房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法精選(九篇)
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第1篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法；實(shí)際應(yīng)用
一、前言
近年來，人們對生活質(zhì)量的要求不斷的提高，對房屋建筑的要求逐漸的從實(shí)用性向功能性、安全性、可靠性方向轉(zhuǎn)變，這給房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，如何提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，已經(jīng)成為房屋建筑企業(yè)亟待解決的問題，同時也是社會各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。通過將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠有效的保證房屋建筑的功能性、經(jīng)濟(jì)性以及實(shí)用性。因此，文章針對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法實(shí)際應(yīng)用的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的概念以及重要性分析
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的概念。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是從理論、經(jīng)驗(yàn)上對進(jìn)駐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，以建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論為依據(jù)，同時憑借經(jīng)驗(yàn)對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與認(rèn)知，以此對建筑結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行優(yōu)化，是對建筑設(shè)計(jì)以及工程部分的設(shè)計(jì)優(yōu)化與完善。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，以及降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的難度，應(yīng)該嚴(yán)格的控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)，進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足實(shí)際需求。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的重要性。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)中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠有效的控制房屋建筑工程的造價，還能夠滿足建筑的實(shí)用性與美觀性。對于建筑企業(yè)來說，希望以最少的投資獲得最大的利益，因此必須保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、可靠性以及科學(xué)性，這就要求對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。與傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)在于：保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性；合理協(xié)調(diào)房屋建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的所有單位；合理的利用材料的性能；降低工程造價6%-35%。由此可見，通過將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠有效的提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性、實(shí)用性以及經(jīng)濟(jì)性。
三、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)中的實(shí)際應(yīng)用分析
1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法分析。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法主要包括以下幾種：（1）拓?fù)鋬?yōu)化方法，拓?fù)鋬?yōu)化方法的主要內(nèi)容是尋找建筑結(jié)構(gòu)剛度最理想的傳力模式或者分布方式，以此優(yōu)化結(jié)構(gòu)的性能或者降低建筑結(jié)構(gòu)的自重，拓?fù)鋬?yōu)化方法是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初始階段提出的概念性設(shè)計(jì)，通過整數(shù)變量的形式或者邏輯變量的形式來表現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際分部形式，以此或者最佳的布局設(shè)計(jì)方案，該種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法與其他方法相比，其經(jīng)濟(jì)效益更高，更容易被廣大工程設(shè)計(jì)人員所接受；（2）外形優(yōu)化方法，外形優(yōu)化方法的研究時間相對較短，指的是在結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一定的基礎(chǔ)上，調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)部形狀與框架，以此對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，以對象為標(biāo)準(zhǔn)將外形優(yōu)化方法分為兩種，即桿系結(jié)構(gòu)與連續(xù)體結(jié)構(gòu)，對于桿系結(jié)構(gòu)外形優(yōu)化方法，應(yīng)該以節(jié)點(diǎn)作為為設(shè)計(jì)變量，然后進(jìn)行截面優(yōu)化，通常采用分布優(yōu)化與綜合優(yōu)化進(jìn)行求解；對于連續(xù)體結(jié)構(gòu)，通常采用數(shù)值、解析兩種方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)外形優(yōu)化；（3）截面優(yōu)化方法，截面優(yōu)化方法是采用有限元方法計(jì)算設(shè)計(jì)變量的所受應(yīng)力與結(jié)構(gòu)位移，通過科學(xué)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法以及靈敏度分析，實(shí)現(xiàn)對房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
2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)中的實(shí)際應(yīng)用分析。文章以某房屋建筑工程為例，該房屋建筑工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積為6408平方米，由于施工現(xiàn)場條件有限，建筑平面長度設(shè)計(jì)為58.1米，寬度設(shè)計(jì)為15.6米。該建筑工程總共7層，層高設(shè)計(jì)為3.6米，走廊寬度為2.4米，房間開間進(jìn)深為6.6米，地基承載力控制在120kN/O-140kN/O之間，由于冬季氣溫相對較低，并且地下水深度為7m左右，地下水、降水會對混凝土造成侵蝕，為了保證該房屋建筑工程的安全性和可靠性，需要采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和完善，具體表現(xiàn)為：
2.1創(chuàng)建房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。想要實(shí)現(xiàn)對房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化，應(yīng)該創(chuàng)建完善的房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，具體步驟表現(xiàn)為：第一步，合理的選擇設(shè)計(jì)變量，在選擇設(shè)計(jì)變量時，應(yīng)該將影響建筑結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，例如約束控制參數(shù)、目標(biāo)控制參數(shù)等，同時還存在一些影響相對較小、變化范圍也相對較小，能夠滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求的一些參數(shù)，通常采用預(yù)定參數(shù)表示，這樣能夠有效的降低編制程序工作量、計(jì)算量以及設(shè)計(jì)量；第二步，確定目標(biāo)函數(shù)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時，應(yīng)該尋找一組可以滿足預(yù)定條件的截面相應(yīng)的幾何尺寸、鋼筋截面積等的函數(shù)，以此降低工程造價；第三步，確定約束條件，為了保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的可靠性，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時，應(yīng)該確定優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)約束條件，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的約束條件主要包括結(jié)構(gòu)體系約束、應(yīng)力約束、構(gòu)件單元約束、尺寸約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、裂縫寬度約束等，同時在進(jìn)行房屋建構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)該對實(shí)際的約束條件與目標(biāo)約束條件進(jìn)行比較分析，以此保證所有的約束條件都能夠滿足相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)對房屋建筑結(jié)構(gòu)的最佳設(shè)計(jì)。
2.2設(shè)計(jì)計(jì)算方案與程序。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的優(yōu)化，在此過程中會涉及到眾多的變量與約束條件，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算的過程中，應(yīng)該充分、全面的了解這些變量與約束條件，并進(jìn)行科學(xué)的分析，采用數(shù)學(xué)計(jì)算方式，實(shí)現(xiàn)對房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。當(dāng)創(chuàng)建了模型以及確定設(shè)計(jì)方案之后，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)方案制定相應(yīng)的程序，把相關(guān)變量錄入計(jì)算機(jī)，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)變動時，應(yīng)該改寫基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行重新錄入，由計(jì)算機(jī)根據(jù)相關(guān)的編程數(shù)據(jù)得出相應(yīng)的結(jié)果。
2.3結(jié)果分析。當(dāng)計(jì)算機(jī)計(jì)算出結(jié)果之后，應(yīng)該對結(jié)果進(jìn)行分析，以此判斷設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)該保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足結(jié)構(gòu)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，這就要求設(shè)計(jì)人員從多個方面考慮，綜合分析之后更好的完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度，在不影響整體施工質(zhì)量的前提下，降低施工企業(yè)的施工成本。因此，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該正視經(jīng)濟(jì)與技術(shù)之間的矛盾，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效的的解決經(jīng)濟(jì)與技術(shù)之間的矛盾，盡可能的降低施工成本消耗。
四、結(jié)束語
總而言之，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，通過將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠保證房屋建筑的安全性，降低投入成本，為人們建造安全、美觀、舒適、實(shí)惠、耐用的房屋建筑工程。
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第2篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法
中圖分類號：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
目前，人們生活水平不斷的改善，在房屋建筑方面，不但對其安全性和實(shí)用性增加了要求，同時對美觀性和經(jīng)濟(jì)性的要求也提高了一個層次。因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須有效實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)才能滿足人們對房屋建造的各種要求。也就是說，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，才能使房屋結(jié)構(gòu)具有美觀性、經(jīng)濟(jì)性、合理性、實(shí)用性。除此之外，仍需要結(jié)合優(yōu)化方法和設(shè)計(jì)方法，發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的使用功能和空間使用率，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的預(yù)期目標(biāo)沒，控制工程造價，使房屋建筑業(yè)獲取最大利益。
1、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問題
社會體系中建筑物屬于一種藝術(shù)產(chǎn)品，建筑師設(shè)計(jì)一個合格、滿意的建筑物，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑物的結(jié)構(gòu)功能、配置和美觀性進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在房屋建設(shè)中占據(jù)著非常重要的位置，同時對完善和充分發(fā)揮工程功能起到重要的價值。而科學(xué)合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)功能主要取決于是否合理利用建筑資源，同時在建筑工程中也可以作為減少突發(fā)性損失的解決方法，所以，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)結(jié)果設(shè)計(jì)分析整個建筑物的構(gòu)造，并對其應(yīng)當(dāng)注意的問題尋找合理化的解決對策，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的價值。
1.1基礎(chǔ)工程的合理設(shè)計(jì)
基礎(chǔ)工程配合和支撐是建筑結(jié)構(gòu)的前提條件，從建筑工程方面考慮，地基施工的質(zhì)量高低對建筑物的高低起著重要的作用。設(shè)計(jì)一份合理的基礎(chǔ)工程方案有助于增加整個基礎(chǔ)工程的功能性、耐久性，同時對于建筑設(shè)計(jì)結(jié)果的耐久性和適應(yīng)性也有著重要的指導(dǎo)意義。所以，選擇合理、實(shí)用、安全的基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)方案，同時針對地質(zhì)勘察資料中存在的不確定因素進(jìn)行研究和探索，并找到一份科學(xué)合理的解決方法，對房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有重要的意義。
1.2鋼結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)
鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)中占據(jù)非常重要的位置，通過減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板，提高面積使用率。在建筑結(jié)構(gòu)中將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng)，具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、臺風(fēng)災(zāi)害的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)包括整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)，因此，構(gòu)件或框架的穩(wěn)定性成為設(shè)計(jì)的主要問題，在這種設(shè)計(jì)前提下，在選擇和應(yīng)用合理的構(gòu)件或框架之前必須對相關(guān)資料進(jìn)行分析和研究，及時解決與設(shè)置有關(guān)的受力問題。對于提前解決與受力相關(guān)的問題，在結(jié)構(gòu)中很大程度上增加建筑的穩(wěn)定性，同時對抵抗地震問題也起到了一定的作用。
2、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法
造價在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中是一項(xiàng)最為重要的步驟，并且在整個工程中也是最為關(guān)鍵的問題。針對控制造價的高低應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的效果非常顯著，對于整個工程而言可以獲得非常滿意的經(jīng)濟(jì)效益[1]。所以，在工作中，相關(guān)施工人員和設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)以合理適用、經(jīng)濟(jì)科學(xué)的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)施，選用現(xiàn)代化的科技手段制定一個合理的建筑設(shè)計(jì)方案，從而達(dá)到建筑工作的條件和設(shè)計(jì)的要求，同時在一定程度上也使工程造價得到了控制，使工程實(shí)施經(jīng)濟(jì)效益最大化。
3、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用
在建筑結(jié)構(gòu)實(shí)踐中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)和方法是研究和討論房屋設(shè)計(jì)的主要課題之一，主要內(nèi)容是針對建筑工程項(xiàng)目中前期設(shè)計(jì)、整體設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)所研究出的一項(xiàng)解決方法，實(shí)施這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法不但可以有效控制工程造價，也保留了功能性能的合理設(shè)計(jì)，對實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)利益具有重要的作用。
3.1前期設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)當(dāng)注意的問題
前期方案在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須得到確定，從而明確設(shè)計(jì)方案的方向，并且確定后前期方案對建筑的總投資也會產(chǎn)生直接的影響。目前，在前期方案設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者對階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并未進(jìn)行研究和分析，在進(jìn)行進(jìn)駐設(shè)計(jì)時大部分的設(shè)計(jì)者都會忽略設(shè)計(jì)的可行性和合理性，這也是房屋結(jié)構(gòu)中存在的常見問題[2]。這種設(shè)計(jì)方案對建筑設(shè)計(jì)結(jié)果會產(chǎn)生很大的影響，同時也可能會增加基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度，從而增加建筑的總投資。相反，若在前期方案設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者加強(qiáng)了對階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視，將其與實(shí)踐情況結(jié)合，制定合理的設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)形式，則可以滿足不同類型的建筑物要求，也就為下一步驟的實(shí)施起到了良好的鋪墊作用。
3.2直覺設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
針對某個建筑方案在沒有相關(guān)數(shù)據(jù)信息的條件下，會使設(shè)計(jì)產(chǎn)生很多不確定因素，并且增加設(shè)計(jì)難度，根據(jù)類似建筑方法采用直覺設(shè)計(jì)，則會設(shè)計(jì)出不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)發(fā)方案。建筑物在結(jié)構(gòu)布置確定的基礎(chǔ)上，若發(fā)生同種負(fù)載現(xiàn)象，也會早出各種分析的方法，同時，荷載、材料、設(shè)計(jì)參數(shù)的取值在分析過程中也不是一成不變的，處理建筑物細(xì)部的方法也有許多不同的手段，這些問題必須通過設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分析和探索，計(jì)算機(jī)還不能夠完全解決以上問題[3]。而對判斷各種想法的可行性，首先應(yīng)當(dāng)遵守一般的相關(guān)規(guī)律，再結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，也就是直覺優(yōu)化技術(shù)。
3.3在建筑設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際問題
在建筑設(shè)計(jì)中采用概念設(shè)計(jì)的主要原因是對建筑物設(shè)計(jì)中可能遇到的各種問題進(jìn)行分析，針對的處理問題具有多樣性和不確定性，并且通過概念設(shè)計(jì)可以在最大程度上降低由于某種原因?qū)е陆ㄖY(jié)構(gòu)受到的破壞，或者避免建筑結(jié)構(gòu)受到破壞。在導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)受到破壞中地震是破壞性最大的不確定因素，所以，必須將抗震作用重點(diǎn)加入到建筑設(shè)計(jì)過程中，在各個設(shè)計(jì)方面都要增加抗震所示，應(yīng)當(dāng)避免對抗震產(chǎn)生不利影響的因素。在房屋結(jié)構(gòu)中減小地震的重要方法就是剛度勻稱和對稱，而在地震作用下延性設(shè)計(jì)對防治結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞具有重要的意義。
3.4建筑地下室層數(shù)的優(yōu)化
在設(shè)計(jì)過程中，若地下室層數(shù)與實(shí)際地下室層數(shù)不相符，則可能會造成彎矩設(shè)計(jì)值的增大系數(shù)乘錯位置，對筑基礎(chǔ)的抗震能力產(chǎn)生一定的影響。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)，考慮到了上層結(jié)構(gòu)和地下室層數(shù)，并且在填寫信息時結(jié)合了實(shí)際情況，這樣可以同時推算出地基和基礎(chǔ)底板的縱向載荷，對抗震設(shè)計(jì)的計(jì)算具有重要的意義。
4、結(jié)語
隨著城市規(guī)劃建設(shè)的完善和國民生活質(zhì)量的提升，房屋建筑業(yè)為了適應(yīng)和滿足人們對房屋設(shè)計(jì)的要求，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷的進(jìn)行改制和完善。目前，建筑的裝修和設(shè)計(jì)已經(jīng)成為現(xiàn)階段房屋建筑的主要潮流，而建設(shè)過程中房屋質(zhì)量問題已經(jīng)成為常見的問題，所以，設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不但解決了由于忽略設(shè)計(jì)而增加設(shè)計(jì)難度，也在一定程度上增強(qiáng)了抗震效果，保證了建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性和安全性，同時也控制了工程造價，增加了建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。
參考文獻(xiàn)：
[1]牛海燕.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)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012,(22):35-36.
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[3]王也.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)中的應(yīng)用[J].中華民居,2013,(9):81-82.
第3篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化方法、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、應(yīng)用
中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)
在從事項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，不僅要考慮其美觀實(shí)用，還要講究安全可靠。也就是在突出其適用的同時，還要緊緊抓住美觀這個環(huán)節(jié)，這就是結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。這種優(yōu)化的方法，站在建筑理論的角度，這種設(shè)計(jì)優(yōu)化，分為項(xiàng)目分部結(jié)構(gòu)和項(xiàng)目總體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等兩個方面。而項(xiàng)目總體優(yōu)化包括了系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案以及結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計(jì)等。其中，也包括了選型、整體的結(jié)構(gòu)布置、受力和造價分析等。因此，在項(xiàng)目施工過程中，要本著一切從實(shí)際出發(fā)為原則，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，以效益為第一原則進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。
作為項(xiàng)目建筑師，必須在保證安全的前提下，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。并且，對于一些新的模式以及結(jié)構(gòu)，要敢于嘗試。在設(shè)計(jì)時，建筑師，既要滿足自己的設(shè)計(jì)意圖，平面部分要對稱、規(guī)則外，還要盡可能地縮小中心度的差異;縱向部分，要滿足其使用功能，承重的部件要上下均勻貫通，盡可能減少設(shè)計(jì)上以及結(jié)構(gòu)上的困難，縱向的剛度要循序漸進(jìn)，避免應(yīng)力過于集中。
2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用及實(shí)踐價值
2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，分為項(xiàng)目分部結(jié)構(gòu)和項(xiàng)目總體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等兩個方面。其中，分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括了基礎(chǔ)方案的優(yōu)化、房蓋系統(tǒng)的優(yōu)化、圍護(hù)部分的優(yōu)化以及細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化等。以上部分也包含了造型、受力以及造價的分析等。并且在規(guī)范設(shè)計(jì)以及滿足其使用功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場施工情況，爭取最大化的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)踐價值
本文經(jīng)過研究與實(shí)地考察得出，作為建筑不僅要滿足其長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)需求，在建筑投資上，也要盡可能減少支出，并且在建筑的結(jié)構(gòu)以及安全性和合理性上，做出長遠(yuǎn)的規(guī)劃。按實(shí)際來說，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的的項(xiàng)目，不僅可以大大降低工程的造價，一般比原有預(yù)計(jì)可降低15%到30%。[1]可以依據(jù)合理的材料及性能，讓建筑在各個結(jié)構(gòu)層面與空間內(nèi)，達(dá)到統(tǒng)一協(xié)調(diào)和安全的目的。同時，依據(jù)優(yōu)化方案，還可以對整體建筑進(jìn)行決策等。因此，工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)，是我們實(shí)現(xiàn)既經(jīng)濟(jì)又安全，既美觀又實(shí)用的唯一途徑。
3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系
在用地方面，很講究用地面積。一般來說，用多少地皮和房屋的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有著很大的關(guān)系，特別是對于高層建筑而言，其總的建筑面積可以被算作是各層的面積之和。由于層數(shù)的增多，其間距也必須加大，必須按照一定的比例，進(jìn)行遞增。
③由于層數(shù)的關(guān)系，對建筑面積的影響也很大，但影響的程度也根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同而不同。隨著房屋層數(shù)結(jié)構(gòu)的增加，對于接觸的載荷量要求增大，出于安全的考慮，在其承重的結(jié)構(gòu)方面，墻的厚度，柱和梁的粗細(xì)等，隨著層數(shù)的增加，在承載等級以及抗震方面，都會相應(yīng)提高。這就會令房屋的造價提升。
③由于層數(shù)增高，在各個方面的投資都要相應(yīng)增加，在其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及經(jīng)濟(jì)性上，不僅要注重安全，也要設(shè)計(jì)合理。比如，層高需要增加的基礎(chǔ)抗震能力以及承載能力，相應(yīng)水衛(wèi)以及電氣管線的增加等。房屋層面的高度，決定了材料、能源等的費(fèi)用，這些都會造價產(chǎn)生影響。[2]
4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法
任何一項(xiàng)工程要做到美觀實(shí)用，是設(shè)計(jì)以及建筑的完美結(jié)合。首先在設(shè)計(jì)上要求安全適用，在施工過程中，要經(jīng)濟(jì)美觀，同時，在建筑過程中，便于施工。而這種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅從技術(shù)層面解決了建筑中遇到的難題，也提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法。使房屋達(dá)到了真正意義上的經(jīng)濟(jì)適用。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化上，主要體現(xiàn)分部的設(shè)計(jì)優(yōu)化和工程結(jié)構(gòu)中整體的優(yōu)化。
4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
有關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的優(yōu)化方法，主要從在各種影響因素中，找出主要的變量參數(shù)，并以此建立函數(shù)模型，結(jié)合科學(xué)的方法，得出最優(yōu)的答案。其模型的建立主要遵循以下步驟：一是對主要變量的選擇。在通常環(huán)境下，對變量的選擇，都是基于影響較大的因素。對工程中涉及到的所有參數(shù)，按照其重要性劃分出各個等級，先進(jìn)性預(yù)定參數(shù)的制定，那些影響力小的都劃到預(yù)定參數(shù)中，以便減少編程中的工作量。二是確定其目標(biāo)函數(shù)。運(yùn)用函數(shù)計(jì)算，找出符合條件的答案。按照條件來確定最優(yōu)方案。對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，在約束條件的選擇上，包含了很多的內(nèi)容，比如要考慮應(yīng)力的影響、裂縫寬度、尺寸和一級強(qiáng)度等，在正常條件下，極限狀態(tài)到最后的終極狀態(tài)，其彈性的約束力以及約束條件等，都要符合工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)以及施工的整體要求。
4.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案
