结构设计基本步骤范文

导语：如何才能写好一篇结构设计基本步骤，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:建筑；结构设计；概念设计；质量；措施；探讨

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

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

一、引言

随着我国城市化进程的加快,我国的房地产市场交易日益活跃,房屋价格节节攀升,对于老百姓而言,买房是平生的头等大事,几乎花掉大半生的积蓄,与此同时我国内陆地震频发（2008年5月12日汶川地震,里氏7.8级;2010年4月14日玉树地震,里氏7.1级）,因此房屋的质量不仅关系到人们的切身利益,还在危急时刻直接影响到生命财产安全。作为一名结构工程师,我们必须把设计质量放到最最重要的位置,设计前深思熟虑,设计中一丝不苟,尽可能避免设计图纸上出现“漏、碰、错、缺”。采取有效的措施确保并提高建筑结构设计质量。下面就以上问题和提高建筑结构设计质量措施展开具体探讨。

二、建筑结构设计的基本概念简介

结构设计的具体程序是需要严格遵守的。建筑物的设计工作实际上存在诸多分支，这些分支具体涵盖了结构设计、电气设计、建筑设计、暖气通风设计、给排水设计等。每个分支的具体设计过程都必须围绕四个根本目标:审美要求、功能要求、环保要求以及经济要求。建筑的结构是建筑物发挥其使用功能的基本条件，因而，结构设计也是建筑物设计过程中极为重要的组成部分之一，结构设计细分为以下四个步骤:设计结构方案、结构分析、设计构件、绘制施工图纸。

建筑结构的类型这一概念相对而言范围广、内容丰富。根据不同建筑物在具体功能要求上的差异，随着科学技术的发展，逐渐产生了诸多结构类型与结构的分类方法。从建筑物具体用途的角度，可以划分为民用建筑与工业建筑。如果依据建筑物的层数来分类，则可以分为超高层、高层、多层、单层建筑。建筑物使用的结构材料是有所区别的，从结构类型的角度来分类，大体上有:混合结构、砌体结构、木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等。此外，建筑物的结构构件组成方式也存在较大的区别，从这个角度，可以划分为框筒结构、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构、筒体结构、框剪结构、束筒结构等。由此可见，建筑结构类型的划分方法颇多，内容也相对复杂。

而建筑结构设计中还有一个很重要的名词:概念设计。概念设计的具体含义指的是通过清晰、明确的概念结构，在不进行数值计算的情况下，根据分系统与整体结构系统间的结构破坏机理、力学关系、实验现象、震害以及工程经验所获得的原始设计思想与基本设计原则，对结构的计算结果做出合理、准确的分析，同时将计算假设与结构的实际受力状况间的差异也考虑在内，对结构或构造进行设计，尽可能保证建筑物的受力更安全、更合理、更协调。

三、概念设计的具体步骤与重要意义

在结构设计中，概念设计占据极其重要的地位，结构设计步骤通常可以划分为三步:前期选择方案阶段，中期结构计算阶段以及后期制绘施工图阶段。结构设计与分析的首要步骤就是概念设计，以上三个步骤均与科学的概念指导不可分割。一名好的结构工程师在每个项目工程设计的初始阶段，也就是建筑设计方案确定阶段，先按照自身的经验和专业基础，在心里经历一段优化过程，应用概念设计手段，能够快速、合理地构思，比较，抉择每一个结构体系，并且协助建筑师扩展或者实现建筑行业所需要的空间形式，想要的使用，构筑和形象功能，且将其定为目标，同建筑师共同决定建筑的总体结构方案，此外，还要确定整体结构体系和分体结构体系最佳的受力方案。得出来的方案一般具有清晰的概念和正确的定性，从而避免了后期不必要的运算，经济可靠性能较好。另外，这种方法也可以作为判断计算机的内力分析所得到的数据可靠性的依据。作为结构设计的灵魂和核心，概念设计统领着整个结构设计过程，也显示了设计工程师的理论和设计水平。通过结构概念设计的运用，可以从全局上明确结构的各项性能，从而科学的判断计算分析得到的结果并进行合理的利用，确保了设计过程中工程师的主体地位。

四、提高建筑结构设计质量的具体措施

建筑工程的一个特点就是受到地理因素的制约与影响，这个特点也导致设计过程中涉及的参数很可能具有一定的特殊性。简单举例有:基本雪压、基本风压、场地土类别、地震烈度等铸锻参数的选取过程都要严格依照《全国基本雪压分布图》《全国基本风压分布图》以及工程地质报告这三份材料进行敲定，又如墙体围护的主材在不同地区存在差异，工程师则需要根据实际选用的主材确定墙体荷载。在开始设计之前，设计人员应当大量收集设计相关资料、深入研究设计规范，根据具体的工程类型、地域条件确定具体参数，这样的做法能够在加强计算结果可靠性的同时，避免参数不合理、参数错误造成的返工、浪费等现象。

建模计算的前期处理是提高结构设计质量的重要措施之一。对荷载的计算要保证准确有效，估计、推测等无依据的做法是需要每个工程师尽可能避免的。建模的过程要严格按照科学的方法来给定输入，楼梯洞口输入处的局部开洞处理，转换层构件与悬挑构件设计中活荷载的不利影响，飘窗部分的荷载分析等都是需要格外注意的步骤。

在尚未了解各个参数具体含义的情况下，毫无依据的对参数进行盲目的修改是结构建模过程中的一个大忌。在调整参数的过程中，要格外注意不同参数的具体适用范围，具体的某一项参数大多具有较为严格的适用性，砖混结构下准确的参数，很可能不适用于框架结构，多层结构下准确的参数，对高层结构的适用性也未必能够保证。对相关计算软件的应用也要注意这个问题。不同的计算理论是具有其特定的假设条件的，软件的编制默认状态下均符合这些特定条件，为了避免出现参数不匹配、不适用的问题，在使用软件前必须了解清楚这款软件的具体技术条件，即使是最熟悉的PKPM软件系列也不能忽略这个问题。缺乏对于软件技术条件的深刻理解，就无法合理、正确的应用软件进行实际设计。因过分信任计算机的计算结果，而忽视结构概念导致的严重错误，近年来在结构设计领域也屡见不鲜。相关领域工作者在必要的情况下要进行手算复核，而不是迷信软件的计算结果，这种情况对于带转换的构件设计工作最为重要。

在结构设计的过程中，建筑物计算分析的结果是为了确保在静力荷载以及自然灾害造成的动力荷载作用下具有较强的整体安全性。然而，仅仅依靠计算分析结果展开的设计，在实际生活中是很难避免荷载作用下建筑物局部开裂、破坏等现象的。针对不同的自然灾害，要进行专门的防护性设计。以地震为例，可以根据工程抗震等级的要求指标，按照设计规范中的具体要求，在结构设计过程中采用必要的构造措施。特别是针对计算性相对比较弱的结构类型时，多数的设计都要求通过构造措施保证建筑的安全性。

五、小结语

通过文章中的分析，概念设计在建筑结构设计的过程中扮演了很重要的角色。除此之外，针对软件计算参数、计算结果的荷载分析、数学建模工作的有效进行，都是提高建筑结构设计质量的好办法。

参考文献:

[1]闵小双.概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技资讯，2006(34)：213．

[2]柳强.王玉玲.浅谈概念设计在结构设计中运用[J].新疆化工，2006(1)：25～27.

[3]王顺卿.谈建筑结构设计中的概念设计[J].山西建筑，2006(8)：39-40．

[4]颜兴强.浅谈建筑结构设计方法[J].沿海企业与科技,2009(5).

[5]熊煜.建筑结构设计中若干问题分析[J].山西建筑,2009(25).

