結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

孫飛

摘要：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指用結(jié)構(gòu)語言表達(dá)建筑師、設(shè)備專業(yè)工程師們所要表達(dá)的東西。結(jié)構(gòu)語言主要指結(jié)構(gòu)圖中常見的組成元素，包括梁、板、柱、基礎(chǔ)、剪力墻、樓梯、細(xì)部詳圖，用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成結(jié)構(gòu)的豎向和水平的承重及抗力體系。通過把各種狀況的活荷載及結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生的恒荷載，以最簡(jiǎn)潔、最合理的傳力路徑的方式傳遞至基礎(chǔ)。一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容大體分為： 梁、板、柱、基礎(chǔ)、剪力墻、樓梯、細(xì)部詳圖。本文列舉了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)及在此過程中體現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)語言;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);注意事項(xiàng)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格遵守國(guó)家各部門的規(guī)章制度、設(shè)計(jì)規(guī)范、國(guó)標(biāo)省標(biāo)圖集結(jié)合具體工程，做到安全使用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量為先、保護(hù)環(huán)境，同時(shí)要積極應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝。是進(jìn)行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則。一個(gè)優(yōu)秀的民用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品往往是這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。最佳結(jié)合的過程往往是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在努力追求這五個(gè)方面的過程中所體現(xiàn)而且產(chǎn)生的，適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員最終努力的目標(biāo)，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最佳體現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)兩者相輔相成，不能以損害其中一方滿足另一方的方式存在。民用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞民用建筑設(shè)計(jì)，不能為了滿足各種結(jié)構(gòu)安全指標(biāo)而破壞建筑物的功能要求、技術(shù)要求、經(jīng)濟(jì)要求、美觀要求以及規(guī)劃要求;民用建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，不能為了達(dá)到建筑相關(guān)的指標(biāo)而忽略或者弱化了建筑物本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、抗震措施、地質(zhì)環(huán)境、施工實(shí)現(xiàn)條件等因素;安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則要始終貫穿在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定民用建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)，從這個(gè)意義上講，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要，雖然一棟標(biāo)志性建筑物建成后，人們只知道建筑師的名字，但一個(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是工程師們的驕傲和成就。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（一）科學(xué)性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以實(shí)際工程為藍(lán)本，在此基礎(chǔ)上抽象成相應(yīng)的力學(xué)模型，以數(shù)學(xué)、力學(xué)為理論基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行合理計(jì)算的一種應(yīng)用性技術(shù)。一個(gè)優(yōu)秀結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該善于把復(fù)雜的建筑模型簡(jiǎn)化成一個(gè)最合理的受力模型，利用最合理數(shù)學(xué)和力學(xué)計(jì)算方法分析建筑結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理，只有這樣才能得到最貼合實(shí)際的計(jì)算結(jié)果。

（二）應(yīng)用性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須講究經(jīng)濟(jì)效益，一個(gè)成功的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，技術(shù)上先進(jìn)合理，經(jīng)濟(jì)上效益顯著。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)理論研究不同，它更加具體、更加簡(jiǎn)潔、有些地方是近似解，有些地方根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正。

（三）實(shí)踐性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種工程實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)校中的純理論知識(shí)不能直接變成成熟的設(shè)計(jì)作品。一件好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品，除了成熟的設(shè)計(jì)理論外還需要設(shè)計(jì)師能有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)伴隨其中。

（四）復(fù)雜性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性首先表現(xiàn)在設(shè)計(jì)中各種因素的不確定性，比如建筑方案的多種可能性，地質(zhì)情況的復(fù)雜性，側(cè)向荷載的不確定性等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性還表現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的多樣性，比如：結(jié)構(gòu)的選型，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置，計(jì)算模型的選擇，配筋面積的選擇等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)具有多解而沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的問題，作為一名結(jié)構(gòu)工程師，我們需要找到一個(gè)相對(duì)最優(yōu)的方案。

（五） 創(chuàng)新性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為一種技術(shù)服務(wù)行業(yè)，在設(shè)計(jì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈形勢(shì)下，要想獲得開發(fā)商的項(xiàng)目，必須提供比別人更加合理經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案，這就需要工程師的創(chuàng)新能力。這種創(chuàng)新能力是通過多方面體現(xiàn)的，如：PKPM軟件不可能把所有結(jié)構(gòu)類型的建筑體系計(jì)算的最合理。我們需要利用不同設(shè)計(jì)軟件對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，從而找出最合理的。這種對(duì)比計(jì)算的過程就是體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性，這往往要求設(shè)計(jì)師有深厚的理論功底，同時(shí)要求其熟練掌握不同結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計(jì)軟件。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在建筑設(shè)計(jì)之后，“受制”于建筑設(shè)計(jì)，但又“反制”于建筑設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能破壞建筑設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足、實(shí)現(xiàn)各種建筑要求;建筑設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定建筑設(shè)計(jì)能否實(shí)現(xiàn)，從這個(gè)意義上講，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯得更為重要，雖然一棟標(biāo)志性建筑物建成后，人們只知道建筑師的名字，但一個(gè)適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是工程師們的驕傲和成就。

三、進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中荷載值應(yīng)注意的相關(guān)問題

荷載有四種代表值：標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值、準(zhǔn)永久值。其中荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值， 而其他代表值都可在標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上乘以相應(yīng)的系數(shù)得到。如：民用建筑樓面均布活荷載中住宅的標(biāo)準(zhǔn)值為2.0KN/m?，其組合值系數(shù)為：0.7，頻遇值系數(shù)為：0.5，準(zhǔn)永久值系數(shù)為：0.4。對(duì)于永久荷載主要用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值，可變荷載根據(jù)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值。

綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除了需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底還需要有相應(yīng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)歷，它是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作。作為一名設(shè)計(jì)人員要從基本的構(gòu)件算起，先手算然后再電算，這樣才能做到知其所以然，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其它專業(yè)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，在工作中應(yīng)事無巨細(xì)，善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

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