由于在房屋設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，涉及的變量較多，約束的條件也很多，因此，對于這個非線性問題，要求我們在做這個方案過程中，要能以繁化簡，把有約束條件化為無約束條件，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種的計(jì)算。在這方面，常用到符合型法、以及Powell法等。[3]我們只要在完成計(jì)算方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)行編程就會得到最終的優(yōu)化答案。
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，由于其涉及面廣，目前來說，應(yīng)用比較廣泛。利用這種優(yōu)化的方式，在不改變房屋各種性能的條件下，起到了降低成本的作用。這種房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，在項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)中，都可以得到廣泛的應(yīng)用。也可以作為前提的設(shè)計(jì)，也可以用于舊房屋的改造等各種項(xiàng)目的各種環(huán)節(jié)。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，也有幾點(diǎn)需要注意：
5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與
由于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案，都會影響總的投資金額。在前提方案中，這種影響尤甚。但是，由于前期方案在設(shè)計(jì)的過程中，對其結(jié)構(gòu)的可行性以及合理性，考慮的并不全面。但其設(shè)計(jì)的結(jié)果，卻可以直接影響到下一步對結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這在很大程度上，增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。因而增加了項(xiàng)目的總體投資。假設(shè)在方案擬定的初期，就加進(jìn)來結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者，就可以根據(jù)建筑的不同類別，來擬定合理科學(xué)的結(jié)構(gòu)，出具完備的設(shè)計(jì)方案，從而形成一個良好的開始。
5.2 概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，對于一些概念性的設(shè)計(jì)，由于缺乏具體的量化指標(biāo)，就如抗震以及防裂度等，由于其參數(shù)的不確定，在進(jìn)行計(jì)算的過程中，就會出現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)不符的情況。因此，面對這樣的問題，就需要采取概念設(shè)計(jì)，用以往的數(shù)據(jù)作參考，把人的靈活性以及智能充分發(fā)揮出來，達(dá)到最優(yōu)化的結(jié)果。
作為設(shè)計(jì)者，在對宏觀進(jìn)行把握的同時，也不要忽略細(xì)部的設(shè)計(jì)。比如異形板的裂縫現(xiàn)象。在鋼筋的選擇上，也要充分考慮到它們的極限抗拉力等因素，在滿足其塑性的基礎(chǔ)上，選擇適合建筑施工用的鋼材。比如，因考慮到現(xiàn)澆板的受力，作為設(shè)計(jì)者在冷軋帶肋鋼和一級鋼進(jìn)行選擇的過程中，就要選擇冷軋帶肋鋼。在房屋內(nèi)里的設(shè)計(jì)，也要滿足其最基本的要求，這樣，才能既經(jīng)濟(jì)又安全。[4]
5.3 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
在地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)上，首先要對方案進(jìn)行選擇。如果是樁地基，就需要根據(jù)施工現(xiàn)場的地理環(huán)境來選擇類型，以便節(jié)省造價。在樁端的持力層，由于影響著灌注的樁長，因此，需要因地制宜選擇適合的方案。
6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)意義
(1)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對于高層建筑以及多層建筑，多層相對于高層來說，在造價上以及占地面積上都有所降低。比如，屋蓋部分，一棟樓僅需要一個，和層數(shù)沒有關(guān)系。對于基礎(chǔ)，雖說是公用的，會因?yàn)閷訑?shù)的增加會因?yàn)槌惺芰Φ募又囟黾油顿Y，但是，相對于整體造價，遠(yuǎn)沒有房屋整體效果那么明顯。
(2)降低層數(shù)，不但可以節(jié)省物料，其抗震性能也會大大增強(qiáng)。此外，在對房屋平面形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)時，選擇圓形或者接近于方形的設(shè)計(jì)，其的周長也會相應(yīng)減少，在其基礎(chǔ)以及表面裝修上，都會相應(yīng)減少。而同時，其受力性及其經(jīng)濟(jì)性上，也會明顯增加。
7 結(jié)束語
建筑物不但是實(shí)用而且還要堅(jiān)固美觀，這就需要建筑師發(fā)揮其長處，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓實(shí)用性與藝術(shù)性達(dá)到完美的結(jié)合。既要保證其質(zhì)量，又要節(jié)省成本，這就需要完成設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在其設(shè)計(jì)上，既要美觀又要兼顧，在其對稱性上，也要避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)。縱向的設(shè)計(jì)要保持貫通，在其結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)上，避免重復(fù)以及僵化，做到藝術(shù)性與實(shí)用性的完美統(tǒng)一。
參考文獻(xiàn)：
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第4篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
【關(guān)鍵詞】：房屋建筑 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
房屋工程建設(shè)中房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對于整個工程的作用是不容忽視的。因?yàn)榉课萁ㄖ哪繕?biāo)就是用最少的資金達(dá)到提高整個工程結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和可靠性，從而產(chǎn)生最大化的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是控制造價和節(jié)省工程開支最有效的方法之一，通過合理的建筑結(jié)構(gòu)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)方法更佳合理進(jìn)行工程資源配置，以期達(dá)到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)。在房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，特別是常見的鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化時，要綜合考慮從結(jié)構(gòu)整體的布局以及具體構(gòu)件兩方面的因素，也是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容所在，因此，要達(dá)到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，對當(dāng)前房屋建筑工程師就提出了更高的要求，要求工程師不僅能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)和構(gòu)件受力的特征有充分的把握，還要能夠根據(jù)構(gòu)件設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)提出對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施
1、加強(qiáng)剪力墻的設(shè)計(jì)
影響壓彎構(gòu)件的延性或屈服后變形能力的因素有：截面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級、縱向配筋、軸壓比、箍筋量等，其主要因素是軸壓比和配箍特征值。剪力墻墻肢的試驗(yàn)研究也表明，軸壓比超過一定值，很難成為延性剪力墻。剪力墻構(gòu)造邊緣構(gòu)件的配筋區(qū)分底部加強(qiáng)部位和其他部位，除應(yīng)滿足受彎承載力要求外。底部加強(qiáng)部位的構(gòu)造邊緣構(gòu)件采用箍筋，其他部位采用拉筋，其拉筋水平間距不應(yīng)大于縱向間距的2倍，轉(zhuǎn)角處宜采用箍筋。當(dāng)抗震墻的構(gòu)造邊緣構(gòu)件的端柱承受集中荷載時，其端柱的縱向鋼筋、箍筋直徑和間距應(yīng)滿足柱的相應(yīng)要求。
連梁是對剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能影響比較大的構(gòu)件，采用斜交叉配筋方式，可以大大改善連梁的延性。剪力墻是平面構(gòu)件，在其自身平面內(nèi)有較大的承載力和剛度，平面外的承載力和剛度小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時一般不考慮剪力墻平面外承載力和剛度。抗震設(shè)計(jì)的剪力墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)力求使兩個方向的剛度接近。
框架一剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是剪力墻的數(shù)量和布置。在一榀很長的框架中（為縱向），剪力墻不宜集中布置在該榀框架的兩盡端，以避免在溫度變化、結(jié)構(gòu)漲縮時由于兩端的約束作用而造成樓蓋梁板開裂。剪力墻的間距不宜過大。
2、加強(qiáng)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)形式的選用
不同的建筑類別和功能要求決定了戶型的選擇，當(dāng)前越來越多的房屋建筑為高層建筑結(jié)構(gòu)，除了要合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系外，要特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面；結(jié)構(gòu)總體布置是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對結(jié)構(gòu)的抗震性能具有決定性的作用。
(1)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有許多不確定因素（地震特性、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等），進(jìn)行精確的抗震計(jì)算是非常困難的。結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除了進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算外，要特別注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，并采取相應(yīng)措施。根據(jù)概念設(shè)計(jì)，抗震房屋的建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置應(yīng)符合如下原則：采用規(guī)則結(jié)構(gòu)，不采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)；確的計(jì)算簡圖和合理的傳力路徑；具有必要的剛度和承載力，具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力；部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞不應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌，增加超靜定結(jié)構(gòu)的次數(shù)。滿足抗震設(shè)計(jì)原則：即：“強(qiáng)節(jié)弱桿”、“強(qiáng)豎弱平”、“強(qiáng)剪弱彎”；置多道抗震防線，形成兩道或多道的抗震防線，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。第一道防線是地震時先屈服的結(jié)構(gòu)單元和構(gòu)件，應(yīng)是延性大、耗能力好的結(jié)構(gòu)單元或構(gòu)件，如剪立墻結(jié)構(gòu)的連梁等。第二道防線的結(jié)構(gòu)單元也有足夠的抗震能力，如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的框架。
(2)加強(qiáng)底部框架剪力墻的設(shè)計(jì)。高層鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻為第一道防線的主要抗側(cè)力構(gòu)件。為了提高其變形和耗能能力，對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻墻厚、墻體最小配筋率和端柱設(shè)計(jì)等做出了較嚴(yán)格的規(guī)定：剪力墻的厚度不應(yīng)小于160 mm且不應(yīng)小于層高的1/20，底部加強(qiáng)部位的剪力墻厚度不應(yīng)小于200 mm且不應(yīng)小于層高的1/16。剪力墻的周邊應(yīng)設(shè)置梁(或暗梁)和端柱組成的邊框。端柱截面宜與同層框架柱相同，并應(yīng)符合有關(guān)框架構(gòu)造配筋規(guī)定；剪力墻底部加強(qiáng)部位的端柱和緊靠抗震墻洞口的端柱宜按柱箍筋加密區(qū)的要求沿全高加密箍筋。剪力墻的橫向和豎向分布鋼筋，配筋率均不應(yīng)小于0.25%，并應(yīng)雙排布置，拉筋間距不應(yīng)大于600mm，直徑不應(yīng)小于6mm。框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的其他抗震構(gòu)造措施，應(yīng)符合對框架及剪力墻的有關(guān)要求。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
1、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)方法
在房屋建筑工程中，對于同一個建筑方案可以有不同的實(shí)現(xiàn)途徑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；這是由于房屋建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)、荷載、所用的建筑材料的不同和差異都會導(dǎo)致各項(xiàng)的取值不盡相同的，因此，對于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)處理方法也不是唯一的，而是需要工程師們根據(jù)多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際操作理論和工程進(jìn)展情況自行判斷，計(jì)算機(jī)無法解決諸多不確定問題。工程師們的判斷根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律的指導(dǎo)下進(jìn)行主觀的概念設(shè)計(jì)，而這種概念設(shè)計(jì)是工程師在多種備選方案中的必要的選擇過程。
2、概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問題
概念設(shè)計(jì)幫助工程師使房屋建筑工程結(jié)構(gòu)不受來自自然和人為不確定因素影響和破壞，即使產(chǎn)生破壞概念設(shè)計(jì)也可將這種破壞程度降至到最低點(diǎn)。因此，概念設(shè)計(jì)為了達(dá)到這一目的。就要首先考慮如何使房屋建筑不受這些不確定的外力因素的影響作為設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。而綜合所有不確定的因素中，地震是最為常見的，因?yàn)橐坏┌l(fā)生地震其由于沒有活動規(guī)律其破壞力是極大的，所以在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該充分的考慮到地震的破壞作用，要盡可能采取有效的抗震措施，通常房屋高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類：板式建筑平面兩個方向的尺寸相差較大，塔式建筑平面兩個方向的尺寸接近。對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規(guī)則、對稱、長寬比不大的平面。
三、總結(jié)
近年來，隨著我國高層建筑的發(fā)展，在其房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會經(jīng)常遇到一些問題，這就需要我們建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行自主創(chuàng)新，要不斷通過正確的概念方法進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【參考文獻(xiàn)】：
[1]史曼柏.住宅建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，(21)：36-36.
