建筑結構設計淺探（3篇）范文

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第一篇：博物館建筑結構設計理念探究

摘要：

博物館設的計水平在某種程度上代表該時期、該地區的建筑狀況以及建筑設計水平，人類文明在現代博物館當中得到了較好地展示，現代博物館體現了當地的自然文化特征以及人文藝術特點，不僅顯示了當地的經濟發展水平，同時也表明了當下社會文明發展程度。除此之外，現代博物館還總結和展示了該地區在這一階段的建筑特色和建筑設計水平。本文主要就對現代博物館的建筑設計理念進行了探討。

關鍵詞：

現代博物館；建筑設計；設計理念

通過對現代博物館的參觀，能夠對該地區的文化藝術和歷史發展有細致的了解。近幾年我國的社會經濟取得了較大水平的發展，群眾的藝術層次也有了相應的提高，對于博物館建筑的各項要求也越來越高，在進行博物館設計時，需要考慮大眾心理對博物館文化的需求，完善傳統的博物館設計理念，利用先進的建筑設計思想，不斷探究現代博物館建筑設計的方法。

一、現代博物館建筑設計和外部環境

1.建筑和環境的融合

隨著社會的發展，建筑設計的理念在不斷完善，設計人員不斷提高自身設計水平，以包容的態度綜合考慮現代功能在環境基礎上的表達。經濟水平的提高帶動審美的層次，設計的合理性與環境的交互性越來越受到重視，在進行設計工作時需要加深對環境的認識，提高設計修養，以堅持尊重環境的原則，最大化地利用原有地形條件，以保證生態系統的整體性、協調性的宗旨展開設計工作。在討論自然環境的美學意義時，注重開展深層次的研究探討，并積極結合博物館的功能特征進行設計工作。

2.建筑設計和人文歷史條件的融合

優秀的建筑是歷史的縮影，是精神的展現。融合了人文歷史的建筑能夠體現該城市時展魅力，將該城市的各個發展階段有效地串聯起來，使參觀者體驗該城市歷史文化的變遷與發展。在進行建筑設計時應該尊重人文和歷史條件，以嚴謹的工作態度進行設計，使設計產品實現建筑和周邊人文環境的融合。為人所熟知的法蘭克福現代藝術博物館就是一個成功的案例，位于舊城中心，坐落于愛塞爾納鐵橋與和平橋之間，設計師漢斯•霍萊茵將博物館外觀與當地古樸的建筑風格相調和，借鑒當地原有的空間秩序，使得該現代藝術博物館與城市空間序列親切融合，樸素平和的外墻色彩與老街相得益彰，處理得恰到好處。該博物館的設計是對原有空間秩序、建筑表現手法的繼承和發展，是對經典的建筑的致敬之作，相當具有典型性與借鑒意義。貝聿銘設計的蘇州博物館同樣是與周邊人文環境良好融合的典范，用新穎的表現手法抽象地賦予博物館的中國古典園林的符號特征。在空間上利用中國傳統園林的空間序列與周邊忠王府、拙政園等相呼應，在建筑外形上，去繁就簡保留古典園林中常見幾何形式，以凝練新穎的手法展現蘇州博物館的蘇州特色。在入口的處理上低調而傳統，進口空間體量近似于傳統的園林入口，顏色上采用青瓦白墻，以低調的姿態融入這一片古色濃重的園林之中。建筑師在設計中，采用了“中而新、蘇而新”以及“不高不大不突出”的設計體量，實現了現代和傳統的完美結合。

3.建筑設計和自然環境相融合

現代博物館具有觀感體驗方面的特性，基于這個特點，經常將其選擇在環境優美的大自然當中，而隨著人們環保意識的增加，可持續發展的觀念不斷增強，需要建筑師在進行建筑設計時，將建筑整體和自然環境結合，尊重和保護現有自然環境。這一概念在瑞士拜爾勒博物館當中被淋漓盡致地體現出來，拜爾勒博物館基地四周環境優美，森林茂密，零星別墅古跡散落林中。建筑師在設計時將博物館設計為開放的形式，建筑形象簡潔大方逐漸融入到自然環境之中，與自然空間虛實相合，實現建筑物和環境的自然過渡，給人以平和、舒緩的感覺，帶來良好的空間體驗。而人與環境友好的交互性帶動人對自然環境的尊重與珍視，這是一個優秀的建筑空間設計值得借鑒和思考的要素。

