建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則及合理設(shè)計(jì)方案探討認(rèn)識(shí)實(shí)踐

張溫卿

摘 ? ?要：本文針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則進(jìn)行解析，其內(nèi)容包括確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、明確防線具體參數(shù)、合理搭配功能結(jié)構(gòu)、建筑結(jié)構(gòu)平衡性等，通過(guò)研究結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化、屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、進(jìn)行大樣詳細(xì)圖設(shè)計(jì)、建筑樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震性能提升、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)框架等內(nèi)容，其目的在于提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，也為后續(xù)施工活動(dòng)進(jìn)行提供便利條件。

關(guān)鍵詞：建筑工程;基本設(shè)計(jì)原則;設(shè)計(jì)方案;防線結(jié)構(gòu)

1 ?引言

作為建筑工程施工前的重要環(huán)節(jié)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可靠性，也將直接影響到后續(xù)施工過(guò)程中的有序性和工程施工質(zhì)量。因此在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要秉持著相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)針對(duì)不同應(yīng)用環(huán)節(jié)使用相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的可行性，加快后續(xù)設(shè)計(jì)方案的落實(shí)速度。

2 ?建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則分析

2.1 ?確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

建筑結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中，不同結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的功能內(nèi)容也存在著不同，并且結(jié)構(gòu)的作用也存在著較大的差異性，如承重墻和普通外墻在施工方法、施工驗(yàn)收等方面均存在著較大的差異性。因此，需要明確該設(shè)計(jì)工作中的核心內(nèi)容，以此為核心拓展其他的設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而提高整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容的可靠性。

2.2 ?明確防線具體參數(shù)

為了提高建筑區(qū)域的空間利用效率，在建筑工程設(shè)計(jì)中，會(huì)適當(dāng)增加地上和地下結(jié)構(gòu)層數(shù)。與此同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)高度、深度的增加，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性也提出了新的要求。建筑結(jié)構(gòu)在具體應(yīng)用中，會(huì)受到外界應(yīng)力作用（如風(fēng)載荷、側(cè)壓力等），這也要求在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要對(duì)結(jié)構(gòu)本身的抗拉伸能力進(jìn)行細(xì)致考量，結(jié)合受力計(jì)算模型確定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要設(shè)置的加固防線數(shù)量，對(duì)于結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)、相對(duì)位置等內(nèi)容進(jìn)行提前確定，從而提高系統(tǒng)自身的綜合防御能力，提升結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性。

2.3 ?合理搭配功能結(jié)構(gòu)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要涉及到許多的功能型結(jié)構(gòu)，如外墻結(jié)構(gòu)、連續(xù)墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)，在對(duì)其展開(kāi)施工應(yīng)用時(shí)，需要對(duì)于功能結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行梳理，以此為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)功能結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)、從而提高系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性。例如，對(duì)于建筑工程中的承重結(jié)構(gòu)，在對(duì)其展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)，需要著重關(guān)注結(jié)構(gòu)剛性的提升，而管線結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中，其側(cè)重點(diǎn)則是柔韌性方面的提升。兩組結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中，存在著交叉性，如何找尋兩者間的平衡點(diǎn)，也是設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考量的內(nèi)容。

2.4 ?建筑結(jié)構(gòu)平衡性

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)結(jié)構(gòu)間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行科學(xué)性分析，其內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)分壓情況、結(jié)構(gòu)受力分布狀態(tài)等，在計(jì)算過(guò)程中，可以借助數(shù)據(jù)模型來(lái)輔助計(jì)算過(guò)程的推進(jìn)。例如，目前很多建筑企業(yè)都會(huì)使用到BIM技術(shù)來(lái)完成數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)建模等工作，借助模型來(lái)完成參數(shù)分析工作，并以此為基礎(chǔ)來(lái)完成結(jié)構(gòu)平衡性設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)方案的可靠性[1]。

3 ?建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案應(yīng)用要點(diǎn)分析

3.1 ?結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，在具體的工作過(guò)程中，做好結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化屬于非?；A(chǔ)的環(huán)節(jié)，在具體操作中，需要對(duì)建筑操作規(guī)范進(jìn)行了解，這是進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，結(jié)合前期勘察資料、規(guī)范中計(jì)算模型，對(duì)于結(jié)構(gòu)具體的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行確定，這也是進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化的前提條件[2]。根據(jù)業(yè)主需求，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的布局情況進(jìn)行調(diào)整，在此過(guò)程中，需要在結(jié)構(gòu)完成調(diào)節(jié)之后，對(duì)其進(jìn)行荷載導(dǎo)算[2]。根據(jù)導(dǎo)算結(jié)果對(duì)于結(jié)構(gòu)剝薄弱位置進(jìn)行調(diào)整，避免應(yīng)力集中情況的出現(xiàn)。

