房屋设计概念篇(1)

房屋建筑结构设计是指将建筑及各相关专业所要表达的内容通过结构语言予以体现的过程，结构方案、结构计算以及施工图设计是房屋建筑结构设计的重要内容。结构方案是指房屋建筑的主要结构形式，具体包括建筑物的重要性、工程所在地的抗震设施烈度、相关地质勘测资料以及场地类型等等。结构计算，是指在掌握房屋建筑结构形式数据资料的基础上，针对房屋建筑结构开展的计算活动，包括结构内力、荷载以及构建试算和计算等等，最终目的在于用科学的计算方法保证房屋建筑结构稳定性和安全性。施工图设计则是根据计算结果来确定房屋建筑构建的具体布局，然后明确施工构造及施工措施。

2结构设计与概念设计的关系

在建筑结构设计过程中，现行结构设计与理论之间存在一定的差异，特别是结构设计的不可计算性，导致结构设计需要更多地注重概念设计。概念设计就是以个人实际经验为基础，基于宏观的角度对建筑结构实施的定性设计。但是，概念设计不是凭空落成的，需要考察实地情况，包括气候环境、地质情况、自然风貌等，根据所获得信息给予的灵感和理性认知，拟定关于一个建筑物的初步想法;这个想法不同于精确的测量计算，除了灵感和理性认知还要基于工程师丰富的实地工程经验。概念设计更加注重设计结果，而结构设计则是一种逆向的推导过程，在概念设计的基础上，通过对力学、构造学等理论知识，配合相关的数据原理而推导出房屋建筑结构布置。综合而言，建筑结构造价水平的高低以及建筑的施工进度是由概念设计所决定的，如果房屋建筑的概念设计不合理，就可能增加建筑造价，延误工期。概念设计体现的是一种先进的设计思想。受技术水平和计算理论等因素的限制，房屋建筑结构设计结果往往与建筑实际存在较大差异，而为更好地弥补这些误差可能导致的问题，必须要借助概念设计来增强结构设计的科学性和合理性。可以说，概念设计和结构设计之间是一种相辅相成的关系，结构设计对于现代房屋建筑工作的开展显然具有非常重要的意义，而概念设计则起到对结构设计补充和优化的作用。优秀的概念设计往往有着较为可靠的经济预估，因此也有较高的可行性，同时还可以避免复杂的运算劳动，减少结构设计风险，确保房屋建筑结构设计的整体水平。

3结构设计的主要措施

3．1科学选择建筑场地

建筑场地的选择对房屋建筑结构设计结果有很大影响。房屋建筑场地应该选择抗震性较好的地方，这能有效地减少外力对房屋建筑结构的影响。如果要在地震区进行建设，就必须要充分考虑结构破坏因素，根据结构体系方案以及设计的经济性和合理性来确定结构体系，以充分保证建筑结构的匀质性。房屋建筑场地发生地震事故时，由于地震会持续一定的时间，因此，必须在房屋结构上设计多道抗震防线，确保房屋建筑结构的整体系数能够有效地满足抗震需求，增强建筑整体的抗震能力。

3．2合理选择结构材料

在选择结构材料时，设计人员要充分结合自身的设计经验，借鉴和参考已建建筑经验，选择承重能力较强的施工建设材料，以防因计算结果不精确而影响建筑建设质量。建筑结构设计人员要合理分析和评价施工图纸，深入探讨施工图纸中可能存在的数据问题，并以此来作为结构材料选择依据，确保结构设计的科学性和合理性。如在钢筋、混凝土的选择上，一定要根据国家标准选择适合强度的施工材料，一般箍筋与混凝土强度等级不能低于C20，直径10mm的纵筋，强度等级不得低于C25，这样才能够充分满足强度等级设计要求。其他结构材料的选择也应该严格遵循国家标准，而不能够单纯地依据计算结果来判断。

3．3注意结构受力的合理性

合理选择房屋建筑结构材料将显著提高建筑结构的整体强度，降低结构构件对建筑受力的影响，确保房屋建筑结构设计满足实际的建筑需求。通过建筑结构设计能够获取相对全面的计算结果，反映出建筑结构的受力情况。但是，通过计算机以及理论推导所获取的实际数据往往存在一定误差，并且容易出现与现实建设需求不符的情况。这样的情况下，就必须要适当采取概念设计来提升建筑结构设计的可靠性。

3．4注重施工现场的规划管理

在房屋建筑施工过程中，存在较多不确定因素，这就需要设计人员加强对施工现场的规划和全程把控，以降低不确定因素对结构设计的影响，使施工作业活动能够按照房屋建筑结构设计结果有条不紊地开展。由于房屋建筑结构设计依赖于计算机和理论数据，这些计算的结果与现实是存在一定差距的。因此，设计人员不但需要对结构设计予以高度关注，更需要凭借自身的经验和设计技术，做好施工单位、监理单位的协调和交流活动，提出建设风险，保证设计方案的顺利落实。

