結構設計基本步驟范文

導語：如何才能寫好一篇結構設計基本步驟，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:建筑；結構設計；概念設計；質量；措施；探討

Abstract: this paper combined with years of the architectural design experience and related material, puts forward the structure design of the basic concept and the conceptual design of the specific steps and the important meaning. Discusses the structure design of quality concrete measures. Refers for the colleague.

Keywords: architecture; Structure design; The conceptual design; Quality; The measure; explore

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

一、引言

隨著我國城市化進程的加快,我國的房地產市場交易日益活躍,房屋價格節節攀升,對于老百姓而言,買房是平生的頭等大事,幾乎花掉大半生的積蓄,與此同時我國內陸地震頻發（2008年5月12日汶川地震,里氏7.8級;2010年4月14日玉樹地震,里氏7.1級）,因此房屋的質量不僅關系到人們的切身利益,還在危急時刻直接影響到生命財產安全。作為一名結構工程師,我們必須把設計質量放到最最重要的位置,設計前深思熟慮,設計中一絲不茍,盡可能避免設計圖紙上出現“漏、碰、錯、缺”。采取有效的措施確保并提高建筑結構設計質量。下面就以上問題和提高建筑結構設計質量措施展開具體探討。

二、建筑結構設計的基本概念簡介

結構設計的具體程序是需要嚴格遵守的。建筑物的設計工作實際上存在諸多分支，這些分支具體涵蓋了結構設計、電氣設計、建筑設計、暖氣通風設計、給排水設計等。每個分支的具體設計過程都必須圍繞四個根本目標:審美要求、功能要求、環保要求以及經濟要求。建筑的結構是建筑物發揮其使用功能的基本條件，因而，結構設計也是建筑物設計過程中極為重要的組成部分之一，結構設計細分為以下四個步驟:設計結構方案、結構分析、設計構件、繪制施工圖紙。

建筑結構的類型這一概念相對而言范圍廣、內容豐富。根據不同建筑物在具體功能要求上的差異，隨著科學技術的發展，逐漸產生了諸多結構類型與結構的分類方法。從建筑物具體用途的角度，可以劃分為民用建筑與工業建筑。如果依據建筑物的層數來分類，則可以分為超高層、高層、多層、單層建筑。建筑物使用的結構材料是有所區別的，從結構類型的角度來分類，大體上有:混合結構、砌體結構、木結構、鋼結構、鋼筋混凝土結構等。此外，建筑物的結構構件組成方式也存在較大的區別，從這個角度，可以劃分為框筒結構、剪力墻結構、框架結構、筒中筒結構、筒體結構、框剪結構、束筒結構等。由此可見，建筑結構類型的劃分方法頗多，內容也相對復雜。

而建筑結構設計中還有一個很重要的名詞:概念設計。概念設計的具體含義指的是通過清晰、明確的概念結構，在不進行數值計算的情況下，根據分系統與整體結構系統間的結構破壞機理、力學關系、實驗現象、震害以及工程經驗所獲得的原始設計思想與基本設計原則，對結構的計算結果做出合理、準確的分析，同時將計算假設與結構的實際受力狀況間的差異也考慮在內，對結構或構造進行設計，盡可能保證建筑物的受力更安全、更合理、更協調。

三、概念設計的具體步驟與重要意義

在結構設計中，概念設計占據極其重要的地位，結構設計步驟通常可以劃分為三步:前期選擇方案階段，中期結構計算階段以及后期制繪施工圖階段。結構設計與分析的首要步驟就是概念設計，以上三個步驟均與科學的概念指導不可分割。一名好的結構工程師在每個項目工程設計的初始階段，也就是建筑設計方案確定階段，先按照自身的經驗和專業基礎，在心里經歷一段優化過程，應用概念設計手段，能夠快速、合理地構思，比較，抉擇每一個結構體系，并且協助建筑師擴展或者實現建筑行業所需要的空間形式，想要的使用，構筑和形象功能，且將其定為目標，同建筑師共同決定建筑的總體結構方案，此外，還要確定整體結構體系和分體結構體系最佳的受力方案。得出來的方案一般具有清晰的概念和正確的定性，從而避免了后期不必要的運算，經濟可靠性能較好。另外，這種方法也可以作為判斷計算機的內力分析所得到的數據可靠性的依據。作為結構設計的靈魂和核心，概念設計統領著整個結構設計過程，也顯示了設計工程師的理論和設計水平。通過結構概念設計的運用，可以從全局上明確結構的各項性能，從而科學的判斷計算分析得到的結果并進行合理的利用，確保了設計過程中工程師的主體地位。

四、提高建筑結構設計質量的具體措施

建筑工程的一個特點就是受到地理因素的制約與影響，這個特點也導致設計過程中涉及的參數很可能具有一定的特殊性。簡單舉例有:基本雪壓、基本風壓、場地土類別、地震烈度等鑄鍛參數的選取過程都要嚴格依照《全國基本雪壓分布圖》《全國基本風壓分布圖》以及工程地質報告這三份材料進行敲定，又如墻體圍護的主材在不同地區存在差異，工程師則需要根據實際選用的主材確定墻體荷載。在開始設計之前，設計人員應當大量收集設計相關資料、深入研究設計規范，根據具體的工程類型、地域條件確定具體參數，這樣的做法能夠在加強計算結果可靠性的同時，避免參數不合理、參數錯誤造成的返工、浪費等現象。

建模計算的前期處理是提高結構設計質量的重要措施之一。對荷載的計算要保證準確有效，估計、推測等無依據的做法是需要每個工程師盡可能避免的。建模的過程要嚴格按照科學的方法來給定輸入，樓梯洞口輸入處的局部開洞處理，轉換層構件與懸挑構件設計中活荷載的不利影響，飄窗部分的荷載分析等都是需要格外注意的步驟。

在尚未了解各個參數具體含義的情況下，毫無依據的對參數進行盲目的修改是結構建模過程中的一個大忌。在調整參數的過程中，要格外注意不同參數的具體適用范圍，具體的某一項參數大多具有較為嚴格的適用性，磚混結構下準確的參數，很可能不適用于框架結構，多層結構下準確的參數，對高層結構的適用性也未必能夠保證。對相關計算軟件的應用也要注意這個問題。不同的計算理論是具有其特定的假設條件的，軟件的編制默認狀態下均符合這些特定條件，為了避免出現參數不匹配、不適用的問題，在使用軟件前必須了解清楚這款軟件的具體技術條件，即使是最熟悉的PKPM軟件系列也不能忽略這個問題。缺乏對于軟件技術條件的深刻理解，就無法合理、正確的應用軟件進行實際設計。因過分信任計算機的計算結果，而忽視結構概念導致的嚴重錯誤，近年來在結構設計領域也屢見不鮮。相關領域工作者在必要的情況下要進行手算復核，而不是迷信軟件的計算結果，這種情況對于帶轉換的構件設計工作最為重要。

在結構設計的過程中，建筑物計算分析的結果是為了確保在靜力荷載以及自然災害造成的動力荷載作用下具有較強的整體安全性。然而，僅僅依靠計算分析結果展開的設計，在實際生活中是很難避免荷載作用下建筑物局部開裂、破壞等現象的。針對不同的自然災害，要進行專門的防護性設計。以地震為例，可以根據工程抗震等級的要求指標，按照設計規范中的具體要求，在結構設計過程中采用必要的構造措施。特別是針對計算性相對比較弱的結構類型時，多數的設計都要求通過構造措施保證建筑的安全性。

五、小結語

通過文章中的分析，概念設計在建筑結構設計的過程中扮演了很重要的角色。除此之外，針對軟件計算參數、計算結果的荷載分析、數學建模工作的有效進行，都是提高建筑結構設計質量的好辦法。

參考文獻:

[1]閔小雙.概念設計在建筑結構設計中的意義[J].科技資訊，2006(34)：213．

[2]柳強.王玉玲.淺談概念設計在結構設計中運用[J].新疆化工，2006(1)：25～27.

[3]王順卿.談建筑結構設計中的概念設計[J].山西建筑，2006(8)：39-40．

[4]顏興強.淺談建筑結構設計方法[J].沿海企業與科技,2009(5).

[5]熊煜.建筑結構設計中若干問題分析[J].山西建筑,2009(25).

