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房屋結(jié)構(gòu)設計范文第1篇

【關(guān)鍵詞】建筑工程；房屋結(jié)構(gòu)，設計優(yōu)化

中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著人們物質(zhì)生活的不斷豐富，物質(zhì)享受質(zhì)量標準的不斷提高，對于房屋質(zhì)量及結(jié)構(gòu)設計的要求也越來越高。這就導致房屋建筑工程作業(yè)難度不斷加大，同時也對房屋結(jié)構(gòu)設計工作提出了更高的要求，因而為了確保房屋結(jié)構(gòu)設計滿足人們的要求，作為新時期背景下的房建設計企業(yè)必須加強對房屋結(jié)構(gòu)設計進行不斷優(yōu)化，從而實現(xiàn)企業(yè)追求經(jīng)濟效益最大化的目標，達到提高企業(yè)市場適應力與競爭力的目的?；诖耍疚恼浇Y(jié)合這一背景和自身工作實踐提出了的以下幾點看法。

1.房屋結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化重要性

現(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟急速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活不斷豐富，物質(zhì)享受質(zhì)量標準也在不斷提高，對于房屋質(zhì)量及結(jié)構(gòu)設計的要求也越來越高。對房屋結(jié)構(gòu)設計進行不斷優(yōu)化，能讓房屋結(jié)構(gòu)更美觀、適用、經(jīng)濟以及安全，這已經(jīng)成為當前改善人們房屋居住條件的重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化主要就是根據(jù)工程實際情況，通過將工程成本的合理計劃作為重點進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計，主要就是利用建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)維護方案等階段，以此做出工程相關(guān)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計模型，而后通過對各種不同變量參數(shù)及各種不同影響因素的綜合考慮，從而確定出最佳房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方案[1]。

房屋結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化重要性主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，增強了建筑經(jīng)濟性，有利于抗震，節(jié)省裝修成本，增強了荷載能力，提高了企業(yè)經(jīng)濟性能。第二，降低了工程總開發(fā)成本，節(jié)約了占地面積，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，進行房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化能有效降低工程總開發(fā)成本的四分之一左右，還能更加合理利用建筑施工材料，能讓建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)及不同建筑單元之間更協(xié)調(diào)，極大增強建筑結(jié)構(gòu)設計的經(jīng)濟性。

2.房屋結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化的內(nèi)涵

房屋結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化的內(nèi)涵就是通過對結(jié)構(gòu)設計的調(diào)整讓其與建筑美觀相互協(xié)調(diào)配合，從而建造出賞心悅目的建筑。當前人們對建筑結(jié)構(gòu)設計的要求就是美觀、適用、經(jīng)濟以及安全，而進行建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化就能很好的滿足這一要求，讓建筑更形態(tài)更美觀、造型更優(yōu)美、結(jié)構(gòu)更安全、合理、經(jīng)濟，創(chuàng)造出最符合人們心中居住的房屋。房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化主要包括房屋分部結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化和房屋結(jié)構(gòu)總體設計優(yōu)化兩方面。其中房屋分部結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化又主要有：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設計方案的優(yōu)化、結(jié)構(gòu)細部設計的優(yōu)化、屋蓋系統(tǒng)設計方案的優(yōu)化、圍護結(jié)構(gòu)設計方案的優(yōu)化。在實際進行房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化時，必須做到實事求是，結(jié)合房屋自身具有的特點及建筑工程實際情況，對其整體利益進行全面綜合的考慮，從而制定出最佳結(jié)構(gòu)設計方案。房建設計人員進行房屋結(jié)構(gòu)設計時，應選擇最優(yōu)設計方案，以此滿足設計目標，并且確保設計的房屋平面布局是合理的、規(guī)則的，以便降低剛度與質(zhì)量之間的差異，從而最大程度降低房屋的水平荷載。與此同時，在進行房屋結(jié)構(gòu)設計時。必須盡可能避免房屋縱向空間中出現(xiàn)轉(zhuǎn)換層，從而有效確保房屋的應力不會集合在一起[2]。

2.1結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化模型

結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化就是利用建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)維護方案等階段，通過對各種不同變量參數(shù)及各種不同影響因素的綜合考慮，選擇主要參數(shù)，以此建立工程相關(guān)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計模型，最后采用有效的方法確定最優(yōu)結(jié)構(gòu)設計方案。進行結(jié)構(gòu)總體設計優(yōu)化時的大致流程有：第一，合理選擇設計變量。一般情況下設計變量的選擇，主要是選擇對設計要求產(chǎn)生極大影響的參數(shù)，而后把涉及參數(shù)根據(jù)具體作用進行針對性地區(qū)分，對設計變量影響較低的參數(shù)一般作為預定參數(shù)，采取該方法能有效降低計算編程工作量。第二，科學確定目標函數(shù)。通過對函數(shù)的應用找出符合條件的最佳結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方案。第三，正確確定約束條件。設計時，必須確保確定的約束條件均達到相應的規(guī)范要求。

2.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算方案

結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化受較多因素影響和限制，所以計算方法也具有特殊性。這種特殊性使得設計人員在計算時，常常將其限制因素轉(zhuǎn)變成無限制因素。一般情況下，主要采用符合型算法、乘子算法、Powell優(yōu)化算法等計算方法。采用這些計算方法不僅方便而且精準性高，只需利用計算機對這些計算方法進行編程，就能得到最科學合理的最佳結(jié)論[3]。

