房屋結構設計論文范文
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第1篇
在房屋設計中實際應用的現狀隨著人們對于房屋建設的要求的提高，人們也逐漸的認識到將建筑結構優化方法運用到房屋設計中的重要意義。從目前的房屋建造來看，部分的建造商開始將建筑結構優化方法應用到房屋設計中以滿足購房者的實際需求，從目前的房市狀況來看，對于這些應用了建筑結構設計優化方法而設計出的房屋在銷售中得到了大多數購房者的青睞，并且能夠得到購房者的一致好評。由此看來，建筑結構設計優化方法應用到房屋設計中具有較強的實際意義。但是依舊存在部分建造商對于將建筑結構設計優化方法運用到房屋設計中沒有較強的意識，因此在這種情況下設計出的房屋難以得到購房者的贊賞，一般此類房屋可能在適用性、安全性、易施工等方面表現較為突出，但是在可觀性上則難以令人感到滿意。由此看來，建筑結構優化方法在房屋設計中的應用還有待推廣，此外在對建筑結構優化方法進行推廣時注意其在房屋設計以及房屋建設的實際情況對其進行改進，使得其能夠更好的服務于房屋設計。
2結構設計優化技術的現實意義
結構設計優化技術能夠在很大的程度上滿足人們對于房屋的多方面要求，具有較強的現實意義。作為購房者希望能夠得到一所價格適中，外觀美，安全的房屋，而通過結構設計優化技術應用后的房屋則能夠保證房屋的適用性、經濟型、安全性，能夠建造出滿足人們要求的房屋。此外作為房屋的建造商來說，能夠使建造出的房屋迎合購房者的胃口，并且能夠在很大的程度上降低建造的成本，實現經濟效益的最大化是其根本目的是可遇而不可求的。以往的房屋設計很難滿足建造上的所有要求，經常出現不可兼得的局面，但是當結構設計優化技術得到運用后，建造商的一系列愿望都得以實現。由此看來，結構設計優化技術具有加強的現實意義。
3結構設計優化技術
在建筑結構設計中的步驟房屋工程結構優化通常包括以下幾個方面:基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、維護結構方案的優化設計以及結構細部設計的優化設計。這些方面的設計優化內容還包括選型、受力分析、造價分析等，在實際的施工中密切的結合實際的施工情況，追求優化的實際應用性，圍繞提升房屋的綜合價值進行優化設計。使設計出來的房屋造型美觀同時還能夠滿足人們對于安全、經濟的要求，設計出真正的經濟適用房。
3．1建立結構優化模型
結構優化設計通常情況下分為兩部分，一部分是結構優化設計模型，另一部分就是結構優化計算方案。所謂的結構設計優化就是變量中選擇出主要的參數，然后根據數據分析建立起函數模型，運用函數模型借助較為科學的方法計算出最優解。建立模型的步驟一般有以下幾步:一、選擇合理的設計變量。設計變量的選擇對于模型的構建具有重要的意義，設計變量的選擇將會影響到對設計要求影響較大的參數的選擇，進一步涉及到參數重要性的區分問題。選擇出了合理的設計變量在很大的程度上能夠減少計算編程的工作量;二、確定目標函數。首先找出滿足函數條件的最優解，然后確定約束條件。在房屋的優化設計中存在著很多的約束條件，其中有:應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從彈塑性約束等，在進行優化設計時要確保所有的約束條件都在規定的范圍內，能夠滿足設計規范，即在規范條件內滿足約束條件。
3．2設定優化設計
計算方案結構的優化涉及到很多的約束條件以及變量，因此在進行計算時需要將所有的約束條件轉化成非約束條件，充分的考慮變量因素，運用各種數學計算方法做好計算方案的設計工作。
3．3程序設計
在構建好結構優化模型、設定好優化設計計算方案后就可以在以上基礎上進行程序的編寫，然后將編寫好的程序導入計算機中，在進行計算時只需要將相關的數據輸入相關的變成或者是系統中，通過計算機程序的自行計算便能得出相關的結果。
3．4結果分析
在得出計算結果后，對其進行分析，進而確定出最佳的方案。在實施結構設計優化技術在建筑結構設計中的步驟時，要注意各方面的因素，要能從多方面進行考慮，保證所有的問題的難度降到最低。房屋的建設本身就是一項花費資金較多、耗費人力較大的工程，實施結構設計優化技術的主要目的就是為了將相關的成本降到最低，同時保證房屋的質量以及美觀。因此在建造是要注意以下幾個方面:處理好經濟與技術之間的矛盾。在進行設計時，肯定會涉及到經濟的問題，并且技術在一定的程度上與經濟也會存在這矛盾，技術的引用和實施必然會涉及到經濟因素，但是最為建造商對此要有充分的認識，能夠認識到經濟與技術之間矛盾存在的必然性，能夠理解到技術做帶來的經濟方面的節約量將會遠遠超過耗費量，要大力的引用技術。
