建築工程電腦製圖（簡體書）

《建筑工程計算機制圖》以AutoCAD**簡體中文版本（AutoCAD2014）作為設計軟件平臺，以實際建筑結構工程為案例，緊密結合建筑結構專業的特點與要求，詳細介紹AutoCAD在建筑結構圖紙繪制中的基本使用功能、高級操作以及各種圖形的繪制與編輯修改方法。通過學習《建筑工程計算機制圖》，可以快速掌握AutoCAD進行建筑基礎結構圖、建筑樓板和梁結構圖、剪力墻和框架柱配筋圖、鋼結構等建筑結構施工圖相關圖紙的繪制。

《建筑工程計算機制圖》是普通高等院校建筑結構工程、土木工程、橋梁工程、建筑施工管理等土建專業相關教材，可作為設計師、專業技術人員及施工人員應用AutoCAD進行工程圖紙繪制的入門指導用書，也可以作為職業學校、高職高專等相關專業的職業培訓教材。

第1章 建筑工程計算機制圖概述
1.1 建筑工程設計基本理論
1.1.1 房屋建筑基本組成與構造
1. 房屋建筑分類與組成
自人類歷史開始，便誕生了如樹枝棚、石屋、石環、石臺等古老的現代建筑雛形，如圖1-1所示。從廣義上講，為人類生產生活等活動提供使用空間的兼具使用價值和觀賞價值的物質實體都可以稱為建筑，如商場、辦公樓、體育館、住宅等。建筑作為人類物質文化的重要標尺，反映了一定社會的政治、經濟、文化和技術水平，常被人們稱為凝固的史書。

（a）樹枝棚
（b）石屋

（c）石環
（d）石臺
圖1-1 原始建筑物
根據建筑材料的不同，建筑可分為生土建筑、木結構建筑、磚石建筑、鋼筋混凝土建筑、鋼結構建筑以及鋁合金結構、玻璃結構、索膜結構等新型輕質材料建筑。根據使用性質的不同，可以分為工業建筑、農業建筑等生產性建筑和居住建筑、公共建筑等非生產性建筑。根據建筑的不同風格，可分為古希臘建筑、古羅馬建筑、歐洲中世紀建筑、文藝復興建筑等古典主義建筑和新古典主義建筑、現代評論建筑以及后現代主義等建筑。
房屋建筑一般由地坪、樓蓋、屋蓋、墻體、柱子、樓電梯、基礎和門窗等部分組成。
樓蓋和地坪提供使用者在建筑物中活動所需要的各種平面，同時將家具、設備、人體自重等荷載傳遞到支承它們的墻柱等垂直構件上去。其中底層室內地坪可以直接鋪設在天然地基土上或架設在建筑物的其他承重構件上。樓蓋則由樓板（或由梁和樓板）構成，除提供活動平面并傳遞水平荷載外，還沿建筑物的高度分隔空間。在現代高層或超高層建筑中，樓蓋是有效抵御地震和風荷載等側向水平力的重要支撐。
屋蓋位于建筑的頂部，主要用來承受由于雨雪或屋面上人走動所引起的荷載并主要起圍護作用。屋蓋的防水性能及熱工性能對整棟建筑的質量產生重要影響。同時，屋蓋的形式通常有坡屋頂、平屋頂和曲面屋頂幾種基本形態，對建筑物的立面形象起著非常重要的作用。
墻體或柱子一般用來承擔屋樓蓋等水平構造傳來的活荷載及其自重，再傳給地基。在非墻體承重建筑中，墻體不承重，主要用來分隔建筑水平空間或對建筑物起到圍合、保護作用。
樓電梯是建筑物上下樓層之間聯系的重要交通樞紐，在使用過程中要求上下通行方便，有足夠的通行寬度和疏散能力，并應滿足堅固、耐久、安全、防火和一定的審美要求。
基礎是建筑物與地表巖土直接接觸的部分，同時也是建筑物的組成部分。承受建筑物的上部傳遞下來的各類荷載，并將這些荷載傳給地基土。
門窗用來滿足建筑房間的內外交通及通風采光。建筑物外墻上的門窗還兼有分隔和維護作用。門窗要求具有良好的密閉性能、熱工性能、安全性能以及視覺效果。
除上述建筑主要組成部分外，一般還有陽臺、雨篷、散水、臺階、坡道等建筑附屬構件和配件。常見民用建筑類型如圖1-2所示。

