王斌

摘 要：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的逐步提高，人們的生活質(zhì)量也在不斷的提升，人們對(duì)居住環(huán)境和房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)格都有了更高的要求。并且，現(xiàn)代建筑業(yè)的快速發(fā)展，使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加的多樣化，不同設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)悄然走入人們的視野中，建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)主體也開(kāi)始逐漸的重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的使用，以此來(lái)逐漸滿(mǎn)足人們?nèi)找嫘枨蟮亩鄻踊统鞘谢牟椒ァ＝ㄖY(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于設(shè)計(jì)師和建筑業(yè)本身來(lái)講，既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。當(dāng)今的建筑市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益的激烈，只有通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不斷跟上社會(huì)發(fā)展的步伐，滿(mǎn)足人們的需求，才能在競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)地位。本文將從建筑行業(yè)目前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的常見(jiàn)問(wèn)題入手，并闡述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的重要性，進(jìn)而著重分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；優(yōu)化；應(yīng)用

1 前言

建筑市場(chǎng)在迎來(lái)各種發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，也面臨著異常激烈的競(jìng)爭(zhēng)。建筑企業(yè)面臨著前所未有的壓力，業(yè)主對(duì)新建筑提出了實(shí)用性、美觀(guān)性、安全性等要求，為了能在建筑市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟，企業(yè)就需要認(rèn)真研究業(yè)主提出的要求，從施工和設(shè)計(jì)上進(jìn)行滿(mǎn)足。在房屋建筑領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)、研究、投入和要求都是最重要的，也是投入占比較高的部分。持續(xù)抓好房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)行優(yōu)化可以最大限度的提高安全系數(shù)，進(jìn)一步樹(shù)立企業(yè)品質(zhì)形象，還可以減少因?yàn)樵O(shè)計(jì)規(guī)劃不合理而投入的項(xiàng)目資金，能減少企業(yè)的成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，無(wú)論是從激烈的市場(chǎng)環(huán)境、業(yè)主的要求還是企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)說(shuō)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化都是非常有必要的。

2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的理論含義

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，主要體現(xiàn)在房屋建筑結(jié)構(gòu)工程的整體優(yōu)化和房屋建筑結(jié)構(gòu)工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化，主要是對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造、屋蓋系統(tǒng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)方案上的設(shè)計(jì)優(yōu)化，設(shè)計(jì)時(shí)盡可能考慮到相應(yīng)結(jié)構(gòu)的選型、布置、受力、造價(jià)等方面問(wèn)題，在工程實(shí)際中結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)適用性和建筑美感，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。在房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要盡量減少房屋剛度中心與質(zhì)量中心的相關(guān)性差異，同時(shí)房屋建筑的整體平面要保持規(guī)則性和對(duì)稱(chēng)性，而且在滿(mǎn)足房屋建筑基本功能的前提下，在房屋建筑垂直方向的設(shè)計(jì)上，要盡量讓相同方向的相應(yīng)承重構(gòu)件上下相通，充分考慮剛度要求，使剛度逐漸變化而避免突變以避免嚴(yán)重影響房屋建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平方向上的對(duì)建筑物本身的動(dòng)力載荷作用，同時(shí)要盡可能減少結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層以降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度。

3 目前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的常見(jiàn)問(wèn)題

3.1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不利于低碳環(huán)保

目前很多建筑商在設(shè)計(jì)建筑的房間朝向、樓間距或者自然采光等方面都缺乏優(yōu)化合理的設(shè)計(jì)方法。如果自然采光條件差，在我國(guó)北方城市，冬季就會(huì)增加一些散熱的電氣設(shè)備的使用。綠色低碳建筑本身的特點(diǎn)以及性能決定其自身涉及的綠色低碳的建筑理念，使得它的整個(gè)建筑系統(tǒng)都盡量采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，將自然界的力量和能源應(yīng)用到建筑的設(shè)計(jì)中，例如優(yōu)化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：在房屋室內(nèi)設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)結(jié)合實(shí)際利用當(dāng)?shù)刈匀伙L(fēng)的走向、自然采光的布局、以及新型能源等，在整個(gè)建筑物的系統(tǒng)中，都會(huì)體現(xiàn)出綠色、環(huán)保、低碳的設(shè)計(jì)理念。在施工材料的選擇上，盡可能的選擇符合國(guó)家建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料，甲醛的含量降低在不會(huì)或盡可能不對(duì)人體造成傷害的范圍，在周?chē)^(qū)的環(huán)境、綠化的設(shè)計(jì)、自然通風(fēng)等，都能夠?qū)κ褂谜邘?lái)環(huán)保、低碳的健康體驗(yàn)。

3.2 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)千篇一律，不具備針對(duì)性

目前很多開(kāi)發(fā)商認(rèn)為已有的經(jīng)驗(yàn)非常豐富，盲目的自信就導(dǎo)致沒(méi)有對(duì)實(shí)際的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘探，就進(jìn)行施工，這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)必然是不夠完美的。建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂驐l件和人們喜好進(jìn)行設(shè)計(jì)。南方和北方的氣候條件差異較大，要根據(jù)實(shí)際的需求進(jìn)行合理的施工。與此同時(shí)，要根據(jù)建筑物周?chē)牡匦?、周?chē)慕ㄖ锏群侠淼乜紤]采光度來(lái)進(jìn)行施工。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 在整體和局部上的優(yōu)化

