优化设计在建筑结构设计中的应用

优化设计在建筑结构设计中的应用

发表时间：2019-07-18T14:59:31.150Z 来源：《城镇建设》2019年第8期作者：余其行

[导读] 房屋建筑结构，是建筑工程设计探究的基础部分，它具有根基性、系统性、以及科学性等特征。

深圳市精鼎智尚装饰设计工程有限公司广东深圳 518000

摘要：房屋建筑结构，是建筑工程设计探究的基础部分，它具有根基性、系统性、以及科学性等特征。基于此，针对房屋建筑项目实际情况，在简单叙述几种常用优化方法的基础上，对建筑结构设计过程中优化技术具体应用进行深入分析，以此有效保证建筑结构设计的合理性与可行性。

关键词：房屋建筑；建筑结构设计；优化技术

引言

进入21世纪以来，我国综合国力不断增强，人们生活质量得到提高，对各项生活配套也提供了新的要求，房屋建筑是一项基本要求。在房屋建筑结构设计中技术优化至关重要，它不仅直接影响到房屋建筑的安全性、美观性和功能性，还与房屋建设的经济性息息相关，与人们的生活成本密不可分。因此在房屋建筑结构设计中应该优化技术，做好理论基础，促进房屋建筑结构设计实现低成本、高质量。

1概述

建筑结构的设计优化指的是通过对先进科学的设计理念进行综合运用，将其以合理的设计方式进行表达，从而呈现出最优的建筑设计方案，将设计出的建筑物实现实用性与美观性的双重优化，就是建筑结构设计优化的过程。对于建筑结构而言，其优化设计主要针对两个方面:其一，是建筑外观的整体优化;其二，是建筑内部空间的各项细节优化。设计师要做到对建筑的整体优化，不单要根据建筑本身的特点进行调整完善，同时还要结合建筑周边的环境进行优化，将建筑物与周边环境进行有机结合，呈现城市与自然的和谐景象。

2建筑结构设计的优化要点

2.1注重设计协调性

建筑结构的设计优化要注重对设计协调性的重视，若想加强建筑与房屋立体结构与平面设计之前的关联程度，促进其紧密度的贴合，充分利用现有空间进行有效利用，实现布局上的美观，就要注重结构设计中的全局协同特性。在建筑结构的墙体设计时，要结合居住用户的实际生活需求，对墙体与立柱的位置进行人性化设计，以房屋的简洁设计为主要核心思想，在各层面的高度调整与截面设计体现建筑结构的协调性。

2.2注重优化层次性

在建筑结构的优化设计同时，应根据实际房屋建造需求进行全方位的综合考量，包括整体机构优化问题中的复杂细节。在设计优化过程中，要重视建筑的整体设计结构，从设计体系入手，实现建筑工程叠加设计的目的。实现建筑使用寿命的有效延长，就要将建筑设计进行阶段性的开展，在保证房屋建筑质量及安全的基础上，最大程度地减少建筑企业投资成本。

2.3重视设计系统

在对房屋建筑结构进行优化设计的过程中，还要对外围以及房屋顶部的屋盖进行优化设计，将周围的环境因素也考虑到对建筑结构的优化问题中，从而结合实际开展全方位的综合考量。设计师要结合建筑的使用类型、结构布局以及工程造价预算进行优化设计，保证房屋的使用性能及经济性。为了顺应飞速的时代发展与科技革新，建筑设计师应不断突破传统的房屋设计方法，不断地推陈出新，注重在房屋结果方面的创新设计，促进房屋建筑符合时代发展的大背景。在实现人们对居住空间建筑的日常生活需求的同时，将承重构件安置在建筑的垂直方向上，避免其相互错开，以确保建筑的安全质量与建造质量。

3建筑结构设计优化技术具体应用

3.1整体优化

结构优化包含整体构造的优化与部分构造的优化两部分，它们之间相互依赖，缺一不可。在各部分设计工作中，优化涉及到很多内容，如模型设计优化、受力构件优化，基础优化及围护结构优化、框架部分优化、基础部分优化和围护结构优化。对此，需要设计人员充分运用自身所学进行深入的思索和分析，在不同的设计项目当中，除了要保证适用性与安全性，还需要做好成本的控制。想要保证设计的科学性与严谨性，对设计人员而言，应当场做好实地考察与论证，尽量掌握齐全的资料，然后在设计过程中对现场各项条件予以充分考虑，为之后的优化奠定良好基础。例如，选材时，不仅要符合安全性需求，还应充分考虑当地实际情况。当建筑所在地区的地质条件比较复杂时，作为设计人员，需要从实际情况入手进行基础方案的编制。只有这样才能避免无谓问题的发生，并实现节约成本、保证安全的基本目标。

3.2模型设计

首先，选择适宜的变量，设计优化中，全体设计人员都应把握所有对方案设计有影响的参数，将其作为优化设计过程中的变量。若在优化中错误的将影响很小的参数视作变量，则不仅影响正规的结构设计，而且不利于计算编程，对优化设计也造成很大的影响。

其次，选择正确的目标函数，在设计优化中，应计算可以满足要求的结构或构造尺寸，以及和钢筋截面积等指标有关的数学函数，以此帮助模型设计顺利完成，这是设计中的关键环节之一，正确选取函数，能简化设计过程。通过参数合理设置，在满足规范要求的同时，减少含钢量，或通过模型中假定及边界约束条件，提高整体经济性。

最后，确定所有约束条件，保证结构安全性与可靠性是设计与优化设计前提，这就需要在实际的优化设计必须是在一定约束下进行的，并不是设计人员自由发挥的结果。而约束条件包含很多内容，如缝宽、强度、尺寸等。确定了不同的约束条件后，还应与目标约束条件实施对比与分析，确定是否满足现行规范的要求。

