建筑结构设计的基本原则及有效方法探析

建筑结构设计的基本原则及有效方法探析

刘宁

沈阳铁道勘察设计院有限公司 辽宁沈阳 110013

摘要：近几年来，我国的建筑行业迎来了发展的高峰期，常见的建筑结构设计已经无法满足人们的需求，这就给建筑结构设计带来了新的挑战。为了迎合市场需求，设计人员通过提升建筑设计合理性来保障建筑的使用，这成为了当下建筑设计的一个热门话题，通过选取科学合理的设计方案，不但可以提升建筑质量，还能够进一步降低资源浪费，提升建筑的环保性。本文就针对目前的建筑市场的情况来谈谈建筑结构设计的基本原则和方案优化建议。

关键词：建筑结构 基本原则 优化策略

1. 建筑结构设计的基本原则

1舍小取大原则

进行建筑结构设计要主抓起整体性，虽然建筑结构是由多种不同的构件所组成的，但是不同的构件所承担的作用确实不同的。这就使设计工作可以根据其重要性而设置轻重之分，所以进行建筑结构方案设计要先从全局着手，首先确定好方案的主题和核心，然后再向其他几个方面着手。在此期间，首先需要满足主要需求再考虑次要需求，通俗来说就是先确定骨架然后再填补血肉。建筑物最主要的核心理念就是安全性和稳定性，所以在设计方案时要首选满足其稳固性能。之后再根据需要进行其他方面的设计，而取大舍小的原则的中心思想就在于当小的方面和大的方面发生冲突时要十分果断的舍弃小的方面保留大的部分。

2刚柔并济的原则

随着科技与社会的发展建筑材料也不断地在更新换代，当今建筑的主要材料就是钢材和混凝土。这一原则是建筑结构设计当中一个十分重要的原则只有建筑材料刚柔相济有刚又有柔，才能够很好的保证建筑的安全性能。但是这些建筑材料刚多而柔不足这就需要人工的来进行改造了。在保证整体设计安全的情况下可以对结构进行改良或者是对建筑的外观进行修复，对钢化的建筑物进行适当的柔化。只有刚柔并济才能最大限度的发挥建筑物的安全稳固性。

3绿色环保原则

现代人都越来越重视养生与绿色环保，吃的食物要绿色那么住的房子也一定要绿色天然。但是在建筑过程中会产生很多有害的物质，比如在装修时油漆中会散发大量的甲醛装修用胶发出的难闻气味都会危害人类的身体健康。在全球生态环境恶化下建筑结构的设计更好注重这个问题保证建筑方案的绿色环保。并且目前城镇化规模不断地扩大建筑物越来越多绿化面积却不断在缩小，就更需要绿色环保的建筑结构设计方案。

4打通关节的原则

在建筑结构设计过程中要遵循打通关节的原则将建筑结构的各个细节融会贯通，要把建筑主体与细节结合到一起。为了对建筑进行全方位把握可以减少建筑结构中的关节，或者是将各个关节打通加大建筑结构设计的整体效果。建筑结构作为建筑设计中的必不可少的一部分是建筑设计的核心。为了将系统外力的干扰降低就必须经结构关节打通保证关节传力的通畅从而达到对建筑稳定性的提高。

5降低结构造价原则

进行建筑结构设计，除了要使设计出来的结构能够满足受力平衡，结构整体性满足稳固性，还应该尽量经济化。结构造价是建筑产品当中非常重要的一个环节，经过精心考虑之后的优化设计除了可以保障建筑的安全性和舒适性之外，还可以为建筑产品带来比较高的经济效益，这也是相关企业的基本出发点。

2. 方案优化策略

1选择优化的设计

在建筑进行施工之前要比较不同的设计方案选择最有效最优秀的设计方案，保证方案设计的的安全可靠性。比如在土层覆盖比较厚的地区在进行施工之前先要对地基进行控制建筑物沉降的处理，规范和处理地基的技术指标。在比较方案的过程当中要充分考虑方案是否成熟是否具有处理突发情况的经验，经过对方案的比较后选取最适合当地施工条件的建筑结构设计方案。

