高校科研單位綜合實驗樓建筑和結構設計

曾永川

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高校科研單位綜合實驗樓建筑和結構設計

曾永川

（云南省農業科學院，云南 昆明 650205）

現代很多高校在秉持教書育人的基礎上，認真貫徹以人文本、人文結合理論方針，跟隨時代的步伐，推動現代科學發展，為現代社會的進步作出巨大貢獻。其中，高校建筑最能體現學校結合時代與人文的特點，成為具有時代特色的標志性建筑。根據某高校科研單位綜合實驗樓對其建筑和結構設計與當代社會科學進行了分析。

高校；綜合實驗樓；建筑結構設計；文化特色

質量是建筑工程質量控制的核心，樓層建筑的結構設計更是對建筑工程質量起到決定性的作用。本文以某高校科研單位綜合實驗樓建筑和結構設計為例，將現代建筑特點融合學校文化特色，分析學校綜合實驗樓的建筑質量控制方式。

1 工程概況

某高校科研單位綜合實驗樓的工程設計基于學校的內部的環境和建筑，參考各教學樓地理位置，將綜合實驗樓設立于學校的教學區域，同時，臨近學校教學樓交叉中心，位于教學區的中心位置。該綜合實驗樓占地1 275 m2，總建筑面積5 647 m2，建筑總高度52.7 m，融合周圍的環境，與各教學樓形成該校的特色建筑體系[2]，成為該校教學區域一道獨特的標志性建筑物。

2 設計理念

該校綜合實驗樓的設計之初就秉持著學校“教書育人，以人為本”的教育理念，將綜合實驗樓與周圍的教學樓相結合，在一定程度上表現出該校更加注重學生們的學習能力與綜合素質。在實驗綜合樓建成后，該建筑成為樹立校園形象的關鍵作品，成為了學校綜合素質教育的象征。同時，在進行綜合實驗樓的設計之初，學校方面要求該建筑物能夠體現學校厚重、樸實的教育氣息，又能夠表現出現代建筑學以及現代科學的特色，與教學樓一起與周圍的環境形成有機統一，在原有的校園氛圍上互補互成，融合現代的教育理念與人文特質，呈現出該校獨有的文化特色，再結合當地的環境、氣候、地質特點，能夠保證綜合實驗樓在后期的投用過程中沒有意外情況的發生，并符合校園總體規劃要求，又要為將來的建筑在創新方面創造出過渡條件[3]，以實驗綜合樓的建設為核心，組成了一套系統的建筑體系，讓整個綜合實驗樓的空間形象具有校園文化氣息、時代創新精神以及現代科學的發展理念。

3 建筑設計

現代建筑學中對于建筑物的立體形象與工程質量要求比較嚴格，綜合目前的建筑材料使用情況來說，鋼筋混凝土結構仍然是現代建筑的主要使用材料[4]，一方面因為其在工程質量方面經過了驗證；另一方面，在建筑耐久性上具有更好的性能，所以結合實際情況，該校綜合實驗樓的建筑材料選用的是鋼筋混凝土作為綜合實驗樓的建筑材料。

3.1 材料設計

確認選擇以鋼筋混凝土為主體建筑材料，則應該盡量選用強度等級較高的混凝土，同時，為了提升實驗綜合樓的使用耐久性，就需要在同樣的混凝土結構中增添鋼筋的使用數量，而且要提升鋼筋的直徑，以免出現鋼筋材料過多的情況，引發其他的建筑質量問題，保證在實驗綜合樓建成后，建筑材料能夠承受住建筑物的重量以及側方拉力，防止出現結構裂縫問題。

3.2 建筑問題

結合鋼筋混凝土的實際使用情況來看，采用鋼筋混凝土的建筑材料容易出現裂縫。為了避免此種情況的發生，最好采用碎石混凝土，以增加骨料和水泥膠砂的結合面，增加內部密實度，降低孔隙率，增強墻體的厚實程度。

根據調查研究發現，大部分的鋼筋混凝土結構產生裂縫，主要有地基不均勻沉降引起的裂縫、溫度變形引起的裂縫、干縮裂縫等。所以，在建筑施工前，應盡量減小地基的不均勻沉降差，選擇合理的建筑位置，讓建筑物在后期的投用過程中避免出現地面不穩定型下降，同時，針對建筑物容易出現裂縫的位置，設置預留縫隙或采取防裂縫措施，提高墻體的整體穩定性。整個建筑物的層次結構需要嚴格按要求設置構造柱，提高屋面板的整體性；設置保溫涂層，避免因溫度產生裂縫變化。

3.3 地質探究

結合歷年來周圍環境中發生的自然災害問題，其對建筑物的底層框架砌體結構破壞較為嚴重。所以，在設計建筑物時應該考慮到地震災害發生時應對的策略和建筑物防護工作，因此，需要在該建筑物的底層框架砌體結構上采取穩定措施，避免因為結構承載力不足或變形過大、結構喪失整體穩定、地基失穩等引起的一系列結構破壞問題。

因此，需要加強建筑樓層上層建筑與下層地基結構的契合程度，增強下層建筑的承重和抗震能力以及上層建筑物的穩定能力，使整個實驗綜合樓在面對地震災害時，能夠承受住中級地震災害的侵襲。

