淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用

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摘要：筆者長期從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，本文主要從事論述建筑結(jié)構(gòu)的組成和設(shè)計等內(nèi)容，旨在與同行探究學(xué)習(xí)共同進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：建筑的內(nèi)容；組成；設(shè)計特點(diǎn)

據(jù)數(shù)據(jù)分析，地震災(zāi)害在國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會發(fā)展帶來了嚴(yán)重的災(zāi)害。所以在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，首先要對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性要充分考慮，針對地震災(zāi)害采取相對的預(yù)防措施。盡量避免減少地震災(zāi)害對于房屋建筑的損壞，確保人們的生命安全和財產(chǎn)安全。本文對于房屋建筑結(jié)構(gòu)中展開了淺談。

一、建筑結(jié)構(gòu)的組成

建筑結(jié)構(gòu)是建筑物的主要受力主體。建筑結(jié)構(gòu)可理解為建筑物的空間骨架部分和建筑物的傳力體系等結(jié)構(gòu)組成。

（1）下部結(jié)構(gòu)

下部結(jié)構(gòu)的作用是將上部結(jié)構(gòu)傳來的力傳給地基，下部結(jié)構(gòu)的組成是由地下室和基礎(chǔ)等部分構(gòu)成。

（2）上部結(jié)構(gòu)

水平結(jié)構(gòu)體系是由各樓層的樓蓋和屋頂?shù)慕M成。它們不僅需要承受樓、屋面的豎向荷載，把這些豎向荷載傳遞給豎向結(jié)構(gòu)體系；同時把各樓層的水平力傳遞和分配給豎向結(jié)構(gòu)體系。我們都知道，豎向結(jié)構(gòu)體系通常主要承受樓、屋頂傳來的豎向力和水平力，并且將這部分力傳遞給下部結(jié)構(gòu)。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)物抵抗側(cè)向的能力非常重要，而且這種能力最主要是由豎向結(jié)構(gòu)體系提供，所以我們常常把豎向結(jié)構(gòu)體系稱為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。

2、以上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型來命名是建筑物的結(jié)構(gòu)類型分類的一種方法。

（1）通常按結(jié)構(gòu)材料可分為：鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)和 混合結(jié)構(gòu)等。

（2）按豎向結(jié)構(gòu)體系又分為：剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和階段

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是由工程設(shè)計的重要構(gòu)成部分，可分為三個階段：初步設(shè)計（方案設(shè)計，可選用合理的結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)方案）施工圖設(shè)計（建筑結(jié)構(gòu)的具體計算和繪制施工圖）但也可以把初步設(shè)計階段的方案和施工圖設(shè)計階段合并成為二階段，技術(shù)設(shè)計（初步確定結(jié)構(gòu)的布置和結(jié)構(gòu)部件的尺寸以及需要采用材料的強(qiáng)度等級）。

2.工程建設(shè)包括：工程勘察、工程施工和工程設(shè)計

（1）施工圖設(shè)計階段的主要內(nèi)容：結(jié)構(gòu)施工圖紙結(jié)構(gòu)以及設(shè)計說明，把整個設(shè)計過程中的每項技術(shù)工作歸類成設(shè)計計算說明書存檔。對重要建筑物當(dāng)有所需時，也要按實(shí)際情況給出竣工圖。

（2）初步設(shè)計階段可分為：技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和上下部結(jié)構(gòu)方案比較這兩種。初步設(shè)計通常也稱為方案設(shè)計。

（3）技術(shù)設(shè)計階段主要分為：豎向布置和結(jié)構(gòu)平面。結(jié)構(gòu)的整體承載效應(yīng)分析對受力狀況特殊的結(jié)構(gòu)部分展開了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)分析和探討，確定主要的結(jié)構(gòu)措施、薄弱部位的技術(shù)以及重要部位等相關(guān)的措施。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)

（一）水平承載

建筑的自重和建筑面積使用的承載在豎構(gòu)造中所引起拉力和彎矩相關(guān)的數(shù)值，僅僅和建筑高度的一次方成正比關(guān)系，而水平承載對結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的作用同時也引起的軸力，但與建筑的二次方成正豎向承載大部分是定值，其余數(shù)值隨著結(jié)構(gòu)動力特性的不同而產(chǎn)生變化。

（二）側(cè)移

高層建筑在設(shè)計中也慢慢的成為了側(cè)移的一個關(guān)鍵性的因素，伴隨著樓層的增加然而使得水平荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形迅速的在增大。

（三）軸向變形

在高層建筑中，豎向荷載的數(shù)值是很大的，能夠引起比較大的軸向變形，也會對連續(xù)梁彎矩產(chǎn)生相對影響的作用，還會對預(yù)制結(jié)構(gòu)下料長度產(chǎn)生相對的影響因素。

（四）結(jié)構(gòu)延性

高層建筑對于建筑來說是比較弱，然而結(jié)構(gòu)也會相對的柔弱一些，所以在地震的狀況下變形幅度也會大些，因此要在構(gòu)造上采用相對恰當(dāng)?shù)姆椒▉泶_保建筑結(jié)構(gòu)的延續(xù)性。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)則性

