木结构建筑范文1
关键词：坍塌；土木结构；救援；消防
土木结构建筑作为一种传统的建筑形式，广泛存在于农村和少数民族聚集区。由于土木结构建筑存在强度差，稳定性不高等缺陷，在地质灾害面前极易造成坍塌，破坏力大，极容易造成毁灭性的伤害。在历次地震救援中，发生于偏远山区较多，这类地区由于传统土木结构房屋多，因此，容易造成严重的破坏，导致大量的人员伤亡。本文将以土木结构建筑坍塌为研究对象，探索土木结构建筑坍塌救援的程序和救援技术，为消防救援队伍提供技术支撑。
1土木建筑坍塌特点
随着城镇化的推进，城市土木结构的建筑越来越少，土木结构建筑主要以民房的形式存在于乡村和以殿堂楼阁等古建筑的形式存在于风景名胜区[1]，同时又以我国西南部少数民族聚集区尤为集中，这些地区往往都地处偏远的山区或人员稀少的地区。这些土木结构建筑受到人为或自然不可抗拒的破坏造成建筑物坍塌呈现出与其他建筑结构不同的形式和特点。
1.1屋顶受力好
土木结构建筑通常以土质材料为墙体，木质材料为梁或柱子作为受力结构。这类建筑的墙体整体性差，受外界环境影响极大，在外力的作用下，内外墙体容易遭到破坏而整体倒塌[2]。但是，由于土木结构建筑的屋顶大多由榫卯连接，连接牢靠，且在受力时，会产生一定的变形和摩擦滑移，使结构具有良好的耗能效果，在外力作用下吸收一定的能量，减轻结构的影响，因而屋顶能保持较好的完整性。
1.2耐火极限低
当土木结构建筑受到火灾的破坏时，屋架由于是木制材料，极容易受到烧毁，随之发生整体坍塌。传统土木结构建筑的整屋木材用量多，火灾荷载大，而且大多建筑年代久远，木构件极为干燥，其表面涂刷油漆，发生火灾时，极容易形成剧烈的燃烧，短时间就会因失去承重能力而垮塌。
1.3坍塌无规则
坍塌无规则是指土木建筑的承重构件如木质梁、木质柱、土坯间墙等受力差，在外力作用下，容易受到粉碎性的破坏，坍塌时，整体呈现一堆废墟的形式。分析其原因，这类建筑以土坯墙为围护隔断，抵抗外力效果差，整体受力效果不强，在受到地震、台风、爆炸等外力冲击时，墙体容易造成粉碎性破坏，相互堆叠，从而形成无规则形[3-4]。
1.4救援难度大
这类建筑往往位于位置偏僻、交通不便的山区，且建筑密集、路况复杂，同时救援设施缺乏、水源稀少。在受灾初期难以采取有效的自救措施，出警过程中受到崇山峻岭、远离城镇、道路狭窄的影响，消防车很难接近救援现场，抢险救援战斗展开困难。当发生火灾时，即使靠近河流、小溪、池塘等天然水源，但受地形地貌的影响，消防车辆等大型设备无法靠近，取水困难，救援器材难以及时运抵救援现场。
2土木建筑坍塌救援技术
对于土木结构建筑物坍塌的救援任务，其首要任务是抢救生命，各级指挥员必须针对事故特点因地制宜，充分发挥现代抢险救援器材装备作用，运用多种技战术手段，在第一时间搜寻和抢救被困或被埋压人员，最大限度地减少人员伤亡。但由于土木建筑有自身的特点，救援技术与其他建筑物坍塌的救援有不同之处。
2.1搜索技术
由于土木结构建筑以一层的小平房为主，没有高大的建筑，在坍塌后人员往往围困在距离表层较短的浅层区域，所以救援人员不适宜深入坍塌物现场搜索，防止破坏现场，对埋压人员造成伤害。在这种情况下，可以在距离坍塌现场不远采用仪器探测，如采用雷达生命探测仪进行探测，可以避免人员进入废墟对埋压人员造成二次伤害。同时，可以采用两条以上的搜救犬开展搜索，搜索犬质量轻，不会对浅层埋压人员造成伤害。同时，两条犬可以相互验证，确保搜索的正确性[5]。由于土木结构建筑坍塌造成人员被困以表层和中层被困为主，深层被困人员相对较少。对于表层被困人员的搜救除了利用上述方式外，还可利用特定紧急呼号进行。救援现场移动电话系统向该地区的所有手机发送警讯，启动手机铃声。同时救援人员关掉自己的手机铃声，通过被困者的手机铃声判断大致位置，进行准确定位，开展救援。
2.2支撑技术
支撑技术进行救援工作时的安全保障，既是为了减少幸存者和救援人员的危险，也是防止二次坍塌或连续性倒塌给幸存者带来二次伤害。对于土木结构建筑而言，主要用到的支撑技术有横向支撑和垂直支撑。横向支撑用于尚未坍塌的墙体和结构件的支撑。垂直支撑则用于开辟生命通道和支撑废墟。但是由于是土木结构，稳定差，在支撑过程中应当考虑采用木方和木板进行，不宜采用顶撑力过大的钢结构套具，不适用于重型救援工具。
2.3破拆技术
破拆技术是开辟救援通道的重要手段。在救援过程中遇到的不能移动的建筑废墟构件，或压在幸存者身上的大型构件，必须进行安全有效的切割、钻凿、剪断等。救援时可以用无齿锯、链锯等工具将木质的梁、柱、楼板等分离、断开。液压的破拆工具组可以将板、柱、管等材料切割，分离。用剪切钳、切断器等工具将金属板、条、管等材料断开的方法。针对不同的材料用不同的破拆工具，以达到最佳的破拆效果。在开展土木结构建筑破拆时，使用机械设备开凿救援通道时，要特别注意观察要周围建筑构件的破损程度，留意安全程度，防止因机械振动引发二次倒塌的危险，造成救援人员自身的被困。
2.4挖掘技术
坍塌现场被困人员仅是被局部的倒塌物卡、压住，或是跌落在倒塌废墟的上部，因伤势严重无法逃离险境而被困，对此救援人员应采取措施，使其尽快地脱险。由于埋压人员就存在于浅层，因此不适宜采用大型机械设备进行挖掘。在坍塌现场，当确定有人员埋压时，应该采用人工作业的方式进行。不适宜采用大型工程机械进行挖掘，防止产生二次伤害。在事故救援的收尾阶段，确认没有被困人员，可以采用大型工程机械开展废墟的清理，加快灾情的处置效率。
2.5医疗救助
现场医疗救护是在救援现场对营救出来的伤员采取一些快速、简捷的医疗措施，以挽救其生命，防止伤情进一步恶化，最大程度减轻伤者痛苦。这个过程的医疗救助往往是在专业医疗救援队伍未到场之前展开的，开展救护时要求灵活掌握，按先抢后救、先重后轻，先急后缓的顺序抢救，最大限度地减少人员伤亡，防止伤情扩大化。除了身体的及时救助外，还需要对把被困人员进行心理疏导。建筑物坍塌对伤员的心理打击是巨大而深刻的，不仅承受着巨大的肉体痛苦，还要承受着失去亲人的巨大心理震撼。医护人员在救治伤员的同时，实施积极的心理干预是非常必要，最大限度降低伤员的精神压力。
3土木建筑坍塌救援装备配备
由于土木结构建筑坍塌所呈现出来的不同特点，使得消防救援队伍在开展救援时要充分考虑其特殊性，区别于框架结构和砖混结构房屋坍塌的救援行动，在其装备上应具有以下特点：
3.1装备轻量化
土木结构建筑往往位于道路交通不发达的偏远地区，海拔高，路况复杂，特别是古建筑坐落于崇山峻岭、陡峭悬崖之间，消防车辆难以到达现场，装备运输困难，需要徒步行进较长的距离。同时，由于装型装备对于土木结构建筑坍塌不适用。因此，在开展救援过程中，应该携带轻型救援装备。同时，减少重型装备的使用，土木结构建筑坍塌的废墟难以支撑重型重装备，以防引起次生灾害。
3.2充分利用搜索装备
由于土木结构建筑坍塌造成人员的埋压往往在表层和中层，深度埋压的被困人员不多见，因此不适宜大量的搜救人员进入坍塌现场开展搜救，适宜采用现代所搜装备进行搜救。因此，救援过程中，要充分利用生命探测仪、搜救犬、蛇眼探测仪等搜索手段，在重点区域反复搜寻被困人员[6-7]。同时要充分利用特定紧急呼号技术进行准确的人员定位与救援。
3.3加强装备的实用性
对于土木结构建筑救援，受到地形、距离的限制以及坍塌特点，救援现场对救援工具的需求是多样的。要求重型工程机械具有较好的适用，能实现一机多用，适应多种复杂的险情。要求救援装备多用途，设计时通过预留接口或者设计多种工作头的方式，以适应不同的需求。
4结语
土木结构建筑坍塌是一种常见的灾害事故，特别是在中西部和偏远山区。由于其结构特点，在地震、火灾、泥石流等灾害发生时，极易造成房屋坍塌。因此，掌握救援技术具有重要的意义。
（1）要了解土木结构建筑坍塌的特点。土木结构建筑坍塌有自身的特点，呈现出不同的危险形式，对确定救援方案有极其重要的作用。
（2）要掌握土木结构建筑坍塌的救援技术。救援技术是救援程序的具体体现，采取科学有效的救援技术和方案救援成功的重要保证。
