時間：2022-02-22 01:24:10
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇房屋結構設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1 房屋結構的檢測必要性
房屋建筑結構的設計涉及六種建筑結構，按梁、柱、墻等承重構件的建筑材料進行劃分，是房屋設計可靠性的重要因素。在工程施工結束后要對房屋的結構進行檢測，評定施工的質量，確保房屋結構設計中不存在安全隱患和漏洞，能夠滿足業主的功能需求。同時，在特定的環境或者時期也需要對房屋結構進行工程檢測，以確保房屋結構能夠滿足某項功能的需要或者能夠適應特定的環境、條件，保證已經使用一段時期的房屋的結構完好無缺陷，并對房屋的結構進行詳細的檢測，系統地驗證房屋的功能性和安全性是否適應新的需要。一旦在房屋結構檢測中發現整體結構或者局部結構中存在安全隱患，就需要對其進行加固處理，在加固處理無效或者成本過高的情況下，再對其進行拆除。
房屋結構的檢測不僅僅關系著施工質量的高低，同時也關系著房屋主體的安全系數。只有對房屋結構進行詳細的檢測，才能排除安全隱患，防患于未然。同時，也確保房屋能夠滿足新的需求。
2 房屋結構檢測的對象
由于過去一段時期內建造的房屋數量較少，質量標準較為統一，因此以前檢測的對象多是已經有一定使用年限的舊樓，檢測的目的多數只是為了預測拆除的時間。隨著經濟的迅速發展，房屋建筑建設量增長很快，在建筑體制方面的弊端很快表現出來了，建筑材料種類越來越多，雖然種類豐富了，但是制造標準不一，質量參差不齊。同時，迅速發展的房屋建設領域也需要較多的施工人員和技術人員，需求的迫切導致在選擇施工人員和技術人員的時候放低的門檻、降低了要求，導致了施工人員技術水平差異較大。因此大量不符合建筑標準和安全要求的房屋涌現出來，面對這樣的新形勢，對新建造的房屋進行檢測勢在必行。同時，隨著建筑施工水平的不斷提高，對舊樓的修復、加固技術也得到了發展，因此，對舊樓進行檢測，可以及時發現安全隱患，對其進行加固、修復，以延長房屋的設計壽命。目前，重點檢測的對象主要有以下幾種：
2.1建筑結構設計有問題的房屋。建筑設計人員在設計之初就考慮不周，或者出現明顯的錯誤。典型的考慮不周就如對工程水質情況了解不夠全面，在計算建筑結構上的荷載的過程中少算、漏算了一部分荷載，或者過高地估計了地基的承載能力，同時建筑設計人員也有可能出現失誤，對工程的受力分析錯誤。
2.2施工質量存在嚴重問題的房屋。施工質量較低甚至是出現嚴重問題的房屋，導致房屋結構出現強度不足的現象。這樣的房屋施工質量不符合標準，在很多方面短斤缺兩、粗制濫造。采用的混凝土材料、構建強度等級低于設計要求，構件存在孔洞、縫隙等結構缺陷，力學性能不符合設計要求，或者砌體砌筑方法不得當，造成通縫。再有空心砌塊不按設計要求灌筑混凝土芯柱，或者鋼結構的焊接質量或焊縫高度達不到設計標準等。
2.3存在使用、改造不當問題的房屋。使用過程中因為改造或使用的原因長期超過設計荷載致使房屋結構處于超負荷使用狀態，第一有可能因為改造而造成結構的承載能力下降，特別是在改造過程中隨意拆除承重墻或者打洞。第二有可能會因為超荷載使用而導致房屋結構出現變形、缺陷等安全隱患。
2.4使用環境的惡劣的房屋。房屋周圍的環境條件對房屋結構不利，比如處在高溫、溫差較大、化學腐蝕、物理振動等條件下的房屋，結構容易腐蝕、變形。
2.5缺少維護和保養的房屋。房屋建好后沒有得到定期的維護和保養，引起房屋的結構出現損傷或者破壞，降低房屋的安全系數，同時也影響房屋的功能。
2.6遭受意外事故破壞的房屋。由于各種意外事故比如地震、火災等對房屋結構的損壞。
3 設計結構檢測的一般方法
隨著房屋結構檢測水平的發展，檢測的內容不僅包括了建筑材料強度、構件尺寸和破損狀況、結構變形和位移等，也擴展到了房屋結構的更多方面，材料、構件與結構的力學、電化學特性等都包括在內，通過測量鋼筋導電能力，已經能判斷鋼筋的銹蝕狀態；檢測混凝土內部的鋼筋的位置等。這些檢測的內容大大擴展了房屋結構檢測的作用，能夠幫助人們更全面更深入的了解房屋的狀況，確保了房屋的安全性和功能性，使得房屋的壽命更為持久、更加耐用。結構檢測工作包括的內容比較多，一般有結構材料的力學性能檢測、結構的構造措施檢測、結構構件尺寸檢測、鋼筋位置及直徑檢測、結構及構件的開裂和變形情況檢測及結構性能實荷檢測等。一般按照建筑結構類型的劃分來分類待檢測結構，主要的檢測結構類型有混凝土結構檢測、砌體結構檢測、鋼結構檢測和鋼一混凝土組合結構檢測。
3.1 混凝土結構檢測
l、超聲脈沖法。利用超聲脈沖通過混凝土時的反射、繞射和衍射的特定，來檢測混凝土內部缺陷。這是檢測混凝土最普遍的方法。向待檢測結構混凝土發射超聲脈沖，混凝土中一旦存在缺陷，就會使超聲波發生繞射，通過測量傳播的聲速以及接受到的信號的波形，可發現結構混凝土中較小的缺陷。超聲波在有缺陷的結構混凝土中傳播，速度會慢于在正常結構混凝土傳播的速度，同時波形中的波幅、頻率也會發生相應的變化。通過對比標準結構混凝土的波形、波速，就可以參考得出測量的結構混凝土存在的缺陷以及缺陷的嚴重程度。這種方法由于其無損、方便、準確可靠等特性，在房屋結構檢測中應用廣泛，為房屋的加固與修復提供了可靠的證據。
2、回彈法。混凝土的抗壓強度和表面硬度存在一定的相關關系，因此利用回彈儀大忌混凝土，通過回彈儀讀出的回彈高度，就能反映混凝土的表面硬度。通過表面硬度與抗壓強度對應的關系，就能間接計算出混凝土的抗壓強度。雖然檢測精度不高，但是方法的優勢明顯：設備簡單、操作方便、測試迅速，以及檢測費用低廉，且不破壞混凝土的正常使用，故在現場直接測定中使用較多。但是該法也有其局限性，表層及內部質量有明顯差異的混凝土構件，或內部存在缺陷的混凝土構件以及特種成型工藝制作的混凝土，都不能適用。這使其檢測范圍大大縮小。
3.2 鋼結構檢測
l、表面硬度法。對已經建成的鋼結構，一般采用表面硬度法來間接檢測其強度、屈服強度。測定時，錘擊硬度計縱軸頂部，由硬度計端部的鋼珠受壓時在鋼材表面和已知硬度標準試樣上的凹痕直徑，測得鋼材的硬度，并由鋼材硬度與強度的相關關系，經換算得到鋼材的強度。測定鋼材的極限強度后，可依據同種材料的屈強比計算得到鋼材的屈服強度。
2、超聲法檢測鋼材和焊縫缺陷。超聲波脈沖經換能器發射進入被測材料傳播時，當通過材料不同界面(構件材料表面、內部缺陷和構件底面)時，會產生部分反射。在超聲波探傷儀的示波屏幕上分別顯示出各界面的反射波及其相對的位置。由缺陷反射波與起始脈沖和底脈沖的相對距離可確定缺陷在構件內的相對位置。如材料完好內部無缺陷時，則顯示屏上只有起始脈沖和底脈沖，不出現缺陷反射波。
3.3 砌體結構檢測法
使用無損檢測試驗方法來檢測砌體結構，能夠最大程度地還原切體結構的真實狀況，取得較為準確、科學的數據，避免在取樣過程中對樣品造成的損傷和破壞。因此，在現場檢測中，取樣進行抗壓強度試驗的方法已經逐步淡出了房屋結構檢測的領域，而無損、半破損的方法逐漸成為砌體結構檢測的主流，在實際房屋檢測中受到檢測人員的青睞，在工程應用中日益廣泛。砌體結構的檢測方法可分為直接檢測法和間接檢測法兩種。
3.3.1直接檢測法
(1)取樣檢測法。可利用切割法或者取芯法取得砌體結構中的樣品，切割法取得的樣品過于龐大，一般不適用于普通的房屋結構檢測，多用于事故現場的檢測。而取芯法對樣品的破壞較大，造成測量的誤差較大。兩者缺點都很明顯，因此房屋檢測中較少應用。
(2)原位檢測法。這種檢測方法有扁頂法、原位軸壓法和原位剪切法等。原位軸壓法是用原位壓力機在燒結普通磚墻體上進行抗壓測試，檢測砌體抗壓強度的方法。
(3)動測法。動測綜合法是振動反演理論在工程上的應用。在脈動、起振機共振、自由釋放或沖擊等激振方式的作用下，通過測量砌體結構的頻率和振型等參數，根據系統識別理論得到層間剛度，推算出各層砌體軸心抗壓強度，此法從房屋整體出發，不僅能得到砌體的強度，鑒定房屋的質量，便于對房屋進行安全性評定，隨著檢測儀器技術的改進，算法的優選，結果的精度不斷提高，很有發展前途。與靜載測試相比，動力測試具有簡便、對結構不造成新的傷害等優點，特別當有可供對比數據利用時其優勢十分明顯。
3.3.2 間接檢測法
(1)沖擊法。根據經驗可推導出單位功表面積增量和抗壓強度的關系公式，在應用中測量破碎所需要做的功，以及新產生表面積，即可求得砂漿或磚塊試樣的強度。
(2)推出法。只測量單磚一個面，其余面的砂漿都清除干凈，用千斤頂將其頂出，極限狀態下可測得磚與砂漿的粘接抗剪強度，根據一定的對應關系，可得抗壓強度。
引用：
[1] 劉飛雁,某辦公樓的檢測、鑒定和加固[J],《內蒙古科技與經濟》,2009(23)
關鍵詞：結構設計；優化技術；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：
結構設計是個系統、全面的工作。作為結構設計人員，需要扎實的理論知識功底，靈活創新的思維和嚴肅認真負責的工作態度。加深對當前房屋建筑結構設計中常見問題的認識與研究，以不斷提高自身的結構設計水平，使設計的作品比現階段的其它建筑具有更高的水準、更合理和更經濟的結構形式。隨著經濟快速發展，結構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，房屋設計的優化性比較重要，其設計的水平直接影響著建筑物的經濟性、適用性和安全性。
1、房屋優化設計的主要內容
通常房屋結構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、結構形勢、構件尺寸等。尤其是優化設計基本的鋼筋混凝土房屋結構體系，往往自整體布局與具體構件兩個角度進行分析、考慮。影響整體布局的關鍵因素是建筑
物的柱網尺寸、層高、體型、抗側力構件位置等。具體構件主要是指結構構件的幾面、布局、
鋼筋及混凝土的配筋構造、強度等級。對于這兩大方面的因素，需要有專業的工程設計人員，
熟知構件設計規范并具有豐富設計經驗，而且善于分析與把握構件受力特性及結構，進而選
取最相適宜的方法展開優化設計工作。
2、房屋優化設計的必要性
依據我國的國情以及發展形勢，我國今后主要以建設高層住房為主。與此同時，投資者們也日益關注建設成本如何最低化，使用結構設計優化技術能夠實現建筑成本的最低化。若想實現結構優化的目的，工程設計人員首先以建筑的安全性為基礎，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，實現對工程造價的有效控制，以符合投資者的經濟要求。根據統計資料表明，建筑結構經過優化設計比未進行優化的建筑節省了5%至30%的費用。然而，在很多實際優化設計中，其因為受到較多因素的制約而難以施展、發揮出其優越性。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素質限制，難以理解其設計軟件，無法實現優化技術；也有一些工程設計人員過于關注建筑部分，忽視了建筑的整體方案，未能實現控制整體造價。由此可見，工程設計人員要將其技術與經濟效益進行有機結合，只有合理的設計方案才能確保實現最大經濟效益。