第5篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
關(guān)鍵詞：房屋建筑；設(shè)計(jì)原則；方法
中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
建筑是凝固的藝術(shù),隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速增長，帶動了建筑業(yè)的快速、持續(xù)的發(fā)展。同時，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到建設(shè)使用者的生命與財(cái)產(chǎn)安全，高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠贏得廣大人民群眾的一致好評，能夠幫助企業(yè)樹立良好的社會信譽(yù)和品牌形象。因此，房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，設(shè)計(jì)人員一定要嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持正確的設(shè)計(jì)原則和方法，尤其是對于房屋建筑物的關(guān)鍵部位要給予重點(diǎn)關(guān)注，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的水平和質(zhì)量，為房屋建筑工程項(xiàng)目的順利開展和高質(zhì)量施工奠定良好的基礎(chǔ)。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最根本目標(biāo)就是要保證房屋建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)用性和安全性，更好的滿足建筑用戶對建筑物的各項(xiàng)需求。如果無法保證建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，輕則會影響到建筑物的使用壽命，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)不同程度的建筑安全事故，造成不必要的生命財(cái)產(chǎn)損失或經(jīng)濟(jì)糾紛。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中，一定嚴(yán)格遵循以下幾點(diǎn)：
1.1 善于把握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，做到“抓大放小”，增強(qiáng)設(shè)計(jì)工作的針對性，對于房屋建筑的關(guān)鍵部位，如基礎(chǔ)、屋頂、樓梯等，一定要投入充足的時間和精力，確保建筑物關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1.2 要通過多項(xiàng)設(shè)計(jì)舉措，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。安全是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要考慮的第一要素，只有在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)構(gòu)建多條安全防線，才能更好的保證建筑用戶的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。
1.3 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要堅(jiān)持“打通關(guān)節(jié)、保持平衡”的原則。這主要是為了使建筑長期處于原始的靜態(tài)下，因?yàn)楫?dāng)建筑物內(nèi)部力量不均衡時，建筑物構(gòu)建之間的靜態(tài)平衡也將被打破，這時建筑物的整體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性就會發(fā)生變化，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中一定要考慮到這種情況，通過有效的設(shè)計(jì)措施和方法，避免建筑物構(gòu)件相聚后導(dǎo)致的靜態(tài)失衡。
1.4 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還要堅(jiān)持“剛?cè)嵯酀?jì)”的原則，這有助于建筑物綜合職能的實(shí)現(xiàn)和發(fā)揮。如果房屋建筑結(jié)構(gòu)剛性太強(qiáng)的話，那么變形能力就越差，當(dāng)一個強(qiáng)大的摧殘力（如地震）在一瞬間襲擊時，房屋建筑需要承受的應(yīng)力相當(dāng)?shù)拇螅紫确课萁ㄖY(jié)構(gòu)局部破壞，最后整體全部毀滅；而太柔的房屋建筑結(jié)構(gòu)雖然具有很好的形變能力，可以很好地削減外力，但容易造成形變過大而無法使用甚至全體傾覆。對于一個房屋建筑結(jié)構(gòu)體系而言，剛度和柔性要保持適中的比例，這需要具體問題具體分析，需要綜合考慮各種因素，如當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、氣候等因素。
2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法
2.1 結(jié)構(gòu)平面圖的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面的設(shè)計(jì)與制作時，首先要做的就是對房屋建筑的施工環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行考察，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)平面圖設(shè)計(jì)的針對性和合理性。當(dāng)房屋建筑位于抗震設(shè)防烈度在七度以及以上區(qū)域時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須通過計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模計(jì)算。而當(dāng)抗震設(shè)防烈度低于七度時，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以在遵守基本抗震規(guī)范的基礎(chǔ)上，不進(jìn)行建筑截面的抗震驗(yàn)算。因此，這時建筑設(shè)計(jì)人員可以不通過計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)軟件進(jìn)行建模計(jì)算，而是采取直接設(shè)計(jì)的方式，這有助于提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率。但是，設(shè)計(jì)人員必須對房屋建筑結(jié)構(gòu)的局部受壓情況和整體受壓情況進(jìn)行綜合考慮，確保結(jié)構(gòu)平面圖的設(shè)計(jì)效果和設(shè)計(jì)質(zhì)量。
2.2 樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
房屋建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要注意以下幾個問題：（1）對于樓梯在個別位置上的不適，可以使用折板樓梯。折板樓梯鋼筋在內(nèi)折角處要斷開分別錨固防止局部的應(yīng)力集中；（2）樓梯高度的設(shè)計(jì)必須符合房屋建筑的基本要求，并保持各個樓層在位置上的一致性；（3）要確保建筑樓梯設(shè)計(jì)的擾度；（4）要避免首段梯板基礎(chǔ)的沉降，必要時可以增加梯梁的設(shè)計(jì)，提高首段梯板基礎(chǔ)的應(yīng)力；（5）要重視梁下的凈空要求和樓梯梯板的寬度。
2.3 屋頂結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)
當(dāng)房屋建筑的屋頂結(jié)構(gòu)是坡面時，主要使用折板式和梁板式兩種結(jié)構(gòu)處理方法。其中，在房屋建筑的屋脊線和坡度相對簡單、板跨度較小、建筑平面比較規(guī)整的情況下，一般使用折板式，相反的情況下一般采用梁板式，兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法都是偏心受拉構(gòu)件結(jié)構(gòu)，要注意板配筋的處理方式和板厚的設(shè)計(jì)厚度。同時，為了便于建筑施工人員對結(jié)構(gòu)圖的準(zhǔn)確理解，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須要有足夠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意識和空間概念，對房屋建筑的整體功能和設(shè)計(jì)需求有一個整體上的把握，注重同建筑施工人員的溝通與協(xié)調(diào)。例如，在設(shè)計(jì)梁板的折角時，鋼筋的布置應(yīng)有大樣示意圖；坡屋面板的平面畫法，應(yīng)盡量采用大樣詳圖和剖面示意圖相結(jié)合 的方式。
2.4 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
作為房屋建筑的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)的重要性不言而喻，設(shè)計(jì)人員在對建筑施工環(huán)境進(jìn)行充分調(diào)研、選擇合理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的同時，還需要做好以下幾點(diǎn)：（1）要根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)使用壽命和結(jié)構(gòu)耐力的各種要求，選擇合理的混凝土標(biāo)號；（2）在建筑基礎(chǔ)的配筋設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要合理控制基礎(chǔ)的配筋率；（3）在設(shè)計(jì)條基交接部位的鋼筋設(shè)置時，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作人員要注重標(biāo)準(zhǔn)圖和詳圖的選用，確保建筑施工人員能夠更好的理解設(shè)計(jì)意圖；（4）不能反復(fù)利用條基交叉處的基底面積，并嚴(yán)格控制建筑基礎(chǔ)的寬度，尤其是在房屋局部墻體中有較大荷載時，同樣需要對基礎(chǔ)的寬度進(jìn)行調(diào)整；（5）在對建筑基礎(chǔ)的構(gòu)造柱進(jìn)行設(shè)計(jì)時，要確保其定位的準(zhǔn)確性和合理性。
2.5 大樣詳圖的繪制
在對建筑詳圖進(jìn)行準(zhǔn)確繪制的前提下，大樣詳圖的繪制可以以建筑詳圖為參考依據(jù)，也可以以前期的詳圖為基礎(chǔ)進(jìn)行完善。其中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不容忽視的問題是，一定要確保建筑結(jié)構(gòu)在整體和局部上的受力合理性以及建筑施工的方便性，確保后期建筑施工工作的順利開展。同時，對外形尺寸和標(biāo)高的繪制，也要確保其與建筑專業(yè)在協(xié)調(diào)上的一致性。
2.6 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
對一般多層砌體住宅結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)先采用縱橫墻共同承重或橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系：縱橫墻的布置要做到均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)。而對應(yīng)鋼筋砼多、高層結(jié)構(gòu)住宅，則需要注意以下兩點(diǎn)：（1）框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置，以便各自承擔(dān)來自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的地震力；（2）框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制抗震墻之間樓、屋蓋的長寬比及保證抗震墻本身的剛度外，還需采取措施，保證樓、屋蓋的整體性及其與抗震墻的可靠連接。
3 總結(jié)
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略的貫徹與實(shí)施，房屋建筑建設(shè)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)量和規(guī)模還將進(jìn)一步擴(kuò)大，作為決定企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和建筑物整體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定嚴(yán)格遵守結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)原則、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持正確的建筑設(shè)計(jì)方法，對于在建筑結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問題和難點(diǎn)，有及時采取有針對性的整改措施和應(yīng)對策略，確保房屋建筑工程項(xiàng)目的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)房屋建筑工程經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的順利實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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[2]邢貴龍. 建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施分析[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2011,(01)
