時(shí)間：2024-02-23 16:03:34
導(dǎo)語(yǔ)：在房屋建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題；策略
前言：為了滿(mǎn)足人們對(duì)房屋建筑舒適性、 經(jīng)濟(jì)性與安全性的要求，建筑行業(yè)結(jié)合時(shí)下的新技術(shù)和新材料對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，力求在房屋安全舒適的前提下，使房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概況
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是房屋建筑施工前的一項(xiàng)準(zhǔn)備工作。做好這項(xiàng)準(zhǔn)備工作要考慮到其設(shè)計(jì)的合理性，施工的可行性以及建成后的安全性，舒適性和經(jīng)濟(jì)性。所以，進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的也就是為了在規(guī)定的年限內(nèi)滿(mǎn)足人們對(duì)房屋的各種功能的要求。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，以上內(nèi)容被概括為房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本原則：安全性、適用性和耐久性。建筑結(jié)構(gòu)也有六項(xiàng)分類(lèi)，這主要是依據(jù)房屋承重構(gòu)件的不同進(jìn)行劃分。房屋承重構(gòu)件有梁、柱以及墻等，所以，建筑結(jié)構(gòu)可以分為：鋼結(jié)構(gòu)、鋼以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)以及其他結(jié)構(gòu)。進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法包含以下幾項(xiàng)：繪制結(jié)構(gòu)平面圖、繪制屋頂結(jié)構(gòu)圖、繪制大樣詳圖、繪制樓梯和基礎(chǔ)構(gòu)件。
2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題
2.1 承載柱截面高度的設(shè)計(jì)
小承載柱截面高度的設(shè)計(jì)過(guò)小一般常出現(xiàn)六度抗震設(shè)防的區(qū)域里，這種設(shè)計(jì)情況下的房屋，在正常使用的情況下，會(huì)直接影響房屋使用的耐久性。而且，一旦在該區(qū)域內(nèi)發(fā)生地震，這樣的房屋安全系數(shù)急劇下降，很可能會(huì)直接倒塌。而設(shè)計(jì)者做出這樣的設(shè)計(jì)大致有以下幾方面的原因：第一，對(duì)六度設(shè)防概念理解錯(cuò)誤。有的設(shè)計(jì)者可能認(rèn)為六度設(shè)防就是不用設(shè)防。第二，增加梁柱的線(xiàn)剛度比，以鉸支梁代替相應(yīng)的梁，便于相應(yīng)結(jié)構(gòu)的受力分析。在簡(jiǎn)化的受力分析中，設(shè)計(jì)者將梁柱之間的剛結(jié)作用、相應(yīng)的約束彎矩均忽略不計(jì)。之后，在承載柱橫截面和柱截面的配筋都較小的情況下，結(jié)構(gòu)的承重能力下降，其中隱含的危險(xiǎn)不言而喻。
2.2 房屋高度和高寬比不符合相關(guān)規(guī)范
根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，房屋的最大使用高度和相應(yīng)的高寬比的比值都有最大限制值。但是，仍有部分房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)最大使用高度和房屋的高寬比超出相關(guān)規(guī)定的極限值的現(xiàn)象。這樣現(xiàn)象的發(fā)生勢(shì)必會(huì)對(duì)屋主的使用安全造成威脅。這是因?yàn)榉课萁ㄖY(jié)構(gòu)的高度還會(huì)直接或間接影響到涉及房屋安全的其他方面的因素。例如，結(jié)構(gòu)體系的類(lèi)型、抗震設(shè)防烈度、場(chǎng)地類(lèi)別以及結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等。所以，在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的高度和高寬比時(shí)，要考慮到房屋的實(shí)際使用情況以及相關(guān)因素。
2.3 房屋建筑結(jié)構(gòu)布置不合理
房屋建筑結(jié)構(gòu)的布置主要是考慮其結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，因?yàn)榉课莸囊?guī)則程度直接影響到房屋的抗震能力。 房屋結(jié)構(gòu)布置的越規(guī)則，房屋也就越合理，其安全性能也就越可靠。但是，由于就目前來(lái)看，我國(guó)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的規(guī)則還沒(méi)有進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定，再加上部分設(shè)計(jì)人員對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的把握不是很到位，如，建筑平立面的外形尺寸、承載力分布以及抗側(cè)力構(gòu)件布置質(zhì)量分布等，導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)很不規(guī)則。這對(duì)屋主的人身安全造成了威脅。
3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題策略
3.1 結(jié)構(gòu)平面圖
在繪制建筑結(jié)構(gòu)平面圖時(shí)，相關(guān)規(guī)范對(duì)其是否需要進(jìn)行建模做了一定的說(shuō)明。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里的原意如下：如果抗震設(shè)防烈度只有 6 度，那么就不需要對(duì)抗震截面進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)算。但是，就砌體結(jié)構(gòu)而言，省略掉建模步驟時(shí)，在設(shè)計(jì)階段要考慮到整體受壓或者局部受壓的情況。如果抗震設(shè)防烈度在 7 度及其以上，則必須對(duì)其進(jìn)行建模。
3.2 屋頂結(jié)構(gòu)圖
對(duì)于坡屋面的建筑物，對(duì)其結(jié)構(gòu)的處理有兩種形式：梁板式和折板式。梁板式和折板式是兩種截然相反的處理方法。梁板式常用于屋面脊線(xiàn)相當(dāng)復(fù)雜，板的跨度相當(dāng)大的不規(guī)整的坡屋面，折板式應(yīng)用條件與之相反。由于兩種板式都是偏心受拉，所以，在拉力抵抗的時(shí)候要將部分板負(fù)筋拉通或者全部拉通。板的厚度要大于 120。梁板折角處的鋼筋要體現(xiàn)在大樣示意圖上。而坡屋面的平面圖，應(yīng)輔以剖面示意圖以加深理解。
3.3 大樣詳圖
在建筑詳圖準(zhǔn)確無(wú)誤的情況下，繪制出來(lái)的大樣詳圖才有意義。當(dāng)然，也可對(duì)原來(lái)的建筑詳圖做局部的改動(dòng)以代替大樣詳圖。在繪制大樣詳圖時(shí)，不僅要考慮到建筑的外形尺寸和標(biāo)高，還要考慮到其與建筑專(zhuān)業(yè)的協(xié)調(diào)性和一致性。
3.4 樓梯
在進(jìn)行樓梯的設(shè)計(jì)時(shí)， 梁梯的上下樓位置要一致， 如有必要，還要使用折板樓梯。此外，還要注意梁下的凈高要符合建筑設(shè)計(jì)要求。如果要使用折板樓梯，則應(yīng)斷開(kāi)其內(nèi)折角處的鋼筋并加以錨固。對(duì)于梯板首段的設(shè)計(jì)，還要考慮其沉降。對(duì)于梯梁的設(shè)計(jì)，一般應(yīng)用在一些比較特殊的情況下，具體的問(wèn)題應(yīng)該具體分析。
3.5 基礎(chǔ)
對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，最基本的應(yīng)注意到基礎(chǔ)配筋率必須要滿(mǎn)足最小配筋要求。除此之外，還有四點(diǎn)需要注意：第一點(diǎn)，根據(jù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)圖或詳圖設(shè)置鋼筋在條基交換的位置。第二點(diǎn)，在不能重復(fù)利用條記交叉處的基底面積的情況下，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整基礎(chǔ)的寬度來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)目的。第三點(diǎn)，對(duì)局部墻體存在較大荷載的情況，設(shè)計(jì)者也可通過(guò)調(diào)整基礎(chǔ)的寬度來(lái)提高其承受荷載的能力。第四點(diǎn)，如果定位結(jié)構(gòu)柱的位置無(wú)法確定，可以通過(guò)調(diào)整基礎(chǔ)的寬度尋找其準(zhǔn)確位置。
3.6抗震
由于現(xiàn)代建筑的樓層數(shù)較高，特別是某些超高層建筑，如果遇到如地震等災(zāi)害時(shí)，其抗震能力得不到有效的保證，就使其變形及破壞力都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于其它類(lèi)型的建筑，因此要綜合多方面因素，全面的提升高層建筑的抗震能力。首先要注重地基的選擇及設(shè)計(jì)，高層建筑最好應(yīng)建筑在土地較硬的地區(qū)，并遠(yuǎn)離河岸，同時(shí)還要注意，不要在斷層或地陷等較易發(fā)生地震的地區(qū)建造，如果地基選擇不合理很可能影響到其抗震能力。其交，在設(shè)計(jì)階段還要注重建筑材料的選取，將鋼筋與混凝土結(jié)合在一起的建筑形式主要是利用鋼筋與混凝土具有相似的膨脹系數(shù)，在任務(wù)環(huán)境下都不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力，同時(shí)這兩者之間的粘結(jié)性很好，特別是將鋼筋表面預(yù)置肋條或在鋼筋的端部彎起彎鉤，可大大的提高鋼筋與混凝土之間的拉力，可以更好的提高建筑的強(qiáng)度及抵抗外力的能力，從而更好的滿(mǎn)足人們的使用要求。而在高層建筑的設(shè)計(jì)施工中會(huì)在框架結(jié)構(gòu)中融入一定的剪力墻結(jié)構(gòu)，從而更好的實(shí)現(xiàn)不同建筑的功能及相應(yīng)的強(qiáng)度要求。
4 總結(jié)
對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者需要在兼顧到各種因素的情況下做出切合實(shí)際的設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)者應(yīng)在明確相關(guān)房屋建筑的概念的基礎(chǔ)上，對(duì)其中的問(wèn)題分析做到了然于胸。對(duì)相應(yīng)的解決方案的提出，設(shè)計(jì)者可從出圖紙的各角度結(jié)合具體施工操作靈活運(yùn)用自己的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉妍 . 淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題與解決對(duì)策[J] .四川水泥 . 2014. 10（12） ： 127-128.