4結構設計優化技術的實踐應用
中要注意的問題結構設計優化技術的實踐應用能夠帶來巨大的經濟效益，但是要注意的是實踐應用的過程中有很多的問題是不能夠忽略的，作為設計者和建造者對于這些問題應該要投入一定的關注。
4．1前期的參與
前期方案的制定將會直接的關系到建筑的總投資問題，但是，當前房屋建設工程中存在的問題就是結構設計優化技術并沒有參與到前期方案的確定中，這種情況下，設計人員往往會忽略其實際應用性和經濟性，在最后的實踐過程中得以證實的是結構設計優化技術根本就沒有發揮到節約建造成本的目的，導致這個問題的主要原因就是缺乏前期的參與，因此一定要注意結構設計優化在方案制定時的前期參與。
4．2概念設計
結合細部結構設計優化概念設計與結合實際情況進行設計具有重要的區別，一般概念設計都是脫離實際數據的，不具有準確性，因此在進行計算式難免會出現較大的差異。在進行概念性設計時，作為設計人員要充分的認識到數據的重要性，將相關的數值運用到設計中，作為輔助依據。在設計時，設計人員既要在宏觀上把握整體的設計，與此同時在細節方面也要注意，做好細部結構的設計優化工作，保證細部工作的無誤，從而保證整體的效果。比如:材料強度、抗拉能力等多方面細部因素的考慮能夠在很大的程度上保證結構優化設計技術的實踐應用。
5結語
第2篇
關鍵字：房屋 結構設計 問題
前言
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。發展先進設計理論，加強先進技術的應用，加快新型高強、輕質、環保建材的研究，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。房屋建筑逐漸由單層、多層向高層發展，房屋結構形式也由簡單的磚混結構變得日趨復雜和多樣。針對當前主要結構形式的建筑結構設計中，還存在―些需要解決的問題。本文主要針對當前房屋建筑結構設計中一些常見卻又常被人們忽視的錯誤進行了剖析，指出了錯誤的原因和后果，并給出了一些
設計建議和構造的要求。
1 房屋建筑結構設計的基本方法
1.1 結構平面圖在繪制結構平面布置圖時，是否要輸入結構軟件進行建模呢？當建筑地處抗震設防烈度為6度區時，根據建筑抗震設計規范，是可以不用進行截面抗震驗算的，但必須符合有關的抗震措施要求。因此對于砌體結構來說可以不用在軟件中建模，直接設計即可，但設計中需要注意受壓和局部受壓的問題。當然，如果時間允許的情況下還是輸入建模較好，有一個便利就是可以利用軟件來進行荷載導算何樂而不為呢？需要注意的是，當建筑地處抗震設防烈度為7度及以上時是必須要輸入軟件建模計算的。
1.2 屋頂（面）結構圖當建筑是坡屋面時，結構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，板跨度較大，屋面坡度及屋脊線轉折復雜的坡屋面。折板式適用于相反的條件。兩種形式的板均為偏心受拉構件。板配筋時應有部分或全部的板負筋拉通以抵抗拉力。板厚基于構造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角處鋼筋的布置應有大樣示意圖。至于坡屋面板的平面畫法，通常使用剖面示意圖加大樣詳圖的表示方法，這樣更便于施工人員正確理解圖紙。正確繪圖和設計的關鍵是設計人員真正的心知肚明，結構設計者必須要具備一定的空間概念，正確理解建筑圖紙和意圖。設計的圖紙方能讓施工人員明白。由于屋面的起坡會造成閣樓層的部分墻體超高，要結合門窗頂設置圈梁來降低墻的計算高度。
1.3 大樣詳圖在建筑詳圖的準確無誤的基礎上，大樣詳圖的繪制可在建筑詳圖的基礎上直接繪制，也可在以前做過的詳圖的基礎上來局部改進繪制。這階段需要注意在保持建筑外形的前提下盡量的使結構受力合理和施工方便。在標高和外形尺寸上一定要和建筑專業協調一致。
2 房屋結構設計常見問題
2.1 地基與基礎方面
