建筑设计中结构设计的表达与应用

刘宁宁

北京城联建筑装饰工程有限公司 北京 100043

伴随着建筑业的不断发展，越来越多的高层住宅建筑得到了建设。但就目前来看，高层住宅建筑结构设计容易出现问题，导致建筑结构安全受到了较大危险。一旦发生事故，则将引起人员伤亡，使得建筑结构设计引发了社会广泛关注。因此，还应加强高层住宅建筑结构设计重点事项分析，以便使建筑结构得到科学设计。

1 建筑设计与结构设计的矛盾与统一

1.1 建构历史的发展回溯

在人类构筑居所、营造城池的历史长河中，建筑的本体结构与建筑所表达的文化性是脱离还是共生，一直是个活跃的命题，推动着建筑技术的发展。从最早的古希腊神庙或是中国古典建筑中的梁柱结构，到古罗马时期因空间需求扩大而催生的拱券、穹顶、帆拱等结构形式，再到欧洲中世纪哥特建筑拱肋、飞扶壁等结合理性与神性的表达，继而到文艺复兴时期恢弘的穹顶等建筑奇迹，无不体现了古代的匠人与智者们在时代的推进中对于功能、精神需求与结构体系的相互磨合与促进。随着18-19世纪科学技术的发展人们进入工业革命时代，铸铁、钢筋混凝土、新型复合材料等方面的突破性发展将结构设计与建造技术带入了新的世界，无论是建造速度、经济效益等方面都有显著提升。随之而来的现代框架结构、桁架、网架、薄壳等结构体系以及工业化的生产方式被广泛运用于大量建筑，产生了功能各异、千姿百态的现代建筑[1]。

1.2 建筑结构设计安全意识较弱

建筑结构作为建筑体整体安全性和稳定性的保障，建筑结构设计工作的科学性和稳定性直接关系到了整个建筑体的使用安全，这也是人们关注建筑工程质量的重点内容。在建筑工程项目的开展过程中，建筑结构的稳定性影响因素相对比较复杂，其中包含了建筑体的基础稳定性、建筑结构的使用耐久性以及建筑最大承载力等。针对我国建筑工程安全管理规范来进行分析，其中很多建筑结构设计工作仍然存在诸多漏洞和缺陷问题，造成了建筑体在实际的使用过程中存在各种不安全性问题。比如，建筑墙体出现开裂以及渗水和漏水等这些问题，很多都是因为建筑结构设计工作存在问题所造成。

2 侧重于结构表达的设计方法与应用

2.1 保证结构的整体与协调

现代建筑结构设计过程中，合理性、科学性、协调性与完整性是密不可分的。设计师在对于建筑结构设计过程中要明确建筑的类型，根据建筑类型，设计合理有效的建筑图纸，并保证图纸内容的协调与完整，这样才能保证房屋建筑的实用性与耐用性，实现房屋建设与生态环境发展的协调性。因此，在建筑设计开展之前，要对房屋建筑结构的每个组成部分进行科学合理的总结与分析，提出对建筑结构工程设计存在问题的快速、积极的有效应对，从而提升建筑结构工程设计整体的合理性与质量。同时，也要保证建筑结构设计的协调性与整体性，充分发挥房屋建筑工程的各项功能，满足社会、人民对于房屋建筑的要求与现代建筑发展的实际情况，为居住着提供更为舒适安全的服务。

2.2 强化建筑基础设计

建筑基础结构设计是建筑结构设计的重点，也是影响建筑结构安全稳定性的基础。为此，在建筑结构基础设计时首先要考虑的是如何避免建筑基础发生不均匀性沉降，并控制地基变形。对于高层建筑，在进行地下室、地下车库设计时要求将地下室基础底板适当延伸来提高建筑整体连接性。由于建筑地理地质条件的不同，建筑结构形式多样，基础结构也有桩基础、箱形基础、筏形基础等，如果使用的是桩基础，则须将上部结构荷载直接传输到下部持力层，并采用预制钢筋混凝土桩。若使用箱形基础，利用整体刚度较好的优势使上部结构荷载力均匀传输到建筑基础结构，能有效控制不均匀沉降问题的出现，且能使基础结构和周围土体协调融合，有利于提高建筑整体抗震抗压能力。对于筏形基础，适用于上部结构荷载较大但地基承载力较差的建筑结构设计中，利用该基础整体性好和刚度大的优势，来分散上部结构荷载，能对基础的不均匀沉降进行有效调节[2]。

2.3 优化建筑结构整体设计合理性

要想进一步提升建筑整体结构质量，在实际的建筑结构设计工作中，一定要遵循这一原则，以结构整体为主。首先，应结合建筑施工现场环境，做好实地勘察工作，并在建筑施工环境勘察结束后，选择适合的建筑设计方案。在确定基本设计方案后，从高层建筑结构设计理论出发，对建筑结构设计可行性进行分析，其次，应积极引入先进技术，例如BIM技术，将BIM技术与高层建筑结构设计工作相互结合，并将设计方案中多项数据进行输入，以更为直观方式，对建筑结构设计方案进行优化，从而选择最为合理结构设计方案。最后，可以借助BIM模拟与计算能力，对高层建筑每一层结构进行更为精准计算，从而为建筑设计工作提供精准数据支持，解决高层建筑设计或是施工不当导致的超高问题，只有遵循规范要求，才能确保高层建筑结构更为合理。

3 结语

综上所述，随着建筑事业的快速发展，传统的建筑结构设计已经无法满足建筑业发展的需要。为满足市场需求，进一步提高建筑结构设计质量，保证建筑结构的安全稳定，设计人员必须提高自己的设计能力，采用合理的设计手段进行建筑结构设计；制定科学合理的设计方案不仅能有助于提升建筑整体结构的质量，而且还能达到节能环保的目标，为企业解决建筑成本，为社会节约能源[3]。