科学理念在建筑结构设计中的应用研究

高洁

摘要：相比于其他专业设计来说，建筑结构设计有其自身的独特性，其科学的设计理念对于整个建筑工程具有非常重要的意义。基于此，文章对科学理念在建筑结构设计中的应用进行分析，以期能够提供一个借鉴。

关键词：建筑结构设计；科学理念；应用

中图分类号：TU318文献标识码： A

1.建筑结构设计应遵循的原则

1.1合理性的原则

合理性原则就是在建筑的设计当中要符合尊重客观规律，不可以只凭自己主观的感受来进行盲目的追求自己心目的空中楼阁，需要根据当前的技术条件、材料成本以及经济合理的多方面的实际因素，只有深入的了解当下自己实际拥有的且实际能办到和实现的目标，避免盲目的追求形式主义和唯美主义，这样才是真正符合合理性原则的人性化设计。

1.2功能性的原则

功能性原则主要就是说的建筑设计的一个主要目的就是为了使得建筑的使用者在今后的使用过程中能够明显的体会到必要的享受，这也是当前建筑设计的一个最为主要的要求，而要想达到这一点就需要我们设计人员在进行设计之前要事先了解使用者的主要用途和需求，然后针对这种需求进行设计。

1.3以人为本的原则

以人为本是当前我们在各个行业都比较提倡的一个原则，在建筑设计中也应该体现出必要的以人为本的原则，以人为本就是要求我们在设计的过程中优先考虑人的关系，始终把人的利益放在首位，以人的需求为第一要素。

1.4形式美原则

建筑设计作为设计的一种必然对于美也是有一定要求的，尤其是随着社会的不断发展，人们对于美的要求也正在不断的上升着，这就给我们的建筑设计提出了更高的要求，如何使得我们的设计变得更为美观也成为了当前诸多设计师需要考虑的首要问题，与此同时，人们对于美的要求和审美观念也正在呈现出一种复杂化和多样化，但是我们详细分析的话还是存在着一些形式美的共性的，这些共性就是当前人们都比较喜欢的一种共同点，比如对称性和韵律感我想是不会有人感到讨厌的，这也就可以成为我们设计的主要组成成分。

1.5个性化原则

现代社会的发展使得人们对于个性化的追求也正在愈演愈烈，因此，为了迎合人们的这一需求建筑设计过程中也应该体现出个性化的原则，只有如此才能够获得用户的喜欢，多年来的建筑设计表明在建筑设计的过程中充分采用个性化的设计手段是极有必要的，也是可以实现的，尤其是随着科学技术的发展和建筑施工水平的提高更是给我们的建筑个性化设计提供了实现的可能性，也加快了建筑设计个性化发展的进程，使得建筑设计变得更加的丰富多彩，更加符合人们的需求。

2.建筑结构设计中所涉及的科学理念

2.1建筑结构设计更加人性化

在对于住宅进行结构设计的时候，应该保证住宅既能够满足业主对于住宅提出的各种生理以及心理的需求，又应该保障业主居住的安全性以及舒适性。因此加强对于建筑的设计，就要求设计者不仅充分的考虑到上面的两点要求，着眼于整个建筑，设计出符合人性化的建筑产品，还应该从建筑的宏观上进行详细的考虑。如果想要是建筑更加人性化，不仅仅需要对于建筑的空间以及环境等物质进行考虑，还要求将人与环境进行结合考虑。这里所说的环境不只是自然环境，还包括社会、生态、人文历史等环境。在进行人性化设计的时候，需要对于居住区中的各项生活场所进行整合，使其能够更加适合人类的居住及发展。在进行建筑结构设计的时候，为了保证建筑能够更加满足人们的需求，就需要将人的居住习惯进行考虑，使人们在进行建筑的使用的时候，能够感到更加的舒适，保证建筑结构中的每一个环节都能够体现出人性化这一理念。

2.2技术和人才同步发展的理念

现阶段的建筑结构设计中，最常采用的设计技术为CAD技术，这种技术虽然非常的先进，但是在对于建筑的施工的时候，在概念性的问题或者是计算问题上还是非常容易出现错误，这些错误会造成非常严重的后果。因此，这就要求我们应该从建筑模型的简化、荷载汇总以及结构计算等每一个施工图绘制的环节进行详细的考虑，以保证设计图能够与工程的实际建设相符合。这就对软件的使用者提出了极高的要求，结构设计时，就需要建筑结构的设计人员不断的提高自己的专业素质以及对于软件熟练的使用程度，不断的进行创新，同时加强对先进技术的学习，这样使用者才能够熟练的对于软件进行应用，才能够保证计算的准确性。也只有这样做才能够保证建筑结构设计更加符合科学的发展理念，使设计能够更加满足人们的需求。