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1.1本項目的基本情況

本工程位于湛江市開發區的某小區。總用地面積17062.13m2，總建筑面積82351.57m2（其中地下建筑面積為12829.25m2，地上建筑面積為69522.32m2）。另外本工程設計使用年限為50年，結構安全等級為二級，抗震設防類別為丙類。

1.2場地自然條件

（1）風荷載：基本風壓按50年重現期取0.8kN/m2，地面粗糙度B類。（2）本工程設計地震分組為第一組，抗震設防烈度為Ⅶ度，設計基本地震加速度值0.1g，地類別為Ⅲ類，屬于中軟場地土。

2結構設計

2.1地基基礎

由于業主未提供詳細地質資料，基礎設計待業主提供詳細地質資料后確定。本院根據當地工程經驗，本工程擬采用樁基礎。

2.2上部結構設計

根據建筑使用功能的要求并結合本工程的特點，本工程結構形式為：1~3棟采用框架-剪力墻結構；4棟采用剪力墻結構，其中剪力墻及框架抗震等級均為二級。本工程混凝土強度等級為C50～C30，鋼筋采用HRB400級鋼筋。

2.3PKPM系列結構軟件分析

在本次湛江市開發區的某小區的結構設計中采用PKPM系列結構軟件進行結構分析。具體來講本設計所采用的計算機程序為中國建筑科學研究院PKPM-SATWE，版本型號是2010版，這也是在目前設計院住宅結構設計中較為常用的一款軟件，并且該轉件的結構計算結果較為可靠。本次住宅的結構采取較為常用的框架加剪力墻結構，目前這種結構在現有的高層住宅設計中被廣泛的應用，這種形式結合了框架和剪力墻兩種結構的優點，具有受力穩定，造價相對經濟的特點。同樣的為了保證整個結構的穩定性，在住宅建筑的-1~3層對結構進行了加強。整體結構的嵌固位置為地下室的頂板。每個建筑的結構在計算的過程中都會對災害進行預估，提前計算其所受的荷載，并在設計過程中采取相應的措施。在本次住宅小區的結構設計中，對于五十年一遇的大風，預估的基本風壓值為Wo=0.8kN/m2，建筑物地面的粗糙程度按照B類設計，以一號住宅樓為例，其承載風荷載效應時的放大系數為1.1，最終建筑物的體型系數采取1.4來進行計算。其次，對于地震災害中的受力，在建筑結構的整體設計中也是應當考慮的，本項目的所處的地質環境要求建筑物按照Ⅶ度抗震烈度進行設防，所以在結構設計中按照其相應的抗震烈度設防地震分組為第一組，場地的類別為三類，建筑物的抗震設防類別為丙類，并且需要考慮在地震作用下構的偏心問題，以及雙向地震作用力的問題。在地震作用下：計算振型個數為15，重力荷載代表值的活載組合值系數為0.5，周期折減系數為0.75，結構的阻尼比為5％，特征周期Tg為0.45，地震影響系數最大值為0.08。具體來講混凝土框架的抗震等級為二級，剪力墻的抗震等級為二級，綜合來講其抗震結構措施為二級設計。最后在計算的過程中還需要對一些系數進行調整和修改：梁端負彎矩調幅系數為0.85；梁活荷載內力放大系數為1；梁扭矩折減系數為0.4；托墻梁剛度增大系數為1；實配鋼筋超筋系數為1.15；連梁剛度折減系數為1.0（注：風荷載控制），0.6（地震荷載控制）；梁剛度放大系數按2010規范取值；并且柱配筋的計算按照雙偏壓來進行設計。

3本工程的結構計算

本工程位于湛江市開發區的某小區，在進行結構計算的過程中采用的活載標準值按照《建筑結構荷載規范》（GB5009-2012），取值見表1。

4展望

對于實際的居住區工程來說，好的結構設計往往是整個項目成功的關鍵所在，合理的結構設計不僅可以使形體優美的建筑得以成為現實，更是為建設的設計者提供新的構思機會，因為合理的結構設計通常與美學的要求不謀而合。所以本文通過對實際項目結構計算過程中的地基基礎、上部結構設計、PKPM系列結構軟件分析等重要步驟的解析，探討住宅小區在結構設計的過程中應當注意的關鍵點，對居住小區結構設計的方法進行了驗證，希望可以對實際的居住區的建筑的結構設計提供一些靈感。

作者:潘偉朝 單位:廣東省建科建筑設計院有限公司

參考文獻

[1]梅麗娜.淺談結構設計的幾項基本原則[J].黑龍江科技信息，2010（15）.

[2]梁興泉.結構設計的體會[J].山西建筑，2009（27）.

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關鍵詞：復合材料； 鋪層； 優化； MSC Nastran

中圖分類號：V215.21文獻標志碼：B

0引言

近年來，飛機結構優化在飛機結構設計中的應用越來越頻繁.優化設計的基本思想是：在滿足飛機強度、剛度等結構完整性要求的條件下，保證結構質量最輕.

復合材料結構以其比強度高、比剛度大、性能可設計等優點，已被廣泛應用機結構設計.復合材料層壓板是由單層板粘合在一起組成整體的結構板，復合材料層壓板的特點在于它的可設計性.層壓板的性能不僅與單層板的材料性能有關，而且與單層板的鋪設方式有關.單層板的性能與纖維材料及纖維指向有關，如各單層板的纖維指向不同或鋪層順序不同，則可以得到各種性能的層壓板，因此，在不改變單層材料的情況下，有可能設計出各種力學性能的層壓板，滿足工程上的不同需求.

鋪層設計是復合材料結構設計中的重要內容，復合材料層壓板的強度、剛度、穩定性和工藝等均與鋪層有著十分重要的關系，對減重效果有重要影響，鋪層設計的優劣在很大程度上決定結構設計的成敗.本文基于航空上通用的MSC Nastran優化模塊，對復合材料尾翼進行鋪層優化設計，取得較好的結果.

1優化分析計算思路

在有限元程序實施過程中，復合材料結構優化設計的基本步驟為：優化區域定義關鍵單元選擇設計變量定義優化控制條件.MSC Nastran優化設計流程見圖1.

4結論

討論復合材料結構優化的分析計算思路，采用MSC Nastran優化模塊對復合材料尾翼進行優化計算，得到以下結論.

（1）以質量最輕為目標函數的結構優化，初始尺寸假設比較關鍵.初始尺寸較小，結構質量會隨著迭代循環而增加.

（2）優化變量初值上、下限對優化結果影響較大，影響計算收斂和結果的準確性.

（3）對于復合材料結構穩定性考慮不足，按線性屈曲計算，會造成結構質量偏大.

（4）結構優化是個反復迭代的過程，不能期望一次就能給出合理的結果.

（5）復合材料影響因素較多，需要對優化結果進行較多的處理，需要有較豐富的工程經驗.

（6）通過復合材料尾翼的優化計算，說明采用MSC Nastran對復合材料結構進行優化可行，有一定的工程應用價值，也為推動復合材料在飛機上的應用積累經驗.

參考文獻：

[1]劉兵山， 黃聰. Patran從入門到精通[M]. 北京： 中國水利水電出版社， 2003.

[2]飛機設計手冊總編委會. 飛機設計手冊載荷、強度和剛度（第9冊）[M]. 北京： 航空工業出版社， 2001.

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（華南農業大學珠江學院 經濟管理系，廣東 廣州 510900）

摘　要：在經濟全球化的大背景下，降低成本和核心技術成為企業競爭的兩大法寶。企業的人才結構發生重大改變，企業的薪酬結構引起社會和員工的廣泛關注，這就需要企業建立戰略性的薪酬結構。企業薪酬結構設計的影響因素和設計方法是重點，了解到這兩方面，則大大利于企業薪酬結構的設計，為企業薪酬結構設計提供參考。

關鍵詞 ：企業薪酬結構；影響因素；結構設計

中圖分類號：F275 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772（2014）34-0163-02

收稿日期：2014-10-29

基金項目：華南農業大學珠江學院經濟管理系《我國企業薪酬結構與薪酬結構激勵機制研究》項目研究成員之一。課題編號：省級大學生創新21。

作者簡介：陸新穎（1994-），女，廣東德清人，學生，主要從事公司法研究（指導老師：施新華）。

一、企業薪酬結構的內涵及其構成[1]

（一）企業薪酬結構的內涵

（1）狹義的薪酬結構：同一組織內部不同職位或不同技能之間薪酬水平的排列形式，主要是縱向的等級關系，包括薪酬等級的數目、薪酬級差、等級區間和級差決定標準等。

（2）廣義的薪酬結構：廣義的薪酬結構包括狹義的薪酬結構，還指不同薪酬形式的之間的比例關系，我們將其稱為薪酬組合。

我們這里研究的主要是在同一組織內的薪酬結構。

（二）薪酬結構的構成

一個典型的薪酬結構的基本構成有：薪酬的等級數量、薪酬趨勢線（最高薪酬線、中位薪酬線、最低薪酬線）、薪酬等級內部范圍（薪酬幅度、薪酬中值、最高值、最低值），以及相鄰薪酬等級的交叉或重疊程度等。[2]

二、影響企業薪酬結構設計的因素

（一）遵守企業薪酬結構設計的基本原則

（1）貫徹內部公平性，兼顧外部競爭性。 貫徹內部公平性，顧及員工的感受，有利于提高員工的工作積極性，提高工作效率。隨著企業間人才競爭激烈，薪酬水平若低于市場水平，企業則難以吸收到優秀人才，薪酬結構設計的外部競爭性越顯其重要性。

