摘要:建筑结构设计不但与建筑项目的安全性相关,同时也与建筑项目的美观性之间存在密切联系。因此,在实际工作过程当中,就需要对建筑结构设计中存在的相关问题加以总结与归纳,并研究行之有效的应对措施。本文从建筑结构设计内容出发,并进行建筑结构设计时应遵循的原则和需注意的要点进行了分析。
关键词:建筑结构;结构设计;要点
1建筑结构设计的内容原则和步骤
1.1设计内容
在建筑施工过程中,建筑的结构设计主要在于结构设计师和建筑师通过组合各种建筑结构元素,用以表达所期望实现的预期目标。在一般情况下,建筑工程中的结构元素包含着梁、柱,板、地基基础以及大样等内容,工程师们可以运用这些结构元素来构建建筑工程的结构体系。在建筑结构进行设计时,我们要充分考虑到建筑工程在结构上的总体布局,还要注重建筑结构的关键部位,尤其需要注意的是在关键细节问题上的结构设计。比如在进行建筑结构抗震的结构设计时,要根据地震灾害对于建筑结构总体产生的负面影响,来科学合理的确定解决建筑设计实际情况下的基本问题,其中还重点包含着结构破坏过程及机制分析原理,这样就可以有效提高建筑结构整体的抗震防震能力。
1.2基本原则
通过对建筑工程的整体把握,我们对于建筑结构设计过程中的基本原则在于:1)建筑结构设计可以应用于正常合理的建设和施工使用,还能经受住正常使用中所面临的各种可能性;2)建筑结构设计能够具备良好的工作业绩;3)建筑结构设计可以满足正常维修和建筑养护时的耐久性;4)如果有意外情况发生,建筑结构设计需要具有发生事故的设计规定,还要保持建筑物必要的整体稳定性。
1.3基本步骤
建筑师在进行建筑结构设计的过程中,一般情况下要按照方案规划阶段——计算和设计阶段——施工建设阶段这三个阶段来工作。其中方案规划阶段包括根据建筑工程的重要性及复杂程度,充分考虑到抗震设防烈度、工程地质勘查报告、建筑物类型和建设和层高来最终明确建筑结构的设计形式。
2建筑结构设计的要点
2.1优化土地使用方案
我国虽然幅员辽阔,但是人口众多,加上资源集中和人口密集,人均土地面积在国际上排行靠后。尤其是“北上广”等地区,寸土寸金,优化土地使用方案是进行建筑结构设计需要重点考虑的。为了提高土地的使用效率,在工业建筑设计中要对两个方面进行考虑。第一,对新建工业建筑。通过向上和向下两个维度进行空间拓展,将各种功能模块,按照安全生产的防火距离要求,进行集成化设计,同时再结合同类厂房的使用率进行功能的集成,对将较少使用的功能尽量进行技术改造,将这类功能镶嵌到其他常用功能上,或者将辅助设施进行集成,合理设计走廊通道等。第二,对原有工业建筑。要采取局部改造,整体保留的原则,现在科技的革新,如果一味的进行推倒重建会浪费大量的建筑材料,不符合可持续发展的要求。
2.2降低建筑能耗
在当前能源紧俏的情况下,如何利用好资源能源十分重要,例如,光能,自然通风,从而减少供暖和照明系统是建筑结构设计需要注意的问题。首先,为光能利用提供空间,一般为建筑的顶层,采用大型的太阳能热水储罐,通过自然吸收光能,为建筑内部提供持续稳定的热水等,或者直接参与到工业工艺的生产环节,并且生产工艺的热能也能够当做供暖设备;其次,在工业厂房的朝向设计上,要尽可能的考虑到建筑整体的朝向,通过自然风来保证厂房的通风,最大限度的利用自然照明而减少电力照明。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最后,对于南北地域的不同,对于空调和供暖系统也不同,但是掌握一个原则就是,将供暖和供冷系统尽可的集成化一起,防止热量的散失。遗憾的是我国的现有规范对于工业建筑节能没有具体的要求。
2.3增加人性与人文设计