3.3建筑结构的抗震性能优化

随着我国人口数量的增加，高层建筑以及超高层建筑将会成为未来建筑的主流趋势，未来建筑将以其高度取胜。对于这些高层与超高层建筑来讲，其抗震性能的不断完善与优化，将在很大程度上决定着建筑的整体质量与住户的人身安全。由于高层建筑的稳定中心较高，如果建筑自身的抗震性能较差，那么极有可能引发建筑的坍塌，对住户的人身及财产安全造成威胁，因此，高层建筑的抗震性能优化就显得极为关键。

决定高层建筑抗震能力的强弱关键在于建筑结构本身的强度及刚度这两个方面，若想提升建筑的抗震性能，就要从建筑结构的强度与

建筑结构的认识

建筑结构的认识 从古到今我国的建筑发展史，建筑结构形式的发展，始终都遵循着一个规律——安全可靠。如何设计出高大、安全可靠的建筑，是建筑结构工作者的道路。我简单的说明一下对建筑结构形式发展的认识。结构是指建筑物的承重骨架其作用是保证建筑物在使用期限内，把作用在建筑物上的各种荷载或作用力，承担起来，同时在保证建筑物的强度、刚度和耐久性的情况下，把所有的作用力传到地基中去。建筑物形式由于有多种多样，加上其房间面积大小、开间进深以及组合方式的不同，相应采用的结构也就有所不同。 建筑中由若干构件连接而成的能承受作用的平面或空间体系称为建筑结构。 建筑结构有多种分类方法。按照承重结构所用的材料不同，建筑结构可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构和混合结构五种类型。 建筑结构中常见结构受力体系类型及施工方法： 1.混合结构：砖混或砖木……，块材砌筑墙体楼板 2.框架结构：梁柱刚接而成的受力体系，预制柱、梁、板装配；现浇混凝土柱、梁，预制板；全现浇钢筋混凝土 3.框架剪力墙结构：现浇混凝土墙，现浇混凝土柱、梁，现浇板 4.剪力墙结构：全装配大板；内浇外挂；全现浇；配筋砌块墙体，现浇构造柱、芯柱和圈梁 5.框筒结构：全现浇；

6.筒中筒结构：内外各做成筒，一般内筒为全现浇；外筒做成密柱深梁形成筒体 7.钢网架、悬索结构 建筑结构由水平构件、竖向构件和基础组成。水平构件包括梁、板等，用以承受竖向荷载；竖向构件包括柱、墙等，其作用是支承水平构建或承受水平荷载；基础的作用是将建筑物承受的荷载传至基础。 明梁是看得见突出的，一般在房中一眼看到的向下突出的暗梁是看不见的，表面上看都是和楼面水平的。只是在布钢筋的时候加进梁的钢筋 一般情况下，一定选择明梁，毕竟明梁的实际支撑作用远大于暗梁。对于大面积应该要加一部分暗梁 但是，要考虑一个地方，梁很厚，尤其在楼梯转角处，要考虑人的头会不会碰撞房间一共做几个梁，明梁还是暗梁，做在什么位置，一定要写清楚根据我对建筑结构的理解，建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。

建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间：2018-06-15T09:59:12.437Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第1期作者：董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要：伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发，从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施，希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词：建筑结构设计；不规则性；问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响，从而导致建筑结构不规则，这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响，因此在今后的建筑结构设计过程中，必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究，从而为建筑企业创造更高的经济效益，推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时，所表现出的不规则性主要分为两种，即平面结构不规则与竖向结构不规则，首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现，具体而言主要体现在以下三个方面，①不规则扭转，在对不规则扭转进行判断时，设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸，在进行建筑结构设计时，设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断，并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30％，这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性，关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则，体现在以下四个方面，①不规则倾向刚度，在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70％，并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80％以内。②竖向抗侧力构建不连续性，建筑物的竖向结构，抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀，这要求设计人员楼层受力程度应该低于80％。④楼层质量不均匀性，也就是和下一层相比，应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系，并且两种之间呈线性函数关系，因此在进行建筑结构设计时，为了防止出现扭转现象，提升建筑物结构设计规则性，在进行建筑结构设计时，就必须要不断的减少偏心距，这样才能通过线性函数调节，从而使整体的建筑结构更加的平均分布，而减少偏心距的方法有很多种，如通过详细的数据计算，从而对主体结构以及平面空间分布进行调整，并且在设计图纸之中，将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注，除此之外，在进行偏心距调节时，还可以采用数据分析的方式，从而对建筑结构刚度进行重新分布，这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时，会受到很多的因素影响，这些因素造成了建筑结构的不规则性转变，因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查，其发现在进行建筑结构设计时，每增加一个计算扭矩，地震扭矩也就是质心与刚心不重合时，就会与附加扭矩等比例放大，并且当位移小于等于1.2时，放大系数就会等于1，而当位移大于1.2时，位移系数也会大于1，由此可以看出，在附加扭矩不断增大的过程中，抗承载能力也会不断增加，而这会增加偏心距，而通过上述文章介绍也可以发现，偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因，因此提高建筑结构抗扭承载力，是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时，可以分为主体设计与基础设计两个部分，其中主体设计是建筑结构设计的重点内容，而在进行建筑物主体设计时，绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容，因此从某个角度分析，建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响，而通过以往的相关研究中发现，建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能，尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时，当受到地震或者外力作用时，易出现一些偏心问题，从而导致建筑结构出现不规则性，因此在进行建筑结构设计时，能够提升抗震性能，强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度，这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用，从而发挥出建筑物的弹性作用，满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时，提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的，并且通过以往的数据调查研究发现，当建筑物主体结构出现扭转效应时，会与自我震动周期出现一个平方值函数关系，利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期，并且消除主体结构的扭转效应，为此在进行建筑结构设计时，应该采用科学的计算调整方法，从而对墙体长度与墙体厚度进行调节，进而使建筑结构刚度远离中心墙体，并且采取边缘装置柱梁的方式，从而对主体结构震动周期进行调整，这样有利于建筑结构刚度值的提升，从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中，建筑行业迅速崛起，在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升，而在进行建筑结构设计过程中，不可避免的会出现一些不规则设计现象，这也为建筑结构设计增添了难度，因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求，设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究，从而不断的提高建筑结构设计的质量，满足建筑结构设计的需求，从而实现建筑结构设计工作的顺利完成，促进建筑行业长远发展。