3.4 建筑結構

在綜合實驗樓的建筑前期應該繪制完整、詳細的建筑施工圖紙，這是整個建筑工程項目前期工作的重點，也是施工的主要依據。建筑結構圖紙的繪制應該能夠最直觀、正確、完整地呈現出整個綜合實驗樓的立體形象與平面形象，這樣建筑工程中遇到的所有問題都會有一個直觀體現，這也是保證工程質量的重要步驟。

3.4.1 立面結構

綜合實驗樓的立體平面圖應該結合周圍的環境進行繪制，能夠體現出在綜合實驗樓建立完成后與周圍的教學樓形成的基本概況。從該建筑的立體結構示意圖能夠看出，該實驗綜合樓采用落地整體式鋁合金玻璃窗，在后期的投入使用中，這既能夠讓學生直觀地看到整個實驗樓的全貌與各個實驗室的基本情況，又體現出學校的教學理念與現代建筑學的有機統一。

建筑的東西面設置室外遮蔽百葉，防止實驗設備因西曬而影響實驗成果和設備壽命。整個實驗大樓采用立體框架結構，更加直觀地體現出當代建筑學的立體美感，讓學生感受到整個學校良好的學習氛圍。在建筑外表裝飾材料的選擇上，外墻采用灰色的涂料，柱子用黃色的涂料粉刷，冷暖搭配，使建筑外觀具有現代感。

3.4.2 平面結構

通過建筑物的平面結構圖能夠看到綜合實驗樓與該校其他的教育設施形成的特色建筑體系，比如綜合實驗樓前的廣場空間，與周圍的植物環境相結合，呈現學校中的景和物的特色。其他教學樓和教學設施的平面示意圖能夠直觀、形象地展示學校的風景，同時，體現出學校濃厚的文學色彩。建筑樓層內部的平面結構圖能夠直觀地體現出各個樓層、教室甚至建筑材料的情況。樓層結構平面圖應分層繪制，必須準確標注柱、梁、樓梯和縱橫軸線的位置關系以及各種板的規格、數量和布置方法，同時，應表示出墻厚及圈梁的位置和構造方法，選用標準構件。基梁、板、杜等應分類集中繪制，對各構件應把鋼筋規格、形狀、位置、數量展示清楚。

4 設計理念

4.1 環境設計

該校綜合實驗樓的建立，不單單為學生們的實踐能力提供了一個平臺，同時，結合周圍的環境特點，構建出了詳盡的規劃道路與植物景觀等。這樣既能夠減少周圍環境給實驗室帶來的噪聲污染等各種不良影響，又能夠讓學校的環境得到美化，且舒適的實驗室環境能夠讓學生和教師在學習交流中獲得更大的進步，進一步推動了學校的教育理念更新。

4.2 結構設計

綜合實驗樓的結構設計參考了多種建筑結構，結合當前國內的工程建筑技術，設計出了“U”形建筑，與周圍的教學樓照相呼應。“U”形的建筑設計與整體的框架設計綜合考慮，結合當地的地質環境特點，更適合應對地震災害，并且采用鋼筋混凝土作為整體框架的建筑材料，更是增大了整個建筑物的牢固穩定性。同時，獨特的結構設計特點彰顯出學校緊跟社會節奏，體現了當下“創新使人進步”的人文特點，為學校的學校理念增添了一抹新的色彩。

4.3 綜合設計

綜合考慮各個方面的影響因素，對綜合實驗樓結構設計不斷優化，最終在確保結構安全性的前提下，采用最為經濟、最為合理的結構方案。其中，學校作為教書育人的重要場所，該校的綜合實驗樓更是結合學校的人文特點，突出了學校的文化特點，在一定程度上促進了學校的進一步發展，為全校師生注入了新的生機與活力。在保證結構設計的方案安全、合理實行的情況下，豐富了學校的教育內涵，擴充了當代背景下的教育意義。

高校是學生邁入社會環境的第一步，高校教育是當代廣大的社會群眾關注的教育重點，現在的高校不僅僅注重學生們的文化知識教育，也更加注重動手實踐能力，而很多高校為學生提供了一個實踐平臺。此時，正是通過綜合實驗樓的建筑與設計的方式，向學校的師生以及廣大的社會民眾宣傳學校的一個良好機會。

利用這次機會向外界展示出學校不斷創新進取、以人為本的教育理念，不斷豐富學校的文化底蘊，為學校的師生群體注入新的活力。同時，希望更多的高等學校為社會培育出更多的人才，能夠把握住當下時代不斷創新進步的浪潮，推動整個人類社會的文化進程。

［1］潘競嵐，吳輝琴，陳躍程.某高校綜合實驗樓建筑和結構設計［J］.廣西工程學院學報，2015，4（23）.

［2］劉奕麟.淺析建筑工程結構設計［J］.科學與財富，2016，5（13）.

［3］顧祥林.混凝土結構基本原理［M］.上海：同濟大學出版社，2014.

2095－6835（2019）02－0122－02

TU318

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.02.122

〔編輯：張思楠〕