3、關于優化設計技術中存在的問題
3.1重視結構尺寸，忽略結構整體設計人員優化建筑方案時，通常根據已給的幾何形狀、
材料、拓補等來規劃，以符合條件的構件截面要求，而忽略了整體結構的優化性。其實形狀的優化設計要比尺寸的優化重要得多，單純的尺寸優化不能滿足優化結構的需求。不少設計人員片面的認為結構方案和布置規劃經過計算機軟件對分析上部結構，一旦構件截面符合計算結構的規定，那么對于地基部分，特別是軟地基部分，上部結構重要性就變低了。所以設計人員時常對上部結構的構件截面沒有足夠的重視。
3.2優化目標不能完全符合工程的需求在實際優化設計過程中，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，致使目標函數僅能獲取相對的最優解。當今利用計算機軟件來優化截面，幾次間的試驗根本無法實現預期效果。因此設計的進度與時機都限制了優化方法的實現。雖然當今不少建筑的結構設計及布置是較為合理的，而且它的構件截面也適合常規尺寸，但是計算機軟件的分析工作依然是設計工作中薄弱一節。即使利用增大構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、型鋼規則型號、鋼筋等都是變量，傳統的梯度算法、對偶算法已經不能滿足當今的工程設計需要。當前隨著問題日益增多，引發了計算量劇增的組合性爆炸難題。
4、結構優化技術在房屋結構設計中的應用
4.1概念設計優化與建筑結構的設計每一個建筑結構的設計方案，都具有多種結構及布局設計，即使建筑物的結構布局已經被確定，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、荷載取值等都不是固定不變的，處理建筑物的細節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構設計的普遍規律，同時結合工程的實際經驗來進行研究設計，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節。
4.2概念設計處理實際房屋結構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，建筑結構都可以穩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，已經作為了概念設計中的重要課題。所以房屋結構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，降低地震對建筑結構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房屋結構的脆性破壞，可以實行延性設計進行減緩；此外房屋結構可以實行多道防御系統，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結構設計中的實用性與藝術性結合建筑物其實就是建筑師的藝術品，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，追求藝術性與實用性的最佳融合。
結構設計人員首先要保證所涉及房屋建筑的安全性，然后對于建筑的結構形式進行改善，不斷完美，以全面體現建筑設計師的美學意圖。在房屋結構設計當中，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，有規則性，最大限度縮減質量與剛度兩者之間的差異，
以避免建筑物因荷載作用發生扭轉問題。豎向布局應以滿足房屋的功能為基礎，確保豎向承重構件上下貫通，使用轉換層來降低設計或結構分析的難度與成本。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象，增強房屋結構抵抗水平動力的荷載。
5、結語
工程造價在工程項目占有很大比例，具有重要的經濟效益，所以優化設計房屋結構能夠卓有成效地減少工程造價成本。與此同時，優化設計房屋結構要保障建筑的安全級別，合理化等，協調好技術和經濟兩者之間的關系，切勿因重視節省成本，而忽視質量或技術。為了實現整體目標最優，結構設計人員與工程師要分析房屋結構設計，充分發揮其優勢，利用精細高效的工作標準及要求來實現最優化的房屋結構。結構設計的構造措施，主要還是通過結構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。 通過結構方案的分析、模型參數的控制及施工圖中細節的把握。
【參考文獻】
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關鍵詞：房屋；結構設計；優化
隨著我國市場經濟的不斷發展，建筑行業內部之間的競爭越來越激烈。在激烈的市場競爭環境下，建筑企業必須要以市場需求為導向，提高房屋建設的水平。在當前的社會環境下，房屋建設的水平不僅體現在房屋的質量上，同時還包括房屋的舒適性、經濟性、美觀性等。因此，必須要在房屋結構設計的過程中應用結構設計優化技術。本文將從介紹結構設計優化技術的作用入手，介紹結構設計優化技術的方法，分析結構設計優化技術在房屋結構設計中的具體應用。
1結構設計優化技術的作用
在房屋結構設計中應用結構設計優化技術具有一定的作用，主要體現在兩個方面。第一，在房屋結構設計中應用結構設計優化技術可以提升建筑的安全性。應用優化結構設計可以彌補傳統房屋結構設計中存在的不足和缺陷，從而提高房屋結構設計的合理性和安全性。而且，應用結構設計優化技術可以對房屋結構的受力性進行更加全面的分析，從而確保房屋使用過程的安全性；第二，在房屋結構設計中應用結構設計優化技術可以降低工程的造價。根據相關的調查顯示，在房屋結構設計中應用結構設計優化技術可以將工程的成本降到原來的70%，從而大大節約了房屋工程建設的成本。此外，應用結構優化設計技術還可以提高原材料的性能，減少材料的浪費，提高房屋建設的經濟性。
2結構設計優化技術的方法
無論是在房屋建筑總體結構設計還是分部結構設計的過程中都可以采用結構設計優化技術。房屋結構設計的主要內容包括基礎結構設計、屋蓋系統設計、圍護結構設計等。但在應用結構設計優化技術的過程中應根據房屋建筑的實際情況而定。下文將具體介紹一下結構設計優化技術的方法。首先，要建立結構優化模型。結構優化設計就是指將人們的居住需求以數學的方式表達出來，然后對相應的參數進行整理和分析，再結合房屋建筑的實際情況建立數學模型，最終求出數學模型的最優解。因此，在房屋結構設計的過程中應用結構設計優化技術最為關鍵的一步就是建立結構優化模型。在建立結構優化模型時也應遵守一定的原則。第一，要合理選擇設計變量。房屋結構設計過程中設計變量的選取是十分重要的，將直接關系到房屋結構設計是否合理。因此，設計人員必須要重視這項工作。設計人員應根據變量對整體結構的影響將其分成不同的類別，確定其中的預定參數，從而使得整個計算流程變得比較簡單；第二，要確定目標函數。確定目標函數的目的是為了找到最優解；第三，要明確約束條件。不同的房屋建筑的具體約束條件是不同的。但總體來說，房屋結構設計過程中采用的約束條件主要包括強度、應力、尺寸等。設計人員可以根據現行的房屋建筑設計規范確定約束條件。其次，要確定結構設計優化方案。在房屋結構設計過程中，結構設計優化方案應包括兩方面的內容，一是整體結構的布局，二是細部結構的優化。在進行房屋整體結構布局的過程中應盡量簡單一點。因為，越是復雜的結構需要的投入越多。而且，復雜的結構需要多次傳力，會影響結構的穩定性和安全性。細部結構優化涉及到的內容比較多，不同的部位對房屋結構的影響也是不同的。但在所有的細部結構優化過程中最為重要的部位是構件截面。構件截面的選取將影響到房屋結構使用的安全性和其它部位的結構設計。例如，豎向構件在設計時應選擇合理的軸壓比。如果軸壓比選擇不合理將會影響配筋的使用。又如，在進行梁截面設計時，如果截面設計的過大則會縮小房屋建筑內部的使用空間。如果截面過小則會增加使用的配筋，從而增加房屋工程的總成本。
3結構設計優化技術在房屋結構設計中的具體應用
現在，隨著城市居住人口的不斷增多，城市住房壓力越來越大。在這種情況下，房屋建筑主要以高層建筑為主。相比于普通的房屋建筑來說，高層建筑的結構更加復雜，在結構設計中應用結構設計優化技術更加符合人們的居住要求。下文將具體介紹一下結構設計優化技術在房屋結構設計中的應用。首先，要優化設計規范。在進行房屋結構設計時，設計人員必須要先了解和房屋結構設計有關的規范，明確其中的條例和規定。同時，在房屋結構設計的過程中還應結合房屋的實際情況將這些規范應用其中，確保房屋結構設計的合理性和規范性。此外，設計人員在遵守規范的同時還應結合房屋建筑的實際情況對規范進行修改，即要將規范中一些過于寬松的條款舍棄，按照房屋建筑的實際情況而定，從而確保結構設計的最優性。其次，要參與房屋工程前期的規劃設計。為了實現房屋建筑結構最優化設計的目的，設計人員必須要參與房屋建筑工程前期的規劃設計。一方面，是要對房屋建筑工程進行全面地了解，掌握一手的數據資料。另一方面是要從全局的角度出發進行房屋結構設計，確保房屋結構設計方案的合理性和科學性，這樣才能為以后的施工提供科學的指導。如果設計人員不參與房屋建筑工程前期規劃設計，則無法準確地判斷工程結構的受力情況，同時也無法有效控制設計的質量和成本。這種脫離房屋工程建筑實際的設計方案不可能是最優的設計方案，即無法充分發揮結構設計優化技術的作用。最后，要進行概念設計。對于同一個房屋建筑工程來說，在施工條件基本相同的情況下，采用不同的結構設計方案產生的設計效果是完全不同的，需要的工程投入也是完全不同的。因此，在房屋結構優化設計的過程中必須要重視細部結構優化設計。在進行細部結構優化設計的過程中還應考慮到概念設計。概念設計是房屋結構設計中的重點內容，在進行房屋結構設計的過程中如果缺少相應的數據，就必須要通過概念設計的方法來處理細節。例如，在進行地震設防烈度設計時就不能單純依靠量化的方法，而是應采用概念設計的方法，將所有已知的參數作為參考，對結構的細節部分進行合理地處理，從而確保結構的防震等級符合相關的要求。
4結論
總之，在房屋結構設計過程中應用結構設計優化技術是十分合理的，未來隨著建筑行業的不斷發展，結構設計優化技術的優勢將會愈加凸顯。因此，人們必須要重視結構設計優化技術，將其廣泛應用于房屋建筑結構設計之中，提高房屋建筑結構設計的合理性、經濟性和美觀性。
參考文獻
[1]王也.建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用[J].中華民居(下旬刊),2013,03:81-82.