框架结构设计论文建筑工程师职称论文：浅谈建筑结构设计

框架结构设计论文建筑工程师职称论文 浅谈建筑结构设计 摘要：建筑结构设计是个系统的，全面的工作。需要扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员，要掌握结构设计的过程，保证设计结构的安全，还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验，对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。 关键词：建筑结构设计过程注意事项 0引言 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 1结构的设计过程结构设计的阶段大体可以分为三个阶段，结构方案阶段，结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式（例如，砖混结构，框架结构，框剪结构，剪力墙结构，筒体结构，混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式）。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系

和受力构件。 结构计算阶段的内容为：首先，荷载的计算。荷载包括外部荷载（例如，风荷载，雪荷载，施工荷载，地下水的荷载，地震荷载，人防荷载等等）和内部荷载（例如，结构的自重荷载，使用荷载，装修荷载等等）上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次，构件的试算。根据计算出的荷载值，构造措施要求，使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次，内力的计算，根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算，包括弯矩，剪力，扭矩，轴心压力及拉力等等。最后，构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制（比如，轴压比，剪跨比，跨高比，裂缝和挠度等等）来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 2进行结构设计时应注意的事项 2.1关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题 2.1.1阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小，可砍成直角或斜角。 2.1.2如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角不必加辐射筋。

对建筑构造设计的思考

对建筑构造设计的思考 随着高新科技的迅猛发展以及经济全球化的普及趋势，人们的物质生活日益充裕，进而更加追求精神上的满足，对居住环境也有了越来越高的要求，从而对相关建筑结构设计人员提出了严峻的考验。在建筑进行构造设计的过程中，需要考虑到多方面的因素和问题，需要设计者不断探索和研究，为设计出更加舒适、合理的建筑奠定基础。文章主要介绍了建筑构造设计的途径以及方法，希望可以为建筑构造设计人员提供一些帮助和理论启示，仅供参考。 标签：建筑构造设计；途径；方法；基础 前言 自改革开放以来，我国市场经济不断增强，人们生活水平不断提高，各行各业发生了翻天覆地的变化，其中，建筑行业的发展颇为迅速。由于与人们的生产生活息息相关，所以建筑构造设计水平是人们关注的重点。建筑构造设计主要是指对构成建筑空间的实体进行设计，其设计过程会涉及到方方面面，设计者要遵循理论联系实际原则，根据建筑实体的实际情况不断对设计方案进行改进，以满足人们日益提高的居住要求。建筑物实体主要由支撑系统与围护分隔系统组成，且这两大系统本身又包含很多组成系统，使得建筑构造复杂繁琐，进而在极大程度上给建筑构造设计工作带来了困难和挑战。 1 建筑构造设计的途径 随着科学技术的不断完善和创新，我国的建筑构造设计水平不断提高，设计理念不断更新，使得建筑实体更具有舒适性、经济性，以及实用性，符合人们不断变化和提高的要求。就我国现阶段建筑构造设计而言，其设计途径主要有以下两种。一种是根据事先确定的设计图纸进行设计，直接选择和局部调整已有的标准构造，从而设计出建筑实体。另一种是按照建筑构造设计原理及其所处的环境进行全新的设计，从而得出最终的设计成果。无论通过哪一种途径对建筑物进行构造设计，首先都必须要熟练掌握建筑构造设计的基本原理和方法，明确设计宗旨，做好方案设计工作，避免盲目设计现象的出现，为设计出完美的建筑实体夯实设计基础。 2 建筑构造设计的方法 建筑构造设计由于其特殊性，是一项繁琐复杂的工作，设计环节就是一个不断提出问题，并加以解决的过程。建筑构造设计方法主要指针对某一对象，根据其内在规律提出问题，然后按照设计思路进行解决。 2.1 由设计对象的特定环境，确定构造设计的方向 联系的客观性要求我们，要从事物固有的联系中把握事物，切忌主观随意性。

探讨建筑结构设计中如何提高安全度

探讨建筑结构设计中如何提高安全度 摘要：本文结合多年的实践工作经验，简要阐述了提高建筑结构设计安全度的关键点，以供参考。 关键词：建筑结构设计；安全度；提高 安全度是建筑结构设计中用来度量结构安全性、适用性和耐久性的的指标，也被称作可靠度。其中，安全性是指建筑物在正常使用情况下能承受如设备机械、家具、人流、自重、气温变化、风雪等外荷载作用，且在地震、台风、火灾等特殊情况发生时，建筑物仍能保持整体稳定、不倒塌；适用性是指建筑物在正常使用情况下能正常发挥其各个部分的使用功能，保持良好的工作性能；耐久性是指建筑物在正常使用情况下能满足设计使用年限，安全使用寿命足够长。因此，要提高建筑结构设计的安全度，不仅要考虑当前我国工程实际和设计人员的业务水平，还要考虑建筑结构设计安全度的功能要求： 一、建筑结构设计安全度概述 建筑结构设计安全度的确定，应在统计学理论及概率论的基础上，对成功的数据进行分析总结，并根据当前设汁及施工技术水平、国家或地区资源状况和经济水平、建筑材料质量等综合考量。但是，在建筑结构设计的实际操作中，很少考虑工程项目所在地的经济条件和资源状况，更多的依靠结构工程师的经验、结构选型、建筑材料质量、目前的施工技术水平等进行综合考虑，这是导致安全系数和工程造价偏高的现象发生的原因之一。 我国目前各地区经济发展程度还存在较大差异、施工平均水平不高、建筑材料质量整体水平交欠缺。在跟国际通行的建筑结构设计规范相比中：混凝土结构设计规范中采用的荷载标准值比国外低，该规范中对安全度的设定相对较低，还是偏于不安全的范畴。 二、提高建筑结构设计人员对安全度的重视意识 建筑结构设计作为一项系统、全面的工作，要求结构设计人员有扎实的理论功底、认真严谨的工作态度以及创新灵活的设计思维。在设计过程中，要结合建筑工程实际，深刻理解规范含义，做到知其所以然，精益求精的设计每一个基本

