探討結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

趙申

摘要：隨著人們生活水平的提高，對(duì)建筑的要求也越來越高，要求建筑具備實(shí)用價(jià)值的同時(shí)，還要具備美感和安全性，這樣才可以保證房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此，必須要把握房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化方法的要點(diǎn)，有效利用空間資源，優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵字：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化方法;民用建筑;應(yīng)用

成本造價(jià)是建筑工程中的重要問題，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)占據(jù)造價(jià)的很大的部分，所以優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就可以快速解決這一問題。因此，房屋建筑工程中必須要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足建筑需求，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，提高整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。

一、在民建筑設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的原則

（一）遵循設(shè)計(jì)規(guī)范

設(shè)計(jì)人員在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中必須要具備豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以遵循相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定對(duì)于本項(xiàng)目并不適用，所以具體操作過程中必須要做好判斷和優(yōu)化，提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（二）加強(qiáng)專業(yè)之間的協(xié)作

作為一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化需要多專業(yè)進(jìn)行密切協(xié)作。房屋建筑建設(shè)過程需要統(tǒng)一建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大大提高其外觀效果，并有效降低工程造價(jià)。對(duì)于某些設(shè)計(jì)為了突出方案新奇而不顧建筑基本力學(xué)規(guī)律的情況，其會(huì)增加后續(xù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的困難。因此，必須要做好各專業(yè)之間的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)來說，剪力墻的布置需遵循平面布置均勻、對(duì)稱的原則，盡量使結(jié)構(gòu)的重心和剛心位置接近，以減少在風(fēng)荷載和水平向地震作用下結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。對(duì)于高層剪力墻結(jié)構(gòu)，由于短肢剪力墻延性較差，應(yīng)盡量避免設(shè)置短肢剪力墻，限制短肢剪力墻所占的面積百分比不超過一定比例，保證高層建筑在地震作用下有足夠的延性。剪力墻結(jié)構(gòu)布置中應(yīng)避免將剪力墻布置的短而碎，有條件布置長墻時(shí)優(yōu)先選擇布置長墻，這樣可以減少墻肢總數(shù)，減少暗柱的數(shù)量，進(jìn)而減少鋼筋的用量。剪力墻間距不宜過近，總體位移滿足規(guī)范要求的情況下，盡量優(yōu)化一些不必要位置的剪力墻，如位于結(jié)構(gòu)中部對(duì)整體剛度貢獻(xiàn)較小的墻肢，往往需要反復(fù)試算，得出相對(duì)較優(yōu)的結(jié)果。

（二）樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

樁基礎(chǔ)包括灌注樁和預(yù)制樁兩種，灌注樁適用于更多土層，樁長可以因地改變，配筋方面，按照工作荷載要布置節(jié)約鋼材，缺點(diǎn)就是樁身質(zhì)量不受控制，容易出現(xiàn)斷樁、縮頸、露筋等現(xiàn)象。預(yù)制樁屬于擠土樁，會(huì)將周圍的土層擠密，從而提高地基承載力;樁身質(zhì)量易于保證和檢查，施工工序簡單功效高，預(yù)制樁單價(jià)較灌注樁高，預(yù)制樁的配筋與使用荷載相關(guān)，同時(shí)也與搬運(yùn)吊裝相關(guān)，所以用鋼量較大，接樁也會(huì)有相應(yīng)成本。所以結(jié)合相應(yīng)工程，選擇合適經(jīng)濟(jì)的樁型。

（三）基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

民用建筑中，在土質(zhì)較好的環(huán)境下，高層優(yōu)先采用筏型基礎(chǔ)，多層采用筏型基礎(chǔ)或梁筏基礎(chǔ)，差別不大。對(duì)于地庫，優(yōu)先采用獨(dú)立基礎(chǔ)。在土質(zhì)不好的情況下就要結(jié)合場地處理和建筑基礎(chǔ)相互參考來衡量擇優(yōu)選擇。

（四）結(jié)構(gòu)和建筑協(xié)調(diào)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

