房屋建筑结构设计的原则与方法探求

房屋建筑结构设计的原则与方法探求

发表时间：2018-04-27T10:53:19.810Z 来源：《防护工程》2017年第36期作者：付云鹏

[导读] 结构设计的核心，是将上部建筑荷载力通过基础传导入下部满足沉降需求的土壤中。

黑河市人民政府驻哈尔滨办事处

摘要:建筑行业中，结构设计是实现建设施工的基本前提，有效合理的结构设计能够促进建筑空间使用上的感受，更能够完善相关功能上的有效延伸；而失败结构设计则会造成大量的建筑成本浪费，甚至因为整体受力问题严重威胁着居民自身的生命财产安全。故而，加强结构设计的规范性和科学性，对于当今社会中建筑发展具备着非常重要的意义。本文将根据现有房屋建筑结构设计的特点和相关流程进行分析，从基础和原则方面探求结构设计方法的有效深化，期望对建筑市场的合理发展有所促进。

关键词:房屋建筑；结构设计原则；方法探求

结构设计的核心，是将上部建筑荷载力通过基础传导入下部满足沉降需求的土壤中，从而保持整体建筑的稳定性与安全性，促使建筑和其他行业具备相关发展的可靠前提，更是城市建筑业发展的重心。

一、建筑结构设计的流程

建筑结构的设计是房屋能够施工且满足功能需要的基础，只有合理的设计图纸和施工方法，才能够确保建筑在使用过程中具备空间使用的特点。

建筑结构设计依据国家规定，共分为方案阶段、结构初设阶段、施工图设计三个阶段。

其中方案阶段需相对应建设单位需求、岩土勘测情况、规范抗震烈度和建筑场地环境进行有效的规划统计，而后结合建筑专业的方案想法进行粗略的柱网布置与功能分区布置，在不影响其功能使用的前提下，将整体房屋结构稳定性做到满足，以确定相对应荷载与受力形式科学化。

之后建筑初设阶段，需结合地区已有规划、基础土壤质量、抗震烈度、风荷载指数、防火等多方面协商进行方案数据统筹，确保维持方案阶段建筑图纸的样式进行后续模型荷载核算，其中包含永久性荷载、可变性荷载与偶然性荷载三方面进行分析，初步预估所需材料与相关结构材料的数量和刚度，而后计算相应荷载构件的截面受力。

施工图设计需提供相应的钢筋图纸、基础图纸、楼板配筋图纸、横过梁图纸、以及相关建筑构建的图纸进行整合，将地质报告和相关荷载系数报告进行统一编制，以促进相应配筋与混凝土刚度满足房屋建筑的使用要求。

二、建筑结构设计的内容

1.整体建筑的架构

其中包含相关柱网、基础、结构板梁、圈梁、剪力墙等方面。在施工途中主要分为基础和建筑框架两个方面，而后从土质、抗震烈度、风荷载进行整体框架体系的构建。

2.细致建筑的架构

其中包含相关梯梁、女儿墙、构造柱、过梁等方面，在整体框架搭设完成之后，可采取相关部件的浇筑进行制作，其根本是为了满足建筑空间功能上的使用，将相对应结构部件作为单元性使用的依托。

三、建筑结构设计的原则

1.严格按照规范和现场凭据设计

只有完善的相关凭据才是建筑整体框架屹立的基础条件，否则在不知晓地区抗震烈度和土质的情况下，势必会引起结构上的隐患，待地震出现或沉降不均匀情况出现，更会对居民的生命财产安全造成严重影响。

其次，国家出版的相关规范是建筑结构设计所必须遵守的基础原则，更是确保建设质量和建设功能性能够适用的前提。

2.为整体框架设置保护措施

荷载体系的有效传导是整体框架构建的基础，更是确保建筑使用安全性的重点。故而，采取有效措施避免整体框架出现失衡的现象，对结构使用有着非常重要的意义。

结构体系是应设置多道防线的，即整个抗震结构体系由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的结构构件连接起来协同工作。同时抗震结构体系应具有最大可能数量的内部、外部赘余度，建立起一系列分布的塑性屈服区，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。这些都体现出了层层防线的设计思路。

