房屋建筑及結構設計
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房屋建筑及結構設計范文第1篇
引 言
隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，社會也在不斷的進步，人們的生活質(zhì)量明顯提高，基于這種情況，為了滿足人們的高水平生活，他們對房屋建筑的設計也會提出越來越高的要求。這在一定程度上會促進我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，使房屋建筑達到更好的社會效益和經(jīng)濟效益，才能夠更好地促使發(fā)展城市化。
在房屋建筑行業(yè)中，房屋建筑的設計是整個工程的最核心的部分，設計是整個房屋建筑結構建造的圖紙依據(jù)，如果我們想要使房屋建筑的整體質(zhì)量得到提高，重中之重就是要提高房屋建筑設計圖紙的設計質(zhì)量。在房屋建筑設計圖紙的設計前期階段，我們要做足充分的準備，首先要實地考察房屋建筑的場地現(xiàn)狀，找出以后的使用過程中容易出現(xiàn)的問題，然后重點設計，減少以后的安全隱患。此外隨著時代的發(fā)展，創(chuàng)新業(yè)越來越被重視，房屋建筑的設計也要求有創(chuàng)新性。但我們首要做的還是要使建筑物有較好的安全性，否則就會嚴重影響房屋建筑的使用，使社會效益和經(jīng)濟效益大大的打折扣。
1 房屋建筑結構設計中常見問題
1.1 基礎設計容易出現(xiàn)的問題
建筑物的基礎是整個建筑物的支撐部分，是整個建筑物能否安全屹立的關鍵，所以基礎的設計是十分重要的。然后再實際的設計中，大多數(shù)的基礎設計都不夠完善。在設計前的準備階段，一般沒有比較詳細地地質(zhì)勘測報告，僅有的資料就是甲方單位根據(jù)周邊建筑物的基礎來粗略的制定一個地質(zhì)情況，依據(jù)這些資料就進行房屋建筑施工圖的設計，這使得基礎設計資料可靠性大大的降低，所以為了讓基礎設計更合理，必須的進行詳細地地質(zhì)勘測，有一個可靠地地質(zhì)資料。
對于需要加固處理的建筑物，不進行專門的軟基處理設計，僅僅參考以往的經(jīng)驗或者直接套用以前的設計，而不結合實際地質(zhì)情況進行對癥下藥，嚴重的影響以后建筑物的安全性。
在房屋建筑的設計中，一些設計工作者未按照相應的建筑設計規(guī)范對作為主要承重結構的柱，梁以及地基的荷載乘上相應的折減系數(shù)。這就造成了荷載取值不合理，導致了基礎設計不合理。然而在當下，幾乎所有的房屋建筑都是高層的框架結構，采用柱下獨立基礎，如果荷載取值不合理，使得地基不能有足夠的承載力，剛度以及穩(wěn)定性。最后導致了地基下沉，建筑物整體傾斜等嚴重情況。
1.2 框架結構設計容易出現(xiàn)的問題
在房屋建筑框架結構（如圖1）的設計中，一些設計工作者只設計了橫向框架卻忽略了縱向框架，按照房屋建筑規(guī)范的要求，水平地震作用應從兩個主軸方向分別進行計算，各方面的地震和用應由該方向的抗側(cè)力構件來承擔。所以?？蚣艿目v向設計應該和橫向設計結合在一起，形成一個有機的整體。對于建筑物框架的非抗震設計，有些設計工作者就按照一般的連續(xù)梁進行設計，而不考慮梁的縱向作用，最后使得配筋以及箍筋不符合規(guī)范要求，框架的穩(wěn)定性得不到滿足，容易出現(xiàn)配筋不足的情況。
此外，在框架結構最容易出現(xiàn)的問題就是，承重柱的截面的設計高度太小。這主要發(fā)生在六度的抗震設防地區(qū)，一些設計工作者錯誤的認為，當在六度設防地區(qū)的時候，就可以不做防護措施，設計工作者為了計算簡潔就故意把承重柱的截面高度做得很小，這就導致了梁的線剛度比增加。把梁簡化為鉸支梁，柱按軸心受壓計算。這樣設計的話，在受力分析上是相對簡單了，但是這會嚴重影響房屋結構的安全性能。因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用，然而柱截面的配筋都是比較小的，結構一旦受力后，柱頂不能有足夠的抗彎強度，從而柱子以及梁底附近將會出現(xiàn)一條或多條水平裂縫，形成塑性餃。這樣在正常使用情況下，柱子已開始帶餃工作，嚴重影響了房屋的耐久性。如果這樣的結構遭遇地震作用，有很大的倒塌可能。
最后是關于連續(xù)梁的設計按單梁進行設計的問題，這個問題主要出現(xiàn)在陽臺梁的設計中。因為陽臺梁的荷載較小，所以設計者沒有重視這個問題，而把實際的連續(xù)梁按照單梁來設計，這樣就會引起支座附近受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫。再加上該梁暴露在外面，受溫度的影響比較大，這就會使梁的承載力降低，影響了梁的使用安全問題。
1.3 樓板設計容易出現(xiàn)的問題
樓板（如圖2）作為主要承重的構件，用來將樓面、屋面的荷載傳送到周圍的墻或梁上。因此，樓板的設計出現(xiàn)問題將影響到梁、墻、柱等構件的安全。對整個設計要有周全的考慮，否則容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，甚至存在嚴重的安全隱患。下列幾個問題在樓板設計中經(jīng)常發(fā)生的。
（1）由于設計工作者板的受力狀態(tài)認識不清楚，在設計時簡單地將雙向板用單向板進行計算，出現(xiàn)計算假定與實際受力狀態(tài)不相符合，這就導致了一邊配筋過大，一邊配筋不足的情況，容易使板出現(xiàn)裂縫。
（2）設計工作者常常在樓板上布置一些非承重隔墻，在樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進行板的配筋計算。這樣板就承受線荷載，影響板的壽命。
