基于建筑與結(jié)構(gòu)融合度提升的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新研究

李超

摘要：社會進(jìn)步不僅體現(xiàn)在文明上，而且體現(xiàn)在人類文明的各個方面，特別是建筑領(lǐng)域。隨著人們對建筑需求的不斷增加，建筑師有必要加強(qiáng)對建筑新功能的挖掘，加強(qiáng)建筑與結(jié)構(gòu)的融合，創(chuàng)新基于建筑自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面，要滿足建筑造型、功能和空間效果的要求。本文從建筑與結(jié)構(gòu)一體化程度的提高出發(fā)，探討了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的研究。

社會進(jìn)步不僅體現(xiàn)在文明上，而且體現(xiàn)在人類文明的各個方面，特別是建筑領(lǐng)域。隨著人們對建筑需求的不斷增加，建筑師有必要加強(qiáng)對建筑新功能的挖掘，加強(qiáng)建筑與結(jié)構(gòu)的融合，創(chuàng)新基于建筑自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面，要滿足建筑造型、功能和空間效果的要求。本文從建筑與結(jié)構(gòu)一體化程度的提高出發(fā)，探討了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的研究。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新

（一）結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新中的概念化設(shè)計

對于建筑設(shè)計師來說，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的概念設(shè)計分析，可以清晰合理地選擇建筑結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)建筑的使用和需求，合理地選擇建筑位置，建筑布局可以從多樣性的角度進(jìn)行分析，保持設(shè)計的合理化，這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新中概念設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容。

（二） 結(jié)構(gòu)設(shè)計中的構(gòu)件與細(xì)節(jié)設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容不僅體現(xiàn)在概念設(shè)計上，還體現(xiàn)在構(gòu)件設(shè)計和細(xì)節(jié)設(shè)計上。在構(gòu)件設(shè)計方面，建筑設(shè)計師應(yīng)適當(dāng)提高建筑結(jié)構(gòu)的配置水平，合理選擇構(gòu)件尺寸。在這一過程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)對構(gòu)件的配筋進(jìn)行分析，以確保在建設(shè)工程施工中，大部分構(gòu)件配筋在結(jié)構(gòu)配筋的范圍內(nèi)。

（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計與藝術(shù)設(shè)計的配合

對于建筑而言，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與藝術(shù)設(shè)計的融合程度決定了建筑成功的水準(zhǔn)。成功的體系結(jié)構(gòu)一般都有一個好的、實用的結(jié)構(gòu)體系，并且根據(jù)不同的需求有不同的側(cè)重點。建筑設(shè)計人員在進(jìn)行建筑藝術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不僅要注意設(shè)計的美觀性和藝術(shù)性，還要注意結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和合理性。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的意義

（一）提高建筑物的經(jīng)濟(jì)效益

在現(xiàn)代社會，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新具有重要意義，主要體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新能夠在一定程度上提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益。近年來，隨著樓層高度的增加，越來越多的建筑物的需求將導(dǎo)致建筑墻體面積和支撐樓層柱的尺寸發(fā)生變化，這與墻體面積和主體結(jié)構(gòu)的尺寸密切相關(guān)。相應(yīng)地，結(jié)構(gòu)的重量將繼續(xù)增加，導(dǎo)致建筑物的地基承載力成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分。由此可以看出，控制建筑物的高度，保證建筑物的每一層都能得到足夠的光線，可以減少建筑物與建筑物之間的距離，從而控制土地利用面積。通過對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新和優(yōu)化，可以對提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益起到重要作用。

（二）提高建筑結(jié)構(gòu)的實用與功能效益

建筑設(shè)計的主要任務(wù)是滿足人們的生活需要，為人們提供一個舒適的環(huán)境。因此，必須滿足以下兩個方面的要求：一是抗震設(shè)計。近年來，世界各地不時發(fā)生局部地震。因此，針對不同地區(qū)、不同環(huán)境，必須重視建筑物的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。二是建筑方面的綜合計算。面對資金、結(jié)構(gòu)等不同方面，我們需要不斷細(xì)化工程造價，只有這樣才能有效地保證工作的順利進(jìn)行。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

