第一篇：房屋結(jié)構(gòu)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

摘要：隨著我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè)步伐的加快，房屋建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，功能也越來(lái)越多樣化。在現(xiàn)代房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要考慮建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性與安全性，還要求房屋建筑整體的美觀性。這就要求設(shè)計(jì)師對(duì)房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，主要闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何有效的進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。供同行參考。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

引言

結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)是使得房屋建筑的基本功能得到優(yōu)化，舒適度更符合人們的要求，同時(shí)確保其具有漂亮的外觀、優(yōu)良的質(zhì)量，優(yōu)化建筑所需資金的投入。建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善主要是針對(duì)多種資源實(shí)施整合，例如空間資源、設(shè)備資源、原材料資源、經(jīng)濟(jì)資源等等有效的分配。此種優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于工程的造價(jià)有深遠(yuǎn)的影響，預(yù)計(jì)與以往的工程項(xiàng)目相比可節(jié)約5~33%。因此，對(duì)于工程動(dòng)工之前，我們就要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，根據(jù)工程實(shí)際情形，做到以實(shí)際為本，進(jìn)而更好的提升工程的經(jīng)濟(jì)性能和使用性能。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要意義

社會(huì)的發(fā)展促使人們的生活水平有了極大的提高，因此人們對(duì)房屋建筑的需求、品質(zhì)及多樣性的追求也越來(lái)越高，進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的優(yōu)化勢(shì)在必行。一方面這是為了滿足人們對(duì)于房屋的美觀要求與使用功能的要求，另一方面也是為了提高房屋建筑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與實(shí)用性，還可以通過(guò)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)降低建筑工程的成本，節(jié)約材料的使用，同時(shí)還可以增加房屋的穩(wěn)定性、安全性，在有限資源的條件下使建筑的質(zhì)量、功能最優(yōu)化，并且大大減少了建筑所需要的資金投入，有效的促進(jìn)了建筑物周邊的生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。所以，合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以提升房屋建筑的整體效益與社會(huì)效益。因此實(shí)施房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是十分必要的。

2在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)注意的細(xì)節(jié)問題實(shí)施

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中還是有著許多的注意事項(xiàng)的，因此對(duì)于這些問題一定要有一個(gè)準(zhǔn)確的了解。首先，在優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其宗旨與原則是一定要堅(jiān)持的，一定要把控制建筑的質(zhì)量與安全放在第一位，只有房屋建筑的質(zhì)量與安全得到了保障，才可以使得進(jìn)一步的工作得以開展，如果沒有這樣的一個(gè)前提保障，即使設(shè)計(jì)的外形與功能再美觀與多樣化但建筑本身仍然是個(gè)危險(xiǎn)的工程，并不具有實(shí)用性，甚至還會(huì)影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)在房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，一定要保障材料的選擇與施工技術(shù)的優(yōu)化。有時(shí)在施工的過(guò)程中一些建筑單位出于對(duì)成本的考慮，使用一些不科學(xué)的手段進(jìn)行成本控制，比如說(shuō)他們會(huì)通過(guò)降低工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、或者是采取減少建材的使用、減少對(duì)新型技術(shù)的使用等多種辦法。這樣一來(lái)雖然成本的得到了控制，經(jīng)濟(jì)利益也得到了提升，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)考慮這無(wú)疑是一種百害無(wú)一利的辦法。因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化中，把握建筑物的安全及實(shí)用的同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)的適用性，從建筑物的整體和組成構(gòu)件出發(fā)，合理的對(duì)材料與施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，用有限的資金做出最優(yōu)的方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量的有效結(jié)合。

3建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在房屋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的整體優(yōu)化與局部?jī)?yōu)化

