徐 娟
(安徽建筑大學建筑設(shè)計研究院, 安徽 合肥 230000)
分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的運用
徐 娟
(安徽建筑大學建筑設(shè)計研究院, 安徽 合肥 230000)
如今,伴隨我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,相關(guān)單位以及人們已經(jīng)對房屋設(shè)計提出了更加嚴格的要求。在房屋設(shè)計中,必須呈現(xiàn)多樣化的特點。為此,房屋建筑不僅需要將其實用價值體現(xiàn)出來,同時還必須確保其外表具有美觀性的特征。而為了能夠達到這些方面的需求,必須在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中充分的應用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法,通過該方法的應用,不僅能夠確保建筑外形的美觀性,同時還能夠保證房屋結(jié)構(gòu)具有安全性與經(jīng)濟性的特征,以此不斷的帶動我國建筑行業(yè)的發(fā)展。
設(shè)計優(yōu)化;建筑結(jié)構(gòu);方法;房屋結(jié)構(gòu)
伴隨近年來我國經(jīng)濟的不斷提升,相關(guān)設(shè)計人員在設(shè)計期間,不僅需要對安全性與實用性展開充分的考慮,同時還需要全面的考慮建筑的美觀性以及經(jīng)濟性。而為了能夠達到這些方面的要求,便需要充分的將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計當中,通過該種方法的應用,來提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量,并確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、可靠。
(一)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,主要從兩個方面對其進行優(yōu)化,即理論與經(jīng)驗。將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法作為基礎(chǔ),對建筑結(jié)構(gòu)展開全面的分析與認知,最終確保能夠使得建筑工程結(jié)構(gòu)得到有效的優(yōu)化,以保證建筑設(shè)計與建筑工程結(jié)構(gòu)得到相應的優(yōu)化與設(shè)計完善。針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法而言,相關(guān)企業(yè)必須給予高度重視,重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點環(huán)節(jié),如需盡最大努力縮小質(zhì)量中心與剛度中心之間的差異,確保建筑平面結(jié)構(gòu)盡量保持對稱的狀態(tài)。實際上,要確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠滿足相關(guān)基本要求,便需要通過不斷的優(yōu)化方式與評定方式來加以支撐[1]。另外,在應用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法期間,要求在水平荷載作用之下,建筑物不能夠產(chǎn)生大的扭轉(zhuǎn)效應。必須確保在能夠滿足建筑功能基本條件之下,豎直方向布置相應的承重構(gòu)件,并確保這些承重構(gòu)件能夠保持上下貫通的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)設(shè)計期間,為了能夠最大限度的將結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析上的難度縮減,相關(guān)工作人員需要盡量避免應用轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)。另外,在豎直方向上的剛度也存在著一定的要求,即剛度變化不能是突變的,必須是逐漸變化,否則將會導致突變地方出現(xiàn)較為嚴重的應力集中,這將會給建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平方向的動力荷載作用發(fā)揮帶來負面影響。
(二)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的價值體現(xiàn)
對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實施相應的優(yōu)化工作,不僅能夠為房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計提供有力的保障,同時還能夠滿足在建筑實用以及美觀性方面的要求,在控制工程造價方面也擁有著積極意義。對于建筑商而言,用最少的投資來獲得最大限度的收益是眾望所歸,可必須要在確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計科學性與可靠性的基礎(chǔ)之上,來實現(xiàn)這一目標。為此,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計展開相應的優(yōu)化工作極為重要,相關(guān)單位必須給予該方法的應用高度重視。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應用主要體現(xiàn)在以下幾點,即:
第一,在整體和局部上的優(yōu)化。對于建筑項目設(shè)計而言,通常都包含兩類特點,即復雜性與層次性特征。其中,復雜性特征包括:在零部件選取、建筑原料選取與結(jié)構(gòu)類型選取等幾個方面;層次性特征主要在建筑設(shè)計體系、建筑結(jié)構(gòu)體系與安裝設(shè)計體系這幾個方面有著充分的體現(xiàn)[2]。在這之中,每個獨立的提下都包含較多的、具有差異性特征的下屬體系,將橫向關(guān)聯(lián)沖破,來達到工程疊加的目標。房屋建筑需要實施局部優(yōu)化操作,在此期間必須注重整體全面優(yōu)化工作實施,只有這樣,才能夠確保實現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化等方面的目標。
