房屋建筑结构设计中优化技术研究 马迎倩

房屋建筑结构设计中优化技术研究马迎倩

发表时间：2019-06-06T11:40:35.107Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年2期作者：马迎倩1 黄越2

[导读] 在房屋建筑主要体现在建筑用地以及建筑安装等方面，严重减缓了建筑企业结构设计中应用结构优化技术就显得尤为重要，不仅能够对房屋建筑中的各项资源进行更为合理的分配，还能够进一步提升房屋建筑结构空间布局的适用性，促使建筑企业实现经济效益最大化。

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽合肥 230088

公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心安徽合肥 230088

摘要：随着人们生活水平的不断提升，对居住条件和居住环境的要求也在不断提高，这就对房屋建筑行业提出了更高的要求。目前阶段，由于建筑成本的不断提高，因此，在房屋建筑主要体现在建筑用地以及建筑安装等方面，严重减缓了建筑企业结构设计中应用结构优化技术就显得尤为重要，不仅能够对房屋建筑中的各项资源进行更为合理的分配，还能够进一步提升房屋建筑结构空间布局的适用性，促使建筑企业实现经济效益最大化。

关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术

1结构技术优化的重要性

随着经济的不断增长，国土面积根据发展的需求被不断地利用，关于房屋建筑的可用地面面积越加紧张，而通过近些年的建筑领域的创新，大部分城市实现了中高层建筑的广泛应用，这种高层建筑模式能够有效地解决城市用地紧张的问题，只有增加高层建筑的广泛应用，才能够满足目前的社会经济发展需求，通过合理的房屋结构设计，在一定程度上满足人们对房屋建筑的相关要求，因此房屋建筑的结构设计是否合理已成为不可置否的重要因素。建筑开发商如何实现对房屋结构的规范设计，首先在于对参与设计的工作人员展开工程的建筑核心探讨分析，将建筑工程的质量安全作为设计的基础，完成初期的设计方案，然后对设计方案的重点部分进行点对点的分析，同时展开深入的研究工作，而且需要按照现代建筑要求将目前最先进的建筑设计理念融入该建筑结构设计方向中，不仅如此，在展开正式的设计方案过程中，房屋建筑工程的建设成本也应进行有效的控制。根据以往建筑工程的设计条例以及基本的设计方向，相关的设计人员在进行房屋建筑工程的设计工作过程中，通过合理的将建筑的未来经济效益与先进的施工技术融入到一体作为设计的方向，实现建筑设计方案的合理、科学化。促进建筑企业的经济效益发展。

2当前房屋建筑结构设计的主要特点

2.1资源浪费现象比较严重

随着近年来国家对建筑行业的扶持力度逐渐加大，使得建筑项目的规模和数量都在不断增加。在实际建设过程中，经常由于技术、人员及外界因素影响而存在诸多问题影响到建筑工程质量，资源浪费现象是最主要的问题之一。建筑工程具有工期长、施工复杂，且一次成品的特点，在整个建设过程中需要使用大量的建筑材料，我国建筑业的资源浪费现象严重且贯穿于整个建筑工程的各个阶段，建筑材料使用率低且资源消耗严重成为建筑行业资源浪费的主要因素之一。因此，通过优化房屋建筑设计来降低房屋建设过程中的资源浪费问题很有帮助，从而促进企业长远发展。

2.2过度重视整个建筑经济效益

国民经济的持续增长带动了建筑业的飞速发展，但目前我国的一些建筑企业过度的追求经济利益，往往忽视了通过优化房屋结构设计来实现降低成本的目的。在建设过程中，有的企业为了提高经济利益，使用不合格的建筑材料，为房屋建筑的质量和安全埋下了隐患，同时房屋建筑的抗震、抗灾设计都明显不足，不利于企业的长远发展。在施工前，通过对房屋建筑结构进行科学设计，不仅能够保证企业的经济利益，同时还能提高建筑过程的建筑水平。

3房屋建筑结构设计的主要问题

3.1上部结构存在的问题

我国的很多上部结构在设计的环节内做的并不是很好，有的是因为工程师对其的重视程度不够，有的则是因为知识技术的局限性，认知的不足，有的时候相关的技术人员在设计楼板时只是简单的将双向板作用按照单向板的方法进行计算，并没有很全面的考虑到板的受力状态，久而久之，楼板的一个方向就会因为受力过大而出现明显的裂缝，所以务必要注意上部结构存在的问题。

3.2工程师自身的问题

在实际建筑设计的过程中，许多工程师并没有对房屋建筑的场地进行地质情况的详细现场勘察，都是根据设计单位提供的基础资料以及以往的经验来进行施工图的设计，这存在着一定的盲目性和片面性。所以工程师要进行实地考察，要准确的计算出房屋主体的荷载打消，要对基础承载能力进行准确的核算，这样才可以保证施工后房屋的实际质量，不出现“豆腐渣”工程。

4建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用

4.1模型的设计

建筑结构优化设计的模型建设必须先获取结构设计中所涉及到的各种具体数据信息，然后从中提取出相关变量的数据信息，并以此为基础建立函数模型。再利用大数据等现代化手段计算并制作出最优设计方案。建筑结构优化设计的模型的建立需要注意以下几项事情。首先，在选择设计变量的时候，一定将影响整体设计的因素作为首选，其他影响作用较小的因素可以作为参考数据，这样可以提升工作效率。其次单独将建筑切面的尺寸及与建筑截面积相关的数据整理出来，并制成相关的函数，这样可以在一定程度上避免资源浪费，节省成本。再者，要结合用户的各种需求，比如房屋的空间规划、变形情况的规定、审美需求等方面，在设计时都要结合实际情况考虑在内，最大程度满足用户的需要。

4.2结构的抗震性能设计优化

根据我国建筑行业的发展状况可以看出，未来建筑发展趋势是朝向高层建筑方向发展，而高层建筑对安全性和稳定性的要求比较高。然而建筑物的安全稳定性主要受建筑结构的抗震能力影响，如果抗震能力比较弱，再加上高层建筑物重心比较高，高层建筑物倒塌的可能

