建筑结构设计的基本原则及方案优化

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浅析建筑结构设计基本原则及合理设计方案

作者：香东

来源：《城市建设理论研究》2013年第17期

摘要：建筑结构的科学性对于建筑的使用及安全具有重大意义。尤其是随着近年来我国建筑工程事业的迅速发展，通过提升建筑设计合理性来保障建筑的使用成为了引人关注的问题。本文主要阐述了建筑结构设计的基本原则，并对建筑结构的合理设计方案进行了探讨。

关键词：建筑结构设计；基本原则；合理设计方案

中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

引言

随着经济与时代的发展，人们对于建筑的要求逐渐提升。与此同时建筑工程项目的投资力度、规模、技术复杂度也都相应的提高，为此如何在保证建筑使用安全成为重要问题。对于建筑质量问题，首选的解决方案是规范结构设计。但是在具体的设计中，设计方案的选择受到很多原因的影响，从而最终造成设计方案不能实现，不但造成了各种资源的浪费，也影响了建筑事业的发展，所以可见规范建筑结构设计的原则，选择合适的设计方案是很重要的。

一、建筑结构设计的基本原则

通常来讲，在某种有序的活动中，都需要遵循一定的原则才能保证活动的顺利进行，建筑结构设计也不例外。由于建筑结构设计需要将建筑工程中的方方面面都考虑到，是一项庞大复杂而又系统有序的工作，必须遵循一定的基本原则，以保证结构设计方案的合理性。

1、抓大放小原则

抓大放小原则是指在建筑结构的设计中，要分清建筑中不同结构的主次关系，重点确保主要建筑构件的结构设计要合理稳固，但这并不是说要忽视次要建筑构件的设计优良性，而是指当建筑物突然发生某种危险时，要保证主要建筑构件能够发挥职能，即使次要建筑结构被毁坏，也不至于使整座建筑倒塌或使建筑核心受到严重损害。

2、刚柔相济原则

房屋结构设计中的建筑结构设计优化措施及建议

建筑作为固体艺术，是美观与结构以及设计共同作用的结果。对于居住性房屋的结构，在设计上要求适用经济、美观安全，在施工中，便于操作等，尽可能地提高空间的利用度，把有限的资源最大化地发掘出来，完成经济适用的目标。优化建筑结构设计方案不但节约建筑成本，便于施工操作的具体措施，更满足人们对房屋功能的需要，为广大民众提供良好舒适的生活居住环境。

标签：房屋结构设计；建筑结构设计；优化

从我国目前的国情与发展趋势来看，房屋建筑在不久的将来，主要表现为高层或者超高层住房。在这种客观现实的基础上，如何尽可能地减少资金的投入，并将房屋建筑的结构设计与时代发展的需求相符，成为了很多建筑企业与投资人员关注的重要问题。要想优化房屋的结构，保障建筑质量安全是前提和基础，详细分析设计方案中的各个细节，并采用较为先进的设计理念与技术，控制工程造价。从相关数据反映的情况来看，相比之下对房屋结构进行设计优化之后比没有经过设计优化的房屋，经费可以缩减8%到22%。然而，在实际的操作过程中，由于各种条件的限制，要真正地施展起来，需要面临非常多的困难，而且也无法将其优越性充分地发挥出来。

一、结构设计优化方法的理论体现

在从事项目设计过程中，不仅要考虑美观实用，还要注意安全性和可靠性。在突出其适用的同时，还要美观，这就是结构的优化。这种优化的方法，站在建筑理论的角度，设计优化分为项目分部结构和项目总体结构的优化两个方面。而项目总体优化包括了系统方案的设计、围护结构方案以及结构的细部设计等。其中，也包括了选型、整体的结构布置、受力和造价分析等。因此，在工程建设过程中，要本着一切从实际出发的原则，结合现场实际情况，以效益为第一原则进行设计优化。

在优化房屋建筑结构设计时，可以将建材的性能与机械设备的性能充分地发挥出来，这样，与之前的建筑结构设计相比较而言，则更加具有优势。而且，优化建筑结构的设计之后，可以有效地降低工程造价的资金投入，从而让企业能够获得更高的经济效益。此外，优化建筑结构的设计之后，可以将房屋结构中各个单元的有机的整合起来，从而提升了建筑的质量，对人们的居住安全给予重要保障。因此，要想具有更强的适用性与更好的经济性的房屋结构，优化房屋的结构设计，是一条行之有效且非常重要的途径.