（3）雙向板在兩個方向均產(chǎn)生彎矩，由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放，短跨方向的跨中鋼筋應放在下面，長跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面，計算時應用兩個方向的各自的有效高度。有的設計工作者為圖省事，配筋計算而取兩上方向的有效高度一致進行，導致了長跨有效高度偏大，降低配筋，導致結構構件存在質(zhì)量隱患，嚴重時出現(xiàn)開明縫的現(xiàn)象。
2 房屋建筑結構設計中問題解決措施
2.1 基礎設計常見問題的預防措施
為了高層建筑整體的安全性能，我們必須把基礎設計的安全可靠。隨著高層建筑物的不斷增加，我們要對基礎設計的要求也越來越高，在基礎設計中，設計工作者要結合實際的考慮影響房屋建筑地基基礎的各種因素，在實地勘察的準確的勘測資料的基礎上，進行建筑結構基礎的設計。此外，設計工作者在進行地基基礎承載力計算的時候，要嚴格按照規(guī)范的要求，并且對地基容許承載力進行驗算修正。在持力層的承載力計算方面，設計工作者要按照勘測資料中土質(zhì)的類型進行力的計算（土質(zhì)不同，容許的承載力是各不相同的）。
對于房屋建筑地基的設計中的計算，設計單位要嚴格按照規(guī)范的要求，認真計算力。此外還要建立標準的模型，并且對現(xiàn)有的實踐經(jīng)驗修改與校核，確認滿足設計要求，方可使用。
總而言之，在地基基礎設計方面，需要進行多方比較和計算，以減少不必要的誤差，使得房屋建筑地基基礎滿足承載力、剛度、穩(wěn)定性的要求。
2.2 框架結構設計常見問題的預防措施
（1）在對房屋建筑框架結構設計時要避免設置鋼筋混凝土樓電梯小井筒，要縱向框架和橫向框架一塊設計，綜合考慮。
（2）就是在框架結構參數(shù)的選擇上不僅要選取樓層地震剪力系數(shù)、電算的自振周期、樓層的側(cè)向剛度比等，還要綜合地考慮其他指標進行電算結果的驗算。
（3）就是要在結構配筋上注意構件的最小配筋率和最大配筋率的限值。要嚴格的按照規(guī)范要求，保證鋼筋在每個部位所需要的延伸、搭接和錨固長度，材料的強度也要達到要求。在地震發(fā)生時要具有一定的延性，還要滿足強度的要求。還有就是建筑物的頂層是特殊部位，要按照國家的標準進行設計實施，以防因為屋面溫度的變化而引起墻體的開裂。
2.3 樓板設計常見問題的預防措施
對于樓板的設計，設計工作者要嚴格的按照規(guī)范標準進行設計，這樣就可以減少許多安全隱患。因此，就要對設計工作者加強培訓的力度，例如定期的安排設計工作者學習新的規(guī)范內(nèi)容，并且要與實踐相結合，還要對每個設計好的建筑進行總結，并且、進行考核，設計的比較好的人員要進行獎勵，從而提高設計工作者的責任心，促進他們的工作動力。
3 結束語
隨著我們房屋建筑工程行業(yè)的不斷發(fā)展過程，所以我們要對房屋建筑結構設計加以重視，并且設計也是建筑施工的參考，為了全方位的保證房屋建筑的質(zhì)量，減少安全隱患，我們必須要加強房屋建筑設計，針對可能出現(xiàn)的問題采取預防措施，提高房屋建筑的使用性能，保證房屋建筑結構設計革新與建筑施工的同步進，促進我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展。
參考文獻
[1]劉彥.房屋建筑結構設計中常見問題[J].中國新技術新產(chǎn)品，2010（12）：25～26.
[2]何鳳濱.房屋建筑結構設計中常見問題分析.城市建設理論研究（電子版），2013（08）：37～38.
房屋建筑及結構設計范文第2篇
關鍵詞：高層建筑；結構設計；問題；對策
中圖分類號：TU208文獻標識碼： A
引言
城市建設進程的加快，大量人口涌入到城市當中，城市用地呈現(xiàn)非常緊張的局面，在這種情況下，高層建筑項目得以快速發(fā)展起來。高層建筑由于其垂直高度較大，而且結構較為復雜，需要具有良好的承載力和抗震性，所以對于建筑材料、施工技術和結構設計具有越來越高的要求。特別是目前高層建筑結構開始向復雜化和多樣化的方向發(fā)展，這就給結構設計師帶來了更大的挑戰(zhàn)。
一、建筑結構設計中存在的問題
1、建筑結構設計圖紙過于簡單
在建筑項目施工中，建筑結構設計圖紙的作用至關重要，要想使圖紙能夠更加完善和合理，要在進行設計時對每個細節(jié)問題都進行重視，在建筑結構設計方面要對建筑結構類型、建筑結構抗震設計、建筑結構抗震等級、建筑結構防裂等問題進行重視。但是，在現(xiàn)在的建筑結構設計中，存在著很多的設計環(huán)節(jié)不規(guī)范的情況，在設計方面采用的標準不規(guī)范，設計圖紙中對很多事物的標高等重要信息沒有進行明確，導致建筑項目在施工中出現(xiàn)了很大的隨意和混亂問題，對建筑項目的質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響。
2、建筑基礎選型不夠合理
建筑結構在基礎選型方面對建筑的安全性、實用性、科學性以及合理性問題要進行重視?，F(xiàn)在，很多的高層建筑項目在基礎選型方面出現(xiàn)了不合理以及不科學的現(xiàn)象，地基的承載能力不足導致建筑項目出現(xiàn)變形的問題。不合理的建筑基礎選型會導致建筑項目地基出現(xiàn)不均勻的沉降問題，對建筑的安全系數(shù)有很大影響，建筑質(zhì)量無法達到要求，對建筑項目的使用壽命也將產(chǎn)生很大的影響。
3、高層建筑消防結構設計不夠規(guī)范合理
高層建筑的結構設計是非常復雜的，因為其功能的多樣化，就要求其內(nèi)部結構設計的多樣化。不同的結構設計又會需要不同性質(zhì)的材料，這也給高層建筑的設計帶來了障礙。換言之，材料的可燃性會加大火災的風險，特別是在風力較大的高層建筑中，一旦發(fā)生了火災，就會迅速擴張火勢，對高層建筑的安全性造成了極大的威脅。此外，高層建筑的層數(shù)越多，越應該充分考慮到高層建筑材料的特性。