3.房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)應用

3.1概念設計在房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的應用

當下的建筑設計中，能充分展示設計思想的重要因素就是概念設計，因而作為設計人員，在一個特定的空間內(nèi)，利用整體概念進行總體設計方案的確定是設計工作中最為重要、關(guān)鍵的事情，并正確處理建筑中結(jié)構(gòu)與構(gòu)件、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。設計人員開展概念設計工作時，必須具備豐富的建筑經(jīng)驗基礎(chǔ)，且經(jīng)驗越豐富，設計作品就會更成功，這樣才能為概念設計工作的順利開展與完成奠定堅實的基礎(chǔ)。由于建筑結(jié)構(gòu)組成的復雜性，即使在一樣的設計方案中，其結(jié)構(gòu)組成設計也會具有較多變化，就算是已通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計確定的建筑，其不同的分析方法也會出現(xiàn)不同的結(jié)果。且上述問題無法利用計算機進行解決、完成，這就對相關(guān)工作人員提出了更高要求，要求其自行進行判斷及處理。但是工作人員作出的判斷及處理必須基于遵循相關(guān)的規(guī)律為前提，而后結(jié)合自身工作實踐經(jīng)驗及工程實際，得出最后的結(jié)果，這就是所謂的概念設計。

3.2概念設計的重要性

設計勘察是工程的核心，質(zhì)量的根源。只有優(yōu)秀的設計，才會有優(yōu)質(zhì)的工程。專業(yè)的結(jié)構(gòu)設計人員必須具備豐富的工作實踐經(jīng)驗和專業(yè)的設計理論，以便在進行概念設計工作時，能更為迅速、有效的選擇與確定結(jié)構(gòu)體系，同時還應與建筑工程人員相互交流、配合，共同確定建筑總體結(jié)構(gòu)體系，以便使設計方案概念更清晰、定性更正確，以從而為設計方案的最優(yōu)化及工程施工的順利進行奠定堅實的基礎(chǔ)。

概念設計能幫助建筑結(jié)構(gòu)降低受自然和人為因素的影響程度。為了實現(xiàn)這一目標概念設計將面臨極多的問題，因此，設計人員就必須充分考慮外力因素的影響，并將其納入設計內(nèi)容。外力因素中，地震是較為常見的，地震發(fā)生沒有規(guī)律，且破壞性極強，因而在設計時必須充分考慮地震的破壞性帶來的影響，并將其納入設計內(nèi)容中，從而采取針對性地抗震措施，并盡可能清除對抗震措施的實施帶來的不利因素[4]。

4.結(jié)語

總之，本文通過提出的幾點看法對房屋結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化進行了分析與探討，具有非常重要的意義。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設計是當前房建設計企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，提高企業(yè)市場競爭力的有效手段，因此，作為新時期背景下的房建設計人員必須努力提高自身的綜合能力與素質(zhì)涵養(yǎng)，以便為房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作的順利進行奠定堅實的基礎(chǔ)，從而促進企業(yè)升級和轉(zhuǎn)型，促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，

【參考文獻】

[1]鄭智垚，樂肖軍.結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化設計技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，04：98.

[2]張文朝，孔露露.房屋結(jié)構(gòu)設計中結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)的應用[J].中國城市經(jīng)濟，2011，14：179.

房屋結(jié)構(gòu)設計范文第2篇

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設計；優(yōu)化技術(shù)；房屋設計；探討應用

Abstract: with the China has in the comprehensive construction well-off society, be speeding up the whole social economic rapid development stage, people's standard of living quality will continue to ascend, living level will up the steps, improve the people's living life appropriate new demand, according to the practical experience for many years in the authors discussed in this paper. In the final analysis from three aspects detailed design optimization of building structure technology specific strategies, we hope that this paper for our country related parties or the significance of reference.

Keywords: structure design; Optimization technology; Housing design; Discusses application

中圖分類號：TB482.2文獻標識碼：A 文章編號：

結(jié)構(gòu)設計是個系統(tǒng)、全面的工作。作為結(jié)構(gòu)設計人員，需要扎實的理論知識功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度。加深對當前房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中常見問題的認識與研究，以不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設計水平，使設計的作品比現(xiàn)階段的其它建筑具有更高的水準、更合理和更經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)形式。隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，結(jié)構(gòu)設計在當今房屋建筑工程中，是一項責任繁重、具有影響力的項目，房屋設計的優(yōu)化性比較重要，其設計的水平直接影響著建筑物的經(jīng)濟性、適用性和安全性。

1、房屋優(yōu)化設計的主要內(nèi)容

通常房屋結(jié)構(gòu)的設計主要是利用適宜的方法和設計理念來滿足房屋建筑設計的需求，比如確定合理的布置、結(jié)構(gòu)形勢、構(gòu)件尺寸等。尤其是優(yōu)化設計基本的鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)體系，往往自整體布局與具體構(gòu)件兩個角度進行分析、考慮。影響整體布局的關(guān)鍵因素是建筑