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1.1本项目的基本情况

本工程位于湛江市开发区的某小区。总用地面积17062.13m2，总建筑面积82351.57m2（其中地下建筑面积为12829.25m2，地上建筑面积为69522.32m2）。另外本工程设计使用年限为50年，结构安全等级为二级，抗震设防类别为丙类。

1.2场地自然条件

（1）风荷载：基本风压按50年重现期取0.8kN/m2，地面粗糙度B类。（2）本工程设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度值0.1g，地类别为Ⅲ类，属于中软场地土。

2结构设计

2.1地基基础

由于业主未提供详细地质资料，基础设计待业主提供详细地质资料后确定。本院根据当地工程经验，本工程拟采用桩基础。

2.2上部结构设计

根据建筑使用功能的要求并结合本工程的特点，本工程结构形式为：1~3栋采用框架-剪力墙结构；4栋采用剪力墙结构，其中剪力墙及框架抗震等级均为二级。本工程混凝土强度等级为C50～C30，钢筋采用HRB400级钢筋。

2.3PKPM系列结构软件分析

在本次湛江市开发区的某小区的结构设计中采用PKPM系列结构软件进行结构分析。具体来讲本设计所采用的计算机程序为中国建筑科学研究院PKPM-SATWE，版本型号是2010版，这也是在目前设计院住宅结构设计中较为常用的一款软件，并且该转件的结构计算结果较为可靠。本次住宅的结构采取较为常用的框架加剪力墙结构，目前这种结构在现有的高层住宅设计中被广泛的应用，这种形式结合了框架和剪力墙两种结构的优点，具有受力稳定，造价相对经济的特点。同样的为了保证整个结构的稳定性，在住宅建筑的-1~3层对结构进行了加强。整体结构的嵌固位置为地下室的顶板。每个建筑的结构在计算的过程中都会对灾害进行预估，提前计算其所受的荷载，并在设计过程中采取相应的措施。在本次住宅小区的结构设计中，对于五十年一遇的大风，预估的基本风压值为Wo=0.8kN/m2，建筑物地面的粗糙程度按照B类设计，以一号住宅楼为例，其承载风荷载效应时的放大系数为1.1，最终建筑物的体型系数采取1.4来进行计算。其次，对于地震灾害中的受力，在建筑结构的整体设计中也是应当考虑的，本项目的所处的地质环境要求建筑物按照Ⅶ度抗震烈度进行设防，所以在结构设计中按照其相应的抗震烈度设防地震分组为第一组，场地的类别为三类，建筑物的抗震设防类别为丙类，并且需要考虑在地震作用下构的偏心问题，以及双向地震作用力的问题。在地震作用下：计算振型个数为15，重力荷载代表值的活载组合值系数为0.5，周期折减系数为0.75，结构的阻尼比为5％，特征周期Tg为0.45，地震影响系数最大值为0.08。具体来讲混凝土框架的抗震等级为二级，剪力墙的抗震等级为二级，综合来讲其抗震结构措施为二级设计。最后在计算的过程中还需要对一些系数进行调整和修改：梁端负弯矩调幅系数为0.85；梁活荷载内力放大系数为1；梁扭矩折减系数为0.4；托墙梁刚度增大系数为1；实配钢筋超筋系数为1.15；连梁刚度折减系数为1.0（注：风荷载控制），0.6（地震荷载控制）；梁刚度放大系数按2010规范取值；并且柱配筋的计算按照双偏压来进行设计。

3本工程的结构计算

本工程位于湛江市开发区的某小区，在进行结构计算的过程中采用的活载标准值按照《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012），取值见表1。

4展望

对于实际的居住区工程来说，好的结构设计往往是整个项目成功的关键所在，合理的结构设计不仅可以使形体优美的建筑得以成为现实，更是为建设的设计者提供新的构思机会，因为合理的结构设计通常与美学的要求不谋而合。所以本文通过对实际项目结构计算过程中的地基基础、上部结构设计、PKPM系列结构软件分析等重要步骤的解析，探讨住宅小区在结构设计的过程中应当注意的关键点，对居住小区结构设计的方法进行了验证，希望可以对实际的居住区的建筑的结构设计提供一些灵感。

作者:潘伟朝 单位:广东省建科建筑设计院有限公司

参考文献

[1]梅丽娜.浅谈结构设计的几项基本原则[J].黑龙江科技信息，2010（15）.

[2]梁兴泉.结构设计的体会[J].山西建筑，2009（27）.

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关键词：复合材料； 铺层； 优化； MSC Nastran

中图分类号：V215.21文献标志码：B

0引言

近年来，飞机结构优化在飞机结构设计中的应用越来越频繁.优化设计的基本思想是：在满足飞机强度、刚度等结构完整性要求的条件下，保证结构质量最轻.

复合材料结构以其比强度高、比刚度大、性能可设计等优点，已被广泛应用机结构设计.复合材料层压板是由单层板粘合在一起组成整体的结构板，复合材料层压板的特点在于它的可设计性.层压板的性能不仅与单层板的材料性能有关，而且与单层板的铺设方式有关.单层板的性能与纤维材料及纤维指向有关，如各单层板的纤维指向不同或铺层顺序不同，则可以得到各种性能的层压板，因此，在不改变单层材料的情况下，有可能设计出各种力学性能的层压板，满足工程上的不同需求.

铺层设计是复合材料结构设计中的重要内容，复合材料层压板的强度、刚度、稳定性和工艺等均与铺层有着十分重要的关系，对减重效果有重要影响，铺层设计的优劣在很大程度上决定结构设计的成败.本文基于航空上通用的MSC Nastran优化模块，对复合材料尾翼进行铺层优化设计，取得较好的结果.

1优化分析计算思路

在有限元程序实施过程中，复合材料结构优化设计的基本步骤为：优化区域定义关键单元选择设计变量定义优化控制条件.MSC Nastran优化设计流程见图1.

4结论

讨论复合材料结构优化的分析计算思路，采用MSC Nastran优化模块对复合材料尾翼进行优化计算，得到以下结论.

（1）以质量最轻为目标函数的结构优化，初始尺寸假设比较关键.初始尺寸较小，结构质量会随着迭代循环而增加.

（2）优化变量初值上、下限对优化结果影响较大，影响计算收敛和结果的准确性.

（3）对于复合材料结构稳定性考虑不足，按线性屈曲计算，会造成结构质量偏大.

（4）结构优化是个反复迭代的过程，不能期望一次就能给出合理的结果.

（5）复合材料影响因素较多，需要对优化结果进行较多的处理，需要有较丰富的工程经验.

（6）通过复合材料尾翼的优化计算，说明采用MSC Nastran对复合材料结构进行优化可行，有一定的工程应用价值，也为推动复合材料在飞机上的应用积累经验.

参考文献：

[1]刘兵山， 黄聪. Patran从入门到精通[M]. 北京： 中国水利水电出版社， 2003.

[2]飞机设计手册总编委会. 飞机设计手册载荷、强度和刚度（第9册）[M]. 北京： 航空工业出版社， 2001.

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（华南农业大学珠江学院 经济管理系，广东 广州 510900）

摘　要：在经济全球化的大背景下，降低成本和核心技术成为企业竞争的两大法宝。企业的人才结构发生重大改变，企业的薪酬结构引起社会和员工的广泛关注，这就需要企业建立战略性的薪酬结构。企业薪酬结构设计的影响因素和设计方法是重点，了解到这两方面，则大大利于企业薪酬结构的设计，为企业薪酬结构设计提供参考。

关键词 ：企业薪酬结构；影响因素；结构设计

中图分类号：F275 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2014）34-0163-02

收稿日期：2014-10-29

基金项目：华南农业大学珠江学院经济管理系《我国企业薪酬结构与薪酬结构激励机制研究》项目研究成员之一。课题编号：省级大学生创新21。

作者简介：陆新颖（1994-），女，广东德清人，学生，主要从事公司法研究（指导老师：施新华）。

一、企业薪酬结构的内涵及其构成[1]

（一）企业薪酬结构的内涵

（1）狭义的薪酬结构：同一组织内部不同职位或不同技能之间薪酬水平的排列形式，主要是纵向的等级关系，包括薪酬等级的数目、薪酬级差、等级区间和级差决定标准等。

（2）广义的薪酬结构：广义的薪酬结构包括狭义的薪酬结构，还指不同薪酬形式的之间的比例关系，我们将其称为薪酬组合。

我们这里研究的主要是在同一组织内的薪酬结构。

（二）薪酬结构的构成

一个典型的薪酬结构的基本构成有：薪酬的等级数量、薪酬趋势线（最高薪酬线、中位薪酬线、最低薪酬线）、薪酬等级内部范围（薪酬幅度、薪酬中值、最高值、最低值），以及相邻薪酬等级的交叉或重叠程度等。[2]

二、影响企业薪酬结构设计的因素

（一）遵守企业薪酬结构设计的基本原则

（1）贯彻内部公平性，兼顾外部竞争性。 贯彻内部公平性，顾及员工的感受，有利于提高员工的工作积极性，提高工作效率。随着企业间人才竞争激烈，薪酬水平若低于市场水平，企业则难以吸收到优秀人才，薪酬结构设计的外部竞争性越显其重要性。