（2）具備動態調整性。薪酬結構并不是一成不變的，還受外部因素和企業自身因素變化的影響，需要定期的調整和更新薪酬結構。調整的依據是薪酬與績效對等，即職位價值和員工能力對企業貢獻的大小。

（3）按工作流程支付原則。工作流程可分為團隊合作和個人任務組織。當工作需要團隊合作時，則盡量減少員工的薪酬差距；當工作可個人任務組織時，可適當拉大個人的薪酬差距。

（二）與企業總體戰略相符的原則

在創立期，企業流動資金比較短缺，一般都會控制薪酬成本，傾向于推行彈性較大，薪酬差距較小的薪酬結構；在發展階段，企業在規模和資金儲備方面都有了很大的提高，這時，企業需要員工充分發揮積極性和創造力，加強企業的創新和市場開拓能力，這時企業采取的薪酬結構要偏向于激勵員工；在衰退期，企業注重控制成本，回收資金，企業的薪酬結構傾向于基本保障作用，維持穩定。

（三）建立企業精神[4]

企業精神能夠使其在市場形成自己的特色，同時能使員工與企業形成共同目標，更好地為企業創造財富。企業精神是薪酬結構設計無形的影響因素，但卻對于企業是舉足輕重的。

三、企業薪酬結構設計的方法和基本步驟[5]

（二）薪酬結構設計的基本方法

（1）基準職位定價法。基準職位定價法是利用基準職位的市場薪酬水平和基準職位的工作評價結果建立薪酬政策線，從而確定薪酬結構。它能符合貫徹內部公平性和兼顧外部性的原則，廣泛應用于與市場聯系緊密和規范性的企業。

（2）直接定價法。這是完全市場導向性薪酬設計方法。企業內所有的職位薪酬完全由市場所決定，薪酬結構也是根據市場各職位的薪酬水平建立的。直接定價法體現了外部性，卻忽略了內部公平性，適合市場主導的企業。

（3）設定工資調整法。設定工資調整法是企業根據自身經營狀況而規定基準職位的調整薪酬標準，再根據工作表現來設計薪酬結構。

（4）當前工資調整法。企業根據目前的薪酬結構重新調整或重新設計，實際上是員工薪酬的再分配。

（二）企業薪酬結構設計的基本步驟

（1）薪酬政策線的制定。薪酬政策線是指薪酬中值點所形成的的趨勢線，它的主要作用是確定企業薪酬的總體趨勢。

（2）薪酬等級的確定。確定等級有：企業內部的一個薪酬結構劃分了多少等級；確定最高薪酬等級與最低薪酬等級之間的差距；相鄰兩個薪酬等級的級差。

（3）薪酬等級范圍的確定。 薪酬等級范圍的確定是依照每個薪酬中確定最高值、最低值和不同等級的薪酬標準交叉或重疊度。

（4）薪酬結構的調整。它是指根據企業管理的其他特殊要求對薪酬結構進行局部和定期的調整。

四、研究企業薪酬結構影響因素的目的和意義

（1）在經濟全球化的時代背景下，我國現已成為世界貿易大國，國外國內的企業競爭都很激烈，變革已經成為企業長青的重要因素。薪酬結構的研究與企業變革密切相關，研究企業薪酬結構的影響因素，合理分配企業資源，更是能促進企業深入變革，適應時代潮流。

（2）薪酬的觀念已經發生了變化，從簡單的人工成本轉變為人力投資。把發放員工薪酬視為一種企業人力投資，并激勵員工，充分發揮其主觀能動性。研究薪酬結構設計影響因素，改變薪酬理念，跳出舊框架。

（3）薪酬是企業對員工給企業付出自己的體力與智力勞動后所支付的相應的酬勞和回報，實質是一種公平交易員工付出勞動并得到相應的報酬也是員工實現其自身價值的重要途徑。研究薪酬結構設計影響因素最終能夠實現激勵員工，使員工更踏實地為企業工作。

參考文獻：

[1] 孫靜，林朝陽.企業薪酬管理[M].北京：清華大學出版社，2009.

[2] 孫靜，林朝陽.企業薪酬管理[M].北京：清華大學出版社，2009：123.

[3] 雷鳴.企業薪酬結構的影響因素[A]中國電力教育（下），2012（15）.表2：33.

[4] 托馬斯·B·威爾遜.薪酬框架：美國39家一流企業的薪酬驅動戰略和秘密體系[M].譯：陳斌，劉振，尹宏.華夏出版社：9.

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關鍵詞：建筑結構優化技術

中圖分類號：TU3文獻標識碼： A

1 建筑結構的人性化特點與優化內容

建筑的人性化是體現建筑實用性的一個重要方面，尤其是隨著社會經濟的不斷發展和進步，人們對于自身居住條件提出了更高的要求。在居住環境方面，不但要求有房可居，同時還要求住得方便、住得舒適。這時，以實用性為基礎的“人性化”就成為了人們對建筑設計追求的一個重要概念。而在現代建筑結構設計優化的過程中，現代建筑設計就需要以“人性化”這個特點為基礎，采用“以人為本”的設計理念，對建筑的整體結構進行優化。人性化建筑結構的特點具有這樣的幾個特點：

（1）合理的空間布局，通常而言在人少地多的地方選擇獨立的小高層以及別墅，而在人多地少的地區則盡量建設高層，而且在建筑整體結構之內具有明確的用地分工，能夠提高對土地空間的利用率。

（2）整體建筑結構極具藝術效果，通常在進行結構設計是在充分考慮通風以及采光等因素的基礎上，一般盡可能的將客廳和臥室布置在建筑整體結構的南面，而將廚房、餐廳以及衛生間設置在建筑的北面。陽臺直接與陽客廳相通，這樣就使得穿過陽臺時不需要穿過臥室，將私人空間和公共空間相分離，有效的保證了住宅類建筑使用過程中的私密性。而通過采用建筑結構優化設計的方法，不但可以實現建筑的上述特點，還可以有效的降低建筑結構設計的成本。其中，在進行結構優化的過程中，主要的優化對象和優化內容包括：建筑基礎結構的優化、建筑屋蓋系統的優化、建筑圍護結構的優化以及細部結構的優化等內容。而針對上述結構具體方面的優化還包括具體的選型、結構的布置、結構整體受力分析以及結構造價分析等，在確保達到實用要求以及建筑標準的同時，通過與具體的工程實際情況相結合，達到優化設計的目的。

2 結構設計優化方法的理論體現

在從事工程項目和結構的設計時，除了要考慮設計對象的基本使用功能及安全可靠性外，還應該考慮到把它設計對象設計得盡可能完美。這就是工程和結構的最優化問題。用科學的語言來描述就是：利用確定的數學方法，在所有可能的設計方案的集合中，搜索到能夠滿足預定目標的、最令人滿意的方案。結構設計優化方法從建筑理論上分析，具體體現在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兩方面。后者的優化設計包括：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。穿插其中的，還包含選型、布置、受力分析、造價分析等項目，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。建筑師在保證設計安全的前提下，應該敢于挑戰新的結構形式。在建筑結構設計的過程中，在基本滿足建筑師設計意圖的基礎上，平面布置應盡量規則，對稱，盡量縮小質量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產生太大的扭轉效應。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構件上下貫通；能不使用轉換層的就應避免使用，以減小結構分析和設計上的困難，另外也不經濟，還容易造成應力集中；豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會出現嚴重的應力集中現象，這對結構抵抗水平動力荷載是十分不利的。

3 建筑結構設計優化技術的步驟

3.1 結構優化模型房屋結構整體優化設計方法分以按三個步驟進行：

3.1.1選擇設計變量。一般把對設計要求起主要影響作用的參數作為設計變量，如目標控制參數（結構造價C1和損失期望C2）和約束控制參數（結構的可靠度PS）；而將那些對設計要求來講，變化范圍不大或是根據結構要求或局部性的設計考慮就能滿足設計要求的參數等作為預定參數，這可以大大減少設計、計算和編制程序的工作量。

3.1.2確定目標函數。尋求一組滿足預定條件的截面幾何尺寸和鋼筋截面積以及失效概率，從而使總費用最小。

3.1.3確定約束條件。房屋結構基于可靠度優化設計的約束條件，則包括尺寸約束、結構強度約束、應力約束、變形約束、裂縫寬度約束、構件單元約束、結構體系約束、從正常使用極限狀態下的彈性約束到最終極限狀態的彈塑性約束、從可靠指標約束到確定性約束條件等。在設計中，要使結構優化設計應用于實際房屋結構工程，則是路房屋結構設計中實際的約束條件與目標約束條件相比較，保證各約束條件都符合現行規范的要求，以實現最優設計。

