土结构的50%左右。

1963年,市建院梁振宇等完成 “中国民航总局办公楼” 的设计。该楼分别由14层、11层、9层的办公楼及1层附属房组成,地面以上最高达54.50米,建筑东西长107.30米,进深宽38米。这是当时国内第一个装配整体式框架结构的高层建筑。大楼除基础、地下及1层结构为现浇钢筋混凝土外,自2层以上所有的柱、梁、楼板、楼梯、内外墙板及外墙饰面均为预制装配,装配面积占总建筑面积的78.58%。

1985年,市建院熊明、冯国梁等完成 “中国银行大楼” 的设计。该楼由裙房和塔楼两部分组成,塔楼地上20层,地下3层,平面呈长方形,结构采用筒中筒形式,内筒为钢筋混凝土墙筒体,外墙为密柱框架筒,采用柔性联合干挂磨光花岗石饰面,适用于地震区高层建筑。施工中推广使用了大面积现浇混凝土水封养护,大跨度预应力薄板叠合楼板等多项新工艺、新材料、新技术。

教学楼 1985年,市建院潘敏勤、项瑞祈等完成 “中央音乐学院综合教学楼” 的设计。设计人员从用地狭窄和不规则的实际出发,将各个不同内容的房屋设计成两组高低不同的楼房,以连廊连接,创造了较好的外部环境和丰富的形体。在建筑声学处理上,用走道、墙体将有声、无声建筑分开,外墙采用折板式墙以及水平隔音板,以减少声音的互相干扰,塔楼采用钢筋混凝土外框架内滑模墙体。

1986年,市建院黄汇等完成“北京市第四中学教学楼” 的设计。该楼规模为30班级,按最佳座位区的方法,将教室设计成边长5.40米的正六边形平面,顺应最佳课桌范围等自然需要,得以安排较多良好视距的座位,以此六边形重复排列形成统一多变的空间,造型新颖活泼。该工程施工采用了21米立跨蛇皮管预应力钢筋混凝土、球形网架、钢筋混凝土空间框架等新技术、新工艺。

科学实验楼 1980年,中国电子工程设计院完成 “国家信息中心大楼” 的设计。该工程自行设计了大面积的火灾自动报警系统、大型固定式化学消防系统、不间断电源系统、自备电源的自启动系统。

1985年,中国电子工程设计院完成“中国科学院半导体研究所”的设计。该工程设有大面积的空调、微气候空调(±1℃、±0.5℃、±0.1℃);采用了洁净技术、高纯水、高纯气体、极低阻值接地;并采取了防震、防微振(振幅小于0.1微米),电磁屏蔽、射线防护、半导体科研排出的特殊有害有毒废气废液的处理,防火、防爆等措施。

1987年,中国科学院北京建筑设计院完成“北京正负电子对撞机实验工程” 的设计。该工程将强放射部分实验区置于地下或半地下,并用足够厚度的钢筋混凝土进行防护;在通风系统上,采用停机衰变达标后,高空排放,对科研人员进入放射区的通道有防护联锁控制;对所有变形部分增加“平缓插筋”,保证了束流线底板的季平均沉降量,达到每30米长不超过1毫米的要求;根据工程用电量大且集中的特殊要求,设计中打破国内外同类装置的惯例,将动力、电力置于环内心脏部位,解决了因压降而影响研究数据的难题。

宾馆饭店 1983年,香港夏纳建筑师事务所和市建院共同完成 “西苑饭店新楼” 的设计。该楼平面呈L形,地下3层,地上23层,总高93米。顶层设有北京市第一座旋转餐厅,内切面直径32米,可容纳250人就餐,每小时旋转一周。餐厅地面标高83米,餐厅大梁悬挑长度达10.30米,可眺望远近景色。该工程主体结构为现浇剪力墙体系,在结构设计中高低层不设沉降缝,L形平面不设防震缝,使用“后浇带”技术,这在北京的大型建筑设计中均属首次,效果良好,楼板采用预应力薄板叠合楼板,这在国内也是首次使用。

交通运输建筑 1958年,建筑工程部北京工业建筑设计院及南京工学院共同完成 “北京火车站” 的设计。此次设计对人、货、车的流线组织合理,出站口通过地道连接出口大厅,利于疏散,同时由地道直接与规划的地铁连接、疏通、方便、快捷,其建筑风格反映了内部大空间的交通建筑面貌,成为具有地方特色的首都大门。结构上,在中央大厅采用了当时的先进技术预应力双曲扁壳屋盖,并在屋盖设计中,首次使用计算机进行结构计算,也是计算机应用于建筑设计的开端。

