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關(guān)鍵詞: 建筑施工；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化措施

Abstract: with the development of China's economy, building industry increasingly prosperous, the importance of building structure optimization design is more and more important. This paper expounds the structure optimization design steps, introduced the structure design of the basic requirements: durability, safety, comfort, economy, and discusses the construction of concrete scheme optimization design, so as to guide the practice.

Keywords: building construction; Structure design; Optimization measures

中圖分類(lèi)號(hào)：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

所謂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是指工程結(jié)構(gòu)在滿(mǎn)足約束條件下按預(yù)定目標(biāo)求出最優(yōu)方案的設(shè)計(jì)方法。如何做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化：首先，要選擇合理的結(jié)構(gòu)方案，其決定了整個(gè)設(shè)計(jì)的好壞成敗。因?yàn)閷?duì)同一個(gè)建筑設(shè)計(jì)方案而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是唯一的，不同方案會(huì)使工程質(zhì)量和工程造價(jià)產(chǎn)生很大差別。其次，進(jìn)行正確的結(jié)構(gòu)計(jì)算，一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序的應(yīng)用和完善，幫助結(jié)構(gòu)工程師能越來(lái)越輕松的進(jìn)行計(jì)算分析，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)和合理。再次，要提高材料的利用率，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的就是花盡可能少的錢(qián)，做最安全適用建筑，這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)材料選用要合理，利用要充分。還有，要正確合理的運(yùn)用和理解、規(guī)范，其是我們?cè)O(shè)計(jì)中必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，科技水平以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求

(1) 滿(mǎn)足耐久性和安全性要求。住宅實(shí)行商品化后，應(yīng)為住戶(hù)的耐用消費(fèi)品，使用壽命長(zhǎng)是區(qū)別其他消費(fèi)品的最大特點(diǎn)。因此，結(jié)構(gòu)耐久性和安全性是住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最基本的要求 結(jié)構(gòu)體系的選擇以及材料的選用，都應(yīng)有利于抗風(fēng)抗震，以及使用壽命期間改造維修的可能性。

(2) 滿(mǎn)足舒適性的要求。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)為住戶(hù)起居舒適性的要求提供條件，例如，多種戶(hù)型要靈活分隔室內(nèi)的空間，人居的熱光聲的環(huán)境等要求，給居住的人創(chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境。結(jié)構(gòu)方案還應(yīng)該考慮到住戶(hù)在日后改變分隔的空間的可能性，當(dāng)采用剪力墻結(jié)構(gòu)的時(shí)候， 宜采用大開(kāi)間的布置。

（3) 滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)房屋的建造地點(diǎn)層數(shù)多少、平立面體形， 在滿(mǎn)足耐久性、安全性和舒適性要求的前提下采用經(jīng)濟(jì)又合理的結(jié)構(gòu)體系，在構(gòu)件設(shè)計(jì)中應(yīng)該精打細(xì)算，要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范構(gòu)造要求，注意避免不必要的鋪張浪費(fèi)。尤其是在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中更要注意此方案的經(jīng)濟(jì)比較，因?yàn)榈鼗A(chǔ)的設(shè)計(jì)方案是否合理對(duì)房屋造價(jià)非常重要。

2. 建筑中的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

（1) 房屋結(jié)構(gòu)周期性折減系數(shù)。房屋框架結(jié)構(gòu)和頂蓋等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因?yàn)樘畛鋲w存在使結(jié)構(gòu)實(shí)際表現(xiàn)剛度大于設(shè)計(jì)計(jì)算剛度，計(jì)算周期也會(huì)大于實(shí)際周期，所以當(dāng)算出結(jié)構(gòu)剪力偏小時(shí)，會(huì)使房屋的某些結(jié)構(gòu)不安全，而應(yīng)該對(duì)房屋結(jié)構(gòu)計(jì)算周期適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行折減，這樣能達(dá)到很好的效果，但是對(duì)于房屋框架結(jié)構(gòu)，計(jì)算的周期不宜折減或折減系數(shù)取小。

