論析建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系

1、論析建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系    摘要：建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中非常重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和外觀效果起著十分重要的作用。建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間既相互協(xié)調(diào)又相互制約，兩者缺一不可，建筑設(shè)計(jì)需要的是創(chuàng)新，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要的是務(wù)實(shí)。一個(gè)好的工程設(shè)計(jì)都必須要協(xié)調(diào)好建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二者之間的的關(guān)系。本文主要探討和分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。 關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；關(guān)系 中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 1.建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念 1.1建筑設(shè)計(jì)的概念 建筑設(shè)計(jì)指的是建筑工程在建

2、造之前，建筑設(shè)計(jì)師充分按照工程任務(wù)，把可能在工程施工過(guò)程中或者使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題作好通盤(pán)的設(shè)想，并擬定好解決問(wèn)題的方案。建筑設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：初步方案、初步設(shè)計(jì)、搜集資料、技術(shù)設(shè)計(jì)施工圖、技術(shù)設(shè)計(jì)施工詳圖等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)中越來(lái)越深入廣泛的利用各種科學(xué)技術(shù)的成果。 1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括建筑工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑工程的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和步驟包括：(1)根據(jù)建筑工程設(shè)計(jì)來(lái)確定建筑物的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)的主要材料；(2)建筑物的結(jié)構(gòu)平面布置；(3)初步篩選建筑材料的類型和強(qiáng)度等級(jí)，并根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)初步確定建筑物構(gòu)件的截面尺

3、寸；(4)建筑物的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、各種荷載作用分析、結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算；(5)建筑物結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)組合；(6)建筑物構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)。 2.現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題 2.1現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)和共振問(wèn)題 在現(xiàn)代建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要求建筑三心要盡量匯于一個(gè)中心點(diǎn)，建筑三心指的是建筑物的結(jié)構(gòu)重心、剛度中心和幾何形心?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的扭轉(zhuǎn)問(wèn)題主要是指在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有做到三心匯于一點(diǎn)，在建筑物的水平荷載作用下建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。所以，為了避免建筑工程因水平荷載作用而出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)破壞，就必須在對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量選擇合理的平面布局和結(jié)構(gòu)形式，讓建筑物的三心盡量匯于一點(diǎn)。還有現(xiàn)

4、代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的共振問(wèn)題，如果發(fā)生地震，而建筑場(chǎng)地的特征周期與建筑物的自振周期又很接近，那么建筑物和建筑場(chǎng)地就有可能發(fā)生共振。所以，在設(shè)計(jì)建筑工程方案時(shí)，必須要針對(duì)預(yù)估建筑場(chǎng)地的特征周期，選擇合適建筑結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)類型，并通過(guò)調(diào)整建筑物結(jié)構(gòu)的層數(shù)，擴(kuò)大建筑場(chǎng)地特征周期與建筑物的自振周期之間的差別，從而避免共振問(wèn)題的發(fā)生。 2.2現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的水平側(cè)向位移問(wèn)題 現(xiàn)代建筑工程設(shè)計(jì)的水平側(cè)向位移即便能夠滿足建筑工程結(jié)構(gòu)規(guī)程的要求，也不能代表該建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的，因?yàn)檫@其中還要充分考慮到地震力的大小和周期等因素。在對(duì)建筑工程進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑物的結(jié)構(gòu)剛度和地震力的大小有著直接的關(guān)系。當(dāng)建

5、筑物結(jié)構(gòu)剛度小，而建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不合理，但由于地震力比較小，所以結(jié)構(gòu)位移也比較小，位移也就控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，但是這并不是合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因?yàn)榈卣鹆π?、結(jié)構(gòu)周期長(zhǎng)是很不安全的，并且位移的曲線變化應(yīng)該具有連續(xù)性，除了沿著豎向發(fā)生剛度突變之外，不能夠有其他明顯的折點(diǎn)或者拐點(diǎn)。在一般情況下位移曲線有三種類型：(1)剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑工程發(fā)生的位移曲線應(yīng)該是彎曲型；(2)框架結(jié)構(gòu)的建筑工程發(fā)生的位移曲線應(yīng)該是剪切型；(3)框一筒結(jié)構(gòu)和框一剪結(jié)構(gòu)的建筑工程發(fā)生的位移曲線應(yīng)該是彎剪型。 3.建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系 3.1建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相互配合 在建筑工程的建設(shè)過(guò)程中，無(wú)論是公共建筑、工業(yè)建

