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在房屋建造的过程中，建造结构成本的花费占了一个比较大的比例，通过结构设计的优化技术可以很有效的解决建筑成本造价方面的压力。因此，从事结构设计的工作人员应当充分考虑房屋建造过程中地合理性、经济性和适用性，从而在满足建造要求的前提下降低房屋建造工程的总体造价。
1、房屋结构设计优化技术的现实价值及应用
1.1房屋结构设计优化技术的现实价值
在进行房屋结构设计时，首先要做的就是要满足房屋结构效益的长远化，在这个基础上，尽量使房屋在投资上降低，结构上科学合理。与传统的房屋结构设计理念相比，现代房屋结构设计优化技术在房屋结构建造中的应用，能够有效的降低工程成本，大约可以维持在10%――35%之间。结构设计优化技术的运用，能够将建材的利用率和性能发挥到最大值，使房屋内部的各个空间之间形成协调的整体，并符合我国相关的安全质量规定。此外，房屋结构设计优化技术的运用还能够对房屋的最初设计提供帮助，因此，优化技术对房屋整体设计的安全、合理、舒适起着重要的作用。
1.2房屋结构设计技术方案和理论的应用
房屋结构设计方案和理论在现实中的应用主要表现在两个方面，即房屋总体工程结构设计的优化和房屋各个组成部分的设计优化。在这其中，房屋各个组成部分的设计优化包括很多方面，如：相关细节结构部分的优化设计、相关基础结构方面的优化设计、房屋屋顶方面的设计优化等，对于这些方面的设计优化还包含很多更加细化的设计，如布置、选型、造价、受力等方面的设计优化。相关的设计工作者应该在满足房屋建造的相关规定前提下，而后充分考虑造价方面的因素进行相关的结构设计优化。
2.建筑结构设计优化方法
2.1结构设计优化方法的应用
结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：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。对以上几个方面的优化设计还包含选型、布置、受力分析、造价分析等内容，并应在满足设计规范和使用要求的前提下，结合具体工程的实际情况，围绕其综合经济效益的目标进行结构优化设计。
2.2结构设计优化方法的实践价值
在满足建筑结构长远效益的前提下，应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度和合理性。与传统设计相比，采用设计优化技术可以使建筑工程造价降低5%～30%。优化技术的实现，可以最合理的利用材料的性能，使建筑结构内部各单元得到最好的协调，并具有建筑规范所规定的安全度。同时，它还可为建筑整体性方案设计进行合理的决策，优化技术是实现建筑设计的“适用、安全和经济”目标的有效途径。
3.房屋建筑结构优化设计
3.1结构设计优化技术的原则
结构设计优化要求我们从工程的设计和价值角度去思考方案。结构设计优化是追求最合理地利用材料的性能，使各构件或各设计专业得到最好的协调。它不仅具备了传统设计方案所要求的规范以及规范所要求的安全度，而且也具备了现今价值学和审美学的成分。结构设计优化是对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构进行高质量再加工的过程。结构设计优化不是以牺牲结构安全度与抗震性能为代价，而是经过结构设计优化的过程，使建筑功能更协调，成本更低，结构更安全。
3.2实施结构设计优化技术所遵循的要点
（1）科学地遵循结构设计规范
建筑结构设计工作要求结构设计工程师们不仅要具备丰富的设计经验，也要对结构规范的条文熟知，即在结构设计规范的要求下，将自身的结构设计方案贯穿于项目设计中。规范更多的是针对量大面广的工程，因而某些条文的规定会偏于保守；此外，用于一些特殊、复杂工程的设计时，有些条文则不够安全。所以，结构工程师在设计中应运用良好的专业知识与正确的判断力把握设计，做到设计成果不断优化与创新。
（2）结构工程师前期参与和主动参与的重要性
强调结构工程前期参与和主动参与是实施结构优化技术的重中之重。在实际施工期间，建筑师很难对结构体系的受力做到正确的分析，既建筑师的结构思想不能完全替代结构工程师的设计理念、经验和判断，也无法弥补结构与建筑专业技术共识的空白与隔阂。既具有扎实的结构设计理论功底，又具有丰富工程实践经验的结构工程师，积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与创新，才能创作出优秀的设计作品，更好使整个建筑的功能得到彻底的体现。
（3）加强各专业之间的协调与合作
结构优化是一个系统的工作，需其它专业的协调与配合。从建筑学发展角度分析，现代建筑是建筑、结构、设备三大要素构成的综合产品，所以在实施中要强化分工与合作，强化专业之间的协调与合作，这样才能创作出各构成要素有机结合的完美作品。在整个项目开展中，建筑设计与结构设计是整个设计过程中最重要的两个环节，二者的结合不仅能够达到实用美观大方的效果，而且可以使结构受力更趋于合理进而降低成本和简化施工。在建筑设计中，许多建筑设计人员只强调方案创作的新奇，不遵循建筑的基本力学规律，这样的方案往往会造成结构设计困难。还有一些建筑师在设计过程中往往忽视力学的基本规律，如将抗震设防区的高层建筑电梯或楼梯偏置在建筑一侧，使得刚度中心与质量中心之间的偏心距过大，在水平荷载作用下产生大的扭转效应。从以上的例子可以分析出，加强专业的合作与协调是实现结构合理、成本降低的重要途径。
4.总结语
综上所述，可以说对房屋结构设计中的建筑结构设计优化方法的研究是一项非常复杂的综合性问题。我前边曾提到“经济、适用、合理”是房屋设计优化的原则，但是这三种效果之间又相互独立、相互矛盾。所以尽管在结构优化技术已经广泛应用的今天，如何使这三种因素更好的融合仍然需要我们在以后的应用实践中多探索、多积累，达到一种用最低造价实现最佳效益，既美观又合理的设计效果。
参考文献：
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Key words: housing structure; design; problem; measures
中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）02-0020-02
房屋结构设计的成果不仅要美观、适用、安全,还要经济。设计施工图是工程师的语言,是设计者设计意图的体现,也是施工、监理、经济核算的重要依据。合理的结构设计不仅对建设项目节省投资、缩短工期、提高经济效益起着方向盘的作用,同时也为设计者本身提高了信誉、积累了财富。
房屋结构设计应具有的经济性
1、结构设计与用地的关系
房屋建筑中,总建筑面积是各层建筑面积的总和,层数越多,单位建筑面积所分摊的房屋占地面积就越少。但随着建筑层数的增加,房屋的总高度也增加,房屋之间的间距也必须增大。因此,用地的节约量并不随建筑层数的增加而按同一比例递增。
2、结构设计与造价的关系
房屋建筑层数对单位建筑面积造价有直接影响,但影响程度对各分部结构却是不同的。屋盖部分,不管层数多少,都共用一个屋盖,并不因层数增加而使屋盖的投资增加。因此,屋盖部分的单位面积造价随层数增加而明显下降。基础部分,各层共用基础,随着层数增加,基础结构的荷载加大,必须加大基础的承载力,虽然基础部分的单位面积造价随层数增加而有所降低,但不如屋盖那样显著。承重结构,如墙、柱、梁等,随层数增加而要增强承载能力和抗震能力,这些分部结构的单位建筑造价将有所提高。
房屋结构设计中常见的问题
1、房屋结构设计中地基与基础设计不符合规范
地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统筹考察多方面因素进行基础类型和上部结构设计。切忌“不综合考虑建筑场地的地质情况、上部结构类型、施工条件等情况进行基础设计，不注意已有相邻建筑、邻近地下构筑物及各类地下管线设施的情况。”
2、房屋结构设计中柱、梁结构设计不合理
民用房屋建筑中柱，梁及基础的负荷应按规范乘以折减系数。但结构设计中，设计人员往往在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范对荷载乘以折减系数，因而使荷载值不准确。
3、房屋结构设计中高度、高宽比超限
现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高宽比限值。某些民用房屋建筑房屋高度超过最大适用高度或高宽比超出规定限值，甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中，对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的民用房屋建筑，应按超限民用房屋建筑进行设计。同时，另一点不容忽视的问题是，房屋适用高度除与结构体系类型及抗震设防烈度有关外，还与场地类别与结构是否规则等因素有关，当位于Ⅳ类场地或结构平面与竖向布置不规则时，其最大适用高度应适当降低。
房屋结构设计中承重柱截面高度设计过小
这种情况多发生于六度抗震设防区。一些结构设计人员误认为六度设防就是不设防，只图受力分析方便，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线刚度比加大（因一些结构设计手册中规定：当梁柱的线刚度比大于4时，计算简图中梁柱节点可简化为铰支）。把梁简化为铰支梁，柱按轴心受压计算。这种做法虽然易于进行结构受力分析，但却给房屋结构埋下了隐患。因为这样做忽略了梁柱间的刚结作用，即忽略了柱约束弯矩的作用，加之以柱截面的配筋都较小，结构一旦受力后，柱顶抗弯强度必然不足，从而柱子和梁底附近将会出现一条或多条水平裂缝，形成塑性饺。这样在正常使用情况下，柱子已开始带饺工作。这不但影响了房屋的耐久性，而且也常常引起用户的恐惧心理。更为严重的是，这样的结构一理遭遇地震作用时，将会倒塌，这违背了现行抗震规范中“强柱弱梁”的设计原则。
优化房屋结构设计中存在问题的措施
1、采用组合结构
采用组合结构可建造比混凝土结构更高的建筑,不但具有优异的静、动力工作性能,而且能大量节约钢材、降低工程造价和加快施工进度。在不同的情况下,可以取代钢筋混凝土结构和钢结构,科技含量也较高,对环境污染也较少,已广泛应用于冶金、造船、电力、交通等部门的建筑中,并以迅猛的势头进入了桥梁工程和高层与超高层建筑中。
2、概念设计优化技术
概念设计优化技术与房屋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。
3、采取结构设计优化可提高建筑结构经济性
