大型公共建筑結構設計探討

吳楠

摘 要：隨著經濟的發展，社會的進步，建筑施工也有著高標準的要求，特別是大型建筑的施工工程是非常多的，這是現代社會發展的需要。但是大型建筑的結構設計方面存在著很多的問題，這些問題如果不進行及時處理就會產生很多附加的問題，對建筑行業的發展是十分不利的，因此，要重視對大型公共建筑的結構設計工作，本文就是對這一問題進行研究，對大跨度結構和連體結構的設計都進行完善。

關鍵詞：大型公共建筑；結構設計；具體分析

經濟在發展，社會在進步，很多的基礎工程被建造，現代的基礎性工程大多是公共建筑，這些公共建筑的結構一般都是大型的，這是現代社會建設的趨勢。大型公共建筑被建造對民生的作用是巨大的，但是在建筑結構的設計上還存在問題，建筑結構是整個建筑的核心，只有在建筑設計環節將結構設計好，公共工程才能夠順利施工。

1 大型公共建筑結構設計的闡述

建筑工程的結構設計是建筑設計的關鍵性環節，現在很多的公共基礎設施被建造，這是經濟發展的需要，是城鎮化建設的需要，城市中大型公共建筑的質量關系著城市的風貌，在建筑施工前的環節就是要將建筑結構的設計做好，但是這種結構設計并不是容易的，結構的設計是整個建筑的靈魂，只有將建筑的整體構造出來，才能夠將建筑建設的更好，特別是大型公共建筑結構，因為這種結構設計到的建筑是整個城市的精神風貌，涉及到的關鍵點是非常多的，對地理環境等要求特別嚴格，因此一定要做好大型公共建筑工程的設計工作。

2 大型公共建筑的設計理念

我國經濟呈現高速發展的態勢，城市中的基礎設施在進一步完善，很多大型基礎設施在建造，但是我國的公共基礎設施在建造時有著很多的問題，結構設計是其中的一個重點問題，如果施工的過程中沒有具體的建筑設計圖紙，建筑就是沒有方向的，這樣就使建筑的難度加大，因此，在施工之前就要完成建筑的結構設計。

大型公共建筑的結構設計比普通的建筑結構設計要求要高得多，在進行公共基礎設施建設時，一定要注意對周圍環境的考察，因為我們現代的建筑倡導的是綠色建筑，所以建設的過程中一定不能夠對環境有著嚴重的負面影響，還有就是在對建筑結構的設計時，要以節約資源兼顧質量為目標，我國的資源已經在逐漸減少，應該對資源節約利用，減少對資源的浪費。要秉持著為人民服務的建筑理念，這些公共建筑建造的目的就是造福于民，一定要根據具體的建筑目的來設計建筑結構。

3 型公共建筑結構設計的解析

3.1 基礎結構的設計

大型建筑物的建筑面積是非常大的，在進行基礎地基的設計之前，一定要對地質進行勘察，還要結合具體的情況來設計，例如，當地地質層的穩定程度，土質主要由什么組成的，這些都對地基的建設是非常重要的，地基的建設決定了建筑平臺的臺柱的搭建深度，深度決定了建筑材料，這樣就對建筑成本產生了影響，因此在建筑設計時一定要注意對基礎結構的設計處理，只有親自考察，才能夠使設計與現實的建筑相吻合。

3.2 承重結構的設計

大型的建筑在設計上都存在承重的問題，特別是公共基礎建筑的建造，例如公路的施工，這些路面的建設就涉及到建筑的承重，對建筑材料的使用要求是非常嚴格的，還有相關的建筑結構的設計上必須經過準確的測量和計算，例如體育館的結構設計上，因為體育館的結構是復雜的，涉及到的體育類別較多，這樣就對建造的承重產生了要求，承重的設備和結構部件的使用都是經過精心計算的，才能夠選擇具體的設備，因此，在承重構件設計上一定要使用延性設計。

具體來說，需要將整體模型中大型公共建筑上部網架結構支座的反力荷載作用到建筑下部的混凝土結構柱頂部分，然后利用相關軟件來計算大型公共建筑底部的混凝土結構并反復校檢，同時還要進行中震彈性驗算，一般采用forten軟件結合SAP2000軟件來進行計算。在體育館的整個混凝土框架結構中，看臺部分占有很大比重，看臺的框架柱以及斜梁是主結構的抗側力構件，而整個大型公共建筑的布置會使得結構的剛度中心稍微偏移。在實際設計過程中，可通過在支撐建筑上部網結構的框架柱柱頂和中間位置設置多道聯系環梁等方式來降低看臺柱的計算長度。

3.3 預應力混凝土梁的設計

在一些較為特殊的大型公共建筑設計中，往往要考慮其實際使用情況。比如體育館經常會有跳動，而若此區域梁的跨度較大，則很可能會引起較為強烈的豎向振動。，為了消除人們的不安全感、避免共振的發生，建筑結構的豎向自振頻率應當大于3Hz。此外，體育館的訓練廳等區域上空的大跨度混凝土應當施加預應力，要均勻布置預應力梁。預應力筋的張拉系統應當在0.76左右，其直徑應當在15.54mm左右。在設計時還應當注意，要根據計算結果的不同對建筑的不同部位進行預應力分類，控制預應力梁的撓度和裂縫，以此來保證結構的安全。

3.4 建筑頂部的設計

3.4.1 模型的設置

在進行建筑頂部的設計前，需要設置相關的計算模型。一般來說，要對大型公共建筑的頂部進行單獨計算，頂部與下部混凝土的框架連接則要進行建模計算，這在前面已經詳細分析過。總之，要根據計算模型來對整個建筑頂部的整體協同工作進行分析。

3.4.2 結構的設計

建筑頂部的支架結構主要包括天窗支架結構、天溝支架結構等。而從實際情況來看，由于大型公共建筑的頂部支架與外界環境的接觸較多，其很容易受到外界溫度的影響，以致出現漏水或天溝拉裂等情況。檁條的結構主要蜂窩式結構、實腹式結構等，其中應用最為廣泛就是實腹式結構。在實際設計過程中，還要考慮到實際局部風荷載系數，進行局部的加強，以保證結構的問題。

3.4.3 抗震結構的設計

抗震結構作為結構設計的一部分，其直接影響著整個建筑的安全。目前來看，鋼結構是最常用的抗震建筑材料，因為其很容易形成大構件，這可以提升建筑的整體性，提升建筑的抗震性能。而若鋼材料的強度較高，但發生地震時，其可以承受較大的能量，只發生變形而很難出現斷裂等情況。在進行抗震結構的設計時要應當要注意避免出現不連續等情況，因為這可能會導致應力過于集中，從而影響建筑的抗震性能。尤其要注意剪力墻、梁和柱的接頭等位置，這些位置若不牢固，則會使得作用力的傳接不夠順暢，從而對整個建筑的抗震性能造成不良影響。

4 結論

大型公共建筑主要用途是公共服務，其結構設計的好壞直接影響著使用的舒適度，因此十分有必要對其設計要點進行探討。大型公共建筑在設計時必須遵循實用性、經濟性、節約性以及美觀性等原則。本文從大型公共建筑建設規模的確立、基礎結構的設計、承重結構的設計、后張預應力混凝土墻的設計、建筑頂部的設計以及圍護系統的設計等多個方面進行了分析，從而提升我國大型公共建筑結構設計水平。

參考文獻

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