建筑结构设计案例篇1
关键词：高层建筑；框-剪结构；优化设计；设防水平
1工程概况
某高层建筑设计使用功能为餐饮、办公一体属综合性公共建筑。地下2层，裙楼4层，裙楼上南、北两塔楼分别高19层(72.5m)、25层(90.5m)。两塔楼于17、18、19层连体（结构上为两塔楼分别悬挑梁处理）。总建筑面积55018m2，其中基底面积为3525m2。
1.1结构承重体系设计
结构设计中裙房部分主要考虑由恒载及使用活荷载等竖向荷载引起的荷载效应，主楼部分结构设计不仅考虑竖向荷载效应，还要考虑水平地震作用及风荷载作用下产生的荷载效应的组合。综合考虑裙楼部分大空间的设计使用要求以及主楼部分的抗侧移设计要求，裙房结构承重体系采用钢筋混凝土框架结构形式，主楼采用框架-剪力墙承重结构体系。本建筑结构在主楼抗侧力构件设计中，剪力墙主要承担水平作用，框架承担少部分水平荷载作用和大部分竖向荷载作用。主楼平面形状基本上为正方形，因楼梯、电梯间均设置在核心筒内，为提高主楼结构的抗扭能力，剪力墙结合楼电梯间在主楼范围内采取了加强处理，具体厚度根据高层建筑结构设计的变形限值，由刚度、承载力和延性三者间的最佳匹配决定。
1.2建筑缝的处理设计
本建筑由主楼和裙房两部分组成，在二者的连接部位需设置建筑缝。考虑到主楼部分高度较大、结构有效重量大，裙房部分高度较低，因此二者间需设置防震缝和沉降缝。对于防震缝，为避免主楼和裙房间连接部位留出较大的宽缝，给裙房屋顶防水处理带来困难，本建筑采用“抗”的方法，在结构分析时，将主楼和裙房视为一个整体进行抗侧力设计计算；对于沉降缝，结合主楼需设二层地下室的建筑要求，设计中将主楼基础设计成桩基础，而将裙房基础设计成柱下条形基础，通过两类基础的沉降变形计算，相应调整和消除主楼和裙房两部分的不均匀沉降差。施工时，在主楼和裙房连接部位预留1.5m宽后浇带，通过施工手段局部调整高低两部分间的沉降差。
1.3基础设计
根据《工程地质勘察报告》提供的场地工程地质条件，并考虑主楼和裙房间荷载分布的不均匀性特点，主楼部分结合地下室的设计采用深桩筏板基础，以提高主楼结构的整体稳定性，降低主楼部分的沉降变形。
裙房部分采用柱下条形基础，通过修正条形基础的宽度来调整基底反力，进一步控制裙房部分的基础沉降变形，使主楼结构和裙房结构在各自使用荷载作用下，能产生基本上一致的基础沉降变形量。
2结构优化设计策略
钢筋混凝土框架-剪力墙结构是高层建筑结构中最常采用的承载体系之一，它同时具有框架结构建筑平面布置灵活，能获得大空间，建筑立面易于处理，以及剪力墙结构抗侧移刚度大、整体性好、抗震能力强的优点。在水平荷载作用下，具有较纯框架和纯剪力墙结构更为有利的水平变形曲线。但钢筋混凝土框-剪结构是一个具有双重承载体系的非常复杂的空间受力体系，力学分析难度较大，其优化设计就更为复杂和难以实现。所以，笔者以下谨通过已有的工程设计经验提出步骤性的建议，不作深入的学术探讨。希望国内外学者和工程设计人员今后对此能有更多有益的尝试，探讨更多有关框-剪结构的优化设计方面的课题，以推动我国节能事业的发展。
2.1框架结构的分部优化设计技术
钢筋混凝土框架结构属于具有多个多余约束的超静定结构，其荷载效应不仅与外荷载大小有关，还与结构构件的材料特征、几何构造特征有关。钢筋混凝土框架结构的分部优化设计，即是在结构整体内力分析完成后，根据梁柱各构件的控制内力进行截面优化设计，确定满足荷载效应水平要求的各结构构件的几何特征和配筋量的优化结果，由此导致原结构的几何特征和荷载特征发生变化，优化结构在现荷载作用下内力分布特征发生变化，各构件控制截面上的控制内力也发生相应变化，据此再进行新一轮的优化设计。因此框架结构的分部优化设计实际上是一个迭代、渐进的寻优过程，计算结果虽不总能等价于整体优化设计结果，但通常能给出工程实用的满意结果。
钢筋混凝土框架结构的分部优化设计方法的具体步骤为：
（1）初始选型：根据结构平面、立面布置及建筑物设计使用功能，分析结构所受的竖向荷载和水平荷载及其传力路线，并考虑施工因素，归并框架梁、柱的类型,初选梁柱的几何尺寸；
（2）结构分析：按照结构的实际几何构造特征，计算结构所受竖向荷载及水平荷载，对钢筋混凝土结构进行空间内力分析。根据结构分析结果，将截面尺寸相同的构件的控制截面内力，根据其大小进行分类，并确定每一类构件的设计控制内力；
（3）截面优化设计：针对每一种梁柱构件的控制内力进行优化设计，得出优化约束条件下的结构几何构造特征和配筋特征的优化设计结果，从而构成新的优化意义上的设计结构；
（4）收敛性判断：在工程精度意义上选取一个较小的数值，作为检验结构收敛性的条件，进行收敛性判断。若优化结构与原结构基本一致，则认为优化结构是收敛的，可以转入下一步的可行性判断，否则转回第②步重新进行结构分析、优化设计；
（5）可行性判断：对优化设计结果进行一次内力分析，检验其可用性。若整体分析能够满足工程设计要求，则可按此方案进行配筋和构造处理，作为最终的优化设计结果。否则需根据工程经验和结构内力分析结果进行局部调整，直到方案可用为止。
2.2框-剪结构的三阶段优化设计策略
框-剪结构的设计主要涉及3个方面的优化问题：①结构最优设防水平的决策；②框架与剪力墙结构协同工作，以及承载力、刚度与延性变形能力间的最佳匹配设计；③框架-剪力墙结构构件的优化设计问题。
高层框-剪结构在水平荷载作用下的协同工作问题，主要是水平荷载在框架和剪力墙结构之间的分配设计，因此剪力墙数量和位置的设计是关键问题。这里，我们将框-剪结构的优化设计过程分为三个阶段进行，对不同阶段的不同问题，采取不同的优化准则进行优化设计。
2.2.1第一阶段：最优设防水平id的优化决策
根据地震危险性分析结果或地震区划规定，在预测地震烈度概率分析基础上，用模糊综合评判法计算结构的模糊延性向量和模糊抗震强度、损伤等级概率和震害损失的预估期望值e(id)，在满足最大投资约束和最大损失约束条件下，使k1C(id)+k2k3e(id)达到最小，求出最优抗震设防烈度id。
2.2.2第二阶段：剪力墙构件的优化设计
剪力墙结构构件的优化设计主要是结构刚度与延性指标的最佳组合，可用力学准则进行优化。结构刚度对结构的影响主要为结构的自振周期和侧向位移，结构延性对结构的影响主要为保持承载力前提下的变形能力。因此，可用结构整体的侧向位移量来协调结构的刚度和延性。我们根据高层结构设计规范对结构层间位移和顶点总侧移的限值来控制结构的刚度设计和延性设计。
2.2.3第三阶段：框架结构的优化设计
框架结构的优化设计准则是一个结构准则，在一次整体分析完成之后，可按照前述方法对框-剪结构中的框架部分进行优化设计。
2.2.4框-剪结构的优化设计步骤
（1）分析结构平面、立面布置特点，根据工程经验选定剪力墙抗侧力构件的布置位置及几何厚度；
（2）根据结构使用荷载特点，根据经验归并框架结构类型，并初步选定每一类型框架结构梁柱构件的几何尺寸；
（3）进行整体结构的空间内力分析；
（4）根据结构分析计算结果，检查结构的层间位移及顶点总位移是否满足规范要求。若满足规范要求，则转入第5步进行判断；若不满足规范要求，则直接返回第1步，进行剪力墙水平截面面积的修正；
（5）刚度最优化判断：比较结构实际侧移值和规范限值，若│max(δ/h)-［δ/h］│/［δ/h］≤ε1且│max(Δ/H)-［Δ/H］│/［Δ/H］≤ε2，则转入第6步进行计算；否则转入第1步，并用原剪力墙厚度乘以修正系数ζ=max{ζ1，ζ2}(ζ1=［δ/h］/max(δ/h)，ζ2=［Δ/H］│/max(Δ/H))，来修正剪力墙几何尺寸，重新进行结构分析；
（6）分别进行剪力墙和框架结构构件的截面优化设计；
（7）收敛性判断：比较优化结构与原结构的接近程度，若优化结构与原结构基本一致，则认为优化结构是收敛的，可以转入下一步进行可行性判断，否则将优化结构作为原结构转回第3步重新进行结构分析、优化设计；
（8）可行性判断：对优化设计结果进行一次内力分析，检验其可用性。若整体分析能够满足工程设计要求，则可按此方案进行配筋和构造处理，作为最终的优化设计结果。否则需根据工程经验和结构内力分析结果进行局部调整，直到方案可用为止。
3工程实例
采用三阶段优化设计方法对前述高层框-剪结构进行优化设计，在正常承受灾害损失能力和投资能力较强时，最优设防烈度为7.5度。后经专家论证，并考虑到资金投入的难度，提高了权重系数k1，最优设防水平按Ⅶ度设计。表1所示为主要结构构件截面尺寸的优化设计结果。
建筑结构设计案例篇2
概念设计在建筑结构优化设计中应用
