论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国城市化进程的快速发展，使得现如今城市人口数量急剧上升，这就使得对城市住宅的需求不断增加，同时对建筑设计提出新的要求。如何在城市有限的空间内，设计出建筑结构合理、安全的高层建筑，成为建筑行业当前面临的巨大挑战。文章将针对目前房屋建筑结构设计中存在的问题展开研究及讨论。
【关键词】建筑结构设计；采光；通风；安全
引言：
随着我国现代建筑事业的快速发展，人们物质生活水平的不断提高，对于建筑的设计提出了更高要求。如何在建筑设计中运用节能材料，提高建筑结构的安全性、美观性成为建筑结构设计研究的方向，文章将针对建筑设计存在的问题进行探讨。
1 建筑设计的功能
建筑设计的功能主要体现是满足人类日常在建筑空间里活动时的生理和心理方面的要求，例如：人类的正常呼吸、衣食起居、取暖、避暑等，这些最基本的要求。随着人们物质生活水平的不断提高，对于建筑的设计提出了更高要求，除满足以上基本要求之外，还提出了更多具体化的要求，例如：采光、通风、安全、美观和空间布局等。因此，现代化的建筑结构设计还应具备舒适性、安全性、实用性的功能特点，以便满足人们精神上的需求。
2 现代建筑结构设计存在的问题
2.1 建筑结构采光问题
现有城市住宅中，采光不足的现象非常常见，尤其是设计深长的房屋，内部总会有暗厅存在，常年无法得到充足的阳光。还有部分住宅居住空间的朝向存在问题，造成室内无法獲得充足的日照。国家目前对于居民住宅建筑之间的楼间距有明确规定，但因开发商多为利益所使，在有限的空间加大楼宇建设和楼层数量，使得住宅的日照间距无法达到最低标准，尤其是三层以下的住户，基本得不到充足的日照。还有部分建筑结构不合理，日照遮挡非常严重，致使整个单元的纵向住户都得不到日照。因此，在进行设计时，要充分考虑到室内的采光问题，保证室内能够得到充足的日照。
2.2 建筑结构通风问题
我国现有城市住宅中，室内空气不流通，空气污浊现象较为严重，在步入冬季后，室内的空气污染指标更是超标严重，从某种程度上，极大地危害到居民的身体健康，以上不良现象的发生，皆由房屋通风设计不良及通风设施的不足而使室内空气无法畅通所致。因此，在进行设计时，尽可能满足房间之间的空气对流，对于没有窗户的房间，要设计安放通风设施。
2.3 建筑结构设计安全性问题
多层建筑和高层建筑的竖向及横向结构体系的设计原理基本相同。只是随着楼体高度的增加，其竖向结构体系的要求会发生变化，其变化的原因有两点：第一点，随着高度的增加，变大的垂直荷载需要更大的受力柱、承重墙；第二点，高度变高，侧向力产生的倾覆力矩变大。竖向荷载是随着建筑高度的增加线性增加的，而侧向荷载是迅速增加的。现代化的高层建筑中，设计时除考虑抗剪以外，对于楼体的整体抗弯和抵抗变形更是关注的重点，由此可见高层建筑其结构的承重能力和低层建筑存在很大差异，具体问题表现如下：
2.3.1 共振问题
当有地震发生时，假如建筑物和场地的震动周期接近，就会产生两者共振的问题。因此，为避免事故发生，在进行设计时要对场地的震动周期做出预估，调节建筑层数，利用合适的结构体系，将建筑物的震动周期增大，使之与场地震动周期产生差异。
2.3.2 扭转问题
扭转问题指的是在建筑结构设计中，没有使建构的刚度中心、几何形心和结构的重心汇在一点上，当水平荷载作用时，建筑结构就产生了扭转震动问题。为更好的避免扭转问题，在进行建筑设计时要采用合理的平面布局和结构类型，使建筑物尽量做到三心汇于一点。