4.提高功能現代化、人性化的重視程度

首都博物館新館是一座現代化綜合性博物館，在建筑空間上借用國內外博物館的成功經驗，在功能上采用先進的現代化設施，形成了獨具北京特色的新型現代博物館。新館是一個新型的展示場所，不僅具備展示的功能，同時是一個休憩交流的空間。新館在外形上簡潔穩重，體現了其作為歷史文化展示空間的厚重與包容的特性。建筑內部分為三棟獨立的建筑，即矩形展館，橢圓形專題展館，條形辦公樓，三者間的空間為大廳和室內竹林庭院，不僅負擔起展示的功能和文化創造的特性，還將中國特色的竹文化融入其中，將空能空間與文化特色綜合考慮創造了具備北京特色的，面向大眾的，具有時代特性的休閑娛樂空間。

二、設計工作中注重藝術因素

我們所說的建筑藝術性是指建筑的形態和空間感受所體現出的特征和觀念，一個好的建筑設計作品能夠體現其可靠的文化價值，并且能夠在一定程度上促進社會和城市的發展，而且對人們的審美觀念以及價值觀有較高的影響，通常情況下都是通過建筑的具體形態來體現建筑的文化內涵和建筑的實質意義。收藏和展覽人類文化藝術、城市發展歷程以及文化概念是博物館的基本功能之一，建筑設計人員最為看重的設計因素之一就是博物館建筑的藝術性，因此，博物館建筑一定要重視其所具有的藝術性。

1.將標志性建筑形象作為追求理念

建筑成為地標符號幾乎是所有重要建筑物的設計需求，現代博物館的設計也不例外，博物館通常都是該地區的藝術圣地，能體現該城市的文化、城市藝術和城市發展歷程，現代博物館成為該地區的地標性建筑有充分的空能和文化特性。現代博物館逐漸成為當地的標志性建筑，例如舊金山現代藝術博物館，坐落在三座摩天大樓之間，與周圍建筑相比在建筑高度上不具備顯著優勢，為突出博物館建筑的符號特征使其成為該地地標，設計者將對稱的幾何形態和紅色的磚石材料應用到該博物館設計當中，獨具風格的造型與立面特征使其成為了當地的標志性建筑。博物館中部館頂高度為36m的圓柱形斑馬紋大天窗是最為突出的特征，外部光線直接從樓頂的天窗照射到建筑底樓，為內部空間提供良好的采光。它與眾不同的外形，華麗的建筑立面，豐富嚴謹的幾何構造將舊金山的文化氣質淋漓盡致地體現出來，當仁不讓地成為舊金山標志性建筑。

2.追求雕塑感建筑造型

建筑設計具有一定的藝術屬性，在現代博物館的設計中，建筑設計師應加強自身的空間感覺和藝術審美，賦予建筑時代美感。建筑設計師時常通過雕塑感的形式特征來提高建筑的藝術造型，例如美國華盛頓國家美術館東館，它主要是以一個等腰三角形和一個直角三角形構成簡單形體，西立面被切割成巨大的H形，使之能夠和西側的國家美術館老館相互呼應。該老館是一個具有對稱布局、嚴謹有序的新古典風格的建筑。貝聿銘在設計新館時，使之具有一條和老館重合的軸線以及對稱的西立面，并且所使用的飾面材料與老館保持一致，使之能夠和老館相互協調。與此同時，用富有雕塑感的幾何形態突出新館的點逮住建筑風格，從而獲得強烈的建筑藝術效果，因而，該建筑也被譽為現代主義建筑“成就的最高峰”。

三、結語

綜上所述，現代博物館的建筑設計理念直接關系著該地區現代博物館設計水平的高低。因此，建筑設計人員應該對現代博物館的建筑設計理念進行分析和探討，提高自身的建筑設計理論水平，進而提高博物館整體設計層次，使博物館能夠更好地體現所在位置的文化氣息和文化氛圍，推動現代博物館建筑的發展。

參考文獻：

[1]唐望松，毛振海，花競科.創意——現代博物館建筑設計的靈魂[J].安徽建筑，2009(3)：25-27.