木结构建筑范文2
关键词：木结构建筑；管线敷设；电气消防；防雷接地
中国是世界上最早使用木结构建造房屋的国家之一，在木结构的应用方面拥有数千年的历史和经验。但是，近年来由于城市发展的快速增长以及对建筑安全性有着更高的要求，钢筋混凝土及钢结构建筑的占比越来越大。同时，由于木材的高成本和木结构设计、生产加工、施工人才的匮乏，也大大制约着木结构建筑的发展。着眼于建筑电气设计来说，国内就没有专门针对木结构建筑的电气设计规范，而限于木结构本身易燃、易受潮的特点，设计时需要特别注重其管线敷设、电气消防、防雷接地等关键技术的实施方案。
1木结构电气管线敷设
木结构建筑电气管线敷设设计主要关注两个方面：管线的防火保护和管线隐蔽美观。管线的防火保护可以依据《建筑设计防火规范》及《木结构设计标准》规范的相关条文进行设计，而电气管线的隐蔽美观是木结构建筑效果的重要因素。
1.1管线类型
木结构建筑内部的管线大致有以下2类：在顶部敷设的管线和在地面敷设的管线。在顶部敷设的管线主要包括室内照明、室内顶装空调、火灾自动报警探测器、安防监控摄像机等；在地面敷设的管线主要包括室内插座、室内落地空调、电话网络面板等。
1.2管线敷设方式分类及要点
建筑内部的管线敷设方式大致有以下3类：顶面敷设、墙面敷设和地面敷设。每类管线敷设方式又分为明敷和暗敷。和常规的公共建筑不同的是，木结构建筑的梁、柱、楼板、墙均采用木材，特别是木结构梁和木结构柱，一般是整根的木材，因此在管线敷设时须要注意以下方面。第一，木结构柱内通常无法暗敷竖向管线。常规建筑中竖向垂直对齐的管线一般可在混凝土柱中暗敷，但木结构柱通常采用整根原木，且长度较长，在木材工厂时就无法通长钻孔，更不可能到现场开槽，因此木结构建筑内竖向管线一般采用明敷或墙内暗敷。第二，木结构竖向墙面管线暗敷时须注意横向地木伏、墙木伏及水平横木梁对管线的影响。木结构建筑中有很大一部分是古建筑或仿古建筑，其地木伏、墙木伏及水平横梁一般为整个墙面，当竖向管线与之交叉时，无法通过翻弯或横向绕行避开，而只能采取在木伏、水平横梁上预留洞的方案。和木柱相比，木伏在纵向的高度较短，在木材工厂内可以对其进行预留洞，在机电安装时金属管就可以通过预留洞进行竖向的穿越，图1、图2为某寺庙建筑墙面插座管线安装示意图。配电箱至插座采用SC20热镀锌钢管，配电箱为管线起点，出配电箱后沿木结构墙中间50mm厚空腔向下敷设，穿越墙木伏、地木伏处打洞直径25mm，然后埋地敷设至插座正下方，再沿木结构墙中间50mm厚空腔向上敷设，穿越墙木伏、地木伏处打洞直径25mm。第三，注意预留管线施工空间及日后检修条件。由于电气管线有可能出线老化、损坏的情况，因此设计时必须预留日后检修的条件。仍以图1、图2为例，在平面插座的位置设置过路盒，并提资木结构建筑和结构专业深化单位过路盒位置。木墙一侧的木板采用活动结构，便于日后的检修。第四，无法暗敷的管线在明敷时需要结合木结构建筑特点隐蔽敷设。由于电气管线数量较多，考虑建筑物室内的美观，电气管线一般优先采用暗敷的形式，但是，由于木结构建筑特别是古建筑、仿古建筑的特点，部分管线无法暗敷时，须与木结构建筑设计和室内设计充分沟通，尽量采用隐蔽的敷设方案。图3、图4为某寺庙建筑室内及泛光照明管线安装示意图。配电箱至室内照明及泛光照明灯具采用SC20热镀锌钢管，配电箱为管线起点，出配电箱后沿木结构墙中间50mm厚空腔向上敷设，穿越墙木伏处打洞直径25mm，穿越水平横梁及檩条处打洞直径25mm，穿越至横梁上方，室内照明贴横梁背面敷设至各照明灯具，泛光照明贴檩条向外敷设至屋檐内边后翻转180°至屋檐外边，穿越水平横梁及檩条处打洞直径25mm。第五，预留孔洞须定位。和装配式建筑类似，所有墙木伏、地木伏、横向木梁上的预留孔洞都须在木结构加工厂内预制，因此各预留孔洞在图纸中必须进行定位和数量标注，必要时还需要增加部分节点详图。
2木结构电气消防设计
2.1木结构建筑火灾自动报警系统的设置
根据前文提及的相关规范，总建筑面积大于1500m2的木结构公共建筑应设置火灾自动报警系统，木结构住宅建筑内应设置火灾探测与报警装置。但是，由于木结构内可燃物较多，且空间一般较小，火灾发展相对较快，建议建筑面积小于等于1500m2的木结构公共建筑也设置火灾自动报警系统。当木结构建筑为锯齿形屋顶和坡度大于15°的人字形屋顶，应在每个屋脊处设置一排点型探测器；当木结构建筑房间室内高度大于12m2时，应根据不同的场所在线型光束感烟探测器、管路吸气式感烟探测器、图像型感烟火灾探测器、火焰探测器中选择2种及以上火灾参数的火灾探测器。
2.2木结构建筑其他电气消防系统的设置
木结构建筑内最大的火灾隐患是电气火灾，因此建议设置电气火灾监控系统。对于室内高度大于12m2的空间场所以及照明线路上方无法设置其他探测器的场所，应设置具有故障电弧功能的电气火灾监控探测器。故障电弧检测技术，是通过分析被监测线路上的电流信号，可以准确检测到线路上是否有串联故障电弧、并联故障电弧和接地故障电弧的发生。该技术在0.5s的时间内即可检测到线路上故障电弧的发生，可以在导线绝缘层和周围可燃物尚未燃烧前发出报警信号，有效地降低了由于接触不良、绝缘老化、机械外力等因素导致的电气火灾发生的概率。
3木结构防雷接地设计
3.1一般设计流程
对于一般的木结构建筑，设计时要先判别其是否为古建筑。古建筑的定义为现遗存的按古代传统营造的古代建筑。如果木结构建筑属于古建筑，则其防雷设计应参照规范GB51017—2014《古建筑防雷工程技术规范》进行设计。在古建筑防雷设计前，应进行现场勘察，并应编写勘察报告。古建筑防雷应根据其文物价值、发生雷电事故的可能和后果划分为第一级、第二级2个级别，并根据相应的级别进行防雷接地设计。如果木结构建筑不属于古建筑，则其防雷设计应参照规范GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》进行设计。根据建筑的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为3类即一类、二类、三类防雷建筑物，并根据相应的类别进行防雷接地设计。
3.2木结构建筑屋面接闪器的选用
当屋面为金属屋面时，且金属屋面的连接方式、材质等要求满足规范时，宜优先利用其屋面作为接闪器。例如木结构寺庙如果采用金属瓦片时，可以利用其金属瓦片直接作为接闪器。当屋面为非金属屋面时，采用明敷接闪器。明敷接闪器可采用接闪带或者接闪带结合避雷短针的形式。当木结构建筑外立面要求较高时，可采用暗敷接闪带结合避雷短针的形式。图5为某寺庙建筑屋面防雷示意图。整个屋面的最上层为非金属材质的蝴蝶干挂瓦，无法利用其作为接闪器，故采用其下一层的满铺钢板作为暗敷接闪带，另在屋脊屋角等最高点设置避雷针，这样既满足了规范，又很好地兼顾了建筑的外立面美观。
3.3木结构建筑防雷引下线的选用
木结构建筑的防雷引下线和其他电气管线相同，均无法在木结构柱内敷设，木结构内也没有钢筋可以利用，因此木结构建筑应设置专设引下线。专设引下线优先沿木结构墙、柱等外表面明敷并应经最短路径接地；当木结构外立面要求较高时可以采用暗敷，但应选用直径不小于10mm的圆钢或截面不小于80mm2的扁钢。引下线在距室外地面上0.3～1.8m2处装设断接卡，并应采用绝缘导管进行保护。
3.4防接触电压和跨步电压的措施
木结构建筑一般面积比较小，当其专设引下线数量少于10根时，应采取措施防止接触电压和跨步电压，例如在引下线3m范围内地表层敷设5cm2厚沥青层或15cm2厚砾石层。
4结束语
以上是笔者在木结构建筑电气设计过程中的一些心得和体会，对于一些具有特点的设计内容提出自己的设计思路，欢迎各位同行的指正和批评。
参考文献
[1]公安部天津消防研究所.建筑设计防火规范：GB50016-2014（2018年版）[S].北京：中国计划出版社，2018.
