高校科研单位综合实验楼建筑和结构设计

曾永川



高校科研单位综合实验楼建筑和结构设计

曾永川

（云南省农业科学院，云南 昆明 650205）

现代很多高校在秉持教书育人的基础上，认真贯彻以人文本、人文结合理论方针，跟随时代的步伐，推动现代科学发展，为现代社会的进步作出巨大贡献。其中，高校建筑最能体现学校结合时代与人文的特点，成为具有时代特色的标志性建筑。根据某高校科研单位综合实验楼对其建筑和结构设计与当代社会科学进行了分析。

高校；综合实验楼；建筑结构设计；文化特色

质量是建筑工程质量控制的核心，楼层建筑的结构设计更是对建筑工程质量起到决定性的作用。本文以某高校科研单位综合实验楼建筑和结构设计为例，将现代建筑特点融合学校文化特色，分析学校综合实验楼的建筑质量控制方式。

1 工程概况

某高校科研单位综合实验楼的工程设计基于学校的内部的环境和建筑，参考各教学楼地理位置，将综合实验楼设立于学校的教学区域，同时，临近学校教学楼交叉中心，位于教学区的中心位置。该综合实验楼占地1 275 m2，总建筑面积5 647 m2，建筑总高度52.7 m，融合周围的环境，与各教学楼形成该校的特色建筑体系[2]，成为该校教学区域一道独特的标志性建筑物。

2 设计理念

该校综合实验楼的设计之初就秉持着学校“教书育人，以人为本”的教育理念，将综合实验楼与周围的教学楼相结合，在一定程度上表现出该校更加注重学生们的学习能力与综合素质。在实验综合楼建成后，该建筑成为树立校园形象的关键作品，成为了学校综合素质教育的象征。同时，在进行综合实验楼的设计之初，学校方面要求该建筑物能够体现学校厚重、朴实的教育气息，又能够表现出现代建筑学以及现代科学的特色，与教学楼一起与周围的环境形成有机统一，在原有的校园氛围上互补互成，融合现代的教育理念与人文特质，呈现出该校独有的文化特色，再结合当地的环境、气候、地质特点，能够保证综合实验楼在后期的投用过程中没有意外情况的发生，并符合校园总体规划要求，又要为将来的建筑在创新方面创造出过渡条件[3]，以实验综合楼的建设为核心，组成了一套系统的建筑体系，让整个综合实验楼的空间形象具有校园文化气息、时代创新精神以及现代科学的发展理念。

3 建筑设计

现代建筑学中对于建筑物的立体形象与工程质量要求比较严格，综合目前的建筑材料使用情况来说，钢筋混凝土结构仍然是现代建筑的主要使用材料[4]，一方面因为其在工程质量方面经过了验证；另一方面，在建筑耐久性上具有更好的性能，所以结合实际情况，该校综合实验楼的建筑材料选用的是钢筋混凝土作为综合实验楼的建筑材料。

3.1 材料设计

确认选择以钢筋混凝土为主体建筑材料，则应该尽量选用强度等级较高的混凝土，同时，为了提升实验综合楼的使用耐久性，就需要在同样的混凝土结构中增添钢筋的使用数量，而且要提升钢筋的直径，以免出现钢筋材料过多的情况，引发其他的建筑质量问题，保证在实验综合楼建成后，建筑材料能够承受住建筑物的重量以及侧方拉力，防止出现结构裂缝问题。

3.2 建筑问题

结合钢筋混凝土的实际使用情况来看，采用钢筋混凝土的建筑材料容易出现裂缝。为了避免此种情况的发生，最好采用碎石混凝土，以增加骨料和水泥胶砂的结合面，增加内部密实度，降低孔隙率，增强墙体的厚实程度。

根据调查研究发现，大部分的钢筋混凝土结构产生裂缝，主要有地基不均匀沉降引起的裂缝、温度变形引起的裂缝、干缩裂缝等。所以，在建筑施工前，应尽量减小地基的不均匀沉降差，选择合理的建筑位置，让建筑物在后期的投用过程中避免出现地面不稳定型下降，同时，针对建筑物容易出现裂缝的位置，设置预留缝隙或采取防裂缝措施，提高墙体的整体稳定性。整个建筑物的层次结构需要严格按要求设置构造柱，提高屋面板的整体性；设置保温涂层，避免因温度产生裂缝变化。

3.3 地质探究

结合历年来周围环境中发生的自然灾害问题，其对建筑物的底层框架砌体结构破坏较为严重。所以，在设计建筑物时应该考虑到地震灾害发生时应对的策略和建筑物防护工作，因此，需要在该建筑物的底层框架砌体结构上采取稳定措施，避免因为结构承载力不足或变形过大、结构丧失整体稳定、地基失稳等引起的一系列结构破坏问题。