作者:陰春燕 單位:泰安市建筑設計院有限責任公司

第二篇：建筑結構優化設計新方法探討

摘要:

對于一座建筑的整體結構設計優化而言，建筑結構的概念設計是十分重要的。運用概念設計的方法，能夠提高建筑工程的安全性及穩定性，將各種外力所可能帶來的破壞效果降至最低。本篇文章將對建筑結構設計優化的方法進行探析。

關鍵詞:

建筑結構；結構設計；優化方法

建筑結構設計優化是一個復雜而系統的環節，通常被納入綜合決策的部分。在實際優化環節，設計師既要考慮建筑的實用性和安全性，又要考慮其經濟性。建筑概念設計解決了這些不穩定因素，提高了建筑的整體價值。對可能引起建筑結構遭到破壞的的諸多因素進行研究，發現地震這一因素最難以控制，因為地震發生時，將會給建筑施加一個極大的作用力，同時地震又是難以準確預測的，所以，在優化建筑結構設計的時候，應該施加多種方法以達到提高建筑結構抗震的能力。在進行建筑整體結構設計的過程中，應注意運用上述的優化方法。

1建筑結構設計優化的意義

如果設計方案中有不利于建筑結構抗震的因素，則對其進行調整，無法調整時，則應放棄該方案。在建筑結構設計優化的幫助下，建筑在整體剛度方面應該達到均勻、對稱的效果，如此一來，便有效保證了建筑結構在地震作用下的安全性。此外，在實際設計環節還應綜合其他優化方式的應用，以提高建筑的抗震能力，如延性設計(延性設計能夠很好地保護地震中的建筑免受脆性破壞)和多道設防的設計方法(多道設防是指當發生劇烈地震時，“犧牲”部分次要結構去吸收地震能量，以降低地震對建筑主體結構的破壞效果)。

1．1能夠降低建筑總造價

由于在建筑工程結構優化設計的過程中，按照現階段的社會建筑行業發展趨勢進行分析，高層住宅與高層建筑在進行施工的過程中，建筑結構的層數越多，其建筑總面積也會逐步增加，與此同時，單位建筑面積占用的土地面積也會進一步的減小，為了在這樣的前提下進行用地的節省，在建筑結構設計方面就會采取將建筑房頂進行進一步的設計規劃，以保證該項工程的成本下降。

1．2提高建筑結構經濟性

在建筑結構設計的過程中，由于需要凸顯出該建筑的經濟效果，建筑墻體面積與柱體面積會按照建筑物自身的層高進行荷載的增加，水衛、電氣的管線也會加長;相反降低層高，可節省。同時隨著建筑總高度的減小，建筑之間的距離也會減小，節約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時，它的外墻周長也會變化，當選擇圓形或是越接近于方形時，外墻周長系數就越小，基礎、外墻砌體、內外表面裝修都隨之減少，同時其受力也會提高，增強了建筑的經濟性能。與傳統的結構設計相比，采用結構設計優化方法可以使建筑工程造價降低6%－34%。

2建筑結構優化設計的具體步驟

對于建筑結構優化設計的具體步驟來說，可以分成以下幾方面進行分析。

2．1房屋結構設計的目標函數選擇

在建筑工程設計人員對建筑工程進行設計的過程中，首先應該按照建筑結構的目標函數進行進一步的規劃與完善，采取相關的合理方法對建筑所能達到的安全標準內容進行面積參數的審核與確定，將這些條件進行明確的前提下，在按照建筑工程的材料情況進行進一步的計算與規劃，保證最終的計算過程能夠符合相關的建筑結構優化設計要求。設計人員在對其進行建筑結構優化設計的過程中，應該將建筑工程工程造價模式進行進一步的分析與選擇，盡可能的將最低的設計優化內容進行部署，以這種方式實現建筑結構工程總造價的降低目標。