房屋建筑是一項(xiàng)具有復(fù)雜性與層次性的工作，好的建筑應(yīng)該是從建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾、給排水、電氣、暖通等各專業(yè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)組合，而不僅僅是某個(gè)專業(yè)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。想要進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計(jì)也要綜合考慮建筑的整體與局部的優(yōu)化設(shè)計(jì)。整體性優(yōu)化需要最大程度的滿足建筑平面布置、內(nèi)部空間使用及建筑立面的外形感官要求，也就是滿足提高建筑舒適度需求，因此在建筑方案設(shè)計(jì)初期就應(yīng)加入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的考慮；局部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)比如建筑材料的選擇，局部構(gòu)件的布置等等。從層次性的層面來(lái)分析，房屋建筑的整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系、房屋建筑的安裝體系、還有針對(duì)每個(gè)體系中的具體劃分的細(xì)節(jié)體系，都是屬于層次性角度的問題。所以，想要實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，就必須從整體的角度來(lái)考慮問題，進(jìn)行整體與局部的優(yōu)化，這樣才可以進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)在房屋建筑中的應(yīng)用。

3.2對(duì)于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

現(xiàn)在的工業(yè)及多層民用建筑，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是一種很重要的建筑形式，所以進(jìn)行鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是十分必要的。對(duì)于一些鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的建筑，可以針對(duì)不同構(gòu)件采用不同的安全系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)從以往出現(xiàn)的垮塌事故工程進(jìn)行事故原因調(diào)查及分析可知，僅由樓蓋或樓蓋梁?jiǎn)栴}導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)整體破壞的工程實(shí)例極少，大多是由于墻、柱等豎向構(gòu)件破壞而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體垮塌，或由結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)造成結(jié)構(gòu)破壞；而且現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的約束作用可以在很大程度上提高樓蓋梁的承載能力，因此在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，可以根據(jù)不同構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的重要性及實(shí)際承載能力，采用不同的安全系數(shù)，保證豎向構(gòu)件、獨(dú)立構(gòu)件及靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全系數(shù)，適當(dāng)調(diào)整樓板和樓蓋梁的約束和控制參數(shù)，這樣調(diào)整既可以降低工程造價(jià)，又可以滿足結(jié)構(gòu)的安全度，達(dá)到合理優(yōu)化的目的。

3.3房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建筑優(yōu)化

在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中想要實(shí)現(xiàn)房屋的外形和結(jié)構(gòu)的合理的融合，就要做到建筑的整體平面和整體結(jié)構(gòu)的配合。而想要使得房屋建筑的整體平面和整體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)緊密配合，具體的表現(xiàn)首先就是要保證房屋建筑的簡(jiǎn)潔原則，簡(jiǎn)潔、有規(guī)則的建筑體型和平面布置，能夠保證結(jié)構(gòu)傳力簡(jiǎn)單，因而造價(jià)相對(duì)可以較低。同時(shí)房屋建筑是一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程，因?yàn)楦鞣N原因會(huì)有不同的使用功能需求，因此建筑體型和平面布置也會(huì)多種多樣，不可能因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)要求規(guī)則而對(duì)建筑師的創(chuàng)作提出完全限制要求。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足不同使用功能及建筑造型的前提下，通過(guò)對(duì)剪力墻、柱等構(gòu)件的合理布置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使不規(guī)則的建筑造型和平面布置產(chǎn)生規(guī)則的結(jié)構(gòu)效應(yīng)，從而使建筑外形及平面布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的完美統(tǒng)一。

3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

優(yōu)化模型及計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，最首要的問題是計(jì)算模型的建立，根據(jù)實(shí)際工程的結(jié)構(gòu)特性設(shè)定合理的計(jì)算模型和計(jì)算參數(shù)，并且有目的的控制和調(diào)整約束參數(shù)。針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系，可調(diào)整和控制的約束參數(shù)有不同。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中僅局部加強(qiáng)就能滿足參數(shù)設(shè)計(jì)要求時(shí)可在計(jì)算過(guò)程中弱化此參數(shù)，從而到達(dá)降低工程造價(jià)的目的；如果計(jì)算參數(shù)為控制參數(shù)或約束參數(shù)，則應(yīng)按規(guī)范要求取值，從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性。在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)中，考慮到不同建筑物的復(fù)雜性帶來(lái)的變量多、約束條件多且非線性等因素，在計(jì)算過(guò)程中，可以先將有約束的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為物約束條件進(jìn)行計(jì)算，待結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件斷面和參數(shù)設(shè)計(jì)完成后，然后在初步計(jì)算方案上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，比較相同工程的不同計(jì)算結(jié)果后，對(duì)工程進(jìn)行綜合分析，最終確定最合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。在房屋建筑的優(yōu)化中電梯也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，一般的情況下電梯部分有著較多的空洞，其下的建筑構(gòu)件也是很多的，這樣就要求我們要對(duì)電梯的部分進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)。這也是實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要組成部分。