多層房屋無地質詳勘報告，僅僅依據建設單位口頭或籠統參照附近建筑物的基礎設計資料就進行施工圖設計是不科學的。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，統一考察多方面因素進行基礎類型和上部結構的詳細勘測方可設計，僅憑
地耐力這一數據是不全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容許值取得小一些就認為萬無一失了。采用換土墊層進行軟弱地基處理，不進行換土墊層設計，只憑經驗處置。有時設計者對軟弱地基的危害認識不足，只是簡單地憑借經驗采用砂石墊層加強一下承載力，沒有進行墊層寬度和厚度計算，只能使軟弱地基處理既不安全，又不經濟。
2.2 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震能力，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，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，這種做法將引起以下幾個問題。
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。
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、抗彎強度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將出現裂縫。建議承重大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。經驗算合格，方可在梁下布置構造柱。
2.3 在框架結構設計中，只注意了橫向框架的設計而忽視了縱向框架的設計。
現行建筑抗震設計規范要求，水平地震作用應按兩個主軸方向分別計算，各方面的地震作用應由該方向的抗側力構件來承擔。就是說，在框架結構設計中，縱向框架與橫向框架有同等的重要性。一些結構設計者對以上非抗震設計，只按縱向的普通的連續梁進行設計，梁柱的節點和框架中的縱筋、箍筋的配置無法滿足框架的構造要求。由于沒有考慮地震的縱向作用，在實際設計中經常出現梁的支座負筋，跨中縱筋及箍筋的配筋置均不足的現象。
2.4 連續梁按單梁進行設計
這種情況多發在陽臺邊梁的設計中。由于邊梁上的荷重一般較小，沒有引起設計者的重視，圖受力分析方便，設計者把實際應為連續梁的梁按單簡支梁進行設計，致使梁在支座處上部負筋配置量過少。這樣必然引起梁在支座附近上部受拉區出現豎向裂縫，進而引起梁上部欄板出現豎向裂縫。如果該邊梁長度較長時，問題將會變得更加嚴重。因為該梁一般直接暴露在室外，受環境溫度影響較大。當環境溫度變化時，梁的伸縮受到梁端柱或挑梁的約束，在梁內產生收縮應力，該收縮應力作用于原已產生的梁上裂縫處，引起梁的支座附近沿整個梁截面四周裂縫貫通，梁承載力降低，直接影響了使用安全。
2.5 樓板設計常見問題
樓板是建筑工程中的主要承重構件，是它將樓面，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。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，而另一方向僅按構造配筋，造成配筋嚴重不足，致使板出現裂縫。
板承受線荷載時彎矩計算問題。在民用建筑中，常常在樓板上布置一些非承重隔墻，故大樓板設計中常常將該部分的線荷載換算成等效的均布荷載后，進行板的配筋計算。但有些設計人員錯誤地將隔墻的總荷載附以板的總面積。另外，板上隔墻頂部處理常采用立磚斜砌頂緊上部分的樓板、屋面板，這樣會給上部的板增加了一個中間支承點，使其變為連續板，支承點上部出現了負彎矩，而在板的設計中又沒考慮該部分的影響，致使板頂出現裂縫。
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）。有的設計為圖省事或對板受力認識不足，而取兩個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，使結構構件存在質量隱患，甚至出現裂縫的現象。
3 結語
總之，房屋結構設計上必須遵循科學性、可行性和實用性原則，按規范相應的構造要求嚴格執行，才能從根本上消除設計質量的隱患.