3.2 ?屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)而言，屋面屬于和外界進(jìn)行直接接觸的部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量也將直接影響到建筑工程的耐久性和抗?jié)B性。目前在屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常使用到的處理方式有梁板式設(shè)計(jì)與折板式設(shè)計(jì)兩種。前者最大的應(yīng)用特點(diǎn)在于，梁板的橫跨度相對(duì)較大，在設(shè)計(jì)時(shí)需要著重關(guān)注梁板內(nèi)應(yīng)力變化趨勢(shì)，選擇恰當(dāng)?shù)丶庸谭绞剑瑥亩岣呦到y(tǒng)的可靠性。后者在使用中應(yīng)用到的板結(jié)構(gòu)都是偏心受拉構(gòu)件，以此來(lái)提高結(jié)構(gòu)的抵抗拉力。兩種設(shè)計(jì)結(jié)果在具體應(yīng)用中，具備各自的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，需要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行恰當(dāng)選擇，從而起到穩(wěn)固建筑結(jié)構(gòu)的作用。

3.3 ?進(jìn)行大樣詳細(xì)圖設(shè)計(jì)

進(jìn)行完結(jié)構(gòu)布局和屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，可以根據(jù)設(shè)計(jì)中的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)于大樣詳細(xì)圖進(jìn)行科學(xué)性設(shè)計(jì)，這也是后續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案修改的重要依托條件之一。在新技術(shù)（如BIM技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等）支持下，加快了樣本數(shù)據(jù)信息的分析速度，并且在分析過(guò)程中，能夠確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，為設(shè)計(jì)內(nèi)容調(diào)整提供可靠的數(shù)據(jù)支持。需要注意的是，在對(duì)大樣詳細(xì)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)寬度、高程、長(zhǎng)度等內(nèi)容的計(jì)量單位進(jìn)行統(tǒng)一，并且對(duì)于結(jié)構(gòu)相關(guān)性內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)，確保其合規(guī)性和實(shí)用性[3]。

3.4 ?建筑樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于建筑工程而言，建筑樓梯不僅是日常確保居民正常出入的主要通道，而且還是突發(fā)事故出現(xiàn)后的緊急逃生通道。在建筑樓梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，非常重要的內(nèi)容便是進(jìn)行梯板撓度的合理規(guī)劃，結(jié)合建筑高度、各樓層層高等內(nèi)容，對(duì)于該參數(shù)信息進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)中需要應(yīng)用到許多的樓梯結(jié)構(gòu)，因此需要遵循兩個(gè)“一致”原則，即每一層樓梯梯梁位置需要和整個(gè)結(jié)構(gòu)保持一致，各個(gè)樓層樓梯結(jié)構(gòu)的中心軸線保持一致。為了避免設(shè)計(jì)中出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況，在具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，可以將樓梯結(jié)構(gòu)的折角進(jìn)行分隔，采取恰當(dāng)?shù)劐^固方式對(duì)其進(jìn)行處理，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的基礎(chǔ)上，提高內(nèi)部應(yīng)力的分散性[3]。

3.5 ?建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)屬于建筑工程順利推進(jìn)的前提條件，在對(duì)其展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：（1）目前大部分建筑工程的主體材料為混凝土，在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)原材料的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行確定，如強(qiáng)度、抗彎矩能力、級(jí)配、粒度等。部分材料參數(shù)的確定還需要借助數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析，如配筋率、荷載情況、應(yīng)力分布等。（2）對(duì)于建筑工程的基礎(chǔ)規(guī)范進(jìn)行分析，確定建筑規(guī)范中，對(duì)于相關(guān)性內(nèi)容的具體要求，以此為基礎(chǔ)對(duì)設(shè)計(jì)方案內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算，起到優(yōu)化方案內(nèi)容的作用。

3.6 ?結(jié)構(gòu)抗震性能提升

結(jié)構(gòu)抗震性能屬于建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中的重要內(nèi)容之一，位于不同地質(zhì)活躍帶的建筑工程，在對(duì)其展開(kāi)應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，所參考的抗震等級(jí)也具備較大差異性。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，需對(duì)作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)活躍度情況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，確定建筑工程抗?fàn)幍燃?jí)。隨后以此為基準(zhǔn)，展開(kāi)抗震結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)。一般情況下，所設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)需要保持相應(yīng)的對(duì)稱性，并且結(jié)構(gòu)間需要存在較大的關(guān)聯(lián)性，在受到外界應(yīng)力時(shí)，可以順利的將應(yīng)力分散到其他結(jié)構(gòu)當(dāng)中，搭建完善的抗震體系，以此來(lái)提升設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的平衡性。

3.7 ?優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)框架

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)，框架設(shè)計(jì)也屬于較為重要的應(yīng)用內(nèi)容。在具體應(yīng)用設(shè)計(jì)中，可以借助之前建立的數(shù)學(xué)模型，對(duì)于結(jié)構(gòu)承載情況進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果確定實(shí)際設(shè)計(jì)中需要注意的要點(diǎn)內(nèi)容。同時(shí)還需做好框架結(jié)構(gòu)所用材料的篩選工作，明確具體的設(shè)計(jì)參數(shù)，以提高設(shè)計(jì)框架的穩(wěn)固性，減少后期施工變更情況的出現(xiàn)。

4 ? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，涉及到了許多應(yīng)用內(nèi)容，這些內(nèi)容之間保持著相對(duì)的獨(dú)立性和關(guān)聯(lián)性，這也是在設(shè)計(jì)中需要協(xié)調(diào)的重要部分。通過(guò)明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)，不僅可以提高設(shè)計(jì)內(nèi)容的合理性，而且對(duì)于加快后續(xù)施工活動(dòng)的開(kāi)展速度也有著積極地作用。

參考文獻(xiàn)：

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