結構設計范文第1篇
某三層辦公樓，其平面圖1和剖面圖2所示。采用裝配式鋼筋混凝土空心板屋(樓)蓋，開間為3.6m，外內墻厚均為240mm，雙面抹灰，墻面及梁側抹灰均為20mm，內外墻均采用MU10單排孔混凝土小型空心砌塊，1層采用Mb7.5混合砂漿，一層墻從樓板頂面到基礎頂面的距離為4.2m，2-3層采用Mb5混合砂漿，層高3.4m;基礎采用磚基礎，埋深1.2m。大梁L-1截面尺寸為200mm?450mm，伸入墻內240mm;窗寬1800mm，高1500mm;施工質量控制等級為B級。
圖2 辦公樓平面圖
1.1荷載資料 屋面做法: 防水層：三氈四油鋪小石子，0.35kN/m2 20mm厚水泥砂漿找平層，0.4kN/m
250mm厚加氣混凝土，0.3kN/m2
120mm厚現澆鋼筋混凝土板(包括灌縫)，2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂漿，0.34kN/m2 樓面做法:
20mm厚水泥砂漿找平層，0.4kN/m2
120mm厚現澆鋼筋混凝土板(包括灌縫)，2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂漿，0.34kN/m2 墻體荷載: 墻體擬采用MU10混凝土小型空心砌塊，兩側采用20mm砂漿抹面 鋁合金窗： 0.45kN/m2 樓面活荷載：
樓面活載：2.0kN/m2，屋面活載: 2.0kN/m2(上人屋面) 1.2設計內容
1、確定墻體材料的種類及強度等級。
2、驗算各層縱、橫墻的高厚比。
3、驗算各承重墻的承載力。
圖2 辦公樓剖面及建筑構造圖
二、荷載計算
由《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)和屋面、樓面及構造做法求出各類荷載值如下：
2.1屋面荷載
防水層：三氈四油鋪小石子，0.35kN/m2 20mm厚水泥砂漿找平層，0.4kN/m
250mm厚加氣混凝土，0.3kN/m2
120mm厚現澆鋼筋混凝土板(包括灌縫)，2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂漿，0.34kN/m2 鋼筋混凝土進深梁200mm?450mm，這算厚度30mm(含兩側抹灰)， 0.775kN/m2 屋面恒荷載標準值 4.365kN/m2 屋面活荷載標準值 2.0kN/m2 2.2樓面荷載
20mm厚水泥砂漿找平層，0.4kN/m2
120mm厚現澆鋼筋混凝土板(包括灌縫)，2.20kN/m2 20mm厚水泥白灰砂漿，0.34kN/m2
鋼筋混凝土進深梁200mm?450mm，這算厚度30mm(含兩側抹灰)， 0.775kN/m2 樓面恒荷載標準值 3.715kN/m2 樓面活荷載標準值 2.0kN/m2 2.3墻體荷載
240mm厚混凝土空心砌塊雙面水泥砂漿粉刷20mm，3.56kN/m2
鋁合金窗： 0.25kN/m2 2.4橫梁L-1自重
0.2?0.45?25?2.25kN/m
三、靜力計算方案
采用裝配式鋼筋混凝土空心板屋蓋，最大橫墻間距s?3.6?3?10.8m?32m，查表屬于剛性方案房屋;且洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3，風荷載較小，屋面自重較大，即外墻可不考慮風荷載的影響。
四、高厚比驗算
4.1縱墻高厚比驗算
最大橫墻間距s?3.6?3?10.8m?32m，查表屬于剛性方案;
二、三層墻高H?3.4m(2H?6.8m)，墻厚240mm，Mb5砂漿，查表得????24;一層墻高H?4.2m(2H?8.4m)，墻厚240mm，Mb7.5砂漿，查表得????26。
(1) 構造柱的要求
在縱橫墻相交處和屋面或樓面大梁支承處，均設有截面為240mm?300mm的鋼筋混凝土構造柱(構造柱沿墻長方向的寬度為300mm)。 (2)
二、三層縱墻高厚比驗算
由于外縱墻窗口的寬度大于內縱墻門洞口的寬度，只需要驗算外縱墻的高厚比。 ?整片墻高厚比驗算
s?3.6?3?10.8m?2H?6.8m，查表，H0?1.0H?3.4m
?2?1?0.40.05?bs1.8?1?0.4??0.8?0.7，承重墻?1?1.0 s3.6bc300b300??0.083?0.25，?c?1??c?1?1.0??1.083 l3600l3600 ??H03400??14.17??1?2?c????1.0?0.8?1.083?24?20.79 (滿足要求) h240?構造柱間墻高厚比驗算
構造柱間距 s?3.6m，H?3.4m?s?2H?6.8m H0?0.4s?0.2H?0.4?3.6?0.2?3.4?2.12m
?2?1?0.4 ??bs1.8?1?0.4??0.8?0.7，承重墻?1?1.0 s3.6H02120??8.83??1?2????1.0?0.8?24?19.2 (滿足要求) h240 (3) 一層縱墻高厚比驗算(只驗算外縱墻) ?整片墻高厚比驗算
s?3.6?3?10.8m?2H?8.4m，查表，H0?1.0H?4.2m ?2?1?0.4bs1.8?1?0.4??0.8?0.7，承重墻?1?1.0 s3.6 0.05?bc300b300??0.083?0.25，?c?1??c?1?1.0??1.083 l3600l3600 ??H04200??17.5??1?2?c????1.0?0.8?1.083?26?22.53 (滿足要求) h240?構造柱間墻高厚比驗算
構造柱間距 s?3.6?H?4.2m， H0?0.6s?0.6?3.6?2.16m
