建筑结构设计基本原则及合理设计方案

建筑结构设计基本原则及合理设计方案

张岩泉

广东维美工程设计有限公司523000

摘要：当今社会，我国的建筑行业在不断的发展，建筑结构设计也显得更加重要。建筑设计是在建筑开工之前，对建筑的各个方面的设计工作。建筑设计如果做的好，可以保证整个工程的质量，满足人们对于建筑的要求，而且对于建筑的成本造价会得到最优的设计。如果建筑结构设计做的不好，就有可能使建筑的质量低，还造成不必要的浪费。

关键词：建筑结构设计；设计原则；合理设计方案

随着经济与时代的发展，人们对于建筑的要求逐渐提升。与此同时建筑工程项目的投资力度、规模、技术复杂度也都相应的提高，为此如何在保证建筑使用安全成为重要问题。对于建筑质量问题，首选的解决方案是规范结构设计。好的结构设计方案不仅是施工质量的保证，更是影响建筑最终安全性的根本。通过在探讨建筑设计的基本原则及设计注意事项可以促使更为合理的建筑结构体系的出现，从而达到经济、高效、安全的目的。

1、建筑结构设计的基本原则

作为建筑结构设计的专业人员，在进行建筑结构设计过程中，有两个设计元素必须要考虑，即强柱弱梁和强剪弱弯，通常被专业设计人员形象的描述为“抓大放小和分清主次”。这两项元素考虑合理，设计合理，可以有效避免建筑物建筑物受到强大外力时遭到破坏，提高建筑物的稳定性，特别是能保证其核心构件不被破坏，使其建筑物整体稳固，不会倒塌，防止人们的生命财产安全遭到威胁。建筑结构在设计过程中即要考虑建筑物的刚性适度，又要使其柔性适中，只有刚柔共济，才可能保证建筑物质量稳定，防止坍塌或内部软体倾覆现象发生。建筑物的刚性如果太强，则其建筑物承受变形的能力就会下降，当外界发生较大波动，破坏力增大时，建筑物自行调节变形的能力弱，自然会导致大面积坍塌，甚至全部破坏，造成人们生命财产的损失。建筑物设计结构如果太柔，建筑物的稳定性就相对较低，当有外力作用时，建筑物自我调节进行变形，由于柔性太强，这个变形会产生过度现象，过大的变形会导致建筑物软体倾覆。所以说，建筑结构设计过程中，一定要刚度、柔度同时考虑，做到适中、适宜，确保建筑物既能适当变形，又能保证其稳定性。建筑结构设计过程中，要做到多方面考虑，对每一个建筑设计环节都要重视，严格按标准规范要求设计，从建筑物的整体结构出发，设计多道防线，步步设防，从而保证建筑物的整体结构安全。当有外界环境破坏时，建筑物的每一个部位都起到抗击外力的作用，形成一个抗击的整体，使灾难造成的损失降到最低点。近些年来，由于外力破坏，造成很多的建筑物坍塌等事故。通过事故后的分析发现，这些坍塌事故很大一部分是由于建筑物的节点破坏造成的。所以，根据这个统计结果，要想从根本上解决问题，就得解决节点的结构问题，通过研究，作者认为打通建筑结构中的节点，可以最大程度的减弱外力，从而提高建筑结构质量。需要注意的是，在进行节点打通施工中，不要野蛮操作，要尽量避免不合理的现象发生，认真考虑整个工程的平衡状况，以而保障节点打通以后建筑的质量依旧良好。随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们对于建筑环境的要求也越来越高，不仅要求居住环境空间满足使用要求，又要求建筑外界环境满足生活需要，要求其做到绿色、环保，以使得有益于身体健康。随着环境污染的加剧，人们越来越渴望生活在绿色的空间中，因此绿色生态型建筑得到越来越多人的喜爱，建筑设计过程中，要充分考虑建筑物建设地段的环境、土地、植被特点，全面设计所属区域的内外部环境空间，确保其绿色环境符合人们的使用要求。

