魏馬龍

摘 要 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建筑工程重要內(nèi)容，其優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于提升建筑整體質(zhì)量與效益具有重要意義。本文以高層建筑為例分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，希望可以起到一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞 結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);建筑;技術(shù)

1結(jié)構(gòu)（建筑）設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用意義

優(yōu)化技術(shù)主要指通過(guò)一定手段與策略，使得程序或系統(tǒng)相關(guān)性能可以得到有效提升。建筑企業(yè)將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去，無(wú)疑可以提升整體建筑性能，促進(jìn)建筑效益提升。首先，將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中有利于提升建筑安全性。相關(guān)企業(yè)通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，一定程度上提升建筑結(jié)構(gòu)整體安全性能。例如，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)縮小高層棟距的方式，來(lái)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，提升建筑物安全性能[1]。其次，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以有效節(jié)約工程成本。大多數(shù)建筑工程項(xiàng)目之所以成本較高與前期建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化不足有很大關(guān)系，一些建筑企業(yè)忽視前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，或者前期設(shè)計(jì)并不細(xì)致，導(dǎo)致后期施工與前期設(shè)計(jì)出現(xiàn)很大出入，企業(yè)迫不得已必須調(diào)整施工或者修改設(shè)計(jì)，導(dǎo)致一部分成本浪費(fèi)，無(wú)形中增加工程造價(jià)。企業(yè)在施工前注重建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從建筑結(jié)構(gòu)每一個(gè)細(xì)節(jié)處入手，精細(xì)化設(shè)計(jì)可以減少后期施工改動(dòng)，有效避免施工成本浪費(fèi)，降低工程成本，提升工程經(jīng)濟(jì)效益。再次，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步優(yōu)化配置施工材料等資源，提升工程整體效益。企業(yè)通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證質(zhì)量同時(shí)節(jié)省建筑占地、材料使用等，節(jié)約資源同時(shí)提升建筑工程經(jīng)濟(jì)效益。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，需要注重優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用控制要點(diǎn)，并結(jié)合相應(yīng)工程具體情況，制定科學(xué)有效結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化質(zhì)量[2]。一般高層建筑設(shè)計(jì)包含剪力墻設(shè)計(jì)、地下車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)、建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，施工企業(yè)可以從剪力墻結(jié)構(gòu)、地下車(chē)庫(kù)框架結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化入手，注重相應(yīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，全面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)提升建筑工程綜合效益。

2.1 剪力墻設(shè)計(jì)優(yōu)化控制要點(diǎn)

一般高層建筑會(huì)采用剪力墻結(jié)構(gòu)，以提升整體建筑穩(wěn)定性與安全性，確保建筑質(zhì)量。企業(yè)在剪力墻設(shè)計(jì)優(yōu)化上可以注重以下控制要點(diǎn)：①細(xì)化設(shè)計(jì)剪力墻配筋。以18層高層建筑為例，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可以按照相關(guān)規(guī)定（《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》）要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。嚴(yán)格把控配筋率，盡可能保障配筋率在1.2～1.6%之間，且最多不宜超過(guò)2.0%，對(duì)于剪力墻上配筋以結(jié)構(gòu)配筋為主。②適當(dāng)選擇大開(kāi)間剪力墻。剪力墻的墻間距是用來(lái)區(qū)分小開(kāi)間剪力墻與大開(kāi)間剪力墻的重要依據(jù)，通常小開(kāi)間剪力墻橫墻間距在2m～4m之間，而后者在6m～8m之間，有調(diào)查研究表明后者要比前者在開(kāi)間剪力墻所占比例中少3.1%～6.1%，可見(jiàn)大開(kāi)間剪力墻對(duì)于降低材料消耗具有重要意義，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以適當(dāng)選擇大開(kāi)間剪力墻替換小開(kāi)間剪力墻。③科學(xué)設(shè)計(jì)邊緣構(gòu)件。企業(yè)在邊緣構(gòu)件鋼筋形式設(shè)計(jì)上，轉(zhuǎn)角或肢端部位優(yōu)先置于大直徑鋼筋，其余部分適當(dāng)采用小直徑邊筋方式，綜合化配置邊緣結(jié)構(gòu)鋼筋。在邊緣構(gòu)件配筋計(jì)算上，需要將超配（最低構(gòu)件要求）控制在5.0%以下，在條件允許情況下，企業(yè)可以采用水平筋方式。

2.2 地下車(chē)庫(kù)框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化控制要點(diǎn)