4结构设计与概念设计协同工作的应用

在建筑结构设计中，协同工作的定义是将建筑工程中的每个构件的性能和作用充分到极致，并实现与其他部件的相互配合。在协同工作中，要求与各个产品零部件的使用寿命相似，并且具有相同的荷载，正确处理基础结构与上部结构之间的关系，确保两者之间形成一个有机的整体。下面以地基基础中结构设计与概念设计协同工作的应用为例进行说明。传统的建筑设计流程用到的算法往往是将上部建筑、基础、地基分别视作独立的单位，测量和设计都独立进行，但并不意味着，某一单元出现的问题不会影响到其他的结构单元，经过实践检验，这种流程有着不可忽视的缺陷。地基基础往往对上层建筑造成很大影响，若地基产生沉降现象，则地面建筑大多会开裂、错位、甚至崩塌;同时，如果地面结构的建筑层数不符合规范，超过地基、基础承重，则也会给地基带来变形的危险。因此，在地基基础的概念设计当中，要更多地考虑到将地基基础和上部结构结合在一起分析，这样才能减少地基变形带来的负面影响。

5结语

房屋设计概念篇(2)

【关键词】混凝土柱上钢梁的混合结构；计算方法；细节设计

1 概述

近年来，采用砖墙维护的混凝土柱配轻钢屋盖的房屋设计越来越多了。这种混凝土框排架加轻钢屋盖的混合结构体系兼顾了两者的诸多优点。

1.1 耐久性：砼梁柱结构，加上砖墙做维护，比纯粹的轻钢结构耐久性更好，这无用质疑；

1.2 功能性：轻钢屋顶的参与使得采用本结构形式的房屋在功能使用上更灵活多变。比如最为普及的此类大跨度单层或多层厂房，让业主使用起来很舒心；还有甲、乙类仓库、超市等此类房屋设计上有泄压要求，采用轻钢屋顶泄压合适不过。

1.3 经济性：轻钢屋顶的采用是砼柱竖向荷重减轻，基础负荷相应减小，造价相应降低；还有轻钢屋盖结构本身造价就比砼低。

1.4 时间性：轻钢屋顶的参与使得施工进度加快，节约工期。

类似门式刚架的混凝土柱加钢梁是一种新型结构，现行所有规范中均未明确指出其设计方法和构造要求，使得完成的设计方案各异，尤其在市场经济环境下工程承包价钱的进一步降低，使得类似门式刚架的混凝土柱加钢梁的设计中也出现了许多问题，如钢梁挠度过大、柱头混凝土松动破坏等，甚至发生厂房倒塌事故。在亲历此特殊结构体系的设计及其校核工作的过程中，积累了惯用的或者是周围大家共同认可的设计思路及其方法，现笔者写此文愿与众多同行分享和共同探讨。

2 概念设计

2.1 伸缩缝设置

这种结构布局，在设计方案时经常会遇到设置伸缩缝的问题，究竟如何来进行设置？对于设置伸缩缝的间距，GB50010-2002《钢结构设计规范》已有定论， 具体见规范第8.1.5的注明： “厂房柱为其他材料时， 伸缩缝间距按相应规范规定”。所以尽管屋面为轻钢屋面，但伸缩缝的设置还是应按混凝土柱设置，即采用GB50010-2002《混凝土结构设计规范》上的有关规定，仅轻钢屋盖部分缝的设置根据钢结构GB50010-2002《钢结构设计规范》中第8.1.5条。另由于目前混凝土柱一般采用现浇柱， 且为了增强厂房的纵向刚度和承担围护墙的重量， 在纵向设有现浇砼连系梁， 这样一来纵向实际成了框架， 所以伸缩缝的最大间距应为55m， 只有在有充分依据和可靠措施时， 其伸缩缝的间距才可适当增大， 如混凝土浇筑采用后浇带施工。

2.2 计算建模

设计这种结构，一般会在PKPM中建模型，下面层框架形成后，屋面层先按虚梁或者钢梁输入，将屋面上的恒活荷载传递给梁柱，再在SATWE中计算梁柱配筋。这样计算模型是存在有设计隐患的！实际模型中，混凝土柱与钢梁连接是处于铰接或者半铰接状态，这样混凝土柱与钢梁形成了两端铰接的折线拱梁。当柱顶与钢梁铰接且坡度较大时，应按照拱的受力特点进行计算。这种结构坡度和跨度越大，柱顶水平推力就明显越大，会最终导致混凝土柱底弯矩和配筋很大，基础严重偏心。 同时，由于拱的位移变形只能靠拱脚反力来阻止，而拱脚反力大小取决于混凝土柱提供的抗侧推力大小，会导致柱截面越大， 也即柱抗侧刚度越大，其提供的抗推力会更大，由此引起其柱底弯矩会增大，需配置更多的钢筋，最终导致钢筋密度过大，基础底面大幅增加，势必很不经济合理。 因此，笔者认为对于长度18m以上的钢梁 ，最好在其底部增设拉杆以承受折线拱底的水平推力。所以，在结构模型计算时，有几点考虑是必要的：

2.2.1 需要在PK里按照单榀排架，重新复核柱子配筋，而且柱顶需要考虑钢梁水平推力对混凝土柱的作用力，柱子平面内、平面外计算长度系数，按照《混凝土结构设计规范》中第7.3.11条取用。

