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建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的親密關(guān)系
在建筑設(shè)計(jì)中,少數(shù)建筑師總是把結(jié)構(gòu)放在從屬地位,并要求結(jié)構(gòu)必須服從建筑,一切以建筑隊(duì)為先導(dǎo),這一觀念分割了科學(xué)的完整性,忽略了基本的力學(xué)規(guī)律,片面地追求建筑與技術(shù)與建筑藝術(shù)的結(jié)合和最大滿足使用功能的要求,這樣往往給某些建筑工程質(zhì)量帶來了質(zhì)量隱患和不安全因素。
任何一個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案,都會(huì)對具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響,而有限的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)水平又制約著建筑設(shè)計(jì)層次。因此,在做建筑設(shè)計(jì)的過程中,建筑師應(yīng)具備有一定的結(jié)構(gòu)方面基礎(chǔ),能與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適當(dāng)結(jié)合,相互調(diào)協(xié),使二者相統(tǒng)一,才能創(chuàng)作出真正優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)作品。
然而,許多建筑設(shè)計(jì)師,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)作的美觀、新穎、標(biāo)新立異,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)作的最大自由度,然而這樣的建筑設(shè)計(jì)將會(huì)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來很大的困難,作為建筑物本身必須承受起巨大的自重荷載和活載、水平風(fēng)力、地震力、扭矩力等。如果建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)和豎向設(shè)計(jì)構(gòu)思時(shí),不依據(jù)基本的結(jié)構(gòu)技術(shù)原理和有關(guān)結(jié)構(gòu)的受力特征,不征詢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的意見,往往會(huì)使結(jié)構(gòu)工程師不能有效地選擇合理的結(jié)構(gòu)體系,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定等問題。比如將建筑物截面設(shè)計(jì)成為三角形,其抗彎矩力和抗側(cè)能力比圓形截面、矩形、多邊形截面要小得多。再者,有一些建筑師缺乏對結(jié)構(gòu)力學(xué)方面的基本常識,在設(shè)計(jì)過程中,往往忽視力學(xué)的基本規(guī)律。如:在需抗震設(shè)防的地區(qū),高層電梯設(shè)置在大樓的某一側(cè),沒有和整個(gè)建筑物的剛度中心重合。由于電梯筒的剛度很大,這樣則使得剛度中心與荷載中心不能盡可能接近,即造成結(jié)構(gòu)偏正,這樣就會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),產(chǎn)生破壞。若電梯井筒置于樓板的剛度和整體性,而且樓板的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)將受到約束,而后樓板豎向剛度較弱,將會(huì)產(chǎn)生豎向彎形,并產(chǎn)生裂縫或局部破壞。
可見,建筑與結(jié)構(gòu)兩者之間有著最密切關(guān)系的,特別是否在高層建筑設(shè)計(jì)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)體系的迭型和結(jié)構(gòu)布置要考慮最有利于抗震和抗風(fēng)的要求。同時(shí),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(jì)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。二者還應(yīng)不斷地相互配合,彼此滲透,這樣才能設(shè)計(jì)出真正滿意的建筑。
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