謝周俊

【摘要】建筑結(jié)構(gòu)關(guān)乎建筑安全，并且設(shè)計的合理性與建筑使用的舒適性之間存在密切聯(lián)系。在保障建筑符合預(yù)期的功能性、安全性、耐久性的前提下節(jié)省資源，是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵。對房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的內(nèi)涵及其理念進行闡述和分析，并結(jié)合多年的工程實踐經(jīng)驗提出建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的具體對策。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);房屋結(jié)構(gòu);優(yōu)化理念;設(shè)計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.24.

目前，在多數(shù)地區(qū)房屋建筑施工建設(shè)中，對各類施工材料質(zhì)量難以有效控制，加上施工技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)有待提升等問題對建筑質(zhì)量產(chǎn)生了較大的負面影響。在房屋建筑施工中存有工期延誤問題，導(dǎo)致建筑施工質(zhì)量難以滿足規(guī)定要求。當(dāng)前，房屋漏水、墻面開裂、管道堵塞等房屋建筑施工質(zhì)量通病對廣大群眾的正常生產(chǎn)生活產(chǎn)生的負面影響較大，所以，要注重集中整合質(zhì)量通病產(chǎn)生的原因，擬定針對性的防治措施。

1、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)涵

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不僅能提升房屋的抗震性能和受力性能，還可節(jié)約資源，提升經(jīng)濟效益，具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計應(yīng)以原建筑方案為基礎(chǔ)，兼顧建設(shè)現(xiàn)狀以及經(jīng)濟成本進行合理優(yōu)化，以主體結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)方案為內(nèi)容，建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型，通過科學(xué)計算，最終得出結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計根據(jù)建筑的構(gòu)成可分為：①主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計;②基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計;③房屋建筑細部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計;④建筑圍護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計需綜合考慮舒適性、功能性等因素，并立足于經(jīng)濟性進行造價控制，盡可能做到建筑結(jié)構(gòu)造價的合理縮減。

2、當(dāng)前房屋建筑設(shè)計存在的問題

2.1節(jié)能設(shè)計存在紕漏

對于住宅區(qū)而言，在對其外觀和功能的設(shè)計之初，應(yīng)考慮到自然通風(fēng)的情況，但是有關(guān)這點，很多建筑企業(yè)并沒有對其進行充分的考慮和重視，更沒有根據(jù)住宅區(qū)周邊環(huán)境進行合理的規(guī)劃和設(shè)計。由于規(guī)劃之初沒有因地制宜，布局妥當(dāng)，比如在窗戶的設(shè)計上，其占用空間面積較大，但是可開窗面積卻很小，從而使得有些住宅區(qū)存在自然通風(fēng)情況不良的現(xiàn)象。

2.2設(shè)計圖紙不合理

當(dāng)前房屋質(zhì)量通病產(chǎn)生的原因較多，比如房屋設(shè)計不合理。房屋建筑設(shè)計是項目施工建設(shè)的靈魂，也是全面提升項目施工質(zhì)量與施工成效的基礎(chǔ)。當(dāng)工程設(shè)計中存有不同程度的問題時，對項目整體建設(shè)質(zhì)量均會產(chǎn)生較大的負面影響，容易誘發(fā)較大的損失。比如，項目圖紙設(shè)計不詳細，導(dǎo)致施工中的參照性降低。當(dāng)下有許多房屋建筑項目外飾面被窗臺滴落的污水污染，這是由于設(shè)計圖紙不規(guī)范導(dǎo)致的。圖紙設(shè)計誘發(fā)的質(zhì)量通病占據(jù)較大比重，所以，在施工實踐中應(yīng)對其提高重視程度。

2.3住宅區(qū)通風(fēng)設(shè)計不合理

就當(dāng)前的市場形勢來看，很多建筑企業(yè)為了在最大限度內(nèi)對土地進行充分利用，通常會讓設(shè)計人員以最高容積率進行設(shè)計，由此會造成超值設(shè)計的現(xiàn)象出現(xiàn)，從而使得同一樓層會有多戶居住所。雖然這可以增加住宅率，但是由于單體布局限制，其通風(fēng)面積會變小，所產(chǎn)生的通風(fēng)效果也會相應(yīng)變差，特別是在夏季時，房間內(nèi)會積聚大量熱氣，在短時間內(nèi)無法排出室外或者散失，只能通過電風(fēng)扇或者空調(diào)進行姜降溫，但是這樣會在很大程度上對能耗損失進行提高。