第6篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
關(guān)鍵詞: 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，原則，方法
中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡而言之就是用結(jié)構(gòu)語言來表達(dá)建筑師及其他專業(yè)工程師所要表達(dá)的東西。結(jié)構(gòu)包括房屋的基礎(chǔ)、墻、柱、梁、板、樓梯等等。然后用這些結(jié)構(gòu)元素來構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)體系。把各種情況產(chǎn)生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容由上可知為: 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和細(xì)部設(shè)計(jì)。
2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則
1) 剛?cè)嵯酀?jì)設(shè)計(jì)原則。
若要保證建筑結(jié)構(gòu)體系安全，其設(shè)計(jì)應(yīng)該是剛?cè)嵯酀?jì)的。結(jié)構(gòu)剛度過大說明結(jié)構(gòu)體系變形能力差，當(dāng)施加瞬間巨大的外力時，很容易造成建筑結(jié)構(gòu)局部受損影響建筑的功能; 而剛度過柔的建筑結(jié)構(gòu)可以有很好的接受外部施壓的能力，但相當(dāng)容易變形。所以，設(shè)計(jì)師要根據(jù)建筑物的功能特點(diǎn)來確定建筑結(jié)構(gòu)體系的剛度。
2) 低碳環(huán)保設(shè)計(jì)原則。
目前，一些國家的建筑物是利用太陽能進(jìn)行能量供給的，這不但節(jié)約了資源，還沒有任何的污染。我們不僅要求建筑物美觀，還需要建筑物在使用上低碳環(huán)保。一名合格的建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該是注重環(huán)保、追求人與自然科學(xué)和諧發(fā)展的。我國的大中城市花草樹木比較少，而且一些城市的周邊林草植被已經(jīng)遭到破壞，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡化，影響了人類的發(fā)展。工業(yè)與交通集聚擴(kuò)充引發(fā)大氣污染，水污染和噪聲污染等，這就影響了居民的健康與生活。所以，建筑師在設(shè)計(jì)時要考慮設(shè)計(jì)區(qū)域的自然生態(tài)狀況，本著保護(hù)和恢復(fù)原始生態(tài)的原則，利用好當(dāng)?shù)氐闹脖贿M(jìn)行環(huán)保設(shè)計(jì)，按照體現(xiàn)不同建筑的特點(diǎn)以及功能要求，盡量將建筑設(shè)計(jì)的低碳環(huán)保，讓人們能夠與自然和諧相處。
3) 多層建筑設(shè)計(jì)原則。
多層建筑的結(jié)構(gòu)體系是多層設(shè)防的。在實(shí)際應(yīng)用的建筑結(jié)構(gòu)中，絕大多數(shù)的實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)都為超靜定結(jié)構(gòu)體系。無論什么情況，所有抵抗外力的結(jié)構(gòu)都在協(xié)同工作。若在這個時候，局部構(gòu)件設(shè)計(jì)有一點(diǎn)缺陷，就會由于這些微小的問題而影響局部構(gòu)件載荷的能力，導(dǎo)致局部構(gòu)件產(chǎn)生破壞，產(chǎn)生超靜定結(jié)構(gòu)體系。高層建筑的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，所以建筑設(shè)計(jì)師要考慮到局部破壞對整體垮塌的影響，并且學(xué)會發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全隱患。不同類型的構(gòu)件相連接以及同一構(gòu)件截面改變的地方，都會形成需要存在設(shè)計(jì)圖中的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)時刻存在，這是由于結(jié)構(gòu)體系乃是不斷變化的。巨大的荷載突然來襲時，對于復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)體系來說，節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜性不可以預(yù)測，即使從理論上保證了每個組成構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度，但各個節(jié)點(diǎn)的普遍存在，負(fù)載傳遞往往不順暢而出現(xiàn)載荷集中的情況，而無法傳遞，建筑結(jié)構(gòu)體系就會遭到破壞; 對于單一的構(gòu)件，力量傳遞合理，是可以控制的。
3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法
3．1 繪制結(jié)構(gòu)平面圖
結(jié)構(gòu)平面圖的繪制必須符合有關(guān)抗震的要求。所以在進(jìn)行建筑外體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，可以不采用計(jì)算機(jī)軟件中的程序，建筑設(shè)計(jì)師可以直接進(jìn)行設(shè)計(jì)。理論上，在時間充足的情況下，輸入建模要比直接設(shè)計(jì)的效果好，但是要注意房屋建筑結(jié)構(gòu)的受壓以及局部受壓設(shè)計(jì)問題。通過計(jì)算機(jī)編程，就可以幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的荷載導(dǎo)算，這就能夠使設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況更加精確。必要時，建筑設(shè)計(jì)師要進(jìn)行現(xiàn)場勘查。
3．2 坡面屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)
坡屋面的結(jié)構(gòu)處理方式有兩種方法: 折板方式，一般用于房屋跨度較小的情況。另外一種方式就是適合用于房屋平面不規(guī)則的梁板方式，當(dāng)設(shè)計(jì)房屋板跨度較大，屋面坡度和屋脊線轉(zhuǎn)折比較復(fù)雜的坡屋面時，就可以采用這種方式。這兩種方式都是偏心受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)圖紙上要有房屋梁板折角處的鋼筋的布置具體示意圖。為了能讓施工人員準(zhǔn)確的理解，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者要具備一定的空間概念以及正確理解建筑圖紙和示意圖的能力。
3．3 樓梯以及基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)樓梯梯板時要注意樓梯跨度的控制，其位置也要和上下樓層統(tǒng)一，除此之外，梯梁的高度要和房屋要求的一致，否則，在實(shí)際施工中會遇到麻煩，影響建筑物的質(zhì)量。除了以上的建筑設(shè)計(jì)原則以外，還要注意房屋基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。房屋基礎(chǔ)的混凝土標(biāo)號選擇要符合房屋的結(jié)構(gòu)耐久的要求。同時，基礎(chǔ)的鋼筋配比也要選用最小的比率。為了施工人員能夠看懂，在設(shè)計(jì)條基交接部位的鋼筋設(shè)置時，設(shè)計(jì)人員要畫出詳圖或選用標(biāo)準(zhǔn)圖。另外，要給予設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖中的構(gòu)造柱準(zhǔn)確定位。
3．4 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算
在進(jìn)行驗(yàn)算時需要注意: 對于砌底，剛度較勻稱的多層結(jié)構(gòu)，只適合用底部剪力法進(jìn)行驗(yàn)算，對那些有薄層的混合結(jié)構(gòu)，應(yīng)該先考慮其塑性變形集中的影響。建筑設(shè)計(jì)師在計(jì)算底層框架結(jié)構(gòu)的剪力分配時，要用多種方法對比進(jìn)行計(jì)算，從而選出合理的設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)底層框架抗震墻。由抗震墻來承擔(dān)全部剪力，框架按剛度比例來承擔(dān)剪力。在進(jìn)行剛度驗(yàn)算時，框架承擔(dān)剪力不減，抗震墻則承擔(dān)剪力減到彈性剛度的 20% ～30%。在進(jìn)行雙向板查表驗(yàn)算時，設(shè)計(jì)人員不能忽略材料泊松比所帶來的影響，否則，跨中彎矩要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，會使比值計(jì)算值比實(shí)際的小，這會影響工程的施工質(zhì)量。為了避免造成安全隱患，盡量避免或者減少樓板驗(yàn)算中使用不正確的方法; 連續(xù)剪力的驗(yàn)算不能用單向板驗(yàn)算的方法來進(jìn)行。
3．5 多層住宅的設(shè)計(jì)
對一般多層住宅結(jié)構(gòu)，樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處; 縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，沿平面內(nèi)宜對齊。對于高層結(jié)構(gòu)住宅，為了各自承擔(dān)來自平行于該抗側(cè)力結(jié)構(gòu)平面方向的外來力，框架與抗震墻等抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)雙向布置; 框剪體系的各抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要形成空間共同工作狀態(tài)，除了控制屋蓋的長寬比、保證抗震墻本身的剛度以外，為了保證樓、屋蓋的整體安全及其與抗震墻的可靠性連接，還需采取一些保護(hù)措施。
4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問題
4．1 建筑地下室外墻設(shè)計(jì)上應(yīng)注意的問題
建筑地下室外墻的混凝土配比、厚度、抗震等級在設(shè)計(jì)時要根據(jù)建筑場地的環(huán)境、地下水的條件高低、承載負(fù)荷、埋深等因素進(jìn)行綜合考慮。設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該知道混凝土等級的確定、高層地下室的外墻厚度等設(shè)計(jì)條件。一般情況下，地下室都要求防水，所以，地下室的外墻對抗?jié)B等級也是有相關(guān)要求的。地下室外墻的鋼筋配比是由墻的水平載荷所控制的。水平載荷包括地基土的側(cè)向壓力、地下水的壓力、地下室外部土壤的側(cè)向壓力等等。所以，由此看來，地下室外墻的設(shè)計(jì)要求考慮的因素比較多，在實(shí)際設(shè)計(jì)中要將這些因素進(jìn)行分析。
4．2 高層建筑基礎(chǔ)的選擇要注意的問題
高層建筑的地基在選擇過程中要求整體性好、滿足建筑物允許變形的要求，而且，在一定程度上能夠調(diào)節(jié)不均勻的地下沉降的情況，達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)約以及安全應(yīng)用的目的。在建筑物地下室柱距大、基地較大的情況下，應(yīng)該采用地基平板式; 地下水位較高不宜采用梁板式的基礎(chǔ); 筏形基礎(chǔ)主要適用于可以滿足正截面承載力較大的建筑，它具有雙向底板的厚度，所以，其承載能力較大。
4．3 基礎(chǔ)底板設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題
在基礎(chǔ)底板方面，要將鋼筋均勻的鋪上，本著節(jié)約材料的原則，在布置樓板鋼筋上，要盡量避免鋼筋重疊的情況，在減少基礎(chǔ)沉降的設(shè)計(jì)中，可采用天然地基，合理的選擇建筑地點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)工程師要進(jìn)行實(shí)地考察，搜集基礎(chǔ)資料，這樣才能準(zhǔn)確地進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在梁、板的跨度設(shè)計(jì)方面，梁板的結(jié)構(gòu)就是一個截面板，其計(jì)算長度應(yīng)該從梁的中心算起，取用鋼筋配比的最大值，以保證建筑的安全性。
基坑方面，要注意基底會受到土的約束，盡量不要反彈，當(dāng)基坑很大時，實(shí)際上坑邊的約束可以作為安全儲備，所以這就出現(xiàn)計(jì)算沉降大于實(shí)際沉降的情況。基坑開挖后一定要做好安全措施，計(jì)算上要按基底附加應(yīng)力計(jì)算。
5 結(jié)語
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到住宅居民的生命財(cái)產(chǎn)安全問題，所以，我們要高度重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問題。設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)該以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，遵守國家的相關(guān)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時，根據(jù)建筑的功能要求以及重要性來確定其地理位置和抗震防裂的強(qiáng)度、建筑類別和建筑的高度等內(nèi)容。并且根據(jù)不同結(jié)構(gòu)來布置建筑結(jié)構(gòu)的受力體系以及承重構(gòu)件。下面主要探討一下房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、原則、方法以及需要注意的問題。