關鍵字：房屋結構設計問題措施
Abstract: With the continuous development of the national economy, China's construction industry has also been a rapid development and made great achievements, but there are also some problems. Various concepts and methods of error in the actual design work was appeared often, the production of these errors, some of the errors is the designers do not pay great attention to the general housing design; some is due to the design of a lack of understanding of the design specification and design methods; some of the errors are the designers of the mechanical concepts fuzzy, not to establish the correct mode of calculation, the count results on the structural power also lack the experience to judge the correctness.
Key words: housing structure; design; problem; measures
中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）02-0020-02
房屋結構設計的成果不僅要美觀、適用、安全,還要經濟。設計施工圖是工程師的語言,是設計者設計意圖的體現,也是施工、監理、經濟核算的重要依據。合理的結構設計不僅對建設項目節省投資、縮短工期、提高經濟效益起著方向盤的作用,同時也為設計者本身提高了信譽、積累了財富。
房屋結構設計應具有的經濟性
1、結構設計與用地的關系
房屋建筑中,總建筑面積是各層建筑面積的總和,層數越多,單位建筑面積所分攤的房屋占地面積就越少。但隨著建筑層數的增加,房屋的總高度也增加,房屋之間的間距也必須增大。因此,用地的節約量并不隨建筑層數的增加而按同一比例遞增。
2、結構設計與造價的關系
房屋建筑層數對單位建筑面積造價有直接影響,但影響程度對各分部結構卻是不同的。屋蓋部分,不管層數多少,都共用一個屋蓋,并不因層數增加而使屋蓋的投資增加。因此,屋蓋部分的單位面積造價隨層數增加而明顯下降。基礎部分,各層共用基礎,隨著層數增加,基礎結構的荷載加大,必須加大基礎的承載力,雖然基礎部分的單位面積造價隨層數增加而有所降低,但不如屋蓋那樣顯著。承重結構,如墻、柱、梁等,隨層數增加而要增強承載能力和抗震能力,這些分部結構的單位建筑造價將有所提高。
房屋結構設計中常見的問題
1、房屋結構設計中地基與基礎設計不符合規范
地基與基礎設計要做到合理，安全適用，設計人員必須依據地質勘察資料，統籌考察多方面因素進行基礎類型和上部結構設計。切忌“不綜合考慮建筑場地的地質情況、上部結構類型、施工條件等情況進行基礎設計，不注意已有相鄰建筑、鄰近地下構筑物及各類地下管線設施的情況。”
2、房屋結構設計中柱、梁結構設計不合理
民用房屋建筑中柱，梁及基礎的負荷應按規范乘以折減系數。但結構設計中，設計人員往往在計算梁、柱和基礎的負荷時未按現行設計規范對荷載乘以折減系數，因而使荷載值不準確。
3、房屋結構設計中高度、高寬比超限
現行的規范、規程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。某些民用房屋建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規定限值，甚至個別建筑高度和高寬比均超出規定限值。在結構設計過程中，對于房屋高度、高寬比和體型復雜程度超過現行規范、規程的民用房屋建筑，應按超限民用房屋建筑進行設計。同時，另一點不容忽視的問題是，房屋適用高度除與結構體系類型及抗震設防烈度有關外，還與場地類別與結構是否規則等因素有關，當位于Ⅳ類場地或結構平面與豎向布置不規則時，其最大適用高度應適當降低。
房屋結構設計中承重柱截面高度設計過小
這種情況多發生于六度抗震設防區。一些結構設計人員誤認為六度設防就是不設防，只圖受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設計得過小，使梁柱的線剛度比加大（因一些結構設計手冊中規定：當梁柱的線剛度比大于4時，計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支）。把梁簡化為鉸支梁，柱按軸心受壓計算。這種做法雖然易于進行結構受力分析，但卻給房屋結構埋下了隱患。因為這樣做忽略了梁柱間的剛結作用，即忽略了柱約束彎矩的作用，加之以柱截面的配筋都較小，結構一旦受力后，柱頂抗彎強度必然不足，從而柱子和梁底附近將會出現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。這不但影響了房屋的耐久性，而且也常常引起用戶的恐懼心理。更為嚴重的是，這樣的結構一理遭遇地震作用時，將會倒塌，這違背了現行抗震規范中“強柱弱梁”的設計原則。
優化房屋結構設計中存在問題的措施
1、采用組合結構
采用組合結構可建造比混凝土結構更高的建筑,不但具有優異的靜、動力工作性能,而且能大量節約鋼材、降低工程造價和加快施工進度。在不同的情況下,可以取代鋼筋混凝土結構和鋼結構,科技含量也較高,對環境污染也較少,已廣泛應用于冶金、造船、電力、交通等部門的建筑中,并以迅猛的勢頭進入了橋梁工程和高層與超高層建筑中。
2、概念設計優化技術
概念設計優化技術與房屋建筑結構設計對于同一建筑方案,可以有許多不同的結構布置設計；確定了結構布置的建筑物,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、材料、荷載的取值也不是惟一的；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。而判斷只能在結構設計的一般規律指導下,根據工程實踐經驗進行,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、采取結構設計優化可提高建筑結構經濟性
建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結構的自重會增加，基礎和柱的承載力相應增加，水衛和電氣的管線會加長；相反降低層高，可節省材料，有利用抗震，同時建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會減小，間接的節約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時，它的外墻周長也就會不同，這樣當選擇圓形或是越接近于方形時，外墻周長系數就越小，基礎、外墻砌體、內外表面裝修都隨之減少，同時其受力性能也得到提高，增強了建筑的經濟性能。
結語
房屋結構設計是個系統、全面的工作。在房屋建筑結構設計的過程中,在基本滿足建筑師設計意圖的基礎上,平面布置應盡量規則,對稱,盡量縮小質量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產生太大的扭轉效應。想要做好房屋結構設計,我們只有不斷提高業務素質和技術水平,重視設計中存在的相關問題,特別是容易被忽略的地方,不斷積累設計經驗,優化設計,發揮主動性創新精神,培養競爭意識,才能適應技術進步和變化,使設計出來的的房屋結構能夠施工方便、且結構安全。
參考文獻:
[1]李雪峰，《結構設計軟件應用中應注意的問題》[J].山西建筑。2007
[2]肖毅卿，《建筑與結構設計中易出現的問題》[J].建筑知識。1998
【關鍵詞】南方建筑；房屋結構；設計；問題；分析
引言
房屋結構是指根據房屋的梁、柱、墻等主要承重構件的建筑材料劃分類別，房屋設計是為人類生活與生產服務的各種民用與工業房屋的綜合性設計。根據選用的材料，配合周圍環境，在安全、適用、美觀和經濟之間尋求合理的平衡。隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，對建筑結構設計也提出了更高的要求。房屋設計的產品為建筑、結構、設備各專業的圖紙與說明書及其概算，使建筑結構設計更加安全、適用、可靠和經濟是建筑結構設計的發展方向。
1房屋結構的類型
現代的房屋結構設計主要包括鋼結構、鋼和鋼筋混凝土結構、鋼筋混凝土結構、混合結構、磚木結構這五種類型。其中，鋼結構承重的主要結構是用鋼材料建造的，包括懸索結構。如鋼鐵廠房、大型體育場等。而鋼、鋼筋混凝土結構承重的主要結構是用鋼、鋼筋混凝土建造。如本文中的南方某小區的房屋，里面的一部分梁柱就是采用鋼制構架，一部分梁柱采用鋼筋混凝土構架建造的。鋼筋混凝土結構則是大模板現澆結構及使用滑模升板等先進施工方法施工。磚木結構承重的主要結構是用磚、木材建造的，如果一幢房屋是木屋架、磚墻、木柱建造；房屋兩側（指一排或一幢下同）山墻和前沿橫墻厚度為一磚以上的為磚木一等；房屋兩側山墻為一磚以上，前沿橫墻厚度為半磚、板壁、假墻或其他單墻，廂房山墻厚度為一磚，廂房前沿墻和正房前沿墻不足一磚的為磚木二等；房屋兩側山墻以木架承重，用半磚墻或其他假墻填充，或者以磚墻、木屋架、瓦屋面、竹桁條組成的為磚木三等。混合結構承重的主要結構是用鋼筋混凝土和磚木建造；如一幢房屋的梁是鋼筋混凝土制成，以磚墻為承重墻，或者梁是木材制造，柱是鋼筋混凝土建造的。用預制鋼筋混凝土小梁薄板摟為混合二等，其他的為混合一等。
2當前房屋結構設計存在問題
2.1房屋高寬比例不規范
一些結構設計者對以于非抗震設計，房屋高度、高寬比超過現行規范、規程的限值，現行的規范、規程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。在結構設計過程中，對于房屋高度、高寬比和體型復雜程度超過現行規范、規程的高層建筑，應按超限高層建筑進行設計。目前很多南方的房屋建筑，為了設計效率，忽略了梁柱間的剛結作用，即忽略了柱對消化酶的約束彎矩，加之以柱截面的配筋都較小，結構一旦受力后，柱頂抗彎強度必然不足。某些高層建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規定限值，甚至個別建筑高度和高寬比均超出規定限值。另一點不容忽視的問題是，房屋適用高度除與結構體系類型及抗震設防烈度有關外，還與場地類別與結構是否規則等因素有關，當位于Ⅳ類場地或結構平面與豎向布置不規則時，其最大適用高度應適當降低（一般降低20%）。