[2]中国建筑西南设计研究院有限公司,四川省建筑科学研究院.木结构设计标准：GB50005-2017（2017年版）[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.
[3]中国建筑科学研究院.古建筑防雷工程技术规范：GB51017-2014[S].北京：中国建筑工业出版社，2014.
木结构建筑范文3
【关键词】木质工程材料；木结构建筑；应用
1引言
木质工程材料在木结构中的设计和应用过程中存在的问题制约着木结构建筑行业的发展，无法充分满足木结构建筑行业的使用要求，因此，需要加强对木质工程材料的设计应用研究，明确木质工程材料应用过程中需要注意的问题以及相关设计应用的不足，并采取针对性的措施进行解决，进一步提高木质工程材料的应用效率和应用价值。
2木质工程材料概述
2.1木质工程材料的类型
根据木质工程材料的加工处理特点，可以将木质工程材料分为胶合木结构、胶合板、大片刨花板等多种类型。工程木质材料保持了原有木材的无辐射、减震、调湿的优势，且能够有效解决木材易发生火灾、易被虫蛀以及容易变形的缺陷，也是当前建筑行业进行新型木结构建设的首选材料。胶合木主要是采用小方材或者板材，按照木纤维的平行方向在长度、宽度以及厚度方面通过胶合而制备成的木材产品。胶合木制造的构件尺寸可以打破树木尺寸的限制。胶合板普遍应用于轻型木结构房屋的墙面板、屋面板以及楼面板[1]。大片刨花板指的是长度为7cm、宽度为2cm、厚度约为0.8mm的大片刨花。平面结构上随机铺装制成工程用单板层积材也被称之为切片，胶合木质量轻、强度高、耐候性好，在工程建设领域有十分重要的应用价值。定向刨花板以木间伐材以及小径材等为原料，通过专用设备加工成长条刨花经过定向铺装、施胶以及干燥之后，热压成型的人造板为定向刨花版。定向刨花具有线膨胀性小、结合力强、强度高、耐水性好以及握钉力高等多种优势。
2.2木质工程材料的力学性能
木质工程材料的力学性能主要取决于原材料的加工方式以及原材料的种类，木质工程材料的弯曲弹性模量以及弯曲强度一般指的是板材平板弯曲或表面弯曲的性能指标。木质工程材料的拉伸压缩性能与材料的弹性模量有关，一般指的是材料表面的抗压强度以及抗拉强度。材料的顺纹与横纹方向的抗压和抗拉性能有着较大的差异。所以，在材料设计过程中，需结合材料的使用场合及材料的使用要求进行科学的产品设计。板材抗剪性能指的是木质工程材料表面抵抗变形的能力，由于外部压力的影响，会造成板材出现菱形形变，产品设计过程中可以参照材料的弯曲性能进行设计。
3木质建筑材料的发展
在我国古代，建筑大量采用了木结构和木质建筑材料，故宫等就是其中的优秀代表。而在现代，我国的木结构建筑却出现了一个断层，木材的使用越来越少，木质建筑材料行业的发展也相对滞后。我国现代木结构建筑的使用分布，除边远山区的简易木房，多用于一些景区的景观建筑以及少数发达地区的别墅等，整体使用量非常少，与优质木质建筑的高昂价格及占地面积较大有关，也与国内落后的木质建筑设计及木质建材标准件的缺失相关。国内的木质建材主要只是应用在门窗、地板等装饰部分，木质主体结构构件相对缺失，而且木质建筑材料没有形成标准件，不能批量生产，成本不能有效降低。因而出现了木质建筑材料行业整体发展滞后的现象。一方面，由于我国在20世纪80年代开始种植人工林，进入21世纪后，逐渐迎来了砍伐期，木材年增量约为2.5×107m3；另一个方面，我国加入世贸组织后，进口木材关税大幅下降，我国可以通过比较优惠的价格买到俄罗斯、新西兰等盛产木材国家的木材，同时，可以吸收和学习国外对木材加工的许多高端技术，使木结构建筑和木质建筑材料行业得到了很快的发展。随着人们经济水平、生活水平、审美观念和文化素养的继续提高，对木质建筑材料的欢迎程度也会随之而提升。在今后的发展过程中，木质建筑材料将会是建材行业里不可忽视的一员。
4木质工程材料在木结构建筑中的设计和应用
4.1木结构建筑局部的设计
木结构建筑属于框架结构体系，外墙、楼盖及屋盖是建筑最为重要的结构部分，决定了建筑物的稳定性、刚度以及强度。在木结构的设计过程中，需要结合木结构的使用范围及使用条件，首先，工程项目建设人员需要确定建筑外观的物理尺寸，并进一步确定建筑结构的类型。然后，根据建筑外观、尺寸等计算建筑的楼盖、屋盖以及外墙。设计过程中，应考虑建筑材料的类型以及结构布置的条件并对力学强度进行验算，保证材料的刚度和强度。楼盖和外墙的设计相对比较简单，主要采用倾斜木结构墙体和楼盖的结构类型。屋盖的结构设计相对比较复杂，主要包括大木结构木屋架、轻型木结构木架以及胶合木结构木架3种类型。在进行屋盖结构设计验算的过程中，工作人员需要根据建筑物的外观尺寸分别确定各部分结构的特征，分别按照制定的技术路线进行设计。屋面材料的选择直接关系着整体结构的稳定性，因此，需要在对顺水条、挂瓦条以及屋面板的强度进行运算之后再确定所承受的载荷。
4.2砖石与木材结合
砖石砌体是一种重要的建筑材料，坚韧的木材和坚硬的砖石结合，能更好地发挥木材和砌体的功能。因为不同的材料具有不同的性质，在建筑设计中将石材与木材相结合，可以产生独特效果，拥有更舒服的美学感受。砖石材料一般适用于地基和墙面，木材用于门窗、地板、楼梯和屋顶，木材的温暖感和轻柔的特点，可以使人们感受到自然和新鲜。
4.3混凝土与木材结合
混凝土是一种人造建筑材料，与金属材料一样有着坚硬、冰冷的特点，和木材的弹性、柔软的特性对比强烈。在建筑中融合使用2种材料，在一定程度上会更自然，使建筑显得理性、简单。另外，木质材料和混凝土在结构特性方面可以互补，使建筑材料的选择更加灵活。
5结语
综上所述，木质工程材料在木结构建筑中的设计与应用直接关系着木结构建筑的稳定性和安全性。因此，必须加强对木质工厂材料性能以及结构分析的研究，明确木结构建筑的设计方案以及建设标准，并采取有效措施提高木质工程结构的稳定性和可靠性，为木结构建筑物的持续稳定发展提供有效参考。
【参考文献】
木结构建筑范文4
关键词：园林生态；景观应用；木结构；建筑设计
中华历史文化源远流长，在唐朝就已经有一套完整而严谨的建造方法，当时不仅“诗”达到了顶峰，木建筑也受到了五大洲的关注，当时用木材进行房屋建造在我国比较普及。木建筑具有绝妙的造型与高超的特殊技艺，有着外国工匠望而生叹的魔力。木结构建筑是我国劳动人民智慧的结晶，得到了世人的赞美。今天我们还可见到这种穿越时空的美。近代产业革命后，经济复苏，人们掀起了建设房屋与桥梁的一种热潮，更具有创新精神的是把木结构建筑设计应用到了园林生态景观中。
1园林生态景观木建筑在现代生活的应用
现代木结构建筑在生活中随处可见，成为了一道亮丽的风景线，比如有的是一些别墅单家或者是独户，有的是一些餐馆、商店甚至学校和教堂，有的是一些商业建筑与公共建筑，甚至一些多层公寓楼也采用木结构建筑，更加吸引人们的注意力。园林生态景观木建筑的设计与应用不仅可以改善人居环境，创造好的生活意境，打破城市中钢筋水泥建筑带来的牢笼感，还可以积极推进空间性、安全性、后续性、体验性、生态性与可持续性，以及艺术性、技术性、综合性等特点和功能的完善。
2木结构建筑选材方法
木材的选择对木结构建筑有直接影响，材料的选择会直接影响到木结构建筑的质量与实用性，以及相应的设计内涵与品味。在木结构建筑建设之前，我们需要充分了解木建材的优缺点，按照实际情况选择适合建筑建设的木材，才能够充分发挥木材的良好用途，进而最大限度的实现木建筑的观赏与使用价值。木材与其他建筑材料(如一般的砖石材料及钢筋水泥)相比，在其适用的灵活度与广泛性上具有明显的优势，更便于加工，有不可替代的优越性，设计形式也更加具有多样性。并且木材具有一定的坚实性与延伸性，抗弯和拉伸强度较稳定，具有很强的适应性。在选材上，要选择抗腐蚀、耐虫蛀的木材，这需要对木材种类进行严格的选择。不同的建造部位需要不同的材质，比如建造房屋屋架要首先考虑承重的部分，材料要结实，质量要轻，不易变形与开裂，且要求树木纹理顺直，一般以杉木最为适合。对其他部位的选择，我们需根据建筑特性、使用功能以及造价，选择使用年限较长的木质材料，比如白松与樟子松。
3木结构建筑设计理念
在园林生态建筑景观中木建筑设计的理念，需要遵循人与自然相融合，这也是人与自然可持续发展的约定。在木结构建筑建设中要将木制资源合理全面利用，最大限度的减少浪费。木建筑设计中应用最为普遍的建筑形式为穿斗式和抬梁式。穿斗式为把穿枋与斗枋叉手用脊背部分组合起来，利用的是三角形的稳定性；抬梁式是利用不同的开间方向将木材串联起来，构建整体框架，两种方式各有特色。穿斗式需要在柱子上安装山条，抬梁式主要在唐宋的建筑中比较常见，斗拱主要是修饰为辅，承重为主，分为斗、拱、昂三部分。防火防腐也是园林生态建筑设计的重点，需要考虑季节、气候以及地理位置，以减少火灾发生以及木材受到腐蚀造成的损失。园林生态建筑景观中的木建筑有很多优点，如现代化建设的周期短，低碳节能可满足可持续发展的战略需求，造价合理，不受地区的限制。并且木建筑可以抗震抗风，在某些多地震的国家，非常适合木建筑建设。选择好的木质结构以及材质能够保证持久耐用，兼具防火防潮，能够带给人们心理上的温暖。对于古今中外的木结构建筑，我们要有海纳百川、有容乃大的态度，同时取其精华弃其糟粕，使木建筑不仅是建筑实体，更是人文景观，使其焕发历史神勇又不失现代氛围。
参考文献
[1]毕芳.生态节约型园林工程的苗木质量评价体系研究[J].住宅与房地产，2017(36)：18~21.
