淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中被忽視的幾點(diǎn)設(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)

王冕

云南省玉溪建筑工程設(shè)計(jì)院 云南玉溪 653100

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常被忽視的幾點(diǎn)設(shè)計(jì)原則

1.1 最優(yōu)化原則

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，涉及到的內(nèi)容十分的復(fù)雜，同時(shí)設(shè)計(jì)的范圍也十分廣泛，建筑的結(jié)構(gòu)各組成的部分對(duì)設(shè)計(jì)要求也是不同的，它們有著很大的差異性，這就對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成了一定的難度。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了保證設(shè)計(jì)內(nèi)容的相互協(xié)調(diào)和相互配合，就需要設(shè)計(jì)人員按照最優(yōu)化的原則，來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)各個(gè)部分內(nèi)容進(jìn)行全面深入的分析，來(lái)對(duì)各個(gè)部分的獨(dú)立性和協(xié)調(diào)性進(jìn)行精細(xì)的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)化效果[1]。

1.2 整體性原則

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其需要對(duì)建筑整體的結(jié)構(gòu)都實(shí)施設(shè)計(jì)，在現(xiàn)代化的建筑工程中，其工程結(jié)構(gòu)的體型、功能和體量等要求都比較高，作為一種綜合性的建筑類型，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中一定要重視整體性的原則。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一定要將各部分當(dāng)作一個(gè)整體實(shí)施分析與研究，從其整體角度進(jìn)行出發(fā)，來(lái)做好對(duì)各部分的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，從而來(lái)防止由于局部設(shè)計(jì)的問(wèn)題而導(dǎo)致其整體性能的不足。

1.3 剛?cè)嵯酀?jì)原則

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，剛?cè)嵯酀?jì)為其最科學(xué)的設(shè)計(jì)體系。若建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)于剛硬的話，當(dāng)面臨強(qiáng)大破壞力，其建筑的結(jié)構(gòu)就會(huì)承受過(guò)大的力，其結(jié)構(gòu)變形的能力不夠，就會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)大面積的坍塌或全部毀壞情況。若建筑的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)于柔的話，就會(huì)使其缺乏一定強(qiáng)度，當(dāng)面臨破壞力時(shí)，往往很難滿足要求而導(dǎo)致其出現(xiàn)整體的傾覆，則在設(shè)計(jì)中就要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照剛?cè)嵯酀?jì)原則，把握好工程設(shè)計(jì)的力度，保證建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

2.1 做好建筑結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)

進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計(jì)中，要先對(duì)建筑物實(shí)地情況進(jìn)行了解，如工程地質(zhì)的構(gòu)造、地區(qū)抗震的烈度以及建筑物的周圍環(huán)境和設(shè)施等，在對(duì)抗震的設(shè)防烈度實(shí)施評(píng)估中，若建筑物地區(qū)抗震的設(shè)法烈度為六度區(qū)，就不用進(jìn)行建筑物界面的抗震演算，但一定要滿足建筑結(jié)構(gòu)對(duì)抗震設(shè)計(jì)要求的規(guī)范和以及對(duì)抗震措施需求。平面設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員要做好對(duì)構(gòu)件受壓的情況分析，還要到實(shí)地考察保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。若抗震的設(shè)防烈度于七度區(qū)或更高區(qū)域，就可以借助電腦實(shí)施建模運(yùn)算處理，借助軟件圖層的功能來(lái)對(duì)相關(guān)層進(jìn)行直接的凍結(jié)，進(jìn)行新柱層以及梁層等圖層結(jié)構(gòu)的構(gòu)建中，就能夠具有很高的繪制效率，還便于對(duì)不同的結(jié)構(gòu)平面圖實(shí)施修改和復(fù)制，又便捷又準(zhǔn)確[2]。

