建筑结构设计与建筑设备的相互配合教学教材

建筑结构设计与建筑设备的相互配合

建筑结构设计与建筑设备的相互配合

摘要:建筑设备是现代化建筑的重要的组成部分，属于建筑的物质技术条件，它的作用是实现建筑物的合种功能。建筑设备设置的完善程度和技术水平，早已成为房屋建筑和物质生活水平的重要标志。一幢现代建筑是建筑、结构和建筑设备等几部分的结合体,其中结构设计师、建筑设计师、以及其他专业的设计人员在其中扮演者很重要的角色，互相配合，各自的设计工作环环相扣，缺一不可。在商业建筑工程项目中，对于其施工图的设计往往需要设计到非常多的专业，比如说建筑、结构、给排水、暖通以及供电等。在整个建筑的设计过程中，结构设计是最重要的缓解，为了确保建筑项目顺利的完成，应加强结构专业与其他各个专业之间的配合。本文着重分析了建筑结构设计与建筑给排水设计、暖通之间相互配合的关系。阐明两者对于结构设计中的重要性，并举例说明了两者与建筑设备之间的密不可分性。

关键词：建筑结构设计建筑设备协调合作专业设计

建筑设备指安装在建筑物内为人们居住、生活、工作提供便利、舒适、安全等条件的设备。建筑设备更是为建筑物的使用者提供生活、生产和工作服务的各种设施和设备系统的总称，是现代建筑功能得以实现的不可缺少的重要条件。它包括建筑中的给排水、暖通、供电以及照明等系统。在建筑工程之中，很多建筑设备的安装、运输与结构设计具有很大的关联，同时结构设计又与建筑中的给排水、暖通以及供电等的设计密切相关，可以得知结构设计在建筑工程建设之中扮演着很重要的角色。

1 建筑结构设计与建筑设计之间的相互配合

对于大多数的高层建筑而言，都需要考虑到结构设计都需要考虑到平面设计的美观性。在保证结构稳定性不会受到任何的影响的情况下，使得结构设计与平面设计完美的结合起来，美观自然。在确定建筑物高度、功能体系后，还要考虑到结构实际布置情况，保证工程外在美观的同时还能保证工程建筑结构的合理受力情况，相关度柱网、剪力墙布置满足相关设计需求；对于工程建设平面部分要尽量简单、对称，避免穿线扭转效应，非承重的构建采用较好的材质，能够减少自重，降低荷载。

对于裙楼工程而言，其中涉及到需要设计的幕墙具有类型多、体量大的特点。在进行主体结构设计时，结构专业充分考虑了幕墙结构的相关资料，在此基础上进行受力情况的计算。在主体结构设计时，需要充分考虑正风和反风的荷载。与幕墙连接处的主体节点构造应按照幕墙的要求进行设计，

一般而言，建筑的进深越浅越好，户型越好，造价越高。大多数结构设计师都会受到来自甲方的要求，然后进行设计。但是追求这样的进深比，有时候，会很难控制得到一个安全的结构层间位移比，使得设计方案一改再改，白白浪费了时间以及大量的人力物力。

2 建筑结构设计与给排水设计的相互配合

给排水设计，对于任何建筑而言，都具有很重要的地位。在工程项目之中，常常会遇到很多有关的问题。建筑给排水专业设计的内容包含建筑给水、排水系统，可分为多种类型的给排水类型系统，主要涉及生产、生活、消防等方面，而在结构施工图当中，结构专业与给排水专业配合工作存在于各种类型的水池、水箱、预留的孔洞、预埋件的尺寸、位置及具体承载能力。

在给排水系统的专用建筑空间，包含泵房、水箱间、水处理间，这些空间存在各种类型的设备及其附件，荷载通常会比较大。如果只是将其与其他结构位置一视同仁，不特别对待，很容易造成该空间的结构不稳，轻则墙体开裂，重则可能会造成梁以及承重墙上出现裂缝，出现事故，造成人员伤亡。

针对建筑顶部用作高位水箱间的情况，建筑荷载大，不利于建筑系统的结构设计，因此可以将其设置在地下空间范围, 而用于固定的预埋件要注意位置、尺寸，防止出现结构削弱部位。对于结构设计师而言，必须对管道穿越剪力墙、楼板处、简体进行强度验算，必要时采取加固措施。高层建筑消防栓较多，消防管道也更粗，为了不影响建筑功能，常常将消防栓、消防水管暗设于墙内，如果设在剪力墙，则必须进行结构的强度以及稳定性验算，防止局部削弱。由于大多数给排水管网系统管道数量多，且大多集中于管道井中，结构设计过程中应对楼板孔洞局部进行加强，水平管道部分避免穿梁过柱，同时穿越剪力墙部分应进行强度验算，需要时可采取必要的加固措施。结构施工图设计过程中尽量为给排水管网提供有利条件，避免管道出现环绕，造成水阻、管道坡降不满足要求[1]。

多数情况下，如果按施工顺序，施工单位在浇筑楼板时先按照给排水管的安装间距预留孔洞，待开始砌墙时才发现，由于卫生间多了的梁宽，原预留的孔洞要是安装，水管就会挡住卫生间的窗户。最终只能对原洞口封闭，改变管线位置再重新开凿洞口，增加了费用还延误了工期，后期封堵的洞口，也容易产生漏水隐患，影响了建筑工程的质量[2]。但是如果给排水设计师在设计图纸的时候，能够与结构设计师存在多一点的交流，这样的情况将不会发生, 工程会节省很多时间以及人力物力。

