结构设计技术在房屋设计中的应用

倪金峰

摘要：在众多的建筑工程中，成本造价都是必须要重视的一个问题，而在整个造价中，建筑结构的设计占据着较大的部分花费，而如果通过结构设计的优化技术，就能够将这一问题解决，减少造价的压力。因此，在建筑工程中，建设的设计单位在进行结构设计的时候，在满足建筑需求的前提下，通过结构优化技术对建筑结构进行优化，对整个建筑工程非常有利。

关键词：结构设计； 建筑结构； 优化技术

前 言

在建筑工程中，建筑结构的造价占据着最大的比例，而对结构设计进行的优化技术则能够为整个建筑工程提供一定的经济效益。广大的建筑设计部门和单位，通过对建筑结构的优化设计，多采用现代化的科学技术手段，在保证建筑质量的前提下，实现降低建筑工程成本的目的，能够节约造价，并提升建筑的经济效益。

一、建筑结构设计优化方法的应用及实践价值

1.结构设计优化方法的应用结构设计的优化主要在两个方面进行应用，一方面是在建筑工程的结构总体上的优化设计，另一方面就是在房屋的工程分部结构的优化设计。这两个方面中，建筑工程结构的总体设计包括了基础结构方案的优化设计、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。对于这些方面的设计我们需要在结构分析、受力分析、造价分析上进行研究，并在满足整个设计规范以及建筑实用需求的前提下，对整个建筑的实际情况进行优化，以降低建筑成本，提升经济效益为目标，进行结构上的优化。

2.结构设计优化方法的实践价值本人认为，在保证建筑使用功能不受影响的条件下，优化建筑结构的投资，对建筑工程的远期效益是有巨大的好处的。与传统的建筑结构设计相比较，设计优化技术能够将建筑的造价降低5到30个百分点，这对一个建筑工程来说是一项巨大的资金。

二、民用建筑结构设计与经济性的关系

1.结构设计与用地的关系在多层或者高层住宅建筑中，各层建筑面积的总数就是整个工程的建筑总面积，因此，建设的楼房层数越多，单位面积上分摊的房屋面积就少。但是，同时建筑的层数增加对建筑房屋之间的楼间距是有影响的，并不是层数越多，产生的经济效益就越大。

2.结构设计与造价的关系建筑的层数和单位建筑的面积造价是有直接的关系的，但是在影响的程度上是各有不同的。例如在楼顶的部分，因为不管建造多少层的楼，都是只有一个楼顶，因此，楼顶的建筑造价并不是因为层数的增加而增加造价，而是随着层数的增加楼顶单位面积的造价是下降的。但是在基础的部分，各层是共用的，楼层越高，对于基础部分的承载要求也越高，这就需要增加造价，以达到整体建筑的承载要求。另外，在承重部分，和基础部分一样，随着楼层数的增加，对于承重的要求也提升，造价也会增加。

3.高层住宅结构设计与经济性的关系住宅楼的楼层数和住宅楼的造价也是有直接的关系的，楼层数越多，整个工程的墙面面积以及支撑结构的要求也越高，这就会增加基础和承载结构的造价，同样建筑内部的水电结构管线也会增加，这些都是提升造价的地方。降低住宅楼的层数，不仅能够减少建筑的成本，以及建筑附属设施的成本，还可以节约土地，因为楼层低，日照好，楼间距会适当的缩小，单位土地面积上的利用率也会增加。

建筑的平面形状对于建筑的成本也有一定的影响。在建筑面积相同的情况下，建筑的平面形状在接近方形或者圆形的情况下，整个建筑的造价会降低。但是在设计的时候，需要考虑到建筑的使用方便，因此通常我们的单体建筑平面形状都是设计成矩形，不仅降低了成本，还适合人体的视觉感官以及满足了使用要求。

三、结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用

1.直觉优化（概念设计优化）技术与建筑结构设计对于同一建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；确定了结构布置的建筑物，即使在同种荷载情况下也存在不同的分析方法；分析过程中设计参数、材料、荷载的取值也不是惟一的：建筑物细部的处理更是不尽相同，这些问题是计算机无法完全解决的，都需要设计人员自己作出判断。而判断只能在结构设计的一般规律指导下，根据工程实践经验进行，这便是前面所说的概念设计。因此，概念设计存在于设计师对多种备选方案进行选择的过程中。

2.概念设计处理的实际建筑设計问题概念设计所要处理的问题多种多样。但可以肯定的是希望通过概念设计，建筑结构能在各种不期而遇的外部作用下不受破坏，或将破坏程度降至最低。因此，分析如何应对建筑物可能遭遇的各种不确定因素成为概念设计的重要内容。其中，地震作用最为难以琢磨，破坏性也最大。故而，建筑设计过程中就应该未雨绸缪，从计算及构造等各个方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法则应尽量避免。刚度均匀、对称是减小地震在结构中产生不利影响的重要手段；延性设计则能有效地防止结构在地震作用下发生脆性破坏；多道设防思想能使建筑在特大地震作用下次要的构件先破坏，消耗一部分地震能量。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为概念设计的重要指导思想。

四、结束语

建筑结构设计方面，应当在保证质量的前提下，敢于创新，敢于将自己的意图在设计图纸上表现出来，并最终得以实现。建筑结构的设计过程是建筑设计师表现自己才能，展示自己设计意图的时候，必须要重视这一项工作。在平面的设计上，要必须注意不规则的不对称的设计，要缩小质量中心以及刚度中心的差异。在竖向的承重结构上，要保证承载力的结构稳定。在竖向设计中，要保证整体结构的渐变，避免结构突变，因为结构的突变很可能会造成整个结构上的应力集中，对于建筑的稳定性具有巨大的影响。

在整个建筑工程中，设计是灵魂，质量是中心。要想建设出一个优质的建筑工程，就必须要拥有一个优质的设计方案。优秀的工程师在进行建筑设计的时候，首先，会先构建一个整个工程的优化过程，通过这个过程，运用一些计算的方法，对建筑工程的结构进行一些构思，并在多种构思中互相比较，同时，结合建筑的使用要求等，设计合理的建筑内部空间以及外部形象，在满足业主需求的前提下，与建筑方面一起探讨整个建筑的总体结构设计以及可行性。最终，形成一个最为优化的设计方案，得到一个质量达标，经济可靠的优质设计方案。

参考文献：

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