摘要：隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，鱗次櫛比的建筑成了城市的最主要特征。現(xiàn)代人們的生活質(zhì)量日趨提高，人們對(duì)于房屋建筑的要求已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是能夠遮風(fēng)擋雨，而是會(huì)考慮房屋建筑的質(zhì)量，還會(huì)對(duì)房屋的美觀性、舒適性、抗震性等更高層次的設(shè)計(jì)性質(zhì)做出綜合考量。為此，本文將概述房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，基于現(xiàn)階段的房屋設(shè)計(jì)理念和水準(zhǔn)，著重分析房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中科學(xué)進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型，以求能為用戶帶來更好的居住體驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：房屋建筑； 設(shè)計(jì)體系選型； 概述；
1 引言
隨著時(shí)代的發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)物質(zhì)生活水平的需求早已今時(shí)不同往日。在城市現(xiàn)代化飛速推進(jìn)的時(shí)代，人們對(duì)于房屋建筑的要求不再停留在棲身之地的基礎(chǔ)上，而是希望其能像家一樣為自己提供舒適感和安全感。這就意味著房屋建筑的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量安全勢(shì)必要上升到一個(gè)新的層次，在抗震性、穩(wěn)定性等方面全面提升。近些年來，我國建筑逐漸有向高層化發(fā)展的趨勢(shì)，隨之而來的便是功能綜合和智能管理方面對(duì)建筑行業(yè)提出的挑戰(zhàn)。因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑行業(yè)必須高度尊重用戶的使用需求和當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境特點(diǎn)，合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)體系類型，提高住戶滿意度。
2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
自古以來，人們就十分注重房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上注入了大量智慧和心血。縱觀古今中外的建筑發(fā)展歷程，其自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅僅是能滿足人們最基本的居住需求，更是作為一項(xiàng)藝術(shù)而存在。現(xiàn)代意義上的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其實(shí)就是根據(jù)對(duì)建筑施工所在地的各項(xiàng)環(huán)境進(jìn)行深入分析，明確房屋建筑的整體風(fēng)格特色，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建施工設(shè)計(jì)圖。具體來說，房屋建筑設(shè)計(jì)者要綜合考慮各截面的強(qiáng)度和高度、分析建筑可能涉及到的內(nèi)力，最終呈現(xiàn)出整個(gè)房屋建筑施工工程的整體流程，從而再去細(xì)致劃分每個(gè)施工環(huán)節(jié)中的技術(shù)要素和工程做法。
在現(xiàn)有的房屋建筑設(shè)計(jì)和施工水平條件下，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者要對(duì)現(xiàn)階段人們的居住需求做出綜合考量，整合多方面要素，可以讓這些要素滲透到設(shè)計(jì)理念當(dāng)中。
首先，房屋建筑設(shè)計(jì)要遵循耐久性和安全性原則，這應(yīng)該是房屋建筑發(fā)揮職能的最基礎(chǔ)依托，也是房屋設(shè)計(jì)工作的最本質(zhì)要求。如果說建筑的安全性是一，那么其藝術(shù)性、舒適性等性能就是零，連安全性都沒有保障的房屋建筑，即便外觀再具有藝術(shù)觀賞性也不會(huì)有用戶居住。尤其是在一些自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，設(shè)計(jì)人員必須綜合考慮到臺(tái)風(fēng)、地震、洪水等自然災(zāi)害可能引發(fā)的不良后果，慎重考慮結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建和建筑材料的選擇，盡可能地為房屋建筑的用戶提供安全保障。
其次，設(shè)計(jì)人員在開展房屋建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)工作時(shí)，既要符合國家對(duì)房屋建筑的要求使用周期，也要以長(zhǎng)期發(fā)展的目光去考慮如何降低房屋建筑的后期維護(hù)工作難度和經(jīng)濟(jì)成本，強(qiáng)化建筑的穩(wěn)固性和耐用性。
再次，建筑行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)愈加激烈，這就意味著建筑設(shè)計(jì)人員不得不把用戶對(duì)于建筑便捷性和舒適性的要求作為重點(diǎn)設(shè)計(jì)原則，在滿足用戶的快節(jié)奏生活需求的同時(shí)，提升建筑企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。而且，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)未來的房屋建筑設(shè)計(jì)走向有基本的預(yù)判能力，運(yùn)用現(xiàn)階段的各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)盡可能在房屋設(shè)計(jì)中適當(dāng)增加房屋建筑的智能化和自動(dòng)化職能，并把此作為吸引用戶目光的一項(xiàng)核心優(yōu)勢(shì)。