建筑结构对称、简单、规则性，容易实现抗震的作用，但是在一定程度上不能够满足创新性的需求，立体、多面、错层以及凹凸的建筑结构创新性和艺术性较强，容易达到人们对建筑结构美观性的需求，但是美观性好的建筑缺乏一定的抗震能力。优选合理建筑结构施工设计方案概念设计工程施工放那在实际建筑工程施工应用中要达到实用性、合理性以及经济性的目的，同时这还是概念设计的主要目标。所以，如何选择具有一定科学性、可行性的建筑结构形式和建筑结构体系在建筑工程施工设计方案中显得尤为重要。总体而言，施工结构设计方案中展现的抗震系统和建筑结构体系的整体布置等方面的进行详细的分析，同一个建筑结构单元中通常不要用其他结构的体系，并做到纵向和平面上具有一定的规则性。针对建筑结构施工条件、施工特点以及工程施工原材料供应等方面，工程设计师要进行综合、系统、全方面分析和研究，采用多种方案进行对比，最后做出合理有效建筑结构施工设计方案。概念设计中抗震能力设计建筑施工工程抗震能力设计直接关系当人们生命安全和财产安全，所以建筑工程中抗震设计尤为重要，同时备受人们的重视和关注。但是由于建筑物整体结构设计会涉及到一些实际问题，例如土质、地势、周围环境以及气候等因素影响，因此在建筑工程中抗震设计复杂且因素较多。所以，大多数建筑结构中抗震设计并不是由计算机设计出来的，而是由工程设计师概念设计出来的。例如底部设置加强区这样的问题，不管是建筑工程构造钢筋配率要求问题还是边缘构建问题，都是要建筑工程设计师利用概念设计解决问题，工程设计师通过概念设计，补充计算机抗震设计模拟计算的不足之处，才能够最终确保建筑工程施工中抗震设计的安全性和合理性。建筑结构优化设计中抗震能力还涉及结构构件问题，只要建筑构件完好，建筑工程中抗震能力才会充分的发挥和进一步提高。所以，工程设计师在建筑物抗震结构设计的过程中，要利用概念设计进一步保证工程施工设计中每一种建筑构件的强度和刚度在一定程度中满足工程实际的抗震需求，确保建筑构件和构件之间紧密联系，保证工程施工安全。此外，由于当前我国工程施工建筑结构大多数采用的是多次超静定建筑结构，因此在工程施工优化设计中建筑物的抗震设计还需要进行几道抗震防线，防止在发生地震中建筑物由于构件容易发生破坏或者是扭曲现象进而降低了建筑物抗震的能力。
概念设计在建筑结构优化设计中应用的意义
(一)、拓宽建筑结构设计思路传统的建筑结构设计主要研究的是如何提高建筑结构抗力性，造成钢筋棍凝土等不断增高，配筋量不断变大，工程造价提高。我们以建筑抗震设计为实例，通常是按照初定硅等级和尺寸计算出建筑结构的刚度，并由建筑结构刚度计算出抗震力，最后进行钢筋配筋。合理的概念设计可以降低地震作用的效应，并在这样的情况下提高房屋建筑工程质量和安全性。概念设计被广泛应用在建筑结构优化设计中，被工程设计师接纳和采用，并在建筑结构优化设计中发挥着至关重要的作用。(二)、概念设计在建筑结构优化设计中具有实践意义概念设计广泛应用，通常蕴含了所有的工程建筑结构设计中。在不确定的受力状况和因素中变化比较大的高层建筑设计、抗震设计以及基础实施设计中，概念设计应用突出和重要。l、由于现行的建筑结构理论性设计和计算机设计存在着一定的不可计算性和缺点。为了进一步弥补计算理论的不足之处，或者是实现实际施工操作过程中建筑结构构件的设计，需要概念设计来满足建筑建筑结构的优化设计目的;2、在工程施工方案设计阶段，初步实际不能依靠计算机来实现，这就需要工程设计师通过了解和掌握概念设计，优选造价低、效果好的设计方案。概念设计施工人员通常会片面的理解，认为主要是用在一些较大的原则上，例如结构布置、确定结构方案等。在实际工程施工设计中任何一个施工都离不开科学概念设计作为指导方向。3、建筑结构设计的整体方案，建筑工程设计师要联系紧密，互相合作与探讨。经过相互之间的学识和经验的探讨，得出最优的设计方案。例如建筑物的抗震设计，这个问题在建筑工程中是比较复杂的，它需要考虑建筑物的多方面因素。总结总而言之，随着我国国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，对建筑结构的优化设计也提出的更高的要求。当代城市化发展和建设的前提下，概念设计不断的适应当今社会建筑行业发展的潮流，不断适应当今时展步伐。因此在建筑结构优化设计中，工程师应该快速了解和采用概念设计的思想，通过自身专业实施和实际实践经验，做好概念设计在建筑结构优化设计中的应用，为当代城市化建设的发展做出自已的贡献。
作者：张健单位：河南省建筑设计研究院有限公司三分院
建筑结构设计案例篇3
关键词：绿色建筑建筑设计持续发展
1．建筑可持续发展设计理念的实践
绿色建筑是可持续发展理念在建筑行业的实践结果。实现绿色建筑，是摆在中国建筑设计师面前的新问题，任重而道远，不仅需要观念和技术上的不断创新和发展，设计水平的不断提高，同时更需要政策的引导和扶持，以及全社会的参与。目前在建筑设计领域，流行着一些有关可持续发展的设计概念，如：“绿色建筑”、“生态建筑”、“健康建筑”等等，这些概念中多少都蕴涵了一些可持续发展的理念。这些概念正逐渐被建筑师、特别是业主所接受。与以往的传统建筑相比较，可持续发展的建筑设计更注重于事先考虑对环境的尊重与适应，如考虑如何更高效地使用可再生资源，减少不可再生资源的使用，同时营造出更舒适的居住和工作空间。这就要求设计师要基于高效使用资源和保护自然生态环境的原则进行设计，而不仅仅是满足功能和美观的要求。
在中国，建筑业对可持续发展的冲击已日益严重，来自建筑业的负面影响主要体现在，一方面建筑业消耗了大量自然资源，如水、能源、土地和原材料，另一方面恶化了环境，如造成污染、破坏生态环境。
绿色建筑是可持续发展理念在建筑行业的实践结果。目前世界上已建成了一些各式各样的可持续发展建筑或绿色建筑，不少学者和设计师根据他们的经验提出了一些设计策略和方法。虽然在建筑设计领域很少有项目将可持续发展作为设计的主要目的，但作者还是收集并筛选出85个运用了可持续发展概念进行设计的案例，大多数案例为国外的建筑项目。从这些案例中我们可以发现一些规律性的东西，对设计师在建筑设计中了解和实践绿色建筑具有借鉴和指导意义。
2．设计案例统计、分析
通过对收集到的建筑设计案例中进行统计分析，我们发现以下这些设计方法经常被用于绿色建筑的设计中：
1.充分利用自然条件，如气候条件、水文地质条件；
2.尽可能利用自然地貌，如山丘、溪流等
3.加强建筑护结构的保温隔热性能；
4.利用自然采光；
5.利用自然通风；
6.采用热回收；
7.使用建筑遮阳；
8.使用高性能玻璃；
9.使用太阳能；
10.减少资源的消耗；
11.资源的重复利用；
12.资源的循环利用；
13.使用本地材料。
通过统计上述设计方法的使用频率，我们可以进行排序，进而发现哪种设计概念更具有广泛的实用性。下表是对85个建筑设计案例的统计和排序的结果：
表1建筑案例中使用的设计方法统计
使用的设计方法统计结果
案例数量所占比例%排序
利用自然条件31367
利用自然地貌38454
加强护结构的保温隔热性能46541
利用自然采光46541
利用自然通风42492
采用热回收技术13159
采用建筑遮阳37445
使用高性能玻璃20248
利用太阳能39463
减少资源消耗91112
资源的重复利用35416
资源的循环利用121410
使用本地材料111311
图1可以更直观地反映相关的排序次序。
图1建筑案例使用的设计方法统计
从上表1我们发现40%左右的项目采用了以下一些设计方法，按使用频率由高到低进行排列：
•加强护结构的保温隔热性能
•利用自然采光
•利用自然通风
•使用太阳能
•利用自然地貌
•使用建筑遮阳
从上述的排序结果我们发现，6项常用方法中有5中与建筑节能有关，如加强建筑护结构的保温隔热性能、利用自然采光、利用自然通风、使用太阳能、使用建筑遮阳。这主要是因为世界范围的能源紧缺现状，已引起了各国政府足够的重视，很多国家通过法律、法规、政策的形式对建筑节能提出了要求。节能意识的提高带来了节能技术、产品、工艺的发展，从而为降低建筑能耗创造了条件。
2.1不同用途建筑的比较
不同种类的建筑对环境和资源的影响不尽相同，为找出不同类型建筑的设计方法是否存在差异，又因为居住和办公建筑在建筑中占有较大的比例，我们将办公和居住建筑单拿出来进行统计分析，对85个建筑案例中的办公和居住建筑统计结果如下：
表2:不同种类建筑设计情况的统计
图2:办公建筑设计方法的统计情况
从上表2和图2我们可以发现，在22个办公建筑项目中有超过半数的项目采用了下述设计方法：
•利用自然通风
•加强护结构的保温隔热性能
•利用自然采光
•使用建筑遮阳
图3居住建筑设计方法的统计情况
从上表2和图3中，我们可以发现在24个居住建筑项目中有超过半数的项目采用了下述设计方法：
•加强护结构的保温隔热性能
•利用自然地貌