（a）居住建筑
（b）體育建筑

（c）文教建筑
（d）商業建筑
圖1-2 常見民用建筑類型
2. 房屋建筑構成要素
構成建筑的三個基本要素分別是建筑功能、建筑技術和建筑形象，圖1-3所示為一般常見房屋的建筑組成。
圖1-3 房屋建筑組成
（1）建筑功能。建筑是供人們生活、學習、工作、娛樂的場所，不同的建筑具有不同的使用要求。例如，京劇院要求有良好的視聽環境，火車站要求人流線路順暢，工業建筑則要求符合產品的生產工藝流程等，建筑不但要滿足各自的使用功能要求，而且要為人們創造一個舒適的衛生環境，具有滿足人們生理要求的功能。因此建筑應具有良好的朝向，以及保溫、隔熱、隔聲、采光、通風的性能。
（2）建筑技術。建筑技術是建造房屋的手段，包括建筑材料與制品技術、結構技術、施工技術和設備技術（水、電、通風、空調、通信、消防、輸送等設備）。
建筑不可能脫離建筑技術而存在，例如，在19世紀中葉以前的幾千年間，建筑材料一直以磚瓦木石為主，所以古代建筑的跨度和高度都受到限制，19世紀中葉到20世紀初，鋼鐵、水泥相繼出現，為大力發展高層和大跨度建筑創造了物質技術條件，可以說高度發展的建筑技術是現代建筑的一個重要標志。
（3）建筑形象。建筑形象是建筑體型、立面形式、建筑色彩、材料質感、細部裝修等的綜合反映。建筑形象處理得當，就能產生一定的藝術效果，給人以感染力和美的享受。例如，我們看到的一些建筑，常常給人以莊嚴雄偉、樸素大方、生動活潑等不同的感覺，這就是建筑藝術形象的魅力。
不同時代的建筑有不同的建筑形象，例如，古代建筑與現代建筑的形象就不一樣。不同民族、不同地域的建筑也會產生不同的建筑形象，例如，漢族和少數民族、南方和北方，都會形成本民族、本地區各自的建筑形象。
構成建筑的三個要素彼此之間是辯證統一的關系，不能分割，但又有主次之分。**是功能，是起主導作用的因素；第二是物質技術，是達到目的的手段，但是技術對功能又有約束和促進的作用；第三是建筑形象，是功能和技術的反映，但如果充分發揮設計者的主觀作用，在一定功能和技術條件下，可以把建筑設計得更加美觀。
1.1.2 建筑工程設計內容
任何一項建設工程從擬訂計劃到建成使用都要經過編制工程設計任務書、選擇建設用地、場地勘測、設計、施工、工程驗收及交付使用等幾個階段。設計工作是其中重要環節，具有較強的政策性和綜合性。
建筑工程設計是指設計一個建筑物或建筑群所要做的全部工作，一般包括建筑設計、結構設計、設備設計等幾個方面的內容。
1. 建筑設計
建筑設計是在總體規劃的前提下，根據設計任務書的要求，綜合考慮基地環境、使用功能、結構施工、材料設備、建筑經濟及建筑藝術等問題，著重解決建筑物內部各種使用功能和使用空間的合理安排，建筑物與周圍環境、與各種外部條件的協調配合，內部和外表的藝術效果，各個細部的構造方式等，創造出既符合科學性又具有藝術性的生產和生活環境。
建筑設計在整個工程設計中起著主導和先行的作用，除考慮上述各種要求以外，還應考慮建筑與結構、建筑與各種設備等相關技術的綜合協調，以及如何以更少的材料、勞動力、投資時間來實現各種要求，使建筑物做到適用、安全、經濟、美觀。
建筑設計包括總體設計和單體設計兩個方面，一般由建筑師來完成。
2. 結構設計
結構設計主要是根據建筑設計選擇切實可行的結構方案，確定結構布置形式，進行結構計算及構件設計，完成全部的結構施工圖設計。結構設計一般由結構工程師完成。
3. 設備設計
設備設計是根據建筑設計完成包括給水排水、采暖通風、電器照明、通信、燃氣、動力等專業的方案布置、設備選型，以及施工圖設計工作。設備設計通常由各相關專業的工程師配合建筑設計師完成。
以上幾個方面的工作既有分工，又密切聯系，形成一個整體。各專業設計的圖紙、計算書、說明書及預算書匯總，就形成一個建筑工程的完整文件，它是建筑工程施工的重要依據。
1.1.3 建筑工程設計流程和階段
在具體著手建筑平、立、剖面的設計前，需要有一個準備過程，以做好熟悉任務書、調查研究等一系列必要的準備工作。
建筑設計一般分為初步設計和施工圖設計兩個階段，對于大型復雜的工程，也有采用三個設計階段，即在兩個設計階段之間，還有一個技術設計階段，用來深入解決各工種之間的協調等技術問題。
