科學(xué)理念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析

王芳

（貴州大學(xué)勘察設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550000）

0 引言

建筑高度和復(fù)雜程度的增加，致使設(shè)計(jì)人員要考量的因素不斷增加，而設(shè)計(jì)效果直接關(guān)系到最終的工程質(zhì)量。為了保證建筑的順利施工、建筑的質(zhì)量，同時(shí)考慮到使用者更高的美學(xué)及環(huán)保要求，應(yīng)將科學(xué)理念應(yīng)用其中，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)方案的完美程度，將建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用利益最大化。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容及其原則

新時(shí)代下的建筑設(shè)計(jì)要考量的因素諸多，除了以往的建筑造型、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)、水電暖管道布設(shè)之外，還要加入節(jié)能環(huán)保方面的設(shè)計(jì)，在迎合消費(fèi)的需求的同時(shí)提高建筑的宜居性。此外，也要考慮到結(jié)構(gòu)的抗震方面的性能，結(jié)構(gòu)布置也要符合建筑用地的實(shí)際環(huán)境情況。為了滿足以上諸多條件，要求設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑的計(jì)算方面更精確。故針對(duì)建筑的規(guī)則性設(shè)計(jì)原則、特征和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相應(yīng)分析。

1.1 結(jié)構(gòu)規(guī)則設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則化設(shè)計(jì)更有利于其抗震性能的提高，不但可以提高建筑必有得承載力和變形能力，同時(shí)有利于建筑剛度的提高。雖然不規(guī)則設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)某種程度上說(shuō)更加美觀，將美學(xué)理念應(yīng)用到極致，但這會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，特別是在各項(xiàng)荷載的作用下，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度受到極大的沖擊，局部結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)使得此處成為薄弱層。為了同時(shí)考量美學(xué)和安全性，可以適當(dāng)增加抗震防線。

1.2 規(guī)則結(jié)構(gòu)的主要特征

規(guī)則結(jié)構(gòu)主要是指建筑體型規(guī)則，大致體現(xiàn)為平面對(duì)稱設(shè)計(jì)，這樣的結(jié)構(gòu)具備更強(qiáng)的扭轉(zhuǎn)剛度，整體強(qiáng)度、質(zhì)量及結(jié)構(gòu)承載力的分布也相對(duì)更均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部突變的情況。除了平面布置規(guī)則，在立面和剖面也應(yīng)盡量規(guī)則化布置，加強(qiáng)豎向抗側(cè)力構(gòu)件的強(qiáng)度同時(shí)，規(guī)避構(gòu)件強(qiáng)度和剛度的突變現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.3 規(guī)則平面布置需滿足的要求

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要考慮整體構(gòu)造的強(qiáng)度和剛度，在平面布置中應(yīng)明確受力位置，保證荷載傳遞更簡(jiǎn)潔更直接，平面構(gòu)件布置盡可能均勻?qū)ΨQ以減少建筑出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況。平面內(nèi)的構(gòu)件均勻布置，更能提高建筑的抗震性能，減少承受的震害和建筑偏心的出現(xiàn)。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)理念

就當(dāng)今的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，在滿足了最基本的設(shè)計(jì)規(guī)范要求后，企業(yè)為了將經(jīng)濟(jì)效益最大化，盡可能縮短工期，從而導(dǎo)致建筑質(zhì)量有所降低，社會(huì)效益更是置之不顧，導(dǎo)致我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)依舊存在較大的差距，對(duì)今后建筑業(yè)的健康發(fā)展來(lái)說(shuō)是極其不利的。所以對(duì)新時(shí)代下的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)秉持科學(xué)理念，保證建筑業(yè)能夠有著長(zhǎng)足的健康發(fā)展。

2.1 人性化設(shè)計(jì)

在對(duì)住宅的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)將使用者更方面需求置于首位，在保證建筑結(jié)構(gòu)安全的情況下，將住戶的要求作為設(shè)計(jì)考量的最主要標(biāo)準(zhǔn)，提高其居住舒適度，同時(shí)兼顧對(duì)建筑用地周邊環(huán)境的保護(hù)。所以在設(shè)計(jì)方面，應(yīng)及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)思路，先進(jìn)行整體化設(shè)計(jì)，以人為本，將上述各方面需求應(yīng)用于方案設(shè)計(jì)中，使得建筑結(jié)構(gòu)更具人性化。