建筑结构优化设计

建筑结构优化设计 发表时间：2016-03-28T16:11:12.903Z 来源：《基层建设》2015年23期供稿作者：陈火涛吕金钊罗森陈钰璐陈湧填[导读] 华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642 当然除此之外还有一些构造上及概念上的优化措施，将在概念设计，高层剪力墙结构与高层混凝土结构的优化设计中重点论述。 陈火涛吕金钊罗森陈钰璐陈湧填 华南农业大学水利与土木工程学院广东广州 510642 摘要：对建筑结构优化设计理论进行了概述，并重点介绍了基于可靠度理论的工程结构优化设计，概念设计在结构优化设计中应用，高层混凝土结构的优化设计以及高层剪力墙结构的优化设计四个方面，为结构的优化设计提供参考依据。关键词：结构设计；优化；应用 结构优化设计的任务，就是以数学规划为基础，将力学的概念、理论和近似方法和数学规划方法结合，转化成数学问题，建立数学模型，选择计算方法，运用计算机在多种可行性设计中，选择出相对而言属于最优的设计方案，达到兼顾经济性，安全性，舒适性的目的。其步骤可分为设计变量，建立目标函数，确定约束条件，经过计算分析得出优化的计算结果。[1]当然除此之外还有一些构造上及概念上的优化措施，将在概念设计，高层剪力墙结构与高层混凝土结构的优化设计中重点论述。 1.基于可靠度理论的结构优化设计 结构的可靠度指结构在设计的基准期内能够承受施工过程中以及正常使用期间的各种外加荷载和变形，有较好的工作性能，耐久性满足正常使用要求，在偶遇灾害如地震，海啸，爆炸等发生时保持必要的整体稳定性。[2] 从工程结构的可靠度理论角度分析，传统的结构优化设计存在以下几点不足：①传统的结构优化并没有完全反映体现结构的可靠性，也没有定量描述可靠度理论，得出的最优结构并不能确保结构具有足够的可靠性。②由于结构构件的尺寸和材料的性能参数具有随机不确定性，而传统结构优化设计并没有考虑这些因素因此并不能反映参数不确定性这一特点。基于以上分析论述，结构的可靠度要求考虑进工程结构优化设计的数学模型中，文献[3]给出了基于可靠度约束的结构优化算例，在结构可靠度分析基础上进行结构优化设计，实现经济合理的设计方案。 2.概念设计在结构优化设计中应用 概念设计，即在建筑物施工前，设计人员考虑建造地周围的地理环境、文化环境与社会环境等，提出相应的建筑结构设计方案，优化建筑结构设计，以期达到进一步融合周围环境与社会环境的目的。概念设计有效弥补理论性设计与计算性设计的不足，使结构设计方案更科学合理；进行抗震设计时概念设计能在降低地震作用效应的同时提高建筑工程的质量和安全性；科学合理的概念设计拓展了建筑物的结构设计思路，增强工程质量、安全性及工程造价。[4] 2.1应用概念设计可在多个建筑结构施工方案中择优而用。 概念设计使得建筑结构施工方案具有合理性、实用性和经济性，这要求设计人员在优化建筑结构时，充分考虑建筑物建成后的目的、抵抗外界环境的能力需要、施工条件、施工材料等因素，从而制定并选取科学合理、全面系统的建筑结构施工方案。 2.2概念设计中应用抵抗自然灾害的能力设计。 概念设计应与时俱进、因地制宜，如考虑抗震能力设计、防火能力设计、抗击风荷载能力设计等，充分考虑现代建筑结构需要适应的社会环境与自然环境，在建筑结构满足工程施工要求的同时，优化结构，使工程中各个构件环环相扣，增强建筑工程的安全性。 3.高层剪力墙结构的优化设计 剪力墙结构体系由于整体性好，侧向刚度大，抗震性能优越，且由于没有梁柱的外露突出，结构层平整，利于房间布置，因而被广泛应用于高层住宅性建筑中。对该结构体系进行优化需考虑钢筋混泥土用量大造价高，剪力墙中墙肢轴压比偏低的承载力发挥不充分，采用构造配筋的墙体延性低等常见问题，[5]如何对剪力墙结构体系进行优化，使其既发挥其抗侧能力强等优点，又降低工程造价，现就以下几方面进行论述。 3.1强周边，弱中部。剪力墙应尽量布置在结构周边，中部减少剪力墙的布置量，以提高结构的抗扭刚度，控制结构的周期比与位移比。另外，剪力墙宜沿主轴方向或其他方向双向布置，避免单向布置，并宜使两个受力方向的抗侧刚度接近。 3.2多均匀长墙，少短墙。选择对结构承受水平及竖直向荷载有利的隔墙位置布置剪力墙，尽量设置为长墙，以充分发挥剪力墙的作用。在较长的剪力墙宜开设门窗洞口，上下对齐、成列布置，形成明确的墙肢和连梁，将其分成长度较均匀的若干墙段，墙段之间宜采用弱连梁连接。 3.3剪力墙应自下到上连续布置，允许沿高度改变墙厚和混凝土强度等级，或减少部分墙肢，使侧向高度沿高度逐渐减小。这样一方面可以避免刚度突变，另一方面可以减轻自重，降低工程造价。 3.4尽量采用普通剪力墙和使墙肢长度较长，并且两端与翼墙相连，减少小墙肢和短肢墙的数量。应尽量减小墙肢长度的差异，使各片剪力墙分配的地震作用力均匀。这样发挥了剪力墙的抗侧移刚度，在满足规范层间位移角限值的情况下，减少剪力墙的数量；同时减少了开洞的数量和其两端边缘约束构件的数量从而减小暗柱的构造配筋面积，使得工程造价降低。 4.高层混凝土结构的优化设计 高层建筑的特点是建筑结构需同时承受水平和竖向的荷载作用。混凝土是高层建筑设计中的重要考虑因素。在进行结构设计时要充分考虑各种因素，确保结构的强度，刚度和延性均处于合理范围，高层混凝土结构的优化设计具体措施有以下几个方面。 4.1合理使用高强砼和高强钢筋 强砼和高强钢筋高优化构件截面尺寸的合理使用，可以减轻地基的承载量和高层建筑自重，从而减小超高层受地震破坏的程度。还减低施工单位的成本，使经效益最大化。 4.2布局优化 高层建筑宜使结构平面形状简单、规则，适合刚度和承载力分布均匀的结构单元。 4.3 抗震结构的优化