2.2房屋結構布置不合理
一些南方房屋建筑因過分追求戶型設計的商業效果，樓層的結構布置很不合理、不規則，導致到房屋的抗震能力十分薄弱。由于缺乏規范依據及相應的設計規定，加之對結構抗震概念設計缺乏應有的了解，有些設計人員往往對結構規則性把握不準確，梁高選用過小，引起梁截面的受壓區應力過高，對結構抗震十分不利的建筑。在進行房屋結構設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足，簡單地將雙向板作單向板進行計算。使到最終計算的結構與實際房屋受力的大小出現誤差。使計算假定與實際受力狀態不符，導致一個方向配筋過大，而另一方向僅按構造配，造成配筋嚴重不足，致使板出現裂縫。
2.3高層建筑梯板設計不穩
南方房屋建筑普遍都是高層建筑，它們的梯板不堅固、高層建筑帶有明顯薄弱層，又沒有采取有效的抗震加強措施，這很容易就會造成嚴重的房屋不穩固、易倒塌的問題。由于缺乏規范依據及相應的設計規定，加之對結構抗震概念設計缺乏應有的了解，有些設計人員往往對結構規則性把握不準確，導致房屋建筑工程的結構缺乏規范性，使到房屋建筑的結構抗震十分不利。現在很多房屋建筑梯板寬度的設計不規范、合理，梯梁的位置上下不統一，這嚴重影響到房屋的整體結構。
2.4樁間距過小
目前很多房屋結構中的樁身鋼筋籠長度不足，對擠土灌注樁，樁身鋼筋籠長度沒有穿越軟弱土層的層底深度，不同承臺的樁間距過小，不滿足規范對樁的最小中心距的規定。特別是試樁、錨樁之間的間距，往往被設計人員忽視，這直接影響了試樁結果的正確性，嚴重影響到最終房屋結構設計的準確性。
2.5過分注重橫向框架的設計而忽視了縱向框架設計
由于現在房屋結構設計對防震防雷的要求越來越高，房屋結構設計應該要按照橫向框架和縱向框架進行分別計算。但是目前南方有的房屋結構設計，欠缺對地震的縱向作用進行考慮。各方向的抗側力構件不能夠滿足防震的作用。他們單純是進行了橫向的框架設計，導致到各個梁柱的節點和框架中的縱筋、箍筋的配置均無法滿足框架梁、柱的構造要求。
3房屋結構設計的對策
3.1選用適合的結構處理方式，注意梯梁、梯板寬度
一般在房屋的梯間結構設計時，可以選擇的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規整的情況。梯梁要注意的是梁下凈高要滿足建筑的要求，梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統一。梯板的寬度也要適合房屋的整體結構設計。同時，要注意撓度的控制，局部不合適處可以采用折板樓梯，板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。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。
3.2做好防震、抗風的設計措施
房屋在使用條件下所產生的撓度、裂縫、振幅等都與房屋設計息息相關。由于中國地震區范圍較廣，而南方地區沿海又往往有強烈臺風，所以抗風和抗震是房屋特別是高層建筑的結構設計重點。在設計時考慮房屋地基承載力， 據建筑平面布局設置鋼筋混凝土抗震墻，對較長的墻開結構洞將其分為聯肢墻，使各墻段的剛度均勻。由于抗震墻較多，可以構成整體抗側力很強的體系，對較高建筑抗震特別有利。
3.3合理創新布置房屋格局
為保證房屋建筑的居住純度、提高房屋的居住水平，應該在設計房屋結構的時候，科學合理地確定住宅的層數與層高，以做到節約土地和節省建房資金。同時，還應該注重住宅的室內外環境質量的適居性，安全性和舒適性，改進和突破傳統落后的房屋結構設計技術，選擇堅固耐用、施工簡便的新型住宅結構，設計好房屋使用的年限。
4結語
房屋結構設計是個系統、全面的工作。它的施工需要嚴格監控、謹慎進行。作為結構設計人員， 必須要有高素質和高技能，并且要兼備扎實的理論知識功底，在設計房屋結構的同時要考慮到施工的難易程度。不斷學習知識既能，靈活創新地設計房屋結構，嚴肅認真負責施工的監控工作。使設計的作品比現階段的其它建筑具有更高的水準、更合理和更經濟的結構形式。
參考文獻：
[1]紀榮洋，王文可.潘可明.建筑結構設計經驗探討[J].低溫建筑技術.2008（5）.
關鍵詞：建筑結構設計；優化方法；協調性；經濟性能
現如今，人們對建筑的要求不再簡單的是居住使用要求，隨著時代的不斷發展，人們對建筑的美觀性和安全性也愈加重視，對建筑的實用性能有了更嚴格的要求。基于以上要求的變化，這就要求我們不斷改變并優化結構設計，采取耳穴的方案，同時滿足美觀性和實用性，并且還能夠降低成本投入，提高經濟效益，促進建筑業的良好健康發展。
1結構設計優化方法內容及其原則
1.1概述。在房屋建筑結構設計時，如果要對設計方法進行優化，這就勢必給工作人員帶來更多的問題，例如成本問題和建筑材料問題。這種情況下，就要求工作人員用最低的資金投入，進行房屋建筑設計的優化。對優化房屋建筑設計時，其優化的內容主要包括兩個內容：①優化整體的房屋建筑結構；②優化局部的房屋建筑結構。而局部房屋建筑結構主要就是對主體結構、房頂結構和下部基礎結構等分別進行優化設計。1.2原則。（1）使建筑具有安全性能。房屋結構優化不是簡單的進行材料的節約，而是首先要確保房屋建筑結構安全，然后利用專業知識，結合實際的房屋建筑情況，對房屋建筑結構進行科學合理的優化，從而使得房屋建筑的設計趨于完善。（2）使建筑具有實用性能。對于房屋建筑優化設計的另一個原則就是要確保建筑物的實用性，使得房屋建筑通過優化設計具備更多的功能，滿足人們的實用與使用需求。（3）保證建筑結構優化的同時保護環境。房屋建筑結構優化設計的另一個原則就是要尊重環境，也就是說要注意環保，例如，可以采用綠色環保材料。（4）確保建筑具有可用價值。這個原則也是非常重要的一點，要求在進行房屋建筑優化設計時，不能一味追求利益，忽視質量，而是要在保證建筑質量的基礎上降低資金投入。根據以上原則，不難看出，在進行房屋建筑結構優化設計時必須保證其科學、安全、質量要求。首先，充分重視結構優化模型，科學合理的結構設計變量得到解決。主要針對相關的參數值和約束來控制參數值的選擇應注意，而較小的將實現一個預定義的類型參數，可以有效地減少編程，提高效率，提高整體水平；然后是目標函數的確定，這將對建筑作為一個整體的成本情況來理解。可以科學地確定約束條件，為結構的優化設計奠定基礎。
2建筑結構設計優化方法的具體應用
2.1整體和局部優化。房屋建筑結構設計具有復雜層次性。首先要求在進行設計時要考慮設計、結構、安裝等不同子系統及其下屬體系。在進行優化設計時，綜合考慮各個子系統和下屬體系并且進行優化；其次，由于在房屋建筑結構設計時設計到施工材料、構建、配件等內容，這就要求進行房屋建筑設計時，進行整體優化。建筑結構的優化計算模型和優化計算方案屬于建筑結構優化設計的重要組成部分。建筑結構的優化設計的本質就是在變量中提取重要的參數，根據上述所說參數建立函數模型，從而得到比較好的方案。一般來說，建立模型主要從以下方面入手：①合理選擇設計變量，這屬于重要內容，而且在選擇變量設計會影響參數的選擇，因此合理計算變量就能將降低計算編程的工作量；②確定目標函數，首先要在符合函數的基礎上找到最優解，才能確定目標函數；其次，將約束條件確定下來，主要包含彈塑性、強度、應力及尺寸等方面，在優化建筑結構的同時，必須確保約束條件的范圍在規定的要求之內，滿足設計的需求。2.2建筑主體上部結構的科學性優化。建筑主體上部結構的科學性優化，是在建立模型，優化系統設計，保證科學合理性的基礎上，對建筑剪力墻進行優化設計。首先，建立合理的剪力墻數量；其次，保。證剪力墻的整體質量的統一性，保證其整體結構的重心，減少地震等災害對房屋建筑的破壞；最后，如果要保證剪力墻的高抗剪能力，在滿足質量的要求上減少墻的數量。2.3概念設計結合細部結構設計優化概念設計的應用表明沒有具體的量化數據，例如，抗震防裂度，這種情況下沒有具體的量化的標準進行優化設計，因此需要用到概念設計。但是在設計過程中，要求工作人員必須會合理且靈活運用建筑結構設計的優化方法。例如，在進行抗震設計時，可以根據房屋建筑的實際情況，選擇合理的抗震方法進行設計，方法不同，但是達到了相同的優化目的。2.4結構設計中注重協調性設計。應用結構設計的優化方法，可以充分體現在協調方面。將建筑與整個平面之間的關系應得到有效的加強，可以在結構設計中加以保護，以及結構設計的外觀也應體現。在設計過程中，墻、柱的結構布置，建筑平面功能需要得到有效保證，建筑空間和深度，充分保證房子的整體結構來反映系統的簡單性，在各部門的高度可以充分的保護。2.5對計算結果進行分析，確定最優設計方案。作為優化結構設計中比較重要的部分，結果分析的意義不言而喻。在此過程中，要將計算數據結果進行詳細的分析，然后以數據中得到的信息為依據，制定優化設計方案。另外，在優化設計的過程中需要多方面考慮，尤其是各種阻礙因素，要對其進行控制，使得建筑結構優化設計能夠順利完成。此外，由于在施工建設過程中，涉及的人力、物理、財力較多，因此結構優化的主要目的就是合理降低上述指標，從而保證建筑指標不會受到影響。因此，在建筑結構設計中必須注意：①找到建筑技術和經濟之間的平衡點，降低二者矛盾，使用高新技術，降低費用成本；②充分理解技術所帶來的經濟價值，充分意識到技術的進步和發展有利于降低經濟損耗，因此這就要求必須加強技術發展。
3建筑結構設計優化的現實意義
3.1有利于降低工程總成本。現階段，高層建筑不斷增加，與普通多層建筑比較，主要的區別就是占據的土地面積比較小，占據的空間面積比較大，減少用地費用。但是建筑物的高度的增加，層數的增多，就容易造成樓與樓之間的不協調問題，占地節約量和建筑的層數不成比例。因此，不可以單純的追求建筑的高度而忽視土地節約量，要將占地面積、造價進行統一協調。另外，高層建筑并不會因為層數的增多增加樓頂，這就明顯的降低了成本，只是會增加樓層的基礎造價。3.2有利于加強建筑物的整體經濟性能。隨著層數的不斷增加，建筑物必會影響整體框架梁與柱的承載能力，使之承載力增加，這就造成墻體的面積和梁柱的體積的增加，增加結構自重，電線、水管等管道等房屋配置會有所延長。相對來說，普通的多層建筑物能夠節省建材但不會影響抗震性能。此外，建筑物高度的不同勢必會影響墻面的范圍，這時候一般會選擇圓形建筑或者是接近方形的建筑，這樣外墻的周長系數就會相對減少，而且內外裝修面積也會隨之減少，而且以上形狀有利于其受力的提高，在保證安全穩定的基礎上增加了建筑的整體經濟效益。
4結束語
綜上所述，參考實際情況，從多個方面，研究對房屋結構設計中的建筑結構設計優化方法的應用，利用結構理念和方法的不斷優化，有效的提高建筑整體的結構設計質量。希望本次的相關研究，可以對房屋建筑結構設計優化起到一定指導作用。
作者:胡必偉 單位:伊犁鼎軒建筑設計院有限公司
參考文獻：
[1]丁可.建筑結構設計中概念設計與結構措施的應用探析[J].工程技術研究,2016,(6):129.