3.2 設定優化設計計算方案

房屋結構基于可靠度的優化設計問題屬于比較復雜的多變量、多約束非線性優化問題，在計算過程中，通常是將有約束優化問題轉化為無約束問題求解?？梢岳玫膬灮O計計算方法有復合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。

3.3 進行程序設計

根據基于可靠度的結構優化模型和選擇的優化設計計算方法，編制功能齊全、運算速度快的綜合程序。

3.4 結果分析

對計算結果進行分析，確定最優設計方案。在執行以上步驟的過程中，必須要全方位、多角度考慮方方面面的問題。這主要是因為建設投資是一項耗資巨大的工程，涉及到的方面比較復雜，因此，必須進行總法規和考慮，不能僅僅為了節約資金投入而忽視了設計的優化作用。要正確處理技術與經濟的對立統一是控制投資的關鍵環節。設計中既要反對片面強調節約，忽視技術上的合理要求，使項目達不到功能的傾向，又要反對重視技術，輕經濟、設計保守浪費的現象。總之，建筑結構優化設計方法的研究是一個非常復雜的綜合決策問題。適用、安全、經濟、美觀和便于施工是進行建筑工程設計的一般原則，而這5個方面各有所重，又互為矛盾，一個優秀的設計往往是這5個方面的最佳結合。我們需在實踐過程中多實踐、多探索，以最低的造價實現最佳的經濟效益，實現經濟、合理和美觀的設計要求。

4 結構設計優化技術的實踐應用

4.1 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。

4.2概念設計應用于沒有具體數值量化的情況，例如地震設防烈度，因為它的不確定性，計算式難免與現實有較大的差異，在進行設計的時候就要采用概念設計的方法，把數值作為輔助和參考的依據。設計過程中需要設計人員靈活的運用結構設計優化的方法，達到最佳的效果。與宏觀把握相對應的，設計的過程同時要注意對于細部的結構設計優化，比如現澆板中的異形板拐角處易出現裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I 級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設計的時候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規范要求即可，達到既安全又經濟的目的。

4.3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。

結語:

建筑是凝固的藝術，精美的建筑是設計師把建筑的美觀設計與結構設計相互密切配合的結果。房屋結構設計追求適用、安全、經濟、美觀和便于施工五種效果，來提高有限空間、有限資源的最大化效果發揮，實現經濟化、實用性和適用性的良好目標。而建筑結構設計優化方法的應用則既能滿足建筑美觀，造型優美的要求，又能使房屋結構安全、經濟、合理，成為實質意義上的“經濟適用”房。

參考文獻：

[1]黃浙青，朱小德.淺談結構設計中的抗震設計[J].科技創新導報，2008（28）

[2]張紅友.優化結構設計減少建筑投資成本[J].陜西建筑，2008（11）.

篇6

關鍵詞：建筑結構；優化設計；技術應用

改革開放后的幾十年內，人們生活水平不斷提高，人們對居住條件提出了更高的要求。住房不僅要滿足人們安家置產的要求，還要實現經濟和美觀舒適的最佳結合。同時，建筑面積的減少促使高層建筑的大量涌現。另外，建筑結構的成本在建筑整體成本中占據很大的比例，要實現建筑成本的節約，提高建筑行業的經濟效益，就必須在建筑結構的優化上下功夫，利用現代的數學模型，科學地提出切實可行的結構優化設計方案，實現成本的節約和效益的最大化。

1房屋建筑結構設計的應用優化技術的內容

房屋建筑結構設計的應用優化技術是指在對房屋結構進行設計時，能夠結合實際情況，遵循設計規范，滿足建筑方的使用要求，并實現建筑成本的最小化和經濟效益的最大化的設計技術。結構設計的優化技術包括結構總體的優化設計和分部結構的優化設計。分部結構的優化設計又包含了圍護結構、細部結構、下部基礎結構、中間主體部分結構、上部屋蓋結構等的優化設計。該技術的重點在于對結構的選型、構件的布置、結構的受力情況等方面的優化設計。

在設計過程中，影響房屋建筑結構設計的經濟性因素主要有：設計層數和用地面積的相互關系；建筑物層數和分部部分的相互關系；結構設計和建筑設備的相互關系；體型設計與經濟的相互關系。具體分析如下：

1.1房屋建筑的層數與用地面積

理論上看，建筑物層數增加會減少建筑物的總面積，但在實際的建造中，建筑物層數的增加會使建筑物與其周圍建筑物之間的間距增大，就使得建筑物總面積增大，這與理論上的出的結構正好相反。因此，建筑物的層數和建筑物總面積之間無必然聯系，在設計建筑物的結構時，合理的規劃建筑物的層數是實現房屋建筑經濟效益的有力手段，應與充分考慮。

1.2建筑物層數與分部部分

分部部分是建筑物的支撐，需要承受建筑物主體部分的重量，隨著建筑物層數的增加，分部部分特別是承重結構構件所承受的重力就會越來越大。為了保證建筑物的安全，設計者就必須充分重視分部部件的質量，這也必然會增加建造的成本。因此，在結構設計時要充分考慮建筑物層數與分部部件的承載力，既要保證建筑安全又要節約成本，實現兩者的完美結合。

1.3結構設計與建筑設備

房屋的建造是為了滿足人們的生活需求，故房屋的建造就離不開建筑設備如給排水管道和電力設備等的安裝，高層建筑需要更多的建筑設備，層數越高，需要的建筑設備越多，所花費的造價成本就越高，在設計中也要實現建筑層數和建筑設備的協調。

1.4體型設計與經濟

在相同的建筑面積下，方形或圓形的建筑設計更能增大建筑的空間，減少墻體等建筑設備的安裝成本，其內部構件的受力狀態更穩定，因此，在設計時，如無特別要求，更易采取方形或圓形的建筑結構。

2房屋建筑結構設計應用優化的步驟

房屋建筑結構的設計不僅要考慮滿足建筑方的使用要求，實現功能性和安全性的統一，還要通過合理的設計方案實現質量和經濟的統一。設計人員一般通過以下步驟實現結構設計的最優選擇：

2.1合理的選擇變量

合理的選擇變量就是要結合建筑的實際情況，對所涉及的參數進行對比分析，擇其重者而選之，選擇影響最大最重要的參數作為必要考慮的變量，選擇變數最小的參數做誒重要的參考指標，而對其他變量根據實際情況進行取舍，盡量減少參數的選擇，簡化計算編程的工作量。一般情況下，建筑工程的目標參數如房屋的市場價格和預期產生的損失；建筑工程的約束參數如房屋的架構等，作為重點考慮的參數。

2.2確定目標函數

結合建筑方的需求，以降低造價成本和保證建筑質量為目標，考慮已選擇的相關參數，選擇所使用的函數，通過一系列的比較，計算出最優解，實現結構設計的目的。

2.3確定約束條件

設計者應當根據具體的設計要求，對施工過程和目標確定兩方面所涉及約束性條件進行分析比較，根據建筑規定的要求，合理確定約束條件，實現優化設計的目的。

在實際的施工中，房屋設計的指標不僅包括房屋的尺寸、架構剛性、受力和變形限度、結構的可塑程度和確定程度等，還需要考慮 建筑結構中對鋼結構的應用。

2.4確定計算方案

通過前面三個步驟確定了合理的約束條件和所適用的目標函數，然后就需要在保證結構優化的目標下，對已知的約束條件進行轉化，具體確定計算方案，分析比較各種情況下的利弊，實現目標的最優化。

3房屋建筑結構設計優化在應用中應當注意的問題

在實際應用，建筑結構優化設計是一個頗具實用性的應用廣泛的課題。包括設計人員的選用、前期方案的選取、基礎結構的合理設計、細部優化、綜合全面分析等。

3.1重視設計人員的選用

在同一個建筑方案的要求下，不同的結構設計模式會產生不同的效果。在考慮設計模式時，對建筑設計所選用的參數、分析方法的選取更多的依賴于設計人員，而非計算使用的軟件。越是經驗豐富的設計人員，越能充分考慮實際問題的要求，靈活的選用，合理的判斷。因此，對設計人員的選用會對設計方案的設計產生十分重要的作用。

3.2正確的選取前期方案

目前，在確定前期方案時很少運用到結構設計優化技術，導致設計人員在進行房屋優化設計時往往忽略結構的合理性，增加結構設計優化的難度，也增加了建筑設計的成本。故應當在建筑方案設計初期融入結構優化設計技術，從而節省設計成本，確定更為合理的設計方案。

3.3合理設計基礎結構

基礎結構設計是結構設計的基礎，對地基結構的設計優化更是重中之重。首先合理選取地基使用的材料，使地基結構滿足建筑規范所規定的安全度。其次，根據地質確定最適合的地基類型，不同的地質對地基結構的要求不同。