建筑结构设计不规则性问题的分析 董良

建筑结构设计不规则性问题的分析董良 发表时间：2018-06-15T09:59:12.437Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第1期作者：董良[导读] 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响。 山东文孚建筑设计有限公司山东济南 250000 摘要：伴随着我国现代化建筑行业的不断发展,同时其结构空间也得到不断进步,然而在对建筑结构进行设计过程中,不仅只是简单的进行对称的设计,已经开始进行不规则结构设计,针对不规则设计而言,在很多方法依然存在一些问题,并且对建筑结构也存在不良影响。对此在本文中笔者将从建筑结构设计不规则性分类出发，从而提出以下解决建筑结构设计不规则性问题措施，希望能够满足建筑结构稳定性要 求。 关键词：建筑结构设计；不规则性；问题 建筑结构不规则性就是指在建筑工程之中，由于受到平面布局、水平或者垂直受力影响，从而导致建筑结构不规则，这对于建筑结构质量或者稳定性造成了严重的影响，因此在今后的建筑结构设计过程中，必须要加强建筑结构设计不规则性问题研究，从而为建筑企业创造更高的经济效益，推动我国建筑行业稳固发展。 1 建筑结构设计不规则性分类 在建筑结构设计中,对于建筑结构的不规则性问题必须采取合理的计算方法以及计算参数,不断优化设计方案,同时加大对于建筑结构的重点部位以及薄弱部位的分析,从而保证不规则结构设计具有合理性,最大程度的提高不规则建筑的安全性以及稳定性。 在进行建筑结构设计时，所表现出的不规则性主要分为两种，即平面结构不规则与竖向结构不规则，首先平面结合不规则是最常见的一种建筑结构设计不规则表现，具体而言主要体现在以下三个方面，①不规则扭转，在对不规则扭转进行判断时，设计者可以从建筑物的弹性水平位移进行判断。②不规则凹凸，在进行建筑结构设计时，设计者可以从建筑物的投影方向以及投影尺寸去进行对凹凸值进行判断，并且在这个过程中要求建筑结构中凹进去的一侧不能小于30％，这样可以防止建筑出现变形。③局部楼板不连续性，关于不连续判断可以从建筑物结构的平面刚度变化或者楼面面积出发。其次是竖向结构不规则，体现在以下四个方面，①不规则倾向刚度，在设计过程中要求不规则设计刚度值要小于70％，并且建筑物本身与周边建筑物的平均刚度值控制在80％以内。②竖向抗侧力构建不连续性，建筑物的竖向结构，抗侧力构建应该注重从水平方向到垂直方向的传递。③楼层承载能力不均匀，这要求设计人员楼层受力程度应该低于80％。④楼层质量不均匀性，也就是和下一层相比，应该高出上一层的1.5倍。 2 解决建筑结构设计不规则性问题措施 2.1 减少偏心距 有数据显示建筑结构之所以会出现扭转与建筑物偏心距有着绝对的关系，并且两种之间呈线性函数关系，因此在进行建筑结构设计时，为了防止出现扭转现象，提升建筑物结构设计规则性，在进行建筑结构设计时，就必须要不断的减少偏心距，这样才能通过线性函数调节，从而使整体的建筑结构更加的平均分布，而减少偏心距的方法有很多种，如通过详细的数据计算，从而对主体结构以及平面空间分布进行调整，并且在设计图纸之中，将建筑结构的重量核心与刚度中心位置进行标注，除此之外，在进行偏心距调节时，还可以采用数据分析的方式，从而对建筑结构刚度进行重新分布，这样可以对核心较远的抗侧力进行调整。 2.2 提高建筑结构抗扭承载力 在进行建筑结构设计时，会受到很多的因素影响，这些因素造成了建筑结构的不规则性转变，因此在进行建筑结构设计时提高建筑结构抗扭承载力就显得越发重要[2]。对此美国IBC规范曾经做出一个这样的调查，其发现在进行建筑结构设计时，每增加一个计算扭矩，地震扭矩也就是质心与刚心不重合时，就会与附加扭矩等比例放大，并且当位移小于等于1.2时，放大系数就会等于1，而当位移大于1.2时，位移系数也会大于1，由此可以看出，在附加扭矩不断增大的过程中，抗承载能力也会不断增加，而这会增加偏心距，而通过上述文章介绍也可以发现，偏心距是导致建筑结构设计不规则的主要原因，因此提高建筑结构抗扭承载力，是可以解决建筑结构设计不规则性问题的有效措施。 2.3 提高建筑物抗震性能 在进行建筑物结构设计时，可以分为主体设计与基础设计两个部分，其中主体设计是建筑结构设计的重点内容，而在进行建筑物主体设计时，绝对不能忽视建筑物边缘构件的设计内容，因此从某个角度分析，建筑结构边缘设计对于建筑结构物的整体质量具有绝对的影响，而通过以往的相关研究中发现，建筑结构抗剪性设计有利于提升建筑边缘结构性能，尤其是当建筑物长期处于非弹性阶段时，当受到地震或者外力作用时，易出现一些偏心问题，从而导致建筑结构出现不规则性，因此在进行建筑结构设计时，能够提升抗震性能，强化建筑物边缘结构设计的抗剪强度，这可以从本质上提升建筑物的抗外力作用，从而发挥出建筑物的弹性作用，满足建筑物规则性要求[3]。 2.4 提高建筑抗侧刚度 在进行建筑结构设计时，提高建筑物的抗侧刚度是有助于解决建筑物结构设计不规则性问题的，并且通过以往的数据调查研究发现，当建筑物主体结构出现扭转效应时，会与自我震动周期出现一个平方值函数关系，利用这种比例关系进行建筑结构设计可以减低建筑结构自我诊断周期，并且消除主体结构的扭转效应，为此在进行建筑结构设计时，应该采用科学的计算调整方法，从而对墙体长度与墙体厚度进行调节，进而使建筑结构刚度远离中心墙体，并且采取边缘装置柱梁的方式，从而对主体结构震动周期进行调整，这样有利于建筑结构刚度值的提升，从而实现改善扭转刚度的目的。 3 总结 在经济建设迅速发展的过程中，建筑行业迅速崛起，在这个过程中对于建筑结构设计要求也在不断的提升，而在进行建筑结构设计过程中，不可避免的会出现一些不规则设计现象，这也为建筑结构设计增添了难度，因此为了能够更好的满足建筑结构合理设计要求，设计人员必须要加大建筑结构设计不规则性问题分析研究，从而不断的提高建筑结构设计的质量，满足建筑结构设计的需求，从而实现建筑结构设计工作的顺利完成，促进建筑行业长远发展。