?2?1?0.4 ??bs1.8?1?0.4??0.8?0.7，承重墻?1?1.0 s3.6H02160??9.0??1?2????1.0?0.8?26?20.8 (滿足要求) h2404.2橫墻高厚比驗算
最大縱墻間距s?5.4m?32m，查表屬于剛性方案;
二、三層墻高H?3.4m(2H?6.8m)，墻厚240mm，Mb5砂漿，查表得????24;一層墻高H?4.2m(2H?8.4m)，墻厚240mm，Mb7.5砂漿，查表得????26。 (1)
二、三層縱墻高厚比驗算
s?5.4m，H?3.4m?s?2H?6.8m
查表， H0?0.4s?0.2H?0.4?5.4?0.2?3.4?2.84m
bc240??0.044?0.05，不考慮構造l5400承重墻?1?1.0，無門窗洞口?2?1.0，且柱的影響(即?c?1.0)。
??H02840??14.95??1?2????1.0?1.0?24?24 (滿足要求) h240 (2) 一層縱墻高厚比驗算
s?5.4m，H?4.2m?s?2H?8.4m
查表， H0?0.4s?0.2H?0.4?5.4?0.2?4.2?3.0m
??H03000??12.5??1?2????1.0?1.0?26?26 (滿足要求) h240
五、縱墻內力計算和截面承載力驗算 5.1計算單元
外縱墻取一個開間為計算單元，取圖1中斜虛線部分為縱墻計算單元的受荷面積，窗間墻為計算截面?？v墻承載力由外縱墻(A、D軸線)控制，內縱墻由于洞口面積較小，不起控制作用，因而不必計算。
5.2控制截面
由于一層和
二、三層砂漿等級不同，需驗算一層及二層墻體承載力，每層墻取兩個控制截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ(圖3)。
二、三層砌體抗壓強度設計值f?2.22MPa，一層砌體抗壓強度設計值f?2.50MPa。每層墻計算截面的面積為：
A1?A2?A3?240?1800?432000mm2?0.3m2，?a?1
5.3各層墻體內力標準值計算
(1)各層墻重
?女兒墻及頂層梁高范圍內墻高
女兒墻高度為900mm，屋面板或樓面板的厚度為120mm，梁高度為450mm，則
Gk??0.9?0.12?0.45??3.6?3.56?18.84kN
?3.6?3.4?1.8?1.5??3.56?1.8?1.5?0.25?34.64kN ?二至三層墻重(從上一層梁底面到下一層梁底面)：
G2k?G3k? ?底層墻重(大梁底面到基礎頂面)：
G1k??3.6?3.63?1.8?1.5??3.56?1.8?1.5?0.25?37.59kN
1??4.365?3.6?5.4?2.25?5.4??48.50kN 2(2)屋面梁支座反力
由恒載標準值傳來 Nl3gk?1N??2.0?3.6?5.4?19.44kN
由活載標準值傳來 l3qk2 有效支承長 a03?10hc450?10??142.4mm?240mm，取a03?142.4mm f2.22(3)樓面梁支座反力
1N?N???3.715?3.6?5.4?2.25?5.4??42.18kN
由恒載標準值傳來 l2gkl1gk2 由活載標準值傳來 Nl2qk?Nl1qk? 二層樓面梁有效支承長度 a021?2.0?3.6?5.4?19.44kN 2?a03?142.4mm 一層樓面梁有效支承長度a01?10hc450?10??134.2mm f2.50各層墻體承受的軸向力標準值如圖3所示。
圖3 計算簡圖和主梁(L-1)底部受壓荷載示意圖
5.4內力組合 (1)二層墻Ⅰ-Ⅰ截面
?第一種組合(由可變荷載效應控制的組合，?G N2??1.2、?Q?1.4)
?1.2?Gk?G3k?Nl3gk?Nl2gk??1.4?Nl3qk?Nl2qk?
?1.2??18.84?34.64?48.50?42.18??1.4??19.44?19.44??227.42kN
Nl2?1.2Nl2gk?1.4Nl2qk?1.2?42.18?1.4?19.44?77.83kN
240?0.4a02?120?0.4?142.4?63.04mm 2 el2? e?Nl2el277.83?63.04??21.57mm N2?227.42 ?第二種組合(由永久荷載效應控制的組合，?G N2??1.
35、?Q?1.4、?c?0.7)
?1.35?Gk?G3k?Nl3gk?Nl2gk??1.4?0.7??Nl3qk?Nl2qk?
?1.35??18.84?34.64?48.50?42.18??1.4?0.7??19.44?19.44?
?232.72kN
Nl2 e??1.35Nl2gk?1.4?0.7Nl2qk?1.35?42.18?1.4?0.7?19.44?75.99kN Nl2el275.99?63.04??20.58mm N2?232.72 (2)二層墻Ⅱ-Ⅱ截面
?第一種組合(由可變荷載效應控制的組合，?G N2???1.2、?Q?1.4)
?1.2G2k?227.42?1.2?34.64?227.42?268.99kN
?1.
35、?Q?1.4、?c?0.7) ?第二種組合(由永久荷載效應控制的組合，?G N2???1.35G2k?232.72?1.35?34.64?232.72?279.48kN
(3)一層墻Ⅰ-Ⅰ截面(考慮二至三層樓面活荷載折減系數0.85)
?第一種組合(由可變荷載效應控制的組合，?G N1??1.2、?Q?1.4)
?1.2?Gk?G3k?G2k?Nl3gk?Nl2gk?Nl1gk??1.4Nl3qk?0.85?Nl2qk?Nl1qk?
