牛常寶

深圳和華國際工程與設(shè)計有限公司長沙分公司 湖南長沙 410000

房屋建筑是人們生產(chǎn)和生活的重要場所，其結(jié)構(gòu)設(shè)計工作受到普遍關(guān)注。因而，若對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化并加以應(yīng)用，可有效提升其設(shè)計質(zhì)量，進(jìn)一步滿足人們的生活和生產(chǎn)需求，這同時也是當(dāng)前所有的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計單位需要重點考慮的問題。

1 工程案例概況

某商業(yè)綜合體，地下3層，地上6層，在本商業(yè)綜合體結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中，設(shè)計人員對工程施工現(xiàn)場的實際條件和業(yè)主的具體要求進(jìn)行綜合考慮，在此基礎(chǔ)上科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法，同時在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中應(yīng)用了相關(guān)現(xiàn)代計算機技術(shù)，促進(jìn)了設(shè)計優(yōu)化措施的有效落實。

2 土木工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

2.1 注重結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)選型要合理，該商業(yè)綜合體的地下部分房間功能為停車位，地上部分房間主要功能為云數(shù)據(jù)機房（活荷載為10KN/m2）和電池室（活荷載為16KN/m2)，方案階段結(jié)構(gòu)形式采用框架結(jié)構(gòu)，經(jīng)初步試算在滿足規(guī)范規(guī)定的框架結(jié)構(gòu)指標(biāo)的前提下，框架柱截面為900mm×1100mm，且主體結(jié)構(gòu)量很大。后經(jīng)過方案調(diào)整和優(yōu)化設(shè)計，發(fā)現(xiàn)本工程為大空間結(jié)構(gòu)，布置部分剪力墻對建筑功能影響不大，所以將結(jié)構(gòu)形式改為框架－抗震墻結(jié)構(gòu)，經(jīng)計算，在滿足規(guī)范規(guī)定的框架－抗震墻結(jié)構(gòu)指標(biāo)的前提下，剪力墻厚為350mm，框架柱截面為700mm×800mm，且梁、柱、墻配筋相比框架結(jié)構(gòu)大大減小。

2.2 科學(xué)設(shè)計結(jié)構(gòu)縫

該商業(yè)綜合體結(jié)構(gòu)間隙的設(shè)計是房屋的重點，結(jié)構(gòu)間隙設(shè)計水平的提高可以保證房屋的強度，剛度和穩(wěn)定性，增加房屋的空間。因此，必須結(jié)合自然條件，地理因素和施工技術(shù)來設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)間隙，使房屋的安全性得到改善。以質(zhì)量為基礎(chǔ)，提高綜合實力，確保設(shè)計效果。

在當(dāng)前的設(shè)計運營中，公司必須確保房屋質(zhì)量并提高設(shè)計結(jié)構(gòu)縫的能力，以有效地確保房屋的穩(wěn)定性并避免房屋建設(shè)項目的崩潰。相關(guān)設(shè)計師應(yīng)以現(xiàn)場為基礎(chǔ)，在項目現(xiàn)場察看各種深入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)的調(diào)查和分析，并在擁有大量建筑物的前提下捕獲建筑物的布局并設(shè)計結(jié)構(gòu)節(jié)點。在設(shè)計時，有必要充分考慮澆筑過程中鋼筋混凝土應(yīng)力的問題，并分析就地澆鑄磚的應(yīng)變，以便可以充分了解就地澆筑磚的設(shè)計條件。根據(jù)項目的具體過程，合理使用材料，控制有利的建筑條件以及進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力，有必要不斷選擇鑄造磚的設(shè)計思想，以明確目標(biāo)。設(shè)計和保留差距，合理擴大結(jié)構(gòu)差距是有效地提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性[1]。

2.3 合相關(guān)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

該商業(yè)綜合體設(shè)計優(yōu)化工作具體過程可通過建立結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型、計算方案選擇、程序創(chuàng)新及結(jié)果分析幾個方面進(jìn)行具體實施。

具體而言，在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，可建立相關(guān)函數(shù)模型，以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的有效性。對于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，可通過函數(shù)模型中分析其截面尺寸等參數(shù)，從而實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)施工成本的控制。此外，對于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，設(shè)計人員可從房屋的尺寸、結(jié)構(gòu)的牢固性等多方面加以考慮，從而實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化。

3 地基加固技術(shù)在土木工程設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 壓密注漿加固技術(shù)

在進(jìn)行土木工程施工的過程中，壓密注漿是常用方式之一。在具體土木工程項目施工之前，相關(guān)工作人員全面檢查施工現(xiàn)場地質(zhì)情況。對加密深度準(zhǔn)確計算，保證不同材料的科學(xué)配比，涉及的施工材料如水泥、粉煤灰等，結(jié)合具體要求制備漿液。借助土壤進(jìn)行注漿作業(yè)，能夠?qū){液中多余的空氣、水分?jǐn)D壓，并與地基土壤相融合，對地基結(jié)構(gòu)支架效果有效保證，提升土壤整體密實程度，強化地基整體穩(wěn)定性[2]。

3.2 排水加固方法

在土木工程施工過程中，針對現(xiàn)場施工環(huán)境，優(yōu)化環(huán)境中的黏性地基，能夠在表層土地基中融入排水物質(zhì)，從而對地基建設(shè)質(zhì)量有效增強。如在軟土地基融入砂礫層，對施工條件優(yōu)化。對排水加固方法應(yīng)用，能夠避免出現(xiàn)沉陷的現(xiàn)象，有效增強整體建筑地基質(zhì)量。

3.3 強夯加固施工技術(shù)

強夯法作用機制可簡述為：加密、固結(jié)和預(yù)加變形之間的協(xié)同作用。重錘在一定高度自由下落對地基進(jìn)行夯擊時，其重力勢能將轉(zhuǎn)化為動能，并在重錘與地基表面接觸的瞬間，其中一部分的動能將會以聲波形式向周圍擴散，還有一部分動能將會因為重錘與地基土體的摩擦而轉(zhuǎn)化為熱能，剩余的大部分動能則會在地基土體中層層傳遞，使土體產(chǎn)生振蕩，從而令土體壓縮、擠密，孔隙中的氣體被排出，重塑地基原狀土組構(gòu)[3]。目前國內(nèi)外專家學(xué)者通常將強夯導(dǎo)致的土體加固擠密過程大致分為四個階段，如圖1所示。

圖1

3.4 攪拌樁法

攪拌樁法包括了水泥攪拌樁法和石灰攪拌樁法這兩種方法。前者所用的設(shè)備為深層攪拌機械，這種攪拌機械的攪拌力度十分強大，可以利用其強勁的攪拌能力有效融合添加固化劑的水泥與軟土層，以此來提高軟土結(jié)構(gòu)的強度。而后者則是強行混合可以產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的石灰與地基土，二者產(chǎn)生了相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)后，可以使其結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性大幅度的提高。

這兩種方法十分有效，具有操作簡易、成本低、效果顯著的優(yōu)勢，為建筑單位廣泛接受應(yīng)用，對增強地基的穩(wěn)固性有著至關(guān)重要的作用。

4 結(jié)語

綜上論述，在具體設(shè)計時，需要與實際工程項目環(huán)境、具體情況相結(jié)合，完善土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)用合理的地基加固技術(shù)，從而保證土木工程的質(zhì)量，避免安全事故。