（2）具备动态调整性。薪酬结构并不是一成不变的，还受外部因素和企业自身因素变化的影响，需要定期的调整和更新薪酬结构。调整的依据是薪酬与绩效对等，即职位价值和员工能力对企业贡献的大小。

（3）按工作流程支付原则。工作流程可分为团队合作和个人任务组织。当工作需要团队合作时，则尽量减少员工的薪酬差距；当工作可个人任务组织时，可适当拉大个人的薪酬差距。

（二）与企业总体战略相符的原则

在创立期，企业流动资金比较短缺，一般都会控制薪酬成本，倾向于推行弹性较大，薪酬差距较小的薪酬结构；在发展阶段，企业在规模和资金储备方面都有了很大的提高，这时，企业需要员工充分发挥积极性和创造力，加强企业的创新和市场开拓能力，这时企业采取的薪酬结构要偏向于激励员工；在衰退期，企业注重控制成本，回收资金，企业的薪酬结构倾向于基本保障作用，维持稳定。

（三）建立企业精神[4]

企业精神能够使其在市场形成自己的特色，同时能使员工与企业形成共同目标，更好地为企业创造财富。企业精神是薪酬结构设计无形的影响因素，但却对于企业是举足轻重的。

三、企业薪酬结构设计的方法和基本步骤[5]

（二）薪酬结构设计的基本方法

（1）基准职位定价法。基准职位定价法是利用基准职位的市场薪酬水平和基准职位的工作评价结果建立薪酬政策线，从而确定薪酬结构。它能符合贯彻内部公平性和兼顾外部性的原则，广泛应用于与市场联系紧密和规范性的企业。

（2）直接定价法。这是完全市场导向性薪酬设计方法。企业内所有的职位薪酬完全由市场所决定，薪酬结构也是根据市场各职位的薪酬水平建立的。直接定价法体现了外部性，却忽略了内部公平性，适合市场主导的企业。

（3）设定工资调整法。设定工资调整法是企业根据自身经营状况而规定基准职位的调整薪酬标准，再根据工作表现来设计薪酬结构。

（4）当前工资调整法。企业根据目前的薪酬结构重新调整或重新设计，实际上是员工薪酬的再分配。

（二）企业薪酬结构设计的基本步骤

（1）薪酬政策线的制定。薪酬政策线是指薪酬中值点所形成的的趋势线，它的主要作用是确定企业薪酬的总体趋势。

（2）薪酬等级的确定。确定等级有：企业内部的一个薪酬结构划分了多少等级；确定最高薪酬等级与最低薪酬等级之间的差距；相邻两个薪酬等级的级差。

（3）薪酬等级范围的确定。 薪酬等级范围的确定是依照每个薪酬中确定最高值、最低值和不同等级的薪酬标准交叉或重叠度。

（4）薪酬结构的调整。它是指根据企业管理的其他特殊要求对薪酬结构进行局部和定期的调整。

四、研究企业薪酬结构影响因素的目的和意义

（1）在经济全球化的时代背景下，我国现已成为世界贸易大国，国外国内的企业竞争都很激烈，变革已经成为企业长青的重要因素。薪酬结构的研究与企业变革密切相关，研究企业薪酬结构的影响因素，合理分配企业资源，更是能促进企业深入变革，适应时代潮流。

（2）薪酬的观念已经发生了变化，从简单的人工成本转变为人力投资。把发放员工薪酬视为一种企业人力投资，并激励员工，充分发挥其主观能动性。研究薪酬结构设计影响因素，改变薪酬理念，跳出旧框架。

（3）薪酬是企业对员工给企业付出自己的体力与智力劳动后所支付的相应的酬劳和回报，实质是一种公平交易员工付出劳动并得到相应的报酬也是员工实现其自身价值的重要途径。研究薪酬结构设计影响因素最终能够实现激励员工，使员工更踏实地为企业工作。

参考文献：

[1] 孙静，林朝阳.企业薪酬管理[M].北京：清华大学出版社，2009.

[2] 孙静，林朝阳.企业薪酬管理[M].北京：清华大学出版社，2009：123.

[3] 雷鸣.企业薪酬结构的影响因素[A]中国电力教育（下），2012（15）.表2：33.

[4] 托马斯·B·威尔逊.薪酬框架：美国39家一流企业的薪酬驱动战略和秘密体系[M].译：陈斌，刘振，尹宏.华夏出版社：9.

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关键词：建筑结构优化技术

中图分类号：TU3文献标识码： A

1 建筑结构的人性化特点与优化内容

建筑的人性化是体现建筑实用性的一个重要方面，尤其是随着社会经济的不断发展和进步，人们对于自身居住条件提出了更高的要求。在居住环境方面，不但要求有房可居，同时还要求住得方便、住得舒适。这时，以实用性为基础的“人性化”就成为了人们对建筑设计追求的一个重要概念。而在现代建筑结构设计优化的过程中，现代建筑设计就需要以“人性化”这个特点为基础，采用“以人为本”的设计理念，对建筑的整体结构进行优化。人性化建筑结构的特点具有这样的几个特点：

（1）合理的空间布局，通常而言在人少地多的地方选择独立的小高层以及别墅，而在人多地少的地区则尽量建设高层，而且在建筑整体结构之内具有明确的用地分工，能够提高对土地空间的利用率。

（2）整体建筑结构极具艺术效果，通常在进行结构设计是在充分考虑通风以及采光等因素的基础上，一般尽可能的将客厅和卧室布置在建筑整体结构的南面，而将厨房、餐厅以及卫生间设置在建筑的北面。阳台直接与阳客厅相通，这样就使得穿过阳台时不需要穿过卧室，将私人空间和公共空间相分离，有效的保证了住宅类建筑使用过程中的私密性。而通过采用建筑结构优化设计的方法，不但可以实现建筑的上述特点，还可以有效的降低建筑结构设计的成本。其中，在进行结构优化的过程中，主要的优化对象和优化内容包括：建筑基础结构的优化、建筑屋盖系统的优化、建筑围护结构的优化以及细部结构的优化等内容。而针对上述结构具体方面的优化还包括具体的选型、结构的布置、结构整体受力分析以及结构造价分析等，在确保达到实用要求以及建筑标准的同时，通过与具体的工程实际情况相结合，达到优化设计的目的。

2 结构设计优化方法的理论体现

在从事工程项目和结构的设计时，除了要考虑设计对象的基本使用功能及安全可靠性外，还应该考虑到把它设计对象设计得尽可能完美。这就是工程和结构的最优化问题。用科学的语言来描述就是：利用确定的数学方法，在所有可能的设计方案的集合中，搜索到能够满足预定目标的、最令人满意的方案。结构设计优化方法从建筑理论上分析，具体体现在房屋工程分部结构的优化设计和房屋工程结构总体的优化设计两方面。后者的优化设计包括：屋盖系统方案的优化设计、围护结构方案的优化设计和结构细部设计的优化设计。穿插其中的，还包含选型、布置、受力分析、造价分析等项目，在实施过程中，还应该按照一切从实际出发的原则，结合具体工程的实际情况，围绕房屋建筑的综合经济效益的目标进行结构优化设计。建筑师在保证设计安全的前提下，应该敢于挑战新的结构形式。在建筑结构设计的过程中，在基本满足建筑师设计意图的基础上，平面布置应尽量规则，对称，尽量缩小质量中心和刚度中心的差异；使建筑物在水平荷载作用下不致产生太大的扭转效应。竖向布置上，在满足功能要求的前提下，尽量使竖向承重构件上下贯通；能不使用转换层的就应避免使用，以减小结构分析和设计上的困难，另外也不经济，还容易造成应力集中；竖向刚度最好不要突变，而要渐变，否则突变处在水平荷载作用下会出现严重的应力集中现象，这对结构抵抗水平动力荷载是十分不利的。

3 建筑结构设计优化技术的步骤

3.1 结构优化模型房屋结构整体优化设计方法分以按三个步骤进行：

3.1.1选择设计变量。一般把对设计要求起主要影响作用的参数作为设计变量，如目标控制参数（结构造价C1和损失期望C2）和约束控制参数（结构的可靠度PS）；而将那些对设计要求来讲，变化范围不大或是根据结构要求或局部性的设计考虑就能满足设计要求的参数等作为预定参数，这可以大大减少设计、计算和编制程序的工作量。

3.1.2确定目标函数。寻求一组满足预定条件的截面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率，从而使总费用最小。