2.3.3 剪重比问题
建筑结构的剪重比是指在发生地震时建筑结构所产生的反应大小的指标，指标的大小同结构对于地震的设防度和结构的体型紧密相关，设防度在7~9°时，其剪重比在0.012~0.040之间，当扭转问题明显或者是周期小于3.5S的结构，其剪重小于0.016~0.064之间。
2.3.4 单位面积重度问题
单位面积重度是用于衡量楼层荷载输入数据正确与否和建筑结构的构件截面取值合理与否的重要指标。设防烈度大的建筑其单位面积重度要大于设防烈度小的建筑；楼层数量多的建筑其其单位面积重度要大于楼层数量少的建筑；内部隔墙多的建筑其单位面积重度要大于间隔强较少的建筑；剪力墙多的建筑其单位面积重度要大于剪力墙少的建筑。通常情况下，高层建筑物得单位面积重度控制在10~18kN/㎡之间，没有特殊要求，大都是在15 kN/㎡左右。
剪重比和单位面积重度的指标是在初步设计和施工图设计时非常重要的参考数据，两个数值的正常与否直接反映了结构体系合适与否、结构布置合理与否，电算数据输入正确与否，以及后期的点算结果可信与否，因而在进行结构设计时要对剪重比和单位面积重度，这两个指标引起高度重视。
2.3.5 水平侧向位移问题
即便水平侧向位移满足了建筑结构的规范要求，也不敢保证该建筑的机构就是合理设计。建筑结构是否合理，还要考虑地震力和周期的大小。在进行结构抗震设计时，结构刚度和地震力的大小有关，假如结构刚度小，其结构并不合理，但因地震力小造成的结构位移就小，在规范允许的范围内发生位移，我们不可以说该结构是合理的。当地震力小、建筑结构周期长时，建筑建构并不安全；同时，位移曲线会发生连续的变化，曲线沿竖向会发生刚度突变，但不该出现明显的折点。通常情况，框架结构建筑的位移曲线是剪切型的，剪力墙结构建筑的位移是弯曲型的，框剪混合结构建筑的位移曲线是弯剪型的。
2.3.6 高层建筑地基问题
在进行高层建筑设计时，设计单位通常没有详细的地质勘探报告，只是根据建设单位的要求或者参考其他附件建筑物的设计资料，对建筑展开设计。从而造成了地基设计严重不合理的现象。要想合理的进行基础设计和地基设计，就必须根据勘察资料，综合考虑多方面的因素做出上部结构方宁设计，单凭地耐力的数据是不安全的，切勿认为耐力容许值设的小一点就万无一失了。一些设计人员对软弱地基处理不当造成的危害尚且缺乏足够的认识，往往不做换土垫层设计，仅凭经验用砂垫层进行处理，不计算垫层的厚度和宽度，这样的处理很不安全，也不实惠。设计人员再设计多层建筑时，不依照设计规范计算承重梁和受力柱的荷载值，造成荷载值不准确。
3 结束语：
设计者在进行建筑结构设计时，一定要考虑到建筑的采光、通风、安全的问题，让人们的居住、工作环境更加舒适，充分满足人们的生理需求和心理需求；在建筑设计时，一定要按照相关标准规范取值、规范选材，切勿马虎大意，真正做到从安全的角度出发，避免不安全事故的发生，切实保证建筑的实用性和安全性。
总之，设计者一定要按照相应的规范要求进行规范化的结构设计，本着对自己负责，对工作负责，对他人负责的工作态度，从实用和安全的角度进行建筑结构设计，使房屋建筑的结构更加合理化、安全化，从根源上消除安全隐患。
参考文献
[1]林同炎，S.D.思多台斯伯利 ，结构概念和体系[J].建筑工业出版,2007（01）
[2]戴国莹，李德虎，建筑结构抗震鉴定及加固的若干[J].建筑结构出版，2009（04）.
