房屋结构设计论文范文

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第1篇

在房屋设计中实际应用的现状随着人们对于房屋建设的要求的提高，人们也逐渐的认识到将建筑结构优化方法运用到房屋设计中的重要意义。从目前的房屋建造来看，部分的建造商开始将建筑结构优化方法应用到房屋设计中以满足购房者的实际需求，从目前的房市状况来看，对于这些应用了建筑结构设计优化方法而设计出的房屋在销售中得到了大多数购房者的青睐，并且能够得到购房者的一致好评。由此看来，建筑结构设计优化方法应用到房屋设计中具有较强的实际意义。但是依旧存在部分建造商对于将建筑结构设计优化方法运用到房屋设计中没有较强的意识，因此在这种情况下设计出的房屋难以得到购房者的赞赏，一般此类房屋可能在适用性、安全性、易施工等方面表现较为突出，但是在可观性上则难以令人感到满意。由此看来，建筑结构优化方法在房屋设计中的应用还有待推广，此外在对建筑结构优化方法进行推广时注意其在房屋设计以及房屋建设的实际情况对其进行改进，使得其能够更好的服务于房屋设计。

2结构设计优化技术的现实意义

结构设计优化技术能够在很大的程度上满足人们对于房屋的多方面要求，具有较强的现实意义。作为购房者希望能够得到一所价格适中，外观美，安全的房屋，而通过结构设计优化技术应用后的房屋则能够保证房屋的适用性、经济型、安全性，能够建造出满足人们要求的房屋。此外作为房屋的建造商来说，能够使建造出的房屋迎合购房者的胃口，并且能够在很大的程度上降低建造的成本，实现经济效益的最大化是其根本目的是可遇而不可求的。以往的房屋设计很难满足建造上的所有要求，经常出现不可兼得的局面，但是当结构设计优化技术得到运用后，建造商的一系列愿望都得以实现。由此看来，结构设计优化技术具有加强的现实意义。

3结构设计优化技术

在建筑结构设计中的步骤房屋工程结构优化通常包括以下几个方面:基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、维护结构方案的优化设计以及结构细部设计的优化设计。这些方面的设计优化内容还包括选型、受力分析、造价分析等，在实际的施工中密切的结合实际的施工情况，追求优化的实际应用性，围绕提升房屋的综合价值进行优化设计。使设计出来的房屋造型美观同时还能够满足人们对于安全、经济的要求，设计出真正的经济适用房。

3．1建立结构优化模型

结构优化设计通常情况下分为两部分，一部分是结构优化设计模型，另一部分就是结构优化计算方案。所谓的结构设计优化就是变量中选择出主要的参数，然后根据数据分析建立起函数模型，运用函数模型借助较为科学的方法计算出最优解。建立模型的步骤一般有以下几步:一、选择合理的设计变量。设计变量的选择对于模型的构建具有重要的意义，设计变量的选择将会影响到对设计要求影响较大的参数的选择，进一步涉及到参数重要性的区分问题。选择出了合理的设计变量在很大的程度上能够减少计算编程的工作量;二、确定目标函数。首先找出满足函数条件的最优解，然后确定约束条件。在房屋的优化设计中存在着很多的约束条件，其中有:应力约束、裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、从弹塑性约束等，在进行优化设计时要确保所有的约束条件都在规定的范围内，能够满足设计规范，即在规范条件内满足约束条件。

3．2设定优化设计

计算方案结构的优化涉及到很多的约束条件以及变量，因此在进行计算时需要将所有的约束条件转化成非约束条件，充分的考虑变量因素，运用各种数学计算方法做好计算方案的设计工作。

3．3程序设计

在构建好结构优化模型、设定好优化设计计算方案后就可以在以上基础上进行程序的编写，然后将编写好的程序导入计算机中，在进行计算时只需要将相关的数据输入相关的变成或者是系统中，通过计算机程序的自行计算便能得出相关的结果。

