钢筋混凝土建筑结构的设计探讨【摘要】伴随着我国建筑工程行业的快速发展，钢筋混凝土建筑结构在工程中被大量的使用，以其独特的优势为建筑事业的繁荣奠定了基础，但是，由于在建筑结构设计尚存在不成熟的之处，设计施工过程中不合理的操作也依然存在，同时，对建筑的使用要求有一定的忽视，这些因素导致出现了很多的设计缺陷，对整个建筑的综合性能有着极其消极的影响。笔者将结合多年的钢筋混凝土结构设计经验，探究钢筋混凝土建筑结构设计优化措施。
【关键词】钢筋混凝土，建筑工程，结构设计，优化研究
中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：
一、前言
伴随着我国建筑行业的迅速发展，工程建筑行业日渐成为了我国国民经济新的经济增长点，不仅仅在国民经济的增长中占据着越来越重要的地位，而且在改善居民生活方式，提高居民的生活质量方面有着巨大的推动作用。随着钢筋混凝土建筑结构在建筑行业中的广泛应用，建筑结构的设计和施工都有了新的标准和要求，在钢筋混凝土结构的设计施工中，不仅仅要使得结构的平面，立面布置符合相关规则，更要使得建筑结构的各种构件的强度和变形能够达到相关的标准，同时，要在满足建筑设计基本目标的基础上，更加重视建筑结构的抗震设计，提高建筑结构的抗震能力，保证整个建筑结构的质量。
钢筋混凝土施工工艺 （一）施工程序 其施工程序如下： 施工准备→材料采运→加工→模板、钢筋制安→砼拌和→运输→浇筑振实→养护→拆模→养护→检查验收。 （二）模板工程 (1)本工程砼施工主要采用定型钢模，其余混凝土施工根据设计图纸中砼构件的尺寸确定合适模板的材料、尺寸及形状，拼制模板时，板边要平直，接缝严密，不得漏浆。 (2)模板材质应符合相应的国家和行业规定，木材的质量应达到III等以上的材质标准，腐朽、严重扭曲或脆性的木材严禁使用。钢模厚度不应小于3mm，钢板面应尽可能光滑，不允许有凹坑，褶皱和其他表面缺陷。模板的金属支撑件材料也应符合有关行业规定。 (3)根据混凝土构件的施工详图进行施工测量放样，重要的结构多设控制点，以便检查校正。模板安装过程中，必须经常保持足够的临时固定措施，以防倾覆。安装的模板之间的接缝必须平整严密。模板安装应符合设计及规范要求。 (4)模板支撑由侧板、立档、横档、斜撑和水平撑组成，支撑必须保证牢固，在混凝土振捣过程中不会产生位移变形。 (5)安装支撑、调整完毕后的模板，在模板与砼接触面涂上防锈保护涂料和脱模涂料。模板安装合格后方能进行下道工序的施工。 （三）钢筋 本工程主要是指钢筋的采购、运输、验收、保管、加工、制作、安装等内容。 1、钢筋的材质 (1)所有钢筋均应按施工详图及有关文件、指示进行订购，进场钢筋的外观符合技术规范的要求，并具有出厂证明和试验报告单，钢筋表面或每捆(盘)均有标志并交给工程师审查。在使用之前按批号及直径依据钢筋试验规程取样试验，如拉伸试验、弯曲试验，凡检验、试验不合格的，一律清退出场，以保证钢筋质量。 （2）钢筋砼结构用的钢筋，其种类、钢号、直径及其它性能指标等均应符合施工详图及有关设计文件的规定。 (3)钢筋必须按不同等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆存，不得混杂，且应立牌以资识别。在贮存、运输过程中应避免锈蚀和污染。钢筋宜堆置在仓库(棚)内，露天堆置时，应垫高并加遮盖。 2、钢筋的试验 钢筋在加工使用前，应分批进行机械性能试验： (1)钢筋分批试验，以同一炉(批)号、同一截面尺寸的钢筋为一批，取样的重量不大于60kg。 (2)根据厂商提供的钢筋质量证明书，检查每批钢筋的外表质量，并测量每批钢筋的代表直径。 (3)在每批钢筋中，选取经表面检查尺寸测量合格的两根钢筋中各取一个拉力试件和一个冷弯试件，如一组试验项目的一个试件不符合监理人规定数值时，则另取两倍数量的试件进行
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
对建筑结构优化设计的探讨3100字 摘要：目前，建筑在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，结构设计是其中极为重要的一个环节，通过优化设计手段进一步加深对结构优化设计中的重要性认识，创造合适的条件，确定合理的目标，采用科学的控制方法，各个方面达到最佳结合，降低工程的总造价。本文作者结合多年来的工作经验，对建筑结构优化设计进行了研究，具有重要的参考意义。 毕业/2/view-12107508.htm 关键词：结构设计；优化技术；存在问题 一、建筑结构设计优化概述 对于现代的建筑来说，任何建筑物的设计都要包括建筑设计、结构设计、给排水设计、暖气通风设计和电气设计等。所有的设计都要遵循以下四步：方案设计―结构设计―构件设计―绘施工图。建筑结构设计的基本要求，即是对建筑物结构的强度、刚度以及稳定性的设计计算和验算，使其满足各自对应的容许条件，从而保证建筑物结构的可靠性和安全性。