解讀建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則及注意問(wèn)題

袁華安

（江蘇龍騰工程設(shè)計(jì)股份有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

所謂建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)結(jié)合自己的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)做出科學(xué)的設(shè)計(jì)，在建筑結(jié)果設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員通過(guò)設(shè)計(jì)語(yǔ)言表達(dá)自己的設(shè)計(jì)理念，而結(jié)構(gòu)語(yǔ)言是指結(jié)構(gòu)元素，其中不僅包含著基礎(chǔ)、柱、梁，而且還包括墻、樓梯以及板等結(jié)構(gòu)元素，合理運(yùn)用結(jié)構(gòu)元素，構(gòu)建建筑物的結(jié)構(gòu)體系。由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)性的工作，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中很容易出現(xiàn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需要充分認(rèn)識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，注意避免出現(xiàn)相關(guān)問(wèn)題，保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，推動(dòng)建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的種類(lèi)與內(nèi)容

1.1 建筑結(jié)構(gòu)的種類(lèi)分析

對(duì)于建筑物而言，建筑物的使用功能不同，因此對(duì)建筑物的要求也不相同，相應(yīng)的便會(huì)產(chǎn)生不同種類(lèi)的建筑結(jié)構(gòu)。以建筑物的使用功能進(jìn)行劃分，通常情況下可以將建筑結(jié)構(gòu)的種類(lèi)分為兩類(lèi)，一類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)為工業(yè)建筑，另一類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)為民用建筑。如果以建筑物的層數(shù)來(lái)進(jìn)行劃分，則可以將建筑物結(jié)構(gòu)的種類(lèi)分為四類(lèi)，即單層建筑物、多層建筑物、高層建筑物、超高層建筑物。根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)形式來(lái)進(jìn)行劃分，可以將建筑物的種類(lèi)劃分為五類(lèi)，即排架結(jié)構(gòu)建筑、筒體結(jié)構(gòu)建筑、框架結(jié)構(gòu)建筑、大路結(jié)構(gòu)建筑以及剪力結(jié)構(gòu)建筑。除此之外，建筑結(jié)構(gòu)的劃分還可以通過(guò)建筑物建設(shè)的材料方面進(jìn)行劃分，根據(jù)建筑材料的不同來(lái)劃分建筑結(jié)構(gòu)的種類(lèi)，比如，針對(duì)混凝土材料的建筑，可以將其劃分為緩凝圖結(jié)構(gòu)；針對(duì)木質(zhì)材料的建筑，可以將其劃分為木結(jié)；針對(duì)鋼筋材料，可以將其劃分為建筑結(jié)構(gòu)等。這些只是目前建筑工程中涉及的大部分結(jié)構(gòu)種類(lèi)，還有其他方面的結(jié)構(gòu)種類(lèi)。

1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

針對(duì)建筑的設(shè)計(jì)內(nèi)容相對(duì)比較廣泛，其中包含建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣裝備設(shè)計(jì)、暖通設(shè)計(jì)以及給排水設(shè)計(jì)等。不同的設(shè)計(jì)類(lèi)型對(duì)設(shè)計(jì)的方法與原則有著不同的要求，但是所有設(shè)計(jì)類(lèi)型都需要遵守以下4 個(gè)基本要求，即環(huán)保要求、功能要求、經(jīng)濟(jì)要求和美觀要求。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)而言，其在建筑設(shè)計(jì)中占有十分重要的地位，只有建筑結(jié)構(gòu)具有科學(xué)性與穩(wěn)定性，才能保障建筑物發(fā)揮使用功能，因此，在建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同樣占有至關(guān)重要的地位。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程為方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)建設(shè)計(jì)以及繪制施工圖。為了提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，首先，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的全部構(gòu)建的承載能力和極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，另外還需要計(jì)算器疲勞強(qiáng)度。這些計(jì)算結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)，同時(shí)也是保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)；其次，要做好結(jié)構(gòu)分析工作；最后，要做好抗震設(shè)計(jì)工作，我國(guó)對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)提出明確的要求，防烈度要求為Ⅵ~Ⅸ度。建筑物的抗震能力與抗震要求，與建筑物的結(jié)構(gòu)以及建筑物的高度等密切相關(guān)，通常情況下，建筑物的高度越高，對(duì)抗震設(shè)計(jì)的要求也會(huì)隨之提升，二者成正比關(guān)系。在設(shè)計(jì)過(guò)程中也存在著不同的構(gòu)造要求，并且需要采用不同的設(shè)計(jì)方法，這樣才能確?？拐鹪O(shè)計(jì)的質(zhì)量與效果。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則分析

適用性原則、美觀性原則、安全性原則、經(jīng)濟(jì)性原則以及便于施工的原則，這五方面原則是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要原則。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，只有完美結(jié)合這五方面原則，才能取得最佳的設(shè)計(jì)效果。這不僅是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)，而且也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果的最佳體現(xiàn)。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，其發(fā)生在建筑物設(shè)計(jì)完成之后，因此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)在很大程度上受建筑物設(shè)計(jì)的制約與影響，但是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也會(huì)反作用于建筑物設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)建立在不破壞原有建筑物設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，同時(shí)還要滿(mǎn)足建筑要求，在原有建筑物設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，建筑物設(shè)計(jì)不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力范圍，建筑物設(shè)計(jì)也同樣要遵循建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的5項(xiàng)原則。總之建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)建筑物設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響，在建筑項(xiàng)目建設(shè)完成后，其所體現(xiàn)的適用性、美觀性、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及便于施工等原則，是設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)水平與設(shè)計(jì)能力的重要體現(xiàn)。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意問(wèn)題