3．4结果分析

在得出计算结果后，对其进行分析，进而确定出最佳的方案。在实施结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤时，要注意各方面的因素，要能从多方面进行考虑，保证所有的问题的难度降到最低。房屋的建设本身就是一项花费资金较多、耗费人力较大的工程，实施结构设计优化技术的主要目的就是为了将相关的成本降到最低，同时保证房屋的质量以及美观。因此在建造是要注意以下几个方面:处理好经济与技术之间的矛盾。在进行设计时，肯定会涉及到经济的问题，并且技术在一定的程度上与经济也会存在这矛盾，技术的引用和实施必然会涉及到经济因素，但是最为建造商对此要有充分的认识，能够认识到经济与技术之间矛盾存在的必然性，能够理解到技术做带来的经济方面的节约量将会远远超过耗费量，要大力的引用技术。

4结构设计优化技术的实践应用

中要注意的问题结构设计优化技术的实践应用能够带来巨大的经济效益，但是要注意的是实践应用的过程中有很多的问题是不能够忽略的，作为设计者和建造者对于这些问题应该要投入一定的关注。

4．1前期的参与

前期方案的制定将会直接的关系到建筑的总投资问题，但是，当前房屋建设工程中存在的问题就是结构设计优化技术并没有参与到前期方案的确定中，这种情况下，设计人员往往会忽略其实际应用性和经济性，在最后的实践过程中得以证实的是结构设计优化技术根本就没有发挥到节约建造成本的目的，导致这个问题的主要原因就是缺乏前期的参与，因此一定要注意结构设计优化在方案制定时的前期参与。

4．2概念设计

结合细部结构设计优化概念设计与结合实际情况进行设计具有重要的区别，一般概念设计都是脱离实际数据的，不具有准确性，因此在进行计算式难免会出现较大的差异。在进行概念性设计时，作为设计人员要充分的认识到数据的重要性，将相关的数值运用到设计中，作为辅助依据。在设计时，设计人员既要在宏观上把握整体的设计，与此同时在细节方面也要注意，做好细部结构的设计优化工作，保证细部工作的无误，从而保证整体的效果。比如:材料强度、抗拉能力等多方面细部因素的考虑能够在很大的程度上保证结构优化设计技术的实践应用。

5结语

第2篇

关键字：房屋 结构设计 问题

前言

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进设计理论，加强先进技术的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠和经济是建筑结构设计的发展方向。房屋建筑逐渐由单层、多层向高层发展，房屋结构形式也由简单的砖混结构变得日趋复杂和多样。针对当前主要结构形式的建筑结构设计中，还存在―些需要解决的问题。本文主要针对当前房屋建筑结构设计中一些常见却又常被人们忽视的错误进行了剖析，指出了错误的原因和后果，并给出了一些

设计建议和构造的要求。

1 房屋建筑结构设计的基本方法

1.1 结构平面图在绘制结构平面布置图时，是否要输入结构软件进行建模呢？当建筑地处抗震设防烈度为6度区时，根据建筑抗震设计规范，是可以不用进行截面抗震验算的，但必须符合有关的抗震措施要求。因此对于砌体结构来说可以不用在软件中建模，直接设计即可，但设计中需要注意受压和局部受压的问题。当然，如果时间允许的情况下还是输入建模较好，有一个便利就是可以利用软件来进行荷载导算何乐而不为呢？需要注意的是，当建筑地处抗震设防烈度为7度及以上时是必须要输入软件建模计算的。

1.2 屋顶（面）结构图当建筑是坡屋面时，结构的处理方式有梁板式及折板式两种。梁板式适用于建筑平面不规整，板跨度较大，屋面坡度及屋脊线转折复杂的坡屋面。折板式适用于相反的条件。两种形式的板均为偏心受拉构件。板配筋时应有部分或全部的板负筋拉通以抵抗拉力。板厚基于构造需要一般不宜小于120厚。此外梁板的折角处钢筋的布置应有大样示意图。至于坡屋面板的平面画法，通常使用剖面示意图加大样详图的表示方法，这样更便于施工人员正确理解图纸。正确绘图和设计的关键是设计人员真正的心知肚明，结构设计者必须要具备一定的空间概念，正确理解建筑图纸和意图。设计的图纸方能让施工人员明白。由于屋面的起坡会造成阁楼层的部分墙体超高，要结合门窗顶设置圈梁来降低墙的计算高度。

