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房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用論文通過對建筑工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計處理，可以更好的實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體優(yōu)化，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、科學(xué)及合理的設(shè)計要求。
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用【1】
摘要： 本文在全面分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求與發(fā)展現(xiàn)狀的前提下，概述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則和具體措施，并結(jié)合實例進(jìn)行分析總結(jié)，對涉及現(xiàn)代技術(shù)手段的應(yīng)用技巧，譬如雙層鋼筋水泥的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用、公共空間的組合設(shè)計、無梁樓蓋的結(jié)構(gòu)特點、基礎(chǔ)施工的地基處理等等，形成全方位的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用模式，解決設(shè)計應(yīng)用中的重點、難點等實際問題。
通過對建筑工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計處理，可以更好的實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體優(yōu)化，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、科學(xué)及合理的設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞： 房屋;結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化;實踐應(yīng)用
0 引言
隨著經(jīng)濟(jì)多元化趨勢的不斷深入，在房屋建筑領(lǐng)域的發(fā)展空間中，對房屋建筑造型和建筑的整體功能有了全面的要求提升，不管是工業(yè)建筑還是民用的私人住宅建設(shè)等，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的藝術(shù)應(yīng)用和質(zhì)量把握成為了當(dāng)前著重考慮的因素，在全面構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性能的基礎(chǔ)上，尋求結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際應(yīng)用模式，對于建筑結(jié)構(gòu)的本身設(shè)計有著重要的實際意義。
1 概述房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體觀念
1.1 精心選定設(shè)計方案 隨著建筑結(jié)構(gòu)形式的多樣化，在實際的建筑施工中，為了最大程度的滿足施工的需要，結(jié)構(gòu)設(shè)計開始向著越來越裝拆簡單、移動方便、承載性能強、使用安全可靠、適用經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。
以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常見的腳手架為例，有落地腳手架、挑架、爬架等之分。
其中使用最普遍的腳手架是落地腳手架，它具有裝拆方便，搭設(shè)靈活，能適應(yīng)建筑平、立面變化等優(yōu)點，但是它的搭設(shè)高度受到一定的限制，并且因為它具有周轉(zhuǎn)材料用量大，占用周期長的缺點，很難滿足高層建筑施工的需求。
1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的類型應(yīng)用 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要依據(jù)點上，側(cè)重點就是關(guān)于質(zhì)量，比如抗震等級、人防等級、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關(guān)因素，同時還包括對設(shè)計圖紙的詳細(xì)了解和掌握，在鋼筋水泥的質(zhì)量要求、地基基礎(chǔ)設(shè)計等級、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結(jié)構(gòu)的類型需要。
如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標(biāo)高、防水設(shè)計水位和抗浮設(shè)計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度、設(shè)計活荷載值、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、材料等級、強度等級、材料性能、施工質(zhì)量的特別要求等，是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要考慮的要素。
2 分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體原則
2.1 經(jīng)濟(jì)性建設(shè)原則 優(yōu)化技術(shù)是指在滿足建筑結(jié)構(gòu)長遠(yuǎn)利益的同時，最大程度的減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資，最大限度的提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。
