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【摘要】綠色建筑是在全壽命周期內兼顧資源節約與環境保護的建筑，應在全壽命周期內追求技術經濟的合理和效益最大化，而建筑結構設計是綠色建筑的重要組成部分，對于綠色建筑的效果有著直接影響。本文就綠色建筑結構進行分析和探討，首先提出綠色建筑結構設計三個原則，接著從節材內容，主要是擇優選用建筑形體、地基基礎、結構體系、結構構件優化設計、工業化生產的預制構件、結構材料選用、綠色建筑結構創新點等幾個方面論述了綠色建筑結構設計要點，最后根據實例提出構建綠色建筑結構體系。

【關鍵詞】綠色建筑結構;結構體系;地基基礎;結構構件優化

1前言

綠色建筑指的是在建筑建設中有效節約和控制能源，減少環境污染，創造美好人文環境同時盡量減少對生態環境破壞，維持大自然生態平衡。我們從建筑結構設計方面，采取合理技術手段，優化結構設計，實現綠色建筑結構設計節能降耗。

2綠色建筑結構的設計原則

綠色建筑結構設計遵循三個原則進行設計：結構整體性原則，綠色建筑結構應能充分地與建筑整體效應相符；合理適中原則，合理的結構體系及適中的經濟成本是結構具備綠色特性的表現；尊重自然原則，綠色建筑的重要突出特點就是每一步都應力求做到與環境有機融合。

3綠色建筑結構設計要點主要有以下幾點內容：

3.1節材內容

3.1.1擇優選用

建筑形體結構造型宜簡單，應符合建筑功能及技術要求，結構構造合理，避免形體標新立異造成的結構不合理、空間浪費或構造過于復雜引起的建造材料大量浪費或后期運營費用過高；不宜采用純裝飾性構件，控制造型要素中沒有功能要求的裝飾構件的應用；有功能作用的室外構件應在設計時與建筑一體化設計。

3.1.2對地基基礎、結構體系、結構構件優化設計

（1）地基基礎設計

地基基礎設計結合建筑所在地實際情況，依據勘察成果、結構特點及使用要求，綜合考慮施工條件、場地環境和工程造價等因素，經基礎方案比選，就地取材。由于基礎在建筑成本中占有較大比例，應進行多方案的對比論證，采用建筑材料消耗少的結構方案，因地制宜，綜合安全合理、施工方便、節省材料、施工對環境影響小等方面論證。同時根據上部結構情況，在滿足地基基礎強度和建筑物沉降的前提下，地基可優先考慮天然地基，樁基優先采用預制樁。鉆孔灌注樁可通過采用后注漿技術提高側阻力和端阻力。樁底及樁側注漿可有效提高樁基承載力1.4~1.8倍，大幅度減低材料用量。樁基礎通過先期試樁以現場試壓得到的單樁承載力特征值為最終單樁承載力特征值，一方面可以確保樁基具有足夠承載力，另一方面也有利于發揮樁基承載力余量，符合綠色設計節材的理念。

（2）結構體系、結構構件優化設計

在保證安全性與耐久性的情況下，結構體系優化設計應符合下列要求：不應建筑形體不規則而形成的特別不規則結構；應根據建筑功能、受力特點選擇材料用量較少的結構體系；高層和大跨度結構中，可合理采用鋼結構體系、鋼與混凝土混合結構體系；高層住宅可合理采用鋼結構體系、鋼與混凝土混合結構體系。高層混凝土結構的豎向構件和大跨度結構的水平構件應進行截面優化設計。大跨度混凝土樓蓋結構，宜合理采用有粘結預應力梁、無粘結預應力混凝土樓板、現澆混凝土空心樓板等。由強度控制的鋼結構構件，應優先選用高強鋼材；由剛度控制的鋼結構，應優先調整構件布置和構件截面，增加鋼結構剛度。鋼結構樓蓋結構，宜合理采用組合梁進行設計。綠色建筑應盡量選用利于空間靈活分割的結構體系，為實現住宅的可改造及空間的可變性提供必要的條件。要盡量減少過多的大面積鋼筋混凝土承重墻的設置。通常框架結構體系要比砌體承重結構在空間分隔上更加靈活；大開間預應力樓板或板柱體系可提供無內柱、內梁的自由分隔平面，比傳統的主次梁鋼筋混凝土樓板分隔靈活。高層大開間大空間住宅的抗側力結構進行設計方案的比較及優化，有效地節約材料用量。