?? ?1.2??18.84?34.64?2?48.50?42.18?2??1.4??19.44?0.85?19.44?2?
?338.66kN
Nl1?Nl2?77.83kN
240?0.4a01?120?0.4?134.2?66.32mm 2 el2? e?Nl1el177.83?66.32??15.24mm N1?338.66 ?第二種組合(由永久荷載效應控制的組合，?G?1.
35、?Q?1.4、?c?0.7)
N1??1.35?Gk?G3k?G2k?Nl3gk?Nl2gk?Nl1gk??1.4?0.7Nl3qk?0.85?Nl2qk?Nl1qk?
?1.35??18.84?34.64?2?48.50?42.18?2??1.4?0.7??19.44?0.85?19.44?2?
?349.76kN
Nl1 e????Nl2?75.99kN
Nl1el175.99?66.32??14.41mm N1?349.76 (4)一層墻Ⅱ-Ⅱ截面
?第一種組合(由可變荷載效應控制的組合，?G N1???1.2、?Q?1.4)
?1.2G1k?338.66?1.2?37.59?338.66?383.77kN
?1.
35、?Q?1.4、?c?0.7) ?第二種組合(由永久荷載效應控制的組合，?G N1???1.35G1k?349.76?1.35?37.59?349.76?400.51kN
5.5截面承載力驗算 (1)二層墻Ⅰ-Ⅰ截面
mm,f?2.22MPa、H0 ?第一種組合：A?432000 ????2?3400mm
H03400?1.1??15.6，e?21.57mm?0.6y?0.6?120?72mm h240e21.57?0.090，查表得，??0.54
5?h240 ?fA?0.545?2.22?432000?522.68kN?N2? ?第二種組合：e?20.58mm，
?227.42kN (滿足要求)
e20.58??0.086，查表得，??0.552 h240 ?fA?0.552?2.22?432000?529.39kN?N2? (2)二層墻Ⅱ-Ⅱ截面
?232.72kN (滿足要求)
按軸心受壓計算(e?0)，取兩種組合中較大的軸力N?279.48kN進行驗算
??15.6，查表得，??0.73 ?fA?0.73?2.22?432000?700.10kN?N2?? (3)一層墻Ⅰ-Ⅰ截面
?279.48kN (滿足要求)
mm,f?2.50MPa、H0 ?第一種組合：A?432000 ????2?4200mm
H04200?1.1??19.25，e?15.24mm?0.6y?0.6?120?72mm h240e15.24?0.064，查表得，??0.517
?h240 ?fA?0.517?2.50?432000?558.36kN?N1? ?第二種組合：e?14.41mm，
?338.66kN (滿足要求)
e14.41??0.060，查表得，??0.525 h240 ?fA?0.525?2.50?432000?567.0kN (4)一層墻Ⅱ-Ⅱ截面
?N1??349.76kN (滿足要求)
按軸心受壓計算(e?0)，取兩種組合中較大的軸力N?400.51kN進行驗算
??19.25，查表得，??0.639
?fA?0.639?2.50?432000?690.12kN?N1???400.51kN (滿足要求)
5.6梁下局部承壓驗算
設計中在大梁支承處均設有鋼筋混凝土構造柱(大梁支承在構造柱上)，由于構造柱混凝土抗壓強度(一般為C20)遠大于砌體抗壓強度，因而可不進行梁下局部承壓驗算。
六、橫墻內力計算和承載力驗算
取1m寬墻體作為計算單元，沿房屋縱向取3.6m為受荷寬度，計算截面面積A?1000?240?24000mm02。由于房屋開間及所承受荷載均相同，因而按軸心受壓計算。
(1)第二層墻體Ⅱ-Ⅱ截面
?第一種組合(由可變荷載效應控制的組合，?G N2???1.2、?Q?1.4)
?1.2??1?3.4?3.56?2?1?3.6?4.365?1?3.6?3.715?
?1.4??1?2.0?1?2.0??3.6?84.12kN
?第二種組合(由永久荷載效應控制的組合，?G N2???1.
35、?Q?1.4、?c?0.7)
?1.35??1?3.4?3.56?2?1?3.6?4.365?1?3.6?3.715?
?1.4?0.7??1?2.0?1?2.0??3.6?86.06kN
取N?86.06kN
e?0，由上述計算求得H0?2.84m，????H02840?1.1??13.02，查表得， h240??0.795
?fA?0.795?2.22?240000?423.58kN?N?86.06kN (滿足要求)
(2)第一層墻體Ⅱ-Ⅱ截面
?第一種組合(由可變荷載效應控制的組合，?G N1???1.2、?Q?1.4)
?84.12?1.2??1?4.08?3.56?1?3.6?3.715?
?1.4?1?3.6?2?127.68kN
?第二種組合(由永久荷載效應控制的組合，?G N1???1.
35、?Q?1.4、?c?0.7)
?86.06?1.35??1?4.08?3.56?1?3.6?3.715?