4 參考文獻
第3篇
關鍵詞：建筑結構;設計規范;結構設計
隨著國民經濟的快速增長，建筑行業也得到了巨大的發展控制，隨著房屋建筑從單層、多層朝著高層建筑發展，房屋結構形式也逐漸變得多樣與復雜。但是房屋建筑結構設計中常見的問題依然無法得到有效規避，至今都影響著房屋建筑結構的質量與安全。所以，解決房屋建筑結構設計問題所具有的現實意義不容忽視。
1 房屋建筑結構設計常見問題的原因分析
1.1 由于過于籠統的建筑結構設計規范，導致設計人員在理解上出現了差異
業內人士都清楚，在房屋建筑結構設計過程中，都需要參照《建筑結構設計統一標準》、《荷載規范》、《混凝土結構設計規范》等規范標準進行系統的研究分析。但是在實際的操作過程中，卻發現這一類型的綱領非常籠統，沒有將規范表達細致，導致設計人員在進行房屋建筑結構設計時由于對設計因素的量化從而產生困難。特別是隨著現代化理念的改革以及科學技術的飛速發展，這一類屬于綱領性的規范就很到滿足結構設計面面俱到的要求。對于這一類規范標準的理解，設計人員也是“仁者見仁，智者見智”，使得理解上出現了過多的偏差，這樣對設計出來的作品質量也會產生不同程度的影響。
1.2 設計人員盲目的結構設計，從而導致惡性循環出現
在房屋建筑結構設計中，由于設計人員自身的主觀原因或是客觀原因，就很可能造成結構設計上過于盲目，從而出現惡性循環。考慮到社會大眾對房屋建筑結構要求的提升，及房屋建筑結構設計的特殊性，科學、合理的設計理念就顯得尤為重要。但是，在實際的設計過程中，大多數設計人員在設計中常常會用到“大約”二字。比如：在使用附加鋼筋時，出于對建筑整體牢固性的考慮，很多設計人員會設置附加鋼筋。但是在設計過程中卻沒有在腦海中內化科學的設計理念，由于只有通過力學的分析之后，才能夠科學地設置附加鋼筋。如果沒有通過力學分析，僅僅依靠自身的經驗，就會大大提升設計的盲目性，這樣不僅會導致附加鋼筋出現不必要的浪費現象，同時還會出現意識上的錯誤，影響到后續的設計。
2 地基與基礎方面
由于多層房屋建筑沒有是事先進行地質勘察，無法取得詳細的勘察報告，在施工圖紙設計僅僅是依靠建設單位的口頭闡述或者是參照附近建筑物的基礎資料。想要做到地基與基礎設計的合理性、安全性、適用性，設計人員就需要對地質勘察資料進行系統分析，對基礎與上部結構進行綜合統一的分析，僅僅憑借地基承載力這一項數據不僅缺乏安全性，而且也欠缺完整性。當然，也不能盲目地認為將地基承載力的特征值取小一點就可以做到沒有缺陷了，這些都是需要規避的。
對于軟弱地基通過換土墊層法進行處理，完全憑借經驗，沒有考慮到換土墊層的設計。由于設計人員沒有認識到軟弱地基所造成的危害，在承載力的提升上僅僅是簡單地采用砂石墊層。因此，首先需要對墊層的厚度與寬度加以計算，驗算軟弱下臥層，才能確保其安全性與經濟性。
在房屋建筑的中柱設計中，基礎與梁的負荷都沒有按照荷載規范標準進行基表。在多層房屋建筑的設計中，在計算基礎、梁、柱的負荷時，只有按照現行的荷載規范乘以有關荷載組合相應的分項系數才能確保荷載值的準確性。
3 上部結構方面
3.1 梁