物的柱網(wǎng)尺寸、層高、體型、抗側(cè)力構(gòu)件位置等。具體構(gòu)件主要是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾面、布局、

鋼筋及混凝土的配筋構(gòu)造、強度等級。對于這兩大方面的因素，需要有專業(yè)的工程設計人員，

熟知構(gòu)件設計規(guī)范并具有豐富設計經(jīng)驗，而且善于分析與把握構(gòu)件受力特性及結(jié)構(gòu)，進而選

取最相適宜的方法展開優(yōu)化設計工作。

2、房屋優(yōu)化設計的必要性

依據(jù)我國的國情以及發(fā)展形勢，我國今后主要以建設高層住房為主。與此同時，投資者們也日益關(guān)注建設成本如何最低化，使用結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑成本的最低化。若想實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的，工程設計人員首先以建筑的安全性為基礎(chǔ)，然后理性分析建筑方案，

融合與之相適宜的設計理念以及方法，實現(xiàn)對工程造價的有效控制，以符合投資者的經(jīng)濟要求。根據(jù)統(tǒng)計資料表明，建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)過優(yōu)化設計比未進行優(yōu)化的建筑節(jié)省了5%至30%的費用。然而，在很多實際優(yōu)化設計中，其因為受到較多因素的制約而難以施展、發(fā)揮出其優(yōu)越性。比如，過度追求工程設計進度，就會影響工程設計人員的設計效果，一味地以滿足工程進度為目標；年輕的工程設計人員常受其專業(yè)素質(zhì)限制，難以理解其設計軟件，無法實現(xiàn)優(yōu)化技術(shù)；也有一些工程設計人員過于關(guān)注建筑部分，忽視了建筑的整體方案，未能實現(xiàn)控制整體造價。由此可見，工程設計人員要將其技術(shù)與經(jīng)濟效益進行有機結(jié)合，只有合理的設計方案才能確保實現(xiàn)最大經(jīng)濟效益。

3、關(guān)于優(yōu)化設計技術(shù)中存在的問題

3.1重視結(jié)構(gòu)尺寸，忽略結(jié)構(gòu)整體設計人員優(yōu)化建筑方案時，通常根據(jù)已給的幾何形狀、

材料、拓補等來規(guī)劃，以符合條件的構(gòu)件截面要求，而忽略了整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化性。其實形狀的優(yōu)化設計要比尺寸的優(yōu)化重要得多，單純的尺寸優(yōu)化不能滿足優(yōu)化結(jié)構(gòu)的需求。不少設計人員片面的認為結(jié)構(gòu)方案和布置規(guī)劃經(jīng)過計算機軟件對分析上部結(jié)構(gòu)，一旦構(gòu)件截面符合計算結(jié)構(gòu)的規(guī)定，那么對于地基部分，特別是軟地基部分，上部結(jié)構(gòu)重要性就變低了。所以設計人員時常對上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面沒有足夠的重視。

3.2優(yōu)化目標不能完全符合工程的需求在實際優(yōu)化設計過程中，時常伴隨著很多難題，因為工程設計工作中的約束條件較多、建筑功能的限制性較多、變量也多等一系列不確定因素，致使目標函數(shù)僅能獲取相對的最優(yōu)解。當今利用計算機軟件來優(yōu)化截面，幾次間的試驗根本無法實現(xiàn)預期效果。因此設計的進度與時機都限制了優(yōu)化方法的實現(xiàn)。雖然當今不少建筑的結(jié)構(gòu)設計及布置是較為合理的，而且它的構(gòu)件截面也適合常規(guī)尺寸，但是計算機軟件的分析工作依然是設計工作中薄弱一節(jié)。即使利用增大構(gòu)件截面的手段也無法得到有效改善，

相反地還增大了耗材的成本。

3.3離散變量問題建筑物尺寸、型鋼規(guī)則型號、鋼筋等都是變量，傳統(tǒng)的梯度算法、對偶算法已經(jīng)不能滿足當今的工程設計需要。當前隨著問題日益增多，引發(fā)了計算量劇增的組合性爆炸難題。

4、結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用

4.1概念設計優(yōu)化與建筑結(jié)構(gòu)的設計每一個建筑結(jié)構(gòu)的設計方案，都具有多種結(jié)構(gòu)及布局設計，即使建筑物的結(jié)構(gòu)布局已經(jīng)被確定，并且處于相同的荷載狀況，也依然有很多種分

析方法。建筑分析中的材料、設計參數(shù)、荷載取值等都不是固定不變的，處理建筑物的細節(jié)問題也是要隨機應變的，尤其是計算機軟件不能解決的問題，更需要設計人員親自來做出分析判斷。概念設計意指設計者遵守房屋結(jié)構(gòu)設計的普遍規(guī)律，同時結(jié)合工程的實際經(jīng)驗來進行研究設計，概念設計是設計者對多個備選設計方案進行篩選的工作環(huán)節(jié)。

4.2概念設計處理實際房屋結(jié)構(gòu)設計問題處理概念設計問題具有多種形式，但是所追求的共同目的是在任何外來影響下，建筑結(jié)構(gòu)都可以穩(wěn)固應對或者僅是受到很低損害，這也是概念設計中要處理的基本實際狀況。由此可見，概念設計的主要內(nèi)容即為將建筑物所可能遭到的各種破壞因素以及相應的預防措施。比如地震災害是最難以預防和解決的破壞性因素，

