淺談建筑結構設計方法

董曉芳

摘? ? 要：建筑結構設計就是運用結構設計語言來呈現建筑圖紙表達的內容。建筑結構設計語言便是結構工程師從建筑專業圖紙和其他的專業圖紙中所精簡提煉出來的結構表達方式，涵蓋了基礎、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣等等，接著再應用這些結構表達形式來設計建筑物的結構體系。基于此，本文深入細致地闡述了建筑結構設計的有效方法，以及結構設計要點，以供同行參考。

關鍵詞：建筑結構;設計方法;探究

1? 引言

總的說來，建筑結構設計分為兩個環節，即概念設計與具體設計，概念設計是指建筑物的全方位結構設計，主要涵蓋了建筑結構體系、基礎類型、承重墻的位置和以及柱網分布等等。而設計過程則由建筑主體與基礎兩個部分組成。建筑工程的結構設計者必須根據建筑物的高度、建筑類別、以及本地域的抗震設計裂度等諸多具體限定條件來選擇合適的結構體系。當完成概念設計后，隨之便應該進入具體設計環節。對建筑物的梁、柱、樓板、剪力墻、樓梯幾個部分進行內力計算。在具體設計過程中，應注意對于結構設計要點的把握和理解。

2? 建筑結構設計的有效方式

2.1? 柱強梁弱的結構設計理念

柱強梁弱的結構設計理念主要是針對“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設計目標而出現的。當建筑物中的梁遭到破壞時，實質上只是某一個特定區域內建筑構件的受力的失效，然而如若是柱受到外力破壞，那么整棟建筑物都會受到影響，由此可見柱的破壞力遠超梁遭受破壞而產生的后果，為此，建筑結構設計人員在設計過程中務必應該堅守這一結構設計原則。首先務必應非常嚴格地把控柱軸壓比，現如今的相關結構計算都是依據小震而進行的。如果在小震條件下柱軸壓太高，那么會出現遇到大震時將對邊柱產生超大的附加軸力，如此一來柱的安全可靠性會受到影響，換言之，遭遇大震時一定會遭受毀壞。因此結構設計人員應該明確軸壓比的標準，即軸壓比不能超過0 · 9%，同時，在設計對柱的斷面配筋時，應當針對不同的部位做出不同的處理，邊柱與角柱應適當增強，特別是設計角柱時，應該設計全柱加密箍筋的方式，且配筋率不小于1%。當配置梁部位的鋼筋時，應注重配置相當數量的梁中部筋，如此一來方能確保梁端的現實承載力小于柱端的實際承載力。

2.2? 概念結構設計原則—重視主體設計

概念是指能夠反映出客觀事物的本質與必然性的特征，是針對事物本質性質的思維模式，還是構建在實踐行為基礎之上由感性認知過渡至理性認識而形成的通用定義。概念設計的主要目的是將建筑工程的結構形式作為重要依據而應用的結構概念，而后與實際具體的工程條件相融合，初步設計出一個廣義的結構設計方案，再經過一系列可行性的分析和探究后，如果結論是可以進行后續設計，便將此時的初步結構設計方案作為指導方向，再進行下一步具體詳盡的結構設計。當然初步結構設計方案必須應建立在科學合理的基礎之上，才能在后續發揮出積極的指導作用。

2.3? 結構抗震設計

中國是一個地震頻發的國家，尤其是近些年來頗為頻繁的地震災害的發生，給我國民眾與社會經濟都帶來了巨大的生命財產損失，因而確保建筑物的抗震設計符合國家相關規范要求和規定是解決這一嚴峻問題的關鍵方式，同時也是建筑結構設計至關重要的步驟之一。因此，提升結構設計人員的抗震設計能力是提升整個建筑結構設計水準過程中不可或缺的重要環節。依據我國現階段的抗震設計原則和相關規范標準，可以作為明確我國各地區建筑抗震設計的重要依據。遵循相關規范進行的抗震設計，其建筑物的抗震性能是能夠經歷考驗的。然而，從現如今的實際抗震設計情況來看，最終的設計效果還尚不理想。追根溯源主要是由于一些結構設計人員對于抗震設計方法還不是特別地應用自如，忽略了基本的設計原則，往往從設計經驗的角度出發，雖然是符合了理論上的抗震標準，然而實質上并未從區域地質特點出發，進行針對性的設計，由此致使安全隱患的存在。由此可見，要想提高設計人員的抗震設計水平務必應該做好概念設計，再在此基礎上進行深入細致的計算，以做出最為恰當的定量標準選擇。