3.1.3确定约束条件。房屋结构基于可靠度优化设计的约束条件，则包括尺寸约束、结构强度约束、应力约束、变形约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中，要使结构优化设计应用于实际房屋结构工程，则是路房屋结构设计中实际的约束条件与目标约束条件相比较，保证各约束条件都符合现行规范的要求，以实现最优设计。

3.2 设定优化设计计算方案

房屋结构基于可靠度的优化设计问题属于比较复杂的多变量、多约束非线性优化问题，在计算过程中，通常是将有约束优化问题转化为无约束问题求解。可以利用的优化设计计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。

3.3 进行程序设计

根据基于可靠度的结构优化模型和选择的优化设计计算方法，编制功能齐全、运算速度快的综合程序。

3.4 结果分析

对计算结果进行分析，确定最优设计方案。在执行以上步骤的过程中，必须要全方位、多角度考虑方方面面的问题。这主要是因为建设投资是一项耗资巨大的工程，涉及到的方面比较复杂，因此，必须进行总法规和考虑，不能仅仅为了节约资金投入而忽视了设计的优化作用。要正确处理技术与经济的对立统一是控制投资的关键环节。设计中既要反对片面强调节约，忽视技术上的合理要求，使项目达不到功能的倾向，又要反对重视技术，轻经济、设计保守浪费的现象。总之，建筑结构优化设计方法的研究是一个非常复杂的综合决策问题。适用、安全、经济、美观和便于施工是进行建筑工程设计的一般原则，而这5个方面各有所重，又互为矛盾，一个优秀的设计往往是这5个方面的最佳结合。我们需在实践过程中多实践、多探索，以最低的造价实现最佳的经济效益，实现经济、合理和美观的设计要求。

4 结构设计优化技术的实践应用

4.1 因为前期方案的确定直接影响建筑的总投资，而现在存在的普遍问题就是前期方案阶段结构设计并不进行参与，建筑师进行建筑设计时大多并不考虑结构的合理性以及它的可行性，但是建筑设计的结果却直接对结构设计造成影响，某些方案可能会增加结构设计的难度，并使得建筑的总投资提高。如果在方案的初期，结构优化设计就能参与进来，那么我们就能针对不同的建筑类别，选择合理的结构形式，合理的设计方案，获得一个良好的开端。

4.2概念设计应用于没有具体数值量化的情况，例如地震设防烈度，因为它的不确定性，计算式难免与现实有较大的差异，在进行设计的时候就要采用概念设计的方法，把数值作为辅助和参考的依据。设计过程中需要设计人员灵活的运用结构设计优化的方法，达到最佳的效果。与宏观把握相对应的，设计的过程同时要注意对于细部的结构设计优化，比如现浇板中的异形板拐角处易出现裂缝，可划分为矩形板。注意钢筋的选择，I 级钢和冷轧带肋钢市场价格差不多，但是他们的极限抗拉力却相差很大，所以在塑性满足要求的情况下，现浇板的受力钢筋就可选择冷轧带肋钢筋。在做里面设计的时候，外立面上的悬挑板及配筋，满足基本的规范要求即可，达到既安全又经济的目的。

4.3地基基础的结构设计优化首先要选择合适的方案，如果为桩基础，那么要根据现场地质条件选择桩基类型，尽量节省造价。桩端持力层对灌注桩桩长的选择影响很大，应多进行比较以确定最合适的方案。

结语:

建筑是凝固的艺术，精美的建筑是设计师把建筑的美观设计与结构设计相互密切配合的结果。房屋结构设计追求适用、安全、经济、美观和便于施工五种效果，来提高有限空间、有限资源的最大化效果发挥，实现经济化、实用性和适用性的良好目标。而建筑结构设计优化方法的应用则既能满足建筑美观，造型优美的要求，又能使房屋结构安全、经济、合理，成为实质意义上的“经济适用”房。

参考文献：

[1]黄浙青，朱小德.浅谈结构设计中的抗震设计[J].科技创新导报，2008（28）

[2]张红友.优化结构设计减少建筑投资成本[J].陕西建筑，2008（11）.

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关键词：建筑结构；优化设计；技术应用

改革开放后的几十年内，人们生活水平不断提高，人们对居住条件提出了更高的要求。住房不仅要满足人们安家置产的要求，还要实现经济和美观舒适的最佳结合。同时，建筑面积的减少促使高层建筑的大量涌现。另外，建筑结构的成本在建筑整体成本中占据很大的比例，要实现建筑成本的节约，提高建筑行业的经济效益，就必须在建筑结构的优化上下功夫，利用现代的数学模型，科学地提出切实可行的结构优化设计方案，实现成本的节约和效益的最大化。

1房屋建筑结构设计的应用优化技术的内容

房屋建筑结构设计的应用优化技术是指在对房屋结构进行设计时，能够结合实际情况，遵循设计规范，满足建筑方的使用要求，并实现建筑成本的最小化和经济效益的最大化的设计技术。结构设计的优化技术包括结构总体的优化设计和分部结构的优化设计。分部结构的优化设计又包含了围护结构、细部结构、下部基础结构、中间主体部分结构、上部屋盖结构等的优化设计。该技术的重点在于对结构的选型、构件的布置、结构的受力情况等方面的优化设计。

在设计过程中，影响房屋建筑结构设计的经济性因素主要有：设计层数和用地面积的相互关系；建筑物层数和分部部分的相互关系；结构设计和建筑设备的相互关系；体型设计与经济的相互关系。具体分析如下：

1.1房屋建筑的层数与用地面积

理论上看，建筑物层数增加会减少建筑物的总面积，但在实际的建造中，建筑物层数的增加会使建筑物与其周围建筑物之间的间距增大，就使得建筑物总面积增大，这与理论上的出的结构正好相反。因此，建筑物的层数和建筑物总面积之间无必然联系，在设计建筑物的结构时，合理的规划建筑物的层数是实现房屋建筑经济效益的有力手段，应与充分考虑。

1.2建筑物层数与分部部分

分部部分是建筑物的支撑，需要承受建筑物主体部分的重量，随着建筑物层数的增加，分部部分特别是承重结构构件所承受的重力就会越来越大。为了保证建筑物的安全，设计者就必须充分重视分部部件的质量，这也必然会增加建造的成本。因此，在结构设计时要充分考虑建筑物层数与分部部件的承载力，既要保证建筑安全又要节约成本，实现两者的完美结合。

1.3结构设计与建筑设备

房屋的建造是为了满足人们的生活需求，故房屋的建造就离不开建筑设备如给排水管道和电力设备等的安装，高层建筑需要更多的建筑设备，层数越高，需要的建筑设备越多，所花费的造价成本就越高，在设计中也要实现建筑层数和建筑设备的协调。

1.4体型设计与经济

在相同的建筑面积下，方形或圆形的建筑设计更能增大建筑的空间，减少墙体等建筑设备的安装成本，其内部构件的受力状态更稳定，因此，在设计时，如无特别要求，更易采取方形或圆形的建筑结构。

2房屋建筑结构设计应用优化的步骤

房屋建筑结构的设计不仅要考虑满足建筑方的使用要求，实现功能性和安全性的统一，还要通过合理的设计方案实现质量和经济的统一。设计人员一般通过以下步骤实现结构设计的最优选择：

2.1合理的选择变量

合理的选择变量就是要结合建筑的实际情况，对所涉及的参数进行对比分析，择其重者而选之，选择影响最大最重要的参数作为必要考虑的变量，选择变数最小的参数做诶重要的参考指标，而对其他变量根据实际情况进行取舍，尽量减少参数的选择，简化计算编程的工作量。一般情况下，建筑工程的目标参数如房屋的市场价格和预期产生的损失；建筑工程的约束参数如房屋的架构等，作为重点考虑的参数。

2.2确定目标函数

结合建筑方的需求，以降低造价成本和保证建筑质量为目标，考虑已选择的相关参数，选择所使用的函数，通过一系列的比较，计算出最优解，实现结构设计的目的。

2.3确定约束条件

设计者应当根据具体的设计要求，对施工过程和目标确定两方面所涉及约束性条件进行分析比较，根据建筑规定的要求，合理确定约束条件，实现优化设计的目的。

在实际的施工中，房屋设计的指标不仅包括房屋的尺寸、架构刚性、受力和变形限度、结构的可塑程度和确定程度等，还需要考虑 建筑结构中对钢结构的应用。

2.4确定计算方案

通过前面三个步骤确定了合理的约束条件和所适用的目标函数，然后就需要在保证结构优化的目标下，对已知的约束条件进行转化，具体确定计算方案，分析比较各种情况下的利弊，实现目标的最优化。