3.4做好細部優化

3.4.1 做好鋼結構的選取和應用

在房屋的建造中，鋼結構的使用超越于傳統結構的使用，在結構設計中占據重要地位。相對于傳統的混凝土和磚石結構而言，鋼結構具有更好的支撐作用、承受力和更好的力學性能，能夠增加建筑物的安全性和可靠性。另外，鋼結構的類型多樣，建筑手法也更為豐富，更能體現建筑的美感，實現建筑物耐用性和美觀性的統一。所以，設計人員在對建筑物結構進行優化設計時，應當充分考慮鋼結構的使用。

3.4.2增加防震強度

建筑物不能脫離于其他外部環境而單獨存在，故在建筑物的設計中應當充分考慮建筑物的外部因素和特殊環境。地震作為一個特殊的外部因素，其具有無規律性、不確定性、破壞作用極大等特點，應當在設計時充分考慮地震作用對建筑物的影響。為此，在優化設計時可以采用一些有效的抗震設計方案，增強抗震強度。例如，在多道設防理念的指導下，在必要部位設計一些次要構件，以消耗部分地震能量，有效保護主要部件；采取剛度對稱的建筑布置方案，遵循建筑物的延性設計理念等。

3.5綜合全面分析

建筑物的結構優化設計不僅在于建筑物本身，還應當全面的考慮外部因素和實際需求。首先，應當考慮到建筑的使用目的、藝術形式和經濟效益，其次，應當結合建筑物與外部的環境，包括周圍的環境，市政規劃的要求等因素。另外，建筑物的材料結構選取、光熱等條件、建筑物平面和空間的組合等都應當考慮在內。

4房屋建筑結構優化設計在實踐中的運用

邯鄲市某住宅區高層建筑共有八棟樓組成，其中1號、2號兩棟樓均為18層，結構總高度為55m，另外3～8號樓為30層，結構總高度為90m，地下均為1層，地下室埋深為4m，總建筑用地面積為100168平方米，總建筑面積166836平方米。主要功能為地上商住樓，地下設備用房及停車庫，戰時用作六級人防掩蔽體。建筑結構安全等級為二級，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速為0.1g，地震分組為2組，屬Ⅱ類場地。場地的地層按照巖土性質分類，共有13個工程地質層。主體均采用剪力墻結構。綜合勘測所得的數據和建筑物的周圍環境，在分析了市政規劃的要求、場地的條件、光熱的條件、建筑物主體部分的重量、內部構件的受力狀態、周圍居民的反應，在降低造價成本和保證建筑質量的目標要求下，設計人員根據建筑項目所涉及的參數，制定出符合建筑要求和經濟目的的結構設計優化方案。

5結語

結構設計優化技術不僅是決定建筑質量的關鍵因素，還是實現安全性、美觀性、經濟性和實用性相結合的有效途徑。建筑工程項目中，結構的優化設計最能實現降低工程造價的目的。因此，在結構設計的過程中，設計人員遵守“經濟、適用、合理”的原則，充分考慮建筑中涉及的約束條件，合理設計基礎結構，把握關鍵部位及次要構件，綜合考慮外部因素和建筑目的，采用現代科技手段，選擇合理的結構設計方案，實現結構優化設計，達到建筑工程經濟效益最大化的目的。

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）29-33.

[2]馬魁；劉慶貴.論房屋建筑結構設計中應用優化技術[J].現代商貿工業，2013（05）：43-47.

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關鍵詞：建筑設計，結構設計， 關系

Abstract: with the building the development of science and technology, professional degree more and more high, a good engineering design is architecture design and structure design of the organic integration. To design a should not only meet the building (the function requirement). Beautiful modelling, and will make the safety of the structure, economy, reasonable of the building is every architect and architects must pay much attention. So, architectural design and structure design, closely cooperate with each other is key.

Keywords: architectural design, structure design, relationship

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：

1建筑設計與結構設計的概念區別

1．1建筑設計的概念界定

建筑設計是指建筑物在建造之前，設計者按照設計仟務，把施工過程和使用過程中所存在的或可能發生的問題，事先作好通盤的設想，擬定好解決這些問題的辦法、方案，用圖紙和文件表達出來。作為備料、施工組織工作和各工種在制作、建造工作中互相配合協作的共同依據。使整個工程得以在預定的投資限額范圍內，按照周密考慮的預定方案統一步調順利進行。并使建成的建筑物充分滿足使用者和社會所期望的各種要求。建筑設計工作的全過程分為幾個工作階段：搜集資料、踏勘現場初步設計、施工圖設計等，循序進行，這就是基本的設計程序。

廣義的建筑設計是指設計一個建筑物或建筑群所要做的全部工作。由于科學技術的發展，在建筑上利用各種科學技術的成果越來越廣泛深入，設計工作涉及建筑學專業、結構專業以及給水、排水，采暖、空氣調節、電氣、煤氣、消防、防火、自動化控制管理、建筑聲學、建筑光學、建筑熱工學、工程估算，園林綠化等方面的知識，需要各種科學技術人員的密切協作。但通常所說的建筑設計，是指“建筑學”范圍內的工作。它所要解決的問題，包括建筑物內部各種使用功能和使用空間的合理安排，建筑物與周圍環境、與各種外部條件的協調配合，內部和外表的藝術效果，各個細部的構造方式，建筑與結構、建筑與各種設備等相關技術的綜合協調，以及如何以更少的材料、更少的勞動力、更少的投資、更少的時間來實現上述各種要求。其最終目的是使建筑物做到適用、經濟、堅固、美觀。建筑師除了精通建筑學專業，做好本專業工作之外，還要善于綜合各種有關專業提出的要求，正確地解決建筑設計與各個技術工種之間的矛盾。

1．2結構設計的概念界定

結構設計，即：建構筑物的結構設計。一般包括上部結構設計和基礎設計。

上部結構設計主要內容及步驟：(1)根據建筑設計來確定結構體系、確定結構主要材料：(2)結構平面布置：(3)初步選用材料類型、強度等級等，根據經驗初步確定構件的截面尺寸：(4)結構荷載計算及各種荷載作用下結構的內力分析：(5)荷載效應組合：(6)構件的截面設計。此外還包括某些必要構造措施．需要依據結構專業相關規范、圖集等。

基礎設計：(1)根據工程地質勘察報告、上部結構類型及上部結構傳來的荷載效應和當地的施工技術水平及材料供應情況確定基礎的形式，材料強度等級，一般有淺基礎(如：獨立基礎、條形基礎等)和深基礎(如：樁基)；(2)基礎底面積的確定及地基承載力驗算：(3)基礎內力計算及配筋計算。(4)考慮必要的構造措施

結構設計的成果體現在繪制的結構施工圖上，該圖紙是結構工程師的語言，是直接面對施工現場及相關工程技術人員的，應該按照一定的規范繪制。

2建筑設計與結構設計的關系分析

建筑設計與結構設汁是整個建筑設計過程中的兩個最重要的環節，對整個建筑物的外觀效果、結構穩定起著至關重要的作用。而二者之間又存在著相互協調、互相制約的關系。

在建筑設計中，少數建筑師總是把結構放在從屬地位，并要求結構必須服從建筑，一切以建筑公司為先導，這一觀念分割了科學的完整性，忽略了基本的力學規律，片面地追求建筑與技術與建筑藝術的結合和最大滿足使用功能的要求，這樣往往給某些建筑工程質量帶來了質量隱患和不安全因素。任何一個建筑設計方案，都會對具體的結構設計產生影響，而有限的結構設計技術水平又制約著建筑設計層次。因此，在做建筑設計的過程中，建筑師應具備有一定的結構方面基礎，能與結構設計適當結合，相互調協，使二者相統一，才能創作出真正優秀的建筑設計作品。

在現實工程實踐中：(1)許多建筑設計師，強調創作的美觀、新穎、標新立異，強調創作的最大自由度，然而這樣的建筑設計將會給結構設計帶來很大的困難，作為建筑物本身必須承受起巨大的自重荷載和活載、水平風力、地震力、扭矩力等。如果建筑設計人員在進行平面設計和豎向設計構思時，不依據基本的結構技術原理和有關結構的受力特征，不征詢結構設計師的意見，往往會使結構工程師不能有效地選擇合理的結構體系，進行結構設計導致結構的不穩定等問題。比如將建筑物截面設計成為三角形，其抗彎矩力和抗側能力比圓形截面、矩形、多邊形截面要小得多。(2)還有一些建筑師缺乏對結構力學方面的基本常識，在設計過程中，往往忽視力學的基本規律．

