時(shí)間：2022-02-22 01:24:10
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：房屋 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 檢測(cè)
1 房屋結(jié)構(gòu)的檢測(cè)必要性
房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)涉及六種建筑結(jié)構(gòu)，按梁、柱、墻等承重構(gòu)件的建筑材料進(jìn)行劃分，是房屋設(shè)計(jì)可靠性的重要因素。在工程施工結(jié)束后要對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，評(píng)定施工的質(zhì)量，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不存在安全隱患和漏洞，能夠滿(mǎn)足業(yè)主的功能需求。同時(shí)，在特定的環(huán)境或者時(shí)期也需要對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程檢測(cè)，以確保房屋結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足某項(xiàng)功能的需要或者能夠適應(yīng)特定的環(huán)境、條件，保證已經(jīng)使用一段時(shí)期的房屋的結(jié)構(gòu)完好無(wú)缺陷，并對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，系統(tǒng)地驗(yàn)證房屋的功能性和安全性是否適應(yīng)新的需要。一旦在房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)或者局部結(jié)構(gòu)中存在安全隱患，就需要對(duì)其進(jìn)行加固處理，在加固處理無(wú)效或者成本過(guò)高的情況下，再對(duì)其進(jìn)行拆除。
房屋結(jié)構(gòu)的檢測(cè)不僅僅關(guān)系著施工質(zhì)量的高低，同時(shí)也關(guān)系著房屋主體的安全系數(shù)。只有對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，才能排除安全隱患，防患于未然。同時(shí)，也確保房屋能夠滿(mǎn)足新的需求。
2 房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)的對(duì)象
由于過(guò)去一段時(shí)期內(nèi)建造的房屋數(shù)量較少，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較為統(tǒng)一，因此以前檢測(cè)的對(duì)象多是已經(jīng)有一定使用年限的舊樓，檢測(cè)的目的多數(shù)只是為了預(yù)測(cè)拆除的時(shí)間。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，房屋建筑建設(shè)量增長(zhǎng)很快，在建筑體制方面的弊端很快表現(xiàn)出來(lái)了，建筑材料種類(lèi)越來(lái)越多，雖然種類(lèi)豐富了，但是制造標(biāo)準(zhǔn)不一，質(zhì)量參差不齊。同時(shí)，迅速發(fā)展的房屋建設(shè)領(lǐng)域也需要較多的施工人員和技術(shù)人員，需求的迫切導(dǎo)致在選擇施工人員和技術(shù)人員的時(shí)候放低的門(mén)檻、降低了要求，導(dǎo)致了施工人員技術(shù)水平差異較大。因此大量不符合建筑標(biāo)準(zhǔn)和安全要求的房屋涌現(xiàn)出來(lái)，面對(duì)這樣的新形勢(shì)，對(duì)新建造的房屋進(jìn)行檢測(cè)勢(shì)在必行。同時(shí)，隨著建筑施工水平的不斷提高，對(duì)舊樓的修復(fù)、加固技術(shù)也得到了發(fā)展，因此，對(duì)舊樓進(jìn)行檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，對(duì)其進(jìn)行加固、修復(fù)，以延長(zhǎng)房屋的設(shè)計(jì)壽命。目前，重點(diǎn)檢測(cè)的對(duì)象主要有以下幾種：
2.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有問(wèn)題的房屋。建筑設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之初就考慮不周，或者出現(xiàn)明顯的錯(cuò)誤。典型的考慮不周就如對(duì)工程水質(zhì)情況了解不夠全面，在計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)上的荷載的過(guò)程中少算、漏算了一部分荷載，或者過(guò)高地估計(jì)了地基的承載能力，同時(shí)建筑設(shè)計(jì)人員也有可能出現(xiàn)失誤，對(duì)工程的受力分析錯(cuò)誤。
2.2施工質(zhì)量存在嚴(yán)重問(wèn)題的房屋。施工質(zhì)量較低甚至是出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題的房屋，導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)強(qiáng)度不足的現(xiàn)象。這樣的房屋施工質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)，在很多方面短斤缺兩、粗制濫造。采用的混凝土材料、構(gòu)建強(qiáng)度等級(jí)低于設(shè)計(jì)要求，構(gòu)件存在孔洞、縫隙等結(jié)構(gòu)缺陷，力學(xué)性能不符合設(shè)計(jì)要求，或者砌體砌筑方法不得當(dāng)，造成通縫。再有空心砌塊不按設(shè)計(jì)要求灌筑混凝土芯柱，或者鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量或焊縫高度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等。
2.3存在使用、改造不當(dāng)問(wèn)題的房屋。使用過(guò)程中因?yàn)楦脑旎蚴褂玫脑蜷L(zhǎng)期超過(guò)設(shè)計(jì)荷載致使房屋結(jié)構(gòu)處于超負(fù)荷使用狀態(tài)，第一有可能因?yàn)楦脑於斐山Y(jié)構(gòu)的承載能力下降，特別是在改造過(guò)程中隨意拆除承重墻或者打洞。第二有可能會(huì)因?yàn)槌奢d使用而導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、缺陷等安全隱患。
2.4使用環(huán)境的惡劣的房屋。房屋周?chē)沫h(huán)境條件對(duì)房屋結(jié)構(gòu)不利，比如處在高溫、溫差較大、化學(xué)腐蝕、物理振動(dòng)等條件下的房屋，結(jié)構(gòu)容易腐蝕、變形。
2.5缺少維護(hù)和保養(yǎng)的房屋。房屋建好后沒(méi)有得到定期的維護(hù)和保養(yǎng)，引起房屋的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷或者破壞，降低房屋的安全系數(shù)，同時(shí)也影響房屋的功能。
2.6遭受意外事故破壞的房屋。由于各種意外事故比如地震、火災(zāi)等對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的損壞。
3 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)檢測(cè)的一般方法
隨著房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)水平的發(fā)展，檢測(cè)的內(nèi)容不僅包括了建筑材料強(qiáng)度、構(gòu)件尺寸和破損狀況、結(jié)構(gòu)變形和位移等，也擴(kuò)展到了房屋結(jié)構(gòu)的更多方面，材料、構(gòu)件與結(jié)構(gòu)的力學(xué)、電化學(xué)特性等都包括在內(nèi)，通過(guò)測(cè)量鋼筋導(dǎo)電能力，已經(jīng)能判斷鋼筋的銹蝕狀態(tài)；檢測(cè)混凝土內(nèi)部的鋼筋的位置等。這些檢測(cè)的內(nèi)容大大擴(kuò)展了房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)的作用，能夠幫助人們更全面更深入的了解房屋的狀況，確保了房屋的安全性和功能性，使得房屋的壽命更為持久、更加耐用。結(jié)構(gòu)檢測(cè)工作包括的內(nèi)容比較多，一般有結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能檢測(cè)、結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施檢測(cè)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸檢測(cè)、鋼筋位置及直徑檢測(cè)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的開(kāi)裂和變形情況檢測(cè)及結(jié)構(gòu)性能實(shí)荷檢測(cè)等。一般按照建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型的劃分來(lái)分類(lèi)待檢測(cè)結(jié)構(gòu)，主要的檢測(cè)結(jié)構(gòu)類(lèi)型有混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)、砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)、鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)和鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)檢測(cè)。
3.1 混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)
l、超聲脈沖法。利用超聲脈沖通過(guò)混凝土?xí)r的反射、繞射和衍射的特定，來(lái)檢測(cè)混凝土內(nèi)部缺陷。這是檢測(cè)混凝土最普遍的方法。向待檢測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土發(fā)射超聲脈沖，混凝土中一旦存在缺陷，就會(huì)使超聲波發(fā)生繞射，通過(guò)測(cè)量傳播的聲速以及接受到的信號(hào)的波形，可發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)混凝土中較小的缺陷。超聲波在有缺陷的結(jié)構(gòu)混凝土中傳播，速度會(huì)慢于在正常結(jié)構(gòu)混凝土傳播的速度，同時(shí)波形中的波幅、頻率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)混凝土的波形、波速，就可以參考得出測(cè)量的結(jié)構(gòu)混凝土存在的缺陷以及缺陷的嚴(yán)重程度。這種方法由于其無(wú)損、方便、準(zhǔn)確可靠等特性，在房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)中應(yīng)用廣泛，為房屋的加固與修復(fù)提供了可靠的證據(jù)。
2、回彈法。混凝土的抗壓強(qiáng)度和表面硬度存在一定的相關(guān)關(guān)系，因此利用回彈儀大忌混凝土，通過(guò)回彈儀讀出的回彈高度，就能反映混凝土的表面硬度。通過(guò)表面硬度與抗壓強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的關(guān)系，就能間接計(jì)算出混凝土的抗壓強(qiáng)度。雖然檢測(cè)精度不高，但是方法的優(yōu)勢(shì)明顯：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)試迅速，以及檢測(cè)費(fèi)用低廉，且不破壞混凝土的正常使用，故在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定中使用較多。但是該法也有其局限性，表層及內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異的混凝土構(gòu)件，或內(nèi)部存在缺陷的混凝土構(gòu)件以及特種成型工藝制作的混凝土，都不能適用。這使其檢測(cè)范圍大大縮小。
3.2 鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)
l、表面硬度法。對(duì)已經(jīng)建成的鋼結(jié)構(gòu)，一般采用表面硬度法來(lái)間接檢測(cè)其強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度。測(cè)定時(shí)，錘擊硬度計(jì)縱軸頂部，由硬度計(jì)端部的鋼珠受壓時(shí)在鋼材表面和已知硬度標(biāo)準(zhǔn)試樣上的凹痕直徑，測(cè)得鋼材的硬度，并由鋼材硬度與強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系，經(jīng)換算得到鋼材的強(qiáng)度。測(cè)定鋼材的極限強(qiáng)度后，可依據(jù)同種材料的屈強(qiáng)比計(jì)算得到鋼材的屈服強(qiáng)度。
2、超聲法檢測(cè)鋼材和焊縫缺陷。超聲波脈沖經(jīng)換能器發(fā)射進(jìn)入被測(cè)材料傳播時(shí)，當(dāng)通過(guò)材料不同界面(構(gòu)件材料表面、內(nèi)部缺陷和構(gòu)件底面)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生部分反射。在超聲波探傷儀的示波屏幕上分別顯示出各界面的反射波及其相對(duì)的位置。由缺陷反射波與起始脈沖和底脈沖的相對(duì)距離可確定缺陷在構(gòu)件內(nèi)的相對(duì)位置。如材料完好內(nèi)部無(wú)缺陷時(shí)，則顯示屏上只有起始脈沖和底脈沖，不出現(xiàn)缺陷反射波。
3.3 砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)法
使用無(wú)損檢測(cè)試驗(yàn)方法來(lái)檢測(cè)砌體結(jié)構(gòu)，能夠最大程度地還原切體結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀況，取得較為準(zhǔn)確、科學(xué)的數(shù)據(jù)，避免在取樣過(guò)程中對(duì)樣品造成的損傷和破壞。因此，在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，取樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的方法已經(jīng)逐步淡出了房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)的領(lǐng)域，而無(wú)損、半破損的方法逐漸成為砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)的主流，在實(shí)際房屋檢測(cè)中受到檢測(cè)人員的青睞，在工程應(yīng)用中日益廣泛。砌體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法可分為直接檢測(cè)法和間接檢測(cè)法兩種。
3.3.1直接檢測(cè)法
(1)取樣檢測(cè)法。可利用切割法或者取芯法取得砌體結(jié)構(gòu)中的樣品，切割法取得的樣品過(guò)于龐大，一般不適用于普通的房屋結(jié)構(gòu)檢測(cè)，多用于事故現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)。而取芯法對(duì)樣品的破壞較大，造成測(cè)量的誤差較大。兩者缺點(diǎn)都很明顯，因此房屋檢測(cè)中較少應(yīng)用。
(2)原位檢測(cè)法。這種檢測(cè)方法有扁頂法、原位軸壓法和原位剪切法等。原位軸壓法是用原位壓力機(jī)在燒結(jié)普通磚墻體上進(jìn)行抗壓測(cè)試，檢測(cè)砌體抗壓強(qiáng)度的方法。
(3)動(dòng)測(cè)法。動(dòng)測(cè)綜合法是振動(dòng)反演理論在工程上的應(yīng)用。在脈動(dòng)、起振機(jī)共振、自由釋放或沖擊等激振方式的作用下，通過(guò)測(cè)量砌體結(jié)構(gòu)的頻率和振型等參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)識(shí)別理論得到層間剛度，推算出各層砌體軸心抗壓強(qiáng)度，此法從房屋整體出發(fā)，不僅能得到砌體的強(qiáng)度，鑒定房屋的質(zhì)量，便于對(duì)房屋進(jìn)行安全性評(píng)定，隨著檢測(cè)儀器技術(shù)的改進(jìn)，算法的優(yōu)選，結(jié)果的精度不斷提高，很有發(fā)展前途。與靜載測(cè)試相比，動(dòng)力測(cè)試具有簡(jiǎn)便、對(duì)結(jié)構(gòu)不造成新的傷害等優(yōu)點(diǎn)，特別當(dāng)有可供對(duì)比數(shù)據(jù)利用時(shí)其優(yōu)勢(shì)十分明顯。
3.3.2 間接檢測(cè)法
(1)沖擊法。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可推導(dǎo)出單位功表面積增量和抗壓強(qiáng)度的關(guān)系公式，在應(yīng)用中測(cè)量破碎所需要做的功，以及新產(chǎn)生表面積，即可求得砂漿或磚塊試樣的強(qiáng)度。
(2)推出法。只測(cè)量單磚一個(gè)面，其余面的砂漿都清除干凈，用千斤頂將其頂出，極限狀態(tài)下可測(cè)得磚與砂漿的粘接抗剪強(qiáng)度，根據(jù)一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可得抗壓強(qiáng)度。
引用：
[1] 劉飛雁,某辦公樓的檢測(cè)、鑒定和加固[J],《內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)》,2009(23)
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)；房屋設(shè)計(jì)；探討應(yīng)用
Abstract: with the China has in the comprehensive construction well-off society, be speeding up the whole social economic rapid development stage, people's standard of living quality will continue to ascend, living level will up the steps, improve the people's living life appropriate new demand, according to the practical experience for many years in the authors discussed in this paper. In the final analysis from three aspects detailed design optimization of building structure technology specific strategies, we hope that this paper for our country related parties or the significance of reference.