關(guān)鍵詞：房屋建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)
隨著現(xiàn)代化發(fā)展水平的加快，在過(guò)去的十幾年間，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得了穩(wěn)步的提升，這在很大程度上都要?dú)w功于房地產(chǎn)行業(yè)的帶動(dòng)，可以說(shuō)房地產(chǎn)與建筑事業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的龍頭行業(yè)，這讓人們的生活水平得到了快速的發(fā)展以及進(jìn)步，在對(duì)房屋建設(shè)進(jìn)行投資的過(guò)程中，房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)自始至終都是重點(diǎn)內(nèi)容之一，可以說(shuō)在今后的一段時(shí)期內(nèi)，需要以經(jīng)濟(jì)性的建筑作為設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，并且不斷完善以及更新相關(guān)的設(shè)計(jì)理論，采用更加先進(jìn)的技術(shù)手段來(lái)讓建筑事業(yè)呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。
1、房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容
在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先應(yīng)該保證房屋自身具備一定的使用功能，同時(shí)還要符合安全設(shè)計(jì)的要求，這樣才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的要求，通常情況下，在對(duì)房屋進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)來(lái)確定設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以將其分為幾個(gè)不同的部分作為子結(jié)構(gòu)，子結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)行不斷的細(xì)分，例如主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等，通過(guò)對(duì)這些子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終就能實(shí)現(xiàn)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化發(fā)展，以滿(mǎn)足人們不斷提高的生活質(zhì)量要求。
2、房屋建筑與經(jīng)濟(jì)性關(guān)系處理
在對(duì)房屋建筑以及經(jīng)濟(jì)性關(guān)系進(jìn)行處理的過(guò)程中，首先應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)部分和建筑物層數(shù)之間的關(guān)系加以進(jìn)一步的處理。因?yàn)樵谶@樣的關(guān)系中，一個(gè)建筑物中只有一個(gè)公用屋蓋。無(wú)論建筑層數(shù)如何增加，公用屋蓋也只能是一個(gè)。但是建筑物的層數(shù)越高，對(duì)于基礎(chǔ)部分而言就會(huì)讓上層承受較大的荷載力，基礎(chǔ)構(gòu)件的承載能力也就因此需要得到進(jìn)一步的提高，在對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，無(wú)形之中就會(huì)增加一定的成本。與此同時(shí)，房屋在進(jìn)行內(nèi)部梁柱墻的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也會(huì)因?yàn)榻ㄖ訑?shù)的不斷增加而讓成本出現(xiàn)提高的狀態(tài)，其不同之處就在于不同構(gòu)件在設(shè)計(jì)成本上具有一定的差異性，所以建筑物屋蓋在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)隨著建筑物高度的增加而令設(shè)計(jì)成本不斷的增加，二者之間是呈現(xiàn)出正比例關(guān)系的。
另外需要處理的關(guān)系是建筑用地面積和建筑物層數(shù)之間的關(guān)系，在處理這一關(guān)系的過(guò)程中，如果不考慮外界的因素，只是從層數(shù)與用地之間的關(guān)系進(jìn)行考量的話(huà)，那么建筑物層數(shù)的增加必然會(huì)讓單層用地面積減小，但是在實(shí)際工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，并不能忽略外界因素的影響，如果不能讓建筑保證良好的光線(xiàn)，就會(huì)造成購(gòu)買(mǎi)者購(gòu)買(mǎi)意愿的境地，有些樓盤(pán)甚至還會(huì)出現(xiàn)無(wú)人問(wèn)津的局面，在這樣的情況下，應(yīng)該充分對(duì)建筑物之間的距離進(jìn)行考慮，只有這樣才能滿(mǎn)足市場(chǎng)發(fā)展的需要。所以最終的結(jié)果就是隨著建筑層數(shù)的不斷增加，用地面積也就會(huì)增加，只有加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能最終滿(mǎn)足建筑層數(shù)與面積之間的優(yōu)化發(fā)展。通常情況下采用的方法是盡可能的減小建筑上部的面積，這樣對(duì)整體的光照效果有好處。
在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)以及建筑設(shè)備之間的經(jīng)濟(jì)性關(guān)系進(jìn)行處理的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，如果是對(duì)高層建筑的施工，那么不僅需要完善給排水管道，還應(yīng)該對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行建造，這樣才能讓人們的生活有了保障。但是建筑物層數(shù)的不斷增加，會(huì)讓建筑設(shè)備也不斷的增加，那么整體的建筑成本在這樣的情況下也就出現(xiàn)了增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
最后是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)外觀以及經(jīng)濟(jì)性之間關(guān)系的處理。在修建建筑時(shí)，首先是對(duì)安全性進(jìn)行考慮，其次才是外觀的設(shè)計(jì)，當(dāng)然外觀設(shè)計(jì)固然重要，但是如果沒(méi)有一個(gè)安全的環(huán)境，那么再美觀的外表也必然會(huì)留下不利的隱患。所以應(yīng)該以安全性為首要前提，在此基礎(chǔ)上保證建筑結(jié)構(gòu)在外觀的設(shè)計(jì)上處于一種方形或者圓形的狀態(tài)，保持一種平衡的受力狀態(tài)。進(jìn)一步講，如若將一定用地面積的方形房屋建筑外觀設(shè)計(jì)為圓形，由于圓形建筑物相對(duì)方形建筑物周長(zhǎng)小，因此建筑物墻體面積也會(huì)隨之變小。
3、優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1重視結(jié)構(gòu)建造數(shù)字技術(shù)應(yīng)用
對(duì)于建筑物的結(jié)構(gòu)布置方式而言，存在著多種選擇，即便是同一建筑物結(jié)構(gòu)布置方案也有多種結(jié)構(gòu)分析方法。進(jìn)一步講，基于不同的建筑物結(jié)構(gòu)分析方法，建筑物設(shè)計(jì)所選用的設(shè)計(jì)參數(shù)及其建筑材料等等都會(huì)不同程度地存在差異性。而隨著數(shù)字技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)模型和平面圖紙的取代，利用數(shù)字化軟件得以快速解決設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案和設(shè)計(jì)參數(shù)影響分析等難題，如赫爾佐格和德梅隆設(shè)計(jì)的“鳥(niǎo)巢”便是建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的突破，由蓋里科技公司研發(fā)而成的DP軟件的鳥(niǎo)巢設(shè)計(jì)更是數(shù)字技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處理需要大力依靠計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，設(shè)計(jì)人員要予以重視概念化設(shè)計(jì)。不過(guò)由于設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不同，概念設(shè)計(jì)模式也會(huì)有所不同。因此，設(shè)計(jì)人員對(duì)于方案及設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇，實(shí)質(zhì)上就是概念優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)過(guò)程。
3.2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化目的主要是基于在設(shè)計(jì)規(guī)定年限內(nèi)實(shí)現(xiàn)建筑物的功能需求，并最大限度提高外部作用因素的抵抗能力和減少房屋建設(shè)成本。其中，外部作用因素之中，荷載作用r間、地點(diǎn)及強(qiáng)度都不可準(zhǔn)確預(yù)料的地震作用較為特殊，一旦發(fā)生能量等級(jí)高的地震作用時(shí)，建筑物破壞必然無(wú)疑。故而，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要充分考慮地震的荷載作用。基于結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的建筑物其荷載承受處于均勻狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)截面較少，并通過(guò)多道設(shè)防思想即通過(guò)次要構(gòu)件來(lái)保護(hù)主要構(gòu)件，來(lái)達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的明顯效果。
4、應(yīng)注意的問(wèn)題
一是房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)并不是必然運(yùn)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過(guò)程之中，而是主要應(yīng)用于最初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中。這是緣于前期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定直接影響著設(shè)計(jì)成本的高低，這樣才能實(shí)現(xiàn)建筑物成本的最合理陛。二是房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)更多的是應(yīng)用于結(jié)構(gòu)細(xì)部的優(yōu)化工作。如矩形現(xiàn)澆板塊設(shè)計(jì)需要現(xiàn)澆板的合理分析，以便避免現(xiàn)澆板的拐角處裂縫出現(xiàn)。
5、結(jié)語(yǔ)
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)非是實(shí)現(xiàn)房屋的安全、穩(wěn)定、美觀功能。并最大限度節(jié)約建筑成本，而實(shí)現(xiàn)這些目的就非常有必要對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將其技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。
參考文獻(xiàn)：
[1]馬魁，劉慶貴.論房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè).2013（05）
【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào)：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
Optimum design of building structure
Wang Fei
652723198507251311
[Abstract ] at present, China's rapid development of high-rise buildings, in its structure design often encounters to all kinds of problems, which requires structural designers continue to accumulate experience, independent innovation, using the correct concepts of structural design, therefore, structural engineer must in every project design can be done continuously explore the law of nature, the tireless pursuit of the best optimal relative to comparison, by reflection, in the accumulated experience, and constantly improve their judgment and creativity.