4、地下室外墻設計不夠科學
在建筑結構設計中，地下室外墻設計占據(jù)非常重要的地位，其也是建筑結構設計中非常容易出現(xiàn)問題的部分。地下室外墻設計對地下室建設有很大的影響，對整個建筑項目的承載能力也有很大的影響，因此，在設計方面比較嚴格。但是，地下室外墻設計在整個建筑結構設計中并沒有得到很多人員的重視，在施工中也出現(xiàn)了很多的問題，比較常見的問題就是地下水位的高低、地下層數(shù)、地上負載等因素，這些因素對建筑項目的安全系數(shù)都有很大的影響，對建筑項目的質(zhì)量也有很大的影響。
二、建筑結構設計中的應對策略
1、建筑結構設計圖紙過于簡單
在建筑項目施工中，建筑結構設計圖紙的作用至關重要，要想使圖紙能夠更加完善和合理，要在進行設計時對每個細節(jié)問題都進行重視，在建筑結構設計方面要對建筑結構類型、建筑結構抗震設計、建筑結構抗震等級、建筑結構防裂等問題進行重視。但是，在現(xiàn)在的建筑結構設計中，存在著很多的設計環(huán)節(jié)不規(guī)范的情況，在設計方面采用的標準不規(guī)范，設計圖紙中對很多事物的標高等重要信息沒有進行明確，導致建筑項目在施工中出現(xiàn)了很大的隨意和混亂問題，對建筑項目的質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響。
2、保障建筑基礎選型的合理性
建筑結構在選型方面要對兩方面的指標進行重視，對建筑外形設計情況和建筑項目所在區(qū)域的地質(zhì)情況要進行掌握。建筑結構設計人員在拿到提資圖以后，不能盲目的開展建模計算工作，要對建筑項目的外形設計特征和建筑項目所在區(qū)域的地質(zhì)情況進行全面的認知和分析。建筑基礎選型過程中，結構設計人員要和其他方面的工作人員進行充分的協(xié)調(diào)，設計出更加可行的方案。建筑結構設計的科學性和合理性得到保證，才能保證建筑項目施工的質(zhì)量。
3、優(yōu)化高層建筑的消防結構設計
隨著建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑在城市中的應用越發(fā)普遍。除去自然災害引發(fā)的地震以外，還要充分考慮人為因素引起的災害，比如火災。高層建筑結構越復雜越高，那么一旦引起了火災，使用者的人身安全和財產(chǎn)安全就會受到極大的威脅。因此，在高層建筑結構的設計中注意防火是很關鍵的。首先，防火間距要合理，設計人員在進行設計時，要按照相關規(guī)定進行操作，精確地測出建筑物之間的實際距離。然后，對于設計要因地制宜，防火結構一定要符合實際的地形情況。除此之外還有安全疏散通道的設計也很重要。一般而言，安全疏散通道應該進行垂直結構設計，而且盡量多設計幾條，利于慌亂人群的疏散。安全疏散通道中一定要設計防煙區(qū)，避免煙霧將疏散的人群嗆暈。設計人員可以使用分隔式的設計，可以更好地控制火勢和煙霧的蔓延。另外，防火門、防火墻以及其他防火設備等也需要設計人員注意。
4、確保地下室外墻設計的科學性
在現(xiàn)代建筑，特別是高層建筑項目施工的過程中，建筑物的整體質(zhì)量在很大程度上由地下室外墻所支撐。因此，若在建筑結構設計的過程中，對于地下室外墻的設計不夠科學與合理，則勢必會導致整個建筑物的穩(wěn)定性受到嚴重的影響。結合實際工作經(jīng)驗來看，在地下室外墻設計的過程當中，結構設計工作人員首先需要對整個建筑物的質(zhì)量加以衡量，結合建筑項目所處區(qū)域的地質(zhì)特征，完成對地下室外墻基本尺寸的設計工作。常規(guī)意義上來說，對于高層建筑項目而言，地下室外墻結構設計過程中的墻面厚度需要保持在250mm以上。同時，為了防止由水泥用量增大而導致地下室外墻墻面混凝土產(chǎn)生裂縫問題，應當避免將混凝土強度設計過高，但也應當在C30等級以上。
5、優(yōu)化高層建筑的抗震性能
高層建筑結構的設計要保證各個地方的剛度對稱且均勻，其平面形狀也要盡量的規(guī)范和盡量的簡單。如果能夠保證以上要求達到標準，那么在計算地震應力時就會容易的多，處理起來也會容易很多。比如地震應力扭轉(zhuǎn)和集中地方的處理等等。由此可見，在設計高層建筑的結構時，要盡量可能地將建筑剛度的中心點和地震力作用中心點設計到一起，正常情況下，偏心距e要比與外力作用線垂直的建筑物邊長的5%小。高層建筑物體積龐大，噸位也很大，如果抗震效果不好，那么一旦出現(xiàn)地震或者其他使之震動的因素，造成的損失將是巨大的。為了避免災難的發(fā)生，必須要優(yōu)化好高層建筑的抗震性能。
6、對建筑材料加以統(tǒng)籌安排與利用
在工作人員展開建筑結構設計工作的過程當中，對于各類建筑材料的選取同樣是關鍵的工作內(nèi)容之一。對于建筑材料的選擇需要充分考慮的指標包括：建筑材料的受力特征；建筑材料的工作環(huán)境。同時，所選擇的建筑材料應當在保障材料使用性能的基礎之上，最大限度地降低建筑材料的損失與浪費問題。此過程當中需要特別注意的是：建筑結構設計人員需要結合項目設計的實際情況，設計多種建筑材料的選取方案，通過綜合對比的方式，選擇經(jīng)濟優(yōu)勢、以及性能優(yōu)勢最為突出的建筑材料設計方案。
結束語
高層建筑結構設計工作繁瑣、技術要求高、設計難度大，設計人員一定要首先擺正自己的心態(tài)，綜合考慮實際施工需要和相關技術要點，以高度的熱情和積極的態(tài)度完成設計工作，為施工的正常有序進行打下良好的基礎。
參考文獻
[1]謝春，翁家棟，邱駿偉，等.某8度區(qū)超B級高度建筑結構設計[C].2012建筑結構抗震技術國際論壇論文集，2012（27）.