2.4? 優化和完善計算機輔助設計的功能

隨著信息化技術在各個領域大放異彩，現如今建筑結構分析工作通常也是由計算機來完成，絕大多數的結構設計圖紙都是由計算機輔助設計來完成的。那么計算機結構設計軟件的內容基準就會決定著建筑結構設計的水平的優劣。隨著我國房地產領域的快速發展，近些年來，建筑物的面積規模都愈加擴大，建筑結構形式也呈現出多樣化和復雜化的特征。因而建筑結構設計的內容也隨之增多，設計難度也越發加大。與此同時，我國建筑結構施工技術水平也在不斷地提升，對建筑結構設計的相應廣度與深度都有所提升。在這一背景下，務必對當前的建筑結構設計軟件進行不斷地升級與更新。特別是對于一些重要的項目，必須應用計算機輔助設計，進行嚴謹的計算方能實現精準無誤。只有如此才不會影響結構關鍵部位的相關計算數據的準確性。由此可見，要實現提升建筑結構設計水準，追求行之有效的結構設計方式之一就是不斷優化和完善計算機輔助設計的相關功能，提升計算的精準度。

3? 建筑結構的設計要點

3.1? 水平載荷的重要作用

在建筑結構設計的過程中，每一個項目的結構設計都會經歷一個系統而繁復的進程，這也是充分考量當前諸多方面因素而進行統一分析和思考的過程。不管哪一個建筑物在進行建筑結構設計時都會同時面對承受豎向荷載和由風引起的水平荷載，在設計中應該根據實際的各種自然氣候因素與地形地貌特征進行綜合的分析與探究歸納，同時提出相應的結構設計理念與防控辦法。在樓層較低的建筑物中，通常是以重力為主要代表的豎向荷載控制，因而在設計中對于承載能力的相關要求較低，對設計中的抗震設計要求也更為寬泛，由此可見針對中小型建筑而言，主要的結構衡量標準是哪種類型。而針對樓層較高的建筑物來說，不僅僅需要考慮豎向荷載對于結構設計的影響，更應該考慮到水平荷載的相關影響，在結構設計過程中應用科學合理的方式來把握整體的技術分析與全局控制。

3.2? 不容忽視的軸向變形

結構設計人員往往在進行低層建筑的結構分析時，僅僅考慮到彎矩項的影響，由于軸力項的影響相對較小，因而剪切的作用通常可以不予考慮。然而對于高層建筑結構而言，情況則大為不同，由于樓層高，軸力數值很大，再加上在高度方向累積的軸向變形非常明顯，軸向變形會導致整個高層建筑結構的內力數據的大小與分布范圍都產生明顯的變化。

3.3? 側移是重要的控制指標

在結構設計中，結構側移己然變為高層建筑結構設計過程中的重要因素之一，伴隨著樓層的攀升，在水平荷載作用下的結構側向變形快速呈現出增大的跡象。因而在設計高層結構時，既要求結構必須具備足夠的強度，能夠穩定地承受受風荷載影響而產生的內力，還要求必須具備足夠的抗側剛度。能夠使受水平荷載作用而產生的側移被限制在一定的數值之內。

4? 結束語

建筑結構設計是一項系統而全方位的工作，需要結構設計人員具備牢固的理論基礎知識與靈活的思維和嚴謹科學的工作態度。從基本的結構構件開始到重要的結構體系，做到深刻理解和靈活應用，同時深入理解相關規范，并緊密配合其他專業協作完成設計。

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