影響建筑結構設計的因素

【摘 要】建筑既是一門技術，又是一門藝術。好的建筑可以成為一個城市的地標和代表，不好的建筑存在就是一種危害。隨著城市發展水平的不斷提高，越來越多的建筑拔地而起，因為建筑結構的設計直接決定著建筑的施工與質量，所以把握建筑機構設計的基本原則，分析影響建筑結構設計的因素，可以更好的提高建筑抗倒塌的能力，延長建筑的使用壽命，使廣大居民生活的舒適安心。

【關鍵詞】建筑；結構設計；影響因素

0.前言

建筑是構成城市景觀的主體，建筑的設計工作非常龐大，其既要滿足建筑的美觀，又要保證建筑的可靠性，對結構設計的各個方面都有著很高的要求。隨著科學技術的不斷發展，越來越多的材料技術應用于建筑的施工之中，它們在提高建筑的受力和結構特性等方面起著很重要的作用。

1.建筑結構設計的基本原則

1.1選擇適合的建筑結構的體系

選擇適當的計算簡圖是保證結構安全的重要條件，實際結構的節點不可能是純粹的鉸結點和剛結點，但與計算簡圖的誤差應在設計允許范圍之內。明確合理的地震作用傳遞徐徑；避免因部分結構構件的破壞而導致整個結構喪失承受重力、風載和地震作用的能力；結構體系應具備必要的承載能力和良好的變形能力，從而形成良好的耗能能力。一個合理的設計必須選擇一個經濟合理的結構方案，也就是要選擇一個切實可行的結構形式和結構體系。結構體系應受力明確，傳力簡捷。同一結構單元不宜混用不同結構體系，地震區應力求平面和豎向的規則都是建筑結構設計的基本原則。

1.2因地制宜

因地制宜是建筑結構設計的基本原則之一，任何結構設計都離不開地理環境，設計師要搜集該區域的地質信息來決定該位置能承受何種高度的建筑，應當選擇何種建筑材料才能保障建筑的可靠性。基礎設計應根據工程地質條件，上部結構類型與載荷分布，相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進行綜合分析，選擇經濟合理的基礎方案，設計時宜最大限度地發揮地基的潛力，必要時應進行地基變形驗算。建筑設計師需著眼于對綜合環境和氣候因素的治理和利用，并將其轉化為高品質、高舒適度的空間和完美的形式。只有考慮建筑物全生命周期的設計，才能減少資源的浪費，有利于建筑投資對社會的貢獻，有利于改善社會環境，實現社會資源的最優化。

1.3結構設計的基本要求

結構設計始終要牢記“強柱弱梁、剪弱彎、強壓若拉原則”，注意構件的延性性能；加強薄弱部位；注意鋼筋的錨固長度，尤其是鋼筋的執行段錨固長度；考慮溫度應力的影響力。結構的質心與剛心不可能完全重合，在結構的扭轉振動過程中，角柱的相對側移最大，即扭轉也使角柱處于不利狀態，因此為了防止角柱的斜向壓彎及扭轉破壞，不能使柱截面太小，同時要特別注意箍筋的加密，增加箍筋對受壓區混凝土的約束作用。建筑結構設計需要對施工過程中可能出現的問題進行預測和分析，以避免措手不及的事情發生。

2.影響建筑結構設計的因素

2.1水平荷載是影響建筑結構設計的主要因素

任何建筑結構都要抵抗豎向荷載和水平荷載，在低層和多層結構設計中，往往是以重力為代表的豎向荷載起控制作用，對于高層結構的設計，盡管豎向荷載仍對結構設計產生重要作用，但起控制作用的是水平荷載。一方面，因為高層建筑樓房自重和樓面使用荷載在豎構件中所引起的軸力和彎矩的數值，僅與建筑高度的一次方成正比；而水平荷載對結構產生的傾覆力矩以及由此在豎構件中引起的軸力，是與樓房高度的兩次方成正比；另一方面，對一定高度的建筑物，作為其水平荷載的風荷載和地震作用將隨結構動力特性的不同而有顯著的變化。