Keywords: structure design; Optimization technology; Housing design; Discusses application
中圖分類(lèi)號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底，靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。加深對(duì)當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與研究，以不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，使設(shè)計(jì)的作品比現(xiàn)階段的其它建筑具有更高的水準(zhǔn)、更合理和更經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在當(dāng)今房屋建筑工程中，是一項(xiàng)責(zé)任繁重、具有影響力的項(xiàng)目，房屋設(shè)計(jì)的優(yōu)化性比較重要，其設(shè)計(jì)的水平直接影響著建筑物的經(jīng)濟(jì)性、適用性和安全性。
1、房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
通常房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是利用適宜的方法和設(shè)計(jì)理念來(lái)滿(mǎn)足房屋建筑設(shè)計(jì)的需求，比如確定合理的布置、結(jié)構(gòu)形勢(shì)、構(gòu)件尺寸等。尤其是優(yōu)化設(shè)計(jì)基本的鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)體系，往往自整體布局與具體構(gòu)件兩個(gè)角度進(jìn)行分析、考慮。影響整體布局的關(guān)鍵因素是建筑
物的柱網(wǎng)尺寸、層高、體型、抗側(cè)力構(gòu)件位置等。具體構(gòu)件主要是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾面、布局、
鋼筋及混凝土的配筋構(gòu)造、強(qiáng)度等級(jí)。對(duì)于這兩大方面的因素，需要有專(zhuān)業(yè)的工程設(shè)計(jì)人員，
熟知構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范并具有豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而且善于分析與把握構(gòu)件受力特性及結(jié)構(gòu)，進(jìn)而選
取最相適宜的方法展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。
2、房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性
依據(jù)我國(guó)的國(guó)情以及發(fā)展形勢(shì)，我國(guó)今后主要以建設(shè)高層住房為主。與此同時(shí)，投資者們也日益關(guān)注建設(shè)成本如何最低化，使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑成本的最低化。若想實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的，工程設(shè)計(jì)人員首先以建筑的安全性為基礎(chǔ)，然后理性分析建筑方案，
融合與之相適宜的設(shè)計(jì)理念以及方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程造價(jià)的有效控制，以符合投資者的經(jīng)濟(jì)要求。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)比未進(jìn)行優(yōu)化的建筑節(jié)省了5%至30%的費(fèi)用。然而，在很多實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)中，其因?yàn)槭艿捷^多因素的制約而難以施展、發(fā)揮出其優(yōu)越性。比如，過(guò)度追求工程設(shè)計(jì)進(jìn)度，就會(huì)影響工程設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效果，一味地以滿(mǎn)足工程進(jìn)度為目標(biāo)；年輕的工程設(shè)計(jì)人員常受其專(zhuān)業(yè)素質(zhì)限制，難以理解其設(shè)計(jì)軟件，無(wú)法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化技術(shù)；也有一些工程設(shè)計(jì)人員過(guò)于關(guān)注建筑部分，忽視了建筑的整體方案，未能實(shí)現(xiàn)控制整體造價(jià)。由此可見(jiàn)，工程設(shè)計(jì)人員要將其技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，只有合理的設(shè)計(jì)方案才能確保實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益。
3、關(guān)于優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)中存在的問(wèn)題
3.1重視結(jié)構(gòu)尺寸，忽略結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)人員優(yōu)化建筑方案時(shí)，通常根據(jù)已給的幾何形狀、
材料、拓補(bǔ)等來(lái)規(guī)劃，以符合條件的構(gòu)件截面要求，而忽略了整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化性。其實(shí)形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)要比尺寸的優(yōu)化重要得多，單純的尺寸優(yōu)化不能滿(mǎn)足優(yōu)化結(jié)構(gòu)的需求。不少設(shè)計(jì)人員片面的認(rèn)為結(jié)構(gòu)方案和布置規(guī)劃經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)分析上部結(jié)構(gòu)，一旦構(gòu)件截面符合計(jì)算結(jié)構(gòu)的規(guī)定，那么對(duì)于地基部分，特別是軟地基部分，上部結(jié)構(gòu)重要性就變低了。所以設(shè)計(jì)人員時(shí)常對(duì)上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面沒(méi)有足夠的重視。
3.2優(yōu)化目標(biāo)不能完全符合工程的需求在實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，時(shí)常伴隨著很多難題，因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)工作中的約束條件較多、建筑功能的限制性較多、變量也多等一系列不確定因素，致使目標(biāo)函數(shù)僅能獲取相對(duì)的最優(yōu)解。當(dāng)今利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)優(yōu)化截面，幾次間的試驗(yàn)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。因此設(shè)計(jì)的進(jìn)度與時(shí)機(jī)都限制了優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)。雖然當(dāng)今不少建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及布置是較為合理的，而且它的構(gòu)件截面也適合常規(guī)尺寸，但是計(jì)算機(jī)軟件的分析工作依然是設(shè)計(jì)工作中薄弱一節(jié)。即使利用增大構(gòu)件截面的手段也無(wú)法得到有效改善，
相反地還增大了耗材的成本。
3.3離散變量問(wèn)題建筑物尺寸、型鋼規(guī)則型號(hào)、鋼筋等都是變量，傳統(tǒng)的梯度算法、對(duì)偶算法已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)今的工程設(shè)計(jì)需要。當(dāng)前隨著問(wèn)題日益增多，引發(fā)了計(jì)算量劇增的組合性爆炸難題。
4、結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
4.1概念設(shè)計(jì)優(yōu)化與建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)每一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，都具有多種結(jié)構(gòu)及布局設(shè)計(jì)，即使建筑物的結(jié)構(gòu)布局已經(jīng)被確定，并且處于相同的荷載狀況，也依然有很多種分
析方法。建筑分析中的材料、設(shè)計(jì)參數(shù)、荷載取值等都不是固定不變的，處理建筑物的細(xì)節(jié)問(wèn)題也是要隨機(jī)應(yīng)變的，尤其是計(jì)算機(jī)軟件不能解決的問(wèn)題，更需要設(shè)計(jì)人員親自來(lái)做出分析判斷。概念設(shè)計(jì)意指設(shè)計(jì)者遵守房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的普遍規(guī)律，同時(shí)結(jié)合工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者對(duì)多個(gè)備選設(shè)計(jì)方案進(jìn)行篩選的工作環(huán)節(jié)。
4.2概念設(shè)計(jì)處理實(shí)際房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題處理概念設(shè)計(jì)問(wèn)題具有多種形式，但是所追求的共同目的是在任何外來(lái)影響下，建筑結(jié)構(gòu)都可以穩(wěn)固應(yīng)對(duì)或者僅是受到很低損害，這也是概念設(shè)計(jì)中要處理的基本實(shí)際狀況。由此可見(jiàn)，概念設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容即為將建筑物所可能遭到的各種破壞因素以及相應(yīng)的預(yù)防措施。比如地震災(zāi)害是最難以預(yù)防和解決的破壞性因素，
其嚴(yán)重的破壞性，已經(jīng)作為了概念設(shè)計(jì)中的重要課題。所以房屋結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)之時(shí)便要提前著手，做好房屋的抗震性能，以提升抗震性能為基礎(chǔ)，降低地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)危害的主要措施是確保建筑材料的剛度對(duì)稱(chēng)且均勻，為了更好地防止地震引發(fā)房屋結(jié)構(gòu)的脆性破壞，可以實(shí)行延性設(shè)計(jì)進(jìn)行減緩；此外房屋結(jié)構(gòu)可以實(shí)行多道防御系統(tǒng)，幫助房屋建筑在遭受地震當(dāng)中分解地震的能量，減少損害度，以上這些抗震設(shè)計(jì)的思路均為概念設(shè)計(jì)的主要指導(dǎo)思想。
4.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)用性與藝術(shù)性結(jié)合建筑物其實(shí)就是建筑師的藝術(shù)品，建筑師在設(shè)計(jì)建筑物的時(shí)候，始終期望將自己的意圖表達(dá)得淋漓盡致，追求藝術(shù)性與實(shí)用性的最佳融合。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員首先要保證所涉及房屋建筑的安全性，然后對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改善，不斷完美，以全面體現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)師的美學(xué)意圖。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖是基本標(biāo)準(zhǔn)，平面布局須要精確對(duì)稱(chēng)，有規(guī)則性，最大限度縮減質(zhì)量與剛度兩者之間的差異，
以避免建筑物因荷載作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。豎向布局應(yīng)以滿(mǎn)足房屋的功能為基礎(chǔ)，確保豎向承重構(gòu)件上下貫通，使用轉(zhuǎn)換層來(lái)降低設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)分析的難度與成本。此外，豎向布局剛度須要實(shí)行漸變，以避免應(yīng)力的過(guò)度集中現(xiàn)象，增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)抵抗水平動(dòng)力的荷載。
5、結(jié)語(yǔ)
工程造價(jià)在工程項(xiàng)目占有很大比例，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益，所以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)能夠卓有成效地減少工程造價(jià)成本。與此同時(shí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)要保障建筑的安全級(jí)別，合理化等，協(xié)調(diào)好技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩者之間的關(guān)系，切勿因重視節(jié)省成本，而忽視質(zhì)量或技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)整體目標(biāo)最優(yōu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員與工程師要分析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，利用精細(xì)高效的工作標(biāo)準(zhǔn)及要求來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的房屋結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施，主要還是通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論對(duì)存在許多缺陷或者不可計(jì)算性下手。 通過(guò)結(jié)構(gòu)方案的分析、模型參數(shù)的控制及施工圖中細(xì)節(jié)的把握。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞：房屋；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化
隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)內(nèi)部之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，建筑企業(yè)必須要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，提高房屋建設(shè)的水平。在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境下，房屋建設(shè)的水平不僅體現(xiàn)在房屋的質(zhì)量上，同時(shí)還包括房屋的舒適性、經(jīng)濟(jì)性、美觀(guān)性等。因此，必須要在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)。本文將從介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用入手，介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的方法，分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。
1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用
在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)具有一定的作用，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以提升建筑的安全性。應(yīng)用優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足和缺陷，從而提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和安全性。而且，應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的受力性進(jìn)行更加全面的分析，從而確保房屋使用過(guò)程的安全性；第二，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以降低工程的造價(jià)。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以將工程的成本降到原來(lái)的70%，從而大大節(jié)約了房屋工程建設(shè)的成本。此外，應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)還可以提高原材料的性能，減少材料的浪費(fèi)，提高房屋建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的方法
無(wú)論是在房屋建筑總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是分部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中都可以采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。但在應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的過(guò)程中應(yīng)根據(jù)房屋建筑的實(shí)際情況而定。下文將具體介紹一下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的方法。首先，要建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就是指將人們的居住需求以數(shù)學(xué)的方式表達(dá)出來(lái)，然后對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行整理和分析，再結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況建立數(shù)學(xué)模型，最終求出數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解。因此，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)最為關(guān)鍵的一步就是建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。在建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型時(shí)也應(yīng)遵守一定的原則。第一，要合理選擇設(shè)計(jì)變量。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)變量的選取是十分重要的，將直接關(guān)系到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。因此，設(shè)計(jì)人員必須要重視這項(xiàng)工作。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)變量對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響將其分成不同的類(lèi)別，確定其中的預(yù)定參數(shù)，從而使得整個(gè)計(jì)算流程變得比較簡(jiǎn)單；第二，要確定目標(biāo)函數(shù)。確定目標(biāo)函數(shù)的目的是為了找到最優(yōu)解；第三，要明確約束條件。不同的房屋建筑的具體約束條件是不同的。但總體來(lái)說(shuō)，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的約束條件主要包括強(qiáng)度、應(yīng)力、尺寸等。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)現(xiàn)行的房屋建筑設(shè)計(jì)規(guī)范確定約束條件。其次，要確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案應(yīng)包括兩方面的內(nèi)容，一是整體結(jié)構(gòu)的布局，二是細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在進(jìn)行房屋整體結(jié)構(gòu)布局的過(guò)程中應(yīng)盡量簡(jiǎn)單一點(diǎn)。因?yàn)椋绞菑?fù)雜的結(jié)構(gòu)需要的投入越多。而且，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需要多次傳力，會(huì)影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化涉及到的內(nèi)容比較多，不同的部位對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的影響也是不同的。但在所有的細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化過(guò)程中最為重要的部位是構(gòu)件截面。構(gòu)件截面的選取將影響到房屋結(jié)構(gòu)使用的安全性和其它部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。例如，豎向構(gòu)件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇合理的軸壓比。如果軸壓比選擇不合理將會(huì)影響配筋的使用。又如，在進(jìn)行梁截面設(shè)計(jì)時(shí)，如果截面設(shè)計(jì)的過(guò)大則會(huì)縮小房屋建筑內(nèi)部的使用空間。如果截面過(guò)小則會(huì)增加使用的配筋，從而增加房屋工程的總成本。
3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用
現(xiàn)在，隨著城市居住人口的不斷增多，城市住房壓力越來(lái)越大。在這種情況下，房屋建筑主要以高層建筑為主。相比于普通的房屋建筑來(lái)說(shuō)，高層建筑的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)更加符合人們的居住要求。下文將具體介紹一下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。首先，要優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)范。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須要先了解和房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的規(guī)范，明確其中的條例和規(guī)定。同時(shí)，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中還應(yīng)結(jié)合房屋的實(shí)際情況將這些規(guī)范應(yīng)用其中，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和規(guī)范性。此外，設(shè)計(jì)人員在遵守規(guī)范的同時(shí)還應(yīng)結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況對(duì)規(guī)范進(jìn)行修改，即要將規(guī)范中一些過(guò)于寬松的條款舍棄，按照房屋建筑的實(shí)際情況而定，從而確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)性。其次，要參與房屋工程前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，設(shè)計(jì)人員必須要參與房屋建筑工程前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)。一方面，是要對(duì)房屋建筑工程進(jìn)行全面地了解，掌握一手的數(shù)據(jù)資料。另一方面是要從全局的角度出發(fā)進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性，這樣才能為以后的施工提供科學(xué)的指導(dǎo)。如果設(shè)計(jì)人員不參與房屋建筑工程前期規(guī)劃設(shè)計(jì)，則無(wú)法準(zhǔn)確地判斷工程結(jié)構(gòu)的受力情況，同時(shí)也無(wú)法有效控制設(shè)計(jì)的質(zhì)量和成本。這種脫離房屋工程建筑實(shí)際的設(shè)計(jì)方案不可能是最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，即無(wú)法充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用。最后，要進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。對(duì)于同一個(gè)房屋建筑工程來(lái)說(shuō)，在施工條件基本相同的情況下，采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生的設(shè)計(jì)效果是完全不同的，需要的工程投入也是完全不同的。因此，在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要重視細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中還應(yīng)考慮到概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中如果缺少相應(yīng)的數(shù)據(jù)，就必須要通過(guò)概念設(shè)計(jì)的方法來(lái)處理細(xì)節(jié)。例如，在進(jìn)行地震設(shè)防烈度設(shè)計(jì)時(shí)就不能單純依靠量化的方法，而是應(yīng)采用概念設(shè)計(jì)的方法，將所有已知的參數(shù)作為參考，對(duì)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行合理地處理，從而確保結(jié)構(gòu)的防震等級(jí)符合相關(guān)的要求。
4結(jié)論
總之，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)是十分合理的，未來(lái)隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將會(huì)愈加凸顯。因此，人們必須要重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，將其廣泛應(yīng)用于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、經(jīng)濟(jì)性和美觀(guān)性。
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.
