探讨建筑结构设计的基本原则与合理设计方案

探讨建筑结构设计的基本原则与合理设计方案

作者：余金凤

来源：《科技创新导报》2013年第03期

摘要：建筑结构的科学性对于建筑的使用及安全具有重大意义。尤其是随着近年来我国建筑工程事业的迅速发展，通过提升建筑设计合理性来保障建筑的使用成为了引人关注的问题。选择科学合理的设计方案不仅保证了工程质量，同时也减少了各种资源的浪费。文章从建筑结构设计的四大原则入手，重点论述了如何得到合理的建筑设计方案。

关键词：建筑结构设计基本原则方案

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（C）-0063-01

随着经济与时代的发展，人们对于建筑的要求逐渐提升。与此同时建筑工程项目的投资力度、规模、技术复杂度也都相应的提高，为此如何在保证建筑使用安全成为重要问题。对于建筑质量问题，首选的解决方案是规范结构设计。好的结构设计方案不仅是施工质量的保证，更是影响建筑最终安全性的根本。通过在探讨建筑设计的基本原则及设计注意事项可以促使更为合理的建筑结构体系的出现，从而达到经济、高效、安全的目的。

1 建筑结构设计的基本原则

进行结构设计的最重要目的是保证建筑多的安全使用，为此进行建筑设计过程中要遵循以下四项原则。

1.1 抓大放小

由于建筑整体是由各种不同的构件组成的，但是不同构件在工程中所担负的作用并不均等，为此按照其重要性就有了轻重之分。为此在工程建设中有“强柱弱梁”与“强剪弱弯”的重要概念。在建筑物遇到突然地破坏力量时，不同构件进行协同抵抗破坏力的目的就是保护最重要的结构，从而使建筑物免遭毁坏。如果在建筑中没有“轻重”之分，那么就会带来更大的破坏。总之在建筑设计中要分清主次，通过设计中的抓大放小来最大限度的减少可能带来的损失。

1.2 多道防线

通过设置多道防线的思想就是避免“将鸡蛋放于同一个篮子”。安全结构体系要通过层层设防的方式，在灾难来临时前赴后继的抵抗外力。实际设计中框架剪力墙较之纯框架更有优势，多肢墙较之单片墙有优势，这就是多道防线的主要实施方法。

1.3 打通关节

关节在建筑中无处不在，并且从历次的灾害中发现关节的破坏所引发的建筑损坏占据较大比例。理想中的建筑结构应该是浑然一体的，没有任何关节，从而使得所受到的外力迅速地传播及消减。在这一思路的指引下'设计中要尽量的将建筑的各个关节联系起来，也就是打通关节，从而不阻碍力的传播。在设计概念中要保证关节打通的关键是保证力量在构件中的分配是按照构件刚度的大小进行的，不能出现受力的不合理集中，从而达到静态平衡。一旦关节打通就可以保证关节的平衡，从而使得关节永远处于原始状态。而设计者所要做作的工作就是将静态的构建有机的组合在一起，同时依然保持整体的静态或者相对静态。

1.4 刚柔相济

建筑设计中结构体系刚度如果过强就降低了变形能力，当遇到强大外力时就很容易造成局部的受损，从而致使建筑全面损坏；而建筑结构体系太柔虽然可以有效的消减外力，但是容易发生形变过大而无法使用甚至整体损坏。

2 合理设计方案

2.1 从结构计算和构造上进行合理设计

在计算结构角度过程中要注意以下问题：（1）底框砌体结构验算注意问题。明确底部剪力法一般适用于刚度均匀的多层结构，如果使用在薄弱的底层框架混合结构要考虑到塑性变形集中带来的影响；底框砌体结构验算中要考虑到底层框架柱中地震作用所产生的倾覆力矩所引发的附加轴力；由于底框架结构中只有底层框架抗震墙，为此底层框架混合结构的剪力不能简单的按照框架抗震墙方法。刚度计算中，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20%-30%。（2）避免荷载计算错误。经常出现的荷载计算错误如活荷载折减不当、漏算或者少算荷载、建筑用料与实际不符等。（3）避免楼板计算错误。双向板查表时不能忽略材料泊松比带来的影响，否则结果偏小；连续板计算中不能简单的用单向板计算方法代替。（4）电算结果正确性的合理评价。得到的计算结果要根据施工设计经验进行判断、分析，最终决定是否可以最为施工设计的依据。

在构造角度中应该注意的问题：（1）严格的按照规范要求施工，确保钢筋在每一个位置所需要的延伸及搭按长度、锚固以及选材等符合要求；（2）注重构件规定的最大及最小配筋率。尤其是针对于具有抗震要求的建筑，既要保证建筑的延伸性，同时又要满足最小配筋率要求。（3）通过采取相应的通风融热措施来有效避免屋面温度应力引发的墙体开裂现象。（4）为满足抗震性能设置的构造柱要保证在建筑内部上下对准贯通。

2.2 从抗震要求出发，进行合理的结构设计

基于最新的抗震规定及要求，在抗震等级要求较高的地区，无论住宅使用的框架剪力墙结构还是多层砖混结构都要服从抗震的性能，即采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。对