關鍵詞：房屋；結構設計；優化分析
Abstract: the design of building structure design of the building structure optimization is the use of the least cost and limited resources, space, realize building security, is applicability, economy, and beautiful integrated optimization. This article through the building structure design optimization method and significance, building structure design optimization technology, building structure optimization design of building structural design steps and the economy of the four aspects to building structural design of the optimization design of the building structure is analyzed.
Keywords: houses; Structure design; Optimization analysis
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
房屋結構設計中建筑結構設計的優化就是最大程度上利用有限的資源和空間，以最低的工程造價，實現房屋安全性、經濟性、適用性和美觀性等的綜合最優化[1]。采用結構設計優化方法，在使房屋內部功能結構協調的同時，有效降低工程的造價。房屋建設是一項投資巨大的工程，因此，房屋結構設計必須要全方位且多角度地考慮各方面的因素，正確處理房屋經濟性與技術功能的對立統一關系。建筑結構優化設計要盡量避免以下兩種情況：一是過分強調經濟性，重視資金節約和減低造價，忽略房屋設計的技術、功能要求。二是過分強調房屋的技術和功能，忽略房屋的造價，造成資金的浪費。
一、建筑結構設計優化的方法及意義
1. 建筑結構設計優化的方法
建筑結構設計優化的方法分為對房屋的分部結構設計的優化方法和對房屋總體結構設計的優化方法[2]。房屋結構設計中建筑結構設計的優化一般包含以下幾個方面的內容：對房屋基礎結構的設計進行優化；對房屋頂部結構的設計進行優化；對房屋的護圍支撐結構進行優化以及對房屋總體設計結構及細節部分進行優化；最重要的是在房屋設計要求及設計規范內，在滿足房屋功能及技術要求的前提下，合理降低工程造價，即對房屋的造價進行最優化設計。
2. 建筑結構設計優化的意義
建筑結構設計優化的意義在于可以最大程度地充分利用資源與空間，高效利用材料與設備，使房屋結構功能合理、協調，安全可靠。實現房屋結構設計的“安全性、適用性、經濟性、美觀性”的最優化設計。
二、房屋設計中建筑結構設計優化的技術
1.概念設計優化技術與房屋結構設計優化相結合
概念設計優化技術就是設計人員根據設計的一般規律和實踐經驗，對房屋建筑結構設計的多種方案進行分析并擇優選擇方案的過程。建筑物的結構布置，房屋細節部位的處理，載荷的確定及儀器設備參數的選取等都需要設計人員進行概念設計。概念設計需要設計人員對方案進行全面的、綜合的分析，從而選擇出最佳方案。
2. 概念設計優化技術與實際建筑的設計問題相結合
在地震等不可預期的自然災害中，房屋一旦倒塌或損壞，將會對人們的生命財產造成嚴重的損失。因此，房屋結構設計必須考慮抗震結構設計的優化。對房屋的抗震設計而言，概念設計優化技術尤為重要。因為地震發生的復雜性和強度的不確定性，使得計算設計很難進行。而概念設計是綜合考慮決定抗震性能的各種因素和造價因素，選擇抗震性和經濟性最強的方案[3]。房屋抗震結構設計中概念設計的指導思想是小震不壞、中震可修、大震不倒的分類設防抗震思想和多道設防思想。多道設防思想是指在發生大地震時，先破壞房屋次要的結構，消耗地震能量，盡量保證房屋的主體結構不遭到破壞。通過概念設計優化技術，結合房屋建筑的實際情況，使房屋在各種不確定的外部災害的作用下避免坍塌和損壞，盡量將損壞程度及經濟損失減小到最低。
三、房屋設計中建筑結構設計優化的步驟
1.構造結構設計優化模型。
設計優化模型的構造一般分為三步進行。第一步是選擇合適的設計變量。一般選擇對建筑結構影響較大的參數變，這樣可以有效簡化設計工作和減少計算量。第二步是確定目標函數。在滿足設計要求及規范的條件下，使房屋設計的造價最小。第三步是確定約束條件。約束條件包括各個方面，比如應力約束條件、強度約束條件等。
2.選定結構設計優化方案。
房屋建筑結構的設計優化問題是多變量、多約束條件的非線性優化問題。在計算過程中，需要先將問題轉化為無約束條件的線性優化問題。[4]一般來說，房屋設計優化問題的求解過程比較復雜，需要通過計算機編程來實現。
3.進行計算機編程
根據建立的模型及優化方案，進行計算機編程。計算機編程應選擇運算速度快且功能較全的編程軟件。在編程時要選擇合適的方法，需考慮的因素有：編寫及形成程序所需花費的工作量及其他代價；解出所要求的最優化問題，計算機執行程序所花費的時間和費用；程序預期的可靠性，即是否有把握達到所期望的結果；程序的通用性，即是否可以用它來解決其他問題。總之，應從經濟效益出發，選擇合適的方法，使程序達到最優的預期結果。
4.結果分析
通過結果分析，選出最佳的優化設計方案。建筑結構設計的優化應綜合考慮各種因素，以期達到安全、經濟與實用的綜合最優化。
四、房屋設計中建筑結構設計的經濟性
1.房屋結構設計中用地面積方面的經濟性
隨著時代的發展，我國大中型城市出現了大批高層甚至超高層建筑結構。此類房屋建筑的總面積是各層建筑的面積之和。因此，房屋層數越多，單位面積的房屋占用的建筑土地面積越小。但是隨著房屋層數的增多，房屋設計的總高度也會增加，這導致相鄰建筑的日照距離增加，使一定建筑面積房屋的總數目減少。此外，房屋層數越高，需要的投資越高，抗震設計難度及造價也顯著增大。綜上，單位房屋用地面積并不總是隨著房屋層數的增大而提高。因此，通過優化設計，綜合考慮安全性和經濟性等各個方面問題，選出最佳的房屋建筑層數。
2.房屋結構設計中造價方面的經濟性
由于房屋的建筑層數直接影響單位面積房屋占用的建筑土地面積，則房屋建筑層數也會直接影響房屋單位面積的造價，進而影響整個建筑的經濟性。隨著房屋設計的層數增加，房屋建筑的墻、柱的等承重結構的載荷增大，抗震設計方面的造價會顯著增大，導致房屋建筑單位面積的造價升高[5]。此外，無論建筑物層數是多少，建筑物頂部的面積不會改變。因此，隨著房屋層數的增高，建筑物頂部單位面積的造價會降低。房屋的公共基礎部分是建筑結構的重要組成部分。房屋層數增大，基礎承受的載荷也會相應增大，導致造價的升高，同時，房屋建筑的總面積也顯著增大。一般來講，房屋建筑基礎單位面積的造價會隨著層數的增加呈現先減少后增加的趨勢。綜上所述，需要采用設計優化技術，選取最適的建筑設計層數。
3.高層住宅結構設計的經濟性
由上面的分析可知，隨著建筑層數的增加，住宅的墻體及柱體等支持結構的面積會增加。這會使住宅的水、電、天然氣等的管線長度增加，增加造價。相反，降低建筑物層數，一方面可以節約材料，有利于抗震設計，另一方面，可以減少房屋建筑的總高度，進而減少相鄰建筑物之間的日照距離，使有限建筑面積可建設的房屋總數目增加。
五、結束語
房屋結構設計中建筑結構設計的優化需要全方位、多角度地考慮各種因素，以達到安全性、適用性、經濟性和美觀性的綜合最優化。這幾個方面是矛盾統一的關系，結構設計的優化就是找到其最佳組合方式。房屋結構設計中建筑結構設計的優化要求我們在實踐中善于思考、敢于探索，努力實現用最低的造價實現最大的經濟效益的優化目標。
參考文獻：
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[3] 辛海虹. 結構設計優化技術與其在房屋結構設計中的應用[J]. 價值工程,2010.
