建筑结构选型中应注意的问题解析

+庞博+++于海波

摘要：建筑的机构选型和设计受到很多因素的影响和干扰，这需要设计人员要有精深的专业知识、强大的综合分析能力和丰富的建筑结构设计经验。

关键词：建筑；结构；选型；问题

作为建筑结构设计的基础，结构选型在整个建筑结构设计过程中占有相当重要的地位。所谓的建筑结构选型就是从梁、屋架、单层刚架、拱、薄壁空间结构、网架、网壳、楼梯、楼盖、悬索、拉力薄膜结构、混合空间结构等各个方面来考虑建筑物整个空间的受力情况，进而构建出一个合理的空间受力骨架体系。建筑物的安全性以及建筑物能否达到预定的功能，能否取得令人满意的经济效益都与这个受力骨架体系的构建息息相关。因此，正确合理地进行建筑结构的选型就成了整个建筑结构设计中非常重要的一个环节，这对于整个建筑的施工、使用甚至是维护，都会产生很大的影响。

1常见的建筑结构体系

常见的建筑结构体系有很多，下面我们针对几种比较典型的建筑结构体系进行重点介绍：

1.1钢——混凝土混合结构。目前我国建筑领域应用比较广泛的建筑结构形式就是钢一混凝土结构。钢作为一种高强度的材料，运用在建筑物中可以有效的降低建筑物整体的重量，却能够增加建筑物的强度；另外，钢的使用还可以加快施工进度，增加建筑物内部的净空高度。混凝土的使用可以有效增加建筑物的刚度，减少耗钢量，降低了整个结构工程的施工成本，并且具有很好的防火性能。所以，这二者结合就形成了一种十分完美的建筑结构体系。

1.2膜结构。作为张力结构体系中的一种，膜结构是用多种高强薄膜材料及辅助结构通过一定的方式使其内部产生一定的预张应力，并形成应力控制下的某种空间形态。充气式膜结构、张拉式膜结构、骨架式膜结构是现在膜结构的三种基本形式。这三种膜结构比较起来，充气式膜结构形体单一，实际工程中运用比较少；张拉式膜结构是索膜建筑的代表和精华，具有高度的形体可塑性和结构灵活性；而骨架式膜结构中，整个股价体系对建筑物的肯定性起到决定作用，膜体只是一个覆盖物。

1.3高效预应力结构体系。高效应力结构具有技术先进、用途广泛、发展前景广阔的特点。具体说来，高效预应力结构就是将强度较高的材料、科学现代的设计方法以及先进的施工工艺结合起来，进而形成的一种预应力结构。这种结构是目前经典的土木建筑物比较常用的一种结构形式。比如大型公共建筑、大跨度重载工业建筑、建筑、大中跨度桥梁、大型特种结构、电视塔、核电站安全壳、海洋平台等地方都会涉及高效预应力结构体系。

1.4开合屋盖结构。一部分或全部屋盖结构在很短时间内可以移动或者开合的结构我们称之为开合屋盖结构，他增加了建筑物的使用功能，更为主要的是通过屋盖的开合适当的改变了建筑物的冷热负荷，能够极其有效的降低建筑物的能耗，起到了节能的目的。体育馆、飞机库、商场、厂房及需要晾晒的仓储建筑都可以采用这种开合屋盖结构。

2建筑结构选型中需要注意的问题

建筑物的结构选型要注意的问题，可以从以下几个方面来考虑：

2.1满足建筑物的使用功能要求。一栋建筑物的设计施工主要是为使用服务的，所以，我们的结构选型在安全的基础上首先要考虑的就是满足功能需要。当建筑物包括两个以上主要结构时，这些主要结构之间必然存在一定的横向联系，将每一个结构优化之后拼凑成的建筑结构并非最优的，而是应该从整个“建筑工程”出发进行全面优化决策，根据工程的具体情况和条件正确解决结构体系的选型问题。

