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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

林世寧

(海南經(jīng)典環(huán)保工程有限公司 570216)

建筑結(jié)構(gòu)對(duì)建筑物起到了支撐性作用，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)逐漸引起了建筑設(shè)計(jì)部門(mén)的重視，采用合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以節(jié)省大量的結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)，同時(shí)還能節(jié)省大量資金，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該積極利用現(xiàn)代化科技手段，形成科學(xué)的建筑設(shè)計(jì)方案，最終達(dá)到滿(mǎn)足建筑設(shè)計(jì)的適用性和經(jīng)濟(jì)性。文章主要針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，僅供參考。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)；建筑結(jié)構(gòu)

隨著近年來(lái)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也得到了如火如荼的發(fā)展，人們開(kāi)始對(duì)建筑工程建設(shè)提出了很多新的需求，因此進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化很有必要。建筑設(shè)計(jì)部門(mén)及建筑方必須對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)引起重視，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅是一種全面的工作，同時(shí)還要保證建筑物在感官上的協(xié)調(diào)性，滿(mǎn)足建筑安全系數(shù)等。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)具備相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，這樣才能使建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，很多新的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到建筑行業(yè)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須利用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念及手段，才能實(shí)現(xiàn)使用空間的最大化，此外，還要綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)件之間的空間布局。

1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念

所謂建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是將建筑師、工程師的思想按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)的過(guò)程。實(shí)際上建筑結(jié)構(gòu)語(yǔ)言是結(jié)構(gòu)師對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行總結(jié)以后得到的結(jié)構(gòu)元素。

1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重要內(nèi)容

結(jié)構(gòu)元素不僅包括建筑物基礎(chǔ)、墻面及地面，同時(shí)還包括建筑柱體、房梁結(jié)構(gòu)，此外還有豎向、橫向的抗力及承重體系等，將建筑物荷載運(yùn)用最為直接的方式傳遞到基礎(chǔ)上，這就是所謂的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用和實(shí)踐價(jià)值

2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用價(jià)值

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化具體體現(xiàn)在建筑總體及局部設(shè)計(jì)中，在建筑分布設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化起到了非常關(guān)鍵的作用，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)方案、房屋建設(shè)及維護(hù)方案等部分優(yōu)化設(shè)計(jì)工作都離不開(kāi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在整個(gè)建筑優(yōu)化過(guò)程中，重點(diǎn)在于結(jié)合工程實(shí)際情況展開(kāi)合理的分析和總結(jié)，將優(yōu)化的整理理念應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作中，在相關(guān)規(guī)定要求得到充分滿(mǎn)足的前提下，展開(kāi)基于經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終達(dá)到提升工程經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)踐價(jià)值

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作中，應(yīng)該著眼于長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，在整體建筑結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，不能只顧眼前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)的利益，這樣很容易會(huì)在使用過(guò)程中造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)失衡。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的影響下，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以將工程造價(jià)成本降低到5%~30%，然而在實(shí)際結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，充分利用材料的性能、協(xié)調(diào)好各部門(mén)關(guān)系，這樣才能達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、適用的目標(biāo)。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1利用圖紙?jiān)敿?xì)表現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)

建筑設(shè)計(jì)圖紙必須將建筑結(jié)構(gòu)詳盡的表現(xiàn)出來(lái)，并將其作為后續(xù)建筑施工中的主要參考依據(jù)。一旦設(shè)計(jì)圖紙中出現(xiàn)了問(wèn)題，整個(gè)建筑施工過(guò)程都會(huì)受到影響，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須對(duì)建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)負(fù)起責(zé)任，嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范展開(kāi)設(shè)計(jì)，不能盲目的為了追求設(shè)計(jì)工作效率而省略標(biāo)注環(huán)節(jié)，同時(shí)，在設(shè)計(jì)圖紙過(guò)程中，比較細(xì)微、繁雜的地方應(yīng)該進(jìn)行細(xì)致的標(biāo)注，這樣可以避免在以后的施工中出現(xiàn)一些麻煩。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)師在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成以后，應(yīng)仔細(xì)檢查設(shè)計(jì)的圖紙情況，審核其中是否存在一些錯(cuò)誤或者問(wèn)題，如果發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤或者問(wèn)題，應(yīng)馬上進(jìn)行改正，這樣可以避免損失的發(fā)生。

3.2合理選擇及運(yùn)用建筑材料

首先，應(yīng)結(jié)合建筑材料特點(diǎn)選擇材料，在保證材料質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，降低材料浪費(fèi)及損失的發(fā)生，對(duì)所有建筑材料進(jìn)行充分利用。其次，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)給出多種設(shè)計(jì)方案，這樣可以更好的在不同方案中選擇合理的設(shè)計(jì)方案，不僅可以充分保證建筑物質(zhì)量，同時(shí)還能提升建筑安全系數(shù)，推動(dòng)建筑業(yè)的快速發(fā)展。

