建筑结构设计概念设计及常见结构类型
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摘要 ：随着我国经济的飞速发展，建筑行业也得到了快速发展，其相关行业如建筑结构设计行业也如雨后春笋般蓬勃壮大。建筑的结构设计其本质是结构设计人员对建筑物从内到外的一种整体表达，是将设计人员的思想与工程紧密结合的产物，其设计工作的优劣直接决定建筑物的好坏。特别是越来越多的高层建筑物的产生，其对建筑结构设计质量的要求性更高，这就要求我们在设计施工秉着认真负责的态度，努力实现结构设计的完美成型。在这里对结构设计方法及行业发展趋势做出系统描述，希望对设计人员今后的工作有所帮助。
1 结构设计的几个阶段及内容
一般来说建筑结构设计根据对施工资料的掌握程度大体分为以下几个阶段，结构方案阶段、结构计算阶段和施工图设计阶段，下面就一起不同阶段的阶段性特点进行详细分析。
1.1 结构方案阶段
结构方案阶段就是依据设计人员自身的工程设计经验，并综合建筑方案中所提供的一些理论依据包括抗侧力结构布置位置、结构的适用性、工程地质勘察报告、建筑物的高度和层数以及建筑所在地的类别和抗震设防烈度等一系列理论依据进行初步整理，以确定出主要的建筑结构型式，在此之后就要求根据所确定的结构型式的要求和特点来设定承重体系和受力构件。其具体步骤如下：
1）要看懂图纸，明确其所表达的功能要求、自身责任以及甲方要求。
2）要根据所提供的理论材料及现场勘查结构确定结构设计参数。
3）根据建筑高度对建筑物的承重结构与抗侧体系进行定位，初步进行承重体系和受力构件的布置。
4）根据设计的不同户型确定相应的施工形式
5）参照对已有技术的评定，适当选择新技术的选用。
6）确定以及检验施工方案的正确性，并在施工过程中与其他单位分工合作，遇到问题协商处理。
7）最终确定所选结构型式。
1.2 结构计算阶段
过程计算结果的准确性直接决定建筑物是否符合规定要求和能否通过最终的核实审查。目前计算科目数量大、计算结果高要求的准确性增加了设计人员的工作量，随着越来越多的施工计算程序软件的应用，在很大程度上保证了正常的施工进度，同时其方便快捷性也未施工质量做出了保障。施工计算阶段具体的内容如下。
载荷的试算
载荷的计算包括外部载荷计算和内部载荷计算。内部载荷包括装修载荷、自重载荷等，而外部载荷包括地震载荷、施工载荷、风载荷等外部条件。对于上述的载荷计算要根据规范要求采用不同的组合值系数在不同的工作状况下进行相应的组合计算。
构件的计算
构件的计算要求根据计算出来的载荷值以及构造施工具体的措施要求，通过使用明确的规定要求和施工计算手册所提供的计算方法确定构件的截面。
内力的计算
根据已确定的载荷值和构件的截面来进行内力计算，包括剪力、扭矩、拉力、弯矩等一系列参数的计算，期计算结果要求较高。
构件的计算
根据已确定的结构内力和规范对构件的要求和限制来进一步确定结构试算的构件是否符合规定要求，如果符合则进行下一步施工，如不符合则要调整构件的截面或者布置知道符合规定要求为止。
1.3 施工图设计阶段
施工图纸的设计是对以上两个阶段成果的一个集中展示，对已确定的结构类型根据相关规定以及对所计算出来的结果在图纸上进行合理的结构布置安排，同时要对不符合施工要求的构件尺寸进行调整替换，在计算阶段无法体现的要进行补充计算，所有的一切包括地下构造、水池、预埋件、各种地下管道、管道井阀门等都要在图纸上显示出来，这就要求图纸设计人员具有较高的职业操作水平。设计图纸工作要尽可能的要求完善，不然无法对施工起到一个好的指引作用;图纸设计工作要尽可能准确，避免施工过程中出现施工冲撞。
