浅谈建筑设计与结构的关系

摘 要：鉴于现在很多建筑师在设计时纯粹的考虑建筑的美观和空间而忽视结构的合理性导致建筑和结构相脱离，而实际上建筑设计应该考虑结构的合理性，一些结构的改动也可以为建筑创造出合理的空间。

关键词：建筑 结构 合理性 空间 造价

建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。而二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。在建筑设计中，少数建筑师总是把结构放在从属地位，并要求结构必须服从建筑，一切以建筑队为先导，这一观念分割了科学的完整性，忽略了基本的力学规律，片面地追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求，这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。任何一个建筑设计方案，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。因此，在做建筑设计的过程中，建筑师应具备有一定的结构方面基础，能与结构设计适当结合，相互调协，使二者相统一，才能创作出真正优秀的建筑设计作品。

然而，许多建筑设计师，强调创作的美观、新颖、标新立异，强调创作的最大自由度，然而这样的建筑设计将会给结构设计带来很大的困难，作为建筑物本身必须承受起巨大的自重荷载和活载、水平风力、地震力、扭矩力等。如果建筑设计人员在进行平面设计和竖向设计构思时，不依据基本的结构技术原理和有关结构的受力特征，不征询结构设计师的意见，往往会使结构工程师不能有效地选择合理的结构体系，进行结构设计导致结构的不稳定等问题。建筑师设计时应该考虑的结构问题主要有以下关键点：

1、柱距的把握，建筑师总想要大空间的设计，柱子会就着空间功能布置，然而普通的混凝土结构如柱距超过十米，整个结构将趋于不经济，而且梁较高，净空将受到影响，如采用“井”字梁形式则能有效的降低梁高。对于有大空间要求的会议室，电影院等则考虑布置在裙楼的下面，上面由于没有使用要求可以做成反梁，做泄水孔。

2、对建筑整体形状的把握，如把建筑物截面设计成为三角形，其抗弯矩力和抗侧能力比圆形截面、矩形、多边形截面要小得多，而且对抗震不利，其角点会有应力集中，其次对建筑物的长宽比、高宽比要有严格的限制，具体可见《建筑抗震设计规范》,否则结构方面将会发更多的造价去补偿。

3、在需抗震设防的地区，高层电梯设置在大楼的某一侧，没有和整个建筑物的刚度中心重合。由于电梯筒的刚度很大，这样则使得刚度中心与荷载中心不能尽可能接近，即造成结构偏正，这样就会产生扭转，产生破坏。

如建筑师对结构有一个清晰的认识在建筑设计方面就可以有更大的发挥，让结构为建筑来服务，而把结构与建筑融为一体更是大师的作品，下面列举一些实例可以说明：

1、某花园小区由于停车位一直满足不了甲方要求，但由于采用的是框支剪力墙结构，地下室的落地剪力墙可以做一些位置微调和形状的调整不会影响上部的布局，“L”和“T”可以调整为方柱，经过优化后增加车位50多个,为甲方直接增加利润1500万.

2、比如某花园小区为精装交楼,8栋32层塔楼,共2000余套房,做样板房时注意了对于走廊空间的利用，很多走廊两边都有梁，此时梁会把走廊上面空间挡住，此时取消一边的梁，走廊的上空可以做吊柜，这种结构的改动对于结构师来说并不是很难的事，但此种改动对于小业主却很实用,很多买家看样板房时对多出来的吊柜很是感冒,于是均下定进行了购买.

3、建筑也可以利用结构本身去展示建筑的美感，例如南京国际展览中心主建筑包括主展厅及西部辅助建筑两个部分，二层展厅集中安排在长300米、宽110米、高45米的无柱金属屋架之下。辅楼沿南北方向布置在主建筑的西侧。纵横交错的钢架、钢柱，大片大片的幕墙玻璃，把国展打造的钢骨铮铮，玲珑剔透，玻光闪闪。站在无柱大厅内，仰望硕大无比的钢屋架，那一条条彩钢板、一束束钢拱架、一榀榀钢檩架、一排排钢桁架、一根根钢园柱，处处透出"钢筋铁骨"的豪气，而悉尼歌剧院采用的预应力Y型、T型钢筋混凝土肋骨拼接的三角瓣壳体，形成整个大壳体，而壳体的似群帆泊港形状优美，而壳体是受压的构件，对于混凝土结构来说是经济的形状也是可以做大跨度的形状。

4、某酒店项目一层地下室,高26层96米,然地下水位较高,抗浮只能用抗拔桩来抵抗抗拔力,然而抗拔桩造价较高且施工工期长,由于此地质情况埋藏较浅,如做两层地下室,将可以直接到中风化岩层,此时建筑师和结构师共同沟通,将一层全地下室做成两层半地下室,其在建筑方面调整后完全满足规划功能和车位要求,但其一半的结构可以做筏板基础直接落在中风化持力层,不需做桩基础受力,而且抗浮措施可以直接采用抗浮锚杆,而不需采用抗拔桩,经过此改进,虽然基坑支护造价和侧壁造价略有增加,但综合起来基础这一块节省造价300余万元.

一个优秀的建筑师往往懂结构，一个极致的建筑大师往往是建筑和结构的融合体。 彭一刚先生在他的《建筑空间组合论》中曾经说过：“现代的建筑师必须和结构工程师相配合才能最终地确定设计方案，因此正确地处理好功能、结构之间的关系显得非常重要。”