關鍵詞：質量；結構抗震；承載力；結構設計
前言：隨著我國城市化進程的加快,我國的房地產市場交易日益活躍,房屋價格節節攀升,對于老百姓而言,買房是平生的頭等大事,幾乎花掉大半生的積蓄,與此同時我國內陸地震頻發（2008年5月12日汶川地震,里氏7.8級;2010年4月14日玉樹地震,里氏7.1級）,因此房屋的質量不僅關系到人們的切身利益,還在危急時刻直接影響到生命財產安全。作為一名結構工程師,我們必須把設計質量放到最最重要的位置,設計前深思熟慮,設計中一絲不茍,采取多種措施確保并提高結構設計質量。
1 設計樓板常見問題
樓板是建筑工程中的主要承重構件，它將樓面,屋面的荷載傳給其周圍的墻或梁上，樓板的設計問題必將連帶梁、墻、柱等構件安全。若對整個設計考慮不周，很容易出現設計質量問題，有的還可能存在嚴重的質量隱患。樓板設計中常見如下幾個問題。
1.1 設計時為了計算方便或因對板的受力狀態認識不足，簡單地將雙向板作用按單向板進行計算。使計算假定與實際受力狀態不符，導致一個方向配筋過大，而另一方向配筋不足，致使板出現裂縫。
1.2 樓板承受線荷載時彎矩計算問題。在民用建筑中，常在樓板上布置一些非承重隔墻，故樓板設計中，通常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進行樓板的配筋計算。有些設計人員圖省事，錯誤地將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積。這樣會造成非承重隔墻分布寬度內配筋量不足，而此板塊其它部分配筋過大，這樣隔墻處樓板會出現裂縫。
1.3 雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個方向均產生彎矩，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。一般長向的有效高度比短向的有效高度小 d（d 為短向鋼筋的直徑）。有的設計者為圖省事或對板受力認識不足，而取兩上方向的有效高度一致進行配筋計算，致使長跨有效高度偏大，配筋降低，致使結構構件存在的質量隱患，甚至出現開明縫的現象。
2 磚混結構房屋中構造柱兼作承重柱用
在磚混結構中，構造柱不但能夠提高墻體的抗剪能力，而且構造柱與圈梁聯結在一起，形成對砌體的約束，這對于限制墻體裂縫的開展，維持豎向承載力，提高結構的抗震性能有著重要的作用。在當前結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，這種作法將引起以下幾個問題。
2.1 構造柱作為承重柱使用后，使得構造柱提前受力，這不但會降低構造柱對墻體的拉結和約束作用，而且結構一旦遭遇地震作用時，在構造柱位置必然形成應力集中，首先破壞。這
樣構造柱不但起不到其應有的作用，反而成為房屋結構中的一個薄弱的部位。
2.2 構造柱一般生根于地圈梁中，沒有另設基礎，構造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎的抗沖切、抗彎曲及局部承壓強度必然不能滿足要求。柱底基礎一旦發生沖切或局部承壓就會
出現裂縫。建議承重梁下的柱子應按承重柱設計。若梁上荷載和跨度都比較小時，構造柱也可布置于梁下，但此時必須按不考慮構造柱作用來驗算墻體的局部承壓和抗彎強度，經驗算滿足，方可在梁下布置構造柱。
3、重視概念設計，做好與相關專業人員溝通
人們在實踐的基礎上,由感性認識上升到理性認識,從而形成概念,它反映了客觀事物的本質特征。概念設計是結構工程師一項不可或缺的基本功,正確的概念設計好比是選擇了一條正確的道路,是結構設計合理、安全、經濟的前提,它貫穿于工程設計的全過程。概念設計
必須通過深厚的基礎理論、對結構原理和力學性質的深刻理解和長期而豐富的工程經驗積淀而成。結構工程師只有具備高水平的概念設計,才能完成高水平的設計成果。
同時，結構設計工作不能孤立獨行,需要與其他專業多溝通,多配合。因此要提高結構設計水平,不但要具備本專業的扎實的基本功,還要對相關專業有基本的了解并取得相關專業的支持和配合。涉及其他專業的技術問題,結構工程師要積極組織和參加各專業的協調會議,統一標準,達成共識,最終確定設計原則,做到透徹把握建筑意圖、充分了解設備專業的功能和需要,避免在出圖后因各專業不協調而導致的變更和返工。
4、正確運用計算機輔助設計
當前,計算機輔助設計系統在建筑設計領域被廣泛應用,工程師在計算機上進行結構分析工作,用計算機輔助完成大部分的圖紙設計,因此了解計算機程序的功能、正確使用設計軟件直接影響到結構設計的水平。中國建筑科學研究院PKPMCAD 工程部開發的PKPM系列微機建筑工程CAD 系統、廣東省建筑設計研究院和深圳市廣廈科技有限公司聯合開發的廣廈建筑結構CAD 等等都是比較優秀的建筑設計軟件,涉及的內容比較全面,與AUTOCAD兼容,可操作性強。需要指出的是設計軟件都是根據國家現行規范的要求結合不同的結構體系的受力特點加以模擬簡化得來,因而設計軟件都有一個有效使用期限和合理適用范圍。隨著建筑業的發展,建筑物規模越來越大,形式也日趨復雜,使得建筑結構設計的內容增多,難度增大,這就要求設計人員了解所使用軟件的特點和適用范圍,熟悉和掌握各項參數的選取條件,真正做到計算機為人服務,為工程設計服務。
5、綜合考慮優化結構設計
在結構設計中要考慮優化設計,綜合考慮各方面因素,盡量采用最為經濟和合理的方案。全面考慮各個受力構件的可能承受的各種荷載,豎向承重構件把豎向荷載傳遞到基礎上,還承受風和地震等水平荷載,以及溫度應力,這些都要考慮到,布置時要把承重構件放在有利于承受水平荷載和溫度應力的位置。要限制剪力墻的間距,確定樓板剛度滿足整體工作的要求。水平承重構件的布置,也要綜合考慮多方面因素,力爭做到傳力路徑簡短,以最快的方式將樓面上的荷載傳遞到主梁上,再由柱和剪力墻傳遞到基礎和地基。在設計地基基礎時,要根據基
本理論知識,結合豐富的實際經驗,預見可能出現的各種問題,并分析出合理的解決方案。計算過程要牢記“強柱弱粱、強剪弱彎、強壓弱拉”的原則,不可隨意加大配筋量,要考慮構件的延性性能,對薄弱部位注意加強。對于鋼筋的錨固長度尤其是直線段錨固長度,要注意溫度應力的影響。平面和立面的布置,要按照均勻、對稱和規整原則進行,考慮多道防線,力爭避免出現薄弱層。結構的選型和布置及計算的整個設計過程,要綜合考慮各方面因素,并進行極限狀態的驗算,以保證結構設計的方案安全合理。
6、加強抗震設計的理念
由于地震的不可預見性, 我們能做到的就只有最大限度的“抗震”而不是“防震”。我國是一個地震災害發生比較頻繁的國家,我們不斷地從地震后的房屋中汲取經驗教訓,我國的《建筑設計抗震規范》也在歷次大地震后做了修編和完善,從84年版到76年版, 2001年版到2008年版,再到汶川、玉樹地震后的2010年版（2010年12月1日開始實施）,結構工程師在進行設計工作時嚴格按照“抗規”中的抗震設計原則和抗震設計構造的要求進行抗震設計,只有做到了有效的抗震設計才能有效的降低地震突然發生的造成的人員傷亡和財產損失。2010年發生的青海玉樹7.1級地震造成大量人員傷亡,大量砌體結構發生整體倒塌, 倒塌的主要原因有建筑材料質量低劣、結構不合理、結構傳力途徑不明確和抗震構造不規范,而且大多沒有經過專業設計人員的合理設計,抗震能力極差,地震來時極易倒塌。而智利發生的里氏8.8級特大地震造成的死亡人數卻較少,原因就是智力很多公共及民用建筑都采用了抗震性能較好的鋼結構（鋼結構質量輕、強度高,具有很好的延展性,發生強烈地震時,鋼結構只會變形,而不會崩塌和斷裂）。
關鍵詞：建筑結構設計；優化方法；應用
1引言
近年來，隨著人們物質生活水平的不斷提升，人們對生活質量要求越來越高，人們要求建筑物不僅具有適用性和安全性特點，還要有注意經濟性及外表美觀。設計人員在實際設計建筑結構過程中，為盡快完成建設工作，通常會注意考慮工程施工建設的便利性。所以，設計建筑結構時，要利用各種優化方法來滿足人們各方面要求，研究建筑結構設計的優化方法對房屋建筑建設具有重要意義。由于建筑結構資金占房屋建筑總投入比例很高，通過優化房屋結構設計，既能確保建筑質量安全，還能減少建設成本，提高企業經濟效益。
2建筑結構設計優化方法的內涵和特征
建筑結構的設計優化方法是全面考慮建筑方便的同時，把結構設計方法和藝術學、審美學充分結合到一起，把房屋建設的目的和房屋功能全涵蓋的結構設計方法，再優化選擇各種結構設計方案，挑選既適用又安全、美觀的建設方法，確保房屋建筑質量、建設方便性及經濟性。所以，建筑結構設計的優化方法有一些基本特征：美觀性較強；涉及很多學科，多學科的聯合性較廣；實用性很強；方便建設施工管理；既環保又節能；具有較強的科學性。建筑設計師在設計建筑結構過程中，也要敢于創新，不斷提出新的優化設計方法。
3優化建筑結構設計方法的重要意義
在設計房屋結構中充分運用結構設計優化技術不僅能夠提升建筑工程質量，還能提升建筑企業的經濟效益。我國一直提倡可持續發展理念，爭取市場效益的最大化，這就要求建筑企業不僅要滿足房屋建筑結構的長遠效益，還要盡量減少建筑結構短期投資。和以往傳統房屋結構設計比較，運用設計優化方法能夠降低建筑工程建設成本，提高優化方法技術，實現建筑企業充分利用建筑材料。伴隨我國高層房屋建筑越來越多，人們更加重視房屋建筑怎樣既滿足時展需求，又能減少建設投資的問題，而優化建筑結構設計是充分發揮機械設備和建材性能，對人們所關注的房屋建筑問題具有重要促進作用。房屋建筑結構設計如果得到優化，房屋結構各單元就能實現有機整合，進而提高建筑質量，確保人民安全居住環境。以往傳統建筑結構十分注重安全質量，建筑建設成本方面控制工作做的不到位，工程設計時期成本很高，結構設計也常存有缺陷，外觀也不夠精美，這些都難以滿足現代人們對房屋的心理需求。設計房屋結構過程中運用建筑結構設計的優化方法，技能把經濟價值、審美價值、生態戒指及使用價值有效結合到一起，還能降低房屋建設成本，節省施工材料，確保房屋結構安全，具有很高的藝術性，提高房屋建筑綜合效益。
4建筑結構運用結構優化技術的步驟
4.1建立建筑結構優化模型
選擇設計變量過程中，要把對建筑結構具有重要影響的主要參數看出變量，例如：約束控制參數和控制目標參數。對變化范圍小、影響較小或局部有關要素可以滿足設計要求的參數，可以利用預定參數表示，進而減少計算數量和設計數量，變成工作量減少，工作效率自然會有所提升。確定目標函數十分重要，優化建筑結構設計過程中，需要運用滿足預定條件的已失效概率函數及對應鋼筋截面面積，進而降低建筑工程總的建設成本。有房屋結構設計優化來講，一定要保證結構具有較高可靠度，確定優化設計有關約束條件，約束條件主要含有結構強度約束、構件單元約束、裂縫寬度約束、應力約束、尺寸約束等約束條件。設計房屋結構過程中，一定有認真比較和分析目標約束條件和實際約束條件，保證每個條件均滿足要求，爭取獲得最佳設計。
4.2合理設定優化設計方案及有關程序設計
