建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系

1、建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)系摘要：建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建筑設(shè)計過程中的兩個最重要 的環(huán)節(jié)，對整個建筑物的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。 而二者之間又存在著相互協(xié)調(diào)、 互相制約的關(guān)系。 因此要設(shè)計出既要 滿足建筑美觀，造型優(yōu)美，又要使結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理的建筑物是 每個建筑師與結(jié)構(gòu)師都必須十分注意的問題。關(guān)鍵詞 ：建筑設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計；合理性；經(jīng)濟(jì)性1 前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，專業(yè)化程度越高，建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相 互配合更為重要。 一個好的建筑設(shè)計， 必須有一個好的結(jié)構(gòu)體系才能 實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞，關(guān)系到建筑物是否適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。特別 在高烈度地震區(qū)， 建筑設(shè)計必須在滿足結(jié)構(gòu)抗展要求的

2、前提下， 才能 談得上建筑物的造型美觀、 功能完善等等。 因此要設(shè)計出既要滿足建 筑美觀，造型優(yōu)美，又要使結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理的建筑物是每個建 筑師與結(jié)構(gòu)師都必須關(guān)注的問題。 以建筑構(gòu)思和結(jié)構(gòu)構(gòu)思的有機(jī)融合 去實踐建筑個性的藝術(shù)表現(xiàn)， 即便是從建筑藝術(shù)的角度來看， 作為一 個建筑師也應(yīng)了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念、 原理， 提高自己運(yùn)用結(jié)構(gòu)的素養(yǎng) 和技巧。建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建筑的設(shè)計過程中的兩個最重要的環(huán) 節(jié)，對整個建筑物的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。而二 者之間又存在著相互協(xié)調(diào)、互相制約的關(guān)系。任何一個建筑設(shè)計方案，都會對具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生影響，而有 限的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)水平又制約著建筑設(shè)

3、計層次。 因此，在做建筑設(shè)計 的過程中， 建筑設(shè)計者應(yīng)具備有一定的結(jié)構(gòu)方面基礎(chǔ)， 能與結(jié)構(gòu)設(shè)計 適當(dāng)結(jié)合，相互調(diào)協(xié)，使二者相統(tǒng)一，才能創(chuàng)作出真正優(yōu)秀的建筑設(shè) 計作品。建筑與結(jié)構(gòu)兩者之間有著最密切關(guān)系的， 特別是在高層建筑設(shè)計 中，由于結(jié)構(gòu)是以水平荷載為主要控制荷載， 故結(jié)構(gòu)體系的選型和結(jié) 構(gòu)布置要考慮最有利于抗震和抗風(fēng)的要求。 同時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸 還要滿足剛度和版性的要求。 這樣便對建筑設(shè)計形成了一定的約束和 限制，使建筑與結(jié)構(gòu)二者相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一。二者還應(yīng)不斷地相互配合， 彼此滲透，這樣才能設(shè)計出真正滿意的建筑。2設(shè)計實例分析一個優(yōu)秀的工程設(shè)計是建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的有機(jī)結(jié)合。 要設(shè)計 出既要

4、滿足建筑美觀，造型優(yōu)美，又要使結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理的建 筑物是每個建筑師與結(jié)構(gòu)師都必須關(guān)注的問題。 下面從兩個設(shè)計例子 來看建筑和結(jié)構(gòu)的配合問題：2.1 某加工廠廠房設(shè)計分析 加工廠設(shè)備較大，車間要求寬敞、凈空要高，不設(shè)隔墻，防火要 求較高。前幾年設(shè)計均采用排架結(jié)構(gòu)，墻體為 240 磚墻，屋蓋為薄腹 梁鋼筋混凝土大板結(jié)構(gòu)， 建成后能滿足廠方的使用要求， 但設(shè)計不足 之處是自重大、不經(jīng)濟(jì)、施工周期長，并且跨度受限制。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè) 計必須考慮經(jīng)濟(jì)合理、施工方便的原則，近幾年所設(shè)計的加工廠，均 采用門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)，標(biāo)高 1m以下為磚砌體，以上墻體為 壓型彩鋼板，屋蓋相同。該設(shè)計既能滿足使用要求

5、，同時也克服了上 述結(jié)構(gòu)形式的不足。對于像加工廠這一類的建筑，設(shè)計時必須滿足生產(chǎn)工藝的要求， 在功能布局上應(yīng)該考慮生產(chǎn)活動和運(yùn)輸活動的方便及使生產(chǎn)取得的 高效率，為工廠創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，這是設(shè)計原則；建筑的藝術(shù)效 果，則相對來說處于比較次要的地位。所以，在均能滿足要求的前提 下，經(jīng)濟(jì)、施工方便、施工周期短則成為首選方案，而對于民用建筑 里的公共建筑，如下面所談到的幼兒園之類的建筑，則與此不同，這 類建筑的藝術(shù)效果就顯得重要的多。2.2 某幼兒園的設(shè)計分析該建筑的設(shè)計以正南為主要朝向， 總體布局合理， 設(shè)計時滿足了 兒童安全防護(hù)、游戲運(yùn)動、 獲取知識等要求。還考慮了幼兒建筑要活 潑、明快，追求