2.2.2 轻钢屋盖属于弹性楼盖，抗震计算不能采用刚性楼板假定，这一条经常被设计人员错用。

2.2.3 轻钢屋盖属于弹性楼盖，风荷载计算需要采用手工调整，具体调整本文不再赘述。

钢梁与砼部分分开计算，钢梁按照两端简支单跨或者多跨折梁平面计算，软件采用PKPM中的STS或者其它工具箱等专业软件均可。

2.3 钢梁强度、稳定性及挠度计算的适用规范

为了保证屋面排水顺畅问题，轻型屋面的坡度往往较大，一般取1/10,斜放的钢梁始终会受到轴力的影响 ，故此时的钢梁实际上是压弯构件，而不是纯粹的简支受弯构件。而钢结构规范中验算钢梁强度和稳定时，既未考虑轴力项的影响，也未对变截面构件该如何考虑作出规定，只是考虑全截面而非变截面。PKPM系列中的STS软件用户手册中提到， “对于变截面梁柱构件、斜梁等轴力影响较大的梁杆件，可按门式刚架规程规定的方法进行强度稳定性计算”，因该规程对此类变截面构件考虑了腹板屈曲后强度，且考虑了轴力、弯矩、剪力共同作用下的强度稳定性计算，所以笔者在计算钢梁的强度和稳定计算时采用门式刚架规程，而不是钢结构规范。

虽然变截面钢梁的强度稳定性计算参照门式刚架规程，这点一般无异议，因实际的结构体系并不是真正的门式刚架，对钢梁挠度值控制采用门式刚架的1/180则显得有点担心，会使挠度过大，影响视觉效果，还可能导致排水不顺畅。曾按钢结构设计规范中主梁的挠度取值，设计出的屋盖比门式钢架的屋盖造价高多了，甲方一般接受不了。 故考虑到是轻型屋盖， 荷载较轻，施工时还可起拱来调节挠度权衡之下，计算时屋盖钢梁挠度允许值一般可取1/250，比门式刚架钢梁取1/180稍微提高。这样的调整一般造价不会影响太大。所以目前混凝土加屋盖变截面钢梁的最大挠度允许值通常取较折衷的1/250。

2.4 混凝土柱顶与钢梁节点设计

2.4.1 砼柱顶节点

这种结构的钢拱脚与混凝土柱顶的连接节点设计一般采用铰接节点，刚接的施工难度大，造价高。这里锚栓需保证传递节点处的拉力或压力。一般采用4M24，当跨度大于等于30m是采用4M30。节点处螺栓不传递剪力，剪力由焊接于节点板底的抗剪键承担。所以此处必须设抗剪键。 这种做法需在砼柱顶二次灌浆，这是比较普遍的节点做法，施工稍麻烦。也有采用柱顶埋设预埋钢板的方法与钢梁拱脚连接，如下图：

笔者认为，预埋板下的予埋锚栓(可为一对或两对)与过渡板事先用塞焊焊牢，这样可使锚栓正确定位。安装定位后过渡板与柱顶的预埋钢板满焊焊牢，拱脚底板的栓孔仅比过渡板上锚栓杆直径大1～1.5mm．垫板与柱脚底板同厚。并与拱脚底板焊牢．垫板上用双螺帽拧紧。轴向压力通过拱脚底板与过渡板、过渡板与柱顶预埋钢板的承压传递，轴向拉力和水平力由过渡板上予焊的锚栓以及过渡板与柱顶预埋钢板的焊缝承受。这种做法避免了预留二次灌浆和设置抗剪键的问题．施工方便、质量可靠．节点处除了钢梁底板外多了两块钢板，造价高些。各有利弊。

2.4.2 混凝土拄顶的构造做法

对于这种特殊结构，在砼柱顶预埋钢板常会有混凝土柱顶开裂的问题，钢拱脚或钢斜梁端部与混凝土柱顶连接的两种不同材料中，混凝土属于脆性材料，而且柱顶受力比较复杂，如果在构造上不加处理，在拉、压应力和剪应力的共同作用下，出现开裂情况在所难免。一般在混凝土柱顶纵筋和箍筋构造应采取加强措施，箍筋需加密间距不大于100mm，箍筋直径不小于8mm，砼柱纵筋与预埋钢板焊接等。

3 结束语

新型的结构形式应采用新的思路和方法来分析和处理，在还不完全成熟的情况下，应采用多种计算方法对计算结果进行比较分析 选择最合理的。

参考文献

[1]GB50010－2002混凝土结构设计规范[S]

[2]GB50009－2001建筑结构荷载规范[S]

[3]GB50017－2003钢结构设计规范[S]

[4]CECS102：002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S]

房屋设计概念篇(3)

1概念设计的重要性

概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，随着社会分工的细化，大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新，更不愿（不敢）创新，有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳（害怕承担创新的责任）。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。随着年龄的增长 ，导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却，更谈不上设计成果的不断创新。