?1.4?0.7?1?3.6?2?130.78kN
取N?130.78kN
e?0，由上述計算求得H0?3.0m，????H03000?1.1??13.75，查表得， h240??0.776
結構設計范文第2篇
1 房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的概念
建筑結構優化設計方法的具體內容為:
1.1 建設優化數學模型。
在建筑結構的優化設計過程中, 數學模型在其中可以發揮巨大作用, 因此, 通過建設一個科學合理的優化數學模型可以實現對原有的設計進行分析的目的, 從而可以使設計結果更加優化。
1.2 滿足建筑質量安全。
一般來說, 建筑結構優化的目的是滿足房屋建筑的基本功能需求和舒適度要求, 滿足建筑質量安全和美觀度要求, 對房屋建筑結構造價進行控制。根據建筑設計的總體要求, 結構設計要盡量減小質量中心和剛度中心的差異, 保證建筑在水平荷載的作用下不會產生很大的扭轉效應。建筑平面結構盡量采用對稱和規則方式, 在滿足建筑相應的功能條件下, 使豎直方向上相應的承重構件保持上下貫通。
1.3 選取最科學的優化數學算法。
當在第一步已經建立優化的數學模型之后的情況下, 這時就需要最科學合理的優化數學算法和優化迭代控制來解決接下來所遇到的問題, 在第二步的過程中, 設計者會面臨著重要的選擇, 那就是要在多種優化數學方法中能夠及時有效地選取最科學的優化數學算法, 從而實現最優化的設計效果。
2 房屋結構設計中建筑結構設計優化方法建立模型的步驟
系統結構優化設計模型是選擇結構中影響變量的主要參數來建立相應的函數模型。這種模型的建立能夠運用科學、合理的計算方法得出較好的優化方案。建立模型需要劃分為三個步驟。
2.1 確立設計變量參數。
變量的選擇對最終設計方案的確定有著重要的數據參考意義。建立模型首先要對設計中變量的參數進行篩選, 選擇對總體結構有較大影響, 變化幅度小, 考慮因素少的參數錯位參考指標, 降低結構設計、計算的工作難度。
2.2 確定相關目標函數。
然后對工程中各種參數進行按照重要性進行屬性劃分, 將影響不大的參數定為預定參數, 減少函數模型中的計算量。確定目標函數后, 找出符合條件的最優解。然后根據房屋結構的應力約束、結構強度約束、裂縫寬度約束等一系列約束條件進行優化設計, 保證結構的合理性。
2.3 衡量條件。
系統結構優化設計方案涉及到多個變量和多個約束條件, 可變較大。約束條件包括房屋尺寸、架構穩定性、受力限度、變形限度結構可塑性程度等, 設計者要根據房屋建造規條把施工的約束條件和目標確定的約束條件進行比較和分析, 保證各種條件符合相關規定, 實現優化設計。在設計優化的過成中要化繁為簡, 將約束條件轉換成約束條件進行計算。計算方法常有符合型法、以及Powell法等。計算的過程中編制相應的運算程序進行輔助優化, 最終得到最優化的結果。
3 結構設計優化技術的實踐應用
結構設計優化方法應用于實踐之中, 是目前一個比較廣泛的課題, 利用結構優化的方法在不改變適用性能的前提下達到降低工程造價的目的。結構設計優化設計應用于項目的整體設計、前期設計, 舊房改造, 抗震設計等設計的各分部環節, 發揮著巨大的效益。在按照結構設計優化的方法及模型進行實踐的過程中, 要注意下面的幾個問題。
3.1 結構設計優化應注意前期參與。
因為前期方案的確定直接影響建筑的總投資, 而現在存在的普遍問題就是前期方案階段結構設計并不進行參與, 建筑師進行建筑設計時大多并不考慮結構的合理性以及它的可行性, 但是建筑設計的結果卻直接對結構設計造成影響, 某些方案可能會增加結構設計的難度, 并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期, 結構優化設計就能參與進來, 那么我們就能針對不同的建筑類別, 選擇合理的結構形式, 合理的設計方案, 獲得一個良好的開端。
3.2 下部地基基礎結構設計優化。
地基基礎的結構設計優化首先要選擇合適的方案, 如果為樁基礎, 那么要根據現場地質條件選擇樁基類型, 盡量節省造價。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大, 應多進行比較以確定最合適的方案。
4 房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的意義
4.1 優化設計, 保證結構功能性。
結構優化設計能夠根據工程的需求對結構造型、受力性能、結構材料等進行優化配置。比如選擇圓形、方形的結構進行方面平面設計能夠增加結構的受力性能。因此, 工程結構的優化技術, 是工程實現既經濟又安全, 既美觀又實用的途徑。
4.2 節約造價。
建筑工程造價控制是保證企業經濟利潤的關鍵因素。結構優化設計能夠降低15%到30%的工程造價, 具有實際的經濟性。房屋建筑大多是多層建筑, 甚至很多都是高層建筑, 層數的增加會因為建筑面積的增加而增加投資。層數增加對結構承載力的要求也隨之增加, 為了保證結構的安全性, 承重墻、梁、柱的承載等級和抗震性能都要隨之增加, 因而提高了房屋的造價。合理的結構設計能夠根據建筑結構的空間和層面, 增強結構的各種性能, 結構設計受力性增加、抗震性增加不斷可以減少結構所需物料, 還能減少基礎和裝修物料, 達到統一協調的目的, 實現了結構的經濟安全。
5 房屋結構設計中建筑結構設計優化的注意事項
選擇合適的結構類型。不同的房屋建筑工程由不同的結構形式。常見的類型主要包括短肢剪力墻結構、框架結構、框架—剪力墻結構。這三種類型各具特色、各具優缺點, 在選擇類型的過程中要充分結合房屋功能需求以及工程的經濟能力, 在保證質量的前提下平衡投資和收益, 保證工程利益的最大化。短肢剪力墻結構大多運用于高層建筑中, 主要特點是以混凝土結構技術規程為依據, 對鋼筋數量要求不高, 對剪力墻抗震要求較高;框架結構對空間的優化效果最為顯著, 空間大、不僅靈活、造價低。但是抗震能力較低, 柱截面較大, 形成的柱角凸出部位會影響家具的擺放;框架—剪力墻結構是合理布置一定數量的剪力強, 有較好的抗側力, 還能增強適用性和合理性。
6 結束語
建筑結構設計過程中進行合理的結構選型和布置對整個建筑工程是否能保證安全、經濟、適用都非常重要, 一定要對整個結構體系的承載能力、抗震性能、內力傳遞、剛度、側移要求等掌握透徹, 才能實現結構設計安全性、合理性、經濟性的整體最優實現。建筑結構設計優化方法可以使房屋更加堅固美觀, 能夠滿足人們對建筑產品的品質要求不斷提高。
摘要：;隨著國民經濟的迅速發展, 房屋建筑越來越商品化, 作為投資方總是希望利潤最大化。由此在結構設計時不僅要滿足“規范加計算”, 而且還要在安全、符合現行國家規范前提下, 從各個環節進行優化設計, 多個方案做比較, 使最終的成品要安全可靠、經濟合理, 節能節材, 降低造價。本文闡述了房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的概念、內容以及建立模型的步驟, 同時也對建筑結構設計中概念設計的優化、房屋結構設計中建筑結構設計優化方法的意義和應注意事項進行了探討, 希望對類似的工程提供一下參考和借鑒。
關鍵詞：房屋結構設計,建筑結構設計,優化
參考文獻
[1]陶小林, 楊楊.淺談房屋建筑結構設計中的應用優化技術[J].科技創新與應用, 2013 (16) :264.