對(duì)于建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)而言，通常都包含兩類(lèi)特點(diǎn)，即復(fù)雜性與層次性特征。其中，復(fù)雜性特征包括：在零部件選取、建筑原料選取與結(jié)構(gòu)類(lèi)型選取等幾個(gè)方面；層次性特征主要在建筑設(shè)計(jì)體系、建筑結(jié)構(gòu)體系與安裝設(shè)計(jì)體系這幾個(gè)方面有著充分的體現(xiàn)。在這之中，每個(gè)獨(dú)立的前提下都包含較多的、具有差異性特征的下屬體系，將橫向關(guān)聯(lián)沖破，來(lái)達(dá)到工程疊加的目標(biāo)。房屋建筑需要實(shí)施局部?jī)?yōu)化操作，在此期間必須注重整體全面優(yōu)化工作實(shí)施，只有這樣，才能夠確保實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面的目標(biāo)。

4.2 分階段優(yōu)化和壽命優(yōu)化

在實(shí)際施工過(guò)程中，每一個(gè)項(xiàng)目工程均在限定的建設(shè)期限中，每一項(xiàng)技術(shù)環(huán)節(jié)都有很多相關(guān)的操作計(jì)劃及方案，在各階段施工過(guò)程中均能進(jìn)行實(shí)際的改造和開(kāi)發(fā)。建筑企業(yè)中，每一位施工技術(shù)人員都需秉持認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的各環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格篩選和匹配，要求其技術(shù)類(lèi)型滿(mǎn)足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際規(guī)劃。對(duì)整體工程的壽命進(jìn)行優(yōu)化，可保證建筑的施工質(zhì)量和安全性，從而提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)效益。

4.3 在樁基礎(chǔ)方面實(shí)施優(yōu)化

樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，大致可分為預(yù)制柱及灌注粧兩種類(lèi)型。但灌注粧在進(jìn)行實(shí)際的施工過(guò)程中，技術(shù)人員難以對(duì)其進(jìn)行實(shí)際的技術(shù)掌控，且操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，具有反復(fù)的周期性，因此一旦沉降符合既定標(biāo)準(zhǔn)，

技術(shù)施工人員應(yīng)利用預(yù)制樁，并采取相關(guān)的手段進(jìn)行施工和管理。一般情況下，樁基在深入和完善的過(guò)程中，當(dāng)?shù)仄づc基樁之間的摩擦力增加時(shí)，技術(shù)人員可選擇長(zhǎng)度不同的基樁以配合施工的順利實(shí)施。

4.4 對(duì)結(jié)構(gòu)與建筑保持協(xié)調(diào)優(yōu)化

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，必須要盡最大努力來(lái)確保建筑整體平面與整體結(jié)構(gòu)可以緊密配合，從而確保能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)合理與造型美觀(guān)的目標(biāo)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需盡量確保建筑系統(tǒng)能夠保持簡(jiǎn)潔特征，不能發(fā)生墻和柱錯(cuò)位等問(wèn)題，同時(shí)還需要保證每一層的截面與高度保持相同的狀態(tài)。在對(duì)建筑內(nèi)部電梯與樓梯設(shè)計(jì)期間，需選擇具有高強(qiáng)特征的建材作為相應(yīng)的承重構(gòu)件，以達(dá)到降低自重的目標(biāo)。對(duì)于建筑的整體布局，其重心、質(zhì)量和剛心須盡量確保能夠交疊，以此來(lái)有效的避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。

4.5 上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

例如剪力墻建筑的設(shè)計(jì)中，建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行實(shí)際建立模型計(jì)算時(shí)，需對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型的構(gòu)建和優(yōu)化，采取科學(xué)合理的剪力墻結(jié)構(gòu)，提升建筑的抗震和抗風(fēng)的能力。如條件允許，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可通過(guò)最大程度地應(yīng)用大開(kāi)間剪力墻結(jié)構(gòu)，增加整個(gè)墻體的肢長(zhǎng)，這樣不僅能夠減少墻肢的使用數(shù)量，也能在保證建筑整體風(fēng)格和質(zhì)量的前提下，節(jié)約成本，減少支出。但若建筑所處環(huán)境條件和地質(zhì)情況不樂(lè)觀(guān)，而且建筑對(duì)抗震性能的要求又較高時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員則需換一種設(shè)計(jì)理念，不采用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造，采取其他結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的有效開(kāi)展而言，相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以說(shuō)是比較重要的一個(gè)方面，其能夠有效提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)效性，促使其能夠在后續(xù)施工建設(shè)中得到有序落實(shí)，并且也能夠在長(zhǎng)期應(yīng)用中發(fā)揮出較強(qiáng)功能，值得進(jìn)行高度關(guān)注。

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