關(guān)鍵字：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題措施
Abstract: With the continuous development of the national economy, China's construction industry has also been a rapid development and made great achievements, but there are also some problems. Various concepts and methods of error in the actual design work was appeared often, the production of these errors, some of the errors is the designers do not pay great attention to the general housing design; some is due to the design of a lack of understanding of the design specification and design methods; some of the errors are the designers of the mechanical concepts fuzzy, not to establish the correct mode of calculation, the count results on the structural power also lack the experience to judge the correctness.
Key words: housing structure; design; problem; measures
中圖分類(lèi)號(hào)：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）02-0020-02
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成果不僅要美觀(guān)、適用、安全,還要經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)施工圖是工程師的語(yǔ)言,是設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)意圖的體現(xiàn),也是施工、監(jiān)理、經(jīng)濟(jì)核算的重要依據(jù)。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅對(duì)建設(shè)項(xiàng)目節(jié)省投資、縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益起著方向盤(pán)的作用,同時(shí)也為設(shè)計(jì)者本身提高了信譽(yù)、積累了財(cái)富。
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具有的經(jīng)濟(jì)性
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與用地的關(guān)系
房屋建筑中,總建筑面積是各層建筑面積的總和,層數(shù)越多,單位建筑面積所分?jǐn)偟姆课菡嫉孛娣e就越少。但隨著建筑層數(shù)的增加,房屋的總高度也增加,房屋之間的間距也必須增大。因此,用地的節(jié)約量并不隨建筑層數(shù)的增加而按同一比例遞增。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造價(jià)的關(guān)系
房屋建筑層數(shù)對(duì)單位建筑面積造價(jià)有直接影響,但影響程度對(duì)各分部結(jié)構(gòu)卻是不同的。屋蓋部分,不管層數(shù)多少,都共用一個(gè)屋蓋,并不因?qū)訑?shù)增加而使屋蓋的投資增加。因此,屋蓋部分的單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而明顯下降。基礎(chǔ)部分,各層共用基礎(chǔ),隨著層數(shù)增加,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載加大,必須加大基礎(chǔ)的承載力,雖然基礎(chǔ)部分的單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而有所降低,但不如屋蓋那樣顯著。承重結(jié)構(gòu),如墻、柱、梁等,隨層數(shù)增加而要增強(qiáng)承載能力和抗震能力,這些分部結(jié)構(gòu)的單位建筑造價(jià)將有所提高。
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題
1、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不符合規(guī)范
地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要做到合理，安全適用，設(shè)計(jì)人員必須依據(jù)地質(zhì)勘察資料，統(tǒng)籌考察多方面因素進(jìn)行基礎(chǔ)類(lèi)型和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。切忌“不綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)情況、上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型、施工條件等情況進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，不注意已有相鄰建筑、鄰近地下構(gòu)筑物及各類(lèi)地下管線(xiàn)設(shè)施的情況。”
2、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中柱、梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
民用房屋建筑中柱，梁及基礎(chǔ)的負(fù)荷應(yīng)按規(guī)范乘以折減系數(shù)。但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往在計(jì)算梁、柱和基礎(chǔ)的負(fù)荷時(shí)未按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)荷載乘以折減系數(shù)，因而使荷載值不準(zhǔn)確。
3、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中高度、高寬比超限
現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。某些民用房屋建筑房屋高度超過(guò)最大適用高度或高寬比超出規(guī)定限值，甚至個(gè)別建筑高度和高寬比均超出規(guī)定限值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于房屋高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過(guò)現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的民用房屋建筑，應(yīng)按超限民用房屋建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，另一點(diǎn)不容忽視的問(wèn)題是，房屋適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類(lèi)型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外，還與場(chǎng)地類(lèi)別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān)，當(dāng)位于Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時(shí)，其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低。
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中承重柱截面高度設(shè)計(jì)過(guò)小
這種情況多發(fā)生于六度抗震設(shè)防區(qū)。一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員誤認(rèn)為六度設(shè)防就是不設(shè)防，只圖受力分析方便，他們故意把柱子的截面高度設(shè)計(jì)得過(guò)小，使梁柱的線(xiàn)剛度比加大（因一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)中規(guī)定：當(dāng)梁柱的線(xiàn)剛度比大于4時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖中梁柱節(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)化為鉸支）。把梁簡(jiǎn)化為鉸支梁，柱按軸心受壓計(jì)算。這種做法雖然易于進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析，但卻給房屋結(jié)構(gòu)埋下了隱患。因?yàn)檫@樣做忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，即忽略了柱約束彎矩的作用，加之以柱截面的配筋都較小，結(jié)構(gòu)一旦受力后，柱頂抗彎強(qiáng)度必然不足，從而柱子和梁底附近將會(huì)出現(xiàn)一條或多條水平裂縫，形成塑性餃。這樣在正常使用情況下，柱子已開(kāi)始帶餃工作。這不但影響了房屋的耐久性，而且也常常引起用戶(hù)的恐懼心理。更為嚴(yán)重的是，這樣的結(jié)構(gòu)一理遭遇地震作用時(shí)，將會(huì)倒塌，這違背了現(xiàn)行抗震規(guī)范中“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)計(jì)原則。
優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題的措施
1、采用組合結(jié)構(gòu)
采用組合結(jié)構(gòu)可建造比混凝土結(jié)構(gòu)更高的建筑,不但具有優(yōu)異的靜、動(dòng)力工作性能,而且能大量節(jié)約鋼材、降低工程造價(jià)和加快施工進(jìn)度。在不同的情況下,可以取代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu),科技含量也較高,對(duì)環(huán)境污染也較少,已廣泛應(yīng)用于冶金、造船、電力、交通等部門(mén)的建筑中,并以迅猛的勢(shì)頭進(jìn)入了橋梁工程和高層與超高層建筑中。
2、概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)
概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于同一建筑方案,可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物,即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的；建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同,這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)法完全解決的,都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下,根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,這便是前面所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)。因此,概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中。
3、采取結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性
建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結(jié)構(gòu)的自重會(huì)增加，基礎(chǔ)和柱的承載力相應(yīng)增加，水衛(wèi)和電氣的管線(xiàn)會(huì)加長(zhǎng)；相反降低層高，可節(jié)省材料，有利用抗震，同時(shí)建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會(huì)減小，間接的節(jié)約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時(shí)，它的外墻周長(zhǎng)也就會(huì)不同，這樣當(dāng)選擇圓形或是越接近于方形時(shí)，外墻周長(zhǎng)系數(shù)就越小，基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外表面裝修都隨之減少，同時(shí)其受力性能也得到提高，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。
結(jié)語(yǔ)
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,在基本滿(mǎn)足建筑師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上,平面布置應(yīng)盡量規(guī)則,對(duì)稱(chēng),盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。想要做好房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),我們只有不斷提高業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平,重視設(shè)計(jì)中存在的相關(guān)問(wèn)題,特別是容易被忽略的地方,不斷積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化設(shè)計(jì),發(fā)揮主動(dòng)性創(chuàng)新精神,培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),才能適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和變化,使設(shè)計(jì)出來(lái)的的房屋結(jié)構(gòu)能夠施工方便、且結(jié)構(gòu)安全。
參考文獻(xiàn):
[1]李雪峰，《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題》[J].山西建筑。2007
[2]肖毅卿，《建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)的問(wèn)題》[J].建筑知識(shí)。1998
【關(guān)鍵詞】南方建筑；房屋結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問(wèn)題；分析
引言
房屋結(jié)構(gòu)是指根據(jù)房屋的梁、柱、墻等主要承重構(gòu)件的建筑材料劃分類(lèi)別，房屋設(shè)計(jì)是為人類(lèi)生活與生產(chǎn)服務(wù)的各種民用與工業(yè)房屋的綜合性設(shè)計(jì)。根據(jù)選用的材料，配合周?chē)h(huán)境，在安全、適用、美觀(guān)和經(jīng)濟(jì)之間尋求合理的平衡。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。房屋設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備各專(zhuān)業(yè)的圖紙與說(shuō)明書(shū)及其概算，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠和經(jīng)濟(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。
1房屋結(jié)構(gòu)的類(lèi)型
現(xiàn)代的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括鋼結(jié)構(gòu)、鋼和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)這五種類(lèi)型。其中，鋼結(jié)構(gòu)承重的主要結(jié)構(gòu)是用鋼材料建造的，包括懸索結(jié)構(gòu)。如鋼鐵廠(chǎng)房、大型體育場(chǎng)等。而鋼、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承重的主要結(jié)構(gòu)是用鋼、鋼筋混凝土建造。如本文中的南方某小區(qū)的房屋，里面的一部分梁柱就是采用鋼制構(gòu)架，一部分梁柱采用鋼筋混凝土構(gòu)架建造的。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則是大模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及使用滑模升板等先進(jìn)施工方法施工。磚木結(jié)構(gòu)承重的主要結(jié)構(gòu)是用磚、木材建造的，如果一幢房屋是木屋架、磚墻、木柱建造；房屋兩側(cè)（指一排或一幢下同）山墻和前沿橫墻厚度為一磚以上的為磚木一等；房屋兩側(cè)山墻為一磚以上，前沿橫墻厚度為半磚、板壁、假墻或其他單墻，廂房山墻厚度為一磚，廂房前沿墻和正房前沿墻不足一磚的為磚木二等；房屋兩側(cè)山墻以木架承重，用半磚墻或其他假墻填充，或者以磚墻、木屋架、瓦屋面、竹桁條組成的為磚木三等。混合結(jié)構(gòu)承重的主要結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土和磚木建造；如一幢房屋的梁是鋼筋混凝土制成，以磚墻為承重墻，或者梁是木材制造，柱是鋼筋混凝土建造的。用預(yù)制鋼筋混凝土小梁薄板摟為混合二等，其他的為混合一等。
2當(dāng)前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題
2.1房屋高寬比例不規(guī)范
一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對(duì)以于非抗震設(shè)計(jì)，房屋高度、高寬比超過(guò)現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的限值，現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于房屋高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過(guò)現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的高層建筑，應(yīng)按超限高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前很多南方的房屋建筑，為了設(shè)計(jì)效率，忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，即忽略了柱對(duì)消化酶的約束彎矩，加之以柱截面的配筋都較小，結(jié)構(gòu)一旦受力后，柱頂抗彎強(qiáng)度必然不足。某些高層建筑房屋高度超過(guò)最大適用高度或高寬比超出規(guī)定限值，甚至個(gè)別建筑高度和高寬比均超出規(guī)定限值。另一點(diǎn)不容忽視的問(wèn)題是，房屋適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類(lèi)型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外，還與場(chǎng)地類(lèi)別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān)，當(dāng)位于Ⅳ類(lèi)場(chǎng)地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時(shí)，其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低（一般降低20%）。
2.2房屋結(jié)構(gòu)布置不合理
一些南方房屋建筑因過(guò)分追求戶(hù)型設(shè)計(jì)的商業(yè)效果，樓層的結(jié)構(gòu)布置很不合理、不規(guī)則，導(dǎo)致到房屋的抗震能力十分薄弱。由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定，加之對(duì)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的了解，有些設(shè)計(jì)人員往往對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)則性把握不準(zhǔn)確，梁高選用過(guò)小，引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過(guò)高，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震十分不利的建筑。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算方便或因?qū)Π宓氖芰顟B(tài)認(rèn)識(shí)不足，簡(jiǎn)單地將雙向板作單向板進(jìn)行計(jì)算。使到最終計(jì)算的結(jié)構(gòu)與實(shí)際房屋受力的大小出現(xiàn)誤差。使計(jì)算假定與實(shí)際受力狀態(tài)不符，導(dǎo)致一個(gè)方向配筋過(guò)大，而另一方向僅按構(gòu)造配，造成配筋嚴(yán)重不足，致使板出現(xiàn)裂縫。
2.3高層建筑梯板設(shè)計(jì)不穩(wěn)
南方房屋建筑普遍都是高層建筑，它們的梯板不堅(jiān)固、高層建筑帶有明顯薄弱層，又沒(méi)有采取有效的抗震加強(qiáng)措施，這很容易就會(huì)造成嚴(yán)重的房屋不穩(wěn)固、易倒塌的問(wèn)題。由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定，加之對(duì)結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的了解，有些設(shè)計(jì)人員往往對(duì)結(jié)構(gòu)規(guī)則性把握不準(zhǔn)確，導(dǎo)致房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)缺乏規(guī)范性，使到房屋建筑的結(jié)構(gòu)抗震十分不利。現(xiàn)在很多房屋建筑梯板寬度的設(shè)計(jì)不規(guī)范、合理，梯梁的位置上下不統(tǒng)一，這嚴(yán)重影響到房屋的整體結(jié)構(gòu)。
