建筑結構設計基本原則及合理設計方案探析

施東昊　段國令

摘 要：由于現代人們對建筑物的要求越來越高，建筑樣式層出不窮，建筑結構設計就變得尤為重要。文章就建筑結構設計的基本原則、建筑結構設計方案及主要方法做基本論述。

關鍵詞：建筑結構設計；設計原則；合理設計方案

隨著社會經濟的快速發展，城市建設步伐加快，建筑行業也得到飛速的發展。在當今社會，建筑行業的健康發展，離不開建筑結構設計水平的發展與進步。建筑結構設計的合理性與適宜性對于整個建筑物的質量和安全都起著重要的作用。建筑結構設計人員的技術水平和標準執行方面都有很大的提升空間。建筑結構設計人員在進行建筑設計過程中一定要遵循設計原則。

1 建筑結構設計的基本原則

作為建筑結構設計的專業人員，在進行建筑結構設計過程中，有兩個設計元素必須要考慮，即強柱弱梁和強剪弱彎，通常被專業設計人員形象的描述為“抓大放小和分清主次”。這兩項元素考慮合理，設計合理，可以有效避免建筑物建筑物受到強大外力時遭到破壞，提高建筑物的穩定性，特別是能保證其核心構件不被破壞，使其建筑物整體穩固，不會倒塌，防止人們的生命財產安全遭到威脅。

建筑結構在設計過程中即要考慮建筑物的剛性適度，又要使其柔性適中，只有剛柔共濟，才可能保證建筑物質量穩定，防止坍塌或內部軟體傾覆現象發生。建筑物的剛性如果太強，則其建筑物承受變形的能力就會下降，當外界發生較大波動，破壞力增大時，建筑物自行調節變形的能力弱，自然會導致大面積坍塌，甚至全部破壞，造成人們生命財產的損失。建筑物設計結構如果太柔，建筑物的穩定性就相對較低，當有外力作用時，建筑物自我調節進行變形，由于柔性太強，這個變形會產生過度現象，過大的變形會導致建筑物軟體傾覆。所以說，建筑結構設計過程中，一定要剛度、柔度同時考慮，做到適中、適宜，確保建筑物既能適當變形，又能保證其穩定性。

建筑結構設計過程中，要做到多方面考慮，對每一個建筑設計環節都要重視，嚴格按標準規范要求設計，從建筑物的整體結構出發，設計多道防線，步步設防，從而保證建筑物的整體結構安全。當有外界環境破壞時，建筑物的每一個部位都起到抗擊外力的作用，形成一個抗擊的整體，使災難造成的損失降到最低點。

近些年來，由于外力破壞，造成很多的建筑物坍塌等事故。通過事故后的分析發現，這些坍塌事故很大一部分是由于建筑物的節點破壞造成的。所以，根據這個統計結果，要想從根本上解決問題，就得解決節點的結構問題，通過研究，作者認為打通建筑結構中的節點，可以最大程度的減弱外力，從而提高建筑結構質量。需要注意的是，在進行節點打通施工中，不要野蠻操作，要盡量避免不合理的現象發生，認真考慮整個工程的平衡狀況，以而保障節點打通以后建筑的質量依舊良好。

隨著社會的發展，人們生活水平的提高，人們對于建筑環境的要求也越來越高，不僅要求居住環境空間滿足使用要求，又要求建筑外界環境滿足生活需要，要求其做到綠色、環保，以使得有益于身體健康。隨著環境污染的加劇，人們越來越渴望生活在綠色的空間中，因此綠色生態型建筑得到越來越多人的喜愛，建筑設計過程中，要充分考慮建筑物建設地段的環境、土地、植被特點，全面設計所屬區域的內外部環境空間，確保其綠色環境符合人們的使用要求。

2 建筑結構的合理設計方案

對于多層建筑物，如果其剛度比較適中，對于底層框架結構通常采用底部剪力法進行驗算。如果底層框架具有有薄弱層的混合結構特點，在進行底框與砌體的驗算過程中，要考慮塑性變形對其質量的影響。

