淺談建筑結構設計的應用

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摘要：筆者長期從事建筑結構設計工作，本文主要從事論述建筑結構的組成和設計等內容，旨在與同行探究學習共同進步。

關鍵詞：建筑的內容；組成；設計特點

據數據分析，地震災害在國內的經濟發展與社會發展帶來了嚴重的災害。所以在房屋建筑的結構設計中，首先要對建筑結構的抗震性要充分考慮，針對地震災害采取相對的預防措施。盡量避免減少地震災害對于房屋建筑的損壞，確保人們的生命安全和財產安全。本文對于房屋建筑結構中展開了淺談。

一、建筑結構的組成

建筑結構是建筑物的主要受力主體。建筑結構可理解為建筑物的空間骨架部分和建筑物的傳力體系等結構組成。

（1）下部結構

下部結構的作用是將上部結構傳來的力傳給地基，下部結構的組成是由地下室和基礎等部分構成。

（2）上部結構

水平結構體系是由各樓層的樓蓋和屋頂的組成。它們不僅需要承受樓、屋面的豎向荷載，把這些豎向荷載傳遞給豎向結構體系；同時把各樓層的水平力傳遞和分配給豎向結構體系。我們都知道，豎向結構體系通常主要承受樓、屋頂傳來的豎向力和水平力，并且將這部分力傳遞給下部結構。因為結構物抵抗側向的能力非常重要，而且這種能力最主要是由豎向結構體系提供，所以我們常常把豎向結構體系稱為抗側力結構體系。

2、以上部結構的結構類型來命名是建筑物的結構類型分類的一種方法。

（1）通常按結構材料可分為：鋼結構、混凝土結構、砌體結構、組合結構和 混合結構等。

（2）按豎向結構體系又分為：剪力墻結構、框架結構、排架結構、框剪結構和筒體結構等。

二、建筑結構設計的內容和階段

1.建筑結構設計是由工程設計的重要構成部分，可分為三個階段：初步設計（方案設計，可選用合理的結構類型和結構方案）施工圖設計（建筑結構的具體計算和繪制施工圖）但也可以把初步設計階段的方案和施工圖設計階段合并成為二階段，技術設計（初步確定結構的布置和結構部件的尺寸以及需要采用材料的強度等級）。

2.工程建設包括：工程勘察、工程施工和工程設計

（1）施工圖設計階段的主要內容：結構施工圖紙結構以及設計說明，把整個設計過程中的每項技術工作歸類成設計計算說明書存檔。對重要建筑物當有所需時，也要按實際情況給出竣工圖。

（2）初步設計階段可分為：技術經濟比較和上下部結構方案比較這兩種。初步設計通常也稱為方案設計。

（3）技術設計階段主要分為：豎向布置和結構平面。結構的整體承載效應分析對受力狀況特殊的結構部分展開了詳細的結構分析和探討，確定主要的結構措施、薄弱部位的技術以及重要部位等相關的措施。

三、建筑結構設計的特點

（一）水平承載

建筑的自重和建筑面積使用的承載在豎構造中所引起拉力和彎矩相關的數值，僅僅和建筑高度的一次方成正比關系，而水平承載對結構所產生的作用同時也引起的軸力，但與建筑的二次方成正豎向承載大部分是定值，其余數值隨著結構動力特性的不同而產生變化。

（二）側移

高層建筑在設計中也慢慢的成為了側移的一個關鍵性的因素，伴隨著樓層的增加然而使得水平荷載下結構的側移變形迅速的在增大。

（三）軸向變形

在高層建筑中，豎向荷載的數值是很大的，能夠引起比較大的軸向變形，也會對連續梁彎矩產生相對影響的作用，還會對預制結構下料長度產生相對的影響因素。

（四）結構延性

高層建筑對于建筑來說是比較弱，然而結構也會相對的柔弱一些，所以在地震的狀況下變形幅度也會大些，因此要在構造上采用相對恰當的方法來確保建筑結構的延續性。

四、房屋建筑結構設計的規則性

1.合理處理房屋建筑的防震縫 若房屋建筑結構產生不規則，要盡快的處理好建筑的防震縫。在設置防震縫期間，應把房屋建筑分為相互獨立且規則的結構。防震縫兩邊必須要具備足夠的寬度，還要徹底分開防震縫兩邊上部建構的部分。并且要隨著建筑高度，在防震縫兩側布置墻體相關措施。

