民用建筑结构设计措施

民用建筑结构设计的优化措施浅析

【摘要】我国现在的民用建筑与人民生活有着密不可分的关系，民用建筑是以居住为目的的建筑。民用建筑的好坏很大一部分都与结构设计上面有关，结构设计直接影响着民用建筑的安全性与耐久性，所以结构设计这个工作责任很重大。这就要求结构设计人员的思想开阔性。

随着国民经济的不断发展，人们对于居住环境和质量的要求越来越高，因此，合理设计和优化民用建筑结构是势在必行的，这样才能满足人们的需求，使我们的建筑更加具有较高的舒适度和稳定性，不仅如此，还能实现民用建筑建设成本的最大化降低，使民用建筑不仅具有经济效益，还能满足社会效益，实现最大化利益。

1 民用建筑结构设计原则及几种常见的民用建筑结构设计

1.1 民用建筑结构设计原则

民用建筑在进行设计时，必须以民用建筑结构的设计原则为参考标准，在设计简化的基础上，使民用建筑结构设计更加具有科学性和有效性，进而使民用建筑结构的使用周期和稳定性得到保障，避免出现各种问题在结构设计中，甚至是在使用过程中。

1）经济适用原则：在设计建筑结构时，要以建筑环境为依据，选择适合的建筑结构设计要求和施工工艺，使施工环境与施工流程相符。除了考虑适用性外，还必须考虑经济性，所选择的建筑材料必须具有较高的性价比，实现工程成本的最大化节省，使施工单位的投入降到最低；

2）安全坚固原则：在设计建筑结构时，应该充分使用新的建筑结构技术，不仅能够确保建筑结构的安全性，还能保证其合理性，只要保证建筑结构具有安全性和合理性，才能使人们的财产安全和建筑工程质量得到保障，这样建筑在使用时，不仅可以保证施工现场的安全，降低施工事故的发生率，还能确保使用的稳定性；

3）美观实用原则：现阶段，人们生活水平逐步提升，人们的居住观念也有了较大变化，不仅要保证建筑结构的实用性、稳定性、安全性，还必须具有美观性，只有在设计时，考虑到这一原则，才能与人们审美需求相符合。

1.2 几种常见的民用建筑结构设计

在设计民用建筑结构时，必须是建筑具有足够的使用空间，确保建筑物的相对稳定性及设计的合理性，与人们的要求相符。

1）砖混结构：在建筑物中，砖墙或其他类砌体为竖向受力构件，钢筋混凝土结构为横向受力构件，主要承受的压力来源于屋面、楼面和梁，此种结构为砖混结构。试用范围为多层建筑、房间面积较小或是开间进深不大的低层。在结构设计时，主要的受力构件就是墙体，因此，墙体必须具有抗震性和足够厚度以及稳定性。同时，在设计时，还应该考虑施工过程的方便性与快捷性，以最短工期确保施工工作的顺利进行；

2）框架结构：在建筑物中，框架主要由梁和钢筋混凝土组成，这种结构体系可以承担侧向水平力和竖向荷载。在平面布置中，框架结构较为灵活，有利于较大空间的布置，且具有良好的抗弯能力和

抗震性能，可以进行多功能使用。由于构件截面尺寸有限，框架结构在设计房层高度上也受到影响；

3）剪力墙结构：侧向水平力荷载和竖向荷载是由钢筋混凝土墙来承担，这种结构体系就是剪力墙结构。钢筋混凝土墙具有承受荷载和分割空间的双重作用。由于钢筋混凝土墙为主要受力构件，所有此结构具有较多优点，比如较强的整体性、较好的抗震性与较大的刚度，且剪力墙结构具有较大的适用范围，有利于建筑物的高层设计。但是，由于受到间距影响，剪力墙具有较大的开间距，因此，结构的灵活性比较差；

