建筑結構設計方案及計算書編寫一、建筑結構設計方案結構設計方案是結構設計的靈魂，它統(tǒng)領整個結構設計過程，對后續(xù)的計算分析、構件設計乃至施工都具有決定性影響。方案設計的核心在于“選型”與“布置”，需要綜合考量建筑功能、地質(zhì)條件、荷載特性、材料性能、施工技術、經(jīng)濟指標及規(guī)范要求等多方面因素。（一）方案設計前期準備與條件分析在著手進行方案設計之前，必須對各項設計條件進行充分的調(diào)研與分析，這是確保方案可行性的前提。1.建筑功能與形式解讀：深入理解建筑方案的功能需求、空間布局、立面造型及特殊要求（如大跨度、大空間、轉換層等）。結構方案必須服務于建筑功能，同時也要對不合理的建筑構想提出優(yōu)化建議。2.場地與地質(zhì)條件分析：詳細研讀地質(zhì)勘察報告，了解場地土層分布、地基承載力、地下水位、地震設防烈度、場地類別等關鍵信息，為基礎形式選擇和結構整體穩(wěn)定性分析提供依據(jù)。3.荷載條件梳理：明確結構所承受的各種荷載，包括恒載、活載、風荷載、雪荷載、地震作用以及可能存在的特殊荷載（如吊車荷載、溫度作用、沉降差異等），并依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范確定其取值。4.規(guī)范與標準熟悉：熟練掌握并嚴格遵守國家及地方現(xiàn)行的結構設計規(guī)范、規(guī)程和標準，確保設計方案的合規(guī)性。（二）結構體系的選擇與布置結構體系的選擇是方案設計的核心內(nèi)容，它直接關系到結構的安全性、經(jīng)濟性和施工的便捷性。1.結構體系的比較與選型：根據(jù)建筑高度、跨度、體型、荷載情況及場地條件，對可能采用的結構體系（如框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構、筒體結構、鋼結構、組合結構等）進行技術經(jīng)濟比較，選擇最適宜的結構體系。選擇時應兼顧安全性、經(jīng)濟性、施工可行性及建筑功能的實現(xiàn)。2.結構平面與豎向布置原則：*平面布置：應力求簡單、規(guī)則、對稱，避免過大的平面凹凸和狹長形平面，以減少扭轉效應。質(zhì)量和剛度分布宜均勻。抗側力構件的布置應形成有效的空間受力體系。*豎向布置：應盡量避免剛度和承載力的突變，抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免形成薄弱層。體型復雜時，宜設置防震縫或采取其他有效措施。3.關鍵構件的初步選型與布置：在確定結構體系后，對主要承重構件如梁、柱、墻、板、基礎等進行初步選型和布置。例如，梁的截面形式、跨度與間距；柱的截面尺寸與間距；剪力墻的位置、數(shù)量與厚度；樓板的類型（單向板、雙向板、無梁樓蓋等）；基礎的形式（獨立基礎、條形基礎、筏板基礎、樁基礎等）。（三）方案設計的深化與關鍵技術問題對于復雜或有特殊要求的建筑，方案設計階段還需對關鍵技術問題進行專項研究和論證。1.針對特殊部位的處理：如大跨度樓蓋、轉換層、連體結構、懸挑結構、空曠樓層等部位的結構形式選擇和受力分析。2.結構抗風與抗震性能的初步評估：對于高層建筑或高聳結構，需初步評估其抗風振性能；對于抗震設防區(qū)的建筑，需初步分析其抗震性能目標，確保結構具有良好的延性和耗能能力。3.施工可行性與經(jīng)濟性初步分析：方案設計應考慮施工方法的可行性，如模板體系、吊裝能力、材料供應等。同時，進行初步的經(jīng)濟分析，在滿足安全和功能的前提下，優(yōu)化結構方案以降低造價。二、結構計算書編寫結構計算書是結構設計過程的詳細記錄和成果體現(xiàn)，是結構設計合理性與安全性的重要證明文件，也是施工圖設計的依據(jù)。編寫計算書應做到數(shù)據(jù)準確、邏輯嚴密、條理清晰、圖表規(guī)范。（一）計算書的編制目的與基本要求1.目的：用于校核結構設計的安全性、合理性，為施工圖設計提供依據(jù)，并作為工程技術檔案存檔。2.