建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的未來發(fā)展

劉娟 李峰 邵婷婷

摘要：本文首先簡(jiǎn)述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，在第二部分又講述了現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形態(tài)，指出其中不足，在第三部分，則指明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，在最后則說明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要避免發(fā)展誤區(qū)。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑設(shè)計(jì)；發(fā)展方向

一、簡(jiǎn)述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是對(duì)建筑內(nèi)在的設(shè)計(jì)，其有以下一個(gè)方面的原則，或者要求。①要便于施工。這是首要的要求，如果施工都無法進(jìn)行，或者難以進(jìn)行，其它的都會(huì)無法施行，這是根本的條件。②安全。不管是建筑還是建筑的使用都要考慮到安全這個(gè)因素，安全是一個(gè)必要存在的條件。③經(jīng)濟(jì)。這考慮到投入的問題，經(jīng)濟(jì)條件是制約建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的因素之一，沒有經(jīng)濟(jì)這個(gè)層面的支持，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很難施行。④適用。這考慮到建筑使用的問題了。建筑歸根結(jié)底都是要被使用的，而使用起來是否合適，也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)方面。⑤美觀。這是審美上的要求。這五個(gè)原則各有側(cè)重，而且在某種因素下還是相互限制的，要將這五個(gè)原則進(jìn)行整合以及優(yōu)化，化解它們對(duì)立的那一面。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)的關(guān)系。這兩者的關(guān)系是一前一后，也各有側(cè)重。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)的后面進(jìn)行。一方面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，另一方面建筑設(shè)計(jì)要為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮，不要超過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍。但是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為設(shè)計(jì)的一個(gè)基礎(chǔ)，它在某種程度上決定著建筑設(shè)計(jì)的能否實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又顯得更加重要。

（三）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的兩部分。第一部分是整體設(shè)計(jì)，第二部分是部件設(shè)計(jì)。一般都是先實(shí)行整體設(shè)計(jì)在實(shí)行部分設(shè)計(jì)，就是先整體后部分。整體設(shè)計(jì)又分為結(jié)構(gòu)體系的選擇、柱網(wǎng)的布置、梁的布置、剪力墻的分布、基礎(chǔ)的選型等。部件設(shè)計(jì)又分為柱、梁、板、墻（剪力墻）和塊體這5部分的內(nèi)力和配筋計(jì)算。

（四）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所用的設(shè)計(jì)方法。目前國內(nèi)使用的是概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。

1、一般情況下的使用極限狀態(tài)，是指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使下的某項(xiàng)規(guī)定限值，最大的極限狀態(tài)。

2、負(fù)載情況下的極限狀態(tài)，是指某個(gè)部分在負(fù)載情況下的最大極限狀態(tài)。

3、特俗情況下的極限狀態(tài)，是指整體或者某個(gè)部分損壞，功能減弱所能達(dá)到的極限狀態(tài)。

二、現(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形態(tài)

現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般程序可分為兩個(gè)步驟一是計(jì)算內(nèi)力，二是驗(yàn)算構(gòu)件的承受性和柔韌度。由此可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法主要是考慮構(gòu)件的相關(guān)因素，因此存在著種種不足：

首先既是構(gòu)件力的計(jì)算缺少總的要求，存在著“一國三公”的情況，這是構(gòu)件內(nèi)部的缺陷。尤其在構(gòu)件內(nèi)力的計(jì)算和構(gòu)件受力的計(jì)算上，使用的方法總是不一致的。

其次是不同的構(gòu)件存在著可靠度上的差異，這是構(gòu)件外部的缺陷。不同的構(gòu)件，使用不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考慮，沒有合理統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致構(gòu)件之間的質(zhì)量部一直，是想建筑的質(zhì)量。

以上兩點(diǎn)不足，都會(huì)影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面在前期設(shè)計(jì)是無法全面考慮這些問題，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)太多，其次就是在建設(shè)施工時(shí)期，估計(jì)就無法按照當(dāng)初的設(shè)計(jì)來進(jìn)行，這就影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的順利施行。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向

（一）總體設(shè)計(jì)趨勢(shì)比較大?？傮w設(shè)計(jì)講的是合理運(yùn)用可行性方案，合理的選擇構(gòu)件的組成材料以及微小部構(gòu)成問題，以達(dá)到建筑的安全性?？傮w設(shè)計(jì)是依照安全的多層次性以及難以預(yù)測(cè)性而提出來的一種從整體上避免非安全事件發(fā)生的設(shè)計(jì)方法。這里的非安全事件既包括自然因素的，也包括社會(huì)因素的。總體設(shè)計(jì)是基于安全理論因素而確定的，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的一個(gè)大的方向。

（二）使用科學(xué)的的計(jì)算理論。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要非常多的計(jì)算，而計(jì)算往往又阻礙了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)行，一方面需要投入大量的人力以及無力，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來不需要的麻煩，另一方面又會(huì)阻礙先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的運(yùn)行。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算有空間受力計(jì)算，，非彈性變形計(jì)算等，這些計(jì)算都非常繁瑣而寫細(xì)致，引入先進(jìn)的科學(xué)計(jì)算理論和方法已經(jīng)勢(shì)在必行。不僅可以節(jié)約成本，也能推動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效進(jìn)行。

（三）建筑材料的變革。建筑材料至于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)實(shí)際運(yùn)用的東西，另一個(gè)是理論層面的。建筑材料的升級(jí)會(huì)帶來結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變遷。不同的時(shí)代由于建筑材料不同，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也不同?，F(xiàn)在建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)是走簡(jiǎn)潔，無污染，輕便的路線。這個(gè)路線不僅會(huì)帶來建筑上的變革，另一個(gè)方面也會(huì)帶來結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變革，是最明顯的一個(gè)發(fā)展方向。

（四）審美理念的變革。審美是影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)因素，在新的時(shí)期，審美將更多的影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。由于物質(zhì)水平的段提高，以及民眾的精神水平也會(huì)這提高，那么結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的審美方面也會(huì)隨之發(fā)展。這是影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的一個(gè)隱性方面。審美是人的天性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在將來一定會(huì)遵循審美的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的誤區(qū)

（一）華而不實(shí)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)用的設(shè)計(jì)，如果華而不實(shí)，必然影響其實(shí)用性以及實(shí)用價(jià)值。如果光注意其外在的可觀性，而不注意它的使用以及壽命，或者達(dá)不到建筑工程的要求，將破壞建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，影響建筑質(zhì)量。

（二）忽視安全。安全是建筑的根本保證，一方面要求在總體上有質(zhì)量的要求，另一方面也要求在局部或者細(xì)節(jié)對(duì)其它因素要好好的控制，切勿因小節(jié)而丟整體。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑的局部因素，如果在這個(gè)局部而去忽視安全，建筑的安全也無法得到保證。安全是社會(huì)話題，也是民眾什么時(shí)候都強(qiáng)烈要求的生存因素，同樣對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安全也是肯定需要存在的要素。

（三）過度追求材料的新。新材料固然是好的，有很多老材料沒有的優(yōu)點(diǎn)，使用上也比較便利，但是不能急于求新，得在有科學(xué)依據(jù)的情況下進(jìn)行使用，不要做先行者，除非你已經(jīng)得到了可靠的科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張敬書.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用規(guī)范條文解讀[J].水利水電出版社.2009年6月

[2]魏利金.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常遇問題及對(duì)策[J].中國電力出版社.2009年1月