建筑的层高增加，由于墙体面积和柱体积增加，结构的自重会增加，基础和柱的承载力相应增加，水卫和电气的管线会加长；相反降低层高，可节省材料，有利用抗震，同时建筑的总高度减小，两建筑之间的日照距离就会减小，间接的节约了用地。建筑面积相同，建筑使用不同的平面形状时，它的外墙周长也就会不同，这样当选择圆形或是越接近于方形时，外墙周长系数就越小，基础、外墙砌体、内外表面装修都随之减少，同时其受力性能也得到提高，增强了建筑的经济性能。
结语
房屋结构设计是个系统、全面的工作。在房屋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。想要做好房屋结构设计,我们只有不断提高业务素质和技术水平,重视设计中存在的相关问题,特别是容易被忽略的地方,不断积累设计经验,优化设计,发挥主动性创新精神,培养竞争意识,才能适应技术进步和变化,使设计出来的的房屋结构能够施工方便、且结构安全。
参考文献:
[1]李雪峰，《结构设计软件应用中应注意的问题》[J].山西建筑。2007
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1.房屋结构设计中建筑结构优化方法的重要性及其作用
1.1房屋结构设计中建筑结构优化方法的重要性
对房屋建筑的结构进行优化，施工人员应在确保房屋建筑质量安全的前提下，对设计方案进行细致分析，应用先进的设计观念及技术，从而对工程造价进行控制。根据相关数据分析，房屋的结构如果经过设计优化，同未经设计优化的房屋建筑相比可以缩减10%―20%的费用。但是，在现实的施工设计优化中，因为受到多方面条件的限制，实施起来十分困难，无法充分发挥其优越性。例如：一些施工企业过于追赶工程进度，从而导致对房屋的设计效果造成影响；很多年轻的项目设计人员因为缺少工作经验，无法进行设计优化；还有的设计人员因为对房屋建筑部分的过分关注，从而对整体房屋建筑的设计预案造成忽略，影响了整体造价。从中可以看出，房屋建筑项目的设计人员应把施工技术同经济收益紧密的联系起来，唯有规划出切实可行、效果良好的设计预案才可以保证企业获取最大收益。
1.2建筑结构设计优化方法的作用
（1）对房屋建筑的结构进行设计优化可以全面发挥机械设备及建材的性能，同以往的结构设计相比，更具优势。对房屋建筑的结构进行设计优化可以降低工程造价的资金投入，为企业赢取更高的收益。同时，还能够把房屋结构中的各个单元进行有机整合，提高房屋建筑的质量，保证人们的居住安全。所以，对房屋的结构进行设计优化是保证民用房屋经济性更好、适用性更强的重要方法之一。（2）提升房屋建筑的安全性。通过对房屋结构的优化设计，可以对原有设计方案中的不足和缺陷进行弥补，从而提升房屋结构的合理性和安全性，在保证房屋建筑整体质量的基础上，节省房屋建筑材料，提升房屋建筑的稳定性和相应的受力性能，确保房屋建筑的使用安全。（3）减低工程造价。据相关数据显示，运用建筑结构优化设计后，与原设计方案相比，房屋建筑工程的成本可以节约10%-30%左右，成本大大降低。同时，通过建筑结构优化设计，还可以充分发挥原材料的性能，确保房屋结构各个单元之间的紧密联系，提升房屋建筑工程的经济性。
2.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用分析
2.1结构同房屋建筑的协调优化
在进行设计时，应尽可能保证房屋建筑的结构同整体平面的配合紧密，从而实现造型美观、结构合理的效果。在进行房屋建筑柱及墙的布设时，应同房建平面的功能需求相一致，每个房间的进深、开间都应保持统一。房屋建筑系统尽可能简洁，墙与柱不可以出现错位情况，每一层的高度及截面面积应相同。进行楼体或电梯的设计时，其应力集中或受力方向较多的转角区域，承重构件应尽可能选取高强建材，从而降低自重，而非承重的构建应选用质量较轻的建材。整体房屋建筑在布局方面应保证重心、刚心及质心交叠，预防出现扭转情况。
2.2整体优化和局部优化
任一项目房屋建筑的设计都具备层次性及复杂性两方面的特点。以层次性看来，其一般包含房屋建筑的设计体系、结构体系及安装设计体系等，每一个体系内又囊括了多个下属体系。进行房屋建筑设计时，设计人员应对各个下属系统进行优化，将各个布局间的横向关联冲破，叠加工程；以复杂性看来，其一般包含房屋建筑原料选取、零部件选取、结构类型选取等内容。所以，对于任一房屋建筑来讲，就应从整体进行优化，方可真正实现设计优化。
2.3优化设计规范
在对房屋建筑工程进行建筑结构优化设计的过程中，设计人员严格遵循了相应的结构设计规范，不仅充分了解了结构设计规范中的相关条例，而且结合房屋结构设计的实际情况，对建筑结构优化设计的方案进行了合理应用。同时，针对结构设计规范中存在的不足，如安全性较差、要求过于宽松等，设计人员结合实际情况进行了适当的取舍，从而切实保证了设计成果的最优化。
2.4概念设计优化
技术与房屋结构设计对于同一房屋建筑方案，可以有许多不同的结构布置设计；确定了结构布置的房屋建筑物，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：房屋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。此外，分析如何应付房屋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，房屋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；多道设防思想能使房屋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。
2.5桩基础优化
桩基础可以划分为灌注桩及预制桩两种桩型。因为灌注桩在施工时质量较难控制，并且操作复杂，时间较长。所以，如果在沉降符合相关标准的基础上，应利用预制桩进行施工。另外，因为在普通状况下，伴随着桩基的不断深入，土壤对桩身的作用及摩擦也随之增大，所以，应尽量选取长度较大的预制桩。
2.6框架梁、柱箍筋间距的优化
对不同抗震等级的框架梁，柱箍筋加密区的最小箍筋直径和最大箍筋间距做了明确的规定。侧重点就是关于质量，比如抗震等级、人防等级、地基处理、承载能力、材料使用等一些相关因素，同时还包括对设计图纸的详细了解和掌握，在钢筋水泥的质量要求、地基基础设计等级、砌体结构施工质量控制等级，基本雪压和基本风压，地面粗糙度等等一些基本房屋结构的类型需要，如混凝土的含碱量不得超过3kg/m3、地下水类型及标高、防水设计水位和抗浮设计水位，地基液化，湿陷及其他不良地质作用，地基土冻结深度、设计活荷载值、混凝土结构的环境类别、材料等级、强度等级、材料性能、施工质量的特别要求等，是在房屋结构设计中要考虑的要素。
3.结束语
建筑结构优化设计技术在房屋结构设计中有着极其重要的作用，推动着城市化的建设与发展。房屋结构设计在确保安全性与合理性的基础之上，应该加强整个结构的设计美观性，以及对方案进行不断的优化，促进工作的改进。现代化的房屋建筑设计不仅需要确保其基本的使用价值和功能性，同时针对外观的设计还应当具有一定的美观性，以进一步的增强整个房屋结构和设计方案的价值。
篇4
1房屋结构设计中的常见通病
第一，房屋结构设计过程中，设计人员对于相关设计规范的理解存在偏差，难以满足实际设计规范，不能达到有关的技术要求。房屋结构设计中，如果设计者不能正确的认识到自身设计工作的重要性，对于结构方案的选择存在疏漏，没有对于设计方案进行严格的可行性分析，都会对于房屋结构设计造成一定的问题。另外，如果设计人员不能将设计与实际施工情况进行结合，也会造成设计意图难以实现、工程进展受阻等问题的发生。房屋结构设计编制中也存在一定的问题，对于工程通病也是重要的诱发因素之一。房屋设计的相关说明不够清晰完善，对于施工质量的控制等级、结构合理性、混凝土耐久年限等没有进行明确的说明。相关的设计说明缺乏良好的针对性，对于施工中的重要环节没有明确的文件进行说明，例如如果于保护层的厚度没有明确的标明，施工人员在施工中就会自行的进行判断，从而造成对施工质量的影响。另外，设计过程中，对于相关规范的了解不够明确，部分关键结构的设计上，依然采用过时的规范，难以适应新的施工需求。
第二，基础设计通病。房屋基础设计存在的问题，是房屋设计中的问题，也是造成房屋通病的重要原因。在设计时，如果不能保证基础设计的数值准确并且合理，就会造成基础地基出现质量通病。一般来说，钢筋混凝土结构的房屋主要采用独立基础或者桩基础的地基模式，如果地基的受力范围内缺乏软弱粘土层，就会造成抗震承载力出现偏差。在房屋结构设计时，基础设计必须要考虑外界因素的影响，并且保证基础拉梁设计的合理性。如果基础拉梁计算不合理，就会造成承重柱设计缺陷、构造柱设计缺陷、构造柱等相关问题的出现。基础设计是实现房屋设计意图的重要基础，必须要对于地基预埋、跨度值、拉梁、用钢量等多方面进行细致准确的设计，从而保证整体工程的设计意图得到良好的实现。在基础设计中，也存在着地质勘查报告不完善，施工图设计过程缺乏全面的考虑的问题。基础设计关系到整体建筑的地基系统，是建筑安全的重要保证。在进行软弱地基处理处理时，如果不能应用正确的施工方式，并且对于软弱地基认识不足，就会造成建筑承载力不足，工程出现质量问题。
第三，框架结构设计通病。在框架结构的设计上，要尽量避免采用单跨框架的设计方式，并且控制好相邻二层的刚度。在框架设计中，如果应用楼电梯小井筒，就会造成框架地震承载力的降低。与此同时，如果进行框架爱设计时，忽视填充墙的设计，就会造成整体结构安全性下降。在进行房屋抗震能力的设计时，目前相关抗震规范针对于房屋框架的纵轴与横轴两个方向提出了有关的设计要求，并且保证了对于地震作用力的有效承担。在进行房屋框架设计时，要充分考虑纵横框架的结构设计。但是，部分设计者在进行抗震设计中，忽视纵向框架的设计，导致在设计过程中纵筋配置不足。另外，框架结构设计不合理，也是造成建筑物梁板出现裂缝、连续梁设计缺陷、砌块砌体施工质量不合格等通病的重要原因。
2房屋结构设计中常见通病的控制措施
2.1提高设计者自身素质
房屋结构设计工作者要不断提高自身的责任心，并且对于有关设计规范与标准进行深入的研究。目前，很多工程中的质量通病，都是由于设计阶段，设计人员考虑不周全，并且对于有关规范认识不深刻所造成的。设计者在进行房屋结构设计的过程中，要对于施工现场进行熟悉与了解，提高设计方案的可行性，减少由于对实际施工环境了解不足，而造成设计方案难以实现的问题。设计人员自身要不断的提高设计能力，积极参与各方面的培训工作，并且积极的将新的设计理念与施工工艺融入到设计当中。设计者要深入到施工现场，对于设计中存在的不足进行及时的解决，并且为日后设计方案的合理性、经济性进行提高，并且保证施工效率。
2.2加强基础设计通病的控制