（2) 耐久性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在之前大部分混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，很多沒(méi)有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性，也就是保證房屋建成之后，在合理使用期限內(nèi)，要能滿(mǎn)足用戶(hù)正常使用要求。但是很多的設(shè)計(jì)未能達(dá)到，造成此現(xiàn)象的根本原因是沒(méi)有充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中，由于遭受條件和使用環(huán)境變化最終造成房屋結(jié)構(gòu)損傷，引起房屋可靠度指數(shù)下降。 對(duì)一般高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，低造價(jià)和省材料設(shè)計(jì)都應(yīng)為滿(mǎn)意的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但隨著人們生活水平的提高和在實(shí)際工程中， 有時(shí)在其他使用要求或技術(shù)指標(biāo)上升為設(shè)計(jì)主要矛盾時(shí)， 設(shè)計(jì)者們就要放棄對(duì)經(jīng)濟(jì)的單純追求。所以當(dāng)選以混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化為設(shè)計(jì)的主要目的時(shí)，就應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)所要面對(duì)的關(guān)鍵性問(wèn)題，分清主次，選多目標(biāo)或單目標(biāo)來(lái)實(shí)施優(yōu)化，達(dá)到滿(mǎn)意效果。

3建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)分為兩大部分：計(jì)算設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)。以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。

3.1 計(jì)算設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算包括兩部分：地震作用計(jì)算和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算。

3.1.1地震作用計(jì)算

地震作用曾稱(chēng)為地震荷載，包括水平地震作用、豎向地震作用和扭轉(zhuǎn)地震作用，它與地震的性質(zhì)和建筑結(jié)構(gòu)的特性有關(guān)。地震作用計(jì)算的方法有：反應(yīng)譜法、振型分解反應(yīng)譜法和動(dòng)力分析法（時(shí)程分析法），其中反應(yīng)譜理論被廣泛的運(yùn)用于地震作用的計(jì)算。

（1）反應(yīng)譜理論是一種擬靜力方法，它是考慮了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性（自震周期、震型和阻尼）所產(chǎn)生的共震效應(yīng)，其計(jì)算過(guò)程是先用動(dòng)力方法計(jì)算質(zhì)點(diǎn)體系地震反應(yīng)，建立反應(yīng)譜和反應(yīng)譜曲線(xiàn)，然后用加速度反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)構(gòu)的最大慣性力作為結(jié)構(gòu)的等效地震荷載，最后按靜力方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)。反應(yīng)譜理論是依據(jù)彈性結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)得到的，但如果遇到強(qiáng)烈地震結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性階段時(shí)，則反應(yīng)譜理論不能計(jì)算出構(gòu)件進(jìn)入彈塑性狀態(tài)的內(nèi)力、變形，也無(wú)法找出結(jié)構(gòu)的薄弱位置，因此專(zhuān)家提出了延性這一概念，利用延性系數(shù)來(lái)概括結(jié)構(gòu)超出彈性階段的抗震能力，從而使反應(yīng)譜由彈性變成塑性。

（2）反應(yīng)譜法主要針對(duì)于單自由度的體系，若將反應(yīng)譜理論和振型分解原理相結(jié)合，用于解決多自由度體系的地震反應(yīng)計(jì)算，這就是振型分解反應(yīng)譜法。其特點(diǎn)是能夠全面考慮結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，且根據(jù)結(jié)構(gòu)的振型曲線(xiàn)確定地震作用的分布。利用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算地震作用和作用效應(yīng)時(shí)，對(duì)于不需計(jì)算扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)計(jì)算的結(jié)構(gòu)，某振型質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值與相應(yīng)的振型自震周期的地震影響系數(shù)、相應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的水平相對(duì)位移、振型參與系數(shù)和重力荷載代表值有關(guān)。

（3）動(dòng)力分析法（時(shí)程分析法）是以動(dòng)力理論為基礎(chǔ)的地震作用計(jì)算方法。所謂的動(dòng)力理論，指的是在結(jié)構(gòu)中輸入與其地理?xiàng)l件相對(duì)應(yīng)的地震加速度記錄，得到結(jié)構(gòu)在不同時(shí)刻的地震反應(yīng)。動(dòng)力分析法校正了采用反應(yīng)譜法振型分解和組合求解結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移時(shí)的誤差，能夠較準(zhǔn)確的反應(yīng)結(jié)構(gòu)震動(dòng)的全過(guò)程；利用準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的恢復(fù)力特性曲線(xiàn)，可以計(jì)算結(jié)構(gòu)在非彈性階段每個(gè)時(shí)刻的地震反應(yīng)（內(nèi)力和變形），判斷結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制，確定結(jié)構(gòu)的薄弱層和薄弱部位，以便采取適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施。

3.2 概念設(shè)計(jì)

在強(qiáng)烈地震作用下，只依賴(lài)結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)的抗震要求是困難的，因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)計(jì)算的過(guò)程中，內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論計(jì)算，而截面設(shè)計(jì)是基于塑性理論的計(jì)算方法，這一矛盾使計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)相差太遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這一計(jì)算理論的缺陷，利用已發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)地震規(guī)律和對(duì)于結(jié)構(gòu)總體。細(xì)部構(gòu)造的良好的結(jié)構(gòu)知識(shí)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，即概念設(shè)計(jì) 概念設(shè)計(jì)的目的是正確解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造，達(dá)到合理的抗震設(shè)計(jì)。