2.4樁間距過(guò)小
目前很多房屋結(jié)構(gòu)中的樁身鋼筋籠長(zhǎng)度不足，對(duì)擠土灌注樁，樁身鋼筋籠長(zhǎng)度沒(méi)有穿越軟弱土層的層底深度，不同承臺(tái)的樁間距過(guò)小，不滿(mǎn)足規(guī)范對(duì)樁的最小中心距的規(guī)定。特別是試樁、錨樁之間的間距，往往被設(shè)計(jì)人員忽視，這直接影響了試樁結(jié)果的正確性，嚴(yán)重影響到最終房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。
2.5過(guò)分注重橫向框架的設(shè)計(jì)而忽視了縱向框架設(shè)計(jì)
由于現(xiàn)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)防震防雷的要求越來(lái)越高，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該要按照橫向框架和縱向框架進(jìn)行分別計(jì)算。但是目前南方有的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，欠缺對(duì)地震的縱向作用進(jìn)行考慮。各方向的抗側(cè)力構(gòu)件不能夠滿(mǎn)足防震的作用。他們單純是進(jìn)行了橫向的框架設(shè)計(jì)，導(dǎo)致到各個(gè)梁柱的節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋、箍筋的配置均無(wú)法滿(mǎn)足框架梁、柱的構(gòu)造要求。
3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對(duì)策
3.1選用適合的結(jié)構(gòu)處理方式，注意梯梁、梯板寬度
一般在房屋的梯間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以選擇的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整的情況。梯梁要注意的是梁下凈高要滿(mǎn)足建筑的要求，梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統(tǒng)一。梯板的寬度也要適合房屋的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，要注意撓度的控制，局部不合適處可以采用折板樓梯，板配筋時(shí)應(yīng)有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。對(duì)于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，除留設(shè)施工后澆帶外，還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強(qiáng)措施。
3.2做好防震、抗風(fēng)的設(shè)計(jì)措施
房屋在使用條件下所產(chǎn)生的撓度、裂縫、振幅等都與房屋設(shè)計(jì)息息相關(guān)。由于中國(guó)地震區(qū)范圍較廣，而南方地區(qū)沿海又往往有強(qiáng)烈臺(tái)風(fēng)，所以抗風(fēng)和抗震是房屋特別是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮房屋地基承載力， 據(jù)建筑平面布局設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻，對(duì)較長(zhǎng)的墻開(kāi)結(jié)構(gòu)洞將其分為聯(lián)肢墻，使各墻段的剛度均勻。由于抗震墻較多，可以構(gòu)成整體抗側(cè)力很強(qiáng)的體系，對(duì)較高建筑抗震特別有利。
3.3合理創(chuàng)新布置房屋格局
為保證房屋建筑的居住純度、提高房屋的居住水平，應(yīng)該在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的時(shí)候，科學(xué)合理地確定住宅的層數(shù)與層高，以做到節(jié)約土地和節(jié)省建房資金。同時(shí)，還應(yīng)該注重住宅的室內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量的適居性，安全性和舒適性，改進(jìn)和突破傳統(tǒng)落后的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，選擇堅(jiān)固耐用、施工簡(jiǎn)便的新型住宅結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)好房屋使用的年限。
4結(jié)語(yǔ)
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作。它的施工需要嚴(yán)格監(jiān)控、謹(jǐn)慎進(jìn)行。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員， 必須要有高素質(zhì)和高技能，并且要兼?zhèn)湓鷮?shí)的理論知識(shí)功底，在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的同時(shí)要考慮到施工的難易程度。不斷學(xué)習(xí)知識(shí)既能，靈活創(chuàng)新地設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)，嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)施工的監(jiān)控工作。使設(shè)計(jì)的作品比現(xiàn)階段的其它建筑具有更高的水準(zhǔn)、更合理和更經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。
參考文獻(xiàn)：
[1]紀(jì)榮洋，王文可.潘可明.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)探討[J].低溫建筑技術(shù).2008（5）.
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法；協(xié)調(diào)性；經(jīng)濟(jì)性能
現(xiàn)如今，人們對(duì)建筑的要求不再簡(jiǎn)單的是居住使用要求，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑的美觀(guān)性和安全性也愈加重視，對(duì)建筑的實(shí)用性能有了更嚴(yán)格的要求。基于以上要求的變化，這就要求我們不斷改變并優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采取耳穴的方案，同時(shí)滿(mǎn)足美觀(guān)性和實(shí)用性，并且還能夠降低成本投入，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)建筑業(yè)的良好健康發(fā)展。
1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法內(nèi)容及其原則
1.1概述。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如果要對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化，這就勢(shì)必給工作人員帶來(lái)更多的問(wèn)題，例如成本問(wèn)題和建筑材料問(wèn)題。這種情況下，就要求工作人員用最低的資金投入，進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化。對(duì)優(yōu)化房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)，其優(yōu)化的內(nèi)容主要包括兩個(gè)內(nèi)容：①優(yōu)化整體的房屋建筑結(jié)構(gòu)；②優(yōu)化局部的房屋建筑結(jié)構(gòu)。而局部房屋建筑結(jié)構(gòu)主要就是對(duì)主體結(jié)構(gòu)、房頂結(jié)構(gòu)和下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等分別進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。1.2原則。（1）使建筑具有安全性能。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化不是簡(jiǎn)單的進(jìn)行材料的節(jié)約，而是首先要確保房屋建筑結(jié)構(gòu)安全，然后利用專(zhuān)業(yè)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際的房屋建筑情況，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，從而使得房屋建筑的設(shè)計(jì)趨于完善。（2）使建筑具有實(shí)用性能。對(duì)于房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的另一個(gè)原則就是要確保建筑物的實(shí)用性，使得房屋建筑通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)具備更多的功能，滿(mǎn)足人們的實(shí)用與使用需求。（3）保證建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí)保護(hù)環(huán)境。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的另一個(gè)原則就是要尊重環(huán)境，也就是說(shuō)要注意環(huán)保，例如，可以采用綠色環(huán)保材料。（4）確保建筑具有可用價(jià)值。這個(gè)原則也是非常重要的一點(diǎn)，要求在進(jìn)行房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，不能一味追求利益，忽視質(zhì)量，而是要在保證建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低資金投入。根據(jù)以上原則，不難看出，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)必須保證其科學(xué)、安全、質(zhì)量要求。首先，充分重視結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變量得到解決。主要針對(duì)相關(guān)的參數(shù)值和約束來(lái)控制參數(shù)值的選擇應(yīng)注意，而較小的將實(shí)現(xiàn)一個(gè)預(yù)定義的類(lèi)型參數(shù)，可以有效地減少編程，提高效率，提高整體水平；然后是目標(biāo)函數(shù)的確定，這將對(duì)建筑作為一個(gè)整體的成本情況來(lái)理解。可以科學(xué)地確定約束條件，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的具體應(yīng)用
2.1整體和局部?jī)?yōu)化。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有復(fù)雜層次性。首先要求在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、安裝等不同子系統(tǒng)及其下屬體系。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮各個(gè)子系統(tǒng)和下屬體系并且進(jìn)行優(yōu)化；其次，由于在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)到施工材料、構(gòu)建、配件等內(nèi)容，這就要求進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行整體優(yōu)化。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化計(jì)算模型和優(yōu)化計(jì)算方案屬于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要組成部分。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是在變量中提取重要的參數(shù)，根據(jù)上述所說(shuō)參數(shù)建立函數(shù)模型，從而得到比較好的方案。一般來(lái)說(shuō)，建立模型主要從以下方面入手：①合理選擇設(shè)計(jì)變量，這屬于重要內(nèi)容，而且在選擇變量設(shè)計(jì)會(huì)影響參數(shù)的選擇，因此合理計(jì)算變量就能將降低計(jì)算編程的工作量；②確定目標(biāo)函數(shù)，首先要在符合函數(shù)的基礎(chǔ)上找到最優(yōu)解，才能確定目標(biāo)函數(shù)；其次，將約束條件確定下來(lái)，主要包含彈塑性、強(qiáng)度、應(yīng)力及尺寸等方面，在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的同時(shí)，必須確保約束條件的范圍在規(guī)定的要求之內(nèi)，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需求。2.2建筑主體上部結(jié)構(gòu)的科學(xué)性?xún)?yōu)化。建筑主體上部結(jié)構(gòu)的科學(xué)性?xún)?yōu)化，是在建立模型，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證科學(xué)合理性的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑剪力墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，建立合理的剪力墻數(shù)量；其次，保。證剪力墻的整體質(zhì)量的統(tǒng)一性，保證其整體結(jié)構(gòu)的重心，減少地震等災(zāi)害對(duì)房屋建筑的破壞；最后，如果要保證剪力墻的高抗剪能力，在滿(mǎn)足質(zhì)量的要求上減少墻的數(shù)量。2.3概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用表明沒(méi)有具體的量化數(shù)據(jù)，例如，抗震防裂度，這種情況下沒(méi)有具體的量化的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此需要用到概念設(shè)計(jì)。但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求工作人員必須會(huì)合理且靈活運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法。例如，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)房屋建筑的實(shí)際情況，選擇合理的抗震方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，方法不同，但是達(dá)到了相同的優(yōu)化目的。2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注重協(xié)調(diào)性設(shè)計(jì)。應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，可以充分體現(xiàn)在協(xié)調(diào)方面。將建筑與整個(gè)平面之間的關(guān)系應(yīng)得到有效的加強(qiáng)，可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加以保護(hù)，以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的外觀(guān)也應(yīng)體現(xiàn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，墻、柱的結(jié)構(gòu)布置，建筑平面功能需要得到有效保證，建筑空間和深度，充分保證房子的整體結(jié)構(gòu)來(lái)反映系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性，在各部門(mén)的高度可以充分的保護(hù)。2.5對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。作為優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中比較重要的部分，結(jié)果分析的意義不言而喻。在此過(guò)程中，要將計(jì)算數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后以數(shù)據(jù)中得到的信息為依據(jù)，制定優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。另外，在優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要多方面考慮，尤其是各種阻礙因素，要對(duì)其進(jìn)行控制，使得建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠順利完成。此外，由于在施工建設(shè)過(guò)程中，涉及的人力、物理、財(cái)力較多，因此結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要目的就是合理降低上述指標(biāo)，從而保證建筑指標(biāo)不會(huì)受到影響。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須注意：①找到建筑技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的平衡點(diǎn)，降低二者矛盾，使用高新技術(shù)，降低費(fèi)用成本；②充分理解技術(shù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，充分意識(shí)到技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展有利于降低經(jīng)濟(jì)損耗，因此這就要求必須加強(qiáng)技術(shù)發(fā)展。
3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)意義
3.1有利于降低工程總成本。現(xiàn)階段，高層建筑不斷增加，與普通多層建筑比較，主要的區(qū)別就是占據(jù)的土地面積比較小，占據(jù)的空間面積比較大，減少用地費(fèi)用。但是建筑物的高度的增加，層數(shù)的增多，就容易造成樓與樓之間的不協(xié)調(diào)問(wèn)題，占地節(jié)約量和建筑的層數(shù)不成比例。因此，不可以單純的追求建筑的高度而忽視土地節(jié)約量，要將占地面積、造價(jià)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。另外，高層建筑并不會(huì)因?yàn)閷訑?shù)的增多增加樓頂，這就明顯的降低了成本，只是會(huì)增加樓層的基礎(chǔ)造價(jià)。3.2有利于加強(qiáng)建筑物的整體經(jīng)濟(jì)性能。隨著層數(shù)的不斷增加，建筑物必會(huì)影響整體框架梁與柱的承載能力，使之承載力增加，這就造成墻體的面積和梁柱的體積的增加，增加結(jié)構(gòu)自重，電線(xiàn)、水管等管道等房屋配置會(huì)有所延長(zhǎng)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，普通的多層建筑物能夠節(jié)省建材但不會(huì)影響抗震性能。此外，建筑物高度的不同勢(shì)必會(huì)影響墻面的范圍，這時(shí)候一般會(huì)選擇圓形建筑或者是接近方形的建筑，這樣外墻的周長(zhǎng)系數(shù)就會(huì)相對(duì)減少，而且內(nèi)外裝修面積也會(huì)隨之減少，而且以上形狀有利于其受力的提高，在保證安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上增加了建筑的整體經(jīng)濟(jì)效益。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，參考實(shí)際情況，從多個(gè)方面，研究對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用，利用結(jié)構(gòu)理念和方法的不斷優(yōu)化，有效的提高建筑整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。希望本次的相關(guān)研究，可以對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化起到一定指導(dǎo)作用。
作者:胡必偉 單位:伊犁鼎軒建筑設(shè)計(jì)院有限公司
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：房屋；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化分析
Abstract: the design of building structure design of the building structure optimization is the use of the least cost and limited resources, space, realize building security, is applicability, economy, and beautiful integrated optimization. This article through the building structure design optimization method and significance, building structure design optimization technology, building structure optimization design of building structural design steps and the economy of the four aspects to building structural design of the optimization design of the building structure is analyzed.