3.5優(yōu)化房屋建筑的壽命

房屋建筑是一項(xiàng)重大的工程，往往有著工期長(zhǎng)，使用期也同樣長(zhǎng)的特點(diǎn)。想要保住房屋建筑可以在要求的使用年限中保持使用，就要對(duì)其使用的壽命進(jìn)行優(yōu)化，這樣的優(yōu)化的進(jìn)行主要是根據(jù)每一個(gè)建筑階段的特點(diǎn)和實(shí)際的建筑結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化方式上的確定，以達(dá)到對(duì)房屋建筑本身的使用壽命的優(yōu)化。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著重要的影響。通過(guò)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使得建筑的功能與外形都得到科學(xué)的規(guī)劃與提升。而且對(duì)于控制建筑的質(zhì)量與成本、材料的消耗上都有著重要的影響。不僅滿足了人們對(duì)于房屋的功能與質(zhì)量的要求，同時(shí)對(duì)于提升人們的審美情趣，降低工程造價(jià)，提高企業(yè)的收益都是十分重要的。

參考文獻(xiàn)

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[3]鄒俊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J].科技傳播，2023（19）.

作者：李霞 單位：中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司

第二篇：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量普遍提高，對(duì)房屋的功能也有了更高的要求，除了對(duì)房屋建筑一般的實(shí)用價(jià)值和安全性能考慮以外，對(duì)建筑美觀和經(jīng)濟(jì)適用等選擇標(biāo)準(zhǔn)也有所提高。因此建筑設(shè)計(jì)師需要結(jié)合建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外型條件，將建筑設(shè)計(jì)的安全適用、審美作用、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和簡(jiǎn)化施工等因素充分融合到房屋建筑設(shè)計(jì)中，不斷優(yōu)化改善設(shè)計(jì)方案，以滿足人們對(duì)房屋建筑的總體要求。文章主要對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析探討，研究適用性強(qiáng)的建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑;優(yōu)化技術(shù);建筑設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)應(yīng)用

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

一般包含屋基結(jié)構(gòu)優(yōu)化、護(hù)欄結(jié)構(gòu)優(yōu)化、房頂結(jié)構(gòu)優(yōu)化和細(xì)致結(jié)構(gòu)優(yōu)化等設(shè)計(jì)工作。對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要結(jié)合實(shí)際條件，再整體分析考慮，以達(dá)到設(shè)計(jì)的功能需求。然后通過(guò)合理設(shè)置建筑的平面布局，來(lái)縮小建筑中心和剛度之間的差距，將承載的力度均勻分配。另外，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)也有效的提高了土地資源的利用率，給建筑行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也能充分滿足住房用戶的生活需求和安全保障，所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)對(duì)房屋建筑意義重大。

1．1優(yōu)化房建結(jié)構(gòu)模型建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)模型，所以在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際條件來(lái)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，并運(yùn)用科學(xué)合理的優(yōu)化方法來(lái)調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以達(dá)到最佳效果。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型一般先進(jìn)行設(shè)計(jì)變量的合理選擇，保留牽動(dòng)因素比較小的預(yù)定變量，再以控制建筑成本為目標(biāo)構(gòu)建由建筑尺寸與相關(guān)數(shù)據(jù)所表示的目標(biāo)函數(shù)，最后結(jié)合房屋尺寸、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形要求和預(yù)應(yīng)力等因素，全面考慮建筑結(jié)構(gòu)的限制條件，以達(dá)到房屋構(gòu)造最優(yōu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1．2優(yōu)化房建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)計(jì)算優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于非線性的數(shù)學(xué)問題，其中包括很多限制因素和相關(guān)變量。實(shí)際結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)通常采用拉氏乘子法和符合型法等方法，把限制條件換成無(wú)限制條件來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，再輸入相應(yīng)的運(yùn)算程序就可以得到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。