對(duì)于居住者而言，居住舒適度與方案整體規(guī)劃有很大關(guān)系，但同樣離不開(kāi)結(jié)構(gòu)的人性化考量。為了滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，完全可以通過(guò)部分建筑構(gòu)件的加強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是這樣的設(shè)計(jì)會(huì)直接影響居住人員的居住舒適度。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加入人性化考量，是我們?cè)O(shè)計(jì)水平綜合提高的重要考量標(biāo)準(zhǔn)。從居住者的角度出發(fā)，科學(xué)合理的布置建筑構(gòu)件，針對(duì)構(gòu)件截面面積做出規(guī)則的調(diào)整，不影響居民的實(shí)際使用。同時(shí)盡可能在保證建筑安全的前提下，為居民留下部分自我改良內(nèi)觀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2.2 技術(shù)和人才的共同進(jìn)步

當(dāng)今的方案設(shè)計(jì)依舊多以CAD 平面制圖設(shè)計(jì)為主要體現(xiàn)形式，故容易在具體施工圖中容易出現(xiàn)諸多概念性錯(cuò)誤，甚至在計(jì)算層面也會(huì)出現(xiàn)不少疏漏，從而導(dǎo)致施工出現(xiàn)很多差錯(cuò)導(dǎo)致無(wú)法估量的后果。這些現(xiàn)象的產(chǎn)生都是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員沒(méi)有經(jīng)過(guò)具體的系統(tǒng)性培訓(xùn)，在建筑整體性方面欠考慮導(dǎo)致的。不能從原理上理解軟件的條件控制，只依據(jù)軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的構(gòu)件布置，致使設(shè)計(jì)人員在整體結(jié)構(gòu)上缺乏認(rèn)知。

軟件的數(shù)量使用是當(dāng)今設(shè)計(jì)人員必須具備的能力，但是設(shè)計(jì)過(guò)程中要具體考慮實(shí)際情況，盡可能簡(jiǎn)化計(jì)算模型、匯總可能承受的荷載情況，細(xì)致計(jì)算每一環(huán)節(jié)的施工圖布控，密切結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，確保計(jì)算結(jié)果正確。同時(shí)，不能過(guò)于依賴軟件計(jì)算結(jié)果，要注重自己的綜合能力的提高，認(rèn)知每一項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)的設(shè)置依據(jù)，有著自己的理論考慮。在提高自己對(duì)軟件的利用程度的同時(shí)提升自己的設(shè)計(jì)綜合素養(yǎng)，實(shí)時(shí)兼顧最新的建筑技術(shù)，將其應(yīng)用于日常設(shè)計(jì)中。

2.3 自然環(huán)境與設(shè)計(jì)的融合理念

自然環(huán)境與設(shè)計(jì)的融合理念主要包括以下兩個(gè)方面：一方面是節(jié)能環(huán)保，另一方面是因地制宜。通過(guò)對(duì)建筑的合理設(shè)計(jì)，合理選材，達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)保節(jié)能的目的。因地制宜主要是指應(yīng)用當(dāng)?shù)氐囊恍┳匀粭l件進(jìn)行相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)，通過(guò)合理的開(kāi)發(fā)利用這些資源來(lái)減少其他能源的使用，進(jìn)而既節(jié)約了成本又具備了當(dāng)?shù)靥厣?，一舉兩得。

為了減少施工工作量，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合建設(shè)區(qū)域的自然環(huán)境條件，減少對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的改造，將設(shè)計(jì)與環(huán)境有效結(jié)合，根據(jù)具體地形地貌情況進(jìn)行設(shè)計(jì)布控，充分使用當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源，包括植被設(shè)計(jì)、湖水資源等等。不但降低了施工設(shè)計(jì)成本，也能將建筑環(huán)境更貼近自然，滿足消費(fèi)者需求。另一方面，結(jié)合城市特色人文環(huán)境，包括當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗、歷史文化等軟資源，有效結(jié)合于建筑設(shè)計(jì)中。建筑美學(xué)體現(xiàn)在各方面，獨(dú)居特色，從而達(dá)到使居住者眼前眼前一亮的目的，體現(xiàn)住建筑設(shè)計(jì)的獨(dú)特內(nèi)涵。只有適時(shí)結(jié)合科學(xué)建筑理念，才能將我們獨(dú)有的時(shí)代精神、民族特色融入到建筑風(fēng)格中，將自然環(huán)境與建筑設(shè)計(jì)完美契合，達(dá)到人與自然的和諧相處的境界。

3 結(jié)束語(yǔ)

新時(shí)代下的建筑逐步高層化、復(fù)雜化，使用功能也逐步豐富，同時(shí)要求標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的要求也越來(lái)越高。因此更要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的綜合素養(yǎng)，從整體考量建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和原則，將先進(jìn)的科學(xué)理念融入其中，使設(shè)計(jì)應(yīng)用達(dá)到安全實(shí)用，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)先進(jìn)的目的。