房屋建筑结构设计中优化技术探讨 王军

房屋建筑结构设计中优化技术探讨王军 发表时间：2019-08-13T14:29:30.197Z 来源：《城镇建设》2019年第11期作者：王军 [导读] 在我国国民经济不断提升的背景下，人们生活水平的不断提高，简单的居住环境已经无法满足人们的要求，不仅要求在基本的使用功能上满足需求，同时对建筑的美观程度、建筑性能提出了更高要求。 安徽星辰规划建筑设计有限公司安徽芜湖 241000 摘要：在我国国民经济不断提升的背景下，人们生活水平的不断提高，简单的居住环境已经无法满足人们的要求，不仅要求在基本的使用功能上满足需求，同时对建筑的美观程度、建筑性能提出了更高要求。所以在房屋结构设计过程中，还应对其不断的优化，保证房屋结构设计的整体性、安全性、实用性、美观性等。这就要设计人员应采取科学的方法，对建筑结构的各个部分进行认真的分析，在确保房屋结构基本性能基础之上，实现房屋结构的不断优化。 关键词：房屋建筑；结构设计；优化技术 1 房屋建筑结构设计中优化 房屋结构设计的意义是使居住者享受房屋环境的优美及提高对生活热情及发现生活中的价值。所以为了给予用户一个合理及不失高雅的使用环境，应遵循房屋设计的安全性、功能性、舒适性及环境优雅的房屋结构。随着现代建筑技术的不断发展与进步，及现代技术的普及，房屋建构设计也可以进行现代化技术的加入，如住宅房屋的电气化设备预留位置，房屋的预留通电线路插口等。而在房屋的质量上也应有新的要求，如房屋的稳定性、抗震能力、防止自然灾害的能力等。另外，房屋的优化设计也要体现出房屋的整体结构的合理性，及子结构的人性化、自然美观等设计要求。房屋的整体设计也一定要遵循房屋的使用安全原则，而子结构设计也应在安全设计的基础上进行不断的优化改造，如，进行房屋子结构的主体结构优化、细节部位优化、屋盖结构的优化等。从而使房屋结构不仅有较高的安全性，也能够使使用用户感受到房屋结构设计的舒适性及方便性。 2房屋建筑结构设计中优化技术 2.1结构优化模型 在房屋结构设计优化过程中，经常使用建立房屋结构优化模型这一种方法，在房屋结构优化模型建立过程中，应按照以下步骤进行实施：一是合理选择设计变量。从整体性出发，对房屋结构进行深入分析，明确影响房屋结构设计因素，选择其中主要的、适合的影响因素，将其建立房屋结构优化模型的设计变量，使得房屋结构优化模型的建立突出重点。二是合理确定函数关系。确定好设计变量，就需要确定函数关系，计算出相关的参数，例如钢筋截面积、几何尺寸等等，应保证符合设计优化条件。三是合理衡量各项条件。在房屋结构优化设计过程中，应根据房屋建筑结构设计的各项规范，对房屋建筑结构的各个因素进行充分的考虑，包括房屋建筑结构的稳定性、耐用性、经济性等，应在规范要求的基础上，对各项条件进行优化，不断提高房屋建筑结构优化设计水平。 2.2 建筑主体优化设计技术 服务构造的优化设计整体最为关键，整体性设计完成也是进行更多设计的基础，所以一般来说整体的优化设计最为重要。所以在优化设计之初可以利用可行的条件，对方位的优化设计进行模拟，通过建立模型的方式不仅直观，而且可以进行分析相关设计中存在的不足，从而进行改进。如，在进行整体优化时，剪力墙的优化设置，可以使剪力墙均匀的进行分布及建立；使楼层较高的中心点与楼层整体结构的重心相重合，通过这样的设计及不仅能够提高楼身的稳定性，也对楼梯的抗震能力有一定提高。另外，在对模型的模拟优化中也可以对房屋建设中节省资源的概念进行实践模拟，如将剪力墙设计成大开间构造，大开间剪力墙的设计可以增加剪力墙的墙肢长进而减少墙肢的数量，同时由于墙肢的数量减少，也使混凝土的应用变少，即达到了节省资源的目的，但剪力墙的减少数量也应符合标准，以免影响整体建筑的质量。如，剪力墙中的钢结构是保障建筑稳定性的必要结构，一但钢结构因剪力墙的减少而减少会使建筑物的稳定性下降，同时使建筑存在安全隐患，所以剪力墙的扩大应遵循相关建筑规范及要求。 2.3用概念设计来处理实际的房屋建筑结构设计的问题 在每一个房屋建筑结构工程施工中，最不能控制的因素就是许许多多的外在因素。尤其是当地震发生时，这样破坏力如此之大的自然灾害必然会给建筑带来无法预估的破坏性。因此我们在进行建筑结构设计时，一定要全面分析，充分考虑到房屋建筑下面的地质，使设计人员运用概念设计对房屋建筑进行合理规划，尤其在地震高发地段，要格外注意建筑结构的抗震性能。在其它危险因素方面，也要采取合理的结构设计，使建筑遭受到的突发性破坏能大大减少，从而减少对人们的生命安全的伤害。 3优化房屋建筑结构中的具体构成部件 房屋建筑结构的又一大重要组成部分——房屋建筑结构内部的构件，为了保证建筑结构构的稳定性，就需要对房屋建筑结构的构件进行进一步地优化。在对建筑楼的承载力进行设计时，需要同时考虑建筑楼的内部承载力和建筑楼的外部承载力，两者共同考虑才能够有效地保证建筑物承载力的稳定性。在对房屋建筑结构中的具体构成部件进行有效计算以后，再判定建筑物的承载力，在此阶段，就需要相关人员对房屋建筑结构的具体构成部件进行测量和二次审核，使其与实际施工工作相配合，保证房屋建筑施工的顺利进行，保障建筑结构的质量。 3.1剪力墙 优化设计剪力墙时，连梁部分最为关键。倘若提高连梁的刚度，会提高房屋建筑结构的抗震性能，很大程度上增加了对连梁和墙肢的分配受力，因此，需要适当增加此处构件的整体配筋，但是，会浪费不必要的建筑材料。因此，在优化设计房屋建筑结构时，尽量避免用大刚度窗下墙替代连梁，并合理确定连梁的刚度和截面尺寸，数据不能过于保守，在满足结构刚度及变形要求的基础上，还要考虑结构的经济性及抗变形能力等性能，并合理布置构件。优化设计剪力墙时，应熟悉对称和均匀分散的概念，基于水平位移限度控制合理的剪力墙量。 3.2增加创新性设计理念 房屋建筑项目的施工阶段中，有些具体内容无法用数据信息进行表达，而为了保证此类内容能够正常的在现实环境中构建出来，需要在设计内容上，通过理念思想的内容表达，对工程施工工作形成指导。方法上，需借助信息化时代的背景优势，将计算机程序作为辅助

建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用 (2)

建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用 当前建筑结构设计优化更多的关注建筑施工的便捷性与建筑工程的经济性、安全性、美观性等多方面要求，建筑结构设计是保证建筑工程得以顺利完成的基础保障，设计人员在进行建筑结构设计优化的时候，应该从当前的市场环境、周围环境、各方面条件出发，保证结构设计的科学性、合理性。本文主要对建筑结构设计优化方法展开探讨。 标签：建筑结构；结构设计；优化方法；房屋结构 房屋建筑结构设计过程中，通过科学的方法优化结构设计有助于建筑性能的全面提高，同时能够达到控制成本的目的。通过大量的实践经验，建筑结构设计优化能够提高企业经济效益，促进建筑行业的稳定发展。我们都知道，当前建筑业面临一个激烈的市场环境，如何在这种情况下获取长久稳定的发展，是个建筑企业需要认真思考的一个问题。加强建筑设计与施工水平，能够在满足建筑质量目标的基础上降低资金投入，这对于建筑工程发展来讲具有现实意义。 一、房屋结构设计优化的重要性分析 在建筑设计中结构设计是保证整体稳定的前提条件，优化结构设计方案是提高建筑物整体价值的有效途径，在满足人们多样化需求的基础上，还能够节约成本费用，降低工程造价。对于建筑企业来讲，在保证建筑结构长远效益得以实现的前提下，降低建筑结构的成本费用是企业经济效益最大化的必经之路，只有这样才能实现建筑业的可持续发展。相比于传统的建筑结构设计，通过科学的优化方法能够降低施工造价15%左右资金消耗。做好结构优化设计能够充分发挥材料的性能和效益价值，协调建筑结构内部单元，提搞建筑物的安全性。由此可见，做好建筑结构优化是实现建筑物安全、经济的有效方法。 二、房屋结构设计优化要点分析 首先，在结构优化设计的过程中应该坚持以人为本的原则，能够从居民的使用需求与居住需求出发，这样才能在保证建筑物具备所应有的基础性能。其次，充分考虑投资建设，结构设计优化不仅要考虑整体的安全，还要在此基础上协调投资问题，能够提高资金的使用效率，在满足质量安全的基础上节约开支，实现经济效益的最大化发展。另外，严格遵守设计的各项标准原则，在进行房屋结构优化设计的时候应该选派经验丰富的专业人员进行设计，并且保证设计过程的规范性、标准性，需要注意的是，我国建筑结构设计规范具有片面性，其中一些规范可能不符合房屋建筑的实际情况，这就需要设计人员根据项目特点，具体分析，保证结构设计优化的合理性。与此同时，结构优化设计是一项复杂的工作内容，主要是为了提供房屋结构的安全性与合理性展开的一些措施手段，在实际工作中，需要将结构设计与优化设计相互结合起来，从而保证结构设计的有效性。最后，建筑设计的创新，当前我国建筑结构设计处于止步不前的状态，如果想推动建筑业的稳定发展，积极研究与创新是唯一途径，创新对我国各行业来讲都是一