（一）綜合考量與減輕自重的原則

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)遵循綜合考慮、減輕自重的原則。在綜合考慮方面，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際情況，考慮建筑物的長期效益，在保證建筑物正常使用功能的前提下，降低施工成本。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新與優(yōu)化應(yīng)充分利用先進(jìn)的建筑科學(xué)技術(shù)和設(shè)計經(jīng)驗，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的綜合考慮，滿足建筑工程結(jié)構(gòu)的需要。在減輕自身重量方面，主要是減輕建筑本身的重量。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，應(yīng)注意合理優(yōu)化建筑工程構(gòu)件，確保建筑工程抗震性能良好，自身重量輕，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)自身重量。

（二）結(jié)合實際與合理受力的原則

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)遵循現(xiàn)實與合理受力相結(jié)合的原則。在結(jié)合實際方面，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師應(yīng)堅持從建筑的實際出發(fā)，從更全面的角度考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)和情況。比如，要從經(jīng)濟(jì)、氣候、地質(zhì)條件等方面明確哪些自然條件和環(huán)境會對建設(shè)項目產(chǎn)生影響，制定合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。在合理應(yīng)力方面，主要從應(yīng)力和對稱角度分析了建筑物應(yīng)力和變形的影響因素。根據(jù)受力和變形情況，選用具有一定抗力的建筑材料來改進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

四、基于建筑與結(jié)構(gòu)融合度提升的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新研究

（一）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型的建立與優(yōu)化方案的選擇

從建筑與結(jié)構(gòu)一體化的層面，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行創(chuàng)新是十分必要的。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，有必要建立一個更加優(yōu)化的建筑模型。模型建立后，確定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案：①在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計參數(shù)的選擇對結(jié)構(gòu)設(shè)計水平影響較大，所以在選擇參數(shù)時，要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容，明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體工作量;② 在綜合參數(shù)的基礎(chǔ)上，確定目標(biāo)參數(shù)，設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)的要求，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案。在選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案時，應(yīng)從確定的優(yōu)化方案中選擇相對合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新優(yōu)化方案。

（二）建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新與優(yōu)化

在提高建筑與結(jié)構(gòu)一體化的理念下，通過對建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新與優(yōu)化的關(guān)鍵。在上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計創(chuàng)新和優(yōu)化過程中，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的實際情況，做好建筑剪力墻的設(shè)計，從根本上保證建筑剪力墻的質(zhì)量，使其分布呈現(xiàn)出均勻性的特點。上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以通過剪力墻總質(zhì)量的均勻分布來優(yōu)化。同時，外部環(huán)境可能會對建筑物的上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。通過對建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和優(yōu)化，減少外部環(huán)境對上部結(jié)構(gòu)的影響。即使在相對惡劣的環(huán)境中，建筑結(jié)構(gòu)也不會出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

（三）嚴(yán)格按照建筑設(shè)計規(guī)范進(jìn)行設(shè)計

設(shè)計規(guī)范的是為了有效地提高建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，減少安全事故的發(fā)生，降低安全風(fēng)險。因此，設(shè)計人員必須嚴(yán)格遵守設(shè)計規(guī)范。在具體的設(shè)計過程中，很多設(shè)計人員會因為一些設(shè)計條件而忽略了建筑本身的設(shè)計規(guī)范，這是絕對不可以的，而且有很大的危險性，所以設(shè)計人員必須了解設(shè)計規(guī)范的重要性，如果在施工設(shè)計過程中，存在不符合提出并及時糾正相關(guān)規(guī)范的設(shè)計行為，以防止安全隱患。

五、結(jié)語

在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計，可以有效地節(jié)約建筑成本和建筑總成本，延長建筑使用壽命，為社會創(chuàng)造更多的價值。目前，仍有一些建設(shè)項目在工程建設(shè)中缺乏對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的重視。對此，本文研究從經(jīng)濟(jì)效益和建設(shè)成本的角度，分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的意義，從綜合考慮、減輕自重、聯(lián)系實際、合理受力等方面闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，并著重從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型的建立、優(yōu)化方案的選擇等方面進(jìn)行論述，對建筑上部結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，為提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新水平，促進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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