建筑结构设计与各专业设计的关系探讨

建筑结构设计与各专业设计的关系探讨

于岩斌

晋城市规划设计研究院山西晋城048000

摘要：在进行高层建筑结构设计的过程当中，作者结合自身的经验，对结构设计与各专业设计的协调统一进行了简单的阐述，同时分析了建筑基础的因素，以供参考。

关键词：结构设计；各专业设计；协调统一

1高层建筑中各专业设计的协调统一

由于干层建筑设计是由多个准也，并且由多种复杂的程序所组合成的系统工程，其中涉及到了“建筑、结构、设备”这三个基本的环节，只有使参与高层建筑的工程师都会对此有较深的体会。对于每一个专业单独而言最完美的设计，但是一旦结合起来却并不是最优秀的。一旦各个专业之间的矛盾在进行处理的时候，不能够处理妥善，高层建筑也就不能够施工，或者就是在建成之后，不能够进行使用。

“建筑、结构、设备”是属于三个相互制约的有机组成部分，高层建筑进行设计的过程也就是各个专业进行自我完善的过程，与此同时也是各个专业之间进行相互协调的过程。为了提高高层建筑的设计质量，不但需要各个专业间设计水平不断的得到提高，还需要对“建筑、结构、设备”这三者之间进行相互的协调。通常情况下，我们都人为方案设计、初步设计都应该以建筑专业牵头，从而进行各个专业间的细条，在进行施工图设计阶段，我们则应该以结构专业为主，从而进行各个专业之间的协调。

1.1结构设计与建筑专业设计的协调统一

高层建筑结构设计在进行结构布置的时候，首先需要引起注意的就是要与建筑平面设计进行密切的配合，从而使得高层建筑不但能够拥有实用的美观，还能够在结构上拥有合理的受力，这样一来，就能够方便施工，达到造价经济的目的。

（1）柱网与剪刀墙的布置需要充分的满足建筑平面功能的相关要求。

（2）建筑的平面开间进深要尽量的统一，这样才能够方便结构的构建能够标准化。

（3）需要引起重视的是建筑体系的变化不适宜太过复杂。阻止剪刀墙不能够错位，同时其截面不能够缩小或者是取消，还要注意同一楼层楼面的标高要尽量的一致，不适宜设计错层以及局部夹层，还需要避免短柱以及剪力的集中。

（4）对于楼梯间、电梯间，其不适宜布置在受力复杂或者是应力较为集中的转角部位，但是如果在实际的情况中，无法充分的满足上述的要求，就需要采取相应的及措施，进行结构的加强。

（5）合理的对建筑平面进行布置，从而使得建筑平面达到简单、对称、规则的目的，从而使得平面质心、刚心尽量的保持一致，这样有利于避免在地震作用下，引发建筑扭转效益，避免对建筑结构产生破坏。

（6）对于非承重的构建需要选用轻质材料，同时对于承重构件则需要采用高强材料，这样不但能够减轻结构的自重，还能够有效的降低设计的荷载。

（7）旋转餐厅的平面设计需要与结构设计进行密切的配合，从而共同的确定的好平面的布置、悬挑尺寸、旋转带尺寸以及层高等等一系列的数据。在高层建筑当中，最基础的比分就是整个建筑的结构设计部分，为了对建筑物的整体稳定性进行提高，一般情况下，高层建筑的埋深程度为建筑总高度的1/8-1/12。为了充分的对部分空间进行利用，高层建筑往往都会设置地下室，被将其作为设备层以及其他辅助房间。

高层建筑在对地下室进行设计时，首先所考虑到的是结构的类型、工程地质以及施工的条件等等因素，在对基础型式进行确定之后，再对地下室的平面进行相关的设计。建筑专业以及其他的专业需要在充分满足结构设计的基本条件之下，再进行各个专业的设计。

1.2结构设计与给排水专业设计的协调统一

给排水专用房屋不但包括水泵房、消防水泵房、水箱间，还包括了水处理间。而这些房间由于有设备以及设备的基础，所以荷载一般都比一般的房间大，尤其是高位水箱，如果设置在建筑的顶部，荷载就会较大，这对结构的设计十分不不利。水泵间最好的设置就是在地下室或者是半地下室内。由于给排水专用的房间内管道十分的多，因此在进行设置适，需要预留出孔洞，还需要对于预埋件的位置和尺寸进行设置，避免出现结构削弱部位。由于给排水管道的直径粗，数量较多，同时竖向管道都集中于管道井中，因此结构应对楼板的孔洞进行局部的加强。水平管道要避免穿过梁、柱。对于管道穿越剪力墙。筒体以及楼板处需要进行强度的验算，同时在必要时，还需要采取一定的加固措施。结构的布置需要为管网系统创造有利的条件，从而避免管道绕梁绕柱。为了不对建筑功能的产生影响，我们常常需要将消火栓、水管暗设于墙内。同时如果设在剪力墙内，就必须要对结构进行相应的验算，避免局部被削弱。