•使用太阳能
•资源的回用，特别是水的回用
通过上述统计结果，我们发现对于不同类型的绿色建筑，设计时考虑的侧重面有所不同。
对于办公建筑，由于使用时间主要集中在白天，可以考虑利用自然采光来节能。因此设计自然采光是首选和最佳的方案。在22个办公建筑案例中，有12个案例采用了这种设计方法。
在办公建筑中空调耗能所占比重最大，最大限度地利用自然通风可以取得显著的节能效果。在22个办公建筑案例中，有15个案例采用了这种设计方法。
因居住建筑具有用水量大的特点，所以在缺水地区，政府部门会要求废水回用。目前废水回用技术是可行和有效的，世界上越来越多的居住建筑开始使用“中水”系统。在24个居住建筑案例中，有12个案例采用了这种设计方法。废水回用效率通常能达到40-60%。
由此可见，对不同类型的建筑应分析各自的特点，采用最佳的方法以取得最有效的结果。
3.2中外建筑案例的比较
在85个绿色建筑的案例中，我国的案例只有15个。这也表明我国绿色建筑起步较晚。我国目前已成为世界上第二大能源消耗国，对石油的需求正以每年12%的速度增长。我国目前建筑能耗已占到总能耗的27.5%，因此唤起人们对可持续发展理念的关注、开展绿色建筑的实践，在建筑开发和设计领域尤为重要。
建筑产业具有很强的地域性，建筑设计方法也具有地域性的特点和差异。为找出中外在绿色建筑方面是否存在差异，以下对收集来的建筑设计案例进行分析。
表3中外绿色建筑的设计情况统计
使用的设计方法统计数据
国外的70个案例大都来自发达国家，所以表3也可以看成是我国与发达国家情况的比较。
图4中外绿色建筑案例中使用的设计方法的统计情况对比
从表3和图4我们可以发现，中外建筑中运用得最多的前5项设计方法：
Ø在我国
•加强护结构的保温隔热性能
•利用自然通风
•利用自然采光
•利用自然地貌
•使用建筑遮阳
Ø在国外
•加强护结构的保温隔热性能
•使用太阳能
•利用自然通风
•利用自然采光
•资源的回用
从上述统计结果我们可以发现，中外绿色建筑的设计思路和采用的方法并没有太大的不同，采用的方法也大致相同，因此我们可以在实践中借鉴国外成熟的经验，为我所用、避免走弯路。以下的这些设计方法在中外都得到了广泛的使用：
•加强护结构的保温隔热性能
•利用自然通风
•利用自然采光
我们也发现太阳能利用和资源的再利用在发达国家比在我国运用得更为广泛，这主要是因为技术发展水平的差异和产业扶持政策的不同。在德国使用太阳能可以得到优惠政策的鼓励，因而太阳能在德国得到了广泛的运用。而在我国缺水的情况日益严重，在我国对于缺水城市，不少地方政府强制要求住宅生活废水回用，因此我国中水的使用正变得越来越广泛。
3.结论：
建筑结构设计案例篇4
前面已经提到，要在建筑设计起始阶段形成合理的功能流线，这也是进行方案设计时始终围绕的核心。室内设计专业学生在进行功能流线设计时比较容易犯的毛病，就是采用功能单间作为设计单元，对这些单元进行排列组合。应该说，除了修读建筑设计的学生外，外专业学生在初次接触方案设计时都会犯这样的毛病，也许是因为这种设计手段看似比较直观，但这样做实际是很不科学的。采取单元排列方式进行设计，必然是把功能单间一个一个地进行组合，假设一部分的功能单间已经形成了比较系统的功能流线，但当把其他的功能单间考虑进去后，旧的功能流线就必然被打乱，这样相当于把之前的设计成果进行重新设计（见图2）。可见，功能单间越多，需要重新考虑的次数就越多，如此庞大的工作量显然是无法让人承受的。建筑设计学科是否有更系统的方法进行高效的设计呢？答案是肯定的。这里先要建立一种正确的理念。无论是学习建筑设计，还是学习室内设计，素描都是必修的课程。在学习素描的过程中，初学者往往会犯这样的毛病：把画面中其中一部分绘画得很细致，然后再去绘画其他部分，但总觉得后面画的与前面画的无法统一起来，这与采取单元排列方式进行设计其实是犯了同样的错误。正确的做法应该是从整体出发去完成整个绘画过程，建筑设计也是如此，即从整体出发，先整体后局部。具体来说，做方案时先根据使用者类别对功能流线进行划分，比如餐厅，工作人员形成一条流线：食材进入———食材储存———食品加工及烹调———传菜；顾客形成另一条流线：进入餐厅———用餐———结账。这样就可以先把餐厅划分成两个大的功能区间。显然，两个区间有一个交汇点，就是就餐区，所以两个大区间不能完全独立，他们应该在就餐区进行交汇，这样就在整体设计上避免了流线混乱（见图3）。在此基础上，再对两个大区间按流线顺序进行布局及细化，如果这些大区间里还蕴含了更细的流线，如工作人员流线实际又包括服务员与顾客两条流线，则也可以采用同样的方法解决，层层分解，以此类推。另外，要做到从整体出发进行设计，就不能遗留任何一个细部，例如杂物间、休息室等一些相对次要的单间往往在设计初期被忽略，在方案形成后再试图添加，这同样是致命的，应该在方案形成的过程中一并进行考虑。建筑功能流线设计中所强调的先整体、后局部，是设计专业中普遍存在的设计理念，尽管其表现方式不同，但该理念也必然为室内设计专业所掌握，只要经过适当训练，室内设计专业学生必能迅速掌握正确的功能流线设计方法。
2积累案例
尽管对于室内设计学生来说，功能流线设计的核心理念并不陌生，但毕竟不同功能的建筑各色各样，如果对于各种建筑的功能区域配备不熟悉，功能流线根本无从谈起。要了解各种建筑的功能区域设置，方案积累是最直接的办法。积累方案一方面可以依靠自己的生活经验，对于日常生活中会接触到的各种建筑，要进行细心观察，了解其功能流线。除了生活积累外，也可以多看别人的设计，毕竟生活中能接触的建筑类型有限，而且很多功能区间，如商场的办公室、控制室等都是工作人员专用的，日常生活很难接触到，如果通过浏览别人的设计方案，借鉴经验，则可弥补这方面的不足。进行方案积累，建议先由简单方案入手，如快餐店、理发店等，再慢慢过渡到幼儿园、旅馆，最后是学校、医院、车站、飞机场等人流密集、流线复杂的建筑。学习时，可以根据建筑功能先自行进行设计布局，即使存在问题也必须坚持把方案完成，最后拿出现有方案进行对比，通过对比发现的问题往往印象比较深刻，另外也可以参考别人是如何解决自己设计中遇到的问题的。学习过程中对每个方案所犯错误都必须进行总结，尽量在后续的学习中不要再犯，如果能做到每次方案都比以往的有所提高，相信很快便能把建筑设计做得得心应手。对于自己形成的方案，除了与现有方案进行对比外，也应该多向有经验的建筑设计师请教，他们往往能发现一些初学者无法发现的问题，比如尺寸标注、建筑规范运用等。在学习过程中，也可以与其他学员通过通讯群或者aBBS等专业论坛进行讨论交流，藉此进行方案讨论，分享学习心得。对于室内设计学生来说，方案设计并不陌生，关键是把关注点由氛围营造向功能流线转移，只要多进行方案积累，思路调整得当，很快便能熟练掌握建筑设计的要领。
3尺规作图
与学习室内设计一样，学习建筑设计也离不开尺规作图。尽管电脑已经成为设计行业必不可少的工具，但就方案形成过程而言，手绘显然是最合理最高效的手段，毕竟这是把个人设想进行表达与记录的最直接方法。在进行平面布局时，建筑设计与室内设计的关注点存在一定差异，具体来说，室内设计往往是在现成的建筑平面图中进行功能细化及家具布置，现多采用计算机辅助手段，通过调用图块进行。而建筑设计涉及到空间的大小及形状调整，无法采用模块化设计，只能采用手绘形式逐步推敲。可见，室内设计专业学生要转向从事建筑设计工作，需要具备良好的尺规作图能力。建筑设计的绘图工具与室内设计基本相同，主要包括绘图板、丁字尺、三角尺、比例尺等。在草稿上进行了初步设计后，就要把方案绘画在图纸上了。绘画时，可以先采用铅笔画出建筑的中轴线，在门、窗处必须把线条断开，这一步相对简单，关键是把丁字尺紧卡于绘图板的左缘、保证横线间相互平衡。绘画竖线时必须把三角尺紧靠丁字尺绘画，以保证竖线与横线垂直，其关系如图4所示。用铅笔画好轴线后，为了表达墙厚、门、窗以及增加图纸的美观，需要绘画墨线。绘画时，必须从上到下，从右到左按顺序绘画，以免作图工具划过墨线弄脏图纸。由于之前绘画的是轴线（单线），绘画墨线时要画成双线以表达墙的厚度。初学者易犯的毛病就是把门洞、内墙交接等墨线应该断开的部位连接起来，只能采用涂改液或损坏图纸等措施进行补救，造成图纸不美观。针对这种情况，学员练习时大致可以依据以下原则绘画墨线：外墙断开门洞即可，内墙断开门洞及内墙交接处，窗则一律不断，在最后阶段补上窗中间的双线即可。墙体绘画完成后，一般需要布置厕所内部以及绿化，为了提高绘图效率，提升专业素质，一般不建议采用模板，而是通过徒手绘画进行练习，最终获得理想的整体效果。就课程设置来说，大部分室内设计专业学生都修读过建筑制图课程，具备尺规作图的基本素质，只要有针对性地加强练习，室内设计专业学生的手绘设计能力必定能达到建筑设计的从业要求。
