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摘要:

現(xiàn)階段，房屋設(shè)計(jì)需求呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)，房屋建筑不僅注重過硬的實(shí)用價(jià)值，而且還追求精致美觀的外表，這些都對房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，五個(gè)基本要素必須考慮周全，即安全性、經(jīng)濟(jì)適用性、施工便利性、實(shí)用性和美觀性。而合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化則既能滿足建筑美觀，造型優(yōu)美的要求，又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理，這便體現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的重要性。

關(guān)鍵詞:

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法；應(yīng)用；建筑

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，我們在考慮建筑的安全性和實(shí)用性的同時(shí)，對建筑的美觀性和經(jīng)濟(jì)性方面的要求也不斷提高。既要求建筑安全、實(shí)用，又要求建筑經(jīng)濟(jì)、美觀，同時(shí)也要考慮到施工的便利性和時(shí)效性，那么對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的優(yōu)化設(shè)計(jì)則顯得尤為重要，而合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以使得這些要求實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。在本文中，筆者結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)的相關(guān)知識，對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)優(yōu)化方式進(jìn)行介紹，并對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式的理論體現(xiàn)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，除了要考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性、基本功能健全性等可靠性因素，我們還需要對其建筑本身的藝術(shù)美感進(jìn)行考慮，這便是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的體現(xiàn)。通過對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法進(jìn)行理論分析，我們得知，在實(shí)際應(yīng)用過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式主要體現(xiàn)在房屋工程的分層優(yōu)化和總體優(yōu)化兩方面。對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足基本設(shè)計(jì)要求的前提下，應(yīng)盡可能減小建筑物的質(zhì)量中心和剛度中心之間的差異，保持平面結(jié)構(gòu)的規(guī)則性以及對稱性，以避免在水平荷載作用下建筑物產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。與此同時(shí)，在進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能保證其同方向的承重構(gòu)件上下貫通，使豎向剛度不發(fā)生突變，否則一旦發(fā)生剛度突變，建筑物會在水平荷載作用下產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，對抵抗水平方向的動力荷載作用大大減小。此外，為了降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析方面的難度，我們可以盡量減少使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)。總而言之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中具體問題具體分析，綜合多方面因素設(shè)計(jì)出最令人滿意的建筑體系。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2．1整體與局部優(yōu)化每一個(gè)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)都包括兩類特點(diǎn)，即復(fù)雜性和層次性。就復(fù)雜性而言，內(nèi)容一般包括零部件選取、建筑原料選取以及結(jié)構(gòu)類型的選取等;而層次性則主要包括建筑設(shè)計(jì)體系、建筑結(jié)構(gòu)體系以及安裝設(shè)計(jì)體系等內(nèi)容，其中每個(gè)獨(dú)立的體系又包括很多不同的下屬體系，在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)化其每一個(gè)下屬體系，沖破橫向關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)工程疊加。所有的房屋建筑不僅要進(jìn)行局部的優(yōu)化，更應(yīng)該注重整體的全面優(yōu)化，這樣才能夠真正實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義。

2．2壽命與分階段優(yōu)化在固定的使用年限中，任何一個(gè)建筑工程項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)都有著各式各樣可供挑選的設(shè)計(jì)方案，也就是說，在工程的任何一個(gè)階段都能夠開展優(yōu)化工作。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)每個(gè)階段的不同性質(zhì)確定優(yōu)化方案，進(jìn)而優(yōu)化工程壽命。最終的益處就是，一方面，使建筑工程的施工質(zhì)量得到了保證，另一方面，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益得到了增加。

2．3樁基礎(chǔ)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)由預(yù)制樁和灌注樁兩種類型組成。由于施工過程中灌注樁的質(zhì)量控制較難實(shí)現(xiàn)，并且耗時(shí)較長、操作復(fù)雜，因此，在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，實(shí)際施工應(yīng)優(yōu)先選擇預(yù)制樁。另外，一般情況下，樁基越是深入，樁身與土壤之間的摩擦力和作用力就越大，因此，在選擇預(yù)制樁的同時(shí)，還應(yīng)盡可能選取長度較大的預(yù)制樁。