2 几种常见结构类型比较
随着新型建筑材料的发展与应用，其对于建筑结构设计选型的影响也越来越大，目前在高层建筑施工中最常用的一般为剪力墙结构和框架剪力墙结构两种，下面就对其各自的优缺点进行详细的介绍。
2.1 剪力墙结构
这里所说的剪力墙结构是指一般来说的传统的剪力墙结构，是一种全部由剪力墙组成的结构体系。根据其受力特点分为承重墙和剪力墙，其中承重墙是以承受竖向载荷，而剪力墙主要承受横向（水平）载荷为主。因为由地震作用产生的为水平载荷故而剪力墙结构又被称为抗震墙。根据其设计结构材料的不同剪力墙结构由可划分为钢板剪力墙、钢筋混凝土剪力墙等几种不同类型。在一般的高层住宅、建筑物中，常常根据剪力墙结构刚性大和整体性好等特点用来作为分隔墙来进行隔间使用。这种由剪力墙结构做成的隔板与承重墙合为一体不仅美观大方而且经济实惠也方便安装，因此越来越多的在现代装修建筑行业应用。介绍完有点我们现在了解一下它的缺点，其主要缺点主要由以下几点：
剪力墙结构抗侧刚度大，当地震发生时产生较大的地震反应，因此必须增加其基础费用的使用，以保证结构的稳定性。
由于剪力墙结构砼墙体的应用较多导致其建筑物整体质量增加，这也会引起较大地震反应。
剪力墙结构中墙肢轴压较低，这就导致其在承受横向载荷是不能很好地发挥其载荷能力，引起安全故障隐患，这是我们在施工中不想看到的。
剪力墙结构墙体中大多为构造配筋，通过使用很少的钢筋达到支撑的作用，这就使得其稳定性较差，延展性不强。
2.2 框架―剪力墙结构
框架―剪力墙结构简称框剪结构，这是一种将框架结构和剪力墙结构相结合产生的新型建筑结构，其既包括了剪力墙结构刚度大安装方便等特点又涵括了框架结构良好的抗侧性能以及提供较大的使用空间等特点，是一种不可多得现代建筑结构类型，因此已被广泛应用与现代建筑结构设计中。在受力特点上其绝大部分横向载荷由剪力墙承受，而其竖向载荷由框架结构承受并且在剪力墙的帮助下合理的分配楼层剪力，这样的分工合作大大增加了其抗震稳定度，保证了建筑物的安全。其缺点也是显而易见的，这样的结构所需的钢筋水泥的数量大，增加了施工费用，同时由于框架柱尺寸大在实际中往往占用较大空间，这给空间布置增加了难度。
概念设计在建筑结构设计中的应用
随着我国科技的高速发展，概念设计理论的产生顺应了时代的发展。将概念设计应用到建筑机构设计中促进了结构设计人员的思维创造性，有效地提高了建筑结构设计质量，高效的推动了建筑结构设计行业的科学发展，保证了行业的先进性与前瞻性。所谓概念设计就是结构设计人员在不经过数值计算的前提下运用其工作经验与清晰地结构概念，依据建筑物整体结构体系与其分体系之间的力学理论关系、设计施工经验和一些基本设计原则对已设计的机构和所得的计算结果进行分析，找出其中存在的差异并对设计的结构尽兴改造设计使其达到建筑施工标准。我国目前采用的计算理论处于概率状态理论阶段，概念设计思想的应用大大弥补了结构设计理论和计算理论的不足，打破了传统设计中一成不变的死教条死规矩，发挥了工程师及人员的创新理念。概念设计式结构设计的核心与灵魂，它代表了一个全新的结构设计时代的产生统领了结构设计的全方位全过程。通过 概念设计的应用使设计师能够更好更全面的把握结构设计的各项指标，作出科学合理的判断，充分发挥了设计工程师在结构设计中的主体领导地位。
参考文献：
[1] 刘明. 建筑结构抗震. 中国建筑工业出版社，2004.
[2] 崔艳秋. 房屋建筑学. 中国电力出版社，2008.
[3] 苑辉. 混凝土结构设计计算与实例. 人民交通出版社，2008.
[4] 徐秀丽. 混凝土框架结构设计. 中国建筑工业出版社，2008.