摘要：随着社会经济的快速发展与人民物质生活水平提高以及人口日益增长，民用建筑发展面临着机遇与挑战并存的局面，同时，人们更加关注民用建筑房屋结构设计，建筑物的结构是一个建筑物的基本构架，其结构的好坏对于建筑物的整体质量有着决定性作用。基于此，本文主要对民用建筑结构设计与优化对策进行分析探讨。
关键词：民用建筑；结构设计；优化对策分析
1、前言
随着人们对于住房要求的不断提高，住房的安全性将对人们人身安全造成很大影响。在进行民用建筑结构设计时，因为受到的各种因素的影响，其设计的类型以及方式也会产生很大差异。在结构设计过程中，不单重视结构设计的安全可靠，也更加强调外部形象与内部装修环保设计，在保证达到舒适度的基础上，降低民用建筑的建设成本。因此，要求民用建筑的相关管理人员不断优化民用建筑结构设计。
2、民用建筑结构设计分析
相对于建筑工程来说，建筑结构设计主要是指结构设计师和建设师，经过对各种不同的建筑元素进行有效的组合，从而让房屋主人预想的结果得到有效的体现。一般来说，民用建筑的主要元素包括梁、柱、板、地基等建筑的各种内容。比较好的建筑结构设计是对房屋安全的重要保证，但是建筑结构的形式主要就是为建筑的美观来服务的，而且还要对建筑各方面的需求逐渐的满足。下面是对我国常用的结构形式的特征介绍。
2.1剪力墙结构
剪力墙是建筑物中的分隔墙、承重墙等，对于剪力墙的安排与设计，必须要让建筑物符合平面布置的相关要求，这不仅仅因为剪力墙有比较好的承载能力和比较好的空间作用能力，正常的情况下，剪力墙的使用在高层建筑中使用的比较多。因为建筑物的平面在一边的建筑中平面开间很容易受到剪力墙之间的影响，所以，剪力墙在公寓或者旅馆的建筑上有着非常好的实用性。为了对高层进行有效的节约，在建筑中可以不设梁，大部分情况可以使用混凝土平板作为剪力墙结构中楼盖结构就行了。
2.2构架式结构
建筑的构架式结构指的是建筑的梁通过刚结点或者铰链同柱之间加以连接，二者共同构成建筑的承重体系，来抵抗建筑在人们居住过程中所产生的竖直方向上的重力以及水平方向上的作用力。采用构架式结构的建筑墙体不承受作用力，仅仅起到对建筑内部的围护以及分隔作用。构架式结构在进行平面布置时要灵活，能够满足建筑工艺以及使用功能的要求。在对构架式结构进行施工时，一般采用的材料是钢筋混凝土以及型钢。因为材料在受到作用力时的抗损坏能力比较好，其抵抗压力的能力比较，且由于其梁柱之间进行的是刚接或者铰接，因此其抵抗震动的能力以及防止侧移的能力也比较好。构架式结构比较适用于多层建筑以及高度在60m以下的建筑。在对构架式结构进行平面上的设置时，尽量对平面或者立面的形状多加以利用，从而促进建筑的各部分结构在受力时抵抗弹性变形的能力得以均匀对称分布。
2.3简体结构
筒体结构由构架—结构墙结构与全结构墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将结构墙或密柱框架集中到建筑的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是结构墙集中而获得较大的自由分割空间，这种结构多用于写字楼。进行筒体结构的平面设置时，一般选用方形或者圆形的形式，同时，也可以选择对称的三角形或者人字型平面对其加以设置。当采用长方形的平面时，其长度与宽度之间的比值最好不要超过2∶1。外框的筒密柱之间的距离一般为1m多~3m之间。在建筑的平面四角处的柱子截面应当要呈八字形或者L形，其截面的尺寸要加大至2~3倍。外筒的边长尺寸要比内筒的大出两倍。同时在建筑的顶部设置一到二层的刚性环梁，对建筑的框筒结构的空间整体性加以提高。
2.4混合结构
混合结构的墙体具有承重和围护的双重作用，其所用的材料比较简单，便于就地取材。并且在对混合结构加以施工时的技术要求也比较简单，施工难度比较小。由于砌体的抗压强度较高但是其抗拉强度很低，因此，其主要受到轴心力或小偏心压力的影响，其抵抗震动的能力比较弱。因此，运用混合结构的建筑一般不超过七层。
3、民用建筑在结构设计方面的优化措施
3.1制定科学化的结构设计优化方案
民用建筑结构性设计过程中，一个建筑往往会存在多种类型的建筑设计方案，而民用建筑的工程师必须要根据房屋的实际使用功能情况做出合理化的选择。具体来说，方案选择期间，民用建筑工程师应充分考虑到建筑物的施工材料问题、荷载问题和参数取值情况，然后结合自身丰富的实践经验，对建筑物的相关细节进行分析设计，保证在多种民用建筑设计方案当中合理选取出最安全以及建设成本最低的结构设计方案。最终的民用建筑计方案应具备较强的科学性以及使用性，从根本上提升民用建筑在结构设计期间的整体指标。
