建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則及合理設(shè)計方案探究

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則及合理設(shè)計方案探究摘要：在高層建筑的建設(shè)中結(jié)構(gòu)設(shè)計工作成為初期的重大 課題，必須把握這一時期的要點行工作通過強化使之形成高 層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的性能和質(zhì)量保障。本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的 基本原則進行闡述，并對其合理設(shè)計方案進行探討，以供參 考。關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計原則；合理設(shè)計方案中圖分類號：tu3文獻標識碼：a引言建筑物在投入施工建設(shè)之前，首先需要依據(jù)建筑物的相 關(guān)因素，進行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其設(shè)計的合理性與否直接關(guān) 系到后期建筑施工的可操作性的高低。一個優(yōu)質(zhì)的建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計方案既能夠保證建筑施工的安全，同時還能夠最大限度 的利用已有資源，降低建筑成本，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保

2、 的功效，符合廣大業(yè)主的使用需求。那么如何才能設(shè)計出最 優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案呢？需要廣大的設(shè)計人員在基本 的設(shè)計原則基礎(chǔ)上，不斷的進行探索和鉆研。一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則隨著環(huán)境污染的加劇，人們越來越渴望生活在綠色的空 間中，因此綠色生態(tài)型建筑得到越來越多人的喜愛，建筑設(shè) 計過程中，要充分考慮建筑物建設(shè)地段的環(huán)境、土地、植被 特點，全面設(shè)計所屬區(qū)域的內(nèi)外部環(huán)境空間，確保其綠色環(huán) 境符合人們的使用要求。（一）、強柱弱梁和強剪弱彎作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的專業(yè)人員，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過 程中，有兩個設(shè)計元素必須要考慮，即強柱弱梁和強剪弱彎, 通常被專業(yè)設(shè)計人員形象的描述為“抓大放小和分清主 次” o這

3、兩項元素考慮合理，設(shè)計合理，可以有效避免建筑 物受到強大外力時遭到破壞，提高建筑物的穩(wěn)定性，特別是 能保證其核心構(gòu)件不被破壞，使其建筑物整體穩(wěn)固，不會倒 塌，防止人們的生命財產(chǎn)安全遭到威脅。（二）、剛性適度、柔性適中建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中即要考慮建筑物的剛性適度，又要使其柔性適中，只有剛?cè)峁矟?，才可能保證建筑物質(zhì)量穩(wěn) 定，防止坍塌或內(nèi)部軟體傾覆現(xiàn)象發(fā)生。建筑物的剛性如果 太強，則其建筑物承受變形的能力就會下降，當外界發(fā)生較 大波動，破壞力增大時，建筑物自行調(diào)節(jié)變形的能力弱，自 然會導(dǎo)致大面積坍塌，甚至全部破壞，造成人們生命財產(chǎn)的 損失。建筑物設(shè)計結(jié)構(gòu)如果太柔，建筑物的穩(wěn)定性就相對較 低，當有外力

4、作用時，建筑物自我調(diào)節(jié)進行變形，由于柔性 太強，這個變形會產(chǎn)生過度現(xiàn)象，過大的變形會導(dǎo)致建筑物 軟體傾覆。所以說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一定要剛度、柔 度同時考慮，做到適中、適宜，確保建筑物既能適當變形， 又能保證其穩(wěn)定性。(三) 、嚴格按標準規(guī)范要求設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要做到多方面考慮，對每一個建 筑設(shè)計環(huán)節(jié)都要重視，嚴格按標準規(guī)范要求設(shè)計，從建筑物 的整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，設(shè)計多道防線，步步設(shè)防，從而保證建筑 物的整體結(jié)構(gòu)安全。當有外界環(huán)境破壞時，建筑物的每一個 部位都起到抗擊外力的作用，形成一個抗擊的整體，使災(zāi)難 造成的損失降到最低點。二、合理設(shè)計方案(一) 、構(gòu)造和結(jié)構(gòu)計算上的合理設(shè)計1、構(gòu)

5、造合理設(shè)計(1) 要注意構(gòu)件的最小配筋率和最大配筋率的極限值, 尤其是在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中。既要確保在發(fā)生地震時建筑結(jié)構(gòu) 具有一定的延展性，又要保證構(gòu)件符合最小配筋的要求。最 小配筋和最大配筋的值是根據(jù)不同建筑物的具體情況分析 計算得到的，兩者之間有一定的范圍，在設(shè)計中要保證極限 值的合理性。(2)要嚴格的按照規(guī)范要求保證鋼筋在每個地 方需要滿足的延伸、搭接和錨固的長度，在選擇材料時也必 須要滿足一定的強度要求。必須要使用符合各種規(guī)范標準的 鋼筋，保證鋼筋的質(zhì)量。(3)要采取有效的融熱通風(fēng)措施， 及時有效的做好各種通風(fēng)散熱工作，防止由于屋面溫度的應(yīng) 力引起墻體開裂。(4)有的構(gòu)造柱是按照抗震構(gòu)造設(shè)

6、計的， 要在建筑物高度內(nèi)達到上下貫通對準。上至墻壓頂，下至低 于50cm的基礎(chǔ)圈梁或者延伸到室外地面50cm以下，圈梁、 墻體和樓板跟構(gòu)造柱的拉結(jié)也必須符合一定的要求。2、結(jié)構(gòu)計算合理設(shè)計(1)要注意避免使用不正確的方法計算樓板不能用簡單的單向板計算方法來代替連續(xù)板的計算。在計算雙向板 時，一定不要忽略材料泊松比帶來的影響，否則會導(dǎo)致計算 值的偏小。(2)注意避免計算荷載時的錯誤如活荷載折減不 當、少算荷載、基礎(chǔ)底板上多算或少算土重、建筑物的用料 不符合實際的計算等。(3)不能僅依據(jù)計算結(jié)果來做出評價, 還要根據(jù)工程設(shè)計的經(jīng)驗來總結(jié)分析、判斷計算結(jié)果。應(yīng)根 據(jù)結(jié)果的正確與否，來決定其能否成為施