我对建筑结构设计的认识

我对建筑结构设计的认识 适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重，又互为矛盾，一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观，而忽略了便于施工。有时设计人员为图方便，用偏于安全的简化方法计算，虽然既省事又保证安全，却增加了造价。 结构设计一般在建筑设计之后，“受制”于建筑设计，但又“反制”建筑设计。结构设计不能破坏建筑设计，建筑设计不能超出结构设计的能力范围。结构设计决定建筑设计能否实现，在这个意义上，结构设计显得更为重要。但一棟标志性建筑建成后，往往建筑师便成为了人们心目中的建造者，为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。但无论如何，设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任。 根据我对建筑结构的理解，建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。 整体设计包括结构体系的选择，柱网的布置，梁的布置，剪力墙的分布，基础的选型等。 整体设计一般分主体和基础两部分进行。设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防列度、风

力情况等条件来选择合适的结构体系。是采用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体，还是巨型框架……选定结构体系后，就要具体决定柱、梁、墙的分布和尺寸等。 在进行主体结构内力计算后，主体结构底截面的内力成了基础选型和计算的重要依据。内力计算一般尽量简化为平面体系来计算，但有时必须采用空间受力体系来计算。无论怎样，内力计算最终是对柱、梁、板、墙和块体这五种部件的计算。也就是说，进行整体设计后，就要进行部件设计。梁和柱一般可看作细长杆件，内力情况与计算体系相符合。单向板可简化为单位宽度的梁来计算，双向板的计算理论也较成熟，异型板的计算就较为复杂，应尽量避免。对于单片的剪力墙，一般把它视作薄壁柱来近似计算，有时要考虑翼缘的作用；对于筒体结构中的剪力墙则要用空间力学的方法来计算。块体不同于梁、柱、板、墙，它在空间三个方向的尺寸都比较大，难以视作细长杆件或简化为平面体系来计算。如单独基础，桩的承台，深梁都是块体，受力情况很复杂，难以精确分析，所以在计算中往往加大安全系数，以策安全。 目前国内结构设计所用的设计方法是概率极限状态设计法，作用效应S必须小于等于结构抗力R，结构要满足强度条件和位移条件。内力计算采用的力学模型一般是弹性模型，要考虑塑性变形内力重分布时，往往是把利用弹性模型

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载，过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求，效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关，因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载，因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载，不能追求等效的精度，以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载，另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关，当结构的覆土厚度大于时，结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨（非柱网）的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心)，消防车荷载是一种出现频率很高的荷载，此时应该考虑构件的裂缝和挠度，对消防车不经常出现的住宅小区，可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中，《全国民用建筑设计技术措施》中规定：地下 室外墙计算时，室外地面荷载取值不小于10kN/m2，汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定：人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度，与建筑的功能区分和区段的出口有关，与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中，结构单元内经常使用的人数超过8000人，抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分，还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用，并不应该小于规范数值，设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的，而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

