建筑結構設計要點探析

【摘要】通過對以往的建筑結構設計的經驗進行總結，同時總結結構設計時的設計要點，可以提高建筑的安全性和延長建筑物的使用壽命。本研究概述了結構設計的目的和基本原則，同時闡述了結構設計的要點，以及詳細分析了高層建筑結構結構設計。

【關鍵詞】建筑結構；建筑設計；要點

建筑結構設計與建筑的質量息息相關，其在建筑行業中占據舉足輕重的地位。隨著科技的發展，我國在建筑結構設計方面已經取得了令人欣慰的成績，并且積累了一定的經驗，但是時代在發展，可以既在進步，建筑結構設計的技術的發展仍然任重而道遠。所以，我國在建筑領域中的建筑結構設計中投入了大量的人力和物力，對結構設計進行了大量的研究，并且也見到了一定的成效。建筑工程的質量的高低直接決定著人民的生命財產是否安全，而設計和施工是決定工程質量好壞的兩個重要因素。因此，對建筑結構設計的相關知識的介紹存在一定的必要性。

1. 結構設計的目的

建筑行業中的結構設計存在一定的目的性，而這些目的主要體現在以下三個方面。第一方面，結構設計的首要目的具有安全性，所謂的安全性是指所設計的結構能夠承受外界帶來的負載和變性，這樣可以確保建筑的安全，從而保證人民的生命安全和財產安全；第二方面，結構設計增加了建筑的適用性，換而言之，結構設計要保證在建筑投入使用時，建筑的各個方面都具有工作性；第三方面，結構設計有助于建筑的耐久性，在建筑進行設計時，都有相應的使用年限，尤其是在投入使用時，要確保建筑的耐久性，從而確保建筑的使用年限。

2. 建筑結構設計的技術原則

遵循建筑設計結構設計中的相關原則，可以保證建筑結構具有安全性、適用性和耐久性。首先，建筑結構設計中要重點考慮抗震，可以通過抗震試驗分析抗震指數，從而確定剪力墻的數量，這樣對抗震性能的提高具有顯著的作用；其次，電梯井壁的設計也是建筑結構設計需要考慮的重要因素之一，其需要用粘土磚砌筑；再次，在有地下水位較高時，在設計是要對其進行防水處理；最后，布局規范性也是結構設計需要考慮的重要因素之一，具體情況具體分析，策劃出一套較好的結構方法和措施。

3. 建筑結構設計的基本要點

3.1 建筑結構設計的主要因素

建筑結構設計中的基本決定因素是水平荷載。就一般情況而言，豎構件中在有外力的荷載時會導致軸力的產生和樓面發生彎矩，而且這種變化以及樓房的自重均是隨著樓房高度的變化而發生變化，且呈現正比的關系。而且，在豎構件中產生的軸力以及力矩的水平外力荷載與樓房高度的平方成正比例關系。在建筑結構里，尤其具有一定高度的建筑，其豎向的荷載有固定的值，但是在發生地震時產生的水平荷載和風荷載卻隨著外界的變化而變化，因為建筑結構的基本性質存在一定的差異性，而使得地震時發生的振幅不同。因此，在對建筑進行結構設計時，要將水平荷載這一重要因素考慮其中。

3.2 控制建筑結構設計的基本指標

與低層的建筑結構存在很大的不同，高層建筑結構設計中的重要因素之一是結構側移。當在外力作用下產生了水平荷載時，建筑就會發生結構側移，結構側移的距離與建筑結構的高度呈正比的關系，這一定程度上也確保了結構側移在一定的水平范圍內。水平位移和外力荷載的關系直接關系到建筑質量的高低，而只有控制好了建筑中的水平位移和外力荷載的相應關系，才能提高建筑的相應質量。

3.3 建筑結構中的結構軸向變形

對于高層建筑而言，其在受到很強的豎向荷載時，建筑中承受主要力量的柱子內部會發生很強的軸向變，與此同時，也會發生相應的連續彎矩，這樣無疑增加了端支座負彎矩的值和跨中正彎矩的值，同時負彎矩值在一定程度上得到了降低。軸向變形也影響著建筑構件中的下料的長度，如果想調整對預制構件中的下料的長度，就要對調整軸向變形的計算值。