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結構設計范文第3篇
摘要：合理的結構設計不僅可以發揮其最大的使用價值，滿足人們對居住的需求，也為房地產開發商贏得良好的口碑，從而增加其經濟效益。在結構設計中任何的疏忽都有可能造成整個設計的失敗和整個工程的質量問題，為建筑工程安全埋下了的隱患。
關鍵詞：建筑 結構設計
一、結構設計中常見的問題
（一）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?，F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。一些結構設計者對于非抗震設計，而縱向地按普通的連續梁進行設計，梁柱的節點和框架中的縱筋、箍筋的配置不合框架的構造要求。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。
（二）在當前結構設計中，構造柱經常被作為承重柱使用，構造柱作為承重柱使用后，使得構造柱提前受力，有可能會降低構造柱對砌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。另外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、以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被出現裂縫。
（三）承重柱截面高度設計過小。一些結構設計得誤認為六度設防就是不設防，不圖受力分析方便，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。這種情況多發生于六度抗震設防區。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。因為這樣做往往會忽略了梁柱間的剛結作用，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，從而柱子而梁底附近將會出現一條或多條水平裂縫，形成塑性餃。嚴重的是，這樣的結構一旦遭遇地震作用，即會倒塌。
（四）樓板設計常見問題。
樓板剛度不足：設計按多跨連續板進行配筋計算，側重于滿足結構安全，較少考慮混凝土收縮特性和溫度變形等多種因素。樓板高度比僅為L/33～L/35。其剛度較小對裂縫控制很不利。樓板構造配筋設計不周：設計在支座處按常規配設負筋，在中部板面不配鋼筋。當板面出現溫度變形或混凝土收縮，因無構造鋼筋約束，板面即出現裂縫。樓板內布線欠合理：由于水電施工圖由各專業設計。實際施工中出現水電管交叉疊放，或由于設計考慮管內容線面積，部分預埋管徑≥25mm，且設計管線位置在樓板跨中。即在單層雙向配筋處，樓板有效截面受到很大程度削弱，成為樓板最易開裂的部位。當樓板收縮應力大于混凝土極限拉強時，即出現沿管線表面呈直線狀的裂縫。
二、結構設計的內容和方法
1、建筑結構的平面設計
在繪制平面布局圖的時候，首先要做的就是對建筑物所在地的地質構造、抗震烈度，以及建筑物周圍的環境、建筑設施等進行調查。其中在對抗震設防烈度進行評估的過程中，如果建筑物所在地的抗震設法烈度，是六度區時，這時就不用對建筑物進行界面抗震演算了，但是一定要符合建筑抗震設計的規范和相關的抗震措施的要求。如果時間比較寬松，設計師就可以對砌體結構直接設計，不用在電腦軟件中建模了；但是要處理好構件的受壓情況。必要的時候，設計師要到實地進行考察以確保準確性，如果時間比較有限，最好的方法就是直接在電腦軟件里輸入建模進行計算。如果抗震設防烈度在七度區時或是更高的情況，最好就是利用電腦進行建模運算，然后利用軟件的圖層功能，直接凍結相關的層，在建立新的柱層、梁層、板鋼筋層等等在內的圖層結構，這樣不但能夠提高繪制的效率，方便不同結構間的平面圖修改、復制，也提高了準確度。
2、屋頂的結構圖設計
因為不同的建筑所處的地理環境、氣候、用途等的不同，所以對于屋頂的設計也不同，比如在南方的多雨氣候中，屋頂面的設計多是坡型的，北方地區房屋面大部分是平整的。對于坡型屋面的結構設計一般采用的就是梁板式和折板式這兩種方式。折板式使用于建筑平面比較規整，版跨度不大，屋面的坡度和屋脊線轉折的復雜度較小的坡型屋面，反之就適用于梁板式。在梁板筋的構造中，其中的某些部分的板負筋要拉通以便抵抗拉力。板厚一般是不小于120厚。
3、建筑結構設計的大樣詳圖
在整個建筑詳圖保證準確的前提下，大樣詳圖的設計可以在此基礎上直接進行繪制，在設計中要遵循的原則是保證結構受力的合理性和施工過程中的快捷方便，在一定的標高和外形尺寸上要注意的就是和整體的建筑協調一致。此外建筑的實際標高和結構標高之間是存在一定差距的，設計人員要處理好這個差距在大樣詳圖上的顯示。
4、建筑機構設計中的樓梯的設計