提高基础设计水平，是保证房屋设计方案的高效、经济、安全的重要措施。目前，城市中房屋形式越来越多，不断增长的设计需求，使得基础设计面临了一定的调整，需要不断的进行自身的提高与调整。在进行基础设计时，需要保证经济性的基础上，实现房屋设计的安全与适用。设计者需要综合考虑多方面的因素，进行基础结构的设计，并且对于整体建筑的荷载水平进行准确的计算与分析，将施工中的不同因素对于房屋结构的影响进行综合性的分析。在进行地耐力的设计时，要严格按照国家相关的规范与标准，结合实际地质情况进行设计。不同区域的土质的承载力有所不同，并且地基预埋的深度等因素，都会对基础结构的承载力造成影响。如果基础设计不能保证合理性，就会造成建筑结构的强度下降，产生一系列的安全隐患，出现房屋质量通病的发生。在设计完成后，还要进行静荷试验，通过模型的计算，结合实际施工的经验，对于设计中的各项数据进行校准，降低设计误差，满足基础设计的有关要求，为控制常见质量通病做出保障。
2.3加强框架设计通病的控制
在进行房屋结构的框架设计中，需要严格遵守相关规范，保证框架设计的科学性。首先，在进行填充墙的设计时，要考虑井筒墙壁厚度，分析其厚度对于整体框架结构的影响，并且配备合理的钢筋排列方式，最大限度的减小井筒。其次，在进行框架结构参数设计中，要考虑楼层的侧向刚度比、电算的自振周期、振型参与质量系数的呢过不同的指标，最终得出合理的计算结构。在进行结构配筋时，要保证配筋率，并且对于房屋结构的抗震能力进行保证，保证钢筋连接部位的可延伸性，保证钢筋的强度与质量，提高整体框架的强度。
3结束语
现代社会，随着人们对于生活环境质量要求的不断提高，多种多样的房屋建筑已经逐渐的走入到我们的生活当中。保证房屋建筑的安全性，是建筑行业发展中必须重视的问题。房屋结构设计是保证房屋整体质量与舒适性的重要前提，只有真正的做好房屋结构设计工作，保证设计的合理性与科学性，才能有效的对工程中的常见质量通病进行控制。
参考文献
[1]傅凤珍.房屋建筑结构设计中常见问题分析[J].黑龙江科技信息.2008（24）
[2]林群瑜.房屋建筑结构设计应注意的几个问题[J].中国科技信息.2008（12）
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一、房屋结构设计中的问题分析
1 当前房屋建筑结构设计中的常见问题
1.1 柱、梁及基础负荷
地基与基础设计要做到合理，安全适用，设计人员必须依据地质勘察资料，统一考察多方面因素进行基础类型和上部结构设计。民用建筑中柱、梁及基础的负荷未按规范乘以折减系数。设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时未按现行设计规范用荷载乘折减系数计算其荷载值，因此使荷载值更为准确。
1.2 桩间距过小
桩间距过小，不满足规范对桩的最小中心距的规定。特别是试桩、锚桩之间的间距，往往被设计人员忽视，这直接影响了试桩结果的正确性。
1.3 承重砖基础采用多孔砖砌
根据多孔砖墙体结构构造，地面以下或室内防潮层以下的基础不得采用多孔砖砌筑。承重柱截面高度设计过小，一些结构设计者误认为六度设防就是不设防，也不考虑受力分析，他们故意把柱子的截面高度设计得过小，使梁柱的线钢度比加大。把梁简化为铰支梁，柱按轴心受压计算。
1.4 房屋高度、高宽比超过现行规范、规程的限制
现行的规范、规程给出了房屋的最大适用高度和高度比限值。某些高层建筑房屋高度超过最大适用高度，或高宽比超出规定限值，甚至个别建筑高度和高宽比均超出规定限值。在结构设计过程中，对于房屋高度、高宽比和体型复杂程度超过现行规范、规程的高层建筑，应按超限高层建筑进行设计。
2、异形柱结构设计中存在的问题
近年来，在我国的住宅建设中，特别是高层或小高层住宅，有些采用了异形柱结构。目前在异形柱结构设计中存在的问题很多，也比较突出，主要表现爱异形柱结构房屋的高度超高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面。应当说，目前国内对异形柱的受剪承载力、节点承载力和结构延性等会方面的试验研究还不多，对异形柱结构抗震性能的认识还不够充分。在这种情况下，设计异形柱结构时，对房屋高度、结构规则性及抗震措施等方面宜从严掌握。
板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面、屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。
2.1设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作为单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一个方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。
2.2 板承受线荷载时弯矩计算问题，在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙故大楼板设计中常常将该部分的线荷载算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支撑点，使其变为连续板，支撑点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没有考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝。
2.3 双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。
3、楼层平面刚度的问题
一些设计在缺乏基本的结构观念或结构布置缺乏必要措施时，采用楼板变形的计算程序。尽管程序的变成在数学力学模型上市成立的甚至是准确无误的，但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。作为计算的大前提都无法“准确”，就不可能指望其结果会“正确”了。据此进行的结构设计肯定存在着结构不安全成分或者结构某些部位或构件安全储备过大等现象。为了使程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不至于出现根本性的误差，设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面。要做到这一点，首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如楼层大开洞，外伸翼块太长、块体之间呈“缩颈”连接、凹槽缺口太深等。其次要从结构布置和配筋构造上给予保证，对于其平面无法完全符合刚性楼板的假定，那么在结构设计时可以通过增设连系梁板、洞口边加设暗梁边梁、提高连系梁板或暗梁边梁的配筋量、采用斜向配筋或双层配筋形式等方法，尽量满足刚性楼板的基本假设，或者弥补由于不是绝对的钢性楼板假定而产生的计算“误差”。
二、解决房屋结构设计中问题的对策
为进一步提高房屋结构设计水平，针对上述房屋结构设计中出现的问题，解决房屋结构设计中问题的对策，可以从以下几个方面入手：
1、准确计算地基的荷载值
准确计算地基的荷载值是房屋结构设计的关键。在对房屋结构地基与基础方面的设计时，设计人员应依据实际地质勘测资料，全面考虑地基和基础设计的实际数据，准确计算地基的荷载值，在详细勘测后方可进行设计。与此同时，房屋结构设计采用换土垫层设计，精确计算垫层宽度和厚度，也有利于提高地基的荷载值，使软弱地基处理既安全，又经济。另外，设计人员设计多层民用建筑时，在计算梁、柱和基础的负荷时，应按现行设计规范采用荷载折减系数计算其荷载值，确保荷载值的准确。
2、承重大梁按承重柱设计
承重大梁按承重柱设计在房屋结构设计中也至关重要。关于承重大梁的设计，建议承重大梁下的柱子应按承重柱设计。若梁上荷载和跨度都比较小时，构造柱也可以布置梁下，但此时必须按考虑构造柱作用来验算墙体的局部承压和抗弯强度。经验算合格，方可在梁下布置构造柱。
3、合理设计承重柱截面高度
合理设计承重柱截面高度在房屋结构设计中的作用也不容忽视。合理设计承重截面高度，应重视六度设防在房屋结构设计中的重要性，依据现行抗震规范中“强柱弱柱”的设计原则，合理设计柱子的截面高度，确保梁柱间钢筋作用的发挥，即柱的约束弯矩。另外，增大柱截面的配筋，确保承重房屋结构一旦受力后，柱顶抗弯强度能满足要求，避免柱子和梁底出现水平裂缝。
4、重视对纵向框架的设计
以X轴水平方向，Y轴竖直方向，也就是我们常见的XY坐标系参考。一般情况下沿X轴方向的是纵梁，沿Y轴方向的是横梁。框架在纵横向均布置主梁，楼板的竖向荷载沿两个方向传递。重视对纵向框架的设计时优化房屋结构设计的有效途径。纵向框架承重方案时在纵向上布置框架主梁，在横向布置连系梁。楼面的竖向荷载主要沿纵向传递。横向连系梁尺寸较小，对大空间房屋，其净空较大，房间布置灵活。
5、控制梁截面受压力区应力
控制梁截面受压区应力也有利于提高房屋结构设计水平。在房屋结构设计中，控制梁截面受压力区应力有利于提高结构的抗震能力，梁高小时，截面的相对受压区高度较大，梁的延性减小，在竖向地震作用下易发生脆性破坏，从而失去承载力。因此，梁高设计不宜较小，而应根据结构的实际情况，控制梁截面受压区应力。
结束语
结构设计时一个系统、全面的工作。加深对当前房屋结构设计中常见问题的认识和研究，以不断提高自身的结构设计水平，使设计的作品比现阶段的其他建筑具有更高的水准、更合理和更经济的结构形式。这就需要我们设计工作者必须具备扎实的理论知识功底，灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度，按规范相应的构造要求严格执行，才能从根本上消除设计质量的隐患。
参考文献：
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一、建筑结构设计优化的内容及其意义
当前，我国经济快速发展，人们对居住条件及生活环境要求越来越高，而对建筑房屋进行优化设计，使其结构与美观相互协调、同时适用、安全、经济以及便利是改善人们居住环境方面的重要手段。建筑结构设计优化理念注重以实际为准则，根据工程建设的基本状况，以计划成本控制为中心来进行的结构优化设计，其内容就是利用对建筑基础的结构、屋盖系统的结构方案以及围护系统结构方案等环节，建立起一种关于结构优化设计的模型，通过对各种不同的影响变量参数中的若干关键参数的科学计算，确立最终的建筑工程结构设计的优化结果方案。
建筑结构优化设计意义重大，一是大大提高建筑结构经济性，建筑进行结构设计优化可节省材料，有利于抗震，减少内外表面装修，提高了其受力性能，增强了建筑的经济性能。二是结构优化设计大大降低了建筑工程的总成本造价。节约用地，大量资料表明，建筑进行结构设计优化能够有效降低工程成本造价25%左右，同时结构优化设计技术能够对施工材料的性能利用更加合理化，能够让建筑工程结构内部各个不同单元之间更加充分协调，提升了建筑工程结构设计的经济性。