如何优化建筑结构设计方案

在建筑设计中，结构设计方案起到至关重要的作用。一个合理、优化的结构设计方案能够有效地提高建筑的稳定性、安全性和经济性。本文将介绍一些优化建筑结构设计方案的方法，旨在提供给设计师们参考。

1. 充分了解使用环境

在开始设计之前，设计师应该对建筑的使用环境进行充分了解。包括但不限于地质条件、气候特点、风荷载、地震等级等。只有对环境有所了解，设计师才能合理地确定建筑的载荷和结构的抗力，从而制定出更加稳定可靠的结构设计方案。

2. 采用合理的结构形式

根据建筑的功能和重要性，选择适当的结构形式。常见的结构形式包括框架结构、剪力墙结构、桁架结构等等。每种结构形式都有其适用的范围和特点，设计师应该根据具体情况进行选择。

3. 优化结构布局

合理的结构布局可以提高建筑的稳定性和抗震性能。设计师应该根据建筑的功能和平面布局来确定结构的布置，避免出现大跨度的结构、不均匀的载荷分布等情况。此外，合理设置结构的刚度和柔度转换区，可以提高结构的抗震性能。

4. 增加适当的抗震措施 在地震频发的地区，设计师应该增加适当的抗震措施来提高建筑的抗震性能。常见的抗震措施包括设置剪力墙、加固柱子和梁等，以及采用橡胶减震器和阻尼器等。

5. 使用高性能材料

选择和使用高性能的结构材料可以提高建筑的稳定性和安全性。高性能材料具有更好的抗压、抗弯和抗剪性能，能够有效地提升结构的承载能力和抗震性能。设计师应该选择适合的材料，并严格控制材料的质量。

6. 运用先进的计算技术

借助于计算机辅助设计软件和有限元分析方法，可以对建筑结构进行精确的计算和分析。设计师可以通过模拟各种载荷和各种工况下的结构响应，评估结构的稳定性和安全性。这将有助于优化结构设计方案，提高建筑的整体性能。

综上所述，优化建筑结构设计方案需要设计师充分了解使用环境，选择合理的结构形式，优化结构布局，增加抗震措施，使用高性能材料，以及运用先进的计算技术。这些方法的综合应用将有助于提高建筑的稳定性、安全性和经济性，实现结构设计方案的最优化。

建筑结构设计原则及方法探讨

高层建筑的构筑已经成为城市建设发展的重要标志，也是今后城市和农村发展的主要方向。本文探讨了高层建筑结构设计的一般原则，并就设计实施的方法。

标签：建筑工程；设计；原则

建筑结构设计中，有许多国际和国家标准，这些标准是保障建筑安全和人民生命财产安全的基础。在高层建筑结构的设计中，有许多必须遵循的原则，本文就几个主要方面的原则进行了探讨。

一、建筑平面形状抗风设计原则

房屋体形及建筑平面形状抗风设计原则主要要把握下面几个方面要：

一是对称平面。高层建筑的高度越大，所受到的风荷载也越大，为了控制结构侧移和风振加速度，建筑平面应该尽量采用方形、矩形、圆形正六边形、正八边形和椭圆形等双轴对称的平面形状，楼层平面形状不对称，高层建筑在风荷载作用下就会发生扭转振动，为使大风作用下，高层建筑的摇晃不致住者感到不适，就必须控制结构的顺风向振动加速度和横风向振动加速度，实践经验证明 一幢高层建筑 在大风作用下即使是发生轻微的扭转振动，也会使居住者感到振动加剧很多。

二是流线型平面。合理地选择楼层平面形状，能够显著降低风对高层建筑的作用，取得较好的经济效果，高层建筑采用圆形、椭圆形等流线型平面 与采用矩形平面相比较， 风载体型系数约可减小30%以上。此外，由于圆形平面的对称性当风速的冲角，发生任何改变时，都不会引起侧力数值上的改变，因此，采用圆形平面的高层建筑，在大风作用下不会发生驰振现象。

三是带切角的矩形平面。正六边形、正八边形和十字形平面的风载体型系数，也都比矩形平面要小。不过 在实际工程中，高层建筑还是以采用矩形平面居多，从减小风载体型系数的角度出发，对矩形平面进行切角处理，也能取得一定的效果此外，对于采用框筒和框筒束体系的高层建筑，进行切角处理，还可降低风荷载作用下角柱的峰值应力。

四是边长比。对于采用钢框结构体系的高层建筑，若采用矩形平面，长边与短边的比。适宜抗风的建筑平面值不应大于1.5 ，因为超过这一比值的矩形平面钢框筒，当风力方向平行于矩形平面的短边时，框筒由于剪力滞后现象严重，不能充分发挥作为立体构件的空间作用，从而降低框筒低抗侧力的有效性。