6、筑還是民用建筑大致可以分為分為兩類：(1)擁有完善的使用功能，優(yōu)美的建筑造型，通過(guò)專業(yè)化的施工工藝和制造技術(shù)與先進(jìn)的結(jié)構(gòu)體系有機(jī)地結(jié)合，創(chuàng)造出經(jīng)濟(jì)適用的、新穎的、技術(shù)先進(jìn)的建筑物；(2)主要追求新奇的藝術(shù)效果為主，沒(méi)有合理的建筑結(jié)構(gòu)方案，創(chuàng)造出奇特的建筑物。在現(xiàn)代建筑物中主要實(shí)施和提倡第一類建筑。以具體的工廠廠房設(shè)計(jì)來(lái)談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)相互配合。工廠廠房的設(shè)備較大，車(chē)間要求十分寬敞，防火要求比較高，并且不改隔墻。以往的設(shè)計(jì)大都采用的是排架結(jié)構(gòu)，廠房的墻體為240磚墻，廠房的屋蓋為薄腹梁鋼筋混凝土大板結(jié)構(gòu)，這樣的廠房才能滿足使用要求。但這種排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不足之處施工周期長(zhǎng)、跨度受限制、不經(jīng)濟(jì)。

7、 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要考慮到廠房施工方便和經(jīng)濟(jì)合理的條件，在現(xiàn)代的工廠設(shè)計(jì)中可以采用門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)，在標(biāo)離1米以下的地方為磚砌體，而墻體則用壓型彩鋼板，屋蓋也一樣。這樣的設(shè)計(jì)不但能克服上述廠房結(jié)構(gòu)形式的不足，而且還滿足了廠房的使用要求。比如在對(duì)棉花加工廠這類廠房進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分滿足廠房的生產(chǎn)工藝要求，在廠房的功能布局上要充分考慮運(yùn)輸活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)的方便，要為工廠創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，這是這類廠房的設(shè)計(jì)原則。所以，在滿足基本要求的前提下，施工最方便、最經(jīng)濟(jì)、施工周期最短的設(shè)計(jì)方案必然成為首選方案。對(duì)于公共建筑來(lái)說(shuō)，建筑的設(shè)計(jì)不能離開(kāi)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象。一個(gè)優(yōu)秀的建筑必然是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)

8、之間密切配合的結(jié)果，同時(shí)還要分清配合的側(cè)重點(diǎn)。一個(gè)好的建筑設(shè)計(jì)能夠?qū)⒔ㄖ锿晟频氖褂霉δ芎蛢?yōu)美的建筑造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分地結(jié)合在一起。 3.2建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間的密切聯(lián)系 在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，有少數(shù)的建筑設(shè)計(jì)師把結(jié)構(gòu)總是放在第二位，并一直強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)必須服從建筑，這種觀念不但忽略了最基本的力學(xué)規(guī)律，還分割了科學(xué)的完整性。這種最大滿足使用功能和片面地追求建筑藝術(shù)與建筑技術(shù)結(jié)合的要求，往往會(huì)給建筑工程的質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重的隱患。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，任何一個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案都會(huì)對(duì)建筑具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響，并且建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)水平也制約著建筑設(shè)計(jì)得層次。所以，在建筑工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)師必須要具備一定

9、的結(jié)構(gòu)方面的基礎(chǔ)，并且能夠與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互協(xié)調(diào)，適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，讓二者互相統(tǒng)一，從而創(chuàng)作出優(yōu)秀的、完美的建筑設(shè)計(jì)作品。 有的建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中過(guò)分強(qiáng)調(diào)創(chuàng)作的標(biāo)新立異、新穎、美觀，從而不能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效的結(jié)合。而建筑物本身承受著巨大的地震力、自重荷載與活載、扭矩力、水平風(fēng)力等，要是建筑設(shè)計(jì)師不按照建筑的結(jié)構(gòu)受力特征和基本的結(jié)構(gòu)技術(shù)原理進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)和平面設(shè)計(jì)，也不征詢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的意見(jiàn)，這樣就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師不能合理的選擇結(jié)構(gòu)體系，從而出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定問(wèn)題發(fā)生。比如可以講建筑物的截面設(shè)計(jì)成為三角形，這樣建筑物的抗側(cè)能力和抗彎矩力就會(huì)小很多。還有些建筑設(shè)計(jì)師經(jīng)常忽視結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本規(guī)律。比如：對(duì)于需要抗震設(shè)

10、防的地方，建筑的高層電梯設(shè)置在建筑物的一側(cè)，不能與建筑物的剛度中心相互重合，電梯筒就會(huì)受到很大的剛度，從而造成結(jié)構(gòu)偏正，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。 結(jié)束語(yǔ)： 從建筑結(jié)構(gòu)效益的角度來(lái)看，片面追求建筑物的藝術(shù)表現(xiàn)，忽視結(jié)構(gòu)原理，設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑作品往往只能作為雕塑作品或者是虛假的造型。只有符合正確的結(jié)構(gòu)邏輯的建筑，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)本身造型特點(diǎn)，充分融合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)思和建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思去實(shí)踐個(gè)性的建筑，才能算得上是成功的建筑作品。同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)師要不斷提高自身的藝術(shù)修養(yǎng)，勇于創(chuàng)新，充分利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理來(lái)完善建筑設(shè)計(jì)。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師也要充分了解建筑設(shè)計(jì)師的意圖，促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)的有機(jī)融合和密切配合，從而設(shè)計(jì)出更高水平的建筑作品。 參考文獻(xiàn)： 1霍小董.綜論建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系問(wèn)題U四川建材，2007 2王立新,王立軒.淺