民用建筑設(shè)計(jì)時(shí)建筑結(jié)構(gòu)要與建筑平面統(tǒng)一，達(dá)到美觀實(shí)用和結(jié)構(gòu)合理的目標(biāo)。因此，想要準(zhǔn)確的對(duì)經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)進(jìn)行控制，在建筑墻柱中要滿足建筑物中平面功能的要求 ， 前提就要盡量標(biāo)準(zhǔn)化，最有效的方法就是統(tǒng)一在各個(gè)房間開間進(jìn)深。建筑體系盡量不設(shè)置夾層結(jié)構(gòu)，樓梯與電梯不能布置在應(yīng)力集中或受力復(fù)雜的轉(zhuǎn)角部位，在非承重的構(gòu)件中盡量使用輕質(zhì)材料，避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

（五）結(jié)構(gòu)以及給排水的優(yōu)化設(shè)計(jì)

水泵間要盡量設(shè)置在半地下室或地下室內(nèi)，與其他房間相比，給排水的專用房間有更大荷載。給排水的房間內(nèi)管道的粗細(xì)不均，數(shù)量眾多，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期就要求準(zhǔn)確把握預(yù)埋件和預(yù)留孔洞的位置與尺寸，減少不必要的孔洞開設(shè)。同時(shí)盡量避免水平管道將梁柱穿過的現(xiàn)象，在管道穿過承重墻時(shí)采取加固措施，并做好結(jié)構(gòu)布置，保證管網(wǎng)系統(tǒng)。在民用建筑必須要重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整個(gè)過程中該類房間內(nèi)的樓面荷載，防止房間出現(xiàn)超載現(xiàn)象。

（六）結(jié)構(gòu)和電氣的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在金屬管外部、樓板和墻體處安裝電氣管線易導(dǎo)線形式，預(yù)制結(jié)構(gòu)的施工難度就會(huì)增加。建筑梁在梁預(yù)制時(shí)需要事先留下孔洞，使得墻體厚度與梁寬度一樣，并保證墻體一側(cè)的平面與梁側(cè)平面相平，防止管線外露在墻體外面。房屋建筑內(nèi)部電梯房通常包含很多空洞和預(yù)埋構(gòu)件，所以電梯房的強(qiáng)度要單獨(dú)計(jì)算，保證施工質(zhì)量的安全。

（七）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自身優(yōu)化

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工圖部分，設(shè)計(jì)人員應(yīng)因項(xiàng)目性質(zhì)，合理對(duì)項(xiàng)目的各個(gè)部位進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，需要加強(qiáng)的部位絕不疏忽和遺漏，次要部位也不必?zé)o緣故增加配筋，使材料成本增加。

（八）壽命期內(nèi)的分段優(yōu)化設(shè)計(jì)

每一個(gè)階段都有其具體的優(yōu)化方案，其限定的使用期限內(nèi)，每一項(xiàng)目工程每一環(huán)節(jié)也有很多可供選擇的設(shè)計(jì)方案。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員選擇優(yōu)化方法時(shí)，必須要根據(jù)每個(gè)階段的性質(zhì)進(jìn)行，這也就是優(yōu)化工程的壽命期，保證每個(gè)階段的經(jīng)濟(jì)效益，這樣房屋建筑施工質(zhì)量有所保證的前提，也可以大大提升項(xiàng)目和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

三、結(jié)語：

近年來，建筑工程中建設(shè)理念開始趨向藝術(shù)化，房屋建筑在具備過硬的使用價(jià)值的同時(shí)，還需要具備一定的藝術(shù)美感。房屋的質(zhì)量和各種參數(shù)受到了房屋結(jié)構(gòu)的影響，所以建筑企業(yè)必須要全面優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)。在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮房屋結(jié)構(gòu)的計(jì)算、重構(gòu)等各種變量因素，提升建筑的整體水平，實(shí)現(xiàn)房屋使用感受和外觀形態(tài)的統(tǒng)一。因此，建筑企業(yè)必須要認(rèn)識(shí)到建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，提升企業(yè)的競爭力，提高其經(jīng)濟(jì)效益，最終促進(jìn)企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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