1．3優(yōu)化概念設(shè)計(jì)

優(yōu)化過(guò)程不能一味的依靠計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，還應(yīng)結(jié)合計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與人工設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮概念設(shè)計(jì)在優(yōu)化技術(shù)中的關(guān)鍵作用。例如，在進(jìn)行建筑材料優(yōu)化選擇時(shí)，適合采用人工方法分析各類材料的性能;在進(jìn)行技術(shù)參數(shù)設(shè)定時(shí)，適合采用計(jì)算機(jī)方法對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化。雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中計(jì)算機(jī)能夠有效解決人工難以完成的龐大計(jì)算問題，但是它并不能設(shè)計(jì)出非常切合實(shí)際需求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。因此在建筑工程的實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況靈活的運(yùn)用概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分析和改進(jìn)，這樣實(shí)現(xiàn)建筑工程整體的最優(yōu)化。

1．4價(jià)值工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

價(jià)值工程，即以最少的周期成本有效的實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的必要功能。其核心是通過(guò)對(duì)建筑進(jìn)行功能分析，及時(shí)的排除不切實(shí)際的功能需求和過(guò)剩功能，以達(dá)到降低成本，提高效益的目的。建筑產(chǎn)品的價(jià)值是由它的成本和功能共同決定的，對(duì)于建筑產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，不同的價(jià)值方法帶來(lái)的價(jià)值表現(xiàn)也會(huì)有所差異。有些方法是保持建筑成本不變來(lái)提高房屋的功能，或是保證功能不變的情況下降低投入成本，還有些方法是小幅度的增加其成本以滿足房屋功能的大幅度提高等。這些方法在做成本分析的時(shí)候，不僅只是考慮建筑生產(chǎn)的總投資，還做到了預(yù)算建筑產(chǎn)品的使用成本和后期維護(hù)成本等全周期的成本分析。價(jià)值工程必須依照價(jià)值原則性、功能多變性、成本的波動(dòng)性、成本與功能的相互性和創(chuàng)新性等原理來(lái)實(shí)施。在工程造價(jià)控制的過(guò)程中價(jià)值工程主要考慮的是如何實(shí)現(xiàn)建筑的核心價(jià)值。通過(guò)合理的建立項(xiàng)目的內(nèi)部反饋和外部反饋，有效的掌握用戶的實(shí)際需求，以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目最終的價(jià)值目標(biāo)。

1．5加固過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)

為保障建筑物建成后長(zhǎng)期的的安全使用，就需要在建筑過(guò)程中制定合理的加固方案。加固方案在一定程度上也決定了建筑物的使用性能，一旦加固方案設(shè)計(jì)失敗，整個(gè)建筑的安全使用將會(huì)受到嚴(yán)重的威脅，基本的的使用標(biāo)準(zhǔn)也根本達(dá)不到，因此就會(huì)給建筑工程帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)虧損。加固工程的重點(diǎn)工作是加固方案的制作，由于其具有多樣化的供給、單一化的需求和難以更改的設(shè)計(jì)方向等特點(diǎn)，一旦確定將加固方案實(shí)施到加固工程中，后期就不容易對(duì)加固方案在進(jìn)行調(diào)整，因此會(huì)導(dǎo)致大量的人力、物力和財(cái)力資源的白白浪費(fèi)，所以為了保障和增強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須依照現(xiàn)行規(guī)定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水平來(lái)合理的選擇加固方案，以達(dá)到建筑物使用功能的要求水平。

2優(yōu)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2．1建筑前期設(shè)計(jì)過(guò)程優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用

建筑的前期設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)中起著主導(dǎo)的作用，會(huì)直接影響建筑項(xiàng)目的總投資量。在房屋設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)施方案的落后一直是當(dāng)前普遍存在的問題，如果在設(shè)計(jì)初期不進(jìn)行科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，后期房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可能會(huì)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損失。所以就要求設(shè)計(jì)人員充分應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在前期設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇可行的結(jié)構(gòu)模型，制定合理建筑設(shè)計(jì)方案，為建筑的整體設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