3房屋建筑结构设计优化在应用中应当注意的问题

在实际应用，建筑结构优化设计是一个颇具实用性的应用广泛的课题。包括设计人员的选用、前期方案的选取、基础结构的合理设计、细部优化、综合全面分析等。

3.1重视设计人员的选用

在同一个建筑方案的要求下，不同的结构设计模式会产生不同的效果。在考虑设计模式时，对建筑设计所选用的参数、分析方法的选取更多的依赖于设计人员，而非计算使用的软件。越是经验丰富的设计人员，越能充分考虑实际问题的要求，灵活的选用，合理的判断。因此，对设计人员的选用会对设计方案的设计产生十分重要的作用。

3.2正确的选取前期方案

目前，在确定前期方案时很少运用到结构设计优化技术，导致设计人员在进行房屋优化设计时往往忽略结构的合理性，增加结构设计优化的难度，也增加了建筑设计的成本。故应当在建筑方案设计初期融入结构优化设计技术，从而节省设计成本，确定更为合理的设计方案。

3.3合理设计基础结构

基础结构设计是结构设计的基础，对地基结构的设计优化更是重中之重。首先合理选取地基使用的材料，使地基结构满足建筑规范所规定的安全度。其次，根据地质确定最适合的地基类型，不同的地质对地基结构的要求不同。

3.4做好细部优化

3.4.1 做好钢结构的选取和应用

在房屋的建造中，钢结构的使用超越于传统结构的使用，在结构设计中占据重要地位。相对于传统的混凝土和砖石结构而言，钢结构具有更好的支撑作用、承受力和更好的力学性能，能够增加建筑物的安全性和可靠性。另外，钢结构的类型多样，建筑手法也更为丰富，更能体现建筑的美感，实现建筑物耐用性和美观性的统一。所以，设计人员在对建筑物结构进行优化设计时，应当充分考虑钢结构的使用。

3.4.2增加防震强度

建筑物不能脱离于其他外部环境而单独存在，故在建筑物的设计中应当充分考虑建筑物的外部因素和特殊环境。地震作为一个特殊的外部因素，其具有无规律性、不确定性、破坏作用极大等特点，应当在设计时充分考虑地震作用对建筑物的影响。为此，在优化设计时可以采用一些有效的抗震设计方案，增强抗震强度。例如，在多道设防理念的指导下，在必要部位设计一些次要构件，以消耗部分地震能量，有效保护主要部件；采取刚度对称的建筑布置方案，遵循建筑物的延性设计理念等。

3.5综合全面分析

建筑物的结构优化设计不仅在于建筑物本身，还应当全面的考虑外部因素和实际需求。首先，应当考虑到建筑的使用目的、艺术形式和经济效益，其次，应当结合建筑物与外部的环境，包括周围的环境，市政规划的要求等因素。另外，建筑物的材料结构选取、光热等条件、建筑物平面和空间的组合等都应当考虑在内。

4房屋建筑结构优化设计在实践中的运用

邯郸市某住宅区高层建筑共有八栋楼组成，其中1号、2号两栋楼均为18层，结构总高度为55m，另外3～8号楼为30层，结构总高度为90m，地下均为1层，地下室埋深为4m，总建筑用地面积为100168平方米，总建筑面积166836平方米。主要功能为地上商住楼，地下设备用房及停车库，战时用作六级人防掩蔽体。建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速为0.1g，地震分组为2组，属Ⅱ类场地。场地的地层按照岩土性质分类，共有13个工程地质层。主体均采用剪力墙结构。综合勘测所得的数据和建筑物的周围环境，在分析了市政规划的要求、场地的条件、光热的条件、建筑物主体部分的重量、内部构件的受力状态、周围居民的反应，在降低造价成本和保证建筑质量的目标要求下，设计人员根据建筑项目所涉及的参数，制定出符合建筑要求和经济目的的结构设计优化方案。

5结语

结构设计优化技术不仅是决定建筑质量的关键因素，还是实现安全性、美观性、经济性和实用性相结合的有效途径。建筑工程项目中，结构的优化设计最能实现降低工程造价的目的。因此，在结构设计的过程中，设计人员遵守“经济、适用、合理”的原则，充分考虑建筑中涉及的约束条件，合理设计基础结构，把握关键部位及次要构件，综合考虑外部因素和建筑目的，采用现代科技手段，选择合理的结构设计方案，实现结构优化设计，达到建筑工程经济效益最大化的目的。

参考文献：

[1]陶小林；杨杨.浅谈房屋建筑结构设计中的应用优化技术[J].科技创新与应用，2013（16）29-33.

[2]马魁；刘庆贵.论房屋建筑结构设计中应用优化技术[J].现代商贸工业，2013（05）：43-47.

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关键词：建筑设计，结构设计， 关系

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

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：

1建筑设计与结构设计的概念区别

1．1建筑设计的概念界定

建筑设计是指建筑物在建造之前，设计者按照设计仟务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来。作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。使整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案统一步调顺利进行。并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。建筑设计工作的全过程分为几个工作阶段：搜集资料、踏勘现场初步设计、施工图设计等，循序进行，这就是基本的设计程序。

广义的建筑设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作。由于科学技术的发展，在建筑上利用各种科学技术的成果越来越广泛深入，设计工作涉及建筑学专业、结构专业以及给水、排水，采暖、空气调节、电气、煤气、消防、防火、自动化控制管理、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、工程估算，园林绿化等方面的知识，需要各种科学技术人员的密切协作。但通常所说的建筑设计，是指“建筑学”范围内的工作。它所要解决的问题，包括建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑物与周围环境、与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式，建筑与结构、建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料、更少的劳动力、更少的投资、更少的时间来实现上述各种要求。其最终目的是使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。建筑师除了精通建筑学专业，做好本专业工作之外，还要善于综合各种有关专业提出的要求，正确地解决建筑设计与各个技术工种之间的矛盾。

1．2结构设计的概念界定

结构设计，即：建构筑物的结构设计。一般包括上部结构设计和基础设计。

上部结构设计主要内容及步骤：(1)根据建筑设计来确定结构体系、确定结构主要材料：(2)结构平面布置：(3)初步选用材料类型、强度等级等，根据经验初步确定构件的截面尺寸：(4)结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析：(5)荷载效应组合：(6)构件的截面设计。此外还包括某些必要构造措施．需要依据结构专业相关规范、图集等。

基础设计：(1)根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式，材料强度等级，一般有浅基础(如：独立基础、条形基础等)和深基础(如：桩基)；(2)基础底面积的确定及地基承载力验算：(3)基础内力计算及配筋计算。(4)考虑必要的构造措施

结构设计的成果体现在绘制的结构施工图上，该图纸是结构工程师的语言，是直接面对施工现场及相关工程技术人员的，应该按照一定的规范绘制。

2建筑设计与结构设计的关系分析

建筑设计与结构设汁是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。而二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。

在建筑设计中，少数建筑师总是把结构放在从属地位，并要求结构必须服从建筑，一切以建筑公司为先导，这一观念分割了科学的完整性，忽略了基本的力学规律，片面地追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求，这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。任何一个建筑设计方案，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。因此，在做建筑设计的过程中，建筑师应具备有一定的结构方面基础，能与结构设计适当结合，相互调协，使二者相统一，才能创作出真正优秀的建筑设计作品。

在现实工程实践中：(1)许多建筑设计师，强调创作的美观、新颖、标新立异，强调创作的最大自由度，然而这样的建筑设计将会给结构设计带来很大的困难，作为建筑物本身必须承受起巨大的自重荷载和活载、水平风力、地震力、扭矩力等。如果建筑设计人员在进行平面设计和竖向设计构思时，不依据基本的结构技术原理和有关结构的受力特征，不征询结构设计师的意见，往往会使结构工程师不能有效地选择合理的结构体系，进行结构设计导致结构的不稳定等问题。比如将建筑物截面设计成为三角形，其抗弯矩力和抗侧能力比圆形截面、矩形、多边形截面要小得多。(2)还有一些建筑师缺乏对结构力学方面的基本常识，在设计过程中，往往忽视力学的基本规律．