建筑结构设计主要是指建筑基础结构和上部结构。由于建筑工程所涉及到的内容非常丰富，建筑结构设计优化所包含的内容比较丰富，其中包括以下几个方面的具体内容，第一，基本结构的总体和分部优化；第二，以建筑的基本功能要求和舒适性要求为基础，对建筑结构的造价进行控制，也就是要对造价进行最优化设计。 之所以对建筑结构设计进行优化是因为优化设计能够实现对有限的空间和资源进行充分利用，提高各种设备和材料的使用效率，相关研究统计数据显示，建筑结构的优化设计与传统设计相比能够节省5%～33%的工程造价，因此，在建筑结构设计中要积极应用建筑结构优化设计技术，以推动建筑工程企业的常远发展，实现资源的充分利用。 二、关于优化设计技术中存在的问题 1、重视结构尺寸，忽略结构整体 设计人员优化建筑方案时，通常根据已给的条件来规划，以符合条件的构件截面要求，而忽略了整体结构的优化性。其实形状的优化设计要比尺寸的优化重要得多，单纯的尺寸优化不能满足优化结构的需求。不少设计人员片面的认为结构方案和布置规划经过计算机软件对上部结构的分析后，一旦构件截面符合计算结构的规定，对于地基部分，特别是软地基部分，上部结构重要性就变低了。所以设计人员一般对上部结构的构件截面没有足够的重视。 2、优化目标不能完全符合工程的需求 在实际优化设计过程中，时常伴随着很多难题，因为工程设计工作中的约束条件较多、建筑功能的限制性较多、变量也多等一系列不确定因素，致使目标函数仅能获取相对的最优解。当今利用计算机软件来优化截面，仅仅几次试验根本无法实现预期效果。因此设计的进度与时机都限制了优化方法的实现。 3、离散变量问题 由于建筑物尺寸、型钢规则型号、钢筋等都是变量，如何获取配筋和截面的最优解？如何同时满足结构正常使用状态和承载力极限状态？如何考虑结构大震、中震、小震计算？传统的梯度算法、对偶算法已经不能满足当今的工程设计需要。当前随着问题日益增多，引发了计算量剧增的组合性爆炸难题。 4、建筑结构设计与经济成本之间的关联 层数和建筑本身的成本有着非常紧密的关联，由于层数变多了，为满足抗震设防的要求，
论钢筋混凝土建筑结构 摘要：钢筋混凝土结构是目前建筑工程最常见的结构形式。建筑结构形式：就是建筑物基于不同的承重建筑材料，从而形成不同的承重构件及受力传递，最终构筑起建筑物的方式。常见的结构形式有木结构、砖石结构、砖混结构、钢混结构、钢结构等。 钢筋混凝土结构是以钢筋混凝土基础、柱墙、梁板作为承重构件构建起来的结构体系,结构体系最主要的功能就是承担荷载。竖向荷载通过楼板传递给梁，梁传递给柱或墙，柱或墙向下逐层叠加梁板传递过来的荷载最终传递给基础，基础再传递给地基，在这个传递过程中引起结构的变形和内力。水平荷载通过建筑表面作用于结构（主要为风荷载），引起结构变形和内力（高层）。地震荷载是通过地面的振动引起建筑的振动，导致建筑自身的质量作用于自身结构，引起结构的变形和内力。 以上的各种荷载作用，引起的结构的变形并产生的内力都可归纳为结构构件（梁板柱墙）截面产生的弯矩、剪力、压力、拉力等，都可以根据荷载的大小、作用的部位、抗震设防的烈度等先决条件通过计算得出，把各种荷载作用引起的结构构件的变形和内力进行叠加，找出最不利情形，再根据最不利情形的变形和内力，经过计算、验算、调整最后确定结构构件的配筋和截面。 关键词：建筑结构；钢筋；混凝土 钢筋混凝土结构是由梁、板、柱、墙等这些构件组建起来的，现场的施工过程对于现浇混凝土结构来讲，就是结构构件的生产及组装的过程。钢筋混凝土结构承受各种荷载的作用的实质就是结构构件及其连接节点的承受荷载过程。结构构件及其节点之所以能够承受荷载，是由于钢筋和混凝土共同工作的结果。在钢筋混凝土的受力中，混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，在拉压力平衡状态下构件就具有了承受荷载的能力。 普通混凝土是以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。在混凝土中，石子、砂称为粗细骨料，水泥与水形成水泥浆，大石子之间小石子充填，小石子中间砂充填，水泥浆包裹在大小石子及砂的表面并充填余下的空隙，在硬化之前，水泥浆起到润滑作用，使混凝土具有流动性、和易性、施工方便。水泥浆硬化后，将骨料胶结成一个坚实的整体。砂石合理的粒径及良好的级配，会使混合体呈现较小的间隙率和较小的总表面积，不仅水泥浆用量小，节约水泥，且可提高混凝土的密实度及强度。 抗压强度是建筑结构中混凝土最主要的利用性能。立方体抗压强度，是指按照标准方法制作养护的标准试件，在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度，也用它代表混凝土的强度等级。由于立方体试件在压力机施压的过程中，垫板和试块接触面间有摩擦力存在，因此垫板対试件起到约束套箍的作用，混凝土在有周边约束作用的情况下，抗压强度提高，这样立方体抗压强度实际不能真实反映实际工程中结构构件的混凝土受力情况。棱柱体抗压强度，实验证明h/b=3-4棱柱体上压力机测出的的抗压强度，垫板对试件中部的横向拉伸变形已起不到约束套箍作用，基本能真实反映轴心抗压的混凝土柱中的混凝土强度。根据实验确定，棱柱体抗压强度是立方体抗压强度的0.67倍。混凝土抗拉强度，统计分析得到，混凝土抗拉强度仅为抗压强度的1/8-1/18，混凝土抗拉能力很弱，因此工程中，我们往往利用的是混凝土的抗压能力，而抗拉性能