基本要求：*完整性：包含所有必要的計算內(nèi)容，從設計依據(jù)到最終結果。*準確性：計算模型、荷載取值、材料性能、計算參數(shù)、公式引用、計算過程及結果均需準確無誤。*清晰性：結構清晰，層次分明，語言簡練，圖表規(guī)范，易于閱讀和校核。*合規(guī)性：嚴格按照現(xiàn)行國家和行業(yè)設計規(guī)范、標準進行計算。*可追溯性：計算過程中的每一步都應有明確的依據(jù)，便于復查。（二）計算書的主要內(nèi)容組成一份完整的結構計算書通常應包含以下內(nèi)容：1.目錄：列出計算書各章節(jié)的標題及頁碼，方便查閱。2.工程概況與設計依據(jù)：*工程名稱、建設地點、建筑層數(shù)、高度、結構類型、抗震設防烈度、結構安全等級等。*設計所依據(jù)的主要規(guī)范、標準、圖集。*巖土工程勘察報告主要結論（土層分布、地基承載力特征值、地下水位等）。*主要荷載取值（恒載、活載、風荷載、雪荷載、地震作用等的確定方法和數(shù)值）。3.結構計算模型的建立與參數(shù)設置：*計算軟件名稱及版本號。*結構計算模型簡圖（平面、立面）。*節(jié)點簡化原則、構件單元類型。*材料強度等級、彈性模量等參數(shù)。*荷載組合原則與工況。*邊界條件的模擬（如基礎約束）。*抗震計算參數(shù)（如地震影響系數(shù)、周期折減系數(shù)、阻尼比等）。4.結構整體分析與計算結果：*結構自振周期、振型、振型參與系數(shù)。*結構位移（層間位移角、頂點位移）驗算結果，是否滿足規(guī)范要求。*結構整體穩(wěn)定性驗算（如剛重比）。*樓層剪力、傾覆力矩及主要構件的內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）包絡圖。*若為抗震設計，需包含多遇地震下的彈性分析結果，必要時進行罕遇地震下的彈塑性變形驗算。5.主要結構構件計算與設計：*樓板計算：選擇代表性板塊進行內(nèi)力分析和配筋計算，注明計算簡圖、荷載、跨度、支座條件、配筋結果。*梁計算：對關鍵梁、框架梁進行內(nèi)力組合、承載力計算（正截面受彎、斜截面受剪）、裂縫寬度驗算、撓度驗算，并給出配筋結果。*柱計算：對框架柱、剪力墻邊緣構件等進行軸壓比驗算、內(nèi)力組合、正截面受壓（拉）承載力計算、斜截面受剪承載力計算，并給出配筋結果。*剪力墻計算：進行軸壓比驗算、正截面承載力、斜截面受剪承載力計算，分布鋼筋配置。*基礎計算：根據(jù)上部結構傳來的荷載和地質(zhì)條件，進行基礎選型和承載力計算（如獨立基礎的沖切、抗彎計算，樁基礎的單樁承載力驗算、樁身強度計算等），確定基礎尺寸和配筋。6.其他必要的計算：如樓梯、雨篷、挑檐等次要構件的計算；特殊部位的節(jié)點詳圖設計及計算（如梁柱節(jié)點、預埋件、連接節(jié)點）；鋼結構的穩(wěn)定性計算、焊縫及螺栓連接計算等。7.計算結果的分析與判斷：對計算結果進行綜合分析，判斷結構的安全性、合理性。如發(fā)現(xiàn)異常結果，應分析原因并進行調(diào)整，直至滿足規(guī)范要求。8.結論與建議：總結計算的主要結果，明確結構設計是否安全可靠，提出在施工圖設計中應注意的事項或建議。（三）計算書的編制規(guī)范1.計算過程清晰：對于手算部分，應列出已知條件、計算公式（注明出處，如規(guī)范條款號）、代入數(shù)據(jù)、計算結果。對于電算部分，應詳細說明計算模型、參數(shù)設置，并附上關鍵的電算結果圖形和文本輸出。2.圖表規(guī)范：計算書中的圖表應編號，并有明確的名稱和必要的說明。圖形應清晰，比例適當。3.數(shù)據(jù)引用準確：所有引用的材料性能、荷載值、規(guī)范條文等必須準確無誤。4.簽署完整：計算書應有編制人、校核人、審核人（或?qū)彾ㄈ耍┑暮灻叭掌冢允矩撠?。三、總結建筑結構設計方案及計算書的編寫是一項系統(tǒng)性、嚴謹性極強的工作，它不僅要求設計人員具備扎實的專業(yè)理論知識，還需要豐富的工程實踐經(jīng)驗和高度的責任心。方案設計是