二、建筑结构优化设计中的问题
现代的建筑结构设计优化工作是一个复杂的过程，关系着建筑的安全与否，是否经济和适用，在结构优化设计中也会遇到一些问题。
(一) 缺少详细的勘察地质资料
从现在的建筑结构设计工作来看，普遍缺少详细的勘察地质资料，只是简单的依据相临建筑的情况进行图纸设计。勘察施工场地的作用是保证科学的进行地基基础工作，并且达到最基本的安全保障。往往房屋设计工作人员只是把耐力数值控制到最小，就简单认为房屋建筑结构没有问题了，这种技术问题为房屋埋下了安全隐患。在对较软地基进行处理时，忽略了垫层换土设计，只是根据经验判断处理。房屋结构设计过程中，对于较软地基存在的安全隐患没有足够认识，单纯依据个人经验使用砂垫层强化承载力，对于其宽厚度缺乏精确计算，也造成了费用的浪费。
(二) 构造柱设计存在的问题
建筑结构设计中的构造柱可以设计为单一的受力柱，其横截面与配筋必须达到规范砼的规格，如果房屋结构包含抗震功能，必须要满足以上要求。当构造柱体被当做承重的柱体应用时，这就会使构造柱体的受力提前了，从而限制了构造柱体对建筑结构的拉束功能的完全发挥，使整体房屋结构设计暗藏了安全危机。地圈梁通常会植入构造柱体，这种情况下是不需要另外设置地基的，可是当构造柱体充当了承重柱体时，柱底部基础抗压能力必然会出现超负荷现象，裂缝也就产生了。在实际施工当中，处于承重梁下的柱体应当达到承重柱体的标准，假如承重梁的负载与跨度呈现最小状态时，梁下也可以使用构造柱体。这时候就要对构造柱体的功能忽略不计，重新检测墙体下半部分的抗压强度，达到要求才能设计施工。
(三) 抗震设计中存在的问题
在抗震建筑结构设计中，施工设计人员普遍认为六度设防可以看成是没有设防。为了方便受力分析，施工设计人员往往把柱体横截面较小设计，增加梁线的刚度，将梁设计成为铰支梁，柱体的抗压能力设计成轴心抗压。这种操作方法能够方便分析房屋结构的受力，但是针对整体的房屋结构安全带来了危险。忽视了梁与柱之间的弯矩约束，还有柱体的截面积较小，整个建筑结构一旦受力，抗弯能力明显不足，造成了梁底显现裂缝。
(四) 承重墙设计中存在的问题
建筑结构设计承重能力时主要是通过楼板设计完成的，在房屋建筑时经常将一些隔墙放置在楼板上，之后还会将这部分算在同等效果的荷载力范围内，楼板的配筋也会依据这个数据进行计算。除此之外，隔墙顶部采用立砖斜砌，造成楼板顶部出现裂缝。两个方向同时产生弯矩的双向板中的钢筋是要叠放并且要保持纵横方向，计算时应该依据双方向的高度。
三、建筑结构设计优化的基本步骤
通常在对设计变量进行选择时，我们把对建筑结构影响的主要参数作为设计变量。如目标控制的相关参数( 损失的期望 C2 和结构的造价 C1) 和约束控制相关参数( 结构的可靠度 PS) 等; 然而还有一些影响不是太大，其变化范围也不是很大或者由局部性以及结构的相关要求就能够满足相应的设计要求的一些参数，我们可以用预定参数来表示，这样能够使得我们的设计量、计算量以及编制程序的工作量均大大减小。在进行结构设计优化的时候，我们还必须寻找一组能够满足相关的预定条件的截面相应的几何尺寸、钢筋的截面积以及相应的失效的概率的函数，使得工程造价最少。
对于房屋的结构的设计优化来说，必须确保结构的可靠度，来对优化设计相关的约束条件进行相应的确定，设计优化的约束条件主要包括裂缝宽度约束、结构强度约束、尺寸约束、构件单元约束、应力约束、结构体系约束、从可靠指标约束到确定性约束条件以及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等约束条件。在进行结构设计的时候，确保每个约束条件都必须满足相关要求，以实现最佳的设计。在设计过程中必须对细部的结构进行相应的设计优化，例如，在现浇的混凝土异形的板料，其拐弯处容易开裂，我们可以简化成矩形板，然后再合理的选择钢筋，在满足其结构的基本要求条件下，达到既安全又经济的目的。
四、建筑结构优化设计的要点
（一）结构优化设计的规范
在对房屋建筑结构进行结构优化设计时，设计工作者应遵循相关的结构设计规范。房屋结构优化设计的追求决定了房屋结构优化设计对设计工作者提出了较高的要求，要求工作者不仅详细了解房屋结构设计规范的条文，同时也要能够根据房屋结构设计的实际情况，把房屋结构设计的结构优化设计方案科学合理的运用到实际的房屋工程中。
对于一些结构较为简单的房屋工程，某些结构设计规范可能过于保守，而对于一些结构复杂的，或者有特殊用途的房屋工程，某些结构设计规范又可能过于宽松，安全性不足，这就要求房屋结构设计结构设计优化工作者能够根据具体的工程情况，对结构设计条文进行适当的取舍，争取使设计成果达到最优化。
（二）前期方案设计期间将结构设计优化参与其中
建筑方案设计前期如有一个优秀的、合理的设计方案，并参与结构设计优化，就会争取到非常优秀的开端。但目前在前期设计方案中结构设计优化参与其中的并不多，如果能对建筑类别有所针对，并进行合理选择结构设计优化方案，将降低建筑的总投资成本，因此在建筑方案设计初期应注意建筑方案的结构优化设计，考虑结构的合理及可行性。
（三）细部结构设计优化
概念设计应用于没有具体数值量化的情况，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。在做立面设计的时候，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。
（四）地基基础结构设计
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。
（五）概念设计处理的实际建筑设计问题
在建筑结构设计中，很多外在因素是难以控制的，尤其是地震这种破坏力极强的自然灾害，对于建筑结构来说，破坏性是不可估计的。故此，在进行实际建筑设计时，必须充分考虑其建筑结构的地质特征，采用概念处理的原则进行合理的规划设计，将其存在的危险因素降至最低。在进行建筑结构设计时，要充分考虑抗震性能的重要性，分析其建筑阶段所受到的各种危险因素，采取合理的技术
手段，在建筑施工中注意刚度均匀、对称的重要性，同时还可以采取延性的设计原则，它可以有效的防止建筑结构在地震发生时所产生的突发性破坏，消耗一定的能量，减少破坏。
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一、房屋建筑结构设计的基本方法
房屋建筑结构的设计是房屋建造的基础，因此，在房屋结构设计的图纸上要做到规范要求，合理要求。房屋结构设计的基本方法大致上有五种：绘制结构平面图，是否需要输入结构软件进行建模取决于建筑所在地抗震设防烈度的大小；屋顶结构图，建筑物呈现不同形态时，结构的处理方式有不同种类，在此，结构设计者一定要具备一定的空间概念，正确掌握设计图纸的意图；大样详图，在建筑详图确定的基础上，可以直接绘制大样详图；楼梯，楼梯图纸的绘制要注意楼梯梯板、梯梁的位置处理；基础图纸的绘制主要要注意条基交接部位的规范处理。
二、房屋建筑结构设计中的常见问题
1、房屋建筑结构设计者设计方案不合理，考虑细节问题不够严密谨慎。设计者应把抗震减灾等设计理念加到设计图纸中，以确保房屋建筑的安全使用。
2、房屋结构基础设计不当。房屋结构设计者忽略当时当地的地质条件，仅使用单一的设计方案，对建筑设计造成安全隐患。单一考虑地质上可能出现的问题，忽略了对当地的综合因素进行分析。房屋基础结构设计荷载取值不准确，其主要在于设计和计算时的不尽合理。
3、房屋结构布置不合理、不规则，即建筑的平立面外形尺寸的不规则，抗侧力构件布置、质量分布，以及承载力分布等诸多因素的综合要求。出现的最常见的一种情况就是建筑物平面凹凸不规则。结构整体平面扭转不规则，使建筑物存在安全隐患，影响建筑的使用。同时，消费者的需求得不到满足，设计建造高层建筑成为一股热潮，但是，高层建筑通常没有采取有效的抗震加强措施，使建筑本身带有明显的薄弱层。
4、 最基本的房屋设计要符合相关规范要求，但是往往在房屋设计上，独立基础(尤其是高杯基础)没有考虑基础粱两端的搁置长度，使施工中出现偏差。设计条形基础时，未能及时准确考虑房体纵横墙交叉处的重叠问题，导致对墙体交叉处的重叠部分未做设计修正。因此，房屋设计上所计算出的房屋基础面积实际小于屋体上部结构所需要的基础面积，造成重叠范围内的墙体开裂。
5、近年来，建筑商为了减少占地面积，减小建筑成本，高层或小高层住宅不断出现，而这种住宅又相继采用了异形柱结构。，由于异形柱结构发展的并不成熟，目前在异形柱结构设计中仍然存在很多问题，突出表现在异形柱结构房屋的高度过高、体型不规则、结构布置不合理、抗震构造措施不当等方面，使建筑本身蕴藏了巨大的安全隐患。
三、解决房屋建筑结构设计中常见问题的办法
1、首先，主要的是房屋建筑设计人员的设计专业性，这要求设计人员对国家现行的设计规范、规定和技术标准足够掌握，并且不断提高自身修养。在经济高速发展前提下，有的设计人员为追求进度而忽视质量，出现了致命的错、漏、碰、缺等现象。为此，应重点加强设计人员和审核人员对我国相关设计标准条文的学习和设计规范、技术措施的学习，在技术上严格要求。
2、在工程设计中设计人员一定要实地考察，设计方案要符合当时当地的地质特征，采用科学技术来设计房屋建筑的框架结构，在设计上应尽量避免采用不规则结构。在特殊条件下设计不规则结构时，应采用符合该特殊结构的实际受力状态的力学模型进行计算分析，并采取有效的抗震加强措施，加固建筑物的安全性。
3、尽管高层建筑结构的追求是现代高速发展的经济社会的发展趋势，但是企业不能盲目追求高效益。房屋设计上要实事求是，具体问题具体分析，杜绝为了企业自身利益，建造存在安全隐患的房屋。因此，在采用现下热门的异形柱结构设计时，要严格注意对房屋高度的计算，房屋结构尽量保持规则性以及从严掌握建筑的抗震措施。
4、在房屋的框架结构设计中，房屋的框架设计影响房屋建筑的抗震性，若是只关心纵向框架的设计，将会导致实际设计中出现建筑梁的支座负筋，跨中纵筋及箍筋的配筋置均不足的现象。因此，纵向横向框架要互相协调，不应只注重横向框架的设计，而忽略纵向框架的设计。
5、确保建筑中使用的建筑材料符合国家规定的质量要求，避免因部分问题影响建筑物整体的质量，给建筑物后期带来更大的隐患。
四、结构设计优化的应用
“经济、适用、合理、环保”是现代建筑结构追求的一个跨度，而房屋建筑的结构设计优化正是实践了这一要求。结构设计优化不仅可以解决我国占地问题，同时还会为企业带可观的经济效益。因此，应用现代科技手段，选择合理适用的建筑结构设计方案，是实现降低建筑成本取得最大经济效益的有效方式。
