魯陽

合肥工業(yè)大學(xué)設(shè)計院（集團(tuán)）有限公司 安徽 合肥 230001

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟效益之間的關(guān)系

設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化時，首先要平衡好建筑結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟效益的關(guān)系，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

對于房屋建筑而言，其造價與結(jié)構(gòu)設(shè)計有很大的關(guān)系。結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理和優(yōu)化將直接決定實際造價。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計之前，必須分析建筑層數(shù)與用地面積、建筑造型與經(jīng)濟性、建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備的關(guān)系，為后續(xù)的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計做好前提。

1.1 建筑樓層與用地面積的關(guān)系

在實際工程中，隨著建筑物層數(shù)的不斷增加，高度也會相應(yīng)增加，相鄰建筑物之間的距離也需要增加，從而增加用地面積，即建筑物層數(shù)與用地面積之間存在一定的關(guān)系。因此，設(shè)計單位在實際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，需要盡量減少用地面積，增加建設(shè)項目的層數(shù)，以降低建設(shè)成本，這也是住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重點。

1.2 建筑形態(tài)與經(jīng)濟的關(guān)系

如果兩個房屋建筑項目的建筑面積相同，一個項目的平面形狀為圓形或相對較多，前期墻體所消耗的面積相對較小，造價相對較低。通過相關(guān)專家的研究發(fā)現(xiàn)，建筑構(gòu)件的平面形狀為方形或圓形，可以具有良好的力學(xué)性能，并在很大程度上減少相關(guān)輔助材料和設(shè)備的使用。因此，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中，設(shè)計單位應(yīng)考慮并合理選擇建筑物的平面形狀，以降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成本，提高經(jīng)濟效益。

1.3 建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備的關(guān)系

隨著現(xiàn)代住宅建筑工程高度的增加，給排水管道和電氣設(shè)備的材料需求也在增加，住宅建筑工程的設(shè)計成本也將隨之增加。因此，設(shè)計單位在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，可以對這方面給予合理的考慮和具體的應(yīng)用。設(shè)計單位在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，需要綜合分析建筑結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)備的關(guān)系，根據(jù)不同建筑結(jié)構(gòu)的特點和工程實際情況，選擇設(shè)計優(yōu)化方法。在保證建設(shè)工程質(zhì)量的前提下，選擇一些性價比高的建筑結(jié)構(gòu)類型，合理配置相關(guān)的建筑設(shè)備和材料，從而降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工成本，最終提高資金的利用率[1]。

2 當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙不夠詳細(xì)

建筑工程施工中最基本的要素之一就是圖紙，它也是建筑工程中必不可少的關(guān)鍵要素。整個施工過程相關(guān)工作的開展需要以圖紙為基本參考。只有設(shè)計出科學(xué)完善的建筑結(jié)構(gòu)圖，才能為施工提供方便，避免后期不必要的變更。但目前一些施工企業(yè)提供的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙并不完善，圖紙中的細(xì)節(jié)不夠詳細(xì)。另外，有些圖紙不夠?qū)I(yè)，而且沒有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)繪制標(biāo)識也不是很清楚，這種不規(guī)范的設(shè)計圖紙對施工造成很大的不利影響，甚至使現(xiàn)場施工陷入混亂狀態(tài)，最終導(dǎo)致施工安全事故。

2.2 基礎(chǔ)選型不科學(xué)

對于房屋建筑來說，使用功能的重要性毋庸置疑，但安全性也非常重要。建筑物的安全水平主要取決于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。建筑結(jié)構(gòu)選型是否科學(xué)，所用材料是否符合規(guī)范要求，承載力是否達(dá)標(biāo)，抗震等級是否合理等，將直接影響建筑工程的整體安全水平。從目前的情況來看，中國建筑業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)不合理的建筑結(jié)構(gòu)選擇問題，如建筑承載力低、建筑基礎(chǔ)差，容易導(dǎo)致后期建筑不均勻沉降，最終導(dǎo)致各種安全隱患。

3 如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用優(yōu)化方法

3.1 將重要結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與保存放在首要地位

建筑結(jié)構(gòu)中的重要結(jié)構(gòu)往往是承重等安全問題的關(guān)鍵，它是承重結(jié)構(gòu)中最重要的部分，關(guān)系到建筑的質(zhì)量和安全水平。因此，有必要從整體布局結(jié)構(gòu)上對框架的布局進(jìn)行分析，以確保重要的框架結(jié)構(gòu)不會因?qū)徝佬枰鵂奚踩?。同時，在設(shè)計中要平衡整個建筑結(jié)構(gòu)體系，不能盲目追求結(jié)構(gòu)的剛度和強度，從而更好地保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。同時，由于建筑結(jié)構(gòu)是整個建筑的基礎(chǔ)，需要在設(shè)計中進(jìn)行全面的風(fēng)險評估和預(yù)算，充分考慮建筑結(jié)構(gòu)在施工和后續(xù)使用過程中可能遇到的各種風(fēng)險和潛在的安全隱患，并及時采取預(yù)防措施。

3.2 高層建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，高層建筑結(jié)構(gòu)的框架設(shè)計難度較大，安全性要求也較高。通常需要更大的抗震能力來穩(wěn)定整個結(jié)構(gòu)。目前高層建筑結(jié)構(gòu)框架設(shè)計主要采用混凝土作為建筑材料，在具體的設(shè)計和施工中，要注意混凝土的強度不能超過C40，嚴(yán)格控制混凝土的強度拌制和使用，為了提高建筑結(jié)構(gòu)在高層建筑的設(shè)計和施工中，采用抗彎、抗壓、抗震的能力。在高層建筑框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分的詳細(xì)設(shè)計中，應(yīng)考慮寬基礎(chǔ)寬度、不均勻地基、軟地基等。因此，如果基礎(chǔ)柱埋深大于3m，建筑設(shè)計人員應(yīng)考慮地下室的施工，以提高地基承載力，以滿足設(shè)計的安全要求。同時，基于風(fēng)險防范，地下室板不能延期。根據(jù)實際情況，采用微膨脹混凝土澆筑，以提高高層建筑框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的堅固性，從而保持整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.3 規(guī)范抗震設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的最重要目標(biāo)是提高結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，減少地震等自然災(zāi)害對人力和財力的負(fù)面影響。因此，在完善建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案時，應(yīng)充分規(guī)劃結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，并注意截面高度的確定和調(diào)整。同時，要對不同主軸方向和水平方向的承重柱進(jìn)行抗震分析計算，充分考慮框架在整個建筑結(jié)構(gòu)橫向和縱向的穩(wěn)定性，從而避免在實際設(shè)計和施工過程中出現(xiàn)配筋不足的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

通過建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化、整體和局部的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、上部結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)的完善設(shè)計、抗震結(jié)構(gòu)的改良、排水管道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以及建筑節(jié)能結(jié)構(gòu)的設(shè)計等措施則使房屋建筑結(jié)構(gòu)得以更科學(xué)的優(yōu)化，提升房屋建筑的舒適性，并且對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化已成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要發(fā)展趨勢，相關(guān)研究人員需要對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法進(jìn)行研究，提出建設(shè)性的意見與建議，讓房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更具創(chuàng)新性，順應(yīng)市場發(fā)展，滿足各方面的需求。