3.1.3采用工業化生產的預制構件

以工廠預制構件為主要構件，經現場裝配、連接而成混凝土結構，其主要特點：以預制鋼筋混凝土梁、柱，代替現澆梁、柱；以預制鋼筋混凝土墻取代現澆剪力墻或砌體圍護；節水、節電、節材，社會效益明顯。

3.2結構材料選用

在設計過程中應根據建筑功能、層數、跨度、荷載等情況，優化結構體系、平面布置、構件類型及截面尺寸的設計，合理采用高耐久性建筑結構材料；在保證安全的情況下，應合理使用可再利用建筑材料和可再循環材料，其質量之和占建筑材料總質量的比例，對于居住建筑不應小于6%，符合我國可持續發展的管理理念，減少生產加工新材料帶來的資源、能源消耗和環境污染，具有良好的經濟、社會和環境效益；充分利用不同結構材料的強度、剛度及延性等特性，減少對材料尤其是不可再生資源的消耗。結構材料選擇應符合下列要求：應優先采用高性能、高強度材料；現澆混凝土應采用預拌混凝土；建筑砂漿全部采用預拌砂漿；受力鋼筋宜合理選用高強鋼筋。在普通混凝土結構中，受力鋼筋優先選用HRB400級熱軋帶肋鋼筋及以上受力普通鋼筋（包括梁、柱、墻、板、基礎等構件中的縱向受力筋及箍筋），用量應達到鋼筋總量的30%以上；在預應力混凝土結構中，宜使用高強螺旋肋鋼絲以及鋼絞線。對于鋼結構，Q345及以上高強鋼材的用量應達到總量的50%以上。使用高強鋼筋可節約鋼材使用量，減輕建筑自重、節約基礎費用，建筑使用壽命結束后可再循環使用。使用高強混凝土可減少構件截面尺寸，節約混凝土用量，提高混凝土耐久性，增加建筑物的使用面積。

3.3綠色建筑結構創新點

采用資源消耗少和環境影響小的建筑結構，如鋼結構、砌體結構、木結構、預制鋼筋混凝土結構等；應用建筑信息模型（BIM）技術，實現三維結構設計可視化，參數化結構構件設計，構件統計和材料算量，共享核心數據，實現協同化設計。

4案例分析

米那亞大廈是建筑師楊經文生態高層商業建筑作品，平面中每三層凹進一次，設置空中花園，直至建筑屋頂，空中花園沿建筑表面螺旋上升；被圍和的房間形成結構核心筒；樓、電梯和衛生間都自然采光通風；屋頂露臺由鋼和鋁的支架結構所覆蓋，同時為屋頂游泳池及頂層體育館曲屋頂提供遮陽和自然采光，達到生態綠色的效果。該綠色生態建筑值得我們在結構選型關注和思考。

5結語

綜上所述，綠色建筑結構設計是綠色建筑重要的內容，保持綠色建筑的理念，從結構體系的優化設計、建筑結構材料以及地基基礎設計入手，確保綠色建筑結構設計能夠不斷開拓創新，更新新的設計理念，促進建筑行業的可持續不斷發展。

參考文獻

[1]《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2014）[S].

[2]《民用建筑綠色設計規范》（JGJ/T229-2010）[S].

[3]《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）[S].

[4]黃燕松，楊綺文.綠色建筑結構設計探析———圍繞結構選型、結構設計、綠色建材分析[J].科技與企業，2014（4）：118.收稿時間：2017-6-22

作者:羅利波 單位:長沙市規劃設計院有限責任公司