浅析建筑结构设计中基础设计 王宇雷

浅析建筑结构设计中基础设计王宇雷 发表时间：2018-08-14T11:14:06.167Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第8期作者：王宇雷1 田冉2 [导读] 不仅为有效提高房屋质量打下了坚实的基础，也为房屋建筑经济适用性的挑战提出了核心的观念和思路。 1山东滨北建筑设计院有限公司；2山东省滨州市建筑设计研究院 摘要：基础设计作为房屋建筑结构设计的主要内容，加强房屋建筑结构设计中基础设计的探讨，不仅为有效提高房屋质量打下了坚实的基础，也为房屋建筑经济适用性的挑战提出了核心的观念和思路。 关键词：建筑结构；基础设计；分析 房屋建筑结构设计的理论朝着先进水平不断发展，将先进的技术不断的应用于实际，在实际中不断加强完善。研究强度高、材质轻、绿色环保的新型建筑材料，应用于房屋建筑的结构设计中去，提高屋建筑的安全性、适用性，使得房屋建筑结构设计朝着可靠、实用、经济的高性价比方向发展。 一、房屋建筑结构设计的重要性 从笼统意义上说，房屋建筑结构主要指两个方面的内容，一方面指的是房屋的建筑结构，一方面指的是房屋的户型结构。而房屋建筑工程进行房屋建筑结构设计的根本出发点主要是为了保证工程建筑物结构的安全性、可靠性，在能够保证工程建筑物的使用功能的发挥的同时保证工程建筑物的使用寿命，提高工程建筑物的性价比。 二、房屋建筑结构设计过程中需要遵循的原则 设计人员在对房屋建筑工程进行结构设计时需要遵循几个原则，首先设计人员在进行结构设计的过程中一定要从整个房屋建筑工程的整体着手，需要与业主进行良好的、有效的、及时的沟通，确保房屋建筑结构设计既符合客观方面的需要，也符合主观方面的需求；其次，设计人员在设计过程中要有提前量，现代的房屋建筑工程在进行基础设计的过程中，将重点都放到了房屋建筑工程的地基、基础、以及一些上部结构的构件（例如梁、板、柱、楼梯、雨篷等）方面，但是还是有一定的弊端，因为很多的房屋建筑结构设计中的基础设计并没有完全的结合实际情况，所以在施工过程中很容易遇到设计与实际情况不符的问题。 三、高层建筑基础的设计分析 1、上部结构的刚度对基础受力状况的影响 假设上部结构为绝对刚性，当地基变形时，各竖向构件只能均匀下沉；如忽略竖向构件端部的抗转动能力，则竖向构件支座可视为基础梁的不动铰支座，亦即基础梁犹如倒置的连续梁，不产生整体弯曲，却以基底分布反力为外荷载，产生局部弯曲。反之，假设上部结构为绝对柔性，对基础的变形毫无约束作用，于是基础梁在产生局部弯曲的同时，还经受很大的整体弯曲。于是，两种情况下基础梁的内力分布形式与大小产生很大的差别。实际结构物常介于上述两种情况，其整体刚度的考虑非常困难，只能依靠计算软件分析。在地基、基础和荷载条件不变的情况下，增加上部结构的刚度会减少基础的相对挠曲和内力，但同时导致上部结构自身内力增加，即上部结构对减少基础内力的贡献是以在自身中产生不容忽视的次应力为代价的。还应注意的是上部结构的刚度贡献也是有限的。 2、基础刚度对基底反力分布的影响 绝对柔性基础当上部结构刚度可以忽略时，对荷载传递无扩散作用，如同荷载直接作用在地基上，反力分布p（x，y）则与荷载q （x，y）大小相等、方向相反。当荷载均匀时，基础呈盆形沉降；如欲使基础沉降均匀，则需使荷载从中部向两端逐渐增大，呈不均匀状。绝对刚性基础对荷载传递起着“架越作用”。由于基础为绝对刚性，迫使地基均匀沉降。由于土中塑性区的开展，反力将发生重分布。塑性区最先在边缘处出现，反力将减小，并向中部转移，形成马鞍形分布。理论分析与试验研究表明，基底反力的分布除与基础刚度密切相关外，还涉及到土的类别与变形特性、荷载大小与分布、土的固结与蠕变特性，以及基础的埋深和形状等多种因素。 3、地基条件对基础受力状况的影响 基础受力状况还取决于地基土的压缩性及其分布的均匀性。当地基土不可压缩时，基础结构不仅不产生整体弯曲，局部弯曲亦很小；上部结构也不会因不均匀沉降产生次应力。实践中最常遇到的情况却是地基土有一定的可压缩性，且分布不均，这样，基础弯矩分布就截然不同。基础与地基界面处往往显示出摩擦特征。由于土的强度有限，形成的摩擦力也有限，不会超过土的抗剪强度。孔隙水压力的变化，可能改变压缩过程中摩擦力的大小与分布。此外，外荷载的分布和性质、基础的相对柔度以及土的蠕变等涉及时间变化的效应等都会影响到界面条件。因此，应从完全光滑一直到完全粘着这两种极端情况之间来慎重估计界面摩擦的影响。 4、上部结构与基础和地基共同作用的概念及分析方法 上部结构与地基和基础三者是彼此不可分离的整体，每一部分的工作性状都是三者共同作用的结果。共同作用分析，就是把上部结构、基础和地基看成是一个彼此协调工作的整体，在连接点和接触点上满足变形协调的条件下求解整个系统的变形与内力。在共同作用分析中，上部结构和基础通常是由梁、板组成，因此可以采用有限单元法、有限条法、有限差分法或解析方法建立上部结构和基础的刚度矩阵，并利用变形协调条件与地基的刚度矩阵耦合起来。地基首先需确定采用何种地基模型：线弹性地基模型，非线弹性地基模型还是弹塑地基模型。然后建立地基的刚度矩阵。在共同作用分析中，可以根据实测结果把基础和上部结构的实际刚度进行共同作用分析，并考虑施工过程的影响，把结构荷载和刚度形成情况分别四、建筑基础设计中应注意的问题 1、保证荷载的可靠传递 基础结构应具有必要的强度和刚度，以保证将高层建筑上部结构作用于基础顶面的巨大竖向、水平向荷载与力矩，可靠地传给地基土或桩顶。 2、参与变形协调，减少不均匀沉降 基础结构介于上部结构与地基土之间，其刚度大小及其在平面上的分布，对调整不均匀沉降、减少整体和局部挠曲至关重要。例如：多、高层建筑中，当采用条形基础不能满足上部结构对地基承载力和变形的要求，或当建筑物要求基础具有足够的刚度以调节不均匀沉降时，可采用筏型基础。筏型基础的平面尺寸，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与上部结构竖向永久荷载的重心重合。当不重