探讨建筑结构设计中如何提高安全度 摘要：本文结合多年的实践工作经验，简要阐述了提高建筑结构设计安全度的关键点，以供参考。 关键词：建筑结构设计；安全度；提高 安全度是建筑结构设计中用来度量结构安全性、适用性和耐久性的的指标，也被称作可靠度。其中，安全性是指建筑物在正常使用情况下能承受如设备机械、家具、人流、自重、气温变化、风雪等外荷载作用，且在地震、台风、火灾等特殊情况发生时，建筑物仍能保持整体稳定、不倒塌；适用性是指建筑物在正常使用情况下能正常发挥其各个部分的使用功能，保持良好的工作性能；耐久性是指建筑物在正常使用情况下能满足设计使用年限，安全使用寿命足够长。因此，要提高建筑结构设计的安全度，不仅要考虑当前我国工程实际和设计人员的业务水平，还要考虑建筑结构设计安全度的功能要求： 一、建筑结构设计安全度概述 建筑结构设计安全度的确定，应在统计学理论及概率论的基础上，对成功的数据进行分析总结，并根据当前设汁及施工技术水平、国家或地区资源状况和经济水平、建筑材料质量等综合考量。但是，在建筑结构设计的实际操作中，很少考虑工程项目所在地的经济条件和资源状况，更多的依靠结构工程师的经验、结构选型、建筑材料质量、目前的施工技术水平等进行综合考虑，这是导致安全系数和工程造价偏高的现象发生的原因之一。 我国目前各地区经济发展程度还存在较大差异、施工平均水平不高、建筑材料质量整体水平交欠缺。在跟国际通行的建筑结构设计规范相比中：混凝土结构设计规范中采用的荷载标准值比国外低，该规范中对安全度的设定相对较低，还是偏于不安全的范畴。 二、提高建筑结构设计人员对安全度的重视意识 建筑结构设计作为一项系统、全面的工作，要求结构设计人员有扎实的理论功底、认真严谨的工作态度以及创新灵活的设计思维。在设计过程中，要结合建筑工程实际，深刻理解规范含义，做到知其所以然，精益求精的设计每一个基本
浅探钢筋混凝土建筑物裂缝成因及防治措施示范文 本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
浅探钢筋混凝土建筑物裂缝成因及防治 措施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 0 引言 钢筋混凝土的建筑物出现裂缝较为普遍。许多钢筋混 凝土结构的破坏都是从裂缝开始的，必须十分重视裂缝的 成因、预防和处理，尤其是要避免和控制有害贯穿性裂缝 的出现，以确保建筑物的安全性、适用性、耐久性，最大 程度地保证人们的生命和财产安全。 1 钢筋混凝土建筑物裂缝原因分析 造成钢筋混凝土建筑物开裂、渗水的原因较为复杂， 涉及的因素颇多，大致可分为三类：温差过大引起的温度 裂缝；荷载过大引起的变形裂缝；混凝土干缩引起的变形 裂缝。
1.1 温度裂缝温度裂缝一般是由于大气温度变化、周围环境温度太高或者大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成。有关研究表明，当混凝土内外温差10℃时，冷缩值为0.01%，如果混凝土内外温差20℃～30℃时，其冷缩值为0.02%～0.03%，而混凝土的极限拉伸值只有 0.01%～0.02%，所以当其大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。 1.2 荷载裂缝荷载裂缝是建筑物在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或者振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计不合理、施工方法错误、承载能力不足、地基沉降不均匀等。 1.3 干缩裂缝干缩裂缝一般是由于材料缺陷引起的。研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，绝对体积减小，毛细孔缝中水溢出产生毛细压力，使得混凝土产生毛细收缩，由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1%～0.2%，混凝土的
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