3．建筑设计与结构设计相结合的对策与建议

3．1系统全面规划和科学设计、计算

通过上文的介绍，让我们知道了建筑设计与结构设计的区别，以及各自的特点。对于一个具体的建筑工程项目而言，建筑设计就是设计建筑物的总体布局，内部功能.外在形象.细部构造等的设计。满足人们修养生息、活动和审美需求的愿望而创造的一个空间环境。设计的成果主要有总平面图，平面图，立面图，剖面图，详图．还有必要辅助的效果图等。结构是能够承受荷载并且维持几何不变的构件体系，那么结构设计就是设计能够承受建筑荷载的结构。主要设计房屋建筑的承重构件的布置，构件形状，大小，材料，构造等，其设计成果主要有基础平面图，基础详图。结构平面图和钢筋混凝上构件详图，节点钢筋构造详图等。在构思规划、设计、施工过程中，应该系统、全面地了解各方面的工程数据、信息，科学地进行建筑设计，同时进行重点环节、重点部位的结构设计。考虑外观造型对材料、承载力、剪力、延性、刚度、抗压、平衡、抗震等的实现难度，整体构思结构总体方案，明确结构总体系与水平分体系、竖向分体系间的关系和设计要求。有必要通过概念性的近似计算进行探索优化，确定结构分体系及其结构分体系及其构件的基本尺寸，确认建筑设计方案的可行性。确保建筑空间形式与结构受力特征的协调性和一致性。

3．2同步进行质量控制和监控施工过程

在具体的建筑项目设计工作中建筑设计与结构设计是一项关键性的工作，两者的设计都事关建筑安全性、稳定性，又是一项创造性的工作，是一个集概念、经验、计算、表现等多方面因素于一体的综合性创造。所以，在进行建筑设计、结构设计的同时，应该提前预测性地考虑施工开始后的质量控制和监控跟踪问题。

建筑设计的适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。这五个方面各有所重，又互为矛盾，一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观，而忽略了便于施工的实现与质量监控的难易。应该在建筑设计的同时就考虑结构设计的成本，以及考虑到以后施工中可以对进度控制、质量控制进行有效的监控和跟踪。

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绝缘结构设计理念就是对不同用途及特点的绝缘结构进行细致的分析，完善绝缘结构中的问题，使绝缘结构的效果更加明显。我国的绝缘结构设计正在进行发展，我国传统的绝缘结构设计较为落后，在进行绝缘结构设计时不能将不同的绝缘材料以及需要进行绝缘的部位进行准确细致的分析，用最适合的绝缘材料来进行合理的绝缘结构设计。现阶段我国对绝缘结构的设计虽然较以前已经有了较大的进步，但是还是存在一些需要进行进一步解决的问题，这就需要对绝缘结构设计的原理以及各种绝缘材料进行系统的分析与研究，以研发出更为先进的绝缘结构。

1绝缘结构设计的发展概况

1.1绝缘结构设计的基本原理

在进行绝缘结构的设计时要注意设计出来的结构需要符合绝缘结构设计的基本原理，只有首先符合绝缘结构设计基本原理才能保证绝缘的效果安全性。绝缘结构设计的基本原理是进行绝缘结构设计时最重要的依据，在进行对绝缘材料的选择是就要首先对被绝缘的部分进行分析，了解被绝缘部分的基本材质，之后将所有的绝缘物质再进行系统的比较与分析，找出既不能够与被绝缘物质进行反应，又不会对需要绝缘的物质进行破坏的材料，这样基本材料选择时就已经遵循了原理。在选择玩所要用的材料后，就要对绝缘的大体结构进行细致的分析与设计，不同功能的被绝缘部位是需要不同的绝缘结构来进行绝缘工作的，所以对功能的分析也是绝缘结构设计过程中较为重要的步骤。例如在进行变压器进行绝缘结构设计时就要将变压器进行全方位的绝缘，不能够使变压器的中心工作位置在外界有所暴露，在绝缘的强度要求上变压器也是有较高要求的，只有用绝缘效果在常温的状态下最好的物质进行变压器的绝缘才能保证变压器附近的人员生命健康。绝缘结构设计的基本原理是较为严格的，绝缘效果的好坏直接影响到工作的安全性以及人员的生命安全，所以严格的遵循绝缘结构设计的基本原理是进行绝缘的必要规则。

1.2现阶段我国绝缘结构设计中存在的问题

目前我国的经济水平正在逐渐的提高，这对我国的发展是十分有利的，国家对许多需要进一步加强的研究项目进行了经济上的大力支持，这就使得我国的多项研究项目在近年来有了较好的成绩。现阶段我国绝缘结构设计虽然有了较大的进步，但是进步的同时还存在着一定的问题需要进一步的进行解决。我国绝缘结构设计时还不能够将影响绝缘效果的客观因素进行更好的避免干扰，一般在绝缘的过程中影响绝缘效果的因素有温度，空气中的湿度以及绝缘材料本身的性质。这三大类影响因素会使绝缘效果大幅度的减弱，最终导致发生更加严重的安全性问题。绝缘结构的设计还存在有一些技术上的问题，在现有的设计水平中，还不能将绝缘的效果达到最佳的状态。在一些电力十分强的设备中，对其外壳进行合理的绝缘化是十分必要的，但是基于绝缘材料受到的限制与绝缘技术的落后导致不能使绝缘效果得到更高的保证。这些问题都是制约我国绝缘结构设计的主要因素，所以对这些问题进行很好地解决就是提高我国绝缘结构设计水平的最直接方式。

1.3完善绝缘结构设计理念的重要性

绝缘结构设计应用于我国很多的产业之中，对居民日产生活也有着较大的作用。从小的方面来进行阐述，绝缘结构在生活中是一种十分常见的结构，例如生活中的用电器外壳大多数都是由很好地绝缘结构来进行对使用者的保护，如果这些家用电器没有较好质量的绝缘外壳，使用起来的危险性就将大大加强，人民的生命健康就要受到严重的威胁。从大的方面来进行阐述，绝缘结构应用于多类生产当中，几乎在所有需要进行电力供应的机械设备都需要进行一定的绝缘结构设计，否则在其进行工作时会使其他的设备及工作人员受到电力的干扰，从而使工作的效率降低，严重的将导致工作人员受到较为危险的生命健康威胁，一旦电流流入到设备的外壳，后果将不堪设想。所以完善绝缘结构设计理念是对保障居民及机械设备工作人员最为有效的方式，是对我国发展起到重要作用的一项基本内容。

2影响绝缘效果的因素及解决措施

2.1温度对绝缘效果的影响

影响绝缘效果的首要因素就是温度，因为温度的改变会使大多数绝缘物质的绝缘性受到较大的影响。一些特殊的材料在超低温的状态下将变为完全绝缘的物质，但是一旦温度有所提高，该物质的绝缘效果将大大的降低。这种完全绝缘物质的应用就要对温度作出较高的要求，时刻注意温度的变化，只有将温度控制在低温的状态下才能保证绝缘的效果。还有一些绝缘材料是需要在较高温度下才能够发生作用的，在对其进行应用时也要将温度控制好。虽然绝大多数的绝缘材料对温度的要求较低，但是这并不意味着温度的改变对其没有影响，一般的绝缘物质对温度都十分敏感，所以绝缘性也将随温度的改变而改变。所以在进行绝缘结构设计时就要首先考虑到需要绝缘物质的环境温度，根据温度来选择正确的绝缘物质。

2.2空气中湿度对绝缘效果的影响

空气中的湿度对绝缘效果也有较大的影响，湿度的改变就是空气中的含水量的改变，空气中水蒸气的含量是改变绝缘效果的主要因素。一般在湿度较大的环境中绝缘效果都将明显的降低，水蒸气吸附于绝缘结构的表面将使绝缘结构受到较为严重的破坏，进而导致绝缘效果的减弱。对于空气中湿度的控制是较难的，所以在进行绝缘结构设计时在绝缘物质的外层在进行一层绝水层的设计就将是适度对绝缘效果的影响降到最低，从而进一步的保证绝缘结构的效果与稳定性。

2.3材料本身对绝缘效果的影响

绝缘材料本身都具有不同的特点以及性质，不同的绝缘材料适合进行应用的范围是不一样的，只有选择正确的绝缘材料才能保证绝缘更好地效果。在进行绝缘结构设计时首先就是要对进行设计的需要进行绝缘处理部分进行分析，了解环境因素以及其他必要的外在影响因素，然后再将符合标准的绝缘物质进行进一步的研究，最终得到最适合进行绝缘结构设计的材料，这种材料的确定将对日后的绝缘效果造成主要的影响，所以在材料的分析与选择过程中要进行认真细致的考虑。

