史婷婷

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一、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的必要性

為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標，設(shè)計師必須通過理性地分析建筑結(jié)構(gòu)來優(yōu)化設(shè)計，使用理性的想法和優(yōu)化方法來有效地控制建筑成本，并滿足投資者的經(jīng)濟需求。

根據(jù)之前的設(shè)計優(yōu)化經(jīng)驗，設(shè)計優(yōu)化通常會比傳統(tǒng)的設(shè)計方法降低5-30%的成本。但在實際工程設(shè)計中，許多因素限制了優(yōu)化設(shè)計的實現(xiàn)和實現(xiàn)。例如，工程項目設(shè)計的進步要求使設(shè)計師完全忽略了設(shè)計設(shè)計優(yōu)化的要求；此外，由于知識水平有限，年輕設(shè)計師做設(shè)計軟件來優(yōu)化項目，更不用說了解其缺乏有效合理的優(yōu)化設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計多數(shù)所謂總設(shè)計，忽視地方部位結(jié)構(gòu)方案設(shè)計一般不考慮復(fù)合解決成本控制。

在這方面，為了降低建筑成本，設(shè)計師必須在設(shè)計過程中進行優(yōu)化，只有有效的技術(shù)和經(jīng)濟效益組合，通過合理優(yōu)化開發(fā)方案，為降低建筑價格創(chuàng)造更廣泛的社會效益。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法

（一）概念設(shè)計優(yōu)化

對于同一個建筑項目，可以有不同的方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計；我們的分析項目，由于參數(shù)對不同貨物的材料可能導(dǎo)致所有值，不同建筑結(jié)構(gòu)細節(jié)方法也不是唯一的，這要求我們設(shè)計師根據(jù)自己多年的經(jīng)驗和理論，以及實際情況自主判斷，電腦無法解決這一問題的不確定。但我們的判斷也只能建立在主觀概念設(shè)計的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)設(shè)計法的指導(dǎo)下，這是一個不同設(shè)計過程的選擇過程。

（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化分解法

方法是將建筑設(shè)計優(yōu)化問題分解為更小的子問題，如基礎(chǔ)、屋頂、梁、柱等，優(yōu)化過程分為兩個層次。第一級是對不同子問題的個性化優(yōu)化。在這一點上，不同類型的結(jié)構(gòu)，如框架、梁、柱子，特別是不同類型的優(yōu)化問題可以單獨應(yīng)用。第二層是對第一級子問題優(yōu)化方法的綜合調(diào)整。經(jīng)過幾個周期，每個周期都可以優(yōu)化。這種方法的優(yōu)化過程收斂良好，計算工作較少。

（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計的變換分析優(yōu)化求解法

這種方法是優(yōu)化目標作為優(yōu)化的基礎(chǔ)，分析影響結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的不同因素，從而制定旨在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計的模式或方向。然后通過優(yōu)化方法進行優(yōu)化，導(dǎo)致了整體結(jié)構(gòu)的完全優(yōu)化。

（四）借助計算機進行準確的結(jié)構(gòu)計算

計算機結(jié)構(gòu)綜合設(shè)計方案的持續(xù)改進和全面應(yīng)用使結(jié)構(gòu)工程工程師能夠從復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計算中解脫出來。工程師可以通過計算機進行可靠的分析、概念、經(jīng)驗和評估，在許多計算之后，計算機將結(jié)構(gòu)設(shè)計進行更理性和更經(jīng)濟的比較和修正。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的要點

（一）加強設(shè)計中房屋建筑結(jié)構(gòu)形式的選用

不同的建筑類別和功能要求從石墻和較低的墻壁開始根據(jù)配置來定義。

1.加強砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計

就像結(jié)構(gòu)的承重和側(cè)面組成磚一樣，它的平面更靈活，但不是為跳躍結(jié)構(gòu)設(shè)計的，以排除更大的笨重結(jié)構(gòu)。開放門窗的寬度不得超過2.1米，縱向墻的數(shù)量不得少于3米，以便適當?shù)販p少鋼筋的建造。

