建筑結構選型研究

趙思遠

【摘 ?要】建筑結構選型的研究既有助于優化建筑結構設計質量，更多的滿足多樣化的建筑需求，又有助于提高城市發展效率。建筑物施工單位的技術水平、建筑原料性能、建筑物的建筑功能、建筑物結構合理性以及項目預算等因素都會影響到建筑結構選型，可以看出建筑結構選型是一門綜合性研究學科，并不是孤立的力學分析或是造價控制。

【關鍵詞】建筑結構選型;意義;影響因素;研究

前言

高層建筑是為了滿足日益緊張的城市建設用地而出現的建筑結構形式，它的出現大大緩解了城市建設用地，更大程度的利用了空間，如今在城市化建設中的比例進一步擴大。相對多層建筑而言，高層建筑結構設計所占的地位要重要得多，這是由于高層結構形式的選擇將直接關系到建筑物的平面、立面、層高、設備安裝、施工技術以及工程造價等多方面因素。不當的結構形式不僅會影響使用功能和造價，嚴重的還會影響其抗震性能，危害建筑物安全。

1 建筑結構選型的意義

1.1 高層建筑與城市社會發展的關系密切

我國經濟飛速發展，城市的規模也不斷擴展擴張，城市的人口急劇增加的同時也消耗的大量的資源，城市的各種自然資源變得珍貴，尤其是土地資源的利用率被迫得到進一步提升，高層建筑能夠極大的提高土地利用率，同時也節省了更多的城市空間，但是高層建筑的安全性能至關重要，對施工技術的要求也極高，尤其是結構選型更是直接關系到高層建筑的使用性能和施工成本，因此高度重要。城市高層建筑選型恰當的話能夠在充分滿足居住安全和居住舒適的前提下降低資源消耗、提高建筑美學，有助于提升城市的居住品質和規劃質量，因此高層建筑的結構選型需要考慮諸多因素，同時也與城市的發展密切相關。

1.2 高層建筑結構復雜性提高

隨著施工技術的發展，高層建筑的更多設計理念也得以充分展現在人們面前，現代的高層建筑開始向著縱向與橫向的空間充分的發展，更大的空間需要更復雜的設計和更多因素的充分考慮才能夠滿足建筑物的設計要求，才能夠保障建筑物的安全和使用功能，在此基礎上如果需要實現更多元化的設計目標，則需要考慮更多額外的因素，因此高層建筑物規模的增長使得高層建筑物結構負載型日益提高，同時也提高了建筑物選型的難度。高層建筑物結構復雜性提高的表現主要有三個方面，第一是建筑物功能的需求不斷復雜多樣化，這就導致在空間分布上產生了更多的矛盾和技術需求，這使得建筑物結構形式的設計要求不斷提高。

2 影響建筑結構選型的因素

2.1 施工單位技術水平

建筑施工的生產技術水平及生產手段對建筑結構型式有很大影響。正是大型起重機械及各種建筑機械例如混凝土泵，相繼問世才使高層建筑的各種結構型式成為現實，施工水平對建筑結構型式的影響。施工技術條件不具備或選用的結構方案不適應現有施工技術能力，將給工程建設帶來困難。例如選擇裝配式框架結構方案時需要認真考慮施工單位焊工技術力量，否則將給工程質量帶來嚴重影響。如果決策人員在結構選型時考慮不周也將會給施工單位帶來不必要的困難。因此選型時有關設計人員應多與施工單位人員溝通，共同磋商解決選型中出現的矛盾。

2.2 新型材料

隨著建筑業的發展，建筑業內部開始出現行業細分現象，建筑材料學就是細分行業的成果，當前針對建筑材料的研究已經形成了規?；l展，大量的高強度、輕材質的建筑原料問世，并廣泛的應用于各種建筑設計與施工中，我國高層就愛你豬大多為鋼筋砼體系，因此對鋼筋和混凝土依賴性高，總體的質量偏重，因此迫切需要上述新型材料的引入來優化結構體系。

減輕建筑物自重給整個高層建筑帶來的效益有：（1）有利于減小結構截面節約建筑材料尤其對于高層建筑下部樓層的柱子影響更大。（2）有利于減小基礎投資據統計在軟土地基地區基礎的造價約占土建總投資的25%左右在上海市約占20%～30%有的甚至達到35%。所以減輕高層建筑自重對減少軟土地基地區高層建筑基礎投資有重大意義。

2.3 建筑物的功能

建筑物的功能要求是建筑設計中應考慮的首要因素，任何建筑物都具有對客觀空間環境要求這一特性，根據這些要求可大體確定建筑物的尺度、規模與相互關系。在結構選型時應使所選擇的結構形式剖面與建筑物使用空間相適應，盡可能降低結構構件的高度，才能提高空間的使用效率、節省維護結構的初始投資費用、減少照明采暖空調負荷、節省維護費用從而降低建筑物全壽命期費用。其次通過對結構體系裸露和藝術加工，將結構形式與建筑的空間藝術形象融合為一體來表現建筑美。直接將結構的自然形體進行恰如其分的藝術加工而又不做任何多余的裝飾，使結構形式與建筑空間藝術形象高度地融合起來。

2.4 項目成本

衡量結構方案的經濟性的手段是進行綜合經濟分析。所謂綜合經濟分析就是要全面考察影響經濟效益的各要素，從整體的和長遠的角度，系統地考慮結構方案的經濟性：第一，不但要考慮某個結構方案付諸實施時的一次投資費用，還要考慮其全壽命期費用;第二，除了以貨幣指標核算結構的建造成本外，還要從節省材料消耗和節約勞動力等各項指標來衡量，此外，從可持續發展的角度來考慮，還要特別考慮資源的節約;第三，某些生產性建筑若能早日投產交付使用，可以較快地回收投資資金，更能得到較好的經濟效益。因此在結構方案比較時還應綜合考慮一次性開發初始投資和建設速度之間的關系。

結語

建筑行業的快速發展帶動了整個社會的進步與發展，但是建筑行業屬于高能耗行業，對資源的消耗嚴重，因此需要在確保施工目的的同時控制施工資源消耗，建筑工程耗材主要用于結構工程的施工，因此建筑結構選型對建筑結構的功能實現、穩定性、項目能耗等方面影響重大。建筑結構選型的優化對項目本身和行業發展都具有積極作用，因此應深入探索建筑結構選型的影響因素以及優化方式，從而推動建筑結構選型領域的進步，進而提高建筑業的市場競爭力、降低建筑業的能耗。

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