张浩
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摘要：在建筑工程结构设计过程中，因为实际工程的结构存在着诸多不确定性，结构设计的工作就是研究建筑工程施工设计中各不确定性的问题，取得了安全可靠与经济合理之间地平衡关键。基于此，本文就结合作者实际工作经验，简要的分析民用建筑结构设计与优化，以供借鉴。
关键词：民用建筑；结构设计；优化
1简要概述常见的民用建筑结构和选型
1.1砌体结构的分析。通常墙体使用砌体结构，主要因为它不仅承重能力强，而且对房屋有更好的围护作用，但是因为砌体结构有开洞率的要求，因此在门窗的尺寸上设计受到了一定限制。砌体结构施工所用的材料比较容易找到，施工设备也比较简便，并且简单的施工工艺加快了施工进度，在很大程度上节约了时间成本。但是砌体最大的缺陷就是抗拉性较差，所以导致整个砌体结构抗震性也比较差，通常砌体结构低于七层。
1.2框架结构的分析。通常框架结构的承重结构和围护以及分隔构件是分开的，墙体的主要作用就是分隔和围护，为了达到生产工艺和使用效果的目的，所以要灵活的大跨度大空间布置平面布局。在选择材料的时候，尽量选择抗压性和抗弯性较强的钢筋混凝土材料，确保建造的梁和柱具有较强的抗震性和良好的延性，通常使用的建筑高度要在六十米范围内。另外，框架结构的平面形状最好简单一些，并且均匀分布各个部分的刚度。
1.3简要描述剪力墙结构。剪力墙结构使用的材料是钢筋混凝土板墙，如剪力墙之间的跨度较小，可以忽略梁的高度，在很大程度上节约了层高。建筑物的承重墙实质上就是剪力墙，另外也可以当作围护墙和分隔墙，所以为了满足剪力墙的相关功能就要根据平面布置和结构调整来进行布置，不仅其承载力要强，而且要充分发挥空间的作用。通常在高层建筑中使用的剪力墙结构，尽管无法达到灵活的建筑平面开间布置，但是在建筑工程中也有不可磨灭的作用，常用的建筑有旅馆和公寓等住宅小区。
1.4筒体结构的分析。筒体结构在高层或超高层建筑中常用，其中简体结合的空间结构具有较强的抗侧能力，有效的防止墙面变形现象的出现，另外在剪力墙的布置的作用下，促使更灵活的处理建筑平面设计，筒体结构在当今高楼大厦中的建设中不可缺少的一种结构。在布置筒体结构平面的时候，最好选择的形式是方形和圆形，其次选择三角形都可以，特别注意着它们尽量保持对称布置。如果平面设计要使用到矩形，可以布置成矩形核心筒和外框架或密柱外筒的形式，然而内筒边的最恰当的尺寸大小是外筒边长的三分之一，且外框架或外筒与内筒之间设置框架梁连接，从而有利于框筒空间整体性的提高。
2民用结构设计中的成本优化分析
2.1较大离散性结构成本的原因。引发结构成本具有较大离散性的主要原因是区域不同引起的地震烈度、结构体型以及基础形式的不同。在房地产开发商最容易忽视结构设计本问题，单方面注重人工成本和材料成本等。对于一些发展较快的一线城市，严格控制了建筑建设的含钢量，从而降低了结构成本，同时也降低了结构的安全性，如果要是遇见地震情况其后果是不堪想象的，因此在控制结构成本的同时，还要保障建筑的美观性和实用性。要不断优化结构设计，确保施工前策划阶段、施工中期以及竣工后验收的整个施工过程能够顺利完成。
2.2结构超限对整个工程的不利影响。结构超限必定会在一定程度上增加造价成本，频繁的修改设计方案，还会延长设计周期。具体有哪些不利影响，下面就进行了详细的阐述，（1）超高或者超限在很大程度上增加了剪力墙的厚度；（2）设计前所做安全性的评估报告，在很大程度上延长了正常的设计时间；（3）因为超限采取的措施相当严格，配筋和连板都会有所加强，会在很大程度上增加成本费用，其中还包含有评估地震安全性的费用，要是因为超限转换，一个转换层的钢筋含量是标准层钢筋含量的三倍。
3分析建筑结构存在的问题
3.1抗震设计存在的问题
通过2008年汶川地震发生以后，越来越多的人们注重了建筑抗震设计，所以在如今的建筑结构设计大多都使用的是抗震结构。建筑的结构的承载力和变形能力决定了建筑物的抗震性是否够强。如果要是发生地震的时候，其能量的吸收主要来自于钢筋混凝土的变形情况，在很大程度上使架构的韧性有所增加，有利于地震能量有所减弱，还有效的抵抗了地震带来的危害。因此在设计结构的时候要加强各个构件的强度，但是在加强的过程程度中要把握好一个度，避免太过而导致结构过强必脆，所以要对其进行合理的控制。
3.2建筑基础选型的问题
如今建筑行业也是突飞猛进的发展，很多城市住建的高层建筑物也越来越多，并且还在不断扩建建筑的范围，其实高层建筑和低层建筑的选型上还是有所不同的，所以在高层建筑工程结构选型过程中，不仅要选用地基承载力强的，而且还要选用整体性能较好的。然而这都要根据实际的地形环境所决定的，不同的基础地形使用的工程结构也是有所不同的，并且还要满足开发商、业主的需求。
3.3不合理的设计结构
由于不合理的结构设计会导致整个建筑的外形、质量都会受到很大程度的影响，有的建筑工程师只是一味的追求空间，而忽视抗震设计的需求，然后上下砌体的砌筑也不对应，有些也不在框架梁上，从而使整个建筑结构不合理。另外就是没有明确设计荷载取值的规范性，很容易出现错误的计算，从而会影响到整个工程建筑的质量，为后面的正常使用埋下一定的安全隐患。还有的设计人员因为个人原因而在设计图纸上偷工减料，从而在实际的建设中，设计图纸的可行性受到阻碍，从而会增加一定的设计成本和施工成本。
3.5分析经济效益结构构件
就设计结构而言，不管是空间结构还平面结构，每个结构的都会呈现出不同的经济效益，其中主要受力于它的实际工作状况，比较合理的受力结构，不尽有利于材料的节约，而且还能充分利用到材料的力学特点和承载力。但是在确定结构的传力系统后，结构形式的受力情况也会发生一定的变化，所以它的几何形状和尺寸也有着不同程度的变化。一般在结构传力系统确定过程中，建筑工程的结构形式当它具有一定几何形状和几何尺寸的时候，才能充分发挥它的工作性能，并且呈现出的经济效果也是最好的。在同样的荷载情况下，梁的几何形状和几何尺寸是由梁跨度所决定的，从而也决定了相关的配筋。经济效益也由此得到体现。
总结：
总之，建筑工程的投资大，周期长，影响巨大，其工程设计的质量不仅关系到工程的投资效益，更直接关系到人民群众的生命财产安全，因此也是一个良心工程。从工程的设计出发，设计师要充分的考虑建筑设计中存在的安全隐患，把建筑的安全使用和人民的生命财产安全放在首位，做好设计。设计单位内部也要加强管理，杜绝粗糙、具有重大安全隐患的设计出现，确保设计质量，是结构设计工作做到更安全、更合理。
参考文献：
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