科學理念在建筑結構設計的應用分析

王芳

（貴州大學勘察設計研究院，貴州 貴陽 550000）

0 引言

建筑高度和復雜程度的增加，致使設計人員要考量的因素不斷增加，而設計效果直接關系到最終的工程質量。為了保證建筑的順利施工、建筑的質量，同時考慮到使用者更高的美學及環(huán)保要求，應將科學理念應用其中，進一步提高設計方案的完美程度，將建筑結構的實用利益最大化。

1 建筑結構設計的基本內容及其原則

新時代下的建筑設計要考量的因素諸多，除了以往的建筑造型、結構加強、水電暖管道布設之外，還要加入節(jié)能環(huán)保方面的設計，在迎合消費的需求的同時提高建筑的宜居性。此外，也要考慮到結構的抗震方面的性能，結構布置也要符合建筑用地的實際環(huán)境情況。為了滿足以上諸多條件，要求設計人員在對建筑的計算方面更精確。故針對建筑的規(guī)則性設計原則、特征和設計要求進行相應分析。

1.1 結構規(guī)則設計的優(yōu)點

建筑結構規(guī)則化設計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，同時有利于建筑剛度的提高。雖然不規(guī)則設計結構某種程度上說更加美觀，將美學理念應用到極致，但這會嚴重影響結構整體穩(wěn)定性，特別是在各項荷載的作用下，結構的穩(wěn)定程度受到極大的沖擊，局部結構的扭轉效應會使得此處成為薄弱層。為了同時考量美學和安全性，可以適當增加抗震防線。

1.2 規(guī)則結構的主要特征

規(guī)則結構主要是指建筑體型規(guī)則，大致體現為平面對稱設計，這樣的結構具備更強的扭轉剛度，整體強度、質量及結構承載力的分布也相對更均勻，不會出現局部突變的情況。除了平面布置規(guī)則，在立面和剖面也應盡量規(guī)則化布置，加強豎向抗側力構件的強度同時，規(guī)避構件強度和剛度的突變現象出現。

1.3 規(guī)則平面布置需滿足的要求

建筑結構設計必須要考慮整體構造的強度和剛度，在平面布置中應明確受力位置，保證荷載傳遞更簡潔更直接，平面構件布置盡可能均勻對稱以減少建筑出現扭轉的情況。平面內的構件均勻布置，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。

2 建筑結構設計的科學理念

就當今的建筑結構設計而言，在滿足了最基本的設計規(guī)范要求后，企業(yè)為了將經濟效益最大化，盡可能縮短工期，從而導致建筑質量有所降低，社會效益更是置之不顧，導致我國建筑行業(yè)的發(fā)展與國際標準依舊存在較大的差距，對今后建筑業(yè)的健康發(fā)展來說是極其不利的。所以對新時代下的建筑設計應秉持科學理念，保證建筑業(yè)能夠有著長足的健康發(fā)展。

2.1 人性化設計

在對住宅的設計過程中，應將使用者更方面需求置于首位，在保證建筑結構安全的情況下，將住戶的要求作為設計考量的最主要標準，提高其居住舒適度，同時兼顧對建筑用地周邊環(huán)境的保護。所以在設計方面，應及時調整設計思路，先進行整體化設計，以人為本，將上述各方面需求應用于方案設計中，使得建筑結構更具人性化。

對于居住者而言，居住舒適度與方案整體規(guī)劃有很大關系，但同樣離不開結構的人性化考量。為了滿足設計規(guī)范和標準，完全可以通過部分建筑構件的加強來實現，但是這樣的設計會直接影響居住人員的居住舒適度。因此在建筑結構設計中加入人性化考量，是我們設計水平綜合提高的重要考量標準。從居住者的角度出發(fā)，科學合理的布置建筑構件，針對構件截面面積做出規(guī)則的調整，不影響居民的實際使用。同時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觀的結構設計方案。

2.2 技術和人才的共同進步

當今的方案設計依舊多以CAD 平面制圖設計為主要體現形式，故容易在具體施工圖中容易出現諸多概念性錯誤，甚至在計算層面也會出現不少疏漏，從而導致施工出現很多差錯導致無法估量的后果。這些現象的產生都是因為設計人員沒有經過具體的系統(tǒng)性培訓，在建筑整體性方面欠考慮導致的。不能從原理上理解軟件的條件控制，只依據軟件計算結果進行相應的構件布置，致使設計人員在整體結構上缺乏認知。

軟件的數量使用是當今設計人員必須具備的能力，但是設計過程中要具體考慮實際情況，盡可能簡化計算模型、匯總可能承受的荷載情況，細致計算每一環(huán)節(jié)的施工圖布控，密切結合實際項目，確保計算結果正確。同時，不能過于依賴軟件計算結果，要注重自己的綜合能力的提高，認知每一項設計參數的設置依據，有著自己的理論考慮。在提高自己對軟件的利用程度的同時提升自己的設計綜合素養(yǎng)，實時兼顧最新的建筑技術，將其應用于日常設計中。

2.3 自然環(huán)境與設計的融合理念

自然環(huán)境與設計的融合理念主要包括以下兩個方面：一方面是節(jié)能環(huán)保，另一方面是因地制宜。通過對建筑的合理設計，合理選材，達到建筑結構設計環(huán)保節(jié)能的目的。因地制宜主要是指應用當地的一些自然條件進行相關的建筑設計，通過合理的開發(fā)利用這些資源來減少其他能源的使用，進而既節(jié)約了成本又具備了當地特色，一舉兩得。

為了減少施工工作量，在進行建筑設計時應結合建設區(qū)域的自然環(huán)境條件，減少對當地環(huán)境的改造，將設計與環(huán)境有效結合，根據具體地形地貌情況進行設計布控，充分使用當地的自然資源，包括植被設計、湖水資源等等。不但降低了施工設計成本，也能將建筑環(huán)境更貼近自然，滿足消費者需求。另一方面，結合城市特色人文環(huán)境，包括當地風俗、歷史文化等軟資源，有效結合于建筑設計中。建筑美學體現在各方面，獨居特色，從而達到使居住者眼前眼前一亮的目的，體現住建筑設計的獨特內涵。只有適時結合科學建筑理念，才能將我們獨有的時代精神、民族特色融入到建筑風格中，將自然環(huán)境與建筑設計完美契合，達到人與自然的和諧相處的境界。

3 結束語

新時代下的建筑逐步高層化、復雜化，使用功能也逐步豐富，同時要求標準也越來越嚴格，對建筑結構設計人員的要求也越來越高。因此更要加強設計人員的綜合素養(yǎng)，從整體考量建筑結構設計特點和原則，將先進的科學理念融入其中，使設計應用達到安全實用，經濟合理，技術先進的目的。