論結構方案在建筑設計的作用

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1建筑設計中結構概念的設計需注意的問題

1.1選擇合理的結構方案

建筑設計師運用結構概念設計理念和方法的目的是想要從整體把握設計結構，從而實現設計方案合理性、可靠性和節約成本，這就要求選擇一個合理的建筑結構形式和結構體系。在結構概念設計之前，建筑設計師必須明確建筑的總體布局，還要對建筑結構模型進行抗震抗壓應力分析。在概念設計時，要堅持平面和豎向的規則，不能在同一結構單元中混用不同的結構體系。總之，建筑設計師在運用結構概念設計方法和理念時，必學與業主和施工單位進行細致的溝通，充分了解業主對建筑設計的要求、施工單位采用的建筑材料的特點、施工的氣候和地質條件進行充分的了解和綜合分析之后，從備選的結構方案當中選擇最優方案，才能體現出建筑設計中結構概念設計的作用和效果。

1.2選擇恰當的計算簡圖

結構計算的前提和基礎是計算簡圖，只有選擇恰當的計算簡圖，才能使建筑結構沒有缺陷，從而保證建筑的結構安全、可靠，避免安全事故的發生。建筑設計師既要選擇恰當的計算簡圖，同時還要在設計時配套相應的結構措施來保證建筑結構的安全。雖然建筑概念設計允許一定的設計誤差，但是這個誤差必須在設計允許的范圍內，否則選擇的計算簡圖就是不合理的。

1.3選擇合適的計算軟件

21世紀是計算機技術時代，計算機計算和設計軟件的應用把人從繁瑣的數據計算中解放出來，這是一大進步。然而，計算機軟件始終是人類設計的一種程序，不是萬能的。隨著技術的發展，建筑結構設計中的軟件種類繁多，不同的軟件有著不同的優點和缺點。選擇的計算軟件不同，其計算結果存在著很大的差異。因此這就要求建筑設計師在借助計算機軟件進行結構設計時，一定要根據自己的專業知識和設計經驗，根據建筑的特點，選擇合適的計算機軟件。同時，在得到電算結果之后也要對所得數據進行細致全面的分析，從而選擇最優結構設計方案。

2建筑設計中結構概念設計的應用

2.1抗震概念設計

當今世界任何一個國家都不能準確的提前預報地震災害的發生，地震有其自身的復雜性和不確定性，因此在建筑結構設計中根本無法獲得精確的地震參數。這就要求建筑設計師采用概念設計的理念，從整體上把握建筑結構，以實現建筑抗震性和經濟適用性的結合。

在建筑抗震的建筑結構概念設計當中應把握以下幾個問題：（1）地基選擇。地基是否牢固，直接關系到地震后建筑的抗震能力。從現場施工的角度來講地基，地基可分為天然地基、人工地基。當土層的地質狀況較好，承載力較強時，應采用天然地基，既可以減小工程量，又可以起到很好的抗震效果。而在地質狀況不佳的條件下，如坡地、沙地或淤泥地質，或雖然土層質地可較好，但上部荷載過大時，為使地基具有足夠的承載能力，則要采用人工加固地基，即人工地基。這樣雖然增加了施工成本，但是也可以達到抗震效果。（2）建筑物的外觀應符合抗震設計。其外觀應簡單、對稱，內部結構的質量和剛度變化要均勻，結構規則。建筑概念設計師時一定要對建筑進行合理的布置。大量實驗和現實案例表明，簡單且對稱的結構類型建筑物在地震時具有較好的抗震性能，其原因是該種結構建筑容易估計出其在遭受地震時的結構變化，從而能夠采取相應的措施予以應對。（3）從建筑結構的整體著眼。各類構件之間的連接必須牢固，在保證連接部位的強度的同時，還應使其具備一定的變形能力，從而使整個結構具有穩定、可靠的抗震性能。同時還要注意結構空間的整體性，根據平面和豎向不同的規則，加強平面的連接，確保豎向具備足夠的整體剛度。（4）剛柔相濟原則。如果在建筑結構的抗震設計中，只考慮增加結構抗力，片面追求建筑物結構剛度，而不考慮建筑結構的韌性，則會導致在地震發生時，建筑物局部遭到破壞后，引起整體性的坍塌。因此在高層建筑物設計過程中應堅持剛柔相濟原則，即建筑物在地震過程中既能滿足變形要求又能減小地震力的雙重目標。

2.2高層建筑結構概念設計隨著我國城市化進程的加快，城市內土地供應日益緊張，城市高層建筑發展迅速。

在城市高層建筑中引入結構概念設計不同于低層建筑物，我們應重視以下幾個問題：（1）高層建筑自身重量大，對地基壓力大。同時高層建筑受氣流影響也非常大，這些問題都需要建筑設計師采用結構概念設計的方法，在設計之前，應正確認識高層建筑的受力特點，選擇剛柔相濟的結構，使其結構既具有足夠的強度，又具有足夠的韌性。結構設計時著重對水平荷載進行宏觀控制和把握。（2）選擇合理的結構體系。在高層建筑設計中，抗水平力是最難克服的問題，是其結構設計中的“牛鼻子”，因此選擇何種抗側力機構是高層建筑結構概念設計中最核心和關鍵的問題。在選擇結構體系時，必須綜合考慮建筑的功能和建筑的高度。（3）選擇合理的結構布置。結構布局對建筑的安全性、實用價值以及工程量的大小都有著非常大影響。如果結構布置不合理，不但增加了工程量，提高了建筑成本，同時也會存在巨大的安全隱患。因此在設計時，必須選擇合理的結構布置，在宏觀上把握建筑的整體剛度，構建連接處一定要牢固，結構的薄弱環節和應力復雜部位也要使其具有足夠的強度。

3小結

進入21世紀以來，我國社會經濟發展迅速，人民生活水平不斷提高，人民對建筑設計的要求也不斷提高，使建筑結構設計更加安全、適用、可靠、經濟是當務之急。在建筑結構設計當中進行創新，引入概念設計理念，并且將其應用到提高建筑安全性、節約建筑成本的建筑設計當中，十分必要。本文提出了建筑結構概念設計當中需要注意的幾個問題，并且論述了在抗震和高層建筑當中建筑結構概念設計的應用，希望能夠對各位同仁解決建筑結構設計時有所幫助。

作者：黃偉浩 單位：東源縣建筑設計室