论述建筑结构类型与设计

李建设

摘要：结构设计是建筑工程的重要组成部分,是建筑安全应用的基础。因此,设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其他专业来进行设计。在工作中应事无巨细,善于反思和总结工作中的经验和教训。只有这样才能做好建筑结构设计,促进建筑工程质量的不断提高。文章作者对建筑结构的类型及其结构设计进行了相关论述，以供参考。文章针对建筑结构类型及结构设计进行相关论述，望能够对同行业有一定的参考性价值和意义。

关键词：建筑结构；结构类型；结构设计

中图分类号：TU3文献标识码： A

建筑结构是一个建筑物发挥其使用功能的基础,结构设计是建筑物设计的一个重要组成部分。在变化不断的大千世界里，大多数的事物都是依靠骨骼存在在这个世界上的。等级较高的事物骨骼结构相对来讲就较为复杂，对于建筑物来讲也是如此。建筑结构造型及内容等方面，皆是依靠其骨骼存在的，由建筑结构承载着整体载重。犹如不同的生命事物有着其专属的骨骼构造，建筑物也尤其独特的建筑结构。我们在注意建筑结构的过程中，一定要注重其稳定性能，这是非常重要的一个方面，同时也要注重其结构类型，可以这么讲，在建筑结构没有类型的情况下，其空间是完全缺失的。不同类型的建筑物，无论是在使用性能、空间构成、类型选择及结构形式等问题上都会具备该建筑物的独特个性，但建筑物的主要构成单元：基础、墙体或柱、楼地面、屋顶、楼梯、门窗都是由这六种因素构成的。除此之外，通常建筑物还包括阳台、雨棚、散水等其他的装饰及配件等单元。

住宅建筑结构有许多种不同的类型，比如，按照建筑施工方法将其分为现场浇制和预先浇制的钢筋混凝土结构两种类型和预应力结构等。通常的情况下，从建筑所选用的结构墙体原料上划分为：砌体结构比如，砖混结构、砌块结构等；现浇钢筋混凝土结构和轻钢结构等； 从建筑受力体系上划分为：剪力墙结构和框架结构等。接下来针对常常使用的载重系统类型进行相关论述。

一、 砌体结构

在我国的多层住宅建筑当中砌体结构是被大范围选用的剪力墙结构形式。通常会运用钢筋混凝土预制楼板、屋面板作为楼、屋面结构层，以竖向的方式承载建筑构件采砖砌体。砌体材料通常有：普通粘土砖、多孔砖、普通混凝土小砌块、轻骨料混凝土小砌块等。

一般砌体厚度有以下几种：370毫米、240毫米、190毫米、120毫米。通常情况下人们将370毫米厚度的墙体叫做“三七墙”、240毫米厚的墙叫做“二四墙”。建筑工程当中当厚度高于或者等于240毫米的话会使用承重强，对于低于240毫米的墙会当做非承重墙。承重墙被划分为纵向承重墙和横向承重墙，它们各自承载建筑上层荷重及纵横方向来的地震力。外墙所发挥的承重应当会受到密切的关注，非承重墙只是承载了自身重量是不需要承载上层结构载重的，所以可以当做隔墙来运用。

二、 现浇钢筋混凝土结构框架结构

通常框架都是由板、柱及梁组合而成。框架的特征是其巧妙的灵活特性，具备充裕的空间，非常便于日常运用。在建筑结构框架结构的楼板中大部分使用的是现浇钢筋混凝土板，框架相互间的填充墙大多数运用的是比较轻质的砌体墙。因一些框架结构的柱截面非常大，不适合对家具进行布置，这样将严重影响着室内空间的运用，在之前的住宅建筑中使用也是非常少的。有效结合框架结构的特征，在今后的住宅建筑当中逐渐浅显出——异形柱框架轻型住宅结构和短肢剪力墙结构体系。

跟其他传统结构对比来看，异形柱框轻住宅具备了一下方面的特征：T形边柱、十字形中柱、L形角柱组成框架受力体系，其柱间填充墙与体壁同厚，在室内不会有柱楞的形成，使用起来比较便捷。填充墙选用轻质保温隔热材料，由于墙体变薄，远远比砌体结构面积大很多。在今后的多层及高层建筑住宅当中，异形柱框轻住宅结构体系和短肢剪力墙结构体系将有着非常大的使用空间。