最后，設(shè)計(jì)人員的最終設(shè)計(jì)方案決定著建筑施工的整體走向，生態(tài)利益、經(jīng)濟(jì)利益基本都在設(shè)計(jì)人員一念之間。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該綜合考慮生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)等因素，科學(xué)合理的安排建筑的規(guī)模、高度以及建筑的具體建造位置安排。同時(shí)，建筑人員還應(yīng)該適時(shí)的考慮各項(xiàng)建筑用料的成本，對(duì)建筑施工的總成本進(jìn)行大致核算，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)實(shí)力適當(dāng)優(yōu)化建筑的設(shè)計(jì)。在材料選擇中，設(shè)計(jì)人員則可以參考現(xiàn)階段比較受建筑行業(yè)歡迎的新型環(huán)保材料，并在設(shè)計(jì)中適當(dāng)加入節(jié)能理念。如此，設(shè)計(jì)人員不僅能優(yōu)化房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為建筑企業(yè)節(jié)約一部分施工成本，還能滿足對(duì)環(huán)境的保護(hù)理念，為建筑施工企業(yè)帶來最大收益。
3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型
現(xiàn)階段房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域主要有以下幾種主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系，其分別是剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系及筒體體系。
3.1 剪力墻結(jié)構(gòu)體系
這種房屋建筑結(jié)構(gòu)體系主要是憑借其獨(dú)特的承載能力而受到設(shè)計(jì)人員的青睞。
首先，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念是借助鋼筋混凝土墻板建筑圍成相應(yīng)的框架，這種墻板的設(shè)計(jì)其實(shí)是借鑒了傳統(tǒng)房屋建筑框架結(jié)構(gòu)中的梁柱作用，但是，除卻保留了梁柱的支撐和固定作用，剪刀墻墻板的設(shè)計(jì)還創(chuàng)新和提高了墻板的抗壓能力以及對(duì)多種類型負(fù)荷的承擔(dān)能力，在控制結(jié)構(gòu)的水平力的方面占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
其次，剪刀墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下的房屋建筑既能承擔(dān)豎向的重力也不畏懼水平的拉力，整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在建筑的布置方面應(yīng)用巧思，確保了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的剛度。而且，運(yùn)用剪刀墻結(jié)構(gòu)體系實(shí)現(xiàn)整體建筑設(shè)計(jì)，更有利于設(shè)計(jì)人員去思考如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓寬空間的整體性。此外，隨著設(shè)計(jì)人員的不斷摸索，他們逐漸基于剪刀墻結(jié)構(gòu)體系在建筑房間內(nèi)設(shè)置了梁面、柱棱角等，這些隱藏的小的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)有助于設(shè)計(jì)人員在建筑整體結(jié)構(gòu)落成之后，對(duì)建筑的室內(nèi)裝修裝飾進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計(jì)。
最后，建筑的高層化發(fā)展為剪刀墻結(jié)構(gòu)體系的運(yùn)用提供了更廣闊的空間。剪刀墻結(jié)構(gòu)是一種剛性較強(qiáng)的建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系，在高層建筑的施工設(shè)計(jì)中，其結(jié)構(gòu)的延展性能夠發(fā)揮最大限度的作用。而且，在實(shí)際的建筑施工中，剪刀墻結(jié)構(gòu)體系的整體性也大幅度降低了建筑施工的難度，降低了施工過程中可能存在風(fēng)險(xiǎn)隱患的可能性。就安全性方面而言，這種結(jié)構(gòu)的剛性使房屋建筑具備免疫外來損傷的能力，在一定范圍內(nèi)，建筑基本能夠保證安全。
3.2 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系
框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系又簡(jiǎn)稱為框剪結(jié)構(gòu)，也是現(xiàn)階段房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較通用的一種結(jié)構(gòu)體系。在實(shí)際房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要分別考慮了房屋的水平荷載和豎向荷載，這兩方面的荷載分別由剪力墻和框架來承擔(dān)。具體來說，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系在房屋設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)顯著。比如說，在同樣設(shè)防烈度地區(qū)，與其他的房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相比，框剪結(jié)構(gòu)采用了抗壓能力更加優(yōu)越的剪力墻，其絕佳的抗震能力使得房屋能夠抵抗加強(qiáng)的外力破壞，這種設(shè)計(jì)理念下的建筑物結(jié)構(gòu)也要遠(yuǎn)超傳統(tǒng)建筑物的平均水準(zhǔn)。