2．4上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化在對房屋上部進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建立模型的工程中，剪力墻的布置和設(shè)計(jì)是非常重要的一項(xiàng)因素。剪力墻的質(zhì)量需要保證其均勻性，從而使得樓層結(jié)構(gòu)的重心與其平面的中心點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相互重合，實(shí)現(xiàn)削弱風(fēng)力或是地震等外力因素的影響。在房屋類型允許的情況下，應(yīng)該盡量采用剪力墻的大開間構(gòu)造，增加其墻肢長度，這樣一方面可以實(shí)現(xiàn)墻肢數(shù)量的縮減，另一方面還可以在剛度達(dá)標(biāo)的前提下實(shí)現(xiàn)混凝土量的降低使用。另外，由于剪力墻采用鋼材作為暗柱材料，所以通過剪力墻的大開間結(jié)構(gòu)便能夠?qū)崿F(xiàn)鋼筋使用數(shù)量的縮減，但是，如果建筑本身不具備相應(yīng)的條件，并且對建筑物的抗震要求較高，則不能采用該類型的剪力墻。

2．5結(jié)構(gòu)同建筑保持協(xié)調(diào)優(yōu)化在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該盡量保證建筑的整體平面和整體結(jié)構(gòu)的緊密配合，最終實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)合理和造型美觀的設(shè)計(jì)效果。建筑系統(tǒng)應(yīng)該盡量簡潔，墻與柱的錯(cuò)位現(xiàn)象不可以發(fā)生，每一層的截面面積和高度都應(yīng)該相通。在設(shè)計(jì)電梯或是樓梯的時(shí)候，應(yīng)該盡量選擇使用高強(qiáng)建材作為承重構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)降低自重，其他構(gòu)件就應(yīng)該盡量選擇較輕質(zhì)量的材質(zhì)。在建筑的整體布局方面重心、質(zhì)心與其剛心需要保證交疊，避免扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象的發(fā)生。

2．6結(jié)構(gòu)同排水保持協(xié)調(diào)優(yōu)化由于在整個(gè)建筑中，專門用于給排水的房間有很多機(jī)械設(shè)施，所以其相比較于普通房屋，荷載強(qiáng)度較大，因此，水泵房應(yīng)該盡可能設(shè)在地下室區(qū)域。給排水房間里面的管道較為復(fù)雜，長度及粗細(xì)都不盡相同，因此，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該預(yù)留足夠的尺寸和深度，同時(shí)加固其穿孔位置。除此之外，水平方向的管道如果貫穿承重墻，則應(yīng)該及時(shí)對其進(jìn)行維護(hù)和加固處理。盡量保證結(jié)構(gòu)優(yōu)化同排水優(yōu)化的協(xié)調(diào)，避免管道繞梁繞柱等情況的發(fā)生。

2．7結(jié)構(gòu)同電氣保持協(xié)調(diào)優(yōu)化電氣的管線如果以導(dǎo)線形式安裝于金屬管的外部或是樓板處，則可能會造成預(yù)制結(jié)構(gòu)施工難以開展。因此，導(dǎo)線如果貫穿結(jié)構(gòu)梁體，那就需要在梁預(yù)制之前留下孔洞，與此同時(shí)需要保證墻體厚度與梁寬相同，如果做不到梁寬與墻體厚度相同，則需要確保梁的側(cè)平面與墻體一側(cè)相齊平，最終實(shí)現(xiàn)管線不在墻體外面裸露。在房屋建設(shè)的過程中，電梯處的空洞很多、也預(yù)埋了較多的構(gòu)件，因此，電梯房的強(qiáng)度需要單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算分析，以保證合理設(shè)計(jì)，及施工的質(zhì)量和安全。

3結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理選擇，不僅可以使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到應(yīng)有的技術(shù)要求，還可以減少不必要的經(jīng)濟(jì)損耗。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是一個(gè)綜合性比較強(qiáng)且極為復(fù)雜的系統(tǒng)性問題，這需要我們對其進(jìn)行深入研究。本人結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)，闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，希望此文對相關(guān)研究人員有所幫助。

參考文獻(xiàn)

［1］王也．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］．中華民居(下旬刊)，2013(03):81－82．

［2］何冬霞．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用［J］．中華民居(下旬刊)，2013(10):18－19．

［3］孫樹立，袁明武．一種高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法［A］．

作者：彭驕陽 單位：深圳市建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司