房屋建筑及結構設計范文第3篇
關鍵詞：房屋建筑：結構設計；異形柱：問題
中圖分類號：TB482.2文獻標識碼：A 文章編號：
1 連續(xù)梁按單梁結構設計中存在的問題
這種將連續(xù)梁當作單梁來進行設計的情況大多發(fā)生在房屋建筑的陽臺邊梁設計當中，這是因為邊梁的荷載能力比較小，所以往往難以獲得應有的設計重視，而設計者為了能夠使房屋建筑的受力分析更加方便，就會狹隘的將連續(xù)梁當作單梁來展開相關的設計工作。而這樣的行為直接的違反了房屋建筑結構設計的本質(zhì)，從某種程度上混淆了房屋建筑的連續(xù)梁與單梁，并且造成房屋建筑質(zhì)量上的問題，比如說會引起梁上部出現(xiàn)受拉力影響而造成的豎向裂縫。不僅如此，如果房屋建筑的邊梁長度過長，還會引發(fā)更為嚴重的質(zhì)量問題，因為陽臺上的邊梁是直接暴露在室外的，而室外環(huán)境的變化會直接造成對邊梁的影響，比如說梁會因此而產(chǎn)生收縮應力造成房屋建筑的裂縫等等，從容降低了整個建筑工程的安全系數(shù)，直接的影響到建筑的安全使用。
2 樓板結構設計中存在的問題
樓板是房屋建筑工程結構設計中的重要內(nèi)容，是劃分建筑空間、層面的關鍵，不僅如此，樓板的存在能夠?qū)⒔ㄖ暮奢d有機的傳遞給建筑的墻、梁，從而形成穩(wěn)固的、安全的房屋建筑承載系統(tǒng)。正是因為這樣，必須做好對房屋建筑結構樓板的設計工作，因為這不僅僅關系到施工過程中的安全，更影響到建筑建成后的使用以及安全，如果在展開工作的過程中，沒有對細節(jié)做好考慮，那么就會出現(xiàn)質(zhì)量上的問題，從而為建筑工程埋下安全隱患。就目前的現(xiàn)狀來看，樓板結構設計中的常見問題包括了以下幾點：①雙向板的有效高度取值過于偏大；② 板承受線荷載的時候彎矩計算出現(xiàn)問題；③ 在設計的過程中為了計算方便或者是因為對樓板受力狀態(tài)的認識不足，簡單的將雙向板作用按單向板作用進行計算。
3 地基結構設計中存在的問題
地基是房屋建筑的基礎，特別是對于高層建筑來說，地基的好壞直接的關系到整個房屋建筑工程能不能夠獲得順利的展開以及順利的完成，正是因為這樣，房屋建筑結構設計中的地基設計必須全面的做到合理、適用以及安全，這樣才能夠從根本的基礎上保障建筑工程的施工以及后續(xù)工作的展開，也才能夠從本質(zhì)上確保整個工程的質(zhì)量。就現(xiàn)狀來說，地基結構設計過程中存在的常見問題包括了以下幾點：①對于房屋建筑工程的中柱、基礎以及梁的負荷沒有嚴格的按照具體的規(guī)范乘以折減系數(shù)；②沒有正確的認識到軟弱地基的危害，不僅僅沒有展開相應的設計工作，甚至沒有進行嚴密的科學計算，僅靠自身的經(jīng)驗來處理。
結構工程師在設計方案時，通常都會把地基與基礎設計作為一項重點工作，這是因為一方面，該階段設計過程的好與壞決定了后期設計的設計模式，另一方面，地基基礎會影響到整個工程的造價。所以，如果在這一階段，任何設計方面的紕漏都可能造成無法估量的經(jīng)濟損失。
在地基基礎設計中，要認真對待地方性規(guī)范的問題。我國土地面積大，地質(zhì)條件比較復雜，如果僅以國家出臺的《地基基礎設計規(guī)范》為標準，它并不能把全國各地的地基基礎多囊括進去，也不可能對每個地區(qū)的地基基礎都進行明文的規(guī)定，地方地基基礎設計規(guī)范標準是建立在國家標準之上的，它根據(jù)當?shù)氐膶嶋H地形，結合一些成熟的經(jīng)驗描述，針對性的各地方的地基基礎類型和設計處理方法都進行了詳細的規(guī)定。因此，結構工程師在進行地基基礎設計前，要了解地方的規(guī)范，把握好地基基礎設計的方向。
4 板一柱結構設計中存在的問題
板一柱結構的節(jié)點連接非常薄弱，不利于抗震。如某高層建筑，設計采用板一柱抗震墻結構(中央為核芯筒，四周為板柱結構)，設計層數(shù)達到21層，房屋高度超過75m。顯然該工程設計的承重結構選型是不合適的。
5 異形柱結構設計中存在的問題
近年來，在我國的住宅建設中，特別是高層或小高層住宅，有些采用了異形柱結構。由于缺少相應的設計依據(jù)和規(guī)定，目前在異形柱結構設計中存在的問題很多，也比較突出。異形柱在低周反復荷載作用下，受粘結破壞的影響，受剪承載力比單調(diào)荷載作用下降低。試驗表明，在反復荷載的施加作用下，異形柱會出現(xiàn)彎剪裂縫，隨后存腹板內(nèi)出現(xiàn)粘結裂縫，裂縫沿柱高進一步發(fā)展，混凝土保護層剝落，部分縱筋、箍筋，縱筋與混凝土間出現(xiàn)相對位移，翼緣與腹板縱筋問混凝土酥裂，喪失承載力。
另外，其存在的問題還表現(xiàn)在異形柱結構房屋的高度超高、結構布置不合理、體型小規(guī)則、抗震構造措施不當?shù)确矫妗Ｒ虼?，在設計異形柱結構時，對房屋高度、結構規(guī)則性及抗震措施等方面，應嚴格把關。
應當說，目前國內(nèi)對異形柱的受剪承載力、節(jié)點承載力和結構延性等方面的試驗研究還不多，對異形柱結構抗震性能的認識還不夠充分。在這種情況下，設計異形柱結構時，對房屋高度、結構規(guī)則性及抗震措施等方面宜從嚴掌握。
6 伸縮縫結構設計中存在的問題
