建工畢業(yè)論文論建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計的協(xié)調(diào)統(tǒng)一

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）1論建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)計的協(xié)調(diào)統(tǒng)一聶奔聶奔(建筑工程技術(shù)建筑工程技術(shù)專業(yè)專業(yè)201130610226201130610226湖北湖北黃石黃石435003)435003)摘要：建筑是建筑物和構(gòu)筑物的總稱，它是運(yùn)用一定的科學(xué)規(guī)律和美學(xué)法則創(chuàng)造的人工環(huán)境。任何建筑物必須滿足三個要求:(1)功能性。建筑房屋是為了一定的目的它要能滿足人類的使用要求即要求適用。(2)安全性。所蓋的房屋在使用期間決不能倒塌或破壞能抗御各種自然和人為災(zāi)害的襲

2、擊即要求堅固。(3)藝術(shù)性。房屋在滿足功能性和安全性之后還應(yīng)該注重它的藝術(shù)性即要求美觀。為了達(dá)到房屋“適用、堅固、美觀”的要求需要建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備各工種設(shè)計人員通力合作共同完成任務(wù)。而結(jié)構(gòu)設(shè)計的好直接壞關(guān)系到建筑物是否適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。特別在高烈度地震區(qū)，建筑必須在滿足結(jié)構(gòu)抗展要求的前提下，才能談得上建筑物的造型美觀、功能完善等等。關(guān)鍵詞：建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；合理性；經(jīng)濟(jì)性；安全性；結(jié)合1緒論1.1概述現(xiàn)代化建筑物的設(shè)計要求越來越嚴(yán)格，所以

3、，在建筑設(shè)計優(yōu)化過程中更要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、建筑的美觀性、安全性和耐用性。因此在建筑行業(yè)廣泛興建的過程，建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的雙重概念整合出現(xiàn)在建筑施工過程中，使得兩者緊密地聯(lián)系在一起，從而從根本上保證了建筑的效用最大化。結(jié)構(gòu)設(shè)計需要務(wù)實(shí)，建筑設(shè)計需要創(chuàng)新。但是兩者又是缺一不可的，任何一個項(xiàng)目設(shè)計都必須要協(xié)調(diào)好結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑設(shè)計，只有協(xié)調(diào)好雙方的關(guān)系，一個建筑工程設(shè)計才能完成，所以說建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計是協(xié)調(diào)統(tǒng)一的。結(jié)構(gòu)存在于建筑中，代

4、表著一種秩序。隨著社會高速的發(fā)展，各個領(lǐng)域都呈現(xiàn)了劇烈的變化，各種學(xué)科、各種思潮相互滲透和融合，前所未有。建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始不甘寂寞，只發(fā)揮基本的承受荷載功能的技術(shù)性質(zhì)，開始嘗試結(jié)構(gòu)的獨(dú)特的具備建筑學(xué)的美學(xué)元素的藝術(shù)性潛能。要成就一座建筑所不可缺的三個基本條件：材料、結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)成建筑內(nèi)部空間和建筑產(chǎn)生形態(tài)的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)存在于建筑空間之中，建筑無法脫離結(jié)構(gòu)而存在，結(jié)構(gòu)是建筑的骨骼，它傳遞荷載，支撐著建筑，是它保證著建筑的力學(xué)平衡、幾何穩(wěn)

5、定、強(qiáng)度和剛度。在高層建筑中，由于結(jié)構(gòu)是以水平荷載為主要控制荷載，故結(jié)構(gòu)體系的選型和結(jié)構(gòu)布置要考慮最有利于抗震和抗風(fēng)的要求。同時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸還要滿足剛度和版性的要求。這樣便對建筑設(shè)計形成了一定的約束和限制，使建筑與結(jié)構(gòu)二者相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一。1.2建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本概念建筑設(shè)計是建筑學(xué)的核心內(nèi)容。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，建筑設(shè)計主要有五個基本的工作階段：搜集資料、初步方案、初步設(shè)計、施工圖紙和詳圖等。建筑設(shè)計主要是在建造之前按要求將施工、使用過

6、程中的隱患問題進(jìn)行設(shè)想，以圖紙和文本形式制定解決問題的方案。建筑設(shè)計是整個建筑工程在備料、施工、使用等各個環(huán)節(jié)互相配合協(xié)作的共同依據(jù)，為整個工程提供詳細(xì)的執(zhí)行方案，使建筑物充分滿足用戶的需求。從某種角度看，建筑設(shè)計具有一定的預(yù)見性，它畢業(yè)設(shè)計（論文）3只進(jìn)出港時必經(jīng)之地因此悉尼歌劇院這一組像群帆泊港、似白鶴飛翔的造型奇特的建筑群就格外引人注目吸引了無數(shù)的國外旅游者。應(yīng)該說它的建筑方案是很有特點(diǎn)的八個薄殼分成兩組每組4個分別覆蓋兩個大廳另

