房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

1、<p>　　房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　摘要：房屋建筑的性能指標(biāo)有很多，如房屋建筑的安全性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性和美觀性等。而房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣，關(guān)系到建筑物整體功能的發(fā)揮。因此改革建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不但是節(jié)約建筑成本，便于施工操作，更是為了滿足人們對房屋功能的需要，為廣大民眾提供良好舒適的生活居住環(huán)境。本文即詳細(xì)闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2、。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化技術(shù)；細(xì)部結(jié)構(gòu)；概念設(shè)計；地基基礎(chǔ) </p><p>　　中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p>　　一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的內(nèi)容及其意義 </p><p>　　當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對居住條件及生活環(huán)境要求越來越高，而對建筑房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使其結(jié)構(gòu)與美觀相互協(xié)調(diào)、同時

3、適用、安全、經(jīng)濟(jì)以及便利是改善人們居住環(huán)境方面重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理念注重以實際為準(zhǔn)則，根據(jù)工程建設(shè)的基本狀況，以計劃成本為控制中心來進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，其內(nèi)容就是利用對建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的模型，通過對各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學(xué)的計算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化結(jié)果方案。 </p><p>　　房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

4、意義重大，一是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可節(jié)省材料，有利用抗震，減少內(nèi)外表面裝修，提高了其受力性能，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計大大降低了建筑工程的總成本造價。節(jié)約用地，大量資料表明，房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價25%左右，同時結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘軌蜃尳ㄖこ探Y(jié)構(gòu)內(nèi)部各個不同單元之間更加充分互相協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。 </p>

5、;<p>　　二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的問題 </p><p>　　現(xiàn)代的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作是一個復(fù)雜的過程，關(guān)系著房屋建筑安全與否，是否經(jīng)濟(jì)和適用。在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中也會遇到一些問題。 </p><p>　　(一) 缺少詳細(xì)的勘察地質(zhì)資料 </p><p>　　從現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作來看，普遍缺少詳細(xì)的勘察地質(zhì)資料，只是簡單的

6、依據(jù)相臨建筑的情況進(jìn)行圖紙設(shè)計?？辈焓┕龅氐淖饔檬潜ＷC科學(xué)的進(jìn)行地基基礎(chǔ)工作，并且達(dá)到最基本的安全保障。往往房屋設(shè)計工作人員只是把耐力數(shù)值控制到最小，就簡單認(rèn)為房屋建筑結(jié)構(gòu)沒有問題了，這種技術(shù)問題為房屋埋下了安全隱患。在對較軟地基進(jìn)行處理時，忽略了墊層換土設(shè)計，只是根據(jù)經(jīng)驗判斷處理。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對于較軟地基存在的安全隱患沒有足夠認(rèn)識，單純依據(jù)個人經(jīng)驗使用砂墊層強(qiáng)化承載力，對于其寬厚度缺乏精確計算，也造成了費(fèi)用的浪費(fèi)。 <

7、/p><p>　　(二) 構(gòu)造柱設(shè)計存在的問題 </p><p>　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的構(gòu)造柱可以設(shè)計為單一的受力柱，其橫截面與配筋必須達(dá)到規(guī)范的要求，如果房屋結(jié)構(gòu)包含防震功能，還必須要滿足防震要求。當(dāng)構(gòu)造柱體被當(dāng)做承重的主體應(yīng)用時，這就會使構(gòu)造柱體的受力提前了，從而限制了構(gòu)造柱體對房屋結(jié)構(gòu)的拉束功能的完全發(fā)揮，使整體房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計暗藏了安全危機(jī)。地圈梁通常會植入構(gòu)造柱體，這種情況下是不需要另外設(shè)

8、置基礎(chǔ)的，可是當(dāng)構(gòu)造柱體充當(dāng)了承重主體時，柱底部基礎(chǔ)抗壓能力必然會出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，裂縫也就產(chǎn)生了。在實際施工當(dāng)中，處于承重梁下的柱體應(yīng)當(dāng)達(dá)到承重柱體的標(biāo)準(zhǔn)，假如承重梁的負(fù)載與跨度呈現(xiàn)最小狀態(tài)時，梁下也可以使用構(gòu)造柱體。這時候就要對構(gòu)造柱體的功能忽略不計，重新檢測墻體下半部分的抗壓強(qiáng)度，達(dá)到要求才能設(shè)計施工。 </p><p>　　(三) 抗震設(shè)計中存在的問題 </p><p>　　在抗震房

9、屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員普遍認(rèn)為六度設(shè)防可以看成是沒有設(shè)防。為了方便受力分析，設(shè)計人員往往把柱體橫截面較小設(shè)計，增加梁的線剛度，將梁設(shè)計成為鉸支梁，柱體的抗壓能力設(shè)計成軸心抗壓。這種操作方法能夠方便分析房屋結(jié)構(gòu)的受力，但是給整體的房屋結(jié)構(gòu)安全帶來了危險。忽視了梁與柱之間的彎矩約束，還有柱體的截面積較小，整個房屋結(jié)構(gòu)一旦受力，抗彎能力明顯不足，造成了梁底顯現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　(四) 承重墻設(shè)計中存在的問題