1.3 大样详图在建筑详图的准确无误的基础上，大样详图的绘制可在建筑详图的基础上直接绘制，也可在以前做过的详图的基础上来局部改进绘制。这阶段需要注意在保持建筑外形的前提下尽量的使结构受力合理和施工方便。在标高和外形尺寸上一定要和建筑专业协调一致。

2 房屋结构设计常见问题

2.1 地基与基础方面

多层房屋无地质详勘报告，仅仅依据建设单位口头或笼统参照附近建筑物的基础设计资料就进行施工图设计是不科学的。地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构的详细勘测方可设计，仅凭

地耐力这一数据是不全面的，也是不安全的，更不能盲目地把耐力容许值取得小一些就认为万无一失了。采用换土垫层进行软弱地基处理，不进行换土垫层设计，只凭经验处置。有时设计者对软弱地基的危害认识不足，只是简单地凭借经验采用砂石垫层加强一下承载力，没有进行垫层宽度和厚度计算，只能使软弱地基处理既不安全，又不经济。

2.2 砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用

在砖混结构中，构造柱不但能够提高墙体的抗震能力，而且构造柱与圈梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝，维持竖向承载力，提高结构的抗震性能有着重要的作用。

在当前结构设计中，构造柱经常被作为承重柱使用，这种做法将引起以下几个问题。

构造柱作为承重柱使用后，使得构造柱提前受力，这不但会降低构造柱对墙体的拉结和约束作用，而且结构一旦遭遇地震作用时，在构造柱位置必然形成应力集中，首先破坏。这样构造柱不但起不到其应有的作用，反而成为房屋结构中的一个薄弱的部位。

构造柱一般生根于地圈梁中，没有另设基础，构造柱兼作承重柱使用后，柱底基础的抗冲切、抗弯强度及局部承压强度必然不能满足要求。柱底基础一旦发生冲切或局部承压将出现裂缝。建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可布置于梁下，但此时必须按不考虑构造柱作用来验算墙体的局部承压和抗弯强度。经验算合格，方可在梁下布置构造柱。

2.3 在框架结构设计中，只注意了横向框架的设计而忽视了纵向框架的设计。

现行建筑抗震设计规范要求，水平地震作用应按两个主轴方向分别计算，各方面的地震作用应由该方向的抗侧力构件来承担。就是说，在框架结构设计中，纵向框架与横向框架有同等的重要性。一些结构设计者对以上非抗震设计，只按纵向的普通的连续梁进行设计，梁柱的节点和框架中的纵筋、箍筋的配置无法满足框架的构造要求。由于没有考虑地震的纵向作用，在实际设计中经常出现梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。

2.4 连续梁按单梁进行设计

这种情况多发在阳台边梁的设计中。由于边梁上的荷重一般较小，没有引起设计者的重视，图受力分析方便，设计者把实际应为连续梁的梁按单简支梁进行设计，致使梁在支座处上部负筋配置量过少。这样必然引起梁在支座附近上部受拉区出现竖向裂缝，进而引起梁上部栏板出现竖向裂缝。如果该边梁长度较长时，问题将会变得更加严重。因为该梁一般直接暴露在室外，受环境温度影响较大。当环境温度变化时，梁的伸缩受到梁端柱或挑梁的约束，在梁内产生收缩应力，该收缩应力作用于原已产生的梁上裂缝处，引起梁的支座附近沿整个梁截面四周裂缝贯通，梁承载力降低，直接影响了使用安全。

2.5 楼板设计常见问题

楼板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。

板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙，故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼板、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝。

双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d（d为短向钢筋的直径）。有的设计为图省事或对板受力认识不足，而取两个方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在质量隐患，甚至出现裂缝的现象。

3 结语

总之，房屋结构设计上必须遵循科学性、可行性和实用性原则，按规范相应的构造要求严格执行，才能从根本上消除设计质量的隐患.