做好框剪結構連梁的設計對于房屋建筑整體結構而言非常重要，但是很多結構設計上卻是忽略了這一點。重視程度、認識程度的不足，都是影響其設計的因素之一。簡單來說，連梁就是連接兩片剪力墻，一旦遇到了中大地震時，就會出現開裂現象，起到一定的耗能作用，以此讓建筑物具有一定延性的梁。只有滿足這一要求，才能夠稱之為連梁，或者說我們在設計上才能夠讓其按照連梁進行設計。
3.2 板
在設計上，由于對板受力狀態的認識度不夠或是為了方便計算，就會講雙向板當作單向板來計算。這樣的計算假定就會與實際狀態存在差異，就容易出現配筋不足，導致板出現裂縫的現象。因此，在設計上，不能憑借主觀意愿，方便計算，避免一個方向的配筋過大，另一個方向僅僅按照構造配筋的情況出現。當板承受線荷載時對彎矩的計算。在房屋建筑結構設計中，一般都會講一些非承重隔墻設置在樓板上，因此，在設計大樓板時就會將該部分的線荷載換算成為等效的均布荷載之后，再對板的配筋加以計算。但是在設計中，要注意避免出現將隔墻綜合再除以板總面積這種情況。
雙向板有效高度取值相對偏大。在兩個方向上，雙向板都會有彎矩產生，所以，雙向板跨當中的正彎矩鋼筋都是縱橫疊放的。其中，短跨方向的跨中鋼筋應當放置于下部位置，長跨方向的跨中鋼筋就應當放置在短跨鋼筋的上部，在計算時也需要應用兩個方向上的有效高度，一般來說，短向方向的有效高度都要比長向方向的大。在設計中，要注意避免設計人員沒有充分認識到板的受力或是圖省事的情況出現，避免為結構構件埋下質量隱患。
3.3 柱
一般來說，在6 度抗震設防區常常會出現承重柱截面高度設計過小的情況。很多房屋建筑結構設計人員誤以為6 度設防區域就不用考慮設防，為了方便受力分析，設計人員估計將柱子截面高度設計的過小，這樣能夠增大梁柱的線剛度比，在計算簡圖中將梁柱節點簡化為鉸支，將梁簡化成為鉸支梁，梁柱也按照軸心受壓來進行計算，雖然這樣對于接受受力分析很簡單，但是卻忽視了這樣會給房屋結構埋下質量隱患，這主要是因為忽略了梁柱之間的剛結作用，也就是將柱對梁的約束彎矩忽略了，再加上柱截面配筋一般都不會很大，一旦結構受力，柱頂抗彎剛度必定就會存在不足的情況，這樣在梁底附近的柱子就會出現一條又一條的水平裂縫，從而有塑性鉸的形成。
4 目前高層建筑結構設計中的問題與策略
4.1 建筑物超高問題
高層建筑物最明顯的特征就是樓層多，建筑物本身高。但是，隨著建筑物高度的不斷加大，在抗震性能和建筑質量方面都面臨著更嚴峻的問題。出于高層建筑抗震性能的較高需要，建筑規范對建筑物的高度作出了嚴格的規定，在高度設計方面要確保滿足抗震的實際需要。在目前的高層建筑市場中，仍然存在著嚴重的超高問題。針對建筑物的超高問題，建筑規范逐漸將限制的高度設為A 級高度，還在一定程度上細化了高度規則，增加了B 級高度。這種較為明細化的建筑物高度規范使得高層建筑結構設計的方法和措施有了一定的改進。
4.2 短肢剪力墻設置問題
在高層建筑結構設計過程中，需要重視短肢剪力墻設置問題。在我國新的建筑規范中，明確規定了短肢剪力墻的定義，也對短肢剪力墻的使用作出了相關限制。短肢剪力墻是指建筑物墻肢截面的高度比和厚度比在5～8 的墻，根據實際經驗和相關數據，高層建筑結構設計應該盡量使用短肢剪力墻。
5 結語
在房屋建筑結構設計中，只有嚴格按照規范標準與構造要求，才能夠避免設計出現質量隱患，才能促進房屋建筑結構設計更加趨于完善。
參考文獻
[1]張磊.建筑結構設計過程中常見問題探討[J].中國城市經濟，2011（24）.