浅析建筑结构设计基本原则及合理设计方案

浅析建筑结构设计基本原则及合理设计方案作者：香东
来源：《城市建设理论研究》2013年第17期
摘要：建筑结构的科学性对于建筑的使用及安全具有重大意义。

尤其是随着近年来我国建筑工程事业的迅速发展，通过提升建筑设计合理性来保障建筑的使用成为了引人关注的问题。

本文主要阐述了建筑结构设计的基本原则，并对建筑结构的合理设计方案进行了探讨。

关键词：建筑结构设计；基本原则；合理设计方案
中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：
引言
随着经济与时代的发展，人们对于建筑的要求逐渐提升。

与此同时建筑工程项目的投资力度、规模、技术复杂度也都相应的提高，为此如何在保证建筑使用安全成为重要问题。

对于建筑质量问题，首选的解决方案是规范结构设计。

但是在具体的设计中，设计方案的选择受到很多原因的影响，从而最终造成设计方案不能实现，不但造成了各种资源的浪费，也影响了建筑事业的发展，所以可见规范建筑结构设计的原则，选择合适的设计方案是很重要的。

一、建筑结构设计的基本原则
通常来讲，在某种有序的活动中，都需要遵循一定的原则才能保证活动的顺利进行，建筑结构设计也不例外。

由于建筑结构设计需要将建筑工程中的方方面面都考虑到，是一项庞大复杂而又系统有序的工作，必须遵循一定的基本原则，以保证结构设计方案的合理性。

1、抓大放小原则
抓大放小原则是指在建筑结构的设计中，要分清建筑中不同结构的主次关系，重点确保主要建筑构件的结构设计要合理稳固，但这并不是说要忽视次要建筑构件的设计优良性，而是指当建筑物突然发生某种危险时，要保证主要建筑构件能够发挥职能，即使次要建筑结构被毁坏，也不至于使整座建筑倒塌或使建筑核心受到严重损害。

2、刚柔相济原则
设计人员在建筑结构设计的过程中，刚柔相济是最科学、最合理的设计体系。

建筑结构太刚则缺乏一定的变形能力，在面对强大的破坏力时，所要承受的力也会很大，容易造成大面积坍塌或全部破坏。

而建筑结构设计的太柔虽然能够消除一定的破坏力，由于建筑缺乏一定的强度容易变形过大，很容易造成整个建筑物全体倾覆。

由此就需要设计人员在建筑结构设计的过程中，能够准备把握工程的设计力度，确保建筑结构设计的合理性。

3、多重设防原则
多重设防原则主要是为了提高建筑物在遭遇危险或灾害时的自身抵抗能力而设定的。

近年来，常有建筑物因结构设计不合理，在遭受一些外界灾害时，表现出很弱的稳定性，甚至会导致建筑物坍塌的现象。

这就是在对建筑结构进行设计时没能遵循多重设防的原则。

4、打通关节原则
关节在建筑中无处不在，并且从历次的灾害中发现关节的破坏所引发的建筑损坏占据较大比例。

理想中的建筑结构应该是浑然一体的，没有任何关节，从而使得所受到的外力迅速地传播及消减。

在这一思路的指引下，设计中要尽量的将建筑的各个关节联系起来，也就是打通关节，从而不阻碍力的传播。

在设计概念中要保证关节打通的关键是保证力量在构件中的分配是按照构件刚度的大小进行的，不能出现受力的不合理集中，从而达到静态平衡。

一旦关节打通就可以保证关节的平衡，从而使得关节永远处于原始状态。

而设计者所要做作的工作就是将静态的构建有机的组合在一起，同时依然保持整体的静态或者相对静态。

5、以人为本原则
建筑设计以及建筑施工的最终目的是为人类服务，为此建筑物必须要能满足人们的各项需求方能实现其最终价值，这就要求在对建筑结构进行设计时，要依照以人为本的原则进行方案设计。

