陳強

摘要：當(dāng)前，人們對建筑物的要求不僅僅停留于實用性的層面，而是對外觀設(shè)計的藝術(shù)感有了更高層次地要求。而在建筑物的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和框架結(jié)構(gòu)安排上，如何既兼顧安全性又達到當(dāng)前社會的審美需求是設(shè)計師在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖時需要考慮的問題。如何通過融合新的設(shè)計思路和結(jié)構(gòu)設(shè)想，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在技術(shù)和質(zhì)量、空間規(guī)劃上達到最大程度地優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化

引言

要想進一步提升房屋建筑的設(shè)計水準(zhǔn)以及質(zhì)量，就需要增強對房屋建筑構(gòu)造的優(yōu)化以及設(shè)計。通過持續(xù)滿足人們對房屋建筑的外觀、穩(wěn)定性以及功能性，持續(xù)改進構(gòu)造設(shè)計，進一步實現(xiàn)降低能源消耗，降低房屋建筑的建造成本，提升建筑工程企業(yè)的經(jīng)濟收益，并最后提升建筑企業(yè)在市場當(dāng)中的競爭能力。除此之外，房屋建筑的安全性將會對居住人員的居住安全造成直接的影響，為了避免房屋建筑構(gòu)造設(shè)計漏洞的形成，提升房屋建筑的安全性能，需要對房屋建筑構(gòu)造設(shè)計進行有效地改進，進一步的提升房屋建筑構(gòu)造設(shè)計方案的安全性以及可行性。

一、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用

首先，滿足高層建筑架構(gòu)需要，隨著建筑層數(shù)的不斷增高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就需要考慮達到一定高度后建筑的應(yīng)用需求問題，考慮如何進行上層建筑結(jié)構(gòu)的架構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計工作前期是對建筑的需求，如材料、結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用效果等方面對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和研究，但在確保滿足建筑整體結(jié)構(gòu)的合理性和完整性的基礎(chǔ)上，設(shè)計出符合高層建筑特點及功能性需求的結(jié)構(gòu)。其次，滿足高層建筑的安全性和穩(wěn)定性需求。對于任何建筑來說，其穩(wěn)定性和安全性是判定建筑是否合格的重要指標(biāo)，隨著建筑層高的不斷提升，對安全性和穩(wěn)定性的要求也隨之提高。若建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案具備科學(xué)性、合理性，則建筑的安全性和穩(wěn)定性就有了保障。最后，滿足建筑的應(yīng)用性能。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)從用戶角度出發(fā)，豐富建筑的實用性和功能性，使得用戶能高效運用室內(nèi)空間。合理科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠影響其結(jié)構(gòu)空間的應(yīng)用性能，因此，在設(shè)計時應(yīng)著重注意。

二、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

（一）結(jié)構(gòu)規(guī)則性原則

建筑平面簡單和體型規(guī)則的結(jié)構(gòu)，因其傳力途徑簡單、清晰，造價相對較低。建筑立面和平面布置豐富多樣，在滿足不同使用功能的前提下，通過對結(jié)構(gòu)單元合理設(shè)縫斷開，形成相對規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，使不規(guī)則的建筑體型和平面布置變成規(guī)則的結(jié)構(gòu)體系，同樣可以達到規(guī)則性結(jié)構(gòu)較低的工程造價目標(biāo)。

（二）合理的簡圖設(shè)計

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，簡圖設(shè)計尤為重要，對其要求也比較高。簡圖設(shè)計需要精確的數(shù)據(jù)作為支持，若數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，將會導(dǎo)致設(shè)計出現(xiàn)偏差，不合理。因此，在設(shè)計前需要對項目場地進行細致的勘察，確保數(shù)據(jù)的精確性，提高簡圖設(shè)計合理性的同時，也為后續(xù)施工提供了良好的數(shù)據(jù)支持和依據(jù)。

（三）結(jié)構(gòu)安全性原則

建筑結(jié)構(gòu)須滿足承載能力和正常使用原則，抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)滿足 “小震不壞，中震可修，大震不倒”的最低設(shè)防目標(biāo)要求。任何形式的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，不得以降低結(jié)構(gòu)安全性為前提，這是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的底線。

三、房屋構(gòu)造規(guī)劃當(dāng)中的建筑構(gòu)造規(guī)劃優(yōu)化策略

（一）優(yōu)化選取房屋建筑構(gòu)造的類型

首先，剪力墻構(gòu)造型。這種類型主要運用在高層房屋建筑當(dāng)中，所依靠的基礎(chǔ)為混凝土構(gòu)造施工技術(shù)，這種優(yōu)化構(gòu)造與“短肢剪力墻”構(gòu)造類型相比較就有著鋼筋材料運用量小以及抗震能力強等特點。其次，框架構(gòu)造類型。此類型主要的優(yōu)點在于造價較低、布局靈活以及空間大等，但是這種構(gòu)造類型也有著一定程度的缺點，抗震能力相對而言較為薄弱、柱的截面面積相對而言比較大。最后“剪力墻 -框架”構(gòu)造類型，此構(gòu)造類型的構(gòu)造是對框架構(gòu)造以及剪力墻構(gòu)造的優(yōu)化融合，這種構(gòu)造類型可以綜合以上兩種構(gòu)造類型的優(yōu)點，構(gòu)造布置相對而言較為科學(xué)合理，實際運用的能力相對而言也比較強，這種構(gòu)造類型較為突出的特性就是抗側(cè)能力相對而言較強。

