論民用建筑中結構與建筑的聯系

前言：本站為你精心整理了論民用建筑中結構與建筑的聯系范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

方案設計階段，結構工程師的介入切忌對建筑提出太多太細的要求而堵塞建筑師的構思源泉。正確的方法是遵循建筑師的思路，將合理的結構想法毫不張揚地隱含于海闊天空的建筑創作中。

結構體系的確定

結構專業對建筑方案的要求更多的是出于抗震的考慮，這一點在高層建筑里尤其突出。高層建筑以水平荷載為主要控制荷載，結構截面尺寸還要滿足剛度、延性的要求，使得方案設計會受到一定的約束。結構工程師不應僅僅提出很多限制，而應為建筑排憂解難，結合方案的發展，創造性地協調和平衡建筑與結構的關系，既給建筑師以靈活性，結構自身也有創新，且經濟、合理。確定結構體系時，總體上結構對建筑方案的要求有：抗側力結構在平面上宜規則、對稱，同時具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面宜規則，結構的水平抗側移剛度宜在豎向均勻變化；柱子、剪力墻等豎向構件的截面尺寸宜自下而上逐漸減少，水平抗側剛度和承載力避免有突變。結構在配合建筑方案設計時需滲入以下結構概念：①抗震的概念設計。②平面、立面的規則性。③結構布置受力明確，傳力途徑直接簡單。④合理的結構體系，合理的剛度要求。⑤溫度縫、沉降縫、防震縫的合理設置。⑥技術創新及新技術、新材料的應用。結構工程師參與建筑方案的設計，為方案的可行性、合理性和具體實施提供了保證，避免因建筑師的結構概念欠缺導致方案的不合理。建設單位往往只關注效果圖所表現的外觀效果，就有可能選中一些結構上存在隱患的方案。方案確定以后，結構工程師只能被動地接受，這樣帶來設計和施工的難度可想而知，更談不上經濟性和合理性了。

構件的合理構成

結構工程師結合建筑平面的功能和需要進行合理的結構布置。構件的合理布置主要強調三點：首先，保證結構的對稱性和均勻性；其次，保證荷載傳遞路線的簡潔性；第三，保持結構的合理剛度。對稱性和均勻性方面，一般通過筒體、剪力墻等構件的布置，可以設法調整結構的剛心和建筑物的質心、平面的形心盡量接近，從而實現結構的基本對稱，如結構有較大的不對稱，將引起結構在水平側向力的作用下產生較大的轉變形，不利于結構的安全。好的結構體系應該是①兩個主軸方向的抗側力剛度接近、變形特性相近；②豎向的抗側力結構變化均勻，不要突變；③同一方向的各片抗側力結構剛度盡量均勻，水平荷載作用力應力分布均勻，有利于結構抗震延性的實現；④中央核心與周邊結構的剛度協調均勻，保證主體結構具有較好的抗扭剛度。構件的布置應該保證荷載的傳力直接。豎向上，樓蓋的布置應盡量使豎向荷載以最短的路徑傳遞到墻柱等豎向構件；豎向構件的布置，應使在豎向荷載下構件的應力分布在水平方向上均勻；轉換層的布置，應盡量做到使上部結構傳來的豎向荷載通過一次或二次轉換即能傳遞到下部結構的豎向構件上去。水平方向上，樓蓋要具有一定的剛度和強度，有效地傳遞水平力，協同空間結構各部分抗側力結構工作；整體抗側力結構體系明確，傳力直接；非承重的墻體用輕質材料，且與主體結構柔性連結。結構的合理剛度主要指樓面結構的剛度合理即梁板截面尺寸選擇合理，布置適當和主體抗側力結構的剛度合理。

