1、科学理念在建筑结构设计中的应用【摘要】随着社会的发展和经济的进步，人们对于建筑工程的要求越来越高，对建筑结构设计提出了更高的要求。因此，对科学理念在建筑结构设计中的应用进行分析是非常有必要的。 【关键词】科学理念；建筑结构设计；应用 中图分类号：TU2 文献标识码： A 前言 文章对建筑结构设计的基本内容及其原则进行了介绍和阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对建筑结构设计的科学理念应用进行了探讨，具有一定的借鉴意义。 二、建筑结构设计的基本内容及其原则 建筑结构设计包括许多内容，通常有结构设计、建筑设计、暖气通风设计、电气设计和给排水设计等。在建筑结构设计过程中，每一个部分都要
2、满足功能性、环保性、美观性以及经济性的要求。由于建筑结构设计影响到建筑的综合水平，为了确保科学的建筑结构，必须要通过认真计算，计算出结构构件承载能力的极限状态和对正常使用极限状态进行验算。另一方面，当多种作用效应同时发生在结构上时，应通过结构分析分别求出每一种作用下的效应，考虑其有可能产生的最不利组合。最后，在抗震性方面，建筑结构的设计必须因地制宜，依据其所在地区的地质地形，对于相对应的抗震标准，进行不同的计算与设计。下面就规则性原则作简要的分析。 1.结构的规则性 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。严重不规则的结构体系，不仅会导致建筑难以具备必要的承载能力、变形
3、能力和刚度，而且由于部分结构或构件的破坏会使整个结构丧失承受风荷载、重力荷载和地震作用的能力。结构的竖向和水平布置应当具有合理的承载力分布和刚度，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位。面对这种情况，要对可能出现问题的薄弱部位，采取有效的措施予以加强。建筑的结构体系宜具有多道抗震防线。 2.规则结构的主要特征 规则结构通常是指建筑体型（平面和立面）规则，结构对称并具有较好的抗扭刚度且平面分布均匀。结构竖向布置均匀，结构的刚度、质量和承载力分布均匀，没有突变。建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构出现侧向刚度和承
4、载力突变的情况；建筑及其抗侧力结构的平面布置宜对称、规则，并且具有良好的整体性。 3.规则平面布置需满足的要求 结构平面布置必须考虑到抵抗水平和竖向荷载的问题，应满足受力明确、均匀对称、传力直接、减少扭转的条件。在地震作用下，建筑平面应力求简单规则，而风力作用下则可适当放宽。抗震设防的建筑，平面形状宜简单、对称、规则，以减少震害。在建筑的独立结构单元内，应当使结构平面形状简单规则，承载力和刚度分布均匀。不应采用严重不规则的平面布置，减少偏心。 三、建筑结构设计的科学理念应用 1.自然环境与设计的融合理念 自然环境与设计的融合理念包括两个方面，一方面是节能环保，建筑结构设计的节能环保就需要通过对
5、建筑的合理设计。合理选材，最大限度的把室内自然温度控制在人体舒适温度范围内，从而为居住者提供健康、舒适、环保的居住空间。进而降低建筑物的运行能耗，提高用能效率。同时开发和使用可再生能源和新能源，例如太阳能、风能、地热等的利用，和各种建材与节水节电设备的使用等。节能环保与先进的技术密不可分，因此，对于先进技术的学习和创新是一项重要任务。另一方面是因地制宜，建筑结构设计时的因地制宜就是充分利用当地的地理条件，最大限度地利用原有的地形地貌，少动土方将其与设计的结合，同时，对当地自然资源的利用，例如园林植物、湖水等与建筑相互融合。这样既可以降低成本，又能体现自然的舒适。因地制宜的另一方面，就是建筑结构
