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

建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系摘要：建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的兩個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)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)、相互制約的關(guān)系。因此要設(shè)計(jì)出既要滿足建筑美觀，造型美麗，又要使結(jié)構(gòu)平安、經(jīng)濟(jì)、合理的建筑物是每個(gè)建筑師與結(jié)構(gòu)師都必需非常留意的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；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(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互協(xié)作更為重要。一個(gè)好的建筑設(shè)計(jì)，必需有一個(gè)好的結(jié)構(gòu)體系才能實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞，關(guān)系到建筑物是否適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。特殊在高烈度地震區(qū)，建筑設(shè)計(jì)必需在滿足結(jié)構(gòu)抗展要求的前提下，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(jì)出既要滿足建筑美觀，造型美麗，又要使結(jié)構(gòu)平安、經(jīng)濟(jì)、合理的建筑物是每個(gè)建筑師與結(jié)構(gòu)師都必需關(guān)注的問(wèn)題。以建筑構(gòu)思和結(jié)構(gòu)構(gòu)思的有機(jī)融合去實(shí)踐建筑特性的藝術(shù)表現(xiàn)，即便是從建筑藝術(shù)的角度來(lái)看，作為一個(gè)建筑師也應(yīng)了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程中的兩個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)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)、相互制約的關(guān)系。任何一個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案，都會(huì)對(duì)詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，而有限的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)水平又制約著建筑設(shè)計(jì)層次。因此，在做建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑設(shè)計(jì)者應(yīng)具備有肯定的結(jié)構(gòu)方面基礎(chǔ)，能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)作品。建筑與結(jié)構(gòu)兩者之間有著最親密關(guān)系的，特殊是在高層建筑設(shè)計(jì)中，由于結(jié)構(gòu)是以水平荷載為主要限制荷載，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(shí)，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(duì)建筑設(shè)計(jì)形成了肯定的約束和限制，使建筑與結(jié)構(gòu)二者相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一。二者還應(yīng)不斷地相互協(xié)作，彼此滲透，這樣才能設(shè)計(jì)出真正滿足的建筑。2設(shè)計(jì)實(shí)例分析一個(gè)優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合。要設(shè)計(jì)出既要滿足建筑美觀，造型美麗，又要使結(jié)構(gòu)平安、經(jīng)濟(jì)、合理的建筑物是每個(gè)建筑師與結(jié)構(gòu)師都必需關(guān)注的問(wèn)題。下面從兩個(gè)設(shè)計(jì)例子來(lái)看建筑和結(jié)構(gòu)的協(xié)作問(wèn)題：2.1某加工廠廠房設(shè)計(jì)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(jì)均采納排架結(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運(yùn)用要求，但設(shè)計(jì)不足之處是自重大、不經(jīng)濟(jì)、施工周期長(zhǎng)，并且跨度受限制。依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必需考慮經(jīng)濟(jì)合理、施工便利的原則，近幾年所設(shè)計(jì)的加工廠，均采納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(jì)既能滿足運(yùn)用要求，同時(shí)也克服了上述結(jié)構(gòu)形式的不足。對(duì)于像加工廠這一類的建筑，設(shè)計(jì)時(shí)必需滿足生產(chǎn)工藝的要求，在功能布局上應(yīng)當(dāng)考慮生產(chǎn)活動(dòng)和運(yùn)輸活動(dòng)的便利及使生產(chǎn)取得的高效率，為工廠創(chuàng)建良好的工作環(huán)境，這是設(shè)計(jì)原則；建筑的藝術(shù)效果，則相對(duì)來(lái)說(shuō)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)、施工便利、施工周期短則成為首選方案，而對(duì)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(jì)分析該建筑的設(shè)計(jì)以正南為主要朝向，總體布局合理，設(shè)計(jì)時(shí)滿足了兒童平安防護(hù)、嬉戲運(yùn)動(dòng)、獲得學(xué)問(wèn)等要求。還考慮了幼兒建筑要活潑、明快，追求“新、奇、趣、美”的建筑風(fēng)格，選擇生動(dòng)、顯明有益于兒童身心健康的造型、材料和色調(diào)。因此，該建筑的平面活潑多變，有伸有縮，立面凹凸錯(cuò)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(jì)帶來(lái)了一些困難。但此時(shí)，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(jì)就要想方法協(xié)作建筑設(shè)計(jì)，理解建筑設(shè)計(jì)的意圖，相互協(xié)作解決問(wèn)題。例如：幼兒園層數(shù)不高（三層）但房屋凹凸錯(cuò)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(huì)引起相互擠壓，造成震害。因而采納了防震縫，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、屋面板來(lái)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)狀況較差，地基做開挖換土回填處理，保證地基承載力，限制基礎(chǔ)沉降。又例如，該建筑有很多懸挑、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，靈巧新穎的鋼結(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：這些奇妙的建筑造型是為滿足幼兒建筑須要而設(shè)計(jì)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(jì)通過(guò)仔細(xì)地受力分析，選擇相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施及概念設(shè)計(jì)來(lái)滿足建筑的須要，施工單位也改進(jìn)施工工藝協(xié)作設(shè)計(jì)施工。通過(guò)建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互間的親密協(xié)作，建成后的幼兒園造型美麗、新奇、奇妙，不僅增加了幼兒建筑的情趣與朝氣，還呈現(xiàn)了建筑新材料、新技術(shù)的運(yùn)用，使整個(gè)建筑具有高度的時(shí)代氣息。通過(guò)兩個(gè)工程實(shí)例說(shuō)明，一個(gè)好的建筑是建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互親密協(xié)作的結(jié)果。但要分清詳細(xì)協(xié)作的側(cè)重點(diǎn)，有時(shí)是藝術(shù)、美觀要求是重要的，有時(shí)又是運(yùn)用功能、生產(chǎn)工藝是重要的?？傊?，建筑師的設(shè)計(jì)可以將美麗的建筑造型，完善的運(yùn)用功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合，而不能簡(jiǎn)潔地追求奇妙。因此建筑設(shè)計(jì)不能離開詳細(xì)的設(shè)計(jì)對(duì)象。同樣，結(jié)構(gòu)工程師也必需理解建筑設(shè)計(jì)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(jì)的原理完善建筑設(shè)計(jì)，使建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互親密協(xié)作，設(shè)計(jì)出高水平的建筑工程。建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的兩個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)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)、相互制約的關(guān)系。在建筑設(shè)計(jì)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)必需聽從建筑，一切以建筑為先導(dǎo)，這一觀念分割了科學(xué)的完整性，忽視了基本的力學(xué)規(guī)律，片面地追求建筑技術(shù)與建筑藝術(shù)的結(jié)合和最大滿足運(yùn)用功能的要求，這樣往往給某些建筑工程質(zhì)量帶來(lái)了質(zhì)量隱患和擔(dān)心全因素。任何一個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案，都會(huì)對(duì)詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，而有限的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)水平又制約著建筑設(shè)計(jì)層次。因此，在做建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑師應(yīng)具備有肯定的結(jié)構(gòu)方面基礎(chǔ)，能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)作品。然而，很多建筑設(shè)計(jì)師，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)作的美觀、新奇、獨(dú)樹一幟，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)作的最大自由度，然而這樣的建筑設(shè)計(jì)將會(huì)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的困難，作為建筑物本身必需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。假如建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)和豎向設(shè)計(jì)構(gòu)思時(shí)，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(jì)師的看法，往往會(huì)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(jì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定等問(wèn)題。3結(jié)束語(yǔ)建筑與結(jié)構(gòu)兩者之間有著最親密