4了解结构
从设计流程上来说，室内设计是建筑设计的后续补充，在建筑设计已经完成好结构布置的前提下，室内设计一般不会涉及建筑结构，以保证建筑合理受力，坚固耐用。正因如此，室内设计专业课程中也很少专门设置建筑结构课程，这为学生转向从事建筑设计增加了一道屏障。由于室内设计只涉及到填充墙的局部改动，所以学员只要懂得如何分辨填充墙、柱、承重墙以及剪力墙就可以了。但如果要进入建筑设计领域，就必须熟悉它们的受力关系与分布原则，懂得如何布置柱子、承重墙、剪力墙等，这要从基本的建筑结构学起。常用的建筑结构大致分为混合结构、框架结构、剪力墙结构、钢结构，初学者需要对相关结构的异同有所了解，并能根据所设计的建筑类型选择适当的结构类型，一般来说，低层民用建筑，可以选择混合结构。高层建筑可以选择框架结构以及剪力墙结构，如高层商品房、商业楼。超高层、大跨度建筑，如电视塔、飞机场等，则可以选择钢结构。初学者应阅读一些有关建筑选型的书，加深了解。建筑结构的设计是与平面布局一起完成的，以最常见的框架结构为例，进行平面布局时，先形成大概的布局草案（见图3），在此基础上进行结构布置，主要是柱的设置。柱子一般要成行成列，形成柱网。在布置柱网时需要考虑柱子的间距，因为柱子的间距就是梁的跨度，梁的跨度又继而影响梁的高度等，这些问题对室内设计学员都比较陌生，但通过结构设计的学习都能得到解决。虽然建筑结构由专门的结构设计人员负责，但建筑设计人员也要对建筑结构有一定的了解，不至于设计出在结构上难以实现的方案。再者，如果建筑设计师能够熟悉结构，在进行建筑设计时就可以充分把设计与结构进行结合，让柱子、梁等结构要素与建筑外观充分融合。对于室内设计专业学生来说，建筑结构涉及力学、配根等专业知识，学习起来有一定难度，但并不需要深入掌握，只要掌握实际运用即可。
5掌握构造
虽然室内设计专业也有开设构造课程，但室内设计的构造内容与建筑设计会有所区别。具体来说，室内设计所涉及的构造主要是建筑主体完工后，在此基础上进行装修施工所形成的构造，在绘画大样图的时候，对建筑主体的细部构造无需进行表达。而建筑设计中的构造，除了建筑主体的内部构造外，也包括了后续装修所形成的构造。可见，要投身建筑设计，室内设计学员应该在原有基础上增补建筑主体构造方面的知识。常用的建筑构造包括基础、墙体、楼面、屋顶、地下室、楼梯等。学习时，首先要明确这些构造的设置目的以及设计要点。例如基础的设置目的就是承受建筑主体的重量，所以根据其承受的压力，可选择使用独立基础、条形基础、片筏基础、箱形基础等。另外还要熟记这些构造的相关尺寸，如楼梯踏步一般宽度不应小于0.26m，这也是从人体工程学等方面进行考虑的，了解了这些尺寸的含义更便于记忆，也能做出美观实用的设计。除此以外，构造各部分的材料也要熟记，同样是采取先理解，后记忆的学习流程。例如屋顶，从下至上可以包括吊顶（各种天花）———保温层（保温材料）———建筑主体（钢筋混凝土）———找平层（水泥砂浆）———防水层（防水卷材）———中间层（陶粒）———隔热层（隔热块材）等，只要记住这些构造层的作用就能基本记住材料了。建筑构造类型丰富，就屋面而言，就可分为平屋面、坡屋面，而坡屋面就使用材料不同，也可分为平瓦屋面、油毡瓦屋面、彩钢板屋面等，其构造也各不相同。这些构造对室内设计专业学生来说都比较陌生，学习时可以先阅读课本，了解各部分构造的整体要求，在此基础上要多看图集，建议从国家建筑标准设计图集《住宅建筑构造》看起，里面囊括了常用建筑的各部分构造，学员应在理解的基础上进行记忆，并对同类型的构造进行对比及归纳。为了牢固记忆，建议学员采用边看边画，这样印象会更加深刻。尽管建筑设计的构造内容与室内设计有所差异，但其先理解、后记忆的学习原则是一致的。再者，建筑构造详图也是采用剖面的形式展现的，其表达方式以及图例对室内装饰学生来说都十分熟悉，只要多看、多画，室内设计学生必能熟记各种建筑构造，并能绘画出高质量的施工详图。
6多看规范
建筑规范所涉及的层面很广，不同类型的建筑、建筑内的各个部分、建筑的各种功能都有相应的规范作指导。室内设计作为建筑设计的一个分支，当然也有相关的执行规范。但与建筑设计不同，由于室内设计及室内装修的影响面小，危险系数低，所以相关的验收制度一直没有执行到位，很多规范没有得到充分落实，室内设计师对行业规范的重视与熟悉程度当然就要大打折扣。一旦转向从事建筑设计，对规范就必须十分重视，因为每一个不符合规范的细节都有可能存在安全隐患，当然验收也是不可能通过的。尤其一些强制性规范，例如临空窗台的最低高度等，必须熟记。另外，建筑规范的层次较多，由高到低包括国家标准（GB）、行业标准、地区标准（DB）、企业标准（QH）等。这些标准当中，部分又分为强制性标准与非强制性标准。引用规范时，要注意规范的级别，一般来说，级别越低的规范要求越严，如果一项设计内容涉及到不同层次的规范，可以依据较低级别执行。阅读规范时，注意先把握规范总则，总则中指明了规范的适用范围及范围外的处理办法，是对规范的一个总体把握。规范内的具体内容，一般会通过文字、图例、图表、名词解析等形式展现，里面涉及的内容较多，要求较细，初学者一般难以记忆，建议先收集相关规范，建立规范目录，并对规范进行整体浏览，建立大概印象，在实际设计过程中应根据需要有针对性地查找相关规范，快速萃取需要的相关数据。建筑规范数量繁多，要转投建筑设计，室内设计学员必须重新端正态度，对建筑规范予以足够的重视，以严谨、专业的态度学习专业规范，设计出美观、实用、安全的建筑。
7结语
建筑结构设计案例篇5
关键词:房屋建筑结构;设计;优化技术
1房屋建筑结构设计中的优化技术概述
房屋建筑结构设计中的优化技术主要是指在保证房屋建筑质量的条件下，在尽量降低成本的条件下，通过优化设计方案，完成房屋建筑的结构设计。对房屋建筑结构进行优化设计，一般分为主体结构的优化和子结构的优化。从部分结构设计优化方面来分，又分为上部屋顶结构设计、中部主体结构设计和下部基础结构设计。此外还包括建筑结构选型、建筑结构受力设计、建筑结构的布置设计等内容。总之，要以房屋建筑的主体性结构为主，在保证设计满足房屋建筑质量与安全的基础上进行优化。同时，要注重工程造价，这对建筑企业的经济效益具有重要作用。不能盲目追求结构设计的优化，要在合理的资金投入范围内，既满足房屋建筑的实际居住需求，又兼顾房屋的美观程度。在优化过程中，要对房屋建筑结构进行科学分析，有针对性地进行。
2房屋建筑结构设计中优化技术的意义
在房屋建筑工程结构设计中，保证建筑工程的质量是关键。在保证安全与质量的基础上，对建筑结构进行整体分析、考量，对相关数据信息进行综合评价，找出结构设计上的不合理之处，或者在结构设计上寻求创新，采取有效、有针对性的优化措施，不仅能够使房屋建筑的结构更加科学、合理，在一定程度上还会降低施工成本，降低了整个工程的造价，有利于提高建筑企业的经济效益，促进建筑工程的不断发展。
3房屋建筑结构设计中的优化技术应用具体分析
3．1房屋建筑基础结构的优化设计
在房屋建筑结构优化设计中，首先就是地基的优化设计。地基结构设计是整个结构设计的基础，这是保证建筑工程顺利进行设计与施工的关键。特别是在建筑行业发展迅速的背景下，市场竞争越来越激烈，相关政策制度对地基结构设计的要求也越来越高，为了保证建筑工程的性能，满足人们的实际需求，需要相关设计人员认真考察建筑区域的实际情况，同时结合建筑物的实际情况，科学、合理地制定地基结构设计方法，对此进行优化设计，力求选择造价最低、性能最好、结构设计最优的方案进行施工。
3.2案例分析