建筑结构设计方案的优化思考

建筑结构设计方案的优化思考 发表时间：2019-07-09T14:36:02.737Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年6期作者：廖芳鲜 [导读] 整体质量以及工程造价。因此，结合笔者工作实践，阐论建筑结构设计优化技术。 摘要：建筑结构设计是建筑工程建设的基础，建筑结构设计的合理性与科学性直接关系到建筑工程的安全稳定性、整体质量以及工程造价。因此，结合笔者工作实践，阐论建筑结构设计优化技术。 关键词：建筑；房屋结构；结构设计 伴随着社会经济的高速发展，现代建筑朝着外部结构美观化，内部结构实用性、安全稳定性方向发展。但是，高质量的建筑结构设计应在保证上述要求的基础上，提高施工便捷性，节省建筑成本，这就需要对房屋结构进行优化设计。房屋结构设计优化技术是基于房屋建筑使用状况，通过精确计算，设计出最合理的建筑结构方案，切实提高房屋建筑工程结构的稳定性、安全性的同时，兼顾其造价成本的经济合理性。 1建筑结构优化设计的内涵与意义 建筑结构优化设计指的是根据建筑要求与相关规范的要求，经过相应的计算，确保建筑结构重量、刚度、造价等指标符合最优化的建筑设计要求。房屋建筑结构优化设计是现今建筑领域的结构设计主流趋势，更是契合与现代建筑行业规范要求的可行性方案，优化设计要在“安全可行性”中找出“最优”。 建筑结构优化设计既能提高建筑的实用性、美观性、安全性、耐久性，更能有效控制工程造价。以较低成本打造高质量的建筑工程是建筑企业的诉求，其中结构科学合理的建筑结构设计是实现低价优质的保障，因此，建筑结构优化设计对于建筑企业经济效益，乃至建筑行业的持续发展有着极为重要的意义。 2房建筑结构设计优化路径 2.1建构模型 2.1.1确定设计变量 建筑结构设计优化在建构模型上建立影响变量的参数，进行有针对性地计算，从而确定最佳方案。变量参数的选择基于参数对建筑结构整体的影响强弱而定，选择影响因素少的参数，降低计算难度。影响建筑结构设计的参数我们通常称之为设计变量，损失期望C2、结构参数C1为目标控制参数，结构可靠度PS为约束控制参数，对于影响较小、变化幅度小的参数，可由预定参数表示，由此减少计算与编制的工作量。 2.1.2确定目标函数 确定目标函数，可基于重要性划分参数属性，通过选择一些影响较小的参数，有效控制函数模型计算量。目标函数确定后，基于相应条件进行最优解计算，针对建筑对结构强度、应力等约束条件开展结构优化设计，提高建筑结构设计的合理性。 2.1.3确定约束条件 在房屋结构设计优化上，为提高结构可靠性，应从确定优化设计的约束条件着手，其中约束条件主要为裂缝宽度、结构尺寸、结构强度、结构体系、应力约束等，结构设计上，在分析对比目标约束条件与实际约束条件，保证各个约束条件皆与建筑结构要求相符，由此实现最优设计。 2.2设定计算方案 房屋结构设计上，基于可靠性的优化设计有着极为复杂的多变量，且约束条件较多，非线性问题突出，因此，在对其进行计算时，应把约束性问题向无约束性的问题进行转化而求解，常用计算方法为：Powell、复合形法等。 2.3设计程序 在房屋结构优化设计上，应根据建筑结构的形式及功能，在当前主流普遍使用的模拟计算软件中选用合适的计算程序，确定科学的计算方法，建立正确的模拟计算程序。 2.4分析结果 建筑结构设计优化方案的制定，应在分析比较相关计算结果的基础上，多角度分析问题，切实保证结构的美观性、合理性、实用性、耐久性等。建筑结构设计优化既需要尽可能的节省造价，更需要确保技术上可靠性，确保两者兼具。 3结构设计优化设计技术的实践应用 3.1概念设计 房屋结构设计优化在缺少量化数值的情况下，可利用概念设计进行结构设计，处理好建筑构件与结构之间的关系。所谓概念设计，是基于地震震害形成的设计方法，在地震烈度设防上，往往存在诸多不确定因素，难以找到于之相契合的计算方式，此时，就可以以概念设计方法，将相关数值作为设计参考依据。概念设计以建筑结构强度、延性等为方案设计主导，无需进行数值计算，特别是对于难以进行精确计算的问题，可根据结构整体与分支之间的联系，地震危害、工程经验、结构损害机理等进行设计。因此，概念设计是基于整体角度控制抗震细部结构，由此确定建筑整体布置。利用概念设计，可在建筑设计时有效构思结构体系，这种设计方案概念更为明确清晰，并能准确定性，为后期设计奠定良好的基础。在概念设计上应秉持刚柔并济理念，设置多道防线，将复杂的问题简单化，尤其是确保受力与传力结构设计更为简单明了，譬如，建筑竖向抗侧力刚度应尽可能连续均匀，防止发生侧位移角，避免传力路径的突然变化；使结构平面正交抗侧力刚心接近于建筑荷载中心，减少地震损坏。 概念设计是建筑结构设计优化的重要环节之一，通过对薄弱部位的事先分析，有针对性的进行承载力调整，以增强或削弱某部位的荷载力，基于弹塑性计算进行校核，基于对结构材料性能的充分了解，在不减弱结构安全性与耐久性的前提下节约造价。 3.2 案例分析 某房屋建筑结构设计优化思路为：由于纵向刚度有余，依据层间位移，将内部剪力墙取消，由于对抗扭刚度小，难以有效对抗水平力

建筑结构设计计算步骤探讨

新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的要求，使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算，以满足新规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。以SATW软件为例，进行结构设计计算步骤的讨论，对一个典型工程而言，使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1．完成整体参数的正确设定 计算开始以前，设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述，以及工程的实际情况，对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的，必须首先确定其合理取值，才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等，在计算前很难估计，需要经过试算才能得到。 （1）振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确 反映模型应当考虑的振型数量，使计算结果失真；取值太大，不仅浪费时间，还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2 条规定，抗震计算时，宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应，振型数不宜小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9 倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90％。一般而言，振型数的多少于结构层数及结构自由度有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数应当取得多些，如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理，可以看软件计算书中的x， y 向的有效质量系数是否大于0.9 。具体操作是，首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9 ，若小于0.9 ，可逐步加大振型个数，直到x,y 两个方向的有效质量系数都大于0.9 为止。必须指出的是，结构的振型组合数并不是越大越好，其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构，考虑扭转藕联作用时，其振型不得超过结构层数的3 倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍，其有效质量系数仍不能满足要求，也不能再增加振型数，而应认真分析原因，考虑结构方案是否合理。 （2）最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用，结构地震反映的大小也各不相同，那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出，设计人员如发祥该角度绝对值大于15 度，应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算，以体现最不利地震作用方向的影响。 （3）结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值，可以保留软件的缺省值，待计算后从计算书中读取其值，填入软件的“结构基本周期”选项，重新计算即可。 上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来，正确设置，否则其后的计算结果与实际差别很大。 2. 确定整体结构的合理性 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的

