简析建筑结构设计原则与要点论文_王学

简析建筑结构设计原则与要点论文_王学

钟山县建筑设计室 542600

摘要:建筑结构是支撑房屋建筑的骨架,建筑师和设计工程师应严格按照建筑结构的相关规定,利用先进的设计理论,合理地设计建筑的结构布局形式。本文就建筑结构设计的原则和要点进行简析,为建筑设计人员提供参照标准,使建筑结构设计向更加安全、可靠、适用和经济的方向发展。

关键词:建筑结构设计;设计原则;设计要点

引言:建筑物的整体结构设计直接决定后期各项目施工的主要方向,是建筑物施工中最基础的环节,它不仅关系建筑物的耐久性、安全性和适用性,还与人们的生命财产安全紧密联系。要求建筑设计人员拥有扎实的专业设计能力,充分理解结构设计的严谨流程和概念知识。建筑结构设计的基本目的是在保障建筑结构安全性的同时节约成本投入,加强建筑结构设计,明确其中的技术要点和原则是提高建筑物整体质量的重要保障之一。

一、结构设计的目的

(1)安全性:指结构应能承受正常使用时可能出现的各种荷载和变形等作用,在偶然事件(如地震、强风)发生时及发生后结构仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部损坏而不致发生倒塌。

(2)适用性:指结构在正常使用过程中,应具有良好的工作性能。

(3)耐久性:指结构在正常使用和正常维护条件下应具有足够的耐久性能,能够正常使用到预定的设计使用期限结构的功能要求概括起来为结构的可靠性,即在规定的时间内(设计使用年限),在规定的条件下,结构完成预定功能(安全性、适用性、耐久性)的能力。

二、建筑结构设计的概念

建筑结构设计就实质而言,分为两个层面,一方面是建筑设计,另一方面是结构设计。建筑设计侧重于建筑物的功能方面的设计,如建筑物的外观形态、建筑风格等等;结构设计侧重于建筑物的结构安全性能方面的设计,如建筑物的抗震能力、建筑物防风能力等等。就我们经常说的建筑结构设计而言,其实侧重于第二个侧面,即建筑物的结构设计。就是结构设计师用结构语言把自己所要表达内容完整无误的表达出来。其中设计用到的结构语言就是协助建筑师把自己的建筑结构思想表达出来所用到的语言符号,或设计专业图纸中所用到的结构元素。故此,建筑结构设计就是结构设计师用特定的结构语言符号或者结构元素把建筑的结构体系表达出来。

三、建筑结构设计的原则

3.1经济性

经济性原则指的是在建筑结构设计过程中要考虑到经济因素。这里有两个层面的经济性,一方面是说建筑物在满足适用性和安全性的条件下,造价经济、划算,另一方面说的是在耗费造价一定的条件下,产生收益最大化,这里的收益也就是效用最大化。

3.2保证质量

对于建筑美观的追求没有止境,它会随着时代的前进而不断的发生变化,因此,建筑结构设计师应考虑美学因素。就是要求设计师在建筑结构设计时既要做到保证建筑物的安全性、适用性、经济的前提,还要融入时代的美观因素,才能使得设计的建筑物在满足使用要求的同时,也满足了人们对建筑物在美观方面的要求,满足了建筑物所赋予人们在精神上的感受。

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3.3适用性

建筑结构设计适用性原则是指建筑结构在正常使用过程中,应具有良好的工作性能。任何一个建筑物,都有一定的建造目的,该原则说明,在建筑结构设计阶段要充分考虑到未来建筑物的建筑功用,即要满足建筑物的功能要求:如蓄水池能够蓄水,如果底部有裂缝,则蓄水池就失去了蓄水功能。当然,在建筑结构设计阶段,考虑建筑物适用性的同时,还要综合考虑到我国现阶段的施工技术水平、建筑材料、地理环境、用户对建筑物的外观要求等因素。