1979年,市建院完成 “首都机场候机楼” 的设计。该机场年吞吐量350万人次,高峰时1 500人次/小时,机场停机位20个,其中固定机位16个,汽车接送活动机位4个,以波音707为主,同时可停靠波音747等宽体客机。航站楼由主楼、卫星厅及输送廊组成。每个卫星厅外围可放射形停放8架飞机,供旅客从休息室通过旅客桥上、下飞机。主楼与卫星厅间各设一条长100米的输送廊道,廊道内安装有双向自动步道,供旅客进出港用。其建筑为现浇钢筋混凝土框架结构,箱形基础,中部大厅为钢屋架,大型屋面板屋盖。

医疗卫生建筑 1953年,市建院完成“北京儿童医院”第一期工程的设计。该工程总平面采用分散式布局,一般3~4层,设有半地下室,门诊、住院部、供应、污物、尸体分别设有出口,路线区分明确。医疗区分南、北、中三部分,门诊部居中,按儿科特点,门诊大厅有完善的预检部,传染病在直接对外的隔离诊室就诊,普通门诊各科为独立单元,设计两次候诊,保持诊室前有序不乱,并设有家长候诊面积。病房单元按早产儿、婴儿、幼儿、儿童四类分区,内、外、中医、结核各科分设。病房有探视阳台,地下室设陪住母亲室,医疗区绿地庭院宽阔,建筑布局活泼。

1983年,市建院施正莉等设计的 “北京医科大学附属口腔医院”,是当时国内新建规模最大的口腔专科教学医院。设有病床100张,日门诊量1 500人次。门诊楼地下局部1层,地上4层,各科室分段分层布置,就诊路线便捷,无穿科现象。诊室采用双面采光,开敞候诊的布局,宽敞舒适,通风良好,光线充足。设计中与自动化研究所协作,采用自动传送病历设备,并试制成新型候诊叫号显示系统。诊室治疗台下的上下水、照明、动力、压缩空气等均在楼地面垫层中敷设管道,抗震设防按8度设计。

1986年,市建院设计的 “中国康复研究中心”,是中国第一个为残疾人设计的现代化医疗、康复、研究机构。设计日门诊量300人次,康复床位216床。门诊部采用大诊室、帘幕分隔诊床,病人不必移动,医务人员可绕病员进行诊治。从门诊至病房、理疗、体疗、水疗、卫生间、作业治疗及职业训练等部位的通道及设施,均采用无障碍设计,行动不便者及乘轮椅者均可安全方便到达和使用。在配备无障碍设施方面,有平缓的坡道,灵活的推拉门,防滑的地面,高度适中的扶手及饮水器,轮椅通行的电梯,适用的卫生间,方便的安全抓杆及各种升降装置,病房设有对讲装置,病人所到之处均设呼叫开关,信号可直接送至急救室及值班室。该中心是中国第一座全面的无障碍的现代建筑,从总平面布局到室内设计,体现了多层次无障碍、低视点的特点。

三、工业和商业建筑

 1972年至1975年,由市建院设计的“西单百货商场南楼”,是在原“西单商场”旧址的北半部重新翻建的,营业面积10 500平方米,仓库面积10 600平方米,地下1层,地上4层。营业厅首层西面设3组主入口,北面设一组旁门,东面为货车入口。附属楼分南北两翼,围合成停车场和卸货台的院落。所有仓库、办公、食堂、空调机房、锅炉房等均设在营业楼和附属楼内,功能分区明确,联系方便。营业厅一、二层为现浇钢筋混凝土板柱结构,既节省了大量吊顶,又争得了空间。三层以上为框架结构,柱网为7.5米×7.5米,抗震设防按8度设计。营业厅北端设两部大楼梯,南端设2组楼梯套梯和1组直通地下层的楼梯,人流疏散方便。营业厅设有采暖空调系统,入口门上有热风幕,地面有辐射采暖排管。外墙面以水刷石为主,局部贴黑色花岗石及大理石,外观简洁明快。