2.加強底部框架剪力的設(shè)計

底框剪力墻架部結(jié)構(gòu)由抗側(cè)力于向豎不構(gòu)件，使得連續(xù)設(shè)計中受力平衡容易出現(xiàn)，因此題問對筑建面較平裁要求嚴格。香港法院承墻重放盡量在框架梁上，如果在次梁出現(xiàn)放上裁體，應(yīng)加墻時該次梁、大架梁、框梁主筋配加裁，裁板厚處樓該厚板樓結(jié)構(gòu)一起度不隨層錯能，便只在板上有樓輕質(zhì)填實現(xiàn)材料裁方式才可設(shè)計型戶。仲裁中宜讓大房間布置在臨衛(wèi)生間，面街、廚房小間房等布置在背面，這樣方臨面柱便街網(wǎng)裁布置等。

（二）加強剪力墻的設(shè)計

在堅固的墻壁結(jié)構(gòu)中連接梁的設(shè)計是關(guān)鍵。級聯(lián)墻由連接橫梁的交叉壁組成，增加了四肢的限制。橫梁切割程度的增加也會增加結(jié)構(gòu)的地震效應(yīng)，從而增加橫梁和肢體的內(nèi)部分布力，同時增加結(jié)構(gòu)部件的筋膜數(shù)量，而這些部件似乎不可避免地會消耗材料。

因此，沒有一個有經(jīng)驗的設(shè)計師會在窗戶下使用達根作為懸掛裝置，而梁的設(shè)計將有一個更小、更弱的橫梁。同時，在執(zhí)行結(jié)構(gòu)剛性和變形要求時，應(yīng)考慮到經(jīng)濟方面和阻力、扭曲和合理地放置抗性成分。很明顯，墻上的傷口越多，阻力就越大，相應(yīng)的偏移就會減少，但是隨著反側(cè)力的增加，構(gòu)造地震學(xué)力就會增強，這對結(jié)構(gòu)的價格控制是有害的。因此，應(yīng)根據(jù)周長均勻、對稱和分散化的原則，合理地放置陡峭的墻，盡量減少諸如水平偏差限制等尖銳墻的數(shù)量。

（三）細部的優(yōu)化設(shè)計

1.關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板挑板的陽角問題

陽的面積可以切成直角或斜角。如果底部的鋼筋是雙向的，并且在懸掛的部分保持不變，那么陽的角度不應(yīng)該增加輻射鋼筋。

2.關(guān)于箱、筏基礎(chǔ)底板的挑板問題

雖然這個板塊不應(yīng)該用選擇板來計算，但問題當然不是絕對的，因為當?shù)叵率矣袔讓訕菚r，窗戶和格柵的隔板密度更大，并且有彈性的隔板可以連接到內(nèi)部墻；當?shù)厮桓?，基質(zhì)板突出，有助于解決游泳阻力；從建筑的角度來看，取消對板塊的選擇可能是一種方便的、靈活的防水做法。

3.關(guān)于梁、板的計算跨度

簡單地說，橫梁的設(shè)計可以被看作是橫梁中心線的一個剛性支柱，它改變了橫梁應(yīng)該被統(tǒng)一成一個可變網(wǎng)格的想法。在平面光束的構(gòu)造中，當光束的高度超過了板子的厚度時，應(yīng)計算到光束中心的長度，選擇光束中心的角度和厚度，以及筋膜對雙方的重大意義，而光束的彎曲和木板的厚度則更高。

四、結(jié)語

住房設(shè)計的主要目標是確保它有足夠的安全、功能和耐久性，同時最小化建設(shè)成本和延長壽命，優(yōu)化建筑是一項有效的措施。因此，設(shè)計師必須在實際設(shè)計過程中共同努力，積極推進和應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，從而為住房設(shè)計選擇最具經(jīng)濟意義的項目。