房屋建筑结构设计优化探讨李波 发表时间：2019-09-02T16:46:32.260Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：李波 [导读] 经济的不断发展，加速了城市化的进程，对建筑工程的需求量也逐年攀升。 中信建筑设计研究总院有限公司湖北省武汉市 430014 摘要：经济的不断发展，加速了城市化的进程，对建筑工程的需求量也逐年攀升。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。本文就房屋建筑结构设计优化展开探讨。 关键词：房屋建筑；结构设计；优化 引言 随着我国经济的快速发展，人们对当前的居住水平要求也越来越高，则对房屋建筑的需要也越来越广泛，当前建筑结构设计中的优化技术发展既满足了实用性的需要，也同时满足了人们对建筑的美观要求。因此，这项技术对人们的生活有着举足轻重的影响，因此很有必要对建筑结构设计进行技术优化。 1建筑结构设计优化的重要性 对房屋建筑结构设计进行优化，是当前设计不可忽视的重要问题之一。对于建筑开发来说，在房屋的结构安全和使用性能得到保障的同时，还要不断控制成本带来的经济效益。实际上，这给房屋建筑结构设计的工作提出了更高的要求，需要结合现代的优化设计理论来完善专业知识，从新型的设计要求出发，控制建筑材料的资源配置，同时还要坚持现代化的建筑结构设计理念，在设计过程中，不断的进行优化调整及取舍，完善科学合理的结构选型，凸显出设计的优势及特色，最终实现房屋建筑需要体现的总体目标。在此阶段，结构优化设计不仅能够保证房屋建筑的设计质量，同时，还能够在一定程度上充分利用土地资源和就地取材，带来更大的经济和社会效益。 2房屋建筑结构设计中主要存在的问题 在房屋建筑结构设计工作开展的过程当中，由于其相应的工作人员缺乏高度的认识，过渡依赖结构设计软件，在结构设计中使用PKPM 或者YJK软件计算完毕后直接查看配筋，并未先考察整体结构质量、周期、振型有效质量系数及基底剪力等是否在合理范围内，发现某些构件出现超筋就盲目的加大结构尺寸，同时由于缺乏足够的概念判断，对于异常地震内力更是从构件详细信息中判断不出来，造成设计困惑。不正确的设计思路导致设计师只关注局部而忽略结构整体性能，出现这类问题设计师往往无法直接快速的解决。一般设计中遇到的构件超筋问题，有可能与构件本身有关，而更大可能则是与结构整体有很大关系，在设计中使用软件计算完毕之后应该按照正确的顺序查看软件计算结果，然后对异常情况有的放矢，而不是盲目的加大结构构件尺寸，造成不必要的浪费。 3如何更好实现结构设计方案优化的策略 3.1结合建筑结构的整体性实现优化方案 针对房屋建筑的结构优化方案来说，最为主要的就是结构选型，在优化过程中，需要结合实际情况来控制好经济成本。比如框架剪力墙结构应合理控制剪力墙数量，应根据剪力墙抗侧力需求结合楼（屋）面梁的布置合理确定剪力墙位置，使剪力墙兼具减小楼（屋）面梁结构跨度功能，避免出现大跨度梁。大跨度梁既增加结构材料用量，也因梁挠度较大而使得支承于梁上的填充墙容易出现裂缝。 3.2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，充分考虑到建筑下面的地质，使设计人员运用概念设计对建筑进行合理规划，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。 3.3坚持与时俱进，完善建筑节能结构设计优化 为了保障房屋建筑的结构设计，就要坚持以节能为基础，从各个设计环节和建筑结构方案上来完善当前的建筑目标，以建筑结构设计标准来完善结构设计的优化。坚持以节能技术为主，来保证房屋建筑的合理性，同时，还要选择一个良好的通风条件和充分的日照性能，结合外围环境实现建筑的美观性和舒适性。因此，坚持与时俱进，不断的降低和控制损耗，使得在节能的各个方面都取得非常好的效果；针对房屋建筑的节能优势，可以选择一些有利于节能的措施，不断的控制好各个设计环节，从各个设计角度完善建筑结构的经济性和合理性。 4优化设计房屋建筑结构过程中的注意事项 4.1注意基础结构设计优化 在桩筏基础设计过程中，应尽量将工程桩放置于剪力墙下，如果受到具体条件限制而只能放置于剪力墙之间时，筏板厚度必然需要加厚，钢筋配置也要适度增大。因此在桩筏基础设计过程中，必须慎重，比选各种桩筏排布方式，以期选出经济合理的结构形式。 4.2细节处理 为了全面提高房屋建筑结构的稳定性，在优化房间结构设计工作中，还需要加强其细节处理工作。这就要求其相应的工作人员能够不断积累工作经验，以更加严谨和认真的态度去面对其工作中各个细节，不断克服其工作中存在的问题，以避免因工作失误，增加后期工作的难度。如在空调外机安装中，由于房屋建筑结构设计的不合理，在空调安装中常常面临高空危险作业的情况。因而在优化房屋建筑工作开展的过程中，则要求相应的工作人员能够结合具体的施工现场，加强现场勘察，进而保障房屋建筑结构设计的有效性[2]。在优化房屋建筑整体结构工作开展的过程当中，首先要改变设计人员的工作观念，使得其相应的工作人员能够大胆尝试，且能够结合具体的施工环境和实际的使用需求进行全面考量，进而减少不合理的费用支出。通过有区分的优化设计，不断提高房屋建筑整体的稳定性和承载力。 4.3房屋结构与建筑、设备专业的协调优化 在房屋建筑的优化设计中，我们要率先保证整体的结构和建筑平面的相互融合，从而实现建筑和结构的有效结合。当然，在结构优化的同时，我们也要严格遵循最简洁的建筑原则。目前，好多建筑功能要求房屋底部一层或几层为大空间结构，因此常常需要采用转换结构
