——围绕结构选型、结构设计、绿色建材分析
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摘要：随着我国政府倡导创建资源节约型、环境友好型社会的理念日渐深入人心，近年来我国绿色建筑领域实现了较为长足的进步，基于此，本文就绿色建筑的结构选型、结构设计、绿色建材分析展开了具体研究，希望由此能够为我国绿色建筑的进一步发展带来一定启发。
关键词：绿色建筑；结构设计；绿色建材
前言：虽然近年来我国在经济与社会领域取得了令世界瞩目的发展成果，但随之而来的城市雾霾、温室效应等问题，却时刻提醒着我国当下环境问题的严重。建筑领域长期以来都是资源消耗、环境污染的大户，而如果能够将可持续发展、节能减排等理念与建筑相结合，我国当下所面临的环境问题就将大大缓解，而这也正是本文围绕结构选型、结构设计、绿色建材分析展开绿色建筑结构设计的原因所在。
1.绿色建筑结构设计中的结构选型
1.1结构选型原则
绿色建筑本身属于以保护地球资源为理念的建筑模式，其具备着节能性、环保性、经济可持续性特点，而在这类建筑结构设计的结构选型中，设计人员则必须遵循结构整体性、合理适中、尊重自然三方面原则。
1.1.1结构整体性原则
绿色建筑能够凭借自身开放体系与自然界实现最完美的的融合，而为了保证这种融合带来的环境效益最大化发挥，设计人员就必须在设计中做到局部利益服从长远利益，也就是遵循结构整体性原则进行绿色建筑结构设计。在结构整体性原则作用下，绿色建筑的整体效应能够得到有力保障，南海意酷建筑项目屋顶实现的拔风目标对屋顶结构的要求、华南理工大学图书馆的夏式遮阳要求窗体附近结构如何处理均属于结构整体性原则应用的典型[1]。
1.1.2合理适中原则
合理适中指的是绿色建筑结构设计需要拥有合理的结构体系与适中的经济成本，这些本身也属于绿色建筑特性的直观展现。在笔者的实际调查中发现，我国当下很多建筑在结构设计中往往会出现结构体系富余度大的问题，而这一问题带来的建设成本上升、资源浪费就与绿色建筑理念背道而驰，节能效果无法把握的建筑自然不可以被称作绿色建筑。
1.1.3尊重自然原则
与自然和谐统一、完美融合是绿色建筑必定具备的特点，而为了保证这一特点能够在建筑结构设计中得到体现，设计人员在设计过程中必须充分考虑自然、生态等因素，以往单纯以人类为中心的设计思想必须被摒弃，只有在建筑结构设计中做到尊重自然法则、维护生态平衡、注重生态保护，绿色建筑才能够真正做到取之自然、回归自然。
1.2绿色建筑结构选型
除了遵循刚刚提到的三方面绿色建筑结构选型原则外，绿色建筑结构选型设计还需要从满足建筑使用功能要求、满足建筑精神功能要求的角度入手。
1.2.1满足建筑使用功能要求
绿色建筑虽然提倡与自然和谐统一、完美融合，但其作为建筑的使用功能也必须在结构设计中得到保障，为此设计人员在绿色建筑结构选型设计中首先需要考虑的就是建筑的使用功能要求是否得到满足，而由此获得的建筑物尺寸、规模、相互关系等信息，由此实现的空间使用效率提升、维修费用节约、照明空调负荷降低，也将为绿色建筑理念的落实提供有力支持[2]。
在某高层建筑结构选型设计中，设计人员采用了肋梁结构体系，并将梁的高度控制在跨度1/13，这主要是为了降低不必要的结构构件高度，由于该建筑选择了密肋楼盖，设计人员将楼盖高度控制在了跨度的1/20，而由于建筑的柱距为9m，采用密肋楼盖的建筑梁高则控制在了70cm、密肋楼盖高则为47cm，而由于该高层建筑共30层，这就实现了每层23cm的结构高度降低，绿色建筑结构选型设计的有效性由此实现了主观传达。
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1.2.2满足建筑精神功能要求