參考文獻(xiàn):
［1］ 姜 牛． 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題淺析［J］． 價值工程，2010( 36) : 3-5．
第7篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化法；房屋結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)應(yīng)用
在市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，建筑市場的競爭也不斷加大，企業(yè)為了能夠在這樣激烈的競爭下依然穩(wěn)步的發(fā)展，就要不斷的進(jìn)行革新，對施工設(shè)計(jì)及方法進(jìn)行深入探究，建設(shè)出既美觀又安全的建筑，滿足人們的需求，才能在市場經(jīng)濟(jì)的機(jī)制下立于不敗之地。在建筑建設(shè)時投入較大的部分是建筑結(jié)構(gòu)方面的資金投入，為了減少這部分的投入需要不斷的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在確保建筑質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，對房屋建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)劃，制定建設(shè)方案，合理的安排施工項(xiàng)目，把控施工的整體結(jié)構(gòu)，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。下面即是從結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性和應(yīng)用兩個方面入手，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和討論，借此為相關(guān)工作者提高參考。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性
如今，隨著城市化進(jìn)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(fā)展方向，相較于傳統(tǒng)的建筑模式，高層建筑等新型建筑的建設(shè)具有更大的難度，這就要求相關(guān)的施工建設(shè)人員應(yīng)該重視房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題，在減少資金投入的同時，進(jìn)行細(xì)致的建筑設(shè)計(jì)方案規(guī)劃，運(yùn)用新技術(shù)和新理念，建設(shè)出既安全又經(jīng)濟(jì)的建筑。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出合理的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少建設(shè)資金投入，與沒有進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的建筑相比采用優(yōu)化法進(jìn)行優(yōu)化后的建筑能夠節(jié)省10%～20%的建設(shè)費(fèi)用。不過，在實(shí)際的施工建設(shè)過程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施往往不是一帆風(fēng)順的，可能因?yàn)槎喾矫娴南拗贫y以進(jìn)行。首先，很多施工單位都會因?yàn)橼s工程進(jìn)度，而不顧施工質(zhì)量，對于房屋設(shè)計(jì)的缺陷不予及時的優(yōu)化處理，而對最后的建筑質(zhì)量造成影響。其次，還有一些施工建設(shè)人員自身經(jīng)驗(yàn)不足、專業(yè)素質(zhì)不高，無法進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化。最后，還因?yàn)橐恍┦┕そㄔO(shè)人員和設(shè)計(jì)人員只注重建筑的部分建設(shè)，而忽視建筑的整體設(shè)計(jì)，不能準(zhǔn)確的制定工程預(yù)案，影響建筑整體的造價。對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠合理的規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)，減少工程資金投入，房屋結(jié)構(gòu)各個方面整合起來，保證建筑質(zhì)量，為人們提供經(jīng)濟(jì)安全的住房。
2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用
2.1 整體優(yōu)化和局部優(yōu)化
建筑設(shè)計(jì)都有一定的層次和復(fù)雜性，首先從層次性方面來說，其一般包含建筑的設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)體系及安裝設(shè)計(jì)體系等，而每一個體系內(nèi)還有很多分支體系。相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑時，要根據(jù)實(shí)際情況參照不同分支體現(xiàn)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，逐步攻克難關(guān)，完成整個工程；其次從復(fù)雜性方面來說，其一般包含建筑原料選取、零部件選取、結(jié)構(gòu)類型選取等內(nèi)容。因此，無論是什么樣的房屋建筑，都可以從整體分層、細(xì)化的進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)。
2.2 分階段優(yōu)化
在一個工程項(xiàng)目中每一環(huán)的建設(shè)都是相互關(guān)聯(lián)的，每一個環(huán)節(jié)都有自己的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行工程建設(shè)時對這些環(huán)節(jié)進(jìn)行分階段的優(yōu)化有利于整體工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效的保證建筑的施工質(zhì)量，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。
2.3 樁基礎(chǔ)優(yōu)化
灌注樁和預(yù)制樁是樁基礎(chǔ)的兩種類型。灌注樁是施工的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，其施工時過程復(fù)雜，工期較長，難以把控質(zhì)量。所以，在沉降符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行預(yù)制樁施工法，結(jié)合深層樁基，加大土壤對樁身的摩擦，并選用長度的預(yù)制樁。
2.4 上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化
對房屋建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，首先需要將剪力墻進(jìn)行合理布置。具體做法是讓剪力墻質(zhì)量保持均勻，使得對稱樓層平面中心和同樓層結(jié)構(gòu)重心重疊在一起，減小地震、勁風(fēng)等外部作用力的影響。在房屋類型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，要應(yīng)用大開間的剪力墻構(gòu)造，適當(dāng)?shù)脑鲩L剪力墻墻肢，減少墻肢數(shù)量，降低混凝土應(yīng)用。其次因?yàn)榧袅Φ陌抵ǔ６疾捎玫氖卿摻睿@樣就可以應(yīng)用大開間剪力墻來減少鋼筋的數(shù)量。不過，在建筑場地地質(zhì)復(fù)雜或較差的情況下，不能削減鋼筋數(shù)量，這時就不適合運(yùn)用大開間剪力墻構(gòu)造。
2.5 建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)優(yōu)化
房屋建筑設(shè)計(jì)還要在確保建筑結(jié)構(gòu)不受影響的情形下和整體平面保持緊密配合，真正的實(shí)現(xiàn)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(tǒng)一各個房間進(jìn)深以及開間大小。簡化建筑系統(tǒng)，避免出現(xiàn)墻與柱錯位的現(xiàn)象，保持每一層的高度和截面面積相同。還要注意的是在進(jìn)行樓體或電梯設(shè)計(jì)的時候，一定要在一些應(yīng)力集中或受力方向較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域進(jìn)行加固，采用承重能力較強(qiáng)的建筑材料，而在一些非承重構(gòu)建結(jié)構(gòu)中運(yùn)用材質(zhì)相對較輕的建筑材料，合理布局整體的建筑結(jié)構(gòu)，減輕其自重，保證重心、剛心及質(zhì)心交疊，避免扭轉(zhuǎn)情況的出現(xiàn)，保障整體建筑在合理布局的規(guī)劃下進(jìn)行施工建設(shè)。
2.6 排水結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)優(yōu)化
在工程建設(shè)中建筑的給排水專用房里面往往會有很多機(jī)械設(shè)備，這樣會加大其負(fù)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(shù)量較多，且大小不一、粗細(xì)不同，所以要在樓板上加固穿孔位，預(yù)留符合標(biāo)準(zhǔn)的孔洞，盡量不要設(shè)置會影響水平方向管線貫穿柱和建筑梁結(jié)構(gòu)的孔洞。如果管道貫穿的是房屋的承重墻，還應(yīng)該注意對墻體進(jìn)行加固和維護(hù)。盡可能確保結(jié)構(gòu)的布設(shè)同管網(wǎng)體系相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)管道繞柱或梁的狀況。
2.7 結(jié)構(gòu)同電氣的協(xié)調(diào)優(yōu)化
如果用導(dǎo)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(cè)平面和建筑梁齊平，不能讓管線暴露在墻體外。
3 結(jié)束語
總的來說，對建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，不但能夠減少工程預(yù)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(yè)及開發(fā)商絕對不能只追求經(jīng)濟(jì)利益而不顧建筑質(zhì)量，不能為了使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最大化而削弱技術(shù)性能、縮減建材的質(zhì)量。需要明確房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化的最終目的是在保障建筑的功能和質(zhì)量基礎(chǔ)上增加企業(yè)收益，因此相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)人員就要不斷提高自身的專業(yè)水平，運(yùn)用新的技術(shù)，設(shè)計(jì)合理的方案，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建設(shè)安全經(jīng)濟(jì)的房屋。
第8篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
關(guān)鍵詞：房屋建筑；設(shè)計(jì)原則；設(shè)計(jì)方法
中圖分類號：TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
在城市化進(jìn)程不斷加快的形勢下，大量人口涌入城市，由此對建筑的需求量有所上升，這就促使了建筑業(yè)的發(fā)展。在建筑業(yè)發(fā)展的過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分重要，其不僅關(guān)系到建筑的外觀造型，同時對建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定有重要的影響。在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，有些原則是必須遵循的，適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法也是提升設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要途徑。
1 房屋建筑設(shè)計(jì)的基本原則
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在對建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，要對建筑的施工環(huán)境進(jìn)行充分的調(diào)查了解，對建筑現(xiàn)場的地質(zhì)水文狀況有詳細(xì)的勘查，對建筑周圍的人文地理環(huán)境有所了解，要做到與周圍的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。同時要保證建筑的經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性，建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定是建筑設(shè)計(jì)首先需要考慮的問題，這是做好設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，才能對其他功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。那么在設(shè)計(jì)中，一般應(yīng)該遵循如下原則：