强调概念设计的重要，主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。

概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。

2协同工作与材料利用率

协同工作设计的另一个目的，还在于对材料的充分利用。一般来讲，材料利用率越高（即应力水平越高），该结构的协同工作程度也越高（从优化设计的角度，尽管结构性能最好的方案，不一定是材料利用率最高），尤其对我国这样一个发展中国家，结构设计的目的即是花最少的钱，做最好的建筑，这就要求设计时对结构材料的充分利用，这从梁类构件的演变可以看出。矩形截面梁是最普通的受弯构件，它的材料利用率很低，原因有二：一方面是靠近中和轴的材料应力水平低，另一方面是梁的弯矩沿梁长一般是变化的，这样对等截面梁来说，大部分区段，即使是拉、压边缘，其应力水平均较低。针对梁的这种受力特点，用结构概念分析，主要是因为梁截面存在应变梯度，只有当构件是轴心受力时，材料利用率才可能增大，于是就出现了平面桁架，平面桁架可以理解成“掏空”的梁――将梁中多余材料去除，既经济，又降低自重；故桁架的上弦相应于梁的受压边，下弦相应于受拉钢筋。规则桁架中腹杆的受力（拉、压）与梁中主拉、压应力方向一致，根据上述分析，还可以将桁架的外形设计为与弯矩图相似的形状，从而使桁架的弦杆受力均匀。由于桁架中大量存在压杆，压杆的强度往往由其稳定性决定，而不是由杆件截面材料强度决定，因此，在平面桁架的设计过程中，应设法降低压杆的长细比。

单纯增大截面是下策，特别是上弦杆，应努力增加其平面外的刚度（有时上弦采用双杆形成的复合压杆），提供平面外约束（增加支撑），如果把这些平面外的支撑再连接成桁架，这样就使平面桁架变为平面交叉桁架，最后发展为空间网架。空间网架的材料利用率高，应力水平高，故在大跨度、大空间结构中广泛使用，但网架结构中仍然存在压杆，压杆（特别是钢压杆）的应力水平不可能太高（因为随着跨度的增加，网架的高度增大，腹杆的长度将增大，同时节点距离的增大也导致弦杆长度的增大），这样高强材料就不能使用。因此，努力减少或消除结构中的压杆，就使我们找到了悬索结构，悬索结构中所有的“杆件”均为拉杆，这样就使悬索结构中杆件的应力水平极高，材料利用率极大，高强材料得以充分利用，还可施加预应力。因而在超大跨度的结构中，悬索结构（或包括悬索结构的组合结构）是首选的结构类型。就混凝土基本理论的发展来看，也体现了使各种材料充分发挥性能，并相互协同工作的特点。林同炎教授认为：钢筋混凝土与预应力混凝土之间的区别在于钢筋混凝土是将混凝土与钢筋两者简单地结合在一起，并让他们自行地共同工作，预应力混凝土是将高强钢筋与高强混凝土能动地结合在一起，使两种材料均产生非常好的性能。反映了人们对混凝土中的协同工作认识和运用过程的加深。

目前广泛使用的钢-混凝土结构 ，是将钢结构与混凝土结构相互取长补短形成的一种新型的结构形成。尤其是钢管混凝土，与预应力混凝土相似，更将这两种材料能动地结合起来，实现了结构材料的又一次革命。钢管混凝土的原理有二：1）借助钢管对核心混凝土的约束，使核心混凝土有更高的强度和变形能力；2）核心混凝土又对钢管壁的稳定提供了有效可靠的支撑。钢管混凝土的极限承载力远大于钢管和核心混凝土两者的承载力之和，约为两者之和的17～2 0倍，其极限变形能力是普通钢筋混凝土的几倍甚至几十倍，这是钢材与混凝土的又一次理想结合。它的出现，使传统意义上的受压破坏特征由脆性变为延性，对结构抗震的延性设计意义巨大，也使超高层建筑底层柱的轴压比限制问题迎刃而解。

从上述结构构件的演化，推而广之，在结构设计中，只有当构件越多处于轴心受力状态，其材料的利用率才可以高，经济性也就越好。对框架结构，竖向载作用下，框架柱宜处于小偏心受压下工作，若大量柱处于大偏心受压工作状态，则该结构方案的经济性一般不好，故对非地震区的框架结构，其框架柱应优先设计为小偏心受压。这里就出现了一个矛盾，在地震作用下，大部分柱可能处于大偏心受压状态工作，截面设计时，大量柱的配筋仅仅是为万一发生地震而增加的，这些钢材在不发生地震时，将不起丝毫作用，这显然是不经济的，与抗震设计的整体思想也不相符。为避免这种现象的出现，一方面应设法加强结构整体性，必要时，在某些楼层设置刚性转换层，从而加大整体弯矩，减小引起柱弯曲变形的局部弯矩；另一方面，对柱的设计，可将整个楼层面的柱设计为多肢柱，使多肢柱的每一根杆件都能处于轴心受力状态，如对钢管混凝土柱，只有在小偏心受压（或接近轴压）时，钢管和核心混凝土才能更好地协同工作，在偏心距较大的受压构件中使用时，更宜将其设计成双肢、三肢或四肢组成的组合构件。

房屋设计概念篇(4)

关键词：建筑结构；抗震；概念设计

Abstract: based on the analysis of earthquake disasters and derived the disastrous effects of the seismic design of building the macro control measures, called the construction structure in the anti-seismic concept design. In this paper, according to the earthquake damage to buildings of theoretical analysis, by comparing the seismic design theory, all countries seismic experiment and seismic design principle elaboration, from the building of the frame structure and structural ductility is also discussed in the building structural design of anti-seismic concept design content.