[2]江丽芳.园林绿化项目进度管理探讨[J].建材与装饰，2017(51)：36~37.
木结构建筑范文5
关键词：木结构；体育建筑；核心空间；特点；设计方案
木结构建筑在古代的建筑群体中极为常见，再加上在整个建筑的规划过程中，工匠能够结合不同木材的外形特点来对细节进行镂空、雕刻等，从而彰显其艺术美感。木结构建筑充分体现时代特色和人文历史文化，极具史学研究价值。然而随着社会的发展和建筑材料技术的进步，木结构建筑在一段时期曾淡出建筑领域，特别是在大型建筑中[1]。本文旨在通过阐述大型木结构建筑特点和大型木结构体育建筑设计要点，并具体介绍了日本树海体育馆以木制拱形架构为支撑，以胶合木构建为屋面，以及美国木结构体育场采用L型布局设计，以期为推动木结构在体育建筑领域的应用提供参考。
1大型木结构建筑特点
与传统的木结构建筑中所有建筑材料都选用原木明显不同的是，现代大型木结构建筑基本上采用“装配式”方案建设而成，然而因为这种产品结构的多样性，给基础结构配件的生产带来了很多难题（如图1所示）[2]。类似图1这样一个小型的木结构建筑，从规划到装配成功都需要对建筑材料按照不同的用途进行仔细且严格的分类，那么大型木结构建筑的生产及装配流程必然会更加复杂和繁琐[3]。从美学视角上来审视木结构建筑，其在空间环境内释放出的艺术美感，在其装配过程中的立体感和多样性是砖混结构建筑无法比拟的，然而从建筑学的层面来分析，木结构建筑的制作工艺和材料制作难度均高于砖混结构建筑。比如一个小型的建筑配件，在砖混结构中完全可以采用现代工艺，以混凝土浇筑而成，只需要按照标准尺寸制作就能够达到使用的基本要求[4]，而木结构则完全不同，需要根据木材的尺寸甚至是材质的差异，进行细致的切割之后才能够使其与其它“基准件”相匹配，任何一个环节都可能直接影响木结构建筑的整体质量。
2大型木结构体育建筑设计要点分析
考虑到消防及公共安全的相关因素，以木结构为主体的大型体育建筑大多都以“地标性建筑”格局呈现出来[5]。一方面，梁柱式建筑的主构架梁和柱清晰可见[6]。一般来讲，这些地标性建筑除了承担必要的体育赛事之外，还大多被包装成本地旅游观光的一个重点项目，为了能够让游客在参观的过程中清晰地了解到木结构配件的装配，其梁柱式的主体构架梁和柱都完全清晰可见。另一方面，变截面异形梁和等截面异形梁完全按照实际需要来设置[7]。为了能够让木结构配件在安装过程中符合工程力学的基准要求，同时也需要适应大型体育场馆特殊体育比赛的空间及场地要求，在木结构体育建筑的建设规划初期，设计师要有针对性地对在等截面异形梁的应用基础上，充分地考虑变截面异形梁的使用，这样才能够有效确保木结构配件不同的高度上所受压力基本上保持在一个大致相同的区间范围内，既不能因为受压过大造成坍塌事故，也不能因为受压过小而造成梁体扭曲变形失去了梁体应有的支撑作用。
3大型木结构体育建筑核心空间设计方案
在大型木结构体育建筑中，日本树海体育馆的建筑设计方案较具代表性，也是目前建筑界公认的现代木结构体育馆最早的实例。
3.1木制拱形架构——以日本树海体育馆为例
尽管日本树海体育馆在建筑界被视为是大型木结构体育建筑的“开山之作”，但其整体建筑结构并非完全采用木质原料。在其基座位置以下，采用的仍然是混凝土浇筑钢梁作为支撑点，这是受当时技术条件限制所致。
3.1.1木制拱形架构支撑
木结构体育馆由伊东丰雄建筑设计事务所和竹中工务店联合设计[8]。其建筑面积近2.2万m2[9]，建筑总高52.13m[10]。木制拱型架构作为树海体育馆的一大亮点，整个木质拱形支架所支撑起来屋顶的边框是由25000根3~5m的拱型支撑及一层的秋田杉拱架所建构[11]，形成格子状的设计（如图2所示）[12]，在保证结构稳固性外还使得整个场馆内部看上去别具特色。这样一个超大型的圆弧状穹顶结构，也让日本树海体育馆在外形上看起来类似一个“巨蛋”。而这个巨蛋的高度之所以被设定在52.13m，也并非仅从建筑学的角度来考虑，因为在建筑规划设计初期，资深的建筑设计人员就邀请体育界专业人士对体育馆在进行体育比赛的过程中可能会涉及到的有效高度进行研判，诸如排球篮球这种相对高度较低的项目其高度较容易满足，但对于在日本民众中极为有影响力的棒球其跃升高度就成为了木制拱形架构支撑的相对高度的一个重点，再加上一些安全距离和摄影器材的装配距离，52.13m这个高度也就成为到目前为止全世界范围内木制拱形架构的专业体育馆的最高高度。
3.1.2胶合木构建的屋面
在满足了穹顶建筑基础架构的设计之后，最难以实现有效衔接的是结构的屋面，据场馆主要设计人员在工程完工之后接受媒体采访时表示，当初为了确定结构的屋面处理方式，设计人员曾奔赴中国、加拿大、德国、芬兰等木建筑群体较为集中的国家，针对树海体育馆的设计方案与建筑学界的专家、学者进行不同层面的探讨。这说明，在当时的建筑技术条件下，大家基本认同木结构装配方案，但对于如此超大型的体育场馆的屋面材质的选用存在争议。一方面，如果其屋面结构的材质一旦选用其它材料，那么这个以“木结构”为建筑主体的体育馆的核心建筑理念势必会受到争议；另一方面，如果继续采用木质材料，其有效载荷与承重是否能够满足实际需要也的确存疑。经过反复论证及结合体育场馆的实际需要，最终决定选用胶合木为基础材料的屋面，屋顶受力体系由双向胶合木杆件和支撑构件组成空间桁架结构。长边方向上、下弦胶合木杆件尺寸为2-210×420~810mm[14]，短边方向为2-285×630~1020mm[15]。长边上、下弦杆与短边杆件通过方钢管连接件和螺栓连接。采用这种屋顶建筑方案，除了能够让整个装配过程相对简化，能够按照建筑设计的基础规划图纸进行统一安装之外，还能够结合屋顶的长边方向上、下弦节点的支撑体系，充分实现有效降低单位面积受力载荷之后，让胶合木主体的内部增加以在平面内采用柔性的钢拉杆，最终使得在平面外采用X形的圆钢管作为侧向支撑，从而进一步强化胶合木建筑结构屋面的刚度与强度。在工程项目完工之前的验收过程中，日本相关部门对树海体育馆的抗震能力评估为，其建筑主体能够抵抗7.0级的地震[17]，在2005年左右日本早稻田大学利用计算机模拟系统将树海体育馆的所有建筑数据参数输入到计算机中进行精确模拟分析显示，在其达到60年的使用寿命之后，其抗震能力仍然能够保持在6.4级地震以上[18]，这也就充分说明了建筑师的这种胶合木构建的屋面其抗震抗压能力符合建筑学标准要求。
3.2创新的美国木结构体育场综合体
2016年，扎哈•哈迪德建筑事务所(ZahaHadidArchitects)公布了一个完全由木材建造足球场的计划，这成为全球第一座名副其实的全木质结构的大型体育场馆[19]。
3.2.1采用L型布局设计
为确保该体育馆能像日本树海体育馆一样坚固稳定，设计师在进行初期的布局规划过程中也进行了反复论证，考虑到足球场地与棒球场地的不同之后，决定采用“L型”布局设计方案。在该方案中，设计师规划将使用大面积的正交胶合木（Cross-laminatedtimber，CLT）作为建筑的主要材料[20]，这种材料具有很好的稳固性和安全性，能够充分起到稳定基座固定效果的同时，也能够有效降低单位面积中的基准载荷。这种布局设计与中式木结构建筑中的“挑梁”原理类似，如果在其“拉耳”的位置上不增加外力压强，让作用力完全放在基座位置上，就能确保其建筑的整体稳定性。
3.2.2属于高层木结构建筑
