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摘要：城市化進(jìn)程的不斷加快，使得我國(guó)房屋建筑越來越多，而人們生活質(zhì)量的提升，使得其對(duì)于房屋建筑的要求也不斷提高，因此要加強(qiáng)房屋建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高人們居住的舒適性、安全性、穩(wěn)定性。文章主要就房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則和要點(diǎn)進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

在具體的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要遵循以下幾個(gè)原則：首先，構(gòu)件設(shè)計(jì)“抓大放小”的原則。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”為核心原則，雖然建筑結(jié)構(gòu)體系中包含多種構(gòu)件，但不同構(gòu)件所承受荷載的重要性存在差異，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要充分考慮外力突然襲擊的情況，結(jié)構(gòu)在遇到外力襲擊時(shí)，各構(gòu)件之間雖然是協(xié)力抵御的關(guān)系，但仍然要維護(hù)最關(guān)鍵構(gòu)件結(jié)構(gòu)的完整性，按照結(jié)構(gòu)的重要性進(jìn)行排序，明確不同構(gòu)件功能的主次，“抓大放小”以降低損失。其次，要保證安全體系的有效性。房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全體系是保證整個(gè)建筑整體功能的最后一道防線，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要通過層層設(shè)防提高建筑整體的安全性。比如應(yīng)用多肢墻取代單片墻，或用框架剪力墻取代純框架結(jié)構(gòu)等等。最后，建筑結(jié)構(gòu)體系要遵循剛?cè)岵?jì)的原則。結(jié)構(gòu)硬度越大，其變形能力就會(huì)越差，在受到大型破壞力作用后，房屋結(jié)構(gòu)的局部位置結(jié)構(gòu)會(huì)先受到損傷，最后整體結(jié)構(gòu)受到破壞；而建筑體具有相當(dāng)大的柔軟性，雖然可以消除一部分外力，但也無形中增加了建筑物的形變量，因此房屋結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)要遵循“剛?cè)岵?jì)”的原則，以保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：

2.1確定合理的優(yōu)化參數(shù)

首先要選擇合理的設(shè)計(jì)變量參數(shù)，包括可能會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的目標(biāo)控制參數(shù)、約束控制參數(shù)等等，將其作為設(shè)計(jì)變量進(jìn)行綜合優(yōu)化；還要考慮其它對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響較小的參數(shù)，這類變量參數(shù)可能會(huì)對(duì)局部設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，設(shè)計(jì)過程中可通過預(yù)定參數(shù)來表示，以減少設(shè)計(jì)工作量及編程工作量，提高設(shè)計(jì)工作效率及工作質(zhì)量。其次，確定目標(biāo)函數(shù)。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)充計(jì)前要由多個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案中選擇一個(gè)合理的截面尺寸設(shè)計(jì)方案，計(jì)算失效概率，最終確定出性能最佳、成本最低的設(shè)計(jì)方案。最后，確定約束條件。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要以結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、牢固性為基礎(chǔ)，因此精確的約束條件是優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要步驟。約束條件包括應(yīng)力約束、強(qiáng)度約束、結(jié)構(gòu)尺寸約束、結(jié)構(gòu)體系約束等，綜合的考慮所有約束條件，并將其與實(shí)際情況做比較，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使得所結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案可滿足所有約束條件。

2.2合理優(yōu)化建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑主體包括剪力墻、剪力墻的暗柱、砌體結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面。首先，剪力墻設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提，只有保證剪務(wù)墻的整體質(zhì)量才能保證房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免各類外力侵害房屋時(shí)破壞剪力墻結(jié)構(gòu)，并保證施工人員的人身安全。剪力墻結(jié)構(gòu)中還包括暗柱部分，且暗柱是剪力墻結(jié)構(gòu)的主要組成部分，因此要合理設(shè)置暗柱，以保證剪力墻結(jié)構(gòu)的綜合穩(wěn)定性，避免房屋建筑整體抗壓性能受到威脅。其次，砌體結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)的布置方式復(fù)雜多變，其主要作用是抵抗側(cè)向位移及承重，因此要對(duì)砌體的平立面結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，保證建筑具有規(guī)則的外形，抗側(cè)力構(gòu)件平面可按規(guī)則對(duì)稱布置，沿豎向均勻改變側(cè)向剛度；還要注意優(yōu)化門窗的開口尺寸，以提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。最后，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。房屋建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)部分是影響建筑高度及建筑安全性的決定性因素，因此要優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，對(duì)比多個(gè)方案確定最佳的基礎(chǔ)形式及設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)時(shí)要充分勘察施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況及水文情況，通過計(jì)算確定合理的基礎(chǔ)埋深及選型，確定合適的樁基類型。

2.3給排水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)的給排水房間通常存在較多的機(jī)械處理設(shè)備，針對(duì)這部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求其荷載強(qiáng)度更高，因此要盡量將水泵設(shè)置于地下室內(nèi)。給排水房中包含了種類繁多的各種管道，要根據(jù)工程實(shí)際情況確定合理的預(yù)留孔尺寸，針對(duì)穿孔位置要做好加固處理。如管道系統(tǒng)需要穿過承重墻，則要根據(jù)模型計(jì)算評(píng)估穿墻管道是否會(huì)破壞結(jié)構(gòu)的承載力，視情況對(duì)承重墻進(jìn)行加固處理，以保證建筑結(jié)構(gòu)與管道系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。設(shè)計(jì)過程中為提高施工的便利性，要盡量避免管道繞柱的情況，還要有效的降低水平方向的管線貫穿柱、梁體結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)變形的概率。優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中可應(yīng)用BIM軟件中的管道碰撞檢測(cè)功能，利用軟件進(jìn)行管道碰撞檢測(cè)，以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，提高工程建設(shè)質(zhì)量。

3結(jié)語

總之，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證房屋建筑結(jié)構(gòu)舒適度、安全性及經(jīng)濟(jì)性的重要措施，設(shè)計(jì)人員首先要做好前期規(guī)劃工作，之后對(duì)建筑主體、排水系統(tǒng)等進(jìn)行全面優(yōu)化，之后再優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，將安全工作妥善落實(shí)到位，從而最大限度提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)水平、安全水平，為住戶提供一個(gè)健康、優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境，促進(jìn)我國(guó)房屋建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

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作者：孟睿君 李葉 單位：鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院