Keywords: building structure; Seismic; Concept design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

地震是一种不可预见的、危害极大的自然灾害，它能造成惨重人员伤亡和巨大的财产损失，而最主要的损失是由于建筑物的损坏引起，抗震就是针对这种灾害进行必要的防震措施，以降低灾害损失率，减少人员伤亡及财产损失，但是由于地震的不可预见性及建筑物的系统复杂性，因此抗震也是房屋建筑乃至一切土木工程最为困难的课题。

一、建筑结构抗震概念设计的理论概述

1.何谓建筑结构的抗震概念设计

所谓的抗震概念设计就是指根据建筑设计者的经验和知识，运用其判断能力和思维能力，对建筑结构的细部构造和整体方案进行决定，从而达到合理的抗震设计。抗震概念设计是结构抗震设计的一种，结构抗震设计主要包括抗震概念设计、抗震构造措施以及抗震计算设计。其中，抗震概念设计以及抗震计算设计这两者应该与抗震构造措施进行有效地结合。在日常生活中，造成建筑物遭受震害的原因应该是多方面的，抗震概念设计应该针对各个方面的震害原因，保证建筑物抗震设计的效果。抗震概念设计的主要内容包括：采用隔震消能技术、保证非结构构件安全、提高结构延性、采用合理抗震结构体系、合理选用建筑体型、合理选用建筑结构布置以及有利场地的选择等等，其中，对非结构构件安全进行保证的目的在于确保建筑结构的整体性。

2.建筑结构的抗震概念设计的发展

我国在1990年1月颁发并开始施行的《建筑抗震设计规范》GBJ11-89中列出了工程设计中必须遵守的规定，来保证“抗震概念设计”在实际工程中的实现。2002年 1月实施的GB50011-2001《建筑抗震设计规范》对抗震概念设计的要求作了更全面、更符合实际的规定,尤其是增加了“不规则建筑结构的抗震概念设计”,在修订过程中，编制组总结了2008年汶川地震震害经验，在2010年5月了新的抗震规范GB50011-2010《建筑抗震设计规范》，这一系列的修订和总结使得抗震概念设计在工程中的应用更具体更明确地落到实处 ,切实提高了结构的抗震能力。

由此可见“抗震概念设计”愈来愈受到国内外工程界的普遍重视。

二、建筑物震害破坏形式分析

2008年，中国四川省汶川县发生8级地震，强度大，波及面广，北京、宁夏、云南、上海等十几个省区市均有震感。本次地震是继唐山大地震以来，我国发生的最为严重的地震，造成大面积房屋倒塌、道路破坏。从这次地震的震害资料中不难看出，许多房屋的破坏程度跟结构体系及抗震构造设计措施的合理性是密切相关的。以下就对建筑物震害破坏形式进行简单的结构分析。

1.场地条件限制首当其冲

在各种新闻报道中，专家们被问的最多的问题就是：“为什么在同一个地区，有些房子倒塌了，有些房子没有倒塌呢？”这其中一个很重要的因素就是场地条件。一般所说的场地条件指的是地下工程地质条件，例如基岩的分布比较复杂的，上面沉积的松散层也不均匀。而工程地质条件是造成这种破坏差异的主因，不同的场地条件造成地震波放大或减弱，因此在低烈度区也有高烈度的现象，造成房屋倒塌或严重破坏。而在高烈度区也有低烈度现象，房屋未倒塌或严重破坏，这就是同一区域内不同建筑受损情况不同的主要原因。

一般来说，基岩在震动的时候，基岩要把能量传给上面的介质叫土层，地震波在土层的传播跟在基岩的传播完全是另外一种方式，土一般对地震波有放大的作用，而且地形越复杂，那地震波传来后会形成反射和折射，会加剧放大的效果。

2.框架结构不是万能的

在现在的建筑结构设计领域，一直有结构师坚持应用“计算设计”的结果，认为框架结构的抗震性能铁定比砖混结构的要好，经资料显示在这次汶川大地震中，却出现了难以想象的情况。此次大地震中某建筑物整体倒塌，该建筑物为三层的框架结构，附近的办公楼虽然破坏严重，但是却并未倒塌，该办公楼为四层的砌体结构。

为什么抗震性能比较好的框架结构在这次大地震中的表现如此之差，甚至还不如抗震性能相对较差的砖混结构？通过对照这两个例子，可以发现纯框架结构也有结构弱点。尤其是教学楼这种相对大开间、大窗口、悬臂走廊的结构特点，一旦发生大的地震，纵、横方向的刚度不均匀，极容易发生扭转破坏。而且整个框架结构只有一道防线，就是它的框架，尤其是柱，一旦柱子发生破坏，没有其他约束措施，整个框架因丧失全部承载能力而倒塌。而砌体结构的住宅或办公楼，由于其开间小，所以纵、横墙体多，只要严格按照规范设置圈梁和构造柱，整体性和延性得到保障，结构不至于发生脆性破坏而倒塌。

