房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

孫德陽

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)有了更高的要求，不但要求其安全實(shí)用，還要求具有一定的審美和經(jīng)濟(jì)性，能夠更加有效地利用房屋空間。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及土地資源的短缺，未來的房屋建筑將會(huì)以高層或超高層為主。而且現(xiàn)在越來越多的年輕人由于各方面的原因更傾向于選擇設(shè)計(jì)合理，空間利用率高的小戶型。這些都要求建筑商在房屋設(shè)計(jì)階段要充分考慮房屋的使用性能，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也能夠節(jié)省工程成本，提高工程質(zhì)量，增加建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化技術(shù)

1導(dǎo)言

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確保房屋質(zhì)量的基礎(chǔ)，為房屋建筑安全性與穩(wěn)定性提供了基本保障。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，可有效降低工程造價(jià)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。本文以保障房屋質(zhì)量為原則、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)，分析了在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義

眾所周知的一個(gè)情況就是，我國是世界上人口最多的國家，特別是隨著時(shí)代的快速發(fā)展，大量的農(nóng)村人口開始選擇進(jìn)入到城市工作生活乃至定居，這種情況也就造成了社會(huì)對(duì)于房屋建筑的需求量也在持續(xù)不斷的增長，相應(yīng)的建筑用地也變得越來越緊張。受到這種情況的影響，我們國家的高層以及超高層建筑的數(shù)量也越來越多，而對(duì)于建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的要求就是花費(fèi)最低的成本滿足最多人的需要。所以，要想使房屋建筑發(fā)揮出最大的作用，必須要應(yīng)用最先進(jìn)的技術(shù)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行最合理的優(yōu)化。

3房屋建筑結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)效益間的關(guān)系

在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)明確房屋結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系，根據(jù)需求進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高房屋建筑的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。

3.1房屋層數(shù)與土地面積間的關(guān)系

從表面上來看不管建筑的層數(shù)是多少，所使用的土地面積都是不變的。但實(shí)際操作過程中不僅要考慮建筑物本身的土地使用面積，還需要考慮由于建筑層數(shù)增加導(dǎo)致的整體高度增加。此時(shí)要適當(dāng)增加與相鄰建筑的距離，才能滿足其它建筑物的日照和相關(guān)性能的正常使用。

3.2房屋建筑外形成經(jīng)濟(jì)間的關(guān)系

房屋建筑在總面積相同的前提下，建筑結(jié)構(gòu)的平面周長越小墻體面積也就越小，建筑所使用的材料、后期裝修裝飾等投入也會(huì)相應(yīng)減少。通過實(shí)踐對(duì)比我們得知，當(dāng)建筑平面為圓形和方形時(shí)，可有效降低建設(shè)成本；并且內(nèi)部構(gòu)件也更為穩(wěn)固；受力情況更加合理。

3.3房屋結(jié)構(gòu)與設(shè)備間的關(guān)系

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)對(duì)給排水、電氣、暖通等設(shè)施進(jìn)行充分考慮，建造房屋的過程中會(huì)使用較多專業(yè)設(shè)備與材料，并且會(huì)隨著建筑物層高的增加而增多，為保證這些設(shè)施的正常使用會(huì)建造很多管道井。設(shè)計(jì)人員應(yīng)在滿足設(shè)施功能性的前提下盡量縮小管道井空間，達(dá)到節(jié)約空間和資金的目的。

3.4建筑子結(jié)構(gòu)與樓層數(shù)量的關(guān)系

隨著建筑物層數(shù)的增加，其下部結(jié)構(gòu)承載的荷載也會(huì)相應(yīng)增加，地基承載力、下部結(jié)構(gòu)與構(gòu)件承載能力都需要相應(yīng)提高。因此，在已確定建筑物總層數(shù)的前提下，應(yīng)在滿足房屋的功能性情況下對(duì)建筑所處位置的地質(zhì)情況、地基處理成本等問題進(jìn)行充分考慮和優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。