對于超長建筑物，為減少溫度變化對結構的不利影響，合理地設置伸縮縫是必要的。有些設計人員提出用后澆帶代替伸縮縫，我認為此種做法并不一定妥當因為后澆帶僅能減少混凝土材料干縮的影響，不能解決溫度變化的影響。后澆帶處的混凝土封閉后，若結構再受溫度變化的影響，后澆帶就不能再起任何作用了。對于不能或不便設置溫度伸縮縫的超長結構，除留設施工后澆帶外，還應采取其它構造加強措施，如加強頂層屋面的保溫隔熱措施，對受溫度變化影響較大的部位適當配置直徑較小、間距較密的溫度筋，或采用預應力混凝土結構等。
地下室結構宜盡量不設縫。有些設計人員常在高層建筑地下室與裙房地下室之間設置沉降縫，這雖可解決兩者間的差異沉降問題，但地下室設縫會帶來一系列的問題，如地下室底板和外墻在沉降縫處的節(jié)點處理非常復雜，施工困難，易出現(xiàn)滲漏水等質(zhì)量問題，另外還常會導致高層部分的基礎有效埋深不足。因此，對地下室結構宜盡量不設縫，而采取其它技術措施來解決差異沉降問題，如采用樁基，使絕對沉降和差異沉降控制在允許范圍內(nèi)，或在主裙樓之間留設施工后澆帶，待主樓封頂后再連成整體。
地下室埋于土中，建成后受溫度變化的影響相對較小，因此對長度較長的地下室可采取留設后澆帶、采用補償收縮混凝土、局部提高配筋率等措施來解決混凝土干縮和溫度應力的影響。地下室底板和外墻的混凝土強度等級不宜太高。目前普遍采用商品混凝土，一般來說，混凝土強度等級越高，水泥用量越大，混凝土的收縮量也越大。對需要抗震設防的建筑，其伸縮縫、沉降縫的寬度均應符合防震縫寬度的要求。
4 轉(zhuǎn)換層的設計
轉(zhuǎn)換層結構的功能主要是在結構轉(zhuǎn)換的樓層設計水平轉(zhuǎn)換構件，使得整個建筑符合其使用功能。因在建筑物中設置轉(zhuǎn)換層可使其豎向剛度發(fā)生突變，降低了結構的抗震能力，為了防止這種情況的出現(xiàn)，應遵循以下設計原則：在設置轉(zhuǎn)換層時，應盡量選用直接落地的豎向構件，因為需結構轉(zhuǎn)換的豎向構件能夠引起剛度突變，影響結構的抗震能力；另外，應在高層建筑豎向位置較低的地方設置轉(zhuǎn)換層結構，把握宜低不宜高的原則；對轉(zhuǎn)換層結構進行優(yōu)化，保證選用的換層結構型式具有明確的傳力路徑，有利于結構分析設計和保證施工量；轉(zhuǎn)換剛度不可過大，在考慮建筑物安全和經(jīng)濟的前提下，堅持宜小不宜大的方法。
房屋建筑及結構設計范文第4篇
關鍵詞:建筑結構;結構設計;節(jié)能
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：
1 建筑結構設計節(jié)能方面的發(fā)展現(xiàn)狀
就目前中國的建筑業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，與許多發(fā)達國家有一定差距。看到國外先進的建筑節(jié)能理念、技術、設計、建材等，它向我們展示了憑借科學設計和高科技創(chuàng)造出來的節(jié)能環(huán)保的新型建筑，這也是中國建筑業(yè)的發(fā)展目標和趨勢。但，中國在建筑結構設計上能否做到節(jié)能環(huán)保工作還存在很多問題。
a） 在結構設計時忽視節(jié)能環(huán)保。在建筑節(jié)能方面，建筑室外環(huán)境和自然通風很重要。但是，就事實來看，在建筑結構設計時過多的是重視建筑的實用面積、結構安全、美觀時尚，而忽視建筑的性能、品質(zhì)和環(huán)保方面。最后，只有在施工圖審查中才受到重視，但也只是根據(jù)建筑節(jié)能設計規(guī)范進行草草地計算和設計調(diào)整。因為建筑的設計方案已確定，只能在材料和設備選型等方面進行微調(diào)，效果差強人意，而且往往造價高昂，實現(xiàn)起來很困難；
b） 節(jié)能技術和傳統(tǒng)措施利用不當。在目前的節(jié)能設計中，傳統(tǒng)的、有效的節(jié)能措施例如自然通風、建筑遮陽等未被廣泛采用，而是片面地強調(diào)節(jié)能的高科技，不重視低成本的節(jié)能技術應用，造成節(jié)能昂貴的印象。而且，昂貴的設計在將來的施工中很可能被改變，使得最后建筑達不到建筑節(jié)能設計標準?？傊?，盲目地追求技術和速度，在節(jié)能的高科技和傳統(tǒng)的節(jié)能措施上沒有權衡利弊；
c） 忽視建材應用的科學性。建材作為建筑的重要組成部分，建材是整個房屋建筑的“骨骼”。企業(yè)在經(jīng)濟利益的驅(qū)使下，在結構設計中應用的傳統(tǒng)金屬材質(zhì)的管道，易生銹、易腐蝕、易滲漏、易結垢，不僅損耗大，還易產(chǎn)生二次污染。在房屋設計時，護墻體消耗能量最大建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一，追求建筑形體的多變，而忽視建材消耗量的大小。這也是不重視建筑節(jié)能的又一方面；
d） 缺乏先進的建筑節(jié)能理念和技術。在中國建筑行業(yè)設計師發(fā)展中，很多建筑師不太懂節(jié)能技術，更不能很好地把節(jié)能技術應用到建筑當中。只是設計時套用標準圖是不夠的，不能針對不同建筑不同環(huán)境不同條件因地制宜，是建筑結構設計無法做到節(jié)能環(huán)保的重點。同時，大多數(shù)的建筑設計師缺乏相應的節(jié)能理念和節(jié)能意識，過多地追求建筑的獨特性而忽視節(jié)能的功能，最終導致舍本逐末的結果。