房屋设计概念篇(5)

关键词：多层砖混结构；结构抗震；抗震概念设计和抗震措施

近年，随着社会发展和人民生活水平的提高，建筑师在设计中追求更新颖的立面造型，更灵活的平面布置，许多大开间，大洞口，不规则平面布局应运而生，这些都严重地削弱了建筑物的抗震能力，导致了建筑物的破坏和坍塌。多次的地震灾害已经充分说明抗震设计对于建筑物安全的重要性，因此，在多层砖混结构房屋的设计中，应有针对性的加强对结构的抗震设计，合理实施抗震构造措施。

一、多层砖混结构房屋抗震设计中存在的主要问题

1、建筑结构体系不规则。纵、横墙沿平面布置多数不能对齐，或墙体在竖向上下不对齐，不能形成规则完整的抗震体系。建筑物立面造型过于复杂，有的在顶层有局部突出，易产生鞭梢效应，这样对抗震都是极为不利的。

2、建筑物超高。历次震害表明，砖混结构的建筑物的抗震性能远远低于钢筋混凝土结构建筑物。砖混结构层数越低，震害的破坏程度越轻，五、六层的建筑物在相同设防烈度的条件下要比二、三层建筑物的震害程度严重的多，倒塌的比例也较高。因此，在设计中适当限制建筑物的高度是减轻震害的一种比较有利的方法。

3、目前的砖混结构住宅中大开间、大门洞很多，造成有的窗间墙尺寸不符合规范要求的最小尺寸；阳台洞口两侧墙垛越来越小，有的阳台与房间连成一体，形成开敞式大房间，而且要求在结构上不能够有分隔，这样在结构上就没有了连续的外纵墙，也无法形成完整的抗震体系。

4、有的商住楼、综合楼，一层为满足大空间的要求，做成钢筋混凝土内框架形式，这样就造成了底层建筑与上层建筑刚度上的很大差异，结构体系不明确，不合理，对抗震是很不利的。

5、多层砖混结构抗震构造措施设置不合理。在多数设防烈度较低的设计中, 设计者在构造措施上考虑抗震,设置了圈梁和构造柱.但表达不清晰,不完整, 不能组成完整的抗震结构体系,与整个结构也不能互相协调,形成有机的整体。

二、抗震概念设计对于砖混结构的重要性

所谓“概念设计”，就是进行结构抗震设计时，着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏机制和破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面地合理解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置的大原则,又顾及到关键部位的细节，从根本上提高结构的抗震能力，现有的各种抗震计算方法都是基于一定的计算假定,由于结构个体的特殊性以及地震运动的复杂性,使得数值计算很难准确地计算出结构在地震作用下实际受力状态和变形.因此,良好的概念设计是结构抗震性能的重要因素.在充分理解概念设计的基础上运用概念设计,并辅之以必要的数值计算,也就能达到规范中要求的”三水准”设计要求。

三、多层砖混结构房屋的抗震设计

1、选择合理的结构布置方案,科学布局建筑平面和立面，多层砖混房屋的平、立面布置从整体上决定了建筑物的抗震能力，合理的布置是抗震设计的关键。建筑物的体形要简单,平、立面布置宜规则、对称，不宜有较大的错层,外挑和缩进,并应具有良好的整体性。体形简单和规则的建筑传力途径简捷,受力明确,结构细部构造易于处理，结构震 害轻。建筑物的平面和立面质量和刚度应力求分布对称、变化均匀。分布不均匀容易产生扭转震动,变化不均匀则容易形成应力集中现象。

建筑的质量中心和刚度中心应尽量重合避免在水平地震作用下产生扭转力矩,加重震害，当上述条件不能满足时，建筑物应按规范要求设置防震缝。

2、增强砌体房屋的刚度及整体性。房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系.其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大的优点, 是较理想的抗震构件，不但可消除滑移、散落问题，增加房屋的整体性，增大楼板的刚度,而且对平面上墙体对齐的 要求也可予以适当放宽。因作为以剪切变形为主的砌体结构,层间变形是可控制的。较强的楼板及屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件。平面上，当上下墙体不对齐时，现浇楼板及屋盖能起到一定的传递水平力的作用，同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。因此。采用现浇楼、屋盖是一种较好的增强楼房结构空间刚度和整体稳定性的方法。

3、处理好非结构构件与主体结构的关系。在抗震设计中，处理好非结 构构件与主体结构的关系,可防止附加震害,减少损失。因此,非结构构件应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免倒塌伤人或砸坏重要设备,如女儿墙、挑檐、雨篷等附属构件应与主体结构有可靠的连接和锚固。围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响,避免不合理的设置而导致主体结构的破坏。当建筑物需要装饰时，贴镶或悬吊较重的装饰物应有可靠的防护措施。

