论文部分内容阅读
摘要：在房屋建筑之中，结构设计是最为关键的问题，而针对结构设计之中的地梁设计、承重结构的设计形式、地基结构设计当中应当注意的几点环节等进行探究，有助于提升房屋建筑自身的设计稳定性与质量。本文就建筑结构设计的问题进行分析，提出了结构优化的具体措施。
关键词：建筑结构；结构设计；设计优化；优化方法
中图分类号：TU318文献标识码： A
一、房屋建筑结构优化方法的重要性
如今，随着城市化进程的不断加快，城市建筑土地资源越来越紧缺，因此高层或超高层住房将成为城市住宅的发展方向，相较于传统的建筑模式，高层建筑等新型建筑的建设具有更大的难度，这就要求相关的施工建设人员应该重视房屋结构优化问题，在减少资金投入的同时，进行细致的建筑设计方案规划，运用新技术和新理念，建设出既安全又经济的建筑。根据相关数据可以看出合理的房屋结构设计可以减少建设资金投入，与没有进行设计优化的建筑相比采用优化法进行优化后的建筑能够节省10%～20%的建设费用。
不过，在实际的施工建设过程中，优化设计的实施往往不是一帆风顺的，可能因为多方面的限制而难以进行。首先，很多施工单位都会因为赶工程进度，而不顾施工质量，对于房屋设计的缺陷不予及时的优化处理，而对最后的建筑质量造成影响。其次，还有一些施工建设人员自身经验不足、专业素质不高，无法进行建筑设计优化。最后，还因为一些施工建设人员和设计人员只注重建筑的部分建设，而忽视建筑的整体设计，不能准确的制定工程预案，影响建筑整体的造价。对建筑的结构进行设计优化能够合理的规划建筑设计，减少工程资金投入，房屋结构各个方面整合起来，保证建筑质量，为人们提供经济安全的住房。
二、建筑结构设计及优化的理论
所谓的建筑设计，就是设计师把美观、实用等一些原则综合起来，然后根据一些不同地区的不同情况加以综合利用，运用一些建筑学的原理，进行设计。从建筑学的理论上来看，能具体体现的有两部分：1）房屋工程的结构设计，2）房屋工程的结构优化设计。就房屋工程的结构优化设计具体包括顶部优化方案的设计、内部结构细小部分的优化设计、围护结构优化的方案设计，还包括造价方面的分析、周围设施的布置、建筑物的受力分析等等。房屋的设计不仅仅在前期需要注意，还涉及施工及建设的后期。
在具体的施工过程中，还是要根据实际的情况来选择最佳的建筑方案，以房屋建筑的综合指数最好的方案进行房屋的建筑和设计。这样的环境对建筑设计师有了新的要求和挑战，所以身为一个设计师，要勇于面对新的挑战和难题，不断进行综合的对比和分析，从而选择出最佳的方案。在一些建筑设计的过程中，建筑师要以自己所学的理论为基础，然后根据当地的具体环境和条件，还要结合安全、美观、实用、大方、节省材料的原则因地制宜进行方案的设计工作，从而达到最佳的效果。建筑设计师在工程的基础之上进行一些方案的具体的设计和步骤之后，在平面上，建筑物应该尽量对称，尽可缩小一些差异，比如质量中心与刚度中心的距离要小，这样一来，建筑物在水平方向承载一些压力的时候不会产生一些或大或小的扭转，有助于增强建筑物的稳定性。在竖方向的布置上，在满足基本功能的前提下，要保障承载重量结构部件的通畅，尽量避免转换器的使用，这样有助于减少施工的步骤，而且节省了一部分的材料。同时，这样的设计比加转换器的设计更加稳重，提高了建筑的整体安全性。
三、房屋建筑结构设计的基本方法
1.结构平面图
在绘制结构平面布置图时，是否要输入结构软件进行建模呢?当建筑地处抗震设防烈度为6度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的，但必须符合有关的抗震措施要求因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模，直接设计即可，但设计中需要注意受压和局部受压的问题当然，如果时间允许的情况下还是输入建模较好，有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算何乐而不为呢?需要注意的是，当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时是必须要输入软件建模计算的。
2.屋顶(面)结构图
当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明，结构设计者必须要具备一定的空间概念，正确理解建筑图纸和意图设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高，要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。
3.大样详图
在建筑详图的准确无误的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。
4.楼梯