概念設(shè)計(jì)的基本原則如下：

3.2.1選擇對(duì)抗震有利的場(chǎng)地、地基

在確定建筑場(chǎng)地時(shí)，盡量選擇有利的地段，如開(kāi)闊平坦的堅(jiān)硬場(chǎng)地；避開(kāi)對(duì)抗震不利地段，如軟弱場(chǎng)地，易液化土，狀態(tài)明顯不均勻等地段；如果無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸺訌?qiáng)措施，如加強(qiáng)地基和上部結(jié)構(gòu)的整體性和剛度、換填地基土層、采用樁基等。

3.2.2選擇對(duì)抗震有利的建筑體型

建筑設(shè)計(jì)時(shí)，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如簡(jiǎn)單的平、立面圖形是方形或圓形，只有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單才能使結(jié)構(gòu)在地震作用下有直接和明確的傳力途徑，才能易于分析結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移，找出結(jié)構(gòu)薄弱部位。但實(shí)際工程中，建筑的平、立面出現(xiàn)凹角是經(jīng)常的，而凹角位置容易造成應(yīng)力集中或變形集中，應(yīng)采取特別的加強(qiáng)措施。建筑平面和立面布置宜規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，其剛度和質(zhì)量分布宜均勻，防止地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。

3.2.3選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

建筑抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合的原則：具有多道抗震防線(xiàn)，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)體系喪失抗震能力或者對(duì)重力荷載的承載能力；具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑；具備必要的承載能力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力；具有合理的剛度和強(qiáng)度分布，避免在結(jié)構(gòu)薄弱部位產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。

3.2.4保證結(jié)構(gòu)的延性抗震能力

結(jié)構(gòu)的延性是指結(jié)構(gòu)吸收地震能量后的變形能力，延性好的結(jié)構(gòu)能吸收較多的地震能量，能經(jīng)受住較大的變形。延性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則是：強(qiáng)柱弱梁或強(qiáng)墻弱梁；強(qiáng)剪弱彎；強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)錨固；強(qiáng)壓弱拉。

3.2.5處理好非結(jié)構(gòu)構(gòu)件

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要指建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件如女兒墻、圍護(hù)墻、隔墻、幕墻和安裝在建筑上的附屬機(jī)械、電氣設(shè)備，這些構(gòu)件應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固，防止地震時(shí)倒塌傷人或者損壞重要設(shè)備。

3.2.6其他

抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)合理選用材料，保證施工質(zhì)量。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)，宜選用高強(qiáng)、輕質(zhì)材料，減輕結(jié)構(gòu)自重，有利于減少結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力的要求。施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照材料特性、施工工序要求，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)違規(guī)操作，造成材料的浪費(fèi)、工程的返工。

結(jié)語(yǔ)：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將直接影響建筑物的安全、適用、經(jīng)濟(jì)和合理性,更是決定建筑工程質(zhì)量?jī)?yōu)劣的關(guān)鍵，建筑設(shè)計(jì)者必須從當(dāng)今經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)出發(fā), 建立一個(gè)宏觀(guān)的、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念, 合理確定建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)性措施和原則, 這樣不僅滿(mǎn)足設(shè)計(jì)各類(lèi)需求,同時(shí)改善人類(lèi)的居住環(huán)境。建筑施工的最終目的是在節(jié)約成本的同時(shí)，保證建筑的安全性，適用性以及舒適性，而優(yōu)化設(shè)計(jì)也是長(zhǎng)遠(yuǎn)的話(huà)題。

參考文獻(xiàn):

［1］ 陳陽(yáng)顯．淺析高層建筑中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］．價(jià)值工程，2010( 27) : 89- 92．

篇2

【關(guān)鍵詞】框剪結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；措施；內(nèi)力分析

框剪結(jié)構(gòu)是一種框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)體系?？蚣艚Y(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中由于擁有較大的平面空間，其抗震性和整體性能都相對(duì)較為良好，因此在建筑中得到非常廣泛的應(yīng)用，適合用于很多大型高層公共建筑設(shè)計(jì)。目前來(lái)看，這種結(jié)構(gòu)能夠更好的發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，并且為建筑提供了更好的設(shè)計(jì)方案，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，依然存在著種種問(wèn)題，需要更好的解決。