2．2建筑結構設計的變量選擇

在建筑工程設計階段，針對變量的選擇也是十分關鍵的一項內容，設計人員在對目標函數進行選擇之后，應該按照建筑工程自身的結構形式進行變量的選擇，這種變量的選擇就是將設計人員對可能影響建筑結構設計的因素進行控制與分析的過程，在該過程中，選擇因素中影響比較大的一項變量，并對其進行控制與計算，以這種方式將建筑結構的優化過程得以全面性的展現。

2．3建筑結構的設計約束條件選擇

針對建筑工程結構的設計約束條件選擇內容來說，該項內容就是指在建筑工程施工階段所出現的實踐工作問題，通過在建筑結構可靠性的優化與創新過程中對建筑進行定量與約束內容的判斷，讓相關的約束條件能夠全面符合與建筑結構的施工標準內容中，以保證實現優化的房屋建筑結構設計整體要求。比如，在建筑工程設計人員在進行設計的過程中，對于建筑的應力、建筑的尺寸大小以及建筑結構的強度都應該進行約束條件的審定，以此才能正確的判定建筑結構的實際施工狀況，將設計的優化內容得以最大程度的展現與落實。

3建筑結構設計優化與創新的具體措施

對于建筑結構設計優化與創新的具體措施來說，可以分成以下幾方面進行分析。

3．1采用外形優化的措施

在建筑工程施工階段，將建筑結構進行優化是我國現階段建筑行業發展十分關鍵的一項研究內容，我國的建筑行業結構設計需要相對應的優化與創新內容，設計人員在對建筑物進行優化設計的過程中，應該將實踐的工作經驗進行進一步的滲透，比如采用外形優化的模式，在建筑物原有的建筑截面上進行優化方法的融合，對建筑結構的框架類型與內部結構進行分析與調整，進一步提升建筑結構的設計創新能力。

3．2采用截面優化的措施

由于建筑結構應該具備建筑整體可靠性與安全性的雙重標準，設計人員在對建筑物的截面情況進行處理的過程中，應該將安全與可靠的要求進行進一步的展現，以此來提升建筑物截面整體的美觀性與穩定性，使得建筑物能夠在結構優化的基礎上還展現出自身的美觀特性。

3．3采用拓撲優化的措施

按照現階段我國建筑行業結構優化設計中出現的問題來說，設計人員可以采用拓撲優化的模式對現階段存在的問題進行優化升級，利用建筑結構的剛度以及理想分布狀況對建筑的整體結構質量進行進一步的提升。設計人員在對建筑進行優化設計的過程中，應該將建筑結構的剛度以及其他屬性進行進一步的分析，以保證最終的結構優化方案能夠為建筑的整體性完善做出必要的保證，更好的提升建筑結構的經濟效益以及美觀要求。

4結語

總之，結構優化設計是在堅持可持續發展觀、充分利用有限資源的基礎上提出的，是符合社會發展需要的有力舉措。本文對建筑結構空間利用率的優化進行了分析，對建筑結構優化的理念進行了簡單闡釋，希望能對類似工程建設提供一些幫助。

參考文獻：

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［3］吳學紅．建筑結構加固方案的模糊優化設計及其應用研究［D］．西安建筑科技大學，2003．

［4］殷俊．建筑結構優化設計在工程項目中的運用［A］．《建筑科技與管理》組委會．2015年11月建筑科技與管理學術交流會論文集［C］．《建筑科技與管理》組委會，2015∶3．

［5］楊建．談建筑結構的優化設計［A］．百川利康(北京)國際醫學研究院．2015年建筑科技與經濟學術論文集［C］．百川利康(北京)國際醫學研究院，2015∶3．

作者:張義 單位:江西同濟設計集團股份有限公司

第三篇：高層建筑結構設計的問題及對策

摘要:

社會經濟水平的進一步提升，城市化進程的快速推進，使得一棟棟高層建筑在城市拔地而起，日漸形成一道道亮麗的城市風景線。高層建筑和一般建筑相比較而言，其施工難度相對更大，施工過程也較為復雜。為確保高層建筑項目的順利開展，需在設計階段就全面考慮到施工過程中可能遇到的各種問題。尤其是在結構設計方面，更是應該重點把關。因此文章就高層建筑結構設計方面的問題及對策展開相關探討

關鍵詞:

高層建筑；結構設計；問題；對策

1高層建筑結構設計的必要性

高層建筑工程整體結構相對較為復雜，施工難度也較大，因此整個結構設計是便成為了整個工程項目的靈魂之處。科學合理的結構設計，能夠切實提升建筑使用功能和抗震性能等方面。總體而言，高層建筑結構設計直接關系到高層建筑結構的安全性、穩定性，必須予以高度重視。

2高層建筑結構設計中存在的主要問題

(1)高層建筑的基礎埋深問題。在實際設計中，高層的基礎埋深常常容易被忽視。雖然在《高規》已經明確規定了埋置深度的取值可以為房屋高度的1/15～1/18，但是在這個寸土寸金的時代，大多數建筑地下部分均為大型的地下車庫或者地下商場，那么這對整個建筑的抗傾覆和滑移來說是很不利的。這種情況一般會采用大底盤多塔結構進行計算，主樓與裙樓在地下部分連為整體，通過后澆帶來解決兩者之間的沉降差異及溫度應力的變化，同時可以將地下車庫的剛度折算為覆土厚土，然后再計算埋置深度來滿足高規的要求。

(2)高層建筑的嵌固端問題。在高層建筑結構設計中，如將嵌固端位置確定在地下室頂板時，則應該滿足《高規》中第12.2.1條規定，那么地下一層的抗震等級與上部結構相同，地下一層以下抗震構造措施的抗震等級可逐層降低一級，但不應低于四級。而在抗震高烈度區高層建筑中剪力墻布置較多，地下一層與首層的側向剛度比一般很難小于2，那么嵌固端就應該選擇在基礎頂部，隨之剪力墻的約束邊緣構件也應延續到基礎頂部，地下部分的抗震等級也應與上部結構相同。

(3)超高問題。超高問題的出現主要是受到經濟利益的驅使，部分建設單位為了謀取經濟利益，無視相關設計規范以及文件制度，人為的增加高層建筑的高度。這種做法，不僅違反了高層建筑結構的設計規范，還不利于高層建筑的穩定性和抗震性能，進而導致高層建筑在自然災害發生時，出現倒塌或者斷裂等安全事故。

(4)雙連梁處理連梁超筋問題的合理性。對于剪力墻結構而言，連梁超筋的現象比較普遍，通常的做法是:在連梁梁截面高度中央位置設置100mm寬度的水平縫，進而使之產生兩個半高度的連梁。這種做法主要運用的是連梁計算截面的簡單等效替換。然而截面的選擇和計算假定會存在一定誤差，使得實際連梁和等效連梁在計算模型方面存在一定差異。若高層建筑位置高烈度區或者是地震災害較為嚴重的區域，使得連梁的強剪弱彎難以確保，進而導致連梁在地震作用下失效。嚴重情況下還可能導致剪力墻或者是整個結構體系遭受破壞。因此并非所有情況下均適用于雙連梁處理方式，需要具體問題具體分析。

(5)短肢剪力墻設置問題。短肢剪力墻主要指的是墻肢的截面高度和厚度比為5－8的墻。在高層建筑結構設計中盡量避免短肢剪力墻的設置，若由于使用功能要求限制必須設置時，則應滿足《高規》中7.2.2條規定。此外，若將短肢剪力墻設置在較短的墻肢上，由于受到異形柱以及墻肢受力性能等方面的影響，可能導致截面的抗扭性能不佳。

(6)剪力墻的截面厚度問題。在普通高層住宅中墻厚一般設計為200mm厚，如建筑底部設有商業功能，層高會比較高，則應適當加厚墻厚，以滿足墻體穩定、剪力墻受剪截面限制條件、正截面受壓承載力要求及軸壓比限制的要求。此外，200mm厚的墻體如支撐平面外的梁時，那么梁縱筋在端部就不能滿足0.4LaE的水平錨固長度，那么在設計中應將梁端設計為鉸接，以減小該處梁縱筋的截面，如還不滿足要求的話可將梁的上部縱筋伸入另一側樓板中以滿足水平錨固長度。