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3.2民用建筑模型的优化结构设计
民用建筑的建设施工是一项庞杂的工程，为防止施工人员对设计师的设计产生理解上的错误，因此，要在建筑施工之前，对设计师的设计成果进行建筑模型的设计。进行民用建筑的结构模型设计的主要方面除了包括对于建筑自身各方面的优化设计之外，还包括对于建筑工程的造价、受力等情况的优化设计。在进行建筑结构的优化设计工作时，要以设计建筑的实际情况为依据，以实现民用建筑的经济最大化效益为设计的主要目标。
3.3增强民用建筑结构设计的精确性
民用建筑在设计过程中应重视设计的精确性与设计深度，相关设计人员不可以缺乏责任心，若出现一丝一毫设计失误，则都可能会造成整个民用建筑物出现质量问题。因此，民用建筑的设计师以及建筑师都应一丝不苟，要实现这一要求，必须做到：①为实现民用建筑设计意图，在施工过程中，相关人员需应用平面布置方法对建筑物质量与刚度情况实施合理化控制管理。②竖直方向下，尽量不采用转换层方式，应防止应力集中在一块。③重视建筑物强度大小、裂缝宽度、应力集中情况与尺寸变化情况等，使这些约束条件可以符合标准化设计要求。
4、新疆结构住宅设计思路与方法
4.1设计思路
住宅建筑设计应立足于住宅的平面功能，符合居住者生活方式。目前主要存在两种设计思路:一是把传统结构体系典型套型和平面组织方式，原封不动或简单修改后移植到钢结构住宅平面功能设计系统中。这种改进式设计思路是中国钢结构住宅试点研究的主要观念和手法，主要从结构优化和功能优化层面来实现;一是创新式设计思路，就是利用钢结构结构系统的特性，进行住宅平面功能的开放设计，主要从模块化和灵活化的层面来实现。
结构优先：在规则的柱网内，通过对套型空间和交通空间优化设计，使钢结构住宅舒适紧凑;通过大套型和小套型的组合，扩大进深，提高土地利用率。
功能优先：为实现住宅功能的优化布局，对钢结构住宅的柱网局部进行调整，通过局部柱网的错位，和局部柱网的凹凸，使每个房间都获得好的采光和通风。
模块化：根据套型要求，设计标准化的模块，发挥钢结构住宅预制程度高，施工速度快的优势。模块间通过连廊连接，转角连接等适应不同的总平面布局
灵活化：从平面布局灵活，和剖面布局灵活的思路来设计钢结构住宅。采用大跨度的柱网，并设计开发跃层住宅等适合钢结构特点的住宅类型。
4.2设计方法
4.2.1户型优化设计要求
通过对住宅市场的实地调研，作者认为应根据南北疆住户对住宅需求的多样性和经济发展水平的差别，设计出满足不同消费人群的功能需求、结构合理、节能节地、造型美观的适宜户型;针对标准化生产的板材尺寸特点，房间的进深、开间尺寸应满足模数制的要求，尽可能减少异形板的使用量和现场板材裁截量。
4.2.2结构设计要求
(1)平面布置模块化。充分使用钢结构构件标准化设计、工厂化生产、通用化应用，多样化组合的特点。以住宅单元或套型为单位实现模块化，以模块的拼接形式适应总平面的布置的变化。
(2)柱网布置均匀对称。结合建筑的平、立面形状，将抗侧力构件沿房屋纵、横中轴方向布置，尽量做到均匀对称，使结构各层的抗侧力中心与水平合力中心重合或接近，以避免或减少扭转振动。
(3)层高、荷载、柱距三统一。在设计中应尽量选择合适的柱距、跨度，将开间、进深和高度相同或荷载相近的房间组合在一起，使其协调统一，简化构件类型，便于施工。
5、结语
总而言之，民用建筑结构是一个比较复杂的结构系统，所以在对建筑进行施工的时候很多方法会出现问题，要想对该问题进行更好的解决，这就要求建筑设计师们时刻学习国外发达国家先进的设计经验以及专业能力，并且在投入设计时应该做到全身心的不存在任何杂念的工作，只有这样我国的建筑结构设计水平才能得到有效的提高，能够进一步推动我国民用建筑结构设计的发展。
参考文献：
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[3]何飞平.浅析建筑工程中建筑结构优化设计[J].知识经济，2011，(11):32-33.
论文作者:刘金松
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/21
标签：民用建筑论文; 结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 平面论文; 住宅论文; 建筑物论文; 《基层建设》2017年第11期论文;