对目前房地产公司设计管理现状的反思

对目前房地产公司设计管理现状的反思 一、引言 本人在房地产公司从事设计管理十余年，历经深圳三家较大房地产公司。近年来一直困惑于国内房地产公司设计管理。 目前国内房地产公司都设置设计部，部门人员包括建筑师、结构工程师、水电工程师、装修设计师与景观设计师等，其职责均为项目设计管理。设计任务通过招标或直接委托形式外包给设计公司。设计公司根据房地产公司发出的设计任务书完成设计图纸的提交。这是一种普遍的房地产开发管理模式。 在过去的职业实践中，了解到欧美在房地产开发中普遍使用一种BIM设计软件，该软件可以设计住宅、工业厂房、酒店、医院、学校等多种项目类型。设计过程中，建筑、结构与水电设计可同时在三维图中进行，图纸审核完成后各专业可分开出具施工图纸。好处是建造形式、材料等通过三维图形演示给投资方。 提到BIM软件，我们必须对欧美房地产开发模式有个基本了解。投资方负责项目定位、成本、进度、财务和风险管理，具体说就是专司拿地和销售，一个项目一般配备2-3个设计工程人员。剩下的设计、建造通过合约交给建筑设计咨询管理公司与建造公司完成。项目承接方通过BIM软件向投资方汇报项目设计、施工工作。投资、设计与施工，工作任务明确、管理职责明晰。难怪欧美好建筑随处可见。 经过人类不断的社会实践，项目管理知识体系现已被国内外房地产企业采用。介绍完国内外房地产开发管理的基本模式，下面我们不妨分析一下国

内房地产开发设计管理的事儿。 二、事件描述 国内网络近年流传一首歌《死了都要改》：“把每天，当成是交图的dead line，一分一秒，都改到泪水掉下来。不理会，客户是看好或看坏，只要你勇敢，给我改。.......把每天，当成是交图的dead line，一分一秒，都赶到泪水掉下来，不理会，最后是改好或改坏，只要有时间，你还得改。so.......不要改得太快，你改得越快他的想法也就变得快，.......死了都要改，.......不说句脏话不痛快，笔会损坏，图会掩埋，计算机还在！到绝路都要改，不日夜颠倒不痛快，改到最后还得改！改到变态才精彩!” 最近国内网络上播放一个冷笑话：某设计师上班途中遇车祸，住院昏迷不醒。其领导就在他耳边反复念叨：“投资方同意出图了……”，几分钟后，设计师翻身下床，说我要去打图了…… 以上是源于网络的设计师故事。目前我任职的公司在深圳某口岸开发一高端住宅，项目设计管理总结主要问题如下： 1、商业街室外道路标高与相邻住宅项目道路标高衔接不上，我司室外标高高出相邻项目室外标高约50-70厘米，造成该处设计一条两家共用市政道路成为不可能。正确的设计要求除考虑道路排水坡度外，两个项目相邻室外标高应基本一致。 2、项目联排别墅后花园内标高低于花园外侧道路标高。后在花园内增加地漏和管道解决雨水排放。正确途径：花园内标高高于花园外标高，雨水通过场地高差直接排放到花园外道路上，再通过道路上雨水井收集后统一排放到城市雨水管道。标高设计错误，增加排水管道，投资成本增加。

