建筑结构设计浅探（3篇）范文

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第一篇：博物馆建筑结构设计理念探究

摘要：

博物馆设的计水平在某种程度上代表该时期、该地区的建筑状况以及建筑设计水平，人类文明在现代博物馆当中得到了较好地展示，现代博物馆体现了当地的自然文化特征以及人文艺术特点，不仅显示了当地的经济发展水平，同时也表明了当下社会文明发展程度。除此之外，现代博物馆还总结和展示了该地区在这一阶段的建筑特色和建筑设计水平。本文主要就对现代博物馆的建筑设计理念进行了探讨。

关键词：

现代博物馆；建筑设计；设计理念

通过对现代博物馆的参观，能够对该地区的文化艺术和历史发展有细致的了解。近几年我国的社会经济取得了较大水平的发展，群众的艺术层次也有了相应的提高，对于博物馆建筑的各项要求也越来越高，在进行博物馆设计时，需要考虑大众心理对博物馆文化的需求，完善传统的博物馆设计理念，利用先进的建筑设计思想，不断探究现代博物馆建筑设计的方法。

一、现代博物馆建筑设计和外部环境

1.建筑和环境的融合

随着社会的发展，建筑设计的理念在不断完善，设计人员不断提高自身设计水平，以包容的态度综合考虑现代功能在环境基础上的表达。经济水平的提高带动审美的层次，设计的合理性与环境的交互性越来越受到重视，在进行设计工作时需要加深对环境的认识，提高设计修养，以坚持尊重环境的原则，最大化地利用原有地形条件，以保证生态系统的整体性、协调性的宗旨展开设计工作。在讨论自然环境的美学意义时，注重开展深层次的研究探讨，并积极结合博物馆的功能特征进行设计工作。

2.建筑设计和人文历史条件的融合

优秀的建筑是历史的缩影，是精神的展现。融合了人文历史的建筑能够体现该城市时展魅力，将该城市的各个发展阶段有效地串联起来，使参观者体验该城市历史文化的变迁与发展。在进行建筑设计时应该尊重人文和历史条件，以严谨的工作态度进行设计，使设计产品实现建筑和周边人文环境的融合。为人所熟知的法兰克福现代艺术博物馆就是一个成功的案例，位于旧城中心，坐落于爱塞尔纳铁桥与和平桥之间，设计师汉斯•霍莱茵将博物馆外观与当地古朴的建筑风格相调和，借鉴当地原有的空间秩序，使得该现代艺术博物馆与城市空间序列亲切融合，朴素平和的外墙色彩与老街相得益彰，处理得恰到好处。该博物馆的设计是对原有空间秩序、建筑表现手法的继承和发展，是对经典的建筑的致敬之作，相当具有典型性与借鉴意义。贝聿铭设计的苏州博物馆同样是与周边人文环境良好融合的典范，用新颖的表现手法抽象地赋予博物馆的中国古典园林的符号特征。在空间上利用中国传统园林的空间序列与周边忠王府、拙政园等相呼应，在建筑外形上，去繁就简保留古典园林中常见几何形式，以凝练新颖的手法展现苏州博物馆的苏州特色。在入口的处理上低调而传统，进口空间体量近似于传统的园林入口，颜色上采用青瓦白墙，以低调的姿态融入这一片古色浓重的园林之中。建筑师在设计中，采用了“中而新、苏而新”以及“不高不大不突出”的设计体量，实现了现代和传统的完美结合。

3.建筑设计和自然环境相融合

现代博物馆具有观感体验方面的特性，基于这个特点，经常将其选择在环境优美的大自然当中，而随着人们环保意识的增加，可持续发展的观念不断增强，需要建筑师在进行建筑设计时，将建筑整体和自然环境结合，尊重和保护现有自然环境。这一概念在瑞士拜尔勒博物馆当中被淋漓尽致地体现出来，拜尔勒博物馆基地四周环境优美，森林茂密，零星别墅古迹散落林中。建筑师在设计时将博物馆设计为开放的形式，建筑形象简洁大方逐渐融入到自然环境之中，与自然空间虚实相合，实现建筑物和环境的自然过渡，给人以平和、舒缓的感觉，带来良好的空间体验。而人与环境友好的交互性带动人对自然环境的尊重与珍视，这是一个优秀的建筑空间设计值得借鉴和思考的要素。