尽管该足球体育馆自诩为全木结构，然而其与日本树海体育馆最大的不同在于，其属于露天式建筑，也就是说其在屋面的设计上，尤其是在屋顶结构的既定设计上其实是并没有规划的，该建筑的主要设计方向是让其基座和“L”形状的挑梁结构能够稳固即可，从建筑学来讲，称其为高层木结构建筑更为合适，也就是木制构建的叠加效应仅在数量层级上发生了变化，与日本树海体育馆充分考虑屋顶的拱形结构设计无法形成有效对比。
4结语
木结构建筑范文6
关键词：现代木结构；室内设计风格；建筑材料
1现代木结构建筑的发展
木材作为建筑材料，具有强重比高、美观、绿色可再生、加工性能好等优点。伴随着科技的进步，现代木结构建筑将传统的建筑形式与现代建造处理工艺相结合，已在世界上许多国家建筑工程领域普遍应用。现代木结构建筑是指主要结构构件采用标准化的木材或工程木，构件连接节点采用金属连接件连接，利用最新科技手段建造的建筑形式。因采用现代化建造技术，建筑施工周期短，建造方便快捷且无污染，木材绿色环保，隔热保温效果好，建筑具有节能、固碳作用，还具有优良的抗震性能。［1，2］同时，可进行个性化室内外设计，造型别致，加上木材质量轻，由建筑构件通过金属连接件构成的现代木结构建筑可拆卸和整体移动，是可持续绿色建筑的发展方向。现代木结构建筑的发展可追溯到20世纪50～80年代，期间，我国实行计划经济，提出节约木材的方针，木材进口也受到限制，至70年代，基于国内生产建设需要，又提出了“以钢代木”“以塑代木”的方针，钢混结构开始大力发展，此时木结构建筑的发展受到很大束缚，其发展暂时停滞。［3，4］20世纪80年代开始，我国倡导生态、绿色可持续发展，大力支持环保、节能建筑产业的发展，随着生态城镇化建设不断推进，我国开始引进西方现代木结构建筑，现代建筑材料和建造处理工艺逐渐成熟化，开始产业化发展。［5］现代木结构建筑的发展催生了大量的木结构建筑设计、结构材料生产、建造设备制造、金属连接件及其他建筑材料经营企业，经过30余年的发展，形成了以东北、长三角、环渤海地区为主的企业集群。［6］随着现代木结构建筑研究的逐渐深入，我国现代木结构建筑的规范逐步系统化，根据我国实际国情，已制定了符合国内木结构建筑发展的相应的标准、规范。［7，8］近年来，随着我国经济、社会的发展，建筑节能减排、建材污染、雾霾问题、环境污染向农村蔓延等问题日益严重。自党的十八大召开以来，国家把生态文明写入党章，要求把生态文明建设放在突出地位，同时还倡议积极推进新型城镇化建设。十二届全国人大四次会议提出了发展绿色建筑和绿色建材的要求，将绿色发展作为“十三五”期间的五大发展理念之一，大力推进工厂式建筑、装配式建筑，其中木结构建筑以其优异的性能在生态建设、绿色发展中占据重要地位，发展现代木结构建筑成为必然趋势。
2现代木结构建筑类型及其特点
现代木结构建筑主要分为轻型桁架木结构建筑和重型梁柱木结构建筑。轻型桁架木结构是指用规格材、木基结构板材等建造的箱型建筑结构体系，其承载系统由木框架墙体的墙骨柱体系构成，适用于3层及以下民用建筑。现代重型梁柱木结构是指用较大尺寸工程木作为梁、柱承重结构的主要建材，墙体采用木框架结构作围护结构，并不承受主要建筑荷载。同时，伴随着新型工程木产品的研发，如正交胶合木（Cross-laminated…timber，CLT），中高层木结构建筑也得到了很好的发展。
2.1轻型桁架木结构建筑
从19世纪初，西方国家开始采用木框架结构建筑以来，轻型木结构经历了从独户式住宅到联合式住宅及多层公寓建筑等各种形式，在国外应用最多、技术经验也最为成熟，既可实现工厂预制构件，还可现场建造、现场组装，建造技术趋于成熟。［9］轻型木结构建筑墙骨柱、墙面板、楼面及屋面共同受力构成一个整体结构体系，具有较好的结构强度和刚度，建筑基础一般采用钢筋混凝土结构形式，上部采用木结构形式，通过基础预理金属连接构件进行连接固定，加强建筑的整体性。［10］综合现代轻型木结构建筑结构体系及其材料特性，其建筑具有如下特点：第一，保温隔热性能好。因木材本身为低导热性材料，用于建筑主要用材，在墙体、屋盖、楼盖等结构内填保温材料的共同作用下，轻型木结构建筑具有优良的保温隔热性能，保证室内冬暖夏凉的效果，可大大降低能耗，达到节能减排的效果。［11］第二，建筑绿色、环保。木材作为一种可再生天然资源，具有低碳、环保的优点，是一种绿色建材。建筑建造过程，从材料采集、加工成型到现场施工组装，对环境影响小，几乎不产生污染，对于建筑废弃材料也可充分再利用。第三，建造周期短。现代轻型木结构建筑加工工艺已相对成熟完善，配套的金属连接件、防水防潮材料、保温棉材料等发展也系统化。目前在国外，木结构建筑结构构件以及连接件可批量标准化预制，建筑墙体、楼板、屋盖等均可在工厂预制，现场进行吊装，或是直接现场拼装。第四，防火性能好。轻型木结构建筑为框架结构建筑，建筑墙体常采用OSB（定向刨花板）、石膏板等覆面，框架结构填充保温棉材料，提高了建筑的整体防火性能。第五，抗震性能好。现代轻型木结构常采用加拿大进口SPF（云杉—松—冷杉）规格材，具有一定的弹性和韧性，在发生地震时可消耗部分地震能量，加上木构件间多采用金属连接件进行固定，地震时木材与金属连接件相互作用，可有效消耗竖向地震产生的能量冲击，同时建筑外墙采用OSB覆面，增强了建筑的侧向支承力。
2.2重型梁柱木结构建筑
梁柱式木结构建筑是我国传统的木结构建筑形式，因近年来大径级天然木材的日益匮乏以及木材加工处理技术的不断进步，现代梁柱木结构建筑逐渐采用工程木产品作为建筑主要承重结构。［12］梁柱木结构建筑作为民居建筑，目前多应用于少数民族地区。工程木产品是由小径级材经一系列加工优化制成的大截面构件，其承载力大大提高，目前在国外常应用于大型公共性建筑。［13］综合现代梁柱木结构建筑结构体系及其材料特性，其建筑具有如下特点：第一，充分合理地利用建材。目前，已有结构用材均为小径级材，受树木本身尺寸限制，实木锯材用于梁、柱承重结构的发展受到限制。工程木产品的出现，极大地提高了木材利用率，通过将不同长度、尺寸的锯材相结合，以满足大跨度结构的设计要求。第二，力学性能好。在梁、柱构件加工制作过程中，剔除木材缺陷部位，提高结构构件的强度。第三，建造方便快捷。跨度梁、柱等结构常在工厂完成预制加工、定位钻孔、开槽等，运送至现场定位吊装，通过螺栓、钢板、螺钉等进行连接固定，施工快捷。第四，美观。工程木产品保留了木材的天然纹理，经过系列加工工序构件具有较好的防潮、防腐性能，其结构外露，充分展示木材的自然亲切。第五，防火性能优良。传统的梁柱木结构建筑即有“墙倒屋不塌”的说法，现代梁柱木结构建筑更甚。尤其是大截面尺寸的梁、柱构件，在火灾情况下，表面发生炭化，形成保护层，燃烧速度缓慢，能够在较长时间内保持其结构力学特性，为逃生争取时间，降低伤亡率。
2.3正交胶合木（CLT）建筑