6、“新、奇、趣、美”的建筑風(fēng)格，選擇生動、鮮明有 益于兒童身心健康的造型、材料和色彩。因此，該建筑的平面活潑多 變，有伸有縮，立面高低錯落，房屋各部分體形不一樣。這樣的建筑 造型給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了一些困難。 但此時， 建筑的藝術(shù)效果及便用功 能是很重要的， 結(jié)構(gòu)設(shè)計就要想辦法配合建筑設(shè)計， 理解建筑設(shè)計的 意圖，相互配合解決問題。例如：幼兒園層數(shù)不高（三層）但房屋高 低錯落，剛度、高度、重量相差懸殊，在地反力的作用下，由于自振 頻率不同，各部分的連接處會引起相互擠壓，造成震害。因而采用了 防震縫，伸縮縫二縫合一，在縫的兩側(cè)各設(shè)置墻體或框架。即雙墻、 雙柱、雙梁，其次用圈梁、構(gòu)造柱及現(xiàn)澆樓板、屋面板

7、來加強(qiáng)房屋的 整體性，使凸出部分與整體變形盡可能相互協(xié)調(diào)。 該幼兒園地質(zhì)情況 較差，地基做開挖換土回填處理，保證地基承載力，控制基礎(chǔ)沉降。 又例如，該建筑有許多懸挑、懸掛結(jié)構(gòu)，還有幼兒園入口處的重疊鋼 筋混凝土門式剛架，輕巧別致的鋼結(jié)構(gòu)屋頂風(fēng)車，城堡式鋼筋混凝土 錐形屋頂及蘑菇形屋頂：這些奇特的建筑造型是為滿足幼兒建筑需要 而設(shè)計的，結(jié)構(gòu)受力是合理可行的，經(jīng)濟(jì)上也是可以承受的。因此， 結(jié)構(gòu)設(shè)計通過認(rèn)真地受力分析，選擇相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施及概念設(shè)計 來滿足建筑的需要，施工單位也改進(jìn)施工工藝配合設(shè)計施工。 通過建 筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互間的密切配合， 建成后的幼兒園造型優(yōu)美、新 穎、奇特，不僅增添了幼

8、兒建筑的情趣與生機(jī)，還展現(xiàn)了建筑新材料、 新技術(shù)的運(yùn)用，使整個建筑具有高度的時代氣息。通過兩個工程實例說明，一個好的建筑是建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互密 切配合的結(jié)果。但要分清具體配合的側(cè)重點(diǎn)，有時是藝術(shù)、美觀要求 是重要的，有時又是使用功能、生產(chǎn)工藝是重要的?？傊ㄖ煹?設(shè)計可以將優(yōu)美的建筑造型，完善的使用功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計有機(jī)地結(jié) 合，而不能簡單地追求奇特。因此建筑設(shè)計不能離開具體的設(shè)計對象。同樣，結(jié)構(gòu)工程師也必須理解建筑設(shè)計的意圖， 打破一些舊的框 框束縛，學(xué)習(xí)一些建筑藝術(shù)，提高藝術(shù)修養(yǎng)，敢于創(chuàng)新，用結(jié)構(gòu)設(shè)計 的原理完善建筑設(shè)計，使建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互密切配合， 設(shè)計出高水平的建筑工程。 建筑設(shè)

9、計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建筑設(shè)計過程中的兩 個最重要的環(huán)節(jié)， 對整個建筑物的外觀效果、 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著至關(guān)重要 的作用。而二者之間又存在著相互協(xié)調(diào)、互相制約的關(guān)系。在建筑設(shè) 計中，少數(shù)建筑師總是把結(jié)構(gòu)放在從屬地位， 并要求結(jié)構(gòu)必須服從建 筑，一切以建筑為先導(dǎo)，這一觀念分割了科學(xué)的完整性，忽略了基本 的力學(xué)規(guī)律，片面地追求建筑技術(shù)與建筑藝術(shù)的結(jié)合和最大滿足使用 功能的要求，這樣往往給某些建筑工程質(zhì)量帶來了質(zhì)量隱患和不安全 因素。任何一個建筑設(shè)計方案，都會對具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生影響，而 有限的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)水平又制約著建筑設(shè)計層次。 因此，在做建筑設(shè) 計的過程中， 建筑師應(yīng)具備有一定的結(jié)構(gòu)方面基礎(chǔ)， 能與結(jié)構(gòu)設(shè)計適 當(dāng)結(jié)合，相互調(diào)協(xié)，使二者相統(tǒng)一，才能創(chuàng)作出真正優(yōu)秀的建筑設(shè)計 作品。然而，許多建筑設(shè)計師，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)作的美觀、新穎、標(biāo)新立異，強(qiáng) 調(diào)創(chuàng)作的最大自由度， 然而這樣的建筑設(shè)計將會給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來很大 的困難， 作為建筑物本身必須承受起巨大的自重荷載和活載、 水平風(fēng) 力、地震力、扭矩力等。如果建筑設(shè)計人員在進(jìn)行平面設(shè)計和豎向設(shè) 計構(gòu)思時， 不依據(jù)基本的結(jié)構(gòu)技術(shù)原理和有關(guān)結(jié)構(gòu)的受力特征， 不征 詢結(jié)構(gòu)設(shè)計師的意見， 往往會使結(jié)構(gòu)工程師不能有效地選擇合理的結(jié) 構(gòu)體系，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定等問題。3 結(jié)束語 建筑與結(jié)構(gòu)兩者之間有著最密切關(guān)系