4. 詳細分析高層建筑結構結構設計

高層建筑是目前建筑行業的重要新興建筑之一，也是社會發展催生出的重要產物之一，高層建筑結構的構成一般包括了分析簡體框架和剪力墻，兩者通過水平平樓板相互連接。這樣就增加了分析高層建筑的結構的難度，尤其是在三維的空間中進行分析時。因此，在對高層建筑機構進行分析時，需要引入相應的假定計算模型。

4.1 剛性樓板假定模型

對高層建筑結構設計進行分析時，由于實際情況要復雜的多，要想使分析順利進行，需要進行一些假設。例如，把建筑結構平面外的剛度最小化，而使得結構平面內的剛度最大化。進行假設的好處主要有以下幾點，第一點是將結構設計的計算方法簡單化了；第二點是結構位移的自由度降至最低；第三點是提高了空間薄壁桿件理論在簡體結構計算是的利用率。這個假設模型一般適用于剪力墻和框架兩種體系中，但是不適用與突變的豎向剛度結構中，因為突變時會產生較大的樓板結構變形。在遇到特殊的問題時，需要對剛性樓板假定進行相應的調整，最顯著的例子是在層數不多、樓板剛度不高的情況下，抗側立結構構件的間距較大時，對其結構頂部的位移、內力、底部均會產生很大的影響。

4.2 計算圖形的假定方法

一般情況下，高層建筑結構都會進行三維空間分析。而三維空間分析的主要方法之一是計算圖形的假定方法。相對于二維協同的分析方法，三維空間分析將抗側力結構構件的公共節點在樓面外的位移考慮在內。同時三維空間分析方法更加注重了結構平面的扭轉剛度和剛度兩者方面。如果對桿單元中的單個節點進行分析時，會發現每個節點都存在六個自由度。然而在采用最為常用的符拉索夫薄壁桿理論進行分析時，會發現分析的深度和廣度都有待于進步。

4.3 小變形假定

小變形假定也是目前分析高層建筑結構最為常用的方法之一，該種方法的主要特點是該方法的分析角度是進行幾何非線性分析，即P-△效應方面，這樣更接近與實際的情況。這個方法需要注意的一點是當結構點的水平位移比上建筑物的高度的值高于0.002時，P-△效應產生的結構影響會比較顯著。

4.4彈性假定

彈性假定的計算方法也是分析高層建筑結構的重要方法之一。如果結構在受到垂直荷載的情況下，彈性工作的時間會大大延長，這樣大大增加了彈性假定與實際建筑結構的吻合度。但是，在實際生活中，不可避免的會發生地震、強風等不可避免的自然災害，這樣會使得建筑結構發生很大的位移，從而出現裂縫的現象，這時的工作狀況就稱為彈塑性的狀態。這時用彈塑性動力分析法在分析建筑機構時發揮了舉足輕重的作用，從而更加真實的反應出建筑結構的工作狀態。

結 論

綜上所述，對建筑結構進行設計存在一定的目的性和原則性，只有在明確建筑結構分析目的的情況下，才能更好的遵循建筑結構分析中的基本原則，這樣才能保證建筑結構的高質量和高要求。同時，建筑結構設計的基本要點技術不僅影響著建筑業的發展，同時也直接影響著建筑結構的質量。由于結構設計要點技術涉及的內同非常對、范圍比較廣，再加之我國在結構設計要點方面的研究的深度還不夠，這使得我國在建筑結構設計方面還有很大的發展空間。所以我國要不斷的培養建筑領域的相關人才，加強對建筑結構技術要點的分析和重視，從而研究出更有利于提高建筑的質量，從而促進建筑行業的快速發展。

參考文獻

[1]梁德. 高層建筑結構設計要點分析[J]. 建材技術與應用， 2013，（ 6）：15-17.

[2]黃俊星. 對于高層建筑內外部設計要點探討[J].城市建設理論研究2012，（8）：123-124.

作者簡介

姓名：蘇永光 性別：男 出生年月：1986年06月19日 職稱：建筑結構助理工程師 主要從事的工作：結構設計 工作單位：廣東省惠陽建筑設計院 郵編：516211