按照可靠度所做的房屋結構優化設計有著多約束條件問題且有很多復雜變量，分析計算過程中，通常要將有約束條件的優化問題轉成沒有約束優化問題求解。優化設計常見的計算方法有復合形法、拉氏乘子法和Powell法。根據可靠度所進行的房屋結構設計優化模型和實際設計過程中利用的計算方式，為更好的實現它們的效果，可以把這些變成具有較強功能且運算速度非常快的運用程序，進而讓優化設計方案得到全面實施。
4.3綜合結果的分析
計算結構設計得出各種結果后要對這些結果進行分析與比較，通過選取各種方法的優缺點選擇效果最好的設計方案。分析計算結果時，一定要全面考慮有關問題，并多角度分析這些問題。結果分析在整個建筑結構優化設計里占有重要地位，選取科學的設計方案可以確保房屋建筑安全性、美觀感和實用合理性，并降低整個房屋結構的建設施工成本。優化建筑結構過程中，需要注意重視有關建筑技術要求，全面考慮對建筑工程具有重要影響，分析過程中，必須全面考慮科學配置，進而才能實現預期目標。
5結構設計優化在房屋建筑中的應用
5.1建筑階段性優化和壽命優化
建筑工程使用年限期間內，對各個階段都要做相應優化。房屋設計人員必須清楚每個階段特征，按照實際計算分析結果確定優化方式，進而能夠科學優化工程整體壽命。最終不僅確保建筑工程建設質量，而且提高建筑施工企業經濟效益。
5.2建筑局部性優化和整體性優化
房屋建筑在設計方面均具有相應復雜性與層次性特征。站在層次性角度看，含有建筑結構有關體系、整體設計體系及安裝體系，每個單獨體系也都含有很多下屬體系。設計人員設計房屋過程中，要對應優化每個下屬系統，突破關聯橫向性。站在復雜性角度看，房屋建筑復雜含有選取建筑施工材料和選取建筑物零部件。對每個房屋建筑來說，都要從整體上開始優化，才能實現真正的設計優化。
5.3建筑上部結構優化
設計房屋建筑上部結構需要先構建對應模型再進行系統優化。科學設計剪力墻工作非常重要，剪力墻的設置要注意確保剪力墻整體質量均勻，才能使樓層平面剛度中心點和樓層整體結構重心相重合，進而減少風力或地震給建筑帶來的破壞性作用。建設房屋建筑過程中，要盡量大開間構造剪力墻，加長剪力墻墻肢的長度，進而減少墻肢數量。
5.4結構優化和排水系統優化、電氣優化相協調
排水系統房間機械設備的荷載強度與荷載能力都很大，一定要把機械設備布置在地下室，并確保管道預留深度和尺寸能夠滿足規范標準要求，加固樓板自身鉆孔位置。除此之外，注意水平方向管線有可能會貫穿梁或柱，盡量降低管線貫穿梁或柱現象出現的概率。房屋建筑里的電氣管線安裝通常是利用導線形式裝于樓板、墻體或金屬管體外部，這種安裝方法會增加預制結構施工難度，因此，若要把管線穿過梁體，需要在梁體預留孔洞，并確保墻體寬度和梁體寬度相同。
6結束語
建筑結構設計優化在建筑結構設計中占有重要地位，合理選擇結構設計方案既能滿足有關技術要求，還能節約建設成本。建筑結構的設計優化是一個綜合性很強且十分復雜的系統性問題，設計人員一定要不斷深入研究結構設計優化方法，不斷提高自身水平，敢于創新，為人民居住提供安全保障。
參考文獻
關鍵詞：房屋結構設計設計優化理論分析應用
中圖分類號：TU318文獻標識碼： A
在房屋結構設計中，選擇最為合理、科學的建筑材料，在前期設計、下部地基基礎設計中應用最優設計方法，不僅能夠使建筑物實現審美價值與功能性的統一，同時能夠從整體上節省房屋工程建造成本，實現良好的經濟、社會效益，較好地迎合了當前科學發展觀、可持續發展理念的要求。
一、關于建筑結構設計及優化的理論分析
1.所謂的建筑設計，就是設計師把美觀、實用等一些原則綜合起來，然后根據一些不同地區的不同情況加以綜合利用，運用一些建筑學的原理，進行設計。從建筑學的理論上來看，能具體體現的有兩部分：第一房屋工程的結構設計，第二房屋工程的結構優化設計。就房屋工程的結構優化設計具體包括頂部優化方案的設計、內部結構細小部分的優化設計、圍護結構優化的方案設計，還包括造價方面的分析、周圍設施的布置、建筑物的受力分析等等。房屋的設計不僅僅在前期需要注意，還涉及施工及建設的后期。在具體的施工過程中，還是要根據實際的情況來選擇最佳的建筑方案，以房屋建筑的綜合指數最好的方案進行房屋的建筑和設計。
2.這樣的環境對建筑設計師有了新的要求和挑戰，所以身為一個設計師，要勇于面對新的挑戰和難題，不斷進行綜合的對比和分析，從而選擇出最佳的方案。在一些建筑設計的過程中，建筑師要以自己所學的理論為基礎，然后根據當地的具體環境和條件，還要結合安全、美觀、實用、大方、節省材料的原則因地制宜進行方案的設計工作，從而達到最佳的效果。建筑設計師在工程的基礎之上進行一些方案的具體的設計和步驟之后，在平面上，建筑物應該盡量對稱，盡可縮小一些差異，比如質量中心與剛度中心的距離要小，這樣一來，建筑物在水平方向承載一些壓力的時候不會產生一些或大或小的扭轉，有助于增強建筑物的穩定性。在豎方向的布置上，在滿足基本功能的前提下，要保障承載重量結構部件的通暢，盡量避免轉換器的使用，這樣有助于減少施工的步驟，而且節省了一部分的材料。同時，這樣的設計比加轉換器的設計更加穩重，提高了建筑整體安全性。
二、關于建筑結構設計優化方法在房屋結構設計中的應用
1.分階段優化與壽命優化。在限定時間內，每一個項目工程都有使用的期限，而且在每一個環節中，都可以設計出多種方案以供參考與挑選。也就是說，在每個階段，都可以對方案進行優化。因此，房屋建筑結構的設計人員可在確定優化方法的時候，可以將各個階段的性質作為依據，從而優化整體工程的壽命，并對建筑的施工質量予以保障，使得企業的經濟收益能夠有所增加。
2.局部優化與整體優化。復雜性與層次性是任何一個項目建筑設計都具備的兩大特點。從復雜性方面來看，其主要包括零部件的選取、建筑原材料的選取以
及結構類型的選取等內容。從層次性方面來看，其主要包括建筑的結構體系、設計體系以及安裝設計體系等，而在每一個體系之內又包括了很多個下屬體系。在設計房屋建筑的時候，設計人員應該優化各個下屬的系統，沖破各個布局間的橫向關聯，對工程進行疊加。因此，在建筑任何房屋的時候，優化的著眼點都應該是整體而非局部。只有這樣，才能達到真正設計優化的目的。
3.房屋基礎地基優化設計。房屋地基作為其結構設計的關鍵，為達到優化設計的目的，首先需要確保其地基結構設計的最優規劃。隨著建筑行業的飛速發展，房屋地基設計也正根據其建筑成品的功能、具體形態不同，其對地基的具體標準要求也存在著強弱差異，基于房屋基礎地基設計更需要從其實際情況出發，設定好地基實際勘測計劃，在結構優化設計時，秉承節省工程造價的原則，若地基設計主要以地樁為基礎，則需要根據實際受力情況，對不同材質的地樁進行考察，選擇最佳的設計方案。
4.對建筑主體上部結構進行的科學性優化。房屋建筑的上部結構設計應當建立相應的模型并進行系統的優化。整個過程最先一步就應當合理地設置剪力墻，保證剪力墻整體的質量是均勻的，這樣能將樓層中平面剛度的中心點重合于樓層整體的結構重心，從而減少地震或者風力等對其的破壞性。在房屋建設時，如果條件允許，要盡可能地對剪力墻進行大開間的構造，加長剪力墻的墻肢長度，這樣就能減少墻肢的數量，還能在符合標準的基礎上減少混凝土的使用。另外，剪力墻里的暗柱是拿一般性鋼材鑄造而成，如果采用較大的剪力墻就可以減少相對的鋼筋使用數量，減少相應的成本。然而如果建筑的本身不具有相應的條件，而且對于抗震抗壓的要求較高，就不得構造過大的剪力墻。
5.選擇節能指標較高的結構設計類型。將建筑結構設計方案應用于房屋結構設計中主要是為了在降低工程造價的基礎上，提升房屋建成后的整體效益。因此，需要選擇節能指標較高的結構設計類型。常規設計中主要有三種房屋結構形式，分別為短肢剪力墻結構、框架結構及框架與剪力墻融合的結構模型。第一種結構設計的抗震性能較高，且并不需要較多材料的選用，第二中結構設計由于其柱截面較大會影響房屋內部家具的布置，而第三種結構綜合適應能力較強，抗震效果好，且抗測力效果較為明顯。三種結構類型均有其自身存在的優缺點，在選擇最優設計方案時同時需要從房屋實際需求出發，將造價與后期效益均納入考慮的范疇，據實際情況選擇最佳設計方案。
6.結構優化與建筑優化保持協調。對于結構的設計要保證建筑的整體結構與整體平面緊密配合，這樣能實現建筑本身的美觀與結構的相應合理性的效果。對于建筑系統來講要保證簡潔，墻體與支柱不能有錯位的現象，高度要與截面的面積相通。在樓體設計時，自身受力較多的轉角區域，要選擇高強建材做為承重的材料，從而能夠更好地降低自重。對于整體來講要保證重心、剛心、質心三者正確交疊，防止扭轉的狀況出現。
隨著我國人口的不斷增長，一寸土地一寸金的情況在我國也一直持續著。土地價格的飛漲要求建設單位更加嚴格的控制建設成本，這也導致建筑行業的競爭越來越激烈，而優化房屋的結構設計是建設單位實現低投入高回報的有效途徑之一。此外，隨著對國民經濟實行的一系列宏觀調控，國家要求建筑設計單位進一步響應國家的四節一環保要求，在保證建筑外形美觀合理的情況下，提高建筑的使用舒適度。優化建筑設計結構，是每個建筑設計單位均需要面臨的問題之一，它是建筑企業實現與時俱進的重要體現。
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Abstract： Under the comprehensive analysis of demands and present situation of building structural design， this paper outlines the basic principles and specific measures of structural design， carries on analysis and summary combined with examples， forms a full range of building structural design application mode for involving modern technology application skills， such as concrete structural application of double-reinforced cement， the combination design of public space， the floor without beam structural characteristics， the foundation process of the basis construction and so on to solve the key and difficulty practical problems design applications. Through optimizing the design process for the structures of construction to better achieve the overall optimization of building structural design as well as achieve economic， scientific and rational design requirements.