在满足建筑结构长远效益的前提下，应尽量减少建筑结构的近期投资并提高建筑结构的可靠度、合理性和安全性。与传统设计相比，设计优化技术可以为企业的建筑工程造价减少5％～30％。结构设计优化技术的应用，同时可以使建筑材料得到合理的利用，减少不必要的资源浪费。在优化的结构设计下，建筑的内部单元将会得到最好的利用，使之最好的协调应用。这是结构实际优化产生的巨大的实践价值所在。
结构设计优化的应用体现在房屋建筑工程结构的优化设计和房屋工程分部单元结构的优化设计上。其中房屋建筑工程分部结构的优化包括：基础结构方案的优化设计、屋盖系统方案的优化设计、结构细部设计的优化设计和围护结构方案的优化设计。另外具体还包含房屋结构的选型、布置、造价分析、受力分析等内容，并应在满足设计规范和使用质量安全达标的前提下，结合具体工程的实际情况，围绕其产生的综合经济效益的目标进行结构的进一步优化设计，以达到建筑的高质量完工。
结构设计优化技术在建筑结构设计中的应用体现在直觉优化（概念设计优化）技术与建筑结构设计和 概念设计处理的实际建筑设计问题的两方面。在概念设计优化技术与建筑结构设计上，概念设计存在于建筑结构设计师对多种备选方案进行选择的过程中，而选择的最终方案是根据设计参数、材料、荷载的取值决定的。另一方面，概念设计处理的实际建筑设计问题上，所需要处理的问题多种多样，但最终重要目的是通过概念设计，使建筑结构能在各种外力作用下下免受破坏，或者将破坏程度降至最低 。这其中，适合建筑的抗震措施是概念设计中最重要的。
五、结语
在社会经济高速发展的今天，建筑业也产生着日新月异的变化，无论房屋建筑结构发生如何翻天覆地的变化，不变的永远是房屋建筑本身的安全质量问题。作为民生重要一项的建筑质量问题，设计人员、施工人员以及企业人员务必要做好严格规范、安全生产的工作，保证建筑本身的质量，提高建筑的舒适度，以达到满足消费者需求，为社会服务的目的。
参考文献
[1]查全平， 浅谈房屋结构设计以及应注意的几个问题， 建筑与设计， 2006.10总第160期
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引言：
近些年来，建筑行业异军突起，一个城市的建筑行业直接标志着该城市的城市化水平，同时又对该城市人们居住和生活质量产生了直接影响，然而，当前建筑施工企业又不能够保证建筑工程的施工质量，这也就对人们的生命和财产安全产生了很大威胁。笔者认为，房屋结构设计直接决定了建筑物最终的施工质量。但是，在当前房屋结构设计领域中，存在着很多问题。下面论述了房屋结构设计中的常见问题。
1. 房屋结构设计中存在的问题1.1 一体化计算机程序的广泛应用并没有显著提高结构设计质量。（引1）
随着计算机辅助设计(CAD)技术的发展，计算方法日益精确化，制图方法中采用的平面表示法和各种标准图相继得到完善，建筑结构设计中存在的热点问题也随之发生了诸多变化，比如，结构整体内力计算和分析非常容易实现，而且出图速度快，节点及其他。
细部表达图纸量大为减少，长期困扰建筑结构设计的一些问题已经得到较好的解决，同时以前不那么重要的问题则上升为困扰结构设计师的热点和难点问题。一体化的计算机程序屏蔽了计算的过程，许多设计软件并没有明示软件内部的简化方法和软件的缺陷，使得一些计算和设计错误更难发现。
1.2 部分结构设计不合理如《建筑抗震设计规范GB50011-2010》第7.1.8条(强制性条文)规定“底部框架-抗震墙结构，上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐”。有些设计把底层设计成大空间，抗震墙很少，上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐，造成结构体系不合理，传力不明确；有些设计中抗震分类、场地类别选用错误，导致整个结构设计错误。一些混凝土构件，特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求，有的相差一半，有的甚至一半都达不到；有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定，存在漏算错算现象；有些结构设计与提供的计算书不一致，结构强度远远低于计算结果，设计存在严重安全隐患。1.3 设计深度达不到规定要求由于设计人员没有对一般房屋尤其是多层房屋设计引起高度重视，盲目参照或套用其他的设计的结果；或是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解.因此在设计人员制作图纸中存在“偷工减料”，设计粗糙，过于简单。
2. 结构设计中要遵循的基本原则
房屋结构设计的主要目的是使建筑物安全和房屋能够适应使用的要求，所以设计人员房屋在结构设计时要保证并遵循这四个基本原则：
（1）抓大放小；（2）多道防线；（3）刚柔相济；（4）打通关节。
前三道原则很容易理解，对于原则四，所谓关节，是指变化相聚之处，或变化出现的地方。 不同类型的构件相接处，同一构件截面改变之处，是关节。广义上，诸如结构错层之处，体量改变之处，转换层亦是关节。对于复杂的结构体系，关节的复杂性难于预测和控制,即使从理论上保证了每个组成构件的强度和刚度，但因关节的普遍存在，力量的传递往往不能畅通而出现集中甚至中断，破坏由此而发生。历次灾害表明，从节点开始破坏的建筑占了相当大的比例。所以理想的结构体系当然是浑然一体的----也就是没有任何关节的，这样的结构体系使任何外力都能迅速传递和消减。
3. 房屋结构设计地基与基础
3.1 纵观近些年的房屋结构设计质量，不难发现，很多低层房屋，（例如单建的物管用房、设备房等）并没有地质的详勘报告，只是单纯的依靠建设单位进行口头阐述或者是笼统的对附近建筑物基础设计资料进行参照就进行了施工图的设计，房屋结构的地基与基础设计必须要做到安全、合理、适用，要求设计人员必须要依据相关的地质勘察资料，统一的考察多个方面的易损，从而进行房屋结构设计上部结构方宁和基础类型的设计，单纯的凭地耐力这一个数据时不安全和不全面的，要求我们更加不能够盲目的认为将耐力容许值取小一些就万无一失了。
4. 楼板设计常见问题 楼板是建筑工程中的主要承重构件，是它将楼面，屋面的荷载传给其周围的墙或梁上，楼板的设计问题必将连带梁、墙、柱等构件安全。若对整个设计考虑不周，很容易出现设计质量问题，有的还可能存在严重的质量隐患。楼板设计中常见如下几个问题。 4.1 设计时为了计算方便或因对板的受力状态认识不足，简单地将双向板作用单向板进行计算。使计算假定与实际受力状态不符，导致一个方向配筋过大，而另一方向仅按构造配筋，造成配筋严重不足，致使板出现裂缝。 板承受线荷载时弯矩计算问题。在民用建筑中，常常在楼板上布置一些非承重隔墙，故大楼板设计中常常将该部分的线荷载换算成等效的均布荷载后，进行板的配筋计算。但有些设计人员错误地将隔墙的总荷载附以板的总面积。另外，板上隔墙顶部处理常采用立砖斜砌顶紧上部分的楼板、屋面板，这样会给上部的板增加了一个中间支承点，使其变为连续板，支承点上部出现了负弯矩，而在板的设计中又没考虑该部分的影响，致使板顶出现裂缝。 双向板有效高度取值偏大。双向板在两个方向均产生弯矩，由此双向板跨中正弯矩钢筋是纵横叠放，短跨方向的跨中钢筋应放在下面，长跨方向的跨中钢筋置于短跨钢筋的上面，计算时应用两个方向的各自的有效高度。一般长向的有效高度比短向的有效高度小d(d为短向钢筋的直径)。有的设计为图省事或对板受力认识不足，而取两个方向的有效高度一致进行配筋计算，致使长跨有效高度偏大，配筋降低，使结构构件存在质量隐患，甚至出现开缝的现象。
5. 抗震结构设计房屋设计用从抗震要求出发，进行合理的结构设计。
5.1 一定要重视概念设计，这是抗震设计的首道防线。
5.2 对一般多层砌体住宅结构，应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系：纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。
5.3 对钢筋砼多高层结构住宅，力求做到：框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置，以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力；框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态，除了控制抗震墙之间楼屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外，还需采取措施，保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接；结构布置应尽量采用规则结构，对复杂结构，可以设置防震缝。
6.构造柱的设计
6.1一般来讲，在砖混结构中，构造柱除可以提高墙体的坑剪能力之外，还可以与圈梁联结在一起形成对砌体的约束，这样的设计不仅可以限制墙体裂缝的开展，同时还可以维持竖向承载力，提高结构的抗震性。应避免在结构设计中，将构造柱作为承重柱使用的作法。这是由于如果构造柱一般生根于地梁中，没有另设基础，如果将构造柱作为承重柱使用，会造成构造柱提前受力，降低了构造柱对墙体的约束作用，柱底基础的局部承压强度必然不能满足整体设计要求，柱底基础一旦发生冲切或局部承压破坏，就会出现裂缝。尤其是在结构遭遇地震作用时，应力会集中早构造柱位置，导致构造柱首先遭到破坏，这样一来，构造柱不但起不到应有的作用，反而会成为房屋结构中的薄弱部位。因此，设计人员必须保证承重大梁下的柱子应按承重柱进行设计，若遇特殊情况，如梁上荷载较小，也可将构造柱布置在承重梁下方，但构造柱对下墙体的承压和抗弯强度作用都不应考虑在柱承范围之内。
7.结束语
综上所述，房屋结构的设计工作需要设计人员和建筑工程中所有的工作人员全力配合，才能从根本上消除设计质量的隐患。建设工程是一种特殊商品，工程投资大、建设周期长，其工程设计质量不仅关系到工程的投资效益、使用要求，而且直接关系到人民群众的生命财产安全。针对当前设计质量状况，设计单位应加强内部的质量管理，设计管理部门要加大对设计质量的监督管理，结合施工图设计审查、专项检查、质量抽查等工作，加强对业主、勘察、设计单位的市场监管力度。特别是设计单位在进行房屋结构设计时必须在满足国家设计规范要求的前提下，加强房屋结构的概念设计和地基设计，才能提高房屋结构设计水平，确保房屋设计质量不断提升，以使房屋的结构设计工作做到更安全、更合理。
参考文献：
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Keywords: structural design optimization techniques; Structural Design; application strategy.