6、绿色环保原则
这项原则是在全球生态环境急剧恶化的情况下成为现代建筑结构设计中需要注重的基本原则。

如今我国的城市现代化不断发展，城镇人口日益增加，建筑面积的扩大致使绿化面积逐年减少，生态环境遭到很大破坏，严重威胁着人们的健康。

二、合理设计方案
1、从结构计算和构造上进行合理设计
在计算结构角度过程中要注意以下问题：（1）底框砌体结构验算注意问题。

明确底部剪力法一般适用于刚度均匀的多层结构，如果使用在薄弱的底层框架混合结构要考虑到塑性变形集中带来的影响；底框砌体结构验算中要考虑到底层框架柱中地震作用所产生的倾覆力矩所引发的附加轴力；由于底框架结构中只有底层框架抗震墙，为此底层框架混合结构的剪力不能简单的按照框架抗震墙方法。

刚度计算中，框架不折减，抗震墙折减到弹性刚度的20%～30%。

（2）避免荷载计算错误。

经常出现的荷载计算错误如活荷载折减不当、漏算或者少算荷载、建筑用料与实际不符等。

（3）避免楼板计算错误。

双向板查表时不能忽略材料泊松比带来的影响，否则结果偏小；连续板计算中不能简单的用单向板计算方法代替。

（4）电算结果正确
性的合理评价。

得到的计算结果要根据施工设计经验进行判断、分析，最终决定是否可以最为施工设计的依据。

在构造角度中应该注意的问题：（1）严格的按照规范要求施工，确保钢筋在每一个位置所需要的延伸及搭接长度、锚固以及选材等符合要求；（2）注重构件规定的最大及最小配筋率。

尤其是针对于具有抗震要求的建筑，既要保证建筑的延伸性，同时又要满足最小配筋率要求。

（3）通过采取相应的通风融热措施来有效避免屋面温度应力引发的墙体开裂现象。

（4）为满足抗震性能设置的构造柱要保证在建筑内部上下对准贯通。

2、从抗震要求出发，进行合理的结构设计
基于最新的抗震规定及要求，在抗震等级要求较高的地区，无论住宅使用的框架剪力墙结构还是多层砖混结构都要服从抗震的性能，即采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。

对于一般的多层砌体住宅建筑要首选横墙承重或者纵横墙共同承重的结构体系，在设计过程中要保证纵横墙均匀布置，在平面内对其并且在竖向上下连续；楼梯间尽量避免设置在房屋的转角或者尽端，并且避免使用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。

对于多层或者高层的钢筋混凝土住宅要做到：首先抗震墙与框架等抗侧力结构要双向布置，从而有效地承担平行于该抗侧力结构平面的地震力；结构布置要力求规则，对于复杂结构要设置防震缝；为了促使框架体系的抗侧力结构构成协同工作状态要控制抗震墙之间楼及屋盖的长宽比及整体性，同时要抗震墙的刚度及与框架的连接性。

3、根据地基进行建筑结构设计
由于建筑地基的沉降会导致构件的开裂或者破坏，为此在建筑结构设计中要参考建筑的地基沉降。

尤其是对于高层建筑，地基需要一定的埋置深度，为此一般使用桩筏或者桩箱的结合形式。

在此过程中要充分的保证箱体的整体刚度，尤其是保证下部群桩的形心要和上部结构重心吻合。

对于多层建筑，特别是地基的软土层覆盖厚度大的建筑要对地基进行相应的处理来降低建筑沉降。

地基处理方法要基于建筑上部结构及地基的具体情况，同时也要参考施工要求，从而确定处理后地基所需要达到的指标，最终考虑经济性、适用性等方面得出最优方案。

结束语
建筑结构设计在建筑工程建设中是一项非常重要的工作内容，是关系着建筑施工质量的关键因素，对于建筑物的使用性能和使用寿命的影响都有着不可忽视的重要作用。

因此，在对建筑结构进行方案设计时，一定要以结构设计的基本原则为指导，采用科学合理的方法进行设计，在此过程中，要求设计人员一定要具备扎实全面的建筑专业知识，严谨负责的工作态度以及灵活创新的头脑，保证建筑结构的合理性、科学性、可行性与经济性。

参考文献：
[1]魏然.建筑结构设计基本原则及合理设计方案[J].民营科技，2011 (05).
[2]苏成江.浅议建筑结构设计过程中的几点问题[J].民营科技，2011 (04).
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[4]王桂起.建筑结构设计基本原则及合理设计方案[J].科技创新与应用，2012(22).。