3.1 基坑回填方面應(yīng)注意的問(wèn)題

基坑開(kāi)挖過(guò)程中，不僅要注重開(kāi)挖工藝的應(yīng)用，而且還要充分考慮摩擦角范圍內(nèi)的坑邊的基底土均會(huì)受到約束，如果不注重摩擦角范圍約束力，則將會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)效果不理想。由于存在一定的約束力，在約束力的作用下，通常情況下不會(huì)出現(xiàn)反彈的情況。但是這并不是絕對(duì)的，基坑中心的地基土則偶爾出現(xiàn)反彈的情況。針對(duì)這種情況的處理，傳統(tǒng)的措施難以發(fā)揮作用，處理效果不理想，因此應(yīng)采用人工的方式清除回彈部分。在此過(guò)程中，如果出現(xiàn)基礎(chǔ)較小的情況，那么坑底所受到的約束會(huì)增大，因此坑底地基土的反彈作用相對(duì)較小，基本可以忽略不計(jì)。針對(duì)沉降幅度的計(jì)算，計(jì)算過(guò)程中則需要根據(jù)基地附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。反之，如果基坑相對(duì)較大，則坑底受到的束縛便會(huì)變小，因此，在進(jìn)行箱基沉降計(jì)算的過(guò)程中，需要保障計(jì)算的精確性，提升計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，更好地為處理方案的制定奠定基礎(chǔ)。將被約束的部分作為安全儲(chǔ)備，這種方式是一種十分有效的處理方式。

3.2 抗震設(shè)計(jì)方面應(yīng)注意的問(wèn)題

框架柱或者型鋼混凝土框支柱在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程的中應(yīng)比較廣泛，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)箍筋的設(shè)置不僅要符合體積配箍率等構(gòu)造要求，同時(shí)為了確?？拐鹪O(shè)計(jì)的科學(xué)性，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果，對(duì)箍筋肢距也要做出明確的規(guī)劃與科學(xué)的調(diào)整，使其符合鋼筋混凝土框架柱的要求，這樣才能更加有效的提升抗?fàn)幍馁|(zhì)量和抗震的效果，充分發(fā)揮抗震設(shè)計(jì)的作用。除此之外，在必要的情況下，還應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍。這樣才能確保抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平并增強(qiáng)其效果，保障建筑物具有相應(yīng)的抗震能力。

3.3 挑梁設(shè)計(jì)方面應(yīng)注意的問(wèn)題

通常而言，應(yīng)將懸挑梁做成等截面，特別是在出挑長(zhǎng)度較短的情況下更應(yīng)如此。相較于挑板，挑梁的特點(diǎn)更加突出，挑梁不僅具有自重相對(duì)較小的特點(diǎn)，而且還具有占總荷載比例較小的特點(diǎn)，只有在能夠有效降低挑梁自重的情況下才能作為變截面。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注重對(duì)箍筋的應(yīng)用，做到合理選擇箍筋，為后續(xù)的施工帶來(lái)便利。值得注意的是，變截面梁的撓度應(yīng)不小于等截面梁。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)外露的大挑梁，設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)應(yīng)用，可以將其作為變截面，這種設(shè)計(jì)方式既能更加充分地發(fā)揮大挑梁的作用，同時(shí)也能夠得到更好的美觀效果。

4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

4.1 選擇科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的不僅在于提升建筑的美觀性，而是要更加全面的進(jìn)行考慮，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要更加注重提升建筑物的穩(wěn)定性與安全性。在這種理念和要求下，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)人員合理選擇設(shè)計(jì)方案，確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)還應(yīng)結(jié)合科學(xué)的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)形式。這樣才能保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效果。首先要明確建筑物的總體布局，分析建筑結(jié)構(gòu)的抗震節(jié)點(diǎn)，同時(shí)還要考慮建筑物結(jié)構(gòu)的應(yīng)力情況等。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)避免出現(xiàn)同一結(jié)構(gòu)單元混用不同結(jié)構(gòu)體系的情況，同時(shí)秉持平面豎向的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。其次，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合建筑的使用功能，同時(shí)根據(jù)相關(guān)要求，在建筑設(shè)計(jì)方案中明確建筑物的材料類(lèi)別以及施工條件等。

4.2 提高計(jì)算結(jié)果的分析水平

隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的不斷提高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，設(shè)計(jì)人員可以應(yīng)用相關(guān)軟件進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)還可以通過(guò)軟件來(lái)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，這對(duì)于提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量具有十分重要的意義。設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合具體的設(shè)計(jì)要求合理選擇軟件，同時(shí)還要熟練掌握相關(guān)軟件的應(yīng)用方法。不同的軟件有著不同的特點(diǎn)，同時(shí)也會(huì)存在一定的不足，為保障計(jì)算結(jié)果的科學(xué)性，需要設(shè)計(jì)人員參照多種軟件，確保計(jì)算參數(shù)的準(zhǔn)確性。針對(duì)計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)人員應(yīng)再次進(jìn)行分析，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行反復(fù)核驗(yàn)，在保障計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上才能將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案之中。

4.3 提高材料的利用率

節(jié)約也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要原則之一，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重提高材料的利用率，起到更好的節(jié)約效果。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)那些輕質(zhì)高強(qiáng)建材的應(yīng)用。這既能更好地體現(xiàn)出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性的原則，也有助于降低建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)成本，同時(shí)還有助于節(jié)約能源與環(huán)境保護(hù)。設(shè)計(jì)人員自身要具備較強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)材料的利用率，為建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)以及資源節(jié)約型社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于建筑工程項(xiàng)目而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的組成部分。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保障建筑安全的重要基礎(chǔ)和前提，因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)始終秉持建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)原則，合理把控個(gè)方面的注意問(wèn)題，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量并增強(qiáng)其效果，為建筑工程的質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。