4 参考文献

第3篇

关键词：建筑结构;设计规范;结构设计

随着国民经济的快速增长，建筑行业也得到了巨大的发展控制，随着房屋建筑从单层、多层朝着高层建筑发展，房屋结构形式也逐渐变得多样与复杂。但是房屋建筑结构设计中常见的问题依然无法得到有效规避，至今都影响着房屋建筑结构的质量与安全。所以，解决房屋建筑结构设计问题所具有的现实意义不容忽视。

1 房屋建筑结构设计常见问题的原因分析

1.1 由于过于笼统的建筑结构设计规范，导致设计人员在理解上出现了差异

业内人士都清楚，在房屋建筑结构设计过程中，都需要参照《建筑结构设计统一标准》、《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等规范标准进行系统的研究分析。但是在实际的操作过程中，却发现这一类型的纲领非常笼统，没有将规范表达细致，导致设计人员在进行房屋建筑结构设计时由于对设计因素的量化从而产生困难。特别是随着现代化理念的改革以及科学技术的飞速发展，这一类属于纲领性的规范就很到满足结构设计面面俱到的要求。对于这一类规范标准的理解，设计人员也是“仁者见仁，智者见智”，使得理解上出现了过多的偏差，这样对设计出来的作品质量也会产生不同程度的影响。

1.2 设计人员盲目的结构设计，从而导致恶性循环出现

在房屋建筑结构设计中，由于设计人员自身的主观原因或是客观原因，就很可能造成结构设计上过于盲目，从而出现恶性循环。考虑到社会大众对房屋建筑结构要求的提升，及房屋建筑结构设计的特殊性，科学、合理的设计理念就显得尤为重要。但是，在实际的设计过程中，大多数设计人员在设计中常常会用到“大约”二字。比如：在使用附加钢筋时，出于对建筑整体牢固性的考虑，很多设计人员会设置附加钢筋。但是在设计过程中却没有在脑海中内化科学的设计理念，由于只有通过力学的分析之后，才能够科学地设置附加钢筋。如果没有通过力学分析，仅仅依靠自身的经验，就会大大提升设计的盲目性，这样不仅会导致附加钢筋出现不必要的浪费现象，同时还会出现意识上的错误，影响到后续的设计。

2 地基与基础方面

由于多层房屋建筑没有是事先进行地质勘察，无法取得详细的勘察报告，在施工图纸设计仅仅是依靠建设单位的口头阐述或者是参照附近建筑物的基础资料。想要做到地基与基础设计的合理性、安全性、适用性，设计人员就需要对地质勘察资料进行系统分析，对基础与上部结构进行综合统一的分析，仅仅凭借地基承载力这一项数据不仅缺乏安全性，而且也欠缺完整性。当然，也不能盲目地认为将地基承载力的特征值取小一点就可以做到没有缺陷了，这些都是需要规避的。

对于软弱地基通过换土垫层法进行处理，完全凭借经验，没有考虑到换土垫层的设计。由于设计人员没有认识到软弱地基所造成的危害，在承载力的提升上仅仅是简单地采用砂石垫层。因此，首先需要对垫层的厚度与宽度加以计算，验算软弱下卧层，才能确保其安全性与经济性。

在房屋建筑的中柱设计中，基础与梁的负荷都没有按照荷载规范标准进行基表。在多层房屋建筑的设计中，在计算基础、梁、柱的负荷时，只有按照现行的荷载规范乘以有关荷载组合相应的分项系数才能确保荷载值的准确性。