4、加强抗震构造措施。砖混结构体系中应注意根据设防烈度和场地类别按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯柱或采用配筋砌体等防构件发生脆性破坏；房屋层高,总高度及高宽比、横墙间距和厚度等应满足抗震要求，窗间墙的宽度、墙的阳角至洞口边的距离等也应满 足抗震要求。楼梯间的位置应合理布置，板与板、板与梁、板与墙,墙与梁等应有可靠连接。历次震害分析表明，在多层砖混房屋中的适当部位设置钢筋混凝土构造柱并与圈梁连接使之共同工作，可以增加房屋的延性，提高房屋的抗侧能力，防止或延缓房屋在地震作用下发 生突然倒塌，或者减轻房屋的损坏程度。因此，设置构造柱是房屋抗震的一种有效措施。钢筋混凝土圈梁是增加墙体的连接，提高楼盖、 屋盖刚度，抵抗地基不均匀沉降，限制墙体裂缝开展，保证房屋整体性，提高房屋抗震能力的有效措施，而且是减小构造柱计算长度，充分发挥抗震作用不可缺少的连接构件。 因此,钢筋混凝土圈梁在砌 体房屋抗震中起到了较重要的作用。

5、增加墙承载体面积和提高砂浆强度等级，多层砖混房屋的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比，增加墙体承载面积、提高砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力，是减轻震害的有效途径之一。特别是楼房底部第一层的地震作用力较大，是最薄弱层，应注意增加墙体的承载面积或提高砂浆的强度等级,这样能够明显提高房屋的整体抗震能力。

四、结语

房屋设计概念篇(6)

主设计\REX ARCHITECTURE.P.C.

结构设计\Magnusson Klemencic Associates

布饰设计\Situ Studio

服装及家私设计\Francisco Costa

顾问\Magnusson Klemencic Associates, Situ Studio

翻译\郭华艳 刘茵

项目名称 Madison Avenue (Doll)House

项目地址 美国纽约麦迪逊大道

项目面积 概念房:190;橱窗面积:4

CK创意总监Dale Rozmiarek为CK麦迪逊大街的旗舰店构想了一个节日橱窗的独特装置――概念屋――用来展示该品牌的服装和家居系列产品,并委托REX Architecture P.C.设计,由MK Associates和Situ Studio塑造完成。最后完成的橱窗装置,名为“麦迪逊大道(Doll)House”。作为未来概念之家(Doll)House表达出人们对于现代都市生活的向往,同时体现出对有限空间的利用和重要性。

项目面临多种的挑战,同时也给我们带来了无穷的乐趣和良好的机会。面对规格截然不同的设计目标体,我们的应对方法是有机地融合玩偶房屋和实体房屋截然不同的规格和功能:

1.概念屋为一个居住于城市的“Calvin Klein”职业女性所设计;而(Doll)House的主人通常住在郊区的独立的住宅里。

2.概念屋必须保障住户的隐私;而(Doll)House却是开放式的,能立体360°观赏。

3.概念屋遵守Calvin Klein的极简主义;而(Doll)House需要尽可能的醒目,吸引假日购物者的注意力。

4.概念屋设计为纽约城里的住宅;(Doll)House就摆在麦迪逊大道的店面。

由于概念屋是假设悬挂在麦迪逊十字路口上空,最有挑战性的要求就是不依靠任何支撑物,由4个钢铁悬架支撑,悬浮在纽约麦迪逊大道之上。在半空中,概念房更像是一个充分利用城市空间的独立住宅。不过(Doll)House的设计仍然具有自己的核心概念,那就是适应不断稠密的城市环境。

房屋设计概念篇(7)

【关键词】房屋建筑；结构设计；优化技术

1 房屋结构设计技术的内涵及优化意义

房屋建筑结构的设计可以提高建筑物的整体效果，在相互协调之间可以感受到空间的效果，从而实现优化设计的效果，达到设计的最终目的。在建筑结构的设计中，可以增家房屋的经济性、安全性、舒适性和美观性。所以房屋设计优化技术的应用可以最终达到“物美价廉”的效果，能够减少建筑结构的投资，保证建筑物的整体质量，从中获得最大的收益。在我国当前的房屋建设中，房屋的结构还存在一定的不合理性，所以设计人员还应该不断提升自身的专业素质和设计水平，同时还应该用有限空间资源进行结构设计，提高房屋建筑结构质量，促进我国资源的最大化利用，进而提升我国房屋的建筑水平，实现我国经济的快速发展，人民生活水平的进一步提升。

房屋结构设计中采用优化设计技术可以降低房屋的工程造价。在进行优化的过程中能够科学的应用材料的性能，实现材料的应用，从而协调好内部的环境。尤其是随着我国城市的发展，高层建筑物的出现，使得建筑墙体的面积好柱体的体积增加，导致结构自重增大，同时其他材料的应用都会相应的增加。但是如果采用结构的优化技术，设计人员在进行设计时会降低层高，这样能够提高建筑抗震能力，缩短两建筑之间的日照距离，间接的就节约了建筑用地。如果在同样的建筑面积中进行房屋的建设，不同的平面形状对材料的使用量也会不同。比如选择圆形或者正方形时，建筑的外墙长度就会越小，装修使用的材料也会大大减少，进而达到设计的目的。