3结语

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关键词：建筑结构设计；问题；解决对策

中图分类号：TU318

文献标识码：B

文章编号：1674-3954（2013）21-0112-02

引言

建筑结构设计对于建筑工程的质量和效率有较大的影响，需要对其进行深入的考虑和分析，以保证设计的合理性，但在现实的结构设计中，总会发生这样那样的偏差，导致结构设计出现错误，从而对后续的工程建设埋下隐患，不仅浪费了施工资源，也严重影响了设计单位的信誉和形象。因此，提高结构设计的质量是当前急需解决的问题。

1 提高建筑结构设计质量的必要性

1.1 提高建筑工程的施工质量和效率

建筑工程的施工质量和效率不仅受到施工技术、施工材料、施工进度等的影响，同时也受到建筑结构设计质量的影响。如果结构设计不合理，就会导致后续的工程施工中出现不合理的施工现象，从而导致施工单位要返工重建，这样不仅会浪费施工时间，同时也浪费了大量的施工材料，致使工程施工难以按照计划进度完成，从而提高建筑工程的成本，不利于实现建筑工程的经济效益。提高建筑结构的设计质量，可以减少后续工程施工中的不合理施工现象，这样就可以有效地促进工程施工的顺利进行，同时也有效提高工程施工质量，实现工程建设的经济效益最大化。

1.2 树立设计单位良好的市场信誉和形象

随着市场经济的快速发展，各行各业的发展都要以市场为导向，以保证适应市场经济的发展，满足消费者的需要，从而提高自身的市场竞争力，实现经济效益最大化。建筑结构设计是代表设计单位信誉和形象的产品，如果设计不合理，那设计单位就很难为消费者提供满意的产品，也就难以适应市场经济发展的需要。提高建筑结构设计的质量，不仅可以使设计单位为消费者提供满意的产品，更好地满足市场经济发展的需要，还可以有效提高自身的市场竞争力，树立良好的信誉和形象，以实现自身的可持续发展。

1.3 建筑结构设计的原则

激烈的市场竞争促使设计单位在进行建筑结构设计时需要遵循一定的原则，以保证对市场经济发展的适应性，当前，建筑结构设计的主要原则有安全、适用、经济、美观、施工便利等，优秀的建筑结构设计方法往往是这几个方面的综合。因此，设计单位要采取有效的措施提高设计人员的专业素质，以建筑结构设计的原则为目标，不断提高建筑结构的设计质量，从而更好地满足市场经济发展的需要。

2 我国建筑结构设计中存在的问题

建筑结构的设计要熟悉建筑设计的主要构想，确定结构材料、估算结构荷载、分析传力途径，对于总结构体系的构思应保证具有足够的安全度，结构受力合理，保证建筑物的正常使用，保证建筑物的耐久并且要经济合理。

2.1 建筑结构总作用力的估算不全面

直接施加于结构，使其产生内力效应的称为荷载。由于某种原因使结构产生约束变形，从而产生内力效应的原因称为作用。这些作用力的三种分类永久作用力，可变作用力以及偶然作用力。其中恒载和楼面活荷载一般不会被忽略，而风荷载以及地震荷载在建筑结构设计中容易存在问题。所以在建筑结构设计中要根据建筑所处的具置与周围真实环境做好相应的设计准备工作。对于建筑结构总作用力的估算弄清总结构体系中竖向荷载的传力途径。估算竖向受力构件的受力面积。由竖向受力构件的受力面积乘单位面积竖向荷载平均值（经验数值）得到构件的轴向力。

（1）水平地震作用力的估算

FEK=alGeq：Fi=（GiHi/∑GjHj）FEK

式中：Geq――结构等效总重力荷载，多质点可取总重力荷载代表值的85%；a1――相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值。

（2）计算风荷载标准值wk=bZmSmZw0，由风荷载标准值wk乘受风面积。（见图1）

2.2 结构材料基本性能和结构反应重视不够

结构材料具有弹性、塑性和延性。弹性：有应力就有应变，应力降为0时，应变也为0。线弹性：应力与应变为线性关系。塑性：应力减小后不能完全恢复的变形。脆性：材料无塑性阶段，破坏前应力应变关系为直线或近似直线，破坏时突然，无任何预兆。延性是材料超越弹性极限后至破坏前耐受变形的能力。弹性极限高，结构强度高。弹性模量大，结构变形小。延性好，结构破坏前有较大变形，抗震能力强。结构反应是结构的荷载与变形关系。包括水平梁、板的竖向挠度以及建筑物的水平位移。

因此在做结构的承载力设计时，结构设计要满足三个基本要求：结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载或内力，不至因承载力不足而破坏（含失稳破坏）。其次结构应能承受正常使用、正常施工时可能出现的荷载，不至因抗倾覆能力不足而倾倒。结构在正常使用时有良好的工作性能，不至产生使用所不允许的过大变形、过宽裂缝等。结构承载力包括静定结构的承载力和超静定结构的承载力。静定结构的承载力由结构构件截面承载力决定。静定结构的承载力由结构构件截面承载力、超静定次数、结构材料的塑性性能等决定。其承载力大于相同截面材料组成的静定结构的承载力。由于超静定结构有多余联系，使得结构内力分布较均匀，故可提高承载力。超静定结构的破坏不是某一截面达到其极限承载力，而是一个从超静定到静定进而到几何可变体系的过程。这一过程中结构所承受的荷载不断增加，因而提高了结构承载力。所以要注意的是必须采用塑性材料做成超静定结构，但是超静定结构提高承载力的幅度是有限制的，超静定结构施工较为复杂。结构构件承载力设计要根据预估荷载、预选材料、预定结构型式，对尚未存在的结构构件按抵抗力功能要求确定所需截面问题，设荷载效应为S，承载力效应为R。设计时应保证：gS≤R。

2.3 结构的倾覆和抗倾覆设计

倾覆是结构或构件在荷载作用下，有围绕旋转轴向一侧倾倒的趋向，称为倾覆。倾覆临界状态：倾覆力矩=抗倾覆力矩。支承力N与支承体系总宽度成反比。建筑物高宽比（H/d）是决定建筑物抗倾覆能力的重要因素。局部结构构件的倾覆和抗倾覆设计步骤为先寻找倾覆旋转轴位置，然后计算倾覆力矩，计算抗倾覆力矩，进行抗倾覆验算。抗倾覆力矩=Mr，倾覆力矩=Mov，MdMov≥1.5，主要措施：靠构件自重抗倾覆，由悬挑构件埋入端压重抗倾覆设置收拉连接抗倾覆。

3 解决问题的措施

3.1 重视概念设计问题

在进行建筑结构设计时，概念设计的应用越来越广泛，对于提高建筑结构设计质量起到了较大的促进作用。但是，当前的设计人员在对建筑结构进行设计时，对概念设计的重视不够，导致其不能够全面的对建筑结构进行分析和考虑，从而造成了结构设计的片面性。片面的结构设计方案在后续工程施工的应用中就会显示出弊端，从而对工程施工的顺利进行产生严重的影响，难以有效提高工程施工的质量和效率。

当前，设计人员在进行建筑结构设计时，应当充分考虑概念设计的影响，不能够仅依靠计算来设计施工方案。概念设计主要是指依据整体结构与局部结构之间的结构破坏机理、力学关系，对其进行充分考虑，从中得出基本的设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的设计，以保证对整个建筑结构的有效控制。因此，设计人员应当突破传统重计算的设计方法，充分运用概念设计的思想对建筑结构进行全面的考虑和分析，以从整体上掌握结构设计的思想，从而保证设计的科学性和合理性，以提高建筑结构设计的质量。

3.2 重视基础设计问题

在建筑工程施工过程中，基础结构建设对于工程施工质量有着重要的影响，在进行建筑结构设计时，基础设计是结构设计中的重要一环。在当前的建筑结构设计过程中，很多设计人员都是利用电算程序对各种标准荷载和桩基承载力进行计算和设计，对于实际的荷载和桩基承载力没有进行探讨，如果将短期荷载和永久荷载采用同样的方法处理，就会增大边角的竖向结构，但是却不能增强中部竖向结构的基础，从而会引起地下基础结构的横向墙体出现裂纹，严重影响到基础工程的施工质量。此外，在处理基础埋深问题时，设计人员考虑也不够全面，导致其设计都是以满足结构受力的情况下采用浅埋基础，从而影响到基础机构设计的合理性。