4.提高功能现代化、人性化的重视程度

首都博物馆新馆是一座现代化综合性博物馆，在建筑空间上借用国内外博物馆的成功经验，在功能上采用先进的现代化设施，形成了独具北京特色的新型现代博物馆。新馆是一个新型的展示场所，不仅具备展示的功能，同时是一个休憩交流的空间。新馆在外形上简洁稳重，体现了其作为历史文化展示空间的厚重与包容的特性。建筑内部分为三栋独立的建筑，即矩形展馆，椭圆形专题展馆，条形办公楼，三者间的空间为大厅和室内竹林庭院，不仅负担起展示的功能和文化创造的特性，还将中国特色的竹文化融入其中，将空能空间与文化特色综合考虑创造了具备北京特色的，面向大众的，具有时代特性的休闲娱乐空间。

二、设计工作中注重艺术因素

我们所说的建筑艺术性是指建筑的形态和空间感受所体现出的特征和观念，一个好的建筑设计作品能够体现其可靠的文化价值，并且能够在一定程度上促进社会和城市的发展，而且对人们的审美观念以及价值观有较高的影响，通常情况下都是通过建筑的具体形态来体现建筑的文化内涵和建筑的实质意义。收藏和展览人类文化艺术、城市发展历程以及文化概念是博物馆的基本功能之一，建筑设计人员最为看重的设计因素之一就是博物馆建筑的艺术性，因此，博物馆建筑一定要重视其所具有的艺术性。

1.将标志性建筑形象作为追求理念

建筑成为地标符号几乎是所有重要建筑物的设计需求，现代博物馆的设计也不例外，博物馆通常都是该地区的艺术圣地，能体现该城市的文化、城市艺术和城市发展历程，现代博物馆成为该地区的地标性建筑有充分的空能和文化特性。现代博物馆逐渐成为当地的标志性建筑，例如旧金山现代艺术博物馆，坐落在三座摩天大楼之间，与周围建筑相比在建筑高度上不具备显著优势，为突出博物馆建筑的符号特征使其成为该地地标，设计者将对称的几何形态和红色的砖石材料应用到该博物馆设计当中，独具风格的造型与立面特征使其成为了当地的标志性建筑。博物馆中部馆顶高度为36m的圆柱形斑马纹大天窗是最为突出的特征，外部光线直接从楼顶的天窗照射到建筑底楼，为内部空间提供良好的采光。它与众不同的外形，华丽的建筑立面，丰富严谨的几何构造将旧金山的文化气质淋漓尽致地体现出来，当仁不让地成为旧金山标志性建筑。

2.追求雕塑感建筑造型

建筑设计具有一定的艺术属性，在现代博物馆的设计中，建筑设计师应加强自身的空间感觉和艺术审美，赋予建筑时代美感。建筑设计师时常通过雕塑感的形式特征来提高建筑的艺术造型，例如美国华盛顿国家美术馆东馆，它主要是以一个等腰三角形和一个直角三角形构成简单形体，西立面被切割成巨大的H形，使之能够和西侧的国家美术馆老馆相互呼应。该老馆是一个具有对称布局、严谨有序的新古典风格的建筑。贝聿铭在设计新馆时，使之具有一条和老馆重合的轴线以及对称的西立面，并且所使用的饰面材料与老馆保持一致，使之能够和老馆相互协调。与此同时，用富有雕塑感的几何形态突出新馆的点逮住建筑风格，从而获得强烈的建筑艺术效果，因而，该建筑也被誉为现代主义建筑“成就的最高峰”。

三、结语

综上所述，现代博物馆的建筑设计理念直接关系着该地区现代博物馆设计水平的高低。因此，建筑设计人员应该对现代博物馆的建筑设计理念进行分析和探讨，提高自身的建筑设计理论水平，进而提高博物馆整体设计层次，使博物馆能够更好地体现所在位置的文化气息和文化氛围，推动现代博物馆建筑的发展。

参考文献：

[1]唐望松，毛振海，花竞科.创意——现代博物馆建筑设计的灵魂[J].安徽建筑，2009(3)：25-27.