2结构计算的优化

在设计建筑方案之前要先对结构进行优化计算，首先要考虑建筑结构底部剪刀法是否适用于当前的设计方案。不要盲目的采取一切有名的建筑方法一定要看是否适合进行实际的观察与实验之后再做决定。其次要进行双保险设计可以很大程度上降低承重量，降低抗震墙的弹性刚度提高附加力。在进行结构优化的过程中设计师可以采用双向板查表的计算方式，得出更加精准的建筑结构的计算结果。减少设计过程中的失误保证建筑材料适合建筑结构的设计方案，最后对电算的结果进行评价。对计算结果进行评价时一定要根据工程设计的经验，检验计算结果是否达到了设计的要求。

3从抗震要求出发

现代民宅建筑必须要具备抗震能力，这也是当下人们居中环境比较重视的一个环节，因此进行建筑结构设计必须要考虑其抗震功能，通常通过采用二阶段设计来达到三个水准的设防要求。针对一般的多层砌体结构而言，首选的设计是使用横墙称重或者纵墙承重的结构模式，此时需要确保纵横墙的均匀对称和上下连接性。设计楼梯是需要尽量避免设置在房屋转角和尽头的位置，防止地震时先一步崩塌。针对多层或高层的建筑结构，尽量采用比较规则的结构使抗震墙及主要承重结构双向布置，保障抗震墙之间的房间长宽比符合抗震要求，对于比较复杂的结构还可以通过采用防震缝的方式来增加抗震性能。

4从地基情况出发

建筑结构受到的地基影响非常大，尤其是地基的沉降情况将会使建筑构件发生破坏产生开裂情况，因此针对高层建筑尤其要特别注意其地基的深埋处理，避免出现沉降。进行建筑结构设计时，要重点考虑到地基沉降问题，并做出防范措施。相对高层建筑来说，一般使用桩筏或桩箱的方法来做地基，布置群桩时其形状的中心应该同上部建筑的结构重心保持一致，以保障箱体的整体刚度。对于遇到的多层建筑，通常特别容易遇到软土层，对于软土层厚度比较大的地基需要先进行软土层处理之后再加盖多层建筑。进行处理方式的选取时，应首先考察当地的地基情况，然后再根据建筑的特点和周遭环境，依据建筑结构的设计情况，来确定地基的处理标准。尽量多设计几个方案，然后综合考虑方案的可行性、经济性、实用性等因素，选择最佳方案。

三、结语

我国国民经济的发展带动了建筑行业的发展进步，人民生活水平提高的同时对建筑结构的要求也就相应地提高了，除了考虑到建筑的安全性、适用性、耐久性等基本建筑性能，还要对建筑的质量、舒适度和环保特性提出新的要求。这对于建筑相关企业来说，既是一种挑战，又是一种机遇。进行建筑结构设计之时，除了要符合相关规定标准，保障设计的合理性，还应该兼顾其他功能，设计出具有比较合理性能的方案，如此才能够确保建筑行业的长期发展。对于建筑设计人员来说，除了要不断提升自身专业性之外，还应该增加许多新的思路去思考建筑设计，尽量兼顾建筑的各个环节，保障建筑结构可以满足使用要求。

总之，在建筑结构设计中有许多需要遵循的原则也有很多方案与策略，但这些仅仅是书面上提出的意见与建议。在实际建筑结构设计过程中设计师首要的一步就是要对建筑地点进行实地考察，充分的观察建筑物附近的环境与设施然后根据自己亲自考察的情况设计出合适的方案。因为不同的建筑物它的位置与周围环境都是不同的不会有完全相同的两个建筑物。所以就需要设计人员在实际的情况下进行建筑结构的设计和优化千万不能照搬照抄要有自己的设计风格与想法。

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