因此，需要加强建筑楼层上层建筑与下层地基结构的契合程度，增强下层建筑的承重和抗震能力以及上层建筑物的稳定能力，使整个实验综合楼在面对地震灾害时，能够承受住中级地震灾害的侵袭。

3.4 建筑结构

在综合实验楼的建筑前期应该绘制完整、详细的建筑施工图纸，这是整个建筑工程项目前期工作的重点，也是施工的主要依据。建筑结构图纸的绘制应该能够最直观、正确、完整地呈现出整个综合实验楼的立体形象与平面形象，这样建筑工程中遇到的所有问题都会有一个直观体现，这也是保证工程质量的重要步骤。

3.4.1 立面结构

综合实验楼的立体平面图应该结合周围的环境进行绘制，能够体现出在综合实验楼建立完成后与周围的教学楼形成的基本概况。从该建筑的立体结构示意图能够看出，该实验综合楼采用落地整体式铝合金玻璃窗，在后期的投入使用中，这既能够让学生直观地看到整个实验楼的全貌与各个实验室的基本情况，又体现出学校的教学理念与现代建筑学的有机统一。

建筑的东西面设置室外遮蔽百叶，防止实验设备因西晒而影响实验成果和设备寿命。整个实验大楼采用立体框架结构，更加直观地体现出当代建筑学的立体美感，让学生感受到整个学校良好的学习氛围。在建筑外表装饰材料的选择上，外墙采用灰色的涂料，柱子用黄色的涂料粉刷，冷暖搭配，使建筑外观具有现代感。

3.4.2 平面结构

通过建筑物的平面结构图能够看到综合实验楼与该校其他的教育设施形成的特色建筑体系，比如综合实验楼前的广场空间，与周围的植物环境相结合，呈现学校中的景和物的特色。其他教学楼和教学设施的平面示意图能够直观、形象地展示学校的风景，同时，体现出学校浓厚的文学色彩。建筑楼层内部的平面结构图能够直观地体现出各个楼层、教室甚至建筑材料的情况。楼层结构平面图应分层绘制，必须准确标注柱、梁、楼梯和纵横轴线的位置关系以及各种板的规格、数量和布置方法，同时，应表示出墙厚及圈梁的位置和构造方法，选用标准构件。基梁、板、杜等应分类集中绘制，对各构件应把钢筋规格、形状、位置、数量展示清楚。

4 设计理念

4.1 环境设计

该校综合实验楼的建立，不单单为学生们的实践能力提供了一个平台，同时，结合周围的环境特点，构建出了详尽的规划道路与植物景观等。这样既能够减少周围环境给实验室带来的噪声污染等各种不良影响，又能够让学校的环境得到美化，且舒适的实验室环境能够让学生和教师在学习交流中获得更大的进步，进一步推动了学校的教育理念更新。

4.2 结构设计

综合实验楼的结构设计参考了多种建筑结构，结合当前国内的工程建筑技术，设计出了“U”形建筑，与周围的教学楼照相呼应。“U”形的建筑设计与整体的框架设计综合考虑，结合当地的地质环境特点，更适合应对地震灾害，并且采用钢筋混凝土作为整体框架的建筑材料，更是增大了整个建筑物的牢固稳定性。同时，独特的结构设计特点彰显出学校紧跟社会节奏，体现了当下“创新使人进步”的人文特点，为学校的学校理念增添了一抹新的色彩。

4.3 综合设计

综合考虑各个方面的影响因素，对综合实验楼结构设计不断优化，最终在确保结构安全性的前提下，采用最为经济、最为合理的结构方案。其中，学校作为教书育人的重要场所，该校的综合实验楼更是结合学校的人文特点，突出了学校的文化特点，在一定程度上促进了学校的进一步发展，为全校师生注入了新的生机与活力。在保证结构设计的方案安全、合理实行的情况下，丰富了学校的教育内涵，扩充了当代背景下的教育意义。

高校是学生迈入社会环境的第一步，高校教育是当代广大的社会群众关注的教育重点，现在的高校不仅仅注重学生们的文化知识教育，也更加注重动手实践能力，而很多高校为学生提供了一个实践平台。此时，正是通过综合实验楼的建筑与设计的方式，向学校的师生以及广大的社会民众宣传学校的一个良好机会。

利用这次机会向外界展示出学校不断创新进取、以人为本的教育理念，不断丰富学校的文化底蕴，为学校的师生群体注入新的活力。同时，希望更多的高等学校为社会培育出更多的人才，能够把握住当下时代不断创新进步的浪潮，推动整个人类社会的文化进程。

［1］潘竞岚，吴辉琴，陈跃程.某高校综合实验楼建筑和结构设计［J］.广西工程学院学报，2015，4（23）.

［2］刘奕麟.浅析建筑工程结构设计［J］.科学与财富，2016，5（13）.

［3］顾祥林.混凝土结构基本原理［M］.上海：同济大学出版社，2014.

2095－6835（2019）02－0122－02

TU318

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.02.122

〔编辑：张思楠〕