1、基本概況

1.1結(jié)構(gòu)承重體系設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)承重體系設(shè)計(jì)需要根據(jù)不同的環(huán)境來(lái)進(jìn)行，在設(shè)計(jì)中，裙房部分要考慮荷載效應(yīng)的發(fā)生，主樓的部分也要考慮豎向的荷載效應(yīng)，同時(shí)對(duì)于水平地震作用下產(chǎn)生的荷載效應(yīng)也要加以重視。因此裙房結(jié)構(gòu)需要采用混凝土框架結(jié)構(gòu)的形式，而主樓采用框架一剪力墻承重結(jié)構(gòu)體系。

由于主樓的抗側(cè)力構(gòu)件是重要的部分，在設(shè)計(jì)中剪力墻要承擔(dān)主要水平荷載，同時(shí)框架承擔(dān)少部分水平荷載作用和大部分的豎向荷載作用。如果要提高主樓的抗扭能力，在設(shè)計(jì)中要加強(qiáng)剪力墻和樓梯主樓結(jié)構(gòu)的相互位置，其中主要要注意建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變形限值，將其進(jìn)行綜合匹配，以剛度、承載力和延性來(lái)進(jìn)行綜合。

1.2建筑縫的處理設(shè)計(jì)

建筑縫的處理設(shè)計(jì)是通過(guò)主樓和裙房之間的連接部分來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。由于主樓和裙房有著本質(zhì)的不同，兩者連接處需要設(shè)計(jì)出防震縫和沉降縫。防震縫的設(shè)計(jì)是為了減少主樓和裙房之間出現(xiàn)較大的縫隙，從而增加裙房的防水難度，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也需要將主樓和裙房看做一個(gè)整體的設(shè)計(jì)方案來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。而沉降縫的部分是主樓按照實(shí)際的需要，將主樓基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成樁基礎(chǔ)，與此同時(shí)，裙房的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成柱下條形基礎(chǔ)，二者在調(diào)整彼此間的不均勻差，從而保證設(shè)計(jì)的合理性。這也是建筑縫最常見(jiàn)的處理設(shè)計(jì)方式。

2、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

高層的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用較多的方式是鋼筋混凝土框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，這種體系的建立有效的提高了框架結(jié)構(gòu)的靈活性，并且更好的提升了使用空間，使建筑更為優(yōu)質(zhì)。由于剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性相對(duì)較好，因此也保證了建筑結(jié)構(gòu)的完好。在一定條件下，采用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效的提高水平變形曲線(xiàn)能力。然而鋼筋混凝土一剪結(jié)構(gòu)具有多種效果，從力學(xué)的角度來(lái)進(jìn)行分析的話(huà)，存在著一定的難度，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)也難以完成。因此，及時(shí)國(guó)內(nèi)外很多的專(zhuān)家進(jìn)行了多種實(shí)驗(yàn)，但框剪結(jié)構(gòu)中依然存在著很多難以解決的問(wèn)題，解決在這些問(wèn)題，對(duì)于提高工程質(zhì)量和科學(xué)的發(fā)展也有著重要的意義和積極的作用。

2.1框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)屬于具有多個(gè)多余約束的超靜定結(jié)構(gòu)，其荷載效應(yīng)不僅與外荷載大小有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料特征、幾何構(gòu)造特征有關(guān)。鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)，即是在結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力分析完成后，根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行截面優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定滿(mǎn)足荷載效應(yīng)水平要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何特征和配筋量的優(yōu)化結(jié)果，由此導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)的幾何特征和荷載特征發(fā)生變化，優(yōu)化結(jié)構(gòu)在現(xiàn)荷載作用下內(nèi)力分布特征發(fā)生變化，各構(gòu)件控制截面上的控制內(nèi)力也發(fā)生相應(yīng)變化，據(jù)此再進(jìn)行新一輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際上是一個(gè)迭代、漸進(jìn)的尋優(yōu)過(guò)程，計(jì)算結(jié)果雖不總能等價(jià)于整體優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，但通常能給出工程實(shí)用的滿(mǎn)意結(jié)果。

鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)的分部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)方法的具體步驟為：

（1）初始選型：根據(jù)結(jié)構(gòu)平面、立面布置及建筑物設(shè)計(jì)使用功能，分析結(jié)構(gòu)所受的豎向荷載和水平荷載及其傳力路線(xiàn)，并考慮施工因素，歸并框架梁、柱的類(lèi)型，初選梁柱的幾何尺寸；

（2）結(jié)構(gòu)分析：按照結(jié)構(gòu)的實(shí)際幾何構(gòu)造特征，計(jì)算結(jié)構(gòu)所受豎向荷載及水平荷載，對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)進(jìn)行空間內(nèi)力分析。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，將截面尺寸相同的構(gòu)件的控制截面內(nèi)力，根據(jù)其大小進(jìn)行分類(lèi)，并確定每一類(lèi)構(gòu)件的設(shè)計(jì)控制內(nèi)力；