建筑结构优化设计建议-侯善民

建筑结构优化设计建议 侯善民 201305 2013.05

第一章 第章基础 1、基础类型： ? 天然地基基础 ?复合地基→天然地基+增加体（柔性桩、刚性桩）? 桩基：常规桩基 后处理加强的后注浆钻孔灌注桩 先处理加强的劲性复合予制静压桩

第一章第章基础 ? 天然地基承载力不宜低于预期复合地基承载力的百分之四 十软土地基上采用复合地基要慎重组成复合地基的增采用复合地基应注意： 十，软土地基上采用复合地基要慎重。组成复合地基的增强体桩基，应具备一定刚度，并且不能是端承桩；随着复合地基承载力需求增大增强体桩基的支承刚度与 ? 随着复合地基承载力需求增大，增强体桩基的支承刚度与桩身强度，要求也需相应提高，对于20层~30层的高层建筑不宜采用单纯摩阻桩桩端进入较好的持力层但持筑，不宜采用单纯摩阻桩，桩端进入较好的持力层。但持力层不宜是强风化以上的岩层，桩身强度承载力要满足计算底板与桩基持力层选择需慎重 算，底板与桩基持力层选择需慎重。

第一章南京某小区复合地基事故第章基础 南京某小区复合地基事故： 该小区位于河西，七层砖混住宅，场地内有深厚的淤泥质软土层，增强体刚性桩未穿过软土层，施工也存在质量问题，建造过程中一直到结构封顶，沉降持续发展，最后采用锚杆静桩较好的才控制住降静压桩，压入深层较好的土层，才控制住沉降。最近几年，我们做了一批20层~30层100米以内的高层剪力墙住宅，采用刚性桩复合地基都取得成功。例如：淮安恒大、淮安中南、合肥融侨等都是20万~30万㎡的高层住宅小区，天然地基承载力约在200k 左右采用予应力管桩作为增加体然地基承载力约在200kpa左右，采用予应力管桩作为增加体， 复合地基承载力可达到500Kpa左右

建筑结构设计问答与分析

1、等效荷载 利用荷载效应相等的原则将复杂荷载等效为均布荷载。针对不同的效应会等效出不同的均布荷载，过分追求计算结果的精度意义不大。实际中主要是确定最不利的荷载效应。根据实际设计要求，效应包括内力(剪力、弯矩)和变形(挠度、裂缝)。计算中等效的结果与结构的跨度直接相关，因此等效的结果的应用位置需注意。相同的复杂荷载对于不同的效应会等效出不同的等效荷载，因此不同的结构构件计算时此效应不能通用。另外计算的等效荷载还与结构的边界条件有直接关系。等效荷载只是一种假象荷载，不能追求等效的精度，以满足结构的计算精度要求为宜。 2、汽车荷载 汽车轮压的等效荷载大小与结构的跨度成反比。规范中的汽车等效荷载为直接作用的楼板的荷载，另外考虑了汽车荷载的动力系数。汽车荷载的动力系数与楼板的覆土厚度直接相关，当结构的覆土厚度大于时，结构的动力系数取。计算梁柱时要考虑活荷载的折减系数。 3、消防车等效荷载计算 (1)、等效荷载的大小与板跨（非柱网）的大小有直接关系。 (2)、等效荷载的大小与覆土厚度有直接关系。 (3)、消防车的作业区域应该是消防车能够到达的任何区域。对消防车经 常出现的场所(主要消防通道、消防中心)，消防车荷载是一种出现频率很高的荷载，此时应该考虑构件的裂缝和挠度，对消防车不经常出现的住宅小区，可不考虑消防车对构件裂缝和挠度的影响。但要是但考虑经常出现的车辆荷载的影响(一般控制首层地面活荷载不小于5KN/m2)。 (4)、地下是外墙的计算中，《全国民用建筑设计技术措施》中规定：地下 室外墙计算时，室外地面荷载取值不小于10kN/m2，汽车通道还应考虑汽车荷载的影响。 4、抗震设防类别 商业建筑《建筑抗震设防分类标准》规定：人流密集的大型的多层商场抗震分类标准应划为重点设防类。其中人流密集和大型的解释为一个区段人流5000人换算成建筑面积17000m2或营业面积7000m2以上的商业建筑。 这里的一个区段考察的是人员的聚集程度，与建筑的功能区分和区段的出口有关，与结构的分缝没有直接关系。高层建筑中，结构单元内经常使用的人数超过8000人，抗震分类标准应划为重点设防类。这里的结构单元也不是以结构缝作为划分，还是应该以建筑功能和区段划分作为依据。 5、地震动参数 多遇地震参数应根据场地安全评价报告和《抗震规范》合理取用，并不应该小于规范数值，设防烈度和罕遇地震参数应该参考规范数值。一个地区的抗震设防烈度是基本固定不变的，而抗震设防的分类标准时可以调整的。根据地区的抗震设防烈度、场地类别和结构的设防类别确定结构的抗震措施和抗震构造措施。抗震措施是除地震作用计算和抗力计算以外的所