3.建筑构件的合理运用

一个好的建筑结构体系需要合理的刚度，如果结构刚度过大，那么它的变形能力就比较的差，同时在地震来临时将会吸收很大的地震力，于结构的抗震不利。如果结构的刚度过小，则会导致结构产生过大的变形，影响建筑物的正常使用。

4.活用沉降与荷载知识

打通关键是为了能够保持房屋的平衡，让房屋永远处在原始的静态中。当房屋结构的力量不能通畅的时候，构件跟构件之间的静态平衡就会被打破，构件之间的传力应尽可能直接通畅，使力流总能沿最短的途径向下传递。

四、建筑结构设计方法

1.结构建模

用计算机软件进行结构设计，首先需要将结构输入至计算机内，此时得到的模型称为结构模型。当结构模型输入完毕，进行力学计算时，为了适应计算理论和相应程序的要求，需要对模型进行一定得修正和简化，由此得到可直接用于力学计算的模型称为计算模型。结构模型反映的是结构的实体特征，注重结构构件的实际位置，构件间的构造关系及构件材质等内容。计算模型要求真实的反映结构的受力特性。因此在结构建模过程中，对实际结构进行合理的简化和归纳是必要的。

2.合理的结构布置

在进行结构构件布置时，除考虑建筑功能要求外，结构单元抗侧力结构的布置宜规则、对称，受力明确、力求简单，传力合理、途径

不间断，并应具有良好的整体性。在一个独立的结构单元内，应避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼电梯间；减少地震作用下的扭转效应。竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多、过急，结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱部位。

3.确定抗震条件，完善整体性

对于一般多层砌体住宅结构来讲，要优先采用横墙承重或是纵横墙共同承重的结构体系，关于纵横墙的布置要均匀对称，沿着平面内对齐，沿着竖向从上往下连续，楼梯间不要建造在房屋的尽头或是拐角的地方，挑檐不适合使用无锚固的钢筋砼进行预制；对于钢筋砼多、高层结构的住宅，在进行设计的时候要注意框架跟抗震墙等抗侧力结构要进行双向布置，这样方便它们各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力；框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同的工作状态，除了控制抗震墙之间的楼、屋盖的长宽比以及保证抗震墙本身的刚度外，还需要采取相应的措施，保证楼、屋盖的整体性能以及它跟抗震墙之间的可靠性连接；结构布置要尽可能的采用规则结构，对于那些复杂结构，可以设置防震缝

4.结构施工图绘制

在施工图绘制过程中，应把握一些基本原则：如图面整洁，内容编排紧凑，字体正规，数字清楚，尽量用简洁的图纸张数表达丰富的内容；整套图纸规格力求一致；图纸编号应考虑施工顺序，由基础向上编排；构造复杂部位必须交待清楚；相互有关部位尽可能绘在一张图纸上，少引见其他图页；大样详图是建立在建筑详图没有差错的基础上，它的绘制可以建立在建筑详图基础上直接进行绘制，也可以在以前做过的一些详图的基础上进行局部的改进绘制，这个阶段需要注意的是保持在建筑外形的前提下尽量的让结构合理受力，方便施工，在标高跟外形的尺寸上一定要跟建筑专业协调相一致。

五、结语

如果说建筑设计是建筑产业的灵魂，那么结构设计就是骨架，是支撑起一切功能空间的必须基础，更是确保建筑在整体安全性要求下唯一可行的安全条件，所以合理的结构设计能够促进建筑空间使用功能上的体验，更能够为整体建筑的安全性和稳定性提供优异环境。故而，为满足建筑结构设计合理性，相关设计人员必须具备全面的知识体系，并存有多方面的凭证考量一个建筑的施工特性，，采取相应缜密且符合需求规范的举措让建筑的能够顺利使用，这才是建筑结构设计者最核心的职能发挥。

参考文献:

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