建筑結構選型中應注意的問題解析

+龐博+++于海波

摘要：建筑的機構選型和設計受到很多因素的影響和干擾，這需要設計人員要有精深的專業知識、強大的綜合分析能力和豐富的建筑結構設計經驗。

關鍵詞：建筑；結構；選型；問題

作為建筑結構設計的基礎，結構選型在整個建筑結構設計過程中占有相當重要的地位。所謂的建筑結構選型就是從梁、屋架、單層剛架、拱、薄壁空間結構、網架、網殼、樓梯、樓蓋、懸索、拉力薄膜結構、混合空間結構等各個方面來考慮建筑物整個空間的受力情況，進而構建出一個合理的空間受力骨架體系。建筑物的安全性以及建筑物能否達到預定的功能，能否取得令人滿意的經濟效益都與這個受力骨架體系的構建息息相關。因此，正確合理地進行建筑結構的選型就成了整個建筑結構設計中非常重要的一個環節，這對于整個建筑的施工、使用甚至是維護，都會產生很大的影響。

1常見的建筑結構體系

常見的建筑結構體系有很多，下面我們針對幾種比較典型的建筑結構體系進行重點介紹：

1.1鋼——混凝土混合結構。目前我國建筑領域應用比較廣泛的建筑結構形式就是鋼一混凝土結構。鋼作為一種高強度的材料，運用在建筑物中可以有效的降低建筑物整體的重量，卻能夠增加建筑物的強度；另外，鋼的使用還可以加快施工進度，增加建筑物內部的凈空高度?；炷恋氖褂每梢杂行г黾咏ㄖ锏膭偠?，減少耗鋼量，降低了整個結構工程的施工成本，并且具有很好的防火性能。所以，這二者結合就形成了一種十分完美的建筑結構體系。

1.2膜結構。作為張力結構體系中的一種，膜結構是用多種高強薄膜材料及輔助結構通過一定的方式使其內部產生一定的預張應力，并形成應力控制下的某種空間形態。充氣式膜結構、張拉式膜結構、骨架式膜結構是現在膜結構的三種基本形式。這三種膜結構比較起來，充氣式膜結構形體單一，實際工程中運用比較少；張拉式膜結構是索膜建筑的代表和精華，具有高度的形體可塑性和結構靈活性；而骨架式膜結構中，整個股價體系對建筑物的肯定性起到決定作用，膜體只是一個覆蓋物。

1.3高效預應力結構體系。高效應力結構具有技術先進、用途廣泛、發展前景廣闊的特點。具體說來，高效預應力結構就是將強度較高的材料、科學現代的設計方法以及先進的施工工藝結合起來，進而形成的一種預應力結構。這種結構是目前經典的土木建筑物比較常用的一種結構形式。比如大型公共建筑、大跨度重載工業建筑、建筑、大中跨度橋梁、大型特種結構、電視塔、核電站安全殼、海洋平臺等地方都會涉及高效預應力結構體系。

1.4開合屋蓋結構。一部分或全部屋蓋結構在很短時間內可以移動或者開合的結構我們稱之為開合屋蓋結構，他增加了建筑物的使用功能，更為主要的是通過屋蓋的開合適當的改變了建筑物的冷熱負荷，能夠極其有效的降低建筑物的能耗，起到了節能的目的。體育館、飛機庫、商場、廠房及需要晾曬的倉儲建筑都可以采用這種開合屋蓋結構。

2建筑結構選型中需要注意的問題

建筑物的結構選型要注意的問題，可以從以下幾個方面來考慮：

2.1滿足建筑物的使用功能要求。一棟建筑物的設計施工主要是為使用服務的，所以，我們的結構選型在安全的基礎上首先要考慮的就是滿足功能需要。當建筑物包括兩個以上主要結構時，這些主要結構之間必然存在一定的橫向聯系，將每一個結構優化之后拼湊成的建筑結構并非最優的，而是應該從整個“建筑工程”出發進行全面優化決策，根據工程的具體情況和條件正確解決結構體系的選型問題。