2 房屋建筑的結構形式
我國房屋建筑結構形式主要包括三種。一是磚混結構形式，是指由粘土磚做承重墻，并配有鋼筋混凝土樓板、圈梁、構造柱等共同組成房屋結構的一種形式。這種結構的特點比較突出主要是由粘土實心磚墻做承重構件，然而圈梁和構造柱并不承重，只起到抗震作用，在強震來襲的時候可以給人足夠逃生的余地。二是鋼結構形式，是指全部由型鋼梁，柱構成主架的一種結構表現(xiàn)形式，這種結構形式輕質(zhì)而且高強，適用于多層高層建筑使用。而且這種鋼結構比較具有韌性，這種結構抗震性極大地提高了，因而鋼結構會在一些比較特殊的需求建筑中才會應用。三是鋼筋混凝土結構形式，這種結構形式極大提高了房屋整體穩(wěn)定性以及房屋建筑的承受程度。磚混結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構三種形式的房屋建筑結構形式構成了我國房屋建筑的主要形式，它們都在不同的建筑方面發(fā)揮著不同的特性與作用。可以說鋼筋混凝土結構比磚混結構和鋼結構具有更強大堅固的結構，但是出于成本以及經(jīng)濟的考慮一般多用鋼結構與磚混結構等形式，鋼結構往往用于超高層或者更具抗震要求的建筑而磚混結構則用于低層或者多層建筑當中。
3 建筑結構設計在節(jié)能環(huán)保方面的措施
近年來，隨著國家節(jié)能環(huán)保意識的增強和能源短缺的壓力，“節(jié)能建筑”、“綠色建筑”成為當前受關注的話題。建筑節(jié)能就是最大限度地節(jié)約能源，并提升人們的生活品質(zhì)。這是中國建筑業(yè)未來的發(fā)展方向。針對建筑節(jié)能的問題，筆者將從建筑結構設計的節(jié)能環(huán)保原則方面闡述如何提高建筑結構設計的節(jié)能環(huán)保作用。
建筑結構設計的節(jié)能環(huán)保原則，（1）建筑設計時要達到資源利用效率的最大化。其中的資源包括能源、水、土地等各種建材等，把選材、運輸?shù)雀鱾€方面都要考慮進去，高效率地利用，盡可能地節(jié)約能源；（2） 建筑設計要做到盡可能較小地影響環(huán)境。防止建筑對土壤、水、空氣的污染。堅持“以人為本”，重視生態(tài)環(huán)境，將建筑結構設計與生態(tài)環(huán)境融為一體。
a） 從建筑整體與外部環(huán)境看，建筑整體及外部環(huán)境設計是在分析建筑周圍氣候環(huán)境條件的基礎上，通過選址、規(guī)劃、外部環(huán)境和體型朝向等設計，使建筑獲得1 個良好的外部微氣候環(huán)境，達到節(jié)能的目的。合理的選址，根據(jù)當?shù)氐乃?、地質(zhì)條件，改善微氣候環(huán)境，例如建筑周圍的綠化，人造的自然湖水等，這樣既能凈化空氣，降低噪音，又能防風固沙，保護環(huán)境。合理的外部環(huán)境設計、合理的規(guī)劃和體型設計。充分考慮自然環(huán)境與設計的結合，利用自然的資源來完善和提升整個建筑水平。合理的建筑結構，包括對于建筑體型、建筑組合、建筑朝向等方面。針對不同地域設計不同結構的建筑，在考慮節(jié)能、環(huán)保、成本、歷史文化、城市規(guī)劃等多種因素中找到最合理的方案，就是建筑結構設計追求的目標；
b） 從建筑內(nèi)部的結構設計看，主要分為以下幾大方面：（1） 屋頂?shù)墓?jié)能設計，可以采取坡度屋頂，加強屋面保溫措施，根據(jù)需要，設計保溫隔熱屋面等。這些都是建筑結構設計上能夠做到節(jié)能環(huán)保的措施；（2） 護墻體的節(jié)能設計，墻體的節(jié)能設計除了適應氣候條件做好保溫、防潮、隔熱等措施以外，還應體現(xiàn)在能夠改善微氣候環(huán)境條件的特殊構造上。在一些建筑兩側(cè)設陽臺開口，開口兩側(cè)外墻上布置兩片擋風墻，使兩通風墻形成喇叭狀的口袋，將風捕捉到陽臺內(nèi)，能夠有效地控制室內(nèi)通風；（3） 門窗的節(jié)能設計，門窗是冷熱擴散的主要通道，據(jù)統(tǒng)計中國高能耗建筑有40%的耗能是通過門窗散失的。因此，必須研究門窗設計的合理性，既不會浪費資源又不會影響采光，解決好門窗節(jié)能的問題相當重要；
c） 從建筑結構設計中材料的選用看，合理選用建筑節(jié)能材料也是全面建筑節(jié)能的1 個重要方面。建筑材料的選擇應遵循健康、高效、經(jīng)濟、節(jié)能的原則。（1） 隨著科技的發(fā)展，大量的新型高效材料不斷被研制并應用到建筑設計中去，更好地起到節(jié)能效果。如新型保溫材料、防水材料在墻體屋頂中的應用，達到了更好的保溫防潮效果；（2） 充分利用當?shù)氐馁Y源，減少建材的運輸，這也是節(jié)能環(huán)保的一個途徑；
d） 從建筑結構設計理念看，我們不得不承認中國的建筑業(yè)與國外相比有很大的差距，尤其在建筑結構的人性化、節(jié)能環(huán)保等方面。因此，學習先進的建筑節(jié)能理念和技術，不能按部就班地進行設計，國際的交流有利于我們更快地提升中國的建筑水平。當然，對于建筑節(jié)能新理念的學習，在引進學習國外先進節(jié)能理念的同時，也不能忘記中國傳統(tǒng)建筑理念，將國外先進的建筑結構設計理念和技術，與中國傳統(tǒng)的建筑模式和特色相結合，形成能夠代表中國的建筑風格。