新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的要求，使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算，以满足新规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。以SATW软件为例，进行结构设计计算步骤的讨论，对一个典型工程而言，使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1．完成整体参数的正确设定 计算开始以前，设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述，以及工程的实际情况，对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的，必须首先确定其合理取值，才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等，在计算前很难估计，需要经过试算才能得到。 （1）振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确 反映模型应当考虑的振型数量，使计算结果失真；取值太大，不仅浪费时间，还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2 条规定，抗震计算时，宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应，振型数不宜小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9 倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90％。一般而言，振型数的多少于结构层数及结构自由度有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数应当取得多些，如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理，可以看软件计算书中的x， y 向的有效质量系数是否大于0.9 。具体操作是，首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9 ，若小于0.9 ，可逐步加大振型个数，直到x,y 两个方向的有效质量系数都大于0.9 为止。必须指出的是，结构的振型组合数并不是越大越好，其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构，考虑扭转藕联作用时，其振型不得超过结构层数的3 倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍，其有效质量系数仍不能满足要求，也不能再增加振型数，而应认真分析原因，考虑结构方案是否合理。 （2）最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用，结构地震反映的大小也各不相同，那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出，设计人员如发祥该角度绝对值大于15 度，应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算，以体现最不利地震作用方向的影响。 （3）结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值，可以保留软件的缺省值，待计算后从计算书中读取其值，填入软件的“结构基本周期”选项，重新计算即可。 上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来，正确设置，否则其后的计算结果与实际差别很大。 2. 确定整体结构的合理性 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的
