建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

陳煥奇

【摘要】現(xiàn)在人們都非常關(guān)注建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此本文中筆者結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗從結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則、結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法、建筑結(jié)構(gòu)選型以及目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題等幾個方面分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，希望本文的分析能夠給大家一些借鑒學(xué)習(xí)之處。

【關(guān)鍵詞】建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；分析

1.引言

結(jié)構(gòu)是一個建筑物的基礎(chǔ)，做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于建筑物的抗震、防火等功能，因此做出高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要，首先我們要明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則與內(nèi)容，其次要熟悉建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，并且要合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)，最后要不斷的分析總結(jié)目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的不足之處，以便更好的完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，本文中筆者分別從這幾個方面分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，希望對大家有一些幫助。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

2.1綠色環(huán)保設(shè)計原則

目前氣候的惡化、環(huán)境的污染都警示著我們要低碳、綠色，因此我們在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時也要注意環(huán)保、生態(tài)，追求自然與人的可持續(xù)發(fā)展。在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時要完全考慮建筑當?shù)氐沫h(huán)境，保護當?shù)卦械闹脖粭l件和自然地貌特征，盡量的協(xié)調(diào)水體、綠地和建筑的關(guān)系。

2.2“以人為本”原則

我們認為設(shè)計師最基本的原則就是設(shè)計出人們需要的建筑結(jié)構(gòu)，建筑物不但要滿足一定的空間大小要求，也要滿足建筑物通風(fēng)、保溫等使用功能，一切要以人為本，優(yōu)化設(shè)計，做出讓人舒適滿意的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.3明確節(jié)點設(shè)計原則

因為建筑結(jié)構(gòu)體系中，每個構(gòu)件接觸的地方很多，而且非常復(fù)雜，因此我們要明確每個節(jié)點的所在，因為結(jié)構(gòu)體系的弱點之一就是節(jié)點，一定要科學(xué)合理的設(shè)計節(jié)點。只有如此，在災(zāi)難突降時，節(jié)點才可以合理的傳遞外力，確保結(jié)構(gòu)體系的安全與穩(wěn)定。

2.4剛?cè)嵯酀瓌t

因為要保持建筑的強度和穩(wěn)定性，因此對于建筑結(jié)構(gòu)的剛度有很高的要求。然而當建筑物的剛度太大時，它的適應(yīng)能力就比較差了，一旦有巨大的破壞力突然來襲時，建筑結(jié)構(gòu)無法傳遞外力、釋壓，部分受損后會造成整體破壞，但是剛度太過柔軟的結(jié)構(gòu)又容易出現(xiàn)過大的變形而導(dǎo)致整個建筑倒塌。所以，平衡建筑的剛性和柔性是進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時的關(guān)鍵因素之一。

3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計一般可以依據(jù)時間順序劃分成三個主要階段：首先就是結(jié)構(gòu)設(shè)計方案階段。在這個階段，要依據(jù)所設(shè)計建筑的類別、重要性、建筑層數(shù)和高度，建筑所處地的抗震設(shè)防烈度，來選擇合理的建筑的結(jié)構(gòu)形式；其次就是建筑結(jié)構(gòu)計算階段。在這個階段，要依據(jù)建筑的防火抗震參數(shù)及其結(jié)構(gòu)要求計算板、梁的理論跨度、搭接鋼筋的長度等。最后一個階段就是設(shè)計施工圖紙階段。這個階段要依據(jù)建筑的設(shè)計特點和結(jié)構(gòu)體系設(shè)計出屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖、結(jié)構(gòu)平面圖。

4.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有5個常用方法，也就是繪制屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖、繪制結(jié)構(gòu)平面圖、樓梯和基礎(chǔ)建材、繪制大樣詳圖。繪制建筑結(jié)構(gòu)平面圖時需要特別關(guān)注的一個問題就是用建筑結(jié)構(gòu)軟件進行建模。因為借助建筑結(jié)構(gòu)軟件進行建模就能夠利用軟件來計算荷載，如此一來就能夠檢驗建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。如果建筑地的抗震設(shè)防裂度超過7的時候，我們用軟件進行屋頂（面）結(jié)構(gòu)圖的建模時要注意建筑的類型差異。由于針對板跨度較大的建筑需要用梁板式，而針對板跨度較小的建筑需用折板式處理。正確的設(shè)計和繪圖的要點就是設(shè)計者一定要擁有一定基礎(chǔ)的空間概念，可以正確的領(lǐng)悟建筑意圖和圖紙；繪制大樣詳圖的時候一定要保證建筑詳圖精確且沒有錯誤，而且可以在保證建筑外形的條件下使結(jié)構(gòu)合理的受力和施工便捷；設(shè)計樓梯梯板時要注意控制繞度，樓梁下的凈高度要和建筑的要求相符合，并且為了確保上下樓層的位置一致我們要注意樓梁的位置?；A(chǔ)建材要注意可以滿足建筑結(jié)構(gòu)耐久性的要求。例如鋼筋、混凝土等，不可以不顧安全進行偷工減料。