20世纪90年代，由奥地利和德国建造了第一栋CLT建筑，由此，CLT建筑开始在国外迅速发展，各国纷纷兴起CLT建筑热潮。CLT是由3层及以上的实木锯材或结构复合板材相邻层垂直正交组坯或成一定角度组坯，采用结构胶粘剂压制而成的新型工程木产品，主要用于木结构建筑的墙体、楼板和屋盖等。［14，15］近年来，在欧美发达国家，CLT建筑逐渐部分取代钢筋混凝土结构建筑和砖混结构建筑，广泛应用于中高层住宅建筑与公共性建筑。目前，CLT建筑在国内的研究和发展也颇为火热，在提倡发展绿色建筑的背景下，CLT建筑作为新一代重型装配式结构，在中高层木结构建筑发展方向具有很好的应用前景。CLT建筑是现代从西方引进我国的新建筑形式，其墙体、楼板、屋盖结构均为CLT板件，综合其加工、建造工艺、材料和结构特性等，其建筑具有如下特点：第一，抗震性能好。CLT采用正交组坯结构，具有较好的尺寸稳定性，墙体为CLT板件，通过金属连接件进行节点连接，可提高建筑整体抗震性能。［16］第二，隔声性能优良。相比较轻型木结构而言，CLT楼板密度大，且通过胶粘剂压制而成的CLT整体性好，楼板受力时振动减小，隔声效果相对较好。第三，高度预制化。因建筑墙体、楼板、屋盖基本单元均为CLT板件，可实现工厂预制，预留墙体门窗洞口以及连接节点槽孔，运至现场吊装连接完成即可。第四，可向中高层装配式木结构建筑发展。已有CLT在加工过程中充分剔除木材本身缺陷，大大提高构件强度，同时CLT实现工厂预制、现场装配，根据建筑承载情况，设计CLT板坯厚度，作为现代装配式建筑，在中高层木结构建筑领域具有很好的发展前景。目前，国内也开始展开了CLT材料研究、生产和市场应用。［17，18，19，20，21］
3现代木结构建筑室内设计风格
现代木结构建筑类型多种多样，适合多种室内设计风格。但室内设计风格必须结合现代木结构建筑本身的类型特点。现就这个问题进行研究探讨。
3.1轻型木结构建筑室内设计风格研究
轻型木结构建筑室内形式多样，特点大致可以概括为：其一，把木构件暴露在外；其二，墙面、屋面都用装饰材料覆盖。木构件暴露在外的室内可以结合建筑材料进行设计。适用的室内风格有原木风格、中式传统风格、新中式风格和田园风格。原木风格的室内空间自然清新，环保安全，总体来说非常舒适，适合多种人群居住，尤其适合儿童。中式风格的室内空间自然少不了木质材料，中国的传统建筑就是梁柱结构的木结构建筑，在木质材料的环境中搭配中式风格的家具陈设品，稳重、端庄、温馨的中式风格就呈现在眼前了。田园风格本身就是采用天然材料来打造自然温馨的室内环境，这种室内形式自然能合理地搭配设计。墙面、屋面都覆盖装饰材料的情况下，与现代的钢筋混凝土建筑的室内环境几乎一样，室内设计风格自然也相差无几。除了上述的风格之外还主要有现代风格、欧式风格、地中海风格，等等。
3.2重型梁柱木结构建筑室内设计风格研究
重型木结构建筑将梁柱等建筑结构材料外露，借助木质材料本身特有的丰富的装饰效果，以外露等结构体系展现最简单、最精致的美。大跨度等木质材料，既体现了木质材料本身等力度美感，又展示了材料纹理等原生态美感。
4结语
木结构建筑范文7
关键词：土木工程；土木建筑；结构设计；优化措施
0引言
现阶段来看，人们对于建筑有了更高的要求，包括建筑的规模、功能、内部设备以及外观等多个方面，在要求质量的同时，还要保证经济效益上的稳定，这对于土木建筑工程来说有着一定的难度。在科学技术以及全球一体化的发展情况下，已经有一些新型施工工艺以及材料应用到建筑工程中，并且起到了一定的作用，与过去的土木建筑相比，现阶段的建筑工程已经逐渐向智能化与自动化发展，许多机械设备的应用，大幅度的提高了施工的工作效率，降低成本上的投入，解决施工过程中的难题，但是与此同时，建筑市场的竞争也在逐步提高，在这种环境背景下，人们对于建筑有了新的要求，包括质量、功能和外观等多个方面，这就需要相关人员做好施工前的勘测以及设计，尤其是对于结构设计来说，如何满足消费者的需求，找到过程中存在的问题，并且做好优化设计是现阶段工作人员的主要研究方向。
1土木建筑结构设计中的分类
在土木建筑的结构设计过程中，可以分为上部结构设计以及基础设计两种，在具体的操作过程中，应该根据具体的类型对设计过程进行分类，可以分为以下几方面：
1.1框架结构设计
框架结构是由建筑中的梁和柱共同组成的组装结构，从而承担房屋中的全部荷载。对于现阶段的建筑工程来说，一些高层建筑或者工业建筑在形式上有着一定的复杂性，普通的砖墙已经不能满足荷载过程中的要求，所以采用框架作为其中的承重结构。框架结构根据工程规模以及信息上的不同，可以分为多层、单层等多种结构，在土木建筑中，根据材料的不同可以分为混凝土框架、胶合木结构框架以及钢筋混凝土框架等，在设计过程中可以采用整体装配的形式，根据荷载能力对框架施加不同的预应力。对于框架结构来说，它的主要特点就是具有一定的灵活性，可以节省工程周期，让框架中的梁和柱变得更加标准化，提高工程的质量，使建筑具有一定的整体性。但是框架结构设计也容易由于受力特点或者设计方面的问题导致对结构上的破坏，可能影响建筑空间的合理运用。
1.2剪力墙结构设计
剪力墙结构就是通过钢筋混凝土的墙板代替框架结构中的梁柱，从而提高建筑内部的荷载能力，并且控制结构过程中的平衡作用力，这种方式已经被广泛的应用于土木建筑中，对于建筑结构的稳定性有着一定的作用。在剪力墙结构的设计过程中，它的主要承重力全部来自于剪力墙，除了可以承担竖直和水平方向上的荷载能力外，还可以对建筑内部空间进行一定的分隔，一般来说，剪力墙的高度在设计过程中与建筑内部的高度是相等的，相较于建筑空间来说，它的厚度很薄，最小的大概在16cm左右，这也就大幅度的提升了剪力墙在建筑结构设计中的空间范围。在具体的土木建筑中，可以根据建筑的规模，设置不同数量的剪力墙，但是需要注意的是剪力墙之间的距离有着标准的规范，从而提高它的空间利用率。
1.3筒中筒结构设计
筒中筒结构设计是建筑结构设计中的一种，是由心腹筒、框筒以及桁架筒构成，通过不同筒结构中的内外作用力从而抵抗建筑中的水平承重力。由剪力墙围成的筒体被称为是心腹筒，在心腹筒表面呈现有规则排布的孔状筒体被称为是框筒，由竖杆和斜杆组成的架构形式被称为是桁架筒。在筒中筒的结构设计过程中，通常都会由水平方向承载一定的作用力，长此以往会使其变成弯曲的形状，但是在普通的建筑物荷载下，它的抗侧刚度还是大于同种框架体系的。由于在筒中筒的结构设计中，内外筒之间存在一定的空间，所以提高了建筑结构设计中的灵活性，可以达到不同的建筑效果。
1.4砌体结构
砌体结构就是指在建筑中通过砖墙来实现结构上的整体承重，构造柱以及横梁和楼板大多采用混凝土的结构形式，砌体结构也被称为是混合结构，在建筑设计过程中采用了不同的材料设计，大多应用于多层或者低层的建筑过程中。在砌体结构的设计过程中，都是通过楼板以及墙体作为建筑的主要承重结构，虽然理论上框架结构的承重能力是多于砌体结构的，但是在实际的应用中，由于抗震等级的影响，砌体结构的稳固性更强一点。除此之外，在砌体结构的发展中，还应该注意设计过程中与空间结合方面的问题，以创造良好的室内环境作为主要目的，可以通过与现代技术的结合从而提高建筑的稳定性。
2土木建筑结构设计中的原则
2.1保证合理的结构性能
在土木建筑设计的过程中，应该从建筑的整体性出发，明确建筑结构的基本性能，对于一个工程来说，在设计的过程中应该同时注意它的刚性强度以及柔性强度，要根据工程的具体信息以及应用功能进行判断，对于有些建筑来说，如果刚性强度过大，则会导致建筑在变形能力上的问题，从而会导致它的荷载重量变大，引起对建筑的局部损坏。但是如果柔性过强的话也会由于结构上的变化导致不能承受原有的荷载，甚至会引起建筑整体上的坍塌，因此，在设计过程中，设计师要找到其中的关键点，达到刚柔并济的目的，着力于建筑的整体来进行构思，寻找合理的建筑结构体系。
