民用建筑结构设计优化研究
摘要：民用建筑常见的结构设计包括砌体结构设计、框架结构设计及剪力墙结
构设计。

其中砌体结构是传统民用建筑常见的结构之一，其墙体的所用的材料都
便于就地取材，所用的设备及技术的要求较低，因此在民用建筑施工中应用广泛。

本文综合分析民用建筑结构设计阶段的注意事项，并提出具体的优化方案。

关键词：民用；建筑结构设计；优化；策略
引言
近两年，我国建筑行业勃兴发展，民用建筑结构的要求也逐步提升，建筑结构设计优化
将进一步确保建筑的安全性和使用寿命，因此应在建筑结构设计阶段加以重视。

1民用建筑结构设计的注意事项
1.1民用建筑常见结构设计与选型
砌体结构设计能够满足建筑承重需求，但其结构的抗拉抗剪强度较低，抗震性能较弱。

因此，该种结构设计一般适用于低层民用建筑设计中。

框架结构设计中墙体只起到围护和分
隔作用，其承重结构、围护和分隔构件是完全分开的。

框架结构设计要求采用抗压性强和抗
弯能力强的钢筋混凝土，以满足结构设计中生产工艺及使用功能的要求。

剪力墙结构在建筑
结构设计中起着承重、围护和分隔作用，因此该种结构设计要求设计人员在平面布置时，要
注意空间的整体性、承载能力。

剪力墙常作为抗侧立构件在结构设计中得以应用，但剪力墙
在间距上受到一定的限制，导致平面布置并不灵活，一般不可用于设梁，多用于旅馆和公寓
住宅等建筑。

1.2建筑结构体系的选择和设计
建筑结构设计前提的重要内容，即对建筑结构体系的选择。

建筑按照所使用的材料可分
为砌体、混凝土、钢结构等结构体系。

结构体系的选择需要在对建筑材料质量、施工技术和
资金情况等多方面进行统筹分析和综合考虑。

在现行规范要求下，制定出建筑结构设计依据，使得结构体系在满足建筑设计要求同时达到灵活多变的目的。

扩大结构体系选择的多样性，
使得建筑结构设计的复杂性适应当前市场的需求。

当然选择的增加也容易导致结构体系的不
恰当性，尤其在超高层建筑当中，建筑结构体系选择的恰当与否将直接影响建筑的安全性和
经济性。

面对高层建筑层数的增多，建筑的竖向构件类型及结构深埋的稳定性都需要在设计
环节中准确定位的。

在考虑工程地质情况、施工可能性、基础造价高低等情况后，严格按照
规范要求，对建筑结构体系进行最优选择，对于出现的建筑超限等问题，应予以即时解决处理，避免其对建筑工程整体设计工作造成不利影响和巨大变动。

1.3建筑结构计算注意事项
为不免工程师及项目单位的盲目设计，影响建筑结构设计工作的开展。

因此在设计初期
需要加大对地基及基础设计阶段的计算工作力度。

同时基础设计也在工程造价设计中起着关
键作用，直接影响着建筑工程成本。

在设计多层民用建筑时，需对整个建筑载荷进行计算，
但往往在实际对梁、柱等计算中，出现一些不符合规范的计算过程，例如在对建筑结构的荷
载取计算时，常常出现载荷值与计算规范偏差太大等情况。

或是建筑结构计算书的计算不精确，直接影响建筑整体结构设计，导致建筑结构的失衡，给建筑结构带来巨大的安全隐患。

因此应注意在建筑基础设计中的计算环节，严格按照载荷计算标准，结合建筑工程的实际功
能用途，科学地计算出建筑的载荷范围。

在进行底框砌体结构验算时应注意计算方法的合理
使用，例如底部剪力法只适用于钢度较均匀的多层结构中，在楼板计算当中，常常用单向板
计算方法替代连续板剪力计算方法，造成计算的偏差。