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
随着我国房屋建筑事业的不断发展，更多的高层房屋建筑拔地而起，这就为房屋结构的设计人员提出了艰巨的挑战，如何有效提高房屋结构的可靠性、降低房屋结构设计施工的成本，成为相关工作人员积极思考的问题。另外，建筑市场的发展同样带动着建筑材料市场的发展，更多的新型建筑材料被广泛地应用于房屋结构设计中，起到重要的作用。在此背景下，传统的房屋结构设计技术以及不能满足房屋结构的发展，需要设计人员积极优化房屋结构设计技术，以促进房屋结构设计有效性的提高。
一、房屋结构设计优化技术应用中存在的问题
一般来说，房屋结构设计人员在进行房屋设计过程中，需要利用适宜的设计理念与设计方法，对房屋结构的形势、构件尺寸、布局等进行科学地设计，从而满足房屋结构的设计需求。在建筑方案阶段结构设计就要进入配合，结构设计的经济性是否合理在方案阶段就决定了大部分。经济性不是“抽”钢筋，不是为省钢筋而省钢筋，也不是牺牲结构的安全性和耐久性，是在保证结构的安全，合理受力的前提下，并满足规范要求的“低值”配筋。随着设计技术的发展，房屋结构设计优化技术的应用越来越广泛，但是却存在着一些问题需要设计人员提高重视。
第一，房屋结构设计受到多重因素的影响，致使设计人员在设计过程中，所优化的目标只能够满足一个或者几个方面的要求，不能同时满足整个工程的需求。设计人员利用计算机软件来优化房屋结构设计，同样受到设计进度、建筑功能等因素的制约，使房屋结构设计优化目标无法达到最佳。
第二，一些房屋结构设计人员在进行技术优化过程中，通常是从小处着眼，即对房屋结构的尺寸与构件截面进行优化，从而忽视了结构尺寸与构件截面在结构整体中的作用。因此，在房屋结构设计优化技术应用中，不能仅仅优化结构的尺寸与构件截面，还要考虑结构的整体性，比如房屋周边的梁柱截面有时候不是单纯的为了满足计算配筋的要求，而是保证结构整体更好的抗扭能力，以保证房屋建筑整体的稳定性与可靠性。
第三，随着人们对房屋结构设计要求的不断提高，房屋结构设计中的变量也在不断增加。因此，房屋结构设计人员必须提高重视，以提高优化设计技术应用的效率。但是，传统的设计算法已经不能满足房屋优化设计的要求，需要设计人员针对问题，提出创新的设计算法，以提高房屋结构设计优化技术应用的有效性。
二、结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用策略
在房屋结构设计中，设计者不仅要考虑房屋结构的稳定性与安全性，同时还要考虑其经济性与合理性，尽量创新设计理念与方法，合理地选用新型的轻质建筑材料，尽量降低结构的自重，由F=ma可知，质量越大，吸收的地震力越大，所以采用轻质材料对抗震有利。努力地将结构设计做到最合理、最经济、最科学、最可靠，从而最大限度地满足使用者对房屋结构安全、经济等的要求。因此，笔者基于多年的理论研究与设计经验，对结构设计优化技术与其在房屋结构设计中的应用策略进行探讨，希望能够与同行共同提高。
（一）概念设计优化技术
在工作人员对房屋结构设计进行分析过程中，往往需要根据设计中所使用的建筑材料、结构荷载、设计因数等进行分析，同时考虑离散变量的作用，以保证设计技术应用的有效性。因此，房屋结构设计人员可以利用概念设计优化技术，在遵循房屋结构设计普遍规律的基础上，结合多种设计方案与设计经验，调整房屋结构设计中不足的部分，创新设计方法，从而提供概念设计优化技术的应用效率。
（二）具体结构设计应用
第一，房屋结构设计中，采用何种钢筋强度对结构的经济性有很大影响，比如在剪力墙约束边缘构件区箍筋的强度等级直接决定着钢筋的用量，由于采用三级钢，规范要求的体积配箍率较小。三级钢比一级钢节省。但在剪力墙强身配筋不一定采用三级钢就比一级钢省，原因在于剪力墙墙身基本上是构造配筋，只要满足规范要求的最小配筋率要求即可。这时采用一级钢或者二级钢要比三级钢省。再来谈谈楼板（悬挑板除外）钢筋等级的选择，根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》8.5.1条的注2的规定，当采用HRB400其最小配筋百分率允许采用0.15和45ft/fy中的较大值。通常楼板的混凝土强度等级不大于C35，笔者现在以混凝土强度等级为C30，钢筋强度为HRB400，板厚100mm举例说明，45*1.43/360=0.178%,要小于普通的受弯配筋率0.2%，由此可见楼板钢筋采用三级钢筋或者更高级别的钢筋更加经济。
第二，在抗震区房屋的结构设计，体型规则与否，直接影响到结构的经济性，如房屋的高宽比较大，平面的凹凸不规则，是否转换等等。另一方面，目前结构设计软件对填充墙给结构带来的刚度贡献考虑的不够完善。通常都是采用周期折减系数来模拟填充墙的多少。填的数值大小直接影响到地震力的大小，这势必会给经济性带来一定影响。软件采用全楼统一的周期折减系数不尽合理。这就需要结构设计人员从结构抗震概念上给予适当的加强（如首层架空层等）。
三、结构设计优化技术在房屋结构设计中应用的重要性
结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用，是我国房屋结构设计发展的表现，也是建筑事业发展的需要。在房屋结构设计中应用结构设计优化技术，可以有效地提高房屋结构的可靠性、合理性与经济性。（1）随着房屋建筑层数的增加，对房屋地基承载力的要求也将相应提高，在应用结构设计优化技术后，将有效增加房屋结构基础与柱的承载力，使其结构设计变得更加合理，房屋结构的可靠性也随之提高；（2）合理的房屋结构设计将提高设计的经济性，主要表现在房屋建筑之间的日照间距减少，节约了土地资源；创新的结构设计也可以提高建筑材料的应用效率，降低房屋建筑的成本，提高房屋结构设计的经济性。
结语：
总而言之，房屋结构作为房屋建筑的重要组成部分，在房屋建筑中起到支撑、保护的作用，房屋结构的设计质量直接影响到房屋建筑的质量。因此，房屋结构设计人员必须改革设计理念与方法，积极进行房屋结构设计技术的优化，从不同角度、多个层面对房屋结构进行优化设计，以弥补传统设计中房屋结构的不足，从而有效地提高房屋结构设计的有效性，促进房屋结构向着经济化、科学化、多样化等方向发展。
参考文献：
[1] 郑智垚,乐肖军. 结构设计优化设计技术与其在房屋结构设计中的应用[J]. 中国新技术新产品, 2011，3(04)：36-37 .
[2] 隋国龙. 优化技术及在房屋结构设计中的应用[J]. 中国新技术新产品, 2011，15(03)：32-34 .
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一、房屋建筑结构设计中存在的常见性问题
（一）房屋建筑结构设计过程不符合规范标准
在进行房屋建筑结构设计时，必须按照相应的标准规范。标准的设计要求可以保证房屋建筑的质量。但是实际情况则是一些设计人员根本不按照要求进行设计，或者对设计规范不了解，细节部分不能顾及到。并且建筑设计的微小之处无法考虑到，使得房屋结构数据有所偏差。要知道房屋建筑设计是一项精密的工作，如果误差出现则可能导致房屋建筑结构性能指标达不到，甚至影响人们的居住安全。并且建筑行业的发展较为迅速，一些设计人员跟不上时代的步伐，操作规范难以适应时代的发展，影响房屋建筑的质量。
（二）地基与基础结构设计重视程度不够
在进行地基设计时，设计人员仅仅依靠建设单位提供的数据，根本没有进行实地考察。这样就导致地基与基础的设计缺乏有针对性，可能会对建筑物的质量产生一定的影响。与此同时，一些设计人员在进行基础设计的取舍时没有把握好度，荷载值不合适，进而影响到基础拉梁的设计。现阶段房屋建筑的主体框架多为多层框架结构，钢筋混凝土结构一般使用柱下独立基础。如果荷载取值不恰当，就会影响建筑物的性能。不仅如此，基础拉梁设计取值不合理也是当前房屋建筑结构设计中普遍存在的问题，往往导致整体的建筑结构设计方案。
（三）建筑框架设计存在一定问题
主要可以分为以下几个方面：
第一，只重视房屋的横向框架设计，对其纵向框架设计不重视。这样以来，如果出现地震等灾害，就会导致建筑出现配筋与跨中纵筋分配不均的问题，影响建筑性能。第二，承重柱截面高度设计不合理，一些涉及人员为了便于计算受力分析，在设计承重柱的截面高度时将其数值设计较小，从而影响了建筑性能。第三，阳台梁载荷过小，因而设计人员不重视这一部分，可能将连续梁设置成单梁。时间一久，就会影响梁的承载力，缩短其使用寿命。
二、优化房屋建筑结构设计的策略探讨
（一）设计过程中遵守相应准则，提高设计准确性
良好的设置规范能够有效保证房屋建筑结构设计的规范性与质量。为此建筑结构设计人员必须充分掌握建筑结构设计的相应法规、细则与标准，即便是再细微的地方也不应放过。为了提高房屋建筑结构设计的准确性，设计时设计人员可以借助相应的计算机软件，利用程序进行精确化的编辑、设计，借助计算机庞大的计算功能，可以优化设计参数，确保房屋建筑结构设计的规范性，并且能够提高建筑房屋使用的安全性。
（二）设计时保障房屋建筑结构的安全性、功能性与经济性
地基与基础设计是房屋建筑的基础，只有地基与基础设计的质量得到保障，才能提高房屋建筑的整体质量。在进行设计时，一方面要求设计人员充分考虑房屋结构设计的安全性，另一方面还应该兼顾房屋的功能性与经济性。这就要求合计人员在设计之前就应该对施工区域进行实地考察，要掌握第一手资料。设计人员还应该精确计算荷载值，确保设计的精确性。为此，设计人员应该尽量避免单纯的依靠套公式的计算方式，而应该根据设计规范、标准并综合考虑地基的实际情况进行适当的修改。持力层的承载力也不是凭空得来的，而是根据施工地点土的性质决定的，不同性质的土层其承载力也不一样。为了保证数据的准确性，计算后还应该根据标准进行验算。需要注意的是，如果计算时使用的是电子计算机，则应该选择恰当的模型，并仔细校对数据。
（三）合理设计房屋建筑的框架结构
在选择框架结构参数时，应该根据建筑楼层剪力系数、自振周期以及侧向刚度比等。在结构配筋时必须综合考虑最大配筋率和最小配筋率。只有这样才能保证房屋建筑各个部位的搭接、延伸以及锚固符合要求，提高其抗震性能。涉及人员必须重点关注建筑物的顶层，确保按照国家的相应标准进行设计，避免房屋因温度变化导致墙体开裂。
（四）提高设计人员的综合素质水平
事实上在设计时出现的各类问题大多与设计人员的能力与水平有关，因此提高设计人员的综合素质水平是优化房屋建筑结构设计的重要措施。为此，设计人员必须不断学习，以便提高自身的能力。对于一些较为重要的设计点，设计人员应该提高认识，深入现场进行实地考察。另外，随着时代的发展，计算机软件的应用也为房屋建筑结构设计注入了新的活力。所以，设计人员还需要掌握一定的计算机操作能力，以便提高设计效率，确保设计的准确性。
