建筑工程设计中建筑与结构专业密切配合的一些问题探讨

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摘要：在建筑方案确定和设计中，既要满足建筑的使用功能要求和立面效果要求，又要满足结构专业和设备专业的基本技术要求。

对建筑设计人员来说，了解一些有关结构方面的知识，对处理好建筑专业与结构专业的关系，有着积极的促进作用。

一个好的建筑作品，是各个专业密切配合，共同努力的结果。

关键词：结构；建筑；配合

引言

在建筑工程设计中，一个工程的设计人员，是按建筑、结构、设备等专业分配，各司其责，依据本专业的功能要求和规范要求设计。就各自专业而言，都能满足设计要求，没有太大问题。而整个工程设计图结合在一起时，往往就会出现“打架”、“碰撞”，相互矛盾，相互影响等一些问题，甚至出现了一些大的不可调和的矛盾，需要各专业间反复修改，甚至多次设计。严重影响了设计质量，导致设计周期延长，浪费了设计人员大量的时间和精力。

出现这些问题，小的问题各工种之间可以通过沟通、协调解决。大的问题或者一些原则性问题，各专业都不能违反自身的“强制性条文”，则这些矛盾就难以解决，需要动“大手术”，甚至对设计做根本性的修改。

相对而言，建筑专业与结构专业之间矛盾会突出一些。

结合在实际工程设计中，就一些建筑方案的确定与结构专业有着密切关系的一些技术性问题，和同行做些探讨。希望起到一定参考作用。

1 建筑设计与砖混结构的一些相关问题要点

建筑专业是工程设计中的“龙头”和先行。在建筑方案确定和初步设计中，既要满足建筑的使用功能要求和立面效果要求，又要满足结构专业和设备专业的基本要求。尤其是在确定结构形式，柱网布置和剪力墙设置等问题中，建筑专业与其它专业，有着一定的直接“冲突 ”，处理好建筑物的“适用、安全、经济、美观”基本要求，找到一个最佳“平衡点”，是有一定难度的。

要根据建筑的高度、规模和层数，针对所采用的结构形式，在建筑设计中，对一些结构的技术指标加以控制。

砖混结构适用于多层建筑，是最常见的较为经济的一种结构形式。

1.1砖混结构层数限制

依据工程所在地的设防烈度，如6、7、8度时：则丙类建筑最高层数限制为8、7、6层；乙类建筑最高层数限制为7、6、5层；对于医院、教学楼等横墙很少的建筑，则最高限制为6、5、4层。

1.2 层高限制

砖混结构的层高，不应超过3.6米。当使用功能确有需要时，采用约束砌体等加强措施的层高不应超过3.9米。底部框架-抗震墙房屋的底部层高不应超过4.5米。

1.3 高宽比限制

砖混结构房屋总高度与总宽度的最大比值，6、7、8度时：依次为2.5、2.5、2.0。

1.4 设置缝的要求

砖混结构的建筑物长度大于50米时，应设伸缩缝；当建筑物层数和层高存在较大差异时，或平面有较大拐折时，则应设置沉降缝或防震缝，缝宽70-100。

1.5 砖混结构墙体设置原则和构造要求

横墙间最大间距：6、7度时为18米，8度时为15米。

建筑设置门、窗和洞口时，应注意保证短墙的水平长度。比如7度时，承重窗间墙最小宽度，应不小于1米。

砖砌女儿墙高度大于0.5米时，应设置钢筋混凝土压顶和构造柱，构造柱水平间距不大于4米。

纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀；门窗洞口不宜过大；楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处；竖向通道不应削弱墙体；大空间房屋尽量设在顶层等等。

装饰性构件和非承重结构构件应采取可靠连接。

以上的结构基本技术要求，在建筑设计中，确实难以达到时，则应考虑改变结构承重形式。

2建筑设计与框架结构的一些相关问题要点

2.1 框架结构特点

框架结构应用比较广泛，是一种常见的结构形式。它的优点是建筑平面布置灵活，可以组成较大空间，便于构件标准化，定型化，以缩短工期。具备较好的抗震性能。最大高度七度时55米。不要超过十五层。

十层以内时，各项结构技术指标容易满足，比较经济。

但是，框架结构也有较大缺点。当建筑高度或层高较大时，它的水平刚度较弱，变形较大。对建筑平面的规整性和竖向房间刚度的突变性，有着严格的要求。

2.2 框架结构设计的基本要求

在建筑平面设计时，要充分考虑柱网的合理布置，既要不影响建筑的正常使用，又要满足结构安全性能的要求。柱距和柱跨一般6-8米为宜，框柱布置要尽可能对称、均匀，纵横向尽量对齐、成组。非承重内墙采用轻质材料。

