張宇 王穎穎

摘要：近年來，隨著我國(guó)工程質(zhì)量問題愈發(fā)嚴(yán)峻，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確保建筑工程質(zhì)量的前提和保證，因此需要在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程綜合考慮施工過程中的所有因素。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到建筑物的綜合質(zhì)量，同時(shí)在對(duì)建筑物的實(shí)用性、美觀性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性進(jìn)行綜合考慮的同時(shí)，需要重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并且進(jìn)行相關(guān)控制。本文對(duì)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的途徑進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);質(zhì)量;方法

隨著當(dāng)前我國(guó)基建工程行業(yè)的快速發(fā)展，關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的優(yōu)化技術(shù)引起了設(shè)計(jì)人員及研究人員的重視。因此，如何確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的合格性，并且保障房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化質(zhì)量的合格性，成為當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展中主要面臨的問題。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括整體設(shè)計(jì)和部件設(shè)計(jì)。其中整體設(shè)計(jì)是指基于建筑工程的實(shí)際建設(shè)環(huán)境、性質(zhì)、高度等因素，選擇適合的建筑結(jié)構(gòu)體系，例如：框架結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等，確定好建筑結(jié)構(gòu)體系后，再研究建筑的梁、柱等尺寸數(shù)據(jù)。做好內(nèi)力計(jì)算等準(zhǔn)備工作，以此選擇適合的建筑類型。根據(jù)施工地所處的地質(zhì)、水文環(huán)境進(jìn)行建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，確?；A(chǔ)設(shè)計(jì)與上部結(jié)構(gòu)條件吻合。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的整體設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)選型、結(jié)構(gòu)選擇、剪力墻分布等內(nèi)容，為后續(xù)部件設(shè)計(jì)工作打下良好基礎(chǔ)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的部件設(shè)計(jì)內(nèi)容是在完成整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后展開的，其中包括計(jì)算墻體、梁、柱等部件的內(nèi)力或配筋比。單向板的數(shù)據(jù)計(jì)算可視為同寬度梁的數(shù)據(jù)，根據(jù)專業(yè)理論計(jì)算雙向板數(shù)據(jù)，盡量避免異形板的數(shù)據(jù)計(jì)算。由于墻、梁、柱的計(jì)算方法不適用于樁的承臺(tái)、深梁等塊體建筑的數(shù)據(jù)計(jì)算，得出的結(jié)果不精確。

2房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分析

2.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，經(jīng)常使用建立房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型這一種方法，在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型建立過程中，應(yīng)按照以下步驟進(jìn)行實(shí)施：一是合理選擇設(shè)計(jì)變量。從整體性出發(fā)，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，明確影響房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素，選擇其中主要的、適合的影響因素，將其建立房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的設(shè)計(jì)變量，使得房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的建立突出重點(diǎn)。二是合理確定函數(shù)關(guān)系。確定好設(shè)計(jì)變量，就需要確定函數(shù)關(guān)系，計(jì)算出相關(guān)的參數(shù)，例如鋼筋截面積、幾何尺寸等等，應(yīng)保證符合設(shè)計(jì)優(yōu)化條件。三是合理衡量各項(xiàng)條件。在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)規(guī)范，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)因素進(jìn)行充分的考慮，包括房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐用性、經(jīng)濟(jì)性等，應(yīng)在規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，對(duì)各項(xiàng)條件進(jìn)行優(yōu)化，不斷提高房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)水平。

2.2優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案

設(shè)計(jì)計(jì)算方案是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，所以為了加強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)水平，還應(yīng)科學(xué)、合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案，在此過程中，主要有兩種方法，一種是符合型法，另一種為拉式乘子法，進(jìn)行計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，采取適宜的方法進(jìn)行計(jì)算，還應(yīng)將存在約束條件的轉(zhuǎn)化為沒有約束條件進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)保證設(shè)計(jì)計(jì)算方案優(yōu)化的科學(xué)性以及合理性。

2.3結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)論分析

在確定好房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案后，還應(yīng)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合考慮，應(yīng)邀請(qǐng)各方代表對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析，明確各項(xiàng)方案優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)對(duì)其中的細(xì)節(jié)，也應(yīng)進(jìn)行充分的考慮，最后綜合各方的綜合意見，根據(jù)房屋建筑實(shí)際情況，確定出房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最佳方案。

