目前，我國的城市化建築當中，透過對建築的合理設計，合理選材，達到建築結構設計環保節能的目的。下面是小編整理的科學理念在建築結構設計的應用的學術論文範文，歡迎大家閱讀。
科學理念在建築結構設計的應用
【摘要】隨着科學技術的不斷髮展，建築規模越來越大,形式多樣化的同時結構設計也越做越複雜,建築結構設計也逐漸工程設計的關鍵所在。不同於其它的專業設計，建築結構的設計理念和質量直接影響着工程週期、節能環保、成本節約。可以說是一個工程中重要的靈魂。本文就從建築結構設計的基本內容和原則出發，探討科學理念在建築結構設計時的應用。
【關鍵詞】科學理念;建築結構;應用
1 引言
建築結構設計是一個綜合反覆的過程，任何失誤、遺漏都會使建築結構設計效果不理想，甚至會直接影響到設計過程以及施工過程。爲了防止建築結構設計過程中出現不穩定因素，在建築結構設計過程中，設計人員應當從消費者較高使用需求以及建築美的視角出發，採用科學的原理深入探析設計方案，樹立系統的前沿理念，努力提高建築結構的使用價值，完善建築結構的多樣化功能，最大限度地追求設計應用的整體效益，大幅度增強設計應用的實效性。
2 建築結構設計的基本內容及其原則
建築結構設計包括許多內容，通常有結構設計、建築設計、暖氣通風設計、電氣設計和給排水設計等。在建築結構設計過程中，每一個部分都要滿足功能性、環保性、美觀性以及經濟性的要求。由於建築結構設計影響到建築的綜合水平，爲了確保科學的建築結構，必須要透過認真計算，計算出結構構件承載能力的極限狀態和並對正常使用極限狀態進行驗算。另一方面，當多種作用效應同時發生在結構上時，應透過結構分析分別求出每一種作用下的效應，考慮其有可能產生的最不利組合。最後，在抗震性方面，建築結構的設計必須因地制宜，依據其所在地區的地質地形，對於相對應的抗震標準，進行不同的計算與設計。下面就規則性原則作簡要的分析。
2.1結構的規則性
建築設計應符合抗震概念設計的要求，不應採用嚴重不規則的設計方案。嚴重不規則的結構體系，不僅會導致建築難以具備必要的承載能力、變形能力和剛度，而且由於部分結構或構件的破壞會使整個結構喪失承受風荷載、重力荷載和地震作用的能力。結構的豎向和水平佈置應當具有合理的承載力分佈和剛度，避免因局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位。面對這種情況，要對可能出現問題的薄弱部位，採取有效的措施予以加強。建築的結構體系宜具有多道抗震防線。
2.2 規則結構的主要特徵
規則結構通常是指建築體型(平面和立面)規則，結構對稱並具有較好的抗扭剛度且平面分佈均勻。結構豎向佈置均勻，結構的剛度、質量和承載力分佈均勻，沒有突變。建築的立面和豎向剖面宜規則，結構的側向剛度宜均勻變化，豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免抗側力結構出現側向剛度和承載力突變的情況;建築及其抗側力結構的平面佈置宜對稱、規則，並且具有良好的整體性。
2.3 規則平面佈置需滿足的要求
結構平面佈置必須考慮到抵抗水平和豎向荷載的問題，應滿足受力明確、均勻對稱、傳力直接、減少扭轉的條件。在地震作用下，建築平面應力求簡單規則，而風力作用下則可適當放寬。抗震設防的'建築，平面形狀宜簡單、對稱、規則，以減少震害。在建築的獨立結構單元內，應當使結構平面形狀簡單規則，承載力和剛度分佈均勻。不應採用嚴重不規則的平面佈置，減少偏心。
3 建築結構設計的科學理念
從我國建築結構設計的內容和基本原則，可以清晰的看出我國對於建築業的要求。但是就目前情況來說，過多的建築商一味追求經濟效益，忽視社會效益，追求速度，忽視質量，在我國的建築行業發展現狀和發展水平與國際水平還有一定的差距的基礎上。更加不利於建築業的健康發展。在建築結構設計過程中，應當堅持的科學理念，以助建築業長足發展。
3.1合理地選用結構設計方案
建築結構設計的主要影響因素包括：建築物結構各個部件間的關聯性、結構設計穩定性等因素，對於上述這些影響因素，建築設計者應當進行充分地分析與考慮，並且對這些影響因素進行綜合性的研究與分析，對其中的一些有利因素則應該進行加工和創新，以有效加強各個構件間的協調性與靈活性，而對其中的一些不利因素，相關設計者則應該對其進行有效地修正與改進，以確保這些因素對於建築結構的設計可以起到促進作用。