5.建筑結(jié)構(gòu)選型

我們要根據(jù)結(jié)構(gòu)的合理安全、建筑的使用功能、美觀的藝術(shù)造型、經(jīng)濟的造價等綜合條件的分析比較確定建筑結(jié)構(gòu)的選型。一般情況下高層和多層房屋結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)體系、混合結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系等。

5.1混合結(jié)構(gòu)體系

混合結(jié)構(gòu)體系是多層民用建筑房屋中經(jīng)常用到的一種建筑結(jié)構(gòu)型式，其基礎(chǔ)、墻體等豎向的構(gòu)件運用砌體結(jié)構(gòu)，但是屋蓋、樓蓋等水平的構(gòu)件就運用鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。和抗震要求相結(jié)合，在進行混合結(jié)構(gòu)建筑選型和設(shè)計時，應(yīng)注意如下3個方面的問題。

5.1.1層高和建筑最大高寬比

對建筑的高寬比進行限制，是為了確保建筑的整體抗彎承載力和建筑的剛度，多孔磚、普通磚和小砌塊砌體建筑的層高應(yīng)小于等于4.5m。

5.1.2布置縱橫墻

在布置建筑結(jié)構(gòu)時，應(yīng)優(yōu)先選擇縱橫墻共同承重或橫墻承重的方案；布置縱橫墻的時候最好均勻?qū)R，順著平面內(nèi)最好對齊，順著豎向上下連續(xù)，也最好使同一軸線上的窗間墻均勻。最好不要在房屋的轉(zhuǎn)角處和盡端設(shè)置樓梯間。

5.1.3多層建筑的高度和層數(shù)限制

通常情況下，建筑的總高度和層數(shù)應(yīng)小于等于相關(guān)標準的規(guī)定。我們都知道運用燒結(jié)普通磚砌體的混合結(jié)構(gòu)的總高度和層數(shù)都比其他砌體的好，對教學(xué)樓、醫(yī)院等及橫墻不多的多層砌體建筑應(yīng)該比規(guī)定的高度減小3m，層數(shù)也應(yīng)該對應(yīng)的降低一層；每層橫墻都不多的多層砌體建筑，還需要依據(jù)具體的情況再合理的減少層數(shù)和總高度。

5.2框架結(jié)構(gòu)體系

和混合結(jié)構(gòu)相似，框架結(jié)構(gòu)也能夠分為縱向框架承重、橫向框架承重及縱橫雙向框架一起承重等布置形式。普通房屋框架運用橫向的框架承重，在房屋的豎向設(shè)置連系梁和橫向框架鏈接；如果是預(yù)制板樓板，往往設(shè)置縱向的次梁，形成單向板肋形樓蓋體系。在水平荷載的作用下，建筑框架的整體變形為剪切型。

6.目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

6.1抗震設(shè)計方面存在的問題

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，我們要實現(xiàn)大震不倒，中震能修，小震不壞的三個基礎(chǔ)要求。由變形能力和承載力兩者來共同判斷建筑物是不是具有抗震性。一旦發(fā)生地震，可以運用結(jié)構(gòu)材料鋼筋混凝土的變形來吸收能量，增加建筑架構(gòu)的韌性，不但可以減小地震爆發(fā)的能量，還可以抵抗強烈的地震。所以在設(shè)計中，要做到如下基本要求：弱彎強剪、弱梁強柱、弱構(gòu)件強節(jié)點、強結(jié)構(gòu)底部以及強錨固。然而，為了抗震不是所有東西都要變強。建筑結(jié)構(gòu)的剛度要適應(yīng)地震作用下的動力要求并連續(xù)均勻的分布。

6.2防火設(shè)計方面存在的問題

每年都會出現(xiàn)一些大型的火災(zāi)事故，導(dǎo)致的財產(chǎn)損失和傷亡都十分嚴重，追究這些事故的責(zé)任一定會存在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中防火的問題。很多結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對防火規(guī)定和規(guī)范不熟悉，這就造成在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時忽視一些重點防火的材料。

7.結(jié)束語

綜上所述，一個建筑工程的投資和周期都非常大，對社會的影響也很大，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量關(guān)系到我們的生命財產(chǎn)安全，因此做出好的結(jié)構(gòu)設(shè)計任重而道遠。我們要把握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，認真負責(zé)的完成建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，使建筑成本最小化、人民利益最大化。本文中筆者分別建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容等幾個方面分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，希望對大家有一些幫助。

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