民用建筑结构设计和优化

王文鑫

摘 要：民用建筑结构设计和优化是一项庞大的系统工程，需要相关人员不断进行探索和改革，不断促进民用建筑结构设计的科学性和合理性，使其更符合设计要求、更符合当今社会的环保理念。不断提升民用建筑结构设计员的能力和素质，使设计出的方案更加合理有效，促进我国建筑产业的可持续发展，使建筑结构设计向安全、合理、科学的方向转变。

关键词：民用建筑；结构设计；优化

1民用建筑结构设计概述

1.1建筑结构设计的特点和要求

在进行建筑工程结构设计的时候，不仅需要对设计对象的基本功能与安全稳定性进行考虑，还需要通过设计，使建筑结构达到尽可能完美的效果，而这一过程的实现，就是建筑结构设计中的最优化问题。建筑结构优化设计方法主要体现在建筑总体工程结构设计的优化和建筑各个部分的设计优化两个方面。对于项目整体设计、项目前期设计、抗震设计和旧房改造都可以采用结构设计优化方法。在实践应用中，应注意前期就开始参与结构设计优化，对下部地基基础结构设计优化时，要分析比较多种设计方案，然后选取最佳的设计方案。在设计过程中，应灵活运用各种方法，对于结构设计、围护方案、房屋建设、结构基础方案等一系列优化设计合理分析，对细部结构进行设计优化，以取得最佳的效果。当无法对数据具体量化时，可使用概念设计。

1.2民用建筑结构设计原则

1.2.1经济适用原则

在进行建筑结构设计时，要根据建筑的环境对建筑结构的施工工艺和要求进行选择，保证在施工时尽量选择难度低的施工工艺，使各项施工流程都能符合施工环境的需求。同时还要考虑到经济原则，尽量选择性价比高的建筑材料，最大程度地节省工程成本，降低施工单位的投入。

1.2.2安全坚固原则

在进行建筑结构设计时，为了保证建筑工程质量和人员财产安全的问题，必须考虑建筑结构的安全性，在进行设计时要考虑到结构的合理性，运用各种先进的建筑结构技术，保证建筑在使用过程中的安全稳定。同时还要兼顾施工现场的安全，减少施工事故的发生。

1.2.3美观实用原则

随着人们生活水平的提高，人们的居住观念也在一定程度上得到了相应的改变，人们对于建筑的美观舒适有了较高要求。因此在建筑结构设计时要考虑美观原则，使民用建筑的美观程度增加，符合人们的审美需求。

2民用建筑中常用的几种结构设计

为了保证建筑的使用空间，使建筑物具有相对的稳定性，满足人们对建筑物的要求，就需要对民用建筑进行合理设计，保证建筑结构的稳定。

2.1砖混结构

砖混结构是建筑物的主要竖向受力构件，为砖墙或其他类砌体，横向承重的梁、楼面、屋面为钢筋混凝土结构。适合房间面积小、开间进深不大的低层和多层建筑。在进行結构设计时，墙体作为主要受力构件，要保证墙体的厚度和抗震性，保证建筑物整体的稳定性。同时在设计时，还要注意施工过程的方便快捷，节省工期。

2.2剪力墙结构

剪力墙结构是钢筋混凝土墙共同承担竖向荷载和侧向水平力荷载的结构体系。钢筋混凝土墙不仅承受荷载，而且对空间起分割作用。由于主要受力构件均为钢筋混凝土结构墙，所以该结构具有刚度大、抗震性能好、整体性强的特点，适用范围较大，可建造较高的建筑。但受剪力墙间距的影响，开间距太大，对大空间建筑该结构的灵活性就比较差。

2.3框架结构

框架结构是建筑物中由钢筋混凝土柱和梁共同组成框架来承担竖向荷载和侧向水平力荷载的结构体系。框架结构具有较好的抗震性能和抗弯能力，平面布置比较灵活，有利于布置较大空间，可以满足多功能的使用要求。由于构件截面尺寸的影响，框架结构的房层高度受到限制。

2.4筒体结构

在现代的高层建筑中筒体结构被广泛地应用，最主要的特点是该结构刚度好、防震能力强。筒体结构主要由核心筒和框筒结构组成。建筑布置灵活、抗侧刚度大、整体性好，能够提供较大的使用空间。筒体结构能有效地抵抗水平荷载，因此比较适用建筑高层及超高层的建筑。在民用建筑设计中还有其他建筑结构设计形式，对这些建筑结构进行设计时不仅要考虑结构的选型、适用条件，还要考虑建筑物的功能和使用年限等多方面因素，才能使民用建筑结构设计更加符合需要，更加科学合理。

3民用建筑结构优化措施

3.1加强概念设计优化技术

每一座建筑物都是经过千百套结构布置方案的筛选及千百种分析方向才建设而成的，不同的地理位置的建筑物，不同的建筑风格，设计人员采取的设计参数与指标还有材质等都会不同。如今是信息化时代，电脑取代了手工，不少设计人员通过电脑软件就可以实现概念设计，但软件出来的设计方案是笼统的，千篇一律的，这就需要设计人员根据经验及个人判断，根据实际情况，对电脑软件产生的概念设计进行优化与深化，让最终出来的方案与设计都能符合实际建筑情况。通常，经验越丰富的设计人员，最终判断和分析的数据更为精确，这就需要我们的设计人员平时加强概念化设计的优化技术，让设计更具备科学性及可行性。

3.2合理运用建筑物优化技术对房屋建筑结构优化

对于房屋建筑结构来说，一定要重视房屋建筑的分部结构优化工作。中国有句老话叫“千里之堤毁于蚁穴”，说的就是重视细节的道理，主体结构构建好了，但是如果局部位置出现问题，将危及整座建筑物，结构细部的优化工作包括了结构细部的设计工作，如平时我们工作中给常见的矩形现浇板做设计时，需要对其先做分析，避免在拐角处有裂缝，这都是细节，但如果不注意，引起的后果将不堪设想。另外，如今已不再是过去手绘稿的年代了，计算机已经渗透了我们的工作，设计人员需要与时俱进，了解计算机的工作性能，将设计理论通过计算机软件输出，既节省了时间，也方便修改，但如何将计算机与设计理论完美结合，设计或优化我们的结构方案，还需设计人员加强学习。

4结束语

随着我国经济社会的不断发展，人们对建筑质量和舒适度的要求越来越高，因此就必须对民用建筑结构进行合理设计和优化，这样不仅能增加建筑的稳定性和舒适度，还能最大程度地降低民用建筑的建设成本，实现民用建筑的经济效益和社会效益，实现利益的最大化。

参考文献

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[2]郑荣涛.如何加强建筑工程结构设计的质量措施[J].陕西建筑，2011（47）.

[3]程峰.浅谈高层建筑结构设计的质量控制[J].科学向导，2011（19）

（作者单位：江苏铭城建筑设计院）