作者:阴春燕 单位:泰安市建筑设计院有限责任公司

第二篇：建筑结构优化设计新方法探讨

摘要:

对于一座建筑的整体结构设计优化而言，建筑结构的概念设计是十分重要的。运用概念设计的方法，能够提高建筑工程的安全性及稳定性，将各种外力所可能带来的破坏效果降至最低。本篇文章将对建筑结构设计优化的方法进行探析。

关键词:

建筑结构；结构设计；优化方法

建筑结构设计优化是一个复杂而系统的环节，通常被纳入综合决策的部分。在实际优化环节，设计师既要考虑建筑的实用性和安全性，又要考虑其经济性。建筑概念设计解决了这些不稳定因素，提高了建筑的整体价值。对可能引起建筑结构遭到破坏的的诸多因素进行研究，发现地震这一因素最难以控制，因为地震发生时，将会给建筑施加一个极大的作用力，同时地震又是难以准确预测的，所以，在优化建筑结构设计的时候，应该施加多种方法以达到提高建筑结构抗震的能力。在进行建筑整体结构设计的过程中，应注意运用上述的优化方法。

1建筑结构设计优化的意义

如果设计方案中有不利于建筑结构抗震的因素，则对其进行调整，无法调整时，则应放弃该方案。在建筑结构设计优化的帮助下，建筑在整体刚度方面应该达到均匀、对称的效果，如此一来，便有效保证了建筑结构在地震作用下的安全性。此外，在实际设计环节还应综合其他优化方式的应用，以提高建筑的抗震能力，如延性设计(延性设计能够很好地保护地震中的建筑免受脆性破坏)和多道设防的设计方法(多道设防是指当发生剧烈地震时，“牺牲”部分次要结构去吸收地震能量，以降低地震对建筑主体结构的破坏效果)。

1．1能够降低建筑总造价

由于在建筑工程结构优化设计的过程中，按照现阶段的社会建筑行业发展趋势进行分析，高层住宅与高层建筑在进行施工的过程中，建筑结构的层数越多，其建筑总面积也会逐步增加，与此同时，单位建筑面积占用的土地面积也会进一步的减小，为了在这样的前提下进行用地的节省，在建筑结构设计方面就会采取将建筑房顶进行进一步的设计规划，以保证该项工程的成本下降。

1．2提高建筑结构经济性

在建筑结构设计的过程中，由于需要凸显出该建筑的经济效果，建筑墙体面积与柱体面积会按照建筑物自身的层高进行荷载的增加，水卫、电气的管线也会加长;相反降低层高，可节省。同时随着建筑总高度的减小，建筑之间的距离也会减小，节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也会变化，当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力也会提高，增强了建筑的经济性能。与传统的结构设计相比，采用结构设计优化方法可以使建筑工程造价降低6%－34%。

2建筑结构优化设计的具体步骤

对于建筑结构优化设计的具体步骤来说，可以分成以下几方面进行分析。

2．1房屋结构设计的目标函数选择

在建筑工程设计人员对建筑工程进行设计的过程中，首先应该按照建筑结构的目标函数进行进一步的规划与完善，采取相关的合理方法对建筑所能达到的安全标准内容进行面积参数的审核与确定，将这些条件进行明确的前提下，在按照建筑工程的材料情况进行进一步的计算与规划，保证最终的计算过程能够符合相关的建筑结构优化设计要求。设计人员在对其进行建筑结构优化设计的过程中，应该将建筑工程工程造价模式进行进一步的分析与选择，尽可能的将最低的设计优化内容进行部署，以这种方式实现建筑结构工程总造价的降低目标。

2．2建筑结构设计的变量选择

在建筑工程设计阶段，针对变量的选择也是十分关键的一项内容，设计人员在对目标函数进行选择之后，应该按照建筑工程自身的结构形式进行变量的选择，这种变量的选择就是将设计人员对可能影响建筑结构设计的因素进行控制与分析的过程，在该过程中，选择因素中影响比较大的一项变量，并对其进行控制与计算，以这种方式将建筑结构的优化过程得以全面性的展现。