[ Key words ] building; structure; optimization design
中圖分類(lèi)號(hào)：TU208
0 引言
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)建筑本體功能與建筑投資成本的關(guān)鍵手段。隨著國(guó)家建立節(jié)約型社會(huì)理念的不斷深入，建筑的需求者與供應(yīng)者都對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了更高的要求。結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和理論依據(jù)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中的材料選用、構(gòu)件設(shè)計(jì)和整體結(jié)構(gòu)布局主要因素進(jìn)行分析，探討建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)手段，為未來(lái)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性
為了達(dá)到結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，工程設(shè)計(jì)人員必須在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的理性分析，采用合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)理念和方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得能有效地控制工程造價(jià)，滿(mǎn)足投資方的經(jīng)濟(jì)要求。通過(guò)以往的優(yōu)化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，相比于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)通常可以達(dá)到降低工程造價(jià)5%～30%的目的。但是在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，很多因素都制約了優(yōu)化設(shè)計(jì)的開(kāi)展和實(shí)施。比如，工程的設(shè)計(jì)進(jìn)度的要求，使得設(shè)計(jì)人員根本無(wú)暇顧及到結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)要求；再者，由于知識(shí)水平的限制，傻瓜化的設(shè)計(jì)軟件使得年輕設(shè)計(jì)人員對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理解缺乏，更談不上有效合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，大部分設(shè)計(jì)人員在所謂優(yōu)化設(shè)計(jì)中總著眼于局部部位而忽略了結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，沒(méi)有從總體布局上考慮造價(jià)的控制。為此，為了降低工程造價(jià)的成本，提高設(shè)計(jì)人員在工程建設(shè)過(guò)程中對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)把握非常必要，只有加強(qiáng)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的有效結(jié)合，通過(guò)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，達(dá)到降低工程造價(jià)的目的，創(chuàng)造更大的社會(huì)效益。
2 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容
通常，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作主要是根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的要求，采用合理的設(shè)計(jì)理念和方法，來(lái)確定適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式、布置以及具體的構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸。對(duì)常見(jiàn)的鋼筋混凝土住宅結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可以從結(jié)構(gòu)整體的布局以及具體構(gòu)件兩方面的因素來(lái)加以考慮。影響結(jié)構(gòu)整體的布局的因素包括了建筑物的體型特征、柱網(wǎng)尺寸、層高以及抗側(cè)力構(gòu)件的位置等具體構(gòu)件因素主要包括結(jié)構(gòu)的布置、構(gòu)件的截面、混凝土和鋼筋強(qiáng)度等級(jí)及配筋構(gòu)造等。綜合考慮兩方方面的因素影響是必須的，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，對(duì)工程師提出了更高的要求，即需要結(jié)構(gòu)工程師對(duì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件受力特征有充分的把握，能根據(jù)構(gòu)件設(shè)計(jì)的合理經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范的深刻理解，采用合理優(yōu)化方法進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。
3 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施
3．1 加強(qiáng)剪力墻的設(shè)計(jì)
剪力墻設(shè)計(jì)中連梁的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。聯(lián)肢墻是通過(guò)連梁連接的各墻肢聯(lián)結(jié)而成，從而增加了墻肢的約束條件。連梁的剮度增大必將使得結(jié)構(gòu)的地震作用也增大，這樣連梁和墻肢分配內(nèi)力也相應(yīng)增大，此時(shí)必須增大構(gòu)件的配筋量，顯然這一設(shè)計(jì)結(jié)果必然會(huì)造成材料的浪費(fèi)。因此，在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師都不會(huì)采用大剛度的窗下墻作為連梁，而宣將連梁設(shè)計(jì)成為截面、剛度較小的弱連梁。同時(shí)，在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)剛度與變形要求時(shí)，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度與抗力、變形方面綜合考慮，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件。顯然，剪力墻數(shù)量越多，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度愈大，相應(yīng)結(jié)構(gòu)位移會(huì)減小，但是結(jié)構(gòu)地震力會(huì)隨抗側(cè)力剛度增大而加大，對(duì)結(jié)構(gòu)的造價(jià)控制不利。因此剪力墻應(yīng)以周邊均勻、對(duì)稱(chēng)、分散等原則合理布置，以規(guī)范規(guī)定的水平位移限值為準(zhǔn)盡可能減少剪力墻數(shù)量。
3．2 加強(qiáng)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)形式的選用
不同的建筑類(lèi)別和功能要求決定了戶(hù)型的選擇，從砌體結(jié)構(gòu)和底部剪力墻結(jié)構(gòu)談起。
1) 加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。作為承重構(gòu)件和抗側(cè)移構(gòu)件的磚砌體，其平面布置較為靈活，但不事宜做躍層結(jié)構(gòu)，杜絕受力較大的突兀結(jié)構(gòu)形式。門(mén)窗開(kāi)洞寬度不宜超過(guò)2．1m，縱向墻體數(shù)量不宜少于三道，這一措施可以適當(dāng)減少構(gòu)造柱的配筋。
2) 加強(qiáng)底部框架剪力的設(shè)計(jì)。底部框架剪力墻結(jié)構(gòu)由于豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，使得設(shè)計(jì)中受力平衡容易出現(xiàn)問(wèn)題，因此對(duì)建筑平面的要求較為嚴(yán)格。承重墻盡量放在框架梁上，如果出現(xiàn)放在次梁上的墻體時(shí)，應(yīng)加大該次梁、主梁、框架梁的配筋，加厚該處的樓板厚度。結(jié)構(gòu)樓板不能隨便錯(cuò)層，只有在樓板上填輕質(zhì)材料實(shí)現(xiàn)的方式才可行。戶(hù)型設(shè)計(jì)中宜讓大房間布置在臨街面，衛(wèi)生間、廚房等小房間布置在背面，這樣方便臨街面柱網(wǎng)的布置等。
3．3 注重細(xì)部?jī)?yōu)化
1) 在注重整體設(shè)計(jì)的同時(shí)，也應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件的精細(xì)設(shè)計(jì)。比如現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)中盡量把異形板劃分為矩形板，這樣既達(dá)到合理受力的目的，也避免了拐角裂縫的出現(xiàn)。
2) 底部框架抗震墻的底框梁箍筋配箍量一般較大，此時(shí)若選用冷軋帶肋鋼筋作為箍筋，便可減少箍筋肢數(shù)或箍筋直徑，達(dá)到造價(jià)的降低以及施工的方便化。還有，為減少底部截面，采用高強(qiáng)度的混凝土是柱構(gòu)件不錯(cuò)的選擇，但是水平構(gòu)件混凝土可適當(dāng)減少混凝土的標(biāo)號(hào)，滿(mǎn)足了受力要求，也節(jié)約了成本。
3) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的結(jié)合，基于計(jì)算仿真的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路已經(jīng)在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)利用計(jì)算機(jī)分析軟件建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的分析模型，采用高效的計(jì)算機(jī)優(yōu)化計(jì)算方法，設(shè)立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到的目標(biāo)要求，最終實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化目的。在具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際上已經(jīng)由一個(gè)工程問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題。在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，基于這一思想的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法具有其他算法無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。因此，工程設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析非常必要。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和建筑功能的多樣化，城市人口的不斷增多及建設(shè)用地日趨緊張和城市規(guī)劃的需要，促使高層建筑得以快速發(fā)展，另一方面由于輕質(zhì)高強(qiáng)材料的開(kāi)發(fā)及新的設(shè)計(jì)計(jì)算理論發(fā)展，抗風(fēng)和抗震理論的不斷完善，加之新的施工技術(shù)和設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，特別是計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用以及結(jié)構(gòu)分析手段的不斷提高，為迅速發(fā)展高層建筑提供了必要的技術(shù)條件。對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)若干優(yōu)化措施進(jìn)行了探討，并提出了自己一些見(jiàn)解與看法，謹(jǐn)供大家作參考之用。
參考文獻(xiàn)
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［2］江歡成．優(yōu)化設(shè)計(jì)的探索和實(shí)踐［J］建筑結(jié)構(gòu)，2006，36 ( 6) : 1－24．
［3］GB50010－2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 建筑結(jié)構(gòu) ，優(yōu)化方法
Abstract: the architecture is solidification of art, architecture, to reflect exquisite must will structural design and beautiful design reasonable collocation. Housing structure design has been seeking the safe, applicable, economic, beautiful, and construction and five effect. The need to design department or design personnel strictly abide by the five kinds of effect principle, make rational structure design, the application of the modern science and technology optimization method, realize the most effective play limited resources, finish to lower the project cost and get people to the goal of material and spiritual needs. The current, building structure design of the building structure design optimization method has been widely applied to the actual start of project, this paper the structure design optimization methods reflect of theory, the structure design optimization method of application and practice are analyzed and discussed.
Keywords: structure design, structure, optimization method
中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理論概述
1.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理念及意義
在進(jìn)行工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了要考慮設(shè)計(jì)對(duì)象的基本使用功能和兼顧其安全適用性以外，還應(yīng)盡可能將設(shè)計(jì)對(duì)象設(shè)計(jì)的更加完美，這就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題。定義為工程結(jié)構(gòu)在滿(mǎn)足約束條件下按預(yù)定目標(biāo)求出最優(yōu)方案的設(shè)計(jì)方法。隨著我國(guó)社會(huì)精神文明建設(shè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于居住環(huán)境精神領(lǐng)域的追求已然形成一種時(shí)尚。對(duì)于人居環(huán)境的改善，其根本主要體現(xiàn)為美觀與結(jié)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)、配合，使得建筑工程滿(mǎn)足美觀的同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)規(guī)劃方面的實(shí)際意義。