对于地基基础结构的优化设计，首先，要科学地选择合理的设计方案，如果是桩基础，桩基类型要根据施工场地的具体地质条件来选择，在保证设计质量的同时，尽量降低造价。对于桩端持力层进行仔细分析、比较，最后确定最佳的方案。3.2．1案例1某工程位于福州市晋安区鼓山镇化工路北侧、东山路西侧，方位示意见图1，根据相邻地块已施工完基础项目的判断，采用管桩的造价比冲孔桩的造价高。因此，前期慎重桩基选型极为重要，可以从以下几方面综合考虑。1)根据地质提供的资料初步计算，判断管桩和冲孔桩的经济性。地质土层分别为:①杂填土，厚度1.5～3.60m;②粉质黏土，厚度0.60～6.50m;③淤泥，厚度4.50～10.20m;④含碎石粉质黏土，厚度0.80～5．10m;⑤粉质黏土，厚度1.20～14.40m;⑥淤泥质土，厚度2.20～7.80m;⑦卵石，厚度0.90～6.10m;⑧全风化花岗岩，厚度1.30～8.30m;⑨砂土状强风化花岗岩，厚度1.90～29.60m;⑩以下为碎块状强风化岩及中风化岩。2)采用pHC500－125aB管桩(承载力特征值2400)，根据项目部提供的造价大概为145元/m，由于存在卵石层，管桩无法穿透，后期补桩30根，而且淤泥层厚度超8m，违反省标规定，因此，必须采用水泥土搅拌桩固化土层。见表1。2)采用800灌注桩(施工方式不讨论)，持力层为中风化层，并使用后注浆工艺，且参考其他项目承载力特征值取5000，见表2～3。4)由于现场地面有较多的杂填土，地面上存在较厚的淤泥，管桩走机需采用地面处理，按工程部提供的数据，现场换土的平均深度为2.5m，挖方的价格为70元/m3，砖碴回填为40元/m3，以5#的施工范围(1500m2)计算，总费用为42万元。5)从工期考虑，管桩施工日期为8月17日～11月12日，将近90天，灌注桩按照平均3天一根，5台机，大概需要70天，时间也相近。综上所述，152－65－27.4－42=17.6万元，虽然管桩比灌注桩便宜，但是管桩在施工前，需要对场地进行处理，施工工期反而比灌注桩长了，考虑整个工程的贷款利息，采用灌注桩反而节约成本。3.2.2案例2天津市某项目对于高层地库顶板结构方案问题进行了优化处理，减少地库土建投资约15元/m2，造价经济，施工方便，效果美观。1)天津地区一般做法。目前地下车库设计中一般选用两种楼盖形式:梁板楼盖和无梁楼盖。梁板楼盖体系简单，计算软件模拟度高，天津地区建筑结构楼面采用梁板结构较多。2)本项目结构优化做法。地下车库一般顶板荷载较大，抗侧力要求较低，设备管道较多，无梁楼盖较之传统的梁板结构体系具有建筑效果好、有效降低地下室层高、方便设备安装等优点，非常适合采用无梁楼盖作为地下车库顶板。本项目施工图开始前，选取标准5跨8．1×8．1(m)网格进行计算，我们对采用两种结构方案的地库顶板结构做了详尽对比，见表4。3)成果。通过以上对比可以看出，若采用无梁楼盖方案，则采用350mm板厚+700mm柱帽的无梁楼盖结构最为经济。在有消防车荷载作用下，梁板结构较无梁楼盖结构节省10元/m2，在无消防车荷载作用下，梁板结构较无梁楼盖结构造价高出10元/m2。但有消防车荷载的地库所占面积比例较小，且采用无梁楼盖方案，地库层高可由3700减至3500，可减少土方开挖、降低竖向构件等成本，根据以往的经验数据分析，如果地库层高减少200mm，则可减少地库土建投资约15元/m2。天津地区由于地下车库内采暖与通风排烟管道较多，且因严寒天气给水、中水及采暖管路均需做保温，管路较多及保温厚度等因素对车库的层高影响较大，通常天津地区地下车库层高在3600mm以上，本项目无梁楼盖方案层高为3500mm，在天津地区已达到较高水平。采用350mm板厚+350mm柱帽的无梁楼盖方案，造价上较经济，施工也较方便。施工完工后建筑效果较为美观。
4结论
综上所述，房屋建筑结构设计中应用优化技术，是我国建筑行业快速发展的实际需要与具体要求。建筑设计人员要不断提升自身的专业设计能力，根据建筑工程的实际情况，有针对性地采用合理的优化技术，对建筑结构进行优化设计，不断提高设计水平，促进建筑行业健康、稳定发展。
参考文献
［1］徐凌云．探讨房屋建筑结构设计中优化技术的应用［J］．中国房地产业，2016，31(15):91－92．
建筑结构设计案例篇6
对案例进行分析研究必须使用特定的方法。这些方法，有些是各学科普遍适用的，如比较、推理、重构等，当它们应用于建筑设计的案例分析中时，也相应具有了建筑学的特点；而有些方法则是建筑学及其相关学科所特有的，如图底分析、比例分析等。
（1）比较。可以是同类比较也可以是差异比较。同类比较，通常是所分析的建筑作品和其他作品的比较，两者应该在类型上一致，通过这种比较能够发现同类建筑的共性。差异比较，可以是同类建筑中寻找差异，从而得到解决问题的不同思路；也可以在同一作品的不同部分展开，如通过同一建筑不同功能空间的比较，可以发现不同类型空间对功能的适用性。
（2）推理。是从已知事物推演出未知事物的方法，推理必须在合理的逻辑基础之上展开。既可以做正向推理也可以做反向推理，比如正向推理可以是通过已知的环境推导出适应环境的建筑形式；反向推理可以是通过最终的建筑形式，推理出设计者当时的设计思路或者社会的审美倾向等。
（3）重构。主要是通过图纸的认真解读和仔细揣摩，运用计算机三维技术或者制作实体模型的形式，重新建构建筑物或者建筑物的某些部分，如根据需要制作造型模型、结构模型或者空间模型等。
（4）图底分析。这是一种以格式塔心理学为基础的分析方法。它要求图底分明，能够清晰地辨析出主体图形和作为背景的底图，它是认识建筑与环境以及认识空间的重要手段，并且可以通过图底置换（图底反向）进一步认识空间或者形式。
（5）比例分析。从毕达格拉斯开始就在用数学和几何来寻求宇宙间和谐的答案，在建筑学上的反映就是以数学和几何为基础进行比例分析，从而确立一个完美的建筑，在一些经典建筑中都存在着黄金比例的关系。比例分析既适用于建筑形式，也适用于空间分析。
2案例分析的阶段和时间控制
案例分析大致可以分为三个阶段，即资料收集、案例解读和成果整理。以8周的设计课为例，整个过程大致可以控制在1～2周之内。时间太短，分析的深度和广度达不到要求；时间过长，可能影响到后续设计的进度。
（1）资料收集。在布置任务之后，主要是利用课下时间完成。但是分析对象的选择至关重要，应该坚持完整性和适宜性原则。完整性，即所分析的作品图纸和文字介绍应当齐全；适应性，即分析的案例应当尽量和设计任务书接近，如在规模上不易过大也不宜过小，在空间上应当具有相似性等。
（2）案例解读。在找到适宜的案例和图纸之后，应当反复对照平、立、剖面进行细致的解读，尽量避免误读。解读应当借助图解、模型等形式。在对建筑揣摩清楚之后，应该首先制作一份分析大纲提交指导教师，由指导教师协助订正和完善，以大纲为基础再进行更详细的解读。解读和分析案例需要协调广度与深度的矛盾，可以采用以某类分析（如空间）为主线，其他分析相辅助的形式。
（3）成果整理。成果可以分为两种形式：一是互动交流的演示文件，另一种是绘制的图纸和制作的模型。利用这两种形式的文件进行互动交流，能够有效地促进学生之间的相互学习，有利于开阔思路。图纸与模型的制作应该按照最终成图严格要求格式，规定图纸尺寸、注意版面布局和图纸的认真绘制。
3案例分析的内容
根据不同教学要求和不同案例，案例分析的内容不尽相同，但基本内容可以概括为概念与构思分析、场地与环境分析、功能与空间分析、材料与技术分析、形式与造型分析等五个方面，这五方面以“概念与构思分析”为中心相互依存（如图1）。
（1）概念与构思分析。概念和构思是指设计者的思维活动，也往往是设计的出发点。有些概念和构思是设计者对城市、历史、文化、社会等宏观层面的反思，有些是对场地、空间、形式、技术等微观层面的思考。准确把握设计者的概念和构思，能够保证分析沿着正确的方向发展。
（2）场地与环境分析。场地和环境是建筑赖以生存的基础，也是设计得以实现的基础，进行深入的场地分析十分必要。场地和环境分析，既包括场地的自然条件，如景观、高程、道路等；也包括设计后的情况，如总体布局、设计后的道路、出入口、建筑、广场、景观等。其中的每个大项又可以进一步展开，如场地出入口又包含人行和车行出入口等。场地与环境分析可以采用轴线、流线、分区等。
（3）功能与空间分析。功能以社会学为基础，是人们对建筑的最基本需求，也是建筑得以确立的根本。可以通过分析人们的需求，确立功能的相互关系。空间是建筑的核心，负责容纳具体的功能。空间分析既能以几何学为基础，也能以现象学为基础。以几何学为基础的空间，可以分析空间的基本属性，如大小、尺寸、开启／闭合、比例、形状等，也可以分析空间之间的关系，如相交、分离等。以现象学为基础的空间分析，则注重感官对于空间的认识，如光影在空间中创造的视觉感受、不同质感的材料在空间中营造的心理感受等。
（4）材料与技术分析。材料和技术是建筑能够实现的物质基础。对材料的分析，可以集中在材料的感性认识（如不同材料给人的不同视觉感受和触觉感受等）、力学特征和表现力。而技术分析则既可以是结构形式，也可以是构造做法，在高年级还可以适当加入技术规范分析，如疏散、消防等内容。
（5）造型与形式分析。造型和形式是建筑的重要基础。造型分析是将建筑作为一个实体而展开的分析，既包括这些实体自身的形式，也包括它们的相互组合关系，其分析可能是基于不同的功能块，也可能是基于环境，或者是历史文化，甚至是隐喻等，如后世对廊香教堂的造型就有鸭子、帽子、轮船等隐喻似的分析。而形式分析则涵盖了更多的内容，如建筑色彩、具体做法、建筑表皮等内容。
4应用实例