通過采用優(yōu)化技術(shù)，材料的性能價值會得到最大化，建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元也會得到很好的協(xié)調(diào)，并且建筑規(guī)范所規(guī)定的安全度也會大大提高。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用 一般來說在設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)時會從以下五方面來考慮：適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工，而建筑優(yōu)化設(shè)計技術(shù)方法的應(yīng)用不僅可以滿足建筑美觀、造型優(yōu)美的要求，也能夠有效增強房屋結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，它主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計量等方面。
其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計又包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計等方面，可以說優(yōu)化設(shè)計涉及建筑結(jié)構(gòu)的很多方面。
在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)該注意很多的問題，比如為了使建筑物不被水平荷載作用發(fā)生太大的扭轉(zhuǎn)，應(yīng)該在滿足設(shè)計意圖的同時，盡可能的使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異等。
3 探討房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用方式
3.1 框剪設(shè)計的整體思路 框剪結(jié)構(gòu)集框架結(jié)構(gòu)布局靈活、剪力墻結(jié)構(gòu)剛度較大的優(yōu)點于一身，使得該種結(jié)構(gòu)體系具有較好的延性和整體性。
目前框剪結(jié)構(gòu)已被廣泛的應(yīng)用于公用建筑、住宅等高層建筑中。
在這個結(jié)構(gòu)的剪力墻可以單獨設(shè)置，也可以利用一些其他的墻體，比如電梯井、樓梯間等，此外，這個結(jié)構(gòu)還可以有效的提高側(cè)向剛度。
在實際的建筑施工中，主要有剛性、剛?cè)�、柔性等不同的價值計算方法，一般來說選用哪種計算方法會根據(jù)抗震質(zhì)量的不同來進(jìn)行合理的選擇，比如為了改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，應(yīng)該注意場地的土質(zhì)類別，對不同土質(zhì)采取不同的加剪力墻等。
3.2 復(fù)合地基形成法的技術(shù)提升 通過對被加固土體填充相應(yīng)的材料，改變土體的結(jié)構(gòu)，使土體被增強或被置換形成一定的增強體，由增強體和周圍地基土的共同承載荷載，形成復(fù)合地基的一些地基處理方法。
在建筑施工中，根據(jù)特殊地質(zhì)條件對地基承載力的要求，而選用不同的處理方法達(dá)到相應(yīng)要求。
比如通過填充砂和石料深入土體，被置換或擠密，從而達(dá)到提高承載力的目的等。
3.3 多層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計 在多層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計上，全面把握設(shè)計的主要點，分析梁柱以及剛接或者鉸接相連促成的承載重量體系，在依據(jù)設(shè)計圖紙和文件的前提下，全面把握設(shè)計圖紙的客觀需要，同時加強規(guī)范性施工和管理，讀懂并理解設(shè)計圖紙中的每一項內(nèi)容，達(dá)到按圖紙施工、依據(jù)圖紙設(shè)計的目的，作好技術(shù)交底。
根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實際需求，可以采用現(xiàn)澆式框剪設(shè)計，就是通過梁、柱、樓蓋的現(xiàn)澆鋼筋水泥混凝土結(jié)構(gòu)，增強建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，提升抗震能力，在實際建筑設(shè)計中可以廣泛應(yīng)用;同時，還可以采用預(yù)制裝配式設(shè)計，就是指梁、柱、樓板均為預(yù)制，這樣可以減少工程的難度，提高工程的速度，但是，整體建筑質(zhì)量的性能不是很強，抗震效果、漏水系統(tǒng)等會有一定的偏差，可以結(jié)合地質(zhì)條件進(jìn)行考慮。
3.4 框架梁、柱箍筋間距的優(yōu)化 對不同抗震等級的框架梁，柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規(guī)定。
側(cè)重點就是關(guān)于質(zhì)量，比如抗震等級、人防等級、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關(guān)因素，同時還包括對設(shè)計圖紙的詳細(xì)了解和掌握，在鋼筋水泥的質(zhì)量要求、地基基礎(chǔ)設(shè)計等級、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結(jié)構(gòu)的類型需要。
如混凝土的含堿量不得超過3kg/m3、地下水類型及標(biāo)高、防水設(shè)計水位和抗浮設(shè)計水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度、設(shè)計活荷載值、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、材料等級、強度等級、材料性能、施工質(zhì)量的特別要求等，是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要考慮的要素。
4 結(jié)語
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合性很強的技術(shù)活，無論是從建筑結(jié)構(gòu)的實際需求出發(fā)還是建筑本身的特點出發(fā)，在充分考慮地質(zhì)條件、施工手段、技術(shù)應(yīng)用、質(zhì)量管理等綜合因素的基礎(chǔ)上，力求結(jié)構(gòu)設(shè)計與實際發(fā)展相融合，形成和諧性的發(fā)展模式，整體推進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與實際施工的方法應(yīng)用相結(jié)合，更好的提升工程設(shè)計的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
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房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的實踐應(yīng)用【2】