关于建筑结构设计中裂缝的思考 韩伟

关于建筑结构设计中裂缝的思考韩伟 发表时间：2018-10-30T16:15:01.890Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第16期作者：韩伟 [导读] 因此如果想防止出现建筑裂缝现象就要学会由导致裂缝的原因入手，提出有针对性的预防措施。 新疆绿城建筑规划设计有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000 摘要：建筑物的结构设计是整个工程中相对重要的部分，墙体和楼板的裂缝现象又是结构设计中的重点治理部分。一般混凝土结构出现裂缝的诱因非常多，从而导致需要更加严格的结构设计方案，因此如果想防止出现建筑裂缝现象就要学会由导致裂缝的原因入手，提出有针对性的预防措施。 关键词：建筑结构设计；裂缝；措施 1简要介绍裂缝的特征 很大一部分建筑工程结构裂缝是垂直产生的，建筑工程结构裂纹尺寸与墙的实际高度相同，建筑结构裂缝的实际形状为中间向二边扩展直至消失；大部分的结构裂缝宽度通常小于0.3毫米，只有少数的结构裂缝宽度大于0.3毫米；结构裂缝的位置很大的概率出现在墙体的中部，只有少数的结构裂缝出现在墙的两端；拆除模板后结构裂缝出现的概率更大，这意味着结构的裂缝和温度的快速变化有很大关系；时间的变化后，裂缝会出现不同的变化，发展的方向逐渐发生变化，但实际结构裂缝的宽度通常不会改变；挡土墙的回填过程中，结构裂缝一般出现松弛的现象，但实际并不特别严重的泄漏问题。 2建筑设计中裂缝的危害 按照裂纹产生的不同危害，将其分为三种类型：表面裂纹、深度裂纹和穿透裂纹。裂缝出现的越多，对建筑工程的破坏也会越来越大。一般来说，施工中最严重的裂纹是穿透裂纹，这对建筑施工来说也是最有害的。建筑工程会被裂缝所破坏，这也极大地降低了建筑的安全性和稳定性。即使深层裂缝不会给建筑物带来重大破坏，也会在一定程度上降低建筑物的质量。表面裂缝与其他几种类型做比较，它所造成的损伤是最小的，但如果不能及时处理好表面的裂纹，随着时间的渐渐推移，也会逐渐变成深层裂纹，最终将会给建筑物带来巨大的损伤。 3建筑结构裂缝的成因 3.1荷载裂缝 荷载裂缝就是建筑自重对承重结构造成的压力下，经年累月的应力使混凝土结构逐渐出现了裂缝。与非荷载裂缝相比，更强调了裂缝所受的巨大压力，同时也突出了该结构在建筑中的重要作用。在相应建筑标注制定的过程中，曾经广泛的借鉴了西方建筑行业的经验。实际上，建筑荷载预估值通常都比较低，混凝土结构的使用又比较高。这样的偏差下，就令行业标准难以真正的指导实际建设，荷载裂缝成为了一种较为普遍的现象。部分企业在建筑设计的过程中，为了应付质检一味的对行业标注进行生搬硬套，忽略了我国的具体国情。最终就导致了建筑结构抗裂性不足，这个问题在一些高层和超高层建筑中最为多见。 3.2温度应力裂缝 众所周知，我国大部分国土受到温带大陆性气候的影响。其表现为冬季寒冷干燥，夏季炎热潮湿；在巨大的湿热差下，热胀冷缩现象就更加明显。在项目混凝土结构的建筑过程中，由于气候条件的差异就很难把控其中的参数。混凝土凝固的过程中，大量水分流失就会造成建筑裂缝的自身。如果在内外部温度、湿度差异过大的情况下，混凝土结构的表层就会率先团结，内部则相对滞后，这种情况也会造成裂缝，并且会沿着结构线不断的延伸。 3.3塑性沉降裂缝 塑性沉降也是裂缝产生的主要原因之一，并且这种现象造成的质量问题也往往更加严重。在混凝土的现场浇筑过程中，骨料和砂石需要充分的搅拌均匀以分摊自重应力。但是在实际的建设过程中，由于没有把握好含水率的问题，使内部颗粒团结沉降，内部的水分受到压力之后不断排出，最终形成了坍缩的问题。同时，部分项目在施工过程中没有对骨料的大小和质量把好关，从而使浇筑过程中出现了自然沉降。 4建筑结构设计中控制裂缝的措施 4.1结构的平面布置 应当确保建筑结构平面布置的规则性，避免平面布置形状出现突变的情况。在平面存在凹口时，应当在凹口部位的边缘设置拉梁，凹口周边的楼板应当适当的加厚并且对配筋进行强化，楼板的负筋应当拉通。此外还应该按照相关规范和要求对建筑结构的长度进行控制，在建筑结构的长度超过相关规范规定的数值时，地下部位设置后浇带，地上应设置膨胀加强带。后浇带通常设置在梁和楼板的1/3宽的位置，宽度应当在800-1000mm范围内。加强带宽度一般为2000mm，带两侧布置密孔钢丝网，以此将带内混凝土与带外混凝土分隔开，钢丝网垂直布置于上下层（或内外层）钢筋之间，并用钢筋加固。膨胀加强带带内增设15%水平温度钢筋，水平温度钢筋均匀布置在上下层，内掺12％的膨胀混凝土后，且混凝土强度等级提高一级。后浇带及加强带的设置应当将梁、墙和板完全的分开，钢筋仍然应该连续的配置。在房屋长度超过规定的的数值比较大的情况下，应当进行变形缝的设置。在建筑物群房和主楼的高度相差比较大的情况下，需要在主楼和群房之间进行沉降缝或者是后浇带的设置，这样能够有效的避免或者减少因为基础沉降而导致的裂缝的产生。 4.2混凝土构件厚度 由于钢筋锚固和耐久性等因素的影响，必须对现浇构件的最小厚度进行合理的限制，对于现浇楼板的厚度应当选择≥L/30-L/40（L为板的计算跨度），通常民用建筑不应当低于100mm，根据实际发现，楼板的厚度在比较薄的情况下可能会出现收缩裂缝，因此必须结合实际情况根据相关规范和要求对其最小厚度进行科学的限制。 4.3混凝土强度等级选用 建筑结构通常属于大体积混凝土，建筑结构的梁和楼板的混凝土强度应当保持一致，宜选用中级。在建筑结构的墙和柱的混凝土等级高于梁和板时，节点核心区的混凝土强度的等级应当与柱和墙保持一致。现浇梁与楼板的混凝土强度等级应当保持一致性。在柱和墙的混

建筑结构优化设计分析

建筑结构优化设计分析 摘要：建筑结构设计的优化主要体现在通过结构设计优化达到性能及经济的完 美协调。不管对建设方或者居住者，都有着直接的影响。本文根据结构优化设计 实例进行分析。 关键词：建筑结构；结构设计；优化方法 前言 结构设计优化技术所指的是建筑结构的设计过程中，设计人员会面临着各种各样的问题，比较成本、性能和建筑材料等问题。如何通过结构优化，从而达到利用最少的资金建设出合 理科学的建筑结构。其优化的意义所在就是节省工程造价，提高建筑的质量。当前建筑结构 的成本占比较重，合理科学的建筑结构可以产生巨大的经济效益，并还能够提高工程的质量。 1、建筑结构设计优化的步骤 1.1建立合理模型 可以通过3步来实现对房屋结构设计的优化，具体步骤是：第一步，需合理选择设计的 变量。一般情况下，在选择合理的设计变量的时侯，应当将对建筑结构具有较大影响的因素 做为主要设计变量的参数。例如，结构的造价C1与损失的期望C2等有关参数使目标控制产 生较大的影响，以及诸如结构的可靠度PS等有关参数使约束控制产生较大的影响，这就需要对这些影响设计变量的参数进行合理选择。相反，对那些影响不大的因素，在进行优化的时 侯可以采取预定参数的方式来表示，使让优化过程中的计算量、设计量和编制程序的工作量 有所降低。第二步，需确立目标的函数。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行 优化过程中，应当尽可能的寻找几组可以满足有关预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的 截面积以及相应的失效的概率的函数，让工程的造价费用有所减少。第三步，确定约束的条件。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中，应当对结构的可靠性以 及用来优化设计的有关约束条件做进一步确定。其中，设计优化的约束条件包含有结构体系 约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等。在对房屋结 构设计进行优化的时侯，必需充分将实际性约束条件和目标性约束条件作对比，然而保证每 一个约束条件均可以满足需求，以便达到最佳的设计。 1.2设定计算方案 依照可靠性对房屋结构设计进行的优化也会出现非线性的优化问题以及多约束性的优化 问题，并且还会使多变量复杂化。所以，为了减少这些问题需要在进行分析计算的时侯，将 有约束的优化问题转化为没有约束的优化问题进行求解。常常采取的优化设计的计算方法是Powell法、复合形法和拉氏乘子法等3种方法。 1.3设计相关程序 依照可靠性对房屋结构设计优化的基本模型和选择的计算方法可以编写一个具有运算速 度快以及功能齐全的综合应用程序，通过程序的优化提高设计的时效。 1.4作好结果分析 在对房屋结构设计进行优化设计的过程中，应当对最终得到的有关计算结果作一定的对 比分析，以便为最终的优化设计方案提供科学、合理、有效的依据。而在这个过程当中就要 求设计人员必需全面周密的考虑问题，只有这样才能够科学、合理、有效地选择设计的方案，才可以保证建筑结构的实用、经济、合理、安全以及美观，才能够尽可能少的资金投入获得 最大的收益。尤其需要注意的是，在进行建筑结构优化设计的过程中，并不能够只一味的强 调经济上的节约而降低了技术上标准；或者仅考虑技术上的要求却忽视了经济上的节约，这 些都是不正确的。只有在众多因素中寻找最佳结合点，探索优化设计的平衡点，才能够达到 有关设计要求。因此，必须做好结构的分析与运用。 2、某工程空心楼板优化设计的实例分析 2.1原方案 原设计方案板厚300mm，拟用空心管直径200mm。相邻空心管之间设一道肋，梁宽度 60mm。肋梁区域受力钢筋上、下铁都为2Ф14（Ⅲ级钢），空心管区域受力钢筋上、下铁都

