大型公共建筑结构设计探讨

吴楠

摘 要：随着经济的发展，社会的进步，建筑施工也有着高标准的要求，特别是大型建筑的施工工程是非常多的，这是现代社会发展的需要。但是大型建筑的结构设计方面存在着很多的问题，这些问题如果不进行及时处理就会产生很多附加的问题，对建筑行业的发展是十分不利的，因此，要重视对大型公共建筑的结构设计工作，本文就是对这一问题进行研究，对大跨度结构和连体结构的设计都进行完善。

关键词：大型公共建筑；结构设计；具体分析

经济在发展，社会在进步，很多的基础工程被建造，现代的基础性工程大多是公共建筑，这些公共建筑的结构一般都是大型的，这是现代社会建设的趋势。大型公共建筑被建造对民生的作用是巨大的，但是在建筑结构的设计上还存在问题，建筑结构是整个建筑的核心，只有在建筑设计环节将结构设计好，公共工程才能够顺利施工。

1 大型公共建筑结构设计的阐述

建筑工程的结构设计是建筑设计的关键性环节，现在很多的公共基础设施被建造，这是经济发展的需要，是城镇化建设的需要，城市中大型公共建筑的质量关系着城市的风貌，在建筑施工前的环节就是要将建筑结构的设计做好，但是这种结构设计并不是容易的，结构的设计是整个建筑的灵魂，只有将建筑的整体构造出来，才能够将建筑建设的更好，特别是大型公共建筑结构，因为这种结构设计到的建筑是整个城市的精神风貌，涉及到的关键点是非常多的，对地理环境等要求特别严格，因此一定要做好大型公共建筑工程的设计工作。

2 大型公共建筑的设计理念

我国经济呈现高速发展的态势，城市中的基础设施在进一步完善，很多大型基础设施在建造，但是我国的公共基础设施在建造时有着很多的问题，结构设计是其中的一个重点问题，如果施工的过程中没有具体的建筑设计图纸，建筑就是没有方向的，这样就使建筑的难度加大，因此，在施工之前就要完成建筑的结构设计。

大型公共建筑的结构设计比普通的建筑结构设计要求要高得多，在进行公共基础设施建设时，一定要注意对周围环境的考察，因为我们现代的建筑倡导的是绿色建筑，所以建设的过程中一定不能够对环境有着严重的负面影响，还有就是在对建筑结构的设计时，要以节约资源兼顾质量为目标，我国的资源已经在逐渐减少，应该对资源节约利用，减少对资源的浪费。要秉持着为人民服务的建筑理念，这些公共建筑建造的目的就是造福于民，一定要根据具体的建筑目的来设计建筑结构。

3 型公共建筑结构设计的解析

3.1 基础结构的设计

大型建筑物的建筑面积是非常大的，在进行基础地基的设计之前，一定要对地质进行勘察，还要结合具体的情况来设计，例如，当地地质层的稳定程度，土质主要由什么组成的，这些都对地基的建设是非常重要的，地基的建设决定了建筑平台的台柱的搭建深度，深度决定了建筑材料，这样就对建筑成本产生了影响，因此在建筑设计时一定要注意对基础结构的设计处理，只有亲自考察，才能够使设计与现实的建筑相吻合。

3.2 承重结构的设计

大型的建筑在设计上都存在承重的问题，特别是公共基础建筑的建造，例如公路的施工，这些路面的建设就涉及到建筑的承重，对建筑材料的使用要求是非常严格的，还有相关的建筑结构的设计上必须经过准确的测量和计算，例如体育馆的结构设计上，因为体育馆的结构是复杂的，涉及到的体育类别较多，这样就对建造的承重产生了要求，承重的设备和结构部件的使用都是经过精心计算的，才能够选择具体的设备，因此，在承重构件设计上一定要使用延性设计。

具体来说，需要将整体模型中大型公共建筑上部网架结构支座的反力荷载作用到建筑下部的混凝土结构柱顶部分，然后利用相关软件来计算大型公共建筑底部的混凝土结构并反复校检，同时还要进行中震弹性验算，一般采用forten软件结合SAP2000软件来进行计算。在体育馆的整个混凝土框架结构中，看台部分占有很大比重，看台的框架柱以及斜梁是主结构的抗侧力构件，而整个大型公共建筑的布置会使得结构的刚度中心稍微偏移。在实际设计过程中，可通过在支撑建筑上部网结构的框架柱柱顶和中间位置设置多道联系环梁等方式来降低看台柱的计算长度。

3.3 预应力混凝土梁的设计

在一些较为特殊的大型公共建筑设计中，往往要考虑其实际使用情况。比如体育馆经常会有跳动，而若此区域梁的跨度较大，则很可能会引起较为强烈的竖向振动。，为了消除人们的不安全感、避免共振的发生，建筑结构的竖向自振频率应当大于3Hz。此外，体育馆的训练厅等区域上空的大跨度混凝土应当施加预应力，要均匀布置预应力梁。预应力筋的张拉系统应当在0.76左右，其直径应当在15.54mm左右。在设计时还应当注意，要根据计算结果的不同对建筑的不同部位进行预应力分类，控制预应力梁的挠度和裂缝，以此来保证结构的安全。

3.4 建筑頂部的设计

3.4.1 模型的设置

在进行建筑顶部的设计前，需要设置相关的计算模型。一般来说，要对大型公共建筑的顶部进行单独计算，顶部与下部混凝土的框架连接则要进行建模计算，这在前面已经详细分析过。总之，要根据计算模型来对整个建筑顶部的整体协同工作进行分析。

3.4.2 结构的设计

建筑顶部的支架结构主要包括天窗支架结构、天沟支架结构等。而从实际情况来看，由于大型公共建筑的顶部支架与外界环境的接触较多，其很容易受到外界温度的影响，以致出现漏水或天沟拉裂等情况。檩条的结构主要蜂窝式结构、实腹式结构等，其中应用最为广泛就是实腹式结构。在实际设计过程中，还要考虑到实际局部风荷载系数，进行局部的加强，以保证结构的问题。

3.4.3 抗震结构的设计

抗震结构作为结构设计的一部分，其直接影响着整个建筑的安全。目前来看，钢结构是最常用的抗震建筑材料，因为其很容易形成大构件，这可以提升建筑的整体性，提升建筑的抗震性能。而若钢材料的强度较高，但发生地震时，其可以承受较大的能量，只发生变形而很难出现断裂等情况。在进行抗震结构的设计时要应当要注意避免出现不连续等情况，因为这可能会导致应力过于集中，从而影响建筑的抗震性能。尤其要注意剪力墙、梁和柱的接头等位置，这些位置若不牢固，则会使得作用力的传接不够顺畅，从而对整个建筑的抗震性能造成不良影响。

4 结论

大型公共建筑主要用途是公共服务，其结构设计的好坏直接影响着使用的舒适度，因此十分有必要对其设计要点进行探讨。大型公共建筑在设计时必须遵循实用性、经济性、节约性以及美观性等原则。本文从大型公共建筑建设规模的确立、基础结构的设计、承重结构的设计、后张预应力混凝土墙的设计、建筑顶部的设计以及围护系统的设计等多个方面进行了分析，从而提升我国大型公共建筑结构设计水平。

参考文献

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[2]田源.超长且平面、立面不规则建筑结构的设计分析[J].铁道标准设计，2010.