2 房屋结构设计中优化设计技术

2.1 房屋地基问题

在进行房屋结构的优化过程中，一般技术设计人员过于重视房屋的外形以及整体结构的质量，从而忽视了对地基质量的关注，最后影响到整个建筑的结构。主要表现为，设计人员在进行房屋结构的设计过程中，对于地基较软的房屋来说，设计人员没有给予足够的认识，导致房屋的地基不稳，进而影响到房屋结构的安全性。如果设计人员只是根据个人经验使用砂层来提高地基的承载力，而对它的宽度以及厚度没有进行设计，可能会导致资源的浪费。所以在对房屋建筑结构进行优化设计时，设计人员还应该注重房屋地基问题，完善整个房屋建筑结构的资料，详细勘探相应的地质状况，进而做出比较科学合理的优化设计方案，提高整个建筑地基的质量。

2.2 建筑承重力问题

在一般的房屋结构的设计中，房屋结构的承重力设计主要是通过楼板来进行的，在进行相应的建设时会将那些没有承重力的墙体安放在楼板山。随后还将这些计算到同等效果的荷载力范围内，同样在进行楼板的配筋时也会应用相同数据进行计算。有时设计人员还会将立砖斜砌隔墙顶位置，最终导致楼板的顶层出现相应的裂缝问题。所以在对承重力进行设计时要充分考虑房屋的承载力，掌握准确的数据，提高设计的质量水平。

2.3 房屋构造柱问题

房屋构造柱的质量问题将会影响到房屋的整体承载力以及房屋的结构，所以在进行相应的设计时设计人员要格外注意。一般情况下构造能够设计为单一的受力柱，它的横截面积以及配筋需要达到规范砼的规格要求。如果构筑体被当做承重的主体时，这样就会造成构筑体的受力提前，进而会限制构筑体对房屋结构拉束功能，对整个房屋建筑结构产生不良的影响。除此之外，如果构造出充当承重柱，柱底部就会导致抗压力的超负荷，最终会出现裂缝，进而会影响建筑整体结构的安全性。所以在实际的设计过程中处于承重梁下的柱体的承重力应该要达到相关的标准，这样才能够保证承重的重量，提高建筑的整体结构性能，达到设计的要求，保证建筑结构优化设计。

3 结构设计优化技术的应用

3.1 概念性设计理念

所谓的概念性设计理念就是指在一些不能够使用具体数据进行建筑施工时采用的一种房屋建筑优化设计的方法。在这样的理念指导下，可以对相同的房屋结构建筑方案，采用不同的建筑结构设计。同时在确定好相应的房屋结构后，还可以对荷载相同的房屋进行不同的优化设计分析。这样的分析需要结合房屋的具体状况，进而保证设计的质量。在设计的过程中设计施工所要用到的数据参数和材料具有不确定性，所以导致设计的细节上会存在不同。而在这样的情况下，无法实现计算机的计算，所以采用概念性设计理念能够更好的达到设计的效果，实现设计目的。

3.2 提高结构设计初期计划方案质量

房屋结构设计初期的计划方案质量将会直接影响到施工建筑的成本，所以在进行设计时首先应该要提高初期方案计划制定时房屋设计人员的积极参与性，考虑到房屋结构优化的科学性，提高设计人员的创新能力，加大创新设计改革，最终提高创新设计的质量。但是在实际的设计过程中，一般对结构设计初期人员的参与意识不强，这样就会加大房屋结构优化技术的难度，进而会降低设计的质量水平，增加相应的建筑投资。所以在进行房屋建筑结构的优化设计时，应该要依据房屋的结构来进行优化方案的设计和选择，减少不必要的投资，进而能够节省更多的资金，实现经济和社会效益。

3.3 房屋抗震优化方案

在进行房屋结构的设计时，不仅要保证房屋的美观性和经济性，最重要的是要保证它的安全性，这样才能够保证人民的生命财产安全。我国作为一个多地震的国家，所以在进行房屋结构的设计时应该要充分考虑到房屋的抗震能力和抗震水平，提高房屋结构的稳定性。一般情况下，地震对建筑物的损害程度较大，设计人员在进行设计时要保证建筑的均匀刚度。例如。可以进行对称的设计以及延性的结构设计等。这样的设计可以提高房屋结构的脆性防御力，进一步减小地震对房屋的破坏。除此之外，在进行房屋的抗震设计时，还应该要考虑钢筋的使用情况，对钢筋进行不同的分类，在结合相关的设计理念，在减少钢筋材料的使用时还能够保证建筑的质量水平。同时设计人员也哟对现浇板的规格进行规范，一般情况下，现浇板的拐角容易出现裂缝现象，所以设计人员可以采用矩形的现浇板来降低这一现象的发生率，提高建筑结构的整体性能，保证建筑质量。

4 总结

总之，在房屋结构设计中优化设计必不可少，它可以促进我房屋建筑更好的发展前景。所以说房屋结构优化设计能够保证房屋的质量，同时还能够提高房屋空间的利用率。在这样的结构环境中生活，能够让人感到舒心，从而提高生人民的生活水平，不断满足当前人们房屋居住环境的需求，同时也能够保证我国建筑事业的进步。

参考文献：