关于建筑结构优化设计探讨 摘要：随着我国社会经济的高速增长，促进了城市化进程步伐，高层建筑目前在我们的城市建设当中所占的比例是越来越大，而建筑结构设计方面的变化也越来越多，很多新兴的结构设计方案以迅猛的速度呈现在我们的城市建设中。建筑结构优化设计是节约工程造价的一个重要手段，同时也关系着建筑物的安全性以及投资效益最大化的实现。本文通过对结构方案、结构材料、结构计算以及与其他专业的协调等四个方面，简要对建筑结构优化设计进行了探讨，以供参考。 关键词：优化设计建筑结构材料方案 abstract: with the rapid growth of the economy, promote the pace of urbanization, high-rise buildings at present in our city of construction of proportion of is more and more big, but the building structure design changes more and more, many new structure design scheme of the fast speed to present in our city construction. building structure optimization design of project cost is to save one of the important means, and at the same time, the relationship between the safety of buildings and to maximize the benefit of investment. this article through to structure scheme, construction materials, structural calculation and with other professional coordination and so on four aspects, briefly the structure
对钢筋混凝土建筑结构现代抗震思路 摘要：该论文从1、抗震设计思路发展历程；2、现代抗震设计思路及关系；3、保证结构延性能力的抗震措施；4、我国抗震设计思路中的部分不足；5、常用抗震分析方法这五个方面，结全重庆大学白绍良老师的教义来对钢筋混凝土建筑结构现代抗震思路及我国设计规范抗震设计方法的理解和讨论 关键词：结构设计抗震 一. 抗震设计思路发展历程随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展，结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。最初，在未考虑结构弹性动力特征，也无详细的地震作用记录统计资料的条件下，经验性的取一个地震水平作用（0.1倍自重）用于结构设计。到了60年代，随着地面运动记录的不断丰富，人们通过单自由度体系的弹性反应谱，第一次从宏观上看到地震对弹性结构引起的反应随结构周期和阻尼比变化的总体趋势，揭示了结构在地震地面运动的随机激励下的强迫振动动力特征。但同时也发现一个无法解释的矛盾，当时规范所取的设计用地面运动加速度明显小于按弹性反应谱得出的作用于结构上的地面运动加速度，这些结构大多数却并未出现严重损坏和倒塌。后来随着对结构非线性性能的不断研究，人们发现设计结构时取的地震作用只是赋予结构一个基本屈服承载力，当发生更大地震时，结构将在一系列控制部位进入屈服后非弹性变形状态，并靠其屈服后的非弹性变形能力来经受地震作用。由此，也逐渐形成了使结构在一定水平的地震作用下进入屈服，并达到足够的屈服后非弹性变
形状态来耗散能量的现代抗震设计理论。由以上可以看出，结构抗震设计思路经历了从弹性到非线性，从基于经验到基于非线性理论，从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服，并赋予结构一定的非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变。 二. 现代抗震设计思路及关系在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路，其主要内容是： 1.合理选择确定结构屈服水准的地震作用。一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值（即中震的），再以不同的R（地震力降低系数）得到不同的设计用地面运动加速度（即小震的）来进行结构的强度设计，从而确定了结构的屈服水准。 2.制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括内力调整措施（强柱弱梁、强剪弱弯）和抗震构造措施。现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的，其核心是关系，关系主要指在不同滞回规律和地面运动特征下，结构的屈服水准与自振周期以及最大非弹性动力反应间的关系。其中R为弹塑性反应地震力降低系数，简称地震力降低系数；而为最大非弹性反应位移与屈服位移之比，称为位移延性系数；T则为按弹性刚度求得的结构自振周期。60年代开始，研究者在滞回曲线为理想弹塑性及弹性刚度始终不变的前提下，通过对不同周期，不同屈服水准的非弹性单自由度体系做动力分析，得到了有关弹塑性反应下最大位移的规律：对T大于1.0秒的体系适用“等位移法则”即非弹性反应下的最大位移总等于 同一地面运动输入下的弹性反应最大位移。对于T在0.12－0.5秒之