（3）截面優(yōu)化設(shè)計(jì)：截面優(yōu)化設(shè)計(jì)是對(duì)優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行控制的過(guò)程，設(shè)計(jì)過(guò)程中，保證其整體設(shè)計(jì)方案的準(zhǔn)確性，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量是關(guān)鍵的步驟；

（4）可行性判斷：對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行一次內(nèi)力分析，檢驗(yàn)其可用性。若整體分析能夠滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)要求，則可按此方案進(jìn)行配筋和構(gòu)造處理，作為最終的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。否則需根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析結(jié)果進(jìn)行局部調(diào)整，直到方案可用為止。

2.2框—剪結(jié)構(gòu)的三階段優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

框—剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要涉及三個(gè)方面的優(yōu)化問(wèn)題：一是結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)防水平的決策，二是框架與剪力墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，以及承載力、剛度與延性變形能力間的最佳匹配設(shè)計(jì)，三是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。

高層框—剪結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的協(xié)同工作問(wèn)題，主要是水平荷載在框架和剪力墻結(jié)構(gòu)之間的分配設(shè)計(jì)，因此剪力墻數(shù)量和位置的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵問(wèn)題。這里，我們將框）剪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程分為三個(gè)階段進(jìn)行，對(duì)不同階段的不同問(wèn)題，采取不同的優(yōu)化準(zhǔn)則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（1）第一階段：最優(yōu)設(shè)防水平Id的優(yōu)化決策

以地震的危險(xiǎn)性為前提，分析地區(qū)地震的相關(guān)強(qiáng)度，從而評(píng)測(cè)出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)測(cè)，從而把設(shè)計(jì)方案綜合在內(nèi)。

（2）第二階段：剪力墻構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是結(jié)構(gòu)剛度與延性指標(biāo)的最佳組合，可用力學(xué)準(zhǔn)則進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)剛度對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要為結(jié)構(gòu)的自振周期和側(cè)向位移，結(jié)構(gòu)延性對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要為保持承載力前提下的變形能力。因此，可用結(jié)構(gòu)整體的側(cè)向位移量來(lái)協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)的剛度和延性。我們根據(jù)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)層間位移和頂點(diǎn)總側(cè)移的限值來(lái)控制結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計(jì)和延性設(shè)計(jì)。

（3）第三階段：框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是一個(gè)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則，在一次整體分析完成之后，可按照前述方法對(duì)框）剪結(jié)構(gòu)中的框架部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3、結(jié)論

綜上所述，框剪結(jié)構(gòu)存在著框架和剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，融合了二者之間的優(yōu)勢(shì)，其效果也得到了更好的互補(bǔ)，如果涉及合理的話(huà)，優(yōu)勢(shì)將會(huì)更為突出，對(duì)于建筑物整體性能的提高有著重要的作用。所以，我們?cè)谶M(jìn)行研究的過(guò)程中，要進(jìn)行綜合的考量，設(shè)計(jì)時(shí)要在整體的情況下進(jìn)行結(jié)構(gòu)的布置，從而分析出其中的優(yōu)勢(shì)和不足，以便更好的進(jìn)行調(diào)整，使建筑的受力充分的均勻，這樣不僅保證建筑質(zhì)量，同時(shí)也有效的提高了經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于我國(guó)建筑業(yè)未來(lái)的發(fā)展也有著積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

篇3

【關(guān)鍵詞】建筑;剪力墻;結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1 引言

隨著近些年來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑剪力墻是隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越受到重視以及越來(lái)越常用的一種建筑結(jié)構(gòu)形式，而在一些建筑中，低層建筑也開(kāi)始采用剪力墻結(jié)構(gòu)，它和框架結(jié)構(gòu)相互結(jié)合形成的框剪結(jié)構(gòu)可以使得建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加豐富多彩，更具有建筑美感和表現(xiàn)力，因此在剪力墻的設(shè)計(jì)和建造中就更應(yīng)該根據(jù)墻體的尺寸和受力情況進(jìn)行探討和分析，尤其是柱子與墻體之間的特點(diǎn)在不同的指標(biāo)與比例中進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。