对建筑结构设计常见问题探讨

对建筑结构设计常见问题探讨 发表时间：2018-11-09T17:57:33.430Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第19期作者：秦浩 [导读] 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成，因此结构设计工作不是孤立的。 山东建大工程鉴定加固研究院山东济南 250000 摘要：结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 关键词：房屋建筑；结构设计；常见问题 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成，因此结构设计工作不是孤立的。在设计方面，就需要与建筑设计或工艺设计、设备设计及建筑经济等工种紧密配合；在设计以外，它又跟很多专业，如结构材料、施工技术、分析理论和计算工具、检测手段等密切相关，因此，要提高结构设计水平，除做好自身工作以外，不管是正常的设计工作或者科学研究，都要取得这些工种与专业的支持。不要把结构设计工作自闭起来，应该认识到它的成果或者提高是与其他工种和专业的支持分不开的。 1.地基与基础方面 1.1对于独栋或单体数量较少的住宅，建设单位能委托地质勘察单位进行详细的地质勘察，能为工程设计提供较为详细的勘察技术资料，而成片的多层房屋建筑往往因为地勘费用的问题，地勘单位的探点不能严格按照有关技术要求布置，多栋建筑单体参考一个探点，使得实际的地质情况与地勘报告相差较大。地基与基础设计要做到合理、安全适用，设计人员必须依据详细、真实的地质勘察资料。 1.2软弱地基处理一般采用级配砂石换填，仅仅简单提出换填深度和最终地基承载力的要求，在技术上只是草草写上严格执行《地基处理规范》，而没有针对具体的建筑物画出详细的开挖边线，如轴线变化处，突出凹进墙体部分的开挖边线等，也没有明确砂石换填的应力扩散角具体数值。因此很多工程在地基基础施工中，不能切实有效地做好地基处理。 1.3在基础设计中，对于混凝土独立基础、筏板基础、条形基础，节点设计、构造设计中往往不明确应采用的具体技术参数，如锚固长度搭接长度是采用抗震的还是非抗震的，造成具体实施阶段的扯皮现象 1.4在高层混凝土结构的主体结构设计中，往往梁柱混凝土的等级差别较大，那么在梁柱节点处混凝土怎么进行处理，在设计图中往往不作清楚地技术交底。梁柱节点本身就是个受力复杂的节点，而由于设计缺陷，造成此部位成为一个薄弱点。 2楼板设计常见问题 2.1设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用按单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向配筋不足，致使板出现裂缝。 2.2楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常在楼板上布置一些非承重隔墙，故楼板设计中，通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事，错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足，而此板块其它部分配筋过大，这样隔墙处楼板会出现裂缝。 2.3双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小 d（d 为短向钢筋的直径）有的设计者为图省事或对板受力认识不足，而取两上方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，致使结构构件存在的质量隐患，甚至出现开明缝的现象。 3楼层平面刚度的问题 一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置、缺乏必要措施时，采用楼板变形的计算程序。结构设计存在着结构不安全或者某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上能反映结构的真实受力状况，而不致于出现根本性的误差，设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点，首先，应在建筑设计方案阶段就避免采用楼面有变形的平面，比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。其次，要从结构布置和配筋构造上给予保证，对于使用功能确实必需的，或者建筑效果十分优越的建筑设计，如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定，那么在结构设计时，可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法，尽量满足刚性楼板的基本假设，或者弥补由于不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。 4砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中，构造不但能够提高墙体的抗剪能力，而且构造柱与固梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种作法将引起以下几个问题。 4.1构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对彻底的拉结和约束作和，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。 4.2构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯部及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压被出现裂缝。本文建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足，方可在粱下布置构造柱。 5承重柱截面高度设计过小 这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防，为受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大。把梁简化为铰支梁，梁柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析，但却给房屋结构埋下了隐患。因为，这样做忽略了梁柱间的刚结作用，加之柱截面的配筋都较小，结构一旦受力后，柱顶抗弯刚度必然不足，从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝，形成塑性饺。这样在正常使用情况下，柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一旦遭遇地震作用，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。