2．3建筑结构的设计约束条件选择

针对建筑工程结构的设计约束条件选择内容来说，该项内容就是指在建筑工程施工阶段所出现的实践工作问题，通过在建筑结构可靠性的优化与创新过程中对建筑进行定量与约束内容的判断，让相关的约束条件能够全面符合与建筑结构的施工标准内容中，以保证实现优化的房屋建筑结构设计整体要求。比如，在建筑工程设计人员在进行设计的过程中，对于建筑的应力、建筑的尺寸大小以及建筑结构的强度都应该进行约束条件的审定，以此才能正确的判定建筑结构的实际施工状况，将设计的优化内容得以最大程度的展现与落实。

3建筑结构设计优化与创新的具体措施

对于建筑结构设计优化与创新的具体措施来说，可以分成以下几方面进行分析。

3．1采用外形优化的措施

在建筑工程施工阶段，将建筑结构进行优化是我国现阶段建筑行业发展十分关键的一项研究内容，我国的建筑行业结构设计需要相对应的优化与创新内容，设计人员在对建筑物进行优化设计的过程中，应该将实践的工作经验进行进一步的渗透，比如采用外形优化的模式，在建筑物原有的建筑截面上进行优化方法的融合，对建筑结构的框架类型与内部结构进行分析与调整，进一步提升建筑结构的设计创新能力。

3．2采用截面优化的措施

由于建筑结构应该具备建筑整体可靠性与安全性的双重标准，设计人员在对建筑物的截面情况进行处理的过程中，应该将安全与可靠的要求进行进一步的展现，以此来提升建筑物截面整体的美观性与稳定性，使得建筑物能够在结构优化的基础上还展现出自身的美观特性。

3．3采用拓扑优化的措施

按照现阶段我国建筑行业结构优化设计中出现的问题来说，设计人员可以采用拓扑优化的模式对现阶段存在的问题进行优化升级，利用建筑结构的刚度以及理想分布状况对建筑的整体结构质量进行进一步的提升。设计人员在对建筑进行优化设计的过程中，应该将建筑结构的刚度以及其他属性进行进一步的分析，以保证最终的结构优化方案能够为建筑的整体性完善做出必要的保证，更好的提升建筑结构的经济效益以及美观要求。

4结语

总之，结构优化设计是在坚持可持续发展观、充分利用有限资源的基础上提出的，是符合社会发展需要的有力举措。本文对建筑结构空间利用率的优化进行了分析，对建筑结构优化的理念进行了简单阐释，希望能对类似工程建设提供一些帮助。

参考文献：

［1］陆海燕．基于遗传算法和准则法的高层建筑结构优化设计研究［D］．大连理工大学，2009．

［2］杨迪雄．隔震结构优化设计和工程数值方法中的混沌［D］．大连理工大学，2004．

［3］吴学红．建筑结构加固方案的模糊优化设计及其应用研究［D］．西安建筑科技大学，2003．

［4］殷俊．建筑结构优化设计在工程项目中的运用［A］．《建筑科技与管理》组委会．2015年11月建筑科技与管理学术交流会论文集［C］．《建筑科技与管理》组委会，2015∶3．

［5］杨建．谈建筑结构的优化设计［A］．百川利康(北京)国际医学研究院．2015年建筑科技与经济学术论文集［C］．百川利康(北京)国际医学研究院，2015∶3．

作者:张义 单位:江西同济设计集团股份有限公司

第三篇：高层建筑结构设计的问题及对策

摘要:

社会经济水平的进一步提升，城市化进程的快速推进，使得一栋栋高层建筑在城市拔地而起，日渐形成一道道亮丽的城市风景线。高层建筑和一般建筑相比较而言，其施工难度相对更大，施工过程也较为复杂。为确保高层建筑项目的顺利开展，需在设计阶段就全面考虑到施工过程中可能遇到的各种问题。尤其是在结构设计方面，更是应该重点把关。因此文章就高层建筑结构设计方面的问题及对策展开相关探讨

关键词:

高层建筑；结构设计；问题；对策

1高层建筑结构设计的必要性

高层建筑工程整体结构相对较为复杂，施工难度也较大，因此整个结构设计是便成为了整个工程项目的灵魂之处。科学合理的结构设计，能够切实提升建筑使用功能和抗震性能等方面。总体而言，高层建筑结构设计直接关系到高层建筑结构的安全性、稳定性，必须予以高度重视。

2高层建筑结构设计中存在的主要问题

(1)高层建筑的基础埋深问题。在实际设计中，高层的基础埋深常常容易被忽视。虽然在《高规》已经明确规定了埋置深度的取值可以为房屋高度的1/15～1/18，但是在这个寸土寸金的时代，大多数建筑地下部分均为大型的地下车库或者地下商场，那么这对整个建筑的抗倾覆和滑移来说是很不利的。这种情况一般会采用大底盘多塔结构进行计算，主楼与裙楼在地下部分连为整体，通过后浇带来解决两者之间的沉降差异及温度应力的变化，同时可以将地下车库的刚度折算为覆土厚土，然后再计算埋置深度来满足高规的要求。

(2)高层建筑的嵌固端问题。在高层建筑结构设计中，如将嵌固端位置确定在地下室顶板时，则应该满足《高规》中第12.2.1条规定，那么地下一层的抗震等级与上部结构相同，地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级，但不应低于四级。而在抗震高烈度区高层建筑中剪力墙布置较多，地下一层与首层的侧向刚度比一般很难小于2，那么嵌固端就应该选择在基础顶部，随之剪力墙的约束边缘构件也应延续到基础顶部，地下部分的抗震等级也应与上部结构相同。

(3)超高问题。超高问题的出现主要是受到经济利益的驱使，部分建设单位为了谋取经济利益，无视相关设计规范以及文件制度，人为的增加高层建筑的高度。这种做法，不仅违反了高层建筑结构的设计规范，还不利于高层建筑的稳定性和抗震性能，进而导致高层建筑在自然灾害发生时，出现倒塌或者断裂等安全事故。

(4)双连梁处理连梁超筋问题的合理性。对于剪力墙结构而言，连梁超筋的现象比较普遍，通常的做法是:在连梁梁截面高度中央位置设置100mm宽度的水平缝，进而使之产生两个半高度的连梁。这种做法主要运用的是连梁计算截面的简单等效替换。然而截面的选择和计算假定会存在一定误差，使得实际连梁和等效连梁在计算模型方面存在一定差异。若高层建筑位置高烈度区或者是地震灾害较为严重的区域，使得连梁的强剪弱弯难以确保，进而导致连梁在地震作用下失效。严重情况下还可能导致剪力墙或者是整个结构体系遭受破坏。因此并非所有情况下均适用于双连梁处理方式，需要具体问题具体分析。

(5)短肢剪力墙设置问题。短肢剪力墙主要指的是墙肢的截面高度和厚度比为5－8的墙。在高层建筑结构设计中尽量避免短肢剪力墙的设置，若由于使用功能要求限制必须设置时，则应满足《高规》中7.2.2条规定。此外，若将短肢剪力墙设置在较短的墙肢上，由于受到异形柱以及墙肢受力性能等方面的影响，可能导致截面的抗扭性能不佳。

(6)剪力墙的截面厚度问题。在普通高层住宅中墙厚一般设计为200mm厚，如建筑底部设有商业功能，层高会比较高，则应适当加厚墙厚，以满足墙体稳定、剪力墙受剪截面限制条件、正截面受压承载力要求及轴压比限制的要求。此外，200mm厚的墙体如支撑平面外的梁时，那么梁纵筋在端部就不能满足0.4LaE的水平锚固长度，那么在设计中应将梁端设计为铰接，以减小该处梁纵筋的截面，如还不满足要求的话可将梁的上部纵筋伸入另一侧楼板中以满足水平锚固长度。