1建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的布置

剪力墻結(jié)構(gòu)的布置是一個(gè)具有專(zhuān)業(yè)技巧的工作，因此不是一個(gè)只有一種解決方式的工作，這就需要結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)工作者能夠合理的布置剪力墻結(jié)構(gòu)，提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益，一般情況下，剪力墻和建筑在主軸上應(yīng)該保持一致，但是對(duì)于不太規(guī)則或、超限的建筑形式上，應(yīng)根據(jù)建筑平面設(shè)計(jì)剪力墻，不應(yīng)該布置僅單向有墻的形式，內(nèi)外墻應(yīng)拉直處理，控制好數(shù)量，避免剛度過(guò)高和過(guò)低，而且要注意質(zhì)量中心與剛度中心的重合，合理的調(diào)整剪力墻的距離能夠提高布置的合理性，節(jié)約空間。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1控制配筋

構(gòu)件的含鋼量對(duì)于建筑的剪力墻設(shè)計(jì)有著重要的影響，因此必須重視，要實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該保證鋼材在一定范圍內(nèi)，過(guò)高和過(guò)低都不行，因此建筑剪力墻設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)國(guó)家規(guī)范來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證經(jīng)濟(jì)效益。

2.2墻體設(shè)計(jì)的合理性

墻體設(shè)計(jì)應(yīng)該保證水平和豎直作用力，驗(yàn)算應(yīng)該將內(nèi)力進(jìn)行偏壓進(jìn)行承載力計(jì)算。尤其是針對(duì)剪力墻計(jì)算中，要盡量減少異形墻。由于剪力墻常常是布置在門(mén)窗洞口的邊緣處，因此墻體的總厚度應(yīng)該是剪力墻厚度和各個(gè)翼緣厚度的綜合。剪力墻的種類(lèi)應(yīng)該根據(jù)高度和尺寸來(lái)設(shè)計(jì)，他們?cè)谑芰Φ男问缴辖咏雍桶?，很多柱子的厚度和墻體設(shè)計(jì)比值比較類(lèi)似，他們常屬于雙向的受壓，因此是異形柱。根據(jù)剪力墻配筋設(shè)計(jì)以及配筋在規(guī)范中的要求，要將墻底部進(jìn)行加厚，而且高度不小于層高的1/16，如果端頭沒(méi)有翼墻和暗柱的時(shí)候，加厚的高度不能小于層高的1/12，而這么規(guī)定不適用于高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)，很多業(yè)主對(duì)于建筑室內(nèi)空間的要求比較高，因此這樣的情況采用概念設(shè)計(jì)，應(yīng)該控制好墻體的軸線(xiàn)，滿(mǎn)足墻體截面的條件。在結(jié)構(gòu)上適當(dāng)?shù)脑黾影抵?，而在具體的設(shè)計(jì)中需要大量的水平布筋以及配筋數(shù)量，尤其是梁體結(jié)構(gòu)等應(yīng)該詳細(xì)的進(jìn)行增加。

2.3高寬比的確定

剪力墻的高度以及厚度是建筑剪力墻設(shè)計(jì)中的重中之重，所以在設(shè)計(jì)中就應(yīng)該控制剪力墻的高厚比。

2.4 邊緣結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)

通過(guò)很多次的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，剪力墻的延比性不太好，相對(duì)于工字型和槽型的剪力墻的延性比要比較優(yōu)秀，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)剪力墻截面的兩端通過(guò)翼墻邊緣設(shè)計(jì)能夠提高墻體的延展性。還能夠避免剪力墻出現(xiàn)水平剪切滑動(dòng)，根據(jù)力學(xué)的原理，矩形的抗剪力主要是在端柱以及轉(zhuǎn)角處，而規(guī)范中對(duì)邊緣結(jié)構(gòu)和構(gòu)建的抗震措施清晰的規(guī)定，要進(jìn)行受力和類(lèi)型的分析計(jì)算，對(duì)墻和洞口的兩邊的加強(qiáng)邊緣設(shè)定相應(yīng)的代表值，在墻肢軸壓比的界限以及加強(qiáng)部位分為約束邊緣構(gòu)件以及構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩類(lèi)。

3剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1最小剪力系數(shù)的確定

短肢剪力墻是保證地震傾覆力矩第一振動(dòng)模式為低于40%的基礎(chǔ)上減少剪力墻的數(shù)量，提高剪力墻的系數(shù)，減低造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.2層高和樓層最大位移的確定

按照我們國(guó)家現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)的考慮減小扭曲以及變形的狀態(tài)，在增加結(jié)構(gòu)剛度是不能片面的考慮層間位移，應(yīng)該綜合的考慮整體的情況，但是現(xiàn)行的大多數(shù)的建筑設(shè)計(jì)僅僅考慮了層間位移，而沒(méi)有關(guān)注剪重比，在較大的情況下，應(yīng)該減少相應(yīng)的結(jié)構(gòu)剛度，減少地震作用，也可以達(dá)到較好的效果。