2.2 做好建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性控制

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要對(duì)側(cè)向的位移限值進(jìn)行重視。由于建筑結(jié)構(gòu)隨著高度增加其水平的位移也會(huì)迅速的變大，為了避免其結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)大的位移，相關(guān)規(guī)范就會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的位移以及層間的位移進(jìn)行一定限制。其中控制頂點(diǎn)的位移主要的目的是確保建筑內(nèi)的人體具有良好的舒適感以及避免房屋在地震環(huán)境中出現(xiàn)倒塌，為了保證結(jié)構(gòu)的防倒塌性滿足要求，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就要進(jìn)行相關(guān)的效應(yīng)進(jìn)行考慮和計(jì)算；控制的層間位移主要的目的為了避免填充墻和裝飾物等一些非結(jié)構(gòu)性的構(gòu)件出現(xiàn)開(kāi)裂與損壞，在設(shè)計(jì)中一定要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算。另外，在建筑場(chǎng)地出現(xiàn)地震時(shí)，若建筑物自振的周期與場(chǎng)地特征的周期比較接近，就會(huì)出現(xiàn)共振，則在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中就要對(duì)建筑場(chǎng)地的特征周期進(jìn)行預(yù)估，對(duì)結(jié)構(gòu)層數(shù)進(jìn)行調(diào)整，來(lái)合理選擇結(jié)構(gòu)的類別與結(jié)構(gòu)的體系，增大其建筑物自振的周期以及建筑場(chǎng)地的特征周期差別，防止共振現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3 做好相關(guān)結(jié)構(gòu)縫隙的設(shè)置

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，涉及到諸多結(jié)構(gòu)縫隙設(shè)置，主要包括沉降縫、溫度的伸縮縫以及防震縫等。溫度的伸縮縫設(shè)計(jì)中，影響其效果的因素有很多，一般規(guī)定其結(jié)構(gòu)的伸縮縫通過(guò)最大的間距進(jìn)行控制，若其最大的間距需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p小或者適當(dāng)?shù)姆艑挄r(shí)，要按照實(shí)際的工程情況以及相關(guān)的條文規(guī)定進(jìn)行。比如，在北京朝陽(yáng)的商業(yè)中心和廣東的佛山醫(yī)院一些工程結(jié)構(gòu)中，盡管其結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過(guò)了100m，但由于具有其它的措施，就沒(méi)有進(jìn)行溫度的伸縮縫設(shè)置。而沉降縫是由于同一的建筑物內(nèi)各部分的基礎(chǔ)存在顯著沉降差所導(dǎo)致的，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般通過(guò)“放”、“調(diào)”和“抗”的方式進(jìn)行處理，通過(guò)設(shè)置剛度強(qiáng)的基礎(chǔ)和對(duì)各部分的基礎(chǔ)形式進(jìn)行調(diào)整等方式，如一些工程通過(guò)基巖端進(jìn)行承樁設(shè)置，而不再主樓和裙房間進(jìn)行縫隙設(shè)置；還有一些工程中通過(guò)留后澆帶進(jìn)行處理。對(duì)防震縫并沒(méi)有相應(yīng)的規(guī)范明確進(jìn)行規(guī)定，要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)[3]。

2.4 注意結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)事項(xiàng)

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要求其剛度的中心、幾何形心和結(jié)構(gòu)的重心要盡可能的匯在一點(diǎn)，而所謂的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)未三心合一的情況，導(dǎo)致其在水平的荷載下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。為了防止建筑物由于水平的荷載作用導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中要對(duì)結(jié)構(gòu)的形式以平面的布局進(jìn)行合理選擇。為了使樓層的水平力沿著平面均勻的分布，對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)進(jìn)行減少，建筑的平面要盡可能的使用一些矩形、方形和圓形等簡(jiǎn)單的形式。若在城市的規(guī)劃中，由于街道景觀要求和建筑場(chǎng)地限制情況，導(dǎo)致建筑不會(huì)都通過(guò)簡(jiǎn)單的平面，而需要用到不規(guī)則的L形和T形等復(fù)雜性平面時(shí)，要把凸出部分的厚度和寬度比控制于允許范圍內(nèi)，還要盡可能的讓結(jié)構(gòu)保持對(duì)稱的狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中需要遵循諸多的設(shè)計(jì)原則，同時(shí)這些設(shè)計(jì)原則也往往受到設(shè)計(jì)人員的忽視，進(jìn)而對(duì)其設(shè)計(jì)效果產(chǎn)生一定的影響，因此，設(shè)計(jì)人員一定要全面掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，并把握好設(shè)計(jì)注意的事項(xiàng)，這也是建筑工程設(shè)計(jì)中需要一直重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能保證至關(guān)重要。