企業(yè)在地下車(chē)庫(kù)框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化上需要注重以下幾點(diǎn)：① 頂板梁設(shè)計(jì)。建筑企業(yè)在地下車(chē)庫(kù)頂板梁設(shè)計(jì)上，可以對(duì)箍筋設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，可以通過(guò)各種箍筋間距控制來(lái)達(dá)到優(yōu)化框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的。例如，在三級(jí)框架梁箍筋（加密區(qū)）最大間距設(shè)計(jì)上，可以選取hb/4、8d、150的最小值，同時(shí)選擇直徑C8最小箍筋;在四級(jí)框架梁箍筋最大間距設(shè)計(jì)上，可以選取hb/4、8d、150的最小值，同時(shí)選擇直徑C6最小箍筋。②地下車(chē)庫(kù)頂板設(shè)計(jì)。建筑企業(yè)在地下車(chē)庫(kù)頂板設(shè)計(jì)上，可以?xún)?yōu)化配筋率，將支座最小配筋率控制在0.179%，板面通長(zhǎng)筋的配筋率控制在0.10%到0.15%范圍之間。

2.3 建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化控制要點(diǎn)

建筑是由眾多主體結(jié)構(gòu)支撐搭建而成，其中支撐建筑的結(jié)構(gòu)包括梁、參數(shù)等。首先，建筑企業(yè)需要注重梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。假定地下車(chē)庫(kù)建筑樓層結(jié)構(gòu)梁、板、柱皆為C35混凝土，由于該層需要考慮消防荷載35KN/m2，且需要覆土厚度（板頂）1.50m，因此在配筋中需要選擇多排鋼筋多排鋼筋形式，其中1000mm梁高、450mm梁寬，由于需要接觸土壤所以設(shè)計(jì)35mm梁保護(hù)層厚度、250mm板厚，支座負(fù)筋三排Φ25鋼筋，配筋面積為8345mm2。設(shè)計(jì)人員對(duì)此種配筋方式進(jìn)行分析，此種多排支座鋼筋布置在梁旁支座內(nèi)、板內(nèi)等形式，使得鋼筋受力性能與實(shí)際相比產(chǎn)生一定差距，降低結(jié)構(gòu)整體性。為此，設(shè)計(jì)人員采用“又”字形鋼筋固定方式，并對(duì)梁處進(jìn)行適當(dāng)?shù)募右柑幚恚嵘摻钫w受力性能，經(jīng)過(guò)檢測(cè)將受力荷載提升了2269kN·m，優(yōu)化效果顯著。除了結(jié)構(gòu)方式需要優(yōu)化外，還要優(yōu)化配筋。建筑企業(yè)在配筋設(shè)計(jì)上盡量貼近設(shè)計(jì)計(jì)算值，避免配筋出現(xiàn)浪費(fèi)等情況，當(dāng)框架梁跨度達(dá)到4.00m以上是，上部通長(zhǎng)筋可以選擇三級(jí)C12、二級(jí)C14鋼筋與負(fù)筋（支座處）搭接，適當(dāng)減小錨固長(zhǎng)度;建筑企業(yè)在配筋選擇上最小縱筋（框架梁）選擇C14，受力筋選擇C10，非框架梁架立筋（上部）選擇C10等。其次，建筑企業(yè)需要注重墻參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)上，企業(yè)需要注重荷載優(yōu)化設(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)置優(yōu)化。建筑企業(yè)在荷載優(yōu)化設(shè)計(jì)上需要自動(dòng)扣除結(jié)構(gòu)重疊荷載，按照實(shí)際容重對(duì)填充墻進(jìn)行計(jì)算;在參數(shù)設(shè)置優(yōu)化設(shè)計(jì)上，應(yīng)考慮梁端對(duì)框架結(jié)構(gòu)剛域影響、活荷載不利布置等[3]。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用可以提升建筑整體效益，促進(jìn)建筑企業(yè)良性發(fā)展。建筑企業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用中需要注重剪力墻設(shè)計(jì)優(yōu)化控制、地下車(chē)庫(kù)框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化控制、建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化控制等，全面提升建筑工程質(zhì)量，滿(mǎn)足民眾需求。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙洛亭.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用探討[J].綠色環(huán)保建材，2018，137（7）：96，99.

[2] 梁道軒，侯勝利，王曉寒.寧波東部新城某主塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中參數(shù)化建模技術(shù)的應(yīng)用[J].建筑結(jié)構(gòu)，2018（18）：30-35.

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