房屋结构设计的基本原则在高层设计中的探讨

房屋结构设计的基本原则在高层设计中的探讨 发表时间：2019-09-19T14:38:23.933Z 来源：《建筑细部》2019年第4期作者：陈凯峰 [导读] 随着我国社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，简单的居住环境已经无法满足人们的要求，不仅要求在基本的使用功能上满足需求，同时对建筑的美观程度、建筑性能提出了更高要求。 陈凯峰 华南创图设计有限公司广东省广州市 510000 摘要：随着我国社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，简单的居住环境已经无法满足人们的要求，不仅要求在基本的使用功能上满足需求，同时对建筑的美观程度、建筑性能提出了更高要求。所以在房屋结构设计过程中，还应对其不断的优化，保证房屋结构设计的整体性、安全性、实用性、美观性等。基于此，本文对房屋结构设计的基本原则在高层设计进行研究，以供参考。 关键词：房屋结构；建筑结构设计；优化策略 引言 在房屋建筑结构的设计过程中，科学、合理的优化不仅有助于人们安全使用房屋建筑，而且有助于确保居住者的人身及财产安全。因此，相关人员应加强责任意识，以适应我国大力发展市场经济的形势，有效改善房屋建筑目前的结构设计现状，提高人们居住环境的质量。 1房屋结构优化设计理念 在房屋结构优化设计过程中，还应遵循一定设计优化理念，保证房屋结构设计优化的有效性。首先房屋结构优化设计应突出功能性。提升房屋建筑的使用功能是建筑结构优化设计的主要目的质疑。所以在房屋结构优化设计过程中，应突出功能性，保证建筑结构空间的科学化以及合理化，能够使人们方便使用。其次房屋结构优化设计应突出环保性。目前环保已经成为了社会发展的主题，得到了越来越多的人的关注，房屋建筑建设过程中，容易造成环境污染。所以在房屋结构的优化设计还应突出节能环保，采用更多的绿色设计手段，运用绿色环保材料，建设绿色环保的房屋建筑，增加房屋建筑设计的社会效益。再次房屋结构优化设计应突出安全性。 2房屋建筑结构设计过程中优化设计的意义 对房屋建筑结构设计进行优化具有重要的现实意义。目前，随着我国经济的不断发展，人们对居住环境和生活条件也提出了更高的要求。在房屋建筑结构的设计过程中进行优化，可以使建筑的结构功能与美观保持协调，并提高建筑的安全性、经济性以及适用性等性能，从而改善人们的居住环境，具体表现在以下方面：（1）可以提高建筑结构的经济性，有效节约建筑材料，增强建筑的抗震性能和受力性能等；（2）可以减少建设成本；（3）结构设计通过合理的优化，既可以进一步将施工材料的应用合理化，又可以充分协调建筑的不同结构单元，提高房建工程项目的经济性。 3房屋结构设计的基本原则在高层设计中的应用措施 3.1基础工程的优化设计 基础工程是房屋建设的基础，是房屋建筑的根本保障。所以要重视基础工程的优化设计。目前应用的较多的是桩基础，其主要有两种形式，一种是灌注桩，另一种为预制桩，灌注桩的施工顺序为打孔、支模、布设钢筋、灌注混凝土，该方法的特点为工序多、要求高、较难控制。因此一般在沉降符合要求情况下，可以选用预制桩，该方法施工难度小，施工时间较短，但是需要优化设计过程中，保证预制桩的规格尺寸要求，实现打桩的顺利进行。 3.2提高房屋结构材料质量 大部分房屋建筑结构采用的是钢筋混凝土结构，因此要确保建筑结构安全，避免房屋倒塌或者其他外部冲击风险，建筑工程师必须严格把控每种材料，如钢筋材料、混凝土材料等的质量。随着现代房屋建筑建设日益趋往高层化与多功能化，房屋建筑结构也变得愈加复杂，且结构强度与延度明显增强。这也对房屋建筑所用材料的质量提出了更高的要求。故而，为保障房屋建筑安全，使房屋业主或使用者能放心地居住，建筑工程师要高度明确房屋建筑的整体负荷量，再针对性挑选适配的建筑材料，充分保障建成后的房屋建筑具有较强的安全性和居住稳定性。 3.3剪力墙 优化设计剪力墙时，连梁部分最为关键。倘若提高连梁的刚度，会提高建筑结构的抗震性能，很大程度上增加了对连梁和墙肢的分配受力，因此，需要适当增加此处构件的整体配筋，但是，会浪费不必要的建筑材料。因此，在优化设计房屋建筑结构时，尽量避免用大刚度窗下墙替代连梁，并合理确定连梁的刚度和截面尺寸，数据不能过于保守，在满足结构刚度及变形要求的基础上，还要考虑结构的经济性及抗变形能力等性能，并合理布置构件。优化设计剪力墙时，应熟悉对称和均匀分散的概念，基于水平位移限度控制合理的剪力墙量。 3.4直觉性地优化技术和建筑结构设计 每个房屋的建筑结构方案中，肯定是有很多种不同的建筑结构设计；有时即使明确了建筑物的结构布置，但是也会存在不同的分析方案。在相关设计人员对设计参数，材料进行分析时，这建筑结构的荷载的数值也不是唯一的。更别说建筑物的细节方面了，施工人员的处理更是不尽相同的。这类问题大多数时计算机无法完全解决的，大多数往往需要相关设计人员的分析和判断。但是判断往往时需要设计人员根据建筑工程的实际情况，实践经验以及丰富的理论知识，才能有很好的设计方案。 3.5建筑主体优化设计技术 服务构造的优化设计整体最为关键，整体性设计完成也是进行更多设计的基础，所以一般来说整体的优化设计最为重要。所以在优化设计之初可以利用可行的条件，对方位的优化设计进行模拟，通过建立模型的方式不仅直观，而且可以进行分析相关设计中存在的不足，从而进行改进。如，在进行整体优化时，剪力墙的优化设置，可以使剪力墙均匀的进行分布及建立；使楼层较高的中心点与楼层整体结构的重心相重合，通过这样的设计及不仅能够提高楼身的稳定性，也对楼梯的抗震能力有一定提高。另外，在对模型的模拟优化中也可以对房屋建设中节省资源的概念进行实践模拟，如将剪力墙设计成大开间构造，大开间建立强的设计可以增加剪力墙的墙肢长进而减少墙肢的数量，同时由于墙肢的数量减少，也使混凝土的应用变少，即达到了节省资源的目的，但剪力墙的减少数量也应符合标准，以免影响整体