[3]高立人，王跃，结构设计的新思路--概念设计[J].建筑工业出版,2009（01）. 转
[4]郭子雄,童岳生,钱国芳;RC 低矮抗震墙的变形性能及恢复力模型研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2007年(01)
[5]韦鹏生;抗震墙优化CAD系统SWCAD（Ⅱ）系统内部管理[J].华侨大学学报(自然科学版),2009(01)
【关键词】建筑结构设计；采光；通风；安全
引言：
随着我国现代建筑事业的快速发展，人们物质生活水平的不断提高，对于建筑的设计提出了更高要求。如何在建筑设计中运用节能材料，提高建筑结构的安全性、美观性成为建筑结构设计研究的方向，文章将针对建筑设计存在的问题进行探讨。
1 建筑设计的功能
建筑设计的功能主要体现是满足人类日常在建筑空间里活动时的生理和心理方面的要求，例如：人类的正常呼吸、衣食起居、取暖、避暑等，这些最基本的要求。随着人们物质生活水平的不断提高，对于建筑的设计提出了更高要求，除满足以上基本要求之外，还提出了更多具体化的要求，例如：采光、通风、安全、美观和空间布局等。因此，现代化的建筑结构设计还应具备舒适性、安全性、实用性的功能特点，以便满足人们精神上的需求。
2 现代建筑结构设计存在的问题
2.1 建筑结构采光问题
现有城市住宅中，采光不足的现象非常常见，尤其是设计深长的房屋，内部总会有暗厅存在，常年无法得到充足的阳光。还有部分住宅居住空间的朝向存在问题，造成室内无法獲得充足的日照。国家目前对于居民住宅建筑之间的楼间距有明确规定，但因开发商多为利益所使，在有限的空间加大楼宇建设和楼层数量，使得住宅的日照间距无法达到最低标准，尤其是三层以下的住户，基本得不到充足的日照。还有部分建筑结构不合理，日照遮挡非常严重，致使整个单元的纵向住户都得不到日照。因此，在进行设计时，要充分考虑到室内的采光问题，保证室内能够得到充足的日照。
2.2 建筑结构通风问题
我国现有城市住宅中，室内空气不流通，空气污浊现象较为严重，在步入冬季后，室内的空气污染指标更是超标严重，从某种程度上，极大地危害到居民的身体健康，以上不良现象的发生，皆由房屋通风设计不良及通风设施的不足而使室内空气无法畅通所致。因此，在进行设计时，尽可能满足房间之间的空气对流，对于没有窗户的房间，要设计安放通风设施。
2.3 建筑结构设计安全性问题
多层建筑和高层建筑的竖向及横向结构体系的设计原理基本相同。只是随着楼体高度的增加，其竖向结构体系的要求会发生变化，其变化的原因有两点：第一点，随着高度的增加，变大的垂直荷载需要更大的受力柱、承重墙；第二点，高度变高，侧向力产生的倾覆力矩变大。竖向荷载是随着建筑高度的增加线性增加的，而侧向荷载是迅速增加的。现代化的高层建筑中，设计时除考虑抗剪以外，对于楼体的整体抗弯和抵抗变形更是关注的重点，由此可见高层建筑其结构的承重能力和低层建筑存在很大差异，具体问题表现如下：
2.3.1 共振问题
当有地震发生时，假如建筑物和场地的震动周期接近，就会产生两者共振的问题。因此，为避免事故发生，在进行设计时要对场地的震动周期做出预估，调节建筑层数，利用合适的结构体系，将建筑物的震动周期增大，使之与场地震动周期产生差异。
2.3.2 扭转问题
扭转问题指的是在建筑结构设计中，没有使建构的刚度中心、几何形心和结构的重心汇在一点上，当水平荷载作用时，建筑结构就产生了扭转震动问题。为更好的避免扭转问题，在进行建筑设计时要采用合理的平面布局和结构类型，使建筑物尽量做到三心汇于一点。
2.3.3 剪重比问题
