房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

吳韶源

【摘要】隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展水平都有了極大的提升，建筑業(yè)亦是如此。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使建設(shè)項(xiàng)目的重要組成，會(huì)對(duì)后續(xù)施工及項(xiàng)目整體性能產(chǎn)生直接影響。同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性會(huì)對(duì)建筑工程使用壽命形成影響，所以必須高度重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。但受諸多因素影響，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)始終存在諸多不足。要想全面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)性能，就應(yīng)注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重要作用，對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題加以解決。由此可見(jiàn)，深入研究并分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題與解決對(duì)策十分有必要。

【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)化策略

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.047

在建筑中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，對(duì)建筑的使用質(zhì)量與使用壽命有決定性影響。由于業(yè)主對(duì)建筑的設(shè)計(jì)與功能的要求不斷提高，無(wú)形中對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員也提出了更高的要求。唯有妥善解決建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的常見(jiàn)問(wèn)題，才可以提高建筑的建設(shè)質(zhì)量，并為建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)與使用安全提供保障。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題主要涉及到以下方面具體內(nèi)容：首先是設(shè)計(jì)圖規(guī)范性問(wèn)題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)圖紙會(huì)對(duì)后期建筑項(xiàng)目施工建設(shè)產(chǎn)生直接影響，因而必須保證其設(shè)計(jì)科學(xué)合理，進(jìn)而優(yōu)化建設(shè)質(zhì)量和效率。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不規(guī)范的問(wèn)題始終存在。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)會(huì)涉及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的類型、抗震等級(jí)與結(jié)構(gòu)材料等多方面內(nèi)容，若考慮不到位會(huì)對(duì)建筑工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。以此建筑項(xiàng)目為例，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑物的地上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙并未根據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)對(duì)梁柱與標(biāo)高等參數(shù)加以標(biāo)識(shí)，梁柱配筋圖的設(shè)計(jì)相對(duì)混亂，結(jié)構(gòu)標(biāo)高不清晰，設(shè)計(jì)圖紙結(jié)構(gòu)符號(hào)準(zhǔn)確性較差，以上問(wèn)題均對(duì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)度產(chǎn)生不利影響，嚴(yán)重的情況還會(huì)引發(fā)一系列安全隱患。其次是參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確性較差。因建筑結(jié)構(gòu)涉獵內(nèi)容復(fù)雜，為確保建筑結(jié)構(gòu)性能達(dá)標(biāo)，必須準(zhǔn)確計(jì)算大量參數(shù)，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供必要數(shù)據(jù)參考。通常，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確度并不高。以此建筑項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)樓板的時(shí)候出現(xiàn)設(shè)計(jì)有效高度值過(guò)大的情況，而且設(shè)計(jì)中未考慮承受線荷載樓板彎矩，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算性能參數(shù)，進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題。

2、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

2.1重視電算參數(shù)

合理考慮周期折減系數(shù)、雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)、偶然偏心、斜交抗側(cè)力構(gòu)件方向的附加地震作用等電算參數(shù)。周期折減系數(shù)的取值直接影響到剪力墻的配筋，盲目折減，造成剛度過(guò)大，吸收的地震作用也增大，導(dǎo)致剪力墻配筋增大?？紤]雙向地震作用后結(jié)構(gòu)配筋一般增加5%～8%，單構(gòu)件最大可能增加1倍左右?？刂莆灰票炔怀瑯?biāo)是是否考慮雙向地震作用的關(guān)鍵。考慮偶然偏心后結(jié)構(gòu)墻及梁用鋼量將增加3%左右。考慮多方向地震對(duì)構(gòu)件配筋平均增加5%左右。

2.2建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

要實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效優(yōu)化，首先就必須建立科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化需要從大量變量中選擇出最為重要的參數(shù)，通過(guò)這些參數(shù)建立函數(shù)模型，從而計(jì)算出最優(yōu)解。一般來(lái)說(shuō)，模型的構(gòu)建主要可分成兩大環(huán)節(jié)：首先，應(yīng)選擇最為合理的設(shè)計(jì)變量，這是構(gòu)建模型的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，變量的設(shè)計(jì)將對(duì)參數(shù)的選擇產(chǎn)生直接影響，科學(xué)合理地對(duì)變量進(jìn)行計(jì)算可大大降低后期計(jì)算編程的工作量。其次，應(yīng)對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行確定。相關(guān)人員應(yīng)先找出符合函數(shù)條件的最優(yōu)解，然后再確定約束條件，約束條件具體主要涉及到彈塑性、強(qiáng)度和尺寸等方面。在對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的時(shí)候，必須確保上述約束條件都處在規(guī)定范圍內(nèi)，盡可能滿足設(shè)計(jì)的相關(guān)需求。