【摘 要】近年來，由于土地價格市場的變化，不斷上漲的土地價格給開發(fā)商的建筑總成本控制帶來了極大的壓力，同時，人們對于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高，相應(yīng)建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求也就不斷提高，這就讓開發(fā)商不斷尋求新的手段滿足顧客需求，而降低工程造價就成為開發(fā)商追求的直接目標(biāo)，這就需要我們利用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)方法，提高有限空間、有限資源的最大化效果發(fā)揮，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、實用性和適用性的良好目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)關(guān)鍵詞：設(shè)計; 技術(shù); 實踐
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的實踐價值筆者認(rèn)為，在滿足建筑結(jié)構(gòu)長遠(yuǎn)效益的前提下，應(yīng)盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。
與傳統(tǒng)設(shè)計相比，采用設(shè)計優(yōu)化技術(shù)可以使建筑工程造價降低5%～33%。
優(yōu)化技術(shù)的實現(xiàn)，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，并具有建筑規(guī)范所規(guī)定的安全度。
同時，它還可為建筑整體性方案設(shè)計進(jìn)行合理的決策，優(yōu)化技術(shù)是實現(xiàn)建筑設(shè)計的“適用、安全和經(jīng)濟(jì)”目標(biāo)的有效途徑。
2.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工五種效果，而建筑設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)方法的應(yīng)用不但滿足了建筑美觀、造型優(yōu)美的要求又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理。
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計量方面。
房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計。
對以上幾個方面的優(yōu)化設(shè)計還包括選型、布置、受力分析、造價分析等內(nèi)容，在實施過程中，還應(yīng)該按照一切從實際出發(fā)的原則，結(jié)合具體工程的實際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。
進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)在滿足設(shè)計意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用。
2.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中計算參數(shù)的優(yōu)化
所有的計算機計算結(jié)果，應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)其合理、有效后方可用于工程設(shè)計。
通常情況下，計算機的計算結(jié)果主要是結(jié)構(gòu)的自振周期、樓層地震剪力系數(shù)、樓層彈性層問位移(包括最大位移與平均位移比)和彈塑性變形驗算時樓層的彈塑性層間位移、樓層的側(cè)向剛度比、墻和柱的軸壓比、柱底內(nèi)力設(shè)計值、地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值及超筋超限信息等等。
為了分析判斷計算機計算結(jié)果是否合理.結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時.除了有合理的結(jié)構(gòu)方案、正確的結(jié)構(gòu)計算簡圖外，正確填寫抗震設(shè)防烈度和場地類別，合理選取電算程序總信息中的其他各項參數(shù)也是非常重要的，這些參數(shù)要按照電算程序軟件的有關(guān)規(guī)定設(shè)置.使結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理。
2.2 建立科學(xué)合理設(shè)計模型
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，并建立函數(shù)模型，運用科學(xué)合理的方法得出最優(yōu)解。
結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化建立模型的大致步驟如下：一是設(shè)計變量的合理選擇。
通常的設(shè)計變量選擇對設(shè)計要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過這種方法可減少很多計算編程的工作量。
二、目標(biāo)函數(shù)的確定。
使用函數(shù)找出滿足既定條件的最優(yōu)解。
最后，約束條件的確定。
房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強度約束、尺寸約束、從正常時的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。
設(shè)計中，要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。
3.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的幾大實踐應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用于實踐之中，是目前一個比較廣泛的課題，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化應(yīng)在前期參與。
因為前期方案的確定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計并不進(jìn)行參與，建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計時大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計的結(jié)果卻直接對結(jié)構(gòu)設(shè)計造成影響，某些方案可能會增加結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度，并使得建筑的總投資提高。