以四年级建筑设计“影剧院设计”为例，该设计课题共8周，案例分析在设计前期开展———历时2周，在第2周已经让学生结合案例适时切入后续设计中。案例的成果分为两部分：一是第2周结束时学生通过多媒体文件所做的汇报，二是课题结束时最终的成果图纸（见图2、图3）。以加纳国家剧院分析（如图2）为例，该小组同学以加纳国家剧院为分析对象，紧抓这一建筑的造型特点以“船之舞”为主题展开分析。该分析共分为6部分，首先对项目进行了简要介绍；其次围绕地域特色展开构思和概念分析；再次进行场地与环境分析，通过这一分析得出建筑与场地之间的对应关系；接着通过流线、平面功能组织、室内空间等分析，进行对空间和功能分析；并通过体块研究建筑的造型与形式；最后对整个案例在不同层面的特点进行总结，对后续的设计有一定的启发意义。该案例的分析对象在造型、空间组织等方面都有一定的典型性，分析内容条理清晰，图纸表达清楚、版面简洁，总体达到了教学要求。但该案例分析也存在一定的不足，如作为影剧院建筑其技术性要求非常高，而本例对视线、声线、疏散、舞台等技术分析较少，对于知识的建构尚存不足。
5存在的问题
经过将案例分析应用于建筑设计教学的实践，我们发现在分析过程中往往存在以下共性问题，需要引起指导教师和学生的重视。
（1）案例选择不当或者资料不全影响分析的展开。有些学生选择的分析案例规模过大或者过小，或者选择的案例在空间或者功能类型方面与设计课题不符，这就影响了案例分析对设计课题的指导意义。同时选择案例时也应当尽量选择那些总平面和平、立、剖面图齐全的，否则将无法准确解读建筑。
（2）案例分析深度不够。不少学生在首次进行案例分析的时候，都认为将基本图纸收集齐备就完成了案例分析，实则不然，案例分析最重要的是解读的过程。在分析中有些学生套路太死，简单分析一下功能分区、流线就结束了，具有启发性的思路不够，不能够真正有所收获。
建筑结构设计案例篇7
【关键词】建筑结构；工程设计；成本控制
设计是一切工程建设工作的基础，也是工程建设工作的“灵魂”，优质的设计图不仅能为工程施工建设提供准确方向，也是保证工程质量的重要前提，对于工程造价控制更是有着绝对的影响。就当前建设工程成本控制而言，仍然存在实际投入成本远高于预算成本的现象，这主要还是建筑结构设计过程中存在没有根据工程的具体需要和实际情况进行设计、设计技巧还不够完善等一些工程设计方面的原因所造成。
一、现阶段我国建筑结构工程设计中成本控制仍存在的一些问题
（一）工程建设过程中对建筑结构设计成本的认识度不足
要提高管理者和设计师对建筑结构设计成本的重视度，就要先从工程建筑结构设计中的成本控制入手。经过分析我们发现，之所以会出现较为明显的预算造价与实际投入值的差异，是因为设计者对工程建筑结构设计的成本控制性认识不足所致，如设计图纸深度不够，导致在建设施工过程中不得不做出实时改变；设计时无经济意识，对工程内部结构的长宽高设计、施工经济性等考虑不足等。
（二）工程建筑结构设计中成本控制的证据不完备
工程建筑结构设计中的成本控制是需要与工程造价预算工作一起来完成的，设计师给出工程设计图，之后利用工程造价定额计算出工程可能的投资成本，这就要求工程结构设计图准确及实用。但从当前的成本控制形势来看主要还存在三个方面问题，其一、设计成本预算的证据来源跟不上市场的变化速度，使工程成本控制效果受客观因素影响而发挥不出作用；其二、工程设计企业过于依赖国家或行业统一的预算编制、工程造价值，导致设计结果没有特色，企业内部的设计价格机制得不到确立，无法个性化、独立化发展；其三、工程造价的定值标准仍然以国家或行业统一标准而定，导致工程结构的设计工作无法完全依据客户要求而定，而客户对建筑的要求也会因为对工程架构成本控制的统一要求而受到制约。
（三）建设工程的造价控制措施仍存在一定的问题
在工程架构设计阶段有些建设企业已经开始逐渐重视设计中的成本控制，但在实际操作时仍然达不到理想效果，主要原因是工程建设中由设计来控制成本没有统一标准。虽然在工程建筑结构设计中已经具有初步的结构设计成本控制意识，但设计方案的具体优化程度却没有一个统一的界定，在对工程建筑结构的设计方案审核工作中也没有统一的审核标准，这就导致了设计成本控制只有一个空盒子，而在盒子里却什么都没有。另外监管工作还延伸不到设计工作中来，更有效的设计监理制度和审核标准亟待出台。
（四）人员素质问题
对于具有设计成本控制意识的设计人才的培养是保证设计成本控制这一工作能够持续进行下去的重要保证，但就目前情况来看，我国这方面的设计人才仍处于缺失状态。
二、实际案例浅析
案例一：某工程建筑层数十五层，建筑面积两万六千平方米，标准层平面布置为19×98m的矩形结构，设计过程中为了达到建设效果在建筑体的南侧七至十三层去掉了8.1×32.8m的楼板，而十四至十五层的楼面与屋面板在该处又恢复到标准层设计，采取在建筑体南面去掉楼板并不设置楼柱的做法，即七层到十四层的主支撑柱不相通，在结构设计中选用了跨度为49.6m的钢骨架，上两层则采用钢结构梁柱，共使用约两百吨Q345/BF型钢材，在施工过中钢架的穿越节点设定和施工均非常麻烦，使用了约八吨的节点板，实际工程资金投入远远高出预算，工程进度也无法保证。
案例二：在S市的某商业建筑的招标设计过程中，设计重点放在建筑的功能使用和建筑造型方面，没有对设计方案进行经济合理分析，导致各项实际经济投入远高于同类项目的平均标准，每平方米造价高出同类建筑三百元左右，钢筋含量高出35kg/m2左右。
由以上两个案例可见工程建筑结构的设计对实际工程中的成本控制的重要性。
三、提高工程建筑结构设计中成本控制效果的措施
（一）内部，提高业主、设计师的经济意识；外部，为工程成本控制提供稳定的经济环境
由建筑结构设计实现成本控制的重要基础是提高业主、设计师的经济意识，从而形成良好的设计成本控制的内部环境。业主要根据自身实际需要对设计师提出要求，明确提出制定造价预算的标准，使工程造价对工程设计的限制降至最低；设计师要实地考察现场的具体环境，在设计中充分控制建筑结构的经济性，在对设计图纸进行审核时要询问业主及施工方的意见，使设计图更符合建设使用的需要。另外，我国的经济宏观调控政策要为工程造价预算提供稳定的外部环境，制止行业内互相不良竞争压价、工程投资膨胀等现象的出现，使工程造价预算结果的持续性更为长久。
（二）做好工程建筑结构设计的实时监控、强化设计成本控制意识
要做好建设工程中的设计成本监控，就要从工程监管的每个细节入手，在工程实施前建立有效的建筑模型，这是设计控制成本的有效方式，如确定建筑物的层高与工程造价的比例、横向梁纵向辅料与建筑内结构面积大小的经济比例值、建筑物内部长宽高的最佳经济使用值等。在设计过程中考虑到建筑物内部分隔结构对工程造价的影响，利用合理、科学的内部分隔结构降低工程造价。另外在设计中要考虑到建设材料对建设工程造价产生的影响，如跨梁的基准、建设材料钢筋的基准、建材的档次等，只有综合对工程施工过程中每一个因素进行设计考虑，才能最终得到设计成本控制的目的。
四、总结：
就当前的工程建筑结构设计工作而言，存在着一定的重心偏差。建筑结构设计过程中往往只关注设计的使用性、合理性及施工可能性等一些最基本的设计元素，没有充分认识到工程建筑结构设计所具有的整体掌控能力，要想改变这一点就必须重新对设计控价这一概念进行认识，并在工程结构设计之初就要明确该工作所具有的经济控制性。
参考文献：
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建筑结构设计案例篇8
关键词:建筑;结构设计;优化;工程造价;影响结合
对现阶段国内外有关信息资源查阅之后可知，通常情况下，在一个工程实施过程中，设计费用占整体费用支出约1－3%，但若是确保设计出的项目方案是正确的，那建筑结构设计对工程造价的影响也会十分显著，设计时期的优化是全面控制工程造价的重要内容。
1基础设计与设计优化的重点
地基是建筑物建设工作的重要内容，在某些建筑物中，地基区域的工程造价占据了整体项目投资的三十分之一，同时因为地基是地下隐蔽工程，若是出现了质量安全问题，会导致之后造成的影响较为严重，所以在实际发展的过程中，一定要科学选择地基的设计方案。基础形式的选择一般情况下需要具备所在区域的特点，而在实施基础设计的过程中可以依据所在区域项目建设已经存在的基础设计工作，结合已经获取的信息资源和工作经验对基础形式的选择和设计进行整合研究和分析［1］。在设计时期，选择任何基础方案都会影响项目的工程造价，因此在实际发展过程中需要进行优化，并且结合以下几点原则进行创新:第一，基础质量可靠性原则。例如在深厚饱和土层中，最好的选择就是人工挖孔灌注桩与预制桩型，其中前者的工作质量更为优越;第二，工程造价最低性原则，各种形式的基础方案都与经济性相关，并且经济性注重展现工程造价，符合工程的需求主要是受到桩的承载力数值的影响，因此优化设计信息只能依据工程造价信息来展现，选择工程造价最低为原则。因为桩基础的设计非常简单，并且安全性较高，这会让很多设计单位在基础方案设计中更多的选择桩基础，就算是拥有基础的天然基础方案也不会选择，这一方案会导致工作消耗大量的资源。有证据显示，天然造价一般情况下直到达桩基础造价的三千到七千。在国外很多国家中，应用天然基础的建筑非常多，特别是在高层建筑的设计中都会选择天然基础，但是我国对于这一技术的应用还没有达到日本的一半，就算是应用条形基础或者是交叉梁基础的项目，设计单位也会更多的应用桩基础解决其存在安全的问题，这样导致实际工程成本数量日益增加。