1.合理處理房屋建筑的防震縫 若房屋建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不規(guī)則，要盡快的處理好建筑的防震縫。在設(shè)置防震縫期間，應(yīng)把房屋建筑分為相互獨(dú)立且規(guī)則的結(jié)構(gòu)。防震縫兩邊必須要具備足夠的寬度，還要徹底分開防震縫兩邊上部建構(gòu)的部分。并且要隨著建筑高度，在防震縫兩側(cè)布置墻體相關(guān)措施。

2.規(guī)則性設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu) 在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，需要均勻分布結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量，規(guī)則設(shè)計建筑平面與立體結(jié)構(gòu)等是可以保障建筑抗震性能的主要部分。如果房屋建筑具有平面設(shè)計復(fù)雜，而質(zhì)量、剛度等分布混亂的情況下，在面臨地震時，房屋建筑也會產(chǎn)生相對的扭轉(zhuǎn)情況，使房屋建筑受到幅度性的嚴(yán)重?fù)p壞。因此，在建筑整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，房屋若具有規(guī)則性，所以在地震期間發(fā)生扭轉(zhuǎn)的可能性較大。如果建筑采用錯落立面，也會因?yàn)楦叨冗^高而引起鞭梢效應(yīng)的后果。

3.合理布置房屋建筑的縱橫墻 墻體是房屋建筑的主要承重構(gòu)件，因?yàn)榉课萁ㄖ膭偠却笮∈侨Q于墻體的數(shù)量，要是承重墻體上，將會加大墻體間隔，然而降低房屋建筑的剛度以及抗震能力。所以在設(shè)計期間，需均勻分布房屋建筑的橫墻和縱墻，然而確保房屋建筑的整體抗震性能。

4.合理控制房屋建筑高寬度相對于房屋建筑來說，其受震害程度和建筑本身的高寬比具有一定的相連關(guān)系。因?yàn)槭艿卣鹱饔糜绊?，所以房屋建筑的?cè)移程度會由于建筑本身高寬比越大而越嚴(yán)重。然而，房屋建筑的層數(shù)越多，也會隨著地震災(zāi)害中將面臨的損害也會隨即嚴(yán)重。因此為了保障房屋建筑對于地震破壞的抵抗能力，所以在設(shè)計期間，要對其建筑的高度與寬度進(jìn)行合理控制。綜合房屋建筑的以上實(shí)際情況，要在保障房屋建筑的抗震要求條件下，需要對房屋建筑層數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整和控制·。

5.提高房屋建筑抗震性能是需要合理布置構(gòu)造柱以及圈梁構(gòu)造柱、圈梁等等的主要組成部分。其中構(gòu)造體有利于增強(qiáng)建筑墻體的抗震性能，還能優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)變形能力，然而可以使建筑結(jié)構(gòu)在外力作用影響不大的情況下只發(fā)生變形，不會對建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性產(chǎn)生影響的后果。所以，在布置構(gòu)造柱時，應(yīng)以《抗震規(guī)范》相關(guān)的結(jié)構(gòu)作為布置的基本依據(jù)，需要在墻體交叉處都設(shè)置構(gòu)造柱，以便可以使墻體材料由脆性轉(zhuǎn)變?yōu)檠有缘淖饔谩４送?，圈梁有利于保障緩解地震對于建筑受到相對?yīng)的損害，即要提高墻體之間的連接牢固性，也要增強(qiáng)房屋穩(wěn)固性以及整體性等等。同時也可以在一定的情況下還可抑制墻體產(chǎn)生裂縫。

五、強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的建議

1、加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的創(chuàng)新和探究工作

目前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新性，沒有實(shí)現(xiàn)對技術(shù)創(chuàng)新的研究實(shí)際要求，通常都是引用沿襲借鑒的方式來完善自身建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，這就需要我們開展探討研究結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新性的發(fā)展，同時也需要在政府的政策指引下大力開展研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的工作。

2、強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的交流

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的全面開始之前，應(yīng)與建設(shè)單位、監(jiān)理單位進(jìn)行相互溝通。這一舉措是為了較好地掌握質(zhì)量和施工要求，然而設(shè)計出合理、安全、科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)，還能促進(jìn)房建工程的快速穩(wěn)定發(fā)展，同時也可以提升人們的生活水平與社會發(fā)展進(jìn)程。

3、人才的采用

在各高校定期進(jìn)行人才招聘，不僅可以不斷增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力，而且還可以為設(shè)計單位儲備一定的人才力量，這樣有利于更好地進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新性發(fā)展。

六、結(jié)語

綜上所述，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑工程的重要組成部分，同時也是建筑安全應(yīng)用的基本部分。所以，在建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一定要嚴(yán)格遵守國家在建筑上的相關(guān)規(guī)定的要求。通過現(xiàn)代先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對建筑的結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計計算和分析。傳承建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中無瑕疵只有問題的觀念和理論，對任何的存在的問題要作出足夠的重視和對待。

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