建筑结构设计基本原理及合理设计方案

摘要：建筑结构设计影响建筑的质量，关系到整个建筑的安全问题。做好建筑结构的设计在整个建筑施工中都有关键的作用。本文简要分析了建筑结构设计的基本原则，并提出行之有效的合理设计方案。

关键词：建筑结构结构设计 基本原则 合理设计方案

中图分类号：TB482文献标识码： A

提高概念设计能力的关键是要求结构设计人员在设计过程中不断的总结并提炼所遇到的实际工程问题，熟悉不同结构体系的受力特点和适用范围，结合业主需求对结构方案进行最优化设计，力求在满足建筑设计要求的条件下使结构传力简明，刚度分布均匀，具有较好的延性，并且在满足结构设计要求的情况下控制结构总体的造价。建筑工程的核心是质量问题。确保施工质量,必须有规范的建筑结构设计。因此,合理的设计方案是建设项目的关键。在实际的建筑设计,很多设计由于多种选择,导 致它不能达到设计的目的,或不根据施工的设计方案。这不仅浪费资源,更影响建筑业的发展。因此,建筑结构设计原则和理性的标准设计方案是非常重要的。

一、 建筑结构设计的基本原则

建筑结构设计的主要目的就是让建筑物能满足使用要求并且符合安全标准，在建筑结构设计中要坚持以下四个基本原则。

1、抓大放小的原则

强剪弱弯,强柱弱梁在建筑结构设计是一个非常重要的概念,各种组件一起构成整个结构体系。但是因为每个组件的功能是不同的,因此也有分的重要性的重量。如果意外破坏的力量,每个构建协作阻力,保持最重要的组件,否则可能导致玉石俱焚的后果。更重要的组件来保护,其他组件必须服务重要组成部分。将损失降至最低,因此,必须要做小的,确定优先次序。

2、刚柔相济的原则

建筑结构如果太刚硬，那么变形能力就会很差。遇到强大的破坏力时，很容易因局部受损导致全部受损；如果结构太柔和，很容易因变形过大导致整体的倾覆。所以建筑结构的刚柔相济是建筑设计的必要原则。要想做到刚柔相济，就要认真分析各种构件的性质，在不同的部位、不同的结构中都要做到刚柔相济。

3、打通关节的原则

关节无处不在的建筑结构体系,这是因为整个建筑结构系统是统一的。在现实生活中,建筑的整体破坏由于节点失败案例。理想没有任何联合结构系统,任何外力能 够迅速降低和传输。因此,在建筑结构设计中,最好是通过各种关节,让部队在关节可以畅通无阻的。通过关节是建筑结构设计的基本环节。建筑设计的概念,首先 要解决的问题再分配的外部力量结构系统,以确保权力的分配是按照构件的刚度,最终实现静态的平衡。平衡,目的是使建筑结构在初始静态平衡,如果权力达到打 开,组件将损害静力平衡,结构也会改变。建筑结构设计能发挥协调作用,因此,可以通过相互连接的所有静态组件仍在相对静态的。

4、多道防线的原则

安全的建筑结构体系是需要层层设防的，当灾害来临时，所有能够抵抗外力的结构通过相互合作，可以很好的减轻损害。如果把希望单纯的寄托在某个构件上，这是很危险和不靠谱的。框架剪力墙要比纯框架好，多肢墙好于单片墙，这就体现了多道防线的设计原则和思路。

二、构造和结构计算上的合理设计

1、构造方面应注意的问题

注意构件的最小配筋率和最大配筋率的极限值，尤其是在抗震结构设计中。既要确保在发生地震时建筑结构具有一定的延展性，又要保证构件符合最小配筋的要求。最小配筋和最大配筋的值是根据不同建筑物的具体情况分析计算得到的，两者之间有一定的范围，在设计中要保证极限值的合理性。

严格的按照规范要求保证钢筋在每个地方需要满足的延伸、搭接和锚固的长度，在选择材料时也必须要满足一定的强度要求。必须要使用符合各种规范标准的钢筋，保证钢筋的质量。

要采取有效的融热通风措施，及时有效的做好各种通风散热工作，防止由于屋面温度的应力引起墙体开裂。

有的构造柱是按照抗震构造设计的，要在建筑物高度内达到上下贯通对准。上至墙压顶，下至低于 50 cm 的基础圈梁或者延伸到室外地面 50 cm以下，圈梁、墙体和楼板跟构造柱的拉结也必须符合一定的要求。

