影响建筑结构设计的因素

【摘 要】建筑既是一门技术，又是一门艺术。好的建筑可以成为一个城市的地标和代表，不好的建筑存在就是一种危害。随着城市发展水平的不断提高，越来越多的建筑拔地而起，因为建筑结构的设计直接决定着建筑的施工与质量，所以把握建筑机构设计的基本原则，分析影响建筑结构设计的因素，可以更好的提高建筑抗倒塌的能力，延长建筑的使用寿命，使广大居民生活的舒适安心。

【关键词】建筑；结构设计；影响因素

0.前言

建筑是构成城市景观的主体，建筑的设计工作非常庞大，其既要满足建筑的美观，又要保证建筑的可靠性，对结构设计的各个方面都有着很高的要求。随着科学技术的不断发展，越来越多的材料技术应用于建筑的施工之中，它们在提高建筑的受力和结构特性等方面起着很重要的作用。

1.建筑结构设计的基本原则

1.1选择适合的建筑结构的体系

选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件，实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。明确合理的地震作用传递徐径；避免因部分结构构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力、风载和地震作用的能力；结构体系应具备必要的承载能力和良好的变形能力，从而形成良好的耗能能力。一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向的规则都是建筑结构设计的基本原则。

因地制宜是建筑结构设计的基本原则之一，任何结构设计都离不开地理环境，设计师要搜集该区域的地质信息来决定该位置能承受何种高度的建筑，应当选择何种建筑材料才能保障建筑的可靠性。基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。建筑设计师需着眼于对综合环境和气候因素的治理和利用，并将其转化为高品质、高舒适度的空间和完美的形式。只有考虑建筑物全生命周期的设计，才能减少资源的浪费，有利于建筑投资对社会的贡献，有利于改善社会环境，实现社会资源的最优化。

1.3结构设计的基本要求

结构设计始终要牢记“强柱弱梁、剪弱弯、强压若拉原则”，注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的执行段锚固长度；考虑温度应力的影响力。结构的质心与刚心不可能完全重合，在结构的扭转振动过程中，角柱的相对侧移最大，即扭转也使角柱处于不利状态，因此为了防止角柱的斜向压弯及扭转破坏，不能使柱截面太小，同时要特别注意箍筋的加密，增加箍筋对受压区混凝土的约束作用。建筑结构设计需要对施工过程中可能出现的问题进行预测和分析，以避免措手不及的事情发生。

2.影响建筑结构设计的因素

2.1水平荷载是影响建筑结构设计的主要因素

任何建筑结构都要抵抗竖向荷载和水平荷载，在低层和多层结构设计中，往往是以重力为代表的竖向荷载起控制作用，对于高层结构的设计，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要作用，但起控制作用的是水平荷载。一方面，因为高层建筑楼房自重和楼面使用荷载在竖构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩以及由此在竖构件中引起的轴力，是与楼房高度的两次方成正比；另一方面，对一定高度的建筑物，作为其水平荷载的风荷载和地震作用将随结构动力特性的不同而有显著的变化。

2.2轴向变形是影响建筑结构设计的重要因素

采用框架体系和框架―剪力墙体系的高层建筑中，框架中柱的轴向压力往往大于边柱的铀向压力，中柱的轴向压缩变形大于边柱的轴向压缩变形。当房屋很高时，此种差异轴向变形将会达到较大的数值，其后果相当于连续梁的中间支座产生沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。对于框架柱来讲，轴压比越小，在往复水平荷载作用下其滞回曲线越丰满，即其耗能能力越大、延性越好；相反对于短柱，即柱净高与截面高度之比小于4的柱，在往复水平荷载作用下其滞回曲线呈较瘦的反s形，耗能能力降低、延性较差，呈剪切破坏。

2.3结构侧移是影响建筑结构设计的关键因素

结构侧移是建筑施工过程中常见的现象，所以在建筑结构设计的过程中也要保证有提前的预测和分析。地震对建筑物的破坏程度，主要取决于结构侧移大小，如果结构变形能力不足以抵御地震输入能量对结构变形的要求，结构则会发生倒塌，这就决定了结构侧移在影响建筑结构设计中的重要性。在框架体系或框筒体系中，角柱的受力要比其它柱差。地震动的斜向或双向输入，使角柱双向受弯或双向受剪，由此引起的双向偏心将与重力荷载作用下的双向偏心叠加，使其双向偏心值很大，角柱处于更加危险状态。相对于底层建筑而言，高层建筑的结构更柔和一些，在地震作用下的变形更大一些。为了使高层建筑结构在进人塑性变形阶段后仍具有较强的变形能力，避免倒塌，特别需要在构造上采取恰当的措施，来保证结构具有足够的延性。

2.4团队建设是影响建筑结构设计的主观因素

众所周知，建筑结构的设计主要是由设计师团队来完成的。不同类型的设计人员的专长是不一样的，将不同设计专长的设计师整合在一起，是完成建筑结构设计的重要条件。团队成员之间的优势互补，其工作的总体绩效远远大于个体成员绩效的总和，建筑的技术与艺术的统一，很大程度取决于建筑师与结构工程师的合作。建筑师要创造出美的建筑，应树立正确的责任感。在建筑设计过程中，建筑构思必然牵涉到结构构思，特别是技术含量颇高的大空间公共建筑，其建筑构思需要与结构构思同步进行，建筑师进行结构构思所应具备的知识包括有关结构形式的几何特征、受力特点、材料选择、稳定措施等概念性知识。团队建设的另一方面是资源的整合利用，信息的传递途径。建筑设计信息对建筑设计有重要作用，建筑师对信息的理解将指导建筑师的创作。不同设计小组之间既能方便地交换信息，又能依据不同角色的职能来管理信息.从而可以协调员工之间的分工合作，严格控制建筑设计数据，保证在设计过程中，把正确的信息，在需要的时刻，利用计算机网络传输方式，传递给需要的人，实现信息的有效快速交流，有利于维护建筑数据的一致性，提高工作效率。

3.结语

随着生活水平的不断提高，建筑行业的发展也逐渐进入鼎盛时期。建筑结构的设计由于考虑的因素有很多，所以是建筑工程首先应当解决的问题。本研究重点分析了建筑结构设计的基本原则及影响建筑结构设计的因素如水平荷载、结构侧移、轴向变形和团队建设等多个方面，对相关的问题进行了阐释。希望我国建筑行业能够有新的发展和变化，为居民创造更加安全舒适的家居环境。 [科]

【参考文献】

[2]岳军，魏续迪.浅析高层建筑结构施工与设计[J].科技信息，2011.（10）.