随着近年来我国经济与社会实现的快速发展，建筑精神功能的受重视程度日渐提升，而为了保证绿色建筑能够在结构选型设计中拥有一定精神功能，设计过程就必须实现结构选型与建筑空间艺术形象的融合，建筑的美也才能够实现更好传达。佛罗伦萨运动场大看台属于绿色建筑结构选型设计满足建筑精神功能要求的典型，这一出自意大利建筑师奈尔维之手的绿色建筑利用了伸出17m的雨篷挑梁实现了挑梁外形与其弯矩图统一，而利用混凝土可塑性实现的挑梁外轮廓艺术处理、挑梁支座的三角形孔使用，则实现了该建筑结构自重的降低，这种恰如其分的艺术设计，直观说明了满足建筑精神功能要求在在绿色建筑结构选型设计中重要性。
2.绿色建筑结构设计
绿色建筑结构设计本身属于一个较大的命题，鉴于本文篇幅限制，本环节研究将主要围绕构件形式选择、结构可靠度及耐久性保证两方面展开。
2.1构件形式选择
如果绿色建筑结构设计能够选择节材效果明显的构件形式，绿色建筑的性能就将实现一定程度的提升，预应力混凝土结构、钢与混凝土组合结构、空心混凝土构件均属于设计人员可以选择的构件形式。
1）预应力混凝土结构能够实现截面尺寸减小、混凝土材料消耗降低、结构自重减轻，而配合使用强度高达1570~1860MPa的高强预应力筋，建筑的钢筋用量也将实现大幅度下降，同时带来的良好的延性和耗能能力还将提升绿色建筑的抗震性能。
2）钢与混凝土组合结构能够实现两种材料优点的集中发挥，绿色建筑结构构件的强度与刚度由此就将实现大幅提升，这对于绿色建筑理念的落实也能够带来一定帮助。
3）空心混凝土构件随着科技发展已经能够实现30%的空心率，而由此实现的混凝土节约、自重减轻，还能够保证绿色建筑的保温、隔热、隔声性能。总的来说，空心混凝土构件具备节省材料、减轻自重、提升建筑抗震性能、降低总体造价等优点，这些都能够为绿色建筑结构设计提供有力支持。
2.2结构可靠度及耐久性保证
可靠度与耐久性同样属于绿色建筑的重要指标，为此设计人员必须从最低混凝土强度等级、最大氯离子含量、非碱活性骨料、混凝土保护层厚度、定期维护五方面入手进行绿色建筑结构设计，并遵循《砖混结构房屋加层技术规范》、《砌体工程现场检测技术标准》等规定，高强混凝土、高强度钢、高耐久性与高性能的碳纤维材料应用也将为绿色建筑的可靠度与耐久性保证提供支持。
3.绿色建筑结构设计中的绿色建材分析
绿色建筑结构设计中绿色建材的选用也必须得到重视，设计人员在绿色建筑结构设计中需要从原材料选用、生产技术、生产过程、使用过程、废弃过程五方面角度进行绿色建材的分析。
1）原材料选用角度的分析要求绿色建筑结构设计尽量使用废弃物，尾矿、废渣、垃圾都可以成为绿色建筑的一部分。
2）生产技术角度分析需要考虑绿色建材生产技术，应用低能耗制造工艺、不污染环境生产技术的绿色建材应成为设计人员的首选。
3）生产过程角度分析主要针对有毒有害催化剂与重金属等有害物质，污水的处理也需要得到重视。
4）使用过程角度分析主要是为了保证生活质量、无毒无害性能。
5）废弃过程角度分析需要考虑绿色建材的可循环利用与可回收利用，以此实现污染环境废弃物生产的最大化避免。
结论：综上所述，绿色建筑结构设计在我国资源节约型、环境友好型社会创建中发挥着不俗的效用。而在此基础上，本文研究所涉及的绿色建筑结构设计实例则证明了本文研究的实践价值。因此，在绿色建筑结构设计中，本文研究具备着较高参考价值。
参考文献：
[1]袁振华.分析绿色建筑的高层剪力墙结构优化设计[J].建材与装饰,2016,20:110-111.
[2]倪树栋.绿色建筑结构设计分析[J].中外企业家,2015,24:99.
论文作者:樊科毅
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/20
标签：建筑论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑结构论文; 混凝土论文; 构件论文; 设计人员论文; 《防护工程》2017年第15期论文;