Keywords: houses; Structure design; Optimization analysis
中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化就是最大程度上利用有限的資源和空間，以最低的工程造價(jià)，實(shí)現(xiàn)房屋安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性和美觀(guān)性等的綜合最優(yōu)化[1]。采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，在使房屋內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的同時(shí)，有效降低工程的造價(jià)。房屋建設(shè)是一項(xiàng)投資巨大的工程，因此，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要全方位且多角度地考慮各方面的因素，正確處理房屋經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)功能的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要盡量避免以下兩種情況：一是過(guò)分強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性，重視資金節(jié)約和減低造價(jià)，忽略房屋設(shè)計(jì)的技術(shù)、功能要求。二是過(guò)分強(qiáng)調(diào)房屋的技術(shù)和功能，忽略房屋的造價(jià)，造成資金的浪費(fèi)。
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法及意義
1. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法分為對(duì)房屋的分部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法和對(duì)房屋總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法[2]。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化一般包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：對(duì)房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化；對(duì)房屋頂部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化；對(duì)房屋的護(hù)圍支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化以及對(duì)房屋總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)部分進(jìn)行優(yōu)化；最重要的是在房屋設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)，在滿(mǎn)足房屋功能及技術(shù)要求的前提下，合理降低工程造價(jià)，即對(duì)房屋的造價(jià)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義在于可以最大程度地充分利用資源與空間，高效利用材料與設(shè)備，使房屋結(jié)構(gòu)功能合理、協(xié)調(diào)，安全可靠。實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的“安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、美觀(guān)性”的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
二、房屋設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)
1.概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化相結(jié)合
概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)就是設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多種方案進(jìn)行分析并擇優(yōu)選擇方案的過(guò)程。建筑物的結(jié)構(gòu)布置，房屋細(xì)節(jié)部位的處理，載荷的確定及儀器設(shè)備參數(shù)的選取等都需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員對(duì)方案進(jìn)行全面的、綜合的分析，從而選擇出最佳方案。
2. 概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與實(shí)際建筑的設(shè)計(jì)問(wèn)題相結(jié)合
在地震等不可預(yù)期的自然災(zāi)害中，房屋一旦倒塌或損壞，將會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。因此，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。對(duì)房屋的抗震設(shè)計(jì)而言，概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)尤為重要。因?yàn)榈卣鸢l(fā)生的復(fù)雜性和強(qiáng)度的不確定性，使得計(jì)算設(shè)計(jì)很難進(jìn)行。而概念設(shè)計(jì)是綜合考慮決定抗震性能的各種因素和造價(jià)因素，選擇抗震性和經(jīng)濟(jì)性最強(qiáng)的方案[3]。房屋抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是小震不壞、中震可修、大震不倒的分類(lèi)設(shè)防抗震思想和多道設(shè)防思想。多道設(shè)防思想是指在發(fā)生大地震時(shí)，先破壞房屋次要的結(jié)構(gòu)，消耗地震能量，盡量保證房屋的主體結(jié)構(gòu)不遭到破壞。通過(guò)概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況，使房屋在各種不確定的外部災(zāi)害的作用下避免坍塌和損壞，盡量將損壞程度及經(jīng)濟(jì)損失減小到最低。
三、房屋設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的步驟
1.構(gòu)造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型。
設(shè)計(jì)優(yōu)化模型的構(gòu)造一般分為三步進(jìn)行。第一步是選擇合適的設(shè)計(jì)變量。一般選擇對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響較大的參數(shù)變，這樣可以有效簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作和減少計(jì)算量。第二步是確定目標(biāo)函數(shù)。在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求及規(guī)范的條件下，使房屋設(shè)計(jì)的造價(jià)最小。第三步是確定約束條件。約束條件包括各個(gè)方面，比如應(yīng)力約束條件、強(qiáng)度約束條件等。
2.選定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。
房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題是多變量、多約束條件的非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題。在計(jì)算過(guò)程中，需要先將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束條件的線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題。[4]一般來(lái)說(shuō)，房屋設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題的求解過(guò)程比較復(fù)雜，需要通過(guò)計(jì)算機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程
根據(jù)建立的模型及優(yōu)化方案，進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程。計(jì)算機(jī)編程應(yīng)選擇運(yùn)算速度快且功能較全的編程軟件。在編程時(shí)要選擇合適的方法，需考慮的因素有：編寫(xiě)及形成程序所需花費(fèi)的工作量及其他代價(jià)；解出所要求的最優(yōu)化問(wèn)題，計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序所花費(fèi)的時(shí)間和費(fèi)用；程序預(yù)期的可靠性，即是否有把握達(dá)到所期望的結(jié)果；程序的通用性，即是否可以用它來(lái)解決其他問(wèn)題。總之，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，選擇合適的方法，使程序達(dá)到最優(yōu)的預(yù)期結(jié)果。
4.結(jié)果分析
通過(guò)結(jié)果分析，選出最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化應(yīng)綜合考慮各種因素，以期達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的綜合最優(yōu)化。
四、房屋設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性
1.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中用地面積方面的經(jīng)濟(jì)性
隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)大中型城市出現(xiàn)了大批高層甚至超高層建筑結(jié)構(gòu)。此類(lèi)房屋建筑的總面積是各層建筑的面積之和。因此，房屋層數(shù)越多，單位面積的房屋占用的建筑土地面積越小。但是隨著房屋層數(shù)的增多，房屋設(shè)計(jì)的總高度也會(huì)增加，這導(dǎo)致相鄰建筑的日照距離增加，使一定建筑面積房屋的總數(shù)目減少。此外，房屋層數(shù)越高，需要的投資越高，抗震設(shè)計(jì)難度及造價(jià)也顯著增大。綜上，單位房屋用地面積并不總是隨著房屋層數(shù)的增大而提高。因此，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，綜合考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性等各個(gè)方面問(wèn)題，選出最佳的房屋建筑層數(shù)。
2.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中造價(jià)方面的經(jīng)濟(jì)性
由于房屋的建筑層數(shù)直接影響單位面積房屋占用的建筑土地面積，則房屋建筑層數(shù)也會(huì)直接影響房屋單位面積的造價(jià)，進(jìn)而影響整個(gè)建筑的經(jīng)濟(jì)性。隨著房屋設(shè)計(jì)的層數(shù)增加，房屋建筑的墻、柱的等承重結(jié)構(gòu)的載荷增大，抗震設(shè)計(jì)方面的造價(jià)會(huì)顯著增大，導(dǎo)致房屋建筑單位面積的造價(jià)升高[5]。此外，無(wú)論建筑物層數(shù)是多少，建筑物頂部的面積不會(huì)改變。因此，隨著房屋層數(shù)的增高，建筑物頂部單位面積的造價(jià)會(huì)降低。房屋的公共基礎(chǔ)部分是建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分。房屋層數(shù)增大，基礎(chǔ)承受的載荷也會(huì)相應(yīng)增大，導(dǎo)致造價(jià)的升高，同時(shí)，房屋建筑的總面積也顯著增大。一般來(lái)講，房屋建筑基礎(chǔ)單位面積的造價(jià)會(huì)隨著層數(shù)的增加呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)。綜上所述，需要采用設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，選取最適的建筑設(shè)計(jì)層數(shù)。
3.高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性
由上面的分析可知，隨著建筑層數(shù)的增加，住宅的墻體及柱體等支持結(jié)構(gòu)的面積會(huì)增加。這會(huì)使住宅的水、電、天然氣等的管線(xiàn)長(zhǎng)度增加，增加造價(jià)。相反，降低建筑物層數(shù)，一方面可以節(jié)約材料，有利于抗震設(shè)計(jì)，另一方面，可以減少房屋建筑的總高度，進(jìn)而減少相鄰建筑物之間的日照距離，使有限建筑面積可建設(shè)的房屋總數(shù)目增加。
五、結(jié)束語(yǔ)
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化需要全方位、多角度地考慮各種因素，以達(dá)到安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性和美觀(guān)性的綜合最優(yōu)化。這幾個(gè)方面是矛盾統(tǒng)一的關(guān)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化就是找到其最佳組合方式。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化要求我們?cè)趯?shí)踐中善于思考、敢于探索，努力實(shí)現(xiàn)用最低的造價(jià)實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 饒遠(yuǎn)文. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J], 價(jià)值工程.2009.
[2] 鄒俊. 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)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J], 應(yīng)用技術(shù), 2010.
[3] 辛海虹. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 價(jià)值工程,2010.
關(guān)鍵詞：質(zhì)量；結(jié)構(gòu)抗震；承載力；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
前言：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,我國(guó)的房地產(chǎn)市場(chǎng)交易日益活躍,房屋價(jià)格節(jié)節(jié)攀升,對(duì)于老百姓而言,買(mǎi)房是平生的頭等大事,幾乎花掉大半生的積蓄,與此同時(shí)我國(guó)內(nèi)陸地震頻發(fā)（2008年5月12日汶川地震,里氏7.8級(jí);2010年4月14日玉樹(shù)地震,里氏7.1級(jí)）,因此房屋的質(zhì)量不僅關(guān)系到人們的切身利益,還在危急時(shí)刻直接影響到生命財(cái)產(chǎn)安全。作為一名結(jié)構(gòu)工程師,我們必須把設(shè)計(jì)質(zhì)量放到最最重要的位置,設(shè)計(jì)前深思熟慮,設(shè)計(jì)中一絲不茍,采取多種措施確保并提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
1 設(shè)計(jì)樓板常見(jiàn)問(wèn)題
樓板是建筑工程中的主要承重構(gòu)件，它將樓面,屋面的荷載傳給其周?chē)膲蛄荷希瑯前宓脑O(shè)計(jì)問(wèn)題必將連帶梁、墻、柱等構(gòu)件安全。若對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)考慮不周，很容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題，有的還可能存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。樓板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)如下幾個(gè)問(wèn)題。
1.1 設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算方便或因?qū)Π宓氖芰顟B(tài)認(rèn)識(shí)不足，簡(jiǎn)單地將雙向板作用按單向板進(jìn)行計(jì)算。使計(jì)算假定與實(shí)際受力狀態(tài)不符，導(dǎo)致一個(gè)方向配筋過(guò)大，而另一方向配筋不足，致使板出現(xiàn)裂縫。
1.2 樓板承受線(xiàn)荷載時(shí)彎矩計(jì)算問(wèn)題。在民用建筑中，常在樓板上布置一些非承重隔墻，故樓板設(shè)計(jì)中，通常將該部分的線(xiàn)荷載換算成等效的均布荷載后，進(jìn)行樓板的配筋計(jì)算。有些設(shè)計(jì)人員圖省事，錯(cuò)誤地將隔墻的總荷載附以該板塊的總面積。這樣會(huì)造成非承重隔墻分布寬度內(nèi)配筋量不足，而此板塊其它部分配筋過(guò)大，這樣隔墻處樓板會(huì)出現(xiàn)裂縫。
1.3 雙向板有效高度取值偏大。雙向板在兩個(gè)方向均產(chǎn)生彎矩，由此雙向板跨中正彎矩鋼筋是縱橫疊放，短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)放在下面，長(zhǎng)跨方向的跨中鋼筋置于短跨鋼筋的上面，計(jì)算時(shí)應(yīng)用兩個(gè)方向的各自的有效高度。一般長(zhǎng)向的有效高度比短向的有效高度小 d（d 為短向鋼筋的直徑）。有的設(shè)計(jì)者為圖省事或?qū)Π迨芰φJ(rèn)識(shí)不足，而取兩上方向的有效高度一致進(jìn)行配筋計(jì)算，致使長(zhǎng)跨有效高度偏大，配筋降低，致使結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在的質(zhì)量隱患，甚至出現(xiàn)開(kāi)明縫的現(xiàn)象。
2 磚混結(jié)構(gòu)房屋中構(gòu)造柱兼作承重柱用
在磚混結(jié)構(gòu)中，構(gòu)造柱不但能夠提高墻體的抗剪能力，而且構(gòu)造柱與圈梁聯(lián)結(jié)在一起，形成對(duì)砌體的約束，這對(duì)于限制墻體裂縫的開(kāi)展，維持豎向承載力，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能有著重要的作用。在當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，構(gòu)造柱經(jīng)常被作為承重柱使用，這種作法將引起以下幾個(gè)問(wèn)題。
2.1 構(gòu)造柱作為承重柱使用后，使得構(gòu)造柱提前受力，這不但會(huì)降低構(gòu)造柱對(duì)墻體的拉結(jié)和約束作用，而且結(jié)構(gòu)一旦遭遇地震作用時(shí)，在構(gòu)造柱位置必然形成應(yīng)力集中，首先破壞。這
樣構(gòu)造柱不但起不到其應(yīng)有的作用，反而成為房屋結(jié)構(gòu)中的一個(gè)薄弱的部位。