3．建筑設計與結構設計相結合的對策與建議

3．1系統全面規劃和科學設計、計算

通過上文的介紹，讓我們知道了建筑設計與結構設計的區別，以及各自的特點。對于一個具體的建筑工程項目而言，建筑設計就是設計建筑物的總體布局，內部功能.外在形象.細部構造等的設計。滿足人們修養生息、活動和審美需求的愿望而創造的一個空間環境。設計的成果主要有總平面圖，平面圖，立面圖，剖面圖，詳圖．還有必要輔助的效果圖等。結構是能夠承受荷載并且維持幾何不變的構件體系，那么結構設計就是設計能夠承受建筑荷載的結構。主要設計房屋建筑的承重構件的布置，構件形狀，大小，材料，構造等，其設計成果主要有基礎平面圖，基礎詳圖。結構平面圖和鋼筋混凝上構件詳圖，節點鋼筋構造詳圖等。在構思規劃、設計、施工過程中，應該系統、全面地了解各方面的工程數據、信息，科學地進行建筑設計，同時進行重點環節、重點部位的結構設計?？紤]外觀造型對材料、承載力、剪力、延性、剛度、抗壓、平衡、抗震等的實現難度，整體構思結構總體方案，明確結構總體系與水平分體系、豎向分體系間的關系和設計要求。有必要通過概念性的近似計算進行探索優化，確定結構分體系及其結構分體系及其構件的基本尺寸，確認建筑設計方案的可行性。確保建筑空間形式與結構受力特征的協調性和一致性。

3．2同步進行質量控制和監控施工過程

在具體的建筑項目設計工作中建筑設計與結構設計是一項關鍵性的工作，兩者的設計都事關建筑安全性、穩定性，又是一項創造性的工作，是一個集概念、經驗、計算、表現等多方面因素于一體的綜合性創造。所以，在進行建筑設計、結構設計的同時，應該提前預測性地考慮施工開始后的質量控制和監控跟蹤問題。

建筑設計的適用、安全、經濟、美觀、便于施工是進行建筑結構設計的原則。這五個方面各有所重，又互為矛盾，一個優秀的建筑結構設計往往是這五個方面的最佳結合。往往設計人員注意到適用、安全、經濟、美觀，而忽略了便于施工的實現與質量監控的難易。應該在建筑設計的同時就考慮結構設計的成本，以及考慮到以后施工中可以對進度控制、質量控制進行有效的監控和跟蹤。

篇8

絕緣結構設計理念就是對不同用途及特點的絕緣結構進行細致的分析，完善絕緣結構中的問題，使絕緣結構的效果更加明顯。我國的絕緣結構設計正在進行發展，我國傳統的絕緣結構設計較為落后，在進行絕緣結構設計時不能將不同的絕緣材料以及需要進行絕緣的部位進行準確細致的分析，用最適合的絕緣材料來進行合理的絕緣結構設計。現階段我國對絕緣結構的設計雖然較以前已經有了較大的進步，但是還是存在一些需要進行進一步解決的問題，這就需要對絕緣結構設計的原理以及各種絕緣材料進行系統的分析與研究，以研發出更為先進的絕緣結構。

1絕緣結構設計的發展概況

1.1絕緣結構設計的基本原理

在進行絕緣結構的設計時要注意設計出來的結構需要符合絕緣結構設計的基本原理，只有首先符合絕緣結構設計基本原理才能保證絕緣的效果安全性。絕緣結構設計的基本原理是進行絕緣結構設計時最重要的依據，在進行對絕緣材料的選擇是就要首先對被絕緣的部分進行分析，了解被絕緣部分的基本材質，之后將所有的絕緣物質再進行系統的比較與分析，找出既不能夠與被絕緣物質進行反應，又不會對需要絕緣的物質進行破壞的材料，這樣基本材料選擇時就已經遵循了原理。在選擇玩所要用的材料后，就要對絕緣的大體結構進行細致的分析與設計，不同功能的被絕緣部位是需要不同的絕緣結構來進行絕緣工作的，所以對功能的分析也是絕緣結構設計過程中較為重要的步驟。例如在進行變壓器進行絕緣結構設計時就要將變壓器進行全方位的絕緣，不能夠使變壓器的中心工作位置在外界有所暴露，在絕緣的強度要求上變壓器也是有較高要求的，只有用絕緣效果在常溫的狀態下最好的物質進行變壓器的絕緣才能保證變壓器附近的人員生命健康。絕緣結構設計的基本原理是較為嚴格的，絕緣效果的好壞直接影響到工作的安全性以及人員的生命安全，所以嚴格的遵循絕緣結構設計的基本原理是進行絕緣的必要規則。

1.2現階段我國絕緣結構設計中存在的問題

目前我國的經濟水平正在逐漸的提高，這對我國的發展是十分有利的，國家對許多需要進一步加強的研究項目進行了經濟上的大力支持，這就使得我國的多項研究項目在近年來有了較好的成績?，F階段我國絕緣結構設計雖然有了較大的進步，但是進步的同時還存在著一定的問題需要進一步的進行解決。我國絕緣結構設計時還不能夠將影響絕緣效果的客觀因素進行更好的避免干擾，一般在絕緣的過程中影響絕緣效果的因素有溫度，空氣中的濕度以及絕緣材料本身的性質。這三大類影響因素會使絕緣效果大幅度的減弱，最終導致發生更加嚴重的安全性問題。絕緣結構的設計還存在有一些技術上的問題，在現有的設計水平中，還不能將絕緣的效果達到最佳的狀態。在一些電力十分強的設備中，對其外殼進行合理的絕緣化是十分必要的，但是基于絕緣材料受到的限制與絕緣技術的落后導致不能使絕緣效果得到更高的保證。這些問題都是制約我國絕緣結構設計的主要因素，所以對這些問題進行很好地解決就是提高我國絕緣結構設計水平的最直接方式。

1.3完善絕緣結構設計理念的重要性

絕緣結構設計應用于我國很多的產業之中，對居民日產生活也有著較大的作用。從小的方面來進行闡述，絕緣結構在生活中是一種十分常見的結構，例如生活中的用電器外殼大多數都是由很好地絕緣結構來進行對使用者的保護，如果這些家用電器沒有較好質量的絕緣外殼，使用起來的危險性就將大大加強，人民的生命健康就要受到嚴重的威脅。從大的方面來進行闡述，絕緣結構應用于多類生產當中，幾乎在所有需要進行電力供應的機械設備都需要進行一定的絕緣結構設計，否則在其進行工作時會使其他的設備及工作人員受到電力的干擾，從而使工作的效率降低，嚴重的將導致工作人員受到較為危險的生命健康威脅，一旦電流流入到設備的外殼，后果將不堪設想。所以完善絕緣結構設計理念是對保障居民及機械設備工作人員最為有效的方式，是對我國發展起到重要作用的一項基本內容。

2影響絕緣效果的因素及解決措施

2.1溫度對絕緣效果的影響

影響絕緣效果的首要因素就是溫度，因為溫度的改變會使大多數絕緣物質的絕緣性受到較大的影響。一些特殊的材料在超低溫的狀態下將變為完全絕緣的物質，但是一旦溫度有所提高，該物質的絕緣效果將大大的降低。這種完全絕緣物質的應用就要對溫度作出較高的要求，時刻注意溫度的變化，只有將溫度控制在低溫的狀態下才能保證絕緣的效果。還有一些絕緣材料是需要在較高溫度下才能夠發生作用的，在對其進行應用時也要將溫度控制好。雖然絕大多數的絕緣材料對溫度的要求較低，但是這并不意味著溫度的改變對其沒有影響，一般的絕緣物質對溫度都十分敏感，所以絕緣性也將隨溫度的改變而改變。所以在進行絕緣結構設計時就要首先考慮到需要絕緣物質的環境溫度，根據溫度來選擇正確的絕緣物質。

2.2空氣中濕度對絕緣效果的影響

空氣中的濕度對絕緣效果也有較大的影響，濕度的改變就是空氣中的含水量的改變，空氣中水蒸氣的含量是改變絕緣效果的主要因素。一般在濕度較大的環境中絕緣效果都將明顯的降低，水蒸氣吸附于絕緣結構的表面將使絕緣結構受到較為嚴重的破壞，進而導致絕緣效果的減弱。對于空氣中濕度的控制是較難的，所以在進行絕緣結構設計時在絕緣物質的外層在進行一層絕水層的設計就將是適度對絕緣效果的影響降到最低，從而進一步的保證絕緣結構的效果與穩定性。

2.3材料本身對絕緣效果的影響

絕緣材料本身都具有不同的特點以及性質，不同的絕緣材料適合進行應用的范圍是不一樣的，只有選擇正確的絕緣材料才能保證絕緣更好地效果。在進行絕緣結構設計時首先就是要對進行設計的需要進行絕緣處理部分進行分析，了解環境因素以及其他必要的外在影響因素，然后再將符合標準的絕緣物質進行進一步的研究，最終得到最適合進行絕緣結構設計的材料，這種材料的確定將對日后的絕緣效果造成主要的影響，所以在材料的分析與選擇過程中要進行認真細致的考慮。