每一個高層的建筑都會有樓梯，樓梯在設計中是比較難控制的，因為它的結構是鏤空的，樓梯的受力情況、梯板、梁等都是十分關鍵的設計。梁的設計要注意的是梁下的凈高要滿足建筑的要求，梁的作用就是要保證上下樓層的位置、高度、結構等的統一，對于不對稱的部位可以適當的采用折板樓梯構造，折板樓梯在設計中要特別注意的是把鋼板在樓梯的折角處斷開，然后進行各自的固定，這主要是怕由于局部的受力較大出現斷裂的情況。在對樓梯的設計過程中，要注意梯的寬度，不宜過窄，這樣會增加樓板的受力，容易出現斷裂，所以梯板的設計要和整個樓梯的設計相一致。
三、加強結構設計中的技術優化
建筑結構設計追求適用、安全、經濟、美觀和便于施工五種效果，而建筑設計優化設計技術方法的應用不但滿足了建筑美觀、造型優美的要求又能使房屋結構安全、經濟、合理，成為實際意義上的\"經濟適用\"房。
（一）從建筑上分析結構設計優化方法可分為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兩個方面。
房屋工程分部結構優化設計包括：基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。對以上幾個方面的優化設計還包括選型、布置、受力分析、造價分析等內容，在實施過程中，還應該按照一切從實際出發的原則，結合具體工程的實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經濟效益的目標進行結構優化設計。進行結構設計時，應在滿足設計意圖后，盡量使平面布置規則，縮小剛度和質量中心的差異，這樣水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉作用。豎直方向上應避開使用轉換層，減少應力集中現象。
（二）通過結構優化設計模型。結構總體的優化建立模型的大致步驟如下：一是設計變量的合理選擇。通常的設計變量選擇對設計要求影響較大的參數，將所涉及的參數按照各自的重要性區分，將對變化影響不大的參數定為預定參數，通過這種方法可減少很多計算編程的工作量。二、目標函數的確定。使用函數找出滿足既定條件的最優解。最后，約束條件的確定。房屋結構可靠度優化設計的約束條件，包括了應力約束、裂縫寬度約束、結構強度約束、尺寸約束、從正常時的極限狀態下彈性約束到終極狀態的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。設計中，要保證各約束條件必須符合現行規范的要求。
四、結語
結構設計是一項系統、全面的工作，房地產開發商應加強選擇優秀的設計人才。優秀的設計師不僅要有扎實的理論基礎，在遵循設計規范的條件下，對結構設計方案進行有效地創新和完善。
參考文獻：
譚國榮. 淺談建筑結構設計內容及注意事項【J】中國房地產.2012.6
結構設計范文第4篇
1、房屋結構設計優化技術概述
在對房屋結構設計進行優化處理的時候, 主要就是對其整體的優化和分部結構的優化處理。其中整體優化主要是指對房屋建筑結構的屋蓋系統、細部構造以及圍護結構等各方面的設計方案進行不斷地優化。在此過程中尤其應該對其相關結構的布置、選型、造價以及受力情況引起足夠的重視。同時還應該和房屋的建筑美感還有經濟適用性進行充分的結合。除此之外, 在對房屋建筑結構進行整體設計的過程中, 相關的工作人員還應該對工程質量中心和房屋建筑的剛度中心之間的關聯性進行重點關注, 而且還應該有效確保房屋建筑整體平面的對稱性和規則性, 在對結構垂直方向進行設計的時候, 應該盡可能確保同一方向的承重構件上下相通, 同時還應該對其剛度要求引起足夠的關注, 從而根據剛度的變化盡量控制好房屋建筑結構本身的動力載荷, 進一步減少結構的轉換層, 這樣便在一定程度上降低了房屋建筑設計的難度。
2、房屋結構設計優化技術的重要性
隨著我國社會經濟的快速發展和城市化進程的不斷加快, 城市的建筑用地越來越緊張, 所以高層和超高層建筑越來越多, 怎樣才能在滿足經濟性的基礎之上, 對房屋建筑結構進行更好地設計, 同時也可以更好地滿足人們對于房屋建筑的要求, 所以這一問題成了現在人們非常關注的一個問題。
建筑企業想要對房屋建筑結構進行不斷地優化設計, 這就要求設計人員應該在確保建筑質量的前提之下, 對設計方案進行系統化的分析與研究, 同時還應該在設計觀念中不斷加大對現代化設計理念的運用, 另外還應該對房屋建筑工程的造價進行合理的控制。根據以往的經驗總結, 如果工作人員在設計過程中可以將經濟利益和施工技術進行有效的結合, 制定出最為科學合理的設計方案, 從而使得建筑企業獲得更大的經濟效益。這就要求應該對房屋建筑材料和機械設備的性能進行有效的發揮, 使其可以更好地服務于房屋工程的建設。另外還應該對整個建筑結構的各個層次進行系統的整合, 不斷提升房屋建筑的整體質量以更好地滿足居住著的需求。
3、房屋建筑結構設計中優化技術的具體應用
3.1、優化技術思想在結構設計中的應用