2.2 構(gòu)造柱一般生根于地圈梁中，沒(méi)有另設(shè)基礎(chǔ)，構(gòu)造柱兼作承重柱使用后，柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎曲及局部承壓強(qiáng)度必然不能滿(mǎn)足要求。柱底基礎(chǔ)一旦發(fā)生沖切或局部承壓就會(huì)
出現(xiàn)裂縫。建議承重梁下的柱子應(yīng)按承重柱設(shè)計(jì)。若梁上荷載和跨度都比較小時(shí)，構(gòu)造柱也可布置于梁下，但此時(shí)必須按不考慮構(gòu)造柱作用來(lái)驗(yàn)算墻體的局部承壓和抗彎強(qiáng)度，經(jīng)驗(yàn)算滿(mǎn)足，方可在梁下布置構(gòu)造柱。
3、重視概念設(shè)計(jì)，做好與相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員溝通
人們?cè)趯?shí)踐的基礎(chǔ)上,由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí),從而形成概念,它反映了客觀(guān)事物的本質(zhì)特征。概念設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)工程師一項(xiàng)不可或缺的基本功,正確的概念設(shè)計(jì)好比是選擇了一條正確的道路,是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、安全、經(jīng)濟(jì)的前提,它貫穿于工程設(shè)計(jì)的全過(guò)程。概念設(shè)計(jì)
必須通過(guò)深厚的基礎(chǔ)理論、對(duì)結(jié)構(gòu)原理和力學(xué)性質(zhì)的深刻理解和長(zhǎng)期而豐富的工程經(jīng)驗(yàn)積淀而成。結(jié)構(gòu)工程師只有具備高水平的概念設(shè)計(jì),才能完成高水平的設(shè)計(jì)成果。
同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作不能孤立獨(dú)行,需要與其他專(zhuān)業(yè)多溝通,多配合。因此要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平,不但要具備本專(zhuān)業(yè)的扎實(shí)的基本功,還要對(duì)相關(guān)專(zhuān)業(yè)有基本的了解并取得相關(guān)專(zhuān)業(yè)的支持和配合。涉及其他專(zhuān)業(yè)的技術(shù)問(wèn)題,結(jié)構(gòu)工程師要積極組織和參加各專(zhuān)業(yè)的協(xié)調(diào)會(huì)議,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),達(dá)成共識(shí),最終確定設(shè)計(jì)原則,做到透徹把握建筑意圖、充分了解設(shè)備專(zhuān)業(yè)的功能和需要,避免在出圖后因各專(zhuān)業(yè)不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致的變更和返工。
4、正確運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
當(dāng)前,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,工程師在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析工作,用計(jì)算機(jī)輔助完成大部分的圖紙?jiān)O(shè)計(jì),因此了解計(jì)算機(jī)程序的功能、正確使用設(shè)計(jì)軟件直接影響到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPMCAD 工程部開(kāi)發(fā)的PKPM系列微機(jī)建筑工程CAD 系統(tǒng)、廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院和深圳市廣廈科技有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的廣廈建筑結(jié)構(gòu)CAD 等等都是比較優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)軟件,涉及的內(nèi)容比較全面,與AUTOCAD兼容,可操作性強(qiáng)。需要指出的是設(shè)計(jì)軟件都是根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的要求結(jié)合不同的結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)加以模擬簡(jiǎn)化得來(lái),因而設(shè)計(jì)軟件都有一個(gè)有效使用期限和合理適用范圍。隨著建筑業(yè)的發(fā)展,建筑物規(guī)模越來(lái)越大,形式也日趨復(fù)雜,使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容增多,難度增大,這就要求設(shè)計(jì)人員了解所使用軟件的特點(diǎn)和適用范圍,熟悉和掌握各項(xiàng)參數(shù)的選取條件,真正做到計(jì)算機(jī)為人服務(wù),為工程設(shè)計(jì)服務(wù)。
5、綜合考慮優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮優(yōu)化設(shè)計(jì),綜合考慮各方面因素,盡量采用最為經(jīng)濟(jì)和合理的方案。全面考慮各個(gè)受力構(gòu)件的可能承受的各種荷載,豎向承重構(gòu)件把豎向荷載傳遞到基礎(chǔ)上,還承受風(fēng)和地震等水平荷載,以及溫度應(yīng)力,這些都要考慮到,布置時(shí)要把承重構(gòu)件放在有利于承受水平荷載和溫度應(yīng)力的位置。要限制剪力墻的間距,確定樓板剛度滿(mǎn)足整體工作的要求。水平承重構(gòu)件的布置,也要綜合考慮多方面因素,力爭(zhēng)做到傳力路徑簡(jiǎn)短,以最快的方式將樓面上的荷載傳遞到主梁上,再由柱和剪力墻傳遞到基礎(chǔ)和地基。在設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)時(shí),要根據(jù)基
本理論知識(shí),結(jié)合豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),預(yù)見(jiàn)可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題,并分析出合理的解決方案。計(jì)算過(guò)程要牢記“強(qiáng)柱弱粱、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)壓弱拉”的原則,不可隨意加大配筋量,要考慮構(gòu)件的延性性能,對(duì)薄弱部位注意加強(qiáng)。對(duì)于鋼筋的錨固長(zhǎng)度尤其是直線(xiàn)段錨固長(zhǎng)度,要注意溫度應(yīng)力的影響。平面和立面的布置,要按照均勻、對(duì)稱(chēng)和規(guī)整原則進(jìn)行,考慮多道防線(xiàn),力爭(zhēng)避免出現(xiàn)薄弱層。結(jié)構(gòu)的選型和布置及計(jì)算的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程,要綜合考慮各方面因素,并進(jìn)行極限狀態(tài)的驗(yàn)算,以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案安全合理。
6、加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)的理念
由于地震的不可預(yù)見(jiàn)性, 我們能做到的就只有最大限度的“抗震”而不是“防震”。我國(guó)是一個(gè)地震災(zāi)害發(fā)生比較頻繁的國(guó)家,我們不斷地從地震后的房屋中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),我國(guó)的《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》也在歷次大地震后做了修編和完善,從84年版到76年版, 2001年版到2008年版,再到汶川、玉樹(shù)地震后的2010年版（2010年12月1日開(kāi)始實(shí)施）,結(jié)構(gòu)工程師在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)嚴(yán)格按照“抗規(guī)”中的抗震設(shè)計(jì)原則和抗震設(shè)計(jì)構(gòu)造的要求進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),只有做到了有效的抗震設(shè)計(jì)才能有效的降低地震突然發(fā)生的造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。2010年發(fā)生的青海玉樹(shù)7.1級(jí)地震造成大量人員傷亡,大量砌體結(jié)構(gòu)發(fā)生整體倒塌, 倒塌的主要原因有建筑材料質(zhì)量低劣、結(jié)構(gòu)不合理、結(jié)構(gòu)傳力途徑不明確和抗震構(gòu)造不規(guī)范,而且大多沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員的合理設(shè)計(jì),抗震能力極差,地震來(lái)時(shí)極易倒塌。而智利發(fā)生的里氏8.8級(jí)特大地震造成的死亡人數(shù)卻較少,原因就是智力很多公共及民用建筑都采用了抗震性能較好的鋼結(jié)構(gòu)（鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,具有很好的延展性,發(fā)生強(qiáng)烈地震時(shí),鋼結(jié)構(gòu)只會(huì)變形,而不會(huì)崩塌和斷裂）。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法；應(yīng)用
1引言
近年來(lái)，隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提升，人們對(duì)生活質(zhì)量要求越來(lái)越高，人們要求建筑物不僅具有適用性和安全性特點(diǎn)，還要有注意經(jīng)濟(jì)性及外表美觀(guān)。設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，為盡快完成建設(shè)工作，通常會(huì)注意考慮工程施工建設(shè)的便利性。所以，設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要利用各種優(yōu)化方法來(lái)滿(mǎn)足人們各方面要求，研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法對(duì)房屋建筑建設(shè)具有重要意義。由于建筑結(jié)構(gòu)資金占房屋建筑總投入比例很高，通過(guò)優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既能確保建筑質(zhì)量安全，還能減少建設(shè)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的內(nèi)涵和特征
建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是全面考慮建筑方便的同時(shí)，把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和藝術(shù)學(xué)、審美學(xué)充分結(jié)合到一起，把房屋建設(shè)的目的和房屋功能全涵蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，再優(yōu)化選擇各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，挑選既適用又安全、美觀(guān)的建設(shè)方法，確保房屋建筑質(zhì)量、建設(shè)方便性及經(jīng)濟(jì)性。所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法有一些基本特征：美觀(guān)性較強(qiáng)；涉及很多學(xué)科，多學(xué)科的聯(lián)合性較廣；實(shí)用性很強(qiáng)；方便建設(shè)施工管理；既環(huán)保又節(jié)能；具有較強(qiáng)的科學(xué)性。建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，也要敢于創(chuàng)新，不斷提出新的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
3優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的重要意義
在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)中充分運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)不僅能夠提升建筑工程質(zhì)量，還能提升建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)一直提倡可持續(xù)發(fā)展理念，爭(zhēng)取市場(chǎng)效益的最大化，這就要求建筑企業(yè)不僅要滿(mǎn)足房屋建筑結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)遠(yuǎn)效益，還要盡量減少建筑結(jié)構(gòu)短期投資。和以往傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較，運(yùn)用設(shè)計(jì)優(yōu)化方法能夠降低建筑工程建設(shè)成本，提高優(yōu)化方法技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)充分利用建筑材料。伴隨我國(guó)高層房屋建筑越來(lái)越多，人們更加重視房屋建筑怎樣既滿(mǎn)足時(shí)展需求，又能減少建設(shè)投資的問(wèn)題，而優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備和建材性能，對(duì)人們所關(guān)注的房屋建筑問(wèn)題具有重要促進(jìn)作用。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如果得到優(yōu)化，房屋結(jié)構(gòu)各單元就能實(shí)現(xiàn)有機(jī)整合，進(jìn)而提高建筑質(zhì)量，確保人民安全居住環(huán)境。以往傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)十分注重安全質(zhì)量，建筑建設(shè)成本方面控制工作做的不到位，工程設(shè)計(jì)時(shí)期成本很高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也常存有缺陷，外觀(guān)也不夠精美，這些都難以滿(mǎn)足現(xiàn)代人們對(duì)房屋的心理需求。設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)過(guò)程中運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，技能把經(jīng)濟(jì)價(jià)值、審美價(jià)值、生態(tài)戒指及使用價(jià)值有效結(jié)合到一起，還能降低房屋建設(shè)成本，節(jié)省施工材料，確保房屋結(jié)構(gòu)安全，具有很高的藝術(shù)性，提高房屋建筑綜合效益。
4建筑結(jié)構(gòu)運(yùn)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的步驟
4.1建立建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型
選擇設(shè)計(jì)變量過(guò)程中，要把對(duì)建筑結(jié)構(gòu)具有重要影響的主要參數(shù)看出變量，例如：約束控制參數(shù)和控制目標(biāo)參數(shù)。對(duì)變化范圍小、影響較小或局部有關(guān)要素可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的參數(shù)，可以利用預(yù)定參數(shù)表示，進(jìn)而減少計(jì)算數(shù)量和設(shè)計(jì)數(shù)量，變成工作量減少，工作效率自然會(huì)有所提升。確定目標(biāo)函數(shù)十分重要，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要運(yùn)用滿(mǎn)足預(yù)定條件的已失效概率函數(shù)及對(duì)應(yīng)鋼筋截面面積，進(jìn)而降低建筑工程總的建設(shè)成本。有房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)講，一定要保證結(jié)構(gòu)具有較高可靠度，確定優(yōu)化設(shè)計(jì)有關(guān)約束條件，約束條件主要含有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、構(gòu)件單元約束、裂縫寬度約束、應(yīng)力約束、尺寸約束等約束條件。設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)過(guò)程中，一定有認(rèn)真比較和分析目標(biāo)約束條件和實(shí)際約束條件，保證每個(gè)條件均滿(mǎn)足要求，爭(zhēng)取獲得最佳設(shè)計(jì)。
4.2合理設(shè)定優(yōu)化設(shè)計(jì)方案及有關(guān)程序設(shè)計(jì)
按照可靠度所做的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)有著多約束條件問(wèn)題且有很多復(fù)雜變量，分析計(jì)算過(guò)程中，通常要將有約束條件的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)成沒(méi)有約束優(yōu)化問(wèn)題求解。優(yōu)化設(shè)計(jì)常見(jiàn)的計(jì)算方法有復(fù)合形法、拉氏乘子法和Powell法。根據(jù)可靠度所進(jìn)行的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型和實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中利用的計(jì)算方式，為更好的實(shí)現(xiàn)它們的效果，可以把這些變成具有較強(qiáng)功能且運(yùn)算速度非常快的運(yùn)用程序，進(jìn)而讓優(yōu)化設(shè)計(jì)方案得到全面實(shí)施。
4.3綜合結(jié)果的分析
計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得出各種結(jié)果后要對(duì)這些結(jié)果進(jìn)行分析與比較，通過(guò)選取各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)選擇效果最好的設(shè)計(jì)方案。分析計(jì)算結(jié)果時(shí)，一定要全面考慮有關(guān)問(wèn)題，并多角度分析這些問(wèn)題。結(jié)果分析在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)里占有重要地位，選取科學(xué)的設(shè)計(jì)方案可以確保房屋建筑安全性、美觀(guān)感和實(shí)用合理性，并降低整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)的建設(shè)施工成本。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中，需要注意重視有關(guān)建筑技術(shù)要求，全面考慮對(duì)建筑工程具有重要影響，分析過(guò)程中，必須全面考慮科學(xué)配置，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。