由于建造房屋是一個較為復雜的物質生產過程，影響房屋設計和建造的因素又很多，因此必須在施工前有一個完整的設計方案，綜合考慮多種因素，編制出一整套設計施工圖紙和文件。實踐證明，遵循必要的設計程序，充分做好設計前的準備工作，劃分必要的設計階段，對提高建筑物的質量，多快好省地設計和建造房屋是極為重要的。
整個設計過程也就是學習和貫徹方針政策，不斷進行調查研究，合理地解決建筑物的功能、技術、經濟和美觀問題的過程。
設計過程和各個設計階段具體分述如下。
1. 設計前的準備工作
1）熟悉設計任務書
具體著手設計前，首先需要熟悉設計任務書，以明確建設項目的設計要求。設計任務書的內容如下。
（1）建設項目總的要求和建造目的的說明。
（2）建筑物的具體使用要求、建筑面積以及各類用途房間之間的面積分配。
（3）建設項目的總投資和單方造價，并說明土建費用、房屋設備費用以及道路等室外設施費用情況。
（4）建設基地范圍、大小，周圍原有建筑、道路、地段環境的描述，并附有地形測量圖。
（5）供電、供水和采暖、空調等設備方面的要求，并附有水源、電源接用許可文件。
（6）設計期限和項目的建設進程要求。
設計人員應對照有關定額指標，校核任務書中單方造價、房間使用面積等內容，在設計過程中必須嚴格掌握建筑標準、用地范圍、面積指標等有關限額。同時，設計人員在深入調查和分析設計任務以后，從合理解決使用功能、滿足技術要求、節約投資等考慮，或從建設基地的具體條件出發，也可對任務書中一些內容提出補充或修改，但必須征得建設單位的同意；涉及用地、造價、使用面積的，還必須經城建部門或主管部門批準。
2）收集必要的設計原始數據
通常建設單位提出的設計任務，主要是從使用要求、建設規模、造價和建設進度方面考慮的，房屋的設計和建造，還需要收集下列有關原始數據和設計資料。
（1）氣象資料：所在地區的溫度、濕度、日照、雨雪、風向和風速，以及凍土深度等。
（2）基地地形及地質水文資料：基地地形標高，土壤種類及承載力，地下水位以及地震烈度等。
（3）水電等設備管線資料：基地地下的給水、排水、電纜等管線布置，以及基地上的架空線等供電線路情況。
（4）設計項目的有關定額指標：國家或所在省市地區有關設計項目的定額指標，例如，住宅的每戶面積或每人面積定額，學校教室的面積定額，以及建筑用地、用材等指標。
3）設計前的調查研究
設計前調查研究的主要內容如下。
（1）建筑物的使用要求：深入訪問使用單位中有實踐經驗的人員，認真調查同類已建房屋的實際使用情況，通過分析和總結，對所設計房屋的使用要求，做到“胸中有數”。
（2）建筑材料供應和結構施工等技術條件：了解設計房屋所在地區建筑材料供應的品種、規格、價格等情況，預制混凝土制品以及門窗的種類和規格，新型建筑材料的性能、價格以及采用的可能性。結合房屋使用要求和建筑空間組合的特點，了解并分析不同結構方案的選型，當地施工技術和起重、運輸等設備條件。
（3）基地踏勘：根據城建部門所劃定的設計房屋基地的圖紙，進行現場踏勘，深入了解基地和周圍環境的現狀及歷史沿革，核對已有資料與基地現狀是否符合，若有出入，則給予補充或修正。從基地的地形、方位、面積和形狀等條件，以及基地周圍原有建筑、道路、綠化等多方面的因素，考慮擬建建筑物的位置和總平面布局的可能性。
（4）當地傳統建筑經驗和生活習慣：傳統建筑中有許多結合當地地理、氣候條件的設計布局和創作經驗。根據擬建建筑物的具體情況，可以“取其精華”，以資借鑒。同時在建筑設計中，也要考慮當地的生活習慣以及人們喜聞樂見的建筑形象。
4）學習有關方針政策以及同類型設計的文字、圖紙資料
在設計的準備過程以及各個階段中，設計人員都需要認真學習并貫徹有關建設方針和政策，同時也需要學習并分析有關設計項目的國內外圖紙文字資料等設計經驗。
2. 初步設計階段
初步設計是建筑設計的**階段，它的主要任務是提出設計方案，即在已定的基地范圍內，按照設計任務書所擬的房屋使用要求，綜合考慮技術經濟條件和建筑藝術方面的要求，提出設計方案。
初步設計的內容包括確定建筑物的組合方式，選定所用建筑材料和結構方案，確定建筑物在基地的位置，說明設計意圖，分析設計方案在技