对建筑结构设计常见问题探讨 发表时间：2018-11-09T17:57:33.430Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第19期作者：秦浩 [导读] 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成，因此结构设计工作不是孤立的。 山东建大工程鉴定加固研究院山东济南 250000 摘要：结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础，墙，柱，梁，板，楼梯，大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 关键词：房屋建筑；结构设计；常见问题 设计工作需要由多工种多专业合作共同完成，因此结构设计工作不是孤立的。在设计方面，就需要与建筑设计或工艺设计、设备设计及建筑经济等工种紧密配合；在设计以外，它又跟很多专业，如结构材料、施工技术、分析理论和计算工具、检测手段等密切相关，因此，要提高结构设计水平，除做好自身工作以外，不管是正常的设计工作或者科学研究，都要取得这些工种与专业的支持。不要把结构设计工作自闭起来，应该认识到它的成果或者提高是与其他工种和专业的支持分不开的。 1.地基与基础方面 1.1对于独栋或单体数量较少的住宅，建设单位能委托地质勘察单位进行详细的地质勘察，能为工程设计提供较为详细的勘察技术资料，而成片的多层房屋建筑往往因为地勘费用的问题，地勘单位的探点不能严格按照有关技术要求布置，多栋建筑单体参考一个探点，使得实际的地质情况与地勘报告相差较大。地基与基础设计要做到合理、安全适用，设计人员必须依据详细、真实的地质勘察资料。 1.2软弱地基处理一般采用级配砂石换填，仅仅简单提出换填深度和最终地基承载力的要求，在技术上只是草草写上严格执行《地基处理规范》，而没有针对具体的建筑物画出详细的开挖边线，如轴线变化处，突出凹进墙体部分的开挖边线等，也没有明确砂石换填的应力扩散角具体数值。因此很多工程在地基基础施工中，不能切实有效地做好地基处理。 1.3在基础设计中，对于混凝土独立基础、筏板基础、条形基础，节点设计、构造设计中往往不明确应采用的具体技术参数，如锚固长度搭接长度是采用抗震的还是非抗震的，造成具体实施阶段的扯皮现象 1.4在高层混凝土结构的主体结构设计中，往往梁柱混凝土的等级差别较大，那么在梁柱节点处混凝土怎么进行处理，在设计图中往往不作清楚地技术交底。梁柱节点本身就是个受力复杂的节点，而由于设计缺陷，造成此部位成为一个薄弱点。 2楼板设计常见问题 2.1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按单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向配筋不足，致使板出现裂缝。 2.2楼板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常在楼板上布置一些非承重隔墙，故楼板设计中，通常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行楼板的配筋计算。有些设计人员图省事，错误地将隔墙的总荷载附以该板块的总面积。这样会造成非承重隔墙分布宽度内配筋量不足，而此板块其它部分配筋过大，这样隔墙处楼板会出现裂缝。 2.3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）有的设计者为图省事或对板受力认识不足，而取两上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，致使结构构件存在的质量隐患，甚至出现开明缝的现象。 3楼层平面刚度的问题 一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置、缺乏必要措施时，采用楼板变形的计算程序。