论建筑设计与结构设计的共生互补

1、论建筑设计与结构设计的共生互补    摘要：本文通过对建筑设计与结构设计的区别、联系的探讨，阐述了建筑设计与结构设计相结合的实践性。 关键词：建筑设计，结构设计，关系，建议 Abstract: based on the design and structure design of the difference, relationship, this paper expounds the architectural design and structure design of combined with practice. Keywords: archit

2、ectural design, structure design, relationship, the proposal 中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号： 1、引言 随着建筑科学技术的发展，专业化程度越高，一个优秀的工程设计是建筑设计和结构设计的有机结合。要设计出既要满足建筑美观，造型优美，又要使结构安全、经济、合理的建筑物是每个建筑师与结构师都必须关注的问题。所以，建筑设计与结构设计相互配合、紧密联系是关键所在。 2、建筑设计与结构设计的概念界定 2、1建筑设计 建筑设计是指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想

3、，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来。作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案，统一步调，顺利进行 。并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。建筑设计工作的全过程分为几个工作阶段：搜集资料、初步方案、初步设计、技术设计施工图和详图等，循序进行，这就是基本的设计程序。 广义的建筑设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作。由于科学技术的发展，在建筑上利用各种科学技术的成果越来越广泛深入，设计工作常涉及建筑学、结构学以及给水、排水，供暖、空气调节、电气、煤气、消防、防火

4、、自动化控制管理、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、工程估算，园林绿化等方面的知识，需要各种科学技术人员的密切协作。但通常所说的建筑设计，是指“建筑学”范围内的工作。它所要解决的问题，包括建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑物与周围环境、与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式，建筑与结构、建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料、更少的劳动力、更少的投资、更少的时间来实现上述各种要求。其最终目的是使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。以建筑学作为专业，擅长建筑设计的专家称为建筑师。建筑师除了精通建筑学专业，做好本专业工作之外，还要善于综合各种

5、有关专业提出的要求，正确地解决设计与各个技术工种之间的矛盾。 2、2结构设计 结构设计，即：建（构）筑物的结构设计，一般包括上部结构设计和基础设计。 上部结构设计主要内容及步骤：（1）根据建筑设计来确定结构体系、确定结构主要材料；（2）结构平面布置；（3）初步选用材料类型、强度等级等，根据经验初步确定构件的截面尺寸；（4）结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析；（5）荷载效应组合；（6）构件的截面设计。此外还包括某必要些构造措施。需要依据结构专业相关规范、图集等。 基础设计：（1）根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式，材

6、料强度等级，一般有浅基础（如：独立基础、条形基础等）和深基础（如：桩基）；（2）基础底面积的确定及地基承载力验算；（3）基础内力计算及配筋计算。（4）考虑必要的构造措施 结构设计的成果体现在绘制的结构施工图上，该图纸是结构工程师的语言，是直接面对施工现场及相关工程技术人员的，应该按照一定的规范绘制。 3、建筑设计与结构设计的关系分析 建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。而二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。 在建筑设计中，少数建筑师总是把结构放在从属地位，并要求结构必须服从建筑，一切以建筑公司为先导，这一观念分割了

7、科学的完整性，忽略了基本的力学规律，片面地追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求，这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。任何一个建筑设计方案，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。因此，在做建筑设计的过程中，建筑师应具备有一定的结构方面基础，能与结构设计适当结合，相互调协，使二者相统一，才能创作出真正优秀的建筑设计作品。 在现实工程实践中：（1）许多建筑设计师，强调创作的美观、新颖、标新立异，强调创作的最大自由度，然而这样的建筑设计将会给结构设计带来很大的困难，作为建筑物本身必须承受起巨大的自重荷载和活载、水平风力、地震力、

8、扭矩力等。如果建筑设计人员在进行平面设计和竖向设计构思时，不依据基本的结构技术原理和有关结构的受力特征，不征询结构设计师的意见，往往会使结构工程师不能有效地选择合理的结构体系，进行结构设计导致结构的不稳定等问题。比如将建筑物截面设计成为三角形，其抗弯矩力和抗侧能力比圆形截面、矩形、多边形截面要小得多。（2）还有一些建筑师缺乏对结构力学方面的基本常识，在设计过程中，往往忽视力学的基本规律。如：在需抗震设防的地区，高层电梯设置在大楼的某一侧，没有和整个建筑物的刚度中心重合。由于电梯筒的刚度很大，这样则使得刚度中心与荷载中心不能尽可能接近，即造成结构偏正，这样就会产生扭转，产生破坏。若电梯井筒置于楼

9、板的刚度和整体性，而且楼板的平移和转动将受到约束，而后楼板竖向刚度较弱，将会产生竖向弯形，并产生裂缝或局部破坏。 可见，建筑与结构两者之间有着最密切关系的，特别是否在高层建筑设计中，由于结构是以水平荷载为主要控制荷载，故结构体系的迭型和结构布置要考虑最有利于抗震和抗风的要求。同时，结构构件截面尺寸还要满足刚度和版性的要求。这样便对建筑设计形成了一定的约束和限制，使建筑与结构二者相互协调统一。二者还应不断地相互配合，彼此渗透，这样才能设计出真正满意的建筑。 4、建筑设计与结构设计相结合的思考 4、1系统全面规划和科学设计、计算 上文的介绍，让我们知道了建筑设计与结构设计的区别，以及各自的特点。对

10、于一个具体的建筑工程项目而言，建筑设计就是设计建筑物的总体布局，内外形状，大小，构造等。满足人们修养生息、活动和人们的审美需求的愿望而创造的一个空间环境。设计的成果主要有总平面图，平面图，立面图，剖面图，详图，还有必要辅助的效果图等。结构是能够承受荷载并且维持几何不变的构件体系，那么结构设计就是设计能够承受建筑荷载的结构。主要设计房屋建筑的承重构件的布置，构件形状，大小，材料，构造等，其设计成果主要有基础平面图，基础详图，结构平面图和钢筋混凝土构件详图，节点钢筋构造详图等。在构思规划、设计、施工过程中，应该系统、全面地了解各方面的工程数据、信息，科学地进行建筑设计，同时进行重点环节、重点部位的

11、结构设计，考虑外观造型对材料、承载力、剪力、延性、刚度、抗压、平衡、抗震等的实现难度，整体构思结构总体方案，明确结构总体系与水平分体系、竖向分体系空间的关系和设计要求。有必要通过概念性的近似计算进行探索优化，确定结构分体系及其结构分体系及其构件的基本尺寸，确认建筑设计方案的可行性，确保建筑空间形式与结构受力特征的协调性和一致性。 4、2同步进行质量控制和监控施工过程 建筑设计与结构设计是一项关键性的工作，两者的设计都事关建筑安全性、稳定性，又是一项创造性的工作，是一个集概念、经验、计算、表现等多方面因素于一体的综合性创造。所以，在进行建筑设计、结构设计的同时，应该提前预测性地考虑施工开始后的质

12、量控制和监控跟踪问题。 建筑设计的适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重，又互为矛盾，一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观，而忽略了便于施工的实现与质量监控的难易。应该在建筑设计的同时就考虑结构设计的成本，以及考虑到以后施工中可以对进度控制、质量控制进行有效的监控和跟踪。 结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制” 建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计，建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现，在这个意义上，质量控制是个被两者遗漏的问题。无论如何，设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任，也是建筑设计人员的义务。为了