1、1建筑工程结构设计原则与方案之我见摘要：建筑工程规模的不断扩大，建筑结构也愈发复杂多样。在建筑工程项目中，采用一个优良合理的结构设计方案，就几乎可以认为这项工程已经成功了一半，可见建筑结构设计方案对于建筑工程的重要性。本文就是针对建筑设计具体的原则和设计方案的选择问题进行分析和研究，探讨专业技术设计人员如何做好结构设计和方案选择，并提出了具体的措施和方案。 关键词：建筑工程结构设计 基本原则设计方案 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 建筑结构的设计方案是一项建筑工程施工中的基础和保障，建筑的施工方案，包括建筑材料的选择、施工工艺的应用、施工质量的控制等等，都要根据建筑结构的设计
2、方案来确定。由此可见，建筑结构设计是关系着建筑工程质量的重要因素，而建筑工程的质量又是保证用户人身安全的关键。对于建筑质量问题来说，规范结构设计的原则，做好设计方案的选择才是关键，这直接关系着施工的质量和最终的建筑安全。但是在具体的设计中，设计方案的选择受到很多原因的影响，从而最终造成设计方案不能实现，不但造成了各种资源的浪费，也影响了建筑事业的发展，所以可见规范建筑结构设计的原则，选择合适的设计方案是很重要的，本文就是针对这些问题，针对结构设计中的具体设计方案的选择进行分析和研究，提出了相关的问题，希望找到合理的解决办法，更2好的保证建筑事业的不断发展。 一、建筑结构设计基本原则 由于建筑结
3、构设计需要将建筑工程中的方方面面都考虑到，是一项庞大复杂而又系统有序的工作，必须遵循一定的基本原则，以保证结构设计方案的合理性。建筑结构设计的根本目的在于确保建筑物在施工建设的过程中，在满足人们生活需要的同时，达到安全、稳定的效果。由此就需要设计人员在建筑结构设计中，遵循以下基本原则： 1.抓大放小原则。抓大放小原则是指在建筑结构的设计中，要分清建筑中不同结构的主次关系，重点确保主要建筑构件的结构设计要合理稳固，但这并不是说要忽视次要建筑构件的设计优良性，而是指当建筑物突然发生某种危险时，要保证主要建筑构件能够发挥职能，即使次要建筑结构被毁坏，也不至于使整座建筑倒塌或使建筑核心受到严重损害。虽
4、然整个结构体系是由各种构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分；面对突如其来的破坏力量，要想最大限度的发挥建筑结构的协调、抵抗能力，就必须在原有的基础上保住建筑物的核心部分，用局部的牺牲来保存整体的实力；且在使用的过程中，切不可平均用力，在建筑结构中，设计人员应以减少建筑损失为主，尽可能的做到抓大放小。 2. 刚柔相济原则。刚柔相济原则是建筑结构设计中的一项重要原则，这是因为建筑物必须同时具有一定的刚性和柔性这两大特性才能保证建筑物的安全正常使用。建筑物的刚性是指建筑结构设计要考虑到建筑物本身以及其内部所要承受的各方面力的荷载作用，只有具备一定的刚性3才能支撑
5、整个建筑的正常使用。设计人员在建筑结构设计的过程中，刚柔相济是最科学、最合理的设计体系。建筑结构太刚则缺乏一定的变形能力，在面对强大的破坏力时，所要承受的力也会很大，容易造成大面积坍塌或全部破坏。而建筑结构设计的太柔虽然能够消除一定的破坏力，由于建筑缺乏一定的强度容易变形过大，很容易造成整个建筑物全体倾覆。由此就需要计人员在建筑结构设计的过程中，能够准备把握工程的设计力度，确保建筑结构设计的合理性。 3.多道防线原则。多道设防原则主要是为了提高建筑物在遭遇危险或灾害时的自身抵抗能力而设定的。近年来，常有建筑物因结构设计不合理，在遭受一些外界灾害时，表现出很弱的稳定性，甚至会导致建筑物坍塌的现象
6、。这就是在对建筑结构进行设计时没能遵循多道设防的原则。在进行建筑的结构设计的时候，设计的人员必须要做好相应的安全防治的体系，保证一旦有灾害发生，每个环节都可以做出相应的反应，从而做好整体的抵御，把灾害造成的损坏减到最低。建筑设计中不能把所有的希望都寄托在某一个单件上，假设违反这样的原则是危险的，这就需要在具体的建筑设计中设计人员以安全负责为基准，以建筑的整体结构为基本，把每一个环节的作用都利用好，做好多到的防线，从而在保证建筑的安全的时候，也可以使建筑在面临灾害的时候能够变成一个整体，建立一道保护的屏障。 4.打通关节原则。在传统的建筑结构设计中，常常会在一些结构组合部位留下节点，大大降低了建