楼梯梯板要注意挠度的控制，梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求，梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。注意梁下的净空要求，并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题，必要时应设梯梁。
5.基础
基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求(通常情况下可采用C25)。基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用，应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱，当定位不明确时应给予准确定位。__
四、优化的结构设计技術的实践
1.参与结构设计优化的前期工作
这样一个方面的强调主要是因为前期工作的进行直接影响到整个建筑工程的总造价，而现如今大多数工程在进行建设的过程当中最为普遍的问题往往也就是其前期方案结构结构设计上的问题，建筑师在进行设计的时候更多关注的是设计本身的问题，而极少关注结构自身的合理性和可行性，这就使得建筑结构在进行建设的过程当中面临着较多方面的问题，更多的是会引起工程造价的提高，这就与我们进行优化设计本身的目的有所违背。正是因为这样，我们有必要在进行建设之前针对于不同的建筑类别来对结构形式进行选择，为整个工作的开展和进行提供良好的开端。所以，前期准备工作对于建筑结构设计的实施有着非常重要的意义，这种情况下有关部门和工作人们必须要加强对现有的建筑结构设计的方案形成阶段的管理，确保方案的科学性和合理性。
2.将概念设计和细部结构设计进行优化
所谓概念设计实际上也就是指一些没有具体的数值来进行量化的指标，包括地震的防裂度以及其本身的不确定性等，因此在进行设计计算的时候难免会和现实产生较大的差别，正是在这样一种背景下我们才需要在对这样一种指标进行设计和确定时选择使用概念设计的方法，将数值仅仅只是作为辅助或者是参考的依据来进行。在这样一种设计的过程当中更为强调的就是设计人员本身的灵活性以及应用结构设计优化方法的能力，这样良好的结合才能够真正实现效果上的最优化。因为细节是构成整体的单位，所以对各种设计细节的严格管理，也就可以实现整体的功能的有效发挥，因此，在建筑结构设计的施工过程中，应该重视对建筑细节的处理。
3.优化下部的地基基础结构设计
地基基础的结构设计优化进行过程中最开始的一步就是进行方案的选择，如果是桩基础的话，就有必要根据现场的地质条件来选择桩基的类型，以此来最大程度的降低造价。在建设进行的过程当中，桩端持力层对于灌注桩桩长的选择影响也是非常大的，因此需要进行较多的对比和分析以后再来进行核实方案的确定和选择。地质因素是地基设计当中需要重点考虑的问题，房屋的承载力、水文地质条件以及区域性的抗震性等，都需要进行综合协调和处理。所以，针对房屋建筑结构设计的地基设计，需要在认真、细致的比对基础上确定出最为经济、可靠的形式。一般来讲当基础宽度在2.5米以内，需要首先考虑到四合土条形基础、灰土条形基础等刚性比较强的基础类型；而当建筑的基础宽度在2.5米以上，则需要采用一些柔性较强的基础类型。另外，对于建筑承载比较多并且没有地下室的多层建筑结构，由于其结构类型属于内框架结构，所以应当采用交叉梁的设计形式或者是十字型的地基，来增强地基的强度，有效的避免不均匀沉降情况。在地基设计之中，后浇带的地基设计结构样式可以合理的确保地基避免不均匀沉降现象，由于后浇带的设计形式所使用的建筑材料比原先的建筑构件更加具有稳定性，并且其混凝土具有微膨胀的特性，所以可以带来更好的牢固性。
4.建筑承重墙结构设计
房屋建筑的承重墙也是需要重点设计的一个环节。在理论上来讲，承重墙数量越多、规模越大，则建筑的稳定性和质量就越好。但是在实践当中过多的承重墙并不符合现代化建筑大方且美观的设计理念。所以，針对承重墙的设计，需要在保障了建筑的安全性基础之上，尽可能的减少其规模，而对于不可取代的承重墙，需要尽量的提升墙体的抗剪强度，针对承重墙设计材料的选择也应当选择强度等级高、稳定性好的材料，来进一步的提升承重墙的抗震性以及抗压性，维持建筑的稳定和耐久。
综上所述，对建筑的结构进行设计优化，能够有效的提升建筑的设计水准和施工的质量，这对促进我国建筑事业的发展有很大的促进作用。
参考文献：
[1]王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,03:81-82.
[2]何冬霞.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].中华民居(下旬刊),2013,10:18-19.
[3]周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,01:117.