1986年9月, 由华北电力设计院设计的华北电力调度中心微波塔竣工。它由调度楼和微波塔组成。由于建设场地狭小,采用塔楼合一,微波塔建在楼顶上。调度楼地上9层,屋顶标高为38.70米,楼体采用内筒外框体系,内筒延伸形成塔座,微波塔高78.30米。塔身采用预应力钢索斜拉结构,20对预应力钢索双向斜拉形成双曲线网状空间轮廓,造型简洁流畅。塔筒采用钢管混凝土结构,塔筒全长为64.30米,分16段拼接,接头采用法兰盘和高强螺栓对接,筒内设置螺旋楼梯至塔顶。为保证微波通讯的接收质量,在塔顶100.00米标高处和塔尖110.00米处装置了可调质量阻尼装置,以减少天线平台在地震荷载作用和风振作用下的振动加速度。

1986年12月,由航空工业规划设计研究院设计的空军第一研究所飞机疲劳强度试验厂房建成。该厂房试验大厅跨度为30米,长48米,高20米。其30米跨度的固定承力梁能承受静载310吨,疲劳载荷180吨。

1989年,由市建院完成“西单百货商场北场” 的设计。其营业楼紧接南楼,两楼之间用过街楼连为一体,建筑面积16 000平方米,地下3层,地上5层,立面造型由北向南三跨的三层退台,体型丰富,局部小坡檐具有简化的民族风格。

1990年,市建院、香港瑞安设计公司共同完成“华威大厦”(即西单购物中心)的设计。该工程位于西单北大街,建筑用地0.60公顷,建筑面积69 000平方米,是一栋容商业、公寓、写字间为一体的大型综合建筑。地下3层,地上11层,高41米。地下室设有俱乐部、室内游泳池、壁球室和机电设备用房及两层地下汽车库;地上1~8层为商业、娱乐、餐饮和出租办公室;9~11层为环绕屋顶花园的3层公寓,有客房120间。平面上结构轴线网与建筑平面基线网扭转45度,布局活泼,空间丰富。全楼设有13部客货电梯,在1~3层的营业厅内设有自动扶梯。大厅内设有共享空间,使分区更趋现代化。营业厅内设有步行街,购物更加舒适。2层部分利用悬挑平台布置室外步行街,内外沟通利于疏散。大厦外立面设计了富有雕塑感的外形和大面积的玻璃幕外墙,造型简洁新颖。大楼主体为现浇钢筋混凝土板柱结构体系,箱形基础。楼内设有完善的空调、消防、报警和自动喷洒设施。电源为双路供电,集中控制并有设施齐全的照明、电讯系统。

四、建筑标准化

结构构件定型 1953年,市建院开始进行北京地区民用建筑标准设计,首先设计生产出小型预制构件,在三里河、百万庄住宅区现场预制“L”形楼板,和平里5 000间住宅区预制“U”形楼板。1954年,进一步设计出方空心板、过梁、楼梯沟盖板等预制构件。1955年,为提高吊装效率,减少吊装次数,并使房间分隔灵活,构件逐渐走向大型化,在中小学、住宅通用设计中以长向预制板代替短向预制板和大梁组成的楼盖。1956年,市建院完成了第一个工业化试点工程“国家经济委员会办公楼”的设计。该工程的设计采用全装配结构,墙体为大型砖砌块,内框架为预制装配梁、柱,楼板为长向方孔预制板。1958年,市建院完成设计的“民族饭店工程”,第一次采用全装配式框架结构。1959年,市建院根据国家颁发的“建筑统一模数制”(民用建筑以20厘米为扩大模数),开始编制该院通用构件图集。但是这套图集的品种规格繁多,与构件生产工厂化形成矛盾。

1964年,由市建院负责,与市建工局、构件厂相结合,对各种类型的构件进行了一次全市范围的统一定型,编制出混合结构构件通用图集。这套图集中钢筋混凝土构件由原来的1 215种归并为13类197种。其图集总称为64C,内容包括短向板、长向板、过梁、楼梯、开间梁、进深梁、阳台、雨罩、长梁、挑檐、沟盖板及基桩等。它适用于住宅、中小学校、办公楼、医院、商店等一般民用建筑、砖混体系的定型构件图集。该图集经有关设计、施工单位审查,并经北京市建设委员会批准为全市法定文件,设计单位除个别特殊情况外,必须采用图集中的定型构件进行工程设计。