7、工圖紙的設(shè)計依 據(jù)。(二) 、建筑物的整體節(jié)能設(shè)計及外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(1)建筑物的整體及外部環(huán)境的節(jié)能設(shè)計是建筑師從 整體綜合設(shè)計概念出發(fā)，堅持與環(huán)境專家、能源分析專家、 設(shè)備師和建筑結(jié)構(gòu)師緊密配合，我們在建筑規(guī)劃和設(shè)計時， 要盡可能地利用自然環(huán)境，同時，還應(yīng)該創(chuàng)造良好的人工環(huán) 境，按照使用要求對人工環(huán)境與自然環(huán)境進行協(xié)調(diào)控制。(2) 建筑節(jié)能設(shè)計首先應(yīng)該考慮規(guī)劃節(jié)能。規(guī)劃節(jié)能是指在規(guī)劃 設(shè)計當中充分考慮建筑與外部環(huán)境的關(guān)系，以節(jié)能為指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計的主要目標，充分地利用自然資源，如利用太陽能也 可進行綠色發(fā)電和供暖等。我們要從總體上為建筑節(jié)能創(chuàng)造 先決條件的設(shè)計方法。其中，規(guī)劃節(jié)能對于居住建筑

8、尤為重 要，因為在我國人口眾多的情況下居住建筑占所有建筑的 85%以上，而且對居住建筑的利用要求和利用時間也是最長 的，這就要求我在居住建筑設(shè)計中充分考慮相應(yīng)的節(jié)能設(shè) 計，讓使用者能夠盡可能的利用自然資源，降低不可再生能 源的消耗。（3）通風(fēng)和光照是影響居住區(qū)氣候環(huán)境和居住舒 適性的重要因素。因此，我們在建設(shè)過程在必須保證必要的 光照，但又要防止太陽的輻射過大產(chǎn)生大量的熱量，從而使 得在夏季需要增加制冷負荷設(shè)施，同時防止光照不足導(dǎo)致冬 季需要增加采暖負荷，增強建筑的自然通風(fēng)效果，這些是規(guī) 劃節(jié)能的主要方向。（三）、按照抗震要求進行合理設(shè)計概念設(shè)計在整個建筑設(shè)計中具有舉足輕重的作用，只有經(jīng)過了全

9、盤正確合理的概念設(shè)計,才會完成合理、經(jīng)濟的優(yōu)秀設(shè)計。根據(jù)目前我國最新的抗震規(guī)定和要求，在那些抗震等級比較高的地區(qū)，建筑設(shè)計無論是框架剪力墻結(jié)構(gòu)或多層 磚混結(jié)構(gòu)，都必須要從抗震角度出發(fā)，通過采用二階段設(shè)計 達到實現(xiàn)三個水準的設(shè)防要求。設(shè)計人員為此必須要進行建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計，具體的做法如下。1）對于多層砌體結(jié)構(gòu)，要優(yōu)先采用橫墻承重或者是采用縱橫墻承重的結(jié)構(gòu)體 系。在布置縱橫墻時，要保證均勻?qū)ΨQ，豎向上要上下連續(xù), 房屋的轉(zhuǎn)角處和盡端不宜設(shè)置樓梯。以免在發(fā)生地震時，造 成坍塌傷人事故。2）建筑抗震設(shè)計規(guī)范中對結(jié)構(gòu)梁的縱 向配筋率有明確的規(guī)定，規(guī)定中指出，當結(jié)構(gòu)梁縱向受拉鋼 筋的配筋率大于一定數(shù)值時

10、，梁箍筋的數(shù)值因該超出原有數(shù) 值，可在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際應(yīng)用中，卻忽視了這一規(guī)定， 有些建筑問題的出現(xiàn)就是由這一問題造成的，結(jié)構(gòu)梁的縱向 配筋率的設(shè)計不到位，會造成梁端的延性不足。3）混凝土 結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中明確指出，當結(jié)構(gòu)梁的錨固長度不足時， 應(yīng)該將結(jié)構(gòu)梁的上部縱筋伸至柱外邊并向下彎折。應(yīng)該注意 梁上部縱筋的選擇，以保障結(jié)構(gòu)梁上部水平錨固的長度。（四）、依據(jù)地基沉降問題進行合理的設(shè)計在設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)時，由于必須要有一定的埋置深 度，基礎(chǔ)通常會采用樁筏或樁箱結(jié)合的形式。這時要保證箱 體的整體剛度，布置群樁的形心就要跟上部的結(jié)構(gòu)重心相互 吻合。如果土層有比較大的起伏時，可以使同一個建筑結(jié)構(gòu) 下的樁端位于同一土層中，還要考慮可能會產(chǎn)生的液化作 用。對于軟土層厚度比較大的地區(qū)的多層建筑，可以通過地 基處理法來控制建筑物的沉降。軟土地基處理方法有很多， 選擇時一定要充分研究考慮地基和上部結(jié)構(gòu)的特點和周圍 的環(huán)境情況；還要依據(jù)工程設(shè)計，確定好地基的處理范圍和 要達到的技術(shù)指標。結(jié)束語總之，在實際的操作過程中，由于不同的建筑物其建筑 位置和建筑環(huán)境以及建筑材料和外部構(gòu)造等都存在差異性， 所以，不能夠照搬照抄成功經(jīng)驗，需要設(shè)計人員在符合客觀 因素的條