建筑结构的剪重比是指在发生地震时建筑结构所产生的反应大小的指标，指标的大小同结构对于地震的设防度和结构的体型紧密相关，设防度在7~9°时，其剪重比在0.012~0.040之间，当扭转问题明显或者是周期小于3.5S的结构，其剪重小于0.016~0.064之间。
2.3.4 单位面积重度问题
单位面积重度是用于衡量楼层荷载输入数据正确与否和建筑结构的构件截面取值合理与否的重要指标。设防烈度大的建筑其单位面积重度要大于设防烈度小的建筑；楼层数量多的建筑其其单位面积重度要大于楼层数量少的建筑；内部隔墙多的建筑其单位面积重度要大于间隔强较少的建筑；剪力墙多的建筑其单位面积重度要大于剪力墙少的建筑。通常情况下，高层建筑物得单位面积重度控制在10~18kN/㎡之间，没有特殊要求，大都是在15 kN/㎡左右。
剪重比和单位面积重度的指标是在初步设计和施工图设计时非常重要的参考数据，两个数值的正常与否直接反映了结构体系合适与否、结构布置合理与否，电算数据输入正确与否，以及后期的点算结果可信与否，因而在进行结构设计时要对剪重比和单位面积重度，这两个指标引起高度重视。
2.3.5 水平侧向位移问题
即便水平侧向位移满足了建筑结构的规范要求，也不敢保证该建筑的机构就是合理设计。建筑结构是否合理，还要考虑地震力和周期的大小。在进行结构抗震设计时，结构刚度和地震力的大小有关，假如结构刚度小，其结构并不合理，但因地震力小造成的结构位移就小，在规范允许的范围内发生位移，我们不可以说该结构是合理的。当地震力小、建筑结构周期长时，建筑建构并不安全；同时，位移曲线会发生连续的变化，曲线沿竖向会发生刚度突变，但不该出现明显的折点。通常情况，框架结构建筑的位移曲线是剪切型的，剪力墙结构建筑的位移是弯曲型的，框剪混合结构建筑的位移曲线是弯剪型的。
2.3.6 高层建筑地基问题
在进行高层建筑设计时，设计单位通常没有详细的地质勘探报告，只是根据建设单位的要求或者参考其他附件建筑物的设计资料，对建筑展开设计。从而造成了地基设计严重不合理的现象。要想合理的进行基础设计和地基设计，就必须根据勘察资料，综合考虑多方面的因素做出上部结构方宁设计，单凭地耐力的数据是不安全的，切勿认为耐力容许值设的小一点就万无一失了。一些设计人员对软弱地基处理不当造成的危害尚且缺乏足够的认识，往往不做换土垫层设计，仅凭经验用砂垫层进行处理，不计算垫层的厚度和宽度，这样的处理很不安全，也不实惠。设计人员再设计多层建筑时，不依照设计规范计算承重梁和受力柱的荷载值，造成荷载值不准确。
3 结束语：
设计者在进行建筑结构设计时，一定要考虑到建筑的采光、通风、安全的问题，让人们的居住、工作环境更加舒适，充分满足人们的生理需求和心理需求；在建筑设计时，一定要按照相关标准规范取值、规范选材，切勿马虎大意，真正做到从安全的角度出发，避免不安全事故的发生，切实保证建筑的实用性和安全性。
总之，设计者一定要按照相应的规范要求进行规范化的结构设计，本着对自己负责，对工作负责，对他人负责的工作态度，从实用和安全的角度进行建筑结构设计，使房屋建筑的结构更加合理化、安全化，从根源上消除安全隐患。
参考文献
[1]林同炎，S.D.思多台斯伯利 ，结构概念和体系[J].建筑工业出版,2007（01）
[2]戴国莹，李德虎，建筑结构抗震鉴定及加固的若干[J].建筑结构出版，2009（04）.
[3]高立人，王跃，结构设计的新思路--概念设计[J].建筑工业出版,2009（01）. 转
[4]郭子雄,童岳生,钱国芳;RC 低矮抗震墙的变形性能及恢复力模型研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2007年(01)
[5]韦鹏生;抗震墙优化CAD系统SWCAD（Ⅱ）系统内部管理[J].华侨大学学报(自然科学版),2009(01)