结构设计存在着结构不安全或者某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上能反映结构的真实受力状况，而不致于出现根本性的误差，设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点，首先，应在建筑设计方案阶段就避免采用楼面有变形的平面，比如楼层大开洞、外伸翼块太长、块体之间成“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。其次，要从结构布置和配筋构造上给予保证，对于使用功能确实必需的，或者建筑效果十分优越的建筑设计，如果其平面无法完全符合刚性楼板的假定，那么在结构设计时，可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法，尽量满足刚性楼板的基本假设，或者弥补由于不是绝对的刚性楼板假定而产生的计算“误差”。 4砖混结构房屋中构造柱兼作承重柱用 在砖混结构中，构造不但能够提高墙体的抗剪能力，而且构造柱与固梁联结在一起，形成对砌体的约束，这对于限制墙体裂缝的开展，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，这种作法将引起以下几个问题。 4.1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彻底的拉结和约束作和，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。 4.2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、抗弯部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被出现裂缝。本文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下墙体的局部承压和抗弯强度。经验算满足，方可在粱下布置构造柱。 5承重柱截面高度设计过小 这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防，为受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大。把梁简化为铰支梁，梁柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析，但却给房屋结构埋下了隐患。因为，这样做忽略了梁柱间的刚结作用，加之柱截面的配筋都较小，结构一旦受力后，柱顶抗弯刚度必然不足，从而柱子在梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝，形成塑性饺。这样在正常使用情况下，柱子已开始带铰工作。这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一旦遭遇地震作用，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
结构形式的合理优化方法 1、推敲地下室布置 地下室结构在结构成本中所占的比重很大，而且地下室的结构离散性比较大，对其他部分的影响和关联不明显，做好地下室结构的优化设计对于控制整个结构成本至关重要。 首先，要注意公共大地下室的面积的充分利用，做好单层地下室和多层地下室的方案比较。其次，要把握好支护成本的降低，尽量抬高整个±0.000的标高，因为这不仅降低了支护的成本还节约了土方的开挖和外运，减少了地下水丰富区域的水压力的影响，对地下室的底板和抗拔桩的设计都起到了有利影响。对地下室的结构成本控制还要把握好地下室顶部覆土厚度的控制和顶部活荷载的控制，地下室顶部覆土的厚度一般与景观布置和地下管线的埋设要求有关系，这就要求在设计管理过程中把景观设计和管网设计提前介入，做好精细化设计和专业配合工作，严格控制好地下室顶部覆土的厚度。最后，要把握好地下室顶板和底板的布置方案，对这些结构布置方案要做好多方案成本比较，要全方位的把握方案的可行性，对方案的取舍要慎之又慎。 2、控制层高 在满足建筑立面和使用净高的前提下，减少层高不仅可以减少竖向构件的长度和体积，同时还可以减少基础等土建成本和外装、设备及运营成本。对于一般中档房屋来讲，层高每减少100mm，成本可减少30～40元/㎡，地下室还会更高些。减少层高可以通过结构专业控制梁高、设备专业每层综合布线来实现。某些部位还可以采用变截面梁或在梁中预埋套管等措施来保证楼层净高的要求。 3、控制宽高比（即结构高度和结构有效宽度的比值） 建筑高宽比越大，主体结构抗倾覆力矩也越大，安全所需抗侧力构件（剪力墙）便越长，由此便会增加结构成本。控制高宽比成为了结构优化设计的显著环节。 4、优化剪力墙设置 底部商业、底层复式住宅或架空层层高一般较高，为满足规范要求，剪力墙墙厚必须增加较多，同时因变成了短肢剪力墙，配筋也将进一步增加，此时可以通过验算超限墙体的稳定性来减小墙厚，由此一来，墙厚变小，成本也将大大降低。