2. 结构计算方面应注意的问题

底部剪力法只适合于刚度较为均匀的多层结构，对于那些含有薄弱层的混合结构底层框架，要考虑到塑性变形的影响。底层框架混合结构在分配剪力时，不可以简单地按照框架抗震墙的方法计算底层框架混合结构。若仅有底层框架抗震墙，这承担剪力，让抗震墙承担全部的剪力。在计算刚度时，不能折减框架。要充分考虑到在底层框架柱中，由于地震作用产生的倾覆力矩，倾覆力矩会造成附加轴力。

应注意避免错误的方法地板不能使用简单计算方法代替连续板的计算。在计算双向板时,不能忽略材料泊松比的影响,否则将导致更小的 计算值。小心避免错误在计算负载,如不当生活减负荷,减少工作量和基础板或多或少是计算土壤重量,材料的结构不符合实际的计算,等等。

不能仅依据计算结果来做出评价，还要根据工程设计的经验来总结分析、判断计算结果。应根据结果的正确与否，来决定其能否成为施工图纸的设计依据。

三、 按照抗震要求进行合理设计

概念设计在整个建筑设计中起着决定性的作用,只有在一个完整的正确的合理的概念设计,将完成的优秀设计合理、经济。根据目前我国地震最新的规定和要求,抗 震等级较高在那些领域,框架剪力墙结构的建筑设计是否或多层砖混合结构,必须从地震的角度,采用两阶段设计实现三个层次的设防要求。设计师还必须有结构的 概念设计,具体做法如下。

1、对于多层砌体结构，要优先采用横墙承重或者是采用纵横墙承重的结构体系。在布置纵横墙时，要保证均匀对称，竖向上要上下连续，房屋的转角处和尽端不宜设置楼梯。以免在发生地震时，造成坍塌伤人事故。

2、对于多高层、钢筋砼的建筑结构，要做到双向布置抗震墙和框架等抗侧力结构，以便这些结构能够承担来自平面方向的地震力。在框剪体系中，各抗侧力结构应该达到空间上共同工作的状态。要控制好抗震墙之间屋盖和楼盖的长宽比，保证好抗震墙本身的刚度、保证楼盖和屋盖的整体性及可靠性。布置结构时，要选用规则的结构。可以在复杂结构上设置防震缝，使其成为一个个规则的结构单元。

四、依据地基沉降问题进行合理的设计

高层建筑结构设计中,因为必须有一定的埋置深度,基地通常采用桩筏或框的形式组合。这个时候以确保整体刚度,安排桩集团将跟上部门结构的重心。如果你有任何大的起伏,土壤可以使相同的结构下桩端位于同一土层,但也可能导致液化。软土层厚度是一个大区域的多层建筑、地基处理方法来控制建筑物的沉降。软土地基处理方法有很多,在选择时必须充分考虑学习的基础和上部结构的特点和周围环境,和工程设计的基础上,确定良好的基础治疗的范围和达到的技术指标。考虑到各种治疗方案的可行性和成熟,最后选择最经济、安全、实用的解决方案。

结构分析能力是设计人员对计算软件给出的各项结果进行归纳和整理，找出结构超出规范限制和受力薄弱的位置，并给出改进的方案。具体可体现为结构模型的调试。模型调试是一个不断迭代和优化的过程，这个过程需要设计人员采用概念设计的思想，根据规范给出的各项具体要求，分析当前结构存在的各种不足，如结构变形限值、扭转效应、构件抗剪、抗弯能力、结构强度和刚度的分布情况等，有针对性的对结构布置进行调整。掌握常用的结构调试方法，如通过分析结构重心和刚心的相对位置来调整结构的扭转效应。查找位移最大点并提高相应构件刚度的方法降低结构位移。

此外，到施工现场参观学习也是发现结构设计问题、改善结构设计使结构设计更符合实际施工要求的重要途径。提高结构设计能力没有捷径，只能靠大家在工程设计过程中不断的积累、分析和总结以求日益的提高。经济的发展带来了建筑事业的飞速发展，人们对建筑结构设计也有了更高的要求。建筑结构设计不仅要满足建筑物的使用要求，更要保证人们生活工作的安全。规范化的结构设计是做好建筑设计的基础和重点，也是保证建筑工程质量的关键。因此，在设计建筑结构时，设计单位必须要遵循一定的基本原则，制定出合理的设计方案，从而为高质量和高安全性的建筑工程做好保障。

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