3結語

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關鍵詞：建筑結構設計；問題；解決對策

中圖分類號：TU318

文獻標識碼：B

文章編號：1674-3954（2013）21-0112-02

引言

建筑結構設計對于建筑工程的質量和效率有較大的影響，需要對其進行深入的考慮和分析，以保證設計的合理性，但在現實的結構設計中，總會發生這樣那樣的偏差，導致結構設計出現錯誤，從而對后續的工程建設埋下隱患，不僅浪費了施工資源，也嚴重影響了設計單位的信譽和形象。因此，提高結構設計的質量是當前急需解決的問題。

1 提高建筑結構設計質量的必要性

1.1 提高建筑工程的施工質量和效率

建筑工程的施工質量和效率不僅受到施工技術、施工材料、施工進度等的影響，同時也受到建筑結構設計質量的影響。如果結構設計不合理，就會導致后續的工程施工中出現不合理的施工現象，從而導致施工單位要返工重建，這樣不僅會浪費施工時間，同時也浪費了大量的施工材料，致使工程施工難以按照計劃進度完成，從而提高建筑工程的成本，不利于實現建筑工程的經濟效益。提高建筑結構的設計質量，可以減少后續工程施工中的不合理施工現象，這樣就可以有效地促進工程施工的順利進行，同時也有效提高工程施工質量，實現工程建設的經濟效益最大化。

1.2 樹立設計單位良好的市場信譽和形象

隨著市場經濟的快速發展，各行各業的發展都要以市場為導向，以保證適應市場經濟的發展，滿足消費者的需要，從而提高自身的市場競爭力，實現經濟效益最大化。建筑結構設計是代表設計單位信譽和形象的產品，如果設計不合理，那設計單位就很難為消費者提供滿意的產品，也就難以適應市場經濟發展的需要。提高建筑結構設計的質量，不僅可以使設計單位為消費者提供滿意的產品，更好地滿足市場經濟發展的需要，還可以有效提高自身的市場競爭力，樹立良好的信譽和形象，以實現自身的可持續發展。

1.3 建筑結構設計的原則

激烈的市場競爭促使設計單位在進行建筑結構設計時需要遵循一定的原則，以保證對市場經濟發展的適應性，當前，建筑結構設計的主要原則有安全、適用、經濟、美觀、施工便利等，優秀的建筑結構設計方法往往是這幾個方面的綜合。因此，設計單位要采取有效的措施提高設計人員的專業素質，以建筑結構設計的原則為目標，不斷提高建筑結構的設計質量，從而更好地滿足市場經濟發展的需要。

2 我國建筑結構設計中存在的問題

建筑結構的設計要熟悉建筑設計的主要構想，確定結構材料、估算結構荷載、分析傳力途徑，對于總結構體系的構思應保證具有足夠的安全度，結構受力合理，保證建筑物的正常使用，保證建筑物的耐久并且要經濟合理。

2.1 建筑結構總作用力的估算不全面

直接施加于結構，使其產生內力效應的稱為荷載。由于某種原因使結構產生約束變形，從而產生內力效應的原因稱為作用。這些作用力的三種分類永久作用力，可變作用力以及偶然作用力。其中恒載和樓面活荷載一般不會被忽略，而風荷載以及地震荷載在建筑結構設計中容易存在問題。所以在建筑結構設計中要根據建筑所處的具置與周圍真實環境做好相應的設計準備工作。對于建筑結構總作用力的估算弄清總結構體系中豎向荷載的傳力途徑。估算豎向受力構件的受力面積。由豎向受力構件的受力面積乘單位面積豎向荷載平均值（經驗數值）得到構件的軸向力。

（1）水平地震作用力的估算

FEK=alGeq：Fi=（GiHi/∑GjHj）FEK

式中：Geq――結構等效總重力荷載，多質點可取總重力荷載代表值的85%；a1――相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數值。

（2）計算風荷載標準值wk=bZmSmZw0，由風荷載標準值wk乘受風面積。（見圖1）

2.2 結構材料基本性能和結構反應重視不夠

結構材料具有彈性、塑性和延性。彈性：有應力就有應變，應力降為0時，應變也為0。線彈性：應力與應變為線性關系。塑性：應力減小后不能完全恢復的變形。脆性：材料無塑性階段，破壞前應力應變關系為直線或近似直線，破壞時突然，無任何預兆。延性是材料超越彈性極限后至破壞前耐受變形的能力。彈性極限高，結構強度高。彈性模量大，結構變形小。延性好，結構破壞前有較大變形，抗震能力強。結構反應是結構的荷載與變形關系。包括水平梁、板的豎向撓度以及建筑物的水平位移。

因此在做結構的承載力設計時，結構設計要滿足三個基本要求：結構應能承受正常使用、正常施工時可能出現的荷載或內力，不至因承載力不足而破壞（含失穩破壞）。其次結構應能承受正常使用、正常施工時可能出現的荷載，不至因抗傾覆能力不足而傾倒。結構在正常使用時有良好的工作性能，不至產生使用所不允許的過大變形、過寬裂縫等。結構承載力包括靜定結構的承載力和超靜定結構的承載力。靜定結構的承載力由結構構件截面承載力決定。靜定結構的承載力由結構構件截面承載力、超靜定次數、結構材料的塑性性能等決定。其承載力大于相同截面材料組成的靜定結構的承載力。由于超靜定結構有多余聯系，使得結構內力分布較均勻，故可提高承載力。超靜定結構的破壞不是某一截面達到其極限承載力，而是一個從超靜定到靜定進而到幾何可變體系的過程。這一過程中結構所承受的荷載不斷增加，因而提高了結構承載力。所以要注意的是必須采用塑性材料做成超靜定結構，但是超靜定結構提高承載力的幅度是有限制的，超靜定結構施工較為復雜。結構構件承載力設計要根據預估荷載、預選材料、預定結構型式，對尚未存在的結構構件按抵抗力功能要求確定所需截面問題，設荷載效應為S，承載力效應為R。設計時應保證：gS≤R。

2.3 結構的傾覆和抗傾覆設計

傾覆是結構或構件在荷載作用下，有圍繞旋轉軸向一側傾倒的趨向，稱為傾覆。傾覆臨界狀態：傾覆力矩=抗傾覆力矩。支承力N與支承體系總寬度成反比。建筑物高寬比（H/d）是決定建筑物抗傾覆能力的重要因素。局部結構構件的傾覆和抗傾覆設計步驟為先尋找傾覆旋轉軸位置，然后計算傾覆力矩，計算抗傾覆力矩，進行抗傾覆驗算?？箖A覆力矩=Mr，傾覆力矩=Mov，MdMov≥1.5，主要措施：靠構件自重抗傾覆，由懸挑構件埋入端壓重抗傾覆設置收拉連接抗傾覆。

3 解決問題的措施

3.1 重視概念設計問題

在進行建筑結構設計時，概念設計的應用越來越廣泛，對于提高建筑結構設計質量起到了較大的促進作用。但是，當前的設計人員在對建筑結構進行設計時，對概念設計的重視不夠，導致其不能夠全面的對建筑結構進行分析和考慮，從而造成了結構設計的片面性。片面的結構設計方案在后續工程施工的應用中就會顯示出弊端，從而對工程施工的順利進行產生嚴重的影響，難以有效提高工程施工的質量和效率。

當前，設計人員在進行建筑結構設計時，應當充分考慮概念設計的影響，不能夠僅依靠計算來設計施工方案。概念設計主要是指依據整體結構與局部結構之間的結構破壞機理、力學關系，對其進行充分考慮，從中得出基本的設計思想，從整體的角度來確定建筑結構的設計，以保證對整個建筑結構的有效控制。因此，設計人員應當突破傳統重計算的設計方法，充分運用概念設計的思想對建筑結構進行全面的考慮和分析，以從整體上掌握結構設計的思想，從而保證設計的科學性和合理性，以提高建筑結構設計的質量。

3.2 重視基礎設計問題

在建筑工程施工過程中，基礎結構建設對于工程施工質量有著重要的影響，在進行建筑結構設計時，基礎設計是結構設計中的重要一環。在當前的建筑結構設計過程中，很多設計人員都是利用電算程序對各種標準荷載和樁基承載力進行計算和設計，對于實際的荷載和樁基承載力沒有進行探討，如果將短期荷載和永久荷載采用同樣的方法處理，就會增大邊角的豎向結構，但是卻不能增強中部豎向結構的基礎，從而會引起地下基礎結構的橫向墻體出現裂紋，嚴重影響到基礎工程的施工質量。此外，在處理基礎埋深問題時，設計人員考慮也不夠全面，導致其設計都是以滿足結構受力的情況下采用淺埋基礎，從而影響到基礎機構設計的合理性。