多层时不宜采用单跨框架结构。高层时不应采用单跨结构。框柱截面不宜小于300X300，圆柱截面不宜小于350，框梁截面宽度不宜小于200。房屋高宽比不宜大于4。

在框架结构中不允许采用两种不同的结构形式。电梯间、局部突出屋顶的房间，均不得采用砖墙承重。

底部剪力墙-框架结构和框支结构，特点是“头重脚轻”，上刚下柔，受力状态不好。故应谨慎采用这两种结构形式。

3 高层建筑设计与结构相关问题要点

10层及10层以上，或房屋高度超过24m的建筑为高层建筑。高层建筑一般常用框架结构、框架-抗震墙结构、以及抗震墙结构。高层建筑设计与结构关系更大、更密切。

3.1 谨慎选址

在总平面布置时，高层建筑要选择有利的场地。要远离滑坡体，避开断裂带，选择较好土层，保证建筑物的稳定性。控制相邻建筑的水平距离。

3.2 对建筑平、立面的宏观控制要求

对于建筑师和结构工程师来说，应优先采用简单、均匀、规则、对称的建筑结构方案。严格控制房屋的高宽比。结构构件平面布置的刚心力求与建筑物的质心相一致。结构沿竖向的构件布置宜等强，避免楼层刚度有较大的变化，保证结构构件在水平纵横向和房屋的竖直向的连续性。严格控制平面的凹凸尺寸、外挑尺寸、楼板开洞尺寸等。

不宜采用不规则的建筑方案。不应采用严重不规则的建筑方案。对于严重不规则的建筑方案，根据建设部令，要求建筑师予以修改、调整。

3.3 设置防震缝的要求

体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的结构单元。通过调整建筑平面形状和尺寸，尽可能不设缝。必须设置防震缝时，要留有足够的宽度（100以上），上部结构应完全分开，防止地震时相互碰撞。也就是说，分则彻底，连则牢固，不可“藕断丝连”。

留缝宽度，要根据相邻较低建筑高度计算确定。

3.4 结构构造设置的一些基本要点

电梯井不宜设在建筑物角部或边部。由于受到框柱和基础梁影响，在做电梯井底坑和集水坑时，使用空间会受到不利影响，基础难以处理。

在顶层设置水箱间或其它有较大荷载的设备构件时，要尽量选择直接设在跨度较小的框架梁上。使它的水平受荷面积加大，并控制设备构件的高度。

在楼层布置框架间填充墙时，应尽量使楼层上下连续、均匀。最好采用柔性连接的轻型隔墙。

4 高层建筑与框架-抗震墙结构设计要点

随着高层建筑物高度的增加，一般十层以上时，框架结构的抗水平地震能力减弱，一味增加框柱断面是不可取的。而设置一些抗侧力较强的抗震墙，是最有效最可取的方法。

4.1 抗震墙设置原则

框架-抗震墙结构体系，抗震墙设置的数量多少，是以满足结构位移限制作为依据的。

抗震墙布置应与建筑使用要求相结合，在进行建筑初步设计时，要考虑抗震墙的合理布置，既不影响使用，又要满足结构的受力要求。根据建筑物高度和刚度要求，可以采用L形、T形、工字形、十字形等形式，和框柱组合，形成较好的受力体系。

抗震墙布置要对称、均匀、分散，靠近建筑布置。墙肢长度既不能太短，亦不能太长，尽可能使结构刚度中心与建筑物质量中心相一致。

抗震墙布置应贯通全高，使结构楼层上下刚度连贯而均匀。抗震墙上开洞亦应尽量做到上下对齐、大小相同。

抗震墙应沿两个主轴方向设置，刚度相接近。

控制短肢抗震墙的设置数量。

4.2 抗震墙构造要求

抗震墙截面厚度不宜小于160，短肢剪力墙截面厚度不应小于200。墙肢水平截面长度不宜大于8m。

框架-抗震墙结构也有缺点，抗震墙间距不能太大，平面布置不够灵活，难以满足公共建筑的使用要求。

一个结构单元，不应采用两种不同的结构形式。

5其它工程

对于幼儿园、中小学教学用房、人流密集的大型多层商场、医院等乙类建筑，为重点设防类。抗震要求比一般建筑更高。

建筑设计时要充分考虑结构的安全性。

6 结束语

总之，房屋的建筑设计与结构设计关系密切，相辅相成。

合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的。一个建筑物的建筑设计，从选址开始，到平面布置，确定层数和层高，到选择结构形式，就已经和结构设计密不可分了。

可以说，一个好的建筑设计作品，从某种程度讲，就是处理好建筑和结构矛盾的实践过程的结果。