摘要：在建筑工程的建筑設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計是重要一環(huán)，建筑結(jié)構(gòu)關(guān)系到房屋的安全性和實用性。本文將從房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則進行論述，并探討結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本方法，以提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；原則；方法

在建筑工程的建設(shè)中，建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系到房屋的穩(wěn)定性、安全性和實用性，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的，是要使房屋具備美觀、安全、經(jīng)濟、適用等功能，而這對設(shè)計人員的專業(yè)水平也提出了較高的要求。在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，設(shè)計人員不僅要充分運用所學專業(yè)知識，還要遵循房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，在工作中靈活運用結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本方法，以提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率和房屋設(shè)計的質(zhì)量。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

1、剛?cè)岵?，平衡結(jié)構(gòu)體系

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中一定要遵循剛?cè)岵脑瓌t，這樣才能更好的平衡建筑結(jié)構(gòu)體系。一般來講，如果建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過于剛的話，那么整個建筑的變形能力就比較差，在遭受到強大的破壞力時，建筑結(jié)構(gòu)需要承受的力過大，往往造成建筑結(jié)構(gòu)部件受損，進而導致建筑結(jié)構(gòu)全部損壞。而且過剛的結(jié)構(gòu)設(shè)計，需要使用的鋼筋材料更多，造成建筑工程造價過高，建設(shè)不經(jīng)濟；而如果建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計過柔的話，雖然變形能力較強，能夠很好的抵御外力，但是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計太柔的結(jié)果，往往是造成變形過大，而使得建筑缺少可依賴的支柱，全體傾覆。當然在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計的剛度，目前只是一個籠統(tǒng)的范圍，還無法足夠精確，而這需要設(shè)計人員在實際設(shè)計中不斷探索。

2、多道防線，降低結(jié)構(gòu)風險

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要構(gòu)建多道防線，不能將房屋的結(jié)構(gòu)安全寄托在某個局部構(gòu)件上，以降低結(jié)構(gòu)風險。安全完善的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計體系，要層層設(shè)防，當突發(fā)狀況發(fā)生時，所有建筑結(jié)構(gòu)都相互支撐，共同抵御外力，經(jīng)過多重結(jié)構(gòu)的削減以后，外力作用將大大降低，整個建筑框架遭受的損害將會減少。而如果在外力來襲時，僅僅依靠單個結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，那么對于建筑的穩(wěn)定性而言是非常危險的，就如簡單的土建結(jié)構(gòu)中，多肢墻的穩(wěn)定性要超過單片墻，這實際上就體現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中多道防線的作用。

3、保全重要結(jié)構(gòu)，抓大放小

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要遵循的一個另外原則就是，區(qū)分結(jié)構(gòu)構(gòu)件中主要構(gòu)件和才要構(gòu)件，在設(shè)計中要確保次要構(gòu)件優(yōu)先承受外力，而切忌建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中各個構(gòu)件平均受力，如果結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件都平均受力，反而會使結(jié)構(gòu)存在隱患。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，梁和柱的作用是不同的，梁倒了，柱還可能繼續(xù)支撐建筑，而要是柱倒了，那梁也不可能繼續(xù)存在，因此在設(shè)計時，就應該將梁承受更多的外力，而阻止對柱的破壞，將柱的損壞降到最低?！皬娭趿骸薄ⅰ皬娂羧鯊潯钡雀拍钍欠课萁ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要的說法，對于這些，有許多經(jīng)驗少的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員持保留態(tài)度，他們認為所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件都強的建筑應該更加安全，但是實際上卻并非如此，所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件都強的建筑往往存有較大的安全隱患。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不同構(gòu)件的功能是不同的，因此其重要性也會有所差別，在面對外力沖擊時，不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件相互協(xié)作，共同抵御外力，能夠使建筑中最主要的構(gòu)件免遭損壞，或者在最后才會被損壞。

4、結(jié)構(gòu)結(jié)合

完美的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，應該能夠使建筑結(jié)構(gòu)體系成為一個整體結(jié)構(gòu)，減少不必要的關(guān)節(jié)，這樣房屋建筑受到任何外力沖擊時都能夠在這個結(jié)構(gòu)體系中迅速傳遞、化解。建筑中如果存在比較多的關(guān)節(jié)，在遭受外力作用時，就是建筑物的死角，使外力無法傳遞，而造成對建筑構(gòu)件的破壞?；诮Y(jié)構(gòu)結(jié)合這個原則，在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，就要注意將建筑中的各個關(guān)節(jié)打通，使其暢通無阻，能夠最大限度地減少外力作用。上述探討的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的原則：剛?cè)岵?、多道防線、保全重要結(jié)構(gòu)等實施的效果就是使房屋結(jié)構(gòu)渾然一體。而總的來說，設(shè)計者將原有的構(gòu)件進行結(jié)合以后，形成相對靜止狀態(tài)，在受到外力沖擊時，依然能夠保持平衡。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本方法