2.規則性設計房屋建筑結構 在房屋建筑的結構設計上，需要均勻分布結構剛度與質量，規則設計建筑平面與立體結構等是可以保障建筑抗震性能的主要部分。如果房屋建筑具有平面設計復雜，而質量、剛度等分布混亂的情況下，在面臨地震時，房屋建筑也會產生相對的扭轉情況，使房屋建筑受到幅度性的嚴重損壞。因此，在建筑整體結構的設計中，房屋若具有規則性，所以在地震期間發生扭轉的可能性較大。如果建筑采用錯落立面，也會因為高度過高而引起鞭梢效應的后果。

3.合理布置房屋建筑的縱橫墻 墻體是房屋建筑的主要承重構件，因為房屋建筑的剛度大小是取決于墻體的數量，要是承重墻體上，將會加大墻體間隔，然而降低房屋建筑的剛度以及抗震能力。所以在設計期間，需均勻分布房屋建筑的橫墻和縱墻，然而確保房屋建筑的整體抗震性能。

4.合理控制房屋建筑高寬度相對于房屋建筑來說，其受震害程度和建筑本身的高寬比具有一定的相連關系。因為受地震作用影響，所以房屋建筑的側移程度會由于建筑本身高寬比越大而越嚴重。然而，房屋建筑的層數越多，也會隨著地震災害中將面臨的損害也會隨即嚴重。因此為了保障房屋建筑對于地震破壞的抵抗能力，所以在設計期間，要對其建筑的高度與寬度進行合理控制。綜合房屋建筑的以上實際情況，要在保障房屋建筑的抗震要求條件下，需要對房屋建筑層數進行合理的調整和控制·。

5.提高房屋建筑抗震性能是需要合理布置構造柱以及圈梁構造柱、圈梁等等的主要組成部分。其中構造體有利于增強建筑墻體的抗震性能，還能優化建筑結構變形能力，然而可以使建筑結構在外力作用影響不大的情況下只發生變形，不會對建筑結構整體的穩固性產生影響的后果。所以，在布置構造柱時，應以《抗震規范》相關的結構作為布置的基本依據，需要在墻體交叉處都設置構造柱，以便可以使墻體材料由脆性轉變為延性的作用。此外，圈梁有利于保障緩解地震對于建筑受到相對應的損害，即要提高墻體之間的連接牢固性，也要增強房屋穩固性以及整體性等等。同時也可以在一定的情況下還可抑制墻體產生裂縫。

五、強化建筑結構設計的建議

1、加強建筑結構設計技術的創新和探究工作

目前，建筑結構設計中嚴重缺乏創新性，沒有實現對技術創新的研究實際要求，通常都是引用沿襲借鑒的方式來完善自身建筑結構設計技術，這就需要我們開展探討研究結構設計的創新性的發展，同時也需要在政府的政策指引下大力開展研究建筑結構設計技術的工作。

2、強化建筑結構設計技術的交流

在進行建筑結構設計的全面開始之前，應與建設單位、監理單位進行相互溝通。這一舉措是為了較好地掌握質量和施工要求，然而設計出合理、安全、科學的建筑結構，還能促進房建工程的快速穩定發展，同時也可以提升人們的生活水平與社會發展進程。

3、人才的采用

在各高校定期進行人才招聘，不僅可以不斷增強企業的核心競爭力，而且還可以為設計單位儲備一定的人才力量，這樣有利于更好地進行建筑結構設計的創新性發展。

六、結語

綜上所述，建筑的結構設計是建筑工程的重要組成部分，同時也是建筑安全應用的基本部分。所以，在建筑工程的結構設計中，一定要嚴格遵守國家在建筑上的相關規定的要求。通過現代先進的計算機技術的應用，對建筑的結構以及數據認真進行設計計算和分析。傳承建筑結構設計中無瑕疵只有問題的觀念和理論，對任何的存在的問題要作出足夠的重視和對待。

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