2．2結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)化應(yīng)用

房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)材料將會(huì)直接影響建筑整體的結(jié)構(gòu)性能，表1對(duì)各種材料的性能指標(biāo)做出了對(duì)比。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要重視材料的選擇，良好性能的材料是房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)施的重要基礎(chǔ)。比如建筑中混凝土具有良好的抗壓性能，而鋼鐵結(jié)構(gòu)具有良好的抗拉扯能力，這些材料都有其獨(dú)特的用途，充分利用它們的優(yōu)勢(shì)可以在很大程度上提高建筑工程的整體質(zhì)量。事實(shí)證明，在6．9級(jí)的地震區(qū)域中，與普通鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換柱相比，型鋼混凝土轉(zhuǎn)換柱作為框支剪力墻結(jié)構(gòu)可以有效地減少20%左右的截面面積，如果再利用鋼管混凝土柱的抗拉、抗剪和抗壓等優(yōu)勢(shì)還可以進(jìn)一步減小截面面積。因此建筑的有效使用面積和使用功能都會(huì)得到相應(yīng)的增加。由此看來(lái)，合理的選擇材料在高層建筑和龐大建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分關(guān)鍵。

2．3建筑地基優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用

房屋的地基是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首先任務(wù)，也是施工過(guò)程的關(guān)鍵。合理有效的規(guī)劃地基的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)。在建筑業(yè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，由于建筑產(chǎn)品在功能和形態(tài)方面千差萬(wàn)別，對(duì)地基的選擇標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)各有不同，所以要從實(shí)際情況入手，制定實(shí)際的地質(zhì)勘測(cè)方案。在考慮工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)效益的前提下進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以地樁為基礎(chǔ)的地基設(shè)計(jì)則需要對(duì)房屋進(jìn)行具體的受力分析，詳細(xì)的考察地樁材質(zhì)特性，最后選出最優(yōu)的地基設(shè)計(jì)方案。

2．4節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用

在房屋建設(shè)中，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的作用就是在降低工程造價(jià)的前提下，提升房屋整體的經(jīng)濟(jì)效益。為了提高經(jīng)濟(jì)效益就需要從能源利用的角度選擇節(jié)能系數(shù)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。房屋結(jié)構(gòu)形式一般有3種:第一種是短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較好的抗震性能，所選擇的材料也不多;第二種是框架結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的柱截面比較大，從而影響了房屋的內(nèi)部的布局設(shè)計(jì);第三種是框架與剪力的融合結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)具有比較強(qiáng)的綜合適應(yīng)能力，抗震和抗側(cè)力的效果也十分良好。因此在選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)方案時(shí)需要權(quán)衡以上三種結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況充分考慮建筑的工程造價(jià)和實(shí)際效益，然后選出最佳的房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。

2．5建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的運(yùn)用

安全是檢驗(yàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是住戶考慮的基本問題之一。當(dāng)遇到不可抵抗的自然因素時(shí)，房屋的安全會(huì)受到巨大的威脅，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要充分考慮地震荷載作用，采取合理的設(shè)計(jì)方案和有效措施來(lái)增強(qiáng)房屋建筑的抗震能力。通過(guò)學(xué)習(xí)和觀察，可以發(fā)現(xiàn)為了提高抗震能力，大多數(shù)建筑設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)對(duì)稱式的方法，可用來(lái)增大建筑物的延伸性，減小建筑的危險(xiǎn)截面，使其荷載被均勻支撐。其中延伸建筑結(jié)構(gòu)可以利用次要的結(jié)構(gòu)來(lái)保護(hù)建筑的主體以提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。除此之外，建筑設(shè)計(jì)還要對(duì)細(xì)致結(jié)構(gòu)做優(yōu)化處理。在整體設(shè)計(jì)完成后，對(duì)基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)還要加強(qiáng)精細(xì)處理�！凹�(xì)節(jié)決定成敗”就充分說(shuō)明了細(xì)致工作在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要作用，所以做好精細(xì)設(shè)計(jì)是建筑過(guò)程必不可少的基礎(chǔ)工作。