其嚴重的破壞性，已經(jīng)作為了概念設計中的重要課題。所以房屋結(jié)構(gòu)在設計之時便要提前著手，做好房屋的抗震性能，以提升抗震性能為基礎(chǔ)，降低地震對建筑結(jié)構(gòu)危害的主要措施是確保建筑材料的剛度對稱且均勻，為了更好地防止地震引發(fā)房屋結(jié)構(gòu)的脆性破壞，可以實行延性設計進行減緩；此外房屋結(jié)構(gòu)可以實行多道防御系統(tǒng)，幫助房屋建筑在遭受地震當中分解地震的能量，減少損害度，以上這些抗震設計的思路均為概念設計的主要指導思想。

4.3結(jié)構(gòu)設計中的實用性與藝術(shù)性結(jié)合建筑物其實就是建筑師的藝術(shù)品，建筑師在設計建筑物的時候，始終期望將自己的意圖表達得淋漓盡致，追求藝術(shù)性與實用性的最佳融合。

結(jié)構(gòu)設計人員首先要保證所涉及房屋建筑的安全性，然后對于建筑的結(jié)構(gòu)形式進行改善，不斷完美，以全面體現(xiàn)建筑設計師的美學意圖。在房屋結(jié)構(gòu)設計當中，滿足設計師的設計意圖是基本標準，平面布局須要精確對稱，有規(guī)則性，最大限度縮減質(zhì)量與剛度兩者之間的差異，

以避免建筑物因荷載作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)問題。豎向布局應以滿足房屋的功能為基礎(chǔ)，確保豎向承重構(gòu)件上下貫通，使用轉(zhuǎn)換層來降低設計或結(jié)構(gòu)分析的難度與成本。此外，豎向布局剛度須要實行漸變，以避免應力的過度集中現(xiàn)象，增強房屋結(jié)構(gòu)抵抗水平動力的荷載。

5、結(jié)語

工程造價在工程項目占有很大比例，具有重要的經(jīng)濟效益，所以優(yōu)化設計房屋結(jié)構(gòu)能夠卓有成效地減少工程造價成本。與此同時，優(yōu)化設計房屋結(jié)構(gòu)要保障建筑的安全級別，合理化等，協(xié)調(diào)好技術(shù)和經(jīng)濟兩者之間的關(guān)系，切勿因重視節(jié)省成本，而忽視質(zhì)量或技術(shù)。為了實現(xiàn)整體目標最優(yōu)，結(jié)構(gòu)設計人員與工程師要分析房屋結(jié)構(gòu)設計，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，利用精細高效的工作標準及要求來實現(xiàn)最優(yōu)化的房屋結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設計的構(gòu)造措施，主要還是通過結(jié)構(gòu)設計理論與計算理論對存在許多缺陷或者不可計算性下手。 通過結(jié)構(gòu)方案的分析、模型參數(shù)的控制及施工圖中細節(jié)的把握。

【參考文獻】

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［3］王光遠 工程結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)抗震優(yōu)化設計的實用方法[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社.2007.

［4］王磊 張伯林 鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設計中應當注意的幾個問題[J].煤炭工程

.2007(9).

房屋結(jié)構(gòu)設計范文第3篇

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，超高層與高層建筑逐漸得到了廣泛推廣。對于建筑企業(yè)而言，最重要的問題之一就是怎樣在確保結(jié)構(gòu)設計與人們要求相符合[2]的前提下使投入的資金減少。建筑企業(yè)必須在確保房屋建筑質(zhì)量合格的情況下，系統(tǒng)化分析設計方案，采用先進的設計觀念和技術(shù)理念整體化管理工程建筑。在房屋結(jié)構(gòu)設計過程中，科學優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計除了可以使建筑的美觀感與實用性增強，同時還可以使工程的整體造價得到最大化控制。使建筑材料與機械設備的性能得到全面開發(fā)，節(jié)約資金投入，系統(tǒng)性結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)的層次，提高房屋質(zhì)量與居住安全性。

2建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的操作步驟

2.1創(chuàng)建優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計的模型

首先需要科學、合理地設計變量。一般情況下，主要的變量是對建筑本身結(jié)構(gòu)造成影響的重要參數(shù)。對于部分由局部性有關(guān)要素就可以使設計要求得到滿足或者變化范圍很小、影響也較小的參數(shù)，通?？刹捎妙A定參數(shù)加以表示，不僅可以使計算數(shù)量與設計數(shù)量減少，而且有關(guān)的編程工作量也會減少，有助于工作效率的提升。其次，要確定目標函數(shù)。在優(yōu)化設計建筑結(jié)構(gòu)時，為減少整體的工程造價，需要找到失效的概率函數(shù)與尺寸符合預定條件的鋼筋截面積。最后，要合理確定約束條件。

2.2合理優(yōu)化設計有關(guān)的方案

將可靠度作為優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設計的依據(jù)時，一般約束條件較多，還可能出現(xiàn)非有關(guān)的非線性問題，因此在計算過程中，需要學會適當轉(zhuǎn)換，將有約束的優(yōu)化向無約束轉(zhuǎn)化，可采用拉氏乘子法等計算。