2基础设计优化对工程造价产生的影响
其主要分为以下两方面，一方面是不同的基础形式对工程造价产生的不同影响，因为很多工程项目基础工作造价占据整体建筑物造价的很大范围，由此基础部分工程造价会直接影响整体建筑物的工程造价。在选择建筑物基础形式的过程中，一般是受到建筑物所在地的地基影响，因为地基基础条件较低需要加以整改，这样就会增加实际工程造价。由此在选择基础形式的过程中，需要结合建筑市场建筑素材价格以及现场条件等进行全面的研究和分析。另一方面是建筑物上部结构影响基础工程造价。除了地基基础条件之外，建筑物的上部结构也是影响建筑物基础形式的重要因素。其中包含了混凝土结构，因为实际建筑建设工作大范围应用钢筋和混凝土素材，致使建筑物上部结构非常重，这就需要承载很大的地基才能确保建筑物的整体性能。但是砖混结构虽然构建的建筑层比较矮，但是因为大范围选择应用实心砖填充墙体，促使实际建筑物需要的基础承载水平非常大。同时钢结构因为上部结构过轻，还有的不需要单独解决地基条件下就可以符合建筑物上部结构的承载需求，从而减少基础工作数量和工程造价［2］。
3结构类型选择对工程造价产生的影响
3．1基础结构类型和特点
其主要分为以下几点:第一，砖混结构。这一结构的特点在于素材容易获取，施工技术也非常的简单，这样促使这一结构类别建筑物出现工程造价较低、建筑施工时间过短等特点，而它的缺点是因为这一结构类型建筑物的抵抗能力较低，同时大范围应用砌砖导致建筑物的上部结构自重较大，不可以在高层建筑中应用，同时砖砌体施工技术大都是人工操作，其工作效率较差。现阶段，应用这一结构建设的建筑物大都是农村建筑。在城市中的应用较少。第二，钢筋混凝土结构。这一结构包含了钢筋、水泥以及骨料等为素材构建混凝土结构类型。这一结构具备整体性强、抗震性高等特点，现阶段已经被大范围的推向市场的各个区域，钢筋混凝土结构中是钢筋、水泥以及水等素材构成的混合体，引起其具备整体性强、抵抗腐蚀性强、节约钢材等优点。第三，钢结构。这一结构是以钢素材为基础的结构类型，也是现阶段新兴建筑结构类别的一种。钢结构具备有效性、抵抗地震、自然环保、节约能源以及成本支出较低等优点，大部分建筑物都会选择应用这一结构类别。但是这一结构的平稳性与钢筋混凝土相比存在一定的差异性，同时因为大范围应用钢材，促使实际建筑物的腐蚀性和耐高温性要求非常高，未来的维护工作支出费用也较多［3］。
3．2结构类别对工程造价产生的影响
结合实际案例分析可知，影响砖混结构工程造价的两方面包含了墙体工程和柱梁板工程，实际工作就是墙体素材的选择与柱梁板尺寸的实际设计。结合实际案例分析表明，墙体工程在整体砖混结构中占据的比例非常大，在实际操作中会消耗整体工程建设劳动力的百分之三十五以上。由此可见，墙体工程是砖混结构中工程数量最大的一种建设工作，实际消耗的工程造价也仅次于柱梁板工程的工作。这样在实际发展过程中，需要有效控制砖混结构中的墙体工程造价。实际工作可以结合墙体组合方案设计和墙体工程数量两方面进行。
4结束语
总而言之，建筑工程造价成本管理在工程的投资管理、设计以及施工等各方面中都存在，再项目投资方向明确之后，控制工程造价的重要工作就是建筑结构设计时期为了有效控制项目投资，更多降低目标值与实际数值的偏差，一定要掌控工程设计时期的重点内容，事先管理、自主控制应用价值理念，构建设计竞争制度，推广限额设计，落实设计和工程一体化承包等方案，结合对建筑结构设计时期的优化可以有效控制工程造价。
参考文献
［1］于海波．X项目结构优化设计对工程造价影响的研究［J］．哈尔滨工业大学，2016．
［2］朱发通．建筑工业化对工程造价的影响研究［J］．广州大学，2016．
建筑结构设计案例篇9
所有工程项目的建设需要以设计为基础。建筑工程的质量及施工进度也是以设计方案为依据,工程项目完成之后,设计还决定着建筑的使用效果性、经济价值性。所以对于同一个建筑项目,需要多个设计方案对应,然后综合考虑、辩证分析众多设计方案的可行性及经济型,寻找出最优设计方案。从相关资料经验来看,最优的设计方案可以降低工程造价的百分之五到十,甚至达到百分之二十。所以说,寻找最优设计方案、提高设计方案的经济性具有重要的现实意义。这就要求我们在提出设计方案之后,对设计方案进行详细分析,充分考虑设计方案的经济性,对设计方案的分析可以根据下面几个方面来着手。第一,需要对设计方案的具体内容做量化分析,通过量化分析取得精确、全面的数据,要做到不遗漏、不重复,与此同时需要所得数据做定量分析。第二,对设计方案考察时必须结合现阶段实际情况,考虑生产及管理水平,来检验设计方案的可行性及合理性。在保证设计方案可以施行、保证施工质量的同时,尽量降低工程项目施工所需要的成本资金。第三,对施工原料的采购过程中,要尽量选用经济性好、通用性高、避免选用采购困难、运输费用高、加工程序复杂的原料。第四,对设计方案的评审过程中,要尽量与标准化系列设计相靠拢,以达到提高施工效率、保证工程项目进度、节约成本的目的。第五、工程设计方案尽可能采用成熟的科技成果,推动建筑行业向工业化、科技化发展的进程。提高建筑经济性的具体途径有以下几点:
(1)设计过程中,必须合理安排平面空间,采用合适的长宽比例,以保证空间利用率达到最大。建筑住宅具有结构占用面积大、房间多、开间进深小的特点,为保证最大的增加使用面积的比例,就必须对建筑进行合理的平面空间安排,减小辅助设施及空间的比例,尽可能的提高使用面积率。
(2)此外还有另一个影响住宅建筑经济性的因素是建筑的外墙长度。总体来说,外墙长度越低,建筑的经济性就越好。当建筑的层高及层数确定时,外墙的长度决定于建筑的长度和宽度。由数学知识可知,在矩形面积不变时,长度与宽度相等时,周长最短。所以在建筑的长度和宽度相等时,外墙的长度最短,建筑的经济性就越高。为了不同住宅建筑之间对比,通常采用外墙周长系数,计算方法为建筑的外墙周长除以建筑面积。外墙周长系数越小说明外墙所占用的面积就越小,可以达到减少建筑原料,降低工程造价,提高建筑经济性的目的。
(3)设计过程中,采用合适的单元、套型结构。套型是由单元所构成的,而单元是由两到四套房间所构成。可以采用不同的套型来满足不同人群的需求,要根据建筑项目当地的实际情况、人群的收入情况及家庭的人口结构,采用大中小三种不同的套型,尽量避免单一套型。
(4)设计过程中,要选择合理的结构方案。不同的结构方案具有不同的优缺点。现阶段住宅建筑的主要结构体系有:框架剪力墙结构、砌块结构、剪力墙结构、装配式大板、框架结构等。需要根据当地的实际情况,因地制宜,选用不同的结构方案,结合对支撑、承重墙、板、梁、柱等结构的优化,使住宅建筑的经济性达到最大。住宅建筑因为结构用料多的原因使得自重占建筑总重的百分之七十以上,所以采用轻巧的结构方式能够有效的减轻建筑自重,已达到经济性效果。住宅建筑楼板的重量占百分之二十左右,造价占总造价的百分之十到十五,所以采用强度高但是重量轻的楼板对建筑的经济效果也有积极作用。为降低工程造价缩短工期,楼板应该在工厂提前制定。对于双向预应力楼板应该优先考虑。住宅建筑隔墙造价占建筑总造价的百分之四足有,在选用过程中应该尽快选择强度高、性能好、重量轻的材料。
2、从施工方面提高经济性
项目施工环节不仅是对设计方案的具体实施,而且是对设计方案达到检验的效果。所以为提高住宅建筑的经济性,需要做好施工这一环节的工作。施工过程可以按照以下步骤进行开展:第一步,在众多设计方案中选择出合理的、可以实现的、并且具有良好经济性的设计方案、按照设计方案制定出施工方案。第二步,根据施工方案划出施工图纸,根据施工图纸进行合理施工。第三步,在施工过程中,注意反馈,对于设计不合理之后应该立即提出修改要求,辩证分析解决方法,最后提出解决问题的方案。修正,经协商后,拿出最后方案。可以从下面几个方面来分析如何提高施工过程中的经济性:
(1)施工人员方面。建筑施工中人工费用支出较大,约为百分之十左右。第一,施工人员应该具备足够的施工操作水平和经验要求,避免造成对材料的浪费。第二,施工人员有较高的思想觉悟,施工企业应该对其加强思想教育,采取奖励措施,发挥施工人员的最大主观能动性。第三,应该尽量吸收工程附件的施工人员,可以减少临时设施的开支,减少工程造价。第四,施工过程中要组织流水线式施工,提高施工效率。
