建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點及設(shè)計原則與安全性分析

■胡方亮 ■景德鎮(zhèn)市建筑設(shè)計院，江西 景德鎮(zhèn) 333000

經(jīng)濟社會的發(fā)展為我國建筑業(yè)的發(fā)展提供了更為廣闊的發(fā)展空間，使我國建筑業(yè)得到了充分發(fā)展，與此同時，它也對我國建筑業(yè)提出了更高的要求，不僅要滿足建筑的實用性要求，還要滿足建筑的安全性和美觀性要求。為了滿足新時期的建筑要求，我們需要高度重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞不僅影響到建筑工程的造價成本，還關(guān)系到建筑的空間利用效率和美觀，由此可見，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑工程中發(fā)揮著重要作用。在實際操作過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅涉及范圍廣，而且專業(yè)性強。下面，我們就對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點、原則以及安全性等問題進行介紹和分析。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點

1．1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的延性特點

在建筑物使用的過程中，由于受到地震、風(fēng)力以及沉降等因素的影響，建筑會發(fā)生一定的變形，尤其是一些高層建筑。為了避免高層建筑由于變形而發(fā)生損壞甚至倒塌現(xiàn)象，我們在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，需要采取一些措施使建筑物具有一定的結(jié)構(gòu)延性，從而確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

1．2 結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平荷載問題

一般來說，在對一些低矮的建筑進行設(shè)計的時候，我們主要考慮的是豎向的荷載因素，而在一些高層建筑中，雖然豎向的荷載控制非常重要，但是，水平荷載則起著主要的決定性作用。鑒于此，在對一些高層建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，我們不僅要考慮豎向的荷載控制，更要注重水平荷載的影響，通過提高建筑結(jié)構(gòu)水平荷載能力，進而增強建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

1．3 結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震特點

近年來，由于受到多種因素的影響，地震動發(fā)生頻率增多，對建筑造成了嚴重傷害。因此，現(xiàn)代建筑對抗震性能的要求也比較高。在這種形勢背景下，為了順應(yīng)時代發(fā)展潮流和滿足現(xiàn)實發(fā)展需要，我們在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，還要考慮抗震要求，使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量達到小震不壞和大震不倒的標準，通過提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，從而減少地震等自然災(zāi)害對建筑的毀壞。

1．4 結(jié)構(gòu)設(shè)計的側(cè)移變形問題

目前，為了節(jié)約有限的土地資源，高層建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑發(fā)展的一種趨勢。高層建筑的水平荷載比較大，并隨著建筑高度的增加而增加，在一些因素的作用下，高層建筑就會發(fā)生一定的變形，使建筑的安全性大大降低。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，我們要提高建筑的強度，使它具有良好的強度和剛度，有效控制側(cè)移變形的發(fā)生。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

2．1 選用合理的基礎(chǔ)方案

基礎(chǔ)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個重要的組成部分，在對建筑進行基礎(chǔ)設(shè)計的時候，我們需要綜合考慮周圍的地質(zhì)條件、施工條件以及分析建筑結(jié)構(gòu)的類型和荷載的分布等?？傊?，我們要從建筑實際情況出發(fā)，依據(jù)相關(guān)要求，選用合理的基礎(chǔ)方案。

2．2 選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D

計算簡圖是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它是建筑結(jié)構(gòu)的一種簡化形式，對建筑結(jié)構(gòu)的安全性具有重要影響。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，我們要選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愫唸D，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性，避免由于計算簡圖問題引發(fā)各種安全事故。

2．3 選用科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案

科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的重要保證。因此，在對建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，我們要選用一個經(jīng)濟性的方案，確保建筑結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系的可行性。比如，在建筑結(jié)構(gòu)體系方面，同一結(jié)構(gòu)單元最好采用相同的結(jié)構(gòu)體系，并且達到受力明確，傳力簡潔的要求。簡而言之，在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，我們要綜合考慮施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、選材以及設(shè)計要求等因素，從而選用一個更加科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案。

2．4 采取一定的構(gòu)造措施

為了提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)合理性，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，我們還要采取一定的構(gòu)造措施。比如，我們要注意鋼筋瞄固的長度，要關(guān)注構(gòu)件的延性，要考慮溫度的應(yīng)力作用等。通過這些構(gòu)造措施的應(yīng)用，可以在很大程度上保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性

安全性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個重要的問題。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性，在對其進行設(shè)計的時候，我們需要關(guān)注以下幾個問題。第一，建筑設(shè)計中超高問題的處理。正如上文所述，在土地資源緊缺狀況下，現(xiàn)代建筑向著高層的方向發(fā)展。但是，為了保證高層建筑的安全性，在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，我們要對建筑的高度進行嚴格控制，避免由于樓層過高影響建筑的質(zhì)量和抗震性能等。第二，建筑中短肢剪力墻的問題。在建筑施工中，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力，我們需要設(shè)置一定的剪力墻，而那些墻肢截面高厚比例是5—8的剪力墻，我們稱之為短肢剪力墻。短肢體剪力墻在應(yīng)用過程中會受到很多限制，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果條件允許，我們盡量少用甚至不用短肢剪力墻，避免給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計增添一些不必要的麻煩。第三，建筑中嵌固端的問題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，嵌固端位置的選擇也是一個不容忽視的問題。一般來說，大多數(shù)高層建筑都會有地下室，在對嵌固端進行設(shè)計的時候，我們可以把它設(shè)置在地下室的頂板位置，不僅有利于建筑結(jié)構(gòu)的后期設(shè)計的順利進行，而且也更加安全，減少了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的安全隱患。第四，建筑中的規(guī)則性問題。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，我國建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則方面發(fā)生了很大的變化。比如，建筑設(shè)計中平面規(guī)則性的信息變化、建筑結(jié)構(gòu)中嵌固端中上下層的剛度比的信息變化等。在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，設(shè)計工作人員要關(guān)注這些結(jié)構(gòu)規(guī)則信息變化，并遵循新的規(guī)范，避免在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計后期由于修改而增添麻煩。

4 結(jié)束語

綜上所述，在經(jīng)濟社會大發(fā)展的環(huán)境中，高層建筑越來越多。與過去低矮建筑相比，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度增加，面臨著更多的壓力和挑戰(zhàn)。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，我們要把握結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點和原則，同時關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一些安全性問題，并針對這些問題采取一些措施，從而不斷提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平，設(shè)計出更加科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，為后續(xù)的施工提供指導(dǎo)作用，實現(xiàn)建筑的實用性、安全性、美觀性以及經(jīng)濟性的統(tǒng)一，使建筑更好地為我國經(jīng)濟社會發(fā)展和人們生產(chǎn)生活提供服務(wù)。

［1］劉瑛，王廣躍．高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點與原則探討［J］．中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，05(13):108 －109．

［2］程興華．闡述高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則與特點［J］．城市建設(shè)理論研究(電子版)，2011，09(32):89 －90．