关键词：建筑结构；结构设计；设计优化；优化方法
中图分类号：TU318文献标识码： A
一、房屋建筑结构优化方法的重要性
如今，随着城市化进程的不断加快，城市建筑土地资源越来越紧缺，因此高层或超高层住房将成为城市住宅的发展方向，相较于传统的建筑模式，高层建筑等新型建筑的建设具有更大的难度，这就要求相关的施工建设人员应该重视房屋结构优化问题，在减少资金投入的同时，进行细致的建筑设计方案规划，运用新技术和新理念，建设出既安全又经济的建筑。根据相关数据可以看出合理的房屋结构设计可以减少建设资金投入，与没有进行设计优化的建筑相比采用优化法进行优化后的建筑能够节省10%～20%的建设费用。
不过，在实际的施工建设过程中，优化设计的实施往往不是一帆风顺的，可能因为多方面的限制而难以进行。首先，很多施工单位都会因为赶工程进度，而不顾施工质量，对于房屋设计的缺陷不予及时的优化处理，而对最后的建筑质量造成影响。其次，还有一些施工建设人员自身经验不足、专业素质不高，无法进行建筑设计优化。最后，还因为一些施工建设人员和设计人员只注重建筑的部分建设，而忽视建筑的整体设计，不能准确的制定工程预案，影响建筑整体的造价。对建筑的结构进行设计优化能够合理的规划建筑设计，减少工程资金投入，房屋结构各个方面整合起来，保证建筑质量，为人们提供经济安全的住房。
二、建筑结构设计及优化的理论
所谓的建筑设计，就是设计师把美观、实用等一些原则综合起来，然后根据一些不同地区的不同情况加以综合利用，运用一些建筑学的原理，进行设计。从建筑学的理论上来看，能具体体现的有两部分：1）房屋工程的结构设计，2）房屋工程的结构优化设计。就房屋工程的结构优化设计具体包括顶部优化方案的设计、内部结构细小部分的优化设计、围护结构优化的方案设计，还包括造价方面的分析、周围设施的布置、建筑物的受力分析等等。房屋的设计不仅仅在前期需要注意，还涉及施工及建设的后期。
在具体的施工过程中，还是要根据实际的情况来选择最佳的建筑方案，以房屋建筑的综合指数最好的方案进行房屋的建筑和设计。这样的环境对建筑设计师有了新的要求和挑战，所以身为一个设计师，要勇于面对新的挑战和难题，不断进行综合的对比和分析，从而选择出最佳的方案。在一些建筑设计的过程中，建筑师要以自己所学的理论为基础，然后根据当地的具体环境和条件，还要结合安全、美观、实用、大方、节省材料的原则因地制宜进行方案的设计工作，从而达到最佳的效果。建筑设计师在工程的基础之上进行一些方案的具体的设计和步骤之后，在平面上，建筑物应该尽量对称，尽可缩小一些差异，比如质量中心与刚度中心的距离要小，这样一来，建筑物在水平方向承载一些压力的时候不会产生一些或大或小的扭转，有助于增强建筑物的稳定性。在竖方向的布置上，在满足基本功能的前提下，要保障承载重量结构部件的通畅，尽量避免转换器的使用，这样有助于减少施工的步骤，而且节省了一部分的材料。同时，这样的设计比加转换器的设计更加稳重，提高了建筑的整体安全性。
三、房屋建筑结构设计的基本方法
1.结构平面图
在绘制结构平面布置图时，是否要输入结构软件进行建模呢?当建筑地处抗震设防烈度为6度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的，但必须符合有关的抗震措施要求因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模，直接设计即可，但设计中需要注意受压和局部受压的问题当然，如果时间允许的情况下还是输入建模较好，有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算何乐而不为呢?需要注意的是，当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时是必须要输入软件建模计算的。
2.屋顶(面)结构图
当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明，结构设计者必须要具备一定的空间概念，正确理解建筑图纸和意图设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高，要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。
3.大样详图
在建筑详图的准确无误的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。
4.楼梯
楼梯梯板要注意挠度的控制，梯梁要注意的是梁下净高要满足建筑的要求，梯梁的位置尽量使上下楼层的位置统一。局部不合适处可以采用折板楼梯。折板楼梯钢筋在内折角处要断开分别锚固防止局部的应力集中。注意梁下的净空要求，并要注意梯板宽度的问题。首段梯板的基础应注意基础的沉降问题，必要时应设梯梁。