在進行建筑結構設計時，采用雙向板查法計算，充分考慮材料泊松比對建筑質量帶來的影響。對于簡單的使用單向板計算法，否則，可能由于跨中彎矩沒有及時調整，導致計算值偏低。

避免荷載計算錯誤。建筑物結構設計過程中，載荷計算的準確性對于建筑物的質量與安全特別重要。對于結構設計人員，在進行載荷計算時，不能靠老方法、經驗值隨意給出載荷范圍，而是要根據建筑物的用途，結合建設環境與整體結構，設計出科學、合理的載荷范圍。這樣即能提高建筑物穩定性，又能防止其受到人為破壞。

3 建筑結構設計方案的主要方法

3.1 結構平面圖上的設計方法

如果建筑的地域的防震烈度為六度區的時候，按照我國的防震設計要求，可以不必采用截面抗震驗算，但結構的設計也一定要達到抗震的標準。所以對于砌體結構的建筑，軟件建模可以省略，在進行設計的時候只要注意受壓和局部受壓的問題，就可以直接設計。

3.2 屋面結構圖的設計方法

如果建筑的屋面是坡面式的，可以采用梁板式和折板式兩種的結構處理方式。其中，梁板式可以用在建筑平面不整齊，板的跨度比較大，而且，一般屋面坡度和屋脊線轉折比較復雜的坡屋面也都采用這種結構。而折板式則和梁板式的適用條件相反。

3.3 大樣詳圖的設計方法

建筑詳圖如果沒有發生錯誤，在這基礎上可以進行繪制大樣詳圖，還可以在曾經做過的詳圖基礎上進行部分的改進。只要讓建筑的整體外形不改變，考慮到結構的受力能力和施工起來比較方便即可。但在外形尺度和標高上必須和建筑專業統一協調。

3.4 樓梯的設計方法

在設計樓梯時，對樓梯的梯板要控制好它的撓度，梯梁的梁下凈高度要符合建筑標準，梯梁的位置要使上下樓層的位置一致。如果遇到有些不合適的地方可以運用折板樓梯，折板樓梯的鋼筋在里面的折角處要把它斷開分別進行錨固，這樣可以預防局部應力集中在一處。對于梁下的凈空要求和梯板寬度的問題都要注意。第一段梯板的基礎要注意它的基礎沉降問題，如有必要應該設置梯梁。

3.5 房屋抗震要求

由于地區地質條件的影響，板塊的運動，導致地震的發生，為了保證人們的生命財產安全不受到威脅，進行建筑物結構設計時要充分考慮抗震要求，尤其對于抗震烈度要求高的區域，一定要合理設計，防止地震使建筑物造成坍塌。對于普通的多層建筑物，設計過程中，要使得橫墻承重，或采用縱橫墻一起承重，特別注意的是，要使得縱橫墻承重受力均衡，上下要連接好，平面內要對整齊，避免受力不均造成破壞。對于樓梯的設計也有特別的要求，樓梯盡量不要設計到房屋的拐角處和近端，不利于防震。對于建筑物的整體框架也要注意對其抗震墻的長寬高度比進行控制，對其抗震墻的剛度進行控制，保證連接可靠，結構堅固，對于建筑結構空間復雜的建筑物，還可以采用防震縫的設計方法。

4 結束語

建筑結構設計工作對于建筑物的整個建設過程十分重要，直接決定著建筑物的質量與安全。對于建筑結構設計人員，要不斷提高專業技能，認真思考，綜合考慮各方面因素，以確保設計的建筑物結構滿足使用要求。作者作為一個建筑結構設計專業人員，結合自己多年的工作經驗，就建筑結構設計的基本原則、建筑結構設計方案及主要方法做一些闡單的論述，希望給同行業學者以借鑒。

參考文獻

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