2.2軸向變形是影響建筑結構設計的重要因素

采用框架體系和框架—剪力墻體系的高層建筑中，框架中柱的軸向壓力往往大于邊柱的鈾向壓力，中柱的軸向壓縮變形大于邊柱的軸向壓縮變形。當房屋很高時，此種差異軸向變形將會達到較大的數值，其后果相當于連續梁的中間支座產生沉陷，從而使連續梁中間支座處的負彎矩值減小，跨中正彎矩值和端支座負彎矩值增大。對于框架柱來講，軸壓比越小，在往復水平荷載作用下其滯回曲線越豐滿，即其耗能能力越大、延性越好；相反對于短柱，即柱凈高與截面高度之比小于4的柱，在往復水平荷載作用下其滯回曲線呈較瘦的反s形，耗能能力降低、延性較差，呈剪切破壞。

2.3結構側移是影響建筑結構設計的關鍵因素

結構側移是建筑施工過程中常見的現象，所以在建筑結構設計的過程中也要保證有提前的預測和分析。地震對建筑物的破壞程度，主要取決于結構側移大小，如果結構變形能力不足以抵御地震輸入能量對結構變形的要求，結構則會發生倒塌，這就決定了結構側移在影響建筑結構設計中的重要性。在框架體系或框筒體系中，角柱的受力要比其它柱差。地震動的斜向或雙向輸入，使角柱雙向受彎或雙向受剪，由此引起的雙向偏心將與重力荷載作用下的雙向偏心疊加，使其雙向偏心值很大，角柱處于更加危險狀態。相對于底層建筑而言，高層建筑的結構更柔和一些，在地震作用下的變形更大一些。為了使高層建筑結構在進人塑性變形階段后仍具有較強的變形能力，避免倒塌，特別需要在構造上采取恰當的措施，來保證結構具有足夠的延性。

2.4團隊建設是影響建筑結構設計的主觀因素

眾所周知，建筑結構的設計主要是由設計師團隊來完成的。不同類型的設計人員的專長是不一樣的，將不同設計專長的設計師整合在一起，是完成建筑結構設計的重要條件。團隊成員之間的優勢互補，其工作的總體績效遠遠大于個體成員績效的總和，建筑的技術與藝術的統一，很大程度取決于建筑師與結構工程師的合作。建筑師要創造出美的建筑，應樹立正確的責任感。在建筑設計過程中，建筑構思必然牽涉到結構構思，特別是技術含量頗高的大空間公共建筑，其建筑構思需要與結構構思同步進行，建筑師進行結構構思所應具備的知識包括有關結構形式的幾何特征、受力特點、材料選擇、穩定措施等概念性知識。團隊建設的另一方面是資源的整合利用，信息的傳遞途徑。建筑設計信息對建筑設計有重要作用，建筑師對信息的理解將指導建筑師的創作。不同設計小組之間既能方便地交換信息，又能依據不同角色的職能來管理信息.從而可以協調員工之間的分工合作，嚴格控制建筑設計數據，保證在設計過程中，把正確的信息，在需要的時刻，利用計算機網絡傳輸方式，傳遞給需要的人，實現信息的有效快速交流，有利于維護建筑數據的一致性，提高工作效率。

3.結語

隨著生活水平的不斷提高，建筑行業的發展也逐漸進入鼎盛時期。建筑結構的設計由于考慮的因素有很多，所以是建筑工程首先應當解決的問題。本研究重點分析了建筑結構設計的基本原則及影響建筑結構設計的因素如水平荷載、結構側移、軸向變形和團隊建設等多個方面，對相關的問題進行了闡釋。希望我國建筑行業能夠有新的發展和變化，為居民創造更加安全舒適的家居環境。 [科]

【參考文獻】

[1]蔣新梅.淪高層建筑結構設計之常見問題的分析[J].四川建材，2009，（02）.

[2]岳軍，魏續迪.淺析高層建筑結構施工與設計[J].科技信息，2011.（10）.