2.3基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

房屋建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與建筑整體功能的正常發(fā)揮及其穩(wěn)定性有著十分密切的聯(lián)系，所以，在進(jìn)行建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員必須注重對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用，盡量實(shí)現(xiàn)對(duì)地基地質(zhì)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等重點(diǎn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)工作的全方位把控，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)處理好建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與施工成本、施工技術(shù)等的關(guān)系，找準(zhǔn)三者之間的平衡點(diǎn)。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告對(duì)基礎(chǔ)形式進(jìn)行合理選擇，若施工現(xiàn)場(chǎng)的地基承載力較好，則最好選擇淺基礎(chǔ)形式;若施工現(xiàn)場(chǎng)的地基承載力較差或者土質(zhì)狀況不佳，首先應(yīng)考慮地基處理方案是否具備可行性，若可行則選用地基處理方案，若不可行則需采用樁基礎(chǔ)。灌注樁和預(yù)制樁是兩類比較常見(jiàn)的樁基礎(chǔ)形式，其中，灌注樁的施工過(guò)程比較復(fù)雜，整個(gè)施工工期也比較長(zhǎng)，且很難對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制。因此，在沉降滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，可采用預(yù)制樁施工法，利用深層樁基增大土壤對(duì)樁身的摩擦力，并盡可能選用長(zhǎng)度較長(zhǎng)的預(yù)制樁。

2.4加強(qiáng)智能建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程管理

智能化背景下，如何提高智能建筑設(shè)計(jì)水平，加強(qiáng)智能建筑設(shè)計(jì)過(guò)程管理非常重要。首先，在設(shè)計(jì)前期階段，智能建筑設(shè)計(jì)師必須要明確設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范內(nèi)容，嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)原則，以確保智能建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高智能建筑安全性、經(jīng)濟(jì)性以及實(shí)用性。其次，加強(qiáng)智能化建筑設(shè)計(jì)管理的控制，把控好管理目標(biāo)，在智能建筑設(shè)計(jì)階段參考建筑物室內(nèi)的光線因素、空氣、溫度、噪音以及濕度等，不斷提高智能建筑的科學(xué)、規(guī)范性，充分體現(xiàn)智能建筑的人文性特征。最后，智能建筑應(yīng)體現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓δ埽ㄟ^(guò)嚴(yán)格監(jiān)督和審查建筑物的供電、供水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等，以確保沒(méi)有功能性死角，從而使智能建筑的功能得以保持和穩(wěn)定。

2.5加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，建筑使用者的人身安全與財(cái)產(chǎn)安全會(huì)受到嚴(yán)重的威脅。為此，必須重視建筑的防火設(shè)計(jì)。首先，應(yīng)合理設(shè)計(jì)防火間距。設(shè)計(jì)人員需要依照相關(guān)規(guī)定準(zhǔn)確測(cè)量建筑物間的實(shí)際距離，需要注意的是，相鄰兩建筑之間的最佳防火間距應(yīng)按建筑外墻間的最小距離進(jìn)行計(jì)算，若外墻包含凸出的易燃構(gòu)件，應(yīng)從該構(gòu)件外緣算起。另外，還必須設(shè)計(jì)安全疏散通道。通常情況下，需要盡可能多地設(shè)計(jì)幾條便于人們疏散的安全通道。為加速煙霧擴(kuò)散，安全疏散通道必須設(shè)計(jì)防煙區(qū)。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員可以采取分割式設(shè)計(jì)，以有效控制火勢(shì)與煙霧的蔓延速度。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)承受較大荷載，如果穩(wěn)定性與抗震性能無(wú)法滿足國(guó)家建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，很容易出現(xiàn)坍塌或者是位移等多種安全問(wèn)題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可更好地保證建筑整體結(jié)構(gòu)的性能與功能穩(wěn)定，為此，設(shè)計(jì)工作人員要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案予以合理選擇，并結(jié)合具體狀況考慮多種因素，規(guī)避容易出現(xiàn)的問(wèn)題，增強(qiáng)建筑物抗震性能與穩(wěn)定性能，使得建筑物利用價(jià)值不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

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