2、从结构计算和构造上进行合理设计

2.1从结构计算角度，看结构计算应注意的问题：

2.1.1底框砌体结构验算时应注意：1）底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响。2）底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法，抗震墙承担全部剪力，框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20％~30％。3）应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。

2.1.2避免楼板计算中不正确方法。1）连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替。2）双向板查表计算时，不能忽略材料泊松比的影响，否则，由于跨中弯矩未进行调整，将使计算值偏小。

2.1.3避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符，基础底板上多算或少算土重。

2.1.4以电算结果的正确性不能作出合理评价。目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算，如何对计算结果进行分析、评价，是一个非常重要的方面。必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、判断，根据其正确与否，决定能否作为施工图设计的依据。

2.2从构造角度看应注意的问题：

2.2.1注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性，又必须满足最小配筋的要求。

2.2.2严格按照规范要求，保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度，材料选用也必须满足强度要求。

2.2.3为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂，必须采取有效的通风融热措施。

2.2.4按抗震构造要求设置的构造柱，应在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压顶，下至浅于500毫米基础圈梁，或伸入室外地面以下500毫米，构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合要求。

3、建筑结构设计方案的主要方法

3.1结构平面图上的设计方法

如果建筑的地域的防震烈度为六度区的时候，按照我国的防震设计要求，可以不必采用截面抗震验算，但结构的设计也一定要达到抗震的标准。所以对于砌体结构的建筑，软件建模可以省略，在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题，就可以直接设计。

3.2屋面结构图的设计方法

如果建筑的屋面是坡面式的，可以采用梁板式和折板式两种的结构处理方式。其中，梁板式可以用在建筑平面不整齐，板的跨度比较大，而且，一般屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面也都采用这种结构。而折板式则和梁板式的适用条件相反。

3.3大样详图的设计方法

建筑详图如果没有发生错误，在这基础上可以进行绘制大样详图，还可以在曾经做过的详图基础上进行部分的改进。只要让建筑的整体外形不改变，考虑到结构的受力能力和施工起来比较方便即可。但在外形尺度和标高上必须和建筑专业统一协调。

3.4楼梯的设计方法

在设计楼梯时，对楼梯的梯板要控制好它的挠度，梯梁的梁下净高度要符合建筑标准，梯梁的位置要使上下楼层的位置一致。如果遇到有些不合适的地方可以运用折板楼梯，折板楼梯的钢筋在里面的折角处要把它断开分别进行锚固，这样可以预防局部应力集中在一处。对于梁下的净空要求和梯板宽度的问题都要注意。第一段梯板的基础要注意它的基础沉降问题，如有必要应该设置梯梁。

3.5房屋抗震要求

由于地区地质条件的影响，板块的运动，导致地震的发生，为了保证人们的生命财产安全不受到威胁，进行建筑物结构设计时要充分考虑抗震要求，尤其对于抗震烈度要求高的区域，一定要合理设计，防止地震使建筑物造成坍塌。对于普通的多层建筑物，设计过程中，要使得横墙承重，或采用纵横墙一起承重，特别注意的是，要使得纵横墙承重受力均衡，上下要连接好，平面内要对整齐，避免受力不均造成破坏。对于楼梯的设计也有特别的要求，楼梯尽量不要设计到房屋的拐角处和近端，不利于防震。对于建筑物的整体框架也要注意对其抗震墙的长宽高度比进行控制，对其抗震墙的刚度进行控制，保证连接可靠，结构坚固，对于建筑结构空间复杂的建筑物，还可以采用防震缝的设计方法。

4、总结

总而言之，经济社会的发展，带来建筑事业发展的同时，对建筑设计也有了新的要求，它不但要满足使用的质量，更加需要保证人民生活的安全，这就需设计的人员在具体的结构设计中，结合具体的施工地的多方面因素，遵循设计的各项原则，找到一个合理的经济的结构设计方案，更好的保证建筑的质量和安全。设计人员需要充分的意识到设计方案和设计原则的重要性，不断的了解设计的知识，做好自身的能力的提升，从而不断的创新，选择合适的设计方案，为建筑事业更好的发展做出贡献，以便保证建筑满足人们日常需要的同时更能保证人们的安全。

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