1.1 抓大放小的原則。在房屋建筑的各個構(gòu)件中，各自所承擔(dān)的作用是不同的，而作用的大小同樣也是不同的，那么在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)該將發(fā)揮主要作用的構(gòu)件重點(diǎn)對待。只有將主要承重部分抓住，其他小的構(gòu)件才能夠發(fā)揮作用。
1.2 設(shè)置多道防線的原則。在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，要保證在受到外力侵犯時能夠安全有效的抵御，這就要求設(shè)置多道放線，層層布設(shè)，這樣在遇到外力侵犯時，才能夠共同發(fā)揮作用。
1.3 剛?cè)岵?jì)的原則。建筑中的每個構(gòu)件所發(fā)揮的作用是不同的，有些需要具有很強(qiáng)的剛性，這樣能夠承受變形的壓力，而有些構(gòu)件需要具有一定的韌性，可以承受一定的變形。但是過分的偏向于哪一方都對建筑不利，所以在設(shè)計(jì)時要剛?cè)岵?jì)，互相協(xié)調(diào)。
1.4 打通關(guān)節(jié)的原則。打通關(guān)節(jié)維持平衡可以永遠(yuǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài)，如果遇到力量不能通暢，各個構(gòu)件之間的靜態(tài)平衡遭到破壞，那么它的結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化。
2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要方法
2.1 在結(jié)構(gòu)平面圖上的設(shè)計(jì)方法
如果建筑的地域的防震烈度為六度區(qū)的時候，按照我國的防震設(shè)計(jì)要求，可以不必采用截面抗震驗(yàn)算，但結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也一定要達(dá)到抗震的標(biāo)準(zhǔn)。所以對于砌體結(jié)構(gòu)的建筑，軟件建模可以省略，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候只要注意受壓和局部受壓的問題，就可以直接設(shè)計(jì)。如果條件和時間允許，要做建模也無可厚非，因?yàn)樗梢岳媒砗奢d導(dǎo)算。但是，如果建筑的地域防震烈度為七級時，就必須采用建模來進(jìn)行計(jì)算。
2.2 屋面結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)方法
如果建筑的屋面是坡面式的，可以采用梁板式和折板式兩種的結(jié)構(gòu)處理方式。其中，梁板式可以用在建筑平面不整齊，板的跨度比較大，而且，一般屋面坡度和屋脊線轉(zhuǎn)折比較復(fù)雜的坡屋面也都采用這種結(jié)構(gòu)。而折板式則和梁板式的適用條件則相反。這兩種結(jié)構(gòu)處理方式的板都是偏心受拉的構(gòu)件。在板配筋的時候必須有板負(fù)筋拉通，這樣可以抵抗拉力。板厚基的厚度不能小于一百二十厚。另外，梁板的折角處對鋼筋的配置必須有大樣的示意圖。在設(shè)計(jì)坡屋面板的平面設(shè)計(jì)圖時，可以采用剖面示意圖的方法進(jìn)行表示，因?yàn)檫@樣施工人員可以簡單地從圖紙上了解施工方案。
2.3 大樣詳圖的設(shè)計(jì)方法
可以充分的利用建筑詳圖，在其準(zhǔn)確無誤的情況下，可以繪制大洋詳圖，并且還可以對做過的詳圖進(jìn)行修改。在這個過程中，只要保證建筑的外形不改變即可，對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受力情況有充分的考慮，盡量的保證施工的簡便性。但是需要注意的是在尺度和標(biāo)高方面要和建筑專業(yè)協(xié)調(diào)好，防止出現(xiàn)意外。
2.4 樓梯的設(shè)計(jì)方法
在設(shè)計(jì)樓梯時，對樓梯的梯板要控制好它的撓度，梯梁的梁下凈高度要符合建筑標(biāo)準(zhǔn)，梯梁的位置要使上下樓層的位置一致。如果遇到有些不合適的地方可以運(yùn)用折板樓梯，折板樓梯的鋼筋在里面的折角處要把它斷開分別進(jìn)行錨固，這樣可以預(yù)防局部應(yīng)力集中在一處。對于梁下的凈空要求和梯板寬度的問題都要注意。第一段梯板的基礎(chǔ)要注意它的基礎(chǔ)沉降問題，如有必要應(yīng)該設(shè)置梯梁。
2.5 房屋建筑基礎(chǔ)要求
房屋建筑的基礎(chǔ)對于整個建筑來講十分關(guān)鍵，基礎(chǔ)質(zhì)量的好壞直接影響到上層的整體建筑質(zhì)量。在混凝土澆筑中，要注意對混凝土配料比以及澆筑程序的掌握，其中的配筋要嚴(yán)格按照規(guī)范圖紙中的標(biāo)記配置，滿足最小配筋率。對于基礎(chǔ)中的構(gòu)造要求要完全按照設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求執(zhí)行，使設(shè)計(jì)質(zhì)量滿足建筑規(guī)范。
2.6 根據(jù)抗震要求，對房屋建筑進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一定要充分的考慮到建筑的抗震性，以便于在施工中進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)施工。對于多層砌體的建筑，可以采用橫墻承重或者是縱橫墻一起承重的做法。在建筑的內(nèi)部布置中，應(yīng)該盡量的保持結(jié)構(gòu)的對稱性，避免出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象。樓梯間不可以布置在建筑的拐角處，挑檐必須使用有錨固的鋼筋砼。而對于有比較多鋼筋砼住宅又比較高的建筑結(jié)構(gòu)，盡量要做到：對于抗測力結(jié)構(gòu)如框架和抗震墻要進(jìn)行雙向布置，這樣可以各自承擔(dān)地震力；框架體系的各個抗震力的結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一形成空間工作狀態(tài)，不僅要對抗震墻之間的樓和屋蓋的長寬度比以及對抗震墻的剛度進(jìn)行控制以外，還要保證樓、屋蓋的統(tǒng)一性和抗震墻的連接也要可靠。
2.7 對于建筑的結(jié)構(gòu)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)都要求合理
在對底層框架和抗震墻的設(shè)計(jì)方面要按照一定的比例進(jìn)行，對于結(jié)構(gòu)所承載的重力進(jìn)行分析，然后設(shè)計(jì)出科學(xué)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。在進(jìn)行計(jì)算時，要采用科學(xué)的算法，對于剪力和剛度等所能承受的力度進(jìn)行詳細(xì)的分析，按照一定的比例看其所能夠承受的力度。尤其是對樓板進(jìn)行計(jì)算時，還要注意到材料的影響因素，綜合全面因素進(jìn)行考慮，保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。
結(jié)語
建筑設(shè)計(jì)工作是一項(xiàng)具有很強(qiáng)的技術(shù)性而又很系統(tǒng)的工作，建筑設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量直接影響到整個工程的質(zhì)量，因?yàn)楹笃诘氖┕と慷际前踩O(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行的。建筑設(shè)計(jì)師的水平直接決定設(shè)計(jì)的質(zhì)量，設(shè)計(jì)師要不斷的學(xué)習(xí)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，掌握國內(nèi)外流行的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況，研究出適合我國建筑風(fēng)格的設(shè)計(jì)方法。在不斷的實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，不斷的創(chuàng)新，為我國的建筑事業(yè)貢獻(xiàn)更大的力量。
參考文獻(xiàn)
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第9篇：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法范文
關(guān)鍵詞：平面鋼桁架、垂直支撐、下弦水平支撐。
Abstract: This paper mainly discusses some hotel conference center roof structure design ideas and methods. The hotel is located in the beautiful coastal areas, building plan as part of the overall design, the convention center roof design for planting roof. The roof with plane fan shaped modelling southwest direction hotel subject echo each other at a distance, the facade for three sections of roof jagged tilt shape, with the convenience of subject from the hotel look down planting roofing green plant landscape; Green roof is also at the same time meeting center thermal insulation of a efficient way. The convention center in the tight part of the roof, the width span column grid for (24 + 8) m. This engineering big span roof plant is different from general light the roof design way, using a combination of function and the architectural form two requirements, 2 4 m span roof in the plane steel truss, steel second beam and the composite floor slab structure system; 8 m span range consider reduce the construction cost, the conventional reinforced concrete beam, plate structure system. This paper focused on big span roof structure system of the selection of the planting, vertical support and XiaXian level of support arrangement, flat steel truss load calculation, a plane steel truss main design calculation results and steel structure component material selection of principle, steel structure component derusting, coating, assembly, transportation and pile up requirements, etc.
Key Words: flat steel truss, vertical support, support level.
中圖分類號：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
工程概況：
本工程位于三亞市風(fēng)景優(yōu)美的沿海地區(qū)，是集酒店、公寓、會所、別墅群等于一體的綜合公建項(xiàng)目。該項(xiàng)目總建筑面積約為13萬平米，其中酒店主體總建筑面積約為9萬平米。酒店主體部分主要功能分區(qū)為車庫、會議中心、服務(wù)用房、管理用房、設(shè)備用房、行政辦公室、大堂及客房等。其中會議中心坐落于酒店主體車庫上方，酒店主體客房外西南方向。
作為建筑總體設(shè)計(jì)的一部分，會議中心屋頂設(shè)計(jì)為種植屋面，使屋頂綠植景觀與周圍自然環(huán)境完美的融合在一起。因酒店主體部分呈圓弧形，環(huán)擁大海而立，會議中心屋頂造型與之呼應(yīng)，當(dāng)客人站立于會議中心東北方的酒店客房走廊向下俯瞰時，能看到環(huán)擁酒店主體的三段扇形綠植屋頂，見圖1。從會議中心側(cè)立面上看，屋頂呈三段鋸齒狀，見圖2。會議中心由宴會廳、宴會廳前室和后勤用房等組成，頂層功能分區(qū)為宴會廳上空和后勤用房兩部分。其中宴會廳寬24米，長48米，吊頂下室內(nèi)凈高不小于8米；后勤用房緊鄰宴會廳布置，結(jié)構(gòu)柱間距為8米，內(nèi)部可靈活分隔成小房間。
自然條件：
三亞地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，地震基本加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。50年一遇基本風(fēng)壓為0.85KN/m2，地面粗糙度類別為A類；不考慮抗凍及雪荷載。本工程地基場地類別為II類，屬于非液化地基土，抗浮水位絕對標(biāo)高為4.000m。
會議中心屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路與方法：
（一）、屋頂結(jié)構(gòu)體系：