3.3 側(cè)向高度以及扭轉(zhuǎn)剛度的調(diào)整

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在這方面是主要考慮提高建筑平面的規(guī)則性，減少扭轉(zhuǎn)力以及帶來(lái)的影響，同時(shí)偶然偏離力也應(yīng)該考慮進(jìn)去，通過(guò)對(duì)眾多的地震災(zāi)害情況進(jìn)行分析從而得出結(jié)論，由于建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則而引發(fā)的房屋破壞情況是最為嚴(yán)重的，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)該保證建筑結(jié)構(gòu)的抗扭曲能力，避免因?yàn)椴灰?guī)則引發(fā)房屋的倒塌情況。因此在具體的設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量的保證建筑平面的合理，以及結(jié)構(gòu)豎向的構(gòu)件的合理布置，提高建筑的側(cè)向剛度。

4 建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

本文的探討結(jié)合實(shí)際的案例進(jìn)行進(jìn)一步的分析，本文的案例建筑屬于十八層的高層建筑，每層的高度是2.9米，總高度是52，5米，建筑面積是6500米，該工程工程抗震設(shè)防烈度為八度，基本地震加速度是0.2g，設(shè)計(jì)地震分組是第二組，建筑抗震設(shè)防類(lèi)別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi).特征周期為0.40S。二級(jí)剪力墻，混凝土的等級(jí)是C30-C35，鋼筋的參數(shù)的是梁采用HRB400;板采用HPB300，直徑大于12時(shí)用HRB400;墻采用HRB400。

圖中的方案一是建筑工程中剪力墻結(jié)構(gòu)布置圖的原先設(shè)計(jì)方案，采用純剪力墻的結(jié)構(gòu)，底部加強(qiáng)部位是250mm寬，其上是200mm，通過(guò)分析SATWE 計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剪力墻利用率較低，底層墻肢軸壓比在0.35～0.40 之間，結(jié)構(gòu)位移比較好，控制在1.2 以?xún)?nèi)，結(jié)構(gòu)周期以及位移的角相對(duì)較小，針對(duì)該工程的結(jié)構(gòu)和形式的特點(diǎn)，分析其主要是存在的問(wèn)題，針對(duì)其結(jié)構(gòu)布置以及墻肢的長(zhǎng)度進(jìn)行了適度的調(diào)整，調(diào)整之后的布置圖是圖中的方案二。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以及隨著我國(guó)十以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)環(huán)境開(kāi)始出現(xiàn)了整體向好的調(diào)整，以及中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，很多過(guò)去那些不經(jīng)濟(jì)、無(wú)效率的經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的狀況急需盡快的得到解決。本文就是再這樣的大背景之下來(lái)進(jìn)行寫(xiě)作的。但是由于筆者的能力有限，本文在寫(xiě)的時(shí)候經(jīng)歷和能力以及精力都是不足的，因此，本文只能作為一個(gè)拋磚引玉的文章希望后來(lái)的學(xué)者和從業(yè)者能夠從中體會(huì)到一些有意義的觀(guān)點(diǎn)來(lái)發(fā)展建筑結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)水平，希望能夠在未來(lái)達(dá)到世界先進(jìn)的建筑設(shè)計(jì)與建造的國(guó)家的行列。

參考文獻(xiàn)

[1]秦艷，焦維.剪力墻結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?011（27）：33.

篇4

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，其重要性也就決定著提升其設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效果的必要性，而為了最大程度上提升其設(shè)計(jì)的效果，針對(duì)具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行必要的優(yōu)化是必不可少的，這種建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的優(yōu)化已經(jīng)成為當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中極為關(guān)鍵的一環(huán)，其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所發(fā)揮的作用是至關(guān)重要的。具體來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要分為兩個(gè)層次上的優(yōu)化和完善，一方面是針對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)效果進(jìn)行優(yōu)化，這是首要優(yōu)化前提，也是確保其最終建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的關(guān)鍵所在，必須要作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的一個(gè)重要內(nèi)容進(jìn)行把關(guān)和控制；另一方面則是應(yīng)該針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些細(xì)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行必要的優(yōu)化和完善，這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作最為復(fù)雜，也是最為困難的一個(gè)方面，因?yàn)槠湎鄳?yīng)的優(yōu)化內(nèi)容比較多，需要注意的要點(diǎn)內(nèi)容也比較多，進(jìn)而就會(huì)給相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作人員帶來(lái)較大的優(yōu)化設(shè)計(jì)難度，一旦任何一個(gè)方面存在缺陷或者遺漏的話(huà)，都必然會(huì)造成較大的不良影響。而從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體內(nèi)容上來(lái)看，只要是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和任務(wù)，都應(yīng)該作為其優(yōu)化的重要內(nèi)容，比如基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋頂結(jié)構(gòu)、樓板結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等，都應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)全面地優(yōu)化，而針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求來(lái)說(shuō)，在具體的優(yōu)化過(guò)程中，還應(yīng)該針對(duì)其安全性、經(jīng)濟(jì)性、美觀(guān)性等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行充分地優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大程度上提升其設(shè)計(jì)的價(jià)值。