3提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的途徑

3.1做好全面資料的收集工作

首先，在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，需要做好資料收集工作，認(rèn)真確定計(jì)算參數(shù)。對(duì)于建筑工程來說，不同的施工環(huán)境、施工方式導(dǎo)致最后建筑物的實(shí)際工程質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)偏差，因此需要提前對(duì)于建筑物的地理位置記性調(diào)查，其在某一程度上決定了在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中涉及到的具體參數(shù)不同，如不同的地區(qū)存在不同的風(fēng)壓、雪壓、地震強(qiáng)度、土壤類別等，這些都是在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中需要考慮的因素。其次，對(duì)于一些特殊的建筑物，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前還需要重點(diǎn)參考之前成功的工程案例，根據(jù)類似工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)從而確定設(shè)計(jì)過程中對(duì)參數(shù)的選擇。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，重點(diǎn)在于對(duì)于建筑物施工和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的收集，盡量搜集與設(shè)計(jì)相關(guān)的信息，更加科學(xué)的選取設(shè)計(jì)參數(shù)，從而避免由于參數(shù)選擇不合理導(dǎo)致建筑物工程施工質(zhì)量不合格的情況。

3.2重視結(jié)構(gòu)計(jì)算與地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行上述兩步之后，可以得到建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果，該結(jié)果也是后期的施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的關(guān)鍵依據(jù)，同時(shí)建筑計(jì)算結(jié)果的正確與否，直接關(guān)系到后期建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性與可靠性。因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中需要設(shè)計(jì)人員對(duì)于計(jì)算結(jié)果進(jìn)行多次檢核，提高自身對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性的認(rèn)識(shí)。以樓板計(jì)算為例，首先應(yīng)該選擇正確的計(jì)算方法對(duì)樓板進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)需要注意連續(xù)板不能選用單向板的計(jì)算方法，除此之外，雙向板的計(jì)算需要考慮材料泊松比對(duì)其的影響，避免由于沒有注意到細(xì)節(jié)問題而造成的計(jì)算值的計(jì)算失誤。其次，使用計(jì)算機(jī)程序?qū)ㄖY(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，為避免最后的建筑結(jié)果的失誤過大，還需要設(shè)計(jì)人員將計(jì)算設(shè)計(jì)結(jié)果與實(shí)際施工情況相結(jié)合進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，從而進(jìn)行修改，并作為后期設(shè)計(jì)圖紙的主要參考依據(jù)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到后期建筑物的實(shí)際質(zhì)量，一旦地基不穩(wěn)后期的設(shè)計(jì)工作以及施工工作就無法進(jìn)行。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段需要設(shè)計(jì)施工人員嚴(yán)格按照國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地基的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查之后，進(jìn)行科學(xué)合理的科學(xué)設(shè)計(jì)。

3.3重視抗震設(shè)計(jì)

在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，由于設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)師過于重視橫向框架的設(shè)計(jì)，而忽略縱向框架的設(shè)計(jì)，使得建筑物的抗震性能趨近于無，同時(shí)不符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)要求。由于水平地震會(huì)在橫縱向兩個(gè)方向軸內(nèi)產(chǎn)生作用，因此地震需要按照兩個(gè)主軸方向進(jìn)行計(jì)算。這就意味著，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要綜合考慮橫向框架和縱向框架兩個(gè)方向的作用。同時(shí)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要依照小震不壞、中震可修、大震不倒的抗震設(shè)計(jì)原則，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成延性結(jié)構(gòu)，由于延性結(jié)構(gòu)的延展性比較強(qiáng)，其變形能力能夠有效的承載地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的壓力波，降低地震對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的破壞，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。

4結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)后期房屋的建設(shè)具有直接的影響，所以必須注重房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，樹立科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)態(tài)度，強(qiáng)化設(shè)計(jì)質(zhì)量藝術(shù)，不斷提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。

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（作者單位：河南未來筑科建筑設(shè)計(jì)有限公司）