5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑中的應(yīng)用
5.1建筑階段性?xún)?yōu)化和壽命優(yōu)化
建筑工程使用年限期間內(nèi)，對(duì)各個(gè)階段都要做相應(yīng)優(yōu)化。房屋設(shè)計(jì)人員必須清楚每個(gè)階段特征，按照實(shí)際計(jì)算分析結(jié)果確定優(yōu)化方式，進(jìn)而能夠科學(xué)優(yōu)化工程整體壽命。最終不僅確保建筑工程建設(shè)質(zhì)量，而且提高建筑施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
5.2建筑局部性?xún)?yōu)化和整體性?xún)?yōu)化
房屋建筑在設(shè)計(jì)方面均具有相應(yīng)復(fù)雜性與層次性特征。站在層次性角度看，含有建筑結(jié)構(gòu)有關(guān)體系、整體設(shè)計(jì)體系及安裝體系，每個(gè)單獨(dú)體系也都含有很多下屬體系。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)房屋過(guò)程中，要對(duì)應(yīng)優(yōu)化每個(gè)下屬系統(tǒng)，突破關(guān)聯(lián)橫向性。站在復(fù)雜性角度看，房屋建筑復(fù)雜含有選取建筑施工材料和選取建筑物零部件。對(duì)每個(gè)房屋建筑來(lái)說(shuō)，都要從整體上開(kāi)始優(yōu)化，才能實(shí)現(xiàn)真正的設(shè)計(jì)優(yōu)化。
5.3建筑上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化
設(shè)計(jì)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)需要先構(gòu)建對(duì)應(yīng)模型再進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。科學(xué)設(shè)計(jì)剪力墻工作非常重要，剪力墻的設(shè)置要注意確保剪力墻整體質(zhì)量均勻，才能使樓層平面剛度中心點(diǎn)和樓層整體結(jié)構(gòu)重心相重合，進(jìn)而減少風(fēng)力或地震給建筑帶來(lái)的破壞性作用。建設(shè)房屋建筑過(guò)程中，要盡量大開(kāi)間構(gòu)造剪力墻，加長(zhǎng)剪力墻墻肢的長(zhǎng)度，進(jìn)而減少墻肢數(shù)量。
5.4結(jié)構(gòu)優(yōu)化和排水系統(tǒng)優(yōu)化、電氣優(yōu)化相協(xié)調(diào)
排水系統(tǒng)房間機(jī)械設(shè)備的荷載強(qiáng)度與荷載能力都很大，一定要把機(jī)械設(shè)備布置在地下室，并確保管道預(yù)留深度和尺寸能夠滿(mǎn)足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，加固樓板自身鉆孔位置。除此之外，注意水平方向管線(xiàn)有可能會(huì)貫穿梁或柱，盡量降低管線(xiàn)貫穿梁或柱現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。房屋建筑里的電氣管線(xiàn)安裝通常是利用導(dǎo)線(xiàn)形式裝于樓板、墻體或金屬管體外部，這種安裝方法會(huì)增加預(yù)制結(jié)構(gòu)施工難度，因此，若要把管線(xiàn)穿過(guò)梁體，需要在梁體預(yù)留孔洞，并確保墻體寬度和梁體寬度相同。
6結(jié)束語(yǔ)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有重要地位，合理選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案既能滿(mǎn)足有關(guān)技術(shù)要求，還能節(jié)約建設(shè)成本。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)綜合性很強(qiáng)且十分復(fù)雜的系統(tǒng)性問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員一定要不斷深入研究結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，不斷提高自身水平，敢于創(chuàng)新，為人民居住提供安全保障。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)優(yōu)化理論分析應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇最為合理、科學(xué)的建筑材料，在前期設(shè)計(jì)、下部地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，不僅能夠使建筑物實(shí)現(xiàn)審美價(jià)值與功能性的統(tǒng)一，同時(shí)能夠從整體上節(jié)省房屋工程建造成本，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，較好地迎合了當(dāng)前科學(xué)發(fā)展觀(guān)、可持續(xù)發(fā)展理念的要求。
一、關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化的理論分析
1.所謂的建筑設(shè)計(jì)，就是設(shè)計(jì)師把美觀(guān)、實(shí)用等一些原則綜合起來(lái)，然后根據(jù)一些不同地區(qū)的不同情況加以綜合利用，運(yùn)用一些建筑學(xué)的原理，進(jìn)行設(shè)計(jì)。從建筑學(xué)的理論上來(lái)看，能具體體現(xiàn)的有兩部分：第一房屋工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，第二房屋工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。就房屋工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)具體包括頂部?jī)?yōu)化方案的設(shè)計(jì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)小部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案設(shè)計(jì)，還包括造價(jià)方面的分析、周?chē)O(shè)施的布置、建筑物的受力分析等等。房屋的設(shè)計(jì)不僅僅在前期需要注意，還涉及施工及建設(shè)的后期。在具體的施工過(guò)程中，還是要根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)選擇最佳的建筑方案，以房屋建筑的綜合指數(shù)最好的方案進(jìn)行房屋的建筑和設(shè)計(jì)。
2.這樣的環(huán)境對(duì)建筑設(shè)計(jì)師有了新的要求和挑戰(zhàn)，所以身為一個(gè)設(shè)計(jì)師，要勇于面對(duì)新的挑戰(zhàn)和難題，不斷進(jìn)行綜合的對(duì)比和分析，從而選擇出最佳的方案。在一些建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，建筑師要以自己所學(xué)的理論為基礎(chǔ)，然后根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w環(huán)境和條件，還要結(jié)合安全、美觀(guān)、實(shí)用、大方、節(jié)省材料的原則因地制宜進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)工作，從而達(dá)到最佳的效果。建筑設(shè)計(jì)師在工程的基礎(chǔ)之上進(jìn)行一些方案的具體的設(shè)計(jì)和步驟之后，在平面上，建筑物應(yīng)該盡量對(duì)稱(chēng)，盡可縮小一些差異，比如質(zhì)量中心與剛度中心的距離要小，這樣一來(lái)，建筑物在水平方向承載一些壓力的時(shí)候不會(huì)產(chǎn)生一些或大或小的扭轉(zhuǎn)，有助于增強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性。在豎方向的布置上，在滿(mǎn)足基本功能的前提下，要保障承載重量結(jié)構(gòu)部件的通暢，盡量避免轉(zhuǎn)換器的使用，這樣有助于減少施工的步驟，而且節(jié)省了一部分的材料。同時(shí)，這樣的設(shè)計(jì)比加轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)更加穩(wěn)重，提高了建筑整體安全性。
二、關(guān)于建筑結(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
1.分階段優(yōu)化與壽命優(yōu)化。在限定時(shí)間內(nèi)，每一個(gè)項(xiàng)目工程都有使用的期限，而且在每一個(gè)環(huán)節(jié)中，都可以設(shè)計(jì)出多種方案以供參考與挑選。也就是說(shuō)，在每個(gè)階段，都可以對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員可在確定優(yōu)化方法的時(shí)候，可以將各個(gè)階段的性質(zhì)作為依據(jù)，從而優(yōu)化整體工程的壽命，并對(duì)建筑的施工質(zhì)量予以保障，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益能夠有所增加。
2.局部?jī)?yōu)化與整體優(yōu)化。復(fù)雜性與層次性是任何一個(gè)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)都具備的兩大特點(diǎn)。從復(fù)雜性方面來(lái)看，其主要包括零部件的選取、建筑原材料的選取以
及結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選取等內(nèi)容。從層次性方面來(lái)看，其主要包括建筑的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)體系以及安裝設(shè)計(jì)體系等，而在每一個(gè)體系之內(nèi)又包括了很多個(gè)下屬體系。在設(shè)計(jì)房屋建筑的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該優(yōu)化各個(gè)下屬的系統(tǒng)，沖破各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)，對(duì)工程進(jìn)行疊加。因此，在建筑任何房屋的時(shí)候，優(yōu)化的著眼點(diǎn)都應(yīng)該是整體而非局部。只有這樣，才能達(dá)到真正設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。
3.房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化設(shè)計(jì)。房屋地基作為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，為達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，首先需要確保其地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)規(guī)劃。隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，房屋地基設(shè)計(jì)也正根據(jù)其建筑成品的功能、具體形態(tài)不同，其對(duì)地基的具體標(biāo)準(zhǔn)要求也存在著強(qiáng)弱差異，基于房屋基礎(chǔ)地基設(shè)計(jì)更需要從其實(shí)際情況出發(fā)，設(shè)定好地基實(shí)際勘測(cè)計(jì)劃，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，秉承節(jié)省工程造價(jià)的原則，若地基設(shè)計(jì)主要以地樁為基礎(chǔ)，則需要根據(jù)實(shí)際受力情況，對(duì)不同材質(zhì)的地樁進(jìn)行考察，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。
4.對(duì)建筑主體上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行的科學(xué)性?xún)?yōu)化。房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)建立相應(yīng)的模型并進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化。整個(gè)過(guò)程最先一步就應(yīng)當(dāng)合理地設(shè)置剪力墻，保證剪力墻整體的質(zhì)量是均勻的，這樣能將樓層中平面剛度的中心點(diǎn)重合于樓層整體的結(jié)構(gòu)重心，從而減少地震或者風(fēng)力等對(duì)其的破壞性。在房屋建設(shè)時(shí)，如果條件允許，要盡可能地對(duì)剪力墻進(jìn)行大開(kāi)間的構(gòu)造，加長(zhǎng)剪力墻的墻肢長(zhǎng)度，這樣就能減少墻肢的數(shù)量，還能在符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上減少混凝土的使用。另外，剪力墻里的暗柱是拿一般性鋼材鑄造而成，如果采用較大的剪力墻就可以減少相對(duì)的鋼筋使用數(shù)量，減少相應(yīng)的成本。然而如果建筑的本身不具有相應(yīng)的條件，而且對(duì)于抗震抗壓的要求較高，就不得構(gòu)造過(guò)大的剪力墻。
5.選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型。將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要是為了在降低工程造價(jià)的基礎(chǔ)上，提升房屋建成后的整體效益。因此，需要選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型。常規(guī)設(shè)計(jì)中主要有三種房屋結(jié)構(gòu)形式，分別為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)及框架與剪力墻融合的結(jié)構(gòu)模型。第一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能較高，且并不需要較多材料的選用，第二中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于其柱截面較大會(huì)影響房屋內(nèi)部家具的布置，而第三種結(jié)構(gòu)綜合適應(yīng)能力較強(qiáng)，抗震效果好，且抗測(cè)力效果較為明顯。三種結(jié)構(gòu)類(lèi)型均有其自身存在的優(yōu)缺點(diǎn)，在選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案時(shí)同時(shí)需要從房屋實(shí)際需求出發(fā)，將造價(jià)與后期效益均納入考慮的范疇，據(jù)實(shí)際情況選擇最佳設(shè)計(jì)方案。
6.結(jié)構(gòu)優(yōu)化與建筑優(yōu)化保持協(xié)調(diào)。對(duì)于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要保證建筑的整體結(jié)構(gòu)與整體平面緊密配合，這樣能實(shí)現(xiàn)建筑本身的美觀(guān)與結(jié)構(gòu)的相應(yīng)合理性的效果。對(duì)于建筑系統(tǒng)來(lái)講要保證簡(jiǎn)潔，墻體與支柱不能有錯(cuò)位的現(xiàn)象，高度要與截面的面積相通。在樓體設(shè)計(jì)時(shí)，自身受力較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域，要選擇高強(qiáng)建材做為承重的材料，從而能夠更好地降低自重。對(duì)于整體來(lái)講要保證重心、剛心、質(zhì)心三者正確交疊，防止扭轉(zhuǎn)的狀況出現(xiàn)。
隨著我國(guó)人口的不斷增長(zhǎng)，一寸土地一寸金的情況在我國(guó)也一直持續(xù)著。土地價(jià)格的飛漲要求建設(shè)單位更加嚴(yán)格的控制建設(shè)成本，這也導(dǎo)致建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，而優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建設(shè)單位實(shí)現(xiàn)低投入高回報(bào)的有效途徑之一。此外，隨著對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)行的一系列宏觀(guān)調(diào)控，國(guó)家要求建筑設(shè)計(jì)單位進(jìn)一步響應(yīng)國(guó)家的四節(jié)一環(huán)保要求，在保證建筑外形美觀(guān)合理的情況下，提高建筑的使用舒適度。優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，是每個(gè)建筑設(shè)計(jì)單位均需要面臨的問(wèn)題之一，它是建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)的重要體現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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Abstract： Under the comprehensive analysis of demands and present situation of building structural design， this paper outlines the basic principles and specific measures of structural design， carries on analysis and summary combined with examples， forms a full range of building structural design application mode for involving modern technology application skills， such as concrete structural application of double-reinforced cement， the combination design of public space， the floor without beam structural characteristics， the foundation process of the basis construction and so on to solve the key and difficulty practical problems design applications. Through optimizing the design process for the structures of construction to better achieve the overall optimization of building structural design as well as achieve economic， scientific and rational design requirements.