（二）規(guī)范防震設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，最重要的目標(biāo)是提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少地震等自然災(zāi)害對人力、財力的負面影響。因此，在對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案進行提升時，應(yīng)當(dāng)充分規(guī)劃結(jié)構(gòu)中的防震設(shè)計，著重注意對截面的高度確定和調(diào)整。同時需要對不同的主軸方向和水平方向上的承重柱進行抗震防范分析與計算，充分考慮到整個建筑結(jié)構(gòu)橫縱方向的框架的穩(wěn)定作用，不能存在偏差。避免出現(xiàn)忽略框架或幾點鐘箍筋與縱筋的實際配置情況和地震作用下產(chǎn)生力的疏導(dǎo)，在實際的設(shè)計與施工過程中出現(xiàn)配筋不足的現(xiàn)象。

（三）細部優(yōu)化設(shè)計

（1）一方面應(yīng)注重建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計，一方面也應(yīng)注重結(jié)構(gòu)的精細化設(shè)計。如豎向構(gòu)件（主要指柱）根據(jù)其截面、配筋、混凝土強度等級等豎向分段設(shè)計，可節(jié)約材料，同時讓豎向剛度從小往上緩慢減小，有利于計算參數(shù)更容易滿足規(guī)范要求。（2）住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計時，因其柱網(wǎng)一般較密，梁板跨度較小，樓板設(shè)計時應(yīng)考慮采用較大強度的鋼筋（如三級鋼），除個別大客廳板按計算配筋外，其他滿足最小配筋率即可;對次梁箍筋，宜采用強度較小鋼筋（如一級鋼），除個別大跨度次梁外，其他次梁箍筋滿足規(guī)范規(guī)定的最小配筋要求即可。

（四）節(jié)能構(gòu)造規(guī)劃的優(yōu)化

節(jié)能構(gòu)造規(guī)劃的優(yōu)化是需要以綠色建筑理念為前提，并充分運用設(shè)計學(xué)當(dāng)中的方式。首先，優(yōu)化表面形狀以及布局，布局指的就是房屋建筑的主要朝向，受到我們國家氣候條件的極大影響，為了進一步確保房屋建筑的通風(fēng)以及陽光照射量良好，房屋建筑的朝向應(yīng)當(dāng)盡最大的可能朝南。表面形狀的優(yōu)化指的就是需要確保所規(guī)劃的房屋建筑表面不接受冷風(fēng)的直接朝向，這樣一來就可以進一步降低熱能的消耗，進一步達到節(jié)能的效果。其次，維護構(gòu)造規(guī)劃，房屋建筑維護構(gòu)造主要就是指屋頂以及門窗，對于房屋建筑的門窗來說，在房屋建筑朝南的方向所設(shè)計的門窗需要盡最大的可能多、大，這樣一來才能夠最大程度地吸收太陽光的輻射，房屋建筑朝向北的就需要進一步的減少門窗的設(shè)置，進一步防止房屋建筑當(dāng)中的熱量流失，施工材料需要選取一些保溫效果良好的。

（五）對高層建筑結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，高層建筑結(jié)構(gòu)的框架設(shè)計難度更大、安全性要求也更高，通常需要較大的防震能力來穩(wěn)固整體結(jié)構(gòu)。當(dāng)前的高層建筑結(jié)構(gòu)框架設(shè)計中主要采用混凝土作為建筑材料，在具體的設(shè)計與施工中必須注意混凝土的強度不能超過 C40，嚴格控制混凝土混合和使用的強度，以此來增加建筑結(jié)構(gòu)在高層設(shè)計與施工、使用時的抗彎、抗壓、抗震能力。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，最重要的是其能夠靈活應(yīng)對多種地質(zhì)情況的變化，使其在各種情況下仍然能夠保證安全性和穩(wěn)定性。在對高層的建筑框架結(jié)構(gòu)進行基礎(chǔ)部分的詳細設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)考慮到注下拓展基礎(chǔ)寬度較寬或地基不勻、地基較軟的多種情況。

結(jié)束語

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計直接關(guān)系到建筑工程質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、安全性，因此，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要遵循嚴謹、認真的態(tài)度，對高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中可能存在的問題進行分析，并針對這些問題制定行之有效的預(yù)防措施和解決方案。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計前，設(shè)計人員還需要深入到建設(shè)場地，對其周邊環(huán)境和地質(zhì)情況等進行細致的勘察，為結(jié)構(gòu)設(shè)計工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持，也為后續(xù)工程的施工給予正確的指導(dǎo)和規(guī)范。

參考文獻：

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