4 房屋建筑中節(jié)能結構與設計的未來展望
房屋建筑節(jié)能的結構與設計對于建筑行業(yè)具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益，面對國家能源的日益緊張，應該對建筑行業(yè)的節(jié)能結構與設計給予充分的重視。首先是在節(jié)能結構設計方面應該積極采用節(jié)能建筑材料、新型節(jié)能墻體以及屋面的保溫隔熱技術等，加大新能源以及可再生能源在房屋建筑節(jié)能中的應用，進一步推進新技術新產(chǎn)品在建筑行業(yè)中的發(fā)展；其次是在房屋節(jié)能設計應用規(guī)范方面，應該加強房屋節(jié)能標準化設計工作，嚴格實行房屋建筑的節(jié)能設計結構，要把房屋建筑節(jié)能結構與設計作為工作的首要工作目標；最后實在房屋建筑節(jié)能設計使用方面，要提高各種節(jié)能設備的使用效率，以達到更好的節(jié)能目的。
房屋建筑及結構設計范文第5篇
關鍵詞：房屋建筑；建筑設計；結構設計
中圖分類號： TU2 文獻標識碼： A
引言
房屋建筑的優(yōu)化設計不僅可以提高建筑的功能性、安全性和耐久性，而且還可以在滿足人們對各種功能要求的基礎上，提升建筑物的美觀性和經(jīng)濟性。因此，房屋建筑機構設計人員應該在設計中，充分的應用優(yōu)化技術，選擇合理的建筑結構設計方案，降低建筑工程的成本。
1、房屋建筑結構設計優(yōu)化的內(nèi)容或意義
當前，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，人們對居住條件及生活環(huán)境要求越來越高，而對建筑房屋進行優(yōu)化設計，使其結構與美觀相互協(xié)調(diào)、同時適用、安全、經(jīng)濟以及便利是改善人居環(huán)境方面重要手段。房屋結構設計優(yōu)化理念是以最大限度滿足建筑功能要求為準則，同時要滿足結構的可行、安全、經(jīng)濟性為目標。根據(jù)工程建設的基本狀況，以計劃成本為控制為中心來進行的結構優(yōu)化設計，其內(nèi)容就是利用對建筑基礎的結構、屋蓋系統(tǒng)的結構方案以及圍護系統(tǒng)結構方案等環(huán)節(jié)設計，建立起一種關于結構優(yōu)化設計的模型，確立最終的建筑工程結構設計的優(yōu)化方案。房屋建筑結構優(yōu)化設計意義重大，房屋建筑進行結構設計優(yōu)化可最大化滿足建筑使用功能，節(jié)省材料。一是增強了建筑的經(jīng)濟性能。二是結構優(yōu)化設計大大降低了建筑工程的總成本造價。大量資料表明，房屋建筑進行結構設計優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價25%左右，同時結構優(yōu)化設計技術能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘?，能夠讓建筑工程結構內(nèi)部各個不同單元之間更加充分互協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結構設計的經(jīng)濟性。
2、房屋建筑設計中優(yōu)化結構設計的方法
建筑設計往往在建筑地點、建筑類型及建筑造價三者決定之後進行。因此，建筑設計是對於環(huán)境、用途和經(jīng)濟上的條件和要求加以運籌調(diào)整和具體化的過程。這種過程不但有其實用價值，而且有其精神價值，因為為任何一種社會活動所創(chuàng)造的空間布置將影響到人們在其中活動的方式，這就是建筑設計目標。這需要建筑設計與建筑結構設計技術相互協(xié)調(diào)、密切配合。建筑結構設計我們都追求安全、適用、經(jīng)濟、美觀、施工簡單等五種目標。文中的結構設計優(yōu)化，實現(xiàn)建筑設計技術優(yōu)化的目的，能應用于實踐，它不但滿足了人們對建筑美觀、造型優(yōu)美的要求，又能使房屋的結構設計合理、性能安全、經(jīng)濟，成為名副其實的“經(jīng)濟適用”建筑。結構設計優(yōu)化方法從建筑上來分析，它主要體現(xiàn)在優(yōu)化設計的建筑工程結構和建筑工程結構的總體優(yōu)化設計兩個方面。
2.1、建筑模型的優(yōu)化結構設計方法
一項大的建筑工程，先設計建筑模型，那么建筑模型的優(yōu)化是十分必要的。建筑工程的結構優(yōu)化設計主要包括：基礎結構方案的優(yōu)化設計、圍護結構方案的優(yōu)化設計、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設計和結構細部設計的優(yōu)化設計。除此之外，還需要做選型、布置、受力分析、造價分析等內(nèi)容的優(yōu)化設計。所有這些設計，都按照一切從實際出發(fā)的原則來進行，根據(jù)工程的具體實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟效益的目標進行結構優(yōu)化設計。在進行結構設計時，首先要滿足設計意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣可以避免水平荷載與建筑物中太大的扭轉(zhuǎn)作用力。在豎直方向上應避開使用轉(zhuǎn)換層，減少應力集中現(xiàn)象。