2.2美观功能要求。建筑结构具体上讲就是一个建筑物外形的展现。一个建筑物，其外观是否大方得体并且有新意，是否能够给参观者一个很大的心灵震撼，这主要就取决于建筑物建筑结构的选择。但是在现在建筑美观性的塑造上我们往往忽略建筑结构本身的美感，反而注重建筑表观对建筑外型的影响。各种结构体系利用自身美学表现力，按一定的规律而形成的装饰效果就是建筑结构本身所形成的美感。对结构的形体进行恰如其分的艺术加工而又不做任何多余的装饰，使结构型式与建筑的空间艺术形象自然地融合起来。

2.3使结构受力合理。建筑机构不同，其受力特征也各不相同，有的结构可能在抗风方面比较突出，而有的结构在抗震方面表现优异。选型时，要认真分析理学要求，综合比较各个体系的优缺点，然后结合其他的因素进行综合分析，保证结构能够达到有效抗风、可靠抗震和应力分布合理等效果。如要考虑到环境条件对建筑结构设计的影响，在风荷载较大的地区，在设计上要重视其对梁、柱、墙等称重构建的影响，保证人们不因为建筑结构晃动产生不舒服的感觉。

2.4经济因素对建筑结构选型的制约。任何一个工程，都必须要考提高其投资的经济效益，因此，在结构选型决策时，经济因素就成为了十分重要的一点，必须采用综合经济分析的手段认真分析和衡量结构方案的经济性，达到最优效果。在考虑经济问题的过程中一定要将经济效益与结构安全性结合起来考虑，不能为了节省成本而忽略了质量、使用寿命等问题。首先，进行经济分析时要有大局观，不能因为我们考虑的是经济因素对建筑结构的影响就单纯去分析结构方案施工所需要的费用，我们还应该考虑到在结构使用过程中所需要的费用。其次，在结构选型过程中还要考虑投资费用以及建筑施工期的要求。

3建筑选型的方法与原则

建筑的结构选型以及初步设计会受到很多因素的干扰和影响，这需要结构选型设计人员具有较为广泛的知识面、强大的综合分析能力和丰富的建筑结构设计经验。需要对所有影响建筑结构选型的因素都考虑在内，并一一满足这些因素的要求。但由于外在环境以及建筑施工中会有很多不确定性因素的发生，也会对建筑的顺利建设实施带来很大影响。为了将这些定性因素与不确定因素产生的影响都合理考虑到，就需要按照一定的结构选型方法和原则进行选型设计。

3.1融合利用智能科学是解决选型问题。现代结构工程学科在工程结构新材料、新技术、新工艺、新型结构构件与结构体系型式以及先进的分析计算方法和手段等方面的发展，为各类更高和更复杂高层建筑结构设计与建造，提供了物质与技术上的支持。计算机与信息技术及人工智能等学科的发展，也将深刻影响或改变着结构选型设计的思想、过程与方法，并将为解决结构选型设计问题提供全新的观念、方法、手段和理论等的支持。

3.2遵循选型原则。在长期的工程实践中，建筑设计人员综合各方面对建筑选型的影响和要求，总结出一些在建筑结构选型中应当遵循的基本原则。如建筑结构必须具备的力学性质；建筑结构应考虑的主体抗震性能；建筑结构的布置合理性等。在高层结构建筑结构选型中，遵循这些选型原则，可以使选型的结果更加科学合理。

4总结

总而言之，科技以及结构理论的迅猛发展也使得现在的建筑向着多元化、复杂化发展，这就对建筑结构选型提出了更高的要求。如何能在满足结构、经济、美观、实用等因素的基础上设计出建筑，就成了对建筑结构选型人员更高的挑战，这就需要我们不断的提高自己的专业技能，同时也要与建筑、预算、设备等专业人员协商来完成选型任务。

参考文献

[1] 丁笑影,郭建.高层建筑选型影响因素分析及选型方法的研究[J].山西建筑,2010(01).

[2] 徐彬.高层建筑结构选型的因素探究[J].江西建材,2012(06).

作者简介：庞博，山东同圆设计集团有限公司；于海波，身份证号：371323198208286370。