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的內(nèi)容主要是通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案、維護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等其他結(jié)構(gòu)綜合進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程。在整個(gè)過(guò)程之中強(qiáng)調(diào)的是一切從實(shí)際出發(fā)，緊貼工程進(jìn)度、發(fā)展的實(shí)際情況，以控制工程造價(jià)成本為中心的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念。
1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)踐價(jià)值
與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，在設(shè)計(jì)中采用優(yōu)化方法可以使建筑工程造價(jià)降低5%~30%，可以盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用能充分利用材料性能，對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各個(gè)單元進(jìn)行協(xié)調(diào)，規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)安全度，為建筑整體布局提供合理決策。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟
(1)整體優(yōu)化模型
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法一般從三個(gè)方面展開(kāi)。第一，選擇設(shè)計(jì)變量。在設(shè)計(jì)過(guò)程中將所要選擇的描述結(jié)構(gòu)特性的參數(shù)確立為設(shè)計(jì)變量，比如目標(biāo)控制參數(shù)和約束控制參數(shù)。而將那些變化范圍不是很大或者對(duì)設(shè)計(jì)要求而言局部設(shè)計(jì)考慮就能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的參數(shù)確立為預(yù)定參數(shù)，這樣做可以大大減少計(jì)算、編排、設(shè)計(jì)的工作量。第二，確定目標(biāo)函數(shù)。尋求一組可以滿(mǎn)足預(yù)定條件的鋼筋截面積和截面幾何尺寸以及是小概率，已達(dá)到總費(fèi)用最小。第三，確定約束條件。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的約束條件包括強(qiáng)度和穩(wěn)定約束、截面尺寸約束、結(jié)構(gòu)整體約束、構(gòu)建單元約束、正常使用狀態(tài)下的變量從上限到下限的約束條件等。在設(shè)計(jì)時(shí)，若要使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)際房屋工程，則必須通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)際約束條件與目標(biāo)約束條件相比較，保證每項(xiàng)約束條件都能符合規(guī)范，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。
(2)設(shè)定優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案
由于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中適用性?xún)?yōu)化問(wèn)題較為復(fù)雜，屬于多變量、多約束非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題，所以在計(jì)算當(dāng)中，通常是將有約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束來(lái)求解。其中可以利用的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法有拉式乘子法、復(fù)合形法等。
(3)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)
根據(jù)在以上整體優(yōu)化模型和選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行編制，做出功能齊全、運(yùn)算快速的綜合程序。
(4)結(jié)果分析
在得出計(jì)算結(jié)果后，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，最終確定理想的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
筆者以上敘述了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟，考慮到建筑工程投資數(shù)額巨大，涉及范圍較廣，所以在具體執(zhí)行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)從多角度全方位的考慮問(wèn)題。正確處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，不能僅僅為了節(jié)約資金就忽視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)、方法。在設(shè)計(jì)中不但要保證技術(shù)上的合理要求，還應(yīng)控制投資不被浪費(fèi)。
3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在實(shí)際應(yīng)用中主要是在不改變房屋建筑使用性能的前提下，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)達(dá)到降低工程成本、提高經(jīng)濟(jì)性的目的。一般應(yīng)用在建筑的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)以及抗震設(shè)計(jì)等各個(gè)階段，在以下筆者分為三方面逐一進(jìn)行論述。
3.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)注重前期參與
房屋建筑項(xiàng)目屬于長(zhǎng)期的投資計(jì)劃過(guò)程，所以說(shuō)在實(shí)際當(dāng)中非常容易受到影響，故而前期方案就顯得尤為重要。目前存在的主要問(wèn)題就是設(shè)計(jì)人員在前期方案階段忽視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，在設(shè)計(jì)中不考慮建筑結(jié)構(gòu)的合理性，這樣持續(xù)下去在后期必然會(huì)因?yàn)樵黾咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)困難而加大成本投入。要知道前期方案的確定的好會(huì)會(huì)直接影響到總投資成本的高低，所以在前期方案階段使優(yōu)化設(shè)計(jì)參與其中，能夠有效避免投資過(guò)多所造成的浪費(fèi)。
3.2概念設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用
對(duì)于同一建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的布置上均會(huì)出現(xiàn)多種不同的情況，即就是幾經(jīng)確定了建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布置，在不同種荷載情況下也存在著不同的分析方法。而且在分析的過(guò)程中，設(shè)計(jì)的參數(shù)、材料、荷載、承載能力的取值都不是唯一的。尤其是建筑物細(xì)部結(jié)構(gòu)問(wèn)題的處理更是復(fù)雜多變。應(yīng)對(duì)以上問(wèn)題要想單純利用計(jì)算機(jī)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，作為工程設(shè)計(jì)人員就必須根據(jù)自己的判斷展開(kāi)設(shè)計(jì)，但是這種判斷只適用于一般規(guī)律指導(dǎo)下進(jìn)行，所以說(shuō)概念設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況下作為輔依據(jù)，可以避免設(shè)計(jì)偏差，從而達(dá)到最佳效果。
3.3概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
在這一問(wèn)題上我們所希望的是通過(guò)概念設(shè)計(jì)，能使房屋建筑工程結(jié)構(gòu)在遭遇各種外力作用下不受破壞會(huì)將破壞程度降到最低，因此對(duì)可能遭遇的破壞因素進(jìn)行分析就顯得尤為重要，這里必須提到的一個(gè)因素就是地震，因?yàn)榈卣馃o(wú)法預(yù)測(cè)而且破壞力極強(qiáng)，所以在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中就應(yīng)當(dāng)考慮到工程區(qū)域在歷史上的地震活動(dòng)情況和自然災(zāi)害發(fā)生情況，根據(jù)這些未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面入手采取一些提高抗震、抗災(zāi)害的措施辦法。若要構(gòu)建這樣的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)防思想，就必須把概念設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，可以說(shuō)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的研究是一項(xiàng)非常復(fù)雜的綜合性問(wèn)題。我前邊增提到，安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀、便與施工等五種效果是房屋設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則，但是這五種效果之間又相互獨(dú)立、相互矛盾。所以盡管在結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用的今天，如何使這五種因素更好的融合仍然需要我們?cè)谝院蟮膽?yīng)用實(shí)踐中多探索、多積累，達(dá)到一種用最低造價(jià)實(shí)現(xiàn)最佳效益，既美觀又合理，魚(yú)和熊掌兼得的設(shè)計(jì)效果。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；房屋結(jié)構(gòu)；應(yīng)用方法
隨著我國(guó)居民生活水平的不斷提高，人們對(duì)居住環(huán)境和住房要求也越來(lái)越高，尤其是對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外觀設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)都要求其既有美觀性又有舒適性。目前我國(guó)房屋的構(gòu)建過(guò)程比較固定化，由于不能依賴(lài)工廠或機(jī)器對(duì)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，因此只能依賴(lài)于現(xiàn)場(chǎng)施工，從而對(duì)工期的計(jì)劃、房屋的設(shè)計(jì)存在一定的限制性。按照如此現(xiàn)狀，在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備時(shí)期時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮到建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，便于提高現(xiàn)場(chǎng)施工的效率性，并且增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。對(duì)此，筆者認(rèn)為建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不容小覷。
1建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必要性
全面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑構(gòu)造的優(yōu)化作用，這一舉措不僅能靈活的把控好建筑成本，還能增強(qiáng)房屋的實(shí)際使用價(jià)值以及美觀度。從另一方面而言，建筑企業(yè)通常會(huì)以最小的投資換取最大的經(jīng)濟(jì)效益，這就要求了房屋建設(shè)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要做到合理性、安全性、實(shí)效性，把建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化法的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)的淋漓盡致。相比傳統(tǒng)的舊房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：第一，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性起到首要保障；第二，對(duì)房屋內(nèi)部所有的結(jié)構(gòu)組織能夠科學(xué)性的調(diào)整；第三，使材料的功能運(yùn)用更加科學(xué)性；第四，使項(xiàng)目成本比起以往能夠降低三分之一左右。
2建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體實(shí)施
2.1提升建筑結(jié)構(gòu)整體性的優(yōu)化方法房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的突破點(diǎn)首先是對(duì)房屋設(shè)計(jì)整體性的把握以及對(duì)房屋細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)目前房屋的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)到多個(gè)方面，其中包括圍欄、屋頂、門(mén)架等各個(gè)地方，這些地方不僅需要設(shè)計(jì)師頗心觀察和巧妙設(shè)計(jì)，還要同時(shí)注重它們的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)花費(fèi)的平衡性。在優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)項(xiàng)目工程的實(shí)地勘察是必不可少的，依據(jù)實(shí)際情況酌情分析得出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。當(dāng)具有整體性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法靈活應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，既保障了房屋的整體牢固性和安全性，在某些突況下，又可以預(yù)制安全事故的發(fā)生，把具體損失較低到最低。就算沒(méi)有突況，建筑結(jié)構(gòu)整體性的優(yōu)化也應(yīng)事先思量出各種情況，例如地震自然現(xiàn)象，那么對(duì)房屋鋼筋結(jié)構(gòu)的要求就十分重要，因此，在鋼筋的選材和施工必須依照工程標(biāo)準(zhǔn)，如此一來(lái)才能使建筑實(shí)施設(shè)計(jì)做到整體性的優(yōu)化。2.2提升建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能性的優(yōu)化方法。節(jié)能性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法是國(guó)家提出的構(gòu)建健康綠色家園的口號(hào)，以經(jīng)濟(jì)效應(yīng)性、優(yōu)化環(huán)境性等條件作為設(shè)計(jì)理念，靈活優(yōu)化房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。