结构设计标准化 1958年,市建院设计的“民族饭店”,采用高层预制装配式框架结构。1959年,市建院在 “中国民航总局办公楼”工程的设计中,除采用预制框架外,外墙板还采用了整间预制挂板。由于装配式框架结构空间大、分隔灵活,适合高层公共建筑,因此采用装配式框架的工程逐渐增多。1978年初,市建院组织调查了医院、饭店、旅馆、办公楼等18项框架结构工程,经统计,建筑参数有开间18种,进深32种,层高21种,这对构件生产是很不利的,迫切需要定型,而且北京是八度地震设防区,在构件定型前必须掌握“高层框架地震内力变化规律”。为此,组成了高层框架专题研究组,历时五年,完成了“对高层框架结构各种类型建筑的地震内力变化”的试验研究,为高层框架梁、柱构件的定型提供了理论依据。同时,结合工程实践,对梁、柱布置、构件截面、构造作法等进行了试验。1979年,开始对旅馆、医院病房楼、办公楼、一般科研楼、住宅等五种建筑(最高高度为50米)进行全面的定型工作。1980年,市建院完成了梁、柱、长向板(6.3米~6.9米跨)、楼梯图集共261种构件(6.3米以下跨度的长向板采用砖混结构体系的通用构件)。1981年,北京市建设委员会批准该图集为全市通用图集。框架体系的外墙可以采用轻骨料混凝土条板,横向放置,有专门的参考图集供试用,为以后定型作准备。

1960年,市建院完成了弥勒庵小学、26中学、北京大学、水碓子中的6栋建筑物的设计。此次设计采用预制振动砖板结构,这种墙体结构与现砌砖墙比较,具有重量轻、结构面积小、墙板不需抹灰、装配化程度高的优点。1964年,北京成立住宅装配公司,负责按住宅标准进行大板住宅构件的生产与施工,并于次年在三里屯、龙潭、水碓子等小区建设中推广应用。1977年,市建院开始研究高层大板体系,按体系定型方式,先确定参数、基本间和基本单位,在此基础上定型各类构件用以组合各种平面,设计出塔式、板式两种图纸,在天坛南小区和团结湖小区试建了一些住宅。1986年,市建院完成了“高层全装配大板体系”科研成果报告。

1974年,市建院设计高层住宅建筑,采用大模建筑体系。高层大模的内墙为现浇钢筋混凝土,外墙为预制挂板,即“内模外挂”结构,与装配式大板结构住宅相比,造价低30%。此大模结构先后在建国门外交公寓、东三环、前三门大街等高层建筑中采用。1978年,市建院根据国家建委布置,进行了“大模住宅建筑体系标准化”的研究。该研究针对住宅变化的规律,综合出一套统一建筑参数的定型构件(水平与垂直构件)和一套节点构造。其特点是:参数是控制的,构件是定型不变的,节点构造是统一的,而住宅设计是可变的、多样化的,即所谓“开放体系”或“通用体系”。其构件包括大楼板、外墙板、单双跑楼梯、阳台、通道等五种图集,111个构件,从1980年开始使用。这些构件除适用于18层以内的“内模外挂”的高层住宅外,也适用于“内模外砌墙体”的多层住宅。其中阳台、楼梯可与砖混结构通用。多层大模也可采用砖混结构体系的小楼板,所以大模与砖混两种体系一部分构件可以通用。

住宅设计标准化 1955年前,北京地区住宅设计学习苏联经验,户型以大单元设计,每户4~5间居室。由于分配定额与设计定额不同的矛盾,造成数个家庭长期合住的不合理现象。

1956年,市建院设计了住宅通用图(56、1402)“二型住宅”。这套图纸是在苏联专家指导下设计的,统一模数为二模(即以20厘米进位)。为了减少构件规格,该设计只用了3.20米一种开间,6.00米一种进深,形成大居室、大厨房、大卫生间。