应合理计算简图和受力路线，达到设
计效果的最优化。

2民用建筑结构设计优化策略
2.1地基基础和桩基基础优化
传统的地基基础优化设计方法主要有上部结构与基础分离、地基基础处理设计与基础分离。

但随着计算机技术的发展，目前上述两种结构设计方法已不再被使用。

地基基础上部结
构优化的实质是，利用上部结构的水平整体抗弯能力抵抗基础，减少结构整体弯矩。

其次，
利用弹性地基梁进行地基模拟，最大限度地减小板的厚度、配筋、基础梁。

桩基础包括灌注
桩与预制桩两种桩型。

灌注桩在实际施工时较难控制，尤其是在基础设计时，较容易受到多
种因素的影响。

因此，在对桩基基础进行设计时，应根据建筑施工场地的土壤地质和地形条
件进行具体合理的设计，并且要进行多种备案，以便在施工时能够及时调整，选择出最佳施
工方案。

预制桩需要在沉降符合相关标准后方可实行。

预制桩的选择需要考虑到土壤对桩身
的作用及摩擦程度，选择适当的、尽可能长的预制桩。

桩基础施工技术包括静力压桩施工技
术和振动沉桩施工技术，静力压桩施工技术的打桩噪声较小，因此在民用建筑施工中得到广
泛应用。

振动沉桩施工技术的操作简单，同时设备重量轻、体积小，对于粘土、黄土、松散
砂土等多种地质环境都非常适宜，能够极大地提高工程的建设效率。

2.2民用建筑模型的优化结构设计
民用建筑建设施工是一项庞大复杂的工程，为方便施工人员深入地了解建筑结构设计，
建筑模型的作用极为重要。

因此，在建筑施工前，要做好相关结构设计的优化工作。

建筑结
构设计优化主要包括基础结构方案设计优化、屋盖系统方案设计优化、围护结构方案设计优化、结构细部设计优化等。

除了考虑到建筑自身各方面的优化设计外，建筑工程的造价、受
力分析、布置、选型等内容的优化工作也极为必要。

所有的这些设计都需要以设计建筑的实
际情况出发，围绕民用建筑的综合经济效益的目标进行结构设计的优化，在进行结构设计时，要充分研究好设计意图，可采用平面布置等方法，缩小刚度以及结构中心的差异，避免建筑
结构受到水平载荷与其他扭转力的作用，进一步满足建筑结构设计的内在需要。

在竖直方向上，为不免建筑结构受到作用力的影响造成变形，建筑结构优化时，要注意避免使用转换层，以减少应力集中现象的发生。

同时针对建筑相关设计指标和规定，工程师应在设计过程中逐
一体现，在设计阶段最大限度地优化建筑结构设计。

2.3结构同居民生活的协调优化
建筑结构设计时要充分考虑排水结构、电气管线结构的设计，以便于后期的施工。

给排
水专用房间所需要的机械设备较多，体积较大。

因此，房间的荷载强度也要高于其他房屋，
目前水泵房的位置多设于地下室区域中。

在排水管道施工前，需要统一管道，并且预留孔径
尺寸，对于楼板穿孔的位置要进行适当的加固。

考虑到管道对建筑承重墙结构的影响，应在
设计时，尽可能地降低水平方向的管线贯穿柱、梁等结构。

同时最好墙体的加固围护，确保
建筑结构布局和管道体系相协调，做好管道绕梁等预防工作。

电气管线也是以导线的形式安
装在墙体、楼板处，同样也会给预制结构的施工带来困难和一定的安全隐患。

因此，应在梁
预制阶段，便做好管线绕梁的预留孔洞。

对于墙体厚度、梁的厚度也应统一要求。

例如要确
保墙体厚度与梁的厚度保持一致，若无法保持一致，也要确保墙体侧平面与梁的侧平面保持
一致，尽可能地保证管线不暴露在墙体外面。

对于民用建筑中的电梯房的建设，相应的预埋
构建较多，因此，在施工时，需要单独进行电梯房的强度计算，以保证施工质量。

结语
民用建筑结构设计与建筑节能设计、建筑防火设计息息相关，对于居民的人身安全及企
业的整体效益起着关键的作用，因此，相关工作人员应认清自身的责任，不断完善建筑结构
设计的优化工作。

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