優(yōu)化方法主要有：第一，房屋的采光是非常重要的，為了使房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全面吸收到陽(yáng)光和采暖，首先要做到對(duì)實(shí)際地理環(huán)境、氣候條件、城市規(guī)劃進(jìn)行核查，在了解其現(xiàn)狀情況后對(duì)其決定房屋的朝向，既保障了房屋能得到優(yōu)質(zhì)的采光，還形成了良好的通風(fēng)系統(tǒng)；第二，為保持房屋外形設(shè)計(jì)的美觀度，盡量避免房屋與寒風(fēng)形成直角的對(duì)立狀態(tài)，這樣一來(lái)便能有效的減低熱能量的散卻速度，間接性的達(dá)到高效節(jié)能的效果；第三，后期對(duì)房屋的維護(hù)都應(yīng)提前周詳考慮，尤其是屋頂、門(mén)窗等結(jié)構(gòu)就是關(guān)鍵表現(xiàn)，例如朝陽(yáng)方向的窗戶(hù)設(shè)計(jì)一定要區(qū)域夠大，最大限度的保證陽(yáng)光的充足性，背對(duì)陽(yáng)光的一面要把控好窗戶(hù)的數(shù)量設(shè)計(jì)，預(yù)防屋內(nèi)熱量的散發(fā)。對(duì)于房屋屋頂結(jié)構(gòu)的要求一定要加裝循環(huán)水管的設(shè)計(jì)，營(yíng)造出冬暖夏涼的舒適感。2.3提升建筑結(jié)構(gòu)選材的優(yōu)化設(shè)計(jì)。從控制工程成本的研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度、高韌性的建筑選材對(duì)降低工程成本是非常有效的。因?yàn)楦邚?qiáng)度、高韌性的建筑材料對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)建的截面可以最大限度的降低，為其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)余留出更充足的空間。2.4提升建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。在建筑結(jié)構(gòu)的房屋設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)是房屋建設(shè)的主要單元，對(duì)其重視優(yōu)化設(shè)計(jì)是尤為關(guān)鍵的。在房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，按構(gòu)造形式可分為條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、滿(mǎn)堂基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)；按使用的材料分為：灰土基礎(chǔ)、磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)；按埋置深度可分為：淺基礎(chǔ)、深基礎(chǔ)。在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)理念和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，根據(jù)不同類(lèi)型的排查，因地制宜選取不同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這樣既維護(hù)了建筑結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，又有效的減短了項(xiàng)目預(yù)期工期，從而降低人工成本和時(shí)間成本。
3總結(jié)
綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有拙見(jiàn)的成效，不僅對(duì)建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益，還對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化研究起到了推動(dòng)作用，使更多的研究者、開(kāi)發(fā)商、企業(yè)家重視房屋建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。
作者:高太勇 單位:山東省曲阜師范大學(xué)后勤管理處工程管理科
關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；節(jié)能環(huán)保
中圖分類(lèi)號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)狀分析
1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不太重視節(jié)能環(huán)保這一重要因素
要想建筑設(shè)計(jì)達(dá)到節(jié)能環(huán)保的功效，就必須使整個(gè)房屋建筑具備良好的通風(fēng)效果。但是，實(shí)際情況告訴我們，建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)房屋建筑的實(shí)用面積、結(jié)構(gòu)安全、美觀時(shí)尚較為重視，很少去考慮房屋建筑性能、品質(zhì)及環(huán)保等因素。經(jīng)過(guò)審查才發(fā)現(xiàn)施工設(shè)計(jì)圖中對(duì)這些因素的反映情況還不能完全達(dá)到房屋建筑的需要，可此時(shí)建筑設(shè)計(jì)方案已經(jīng)確定下來(lái)，接著設(shè)計(jì)人員就只能對(duì)施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行微調(diào)，為了爭(zhēng)取時(shí)間，設(shè)計(jì)人員就只是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)略的計(jì)算了一下，草草的調(diào)整了一下。效果可想而知是不理想的，既不能節(jié)省資源，而且很難實(shí)現(xiàn)。
2、忽視建材應(yīng)用的科學(xué)性
建材作為建筑的重要組成部分，建材是整個(gè)房屋建筑的“骨骼”。企業(yè)在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的傳統(tǒng)金屬材質(zhì)的管道，易生銹、易腐蝕、易滲漏、易結(jié)垢，不僅損耗大，還易產(chǎn)生二次污染。在房屋設(shè)計(jì)時(shí)，護(hù)墻體消耗能量最大建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一，追求建筑形體的多變，而忽視建材消耗量的大小。這也是不重視建筑節(jié)能的又一方面。
3、建筑節(jié)能理念和技術(shù)還比較落后
許多建筑設(shè)計(jì)師沒(méi)有節(jié)能的意識(shí)，更談不上節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，建筑設(shè)計(jì)師不能只是一味的去套用標(biāo)準(zhǔn)圖，要結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況，分析其建筑的環(huán)境及條件來(lái)實(shí)施房屋建筑的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)，要明確節(jié)能環(huán)保對(duì)房屋建筑的重要意義，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。另外，有些建筑設(shè)計(jì)師十分注重建筑的獨(dú)特性，完全沒(méi)有節(jié)能的理念，使得許多房屋建筑達(dá)不到相應(yīng)的設(shè)計(jì)效果。
4、不能合理的利用節(jié)能技術(shù)和傳統(tǒng)措施
節(jié)能設(shè)計(jì)講究的就是自然通風(fēng)、建筑遮陽(yáng)，但是隨著人類(lèi)生活水平的提高，審美理念的不斷提升，卻忽視了傳統(tǒng)的建筑措施，導(dǎo)致許多房屋建筑不能達(dá)到有效節(jié)能的效果，對(duì)節(jié)能高科技十分的注重，對(duì)低成本的節(jié)能技術(shù)卻忽略不提。導(dǎo)致整個(gè)房屋建筑工程的造價(jià)十分的昂貴，由于設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)太高，不能結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況，只在一味的追求理想化，使得整個(gè)建筑最終達(dá)不到建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)不到節(jié)能環(huán)保的效果。若在以后的設(shè)計(jì)中，還是不能權(quán)衡好節(jié)能高科技和傳統(tǒng)節(jié)能措施，只注重技術(shù)和速度，那么，我們房屋建筑事業(yè)就很難持續(xù)的發(fā)展下去。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性
對(duì)于現(xiàn)代化的房屋建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化重要性不言而喻。高質(zhì)量的設(shè)計(jì)方案，可以使得房屋的實(shí)際使用價(jià)值大大提高，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)建筑的美學(xué)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值升值，進(jìn)一步的節(jié)省建筑原材料的損耗，有效的保護(hù)了周邊的環(huán)境，為居住者創(chuàng)建了一個(gè)優(yōu)美和溫馨的家園。現(xiàn)代化的建筑項(xiàng)目講究的是整體效益和綜合效益，如何在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中盡可能的節(jié)省開(kāi)支、減少材料損耗，在確保了美觀耐用、扎實(shí)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，全面滿(mǎn)足不同層次、不同類(lèi)型客戶(hù)的功能需求，將是所有建筑企業(yè)所共同追求的。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和理念不同的是，現(xiàn)代化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使得房屋建設(shè)成本進(jìn)一步降低，對(duì)現(xiàn)有的材料進(jìn)行充分利用，對(duì)布局形式和平面設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并且對(duì)房屋內(nèi)部各個(gè)不同的組成單元、組成部分進(jìn)行巧妙的設(shè)計(jì)和重新組合，可以使得各個(gè)獨(dú)立的部分各自之間緊密的銜接起來(lái)，發(fā)揮出共同的作用。同時(shí)，在對(duì)局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化的同時(shí)，還可以使得建筑的安全性達(dá)到全新的標(biāo)準(zhǔn)。所以，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)于現(xiàn)代化的建筑企業(yè)來(lái)講，必不可少、勢(shì)在必行。
三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施
1、加大環(huán)保節(jié)能的力度
施工人員在施工的過(guò)程中，選取適宜的材料可以有效地達(dá)到節(jié)能效果。也就是說(shuō)，要想達(dá)到建筑節(jié)能要求，就必須應(yīng)用符合實(shí)際施工需求的材料，增強(qiáng)及完善施工人員的施工工藝。由于太陽(yáng)能是可持續(xù)發(fā)展的能源，因此我們?cè)诜课萁ㄔO(shè)的過(guò)程中，可以將此能源引入到建設(shè)中去，這樣不僅能起到節(jié)約能源作用，而且還可以降低設(shè)備需求的能源損耗。加強(qiáng)建筑圍護(hù)節(jié)能工作。在較大的耗熱量的建筑圍護(hù)需求下，會(huì)耗損掉1/3以上的建筑采暖能量，另外，還要對(duì)此部分進(jìn)行科學(xué)有效的方法去保溫，從而加大建筑節(jié)能的效果，使整體建筑達(dá)到隔熱保溫的良好功效，此方法在建筑節(jié)能環(huán)保技術(shù)中起著重要的作用，在保溫性能差及熱環(huán)境效果較差的環(huán)境下，進(jìn)行采暖時(shí)會(huì)損耗許多能量，因此，我們的施工人員要提高施工工藝，使外墻在很好的圍護(hù)下達(dá)到保溫、節(jié)能的效果。
2、房屋結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)
首先需要設(shè)計(jì)出一個(gè)基本的、初步的結(jié)構(gòu)模型。第一個(gè)階段是選擇變量，在一般情況之下一些常用的數(shù)據(jù)指標(biāo)，諸如預(yù)期建設(shè)生產(chǎn)的損失參數(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)參數(shù)、房屋的價(jià)格參數(shù)以及房屋建筑的結(jié)構(gòu)可靠性參數(shù)等等，是重要的變量指標(biāo)，同時(shí)也是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中需要重點(diǎn)考慮的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)采用考慮因素比較少的并且變化幅度較小的指標(biāo)作為主要的衡量參考指標(biāo)，這樣整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的難度就會(huì)大大降低、工作強(qiáng)度也會(huì)隨之降低，設(shè)計(jì)者也就可以更加準(zhǔn)確的找尋出最佳的設(shè)計(jì)方案。第二個(gè)階段是確定相關(guān)的設(shè)計(jì)函數(shù)，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)在大量的函數(shù)和指標(biāo)當(dāng)中確定得出與房屋的鋼筋尺寸以及橫截面積最為相應(yīng)的一組函數(shù)指標(biāo)，并且對(duì)各個(gè)組別的函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行分析，力求降低工程成本。最后一個(gè)階段是針對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的條件進(jìn)行衡量，由于房屋建筑自身的特點(diǎn)，對(duì)于耐用性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求嚴(yán)格，所以設(shè)計(jì)者需要對(duì)房屋整體構(gòu)架的穩(wěn)定性、房屋尺寸、結(jié)構(gòu)剛性、局部受力限制、房屋結(jié)構(gòu)墻體的縫隙限制、結(jié)構(gòu)變形限制、整體構(gòu)架的體系規(guī)格系數(shù)、單元零件的規(guī)格指標(biāo)、結(jié)構(gòu)確定程度以及構(gòu)件的可塑性等等進(jìn)行分析。在實(shí)踐之中還應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑的具體情況，分析、比較目標(biāo)和約束條件，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以得到優(yōu)化、可以符合相關(guān)需求。
3、門(mén)窗的節(jié)能設(shè)計(jì)
門(mén)窗的保溫性與氣密性是房屋建筑中的重點(diǎn)，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常使用單玻實(shí)腹鋼窗，而它的氣密性和保溫性能都比較差，針對(duì)這種情況，目前我國(guó)對(duì)門(mén)窗保溫做出了明確規(guī)定，比如要加強(qiáng)陽(yáng)臺(tái)和窗戶(hù)的保溫，改善門(mén)窗保溫效果，降低門(mén)窗的傳熱系數(shù)等。因此一些彈性密封條就成了很好的節(jié)能材料。比如在窗戶(hù)門(mén)框邊沿都抹上密封膏，在門(mén)框與窗戶(hù)之間使用一些泡沫、橡膠密封條，在扇與玻璃之間可以使用一些彈性壓條來(lái)處理等等。當(dāng)窗子使用的是金屬窗或者鋼塑復(fù)合窗時(shí)，可以利用鍍膜玻璃、空玻璃等，避免其產(chǎn)生冷熱板橋，降低輻射。并且在設(shè)計(jì)保溫的同時(shí)，還要注意防火防盜，可以在門(mén)內(nèi)空腹處添加巖棉板或者聚苯乙烯板，增加它的絕熱性能。這些措施都可以使門(mén)窗節(jié)能性得以提高。
4、大力發(fā)展節(jié)能材料