2.2美觀功能要求。建筑結構具體上講就是一個建筑物外形的展現。一個建筑物，其外觀是否大方得體并且有新意，是否能夠給參觀者一個很大的心靈震撼，這主要就取決于建筑物建筑結構的選擇。但是在現在建筑美觀性的塑造上我們往往忽略建筑結構本身的美感，反而注重建筑表觀對建筑外型的影響。各種結構體系利用自身美學表現力，按一定的規律而形成的裝飾效果就是建筑結構本身所形成的美感。對結構的形體進行恰如其分的藝術加工而又不做任何多余的裝飾，使結構型式與建筑的空間藝術形象自然地融合起來。

2.3使結構受力合理。建筑機構不同，其受力特征也各不相同，有的結構可能在抗風方面比較突出，而有的結構在抗震方面表現優異。選型時，要認真分析理學要求，綜合比較各個體系的優缺點，然后結合其他的因素進行綜合分析，保證結構能夠達到有效抗風、可靠抗震和應力分布合理等效果。如要考慮到環境條件對建筑結構設計的影響，在風荷載較大的地區，在設計上要重視其對梁、柱、墻等稱重構建的影響，保證人們不因為建筑結構晃動產生不舒服的感覺。

2.4經濟因素對建筑結構選型的制約。任何一個工程，都必須要考提高其投資的經濟效益，因此，在結構選型決策時，經濟因素就成為了十分重要的一點，必須采用綜合經濟分析的手段認真分析和衡量結構方案的經濟性，達到最優效果。在考慮經濟問題的過程中一定要將經濟效益與結構安全性結合起來考慮，不能為了節省成本而忽略了質量、使用壽命等問題。首先，進行經濟分析時要有大局觀，不能因為我們考慮的是經濟因素對建筑結構的影響就單純去分析結構方案施工所需要的費用，我們還應該考慮到在結構使用過程中所需要的費用。其次，在結構選型過程中還要考慮投資費用以及建筑施工期的要求。

3建筑選型的方法與原則

建筑的結構選型以及初步設計會受到很多因素的干擾和影響，這需要結構選型設計人員具有較為廣泛的知識面、強大的綜合分析能力和豐富的建筑結構設計經驗。需要對所有影響建筑結構選型的因素都考慮在內，并一一滿足這些因素的要求。但由于外在環境以及建筑施工中會有很多不確定性因素的發生，也會對建筑的順利建設實施帶來很大影響。為了將這些定性因素與不確定因素產生的影響都合理考慮到，就需要按照一定的結構選型方法和原則進行選型設計。

3.1融合利用智能科學是解決選型問題。現代結構工程學科在工程結構新材料、新技術、新工藝、新型結構構件與結構體系型式以及先進的分析計算方法和手段等方面的發展，為各類更高和更復雜高層建筑結構設計與建造，提供了物質與技術上的支持。計算機與信息技術及人工智能等學科的發展，也將深刻影響或改變著結構選型設計的思想、過程與方法，并將為解決結構選型設計問題提供全新的觀念、方法、手段和理論等的支持。

3.2遵循選型原則。在長期的工程實踐中，建筑設計人員綜合各方面對建筑選型的影響和要求，總結出一些在建筑結構選型中應當遵循的基本原則。如建筑結構必須具備的力學性質；建筑結構應考慮的主體抗震性能；建筑結構的布置合理性等。在高層結構建筑結構選型中，遵循這些選型原則，可以使選型的結果更加科學合理。

4總結

總而言之，科技以及結構理論的迅猛發展也使得現在的建筑向著多元化、復雜化發展，這就對建筑結構選型提出了更高的要求。如何能在滿足結構、經濟、美觀、實用等因素的基礎上設計出建筑，就成了對建筑結構選型人員更高的挑戰，這就需要我們不斷的提高自己的專業技能，同時也要與建筑、預算、設備等專業人員協商來完成選型任務。

參考文獻

[1] 丁笑影,郭建.高層建筑選型影響因素分析及選型方法的研究[J].山西建筑,2010(01).

[2] 徐彬.高層建筑結構選型的因素探究[J].江西建材,2012(06).

作者簡介：龐博，山東同圓設計集團有限公司；于海波，身份證號：371323198208286370。