7、筑的整体性，也使得建筑物的使用寿命因节点的破坏而大打折扣。为此，在建筑结构设计中要采用合理的措施4方法，在保证建筑物整体稳定和平衡性的前提下，运用打通关节的原则，将建筑结构中的节点都设法消除掉，以最大程度的降低节点对建筑物整体结构的影响。建筑设计中的每一个环节都有可能会对整个建筑的性能产生影响，以过往的灾害分析来看，很多建筑事故发生的时候，多数工程是由节点开始破坏的，要想避免这种事故的发生，最为理想的结构体系是将建筑物设计为一个没有节点的整体。这样的结构体系能够最大限度的消减任何外力。在打通关节的过程中，既需要考虑工程的整体平衡状况，又要避免工程出现不合理的几种，由此可见，要想大通关节，就必须
8、使建筑物长期处于原始的静止状态。 5.以人为本原则。建筑设计以及建筑施工的最终目的是为人类服务，为此建筑物必须要能满足人们的各项需求方能实现其最终价值，这就要求在对建筑结构进行设计时，要依照以人为本的原则进行方案设计。 6.绿色环保原则。这项原则是在全球生态环境急剧恶化的情况下成为现代建筑结构设计中需要注重的基本原则。如今我国的城市现代化不断发展，城镇人口日益增加，建筑面积的扩大致使绿化面积逐年减少，生态环境遭到很大破坏，严重威胁着人们的健康。 二、建筑结构的合理设计方案 建筑结构设计的合理与否直接关系着建筑最终的施工的顺利与否，更加的与整个建筑的质量有着重要的关系，所以，结构设计的合理性对工
9、程设计有着关键性的影响，下面就是针对结构设计的合理方案进行分析，主要包括以下几个方面： 1.结构计算应注意的问题。在结构计算的过程中，首先，在底框砌5体结构验算的过程中，底部剪力法仪适用于刚度比较均匀的多层结构。对具有薄弱层的底层框架混合结构，应考虑塑性变形集中的影响。底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法，因为底框架结构中只有底层框架抗震墙，应采用双保险的方法。在刚度比较均匀的多层结构中，通常采用底部剪力法进行底层框架结构的验算；在具有薄弱层的底层框架混合结构中，要把塑性变形集中的影响考虑到底框与砌体的验算中。 其次，连续板计算时，要采用双向板查表，重视材料泊松比带来的影响，
10、不能简单地使用单向板计算法，否则，由于受跨中弯矩未调整的影响，最终的计算值将偏小。严禁荷载计算错误。在对建筑物的荷载承受力进行计算时，不能单单只注重建筑物自身的荷载以及预期中建筑内部所承受的荷载，还需要考虑到建筑物的最终用途，建筑物所在环境以及其整体结构形式。避免荷载计算错误。在整个建筑荷载计算的过程中，设计人员应结合着建筑工程的实际用途及整体结构，科学的计算出建筑的荷载范围。在确保建筑结构稳定性的同时，还能避免后天人为的破坏。由此可见，在整个建筑结构设计中，结构计算不仅关系着建筑工程的稳定性与安全性，同时还关系着工程今后的投入使用。 2.构造应注意的问题。首先，在构建配置上，设计人员应将整个
11、建筑的钢筋配率范围确定，尤其针对一些抗震设计中能够延长建筑稳定性的结构，以便在发生地震时，将人员伤亡降到最低。在抗震设计中，要注意构件的配筋率，必须保证在地震发生时，建筑结构的延性，以及最小配筋率的要求。在进行结构设计时，最好采用纵墙和横墙共同承担6压力的结构，建筑结构要尽可能地使用规则结构，设置防震缝，以此来增加建筑物的抗震能力。 其次，在钢筋安装上，要确保钢筋安装到制定位置，且在安装前钢筋的质量得到有效保障。钢筋各个部位的锚固、延伸长度和搭接长度都必须符合规范，材料也必须严格按照强度的要求进行选用。 再次，在从根本上避免温度应力引起的墙体开裂，需要建筑结构设计人员在整个建筑结构设计中，将通
