建筑結構設計基本原則及合理設計方案

文/王攀、郎明偉 錦州市建筑設計研究院有限公司 遼寧錦州 121000

從本質上分析，質量作為建筑工程項目的核心點，為了能夠提高建筑工程質量，就需要保證建筑結構設計的合理性、科學性，所以建筑結構設計方案尤為重要。對于建筑結構設計而言，設計方案因為受到不同方面因素的影響，從而難以實現設計的真正意圖，或者是未根據設計方案進行施工，不但導致各項資源嚴重浪費，還會對建筑行業的發展帶來一定負面影響。

1、建筑結構設計原則

1.1 抓大放小的基本原則

建筑結構是由不同的構件協同組成，不同構件發揮的作用也有著一定區別，由此就存在輕重之分。當發生意外力量的沖擊，各個構件之間在協同抵抗的前提下，也要保證關鍵構件的安全性，否則就可能會造成不可估量的后果[1]。針對建筑中的關鍵構件，必須要進行全力保護，針對其他構件在特殊情況下要以保護關鍵構件為主。基于此，在建筑結構設計中要分清主次，嚴格秉承抓大放小的基本原則。

1.2 剛柔并濟的基本原則

若是建筑結構設計的過于剛硬，就會減弱結構變形能力。當受到較大破壞力時，就可能造成建筑結構嚴重受損。若是建筑結構設計的過于柔和，那么在遇到外力時就可能會總體傾覆[2]。基于此，在建筑結構設計時要嚴格落實剛柔并濟的基本原則。為了能夠實現建筑結構的剛柔并濟設計，就必須綜合分析所有構件特性，針對各個位置與各個結構都必須貫徹剛柔并濟的基本設計原則。

1.3 打通關節的基本原則

關節是建筑結構體系中的重要一環。然而縱觀建筑結構設計實際情況，因節點設計不合理而引發建筑質量問題的例子相對較多。理想情況下，建筑結構體系之中是不需要關節的，所有的外力都可以及時的削弱或者是傳遞。所以進行建筑結構設計過程中必須要打通所有關節，使外力能夠在各個關節位置暢通無阻。

1.4 多道防線的基本原則

為了保證建筑結構的安全性、穩定性以及可靠性，在進行建筑結構設計時必須層層設防。在遭遇嚴重災害時，一切抵抗外力的建筑結構經過協同作用，能夠有效減小外力，最大程度上減小損害。若是僅僅依靠某一構件，那么是極其危險的[3]。比如，框架剪力墻要優于純框架；多肢剪力墻要優于單片墻，充分表明了多道防線的重要性。

1.5 以人為本、綠色環保的基本原則

在保證建筑安全性、耐久性以及適用性的前提下，應根據人們的真實需要，追求于建筑的舒適性與環保性。第一，建筑工程的根本性目標就是為人們所服務，針對人們對建筑舒適性提出的嚴格要求，在結構設計中要貫徹以人為本的基本原則。第二，面對全球自然生態環境的惡化問題，綠色建筑已經成為了一種新的趨勢，所以在結構設計中也要秉承綠色環保的基本原則。

2、建筑結構的科學、合理設計方案

2.1 以結構設計與構造作為出發點

針對建筑結構設計的計算，必須要重視下述幾點問題：①對底框砌體結構進行合理驗算；②選擇準確的方法進行樓板計算；③保證荷載計算的準確性；④根據實踐經驗分析與判斷計算結果的準確性，然后再決定是否以此作為基本依據展開施工設計。關于建筑結構的構造，需要重視下述幾點問題：①高度關注構件配筋率極限值問題，若是建筑對抗震有著嚴格要求，那么在進行設計時必須綜合分析建筑構造延伸性，確保構件達到最小配筋率基本要求；②根據標準要求配置鋼筋，同時確保鋼筋可以滿足各個位置的延伸、搭接與錨固具體要求；③選擇科學、有效的融熱通風等有關方式，防止屋面溫度升高產生應力，導致墻體發生開裂等問題。

2.2 以抗震要求作為出發點

從本質上分析，建筑工程應具有相應的抗震能力，特別是民用建筑，所以建筑結構設計要綜合分析其抗震性，主要通過二階段設計達成三水準抗震設計要求。一是多層砌體結構，以橫墻承重或縱墻承重的建筑結構體系為主。針對縱墻與橫墻的設計，必須確保均勻對稱，而且在豎向方面應保證上下的連續性，在房屋的轉角位置與盡端不要設計樓梯，從而在遇到地震災害時，能夠避免發生坍塌傷人事故。二是多層高層的鋼筋砼結構，應以雙向抗震墻與框剪等有關抗側力結構為主，從而有效承擔地震力。從框剪體系方面分析，各個抗側力結構必須在空間層面達到協同工作狀態。對于抗震墻間的屋蓋與樓蓋長寬比要進行有效控制，切實提高抗震墻自身剛度，樓蓋以及屋蓋安全性。在建筑結構布置過程之中，應該優先選擇較為規則的結構。對于比較復雜的結構需要建立防震縫，將其設計成比較規則的結構單元。

2.3 以地基情況作為出發點

由于地基的沉降問題，建筑結構構件很容易發生不同層面上的損壞，或者是出現不同情況的開裂問題，尤其是高層、超高層建筑，地基需要進行深埋，使得此類問題更加的明顯。基于此，在進行建筑結構設計時需要高度重視地基沉降影響要素。針對高層建筑，地基應以樁筏或者是樁箱有效融合的方式為主，群樁的建立必須與上部結構重心組相統一，以確保箱體總體剛度達到標準要求。針對多層建筑，軟土層厚度相對偏大，需要借助于軟土地基處理技術有效管理多層建筑沉降問題。與此同時，應綜合分析地基實際情況、建筑上部結構等，然后根據建筑結構設計現實狀況，明確地基處理具體范圍以及需要達到的技術指標。通過對地基處理技術方案科學性、可行性、經濟性等的綜合分析與研究，確定最理想的處理技術方案。

總結：

基于新時代環境下，隨著我國建筑行業的快速發展，關于建筑結構設計也有了新要求、新目標。從本質上分析，結構設計直接決定著建筑的安全性與穩定性。所以要將建筑結構設計工作放在第一位，嚴格落實結構設計基本原則，確保結構設計方案的合理性、科學性，同時綜合分析各種影響要素，提高結構設計方案的可行性與經濟性，從而切實保證建筑的安全性與穩定性。