4房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要應(yīng)用

4.1房屋建設(shè)過程中的主要分類

房屋按照其結(jié)構(gòu)形式不同可分為：砌體結(jié)構(gòu)房屋、框架結(jié)構(gòu)房屋、剪力墻結(jié)構(gòu)房屋等等，種類很多。考慮到造價(jià)、抗震性能以及使用要求等，針對(duì)不同的需要?jiǎng)t采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。一個(gè)工程，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系很重要，不光其使用安全得以保障，在其造價(jià)上也能夠得到一定比例的成本節(jié)約。房屋建筑按照層數(shù)一般可以分為三類：低層、多層、高層。3層以下為低層，4～7層為多層，8層以上為高層。這只是一般籠統(tǒng)的劃分，我們知道，房屋的使用功能不同，綜上所述，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)勢(shì)在必行，在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的今天又重大意義。

4.2不同建筑形式對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化需求不同

4.2.1縱墻和橫墻的布置設(shè)計(jì)要求

砌體結(jié)構(gòu)中主要受力構(gòu)件就是砌體墻，結(jié)構(gòu)體系布置得合理性直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的抗震要求。砌體結(jié)構(gòu)有縱墻承重體系、橫墻承重體系和縱橫墻共同承重體系?？拐鹨?guī)范中明確要求優(yōu)先采用橫墻承重體系或者縱橫墻共同承重體系。不應(yīng)釆用砌體墻和混凝土混合和承重的結(jié)構(gòu)體系?？v橫墻的布置宜均勻，沿平面宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；同時(shí)縱橫墻的數(shù)量不宜相差過大。

4.2.2配筋砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

多層砌體房屋中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)墻體受壓不滿足的情況，這時(shí)在墻體里面配上鋼筋網(wǎng)片或者鋼筋來增強(qiáng)抗壓抗震。同時(shí)，墻中柱和局部配筋帶也提高了抗剪承載力，不僅對(duì)整個(gè)墻體有一定的約束作用，也對(duì)抗震有很大的作用，提高了砌體的豎向和水平承載力。材料的合理先用：提倡輕質(zhì)高強(qiáng)墻體材料的使用；合理的提高砌筑砂裝的等級(jí)有效地提高了墻體抗震能力，這個(gè)措施即經(jīng)濟(jì)又有效；當(dāng)使用現(xiàn)饒板并合理設(shè)計(jì)板厚、配筋：通過抗震計(jì)算來滿足抗震設(shè)計(jì)是抗震設(shè)防區(qū)工程設(shè)計(jì)必不可少的一步。

4.2.3框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求

工程設(shè)計(jì)依據(jù)抗震等級(jí)、人防等級(jí)，地基的狀況和地基的承載力，活荷載值，材料等級(jí)，施工中需要注意的事項(xiàng)，選用詳圖等。各層的梁板柱結(jié)構(gòu)配筋圖一般是先使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核，在基礎(chǔ)上在人為適當(dāng)修改。比如對(duì)于樓梯設(shè)計(jì)多采用板式樓梯，從施工的角度來看較方便，從設(shè)計(jì)的角度看也比較美觀?；A(chǔ)方面：獨(dú)立基礎(chǔ)它的偏心要求不能太大，必要時(shí)可做成柱下條基。也可采用臺(tái)階形或者梯形的基礎(chǔ)底板，或著把挑梁兩端的挑出的長度進(jìn)行調(diào)整。

4.2.4多層框架結(jié)構(gòu)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

對(duì)于一些特殊要求的多層房屋，特別是一些大開間、大跨度的建筑一般都采用框架，如：報(bào)告廳、圖書館、商場、一些學(xué)校的大教室等等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是多層和高層房屋的主要結(jié)構(gòu)形式之一。其中最常用的是混凝土框架結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)澆整體式、裝配式、裝配整體式和鋼框架。

總而言之，本文主要對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和闡述，重點(diǎn)探討了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義和優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。目的在于為廣大人民群眾提供質(zhì)量優(yōu)良、安全性高以及舒適性好的房屋建筑。筆者相信，在房屋建筑不斷優(yōu)化的同時(shí)，我國建筑行業(yè)勢(shì)必有更加廣闊的發(fā)展前景。

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（作者單位：弘宇建筑設(shè)計(jì)有限公司承德分公司）