3總結(jié)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)一方面提高了建筑的安全性、實(shí)用性和多功能要求，另一方面也增強(qiáng)了建筑的美觀效果。所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將優(yōu)化技術(shù)充分運(yùn)用到房屋建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理選擇，以達(dá)到降低建筑工程預(yù)算成本的作用。隨著科學(xué)發(fā)展觀的不斷深化，設(shè)計(jì)過(guò)程更需要緊密的結(jié)合直覺優(yōu)化技術(shù)，提高房屋建筑安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震作用，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

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作者：姚紅梅 單位：西南交通大學(xué)希望學(xué)院

第三篇：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題分析

摘要：科學(xué)的房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠提升建筑整體質(zhì)量，目前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還存在一些問題，本文針對(duì)這些問題進(jìn)行了分析，并且敘述了相應(yīng)的加強(qiáng)措施。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題；措施

前言

目前我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在一些不可避免的問題，必須對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)體系有充分的了解，把握好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概述

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是房建施工中的重要組成部分，一般情況下，指的是對(duì)房屋中的梁、柱、墻等承重構(gòu)件具體劃分情況的設(shè)計(jì)，是對(duì)房屋建筑整體框架的具體把握，進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是為了保證房屋建筑的整體穩(wěn)定性和質(zhì)量，一般情況下，在目前的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)房屋建筑的建筑標(biāo)準(zhǔn)和要求，大部分采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或者磚木結(jié)構(gòu)，針對(duì)這樣特點(diǎn)，來(lái)進(jìn)行合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證人們居住環(huán)境的安全和舒適，滿足人們對(duì)房屋建筑的具體要求。所以說(shuō)，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中占據(jù)了關(guān)鍵的位置，發(fā)揮了重要的作用。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題

2.1房屋地基基礎(chǔ)問題

如果要確保房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性與合理性，就要確保房屋建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與適用性。若建筑是獨(dú)棟建筑或單體數(shù)量不多的建筑，則需要仔細(xì)勘察施工區(qū)域的地質(zhì)條件，為后期工程設(shè)計(jì)提供必要的理論設(shè)計(jì)依據(jù)。但當(dāng)前，大部分建筑地質(zhì)勘察部門為了實(shí)現(xiàn)減少勘察支出的目的，未嚴(yán)格按照工程勘察的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)勘察儀器進(jìn)行布置，同時(shí)大多只設(shè)置有一個(gè)勘探點(diǎn)，在這種情況下，地質(zhì)勘察資料與實(shí)際地質(zhì)條件嚴(yán)重不符，從而致使在設(shè)計(jì)房屋地基基礎(chǔ)時(shí)，缺乏詳細(xì)具體的關(guān)于混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)以及構(gòu)造設(shè)計(jì)的參數(shù)與信息，嚴(yán)重影響了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。所以，勘察人員一定要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行地質(zhì)勘察，以便為設(shè)計(jì)人員提供精確且具體的地質(zhì)資料。

2.2房屋樓板設(shè)計(jì)問題

（1）設(shè)計(jì)人員由于缺乏對(duì)樓板受力狀態(tài)的了解或是為了方便計(jì)算，簡(jiǎn)單的將雙向板作用單向板加以計(jì)算，在這種情況下，計(jì)算結(jié)果不符合實(shí)際樓板受力狀態(tài)，造成一個(gè)方向配筋過(guò)大，相對(duì)方向則只按照構(gòu)造配筋，導(dǎo)致配筋不夠，最終使樓板產(chǎn)生裂縫。因此，設(shè)計(jì)人員一定要嚴(yán)格依照施工規(guī)范與施工流程對(duì)樓板進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，不能單憑經(jīng)驗(yàn)與個(gè)人意愿。

（2）通常情況下，民用建筑中，會(huì)將非承重隔墻布置在建筑樓板上，所以在樓板設(shè)計(jì)中會(huì)先將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載，之后在開展樓板配筋計(jì)算。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)人員單純的將隔墻總體荷載除以建筑樓板的總體面積，這種計(jì)算方式是不正確的。