2.2保证结构体系的安全性
在土木建筑结构体系的设计过程中，保证建筑的安全性是设计的主要原则，也是建筑施工中的重点管理内容，在结构设计的过程中，设计师应该注意对建筑性能上的加固，设置不同的安全防线，保证构件在安装过程中的稳定性，不能因为理论上框架结构的承重能力是大于砌体结构的，就盲目的进行结构上的选择，还是应该从建筑的环境等方面出发，考虑到自然灾害对它的影响，在设计的过程中，可以设置多道防线，因为在建筑的结构设计中，绝对安全的设计构件和过程是不存在的，只有通过多种安全防护措施的建立才能降低危险发生的可能性，这样经过较长的时间，还能使建筑尽量保持原有的整体结构。
2.3保证设计过程中的重点
现阶段来说，土木建筑在功能和规模上都有了一定的提升，在结构设计过程中多了很多复杂的工作，在不同项目设计中可能会出现交叉现象的存在，这时候设计师就要注意工作中的重点内容，明确什么部分才是结构设计中的主要承重，从结构的安全性去考虑，有的放矢的来确定不同构件的设计位置，从而减少施工过程中可能出现的损失，分清设计过程中的主次，协调好设计过程中互相之间的关系，把好质量关卡，从重点内容出发进行着重考虑。
2.4保证设计过程中的高效性
对于结构体系的设计来说，它属于土木建筑的一部分，设计师在设计过程中，还需要注意它的高效性，要从建筑工程的整体来思考问题，明确结构施工图纸与计算过程中准确性的同时，还要保证它们的速度，在相关图表制作的过程中，可以通过借助一些先进技术来提高它的计算效率，从而保证土木建筑的工程进度，做到设计过程中准确性以及速度上的有效平衡。
3土木工程建筑结构设计中存在的问题
对于现阶段来说，人们对于建筑质量的要求是非常高的，而且还是在保证建筑功能的前提下，这对于土木工程建筑的结构设计来说也就提出了更高的要求，在这种情况下，需要对设计过程中存在的问题进行分析，找到合理的优化方式，从而提高土木建筑的市场价值。
3.1地基设计方面的问题
地基设计是土木建筑设计过程中的基础，对于结构的安全以及稳定有着重要的作用，随着建筑承重能力的提高，在地基设计过程中也有了很多方面的压力。这也就导致在地基设计中，存在一些原则上的问题。首先，在土木建筑的地基设计过程中，设计师没有考虑到在施工过程中由于建筑的自重从而导致的压缩以及沉降不均匀的问题，特别是有些建筑它的自重并不是理论上的数据，还需要考虑在施工过程中所施加的压力，这就导致在地基下沉过程中出现不平衡受力的情况，如果当地基所承受的荷载能力较大时，不均匀沉降的可能性也在提高。其次，设计师在设计的过程中没有考虑到地基渗漏方面的问题，没有采取有效的防水措施，对于水量的设置范围没有从长远角度来考虑，如果经过长时间的累积，地基的渗透量超过一定的范围，就可能引发一些严重的安全事故。另外，对于一些带有地下室的土木建筑来说，设计师在混凝土强度以及墙体设计等多方面没有采取针对性的设计方案，没有考虑到地下室环境的影响，从而导致存在一定的安全隐患。出现这些情况的原因是由于在设计过程中没有对实地进行仔细的考察，缺少一定的实践依据。
3.2抗震设计存在的问题
在现代的建筑结构设计过程中，由于它的高度有着不同的特点，而且从城市发展来看，房屋建筑逐渐朝着高层建筑发展，在这种情况下，为了进一步提高建筑的稳定性，避免自然灾害对建筑结构上的影响，应该加强抗震方面的设计。现阶段来说，在抗震设计的过程中，仍然存在一些问题，主要体现在以下方面。首先，有些设计在设计过程中没有从综合方面进行考虑，导致有些承重柱的横截面太小，当建筑受到一定的外力作用时，就会降低结构中的稳定性，很容易引发建筑的倒塌现象。其次，在抗震设计过程中，我国关于这方面有着抗震等级的明确规定，但是在实际的设计过程中，不应该按照抗震等级作为设计中的主要指标，因为在不同的建筑工程中，它的地理环境是不同的，也可能导致理论和实际中的不匹配，造成安全隐患。另外，需要注意的是，有些设计师在结构设计的过程中，对于平面的布置存在不规则的现象，从而导致单元上的不对称，进而影响建筑的结构性能。
3.3结构图纸设计中的问题
结构施工图是土木建筑中结构设计的重点内容，也是承重构件布置上的主要依据，在结构施工图中，对于建筑的材料以及规格等方面都有着标准的划分。在图纸设计的过程中，目前存在的主要问题在于基础平面图的绘制以及工程计算等方面的问题。首先，在基础平面图的绘制过程中，有些设计师并没有对所有的细节进行完善，有些工作并没有在平面图中显示出来，例如定位轴线以及施工后浇带等方面的工作，这些施工工艺与建筑的质量有着密切的联系，也是工人在施工过程中的主要依据。其次，平面图中的符号和元素不全也是其中存在的问题，有些工艺在设计过程中没有进行详细的编号，尤其是对于不同的桩来说，它有着不同的规格，如果没有进行相应的编号，很可能会在施工中造成混乱的现象。另外，需要注意的是，在工程计算的过程中存在的问题，设计师在结构设计过程中需要对某些环节进行计算，得到具体的参数，但是有些设计师对于计算过程没有进行二次核验，导致许多参数存在一定的问题。
4土木工程建筑结构设计的优化措施
4.1地基结构设计中的优化
在土木建筑的地基设计过程中，设计部门的工作人员需要对现场进行实地勘测，根据相应的地质报告以及工程的主要信息，来确定在施工过程中建筑物的自重以及外界施加的压力，从而确定它的荷载范围，由专业的工作人员进行底面积的测绘以及计算，保证地基设计过程中的稳定性，避免由于外界压力导致沉降不均匀的现象发生。其次，还应该考虑在设计过程中的施工技术以及材料，以具体的工程为准，选择合适的地基处理技术，通常来说包括独立地基、浅地基以及深地基和桩基等，在材料的选择中，也要保证材料的强度等级，确定它的主要性能，保证在施工过程中的质量问题，对可能用到的钢筋进行计算，从地基的内部预应力进行考虑。另外，在地基压实的设计工作中，尽可能保证材料上的稳定性，避免选择类似于软土性能的材料，避免材料自身存在压缩或者膨胀的现象，注意结构上的紧密性。
4.2抗震设计中的优化
在土木建筑的抗震结构设计过程中，应该注意设计过程中计算数据的准确性，保证承重柱中横截面积达到一定的标准，在施工之前要进行预应力方面的测验，保证它可以承受住一定范围的外界作用力。其次，在设计过程中，要保证支柱、剪力墙以及横梁之间达到了一定的平衡，在设计过程中避免刚度太强，要具有一定的变性能力，可以根据外力作用来调节自身的承受能力，对剪力墙进行有效的保护，提高建筑本身的抗震能力。另外，还应该对照国家标准规定的抗震等级进行设计，在实际的设计过程中，由于工程环境以及外力的影响，通常来说，抗震等级都会比规定的标准高一点，为了保证建筑在作用力下也能保持相应的延展性和承载能力，这就要求设计师在设计过程中需要注意钢筋中的结构配比以及和混凝土之间形成的作用力，从而保证对抗震安全的有效性。
4.3结构施工图设计中的优化
在结构图纸的设计过程中，设计师需要从图纸的应用角度来进行考虑，保证设计图纸的完整性，准确性以及灵活性。首先，在图纸设计过程中，设计师应该明确建筑中的具体项目类型，绘制出相应的定位轴线以及基础构建，明确它们的具体位置以及尺寸、编号等，从而保证在施工过程中可以做好细节上的问题。其次，设计师还应该对一些重点工程进行详细的分解，尤其是在施工技术以及材料的选择上，确定它的合理性，保证计算过程中的准确性，包括基坑深度、承载力以及横截面的参数等方面。另外，设计师要对结构图纸中的一些预埋件和设备进行相应的标注，提供编号和详细图纸，如果在施工过程中存在一定的问题，也要及时对设计图纸进行完善和更改，保证它的灵活性。
