結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及設(shè)計注意事項

孫飛

摘要：結(jié)構(gòu)設(shè)計指用結(jié)構(gòu)語言表達建筑師、設(shè)備專業(yè)工程師們所要表達的東西。結(jié)構(gòu)語言主要指結(jié)構(gòu)圖中常見的組成元素，包括梁、板、柱、基礎(chǔ)、剪力墻、樓梯、細部詳圖，用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成結(jié)構(gòu)的豎向和水平的承重及抗力體系。通過把各種狀況的活荷載及結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生的恒荷載，以最簡潔、最合理的傳力路徑的方式傳遞至基礎(chǔ)。一般結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容大體分為： 梁、板、柱、基礎(chǔ)、剪力墻、樓梯、細部詳圖。本文列舉了結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的注意事項及在此過程中體現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)語言;結(jié)構(gòu)設(shè)計;注意事項

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中要嚴格遵守國家各部門的規(guī)章制度、設(shè)計規(guī)范、國標省標圖集結(jié)合具體工程，做到安全使用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、質(zhì)量為先、保護環(huán)境，同時要積極應用新技術(shù)、新材料、新工藝。是進行民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則。一個優(yōu)秀的民用結(jié)構(gòu)設(shè)計作品往往是這五個方面的最佳結(jié)合。最佳結(jié)合的過程往往是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在努力追求這五個方面的過程中所體現(xiàn)而且產(chǎn)生的，適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員最終努力的目標，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最佳體現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑設(shè)計兩者相輔相成，不能以損害其中一方滿足另一方的方式存在。民用的結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞民用建筑設(shè)計，不能為了滿足各種結(jié)構(gòu)安全指標而破壞建筑物的功能要求、技術(shù)要求、經(jīng)濟要求、美觀要求以及規(guī)劃要求;民用建筑設(shè)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍，不能為了達到建筑相關(guān)的指標而忽略或者弱化了建筑物本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、抗震措施、地質(zhì)環(huán)境、施工實現(xiàn)條件等因素;安全、經(jīng)濟、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則要始終貫穿在結(jié)構(gòu)設(shè)計的每個環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)設(shè)計決定民用建筑設(shè)計能否實現(xiàn)，從這個意義上講，結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要，雖然一棟標志性建筑物建成后，人們只知道建筑師的名字，但一個適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是工程師們的驕傲和成就。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

（一）科學性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是以實際工程為藍本，在此基礎(chǔ)上抽象成相應的力學模型，以數(shù)學、力學為理論基礎(chǔ)，通過計算機技術(shù)進行合理計算的一種應用性技術(shù)。一個優(yōu)秀結(jié)構(gòu)工程師應該善于把復雜的建筑模型簡化成一個最合理的受力模型，利用最合理數(shù)學和力學計算方法分析建筑結(jié)構(gòu)的工作機理，只有這樣才能得到最貼合實際的計算結(jié)果。

（二）應用性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須講究經(jīng)濟效益，一個成功的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，技術(shù)上先進合理，經(jīng)濟上效益顯著。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與結(jié)構(gòu)理論研究不同，它更加具體、更加簡潔、有些地方是近似解，有些地方根據(jù)實際情況進行修正。

（三）實踐性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一種工程實踐活動，學校中的純理論知識不能直接變成成熟的設(shè)計作品。一件好的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作品，除了成熟的設(shè)計理論外還需要設(shè)計師能有豐富的設(shè)計經(jīng)驗伴隨其中。

（四）復雜性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性首先表現(xiàn)在設(shè)計中各種因素的不確定性，比如建筑方案的多種可能性，地質(zhì)情況的復雜性，側(cè)向荷載的不確定性等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的復雜性還表現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的多樣性，比如：結(jié)構(gòu)的選型，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置，計算模型的選擇，配筋面積的選擇等。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個具有多解而沒有標準答案的問題，作為一名結(jié)構(gòu)工程師，我們需要找到一個相對最優(yōu)的方案。

（五） 創(chuàng)新性

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為一種技術(shù)服務行業(yè)，在設(shè)計市場競爭激烈形勢下，要想獲得開發(fā)商的項目，必須提供比別人更加合理經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)方案，這就需要工程師的創(chuàng)新能力。這種創(chuàng)新能力是通過多方面體現(xiàn)的，如：PKPM軟件不可能把所有結(jié)構(gòu)類型的建筑體系計算的最合理。我們需要利用不同設(shè)計軟件對不同結(jié)構(gòu)體系的計算結(jié)果進行橫向?qū)Ρ龋瑥亩页鲎詈侠淼摹＿@種對比計算的過程就是體現(xiàn)了設(shè)計的創(chuàng)新性，這往往要求設(shè)計師有深厚的理論功底，同時要求其熟練掌握不同結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計軟件。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計一般在建筑設(shè)計之后，“受制”于建筑設(shè)計，但又“反制”于建筑設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計不能破壞建筑設(shè)計，應滿足、實現(xiàn)各種建筑要求;建筑設(shè)計不能超出結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力范圍，不能超出安全、經(jīng)濟、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計決定建筑設(shè)計能否實現(xiàn)，從這個意義上講，結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得更為重要，雖然一棟標志性建筑物建成后，人們只知道建筑師的名字，但一個適用、安全、經(jīng)濟、美觀、便于施工的結(jié)構(gòu)設(shè)計也是工程師們的驕傲和成就。

三、進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中荷載值應注意的相關(guān)問題

荷載有四種代表值：標準值、組合值、頻遇值、準永久值。其中荷載標準值是荷載的基本代表值， 而其他代表值都可在標準值的基礎(chǔ)上乘以相應的系數(shù)得到。如：民用建筑樓面均布活荷載中住宅的標準值為2.0KN/m?，其組合值系數(shù)為：0.7，頻遇值系數(shù)為：0.5，準永久值系數(shù)為：0.4。對于永久荷載主要用標準值作為代表值，可變荷載根據(jù)要求采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值。

綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計除了需要扎實的理論知識功底還需要有相應的設(shè)計實踐經(jīng)歷，它是個系統(tǒng)、全面的工作。作為一名設(shè)計人員要從基本的構(gòu)件算起，先手算然后再電算，這樣才能做到知其所以然，深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，并密切配合其它專業(yè)來進行設(shè)計，在工作中應事無巨細，善于反思和總結(jié)工作中的經(jīng)驗和教訓。

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