如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計就能參與進(jìn)來，那么我們就能針對不同的建筑類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計方案，獲得一個良好的開端。
利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達(dá)到降低工程造價的目的。
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用于項目的整體設(shè)計、前期設(shè)計，抗震設(shè)計等設(shè)計的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益。
3.1概念設(shè)計結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化
概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因為它的不確定性，計算式難免與現(xiàn)實有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計的時候就要采用概念設(shè)計的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。
設(shè)計過程中需要設(shè)計人員靈活的運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。
與宏觀把握相對應(yīng)的，設(shè)計的過程同時要注意對于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。
注意鋼筋的選擇，I級鋼和冷軋帶肋鋼市場價格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。
在做里面設(shè)計的時候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規(guī)范要求即可，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。
3.2地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化
地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價。
樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。
獨立基礎(chǔ)設(shè)計荷載取值的優(yōu)化。
鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨立基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)不存在軟弱粘性土層時，不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷載相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣�，一房，可不必進(jìn)行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗算。
但這些房屋在基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。
因此，在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計算分析中，必須輸入風(fēng)荷載，不能因為在地震區(qū)高層建筑以外的一般建筑風(fēng)荷載不起控制作用就不輸入：另一種情況是.在設(shè)計獨立基礎(chǔ)時，作用在基礎(chǔ)頂面上的外荷載柱腳內(nèi)力設(shè)計值，只取軸力設(shè)計值和彎矩設(shè)計值，無剪力設(shè)計值，或者甚至只取軸力設(shè)計值。
以上兩種情況都會導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計尺寸偏小，配筋偏少，影響基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的安全。
3.3框架梁、柱箍筋間距的優(yōu)化。
對不同抗震等級的框架梁，柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規(guī)定。
根據(jù)這些規(guī)定.工程習(xí)慣上常取梁、柱箍筋加密區(qū)最大問距為]00mm.非加密區(qū)箍筋最大問距為200ram。
電算程序總信息中通常也內(nèi)定梁、柱箍筋加密區(qū)問距為100mm，并以此為依據(jù)計算出加密區(qū)箍筋面積.由設(shè)計人員要據(jù)規(guī)范確定箍筋直徑和肢數(shù)。
但是.在程序內(nèi)定的條件下.當(dāng)框架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋，此時可適當(dāng)增加箍筋直徑或加密箍筋間距。
對于框架柱，當(dāng)框架內(nèi)定柱加密區(qū)箍筋間距為100mm時。
在某些情況下.亦可能因非加密區(qū)箍筋問距采用200mm引起配箍不足。
因此.我們也應(yīng)適當(dāng)增加箍筋直徑或加密箍筋間距。
這里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密區(qū)配箍驗算時可不考慮強剪弱彎的要求，即剪力設(shè)計值取加密區(qū)終點處外側(cè)的組合剪力設(shè)計值.并且不乘以剪力增大系數(shù)。
4.結(jié)束語
隨著人們對于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高，相應(yīng)建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求也就不斷提高，為了降低項目工程造價，這就需要我們利用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)方法，提高有限空間、有限資源的最大化效果發(fā)揮，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、實用性和適用性的良好目標(biāo)。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用【3】