3.4施工方便

建筑结构设计对施工难度影响很大,优秀的建筑结构设计师要时刻想到自己的设计是否便于施工,施工者不满意的设计就是一个失败的设计。在设计过程中这些经验是可以汲取的:设计过程中尽量减少截面种类,减少制模工作,模板也可再次利用;各结构构件混凝土强度等级尽量统一;要充分了解使用功能,把握业主的要求和实际的使用要求,可避免后来业主要求的变更;钢筋排放不宜过密,太密捣砼的振动棒不好操作、梁柱节点处施工难度大,特别是顶层与边柱或角柱相连的梁负筋不宜配双层,因为钢筋都要锚入柱内,配双层对浇筑砼影响很大;梁、柱、基础编号时,尽量归并;配置板钢筋时,板钢筋间距不要太多;注意有些结构做法,在施工图上看起来可行,觉得没什么不妥,但不一定能在现场施工,或很难进行施工;对一些复杂的建筑,应考虑它周边的建筑环境,还有和其他建筑物的关系以及施工队的装备情况。因此,作为施工设计人员,这些便于施工的经验和技巧应该牢牢掌握。

四、建筑结构设计要点

(1)选择建筑材料。对于一个建筑而言,材料是构成基础,所以材料的质量以及性能,直接影响整个建筑的质量和后期的使用情况,在我国的建筑结构规范以及其他的一些相关要求中也都明确提出,要求在做建筑结构设计的时候要斟酌选定材料。

(2)应尽量配合建筑的需求。如果说建筑是一个龙头,建筑布置就像是人的灵魂,那么建筑结构就是人的骨架,所以在建筑结构设计的过程中,一定要注意配合建筑的整体需求,不能脱离,否则建筑结构设计就失去其意义了。

(3)注重整体利益。一个最优的建筑结构设计,不仅仅是控制材料的用量,更重要的还要看整体的利益,例如:施工是否方便;建筑的受力结构布置是不是齐整,传递受力要直接;结构在满足稳定性要求的同时还要具备足够的刚度要求,并且要注意不能产生裂缝;要保证使用寿命足够耐久,还要方便维修等。

(4)符合较大的经济范围。现在建筑结构的设计已经非常标准化了,所以也要符合较大的经济范围,例如:建筑结构中,梁的高度发生变化,那么梁的造价也会随着发生变化,梁的造价和梁的高度之间属于一种曲线关系,从数学的角度来看,曲线最平坦的部分就是其最小的造价取值。

(5)抗震计算。在建筑结构设计中,验算抗震的时候,不同的布置要决采用不同的理论进行计算,不能一概而论。

(6)进行抗震验算时注意区分场地土的类别。如果是8度而且楼高超过5层的话,要尽量增加剪力墙,这样可以很好的提高结构的抗震性。框架的梁和柱的混凝土等级最好是相差一级。

(7)如果由于某些原因使建筑结构的梁或者过梁等截面比较大的话,应该对构件的最小配筋率进行验算。

(8)在建筑的框架结构中,因为电梯位置比较小,如果梯井使用混凝土结构墙的话,墙体的刚度就会很大,这样如果其他地方没有加剪力墙,就会对整体结构或者梯井产生不利的影响,所以电梯的井壁最好采用粘土砖进行砌筑,需要注意的是,不能使用砖墙做承重支撑。

结束语:要想提升建筑物的整体质量,必须高度重视建筑结构设计工作。设计人员应该在明确建筑物结构设计类型的前提下,明确实际设计过程中存在的问题,并对建筑结构设计的技术要点和原则进行准确分析,为提高建筑物的整体质量打下坚实的基础。

参考文献

[1]周芝.论建筑结构设计要点[J].科技创新与应用,2012(8)

[2]朱江.试析建筑结构设计的要点[J].价值工程,2010(9)

论文作者:王学

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期

论文发表时间:2017/12/15

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