房屋結構可靠度優(yōu)化設計的約束條件，包括了應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從正常時的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。在設計中，我們要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。
2.2、建筑模型的優(yōu)化結構設計的計算方案
完成計算方案的設定后只需編制相應適用的運算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結果。然而，結構設計的優(yōu)化涉及到多個變量、多個約束條件，這是屬于一個非線性的優(yōu)化問題，在設定計算方案時，需要將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o約束條件來進行計算。建筑工程設計中常用的方法有powell 算法、拉氏乘子法和符合型等方法。利用這些方法來計算建筑模型的優(yōu)化結構設計方案。
3、房屋建筑設計中的結構優(yōu)化設計
3.1、參與結構設計優(yōu)化的前期工作
因為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結構設計并不進行參與，建筑師進行建筑設計時大多并不考慮結構的合理性以及它的可行性，但是建筑設計的結果卻直接對結構設計造成影響，某些方案可能會增加結構設計的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結構優(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，選擇合理的結構形式，合理的設計方案，獲得一個良好的開端。
3.2、房屋建筑結構在設計中應遵循結構設計規(guī)范
房屋建筑結構優(yōu)化設計的目的是追求適用、安全、經(jīng)濟、美觀以及便利施工，因此，房屋建筑結構優(yōu)化設計不但要求結構設計工程師有豐富的設計經(jīng)驗，也同時也要要對房屋建筑結構規(guī)范的條文有較為詳細的了解，在房屋建筑結構設計規(guī)范的基礎上，能夠把自身的結構設計方案科學的融入到整個項目工程中。對于一些大面廣的工程中，某些條文規(guī)定不可避免的偏于保守，同時，也有些條文對一些特殊、復雜工程的設計工程條文安全性不足。因此，房屋建筑結構工程師在優(yōu)化設計中，應該充分利用扎實專業(yè)知識與豐富的經(jīng)驗，對上述問題做出科學與正確的判斷，從而能夠把握設計，使設計成果逐步優(yōu)化，不斷創(chuàng)新。
3.3、直覺優(yōu)化（概念設計優(yōu)化）技術與建筑結構設計
一般地，相同建筑方案能有花樣繁多的結構設計；確立了結構建筑，即便在相同的荷載力的作用下也有很多不同的分析法；在具體的分析中材料、設計參數(shù)和荷載等的各項取值都是隨意的：對建筑的細部處理方法更是花樣繁多，而以上的這些情況都是電腦不能有效解決的，這就需要設計師自行進行判斷。然而判斷必須要符合設計的常規(guī)規(guī)律，而且要綜合考慮實踐經(jīng)驗進行，這就是我們之前說過的具體的概念設計的定義。所以該設計存在，在設計人員選擇備選方案的具體過程里。
3.4、進行概念設計優(yōu)化就是要解決房屋建筑結構設計中的復雜問題
在對房屋建筑結構進行設計的過程中，我們的最終目的就是要保證房屋建筑結構的耐久性、功能性和安全性，另外還要盡可能的延長結構和構件的使用壽命，同時降低工程的施工成本。房屋建筑在施工以及投入使用后，是會遇到很多不可抗拒的外力因素的，因此我們進行概念設計優(yōu)化工作就是要保證房屋建筑在面對這些外力因素時是不會倒塌的。而概念優(yōu)化設計的最重要的內(nèi)容實際上就是要詳細的分析建筑物怎樣才能應對好外部的復雜的各種環(huán)境因素，其中地震的作用是最為復雜也是最為強大的環(huán)境因素。通常在地震來臨時，我們很難及時的預測其發(fā)生的時間、地點以及其能量等級等內(nèi)容，地震活動也無法參照過去所發(fā)生的例子，所以當?shù)卣鸹顒觼砼R時，它對建筑將會造成非常嚴重的損害。因此我們必須考慮到建筑物是會受到地震的作用的，要避免地震活動對房屋建筑造成巨大的損害。所以我們在進行結構設計時，應選擇最為科學合理的抗震設計方案，設計中我們應多采用多道設防思想。
結束語
房屋建筑的性能指標有很多，如房屋建筑的安全性、耐久性、經(jīng)濟性和美觀性等。而房屋建筑結構設計質(zhì)量的優(yōu)劣，關系到建筑物整體功能的發(fā)揮。因此，改革建筑結構設計理念，優(yōu)化建筑結構設計方案不但是節(jié)約建筑成本，便于施工操作的具體措施，更是滿足人們對房屋功能的需要，為廣大民眾提供良好舒適的生活居住環(huán)境。
參考文獻
[1]張利民.房屋建筑工程中結構設計優(yōu)化技術分析[J].科技創(chuàng)新導報,2012,32:49.