1.3结构设计与暖通专业设计的协调统一

在通常情况下，高层建筑空调设备都与电梯、电梯厅、楼梯应电气间集中的被布置在了核心区域上，从而构成了维持整个高层建筑进行活动机能的关键部分。在竖向布置上又与给排水、电气等等集中的布置在设备层。在进行结构设计时，我们需要充分的对核心区以及设备层的特点进行注意：

（1）楼面的符合十分大，并且在内力分析以及楼板设计进行设计时，应该进行相应的考虑。

（2）对于预埋管道附加较多的情况，需要对局部的荷载引起重视，不能够超过设计的荷载。

（3）设备层的层高与标准层的层高是不同的，并且需要进行应力集中，这时抗震中的薄弱环节，需要我们充分的考虑到抗震加固的措施。

1.4结构设计与电气专业设计的协调统一

电气专业的室内敷线，在原则上需要以导线在金属管中的沿墙及楼板暗设，但是这对于预制装配的整体框架以及框架一剪力墙结构是十分困难的。对于穿梁的垂直管道需要在预制梁进行制作时，做好孔道的预留，与此同时梁宽与墙厚要尽量一致，如果出现不一致的情况，则需要要求墙的一侧与梁的侧面保持平齐，从而使得穿梁管不会漏出墙外。

2高层建筑结构设计中基础沉降因素分析

2.1在承受自重应力的阶段，基础的沉降量是不大的，并且沉降的倾斜也并不大，属于均匀沉降。在附加应力阶段，基础的沉降增加十十分快的，并且此时的沉降倾斜也变得较为明显。在工程进行竣工之后，基础的沉降将继续的进行增加，而沉降的倾斜也会随之发生变化。在经过两年的基础沉降之后，才能够稳定下来，从而使得沉降倾斜不会再发生变化。我们可以由此看出：基础的沉降倾斜都是因为附加应力的产生而造成的，如果附加应力值越大，那么沉降倾斜指就会变得越大。

2.2在承受自重的盈利阶段，整体的弯曲值十分的小，且属于均匀沉降。在附加应力值阶段，整体的弯曲才会显得较为的明显。由此我们可以看出：整体的弯曲是由于附加应力的产生而造成的，附加的应力值如果越大，那么其整体的弯曲值就会越大。我们从所观测的结果上来看，整体的弯曲实测值都较小。我们通过计算可以的出来：引起弯曲的弯矩值大大的低于了箱形承台混凝土的计算抵抗弯矩值。与基础的应力测试的结构相一致，由此证实了实箱形承台内钢筋所受整体弯曲应力较小。

2.3地基变形不是直线，不管是横向的变形还是纵向的变形，都是由中部下凸的曲线，在加上地基变形的不均匀。一旦地基变形不均匀就会在成基础的不均匀下沉现象的出现，从而使得上部的结构产生相应的附加应力，从而引起结构内力上的变化。所以，高程建筑在进行结构的分析时，首先就需要在上部结构、地基以及基础工作上进行详细认真的分析。

结束语：高层建筑是个复杂的系统工程，结构工程师不仅需要重视结构计算的准确性，而且要密切与各专业协调，从而保证计算简图的实现。因此，在建筑工程结构设计过程中，只有充分的考虑到与各个专业设计相协调统一，充分的考虑到地基的沉降原因以及基础应力的作用，同时对结构实用技术设计进行相应的优化，只有这样才能够使得经济效益得到最大限度上的提高。

参考文献：

［1］唐小林.建筑结构设计与各专业设计的关系探讨[J].科技致富向导，2011（6）：9-9.

［2］王旭红，陈玉华.论建筑设计工作中建筑专业与结构专业的关系[J].城市建设理论研究：电子版，2012（9）.

［3］徐氢清.高层房屋建筑结构设计分析与探讨[J].中国新技术新产品，2011（20）：195-195.

［4］李家宏，王晓晶，叶永鹏.关于高层房屋建筑结构设计的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2013（1）.