摘 要：隨著人們對物質(zhì)需求及市場價格的逐漸攀升，促使建筑的成本也在一定程度上得到提高，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施能夠改進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)，從而將資源得到最大程度的利用。
文章主要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法進(jìn)行分析，并對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注重的問題進(jìn)行了簡要的探討。
關(guān)鍵詞：房屋建設(shè);結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化
現(xiàn)如今，隨著我國土地價格的逐年增長，這就對開發(fā)商控制總建筑成本帶來了相應(yīng)的壓力，其次，隨著社會的不斷發(fā)展，人們對居住條件的要求也逐步提升，房屋建筑不斷滿足人們的居住條件是未來的首要目標(biāo)，促使開發(fā)商不斷的探索新技術(shù)，既能符合顧客的需求，又能使工程造價得到控制。
采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法能夠使有限的空間及資源得到最大程度的發(fā)揮，從而使房屋建筑工程逐漸實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、適用性的發(fā)展。
1 房屋建筑施工中結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化
滿足人們需求的建筑物要求主要指的是建筑的美觀及設(shè)計兩者間的相互作用的結(jié)果。
建筑結(jié)構(gòu)主要通過五方面進(jìn)行表現(xiàn)：適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀及方便施工。
然而，在建筑設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用上不僅能夠確保建筑結(jié)構(gòu)的美觀、而且又能提升房屋建筑的安全、經(jīng)濟(jì)且合理。
并在一定程度上促使建筑行業(yè)得到發(fā)展。
在房屋建筑方面，其結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法主要體現(xiàn)在以下幾方面：房屋工程分部機構(gòu)的優(yōu)化及房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化。
房屋建筑施工分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是指，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化及結(jié)構(gòu)細(xì)部的設(shè)計優(yōu)化。
其次，還包括對選型、布置、受力分析、造價分析等方面的優(yōu)化。
在對房建工程能夠進(jìn)行設(shè)計施工時，應(yīng)嚴(yán)格按照從實際出發(fā)的原則進(jìn)行實施，確保其能夠滿足工程自身的發(fā)展?fàn)顩r，并對房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使其能夠滿足設(shè)計要求的同時，盡可能的將平面進(jìn)行布置規(guī)劃，促使剛度及質(zhì)量中心間的差異降低。
有效的使水平荷載現(xiàn)象造成建筑物扭轉(zhuǎn)的作用得到改善。
在豎直的方向應(yīng)避免采用轉(zhuǎn)換層，促使應(yīng)力集中現(xiàn)象得到改善。
�、俳Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的分析。
在各種對變量受到影響的過程中選出最為關(guān)鍵的參數(shù)，并構(gòu)建函數(shù)模型，結(jié)合科學(xué)有效的方法進(jìn)行分析。
其結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體優(yōu)化分析主要采用以下方法：首先，對設(shè)計變量的正確選擇。
正常情況下，在對設(shè)計變量進(jìn)行選擇時，應(yīng)采用影響相對較大的參數(shù)，使涉及到的參數(shù)能夠按其重要性進(jìn)行明確的劃分，將變化影響不大的參數(shù)劃分為預(yù)定參數(shù)，通過此類措施可以將設(shè)計編程中預(yù)測工作量進(jìn)行控制。
其次，對目標(biāo)函數(shù)的確定。
利用函數(shù)來挑選出符合條件的最優(yōu)解。
然后，對條件的確定進(jìn)行約束。
在房屋施工中其結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的約束條件主要包含以下幾部分內(nèi)容：應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強度約束、尺寸約束等，在設(shè)計過程中，應(yīng)確保各類約束條件能夠符合現(xiàn)有規(guī)范的相關(guān)要求。
②結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的計算。
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計作為一個非線性的優(yōu)化問題，主要通過多個變量及多個約束條件表現(xiàn)出來。
在對優(yōu)化方案進(jìn)行計算設(shè)計時，應(yīng)使原有的約束條件轉(zhuǎn)化為無約束條件來進(jìn)行計算。
常采用的方法主要有：拉氏乘子法、符合型法及Powell等。
在對設(shè)計方案進(jìn)行制定以后，需要對運算程序進(jìn)行編制，能夠促使計算出的結(jié)果符合最優(yōu)效果。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑施工中的應(yīng)用
在我國房屋建筑施工過程中，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法得到施工單位的廣泛關(guān)注。
在對結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的使用中，不改變使用性能的前提下能夠促使工程造價得到一定程度的降低，給施工企業(yè)發(fā)展帶來應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)主要在整體的設(shè)計、前期設(shè)計、房屋改造、抗震性能等環(huán)節(jié)得到應(yīng)用，使其效益發(fā)揮到最大化。