结语：综上所述，房屋建筑行业仍会继续发展，在发展过程中必须及时关注房屋结构设计中存在的问题。我们必须重视这些问题，如果不加以解决将可能影响房屋建筑的质量，更有甚者还会阻碍房屋建筑结构设计理念的进一步发展。有鉴于此，设计人员在设计之前必须综合考虑建筑周边的环境，在设计过程中应该在满足建筑房屋安全性的同时保证房屋使用的功能与居住体验。对于设计人员来说，房屋建筑结构设计中必须严格遵守设计原则，兼顾建筑的安全性、功能性与时尚型，才能不断推动建筑业的发展。
参考文献：
[1] 梁利生. 房屋建筑结构设计中常见问题的剖析与探讨[J]. 中国新技术新产品. 2012（17）
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该规程适用主要承重结构是单跨及多跨的下列单层门式轻钢结构的设计、制作及安装。a．具备轻型屋盖和外墙的房屋。轻型屋盖和外墙主要指采用压型钢板的屋面和外墙，该建筑除了重量轻，其蒙皮刚度对门式刚架的平面结构的整体刚度起到有利的加强作用，这就是门式轻型房屋钢结构与普通钢结构的主要区别点。b．门式轻钢结构跨度最长不超过36m，最合适的经济跨度为12m～20m;檐口要求不高于15m，特殊情况下檐口高度不超过18m。这是主要考虑檐口太高或跨度太大，其刚架构件本身刚度很大，墙面或屋面的蒙皮刚度相对较小，对加强门式刚架轻钢结构的整体刚度的作用微乎其微，可以忽略不计，跟普通钢结构区别不大，《门式刚架轻型房屋钢结构规程》规定的位移限值、长细比等都不适用，而是按GB50017-2010钢结构设计规范的相关规定执行。c．对吊车情况的要求:A1～A5的轻、中级工作制桥式吊车的起吊量不大于20t或悬挂式起重机起吊量不大于3t。依照门式刚架轻型房屋钢结构规程的规定，用于桥式吊车的吊车梁放置于刚架柱子伸出的牛腿上，故桥式吊车的起吊量不宜太大。d．对于顶层为门式刚架轻钢结构的多层房屋设计时，该部分钢结构的设计、制作和安装可依照《门式刚架轻型房屋钢结构规程》执行，但应将多层房屋和门式轻钢结构作为一体一起分析计算，特别是抗震部分，着重应注意多层房屋结构与顶层轻钢房屋内力和位移的影响。有些同行认为，门式轻钢结构很轻，放置在多层房屋顶上不会有问题。当然对于多层房屋结构的影响极小，但是多层房屋的刚度普遍都大于顶层门式轻钢结构的刚度，由于刚度的突变，在地震力或风荷载作用下，多层房屋结构的位移对顶层门式轻钢结构的影响就不能忽略不计，做整体结构分析，就能考虑多层房屋结构对顶层门式轻钢结构的影响了。e．从耐久性考虑，因门式轻钢结构的构件截面较薄，故《门式刚架轻型房屋钢结构规程》不适用于强侵蚀介质环境的房屋。f．以上条件仅适用于梁、柱为H型钢构件，超出部分也可以采用门式刚架结构形式，但梁、柱采用格构式或两型钢组合的实腹式，主结构基本上按照GB50017-2010钢结构设计规范的相关规定执行。3)在门式轻型房屋钢结构中由压型钢板组成的围护板的应力蒙皮效应的概念，以及在应力蒙皮效应在规范中的体现。
在门式轻型房屋结构中檩条、脊檩把屋面压型钢板牢固连接，墙梁把墙面压型钢板牢固连接，门式刚架构件把檩条和墙梁牢固连接。从而屋面板和墙面板引起蒙皮应力作用的隔板。把单个所承受平面作用的刚架连接成整体，既而提高了门式刚架的整体刚度，从而减少了结构的实际位移量。由压型钢板组成的围护板的应力蒙皮作用，极大的提高了由冷弯薄壁型钢构成的檩条和墙梁的整体稳定性，同时使隅撑与由冷弯薄壁型钢构成的檩条和墙梁所组成的体系，可以将门式刚架构件受压翼缘作为侧向支撑点。水平荷载作用下，坡度较小的双坡顶门式刚架结构由外部蒙皮围护构成体系的变形情况，沿刚架方向整个单坡屋面像平躺的深梁一样工作，其脊檩和檐口的檩条就像钢屋架的上、下弦杆，除了受剪力外，还受轴向压力作用、拉力作用。为了保证受力具有蒙皮作用，山墙处的檩条端头设置沿屋面坡度的墙梁。作用在屋面的竖向荷载的变形:两侧的屋面像倾斜放置的深梁一样受弯，屋脊处受弯，檐口檩条处受拉。所以，脊檩、檐口处檩条及山墙部位都是构成屋面整体蒙皮作用的主要部位，在设计中要引起足够的重视。4)在CECS101∶2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程中体现应力蒙皮作用。a．规范第3．4．2条关于“钢柱柱顶位移设计值的限值”和“受弯构件的挠度与跨度的比值”都大于GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范第10．1．6条和GB50017-2003钢结构设计规范的第3．5．1条中规定的限值，其原因就是考虑围护压型钢板的应力蒙皮效应。b．规范第3．5．2-1条关于受压构件的长细比限值也是宽于GB50017-2003钢结构设计规范第5．3．8条。也是考虑围护压型钢板的应力蒙皮效应而适当放宽。c．规范第6．5．3条“当同一柱列设有多道竖向支撑时，纵向力在支撑间可按均匀分布考虑”，同理，当房顶有多道横向支撑时，在支撑之间的风荷载也可以理解为均匀分布。这样的规定同样是考虑了围护压型钢板的应力蒙皮效应，使结构考虑了一定量的空间作用。d．规范第6．6．3条“当在屋面板上开设直径大于300mm的圆洞和单边长度大于300mm的方洞时，宜根据计算采用次结构加强。不宜在屋脊开洞。屋面板上应避免通长大面积开孔(含采光孔)，开孔宜分块均匀布置”。这个规定就是避免破坏屋面压型钢板的应力蒙皮效应。5)门式轻型房屋钢结构地震(抗震)特点。a．门式轻钢结构的房屋由于自重轻，具有低矮型的特点，因此有良好的抗震性能。其表现在两个方面:其一具有良好的延性，它是采用端板连接，而不是钢框架结构的刚性连接。在弹塑性阶段，这种端板连接是半刚性连接，当外部荷载超过设计值时，产生弹塑性变形，加大变形，使受弯承载力减小。另一方面是其自重轻地震作用力小，虽然设计中屋面活荷载按0．5kN/m2考虑，但是在实际使用阶段，屋面的荷载一般都很小。b．门式轻型房屋钢结构在地震作用下，可能将横向地震力作为设计控制值;也可能横向地震力不作为设计控制值;或者可能将纵向地震力作为设计控制值，其横向地震力不作为设计控制值。在《门式刚架结构抗震分析》［3］一文指出在水平地震力作用下，当门式轻钢结构跨高比大于3．5时，地震力组合不起控制设计。6)门式轻型房屋钢结构厂房因其围护结构采用轻型材料，其自重轻，与一般单层钢结构厂房的抗震规定不适用门式轻型房屋钢结构厂房，故CECS101∶2002门式刚架轻钢房屋钢结构技术规程规定:a．第3．1．4条及其说明规定“当由抗震控制结构设计时，尚应采取抗震构造措施”，应执行GB50011-2010建筑抗震设计规范第8．1．3条关于房屋应根据房屋高度、抗震烈度和设防类别采用不同的抗震等级。b．单层门式轻钢结构房屋属于低矮型，高度一般不超过18m，属于剪切变形，质量主要在屋顶处，即结构的上部，属于单质点体系结构，满足GB50011-2010建筑抗震设计规范第5．1．2条的底部剪力法条件，所以CECS101∶2002门式刚架轻钢房屋钢结构技术规程第3．1．6条规定抗震计算按底部剪力法。c．CECS101∶2002门式刚架轻钢房屋钢结构技术规程第3．1．4条及条文说明指出，当设计时由地震组合控制，需采取一定措施。例如:斜梁的下翼缘与钢柱的连接宜使用加腋的方式加强节点强度;各个构件应采用螺栓连接;柱脚的抗拔和抗剪承载力设计值应有所提高，同时柱脚底板下设置抗剪键，钢筋混凝土柱头的锚栓应采取合适的构造措施来提高其抗拔力等。
作者：袁志昊单位：太原市热力设计有限公司
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1.1 防火设计问题
一些设计人员对防火规范、 规定不熟悉， 对建筑物分类有错误，导致在设计中对防火标准执行有误， 消防处理不当， 存在许多安全隐患;一些重要场所的安全疏散出口、 疏散门开启方向不正确， 影响安全疏散;有些设计中的防火分区面积过大， 防火间距过长， 设计存在随意性;有些消防设施设计不合理、不配套 ，建筑物一旦失火 ， 消防设施将不能有效发挥作用。
1.2 结构设计不合理，留下安全隐患
如 《建筑抗震设计规范》 第 7.1.8 条(强制性条文)规定 “底部框架- 抗震墙结构， 上部的砌体、 抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐” 。有些设计把底层设计成大空间， 抗震墙很少， 上部砌体抗震墙大部分与底部的框架梁或抗震墙不对齐 ，造成结构体系不合理， 传力不明确;有些设计中抗震分类、场地类别选用错误， 导致整个结构设计错误。一些混凝土构件， 特别是悬挑构件的最小配筋率达不到要求， 有的相差一半， 有的甚至一半都达不到;有些设计中荷载取值没有按规范要求来确定， 存在漏算错算现象;有些结构设计与提供的计算书不一致，结构强度远远低于计算结果 ， 设计存在严重安全隐患。
1.3 设计深度达不到规定要求
一些设计人员制作图纸“偷工减料” ， 设计粗糙， 过于简单， 施工图中应有的系统图、 大样图、相关剖视图漏缺;一些重要的、应该用图纸反映的内容只标注 “见图集” 、 “由设备厂家确定” 等， 施工图设计表述不全， 细部大样不详， 不能反映工程的全貌;一些重要的设计依据、设计参数、 工程类别、安全等级、 耐火等级、 防火消防处理等在设计总说明中没有标明或交待不全。这些问题的产生,有的是由于设计人员没有对一般房屋尤其是多层房屋设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计过程中对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于设计者的力学概念模糊, 不能建立正确的计算模式, 对结构电算结果也缺乏判断正确与否的经验。
2 房屋结构设计的规范要求
为避免出现上述结构设计问题, 在房屋结构设计时首先必须从结构计算和构造上满足规范的相关要求。
2.1 结构计算应注意的问题
①荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、 活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。
②底框砌体结构验算。底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响,通常对底层地震剪力乘以 1.2～1.5 的增大系数;底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。因为底层框架结构中只有底层框架抗震墙,应采用双保险的方法,抗震墙承担全部剪力,框架按刚度比例承担剪力。刚度计算时,框架不折减,抗震墙折减到弹性刚度的 20%～30%; 应考虑底层框架柱中地震作用产生倾覆力矩所引起的附加轴力。