再比如說，和上述的剪力墻建筑結(jié)構(gòu)體系相比，框架剪力墻結(jié)構(gòu)克服了結(jié)構(gòu)單一的缺陷，能夠讓設(shè)計(jì)人員去更加隨心所欲地設(shè)計(jì)建筑空間，增加房屋建筑工程與施工地區(qū)的契合程度。而且，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系在水平荷載方面采取介于彎曲型和剪切型之間的側(cè)向變形，降低了房屋建筑工程施工的材料要求，同時(shí)還能使建筑的舒適度上升很大一個(gè)層次。最后，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系中剪力墻承擔(dān)了絕大部分剪力，這就意味著設(shè)計(jì)人員無需設(shè)計(jì)過大的底層框架柱截面，而施工企業(yè)則可以用更少的建筑材料去搭建更加合理的建筑結(jié)構(gòu)，在節(jié)約成本的同時(shí)提高質(zhì)量，可以一舉兩得，有助于提高建筑企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。
3.3 筒體體系
所謂筒體體系，其實(shí)是一種借助筒體進(jìn)行抵抗測(cè)力的結(jié)構(gòu)體系。在現(xiàn)階段的房屋建筑設(shè)計(jì)中，常用的筒體體系主要有實(shí)腹筒和空腹筒兩種，這兩種筒體體系均可以劃分為空間受力構(gòu)建。這種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系主要被運(yùn)用在超高層建筑的設(shè)計(jì)中，一方面，筒體體系在強(qiáng)度和剛度方面都占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，至少比起上述兩種建筑設(shè)計(jì)體系毫不遜色。另一方面，筒體體系設(shè)計(jì)中，不同構(gòu)件之間基本不會(huì)存在受力不合理的現(xiàn)象，其抗風(fēng)、抗震能力較一般的設(shè)計(jì)模式更強(qiáng)，在空間大、樓層多的建筑設(shè)計(jì)中更具優(yōu)勢(shì)。
4 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型的影響要素
4.1 水平荷載
在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須要考慮到建筑項(xiàng)目的層高。其實(shí)，建筑項(xiàng)目的層高是由多項(xiàng)參數(shù)共同決定的，比如說：房屋建筑自身重力、樓面所受荷載作用等。而且，房屋建筑設(shè)計(jì)的層高往往要同這些參數(shù)成正比例關(guān)系。此外，工作人員在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型時(shí)必須將風(fēng)荷載和地震參數(shù)考慮在內(nèi)，這就意味著設(shè)計(jì)人員必須充分分析相同高度的房屋建筑是否具有恒定的豎向荷載參數(shù)，進(jìn)而去確定房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型的細(xì)節(jié)。
4.2 軸向變形
隨著時(shí)代的發(fā)展，高層房屋建筑逐漸成為建筑行業(yè)的整體發(fā)展趨勢(shì)。而在高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型過程中，設(shè)計(jì)人員必須要認(rèn)清豎向荷載是高層房屋建筑所承受的最主要荷載，而且豎向荷載數(shù)值相對(duì)較大，那么如何才能妥善解決豎向荷載數(shù)值較大可能會(huì)引發(fā)的房屋結(jié)構(gòu)中兩部發(fā)生軸向變形的問題呢？這就需要設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型時(shí)對(duì)其予以高度重視和注意。否則，梁部的軸向變形可能會(huì)直接降低梁彎矩參數(shù)，影響房屋結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件下料長(zhǎng)度，進(jìn)而影響高層建筑的整體性能。
4.3 側(cè)向位移
側(cè)向位移也是出現(xiàn)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型中的一項(xiàng)重點(diǎn)影響因素。在高層建筑設(shè)計(jì)中，側(cè)向位移絕對(duì)是設(shè)計(jì)者要重點(diǎn)考慮的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響因素之一。在高層建筑中，隨著層高的增加，受到水平荷載作用的影響，房屋結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形參數(shù)會(huì)迅速激增，因此，設(shè)計(jì)人員在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就要對(duì)于側(cè)向位移參數(shù)突然之間的大幅度變化制定萬全之策，使其始終維持的安全范圍內(nèi)。
5 結(jié)束語
綜上所述，隨著城市現(xiàn)代化的推進(jìn)，高層建筑乃至超高層建筑的建設(shè)成為我國建筑行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系和筒體體系成為設(shè)計(jì)人員在房屋建筑施工設(shè)計(jì)中的主體結(jié)構(gòu)規(guī)劃模式，在此基礎(chǔ)上，施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)該增加對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中安全性、穩(wěn)定性以及抗震性因素的考量，以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，提高房屋建筑的整體質(zhì)量，對(duì)住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全負(fù)責(zé)，提高建筑企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
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