應(yīng)嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法及實踐進(jìn)行施工，應(yīng)注重以下幾個問題：
①結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化前期的注意事項。
在對結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行施工之前，其方案的選擇直接對建筑的總投資造成一定的影響。
在現(xiàn)如今，房屋建筑施工中存在的普遍問題則是在實際方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計前期根本無法進(jìn)行參與，設(shè)計人員在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，往往會忽略結(jié)構(gòu)的合理性及可行性，在一定程度上使建筑設(shè)計結(jié)果對設(shè)計結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)有的影響。
其余方案的選用在一定程度上會使設(shè)計結(jié)構(gòu)的難度得到一定程度的增加，從而使建筑的總投資得到增加。
當(dāng)方案設(shè)計處于初期階段時，結(jié)構(gòu)設(shè)計計劃根本無法參與進(jìn)來，要求我們結(jié)合不同種類的建筑物，采用有效的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行施工，合理有效的設(shè)計方案是房屋建設(shè)施工的一個良好開始。
�、诟拍钤O(shè)計與細(xì)部結(jié)構(gòu)相互結(jié)合。
概念設(shè)計主要在沒有具體數(shù)值量化的作用下進(jìn)行使用，例如地震設(shè)防烈度。
由于其自身具備不確定性，從而使設(shè)計形式與現(xiàn)實存在著較大的差異，在設(shè)計時通常采用概念設(shè)計的方式進(jìn)行，將數(shù)值作為輔助及參考的重要依據(jù)。
要求設(shè)計人員在設(shè)計過程中應(yīng)采用靈活的設(shè)計優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計，使其結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠達(dá)到最佳效果。
同時，在設(shè)計的過程中應(yīng)嚴(yán)格對細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，例如當(dāng)現(xiàn)澆板中異形板的位置處發(fā)生裂縫，可以將其劃分為矩形板。
應(yīng)做好對鋼筋的選擇，在現(xiàn)今市場中，I級鋼筋與冷軋帶肋鋼筋兩者間的價格大致相同，相比而言，兩者之間其自身存在的極限抗拉力度相差較大，因此，在確保塑性滿足設(shè)計要求的同時，對現(xiàn)澆板受力鋼筋進(jìn)行選擇時，可優(yōu)先采用冷軋帶肋鋼筋進(jìn)行使用。
在對內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)確保外立面的懸挑板與鋼筋能夠滿足相關(guān)設(shè)計要求，最終使房屋施工達(dá)到安全且合理的效果。
�、蹖ο虏康鼗幕A(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。
在對地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化時，應(yīng)選用合適的方案進(jìn)行，若其地基為樁基礎(chǔ)，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)狀況進(jìn)行分析，采用的樁基類型必須符合安全且降低造價。
樁端持力層影響著灌注樁的樁長，并采用對比的方式進(jìn)行選擇，采用合適的方案進(jìn)行施工。
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在房屋建筑施工中的作用
①促使房建施工中總造價得到有效的降低。
多層住宅與高層住宅相比，其層數(shù)較多、總建筑面積過大，單位面積內(nèi)占用的土地面積相對較小，能夠使用低成本進(jìn)行控制。
另外，隨著房屋建筑層數(shù)的逐漸增多，建筑高度也在相應(yīng)增加，從而導(dǎo)致樓與樓之間的間距擴(kuò)大，促使土地節(jié)約效率降低。
在對高層建筑進(jìn)行施工時，其每棟樓都會設(shè)置一個蓋層，蓋層的設(shè)置不會隨著樓層的變化而改變，所以其施工成本也不會增加。
在房屋建筑中的基礎(chǔ)部分，雖然也存在各層共用的現(xiàn)象，但是隨著建筑層數(shù)的增長，對基礎(chǔ)的荷載作用得到增強，因此需要增大基礎(chǔ)來滿足其承載力度。
�、谔嵘ㄖY(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能。
隨著建筑層數(shù)的不斷增加，會使墻體的面積、柱體的體積、結(jié)構(gòu)的自重、基礎(chǔ)與柱梁的承載力度都得到增加;反之，通過對建筑樓層進(jìn)行控制，不僅能節(jié)省施工材料、增強抗震性能，還能是樓與樓間的日照距離就相應(yīng)減小，使用地得到有效的節(jié)約。
當(dāng)建筑面積相同時，建筑物自身采用不同平面形狀，其外墻的周長也會大不相同。
在建筑物是圓形或類似方形的時候，其外墻間的周常系數(shù)也相對較小，從而使基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外裝修等面積也得到一定程度的減少，使其建筑物的受力性能得到提升，促使建筑的經(jīng)濟(jì)性能得到增強。
4 結(jié) 語
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，其應(yīng)用能夠促使建筑工程的造價得到有效的降低，優(yōu)化技術(shù)的實現(xiàn)能夠?qū)⑹┕げ牧系男阅艿玫胶侠淼睦茫侠淼膮f(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元間，不僅確保建筑的適用性及美觀，而且大大的節(jié)省了施工造價，從而使建筑工程的優(yōu)化設(shè)計能夠滿足居民的適用、安全、經(jīng)濟(jì)等需求，符合現(xiàn)今市場的發(fā)展要求。
參考文獻(xiàn)：
[1] 鄒俊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的現(xiàn)實應(yīng)用[J].科技傳播，2010，(19).
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