由于结构设计的重要性及其特殊性，给排水专业要与结构专业需要科学配合，结构设计师在进行结构设计的时候需要及时向给排水设计师所要其相关的所用水泵、水箱等水处理设备的重量和荷载、蓄水池的尺寸和高度、检修孔和水泵管道穿越水池的孔洞要求等技术数据,在管道须穿越梁、楼板、剪力墙处, 预留孔洞。除此之外，对于某些部位的集中荷载结构设计师需要进行受力复核，同时为了满足给排水专业的要求，需要在楼面设置排水井和泄水孔。结构设计师与结构专业设计人员要时刻保持良好的沟通与配合,坚决避免因预留孔洞遗漏而给施工带来的巨大麻烦与损失。

同时，多数情况下，结构专业所采用的地基处理方式对给水排水设计不会产生较大影响。但是，对于一些特殊地区，如湿陷性黄土地区、多年冻土地区等，结构专业不同的地基处理方式还是会对给水排水专业设计产生一定影响。对结构专业基础形式而言，在民用建筑中通常遇到的主要有独立基础、条形基础、桩基础、筏板基础、桩筏基础、箱形基础等。基础形式的不同导致的基础的埋设深度不同，在设计中都可能会影响到给给排水管道的进出户、地下室排水集水坑的平面布置等，这也需要给排水设计师与结构设计师的相互配合才能给出完善的方案。

对于结构设计师来说，设计需要的不同、甲方要求的不同，梁板布置形式必然会有所不同。以高层民用建筑为例，对于一些无吊顶场所或者采用通透性吊顶场所，当给水排水设计师需要布置喷淋管道的时候，则必须结合结构专业梁板进行布置。如井字梁、密肋梁、无梁楼盖等，不同的梁平面布置，都会直接影响到喷淋喷头的设置，也就是会间接影响到使用浴室的舒适感以及浴室的布置方向。

在工程项目之中涉及到与结构设计的问题，都需要及时与结构设计师沟通，及时拿出解决方案。要想将某一建筑设计的完善，就必须解决给排水设计与结构设计之间的问题。这就需要结构设计师与给排水设计师具有良好的沟通以及工作上互相的配合协调。

3 建筑结构设计与暖通设计之间的相互配合

暖通就是供热，通风，空调和城市燃气工程的总称。随着科技的发展，在现代建筑当中，使用空调的设备越来越多，并且横向上集中布置在核心区，纵向上集中布置在设备层。所以对于结构设计师而言，在结构施工图设计过程中，应充分注意暖通核心区及设备层的特点，提高相应区域的设计荷载、应力构造和抗震措施，保证结构不失稳；以及保证结构在相同荷载的长期作用下，也能够保持其稳定性。空调风管通道与结构布置的配合也非常重要，要在能够充分利用空间的基础上，达到美观的效果，在布置上要避免出现交叉。

路线大型空调设备以及其的发电组往往是采取整机的方式进入设备房，到车道的尺寸是无法满足这些设备运输的要求，因此在进行结构设计时还应考虑在相关位置预留设备吊装孔。除此之外，对于大多数的高层建筑，它的设备用房中，设备的荷载应根据实际情况进行确定。空调的设备在运行状态下其荷载会大于静载，因此在设计时，应加以区分。对于高低压配电房和开关房需要考虑电缆沟回填层的荷载。

4 建筑结构设计与电气设计的相互配合

建筑电气设计当中包括了建筑供配电、应急电源、防雷、消防安保等部分，其可靠性、消防要求高。针对专用电缆井道、配电间、敷设、弱电、防雷保护都需要跟结构设计协调，形成合理的空间应用。建筑的电梯井道、机房当

中各类空洞、预埋件较多，荷载大，这些都要考虑结构设计过程中提供参考，而建筑的防雷接地措施要能真正的根据建筑的等级要求进行设计建造，以满足对建筑物的保护。

对于高层建筑而言，一旦高层建筑的平面电梯井道的位置确定后，电梯机房的位置也就可以确定下来了，电梯机房内孔孔洞、预埋件较多，电梯机房荷载自然也大，因此根据所选电梯型号来详细设计其相对的土建条件也是很有必要的。在结构设计时，一般情况下还未进行电梯的招标。根据相关规范的要求，将电梯机房的荷载取为7kN/m2，并在井道顶部设置吊钩梁。但是在实际情况下，机房的受力情况下局部梁承受集中荷载，如果采用规范荷载的规定，则在局部梁承受集中荷载的情况下，是无法满足承载力的要求的。

5 结束语

结构施工图设计中，要充分认识各个专业间协调工作的重要性，实际工作过程中的交叉部位多是设备造成，若事先不设法考虑，待到问题出现时，就很难进行补救，可能需要更大的代价，对工程质量造成影响，降低工程质量。所以，在设计过程中要提高对协调工作重要性的认识。各个专业之间应该相互配合，明白在什么情况下，可以保证工程完美的进行下去，并保证设计的安全性。在多多交流的情况下把工程完成。良好的沟通可以减少不必要的工程损失，减少工程错误，大大提高工程质量。

参考文献：

[1]袁能武. 建筑结构设计各专业设计的协调[J]. 科协论坛, 2008(9):12-12.

[2]段黎明. 结构施工图设计中结构专业与其他专业的配合. TU318.2 1007-9467（2017）