3.2 在設計建築結構時要注意剛柔有度
建築物的剛性是指建築結構設計要考慮到建築物本身以及其內部所要承受的各方面力的荷載作用，只有具備一定的剛性才能支撐整個建築的正常使用。然而如果建築結構太剛，則相應的變形能力就會降低，難以抵禦較大的破壞力，一旦出現大面積坍塌，則會造成重大損失;如果建築結構沒計過柔，穩定性又會降低，一旦遭遇較大的變形，則會使得整個建築物軟體傾覆。由此就需要設計人員在建築結構設計的過程中，能夠準備把握工程的設計力度，確保建築結構設計的合理性。
3.3 人性化設計
住宅作爲一種共同需要的商品，應該充分滿足住宅居住者對住宅的生理和心理需要，同時需要保證居住者的安全、舒適和健康。所以對於建築結構的設計者，在充分考慮建築使用者上述需要的基礎上，調整設計思路，從全局出發，設計出符合建築使用者的人性化需求的產品。對於具體的建築結構設計來說，住宅的整體環境就是一種宏觀考慮，除了空間和環境品質的物質形態，還是以人及存在的環境的關係爲中心的一種環境，它包括自然環境、社會生態環境、人文歷史環境等。整合居住區生活方式場所，使其更適於人居住和發展。從內部來說，建築結構設計的室內環境，就要求將人的生活習慣、健康舒適、建築風格等都考慮在內，尤其是在無障礙設計方面，如住宅出入口設定無障礙坡道，注意扶手高度;公共走道滿足無障礙設計的要求等等。人性化理念融入每一個細節是我國建築業綜合水平提升的理念之一。
3.4技術和人才的共同進步
雖然在建築結構的設計中採用了CAD技術，但在結構施工圖中還是會出現很多概念性的錯誤以及計算錯誤，其中有些錯誤甚至會導致嚴重的後果。這些錯誤產生的原因是由於部分結構設計人員雖然具備了一些初級建築結構設計軟件的使用能力，但未受過系統的專業知識教育，從而導致缺乏整體結構認知概念。對軟件技術設定條件認識不清或過分相信計算機分析結果從而導致計算出錯。建築結構設計時，我們應當認真考慮從模型簡化、荷載彙總、結構計算到施工圖繪製的每一環節，保證簡化的計算模型與工程實際相符，這需要使用軟件的人熟悉設計軟件的適用條件及技術條件，正確的運用PKPM 軟件，保證計算結果準確。但是軟件技術發展再完善，也只是輔助設計程序，需要設計人員對軟件偏好設定有成熟的理解。不斷提高自己運用結構的素養和技巧，在創新的同時，瞭解並學習先進的建築技術，將先進的技術應用於現有建築。
3.5節能環保
透過對建築的合理設計，合理選材，達到建築結構設計環保節能的目的。可以透過設計手段，把室內自然溫度控制在人體舒適的溫度範圍之內。例如合理使用太陽能、地熱、風能等以及各種建材與節水節電設備等。在降低建築物的執行能耗，提高用能效率的同時爲居住者提供舒適、環保的居住空間。應當加大開發和使用可再生能源以及新能源的力度，因爲節能環保與先進的技術密不可分。所以學習先進技術和創新是一項重要任務。而建築結構設計時的因地制宜就是指充分利用當地的地理條件，少動土方，將原有的地理形勢與設計結合起來，最大程度地利用原有的地形地貌。
3.6 合理利用當地自然資源
例如將園林植物、湖水等自然景觀與建築風格相融合。達到既降低了成本，又體現出自然舒適、親近大自然的目的。因地制宜的另一體現，就是將當地歷史文化、地域特色、傳統習俗等人文軟資源融合到建築結構設計中去。建築之美並不是千篇一律的，應當是有特色的。真正好的建築是可以代表一個地域，讓人眼前一亮，看到就可以聯想到特定的地域。這些特色是從當地建築文化內涵中來的。只有吸取合理的建築思想，纔可以創造出具有時代精神、民族傳統和地方特色的建築結構設計風格，纔可以將自然環境與設計完美融合，達到人與自然的和諧相處的境界。
4 結束語
目前，我國的城市化建築當中，高層建築的比例越來越大。對建築使用功能的要求也越來越嚴格，隨着越來越複雜的建築類型與功能的出現，建築高度的不斷增加，高層建築數量的日漸加大，建築結構體系的多樣化，建築結構設計的應用也越來越受到重視。只有全面瞭解建築結構體系及其結構設計的特點原則，將先進的科學理念融入設計之中，纔可以使設計應用達到技術先進、經濟合理、安全適用的目的。
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