整個(gè)房屋建筑過(guò)程中都離不開(kāi)建筑材料，所以建筑材料在節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)上有著重大作用。選取合理的節(jié)能材料，不僅要注意節(jié)能，還要經(jīng)濟(jì)、高效。目前隨著科技的快速發(fā)展，形形的節(jié)能材料被研發(fā)出來(lái)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)房屋設(shè)計(jì)的具體情況，選擇合適的、高效的節(jié)能材料，還可以選取一些常見(jiàn)的地方性材料。比如傳統(tǒng)管道是金屬材質(zhì)，在用作水管道材料時(shí)，就容易發(fā)生結(jié)垢、滲漏、腐蝕、生銹等問(wèn)題，此時(shí)使用優(yōu)質(zhì)塑料管就可以解決這一問(wèn)題，不僅減少損耗，還不會(huì)產(chǎn)生二次污染，這種綠色管材既省能耗又環(huán)保，有著很好的節(jié)能效果。
硅酸鹽磚、燒結(jié)空心磚和燒結(jié)多孔磚、建筑砌塊、建筑板材、玻璃棉制品等都是國(guó)家提倡優(yōu)先使用的節(jié)能材料。硅酸鹽磚主要原料是鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料，通過(guò)一定量的石膏等，經(jīng)過(guò)攪拌、壓制、養(yǎng)護(hù)等工藝而成，非燒結(jié)硅酸鹽磚有蒸壓灰砂磚、礦渣磚、煤渣磚、煤粉灰磚等，其中在建筑材料中廣泛應(yīng)用的是蒸壓灰渣磚。燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚，它們都是以黏土、頁(yè)巖為原料，砂漿用量少，節(jié)能性好，保溫性也不錯(cuò)，主要用于非承重部位。建筑砌塊的自重輕，生產(chǎn)不用土，施工節(jié)省砂漿，造成的能耗也比較低，經(jīng)常用于地基和抗震處理。建筑板材如GRC空心條板重量輕、強(qiáng)度高、耐水性好、抗沖擊、隔音效果好，所以經(jīng)常用于公用或住宅建筑的墻體。玻璃棉制品熱導(dǎo)率小、耐腐蝕、隔熱保溫、隔振性能好，通常用于隔熱和建筑保溫的部位。
5、將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與外部環(huán)境相結(jié)合
在分析建筑四周的環(huán)境及氣候的條件基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選址、規(guī)劃、建設(shè)這幾個(gè)步驟都不能馬虎。針對(duì)不同的地域設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同的建筑，包括建筑朝向、建筑體型、建筑組合等方面。了解好其外部環(huán)境，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和水文等條件，改善建筑周?chē)男夂颉１热鐚?duì)房屋選完確切地址后，可以建造一些人造湖、加大綠化，這種人性化的設(shè)計(jì)不僅能降低噪聲、美化環(huán)境，還可以?xún)艋諝猓瑢⒎课萁ㄖc外部環(huán)境相結(jié)合。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者追求的目標(biāo)就是在考慮歷史文化、城市規(guī)劃、成本、節(jié)能環(huán)保的多種因素的情況下，選擇最合適的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
結(jié)束語(yǔ)
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，總結(jié)出在設(shè)計(jì)中應(yīng)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、構(gòu)造等方面充分合理利用當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源，權(quán)衡各方面的因素，尋求人、建筑、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、節(jié)能之間的完美融合。在學(xué)習(xí)先進(jìn)理念的同時(shí)，不忘中國(guó)傳統(tǒng)建筑風(fēng)格，二者的結(jié)合才是建筑業(yè)追求的目標(biāo)。因此，堅(jiān)持建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保，有利于從根本上促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理利用，和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；有利于長(zhǎng)遠(yuǎn)地保障國(guó)家能源安全、保護(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量、貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 優(yōu)化
一、引言
針對(duì)建筑進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)比較多，同樣的，針對(duì)建筑性能評(píng)價(jià)的指標(biāo)也多種多樣。一般的來(lái)講合格的、高質(zhì)量的建筑，外觀應(yīng)當(dāng)是美觀且大氣，同時(shí)整個(gè)房屋建筑的基本結(jié)構(gòu)完整、質(zhì)量上乘，所使用的材料也相當(dāng)考究。針對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量好壞、水平高低進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于整個(gè)建筑功能性的發(fā)揮以及整個(gè)建筑的后期使用均有著巨大的意義。所以，有必要針對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行優(yōu)化和改良，以現(xiàn)代化的審美標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)，促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)和相關(guān)設(shè)計(jì)行業(yè)的不斷發(fā)展。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基本理論
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的專(zhuān)業(yè)性活動(dòng)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行具體房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)兼顧建筑物的各種性能指標(biāo)，包括使用價(jià)值指標(biāo)、美學(xué)價(jià)值指標(biāo)等。建筑物的功能價(jià)值，指的是建筑物作為人們的日常住所必須具有的遮擋風(fēng)雨、抗溫度變化等基本功能；建筑物的審美價(jià)值，指的是建筑物的外形要美觀、結(jié)構(gòu)搭配要協(xié)調(diào)，從而給人以美的享受。設(shè)計(jì)者不僅要考慮到房屋的基本性能，還要考慮到房屋的結(jié)構(gòu)搭配以及美學(xué)價(jià)值的大小。在這樣的設(shè)計(jì)理念指引下，設(shè)計(jì)者就要從擬定的多種方案中選擇一種最佳方案，以實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合目標(biāo)。我們可以將這個(gè)方案篩選過(guò)程用科學(xué)化方式加以表達(dá)，運(yùn)用建筑學(xué)和相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，在許多種設(shè)計(jì)方案中，選擇一種與設(shè)計(jì)目標(biāo)最相符的、最能體現(xiàn)居住著需要的設(shè)計(jì)方案。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，指的是在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要改革設(shè)計(jì)理念，應(yīng)用科學(xué)、先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案篩選方式，選擇出在各方面都能達(dá)到最佳效果的設(shè)計(jì)方法。建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，要將建筑物的各個(gè)部分完美組合在一起，使建筑物發(fā)揮最佳的功能，并不是一件容易的事情。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，具體包括建筑區(qū)中各個(gè)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以及建筑物整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在這兩個(gè)部分中，建筑區(qū)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化顯得更為重要，因?yàn)檎w是各個(gè)部分的綜合，在完善房屋高性能方面發(fā)揮著更大的作用。具體來(lái)說(shuō)，建筑物整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化包括房屋頂部設(shè)計(jì)的優(yōu)化、房屋設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以及房屋細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。在這三個(gè)大部分中，還可以細(xì)分出型號(hào)選擇、布局設(shè)置、受力研究、價(jià)格衡量等較小的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者還要緊密結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況，努力實(shí)現(xiàn)房屋建造的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
在確保房屋結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的前提下，設(shè)計(jì)者要大膽創(chuàng)新，敢于探索新型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者要平衡房屋使用者和建造者的利益，充分考慮房屋建筑工作者的意見(jiàn)；在滿(mǎn)足建筑物建造者需求的基礎(chǔ)上，尋求新式的房屋結(jié)構(gòu)布局方法。
具體而言，房屋的平面結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)憑證，體現(xiàn)出建筑物的對(duì)稱(chēng)美，并盡量減小平面建造質(zhì)量與房屋剛性結(jié)構(gòu)要求之間的差異，使得房屋在承受較大的水平方向作用力時(shí)，不至于發(fā)生結(jié)構(gòu)性的扭曲；在滿(mǎn)足居住著使用要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者應(yīng)將房屋的承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成豎直貫通的形式，以便增強(qiáng)房屋對(duì)豎直方向壓力的承受能力；盡量不更換房屋原有的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。因?yàn)橐坏└鼡Q這些結(jié)構(gòu)，就會(huì)消耗大量的建筑原料，不符合房屋建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性的要求，還不比較容易造成外來(lái)壓力集中于某一個(gè)承受點(diǎn)上的現(xiàn)象；豎直方向的剛性程度設(shè)計(jì)要遵循漸變規(guī)律，避免剛性結(jié)構(gòu)角度的突然改變。否則，角度突變的部位在受到強(qiáng)烈的水平壓力時(shí)，不容易轉(zhuǎn)移壓力，這對(duì)于房屋整體抗壓性能的提升是很不利的。
三、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法概述
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，造價(jià)是極為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是整個(gè)工程中比例極為重大的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的選用對(duì)于造價(jià)控制極為關(guān)鍵，可以產(chǎn)生客觀的經(jīng)濟(jì)效益。為此，建筑設(shè)計(jì)部門(mén)和有關(guān)工作人員在工作中必須要遵守經(jīng)濟(jì)、適用、合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)原則，精心設(shè)計(jì)，采取科學(xué)的現(xiàn)代化技術(shù)手段制定出能夠滿(mǎn)足建設(shè)設(shè)計(jì)、工作要求的設(shè)計(jì)方案，從而實(shí)現(xiàn)降低工程造價(jià)、取得工程最大經(jīng)濟(jì)效益的目的。
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)分析
在剛從事建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了考慮到設(shè)計(jì)對(duì)象的基本使用功能以及安全可靠性之外，還應(yīng)當(dāng)在工作中考慮到將它作為設(shè)計(jì)對(duì)象來(lái)進(jìn)行分析，使得其盡可能的達(dá)到完美。這就是工程和結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化問(wèn)題，是一個(gè)用科學(xué)的語(yǔ)言來(lái)描述的問(wèn)題。對(duì)于利用確定的數(shù)學(xué)方法，在所能的設(shè)計(jì)方案的集合中搜索出可以讓人滿(mǎn)足、達(dá)到預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的方案。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法從建筑理論上進(jìn)行分析，主要是體現(xiàn)房屋工程分布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的方面。其中房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)則是一個(gè)涵蓋了房屋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、房屋選型設(shè)計(jì)、房屋布置、房屋受力分析以及地面工程等多個(gè)環(huán)節(jié)的復(fù)雜工作。而局部設(shè)計(jì)主要是指對(duì)房屋某一部位和分項(xiàng)工程進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)的結(jié)果。
2.房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義
就一個(gè)建筑工程項(xiàng)目而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以達(dá)到降低工程造價(jià)、提高工程效率的效果，而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)房屋的美觀性、實(shí)用性以及室內(nèi)空間的個(gè)性化布置有著重要的意義。在建筑市場(chǎng)上，每一個(gè)單位和企業(yè)都希望工程在滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益的基礎(chǔ)上，最大限度的減少和降低建筑結(jié)構(gòu)的近期投資，同時(shí)保證建筑物的節(jié)后可靠性、科學(xué)性，也只有這樣，才能夠在工作中實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展以及更多的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。