12、风暖热措施融入到建筑结构设计中。墙体开裂是建筑屋面常见的现象，为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂，建筑结构在设计时就必须采取有效的通风融热措施。 最后，按抗震构造要求设置的构造柱，应在整个建筑物高度内上下对准贯通，上至女儿墙压顶，下至浅于 500 毫米基础圈梁，或伸入室外地面以下 500 毫米，构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合要求。 三、建筑结构设计方案的主要方法 1.屋面结构图的设计方法。如果建筑的屋面是坡面式的，可以采用梁板式和折板式两种结构处理方式。其中，梁板式可以用在建筑平面不整齐，板的跨度比较大的建筑结构中。而且，一般屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面也都采用这种结构。而折板
13、式则和梁板式的适用条件则相反。这两种结构处理方式的板都是偏心受拉的构件。在板配筋的时候必须有板负筋拉通，这样可以抵抗拉力。 2.结构平面图的设计方法。如果建筑地域的防震烈度为六度区的时候，按照我国的防震设计要求，可以不必采用截面抗震验算，但结构的设计也一定要达到抗震的标准。所以对于砌体结构的建筑，软件建模可7以省略，在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题，就可以直接设计。如果条件和时间允许，要做建模也无可厚非，因为它可以利用建模来荷载导算。但是，如果建筑的地域防震烈度为七级时，就必须采用建模来进行计算。 3.大样详图的设计方法。建筑详图如果没有发生错误，在这基础上可以进行绘制大样详图，还
14、可以在曾经做过的详图基础上进行部分的改进。只要让建筑的整体外形不改变，考虑到结构的受力能力和施工起来比较方便即可。但在外形尺度和标高上必须和建筑专业统一协调。 四、建筑结构设计抗震应注意的问题 在整个建筑设计中，其设计理念是否符合相关规定，不仅关系着建筑物的整体使用，同时还关系着人们的生命安全。在整个建筑结构设计中，根据我国最新抗震要求与规定，在抗震等级较高的地区，住宅设计无论是多层砖混或和框架剪力墙结构，都必须从抗震的角度，采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此，结构设计人员必须及早参与建筑结构的概念设计。 在一般多层砌体住宅结构设计中，设计人员应优先考虑横墙或纵横墙的承重能力，横纵墙
15、在分布上，应遵循便宜、对称的原则，且设计的过程中，上下层之间的横纵墙应保持一致。在楼梯间的设置上，应尽量避开房屋的尽端与转角处，且尽量不谁用无锚固的钢筋栓。 与一般住宅不同的是，多层住宅物理在钢筋上还是抗震能力上，都要比一般住宅强的多；因而设计人员在多层住宅设计的过程中，首先，应结合着多层住宅的使用性能，在抗震墙与框架设计的过程中，打破传统的单向布置，8改用双向布置，以便增强各自的抗震能力。其次，在 确保抗震墙及框剪体系独立抗震性能的同时，设计人员还需要结合着工程楼层之间的连接度，确保工程的整体性。最后，在结构布置的过程中，尽量使用规则结构，而对于一些结构复杂的工程，可以设置防震缝，以此来减轻
16、地震造成的威胁。 五、结语 总之，作为建筑工程专业技术设计人员需要充分的意识到设计方案和设计原则的重要性，不断的了解设计的知识，做好自身的能力的提升，从而不断的创新，选择合适的设计方案，为建筑事业更好的发展做出贡献，以便保证建筑满足人们日常需要的同时更能保证人们的安全。同时，要充分认识建筑结构设计在建筑工程建设中是一项非常重要的工作内容，是关系着建筑施工质量的关键因素，对于建筑物的使用性能和使用寿命的影响都有着不可忽视的重要作用。因此，在对建筑结构进行方案设计时，一定要以结构设计的基本原则为指导，采用科学合理的方法进行设计，在此过程中，要求设计人员一定要具备扎实全面的建筑专业知识，严谨负责的工作态度以及灵活创新的头脑，保证建筑结构的合理性、科学性、可行性与经济性。 参考文献 1.魏然.建筑结构设计基本原则及合理设计方案J.民营科技.2011 2.黄增旋.浅析建筑结构设计中应注意的问题J.黑龙江科技信息， 2007 93 李桂山.建筑结构设计过程应注意的问题探析J.科技信息(科学教研).2007 作者简介：汝振、1980.09 出生、男、籍贯（安徽省利辛县） 、现任中国美术学院风景建筑设计研究院（310012）结构设计负责人职务、工程师职称、学士学位、研究方向（建筑结构设计） 。