3 上部结构方面

3.1 梁

做好框剪结构连梁的设计对于房屋建筑整体结构而言非常重要，但是很多结构设计上却是忽略了这一点。重视程度、认识程度的不足，都是影响其设计的因素之一。简单来说，连梁就是连接两片剪力墙，一旦遇到了中大地震时，就会出现开裂现象，起到一定的耗能作用，以此让建筑物具有一定延性的梁。只有满足这一要求，才能够称之为连梁，或者说我们在设计上才能够让其按照连梁进行设计。

3.2 板

在设计上，由于对板受力状态的认识度不够或是为了方便计算，就会讲双向板当作单向板来计算。这样的计算假定就会与实际状态存在差异，就容易出现配筋不足，导致板出现裂缝的现象。因此，在设计上，不能凭借主观意愿，方便计算，避免一个方向的配筋过大，另一个方向仅仅按照构造配筋的情况出现。当板承受线荷载时对弯矩的计算。在房屋建筑结构设计中，一般都会讲一些非承重隔墙设置在楼板上，因此，在设计大楼板时就会将该部分的线荷载换算成为等效的均布荷载之后，再对板的配筋加以计算。但是在设计中，要注意避免出现将隔墙综合再除以板总面积这种情况。

双向板有效高度取值相对偏大。在两个方向上，双向板都会有弯矩产生，所以，双向板跨当中的正弯矩钢筋都是纵横叠放的。其中，短跨方向的跨中钢筋应当放置于下部位置，长跨方向的跨中钢筋就应当放置在短跨钢筋的上部，在计算时也需要应用两个方向上的有效高度，一般来说，短向方向的有效高度都要比长向方向的大。在设计中，要注意避免设计人员没有充分认识到板的受力或是图省事的情况出现，避免为结构构件埋下质量隐患。

3.3 柱

一般来说，在6 度抗震设防区常常会出现承重柱截面高度设计过小的情况。很多房屋建筑结构设计人员误以为6 度设防区域就不用考虑设防，为了方便受力分析，设计人员估计将柱子截面高度设计的过小，这样能够增大梁柱的线刚度比，在计算简图中将梁柱节点简化为铰支，将梁简化成为铰支梁，梁柱也按照轴心受压来进行计算，虽然这样对于接受受力分析很简单，但是却忽视了这样会给房屋结构埋下质量隐患，这主要是因为忽略了梁柱之间的刚结作用，也就是将柱对梁的约束弯矩忽略了，再加上柱截面配筋一般都不会很大，一旦结构受力，柱顶抗弯刚度必定就会存在不足的情况，这样在梁底附近的柱子就会出现一条又一条的水平裂缝，从而有塑性铰的形成。

4 目前高层建筑结构设计中的问题与策略

4.1 建筑物超高问题

高层建筑物最明显的特征就是楼层多，建筑物本身高。但是，随着建筑物高度的不断加大，在抗震性能和建筑质量方面都面临着更严峻的问题。出于高层建筑抗震性能的较高需要，建筑规范对建筑物的高度作出了严格的规定，在高度设计方面要确保满足抗震的实际需要。在目前的高层建筑市场中，仍然存在着严重的超高问题。针对建筑物的超高问题，建筑规范逐渐将限制的高度设为A 级高度，还在一定程度上细化了高度规则，增加了B 级高度。这种较为明细化的建筑物高度规范使得高层建筑结构设计的方法和措施有了一定的改进。

4.2 短肢剪力墙设置问题

在高层建筑结构设计过程中，需要重视短肢剪力墙设置问题。在我国新的建筑规范中，明确规定了短肢剪力墙的定义，也对短肢剪力墙的使用作出了相关限制。短肢剪力墙是指建筑物墙肢截面的高度比和厚度比在5～8 的墙，根据实际经验和相关数据，高层建筑结构设计应该尽量使用短肢剪力墙。

5 结语

在房屋建筑结构设计中，只有严格按照规范标准与构造要求，才能够避免设计出现质量隐患，才能促进房屋建筑结构设计更加趋于完善。

参考文献

[1]张磊.建筑结构设计过程中常见问题探讨[J].中国城市经济，2011（24）.