浅谈建筑结构设计

浅谈建筑结构设计

摘要：设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任，针对建筑结构设计进行了分析。

关键词：结构设计建筑结构概念设计

适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重，又互为矛盾，一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳组合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观，而忽略了便于施工。有时设计人员为图方便，用偏于安全的简化方法计算，虽然既省事又保证安全，却增加了造价。

结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制”建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计，建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现，在这个意义上，结构设计显得更为重要。但一栋标志性建筑建成后，往往建筑师便成为了人们心目中的建造者，为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。但无论如何，设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任。

建筑结构设计可分为整体设计和部分设计两部分。

整体设计包括结构结构体系的选择，柱网的布置，梁的布置，剪力墙的分布，基础的选型等。

设计的关键在方案，应进行多方案比较。

建筑的结构方案不应该是预先设想的，所喜爱的某种形式，一般结构设计总可以有多种方案来实现建筑师的构想，而多种方案中通常必有一种相对更为经济、合理，作为方案技术比较和经济分析是一项必不可少的重要工作。

建筑结构平面是否合理，竖向刚度、质量是否均匀，柱网尺寸是否适当，是决定结构方案好坏和经济与否的关键。建筑物的平面及造型一般都是建筑师的工作，市场经济有时往往为投业主所好，标新立异。结构工程师处于比较被动的地位，解决这一问题的办法，除了建筑师需要掌握基本的结构知识，特别是抗震设防的概念外，结构工程师在方案的前期，就应该与建筑师共同商讨，通力合作，密切配合，以实现建筑师在设计上的创新。有时如果能够巧妙地运用结构体系，把它暴露出来，反映不同功能系统相互配合，展示建筑的风格，不但能取得经济效果而且会取得特有的多样化的造型效果。

抗震设计中，影响整个结构抗震能力的因素很多，如：结构构件的承载力和变形性能；非结构构件的材料性能及提供的强度储备；结构的连接构造；结构的稳定性；结构的整体性能在经受第一次地震后多次余震反复作用下的抗破坏能力。对难以准确模拟的复杂结构，七分计算三分构造，更重要的是概念设计。

概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任

务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，随着社会分工的细化，大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新,更不愿（不敢）创新,有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳（害怕承担创新的责任）。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。随着年龄的增长，导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却，更谈不上设计成果的不断创新。强调概念设计的重要，主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案，为此,需要工程师不断地丰富自己的结

构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。

人们对建筑设计的要求越来越高，因此设计也要进行创新。建筑架构设计应该建立在计算机的良好运用的基础上，还要结合概念设计，将结构设计进行优化。环保、优质建材的使用，只是建筑结构设计的一部分。最重要的是对概念设计的理解。通过对结构设计的创新，才能够将建筑设计的创新和发展进行得更加顺利。所以，可以说，推广概念设计，将其深刻的进行理解，是工程师的首要任务。结合教育机构对于教材和教学方式的改革，将概念设计在学生时代就进行培养，对于我国的建筑结构设计方面的进步非常重要。

在建筑结构设计的不断改革和创新中，前人积累了非常多的技术和经验。其中，概念设计作为打破设计理念墨守成规，将结构设计进行优化和创新的方式方法，在我国建筑结构设计行业越来越重要。工程师良好地运用概念进行结构设计，对于建筑方案的设计和优化都有非常重要的作用。