10、 </p><p>　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計承重能力時主要是通過樓板設(shè)計完成的，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中時經(jīng)常將一些沒有承重能力的墻體安置在樓板上，之后還會把這部分算在同等效果的荷載力范圍內(nèi)，樓板的配筋也會依據(jù)這個數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。除此之外，設(shè)計人員將立磚斜砌隔墻頂位置，造成樓板頂部出現(xiàn)裂縫。兩個方向同時產(chǎn)生彎矩的雙向板中的鋼筋是要疊放并且要保持縱橫方向，計算時應(yīng)該依據(jù)雙方向的跨度。 </p><p>　

11、　房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化設(shè)計技術(shù) </p><p>　?。ㄒ唬┓课萁ㄖY(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的階段 </p><p>　　設(shè)計人員對房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化可以分為三個階段： </p><p>　　1、第一階段是變量的選擇 </p><p>　　通常情況下，對設(shè)計人員決定最終設(shè)計方案起到重要作用的參考數(shù)據(jù)，都可以作為變量供設(shè)計者進(jìn)行選擇。如工程的目標(biāo)參

12、數(shù)包括房屋價格參數(shù)和預(yù)期產(chǎn)生的損失參數(shù)；工程的控制與約束參數(shù)包括表示房屋架構(gòu)可靠性能的參數(shù)等。如果房屋建筑的設(shè)計者以變化幅度較小或考慮因素較少的參數(shù)作為設(shè)計的參考指標(biāo)，那么相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、編程和計算有關(guān)的工作難度將會降低，設(shè)計者也可以更好地找到符合優(yōu)化設(shè)計的參考數(shù)據(jù)。 </p><p>　　2、第二階段是對相關(guān)函數(shù)的確定 </p><p>　　設(shè)計者要根據(jù)事先設(shè)定的房屋橫截面尺寸和鋼筋

13、尺寸面積的那一組函數(shù)，從眾多組相似的參考函數(shù)中進(jìn)行合理科學(xué)的選取，并分析這組數(shù)據(jù)函數(shù)的相關(guān)各種性質(zhì)，從而最大限度的降低房屋建造的成本費(fèi)用。 </p><p>　　3、第三階段是條件的衡量 </p><p>　　處于對增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐用性的考慮，房屋設(shè)計的約束指標(biāo)應(yīng)當(dāng)包括房屋尺寸、架構(gòu)穩(wěn)定性、架構(gòu)剛性、受力限度和變形限度、結(jié)構(gòu)的可塑程度和結(jié)構(gòu)的確定程度等。在實際的設(shè)計過程中，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)

14、結(jié)合房屋建造工程的具體情況，對施工實際中的約束性條件和目標(biāo)確定的約束性條件進(jìn)行比較和分析，確保各種條件都符合相關(guān)的建筑規(guī)定要求，從而實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的目的。 </p><p>　?。ǘ┓课萁Y(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃 </p><p>　　房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參與前期工程規(guī)劃是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容。因為，在實際施工中，房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分

15、析，相關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計，幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新，使整個建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來。 </p><p>　?。ㄈ┓课萁ㄖY(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要將概念設(shè)計結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化 </p><p>　　概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法，是通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復(fù)的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計。但是概念設(shè)計應(yīng)用于

16、沒有具體數(shù)值量化的狀況時，計算式不可避免與實際出現(xiàn)較大的差異，譬如在地震設(shè)防烈度就沒與不確定性，計算式與實際差別較大，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計中，通過采用概念設(shè)計的方法，將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)，同時設(shè)計人員在設(shè)計過程中還需靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法。在整個設(shè)計過程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計作為重點(diǎn)指導(dǎo)設(shè)計。同時在設(shè)計的過程中，注重優(yōu)化細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計，譬如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時

17、，充分考慮其極限抗拉力等。 </p><p>　　（四）房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要充分考慮下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分之一，地基基礎(chǔ)雖然埋置在地下，屬于隱蔽工程，但其重要性不言而喻，建筑物的高度與安全性等受地基基礎(chǔ)影響很大。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)中的地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化必須選擇合適的方案，譬如樁基礎(chǔ)，就要依據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件，綜合其他現(xiàn)場場地的條件因素

18、進(jìn)行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計，選擇樁基類型，最大程度的節(jié)省造價。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　總之，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不但需要相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師正確地使用結(jié)構(gòu)分析軟件、選擇最佳結(jié)構(gòu)體系，同時，要大力挖掘基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)在潛力，充分運(yùn)用科學(xué)的方法與手段，大力降低工程建設(shè)造價，讓房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化貫穿整個設(shè)計過程，從而體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)

19、優(yōu)化的價值，讓房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計功能不但更加適人們居住與生活，同時，大力提高其安全度與抗震性能。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]張紅友.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計減少建筑投資成本[J].陜西建筑，2008.11. </p><p>　　[2]盧亦焱，黃銀燊，唐紅.房屋加層外框架結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)

20、報，2009.4. </p><p>　　[3]肖偉.通過房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提高房屋抗震性能[J].福建建筑，2008.11. </p><p>　　[4]張英迪.試析結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2012.22. </p><p>　　[5]陳俊.淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?013.2. &l