7、外還有兩個小薄殼置于餐廳之上。兩組薄殼對稱互靠外貼乳白色面磚給人以豐富的聯(lián)想:好像白帆有如貝殼姿同海浪貌似蓮花。它已經(jīng)成為悉尼的標(biāo)志無疑是很成功的。然而這位杰出的建筑師對結(jié)構(gòu)方案卻考慮得太少了。這10個雙曲殼體向上懸臂斜挑姿態(tài)各異。原方案中10個殼體殼形各異后來為了施工方便和經(jīng)濟(jì)因素才統(tǒng)一在一個直徑為75m的圓球面上割出大小不同的三角瓣分別作為10個殼體的曲面以利預(yù)制。這個工程的結(jié)構(gòu)方案最致命的缺點(diǎn)是選錯了結(jié)構(gòu)形式。悉尼歌劇院的殼體都是

8、懸臂斜向懸挑當(dāng)受重力作用時殼體內(nèi)根本不是薄膜壓應(yīng)力殼體的優(yōu)越性完全沒有了。當(dāng)受風(fēng)力作用時如風(fēng)力作用于殼體凸面則在殼體自重的聯(lián)合作用下更增加了使殼體的傾覆。因此從結(jié)構(gòu)力學(xué)的觀點(diǎn)看這組殼體根本無法實(shí)現(xiàn)。但這組建筑外形的確獨(dú)特也不忍割愛只好在保留外形的條件下改變內(nèi)涵的結(jié)構(gòu)形式。最后決定采用由許多大小不同的三鉸拱并列拼接而成的“殼體”。三鉸拱為鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件截面是Y型和T型挺立的拱肋由大而小順序成對并列拼湊成“殼體”曲面。這個工程1957年

9、選中方案。1959年動工直到1973年完工工期長達(dá)14年。預(yù)算造價350萬英磅實(shí)際造價5000萬英磅超過十多倍。可見建筑師的設(shè)計方案不管多么出類拔萃如果不同結(jié)構(gòu)工程師密切配合其后果將是何等嚴(yán)重!2現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題2.1現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的扭轉(zhuǎn)問題幾何形心、剛度中心、結(jié)構(gòu)重心被稱為建筑結(jié)構(gòu)的三個核心，在進(jìn)行建筑設(shè)計的時候，要保證建筑結(jié)構(gòu)的三個核心盡可能的集中在一個點(diǎn)上，那就是三心合一的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)問題是說，在建筑結(jié)構(gòu)

10、設(shè)計的過程中沒有實(shí)現(xiàn)三心合一的結(jié)構(gòu)要求，從而造成在水平荷載作用下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動的問題。為了避免由于在水平荷載作用下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)發(fā)生損害的問題，應(yīng)該在結(jié)構(gòu)設(shè)計上選擇一個合理的結(jié)構(gòu)和布局，盡可能使建筑物在荷載水平作用上盡可能的做到三心合一。2.2現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的共振問題在建筑施工現(xiàn)場發(fā)生地震時，如果建筑的自振周期和場地的特征周期接近，就會造成建筑物和地面產(chǎn)生共振現(xiàn)象。因此建筑工地在進(jìn)行建筑設(shè)計時，應(yīng)通過調(diào)整結(jié)構(gòu)層的特征周期進(jìn)行評估，選擇相

11、應(yīng)的結(jié)構(gòu)類別和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并增加建筑物的自振周期和建設(shè)場地特征周期差異，盡量避免出現(xiàn)共振的地方。2.3現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的水平側(cè)向位移問題水平側(cè)向位移就算是達(dá)到了規(guī)定的結(jié)構(gòu)要求，也不能夠說明結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理的。還需要考慮到力的大小、周期和地震綜合因素。由于抗震設(shè)計和地震強(qiáng)度大小、結(jié)構(gòu)剛度有著直接的關(guān)系。當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度小、結(jié)構(gòu)不合理的時候，因?yàn)榈卣鹆μ斐山Y(jié)構(gòu)的位移范圍也小，這就使得位移在結(jié)構(gòu)容許的范圍內(nèi)，則此結(jié)構(gòu)不能被認(rèn)為是合理的。由于