建工畢業(yè)論文論建筑與結構設計的協(xié)調統(tǒng)一

1、畢業(yè)設計（論文）1論建筑結構與設計的協(xié)調統(tǒng)一聶奔聶奔(建筑工程技術建筑工程技術專業(yè)專業(yè)201130610226201130610226湖北湖北黃石黃石435003)435003)摘要：建筑是建筑物和構筑物的總稱，它是運用一定的科學規(guī)律和美學法則創(chuàng)造的人工環(huán)境。任何建筑物必須滿足三個要求:(1)功能性。建筑房屋是為了一定的目的它要能滿足人類的使用要求即要求適用。(2)安全性。所蓋的房屋在使用期間決不能倒塌或破壞能抗御各種自然和人為災害的襲

2、擊即要求堅固。(3)藝術性。房屋在滿足功能性和安全性之后還應該注重它的藝術性即要求美觀。為了達到房屋“適用、堅固、美觀”的要求需要建筑、結構、設備各工種設計人員通力合作共同完成任務。而結構設計的好直接壞關系到建筑物是否適用、經濟、美觀。特別在高烈度地震區(qū)，建筑必須在滿足結構抗展要求的前提下，才能談得上建筑物的造型美觀、功能完善等等。關鍵詞：建筑；結構設計；合理性；經濟性；安全性；結合1緒論1.1概述現(xiàn)代化建筑物的設計要求越來越嚴格，所以

3、，在建筑設計優(yōu)化過程中更要注重結構設計的合理性、建筑的美觀性、安全性和耐用性。因此在建筑行業(yè)廣泛興建的過程，建筑設計和結構設計的雙重概念整合出現(xiàn)在建筑施工過程中，使得兩者緊密地聯(lián)系在一起，從而從根本上保證了建筑的效用最大化。結構設計需要務實，建筑設計需要創(chuàng)新。但是兩者又是缺一不可的，任何一個項目設計都必須要協(xié)調好結構設計和建筑設計，只有協(xié)調好雙方的關系，一個建筑工程設計才能完成，所以說建筑設計和結構設計是協(xié)調統(tǒng)一的。結構存在于建筑中，代

4、表著一種秩序。隨著社會高速的發(fā)展，各個領域都呈現(xiàn)了劇烈的變化，各種學科、各種思潮相互滲透和融合，前所未有。建筑結構已經開始不甘寂寞，只發(fā)揮基本的承受荷載功能的技術性質，開始嘗試結構的獨特的具備建筑學的美學元素的藝術性潛能。要成就一座建筑所不可缺的三個基本條件：材料、結構、技術結構構成建筑內部空間和建筑產生形態(tài)的基礎，結構存在于建筑空間之中，建筑無法脫離結構而存在，結構是建筑的骨骼，它傳遞荷載，支撐著建筑，是它保證著建筑的力學平衡、幾何穩(wěn)

5、定、強度和剛度。在高層建筑中，由于結構是以水平荷載為主要控制荷載，故結構體系的選型和結構布置要考慮最有利于抗震和抗風的要求。同時，結構構件截面尺寸還要滿足剛度和版性的要求。這樣便對建筑設計形成了一定的約束和限制，使建筑與結構二者相互協(xié)調統(tǒng)一。1.2建筑設計與結構設計的基本概念建筑設計是建筑學的核心內容。根據(jù)經驗，建筑設計主要有五個基本的工作階段：搜集資料、初步方案、初步設計、施工圖紙和詳圖等。建筑設計主要是在建造之前按要求將施工、使用過

6、程中的隱患問題進行設想，以圖紙和文本形式制定解決問題的方案。建筑設計是整個建筑工程在備料、施工、使用等各個環(huán)節(jié)互相配合協(xié)作的共同依據(jù)，為整個工程提供詳細的執(zhí)行方案，使建筑物充分滿足用戶的需求。從某種角度看，建筑設計具有一定的預見性，它畢業(yè)設計（論文）3只進出港時必經之地因此悉尼歌劇院這一組像群帆泊港、似白鶴飛翔的造型奇特的建筑群就格外引人注目吸引了無數(shù)的國外旅游者。應該說它的建筑方案是很有特點的八個薄殼分成兩組每組4個分別覆蓋兩個大廳另

7、外還有兩個小薄殼置于餐廳之上。兩組薄殼對稱互靠外貼乳白色面磚給人以豐富的聯(lián)想:好像白帆有如貝殼姿同海浪貌似蓮花。它已經成為悉尼的標志無疑是很成功的。然而這位杰出的建筑師對結構方案卻考慮得太少了。這10個雙曲殼體向上懸臂斜挑姿態(tài)各異。原方案中10個殼體殼形各異后來為了施工方便和經濟因素才統(tǒng)一在一個直徑為75m的圓球面上割出大小不同的三角瓣分別作為10個殼體的曲面以利預制。這個工程的結構方案最致命的缺點是選錯了結構形式。悉尼歌劇院的殼體都是

8、懸臂斜向懸挑當受重力作用時殼體內根本不是薄膜壓應力殼體的優(yōu)越性完全沒有了。當受風力作用時如風力作用于殼體凸面則在殼體自重的聯(lián)合作用下更增加了使殼體的傾覆。因此從結構力學的觀點看這組殼體根本無法實現(xiàn)。但這組建筑外形的確獨特也不忍割愛只好在保留外形的條件下改變內涵的結構形式。最后決定采用由許多大小不同的三鉸拱并列拼接而成的“殼體”。三鉸拱為鋼筋混凝土預制構件截面是Y型和T型挺立的拱肋由大而小順序成對并列拼湊成“殼體”曲面。這個工程1957年

9、選中方案。1959年動工直到1973年完工工期長達14年。預算造價350萬英磅實際造價5000萬英磅超過十多倍?？梢娊ㄖ煹脑O計方案不管多么出類拔萃如果不同結構工程師密切配合其后果將是何等嚴重!2現(xiàn)代建筑結構設計存在的問題2.1現(xiàn)代建筑結構設計存在的扭轉問題幾何形心、剛度中心、結構重心被稱為建筑結構的三個核心，在進行建筑設計的時候，要保證建筑結構的三個核心盡可能的集中在一個點上，那就是三心合一的結構設計要求。結構扭轉問題是說，在建筑結構

10、設計的過程中沒有實現(xiàn)三心合一的結構要求，從而造成在水平荷載作用下出現(xiàn)扭轉振動的問題。為了避免由于在水平荷載作用下出現(xiàn)扭轉發(fā)生損害的問題，應該在結構設計上選擇一個合理的結構和布局，盡可能使建筑物在荷載水平作用上盡可能的做到三心合一。2.2現(xiàn)代建筑結構設計中存在的共振問題在建筑施工現(xiàn)場發(fā)生地震時，如果建筑的自振周期和場地的特征周期接近，就會造成建筑物和地面產生共振現(xiàn)象。因此建筑工地在進行建筑設計時，應通過調整結構層的特征周期進行評估，選擇相

11、應的結構類別和結構系統(tǒng)，并增加建筑物的自振周期和建設場地特征周期差異，盡量避免出現(xiàn)共振的地方。2.3現(xiàn)代建筑結構設計中存在的水平側向位移問題水平側向位移就算是達到了規(guī)定的結構要求，也不能夠說明結構設計是合理的。還需要考慮到力的大小、周期和地震綜合因素。由于抗震設計和地震強度大小、結構剛度有著直接的關系。當結構剛度小、結構不合理的時候，因為地震力太小會造成結構的位移范圍也小，這就使得位移在結構容許的范圍內，則此結構不能被認為是合理的。由于