4）简体结构：在现代建筑中，简体结构广泛应用于高层建筑中，具有较强的防震能力和较好的刚度结构。简体结构的主要组成部分就是框筒结构和核心筒组成，此种结构具有较好的整体性、较大的抗侧刚度和灵活性，且使用空间比较大。对于来自水平的荷载，简体结构能够实现有效的抵抗，因此，对于超高层建筑较为适合。

2 民用建筑结构设计中存在的相关问题

1）如今，在民用建筑结构设计中，很多不合理设计现象存在较多，多数设计人员在设计建筑结构时，以最大化的使用空间为主要目的，而忽视了防震墙的设计，使建筑物在使用过程中，存在较大的安全隐患；2）设计方案与施工不相符，在实际施工过程中，一旦存在此种问题时，施工人员就会对设计方案进行擅自更改，致使设计过于粗糙简单，使建筑施工存在较大不合理性； 3）设计图纸存在较多漏洞，没有详细标注安全等级、耐火等级及消防等，使得建筑结构

与实际施工存在差异，不能满足居住标注。

3 民用建筑结构优化措施

3.1 保证和提升设计质量

现阶段，在民用建筑结构中存在较多问题，比如设计粗糙、标注不全、违反规范条文等，在施工之前，这些问题都应该得到解决，因此，对设计人员具有较高要求，必须具有较强的职业素养和专业知识。设计人员应该定期参加各种专业培训，使自身的责任心和专业水平得到提升，在设计过程中，能够端正态度，使建筑结构的设计质量和水平不断提升。在进行设计方案选择时，必须严格审查设计方案的资质和相关证书，不仅可以从源头上保证整个工程的质量和安全性，还能使建筑结构具有较高的设计质量。

3.2 民用建筑结构模型的优化

民用建筑结构的好坏，与国计民生息息相关，即建筑工程与人民群众具有紧密联系，因此，在设计民用建筑结构模型时，应该对设计方案进行合理性优化，保证房屋的各个细节都能得到合理性优化，比如围护结构、结构体系等，使建筑具有较好的承重能力。在设计建筑结构模型时，经济性原则、安全性原则是不可忽视的，同时，想要最大化实现经济效益，必须使建筑结构成本降到最低。

3.3 民用建筑结构设计安全性的提高

如今，自然灾害频繁发生，而多数民用建筑结构缺乏相应的抗震设计，结构设计不合理现象比较严重。因此，合理科学的民用建筑结构设计，才能保证建筑结构的使用寿命和安全性。在进行民用建

筑结构设计时，选择的结构类型必须具有合理性。现阶段，钢结构应用的较为广泛，与传统结构相比，此结构具有工期短、质量轻、强度高等特点，与民用建筑结构设计安全性的提高是相吻合的。

3.4 进行计算机编程

虽然利用计算机来计算和分析结构设计优化的模型函数存在一定的优势比如简单易行，但是利用计算机来进行分析操作的同时要先做一个计算机的编程，建立好这个编程才能进行运算，进行建立计算机编程的操作也是需要一定的资费的，因此也要合理设计所建立的计算机编程，使其能够合理计算并分析出函数模型的结果，此外，也要考虑到建立计算机的编程所需要的费用，合理运用经费，保证操作的合理性、科学性和经济性。

3.5 实例分析

在运用上述优化理论对某七层民用建筑工程设计中，将建筑工程所处地区的水文地质、温湿度、风向风速及降水量等因素进行了全面分析，并进行了结构优化工作。包括：1）建筑基础拉梁设计优化，针对高层较低设计较大基础拉梁，保证建筑抗震结构及拉梁正负弯矩与建筑上部混凝土框架处于一致状态。2）基础荷载设计优化，因该建筑层数不多，在进行优化时，只需考虑到风荷载问题。3）框架结构设计优化，应用准则法，通过递推公式，最终获得优化结构。4）计算周期设计优化，对建筑结构计算周期进行一定的折减.如填充墙砌体属于轻质型，则折减系数控制在 0.7～0.8 范围内；如填充墙砌体为重质型，则其折减系数控制在0.6～0.7 范围内。