2.3相關(guān)應用程序的設計

無論是將可靠度作為優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設計的基本依據(jù)，還是運用有關(guān)的計算方式進行設計，為了有效達到相應的效果，都要將這些因素編纂為具有科學性、綜合性、功能全面、運算速度較快的應用程度，從而高效、全面地實施整個優(yōu)化設計方案。

2.4綜合分析結(jié)果

得到相關(guān)計算結(jié)果后，需要分析與比較其必要性，進而選出最適合的設計方案。進行分析時，應當對有關(guān)問題進行全面考慮，多角度分析相應的問題，確保所選設計方案的合理性，增強房屋建筑整體的實用性、安全性和美觀性，與此同時還不會導致工程的資金投入增加。優(yōu)化設計建筑結(jié)構(gòu)要求我們同時兼顧經(jīng)濟節(jié)約與施工技術(shù)要求，做到全面考慮，科學配置，實現(xiàn)預期的建設目標。

3建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的具體應用

3.1房屋建筑的局部性和整體性優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)通常都具有復雜性與層次性的特點，在設計時需要分別考慮建筑的安裝體系。結(jié)構(gòu)相關(guān)體系和整體設計體系等，其中每一個體系又會延伸出若干個下屬體系，設計者在設計房屋時需要優(yōu)化下屬系統(tǒng)，將橫向關(guān)聯(lián)性沖破，達到疊加工程的效果；在復雜性方面，涉及到建筑零部件、材料等的選擇，需要從整體著手，實現(xiàn)設計優(yōu)化的目的。

3.2階段性優(yōu)化、建筑壽命與樁基礎(chǔ)的優(yōu)化

當建筑工程未超過使用年限時，房屋設計者需要根據(jù)不同階段特點，結(jié)合實際情況確定優(yōu)化方式，實施階段性優(yōu)化，延長建筑的整體壽命，在確保建筑質(zhì)量的同時還能增加經(jīng)濟效益。預制樁與灌注樁都屬于建筑樁基礎(chǔ)，在整體施工時，后者的操作技巧復雜，質(zhì)量控制難度較大，耗時較長，所以在滿足沉降標準的情況下，可與預制樁施工相結(jié)合，使工序減少。需要注意的是，在樁基逐漸加深會增大土壤對樁基的摩擦力，所以一定要采用長度足夠的預制樁。

3.3良好協(xié)調(diào)建筑優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在優(yōu)化設計建筑結(jié)構(gòu)時，需要實現(xiàn)建筑整體平面和整體結(jié)構(gòu)緊密配合的效果。打造簡潔的建筑系統(tǒng)，支柱和墻體不可發(fā)生錯位等情況，截面面積和高度要相同。設計樓體時，由于轉(zhuǎn)角區(qū)域自身受力較多，所以需要將承重材料選為高強建材，起到降低自重的效果。確保建筑整體的質(zhì)心、剛心和重心正確交疊，避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)。

3.4良好協(xié)調(diào)排水系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化

專門用來管理排水系統(tǒng)的房間中機械設備很多，有較大的荷載強度與荷載能力。因此最好在地下室放置這些設備，確保管道預留深度，預留尺寸和相應標準相符合，加固樓板的鉆孔位置。注意避免梁或柱被水平方向的管線貫穿，妥善加固有管道穿過的墻體，協(xié)調(diào)好管道網(wǎng)與結(jié)構(gòu)設置，避免管道繞梁或繞柱。

3.5良好協(xié)調(diào)電氣優(yōu)化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在樓板、墻體等地方或金屬管體外部以導線的形式安裝電器管線，會增加預制結(jié)構(gòu)施工的難度。因此，若想在梁體中穿過管線，需要提前將相應的孔洞預留在梁體上，確保梁體寬度等于有關(guān)墻體的[3]寬度。設計者需要單獨分析和計算電梯部分的建筑，提高設計的安全性及合理性，保證施工質(zhì)量。

4結(jié)語

房屋結(jié)構(gòu)設計范文第4篇

【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)設計 建筑結(jié)構(gòu) 設計 優(yōu)化

一、引言

針對建筑進行評價的指標比較多，同樣的，針對建筑性能評價的指標也多種多樣。一般的來講合格的、高質(zhì)量的建筑，外觀應當是美觀且大氣，同時整個房屋建筑的基本結(jié)構(gòu)完整、質(zhì)量上乘，所使用的材料也相當考究。針對房屋結(jié)構(gòu)設計的質(zhì)量好壞、水平高低進行評價，對于整個建筑功能性的發(fā)揮以及整個建筑的后期使用均有著巨大的意義。所以，有必要針對房屋建筑的結(jié)構(gòu)設計理念進行分析，對傳統(tǒng)的設計理論進行優(yōu)化和改良，以現(xiàn)代化的審美標準來提高房屋結(jié)構(gòu)設計的水準，促進我國建筑事業(yè)和相關(guān)設計行業(yè)的不斷發(fā)展。