技術設計階段

技術設計階段中，結構工程師主要工作是進行結構布置即確定結構構件的截面尺寸和混凝土強度等級，然后選取能反映結構受力狀態的計算程序上機試算并確保試算輸入的參數、數據要準確。計算結果的判別主要看結構自振周期及位移（高層建筑）、結構單位面積重度、整體結構的剪重比、扭轉以及各構件的內力及配筋情況等是否屬正常情況。如果計算結果超出正常范圍，則首先要檢查輸入數據是否正確，其次考慮是否必須修改構件截面以至于結構布置再重新計算。除上部結構的試算外，還要根據上部結構型式及場地地質水文條件選擇合適的基礎型式。如建筑物涉及到深基坑施工，還必須根據場地周圍環境、基坑深度、地下水水位高低及水量多寡等條件初步確定切實可行且經濟合理的基坑開挖、邊坡支護及隔降水方案。在這個過程中結構工程師要不斷的與建筑師交互各種信息，合理的對建筑方案和結構方案進行調整優化，目的是使整體結構布置與建筑方案最大限度的渾然一體。在水到渠成的實現建筑方案的同時，使結構經濟、合理，比如兩主軸方向的剛度和產生的位移接近、同類構件的受力均衡、配筋在經濟配筋率范圍內等。

施工圖設計階段

初步設計經審批后，進入施工圖設計。此時經常遇到的情況是，由于規劃、消防、人防、綠化等原因，建筑設計或多或少要進行修改完善。此時，結構專業必須與之緊密配合，如屬大修改，則幾乎必須重復新一輪的初步設計；局部的小修改，則初步設計大構架可以不變，僅作局部相應的修改。施工圖設計階段的結構設計，結構工程師應要求建筑師提供一些詳盡而準確的設計條件，以便進行結構施工圖設計。這些條件大致歸納如下：（1）室內地坪的海拔高程、室內外高差，用來確定基坑開挖深度，地下室露天頂板的標高及荷重計算等。（2）樓層結構標高與建筑標高的相互關系用來決定建筑面層荷重和支承梁截面高度。（3）樓層使用功能詳細分布、樓層孔洞位置及尺寸用來決定樓層結構布置。（4）設備用房位置、設備外尺寸及重量用來確定樓面荷載及設備吊裝井尺寸。（5）樓梯編號及其定位尺寸用來確定樓梯的結構型式和支承條件。（6）電梯地坑深度、消防梯集水坑位置及深度考慮基礎或承臺形式及確定其頂標高。（7）自動扶梯平面位置、尺寸、起始梯坑平面尺寸及深度用來決定其支承條件并衡量樓層凈高尺寸。（8）地下室斜車道坡長，車道出入口部高度用來決定坡道的支承條件、出入口處是否需要做反梁。（9）樓層廁所、廚房等房間位置、形式用來確定決定結構標高下臥以及填充料的荷載。（10）屋面坡度做法（采用結構找坡或是建筑找坡）。（11）地下室或屋面水池平面位置及尺寸（確定合理的支承條件）。（12）天棚吊頂做法（全部吊頂或局部吊頂或不吊頂需做平板結構）。（13）外墻門窗口尺寸及立面做法（確定外圍梁高及窗框做法）。（14）外墻飾面材料（確定圍護結構材料品種）。（15）室內間隔墻布置情況（固定的或是靈活隔斷以決定樓面等效荷載）。（16）設備管道穿行形式（是否需要橫穿樓層梁或剪力墻）。（17）地下室防水做法（防水層材料類別），地下室底板集水坑位置及尺寸。（18）電梯門旁或門頂指示燈設置位置及尺寸（決定剪力墻予留孔洞）。施工圖設計階段，結構工程師在接到這些條件后，應該以積極、主動、配合的態度對待，如果所提供的設計條件對結構布置無大礙則應積極采納，若對結構受力十分不利或造成結構布置極不合理，則應及時反饋與建筑、設備等相關專業一起商量解決方案，以達到全面性和整體性的合理。一個優秀的設計應該是各專業配合協調、渾然一體的。結構專業在方案設計、初步設計和施工圖設計三個階段中分別從整體、局部到細部，從不同的層面與以建筑專業為主的各專業協調配合。在這個過程中，結構工程師應積極、主動的參與，這樣才能完成一個合理的建筑設計。

作者：王光峰單位：濟寧職業技術學院