基礎結構設計是建筑結構設計的重要組成部分，關系到建筑物的穩定性，因此，在設計基礎結構時，設計人員要對影響基礎結構的因素進行全面的考慮和分析，以保證設計的有效性。對于基礎埋深問題，設計人員要根據實際的水文地質情況進行設計，在保證滿足結構受力的基礎上，因地制宜，全面考慮地下水位的變化對建筑結構浮力的影響及凍土對結構的破壞，以確定基礎埋深。對于短期荷載和永久荷載，設計人員要區別對待，以保證邊角豎向結構的基礎處在合理的范圍之內，如果風力荷載和重力荷載或者是地震作用和重力荷載組合，設計人員要根據其實際情況將承載力的特征值適當的調高，以保證基礎結構墻體受力的均勻性，避免出現裂痕。

4 結束語

隨著市場經濟的快速發展，建筑工程的規模越來越大，而且結構設計也越來越復雜，建筑結構設計的質量對于建筑工程施工的質量也有一定的影響，因此，加大對建筑設計結構中存在問題的關注度，并致力于解決存在的問題，才能開創多贏的局面，造福于社會。

參考文獻

[1]紀榮洋，王文可，潘可明，建筑結構設計經驗探討[J]低溫建筑技術，2008（5）

篇10

關鍵詞：房屋建筑；結構設計；常見問題

中圖分類號： TS958 文獻標識碼： A

引言

隨著城鎮化進程的不斷推進，我國建筑行業取得了輝煌成就。樣式新穎的建筑拔地而起，為城市增添了諸多鮮活的色彩。與此同時，建筑結構安全也引起了人們越來越多的關注。因為建筑結構設計是保證結構安全的核心，它直接關系著人們的生命財產安全甚至社會的和諧發展。因此，對房屋建筑結構設計常見問題及相應解決對策的探究已是刻不容緩。

一、建筑結構設計中存在的問題

1、建筑結構設計圖紙過于簡單、混亂

隨著結構設計項目的不斷增多，設計人員忙于任務，疲于業績，難免責任感下降，圖紙簡單、混亂。有的結構圖紙甚至標高都沒有明確標注，或者標注標高與建筑標高不一致；有的結構圖紙復雜部位的大樣不清晰，結構大樣與建筑大樣不一致；或者隨意錯誤選用圖集，不注意圖集的適用范圍和適用條件，套用其他工程的大樣圖與說明，如此等等，都會造成結構圖紙與設計項目不符。

2、基礎設計不合理

基礎設計是建筑結構設計的重要基石，有的設計人員忽視地勘報告的重要性，不仔細閱讀地勘報告，只關注個別計算參數，使得地基基礎設計條件與實際地質條件不吻合，從而造成嚴重安全隱患。有的設計人員未仔細閱讀地勘報告中的圖形文件，錯誤的定義基礎底標高，使得基礎未能置于地勘報告提供的持力層上。結構圖紙對于持力層的絕對高程及地質情況、地下水位未做明確說明，造成施工單位按相對標高施工，基礎未置于設計持力層上。對于需要處理的地基，結構圖紙未給出詳細的處理范圍、處理深度、處理方法，致使施工單位隨意處理，處理后的地基承載力達不到設計的要求。

3、地下室設計不嚴謹

在結構設計中，地下室的設計起著至關重要的作用。有的設計人員忽視地下室設計的重要性，單純依靠軟件進行設計。結構圖紙的錯誤使得地下室外墻的水平鋼筋和豎向鋼筋布置出現紕漏，造成地下室設計不安全。此外，忽視地下室結構的環境類別及地面上的荷載作用，錯誤的選取鋼筋的保護層厚度，使得設計鋼筋偏小，從而造成安全隱患。

4、錯誤的使用結構設計軟件

結構設計軟件只是一種輔助設計工具，有的結構設計人員過度依賴軟件，忽視了概念設計，造成結構設計不合理；有的設計人員不了解結構設計軟件原理及基本假定，造成基本假定和實際受力情況不一致，致使結構圖紙未能完整反應結構設計軟件的假定，如圖紙未注明嵌固端的位置、底部加強區的位置等。

二、建筑結構設計策略

1、提高設計人員的責任感

出現上述問題最根本的原因是設計人員責任意識淡薄。根據建設部《建筑工程五方責任主體項目負責人質量終身責任追究暫行辦法》（建質〔2014〕124號）規定，設計單位項目負責人在工程設計使用年限內，承擔相應的質量終身責任。因此，設計人員應該意識到設計質量問題的嚴重后果，從我做起，對自己負責，對工程負責。

2、完善設計單位管理機制

設計院對結構安全設計起著關鍵作用，應有完善的管理機制。一套完整的結構圖紙，應經過結構設計人員的精心設計、制圖人員的仔細繪制、校對人員的細心校對、審核人員的認真審核，方可制成藍圖。送報審圖中心審查通過之后，才能成為施工的依據。

3、加強地基基礎，做好地下室設計

設計人員接到工程設計任務之后，要仔細的閱讀地勘報告，要明確建筑物相關范圍內的地質條件，尤其要注意地勘報告中的地基承載力、土層分布、地基土的腐蝕性、地下水位以及凍深及軟土地基等。

對于需要處理的地基，要根據《建筑地基處理技術規范》的相關要求，結合地勘報告提供的建議，繪制處理范圍圖，并提出處理方案、相關要求及施工應注意的事項。

結合結構類型及地基條件選擇合理的基礎類型。獨立柱基礎適用于上部結構荷載較小、地基條件較好的情況；條形基礎能夠將上部結構較好的連接成整體，減少差異沉降量；十字交叉條形基礎比條形基礎更能增強基礎的整體性，適用于地基土質較差或上部荷載在兩個方向分布都不均勻的的房屋；當地基土質較差，采用條形基礎不能滿足地基承載力和上部結構容許變形要求時，可以采用筏板基礎；若上部結構傳來的荷載很大，需要進一步增大基礎的剛度以減少不均勻沉降時，可以采用箱型基礎；當地基的上層土質較差、下層土質較好，或上部結構的荷載較大以及上部結構對基礎的不均勻性敏感時，可以采用樁基礎。

認真設計，仔細制圖。仔細核對建筑標高、結構標高，基礎底標高及持力層的高程，確?；A置于設計持力層上。

對于地下室的外墻，應分析受力狀態，合理的布置鋼筋。根據《建筑地基基礎設計規范》相關要求，確立地下室外側圖上荷載的取值；結合圖集《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》的相關要求，確定地下室外墻的保護層厚度及鋼筋的布置。

4、認真研讀圖集，合理選用

國家標準設計圖集是結構設計及施工非常重要的參考依據，也是對結構設計圖紙的一種補充。因此，加強學習顯得尤其重要。學習圖集要結合自己的工作經驗、相關的規范要求，理解圖集的真實意義。對于圖集中給出的多種做法，要根據圖集要求和工程實際做出選擇。例如，《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》給出的“封閉箍筋及拉筋彎鉤的構造”就給出了三種做法。如果結構圖紙不做出選擇，施工人員就可能任選一種。但是三種做法中只有第三種才能滿足《建筑抗震設計規范的要求》6.3.9條的要求。

圖集中的大樣都有相應的適用條件，因此在選用過程中要結合工程的實際情況合理選擇。選用圖集時，要理解圖集大樣的受力情況是否與圖紙結構受力情況相符合。例如，《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖11G101-1》給出的板開洞與洞邊加強鋼筋構造做法中，特別注明適用于洞邊無集中荷載的情況。如在洞邊有集中荷載而又錯誤選用圖集做法，則會引起樓板裂縫甚至發生局部坍塌的危險。

5、了解結構設計軟件的基本假定，獨立核查計算結果

結構設計軟件作為一種輔助設計工具，有很多的局限性。在使用之前，要先熟悉軟件的基本假定和設計原理。例如，結構設計常用的PKPM軟件，陣型分解法給出了“側剛計算方法”和“總剛計算方法”，兩種方法都有各自的適用條件，當有彈性樓板或有不與樓板相連的構件時，采用“側剛計算方法”時，誤差就會偏大，從而影響結構安全。

因此，在設計工作開始之前，首先要進行結構的概念設計，然后進行初步的結構布置。完成這兩個步驟之后，再采用結構設計軟件進行試算。完成試算之后，要結合工程經驗對結構計算進行校核。

結構軟件輔助設計完成后，要進行施工圖的繪制，然后再根據計算機的計算結果校對構件的配筋及截面。

結構施工圖完成后，各個專業要進行會簽。此時，要特別注意與建筑施工圖、設備施工圖的核對，看是否有尺寸錯誤、洞口對不上、大樣不一致等情況。結構圖自身也要有仔細的自我校對，校對是否有前后尺寸不一致以及說明和圖紙不一致的情況。

三、結束語

結構施工圖設計是結構工程非常關鍵的一環，是施工的重要依據。因此，結構施工圖要確保準確無誤，要確保結構的安全以方便施工。設計人員要有較強的責任心和使命感，為建筑業的發展做出自己的貢獻。

參考文獻：