6、设计与当地历史文化、传统习俗、地域特色相融合。真正的建筑不是千篇一律的，而是一种建筑可以代表一个地域。 2.创新理念 创新理念不仅指的是建筑结构设计的创新，还包括建筑结构设计中的技术创新。如今，建筑结构设计在满足安全、经济、合理的基础上，更注重结构设计的美观、奇特造型等标新立异的方面。当然，奇特的建筑结构也加大了建筑设计和施工的难度，因此，必须权衡好结构设计与创新理念之间的平衡点。一方面，追求奇特的艺术效果创造出的建筑结构造型，并不意味着放弃结构设计的合理性、经济性和安全性。建筑结构设计师应该了解结构设计的概念、原理，提高自己运用结构的素养和技巧，勇于打破陈旧思想的束缚，敢于创新，他们坚持的理
7、念就是追求优美的建筑结构、完美的使用功能和可靠安全的最佳结合。另一方面，建筑结构设计人员并不意味着就可以不懂技术，想要结构设计的创新，必须了解和学习先进的建筑技术，清楚最先进的技术，如何将先进的技术在一定的经济基础之上应用于现有建筑。 3.全面开展科研工作，创新建筑结构设计软件 建筑行业的快速发展令相关结构设计综合内容越发复杂、设计难度持续提升，这就需要建筑设计人员不断扩充自身设计知识的广度与深度，更新技能掌握，全面开展设计科学研究。倘若建筑设计人员一味的利用原有力学模型则无法适应较为复杂的构件形式及建筑结构，倘若设计承载力环节处理不当、计算结果不正确则会影响整体建筑工程的综合安全性能。另外计
8、算机程序功能与内容也会对建筑结构整体设计水平产生直接影响。一些设计人员为切实解决生产问题并配合现有软件能力，不得不简单化计算过程以适应程序计算能力。由此可见，要想提升整体建筑结构设计安全性，我们首先应科学开发研究一套计算能力强、精度高的工具软件，设计人员应全面配合专业计算机程序人员完成设计软件的开发及相关科研工作，勇于创新，进而全面提升建筑结构设计水平。 4.结合区域特征、渗透安全理念于各个设计环节中，提升结构耐久性 设计实践中我们应充分结合区域特征，科学渗透安全理念于各设计环节中。基于我国现行设计土建结构及相关施工规范均将重点环节至于对各类荷载作用建筑架构强度要求上，对于各类环境影响的作用，
9、例如冻融、干渴侵蚀作用及土质、水质内含有害化学物质产生的建筑耐久性威胁却考虑不多。因此对于昼夜温差较大的特殊区域、风沙地区、水质含较高盐分地理环境我们应在设计前期做足充分的准备，充分明确当地土质特征、注重耐久性设计、明确使用极限状态特征，选择适宜建筑结构提升抗风牢固性能，合理为建筑选择隔热保温性能优良的外墙材料，选择耐腐蚀、高温、冰冻的优质建筑材料抵御水源、土质中腐蚀性盐分，进而全面提升建筑结构应对特殊气候环境的安全性能。 5.灵活掌握安全理念，适应性提升设计可靠度水平我国现行建筑结构设计法包括破损阶段设计、容许应力、极限状态及其概率设计等，在设计结构标准中，表现安全度的系数有容许应力、可靠指
10、标、分项系数、构造规定、强度标准、承载力以及结构内力的精度计算与分析等。当然以上理论方法的应用均包含一定的局限性，因此我们应本着实事求是的原则对尚未确定或不成熟的理论应权衡清楚后再应用。另外我们应以经验为基点展开对项目综合标准的评估，提升运用安全理论的整体基准。 四、结束语 建筑结构设计的科学理念，最重要的是以人为本，更具人们对于建筑的需求对建筑进行设计，这样的建筑才能最大程度的满足人们的需要，这是建筑设计中的最基本的原则。 参考文献： 1张蕊建筑结构设计的基本方法及存在的问题J.科技咨询导报.2007（08） 2冯克清建筑结构设计中应注意的问题浅析J；中国新技术新产品；2011 年 06 期 3孔雅莎.建筑结构设计杂谈J.建筑结构.2006.（03） 4凌燕建筑结构设计的基本方法及存在的问题J；科技咨询导报；2007 年 29 期