5.基础
基础要注意混凝土的标号选择应符合结构耐久性的要求(通常情况下可采用C25)。基础的配筋应满足最小配筋率的要求(施工图审查中心重点审查部位)。条基交接部位的钢筋设置应有详图或选用标准图。条基交叉处的基底面积不可重复利用，应注意调整基础宽度。局部墙体中有局部的较大荷载时也要调整基础的宽度。基础图中的构造柱，当定位不明确时应给予准确定位。__
四、优化的结构设计技術的实践
1.参与结构设计优化的前期工作
这样一个方面的强调主要是因为前期工作的进行直接影响到整个建筑工程的总造价，而现如今大多数工程在进行建设的过程当中最为普遍的问题往往也就是其前期方案结构结构设计上的问题，建筑师在进行设计的时候更多关注的是设计本身的问题，而极少关注结构自身的合理性和可行性，这就使得建筑结构在进行建设的过程当中面临着较多方面的问题，更多的是会引起工程造价的提高，这就与我们进行优化设计本身的目的有所违背。正是因为这样，我们有必要在进行建设之前针对于不同的建筑类别来对结构形式进行选择，为整个工作的开展和进行提供良好的开端。所以，前期准备工作对于建筑结构设计的实施有着非常重要的意义，这种情况下有关部门和工作人们必须要加强对现有的建筑结构设计的方案形成阶段的管理，确保方案的科学性和合理性。
2.将概念设计和细部结构设计进行优化
所谓概念设计实际上也就是指一些没有具体的数值来进行量化的指标，包括地震的防裂度以及其本身的不确定性等，因此在进行设计计算的时候难免会和现实产生较大的差别，正是在这样一种背景下我们才需要在对这样一种指标进行设计和确定时选择使用概念设计的方法，将数值仅仅只是作为辅助或者是参考的依据来进行。在这样一种设计的过程当中更为强调的就是设计人员本身的灵活性以及应用结构设计优化方法的能力，这样良好的结合才能够真正实现效果上的最优化。因为细节是构成整体的单位，所以对各种设计细节的严格管理，也就可以实现整体的功能的有效发挥，因此，在建筑结构设计的施工过程中，应该重视对建筑细节的处理。
3.优化下部的地基基础结构设计
地基基础的结构设计优化进行过程中最开始的一步就是进行方案的选择，如果是桩基础的话，就有必要根据现场的地质条件来选择桩基的类型，以此来最大程度的降低造价。在建设进行的过程当中，桩端持力层对于灌注桩桩长的选择影响也是非常大的，因此需要进行较多的对比和分析以后再来进行核实方案的确定和选择。地质因素是地基设计当中需要重点考虑的问题，房屋的承载力、水文地质条件以及区域性的抗震性等，都需要进行综合协调和处理。所以，针对房屋建筑结构设计的地基设计，需要在认真、细致的比对基础上确定出最为经济、可靠的形式。一般来讲当基础宽度在2.5米以内，需要首先考虑到四合土条形基础、灰土条形基础等刚性比较强的基础类型；而当建筑的基础宽度在2.5米以上，则需要采用一些柔性较强的基础类型。另外，对于建筑承载比较多并且没有地下室的多层建筑结构，由于其结构类型属于内框架结构，所以应当采用交叉梁的设计形式或者是十字型的地基，来增强地基的强度，有效的避免不均匀沉降情况。在地基设计之中，后浇带的地基设计结构样式可以合理的确保地基避免不均匀沉降现象，由于后浇带的设计形式所使用的建筑材料比原先的建筑构件更加具有稳定性，并且其混凝土具有微膨胀的特性，所以可以带来更好的牢固性。
4.建筑承重墙结构设计
房屋建筑的承重墙也是需要重点设计的一个环节。在理论上来讲，承重墙数量越多、规模越大，则建筑的稳定性和质量就越好。但是在实践当中过多的承重墙并不符合现代化建筑大方且美观的设计理念。所以，針对承重墙的设计，需要在保障了建筑的安全性基础之上，尽可能的减少其规模，而对于不可取代的承重墙，需要尽量的提升墙体的抗剪强度，针对承重墙设计材料的选择也应当选择强度等级高、稳定性好的材料，来进一步的提升承重墙的抗震性以及抗压性，维持建筑的稳定和耐久。
综上所述，对建筑的结构进行设计优化，能够有效的提升建筑的设计水准和施工的质量，这对促进我国建筑事业的发展有很大的促进作用。
参考文献：
[1]王也.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013,03:81-82.
[2]何冬霞.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的实际应用[J].中华民居(下旬刊),2013,10:18-19.
[3]周汉杰.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2014,01:117.