（3）在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，建筑樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題就是雙向板有效高度取值過(guò)大。在實(shí)際設(shè)計(jì)的時(shí)候，雙向板有2個(gè)方向的受力，因此其均會(huì)發(fā)生彎矩。

2.3框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題

設(shè)計(jì)人員因素是導(dǎo)致框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題的主要原因。具體表現(xiàn)為：設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，通常會(huì)過(guò)多關(guān)注橫向框架的設(shè)計(jì)，忽視了設(shè)計(jì)縱向框架，導(dǎo)致房屋建筑結(jié)構(gòu)缺乏一定的整體性，在一定程度上，削弱了縱向抗側(cè)拉力，一旦發(fā)生縱向地震，房屋建筑極易坍塌。目前，我國(guó)編制的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有明確的規(guī)定，即按照橫縱主軸方向?qū)λ�平地震作用進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)橫向抗側(cè)拉力負(fù)擔(dān)橫向地震力，縱向地震作用由縱向抗側(cè)拉力承擔(dān)。

2.4承重柱截面高度問題

承重柱截面高度設(shè)計(jì)值過(guò)低一般在六度抗震設(shè)防區(qū)發(fā)生。部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員錯(cuò)誤的將六度設(shè)防理解為不設(shè)防，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員會(huì)將柱子截面高度設(shè)計(jì)的過(guò)低，加大建筑梁柱的線剛度，以方便分析其受力情況。但這種做法增加了房屋的安全隱患。

2.5房屋建筑高寬比問題

對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)，其高寬比會(huì)對(duì)其承載力、剛度和穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。所以，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要著重考慮建筑高寬比設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)一般是在實(shí)際施工中設(shè)計(jì)完成的，這就要求設(shè)計(jì)者具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，只有對(duì)建筑高寬比和高度等進(jìn)行明確規(guī)定，才能限制建筑高寬比，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。不過(guò)，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員沒有嚴(yán)格控制建筑高寬比，致使建筑物使用中存在諸多問題。

3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

3.1提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量

在建筑工程施工之前，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要仔細(xì)勘察施工區(qū)域的地質(zhì)條件，綜合分析勘查部門、施工部門等的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，由此設(shè)計(jì)出合理的建筑結(jié)構(gòu)。具體優(yōu)化設(shè)計(jì)措施如下：（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖的合理使用。通過(guò)使用合適的計(jì)算簡(jiǎn)圖可以有效地保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要以建筑施工區(qū)域的具體狀況，選擇恰當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖，同時(shí)還要選擇合理的構(gòu)造方法保障計(jì)算簡(jiǎn)圖的精確性。（2）優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在高層房屋建筑施工過(guò)程中，要對(duì)房屋建筑地基加以夯實(shí)，同時(shí)還要挑選合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料，確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。（3）準(zhǔn)確分析計(jì)算結(jié)果。房屋建筑設(shè)計(jì)人員要在計(jì)算機(jī)中輸入獲取的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并將設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)好，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析，保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

3.2合理設(shè)計(jì)建筑受力性能

在建筑物設(shè)計(jì)與施工的初期階段，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要全面考察與研究建筑環(huán)境。其中最為關(guān)鍵的是要對(duì)建筑承載重量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行考核。只有對(duì)建筑受力性能進(jìn)行全面的分析與研究，才能規(guī)定建筑的承載重量，進(jìn)而推動(dòng)建筑工程的施工。除此之外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還要對(duì)建筑物實(shí)際承載力進(jìn)行考慮，確保建筑工程后期的正常使用。

3.3進(jìn)行建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)加強(qiáng)