1957年,市建院根据国家建筑工程部提出“二型住宅”面积标准太高,在总结住宅设计经验和对上海、南京、武汉等地住宅调查的基础上,认识到住宅设计一定要符合中国的经济条件,适合人口结构的变化,住宅面积标准不能千篇一律。因此,提出了住宅设计的四条原则:(1)合理布局,保证使用;(2)应用新技术;(3)每人平均居住面积不大于4平方米;(4)居住面积系数不小于50%。根据上述原则设计了57-701乙1~3(65平方米/户~89.10平方米/户)、57-701丙1~3(46.50平方米/户~52.91平方米/户),共5套型号30个组合体。设计采用了189.3万平方米,其中701丙3最受欢迎,是一种四层砖混结构住宅,横墙承重,预制短向板楼盖,坡屋顶木屋架,一梯三户,每户平均建筑面积52.91平方米。建于夕照寺小区等地。

1978年,北京土建学会组织“北京市多层职工住宅设计竞赛”,在400多个方案中评选出优秀方案67个,活跃了设计思想,也推动了住宅通用设计的改进,同时配合了结构体系的定型工作。

1978年至1979年,市建院设计出14种型号30个组合体的通用、试用图,其中有78MD1、78MD2现浇外砌大模六层住宅(每户建筑面积52.12平方米);78MG1、78MG2高层大模体系住宅(每户建筑面积53.6平方米~56.63平方米);78BG试(高层大板体系);78BG试塔2、塔6塔式多层住宅;78KD试住1、轻板框架住宅,以及79MD1、79住1多层住宅。为落实1978年10月邓小平同志视察前三门住宅的指示精神,在住宅设计上着重研究和改进了两个方面的问题:一是降低层高,将原来的2.9米层高降至2.7米,每户可节约投资相当1.04平方米的造价,用以增加面积;二是改善居住条件和提高设备标准,每户增加方厅,卫生间,增加小澡盆和手盆。为了推广低层高住宅,北京市建委确定多层住宅建筑面积按每户56平方米设计,高层住宅控制在每户62平方米(板式)、64平方米(塔式)。

1980年至1983年,市建院设计出21个品种,89套组合体的住宅通用图、试用图,即80、81系列住宅图集。该系列住宅每户设有小厅,厨房面积4平方米左右,内设洗菜池、拖布池、灶台、切菜台、碗架。卫生间设坐便器、洗脸盆,并可安装小浴盆或淋浴设备。每户有水表、煤气表、预留电表盘。户内留有洗衣机和电冰箱的位置,设有专用电源和上下水口,高层住宅安装电视共用天线和安装电话的预留管路。80、81系列住宅品种多样,有砖混结构多层住宅,有外砌内模结构多层住宅,有大模高层住宅,有板楼、有塔楼,长短不一;户型各异,有单元式组合,有连续式拼接,有大进深小天井住宅,有底层商店住宅,还有拐角单元的连接体,在立面形式,厅室布局和细部处理上也各有特点,可供小区规划和住宅建设选用。1983年,市建院设计出图的280万平方米住宅中,多层采用通用图占89%,高层采用通用图占62%。建设部主管部门认为“80、81系列住宅”是北京市住宅设计的更新换代。

1986年,市建院设计出“86-90系列住宅”12个品种17套通用、试用图。该设计是在对“六五”期间建造的住宅21种、89栋,1 297户居民进行调查研究的基础上设计出来的。该设计图主要有:87院住1;87试住1砖混青年公寓一室一厅(40.3平方米/户)东西向;87试住2砖混多层一梯四户(55.89平方米/户)小天井;87院XG全现浇高层(64.24平方米/户);88院MG1高层大模(建筑面积平均61.35平方米/户);88院住1~3多层外墙24厘米厚砖墙内保温节能型住宅等,其中87院住1通用图,是一种大厅、小居室、明厨、暗厕的六层退台式砖混结构住宅,基本单元平面组合为一字形,每单元三开间,面宽102米,进深1284米,一梯二户,有甲、乙两种单元,平面布置紧凑,每户建筑面积平均56平方米~57平方米。

抗震设计标准化 60年代编制的设计规范中没有抗震方面的规范,除一些重要建筑和纪念性建筑设计中考虑了一些抗震因素外,大多没按抗震设计。1966年3月20日邢台发生7.2级地震后,京津地区编写了“抗震设计要点”,按7度设防。当时,北京建筑主要是砖混结构,对抗震设计不太重视。

1976年7月28日唐山发生了7.8级大地震后,于同年对“抗震设计要点”进行了修订,但仍比较简单。1989年,国家正式颁布了《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89),明确规定了北京地区的建筑设计要按烈度8度抗震设防。

 
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