对建筑物结构计算的问题主要体现在荷载取值不当、对底框砌体结构进行验算的问题和结构周期折减系数的确定上。比如对于民用多层框架的建筑在采取独立基础的情况下，一般其地基的主要受力部分没有软弱黏性土层的时候，如果建筑物的高度没有超过八层，并且其高度在25米以下，是作为一般性的民用房屋，或者是荷载相当的厂房时，就没有必要去验算地基的抗震承载力了，不过在设计其基础时还是要考虑到风荷载的作用。所以风荷载的输入是必须的，无论其是否位于地震区或者是否是高层建筑。只有当刚度较为均匀的多层结构才可以适用底部剪力法，如果其结构中具有薄弱层，那么就必须对其塑性变形集中造成的影响进行考虑。

三、 剪力墙结构

剪力墙实际上是现浇钢筋混凝土墙的一种，承担水平地震荷载，这种水准的水平荷载对于墙柱都会形成水平剪切力，枞横方向墙体构成的剪力墙结构其抵抗外侧向力能力是非常强大的，其刚度性能高，空间综合性较好，非常方便用户的使用及对房间进行布置。剪力墙结构的抗震性能高，可是其存在的劣势是建筑结构自重较大，预应力剪力墙结构通常能够进行大空间住宅布局，在很多的高层住宅当中将大范围的运用剪力墙结构形式。这个时候，在进行室内空间分隔的时候需要使用预制的轻质隔墙。

整体设计通常划分为主体和基础两个单元来展开。设计工作者依据建筑的特性、高度、重要程度、该地区的抗震设防列度、风力状况等因素来挑选最佳适合的结构体系。是选用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体，还是巨型框架，都需要根据具体方面的要求来挑选。

通过对建筑主体结构内力预算以后，主体结构底截面内力就成为进行基础选型及计算的关键性材料依据。在进行内力计算的时候通常能够缩减平面体系，但是在特殊的时候一定要选用空间受力体系来计算。但是不管如何，内力计算都是对柱、梁、板、墙(剪力墙)和块体这五种部件来进行的结算。这就是说，开展建筑结构设计之后，一定要开始进行部件的设计。梁柱通常可以当做是细长的杆件，内力状况跟计算系统一定要相吻合。单向板可以简单的运用简单的单位宽度梁来计算，双向板计算理念是较为成熟的，异型板的计算就变得较为复杂化，争取可以避免。针对单片的剪力墙，通常将其当做薄壁柱取近似值，有的时候需要兼顾到翼缘的影响力；针对筒体结构的剪力墙一定要选用空间力学来进行计算。

当下我国建筑结构设计中使用的设计方法大都为“概率极限状态设计法”其产生的作用效应S一定要比结构抗力R小，建筑结构设计一定要满足其强度及位移条件。内力计算使用的力学模型通常为弹性模型，需要兼顾塑性变形内力重分布的时候，通常将运用弹性模型计算得出的内力乘以调整系数。

手算跟计算机计算中所采用的计算方法、计算模型等存在巨大的差异性。结构计算量非常巨大，运用手动计算的时候很难做到面对巨大工作量的前提下计算出精准的数字。手算工作效率较低，受力体系通常会被简化为平面力系，但是伴随着高层建筑的不断增加，建筑结构复杂化程度提升，手算已经显然不能够满足当下的需求，为此，计算机与手算对比有着显著地优势，有效展现出计算机的独特优势，开展科学合理的建筑结构内力计算，就需要一套完整科学的结构计算程序。

结束语：

建筑结构设计中提升结构抗力的同时，还需要兼顾到减少作用效应，提升建筑结构的安全性能，减少工程造价，以便于从整体上节省建筑投资。运用高质量、高性能、高环保的新型建筑材料。因建筑结构计算在建筑工程中起着极为关键性的影响力和作用，所以运用轻质、高强建筑材料，对于建筑结构设计来讲有着质变的意义。

参考文献：

[1]彭少民主编《混凝土结构》 武汉工业大学出版社 2002.

[2]本教材编审委员会组织编写 《建筑结构》中国建筑工业出版社 2007.

[3]蓝宗建主编 《混凝土结构设计原理》 东南大学出版社 2002.