基础结构设计是建筑结构设计的重要组成部分，关系到建筑物的稳定性，因此，在设计基础结构时，设计人员要对影响基础结构的因素进行全面的考虑和分析，以保证设计的有效性。对于基础埋深问题，设计人员要根据实际的水文地质情况进行设计，在保证满足结构受力的基础上，因地制宜，全面考虑地下水位的变化对建筑结构浮力的影响及冻土对结构的破坏，以确定基础埋深。对于短期荷载和永久荷载，设计人员要区别对待，以保证边角竖向结构的基础处在合理的范围之内，如果风力荷载和重力荷载或者是地震作用和重力荷载组合，设计人员要根据其实际情况将承载力的特征值适当的调高，以保证基础结构墙体受力的均匀性，避免出现裂痕。

4 结束语

随着市场经济的快速发展，建筑工程的规模越来越大，而且结构设计也越来越复杂，建筑结构设计的质量对于建筑工程施工的质量也有一定的影响，因此，加大对建筑设计结构中存在问题的关注度，并致力于解决存在的问题，才能开创多赢的局面，造福于社会。

参考文献

[1]纪荣洋，王文可，潘可明，建筑结构设计经验探讨[J]低温建筑技术，2008（5）

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关键词：房屋建筑；结构设计；常见问题

中图分类号： TS958 文献标识码： A

引言

随着城镇化进程的不断推进，我国建筑行业取得了辉煌成就。样式新颖的建筑拔地而起，为城市增添了诸多鲜活的色彩。与此同时，建筑结构安全也引起了人们越来越多的关注。因为建筑结构设计是保证结构安全的核心，它直接关系着人们的生命财产安全甚至社会的和谐发展。因此，对房屋建筑结构设计常见问题及相应解决对策的探究已是刻不容缓。

一、建筑结构设计中存在的问题

1、建筑结构设计图纸过于简单、混乱

随着结构设计项目的不断增多，设计人员忙于任务，疲于业绩，难免责任感下降，图纸简单、混乱。有的结构图纸甚至标高都没有明确标注，或者标注标高与建筑标高不一致；有的结构图纸复杂部位的大样不清晰，结构大样与建筑大样不一致；或者随意错误选用图集，不注意图集的适用范围和适用条件，套用其他工程的大样图与说明，如此等等，都会造成结构图纸与设计项目不符。

2、基础设计不合理

基础设计是建筑结构设计的重要基石，有的设计人员忽视地勘报告的重要性，不仔细阅读地勘报告，只关注个别计算参数，使得地基基础设计条件与实际地质条件不吻合，从而造成严重安全隐患。有的设计人员未仔细阅读地勘报告中的图形文件，错误的定义基础底标高，使得基础未能置于地勘报告提供的持力层上。结构图纸对于持力层的绝对高程及地质情况、地下水位未做明确说明，造成施工单位按相对标高施工，基础未置于设计持力层上。对于需要处理的地基，结构图纸未给出详细的处理范围、处理深度、处理方法，致使施工单位随意处理，处理后的地基承载力达不到设计的要求。

3、地下室设计不严谨

在结构设计中，地下室的设计起着至关重要的作用。有的设计人员忽视地下室设计的重要性，单纯依靠软件进行设计。结构图纸的错误使得地下室外墙的水平钢筋和竖向钢筋布置出现纰漏，造成地下室设计不安全。此外，忽视地下室结构的环境类别及地面上的荷载作用，错误的选取钢筋的保护层厚度，使得设计钢筋偏小，从而造成安全隐患。

4、错误的使用结构设计软件

结构设计软件只是一种辅助设计工具，有的结构设计人员过度依赖软件，忽视了概念设计，造成结构设计不合理；有的设计人员不了解结构设计软件原理及基本假定，造成基本假定和实际受力情况不一致，致使结构图纸未能完整反应结构设计软件的假定，如图纸未注明嵌固端的位置、底部加强区的位置等。

二、建筑结构设计策略

1、提高设计人员的责任感

出现上述问题最根本的原因是设计人员责任意识淡薄。根据建设部《建筑工程五方责任主体项目负责人质量终身责任追究暂行办法》（建质〔2014〕124号）规定，设计单位项目负责人在工程设计使用年限内，承担相应的质量终身责任。因此，设计人员应该意识到设计质量问题的严重后果，从我做起，对自己负责，对工程负责。

2、完善设计单位管理机制

设计院对结构安全设计起着关键作用，应有完善的管理机制。一套完整的结构图纸，应经过结构设计人员的精心设计、制图人员的仔细绘制、校对人员的细心校对、审核人员的认真审核，方可制成蓝图。送报审图中心审查通过之后，才能成为施工的依据。

3、加强地基基础，做好地下室设计

设计人员接到工程设计任务之后，要仔细的阅读地勘报告，要明确建筑物相关范围内的地质条件，尤其要注意地勘报告中的地基承载力、土层分布、地基土的腐蚀性、地下水位以及冻深及软土地基等。

对于需要处理的地基，要根据《建筑地基处理技术规范》的相关要求，结合地勘报告提供的建议，绘制处理范围图，并提出处理方案、相关要求及施工应注意的事项。

结合结构类型及地基条件选择合理的基础类型。独立柱基础适用于上部结构荷载较小、地基条件较好的情况；条形基础能够将上部结构较好的连接成整体，减少差异沉降量；十字交叉条形基础比条形基础更能增强基础的整体性，适用于地基土质较差或上部荷载在两个方向分布都不均匀的的房屋；当地基土质较差，采用条形基础不能满足地基承载力和上部结构容许变形要求时，可以采用筏板基础；若上部结构传来的荷载很大，需要进一步增大基础的刚度以减少不均匀沉降时，可以采用箱型基础；当地基的上层土质较差、下层土质较好，或上部结构的荷载较大以及上部结构对基础的不均匀性敏感时，可以采用桩基础。

认真设计，仔细制图。仔细核对建筑标高、结构标高，基础底标高及持力层的高程，确保基础置于设计持力层上。

对于地下室的外墙，应分析受力状态，合理的布置钢筋。根据《建筑地基基础设计规范》相关要求，确立地下室外侧图上荷载的取值；结合图集《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图11G101-1》的相关要求，确定地下室外墙的保护层厚度及钢筋的布置。

4、认真研读图集，合理选用

国家标准设计图集是结构设计及施工非常重要的参考依据，也是对结构设计图纸的一种补充。因此，加强学习显得尤其重要。学习图集要结合自己的工作经验、相关的规范要求，理解图集的真实意义。对于图集中给出的多种做法，要根据图集要求和工程实际做出选择。例如，《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图11G101-1》给出的“封闭箍筋及拉筋弯钩的构造”就给出了三种做法。如果结构图纸不做出选择，施工人员就可能任选一种。但是三种做法中只有第三种才能满足《建筑抗震设计规范的要求》6.3.9条的要求。

图集中的大样都有相应的适用条件，因此在选用过程中要结合工程的实际情况合理选择。选用图集时，要理解图集大样的受力情况是否与图纸结构受力情况相符合。例如，《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图11G101-1》给出的板开洞与洞边加强钢筋构造做法中，特别注明适用于洞边无集中荷载的情况。如在洞边有集中荷载而又错误选用图集做法，则会引起楼板裂缝甚至发生局部坍塌的危险。

5、了解结构设计软件的基本假定，独立核查计算结果

结构设计软件作为一种辅助设计工具，有很多的局限性。在使用之前，要先熟悉软件的基本假定和设计原理。例如，结构设计常用的PKPM软件，阵型分解法给出了“侧刚计算方法”和“总刚计算方法”，两种方法都有各自的适用条件，当有弹性楼板或有不与楼板相连的构件时，采用“侧刚计算方法”时，误差就会偏大，从而影响结构安全。

因此，在设计工作开始之前，首先要进行结构的概念设计，然后进行初步的结构布置。完成这两个步骤之后，再采用结构设计软件进行试算。完成试算之后，要结合工程经验对结构计算进行校核。

结构软件辅助设计完成后，要进行施工图的绘制，然后再根据计算机的计算结果校对构件的配筋及截面。

结构施工图完成后，各个专业要进行会签。此时，要特别注意与建筑施工图、设备施工图的核对，看是否有尺寸错误、洞口对不上、大样不一致等情况。结构图自身也要有仔细的自我校对，校对是否有前后尺寸不一致以及说明和图纸不一致的情况。

三、结束语

结构施工图设计是结构工程非常关键的一环，是施工的重要依据。因此，结构施工图要确保准确无误，要确保结构的安全以方便施工。设计人员要有较强的责任心和使命感，为建筑业的发展做出自己的贡献。

参考文献：