第二,在壽命和分階段方面的優(yōu)化。對于固定的使用年限而言,建筑工程項目各個環(huán)節(jié)都存在著較多的可選擇的設(shè)計方案,換言之,在工程的任意一個階段都能夠開展相應的優(yōu)化工作。相關(guān)設(shè)計人員可以依據(jù)每階段的不同性質(zhì),將優(yōu)化方案確定下來,從而確保工程壽命得到一定的優(yōu)化。對其進行優(yōu)化的益處在于,不僅能夠使得建筑工程施工質(zhì)量得到相應的保證,同時還能夠在一定程度上增加相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟收益。
第三,在樁基礎(chǔ)方面實施優(yōu)化。一般而言,預制樁和灌注樁這兩類共同組成了建筑結(jié)構(gòu)樁基。由于在建筑施工期間,灌注樁的質(zhì)量控制工作實施比較困難,并且往往會耗費較長的時間,操作起來比較復雜等。為此,必須在確保與規(guī)定標準要求相符合的基礎(chǔ)之上,施工中需優(yōu)先選擇預制樁。與此同時,通常樁基越深,那么樁身和土壤之間便會產(chǎn)生比較大的摩擦力和作用力。為此,在攢則預制樁期間,還必須盡量選擇較大長度的預制樁。同時,還需要對下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)實施設(shè)計優(yōu)化操作。地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的確定,需要依據(jù)建筑是高層還是多層的給予確定,由于基礎(chǔ)造價占結(jié)構(gòu)造價比重最大,為此,相關(guān)工作人員必須選擇最為合適的優(yōu)化方案,例如按照工地的地質(zhì)條件選擇相應的樁基類型,在選擇期間,盡量減少工程造價投入。另外,還需對建筑上部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。在對房屋上部展開結(jié)構(gòu)優(yōu)化與建立模型工程期間,布置剪力墻,實施相關(guān)的設(shè)計工作極為重要。相關(guān)工作人員必須確保剪力墻的質(zhì)量能夠保持均勻性的也正,以此實現(xiàn)樓層結(jié)構(gòu)中心和平面中心點能偶實現(xiàn)重合的目標,以此削弱風力,并減少地震等外力因素的影響。如果房屋類型允許,需盡量應用剪力墻大開間構(gòu)造,不斷增加墻肢的長度,這不僅能夠有效的實現(xiàn)墻肢數(shù)量縮減的目標,同時還能夠在確保剛度符合規(guī)定標準要求的前提之下,有效降低混凝土量的使用。除此之外,剪力墻通常使用鋼材作為暗柱材料,因此利用剪力墻的大開間結(jié)構(gòu),便能夠有效的實現(xiàn)縮減鋼筋使用數(shù)量的目標??梢坏┙ㄖ陨砣鄙傧鄳臈l件,同時在建筑物抗震方面存在較高的要求,則不可以應用該類型的剪力墻,否則將會給整個建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量帶來負面的影響。
第四,對結(jié)構(gòu)與建筑保持協(xié)調(diào)優(yōu)化。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間,必須要盡最大努力來確保建筑整體平面與整體結(jié)構(gòu)可以緊密配合,從而確保能夠達到結(jié)構(gòu)合理與造型美觀的目標。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需盡量確保建筑系統(tǒng)能夠保持間潔特征,不能發(fā)生墻和柱錯位等問題,同時還需要保證每一層的截面面積與高度保持相同的狀態(tài)。在對建筑內(nèi)部電梯與樓梯設(shè)計期間,需選擇具有高強特征的建材作為相應的承重構(gòu)件,以達到降低自重的目標。對于建筑的整體布局,其重心、質(zhì)量和剛心必須確保能夠交疊,以此來有效的避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)問題。
第五,對結(jié)構(gòu)與電氣保持協(xié)調(diào)方面的優(yōu)化。對于電氣的管線在安裝期間,如果以導線形式在金屬管的外部或者樓板處進行安裝,那么便需要在梁預制前留下相應的孔洞,同時還需要確保墻體的厚度和梁寬處于相同的狀態(tài),如果無法達到梁寬和墻體厚度相同效果,便需要確保梁的側(cè)面和墻體一側(cè)保持齊平的狀態(tài)[3],從而保證管線不在墻體外裸露。房屋建筑設(shè)計期間,電梯處往往存在較多的孔洞與,同時也預埋了一定的構(gòu)件。為此,在對電梯房強度進行計算期間,必須要確保對其單獨進行計算與分析,從而確保能夠合理的進行設(shè)計,并保障施工質(zhì)量與施工安全。
在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間,合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,不僅能夠確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠達到相應的技術(shù)要求,同時還能夠減少材料的耗費量,在保證其經(jīng)濟效益方面有著積極意義。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)著極為重要的地位,該方法的應用,不僅能夠保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具有合理性特征,同時還能夠不斷的提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量,在保證其安全、可靠方面有著積極意義。為此,相關(guān)建筑單位必須給予該優(yōu)化方法高度重視,并在應用期間將其作用充分的發(fā)揮出來,最終實現(xiàn)不斷推動建筑行業(yè)發(fā)展的目標。
[1]王也.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用[J].中華民居,2013,(9):81-82.
[2]范國興.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用研究[J].雞西大學學報,2014,(8):23-25.
[3]周漢杰.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用[J].中華民居,2014,(3):117-117.
TU7
B
1007-6344(2017)09-0086-01
徐娟 女 1986~3 工程師 本科學歷 主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計工作,身份證號碼:34082219860318116X