一般情況下，目前的房屋建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)于這樣結(jié)構(gòu)的房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，大多數(shù)采用的是獨(dú)立基礎(chǔ)方式，根據(jù)房屋建筑的具有設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)，其高度和層數(shù)也有著較大的不同，在這樣的情況下，在設(shè)計(jì)建筑基礎(chǔ)的時(shí)候，需要考慮建筑的具體高度、層數(shù)和建筑的地基情況，一般情況下，在房屋建筑高度沒有超度25m、層數(shù)不超過(guò)8層、且建筑地基受力范圍不存在軟性土層的情況下，房屋的整體穩(wěn)定性不會(huì)受到建筑基礎(chǔ)的影響，不需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的地基承載力計(jì)算。

3.4加強(qiáng)房屋嚴(yán)密性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

房屋建筑施工的基礎(chǔ)就是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，建筑企業(yè)要提高對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視程度，同時(shí)還要組織建立具有專業(yè)技能的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)建筑進(jìn)行嚴(yán)密性設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容為：充分而全面的調(diào)研及了解施工區(qū)域的氣候條件和自然環(huán)境；勘察施工區(qū)域的地形條件、地質(zhì)條件，充分了解可能存在的地質(zhì)災(zāi)害，采取相關(guān)措施進(jìn)行預(yù)防，同時(shí)體現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)圖紙中，建筑企業(yè)必須要確保建筑設(shè)計(jì)的合理性、精確性及嚴(yán)密性。在設(shè)計(jì)房屋建筑的抗震性能的時(shí)候，一定要確保房屋結(jié)構(gòu)具有良好的延展性能，其應(yīng)用的最小配筋要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇上，還要確保材料的強(qiáng)度。并通過(guò)相關(guān)的隔熱通風(fēng)措施避免房屋建筑墻體產(chǎn)生裂縫。除此之外，還要確�？拐饦�(gòu)造柱的上下貫通。

3.5房屋建筑短柱設(shè)計(jì)優(yōu)化

在框架結(jié)構(gòu)中，如果柱凈高與柱截面高度之比小于等于4或剪跨比小于等于2，即認(rèn)定該柱為短柱。短柱在地震作用下易被破壞，因?yàn)槎讨�的受剪承載力和變形能力不足，會(huì)對(duì)建筑物造成嚴(yán)重?fù)p壞，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中盡量避免。形成短柱主要有兩方面原因：（1）樓梯間半休息平臺(tái)或結(jié)構(gòu)局部錯(cuò)層造成兩個(gè)框架梁之間的框架柱凈高較小引起的；（2）填充墻設(shè)置不合理造成某層的框架柱兩側(cè)出現(xiàn)一部分有填充墻，一部分沒有填充墻；因此無(wú)填充墻的柱凈高與柱截面之比往往小于等于4，即短柱就此形成了。處理短柱的有效方法是增加柱的抗剪承載力和提高其變形能力。

3.6房屋結(jié)構(gòu)薄弱層的處理

在房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，為了保證房屋的抗震性和整體質(zhì)量，一般情況下需要避免薄弱層的存在。規(guī)避薄弱層出現(xiàn)的基本方法是加大該層的側(cè)向剛度，即增加該樓層柱、梁的橫截面；如果條件許可可以改變?cè)摌菍拥膶痈�。�?dāng)沒有辦法避免薄弱層的出現(xiàn)時(shí)，在結(jié)構(gòu)計(jì)算和出圖時(shí)必須按照符合規(guī)范要求采取相應(yīng)的結(jié)構(gòu)措施。除對(duì)薄弱層的地震剪力乘以1.15倍系數(shù)放大處理外，還應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算。樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)為按構(gòu)件實(shí)際配筋和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層受剪承載力和按罕遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的樓層彈性地震剪力的比值。如果在地震烈度7度至9度地區(qū)的結(jié)構(gòu)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于0.5應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算，符合有關(guān)彈塑性層間位移角限值的規(guī)定。如果不符合要求的應(yīng)盡量調(diào)整結(jié)構(gòu)布局。

4結(jié)語(yǔ)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)而全面的工作，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備靈活創(chuàng)新的思維，不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，系統(tǒng)的進(jìn)行房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]徐慧．房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題分析[J]．中華民居（下旬刊），2023（02）

[3]王艷輝．淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見問題分析[J]．中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2023（02）

作者：劉勤 單位：安徽建工集團(tuán)有限公司