四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和技術(shù)使用于實(shí)踐之中的一個(gè)廣泛課題，是建筑工程項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)等多個(gè)部分環(huán)節(jié)組成，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法不改變使用性能的前提降低工程造價(jià)，已取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化前注重事項(xiàng)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，前提方案時(shí)明確設(shè)計(jì)方案目標(biāo)的前提，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(wèn)題就是前期方案階段機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，設(shè)計(jì)者進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)就能參與進(jìn)來(lái)，那么我們就能針對(duì)不同的建筑類(lèi)別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開(kāi)端。
2.直覺(jué)優(yōu)化（概念設(shè)計(jì)優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
直覺(jué)設(shè)計(jì)用于沒(méi)有具體數(shù)量的情況下，由于不確定性和計(jì)算難度大等差異，在對(duì)于統(tǒng)一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的；建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一半規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中。
3.概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題
概念設(shè)計(jì)所要處理的問(wèn)題是不確定的，多種多樣的，例如一些抗震能力。但可以肯定的是希望通過(guò)概念設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或是破壞程度降至最低。因此，分析如何應(yīng)付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的做法則應(yīng)盡量避免。剛度均勻、對(duì)稱(chēng)是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，只有合理地選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，不但可以滿(mǎn)足相應(yīng)的技術(shù)要求，還能節(jié)約工程成本，因此在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，合理的設(shè)計(jì)方案極其重要。但是建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，且具有很強(qiáng)的綜合性，因此必須深入研究對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法。
參考文獻(xiàn)：
[1]周宏偉 芻議房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用[J] 四川水泥 2014（12）
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)規(guī)范;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，建筑行業(yè)也得到了巨大的發(fā)展控制，隨著房屋建筑從單層、多層朝著高層建筑發(fā)展，房屋結(jié)構(gòu)形式也逐漸變得多樣與復(fù)雜。但是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題依然無(wú)法得到有效規(guī)避，至今都影響著房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全。所以，解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題所具有的現(xiàn)實(shí)意義不容忽視。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題的原因分析
1.1 由于過(guò)于籠統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員在理解上出現(xiàn)了差異
業(yè)內(nèi)人士都清楚，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，都需要參照《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》、《荷載規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)的研究分析。但是在實(shí)際的操作過(guò)程中，卻發(fā)現(xiàn)這一類(lèi)型的綱領(lǐng)非常籠統(tǒng)，沒(méi)有將規(guī)范表達(dá)細(xì)致，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)由于對(duì)設(shè)計(jì)因素的量化從而產(chǎn)生困難。特別是隨著現(xiàn)代化理念的改革以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，這一類(lèi)屬于綱領(lǐng)性的規(guī)范就很到滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面面俱到的要求。對(duì)于這一類(lèi)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的理解，設(shè)計(jì)人員也是“仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智”，使得理解上出現(xiàn)了過(guò)多的偏差，這樣對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的作品質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。
1.2 設(shè)計(jì)人員盲目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)出現(xiàn)
在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)人員自身的主觀原因或是客觀原因，就很可能造成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上過(guò)于盲目，從而出現(xiàn)惡性循環(huán)。考慮到社會(huì)大眾對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)要求的提升，及房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊性，科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)理念就顯得尤為重要。但是，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中常常會(huì)用到“大約”二字。比如：在使用附加鋼筋時(shí)，出于對(duì)建筑整體牢固性的考慮，很多設(shè)計(jì)人員會(huì)設(shè)置附加鋼筋。但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中卻沒(méi)有在腦海中內(nèi)化科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，由于只有通過(guò)力學(xué)的分析之后，才能夠科學(xué)地設(shè)置附加鋼筋。如果沒(méi)有通過(guò)力學(xué)分析，僅僅依靠自身的經(jīng)驗(yàn)，就會(huì)大大提升設(shè)計(jì)的盲目性，這樣不僅會(huì)導(dǎo)致附加鋼筋出現(xiàn)不必要的浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)意識(shí)上的錯(cuò)誤，影響到后續(xù)的設(shè)計(jì)。
2 地基與基礎(chǔ)方面
由于多層房屋建筑沒(méi)有是事先進(jìn)行地質(zhì)勘察，無(wú)法取得詳細(xì)的勘察報(bào)告，在施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)僅僅是依靠建設(shè)單位的口頭闡述或者是參照附近建筑物的基礎(chǔ)資料。想要做到地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性、安全性、適用性，設(shè)計(jì)人員就需要對(duì)地質(zhì)勘察資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，對(duì)基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合統(tǒng)一的分析，僅僅憑借地基承載力這一項(xiàng)數(shù)據(jù)不僅缺乏安全性，而且也欠缺完整性。當(dāng)然，也不能盲目地認(rèn)為將地基承載力的特征值取小一點(diǎn)就可以做到?jīng)]有缺陷了，這些都是需要規(guī)避的。
對(duì)于軟弱地基通過(guò)換土墊層法進(jìn)行處理，完全憑借經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有考慮到換土墊層的設(shè)計(jì)。由于設(shè)計(jì)人員沒(méi)有認(rèn)識(shí)到軟弱地基所造成的危害，在承載力的提升上僅僅是簡(jiǎn)單地采用砂石墊層。因此，首先需要對(duì)墊層的厚度與寬度加以計(jì)算，驗(yàn)算軟弱下臥層，才能確保其安全性與經(jīng)濟(jì)性。
在房屋建筑的中柱設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)與梁的負(fù)荷都沒(méi)有按照荷載規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基表。在多層房屋建筑的設(shè)計(jì)中，在計(jì)算基礎(chǔ)、梁、柱的負(fù)荷時(shí)，只有按照現(xiàn)行的荷載規(guī)范乘以有關(guān)荷載組合相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)才能確保荷載值的準(zhǔn)確性。
3 上部結(jié)構(gòu)方面
3.1 梁
做好框剪結(jié)構(gòu)連梁的設(shè)計(jì)對(duì)于房屋建筑整體結(jié)構(gòu)而言非常重要，但是很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上卻是忽略了這一點(diǎn)。重視程度、認(rèn)識(shí)程度的不足，都是影響其設(shè)計(jì)的因素之一。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，連梁就是連接兩片剪力墻，一旦遇到了中大地震時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，起到一定的耗能作用，以此讓建筑物具有一定延性的梁。只有滿(mǎn)足這一要求，才能夠稱(chēng)之為連梁，或者說(shuō)我們?cè)谠O(shè)計(jì)上才能夠讓其按照連梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.2 板
在設(shè)計(jì)上，由于對(duì)板受力狀態(tài)的認(rèn)識(shí)度不夠或是為了方便計(jì)算，就會(huì)講雙向板當(dāng)作單向板來(lái)計(jì)算。這樣的計(jì)算假定就會(huì)與實(shí)際狀態(tài)存在差異，就容易出現(xiàn)配筋不足，導(dǎo)致板出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。因此，在設(shè)計(jì)上，不能憑借主觀意愿，方便計(jì)算，避免一個(gè)方向的配筋過(guò)大，另一個(gè)方向僅僅按照構(gòu)造配筋的情況出現(xiàn)。當(dāng)板承受線(xiàn)荷載時(shí)對(duì)彎矩的計(jì)算。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般都會(huì)講一些非承重隔墻設(shè)置在樓板上，因此，在設(shè)計(jì)大樓板時(shí)就會(huì)將該部分的線(xiàn)荷載換算成為等效的均布荷載之后，再對(duì)板的配筋加以計(jì)算。但是在設(shè)計(jì)中，要注意避免出現(xiàn)將隔墻綜合再除以板總面積這種情況。
雙向板有效高度取值相對(duì)偏大。在兩個(gè)方向上，雙向板都會(huì)有彎矩產(chǎn)生，所以，雙向板跨當(dāng)中的正彎矩鋼筋都是縱橫疊放的。其中，短跨方向的跨中鋼筋應(yīng)當(dāng)放置于下部位置，長(zhǎng)跨方向的跨中鋼筋就應(yīng)當(dāng)放置在短跨鋼筋的上部，在計(jì)算時(shí)也需要應(yīng)用兩個(gè)方向上的有效高度，一般來(lái)說(shuō)，短向方向的有效高度都要比長(zhǎng)向方向的大。在設(shè)計(jì)中，要注意避免設(shè)計(jì)人員沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到板的受力或是圖省事的情況出現(xiàn)，避免為結(jié)構(gòu)構(gòu)件埋下質(zhì)量隱患。
3.3 柱
一般來(lái)說(shuō)，在6 度抗震設(shè)防區(qū)常常會(huì)出現(xiàn)承重柱截面高度設(shè)計(jì)過(guò)小的情況。很多房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員誤以為6 度設(shè)防區(qū)域就不用考慮設(shè)防，為了方便受力分析，設(shè)計(jì)人員估計(jì)將柱子截面高度設(shè)計(jì)的過(guò)小，這樣能夠增大梁柱的線(xiàn)剛度比，在計(jì)算簡(jiǎn)圖中將梁柱節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化為鉸支，將梁簡(jiǎn)化成為鉸支梁，梁柱也按照軸心受壓來(lái)進(jìn)行計(jì)算，雖然這樣對(duì)于接受受力分析很簡(jiǎn)單，但是卻忽視了這樣會(huì)給房屋結(jié)構(gòu)埋下質(zhì)量隱患，這主要是因?yàn)楹雎粤肆褐g的剛結(jié)作用，也就是將柱對(duì)梁的約束彎矩忽略了，再加上柱截面配筋一般都不會(huì)很大，一旦結(jié)構(gòu)受力，柱頂抗彎剛度必定就會(huì)存在不足的情況，這樣在梁底附近的柱子就會(huì)出現(xiàn)一條又一條的水平裂縫，從而有塑性鉸的形成。
4 目前高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與策略
4.1 建筑物超高問(wèn)題
高層建筑物最明顯的特征就是樓層多，建筑物本身高。但是，隨著建筑物高度的不斷加大，在抗震性能和建筑質(zhì)量方面都面臨著更嚴(yán)峻的問(wèn)題。出于高層建筑抗震性能的較高需要，建筑規(guī)范對(duì)建筑物的高度作出了嚴(yán)格的規(guī)定，在高度設(shè)計(jì)方面要確保滿(mǎn)足抗震的實(shí)際需要。在目前的高層建筑市場(chǎng)中，仍然存在著嚴(yán)重的超高問(wèn)題。針對(duì)建筑物的超高問(wèn)題，建筑規(guī)范逐漸將限制的高度設(shè)為A 級(jí)高度，還在一定程度上細(xì)化了高度規(guī)則，增加了B 級(jí)高度。這種較為明細(xì)化的建筑物高度規(guī)范使得高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和措施有了一定的改進(jìn)。
4.2 短肢剪力墻設(shè)置問(wèn)題
在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要重視短肢剪力墻設(shè)置問(wèn)題。在我國(guó)新的建筑規(guī)范中，明確規(guī)定了短肢剪力墻的定義，也對(duì)短肢剪力墻的使用作出了相關(guān)限制。短肢剪力墻是指建筑物墻肢截面的高度比和厚度比在5～8 的墻，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)數(shù)據(jù)，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量使用短肢剪力墻。
5 結(jié)語(yǔ)
在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，只有嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與構(gòu)造要求，才能夠避免設(shè)計(jì)出現(xiàn)質(zhì)量隱患，才能促進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加趨于完善。
參考文獻(xiàn)
[1]張磊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題探討[J].中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2011（24）.