二、建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的基本理論

房屋結(jié)構(gòu)設計，是一項技術(shù)含量很高的專業(yè)性活動。設計人員在進行具體房屋結(jié)構(gòu)的設計時，應當兼顧建筑物的各種性能指標，包括使用價值指標、美學價值指標等。建筑物的功能價值，指的是建筑物作為人們的日常住所必須具有的遮擋風雨、抗溫度變化等基本功能；建筑物的審美價值，指的是建筑物的外形要美觀、結(jié)構(gòu)搭配要協(xié)調(diào)，從而給人以美的享受。設計者不僅要考慮到房屋的基本性能，還要考慮到房屋的結(jié)構(gòu)搭配以及美學價值的大小。在這樣的設計理念指引下，設計者就要從擬定的多種方案中選擇一種最佳方案，以實現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設計的綜合目標。我們可以將這個方案篩選過程用科學化方式加以表達，運用建筑學和相關(guān)的數(shù)學知識，在許多種設計方案中，選擇一種與設計目標最相符的、最能體現(xiàn)居住著需要的設計方案。

建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化，指的是在設計建筑結(jié)構(gòu)時，要改革設計理念，應用科學、先進的設計方案篩選方式，選擇出在各方面都能達到最佳效果的設計方法。建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)十分復雜，要將建筑物的各個部分完美組合在一起，使建筑物發(fā)揮最佳的功能，并不是一件容易的事情。建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化，具體包括建筑區(qū)中各個部分結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化，以及建筑物整體設計結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在這兩個部分中，建筑區(qū)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化顯得更為重要，因為整體是各個部分的綜合，在完善房屋高性能方面發(fā)揮著更大的作用。具體來說，建筑物整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化包括房屋頂部設計的優(yōu)化、房屋設計的優(yōu)化，以及房屋細節(jié)結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化。在這三個大部分中，還可以細分出型號選擇、布局設置、受力研究、價格衡量等較小的設計項目。在實際的結(jié)構(gòu)設計中，設計者還要緊密結(jié)合建筑工程的實際情況，努力實現(xiàn)房屋建造的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

在確保房屋結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的前提下，設計者要大膽創(chuàng)新，敢于探索新型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。在進行建筑結(jié)構(gòu)設計的過程中，設計者要平衡房屋使用者和建造者的利益，充分考慮房屋建筑工作者的意見；在滿足建筑物建造者需求的基礎(chǔ)上，尋求新式的房屋結(jié)構(gòu)布局方法。

具體而言，房屋的平面結(jié)構(gòu)應當憑證，體現(xiàn)出建筑物的對稱美，并盡量減小平面建造質(zhì)量與房屋剛性結(jié)構(gòu)要求之間的差異，使得房屋在承受較大的水平方向作用力時，不至于發(fā)生結(jié)構(gòu)性的扭曲；在滿足居住著使用要求的基礎(chǔ)上，設計者應將房屋的承重結(jié)構(gòu)設計成豎直貫通的形式，以便增強房屋對豎直方向壓力的承受能力；盡量不更換房屋原有的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。因為一旦更換這些結(jié)構(gòu)，就會消耗大量的建筑原料，不符合房屋建設的經(jīng)濟性的要求，還不比較容易造成外來壓力集中于某一個承受點上的現(xiàn)象；豎直方向的剛性程度設計要遵循漸變規(guī)律，避免剛性結(jié)構(gòu)角度的突然改變。否則，角度突變的部位在受到強烈的水平壓力時，不容易轉(zhuǎn)移壓力，這對于房屋整體抗壓性能的提升是很不利的。

三、房屋結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法概述

在建筑結(jié)構(gòu)設計工作中，造價是極為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，也是整個工程中比例極為重大的問題。結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)的選用對于造價控制極為關(guān)鍵，可以產(chǎn)生客觀的經(jīng)濟效益。為此，建筑設計部門和有關(guān)工作人員在工作中必須要遵守經(jīng)濟、適用、合理、科學的設計原則，精心設計，采取科學的現(xiàn)代化技術(shù)手段制定出能夠滿足建設設計、工作要求的設計方案，從而實現(xiàn)降低工程造價、取得工程最大經(jīng)濟效益的目的。

1.結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)分析

在剛從事建筑工程項目結(jié)構(gòu)設計的時候，除了考慮到設計對象的基本使用功能以及安全可靠性之外，還應當在工作中考慮到將它作為設計對象來進行分析，使得其盡可能的達到完美。這就是工程和結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化問題，是一個用科學的語言來描述的問題。對于利用確定的數(shù)學方法，在所能的設計方案的集合中搜索出可以讓人滿足、達到預計標準的方案。

結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法從建筑理論上進行分析，主要是體現(xiàn)房屋工程分布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計和整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計兩個不同的方面。其中房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設計則是一個涵蓋了房屋系統(tǒng)的設計、房屋圍護結(jié)構(gòu)設計、房屋選型設計、房屋布置、房屋受力分析以及地面工程等多個環(huán)節(jié)的復雜工作。而局部設計主要是指對房屋某一部位和分項工程進行優(yōu)化和改進的結(jié)果。