1、確定結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是一種概念設(shè)計，對于房屋抗震設(shè)計而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計方案尤其重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，首先需要確定房屋的上部結(jié)構(gòu)形式。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要嚴格按照建筑要求、遵守規(guī)范，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式的特點和使用范圍，進而確定采取哪種結(jié)構(gòu)體系，如框架、剪力墻、框剪、筒體、以及其他復雜的結(jié)構(gòu)形式。其次，要確定房屋基礎(chǔ)形式，一般根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式的不同，需要采用不同的房屋基礎(chǔ)形式。框架結(jié)構(gòu)由于柱下獨基較多，如果存在地下室時，可以另外增加防水板，或采用較薄的筏基，以滿足經(jīng)濟效益和工期的需求。而剪力墻結(jié)構(gòu)有地下室時，采用筏基比較常見。對于基礎(chǔ)的確定，也要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式，如果上部結(jié)構(gòu)重量較小，則可采用天然地基，如果需要進行地基處理，一般采用CFG樁或樁基形式。此外，在局部調(diào)整中，如果梁柱需要承重較大，則可采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼骨砼結(jié)構(gòu)，而板跨度較大時，可采用井字梁或預應力空心樓板結(jié)構(gòu)。而對非結(jié)構(gòu)部位，主要考慮其對主體的影響，保證連接構(gòu)造的可靠。

在確定房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，需要將房屋高度、地理環(huán)境、施工條件，豎向荷載、風荷載及地震作用對不同結(jié)構(gòu)體系的受力特點等考慮進去，并分析所選用的結(jié)構(gòu)形式的關(guān)鍵部位和薄弱環(huán)節(jié)，預估和控制各類結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件塑性鉸區(qū)可能出現(xiàn)的部位和范圍。

2、結(jié)構(gòu)計算

結(jié)構(gòu)計算，一般運用計算機結(jié)構(gòu)計算軟件進行，如PKPM軟件、廣廈軟件等等。原理都是將建筑轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)模型，再模擬計算，得到計算結(jié)果。建模前，應根據(jù)規(guī)范要求確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，如按照我國建筑的防震設(shè)計要求及建筑功能、高度等確定結(jié)構(gòu)物的抗震等級；再如按照建筑物所在地確定風荷載參數(shù)等。這些參數(shù)是模擬計算的基礎(chǔ)，能直接影響計算結(jié)果，故不能出錯。建模時應嚴格按照建筑圖中的平面尺寸，不得隨意改動。選定好結(jié)構(gòu)方案后，再根據(jù)使用功能、跨度等初步確定梁、柱、墻等構(gòu)件的截面尺寸及荷載參數(shù)，以此作為初步模型。再經(jīng)過反復運算，結(jié)合計算結(jié)果，如周期比、位移比、軸壓比、配筋信息等參數(shù)，進一步修改結(jié)構(gòu)平面布置及構(gòu)件尺寸，優(yōu)化模型；如此反復，達到比較合理的構(gòu)件參數(shù)。

計算是結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的步驟，故在確認計算模型參數(shù)無誤且得到計算結(jié)果后，仍需要進行計算結(jié)果的復核，而不能完全依賴計算機軟件計算的結(jié)果。復核基本的方法有比較法、手算對比法等。比較法可以選擇本模型中，條件（如跨度、荷載等）相近的構(gòu)件進行比較；也可以和其它結(jié)構(gòu)計算軟件的計算結(jié)果進行比較。手算對比法就是采用手算的方式取代軟件計算，進而將兩者計算的結(jié)果進行對比。

3、繪制結(jié)構(gòu)施工圖

結(jié)構(gòu)計算完畢后且復核無誤后，將進行結(jié)構(gòu)施工圖的繪制。這是結(jié)構(gòu)設(shè)計重要的步驟。優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)施工圖，能清晰、全面地反映整個建筑物的結(jié)構(gòu)信息，為建筑物的施工奠定良好的基礎(chǔ)。施工圖的繪制，現(xiàn)在主要運用計算機的Auto CAD軟件，再借助Auto CAD平臺上的輔助軟件，如TSSD、天正等進行繪制。圖紙的深度要滿足制圖規(guī)范、圖集的要求。結(jié)構(gòu)施工圖一般包括以下內(nèi)容：目錄、說明、基礎(chǔ)圖、墻柱圖、平面梁板圖、樓梯圖、大樣圖等。

三、結(jié)語

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作具有全面性、系統(tǒng)性的特點，通過對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原則和方法的探究發(fā)現(xiàn)，要設(shè)計出安全性、穩(wěn)定性、實用性都較高的房屋建筑，就需要重視房屋結(jié)構(gòu)的各個組成部分，而且還需要設(shè)計師對常見問題進行研究，不斷提高自身設(shè)計水平。

參考文獻

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