3高层建筑结构设计问题的应对策略

(1)注重结构设计中的性能设计。在高层建筑结构设计工作中，结构性能设计是其中最为常见的一个问题。可以说，高层建筑结构抗震设计的精髓就是性能设计。目前城市化建设速度逐步加快，大量的人口涌入到城市中，若在高层建筑结构设计时，仅仅考虑保护生命安全这一单一目标，显然是不够全面的。我们更应该去重点考虑如何确保建筑物免遭地震破坏，确保地震发生时建筑物的功能得以正常实现。要真正达到这个目标，需要综合考虑不同地震水准条件构件的变形、承载能力以及局部构造。若单一的提升承载能力，能够切实提升构件的安全性能，然而却不一定能够保障满足变形的基本要求。因此要想实现性能设计，提升结构的承载能力，促使结构在进入塑性工作阶段相对延迟，同时提升刚度以便于降低变形。只要找到结构构件的承载力和变形能力间的平衡点，便可以实现结构的性能设计。

(2)选择科学合理的结构设计方案。合理选择结构类型是高层建筑结构设计中的重要内容之一。为确保结构方案能够科学合理，需要综合多方面因素。第一，结构选型首先必须能够满足建筑物的基本功能。诸如为了实现较好的视觉或者传音效果，则结构方案中需要舍弃一部分竖向支撑构件，换做大跨度结构。第二，针对部分建筑造型较为复杂的，且平面和立面不规则的建筑物。在进行结构设计的时候，还应该适当设置防震缝，从而促使其能够形成规则的结构单元。第三，还应该结合建筑物所在的区域进行综合考虑，诸如施工区域的地下水状况、地质土层、周边已建建筑物、工程造价等多方面因素，才能够最终得出经济合理的结构方案。

(3)结构的包络设计方法。目前，针对工程结构设计中的一些难题，可以采用包络设计方法来予以解决。对于不同的工程条件，可以选用不同的包络设计原则，也可以选取对于结构整体的包络设计。诸如针对少量剪力墙结构的框架结构，可以将框架依据框架与剪力墙协同工作和纯框架结构来分别进行计算。也可以针对重要部位开展包络设计，诸如针对转换结构的转换层、连体结构的连接体等。此外，针对结构构件的包络设计，可依据构件的具体受力状况，对构件选用补充分析验算，最后选取不利值包络设计。

(4)使用计算简图。高层建筑结构设计的重要依据就是在设计过程中所运用的计算方法。诸如构件尺寸的计算、配筋率的计算等，这些计算都直接涉及到计算简图的选择和使用。所以要求所选择的计算简图或者是具体的计算模型，一定要最为接近实际状况。然而由于高层建筑结构设计较为复杂，位计算简图的选择增加了难度。因此具体选用计算简图时，需要综合考虑各种影响到高层建筑结构的因素，从而确保最终的计算简图选用最为接近实际，从而得出更为精准的计算结果。

4结语

总之，伴随着经济水平的不断提升以及城市化进程的逐步加快，高层建筑日渐成为了城市建筑中的重要组成部分。由于高层建筑对于稳定性、安全性方面有着更为严格的要求，使得对其进行结构设计的难度也相对较大。目前在进行高层建筑结构设计中还存在一些问题，要求设计人员切实结合实际状况，严格遵循相关设计规范标准和法律法规，科学选取结构设计方案，优化性能设计，合理运用包络设计，选用合理的计算简图以及设计方法，从而切实提升高层建筑结构设计的质量水平，最终确保整个高层建筑的安全性、稳定性，真正为民众打造一个安全放心的居住环境。

参考文献：

［1］高层建筑混凝土结构技术规程《JGJ3－2010》(文中简称《高规》)

［2］赵华琪．高层建筑结构设计的问题及对策探讨［J］．江西建材，2015(17):18+24．

［3］陈波．高层建筑结构设计的问题及对策探讨［J］．建材与装饰，2015(49):115－116．

［4］李夺伟，孙静斌．高层建筑结构设计的问题及对策分析［J］．中华民居(下旬刊)，2014(05):98－99．

［5］潘力，刘道富．高层建筑结构设计中应注意的几个问题［A］．《建筑科技与管理》组委会．2014年6月建筑科技与管理学术交流会论文集［C］．《建筑科技与管理》组委会:，2014∶2．

作者:王玮 单位:山西中创建筑设计有限公司