2.房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的意義

就一個建筑工程項目而言，結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)的應用不僅可以達到降低工程造價、提高工程效率的效果，而且對于實現(xiàn)房屋的美觀性、實用性以及室內(nèi)空間的個性化布置有著重要的意義。在建筑市場上，每一個單位和企業(yè)都希望工程在滿足建筑結(jié)構(gòu)長遠效益的基礎(chǔ)上，最大限度的減少和降低建筑結(jié)構(gòu)的近期投資，同時保證建筑物的節(jié)后可靠性、科學性，也只有這樣，才能夠在工作中實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展以及更多的市場經(jīng)濟效益。

四、結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法和技術(shù)使用于實踐之中的一個廣泛課題，是建筑工程項目的整體設計、前期設計、抗震設計等多個部分環(huán)節(jié)組成，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法不改變使用性能的前提降低工程造價，已取得巨大的經(jīng)濟效益。

1.結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化前注重事項

結(jié)構(gòu)設計過程中，前提方案時明確設計方案目標的前提，前期方案的確定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問題就是前期方案階段機構(gòu)設計并不進行參與，設計者進行建筑設計時大多不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設計的結(jié)果卻直接對結(jié)構(gòu)設計造成影響，某些方案可能會增加結(jié)構(gòu)設計的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計就能參與進來，那么我們就能針對不同的建筑類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設計方案，獲得一個良好的開端。

2.直覺優(yōu)化（概念設計優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設計

直覺設計用于沒有具體數(shù)量的情況下，由于不確定性和計算難度大等差異，在對于統(tǒng)一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設計；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設計參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的；建筑物細部的處理更是不盡相同，這些問題是計算機無法完全解決的，都需要設計人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設計的一半規(guī)律指導下，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗進行，這便是前面所說的概念設計。因此，概念設計存在于設計師對多種備選方案進行選擇的過程中。

3.概念設計處理的實際建筑設計問題

概念設計所要處理的問題是不確定的，多種多樣的，例如一些抗震能力。但可以肯定的是希望通過概念設計，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或是破壞程度降至最低。因此，分析如何應付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設計的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設計過程中就應該未雨綢繆，從計算及構(gòu)造等各個方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的做法則應盡量避免。剛度均勻、對稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設計則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞。

五、結(jié)束語

綜上所述，只有合理地選擇建筑結(jié)構(gòu)設計方案，不但可以滿足相應的技術(shù)要求，還能節(jié)約工程成本，因此在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計時，合理的設計方案極其重要。但是建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計非常復雜，且具有很強的綜合性，因此必須深入研究對建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化方法。

參考文獻：

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房屋結(jié)構(gòu)設計范文第5篇

關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)；設計工作；常見問題

中圖分類號：TU758.1 文獻標識碼：A

房屋結(jié)構(gòu)設計工作是房屋施工的基礎(chǔ)性工程，對于施工工作的進行以及房屋功能的發(fā)揮有著十分重要的作用，很多房屋設計部門都能夠嚴格按照相應的設計理念以及設計要求兼顧設計過程中的各個細節(jié)，但是，受到利益因素的影響，部分設計部門會選擇錯誤的設計方案，有關(guān)部門要對不同的設計方案進行引導，并做好相應的管理工作，才能進一步提升房屋結(jié)構(gòu)設計水平。本文主要從地基基礎(chǔ)設計、樓板設計以及其他環(huán)節(jié)設計工作中存在的問題進行闡述。

一、地基基礎(chǔ)設計過程中存在的問題

房屋結(jié)構(gòu)設計過程中要重視地基基礎(chǔ)的作用，在軟弱深厚淤泥土層施工環(huán)境下，進行柱下樁基礎(chǔ)計算時，要能夠兼顧樁承臺水平位移可能對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，還要對樁基水平推力作用下水平承載力進行考慮，保證相關(guān)因素都能夠滿足實際施工需求。在選擇樁基持力層時，要滿足非液化、穩(wěn)定、承載力高一級壓縮性小的土層。粉質(zhì)粘土以及粘土都可以選擇作為摩擦樁的持力層，也可以選擇巖層或者砂土層作為端承樁的實際持力層。[1]房屋地下室的單樁豎向承載力相關(guān)特征值若選取通過靜載荷試驗所確定的相關(guān)特征值，必然會導致房屋承載力與實際設計工作相比，稍微偏大，從而會給房屋結(jié)構(gòu)設計工作埋下一定的隱患。靜載荷試驗所設置的樁頂一般都是設置在自然地坪環(huán)境中，地下室樁基的單樁豎向承載力實際特征值要根據(jù)試驗結(jié)構(gòu)來對地下室深度范圍內(nèi)部的樁側(cè)阻力進行扣除，也就是試樁加長部分所具有的樁側(cè)摩阻力。

二、樓板設計存在的問題

樓板作為房屋結(jié)構(gòu)設計過程中的基礎(chǔ)性承重構(gòu)件，它能夠?qū)⑽菝嬉约皹敲娴暮奢d傳遞到周圍其他梁面或者承重墻上，所以，樓板的設計對于梁、柱以及墻等構(gòu)件的安全會產(chǎn)生直接的影響，在實際設計以及施工過程中若不能對有關(guān)因素進行充分考慮，必然會導致其出現(xiàn)較大的質(zhì)量問題，給房屋設計工作帶來安全隱患。樓板設計過程中常見的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