3、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的有效對策

3.1重視結(jié)構(gòu)類型的選擇

現(xiàn)代的房屋建筑立面造型復(fù)雜、平面布置多樣。選擇一個既滿足房屋建筑功能要求，又符合力學(xué)概念和規(guī)范要求的經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)類型，是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的首要工作。常見的結(jié)構(gòu)類型有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架- 剪力墻結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是由框架柱和框架梁為主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系，其特點是建筑平面布置靈活、使用空間大、延性較好，但側(cè)向剛度較差，水平力作用下會產(chǎn)生較大側(cè)向變形，用于多層建筑時經(jīng)濟性較好，所以常用于多層商業(yè)和辦公樓，但由于其梁、柱截面較大，影響使用空間，一般不用于住宅類建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)是以鋼筋混凝土墻體為主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系，其特點是抗側(cè)向剛度大、水平力作用下側(cè)移小、室內(nèi)墻面平整，但平面布置不靈活、施工造價較高，所以常用于高層住宅。

3.2加強對房屋結(jié)構(gòu)前期設(shè)計

重視程度房屋建筑企業(yè)應(yīng)增加對前期房屋結(jié)構(gòu)重視程度，組織相關(guān)人員參與到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，以有效控制房屋建筑質(zhì)量與建筑成本等。首先，加強施工現(xiàn)場實際勘測。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，需要對房屋建筑工程施工現(xiàn)場進行調(diào)查，全面掌握施工現(xiàn)場實際情況，并根據(jù)工程現(xiàn)場具體環(huán)境情況，對房屋結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)與實際施工環(huán)境相匹配，避免盲目設(shè)計導(dǎo)致后期建筑與實際現(xiàn)場環(huán)境匹配程度不夠，甚至產(chǎn)生一系列質(zhì)量問題。在設(shè)計前期，設(shè)計人員需要對施工現(xiàn)場地質(zhì)、水文、風(fēng)向、附近建筑、建筑面積、占地面積等情況進行全面記錄，在設(shè)計過程中充分考慮這些影響要素 。其次，施工企業(yè)可以成立由設(shè)計人員、工程技術(shù)人員、管理人員、施工人員組成的建筑設(shè)計小組，從建筑施工、建筑設(shè)計、建筑管理等方面對建筑結(jié)構(gòu)進行綜合考量，促進建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

3.3優(yōu)化框架柱

在優(yōu)化上選擇軸壓比與雙偏壓等計算方式進行檢測，之所以選擇軸壓比進行檢測，是因為框架結(jié)構(gòu)受力是雙向的，且扭轉(zhuǎn)效應(yīng)對框架結(jié)構(gòu)受力影響較為復(fù)雜，在建筑抗震設(shè)計中對框架結(jié)構(gòu)抗震要求相對較為嚴格，所以選擇軸壓比、雙偏壓等檢測方法對框架柱進行優(yōu)化設(shè)計檢測。軸壓比是框架柱尺寸（截面）重要影響因素，在其設(shè)計優(yōu)化上不可扣得太緊，要確保軸壓比不可以太貼近限值，以保證通過軸壓比調(diào)整真正實現(xiàn)“強柱弱梁”的設(shè)計效果。該工程設(shè)計過程中采用的框架柱距離為8.00m左右，初步設(shè)計的框架柱的尺寸為500mm×400mm與500mm×500mm兩種，經(jīng)過軸壓比計算各項指標(biāo)均符合該建筑實際需求，同時對框架柱采用了雙偏壓計算方法，依舊符合相應(yīng)工程質(zhì)量需求。但出于進一步優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)考慮，將兩種尺寸改為450mm×400mm與500mm×450mm，并對兩種尺寸進行了雙偏壓計算檢測與軸壓比計算檢測，發(fā)現(xiàn)450mm×400mm與500mm×450mm尺寸也符合工程質(zhì)量要求。通過框架柱優(yōu)化設(shè)計，將原本含鋼量20.35降低到18.04，優(yōu)化效果較好。

結(jié)語：

房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計可以在保證結(jié)構(gòu)設(shè)計符合安全性、耐久性要求的前提下，實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)造價成本的有效控制，并結(jié)合對結(jié)構(gòu)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計，進一步提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的綠色性與可持續(xù)性。因此，企業(yè)必須重視房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，依據(jù)對建筑建設(shè)需求、現(xiàn)場實際情況的分析與掌握，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與可行性，促進房屋建筑功能與作用的最大化體現(xiàn)，確保房屋建筑建設(shè)符合人們多元化的居住需求。

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