在房屋建筑結構設計優化過程中, 對其技術思想的優化主要體現在以下幾個方面:首先, 應該對相關參數的變量進行合理的選擇, 在具體的設計過程中, 相關的工作人員應該不斷提升設計思想的科學合理性, 可以采用多種手段來獲取工程的參數, 然后在利用這些參數變量對工程施工進行具體的設計。在具體施工過程中, 目標參數主要包含了價格參數和預期中所出現的各種損失參數。在對房屋建筑工程結構進行優化設計的過程中, 設計人員一定要對這些參數進行詳細的分析與研究, 主要分析參數對工程可能會帶來的影響, 由于其過程相對比較復雜, 所以會對施工工期造成比較大的影響。在實際操作過程中, 如果將變幅較小的參數作為設計設計指標的話, 會大大降低建筑結構的設計難度, 而且設計人員也可以很快找到設計的目標點;其次, 是對函數的確定, 設計人員應該在眾多函數當中找到目標函數, 同時還可以充分分析函數的性質來對施工成本進行有效的控制;再次, 衡量具體的施工條件, 只有在設計過程中對房屋的結構剛性、尺寸以及架構的安全性和穩定性進行充分的考慮, 才能設計出各項施工指標都滿足施工要求的設計方案, 從而更好地確保整個工程的最終施工質量。
3.2、優化技術在鋼結構中的應用
鋼結構設計在房屋建筑結構設計過程中占據著非常重要的地位, 而不同的材料對鋼結構的穩定性能又起著決定性的作用。所以設計人員一定要對其引起足夠的重視。首先, 將鋼結構和其他一些技術的應用優勢進行充分的對比分析;其次, 還應該對鋼結構的關鍵施工技術和設計內容引起足夠的重視, 同時還應該對其內容當中存在的各個項目進行不斷地優化以有效提升其可行性, 可以利用計算機相關軟件對其構造數據進行建模;再次, 并對結構模型進行詳細的分析與研究, 從而得出詳細的優化報告, 然后根據報告選擇出最為科學合理的優化技術。
3.3、建筑結構設計中對概念設計優化技術的應用
在對房屋建筑結構設計進行優化的過程中, 不能只是完全依賴于計算機相關軟件的應用, 而是還應該和人工設計進行充分的結合, 只有這樣才能將概念優化技術的效率實現很好的提升。在對建筑材料進行選擇的過程中, 應該利用人工方式并結合材料的優缺點對材料進行最為科學合理的選擇。對于房屋建筑工程來說, 安全性是其最為重要的一個基本要求, 只有在確保其使用過程的安全性的同時, 再利用概念設計技術不斷提升其外部的抵抗力, 盡可能減少外部環境對其所造成的不良影響。在各種外部影響因素當中, 地震是最為重要的一個影響因素, 只有對其進行不斷地設計優化處理, 才能有效提升房屋建筑的抗震性能, 通常情況下都是采用對稱設計的模式來提升其穩定性能, 這種設計方式可以將其所承受的載荷力作用到建筑物本身, 減小了建筑的危險截面, 有效提升建筑物的抗震性能。
總而言之, 只有不斷優化房屋建筑結構設計, 才能使得整個設計方案更加科學合理, 同時還可以在一定程度上降低施工成本, 更好地滿足人們對房屋建筑的實際需求, 進一步促進我國建筑行業的可持續發展。
摘要：在對房屋建筑施工過程當中, 對其結構設計進行不斷地優化處理, 不僅可以有效降低工程的施工成本, 而且還更好地確保了整個工程建設過程的安全性和穩定性。在具體設計過程中, 相關的工作人員應該將工程質量當做最為核心的設計內容, 在確保工程建設質量的前提之下, 并有效控制施工成本的投入, 這也可以在一定程度上提升建筑工程的相關功能, 由此可以看出對結構設計進行優化處理在房屋建筑工程中具有非常重要的意義。本文將對這一內容進行簡要的闡述。
關鍵詞：結構設計,優化技術,房屋結構,設計中,應用
參考文獻
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結構設計范文第5篇
結構優化的目的是滿足房屋建筑的基本功能需求和舒適度要求, 滿足建筑質量安全和美觀度要求, 對房屋建筑結構造價進行控制。建筑房屋結構設計優化需要對空間資源、設備資源、材料資源、經濟資源進行充分利用和合理配置。這種優化設計比傳統的設計能夠節省5%—33%的工程造價, 所以在項目施工中, 要從建筑結構設計優化的方法出發, 結合現場實際情況, 一切從實際出發, 提高工程的經濟效益。
根據建筑設計的總體要求, 結構設計要盡量減小質量中心和剛度中心的差異, 保證建筑在水平荷載的作用下不會產生很大的扭轉效應。建筑平面結構盡量采用對稱和規則方式, 在滿足建筑相應的功能條件下, 使豎直方向上相應的承重構件保持上下貫通。為了保證結構的簡潔性和設計的簡單性, 盡量減少轉換層的使用。豎向剛度采取漸變的方式, 避免水平荷載作用產生應力集中, 產生剛度突變。
2 房屋結構優化設計內容
建筑結構設計優化包括很多內容, 主要分為房屋總體結構和分部結構優化兩個部分?？傮w結構優化包括房屋基本結構優化、房屋頂部結構優化、房屋維護結構優化、房屋細部結構優化等。不管是總體結構優化還是分部結構優化都對選型布置、結構造型、構件受力、工程造價等進行了合理的優化, 在此基礎上對結構形式進行創新, 把設計對象設計的更為完善。