在進行樓板設計時，由于不能夠?qū)Π婷娴氖芰顟B(tài)進行科學認識或者為了能夠達到方便計算的目的，設計工作人員會將雙向板的作用按照單向板來計算，從而導致計算假定與房屋樓板的受力狀態(tài)存在較大出入，樓板一方配筋相對較大，另一方則可能單純的按照構(gòu)造來進行配筋，導致配筋數(shù)量達不到相應要求，從而引起樓板出現(xiàn)裂縫等。

在民用建筑設計過程中，一般會在樓板上方布置非承重的隔墻裝置，所以，大樓板設計工作中會把具體的部分線荷載轉(zhuǎn)換成同等效應的均布荷載，并對樓板的配筋進行計算。部分設計工作人員會將隔墻的總荷載量附加在總樓板面積上，在進行隔墻頂部設計以及處理時采用立磚來進行斜砌，從而導致上部樓板的中間支承點得以增加，將其轉(zhuǎn)變成連續(xù)板。[4]對于支承點上方可能出現(xiàn)的負彎矩，在樓板設計工作中難以對其進行考慮，從而會導致樓板頂端可能出現(xiàn)裂縫。

三、房屋結(jié)構(gòu)其他設計環(huán)節(jié)存在的問題

（一）房屋的高度以及高寬比超過規(guī)程以及規(guī)范范圍

目前房屋結(jié)構(gòu)設計工作中的規(guī)范以及規(guī)程所給出的房屋適用高度以及高寬比限值是保證房屋結(jié)構(gòu)設計順利進行的基礎(chǔ)。但是，很多高層建筑房屋的高度以及高寬比值都超過了實際的規(guī)定限制，從而讓設計工作缺乏可靠科學的依據(jù)。多于抗震坊社區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)設計工作也不能夠采取相對科學的抗震設計，從而導致房屋結(jié)構(gòu)缺乏穩(wěn)定性。

（二）房屋體系不規(guī)范、結(jié)構(gòu)設計不合理

房屋建筑結(jié)構(gòu)布置合理能夠保證房屋結(jié)構(gòu)達到“規(guī)范”的相關(guān)要求，這也是房屋抗震設計結(jié)構(gòu)中的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。這種規(guī)則設計包括房屋的抗側(cè)力構(gòu)件布置以及平立面外形尺寸等，還要綜合考慮房屋的承載力分布等一系列因素。在實際設計過程中，能夠?qū)е路课輽C構(gòu)設計不規(guī)則的因素相對較多，尤其是針對一些較為復雜的房屋體型，很難通過相對簡化的定量指標來對劃分前期規(guī)定的限制范圍以及不規(guī)則程度。[2]目前結(jié)構(gòu)設計過程中所用的高層房屋鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設計以及建筑抗震設計工作只對施工規(guī)程以及建筑結(jié)構(gòu)只對房屋結(jié)構(gòu)的實際準則進行規(guī)定，并沒有對設計工作的規(guī)則以及不規(guī)則進行明確規(guī)定，設計工作人員缺乏對結(jié)構(gòu)抗震概念的設計了解，也很難把握房屋設計機構(gòu)的相關(guān)規(guī)則性，只一味的考慮建筑師或者業(yè)主的要求，因此，在實際設計過程中很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震性能較差以及規(guī)則性較差的高層建筑。

（三）配筋構(gòu)造不符合規(guī)定、不合理

房屋結(jié)構(gòu)設計工作中對于配筋構(gòu)造的設計很難結(jié)合相關(guān)規(guī)定來進行，屋面梁配筋數(shù)量也難以滿足實際施工需求，在對房屋結(jié)構(gòu)進行建模時，設計工作人員為了方便，往往直接對下層梁的具體尺寸進行拷貝。建筑房屋屋面的梁荷載相對較小，計算結(jié)果缺乏配筋，從而導致屋面梁在混凝土收縮、溫度變化以及受力等相關(guān)作用下，因為其較低的配筋率很容易導致房屋裂縫有著較大的寬度。[3]對于平常的屋梁，在進行結(jié)構(gòu)設計時，為了能夠保證鑰筋骨架的實際剛度滿足相關(guān)要求，并且讓其能夠承受收縮應力以及溫度的影響，避免在其腹部位產(chǎn)生較大的裂縫。

結(jié)語:

房屋結(jié)構(gòu)縫設計工作作為一項系統(tǒng)的工程，要對相關(guān)影響因素進行綜合考慮，除了上文中所提到的設計環(huán)節(jié)之外，還要對房屋結(jié)構(gòu)縫設置以及房屋結(jié)構(gòu)的抗震等級進行綜合考慮。房屋結(jié)構(gòu)設計工作人員只有具備系統(tǒng)的理論設計知識、創(chuàng)新的思維態(tài)度、認真嚴肅負責的工作態(tài)度，才能夠保證房屋設計工作的質(zhì)量不斷提升，提升房屋建筑的經(jīng)濟價值以及社會價值，保證區(qū)域內(nèi)居民的生命以及財產(chǎn)安全。[5]提升房屋結(jié)構(gòu)設計的工作水平能夠為我國建筑施工事業(yè)的發(fā)展貢獻一定的力量，早日達到世界先進房屋建筑設計以及施工水平。

參考文獻：

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