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摘要：建筑结构设计是建筑工程设计的核心问题，关系到建筑使用安全和使用寿命。本文首先对建筑结构设计的基本原则进行分析，包括保护性原则、刚柔并济原则、连通性原则和多防线原则等。在此基础上，探讨建筑结构的合理设计方案，以期提高建筑设计水平。
关键词：建筑结构；设计基本原则；合理设计方案
前言：建筑结构设计的合理性是建筑质量的前提保障，现代建筑工程的规模越来越大，建筑结构更加复杂，在设计过程中，必须把握好基本设计原则，为建筑结构稳定性提供保障。但在一些建筑工程中，设计方案受各方面因素影响，没有达到最终的设计目的。这不仅增加了建筑建设过程中的资源消耗，还会给建筑使用留下安全隐患。因此，有必要对建筑结构设计的基本原则与合理设计方案进行探讨。
一、建筑结构设计的基本原则
（一）保护性原则
建筑结构设计首先要满足安全设计要求，分清主次构件，加强对主要构件的保护，在受到外力破坏时，由次要构件分担破坏力，从而确保建筑结构整体的完整性。在此方面，建筑结构设计中有强剪弱弯和强柱弱梁等设计理念，根据构件自身的功用，划分主次轻重，共同构成一个完整的系统。依据次要构件服务于主要构件的保护性原则，为主要构件提供全力保护[1]。
（二）刚柔并济原则
建筑结构整体来看是一个刚性结构，但从力的传导层面进行分析，在建筑结构中也有许多“柔性构件”，用于提高建筑结构的变形能力和恢复能力。如果缺少“柔性构件”，建筑结构的变形能力较差，在强破坏作用力下，容易发生构件损伤。但是“柔性构件”过多会导致建筑在强破坏作用力下发生大幅度变形，最终导致建筑整体倾覆。因此，在设计过程中要采取刚柔并济的设计原则。
（三）连通性原则
在建筑结构体系中存在许多关键节点，由于建筑结构具有变化统一性，一个节点受到破坏容易引发建筑整体受到破坏。从力的传递角度来看，理想的建筑结构是不包含突出节点的完整体系，从而使外力能够在整体结构中流畅传递，达到快速消减的目的。因此，在建筑设计过程中，应充分考虑节点之间的连通性，使建筑结构能够保持静态平衡状态[2]。
（四）多防线原则
建筑结构的整体安全性需要设计多道保护防线，通过结构之间的相互作用，共同抵抗外力破坏，将外力带给建筑的损失降至最低。而不能单独依靠某个构建的自身强度承担外力作用。基于这一原理，框架剪力墙和多肢墙结构得到了广泛应用，取代了传统的纯框架和单片墙，可以为建筑结构稳定性提供多重保护。
二、建筑结构的合理设计方案探讨
（一）主要构件设计
在构件设计方面，应合理设计构件的最大、最小配筋率极限值，使建筑整体结构在地震等外力作用下，能够具有一定的延展性。构件最大、最小配筋率设计需要根据具体的建筑物进行分析计算，明确两者之间的范围，确保极限值的合理性。应严格按照规范要求进行材料选择，在满足强度要求的基础上，确保钢筋的延伸长度和锚固长度等设计合理。在设计过程中，应做好融热通风措施，确保建筑构件能够及时散热，避免因屋面温度应力导致墙体开裂。构造柱的设计要符合抗震设计要求，在建筑物高度范围内，做到上下贯通，准确对接。从低于50cm和基础圈梁到墙压顶，应确保构造柱与圈梁、楼板等结构的拉结符合要求。构件设计是建筑结构设计的基础，必须确保构件设计方案的合理性。构造柱与基础的连接方式如图1所示。
图 1 构造柱与基础的连接方式
（二）结构计算要求
在建筑结构计算方面，主要应满足以下几方面要求：（1）底框砌体结构的验算要求，底部剪力法一般适用于刚度均匀的多层建筑结构，而含有薄弱层的底层结构框架，则要考虑其塑性形变影响。混合结构的底层框架在分配剪力时不能简单按照框架抗震墙的设计方法进行计算，特别是只有底层框架抗震墙的结构，应采取双保险方法，按刚度比例承担剪力，计算刚度是不能折减框架。此外，还要考虑底层框架柱在地震作用力下的倾覆力矩；（2）合理选择楼板计算防范，连续板计算不能用单向板计算方法代替，双向板计算不能忽略材料泊松比的影响；（3）确保荷载计算的准确度，避免因活荷载折减问题、用料计算与实际不符等，对计算结果产生影响；（4）在进行结构计算的基础上，还要结合工程设计经验，对计算结果加以检验，共同确保结构设计的合理性。
（三）抗震性设计
抗震性设计在建筑结构设计中具有重要作用，建筑结构设计必须满足相关标准规定中的抗震性设计要求。无论是建筑框架剪力墙结构设计还是多层砖混结构设计，都要从抗震设计角度出发，满足建筑抗震设防要求。在抗震性设计方面，应根据建筑结构特点，采取有效的设计方法，主要包括：（1）多层砌体结构的抗震性设计，可采用横墙承重结构体系或纵横强承重结构体系，若采用纵横墙结构，要保证上下连续性和均匀对称性，不能在房屋转角处设计楼梯，避免在地震作用下发生坍塌；（2）钢筋砼结构抗震性设计，应布置双向抗震墙和抗侧力结构，分担水平方向地震作用力。合理设计抗震墙之间的屋盖长宽比，确保墙体自身强度。
（四）地基沉降问题处理
在高程建筑设计中，通常会采用桩筏基础或桩箱结合型基础，满足建筑结构的埋深要求。设计时要确保箱体整体刚度符合要求，群桩形心要与上部结构重心在竖直方向重合，若建筑基础的土层起伏较大，同一结构的桩端应位于同一土层中。对于软土层较厚的情况，需要采用地基处理法控制建筑结构沉降。在具体方法选择过程中，应充分考虑地基和建筑结构特点，选择成熟度较高的处理方案。
结束语：综上所述，建筑结构设计影响重大，遵循基本设计原则，可以为建筑结构的稳定性提供保障，避免在外力破坏作用下发生整体垮塌。在此基础上，采用合理的设计方案和设计方法，满足结构计算、抗震设计等方面的要求，可以提升建筑结构设计的合理性，确保建筑使用安全。
参考文献：
[1]康志宏.高层剪力墙结构住宅优化设计研究[D].清华大学，2014.
[2]余金凤.探讨建筑结构设计的基本原则与合理设计方案[J].科技创新导报，2013，（03）：63.
论文作者:郭金海,王志坤
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/4
标签：建筑结构论文; 建筑论文; 构件论文; 结构论文; 结构设计论文; 抗震性论文; 原则论文; 《基层建设》2017年第36期论文;