4.4加强工作人员的管理
对于结构设计过程中的工作人员来说，也要进行相应的优化措施。首先，应该保证工作人员在设计过程中真正的走入到工程中，而不是纸上谈兵，在设计过程中，应该加强他们与其他部门之间的有效联系，避免出现“信息孤岛”等问题，做好各方面的协调，才能保证基础工作的完善。其次，还要设置相应的考核制度提高他们的工作水平，对一段时间内的工作内容进行评定，建立奖惩措施，起到一定的警示作用，这样才能保证在工作过程中对细节上的把握，避免粗心大意引发的问题，提高他们的工作能力。
5结语
总而言之，人们对于土木工程中的建筑质量有了更高层次的要求，这也需要加强结构设计上的优化，从基本的设计原则出发，明确结构设计中可能存在的问题，从地基设计、图纸设计以及抗震设计等多个方面做好优化措施，加强员工的管理，从而提高结构设计过程的整体水平。
参考文献
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木结构建筑范文8
1建筑幕墙的分类及特点
为了更好的对建筑幕墙的结构进行设计，实现设计优化，首先需要对幕墙的构成和分类等有明确的了解。明确好幕墙特点后，更有利于设计师进行幕墙结构优化设计。
1.1单元式幕墙。单元式幕墙是当前建筑领域工程施工中应用比较普遍的一种，并且本身具有极大的发展潜力。单元式幕墙是在工厂进行统一生产，使用顶尖技术，质量完全能达到国家标准，工厂生产速度也非常有效率，因此在实际应用过程中备受推崇。单元式幕墙的特点是生产精度高、周期短，因为从头到尾都是在工厂进行工业化加工，能够保障大批量生产，可以为建筑领域带来较高的经济效益。另外，单元之间采用密封结构进行组装，因此，单元式幕墙是无需使用密封胶等材料的，这样也就不用考虑天气因素等影响到幕墙的质量。密封性较高的单元式幕墙拥有水密性、抗风等优势，非常符合当前社会号召的绿色发展理念。
1.2全玻幕墙。全玻幕墙是一种整体用玻璃材质打造的幕墙。使用全玻幕墙的目的在于其能给建筑带来透明性，使内外的环境更好地进行融合，使建筑更加地自然。玻璃材质也方便人们从外界直接观看到内部的结构，提升幕墙的美观性。这样一来，幕墙就不只是起到外壳保护作用，还拥有了观赏效果，为整体建筑增添艺术性。使得建筑空间变得更加立体化、可视化，全玻幕墙使用的是重量较轻的一种材料，在施工的时候具有便捷、好清洗等特点，使用后的效果是其他种类的幕墙所无法比及的，为建筑增添艺术美感。
2建筑幕墙设计思路
2.1功能性与安全性折衷设计。建筑幕墙在实际工程施工应用的过程中，负担的并不是承重作用，而是为建筑进行遮挡和保护，一定程度也与建筑的安全性息息相关。因此，在幕墙设计的时候，需要将美观性和安全性等因素综合的考虑在内，不能为了艺术性过分的添加花哨的装饰，忽略幕墙本身的抗压力等因素，将建筑置于危险之中。
2.2各种突发情况下的稳定性设计。建筑幕墙为建筑进行保护，相当于最外层的保护罩。当建筑受到外力侵袭的时候，幕墙最先受到攻击。那么在实际设计的时候，就需要将稳定性因素也考虑在内，以防遇到突发状况，对幕墙造成影响，导致幕墙荷载过大，为建筑安全带来隐患。在设计的时候要明确的计算好建筑荷载的数据，科学的进行设计，保证幕墙和建筑的稳定性。
2.3各种性质的综合考虑。设计幕墙的时候，需要对各方面都做到统筹兼顾。幕墙结构设计时，保证其功能性是首要注意的一点，其次安全性是随之需要考虑的因素。在设计的时候并不是单纯的去思考如何将其融入到建筑设计，需要结合设计可行性、成本需求等进行综合考虑，并且保证设计后幕墙的安全性，打造高质量的幕墙[1]。在进行外观设计的时候，需要保证幕墙能与周围建筑环境完美融合，不突兀、自然感，并且保证幕墙结构的安全性。而对于安全性来说，在设计的时候需要注重幕墙的受力设计。幕墙本身作为建筑结构，不会承受建筑的负载，但不代表不会承受到荷载。外界因素与自身的重量都是幕墙需要承受的负载，设计的时候还需要考虑到幕墙后期的变化，如建筑变形，地震等灾害对其产生的实际影响。幕墙结构设计的时候需要充分保障使用的连接件具备足够的强度，能够抵御外界因素的侵袭，同时为幕墙增加位移能力，这些都是保障幕墙受力安全需要考虑的前提条件。
3建筑幕墙设计中存在的问题
3.1设计理念不受到重视。幕墙在建筑行业已经发展很久了，但是在设计理念上始终未能得到有效的发展。这是因为多数的企业都是在需要的时候临时进行设计，对幕墙的设计不够重视，导致一些存在的问题考虑不够周全，影响了工程的工期进展。
3.2建筑施工与幕墙施工之间缺乏沟通。在实际进行建筑施工的过程中，在幕墙施工方面会与整体施工产生矛盾，并且因为各方未能进行妥善的沟通，导致幕墙最后的质量无法达到设计的要求。
3.3设计人员专业能力不足。幕墙结构设计人员的专业技术较低，也是影响幕墙质量的原因。在设计过程中，设计人员不能根据工程的实际情况考虑幕墙设计所需，导致最后的设计与预期不符，无法体现幕墙的美感。
4进行结构设计的优化措施
4.1安全性优化。幕墙结构设计时安全性对于整体建筑也有直接影响，因此除了荷载等要求外，还需要对建筑结构的安全性进行综合考虑。在安全设计上，需要对结构进行合理优化，考虑到消防设计等。一些建筑会使用大型的全玻采光顶，对此其配件的设计就需要使用耐火等级在三级以上的材料，保证消防安全。除了消防安全外，对于建筑处于的地理位置，周遭的环境等，幕墙在设计的时候还需要对结构进行优化，防止恶劣天气，如冰雹、雷击等因素对建筑造成影响。将设计重点放在幕墙各个构件上，保证构件材料质量、设计都能满足安全性的要求。
4.2载荷优化。载荷优化对于幕墙具有重要的作用，在设计的时候选材和结构样式都需要进行仔细衡量，保障最大程度实现安全的载荷。通常会使用材料质地较轻的结构进行安装，并为其局部承载力进行优化，安装载筋肋，在安装的时候需要将折边连接起来。
4.3采光保温等功能性优化。建筑幕墙不但需要保证建筑整体的美感，对于安全性同样不可忽视。在实际使用的过程中，幕墙也要体现出自身的性能，保温、采光是幕墙的主要性能。但是两种性能设计在同一个幕墙上会导致一定冲突，使得两种性能互相影响对方的功效，使对方的功效降低。针对这种情况，需要采用不同传热系数的玻璃进行设计优化，这样既能保证幕墙的采光功能，还能实现保温效果[2]。在设计有特殊需求的时候，还可以使用双层幕墙，来增加幕墙的质量。
4.4结构经济性优化。设计的过程中除了美感、安全等因素，性价比也是需要考虑在内的一点。在设计上尽可能使用最适宜的材料，保证性能的同时，降低成本。避免实际设计时，造成大量不合理的设计形成资源浪费，结构设计尽可能按照简洁的方式进行设计，保证幕墙安全可靠的同时，对成本进行有效的把控。
5结语
综上所述，随着建筑行业不断发展，幕墙设计也在朝向新的方向发展。并发展出单元式、全玻璃式等幕墙样式，在材质等方面有了很大的改变。针对幕墙结构设计，需要综合的考虑到功能性和安全性，结合实际进行设计。并对建筑的荷载、采光等多项因素进行科学衡量，在保证经济性的前提下进行优化，提升建筑行业的建筑质量，推动建筑行业长足发展。
参考文献：
[1]王曙芬.建筑幕墙结构设计及优化措施探讨[J].河南建材,2019(6):249-250.