2.3自然环境与设计的融合

理念自然环境与设计的融合理念主要包括以下两个方面：一方面是节能环保，另一方面是因地制宜。通过对建筑的合理设计，合理选材，达到建筑结构设计环保节能的目的。可以通过设计手段，把室内自然温度控制在人体舒适的温度范围之内。例如合理使用太阳能、地热、风能等以及各种建材与节水节电设备等。在降低建筑物的运行能耗，提高用能效率的同时为居住者提供舒适、环保的居住空间。应当加大开发和使用可再生能源以及新能源的力度，因为节能环保与先进的技术密不可分。所以学习先进技术和创新是一项重要任务。而建筑结构设计时的因地制宜就是指充分利用当地的地理条件，少动土方，将原有的地理形势与设计结合起来，最大程度地利用原有的地形地貌。另一方面是合理利用当地自然资源，例如将园林植物、湖水等自然景观与建筑风格相融合。达到既降低了成本，又体现出自然舒适、亲近大自然的目的。因地制宜的另一体现，就是将当地历史文化、地域特色、传统习俗等人文软资源融合到建筑结构设计中去。建筑之美并不是千篇一律的，应当是有特色的。真正好的建筑是可以代表一个地域，让人眼前一亮，看到就可以联想到特定的地域。这些特色是从当地建筑文化内涵中来的。只有吸取合理的建筑思想，才可以创造出具有时代精神、民族传统和地方特色的建筑结构设计风格，才可以将自然环境与设计完美融合，达到人与自然的和谐相处的境界。

3.建筑结构设计方案的主要方法

3.1结构平面图上的设计方法

如果建筑的地域的防震烈度为六度区的时候，按照我国的防震设计要求，可以不必采用截面抗震验算，但结构的设计也一定要达到抗震的标准。所以对于砌体结构的建筑，软件建模可以省略，在进行设计的时候只要注意受压和局部受压的问题，就可以直接设计。

3.2屋面结构图的设计方法

如果建筑的屋面是坡面式的，可以采用梁板式和折板式两种的结构处理方式。其中，梁板式可以用在建筑平面不整齐，板的跨度比较大，而且，一般屋面坡度和屋脊线转折比较复杂的坡屋面也都采用这种结构。而折板式则和梁板式的适用条件相反。

3.3大样详图的设计方法

建筑详图如果没有发生错误，在这基础上可以进行绘制大样详图，还可以在曾经做过的详图基础上进行部分的改进。只要让建筑的整体外形不改变，考虑到结构的受力能力和施工起来比较方便即可。但在外形尺度和标高上必须和建筑专业统一协调。

3.4楼梯的设计方法

在设计楼梯时，对楼梯的梯板要控制好它的挠度，梯梁的梁下净高度要符合建筑标准，梯梁的位置要使上下楼层的位置一致。如果遇到有些不合适的地方可以运用折板楼梯，折板楼梯的钢筋在里面的折角处要把它断开分别进行锚固，这样可以预防局部应力集中在一处。对于梁下的净空要求和梯板宽度的问题都要注意。第一段梯板的基础要注意它的基础沉降问题，如有必要应该设置梯梁。

3.5房屋抗震要求

由于地区地质条件的影响，板块的运动，导致地震的发生，为了保证人们的生命财产安全不受到威胁，进行建筑物结构设计时要充分考虑抗震要求，尤其对于抗震烈度要求高的区域，一定要合理设计，防止地震使建筑物造成坍塌。对于普通的多层建筑物，设计过程中，要使得横墙承重，或采用纵横墙一起承重，特别注意的是，要使得纵横墙承重受力均衡，上下要连接好，平面内要对整齐，避免受力不均造成破坏。对于楼梯的设计也有特别的要求，楼梯尽量不要设计到房屋的拐角处和近端，不利于防震。对于建筑物的整体框架也要注意对其抗震墙的长宽高度比进行控制，对其抗震墙的刚度进行控制，保证连接可靠，结构坚固，对于建筑结构空间复杂的建筑物，还可以采用防震缝的设计方法。

结束语

科学理念在建筑设计中的应用具有非常重要的意义，因此，要遵循必要的建筑设计原则，并且建筑结构的设计人员应该从业主的立场进行建筑设计，将先进的科学理念融入到建筑结构设计中去，从而提升建筑结构设计的水平。

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