3高層建筑結構設計問題的應對策略

(1)注重結構設計中的性能設計。在高層建筑結構設計工作中，結構性能設計是其中最為常見的一個問題。可以說，高層建筑結構抗震設計的精髓就是性能設計。目前城市化建設速度逐步加快，大量的人口涌入到城市中，若在高層建筑結構設計時，僅僅考慮保護生命安全這一單一目標，顯然是不夠全面的。我們更應該去重點考慮如何確保建筑物免遭地震破壞，確保地震發生時建筑物的功能得以正常實現。要真正達到這個目標，需要綜合考慮不同地震水準條件構件的變形、承載能力以及局部構造。若單一的提升承載能力，能夠切實提升構件的安全性能，然而卻不一定能夠保障滿足變形的基本要求。因此要想實現性能設計，提升結構的承載能力，促使結構在進入塑性工作階段相對延遲，同時提升剛度以便于降低變形。只要找到結構構件的承載力和變形能力間的平衡點，便可以實現結構的性能設計。

(2)選擇科學合理的結構設計方案。合理選擇結構類型是高層建筑結構設計中的重要內容之一。為確保結構方案能夠科學合理，需要綜合多方面因素。第一，結構選型首先必須能夠滿足建筑物的基本功能。諸如為了實現較好的視覺或者傳音效果，則結構方案中需要舍棄一部分豎向支撐構件，換做大跨度結構。第二，針對部分建筑造型較為復雜的，且平面和立面不規則的建筑物。在進行結構設計的時候，還應該適當設置防震縫，從而促使其能夠形成規則的結構單元。第三，還應該結合建筑物所在的區域進行綜合考慮，諸如施工區域的地下水狀況、地質土層、周邊已建建筑物、工程造價等多方面因素，才能夠最終得出經濟合理的結構方案。

(3)結構的包絡設計方法。目前，針對工程結構設計中的一些難題，可以采用包絡設計方法來予以解決。對于不同的工程條件，可以選用不同的包絡設計原則，也可以選取對于結構整體的包絡設計。諸如針對少量剪力墻結構的框架結構，可以將框架依據框架與剪力墻協同工作和純框架結構來分別進行計算。也可以針對重要部位開展包絡設計，諸如針對轉換結構的轉換層、連體結構的連接體等。此外，針對結構構件的包絡設計，可依據構件的具體受力狀況，對構件選用補充分析驗算，最后選取不利值包絡設計。

(4)使用計算簡圖。高層建筑結構設計的重要依據就是在設計過程中所運用的計算方法。諸如構件尺寸的計算、配筋率的計算等，這些計算都直接涉及到計算簡圖的選擇和使用。所以要求所選擇的計算簡圖或者是具體的計算模型，一定要最為接近實際狀況。然而由于高層建筑結構設計較為復雜，位計算簡圖的選擇增加了難度。因此具體選用計算簡圖時，需要綜合考慮各種影響到高層建筑結構的因素，從而確保最終的計算簡圖選用最為接近實際，從而得出更為精準的計算結果。

4結語

總之，伴隨著經濟水平的不斷提升以及城市化進程的逐步加快，高層建筑日漸成為了城市建筑中的重要組成部分。由于高層建筑對于穩定性、安全性方面有著更為嚴格的要求，使得對其進行結構設計的難度也相對較大。目前在進行高層建筑結構設計中還存在一些問題，要求設計人員切實結合實際狀況，嚴格遵循相關設計規范標準和法律法規，科學選取結構設計方案，優化性能設計，合理運用包絡設計，選用合理的計算簡圖以及設計方法，從而切實提升高層建筑結構設計的質量水平，最終確保整個高層建筑的安全性、穩定性，真正為民眾打造一個安全放心的居住環境。

參考文獻：

［1］高層建筑混凝土結構技術規程《JGJ3－2010》(文中簡稱《高規》)

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［3］陳波．高層建筑結構設計的問題及對策探討［J］．建材與裝飾，2015(49):115－116．

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［5］潘力，劉道富．高層建筑結構設計中應注意的幾個問題［A］．《建筑科技與管理》組委會．2014年6月建筑科技與管理學術交流會論文集［C］．《建筑科技與管理》組委會:，2014∶2．

作者:王瑋 單位:山西中創建筑設計有限公司