(2)在施工场地加强对原料的管理。钢筋、水泥、玻璃、铝合金在建筑工程中属于价格较贵的材料,应该避免发生损坏,以至产生材料的浪费及成本的增加。另一方面,要注意回收利用废旧材料。需要特别注意的是,需要对建筑材料的半成品的运输和管理增加防范措施。例如:钢筋因为易生锈,所以应该存放在通风干燥处,可以避免使用之前的除锈工作。。木材因为易受潮、变形,所以也应该保持干燥通风,并且需要远离火源,在施工现场做好对原材料的管理工作,可以避免原材料的破坏浪费。
(3)施工过程尽量减短项目完成工期,工期缩短不仅可以减少工本的支出,而且可以将建筑提前使用,收回建筑成本。若工期延误会造成建筑企业的经历损失。
(4)保证安全施工。施工现场必须保证施工人员的安全性。安全施工才是实现经济效益的基础和第一步。如果发生意外事故,不仅需要对施工人员进行赔偿,而且会严重的影响项目施工进度,造成极大的经济损失。所以,施工现场的安全施工的重要性事不容忽视的。
建筑结构设计案例篇10
关键词：高层住宅；结构设计；优化设计
abstract:nowadays,withtheimprovementofpeople'slivingstandard,people'smaterialandculturallevelrequirementsarebecomingincreasinglystrict,suchasconstructionofresidentialdesignrequirementsfromsimpletomeettheneedsofpeople'slivesbecomecanprovideleisureandentertainmentplacetolive.therefore,theauthormainlyforoptimizationdesignofthestructureofthehigh-riseresidentialdesignwereanalyzedbriefly,andhowatthelowestcost,thescientificmethodofarchitecturaldesignforatotalof,somecorrespondingsuggestionsandmeasures,hopetodiscusswithyou.
Keywords:high-risebuilding;structuredesign;optimizationdesign
中图分类号：[tU208.3]文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013）
引言
将建筑结构合理的分析会更加有利于高层住宅结构优化设计的实施，提出结构设计优化方案，目的是在设计满足国家相关建设法规的前提下，提高建筑物的技术质量，降低总成本，使投资利益最大化，并且能保证建筑物抗震性能和安全性。结构设计优化是对设计再次分析，再次加工的过程。尽量使住宅结构刚度适中、整体结构布局均衡，从而减小构件在外力影响下的变形或者破坏，达到既美观又兼顾抗震的效果，这是高层住宅结构优化的目标。
在高层住宅结构优化设计中，每一道工序都要精心设计，做到计算合理准确，方案合理可行，本文对设计优化存在的问题进行分析并提出几点可行建议。
1高层住宅结构设计现状
1.1住宅结构设计现状
多层建筑和高层建筑横向和竖向的结构体系设计基本原理是相同的，但是建筑高度越高，结构设计越复杂，这也是建筑界正在努力解决的问题之一。住宅结构越高，就要求有截面较大的柱子或者墙来承受竖向压力，这对建筑材料的要求比较高。另外，住宅结构越高，水平力所产生的剪切变形和倾覆力矩就要大得多，而且水平荷载产生的响应并不是线性的，而是随着高度增加而迅速增大。高层建筑与低层建筑结构有着很大差异，需要考虑的因素也很多，例如共振、扭转、水平侧向位移等。
1.2高层住宅结构设计影响因素
住宅越高，建筑结构的安全性就越来越要重视，设计中要考虑的因素也就增多，主要影响因素有水平荷载、侧向位移、结构延性等。
(1)水平荷载。水平荷载包括风荷载和地震作用。一般来说，垂直方向的荷载只与楼房高度有关，但是水平方向的受力情况却比较复杂。例如，风荷载的大小和建筑物所在地的地貌及周围环境有关，与建筑物本身高度、形状及表面状况有关；地震作用同场地类别及本地区抗震设防烈度有关。所以水平荷载是影响住宅结构设计的主要因素。
(2)侧向位移限制和舒适度要求。在正常使用条件下，高层住宅结构处于弹性状态并且应有足够的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用条件。过大的侧向位移会使主体结构出现裂缝甚至破坏，会使结构产生附加内力，会使人不舒服影响正常使用。所以在设计的时候，要注意在水平荷载作用下的侧移要控制在要求范围之内。
(3)结构延性。高层住宅建筑在地震作用下允许结构某些部位进入屈服状态，形成塑性铰。这时结构进入弹塑性阶段，结构可以通过塑性变形耗散地震能量，同时必须保证结构的承载能力，结构不能破坏，这种性能称为结构延性。延性越好，抗震能力越强，要特别注意在构造上采取合适的措施，保证住宅的安全。
2高层住宅结构设计优化
2.1选择设计结构方案
进行高层住宅结构设计优化时，首先要进行结构方案的选择。结构方案的好坏决定了结构设计的好坏，对于同一个建筑设计要求，其结构方案往往是不唯一的，但是不同的设计方案会影响工程质量和工程造价，在设计时，一定要选择合理的结构设计方案。
首先，根据相关建筑结构规范的规定来完成结构设计方案总体要求，处理好建筑与结构的相互关系，充分发挥结构的最佳受力状态，使结构形式尽可能简单明确，具有足够的承载力，良好的延性和刚度。其次，要保持结构的安全可靠。应该仔细考虑每一个构件，使各个构件能够相互协调，发挥最大功能，保证设计目标水准，使结构既经济又安全。再次，要尽量避免或者减小外力作用下的扭转效应。因为抵抗扭转效应所需要的材料用量很大，而且结构也会很复杂，会提高工程造价，不经济也不实惠。最后，要积极与建筑专业进行沟通。结构设计者往往对建筑做法和材料不是很了解，在设计结构方案时，要与建筑师进行交流，听取他们提出的建议，结构设计师要充分理解结构概念，真实客观地进行设计，通过反复优化、修改，最后设计出质量最安全，造价最经济的结构方案。
2.2设计优化
在优化设计时，应注意以下几个方面：
(1)正确认识结构设计优化的重要性。
现在房地产已经是一个大产业，人们对住宅要求也越来越高，而作为投资方，追求的是利益的最大化，进行住宅结构设计的优化，不但可以有效降低总成本，还可以使建筑结构更美观安全，更经济合理的节省材料，从而降低工程造价。
(2)设计方案优化。
设计时，首先要进行建筑结构分析，主要由竖向抗侧力构件构成，包括框架、剪力墙、筒体等。主要分析他们的受力状态，使构件充分利用起来。在进行计算分析时，不能盲目地依赖计算机，还要结合工程师的实际经验，选择合适的计算参数，经过多次计算比较，找到最佳参数值。其次是根据住宅结构平面，分析竖向荷载和水平荷载，根据实际情况，合理布置构件，选用合适材料进行结构分析和内力分析，根据分析结果适当调整结构形式。此外，还要进行可行性判断，对优化结果进行内力分析，满足设计要求的前提下，校验可行性；如果不可行，就要调整设计方案，直到方案可行为止。
(3)地基处理的优化。
高层住宅建筑更要注重地基的处理，否则将前功尽弃，在选择地基时，要选择地质条件不复杂，容易施工的地质，因为地质条件越复杂，地基处理的造价越高，而选择相对简单的地质条件，不仅可以降低地基处理的成本，地基安全度也会增加，从而降低工程造价，提高工程性价比。
(4)进行建筑材料的优化。
优化建筑材料目的就是花尽量少的钱，做到经济安全、符合设计要求工程。这就要求在选择建筑材料时，要合理利用材料性能，根据不同的需求来选择不同的材料。实际上，因材料选择不当造成浪费的情况很多，设计时，要充分考虑这些因素。
3结论
高层住宅结构设计优化能够有效降低工程造价，带来可观的经济效益，不仅能让建筑物安全实用，又能使其经济美观，舒适。所以进行结构优化设计至关重要，实际设计中，要结合实际情况和具体条件来灵活运用设计优化方法，实现住宅结构设计既安全又经济。
参考文献：
[1]高立人等.高层建筑结构概念设计［m］.北京:中国计划出版杜,2005．
[2]GB50223-2004.建筑工程抗震设防分类标准[S].北京:中国建筑工业出版社.2004.
[3]王燕;王维.浅谈高层建筑结构分析与设计[J];山西建筑;2008年05期