③避免楼板计算中方法不正确。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替;双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则由于跨中弯矩未进行调整,将使计算值偏小。
④对电算结果的正确性作出有效评价。目前结构计算大多采用结构设计计算程序进行计算,如何对计算结果进行分析、 评价,是一个非常重要的方面。因此必须根据工程设计的经验对计算结果进行分析、 判断,根据其正确与否,决定能否作为施工图设计的依据。
2.2 构造设计应注意的问题
①注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性, 又必须满足最小配筋的要求。
②严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、 延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。
③为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂, 必须采取有效的通风融热措施。
④按抗震构造要求设置的构造柱,应在整个建筑物高度内上下对准贯通,上至墙压顶,下至浅于 500mm 基础圈梁,或伸入室外地面以下 500mm 的构造柱与圈梁、楼板和墙体的拉接必须符合规范要求。
3 房屋结构设计的概念设计与地基设计
3.1 必须及早介入建筑结构的概念设计。 房屋设计无论是多层砖混或框架剪力墙结构,都不同于以往的静力设计,必须从抗震的角度,采用二阶段设计来实现三个水准的设防要求。为此,结构设计人员必须及早介入建筑结构的概念设计, 否则将会导致建筑结构设计的不合理,给以后的结构设计带来难度。房屋结构的概念设计是指一些在计算中或在规范中难以作出具体规定的问题,必须由工程师运用 “概念” 进行分析,作出判断,以便采取相应的措施。例如结构破坏机理的概念、力学概念以及由震害试验现象等总结提供的各种宏观和具体的经验等。这些概念及经验贯穿在方案确定及结构布置过程中,也体现在计算简图或计算结果的处理中。房屋结构的概念设计在整个设计过程中起着举足轻重的作用,一幢建筑物的设计,如果没有事先经过全盘正确的概念设计,以后的计算模式再准确、 计算再精确、 配筋再合理,也不可能是一个经济、 合理的优秀设计工程。因此在建筑物的方案设计阶段应正确把握建筑结构的概念设计, 对不同形式的房屋建筑掌握各自概念设计中容易疏忽的要点。
①对一般多层砌体房屋结构,应按 《建筑抗震设计规范》 要求做到优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系: 纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处;不宜采用无锚固的钢筋砼预制挑檐。
②对钢筋砼多、 高层结构房屋,力求做到结构布置尽量采用规则结构。对复杂结构,可以设置防震缝,把它分割成各自规则的结构单元。结构布置以少设缝为宜,一旦设缝,则应使防震缝的设置与伸缩缝、 沉降缝相统一;框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置,以便各自承担来自平行于该抗侧力结构平面方向的地震力; 框剪体系的各抗侧力结构要形成空间共同工作状态,除了控制抗震墙之间楼、 屋盖的长宽比及保证抗震墙本身的刚度外,还需采取措施,保证楼、 屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接。
4 加强房屋地基结构设计
为防止或减少由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏,可以从建筑措施、结构措施、 地基和基础措施方面加以控制。 诸如:避免采用建筑平面形状复杂、 阴角多的平面布置;避免立面体形变化过大;将体形复杂、 荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元;加强上部结构和基础的刚度; 同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。地基的结构设计应分别就高层建筑与多层建筑考虑不同的设计。
对高层建筑来说,由于需要一定的埋置深度,从经济的角度考虑,基础一般采用桩箱或桩筏张拉施工。为了保证锚索张拉锁定达到设计吨位,进行以下控制:
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Keywords: structure design; Optimization technology; Structure design application
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
结构设计优化是近年发展起来的一门新型技术，它能够使设计者从被动的分析、核验转而进入主动的设计角色，是结构设计领域新的发展。与传统设计相比，结构设计优化能够更合理地利用材料的性能和局部空间，使结构内部得到最好的协调，并达到设计要求的安全规范。
一、结构设计优化技术
（一）结构设计优化技术的原则
结构设计优化要求我们从工程的设计和价值角度去思考方案。结构设计优化是追求最合理地利用材料的性能，使各构件或各设计专业得到最好的协调。它不仅具备了传统设计方案所要求的规范以及规范所要求的安全度，而且也具备了现今价值学和审美学的成分。结构设计优化是对结构设计进行深化、调整、改善与提高，也就是对结构进行高质量再加工的过程。结构设计优化不是以牺牲结构安全度与抗震性能为代价，而是经过结构设计优化的过程，使建筑功能更协调，成本更低，结构更安全。
（二）实施结构设计优化技术所遵循的要点
1、科学地遵循结构设计规范
建筑结构设计工作要求结构设计工程师们不仅要具备丰富的设计经验，也要对结构规范的条文熟知，即在结构设计规范的要求下，将自身的结构设计方案贯穿于项目设计中。规范更多的是针对量大面广的工程，因而某些条文的规定会偏于保守；此外，用于一些特殊、复杂工程的设计时，有些条文则不够安全。所以，结构工程师在设计中应运用良好的专业知识与正确的判断力把握设计，做到设计成果不断优化与创新。
2、结构工程师前期参与和主动参与的重要性
强调结构工程前期参与和主动参与是实施结构优化技术的重中之重。在实际施工期间，建筑师很难对结构体系的受力做到正确的分析，既建筑师的结构思想不能完全替代结构工程师的设计理念、经验和判断，也无法弥补结构与建筑专业技术共识的空白与隔阂。既具有扎实的结构设计理论功底，又具有丰富工程实践经验的结构工程师，积极主动地参与前期方案设计，帮助建筑师构思与创新，才能创作出优秀的设计作品，更好使整个建筑的功能得到彻底的体现。
3、加强各专业之间的协调与合作
结构优化是一个系统的工作，需其它专业的协调与配合。从建筑学发展角度分析，现代建筑是建筑、结构、设备三大要素构成的综合产品，所以在实施中要强化分工与合作，强化专业之间的协调与合作，这样才能创作出各构成要素有机结合的完美作品。在整个项目开展中，建筑设计与结构设计是整个设计过程中最重要的两个环节，二者的结合不仅能够达到实用美观大方的效果，而且可以使结构受力更趋于合理进而降低成本和简化施工。在建筑设计中，许多建筑设计人员只强调方案创作的新奇，不遵循建筑的基本力学规律，这样的方案往往会造成结构设计困难。还有一些建筑师在设计过程中往往忽视力学的基本规律，如将抗震设防区的高层建筑电梯或楼梯偏置在建筑一侧，使得刚度中心与质量中心之间的偏心距过大，在水平荷载作用下产生大的扭转效应。从以上的例子可以分析出，加强专业的合作与协调是实现结构合理、成本降低的重要途径。
二、结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用
（一）结构优化技术的基本应用
结构设计优化方法的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。其中房屋工程分部结构的优化设计包括：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。对以上几个方面的优化设计还包括选型、布置、受力分析、造价分析等内容，并应在满足设计规范和使用的前提下，结合具体工程的实际要求，来实现规范要求和经济要求的最大化。
（二）结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用
1、结构设计优化技术与建筑结构设计的结合
一般建筑物的设计方式总是从结构布置开始，确定了结构布置后根据不同的荷载情况来分析过程中的参数、材料等要求，然而这些数据的分析往往是计算机不能达到的，需要结构设计人员对整个方案进行充分的例证，才能做出判断。而这些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，这便是结构概念设计。因此，结构概念设计是开展施工的必要前提。
2、结构设计优化处理的建筑抗震缺陷问题
结构优化技术不仅能在降低成本、简化施工方面得到体现，而且在建筑物的抗震方面也是颇有作为的。结构设计能够使建筑物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，分析建筑物可能遭受的各种不确定因素成为结构优化设计的重要内容。实际中，地震破坏最为难以预测，且破坏性最大。所以，建筑设计过程中应该未雨绸缪，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。例如：刚度均匀、对称是减小地震对建筑物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的脆性破坏；多道设防思想能使建筑物在特大地震作用下次要的构建先破坏，从而使整个建筑物得到局部的缓冲。这些抗震设防思想在整个设计过程中都应该作为结构优化设计的重要指导理念。
三、结语：
结构优化是系统工程，要求结构工程师与其他工种的设计人员密切配合，通过正确地使用结构分析软件、选择最佳结构体系、充分挖掘基础设计的内在潜力，运用科学的方法与手段，让结构优化贯穿设计的全过程，充分体现结构优化的价值，使建筑功能更为合理甚至得到提升，使结构安全度和抗震性能提高，减少和避免设计差错，降低工程建设造价，缩短建设工期。
参考文献：
[1] 蒋启平.工程结构优化设计的新方法[J].工业建筑,2008.