關(guān)鍵詞： 房屋；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化；實(shí)踐應(yīng)用
Key words： house；structural design；optimization；practical application
中圖分類(lèi)號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）06-0108-02
0 引言
隨著經(jīng)濟(jì)多元化趨勢(shì)的不斷深入，在房屋建筑領(lǐng)域的發(fā)展空間中，對(duì)房屋建筑造型和建筑的整體功能有了全面的要求提升，不管是工業(yè)建筑還是民用的私人住宅建設(shè)等，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的藝術(shù)應(yīng)用和質(zhì)量把握成為了當(dāng)前著重考慮的因素，在全面構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性能的基礎(chǔ)上，尋求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用模式，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的本身設(shè)計(jì)有著重要的實(shí)際意義。
1 概述房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體觀(guān)念
1.1 精心選定設(shè)計(jì)方案 隨著建筑結(jié)構(gòu)形式的多樣化，在實(shí)際的建筑施工中，為了最大程度的滿(mǎn)足施工的需要，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始向著越來(lái)越裝拆簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便、承載性能強(qiáng)、使用安全可靠、適用經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的腳手架為例，有落地腳手架、挑架、爬架等之分。其中使用最普遍的腳手架是落地腳手架，它具有裝拆方便，搭設(shè)靈活，能適應(yīng)建筑平、立面變化等優(yōu)點(diǎn)，但是它的搭設(shè)高度受到一定的限制，并且因?yàn)樗哂兄苻D(zhuǎn)材料用量大，占用周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，很難滿(mǎn)足高層建筑施工的需求。
1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的類(lèi)型應(yīng)用 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)點(diǎn)上，側(cè)重點(diǎn)就是關(guān)于質(zhì)量，比如抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關(guān)因素，同時(shí)還包括對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的詳細(xì)了解和掌握，在鋼筋水泥的質(zhì)量要求、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí)，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結(jié)構(gòu)的類(lèi)型需要，如混凝土的含堿量不得超過(guò)3kg/m3、地下水類(lèi)型及標(biāo)高、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度、設(shè)計(jì)活荷載值、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類(lèi)別、材料等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí)、材料性能、施工質(zhì)量的特別要求等，是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的要素。
2 分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體原則
2.1 經(jīng)濟(jì)性建設(shè)原則 優(yōu)化技術(shù)是指在滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的同時(shí)，最大程度的減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資，最大限度的提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。通過(guò)采用優(yōu)化技術(shù)，材料的性能價(jià)值會(huì)得到最大化，建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元也會(huì)得到很好的協(xié)調(diào)，并且建筑規(guī)范所規(guī)定的安全度也會(huì)大大提高。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用 一般來(lái)說(shuō)在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)從以下五方面來(lái)考慮：適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀(guān)、便于施工，而建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法的應(yīng)用不僅可以滿(mǎn)足建筑美觀(guān)、造型優(yōu)美的要求，也能夠有效增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，它主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)量等方面。其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)又包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面，可以說(shuō)優(yōu)化設(shè)計(jì)涉及建筑結(jié)構(gòu)的很多方面。
在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注意很多的問(wèn)題，比如為了使建筑物不被水平荷載作用發(fā)生太大的扭轉(zhuǎn)，應(yīng)該在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)意圖的同時(shí)，盡可能的使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異等。
3 探討房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用方式
3.1 框剪設(shè)計(jì)的整體思路 框剪結(jié)構(gòu)集框架結(jié)構(gòu)布局靈活、剪力墻結(jié)構(gòu)剛度較大的優(yōu)點(diǎn)于一身，使得該種結(jié)構(gòu)體系具有較好的延性和整體性。目前框剪結(jié)構(gòu)已被廣泛的應(yīng)用于公用建筑、住宅等高層建筑中。在這個(gè)結(jié)構(gòu)的剪力墻可以單獨(dú)設(shè)置，也可以利用一些其他的墻體，比如電梯井、樓梯間等，此外，這個(gè)結(jié)構(gòu)還可以有效的提高側(cè)向剛度。在實(shí)際的建筑施工中，主要有剛性、剛?cè)帷⑷嵝缘炔煌膬r(jià)值計(jì)算方法，一般來(lái)說(shuō)選用哪種計(jì)算方法會(huì)根據(jù)抗震質(zhì)量的不同來(lái)進(jìn)行合理的選擇，比如為了改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，應(yīng)該注意場(chǎng)地的土質(zhì)類(lèi)別，對(duì)不同土質(zhì)采取不同的加剪力墻等。
3.2 復(fù)合地基形成法的技術(shù)提升 通過(guò)對(duì)被加固土體填充相應(yīng)的材料，改變土體的結(jié)構(gòu)，使土體被增強(qiáng)或被置換形成一定的增強(qiáng)體，由增強(qiáng)體和周?chē)鼗休d荷載，形成復(fù)合地基的一些地基處理方法。在建筑施工中，根據(jù)特殊地質(zhì)條件對(duì)地基承載力的要求，而選用不同的處理方法達(dá)到相應(yīng)要求。比如通過(guò)填充砂和石料深入土體，被置換或擠密，從而達(dá)到提高承載力的目的等。
3.3 多層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在多層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，全面把握設(shè)計(jì)的主要點(diǎn)，分析梁柱以及剛接或者鉸接相連促成的承載重量體系，在依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和文件的前提下，全面把握設(shè)計(jì)圖紙的客觀(guān)需要，同時(shí)加強(qiáng)規(guī)范性施工和管理，讀懂并理解設(shè)計(jì)圖紙中的每一項(xiàng)內(nèi)容，達(dá)到按圖紙施工、依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的目的，作好技術(shù)交底。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求，可以采用現(xiàn)澆式框剪設(shè)計(jì)，就是通過(guò)梁、柱、樓蓋的現(xiàn)澆鋼筋水泥混凝土結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，提升抗震能力，在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中可以廣泛應(yīng)用；同時(shí)，還可以采用預(yù)制裝配式設(shè)計(jì)，就是指梁、柱、樓板均為預(yù)制，這樣可以減少工程的難度，提高工程的速度，但是，整體建筑質(zhì)量的性能不是很強(qiáng)，抗震效果、漏水系統(tǒng)等會(huì)有一定的偏差，可以結(jié)合地質(zhì)條件進(jìn)行考慮。
3.4 框架梁、柱箍筋間距的優(yōu)化 對(duì)不同抗震等級(jí)的框架梁，柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規(guī)定。側(cè)重點(diǎn)就是關(guān)于質(zhì)量，比如抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關(guān)因素，同時(shí)還包括對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的詳細(xì)了解和掌握，在鋼筋水泥的質(zhì)量要求、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí)，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結(jié)構(gòu)的類(lèi)型需要，如混凝土的含堿量不得超過(guò)3kg/m3、地下水類(lèi)型及標(biāo)高、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度、設(shè)計(jì)活荷載值、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類(lèi)別、材料等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí)、材料性能、施工質(zhì)量的特別要求等，是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的要素。
4 結(jié)語(yǔ)
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)活，無(wú)論是從建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求出發(fā)還是建筑本身的特點(diǎn)出發(fā)，在充分考慮地質(zhì)條件、施工手段、技術(shù)應(yīng)用、質(zhì)量管理等綜合因素的基礎(chǔ)上，力求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際發(fā)展相融合，形成和諧性的發(fā)展模式，整體推進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際施工的方法應(yīng)用相結(jié)合，更好的提升工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化法；房屋結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)應(yīng)用
在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，建筑市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也不斷加大，企業(yè)為了能夠在這樣激烈的競(jìng)爭(zhēng)下依然穩(wěn)步的發(fā)展，就要不斷的進(jìn)行革新，對(duì)施工設(shè)計(jì)及方法進(jìn)行深入探究，建設(shè)出既美觀(guān)又安全的建筑，滿(mǎn)足人們的需求，才能在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的機(jī)制下立于不敗之地。在建筑建設(shè)時(shí)投入較大的部分是建筑結(jié)構(gòu)方面的資金投入，為了減少這部分的投入需要不斷的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在確保建筑質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)劃，制定建設(shè)方案，合理的安排施工項(xiàng)目，把控施工的整體結(jié)構(gòu)，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。下面即是從結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性和應(yīng)用兩個(gè)方面入手，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和討論，借此為相關(guān)工作者提高參考。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性
如今，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建筑土地資源越來(lái)越緊缺，因此高層或超高層住房將成為城市住宅的發(fā)展方向，相較于傳統(tǒng)的建筑模式，高層建筑等新型建筑的建設(shè)具有更大的難度，這就要求相關(guān)的施工建設(shè)人員應(yīng)該重視房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題，在減少資金投入的同時(shí)，進(jìn)行細(xì)致的建筑設(shè)計(jì)方案規(guī)劃，運(yùn)用新技術(shù)和新理念，建設(shè)出既安全又經(jīng)濟(jì)的建筑。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出合理的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少建設(shè)資金投入，與沒(méi)有進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的建筑相比采用優(yōu)化法進(jìn)行優(yōu)化后的建筑能夠節(jié)省10%～20%的建設(shè)費(fèi)用。不過(guò)，在實(shí)際的施工建設(shè)過(guò)程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施往往不是一帆風(fēng)順的，可能因?yàn)槎喾矫娴南拗贫y以進(jìn)行。首先，很多施工單位都會(huì)因?yàn)橼s工程進(jìn)度，而不顧施工質(zhì)量，對(duì)于房屋設(shè)計(jì)的缺陷不予及時(shí)的優(yōu)化處理，而對(duì)最后的建筑質(zhì)量造成影響。其次，還有一些施工建設(shè)人員自身經(jīng)驗(yàn)不足、專(zhuān)業(yè)素質(zhì)不高，無(wú)法進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化。最后，還因?yàn)橐恍┦┕そㄔO(shè)人員和設(shè)計(jì)人員只注重建筑的部分建設(shè)，而忽視建筑的整體設(shè)計(jì)，不能準(zhǔn)確的制定工程預(yù)案，影響建筑整體的造價(jià)。對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠合理的規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)，減少工程資金投入，房屋結(jié)構(gòu)各個(gè)方面整合起來(lái)，保證建筑質(zhì)量，為人們提供經(jīng)濟(jì)安全的住房。
2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用
2.1 整體優(yōu)化和局部?jī)?yōu)化
建筑設(shè)計(jì)都有一定的層次和復(fù)雜性，首先從層次性方面來(lái)說(shuō)，其一般包含建筑的設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)體系及安裝設(shè)計(jì)體系等，而每一個(gè)體系內(nèi)還有很多分支體系。相關(guān)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況參照不同分支體現(xiàn)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，逐步攻克難關(guān)，完成整個(gè)工程；其次從復(fù)雜性方面來(lái)說(shuō)，其一般包含建筑原料選取、零部件選取、結(jié)構(gòu)類(lèi)型選取等內(nèi)容。因此，無(wú)論是什么樣的房屋建筑，都可以從整體分層、細(xì)化的進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)。
2.2 分階段優(yōu)化
在一個(gè)工程項(xiàng)目中每一環(huán)的建設(shè)都是相互關(guān)聯(lián)的，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有自己的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行分階段的優(yōu)化有利于整體工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效的保證建筑的施工質(zhì)量，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。
2.3 樁基礎(chǔ)優(yōu)化
灌注樁和預(yù)制樁是樁基礎(chǔ)的兩種類(lèi)型。灌注樁是施工的重點(diǎn)項(xiàng)目之一，其施工時(shí)過(guò)程復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，難以把控質(zhì)量。所以，在沉降符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行預(yù)制樁施工法，結(jié)合深層樁基，加大土壤對(duì)樁身的摩擦，并選用長(zhǎng)度的預(yù)制樁。
2.4 上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化
對(duì)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，首先需要將剪力墻進(jìn)行合理布置。具體做法是讓剪力墻質(zhì)量保持均勻，使得對(duì)稱(chēng)樓層平面中心和同樓層結(jié)構(gòu)重心重疊在一起，減小地震、勁風(fēng)等外部作用力的影響。在房屋類(lèi)型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的情況下，要應(yīng)用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造，適當(dāng)?shù)脑鲩L(zhǎng)剪力墻墻肢，減少墻肢數(shù)量，降低混凝土應(yīng)用。其次因?yàn)榧袅Φ陌抵ǔ６疾捎玫氖卿摻睿@樣就可以應(yīng)用大開(kāi)間剪力墻來(lái)減少鋼筋的數(shù)量。不過(guò)，在建筑場(chǎng)地地質(zhì)復(fù)雜或較差的情況下，不能削減鋼筋數(shù)量，這時(shí)就不適合運(yùn)用大開(kāi)間剪力墻構(gòu)造。
2.5 建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)優(yōu)化
房屋建筑設(shè)計(jì)還要在確保建筑結(jié)構(gòu)不受影響的情形下和整體平面保持緊密配合，真正的實(shí)現(xiàn)美觀(guān)、安全。建筑柱及墻布置，需要和房屋建筑平面的基本功能需求相一致，統(tǒng)一各個(gè)房間進(jìn)深以及開(kāi)間大小。簡(jiǎn)化建筑系統(tǒng)，避免出現(xiàn)墻與柱錯(cuò)位的現(xiàn)象，保持每一層的高度和截面面積相同。還要注意的是在進(jìn)行樓體或電梯設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要在一些應(yīng)力集中或受力方向較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域進(jìn)行加固，采用承重能力較強(qiáng)的建筑材料，而在一些非承重構(gòu)建結(jié)構(gòu)中運(yùn)用材質(zhì)相對(duì)較輕的建筑材料，合理布局整體的建筑結(jié)構(gòu)，減輕其自重，保證重心、剛心及質(zhì)心交疊，避免扭轉(zhuǎn)情況的出現(xiàn)，保障整體建筑在合理布局的規(guī)劃下進(jìn)行施工建設(shè)。
2.6 排水結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)優(yōu)化
在工程建設(shè)中建筑的給排水專(zhuān)用房里面往往會(huì)有很多機(jī)械設(shè)備，這樣會(huì)加大其負(fù)荷量，因此需要盡量把水泵安置于地下室中。值得注意的是排水房間中的管道數(shù)量較多，且大小不一、粗細(xì)不同，所以要在樓板上加固穿孔位，預(yù)留符合標(biāo)準(zhǔn)的孔洞，盡量不要設(shè)置會(huì)影響水平方向管線(xiàn)貫穿柱和建筑梁結(jié)構(gòu)的孔洞。如果管道貫穿的是房屋的承重墻，還應(yīng)該注意對(duì)墻體進(jìn)行加固和維護(hù)。盡可能確保結(jié)構(gòu)的布設(shè)同管網(wǎng)體系相協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)管道繞柱或梁的狀況。
2.7 結(jié)構(gòu)同電氣的協(xié)調(diào)優(yōu)化
如果用導(dǎo)線(xiàn)的形式將電氣的管線(xiàn)安裝于金屬管外部或墻體、樓板處，那么就會(huì)加大施工難度。因此，在管線(xiàn)貫穿建筑梁的情況下，需要在保證墻體厚度的同時(shí)在建筑梁上打孔，并要保證墻體一側(cè)平面和建筑梁齊平，不能讓管線(xiàn)暴露在墻體外。
3 結(jié)束語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō)，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，不但能夠減少工程預(yù)算，而且可以確保建筑自身的功能。同時(shí)，需要注意的是建筑企業(yè)及開(kāi)發(fā)商絕對(duì)不能只追求經(jīng)濟(jì)利益而不顧建筑質(zhì)量，不能為了使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最大化而削弱技術(shù)性能、縮減建材的質(zhì)量。需要明確房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化的最終目的是在保障建筑的功能和質(zhì)量基礎(chǔ)上增加企業(yè)收益，因此相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)人員就要不斷提高自身的專(zhuān)業(yè)水平，運(yùn)用新的技術(shù)，設(shè)計(jì)合理的方案，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建設(shè)安全經(jīng)濟(jì)的房屋。