從前述工程概況中可知，會議中心種植屋面沿房屋短向的柱網(wǎng)間距為（24米+8米）；沿長向立面呈三段鋸齒形，每段水平投影長度為16米，總長為48米。從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，柱網(wǎng)間距為8米的范圍內(nèi)及其相鄰?fù)鈶姨舨糠址N植屋面，采用鋼筋混凝土梁板體系。宴會廳區(qū)域內(nèi)，屋蓋長為48m,寬度為24m,長寬比為2；不適宜采用鋼網(wǎng)架屋面；因宴會廳跨度較大，不適宜采用自重較大的工字型或箱形實(shí)腹鋼梁。如三段屋面分別采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，每段網(wǎng)架長24m，寬16米，長寬比為1.5，較為合理；但因宴會廳使用功能需要，宴會廳內(nèi)部不能增加豎向構(gòu)件，在每段屋面間尚需增設(shè)平面鋼托架，用以支承鋼網(wǎng)架，才能實(shí)現(xiàn)建筑方案設(shè)計(jì)的要求。為了減輕屋頂結(jié)構(gòu)自重，并減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型，本工程中采用平面鋼桁架。
宴會廳屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)件具體布置如下：沿房屋長向布置5道24米跨平面鋼桁架，每兩道鋼桁架間距離為8米，鋼桁架頂標(biāo)高隨屋面坡度（扣除混凝土樓板及壓型鋼板厚度）。屋架上翼緣（或下翼緣）相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上布置與宴會廳長向平行的工字形鋼梁，每根鋼梁跨度為8m（即為一個屋架間距）, 與屋架翼緣采用鉸接連接方式，鋼梁頂標(biāo)高隨屋面坡度（扣除混凝土樓板及壓型鋼板厚度）；鋼梁上布置二級工字形鋼次梁，間距為2米；沿房屋縱向鋪設(shè)壓型鋼板（規(guī)格為YX-70-200-600-1），壓型鋼板以鋼梁、屋架為支承，壓型鋼板上鋪100mm厚鋼筋混凝土非組合樓板。宴會廳屋面結(jié)構(gòu)平面圖及剖面見圖1，圖2；選用非組合樓板的優(yōu)勢，一方面可解決種植土重屋面的承重問題，另一方面混凝土樓板可避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與水直接接觸，提高鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性能。
平面鋼桁架與其平面外布置垂直支撐、下弦水平支撐及系桿，形成空間受力體系；因?yàn)槲菁苌弦砭壊捎梅墙M合樓板，與上弦水平支撐作用相同；所以僅需布置下弦水平支撐即可。下弦水平支撐布置在每段鋸齒形屋面靠屋脊的一跨內(nèi)；各段屋面通過非組合樓板和下弦水平支撐協(xié)同各榀平面鋼桁架工作，形成穩(wěn)定的空間受力體系。結(jié)合本工程特點(diǎn)，屋面垂直支承僅布置于屋架端部即可。屋面垂直支撐布置見圖2； 下弦水平支撐布置見圖3。
屋頂扇形平面通過出挑平面鋼桁架上翼緣的一端來實(shí)現(xiàn)。因屋架端部上翼緣出挑長度較大（分別為2170mm和4170mm），導(dǎo)致靠近屋架端部的腹桿壓力有所增加，設(shè)計(jì)中對端部豎桿及斜腹桿截面適當(dāng)加強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)連接焊縫、螺栓等均按實(shí)際受力及構(gòu)造要求考慮。鋼桁架通過端柱與鋼筋混凝土柱連接，屋架兩端鉸接支承于鋼筋混凝土柱頂。
圖1 宴會廳屋面結(jié)構(gòu)平面圖
圖2 宴會廳屋面結(jié)構(gòu)剖面圖
圖3 屋架下弦水平支撐布置圖
（二）鋼桁架荷載計(jì)算:
在建筑物整體計(jì)算時，已考慮風(fēng)荷載和地震作用對建筑物的影響，故屋架設(shè)計(jì)時，不再考慮風(fēng)荷載對平面鋼桁架的影響，而僅考慮結(jié)構(gòu)自重、花圃土石重量及屋頂花園活荷載。
作用于屋架上、下弦處的集中荷載分別按永久荷載和可變荷載計(jì)算。
永久荷載分別為種植土、壓型鋼板、混凝土樓板及工字形鋼梁自重。考慮屋架跨度較大，種植屋面考慮建筑做法及填土總厚度不得大于500mm,保證最小種植厚度要求即可，盡量減小附加于屋架的荷載效應(yīng)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)后，種植土部分（含建筑做法及土重）荷載值為12KN/m2。100mm厚鋼筋混凝土樓板自重為25*0.1=2.5KN/m；壓型鋼板YX-70-200-600-1 展開長度為1000mm，自重為0.0785KN/m2；除鋼梁自重以外，永久荷載合計(jì)為14.58KN/m2。屋面附加吊掛荷載按1.0KN/m2考慮。
依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[1]第4.3.1條，屋頂花園可變荷載（不含花圃土石自重）為3KN/m2,本工程中取為4.0KN/m2。
按非組合樓板下鋼次梁的布置方式，每個屋架翼緣上均會承擔(dān)其兩側(cè)1米范圍內(nèi)的樓面均布荷載；故平面鋼桁架支承鋼次梁的節(jié)點(diǎn)處負(fù)荷面積取為4*6=24平方米。屋架節(jié)點(diǎn)處集中荷載計(jì)算如下：
混凝土樓板及種植土自重14.58*24=350KN；
一級鋼次梁（H600X400X14X28）自重 2.35*8=18.8KN
二級鋼次梁（H300X300X10X15）自重 0.92*4*3=11KN
附加吊掛荷載 1.0*4*8=32KN
永久荷載合計(jì) 412KN
可變荷載： 4*24=96KN
屋架上翼緣均布荷載計(jì)算如下：
永久荷載：混凝土樓板及種植土自重 14.58*2＝29.16KN/m
可變荷載： 4*2=8KN/m
當(dāng)屋架上、下翼緣分別承擔(dān)高低跨樓面荷載時，集中荷載和均布荷載分別均分在上下翼緣上。屋架上翼緣懸挑端荷載簡化為節(jié)點(diǎn)彎矩及豎向力作用屋架端節(jié)點(diǎn)處，詳見荷載簡圖。荷載簡圖見附圖4，附圖5。
圖4 鋼桁架恒荷載簡圖
圖5 鋼桁架活荷載簡圖
（三）鋼桁架主要計(jì)算結(jié)果:
本工程采用中國建筑科學(xué)研究院編制的2010版PKPM系列計(jì)算軟件“鋼結(jié)構(gòu) 桁架”計(jì)算。鋼桁架安全等級按二級設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)使用年限按五十年。
依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程制作安裝便攜手冊》[5]第159頁，平面鋼桁架矢高一般可取計(jì)算跨度的1/6~1/12，本工程中鋼桁架矢高取1900mm，約為計(jì)算跨度的1/12左右。矢高為上下翼緣桿件型心間距離，鋼桁架上翼緣頂面至下翼緣底面間總高為2500mm。經(jīng)計(jì)算，各桿件強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力比、平面內(nèi)（外）穩(wěn)定應(yīng)力比均不大于0.9, 均能滿足設(shè)計(jì)的要求；各桿件長細(xì)比均小于60，滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]第5.3.8條對桁架受壓構(gòu)件容許長細(xì)比不大于150的要求。屋架下翼緣豎向變形值約為52mm，預(yù)先起拱量按50mm取用。主要結(jié)果如下：
平面鋼桁架幾何尺寸簡圖見圖6；內(nèi)力簡圖見圖7；桿件編號見圖8，桿件規(guī)格見表1；
圖6 平面鋼桁架幾何尺寸簡圖
圖7 平面鋼桁架內(nèi)力簡圖
圖8 平面鋼桁架桿件編號簡圖
鋼桁架上下翼緣高度的選取原則：第一，因鋼桁架平面外鋼次梁截面高度為600mm；鋼次梁與屋架上、下翼緣采用摩擦型10.9級高強(qiáng)度螺栓鉸接連接，考慮受力、施工安裝要求，將屋架上、下翼緣的高度取為600mm。第二，因種植屋面造型要求，鋼屋架上翼緣尚有2170mm或4170mm出挑，從出挑部分的受力及變形要求來說，上翼緣截面也不宜取的過小。
四、鋼結(jié)構(gòu)材料、除銹、涂裝、制作、運(yùn)輸及堆放等要求：
材料選用：
1.1承重結(jié)構(gòu)（屋架、鋼梁及支撐系統(tǒng)等）采用的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證，焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。
1.2屋架及支撐系統(tǒng)的鋼材應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700規(guī)定采用Q345鋼 。
1.3焊條采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《碳鋼焊條》GB/T5117中規(guī)定的E50XX型系列焊條。
1.4普通螺栓采用C級螺栓，性能等級為4.6或4.8級。錨栓采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T700規(guī)定的Q345鋼制成。
1.5角鋼型號按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《熱軋等邊角鋼尺寸、外型、重量及允許偏差》GB/T9787和《熱軋不等邊角鋼尺寸、外型、重量及允許偏差》GB/T9788選用。
2、制作、運(yùn)輸和堆放：
2.1鋼構(gòu)件按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》[3]GB50205進(jìn)行制作、安裝和驗(yàn)收。焊縫質(zhì)量等級除全焊透的對接焊縫為二級外，其余焊縫應(yīng)符合外觀檢查三級標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.2構(gòu)件拼接接頭必須與結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面等強(qiáng)。
2.3桿件下料時，必須進(jìn)行1：1放樣，節(jié)點(diǎn)板尺寸應(yīng)滿足焊縫長度要求。
2.4運(yùn)輸單元：屋架優(yōu)先采用整體運(yùn)輸，也可半跨運(yùn)輸，屋架的組裝應(yīng)在平整的場地上進(jìn)行。構(gòu)件運(yùn)輸過程中應(yīng)妥善綁扎，防止變形和損壞。屋架應(yīng)垂直排列，放置在平整的場地上。屋架在制作時，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求起拱50mm。
2.5屋架在吊裝時應(yīng)采用臨時加強(qiáng)措施以防止側(cè)向變形。屋架就位支撐安裝完畢后方可屋面,屋面施工后不得在屋架任何部位（支座底板除外）進(jìn)行焊接。
2.6所有支撐、系桿與屋架上、下弦除用螺栓連接外還應(yīng)加連接焊縫。
2.7構(gòu)件堆放：堆放場地應(yīng)平整緊實(shí)，排水良好，以防因地面不均勻下沉造成構(gòu)件裂縫或傾倒損壞。構(gòu)件堆放應(yīng)平穩(wěn)，底部應(yīng)設(shè)置墊木，避免擱空而引起翹曲。墊點(diǎn)應(yīng)接近設(shè)計(jì)支承位置。
3 所有構(gòu)件在制作檢查合格后，應(yīng)對其表面進(jìn)行除銹和涂裝。
3.1在油漆或涂防火涂料的部位，其表面均應(yīng)進(jìn)行噴射除銹，除銹等級應(yīng)符合《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》（GB8923-88）中有關(guān)規(guī)定，一般為Sa2（1/2）級。
3.2噴涂防火涂料的構(gòu)件表面，僅涂無機(jī)富鋅底漆,漆膜總厚度不小于75μm（微米）。
3.3不噴防火涂料的構(gòu)件表面，噴涂無機(jī)富鋅底漆及面漆，漆膜總厚度，室內(nèi)不小于125μm，室外不小于150μm，面漆的顏色應(yīng)由設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、建設(shè)等單位共同研究決定。
3.4涂裝施工時環(huán)境溫度不低于5℃,空氣相對濕度不大于85℃。不得在雨、霧天氣進(jìn)行施工。
3.5防火涂料的選用原則：屋架為室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定耐火極限在1.5h以上時，應(yīng)選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料；當(dāng)選用防火涂料分為底層和面層涂料時，兩層涂料應(yīng)相互匹配。且底層不得腐蝕鋼結(jié)構(gòu)，不得與防銹底漆產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，面層若為裝飾涂料，選用涂料應(yīng)通過試驗(yàn)驗(yàn)證。
3.6涂裝、除銹等要求尚應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 [5]中所規(guī)定的要求。
結(jié)論：
該酒店會議中心屋面屬于大跨度重型種植屋面與一般跨度的種植屋面的結(jié)合體。一般來說，通常大跨度屋面設(shè)計(jì)為輕型屋面較為經(jīng)濟(jì)合理。但因本工程中要求做為綠植屋面與周邊環(huán)境融為一體，且屋面建筑造型從平面和剖面上均有所變化，所以屋面設(shè)計(jì)時需要從受力和造型兩方面綜合考慮。本工程針對種植屋面的承重要求，采用平面鋼桁架、鋼梁與鋼筋混凝土非組合樓板體系。通過出挑平面鋼桁架鋼桁架上翼緣滿足建筑平面形狀變化的要求；通過調(diào)整各榀鋼桁架頂標(biāo)高，形成三段錯落的鋸齒形屋面，即每兩段屋面間的一榀鋼桁架上、下翼緣分別支承其兩側(cè)屋面結(jié)構(gòu)構(gòu)件。結(jié)合結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸，8米跨度范圍內(nèi)采用鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)體系。經(jīng)綜合分析，采用平面鋼桁架和混凝土屋面相結(jié)合的屋面結(jié)構(gòu)是經(jīng)濟(jì)合理的，且具備可行性的。
參考文獻(xiàn)：
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[4] 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》 JGJ81-2002 [S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002
[5] 本書編委會編，《鋼結(jié)構(gòu)工程制作安裝便攜手冊》[M]. 北京：中國建材工業(yè)出版社，2007.1
