结构工程优化设计及结构措施

郝维平

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摘要：随着我国时代的发展和经济水平的不断提高，我们在保证建筑的安全性和实用性的同时对建筑的美观性和和经济性方面的要求也正在不断地提高。既要保证建筑安全、实用，还要做到建筑经济、美观，与此同时也要加强对施工便利性和时效性的考虑。所以对建筑结构做完整的优化设计也是十分重要的。

关键词：建筑结构；优化设计；结构措施；

引言

优化建筑结构是一个重要的方法来实现建筑行业的长远发展，建筑结构设计优化的结构措施应用于结构设计，能够体现建筑物的结构设计是科学和经济。同时预制结构发展已经作为建筑业转型升级的重要突破。建筑行业的日渐兴旺，建筑结构优化设计的重要性就显得越来越重要。本文阐述了结构优化设计的步骤，简单介绍了建筑结构设计的基本要求：耐久性、安全性、舒适性、经济性，并探讨了建筑施工中的优化设计的具体方案，以期指导实践。

1结构工程的重要性

现代化进程的不断加快，导致我国的建筑行业发展越加迅猛，而随着时代变迁，建筑设计理念也在不断的创新中，其中混凝土框架结构应用的更加的广泛。该框架结构可以扩大建筑的空间，可以适合不同工艺的要求。但是在框架的设计中却仍存在很多的问题，需要解决。要保证混凝土结构的质量和使用功能，要在模板工程的验收中做到质量管理体系中要求的“三检”制度，即自检、互检和交接检，这是施工单位的内部验收。然后是监理单位对施工单位的检查和验收。无论是施工单位的内部检查验收还是监理单位对施工单位的检查和验收都要按照模板工程的检查验收标准来检验，但检查达到标准是每个检查人员要在检查验收及隐蔽工程记录中签字。以便形成此工程的技术档案，作为此工程的原始资料进行存档。

2房屋构造设计的基础条件

2.1符合产品的使用寿命及安全标准

住房进入市场后，应当成为居民的一种持久性消费产品，与其它消费产品相比，其最显著的特征就是具有较长的使用寿命。所以，在住宅结构设计中，结构的耐久性和安全性是最基本的要求，对结构体系的选择和材料的选择，都应该对抗风、抗震、在服役期内进行更新维修具有有利的影响。建筑物的构造、布局、建筑材料的选择，要使建筑物的功能得到最大程度地发挥，延长建筑物的使用寿命，降低维护成本。例如，为了节约投资，在保证结构的抗风性和抗震性能的同时，应尽可能地减小框架梁、剪力墙的截面和配筋面积。在施工过程中，要尽可能地避免施工中的各种不利位置，使施工过程中的软弱区得到充分地利用。在地震作用下，需要对关键部位和受力较复杂的部位进行适当的加固，以增强其抗震性能。RC材料的高延性使其可以在受载时承受一定的内力重新分配，从而避免了受载时的损伤。因此，必须对其进行合理的设计，以确保其在正常工作时有充分的延性。

2.2满足舒适性的要求

建筑设计应为住户起居舒适性的要求提供条件，例如，多种户型要灵活分隔室内的空间，人居的热光声的环境等要求，给居住的人创造一个舒适的环境。结构方案还应该考虑到住户在日后改变分隔的空间的可能性，当采用剪力墙结构的时候，宜采用大开间的布置。

2.3满足经济性的要求

在进行结构设计的时候，要以房子的建设地点层数多少、平立面体形为依据，在满足耐久性、安全性和舒适性的要求的基础上，采用既经济又合理的结构体系。在进行构件设计的时候，要对其进行仔细地考虑，要严格遵守规范的构造要求，还要注意避免无谓的铺张浪费。特别是在进行地基基础的设计时，应特别重视这种方法的经济性，因为地基基础的选择对建筑物的成本有很大的影响。

3建筑中的优化设计方案

3.1房屋结构周期设计

房屋框架结构和顶盖等结构设计中，因为填充墙体存在使结构实际表现刚度大于设计计算刚度，计算周期也会大于实际周期，所以当算出结构剪力偏小时，会使房屋的某些结构不安全，而应该对房屋结构计算周期适当的进行折减，这样能达到很好的效果。

3.2耐久性的优化设计

在之前大部分混凝土结构设计方案中，很多没有充分考虑到建筑结构设计耐久性，也就是保证房屋建成之后，在合理使用期限内，要能满足用户正常使用要求。但是很多的设计未能达到，造成此现象的根本原因是没有充分考虑到建筑结构在使用的过程中，由于遭受条件和使用环境变化最终造成房屋结构损伤，引起房屋可靠度指数下降。

3.3建筑结构抗震设计内容

建筑结构的抗震设计分为计算设计和概念设计两部分。达到合理抗震设计的目的。

3.1.1计算设计

建筑结构的抗震计算包括地震作用计算和结构结构抗震验算两部分。

3.1.1.1地震作用计算

地震作用一度被称为地震荷载，包括水平地震作用、垂直地震作用和扭转地震作用。这与地震的性质和建筑物结构的特性有关。地震作用计算方法有反应谱法、模式分解反应谱法、动力分析法。其中，反应谱论在地震作用计算中得到了广泛应用。

(1)反应谱理论是考虑结构动力特性的共振效应。计算过程首先用动力法计算质点体系地震反应，建立反应谱和反应谱曲线，然后用加速度反应谱计算结构的最大惯性力作为结构的等效地震载荷，最后用静态方法进行结构。反应谱理论以弹性结构地震反应为基础，但专家提出了延性的概念，因为在强震结构进入弹塑性阶段时，反应谱理论无法计算构件进入弹塑性状态的内力、变形，也找不到结构的薄弱位置。利用延性系数总结结构超过弹性阶段的抗震能力，反应谱从弹性变为塑性。

(2)反应谱方法主要针对单自由度系统，将反应谱理论与模式分解原理相结合，用于解决多自由度系统的地震响应计算。这就是模式分解反应谱方法。其特点是可以全面考虑结构的动力特性，并根据结构的模式形状曲线确定地震作用的分布。对于在使用振型分解反应谱计算地震作用和作用效应时不需要计算扭转藕合的结构，振型点的水平地震作用标准值与该振型振动周期的地震影响系数、该点的水平相对位移、振型参与系数和重力载荷表达值有关。

3.1.2结构抗震验算

在强震的作用下，仅靠结构抗震验算很难满足结构的抗震要求。因为结构验算过程中内力验算是以弹性理论为基础，截面设计是以可塑性理论为基础的验算方法。这种矛盾使计算结果与结构的实际力状态相差太远。为了弥补这一计算理论的缺陷，利用发现的构造地震规律和构造的总和。详细结构的良好结构知识进行合理的设计。也就是说，概念设计概念设计的目的是正确解决整体解决方案、材料使用和详细结构，从而实现合理的抗震设计。

结束语

综合以上，我们可以发现，在进行建筑结构工程的优化设计时，要综合考虑多种因素，要从多个角度展开分析，同时要根据建筑物的具体状况，进行科学性、合理性的计算，在计算时要使用科学的方法，只有如此，才能够确保计算结果的精确性和可信度。在具体的项目中，我们可以学习和学习国外的先进经验，并与国内的具体条件相结合，对结构进行优化，从而保证了我国的建设事业可以健康、有序地发展。

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