工业建筑是为了方便工业生产活动而设计的,而人要具体参与到实际生产当中去,那么工业建筑要增加人性化的设计,将人的安全和舒适作为设计原则,对生产过程中可能出现危险有害因素的环节,进行隔离或者集成,并且设计方便且且快速的逃生通道,防止火灾发生或者其他工业事故,尽可能的减少人员和财产的损失。一个城市的工业发达程度决定了这城市的经济发展状况,随着城市化进程的加快,工业厂房渐渐成为了一个城市的地标建筑,因此,工业建筑在考虑其结构与功能的前提下,对于工业建筑的外观设计上,应当加入一些人文的元素,体现出工业中的力量和粗犷的美丽。
3 保证结构安全性的设计措施
3.1 增强设计人员的安全意识
建筑设计是一项纷繁复杂的工作,许多建筑问题都是由于设计的不够细心造成的。设计师在设计过程中要增强安全意识,更加细心和耐心。首先,设计人员在设计自己的作品同时要密切关注其他建筑产品的结构设计,这样可以夯实设计师的理论基础,开阔设计师的视野,在其他作品的结构设计不当之处吸取教训,对好的设计理念也要充分学习,应用到自己的作品当中。设计人员要在工作中不断对现行规范和行业法规进行学习,提高安全意识,不断审阅设计过的图纸,做到精益求精。结构设计是一个需要细心的工作,任何一点点的马虎大意,轻则会增添设计师自己的工作难度,严重的则会导致质量事故,造成人民生命财产的损失。
3.2 进行设计工具的升级和研发
在过去的建筑设计中,设计师往往采用手绘图纸,即施工中经常说的建筑蓝图。这种传统的方式会造成许多人为的失误。随着计算机在各行各业越来越广泛的普及,结构设计师开始采用计算机软件绘图。建筑市场的发展使得建筑产品的设计越来越多样复杂,这个结构设计师带来了更大的计算量和设计内容。设计人员要注重对设计软件的升级,使其能够适应建筑市场的发展。一些软件的力学模型过于单一,不能满足精品建筑复杂的空间格局,利用其计算的出的承载力验算结果也往往与实际受力情况有较大偏差,为了能够进行更为复杂的设计,设计人员要提高设计软件的精度,能够更为理想的帮助设计师完成产品的结构计算,获得更高的安全效果。
3.3 注重水平荷载及轴向变形对结构设计的影响因素
由建筑物的自重和各水平层使用荷载造成的竖向轴力以及弯矩,通常与建筑高度成一次方的比例。而由水平荷载产生的力矩,对建筑物有较强的倾覆效果,数值上与建筑高度呈二次方的比例,更容易引起建筑结构的破环。在通常的建筑结构中,竖向荷载经过验算往往在一个固定范围内波动,是一个定值,水平荷载受土壤和其他自然环境的影响较大,不容易控制,应该引起设计人员的充分注意。除此之外,在越来越多的高层建筑中,竖向荷载虽然不容易引起大规模的结构破环,但长久的受力会导致竖向结构构件的变形,造成梁支座处的结构破坏,这种破环往往由于梁端部的负弯矩减小产生的。过大的竖向力还会使构件的剪力发生变化,使得受力结构改变,构件发生侧移,导致结构的失稳破坏。设计师在进行设计时要对这种后续应力的变化特别注意,保证结构在使用期限内的安全。
结束语:建筑结构设计是一门具有高深学问的系统、全面的工作,建筑结构设计者要充分认识这份工作的重要性,精通建筑设计的理论和内容,遵循建筑结构设计的原则,把握建筑结构设计的要点。只有不断发展和完善建筑结构设计理论,设计出更高水平的建筑,迎合更多人的需求,才能跟经济发展的步伐。
参考文献:
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[2] 周芝.论建筑结构设计要点[J].科技创新与应用,2012(15)
[3] 甘望超.民用建筑结构设计要点浅析[J].城市建设理论研究(电子版),2012(14)
论文作者:于茹
论文发表刊物:《防护工程》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/21
标签:建筑论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 结构论文; 荷载论文; 工业建筑论文; 设计师论文; 《防护工程》2017年第12期论文;