3.3進(jìn)行仔細(xì)的地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地基對(duì)建筑質(zhì)量起到了重要的保證性作用，同時(shí)在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也是比較關(guān)鍵的部分。在地基設(shè)計(jì)工作中，地基因素是非常需要注意的問(wèn)題，同時(shí)在地基設(shè)計(jì)過(guò)程中還要對(duì)房屋承載力、水文地質(zhì)條件、區(qū)域抗震性等因素進(jìn)行考慮，展開(kāi)綜合協(xié)調(diào)與處理。所以，在地基設(shè)計(jì)工作中必須進(jìn)行認(rèn)真的研究，并在此基礎(chǔ)上選擇最為可靠、經(jīng)濟(jì)的形式。一般情況下，如果基礎(chǔ)寬度為2.5m，這時(shí)首先應(yīng)考慮四核土條形基礎(chǔ)、灰土條形基礎(chǔ)等基礎(chǔ)類(lèi)型；如果基礎(chǔ)寬度在2.5m以上，則需選擇柔性強(qiáng)一些的基礎(chǔ)類(lèi)型。當(dāng)建筑物承載較大，沒(méi)有設(shè)計(jì)地下室的情況下，應(yīng)該首先判斷其結(jié)構(gòu)類(lèi)型是怎樣的結(jié)構(gòu)，如果為內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，則應(yīng)選擇十字型地基或者交叉梁形式，通過(guò)利用這種方式可以強(qiáng)化地基強(qiáng)度，從而避免不均勻沉降的出現(xiàn)。

3.4充分重視承重墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

承重墻設(shè)計(jì)在房屋建筑設(shè)計(jì)中也非常關(guān)鍵，從理論上來(lái)說(shuō)，承重墻越多其建筑規(guī)模也就越大，但是實(shí)際操作過(guò)程直播呢個(gè)，如果承重墻過(guò)多與現(xiàn)代建筑審美設(shè)計(jì)理念是完全不符的，所以，承重墻設(shè)計(jì)應(yīng)該以保證建筑安全性為基礎(chǔ)，同時(shí)盡量減小建筑結(jié)構(gòu)規(guī)模，但是不能取代的承重墻，應(yīng)該盡量提升墻體的抗剪強(qiáng)度，注意承重墻材料的要求也比較高，要求強(qiáng)度、穩(wěn)定性都非常高，還要提升承重墻的抗震性，這樣才能保證建筑物的耐久性及穩(wěn)定性。

3.5綜合展開(kāi)地梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地梁的設(shè)置目的在于保證地梁和基礎(chǔ)的銜接性，同時(shí)還可以對(duì)基礎(chǔ)起到拉接作用，實(shí)時(shí)調(diào)整地基出現(xiàn)的不均勻沉降現(xiàn)象。當(dāng)建筑基礎(chǔ)埋置比較深時(shí)，框架柱和地梁之間需要連接，才能降低建筑框架柱的計(jì)算高度。地梁受力程度、受力狀態(tài)和其他類(lèi)型框架梁之間存在一定區(qū)別，因此，在外部荷載力的影響下，地梁梁柱可能會(huì)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，由于受到周邊土質(zhì)的限制，一些荷載力可能會(huì)利用底部土質(zhì)反饋到地基上，同時(shí)另外一部分荷載力可能會(huì)通過(guò)傳遞影響框架柱，進(jìn)而出現(xiàn)應(yīng)力現(xiàn)象。

3.6展開(kāi)準(zhǔn)確的地下室外墻設(shè)計(jì)

在建筑物整體結(jié)構(gòu)中，地下室外墻算得上是其根基，對(duì)整個(gè)建筑物起到了重要的支撐性作用。因此，如果地下室外墻設(shè)計(jì)過(guò)程中存在不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，整個(gè)建筑物可能都會(huì)失去穩(wěn)定性。所以，在地下室外墻設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先應(yīng)綜合考量建筑物質(zhì)量，然后再對(duì)地質(zhì)情況及下水位等因素進(jìn)行進(jìn)一步考慮。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，建筑是凝固的藝術(shù)，結(jié)構(gòu)師必須在保證建筑結(jié)構(gòu)安全性的前提下，用于應(yīng)用新的設(shè)計(jì)理念和手段，將建筑師的設(shè)計(jì)意圖充分展現(xiàn)出來(lái)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須在滿(mǎn)足建筑師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上，盡量縮小質(zhì)量與剛度的差異，使建筑在水平荷載影響下不會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。從豎向布置上來(lái)看，應(yīng)該在滿(mǎn)足功能要求的前提下，使豎向承重構(gòu)件可以上下貫通，減小結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上遇到的困難。近年來(lái)我國(guó)城市進(jìn)程不斷推進(jìn)，只有不斷提升建筑物質(zhì)量，才能充分滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，所以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)很有必要。

[1]范國(guó)興. 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)用研究[J]. 雞西大學(xué)學(xué)報(bào),2014,v.1408:23-25.

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[3]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,No.9510:18-19.

[4]鄭智垚,樂(lè)肖軍. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2011,No.19404:98.

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1007-6344（2017）06-0068-01