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

1、<p>　　房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)理念，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)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(jì)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(jì)；地基基礎(chǔ) </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的內(nèi)容及其意義 </p><p>　　當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們對(duì)居住條件及生活環(huán)境要求越來(lái)越高，而對(duì)建筑房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)與美觀相互協(xié)調(diào)、同時(shí)

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(jì)優(yōu)化理念注重以實(shí)際為準(zhǔn)則，根據(jù)工程建設(shè)的基本狀況，以計(jì)劃成本為控制中心來(lái)進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，其內(nèi)容就是利用對(duì)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(jì)的模型，通過(guò)對(duì)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(jì)算，確立最終的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)

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(jì)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(jì)大大降低了建筑工程的總成本造價(jià)。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(jì)優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價(jià)25%左右，同時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘?，能夠讓建筑工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個(gè)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(jì)的經(jīng)濟(jì)性。 </p>

5、;<p>　　二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的問(wèn)題 </p><p>　　現(xiàn)代的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)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(jì)中也會(huì)遇到一些問(wèn)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(jì)工作來(lái)看，普遍缺少詳細(xì)的勘察地質(zhì)資料，只是簡(jiǎn)單的

6、依據(jù)相臨建筑的情況進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。勘察施工場(chǎng)地的作用是保證科學(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(jì)工作人員只是把耐力數(shù)值控制到最小，就簡(jiǎn)單認(rèn)為房屋建筑結(jié)構(gòu)沒(méi)有問(wèn)題了，這種技術(shù)問(wèn)題為房屋埋下了安全隱患。在對(duì)較軟地基進(jìn)行處理時(shí)，忽略了墊層換土設(shè)計(jì)，只是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷處理。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于較軟地基存在的安全隱患沒(méi)有足夠認(rèn)識(shí)，單純依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)使用砂墊層強(qiáng)化承載力，對(duì)于其寬厚度缺乏精確計(jì)算，也造成了費(fèi)用的浪費(fèi)。 <

7、/p><p>　　(二) 構(gòu)造柱設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題 </p><p>　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的構(gòu)造柱可以設(shè)計(jì)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(shí)，這就會(huì)使構(gòu)造柱體的受力提前了，從而限制了構(gòu)造柱體對(duì)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(jì)暗藏了安全危機(jī)。地圈梁通常會(huì)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(shí)，柱底部基礎(chǔ)抗壓能力必然會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，裂縫也就產(chǎn)生了。在實(shí)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(shí)，梁下也可以使用構(gòu)造柱體。這時(shí)候就要對(duì)構(gòu)造柱體的功能忽略不計(jì)，重新檢測(cè)墻體下半部分的抗壓強(qiáng)度，達(dá)到要求才能設(shè)計(jì)施工。 </p><p>　　(三) 抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題 </p><p>　　在抗震房

9、屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員普遍認(rèn)為六度設(shè)防可以看成是沒(méi)有設(shè)防。為了方便受力分析，設(shè)計(jì)人員往往把柱體橫截面較小設(shè)計(jì)，增加梁的線剛度，將梁設(shè)計(jì)成為鉸支梁，柱體的抗壓能力設(shè)計(jì)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(lái)了危險(xiǎn)。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(gè)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(jì)中存在的問(wèn)題

10、 </p><p>　　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承重能力時(shí)主要是通過(guò)樓板設(shè)計(jì)完成的，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)經(jīng)常將一些沒(méi)有承重能力的墻體安置在樓板上，之后還會(huì)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(huì)依據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。除此之外，設(shè)計(jì)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(gè)方向同時(shí)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(jì)算時(shí)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(jì)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù) </p><p>　?。ㄒ唬┓课萁ㄖY(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的階段 </p><p>　　設(shè)計(jì)人員對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化可以分為三個(gè)階段： </p><p>　　1、第一階段是變量的選擇 </p><p>　　通常情況下，對(duì)設(shè)計(jì)人員決定最終設(shè)計(jì)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(jì)者進(jìn)行選擇。如工程的目標(biāo)參

12、數(shù)包括房屋價(jià)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(jì)者以變化幅度較小或考慮因素較少的參數(shù)作為設(shè)計(jì)的參考指標(biāo)，那么相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編程和計(jì)算有關(guān)的工作難度將會(huì)降低，設(shè)計(jì)者也可以更好地找到符合優(yōu)化設(shè)計(jì)的參考數(shù)據(jù)。 </p><p>　　2、第二階段是對(duì)相關(guān)函數(shù)的確定 </p><p>　　設(shè)計(jì)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(duì)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(jì)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(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)

14、結(jié)合房屋建造工程的具體情況，對(duì)施工實(shí)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(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。 </p><p>　?。ǘ┓课萁Y(jié)構(gòu)工程師要積極主動(dòng)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(dòng)參與前期工程規(guī)劃是實(shí)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點(diǎn)內(nèi)容。因?yàn)?，在?shí)際施工中，房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對(duì)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(dòng)地參與前期方案設(shè)計(jì)，幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新，使整個(gè)建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來(lái)。 </p><p>　?。ㄈ┓课萁ㄖY(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要將概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化 </p><p>　　概念設(shè)計(jì)即是利用設(shè)計(jì)概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計(jì)過(guò)程的設(shè)計(jì)方法，是通過(guò)設(shè)計(jì)概念將設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)計(jì)。但是概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于

16、沒(méi)有具體數(shù)值量化的狀況時(shí)，計(jì)算式不可避免與實(shí)際出現(xiàn)較大的差異，譬如在地震設(shè)防烈度就沒(méi)與不確定性，計(jì)算式與實(shí)際差別較大，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，通過(guò)采用概念設(shè)計(jì)的方法，將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)，同時(shí)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中還需靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)指導(dǎo)設(shè)計(jì)。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，注重優(yōu)化細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(hào)時(shí)

17、，充分考慮其極限抗拉力等。 </p><p>　?。ㄋ模┓课萁Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要充分考慮下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(chǎng)地質(zhì)條件，綜合其他現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的條件因素

18、進(jìn)行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計(jì)，選擇樁基類型，最大程度的節(jié)省造價(jià)。 </p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　總之，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)，要大力挖掘基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(jià)，讓房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，從而體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)

19、優(yōu)化的價(jià)值，讓房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能不但更加適人們居住與生活，同時(shí)，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(jì)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(jì)[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)

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