關(guān)鍵詞:房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問(wèn)題分析
中圖分類(lèi)號(hào)：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法
1.1結(jié)構(gòu)法。結(jié)構(gòu)法是通過(guò)建筑的結(jié)構(gòu)形式來(lái)表達(dá)建筑設(shè)計(jì)，亦稱(chēng)為結(jié)構(gòu)主義的建筑設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)與建筑空間是密不可分的，可以通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)來(lái)演繹建筑物的性質(zhì)。
1.2構(gòu)圖法。建筑師對(duì)其所設(shè)計(jì)的建筑進(jìn)行怎樣的定位，是使用構(gòu)圖法進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的必要前提。現(xiàn)代建筑的基本體量空間或其它要素，都可以歸納為簡(jiǎn)單的幾何形體，例如矩形、正方形等。同時(shí)，建筑構(gòu)圖法則既是指導(dǎo)建筑造型設(shè)計(jì)的原則，又是檢驗(yàn)建筑造型美觀與否的標(biāo)準(zhǔn)。在建筑設(shè)計(jì)中，除了滿(mǎn)足功能要求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件以及總體規(guī)劃和基地環(huán)境等因素外，還要符合一些美學(xué)法則。其中，多樣統(tǒng)一既是建筑藝術(shù)形式的普遍法則，也是建筑創(chuàng)作中的重要原則。達(dá)到多樣統(tǒng)一的手段是多方面的，如對(duì)比、主從、韻律、重點(diǎn)等形式美的規(guī)律。
1.3符號(hào)象征法。符號(hào)象征法是特定符號(hào)或約定成俗的表現(xiàn)形式，主要應(yīng)用于建筑表面或內(nèi)部的特定裝飾部位，而建筑的平面以及空間體量本身就是一種符號(hào)的象征或者模仿。符號(hào)象征法還大量運(yùn)用在一些對(duì)建筑形象有特殊要求的設(shè)計(jì)中，國(guó)內(nèi)外的很多著名的建筑作品，都運(yùn)用了符號(hào)象征法。
2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題分析
2.1建筑地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。對(duì)于建筑工程來(lái)講，地基是保障建筑質(zhì)量的根本性環(huán)節(jié)，同時(shí)也是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中的核心部分。地質(zhì)因素是地基設(shè)計(jì)當(dāng)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，房屋的承載力、水文地質(zhì)條件以及區(qū)域性的抗震性等，都需要進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)和處理。所以，針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的地基設(shè)計(jì)，需要在認(rèn)真、細(xì)致的比對(duì)基礎(chǔ)上確定出最為經(jīng)濟(jì)、可靠的形式。一般來(lái)講當(dāng)基礎(chǔ)寬度在2.5米以?xún)?nèi)，需要首先考慮到四合土條形基礎(chǔ)、灰土條形基礎(chǔ)等剛性比較強(qiáng)的基礎(chǔ)類(lèi)型；而當(dāng)建筑的基礎(chǔ)寬度在2.5米以上，則需要采用一些柔性較強(qiáng)的基礎(chǔ)類(lèi)型。另外，在地基設(shè)計(jì)之中，后澆帶的地基設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)樣式可以合理的確保地基避免不均勻沉降現(xiàn)象，由于后澆帶的設(shè)計(jì)形式所使用的建筑材料比原先的建筑構(gòu)件更加具有穩(wěn)定性，并且其混凝土具有微膨脹的特性，所以可以帶來(lái)更好的牢固性。
2.2建筑地梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。地梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中的常見(jiàn)問(wèn)題，并且也是時(shí)常令設(shè)計(jì)工程師感到頭疼的問(wèn)題。當(dāng)建筑的基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，建筑的框架柱會(huì)與地梁相互連接，降低了整個(gè)建筑框架柱的計(jì)算高度，并且對(duì)于設(shè)計(jì)者進(jìn)一步分析地梁和框架柱的內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生了直接影響。由于地梁的受力程度以及受力狀態(tài)與其他類(lèi)型的框架梁有著本質(zhì)的區(qū)別，地梁在外部荷載力的作用之下，梁柱會(huì)產(chǎn)生變形的狀況，并且受到了周邊土質(zhì)的約束，部分荷載力通過(guò)底部的圖紙進(jìn)一步的反饋至地基，而另外一部分荷載力通過(guò)傳遞，對(duì)框架柱產(chǎn)生了不利影響。所以，針對(duì)上述的問(wèn)題，可以將地梁按照一層框架梁來(lái)進(jìn)行盈利計(jì)算，忽略地質(zhì)和周邊地基土等環(huán)境的影響，將全部的荷載傳遞至框架柱，這樣的計(jì)算方式可以很好的解決傳統(tǒng)技術(shù)所帶來(lái)的缺陷，符合現(xiàn)代化建筑標(biāo)準(zhǔn)。
2.3構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)問(wèn)題。針對(duì)磚混結(jié)構(gòu)的房屋建筑，構(gòu)造柱主要承擔(dān)抗擊剪力、抗震等橫向荷載，構(gòu)造柱不僅僅能夠進(jìn)一步的提升建筑墻體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，同時(shí)還可以增強(qiáng)建筑墻體的抗剪能力，使得建筑的圈梁與構(gòu)造柱之間緊密的連接在一起，形成一種內(nèi)在的、對(duì)墻體的作用力，這一點(diǎn)對(duì)于提升建筑的抗震性能、維持建筑的豎向承載力以及有效的防止建筑墻體裂縫有著巨大的作用。但是在其中還需要注意幾個(gè)方面的問(wèn)題。首先，當(dāng)房屋建筑的構(gòu)造柱出現(xiàn)提前受力的狀況時(shí)，會(huì)降低對(duì)于墻體的約束作用以及構(gòu)造柱自身的拉結(jié)作用，所以當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨之時(shí)，建筑的構(gòu)造柱不僅不能夠起到有效的抗震效應(yīng)，而且還會(huì)成為房屋建筑內(nèi)部一個(gè)相當(dāng)薄弱的環(huán)節(jié)；其次，建筑的構(gòu)造柱一般來(lái)講是建設(shè)于地圈梁之中，并沒(méi)有設(shè)置另外的基礎(chǔ)進(jìn)行保護(hù)，所以這樣的設(shè)計(jì)形式會(huì)使得構(gòu)造柱的抗彎能力、局部抗壓能力以及抗沖擊能力大大降低，難以滿(mǎn)足建筑結(jié)構(gòu)的功能性需求。所以針對(duì)上述問(wèn)題還需要進(jìn)行妥善的解決，一般可以將建筑的構(gòu)造柱設(shè)置在梁下，來(lái)改進(jìn)存在的缺陷。
2.4屋頂和屋面的設(shè)計(jì)問(wèn)題。對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)人員更加合理的設(shè)計(jì)相關(guān)的施工圖，以確保房屋建筑能夠更加合理的進(jìn)行。首先在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要科學(xué)的設(shè)計(jì)屋面和屋頂?shù)南嚓P(guān)結(jié)構(gòu)。在建筑施工中，如果施工的建筑是一個(gè)坡面屋，這時(shí)候需要設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)主要有折板式和梁板式這兩種，其中梁板式主要是對(duì)不平整規(guī)劃的建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，以及整個(gè)建筑工程需要有很大的板跨度，還可以用于房屋的屋脊線(xiàn)復(fù)雜的房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。相反的是折板式的結(jié)構(gòu)的使用范圍，但是這兩種不同的結(jié)構(gòu)都是偏心的受拉結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要抵抗房屋拉力的時(shí)候則應(yīng)該將全部或者部分的板負(fù)筋拉通，這樣才能夠保證房屋建筑的穩(wěn)固性，同時(shí)還要保證板的厚度不能小于120厚，并且需要設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)圖應(yīng)用于梁板折角的地方進(jìn)行鋼筋的設(shè)置。而其中對(duì)于使用平面繪制坡屋面板的方法，可以通過(guò)將剖面示意圖和大樣詳圖相結(jié)合的方法進(jìn)行表示，大大的方便了施工人員的觀看和理解。房屋建筑施工中的工作人員需要具備一定的空間概念，使其在觀看圖紙的時(shí)候能夠清楚的理解其中的意圖。
2.5節(jié)能保溫設(shè)計(jì)問(wèn)題。在重要建筑、中高層建筑、高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的承載力計(jì)算外，還需要在建筑物的外墻設(shè)計(jì)中，可以采用具有節(jié)能的材料作為保溫層，增加墻體對(duì)建筑物的保溫隔熱措施。同時(shí)采用這種措施不僅可以起到保溫的作用，還可以隔熱、抗裂縫、抗側(cè)移、耐火等具有很好的作用，但不足之處就是增加建筑費(fèi)用。
2.6抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題。針對(duì)近幾年地震災(zāi)害頻繁發(fā)生，給我國(guó)的建筑造成較大的危害。因此，針對(duì)地震多發(fā)地區(qū)，在抗震設(shè)防等級(jí)計(jì)算時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)奶岣咭粋€(gè)等級(jí)，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)向剛度。此外，我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，不僅需要提高抗震設(shè)防烈度等級(jí)，還要考慮建筑結(jié)構(gòu)的安全性。目前，我國(guó)建筑在結(jié)構(gòu)的軸壓比、配筋率和剪跨比方面均需要減少與國(guó)外結(jié)構(gòu)計(jì)算的差異，比如抗震設(shè)防的8度，外國(guó)就明顯比我國(guó)嚴(yán)格。
3結(jié)束語(yǔ)
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為整個(gè)建筑施工的關(guān)鍵內(nèi)容，需要在設(shè)計(jì)中注重進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的合理性，不斷的優(yōu)化整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅會(huì)給房屋的安全性和耐久性帶來(lái)影響，而且也會(huì)直接影響到它的經(jīng)濟(jì)性和使用性，因此加強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展及其從業(yè)人員專(zhuān)業(yè)技能的提高是非常重要的。
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