3 結構設計優化方法的意義
3.1 優化設計, 保證結構功能性
結構優化設計能夠根據工程的需求對結構造型、受力性能、結構材料等進行優化配置。比如選擇圓形、方形的結構進行方面平面設計能夠增加結構的受力性能。因此, 工程結構的優化技術, 是工程實現既經濟又安全, 既美觀又實用的途徑。
3.2 節約造價
建筑工程造價控制是保證企業經濟利潤的關鍵因素。結構優化設計能夠降低15%到30%的工程造價, 具有實際的經濟性。房屋建筑大多是多層建筑, 甚至很多都是高層建筑, 層數的增加會因為建筑面積的增加而增加投資。層數增加對結構承載力的要求也隨之增加, 為了保證結構的安全性, 承重墻、梁、柱的承載等級和抗震性能都要隨之增加, 因而提高了房屋的造價。合理的結構設計能夠根據建筑結構的空間和層面, 增強結構的各種性能, 結構設計受力性增加、抗震性增加不斷可以減少結構所需物料, 還能減少基礎和裝修物料, 達到統一協調的目的, 實現了結構的經濟安全。
4 結構設計優化中建立模型的步驟
系統結構優化設計模型是選擇結構中影響變量的主要參數來建立相應的函數模型。這種模型的建立能夠運用科學、合理的計算方法得出較好的優化方案。建立模型需要劃分為三個步驟。
4.1 確立設計變量參數
變量的選擇對最終設計方案的確定有著重要的數據參考意義。建立模型首先要對設計中變量的參數進行篩選, 選擇對總體結構有較大影響, 變化幅度小, 考慮因素少的參數錯位參考指標, 降低結構設計、計算的工作難度。
4.2 確定相關目標函數
然后對工程中各種參數進行按照重要性進行屬性劃分, 將影響不大的參數定為預定參數, 減少函數模型中的計算量。
確定目標函數后, 找出符合條件的最優解。然后根據房屋結構的應力約束、結構強度約束、裂縫寬度約束等一系列約束條件進行優化設計, 保證結構的合理性。
4.3 衡量條件
系統結構優化設計方案涉及到多個變量和多個約束條件, 可變性較大。約束條件包括房屋尺寸、架構穩定性、受力限度、變形限度結構可塑性程度等, 設計者要根據房屋建造規條把施工中的約束條件和目標確定的約束條件進行比較和分析, 保證各種條件符合相關規定, 實現優化設計。
在設計優化的過成中要化繁為簡, 將約束條件轉換成約束條件進行計算。計算方法常有符合型法、以及Powell法等。計算的過程中編制相應的運算程序進行輔助優化, 最終得到最優化的結果。
5 概念設計在房屋結構設計中的優化
房屋結構設計優化的方法多種多樣, 每一種方法有其適用性, 要根據不同的建筑設計效果和建筑環境來決定。在選擇合理的優化方案過程中要對房屋建筑工程的實際情況進行了解和分析, 保證優化方式的適用性和經濟性。
概念設計是結構優化中常用到的一種方法, 可以通過設計人員的經驗來選擇靈活的設計方案。對于已經確定結構布置的房屋, 會在考慮相同荷載作用的情況下選擇不同的分析方法。房屋建筑的設計選用的設計參數指標、選擇用的建筑材料和荷載標準值得去法等都有很大的不確定性, 在實際工程過程中, 會出現與現實不符合的情況。這些因素的影響性可以通過設計人員來判定。經驗豐富的房屋建筑設計人員, 可以根據自身的經驗和以往的數據作為參考, 對房屋建筑的情況進行全面綜合的考慮, 然后做出合理正確的判斷。把工程中“人”的靈活性和智能型發揮的淋漓盡致。房屋建筑結構中概念優化設計的關鍵點是設計人員的理論知識和實踐知識, 理論知識和實踐知識越豐富的設計人員越能夠實現對房屋結構的優化設計。房屋概念優化設計的關鍵在于設計人員的經驗積累, 經驗越豐富的設計人員, 就越能實現房屋建筑結構的優化設計。
6 結構設計優化注意事項
選擇合適的結構類型。不同的房屋建筑工程由不同的結構形式。常見的類型主要包括短肢剪力墻結構、框架結構、框架—剪力墻結構。這三種類型各具特色、各具優缺點, 在選擇類型的過程中要充分結合房屋功能需求以及工程的經濟能力, 在保證質量的前提下平衡投資和收益, 保證工程利益的最大化。短肢剪力墻結構大多運用于高層建筑中, 主要特點是以混凝土結構技術規程為依據, 對鋼筋數量要求不高, 對剪力墻抗震要求較高;框架結構對空間的優化效果最為顯著, 空間大、不僅靈活、造價低。但是抗震能力較低, 柱截面較大, 形成的柱角凸出部位會影響家具的擺放;框架—剪力墻結構是合理布置一定數量的剪力強, 有較好的抗側力, 還能增強適用性和合理性。
7 結語
結構設計優化的技術方法可以使房屋更加堅固美觀, 能夠滿足人們對建筑產品的品質要求不斷提高。在以后的結構設計過程中, 還要進一步優化建筑結構的設計方法, 可以使建筑物的設計更為實用, 更為安全, 更為美觀經濟, 提高建筑物的質量, 保證建筑企業的經濟效益。
摘要：本文根據自身的工作經驗, 對房屋結構設計中的優化方式進行闡述, 滿足建筑企業的可持續發展。
關鍵詞：建筑結構設計,優化方法,房屋結構設計
參考文獻