關鍵詞： 房屋；結構設計；優化；實踐應用
Key words： house；structural design；optimization；practical application
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）06-0108-02
0 引言
隨著經濟多元化趨勢的不斷深入，在房屋建筑領域的發展空間中，對房屋建筑造型和建筑的整體功能有了全面的要求提升，不管是工業建筑還是民用的私人住宅建設等，建筑結構設計的藝術應用和質量把握成為了當前著重考慮的因素，在全面構建建筑結構設計的整體性能的基礎上，尋求結構設計的實際應用模式，對于建筑結構的本身設計有著重要的實際意義。
1 概述房屋建筑結構設計的整體觀念
1.1 精心選定設計方案 隨著建筑結構形式的多樣化，在實際的建筑施工中，為了最大程度的滿足施工的需要，結構設計開始向著越來越裝拆簡單、移動方便、承載性能強、使用安全可靠、適用經濟的方向發展。以建筑結構設計中常見的腳手架為例，有落地腳手架、挑架、爬架等之分。其中使用最普遍的腳手架是落地腳手架，它具有裝拆方便，搭設靈活，能適應建筑平、立面變化等優點，但是它的搭設高度受到一定的限制，并且因為它具有周轉材料用量大，占用周期長的缺點，很難滿足高層建筑施工的需求。
1.2 建筑結構設計的類型應用 在建筑結構設計的主要依據點上，側重點就是關于質量，比如抗震等級、人防等級、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關因素，同時還包括對設計圖紙的詳細了解和掌握，在鋼筋水泥的質量要求、地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級，基本雪壓和基本風壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結構的類型需要，如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質作用，地基土凍結深度、設計活荷載值、混凝土結構的環境類別、材料等級、強度等級、材料性能、施工質量的特別要求等，是在建筑結構設計中要考慮的要素。
2 分析建筑結構設計的整體原則
2.1 經濟性建設原則 優化技術是指在滿足建筑結構長遠利益的同時，最大程度的減少建筑結構的近期投資，最大限度的提高建筑結構的可靠度和合理性。通過采用優化技術，材料的性能價值會得到最大化，建筑結構內部各單元也會得到很好的協調，并且建筑規范所規定的安全度也會大大提高。
2.2 結構設計優化方法應用 一般來說在設計房屋建筑結構時會從以下五方面來考慮：適用、安全、經濟、美觀、便于施工，而建筑優化設計技術方法的應用不僅可以滿足建筑美觀、造型優美的要求，也能夠有效增強房屋結構的安全性、經濟性和合理性，它主要體現在房屋工程分部結構的優化設計和房屋工程結構總體的優化設計量等方面。其中房屋工程分部結構優化設計又包括基礎結構方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計等方面，可以說優化設計涉及建筑結構的很多方面。
在實際的結構設計中，應該注意很多的問題，比如為了使建筑物不被水平荷載作用發生太大的扭轉，應該在滿足設計意圖的同時，盡可能的使平面布置規則，縮小剛度和質量中心的差異等。
3 探討房屋結構優化技術的實踐應用方式
3.1 框剪設計的整體思路 框剪結構集框架結構布局靈活、剪力墻結構剛度較大的優點于一身，使得該種結構體系具有較好的延性和整體性。目前框剪結構已被廣泛的應用于公用建筑、住宅等高層建筑中。在這個結構的剪力墻可以單獨設置，也可以利用一些其他的墻體，比如電梯井、樓梯間等，此外，這個結構還可以有效的提高側向剛度。在實際的建筑施工中，主要有剛性、剛柔、柔性等不同的價值計算方法，一般來說選用哪種計算方法會根據抗震質量的不同來進行合理的選擇，比如為了改善結構的抗震性能，應該注意場地的土質類別，對不同土質采取不同的加剪力墻等。
3.2 復合地基形成法的技術提升 通過對被加固土體填充相應的材料，改變土體的結構，使土體被增強或被置換形成一定的增強體，由增強體和周圍地基同承載荷載，形成復合地基的一些地基處理方法。在建筑施工中，根據特殊地質條件對地基承載力的要求，而選用不同的處理方法達到相應要求。比如通過填充砂和石料深入土體，被置換或擠密，從而達到提高承載力的目的等。
3.3 多層鋼筋混凝土框剪結構設計 在多層鋼筋混凝土框剪結構的設計上，全面把握設計的主要點，分析梁柱以及剛接或者鉸接相連促成的承載重量體系，在依據設計圖紙和文件的前提下，全面把握設計圖紙的客觀需要，同時加強規范性施工和管理，讀懂并理解設計圖紙中的每一項內容，達到按圖紙施工、依據圖紙設計的目的，作好技術交底。根據建筑結構的實際需求，可以采用現澆式框剪設計，就是通過梁、柱、樓蓋的現澆鋼筋水泥混凝土結構，增強建筑結構的整體性能，提升抗震能力，在實際建筑設計中可以廣泛應用；同時，還可以采用預制裝配式設計，就是指梁、柱、樓板均為預制，這樣可以減少工程的難度，提高工程的速度，但是，整體建筑質量的性能不是很強，抗震效果、漏水系統等會有一定的偏差，可以結合地質條件進行考慮。
3.4 框架梁、柱箍筋間距的優化 對不同抗震等級的框架梁，柱箍筋加密區的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規定。側重點就是關于質量，比如抗震等級、人防等級、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關因素，同時還包括對設計圖紙的詳細了解和掌握，在鋼筋水泥的質量要求、地基基礎設計等級、砌體結構施工質量控制等級，基本雪壓和基本風壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結構的類型需要，如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標高、防水設計水位和抗浮設計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質作用，地基土凍結深度、設計活荷載值、混凝土結構的環境類別、材料等級、強度等級、材料性能、施工質量的特別要求等，是在建筑結構設計中要考慮的要素。
4 結語
房屋建筑結構設計是一個綜合性很強的技術活，無論是從建筑結構的實際需求出發還是建筑本身的特點出發，在充分考慮地質條件、施工手段、技術應用、質量管理等綜合因素的基礎上，力求結構設計與實際發展相融合，形成和諧性的發展模式，整體推進建筑結構設計與實際施工的方法應用相結合，更好的提升工程設計的質量。
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關鍵詞：建筑結構；優化法；房屋結構；設計應用
在市場經濟不斷發展的今天，建筑市場的競爭也不斷加大，企業為了能夠在這樣激烈的競爭下依然穩步的發展，就要不斷的進行革新，對施工設計及方法進行深入探究，建設出既美觀又安全的建筑，滿足人們的需求，才能在市場經濟的機制下立于不敗之地。在建筑建設時投入較大的部分是建筑結構方面的資金投入，為了減少這部分的投入需要不斷的優化結構設計，在確保建筑質量安全的基礎上，對房屋建筑設計進行規劃，制定建設方案，合理的安排施工項目，把控施工的整體結構，增加企業經濟收益。下面即是從結構優化方法的重要性和應用兩個方面入手，對建筑結構設計優化方法房屋結構設計進行分析和討論，借此為相關工作者提高參考。
1 房屋建筑結構優化方法的重要性
如今，隨著城市化進程的不斷加快，城市建筑土地資源越來越緊缺，因此高層或超高層住房將成為城市住宅的發展方向，相較于傳統的建筑模式，高層建筑等新型建筑的建設具有更大的難度，這就要求相關的施工建設人員應該重視房屋結構優化問題，在減少資金投入的同時，進行細致的建筑設計方案規劃，運用新技術和新理念，建設出既安全又經濟的建筑。根據相關數據可以看出合理的房屋結構設計可以減少建設資金投入，與沒有進行設計優化的建筑相比采用優化法進行優化后的建筑能夠節省10%～20%的建設費用。不過，在實際的施工建設過程中，優化設計的實施往往不是一帆風順的，可能因為多方面的限制而難以進行。首先，很多施工單位都會因為趕工程進度，而不顧施工質量，對于房屋設計的缺陷不予及時的優化處理，而對最后的建筑質量造成影響。其次，還有一些施工建設人員自身經驗不足、專業素質不高，無法進行建筑設計優化。最后，還因為一些施工建設人員和設計人員只注重建筑的部分建設，而忽視建筑的整體設計，不能準確的制定工程預案，影響建筑整體的造價。對建筑的結構進行設計優化能夠合理的規劃建筑設計，減少工程資金投入，房屋結構各個方面整合起來，保證建筑質量，為人們提供經濟安全的住房。
2 房屋建筑結構設計優化方法的應用
2.1 整體優化和局部優化
建筑設計都有一定的層次和復雜性，首先從層次性方面來說，其一般包含建筑的設計體系、結構體系及安裝設計體系等，而每一個體系內還有很多分支體系。相關的設計人員在設計建筑時，要根據實際情況參照不同分支體現的特點進行優化，逐步攻克難關，完成整個工程；其次從復雜性方面來說，其一般包含建筑原料選取、零部件選取、結構類型選取等內容。因此，無論是什么樣的房屋建筑，都可以從整體分層、細化的進行優化，實現設計優化的目標。
2.2 分階段優化
在一個工程項目中每一環的建設都是相互關聯的，每一個環節都有自己的優化設計方案，在進行工程建設時對這些環節進行分階段的優化有利于整體工程的優化設計，有效的保證建筑的施工質量，增加企業經濟收益。
2.3 樁基礎優化
灌注樁和預制樁是樁基礎的兩種類型。灌注樁是施工的重點項目之一，其施工時過程復雜，工期較長，難以把控質量。所以，在沉降符合相關標準的基礎上，可以進行預制樁施工法，結合深層樁基，加大土壤對樁身的摩擦，并選用長度的預制樁。
2.4 上部結構優化
對房屋建筑上部結構進行優化，首先需要將剪力墻進行合理布置。具體做法是讓剪力墻質量保持均勻，使得對稱樓層平面中心和同樓層結構重心重疊在一起，減小地震、勁風等外部作用力的影響。在房屋類型達到標準的情況下，要應用大開間的剪力墻構造，適當的增長剪力墻墻肢，減少墻肢數量，降低混凝土應用。其次因為剪力墻的暗柱通常都采用的是鋼筋，這樣就可以應用大開間剪力墻來減少鋼筋的數量。不過，在建筑場地地質復雜或較差的情況下，不能削減鋼筋數量，這時就不適合運用大開間剪力墻構造。
2.5 建筑結構協調優化
房屋建筑設計還要在確保建筑結構不受影響的情形下和整體平面保持緊密配合，真正的實現美觀、安全。建筑柱及墻布置，需要和房屋建筑平面的基本功能需求相一致，統一各個房間進深以及開間大小。簡化建筑系統，避免出現墻與柱錯位的現象，保持每一層的高度和截面面積相同。還要注意的是在進行樓體或電梯設計的時候，一定要在一些應力集中或受力方向較多的轉角區域進行加固，采用承重能力較強的建筑材料，而在一些非承重構建結構中運用材質相對較輕的建筑材料，合理布局整體的建筑結構，減輕其自重，保證重心、剛心及質心交疊，避免扭轉情況的出現，保障整體建筑在合理布局的規劃下進行施工建設。
2.6 排水結構協調優化
在工程建設中建筑的給排水專用房里面往往會有很多機械設備，這樣會加大其負荷量，因此需要盡量把水泵安置于地下室中。值得注意的是排水房間中的管道數量較多，且大小不一、粗細不同，所以要在樓板上加固穿孔位，預留符合標準的孔洞，盡量不要設置會影響水平方向管線貫穿柱和建筑梁結構的孔洞。如果管道貫穿的是房屋的承重墻，還應該注意對墻體進行加固和維護。盡可能確保結構的布設同管網體系相協調，避免出現管道繞柱或梁的狀況。
2.7 結構同電氣的協調優化
如果用導線的形式將電氣的管線安裝于金屬管外部或墻體、樓板處，那么就會加大施工難度。因此，在管線貫穿建筑梁的情況下，需要在保證墻體厚度的同時在建筑梁上打孔，并要保證墻體一側平面和建筑梁齊平，不能讓管線暴露在墻體外。
3 結束語
總的來說，對建筑的結構進行設計優化，不但能夠減少工程預算，而且可以確保建筑自身的功能。同時，需要注意的是建筑企業及開發商絕對不能只追求經濟利益而不顧建筑質量，不能為了使結構設計優化實現經濟最大化而削弱技術性能、縮減建材的質量。需要明確房屋結構的設計優化的最終目的是在保障建筑的功能和質量基礎上增加企業收益，因此相關的建筑設計人員就要不斷提高自身的專業水平，運用新的技術，設計合理的方案，優化建筑結構設計，建設安全經濟的房屋。