浅析房屋建筑结构设计中基础设计

浅析房屋建筑结构设计中基础设计 发表时间：2018-10-29T15:12:01.030Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第18期作者：李俊宇1 丁星峰 2 [导读] 随着经济和社会的飞速发展，房屋建筑的功能越来越丰富，同时其结构也越来越复杂。 摘要：改革开放以来，我国经济快速发展，人们的生活水平不断提高，对住房的要求也越来越高。对于房屋建筑来说，基础设计是否科学合理将直接影响整个房屋建筑的质量和施工成本，做好基础设计历来是房屋建筑结构设计中的重中之重。本文介绍了影响房屋建筑基础设计的因素，分析了基础设计选型的原则，探讨了基础设计方法及技术要点，为房屋建筑基础设计工作提供理论参考。 关键词：房屋建筑结构设计基础质量 前言 随着经济和社会的飞速发展，房屋建筑的功能越来越丰富，同时其结构也越来越复杂，尤其是在城市建筑高层化趋势日益明显的情况下，对房屋建筑结构设计的要求也越来越高。基础作为房屋建筑的地下部分，具有承载上部结构、传递荷载等作用，其设计是否科学和合理对于房屋建筑整体的安全性、适用性和耐久性都有着较为深远的影响，如果基础没做好，就可能导致房屋建筑的不均匀沉降，导致墙体开裂等，同时设计方案也决定着基础选型以及后续施工的合理性和经济性，可见做好基础设计是房屋建筑结构设计中的重中之重。 1 影响房屋建筑基础设计的因素 1．1 上部结构 房屋建筑的上部结构采用何种形式、地上建筑高度、墙体厚度等在很大程度上决定了基础的类型、埋深和截面积等，因此是基础设计过程中需要考虑的重要因素。这主要是因为，上部结构的类型、高度和墙体厚度不同均会导致房屋建筑荷载在基础上分布的特点不同，继而对基础沉降、稳定性和抗变形能力的要求也不同，因此在对基础设计时需要充分考虑。 1．2 地质条件 地质条件在很大程度上决定了基础的设计承载能力，地质条件的范畴很大，因素很复杂，其中有两个条件对基础设计影响最大：其一是地基持力层的特点，地基持力层是与基础相接的土层，该土层是承受房屋建筑负荷的主要部分，因此持力层土质特点（黏土、砂质土、砂粘土等形式）、压缩模量、持力层承载能力等参数应是房屋建筑基础设计中必须考虑的因素；二是桩基穿越土层的情况，包括土层中地下水的分布特点和桩基穿越能力等，基础选型过程中必须将这些因素考虑进去。 1．3 施工环境 施工环境包括自然环境和人工环境。 自然环境因素包括环境温度、抗震等级等，由于构成基础的材料是钢筋混凝土，如果环境温度过低就可能导致基础出现开裂情况，因此基础设计时应考虑低温施工，以便采取应对措施，而抗震等级将影响基础设计时是否需要设置抗震缝以及抗震缝设置的数量和位置等。人工环境对基础设计的影响包括以下几个方面：第一，建筑施工过程中避免不了各种振动，为保证基础的稳定就应当在设计之初充分考虑；第二，如果需要打桩，则桩基在入土后就会将土向周围挤压，造成挤土效应，从而使周围的土层产生一定的应力，改变周边建筑物基础的受力情况以及对周围地下管网造成挤压，因此基础设计时要尽量降低这种影响。 2 房屋建筑基础设计选型的原则 2．1 经济合理性原则 房屋建筑基础设计不但要考虑技术性的指标，而且还要符合经济性的原则，因此基础自身的材料消耗也要为实现整个建筑工程的成本目标奠定基础，另外，基础设计的经济性原则还体现在设计的基础要有助于保证施工进度，降低施工成本。 2．2 综合性设计原则 房屋建筑基础设计单位要将基础设计与其他设计相联系，从房屋建筑基础的功能、结构、与上部结构之间的关系等诸多方面进行分析，通盘考虑，将基础设计方案放在房屋建筑整体中进行分析对比，使基础与建筑整体达到协调统一的要求，不断对基础设计方案进行优化，从而得出最佳的设计方案。 2．3 多样式原则 房屋建筑基础的类型样式较多，设计单位应在设计过程中全面掌握各种基础类型，并与实际情况相结合，选出兼具经济效益和社会效益的基础类型。 2．4 动态设计原则 动态设计原则就是在房屋基础设计时不但要使基础在结构和功能上能够满足当前的需要，而且还要用发展的眼光看待基础设计工作，使设计方案也能够顺应时代的发展趋势，满足未来一段时间内房屋建筑可能出现的改造、扩建等的要求。 3 房屋建筑基础设计的方法 3．1 传统设计方法 在基础设计中，通过对过去一段时间国内外典型建筑基础设计方案进行系统分析，从其中总结出一定的约定俗成的规律，并作为新设计方案的立足点，同时考虑各类型基础各自的特点和适用范围，并与房屋建筑自身特点、勘查资料相结合，从而选出合适的基础类型，并经计算确定各项技术指标。 3．2 共同作用分析法 在高层建筑基础设计中，常常将上部结构与基础和地基看作一个统一的整体，使三者之间保持力的平衡和协调.与传统设计方法相比，由于其考虑了上部结构的刚度，因此更具科学性和合理性，但同时这种方法由于涉及到的方面较多，因此设计难度也较大，对于计算机软件和硬件的要求也更高，设计成本较传统方法高出不少，因此只有在结构复杂的大型建筑基础设计中才会采用。 4 基础选型和设计要点 4．1 独立基础及设计要点 独立基础的造价较低，且对地基土具有较好的适应性，且抗震性能较好，因此在框架结构的民用建筑中普遍采用。对独立基础来说，

建筑结构优化设计分析

建筑结构优化设计分析 摘要：建筑结构设计的优化主要体现在通过结构设计优化达到性能及经济的完 美协调。不管对建设方或者居住者，都有着直接的影响。本文根据结构优化设计 实例进行分析。 关键词：建筑结构；结构设计；优化方法 前言 结构设计优化技术所指的是建筑结构的设计过程中，设计人员会面临着各种各样的问题，比较成本、性能和建筑材料等问题。如何通过结构优化，从而达到利用最少的资金建设出合 理科学的建筑结构。其优化的意义所在就是节省工程造价，提高建筑的质量。当前建筑结构 的成本占比较重，合理科学的建筑结构可以产生巨大的经济效益，并还能够提高工程的质量。 1、建筑结构设计优化的步骤 1.1建立合理模型 可以通过3步来实现对房屋结构设计的优化，具体步骤是：第一步，需合理选择设计的 变量。一般情况下，在选择合理的设计变量的时侯，应当将对建筑结构具有较大影响的因素 做为主要设计变量的参数。例如，结构的造价C1与损失的期望C2等有关参数使目标控制产 生较大的影响，以及诸如结构的可靠度PS等有关参数使约束控制产生较大的影响，这就需要对这些影响设计变量的参数进行合理选择。相反，对那些影响不大的因素，在进行优化的时 侯可以采取预定参数的方式来表示，使让优化过程中的计算量、设计量和编制程序的工作量 有所降低。第二步，需确立目标的函数。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行 优化过程中，应当尽可能的寻找几组可以满足有关预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的 截面积以及相应的失效的概率的函数，让工程的造价费用有所减少。第三步，确定约束的条件。在采用建筑结构设计优化技术对房屋结构设计进行优化过程中，应当对结构的可靠性以 及用来优化设计的有关约束条件做进一步确定。其中，设计优化的约束条件包含有结构体系 约束、应力约束、构件单元约束、尺寸约束、结构强度约束、裂缝宽度约束等。在对房屋结 构设计进行优化的时侯，必需充分将实际性约束条件和目标性约束条件作对比，然而保证每 一个约束条件均可以满足需求，以便达到最佳的设计。 1.2设定计算方案 依照可靠性对房屋结构设计进行的优化也会出现非线性的优化问题以及多约束性的优化 问题，并且还会使多变量复杂化。所以，为了减少这些问题需要在进行分析计算的时侯，将 有约束的优化问题转化为没有约束的优化问题进行求解。常常采取的优化设计的计算方法是Powell法、复合形法和拉氏乘子法等3种方法。 1.3设计相关程序 依照可靠性对房屋结构设计优化的基本模型和选择的计算方法可以编写一个具有运算速 度快以及功能齐全的综合应用程序，通过程序的优化提高设计的时效。 1.4作好结果分析 在对房屋结构设计进行优化设计的过程中，应当对最终得到的有关计算结果作一定的对 比分析，以便为最终的优化设计方案提供科学、合理、有效的依据。而在这个过程当中就要 求设计人员必需全面周密的考虑问题，只有这样才能够科学、合理、有效地选择设计的方案，才可以保证建筑结构的实用、经济、合理、安全以及美观，才能够尽可能少的资金投入获得 最大的收益。尤其需要注意的是，在进行建筑结构优化设计的过程中，并不能够只一味的强 调经济上的节约而降低了技术上标准；或者仅考虑技术上的要求却忽视了经济上的节约，这 些都是不正确的。只有在众多因素中寻找最佳结合点，探索优化设计的平衡点，才能够达到 有关设计要求。因此，必须做好结构的分析与运用。 2、某工程空心楼板优化设计的实例分析 2.1原方案 原设计方案板厚300mm，拟用空心管直径200mm。相邻空心管之间设一道肋，梁宽度 60mm。肋梁区域受力钢筋上、下铁都为2Ф14（Ⅲ级钢），空心管区域受力钢筋上、下铁都