二、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的措施

1.詳細(xì)分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果

針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)該首先從整體入手，把握好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果，詳細(xì)分析其整體效果是否符合相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，尤其是對(duì)于一些比較關(guān)鍵的指標(biāo)來(lái)說(shuō)，這種整體效果的分析更是極為關(guān)鍵的一個(gè)方面，比如對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，就需要從這種整體結(jié)構(gòu)上入手，只有保障其整體結(jié)構(gòu)在較大程度上具備較好的穩(wěn)定性，才能夠符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)需求，因此，必須要針對(duì)其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果進(jìn)行全面細(xì)致地分析，了解其各個(gè)方面所表現(xiàn)出來(lái)的性能是否符合相應(yīng)的要求，在此過(guò)程中，還可以充分運(yùn)用概念設(shè)計(jì)理念進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提升其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體效果，這種概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用對(duì)于抗震性能得設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)說(shuō)更是具備著極強(qiáng)的效果和應(yīng)用價(jià)值。

2.優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇

對(duì)于具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，其相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)材料選擇是比較重要的一個(gè)方面，因此，針對(duì)這種建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化也就顯得極為必要，一般來(lái)說(shuō)，在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，常用的材料主要就是鋼材料、混凝土材料、磚體材料以及其他的一些輔助施工材料，而對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)影響比較重要的就是對(duì)于主體結(jié)構(gòu)材料的選擇，即在建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中，采用何種材料進(jìn)行施工建設(shè)，當(dāng)然，這種施工材料的選擇必須要結(jié)合具體的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型及其相應(yīng)的功能特點(diǎn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x取，比如對(duì)于一些大規(guī)模的工業(yè)廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其比較適合的就是選擇鋼材料來(lái)構(gòu)建相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)，相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)以及磚材料的使用來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)在這種工業(yè)廠(chǎng)房中是最為適用的。

3.優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

在整個(gè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)必然是極為關(guān)鍵的一個(gè)組成部分，而對(duì)于相應(yīng)的優(yōu)化過(guò)程來(lái)說(shuō)，也應(yīng)該把這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一個(gè)核心任務(wù)來(lái)執(zhí)行。具體來(lái)說(shuō)，這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要應(yīng)該涉及到以下幾點(diǎn)內(nèi)容：（1）結(jié)合建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的一些實(shí)際地質(zhì)狀況以及地下水位狀況來(lái)分析其具體的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容是否具備著較強(qiáng)的適應(yīng)性和可行性，盡可能地提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果的可靠性，避免和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)基礎(chǔ)出現(xiàn)沖突。（2）針對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型進(jìn)行充分分析，進(jìn)而在最大程度上提升其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類(lèi)型的可靠性，尤其是對(duì)于該類(lèi)型使用的穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)估，判斷其是否能夠滿(mǎn)足建筑工程項(xiàng)目的基本需求，進(jìn)而較好地保障其應(yīng)有價(jià)值的呈現(xiàn)。（3）針對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體施工方案進(jìn)行詳細(xì)的分析審查，尤其是對(duì)于這些設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行全面分析，確保其能夠在后續(xù)的施工中順利執(zhí)行。

4.優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式的選擇

建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇必然也是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中極為關(guān)鍵的一個(gè)方面，選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)形式能夠在較大程度上保障其穩(wěn)定性和承載力狀況符合相應(yīng)的要求，進(jìn)而最大程度上提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性。一般來(lái)說(shuō)，在當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其基本形式的選擇和建筑物的高度存在著較為密切的關(guān)系，根據(jù)其相應(yīng)的高度來(lái)選擇最為恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式才能夠達(dá)到最為理想的效果。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)前比較常用的建筑結(jié)構(gòu)形式就是框架結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于這種框架結(jié)構(gòu)的使用來(lái)說(shuō)，有時(shí)候還需要構(gòu)建一些承重剪力墻來(lái)促使其更好地分擔(dān)一些作用力，提升其整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.充分考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)

針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，還應(yīng)該重點(diǎn)針對(duì)其相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行全面審查和對(duì)比，確保其最終的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果符合各個(gè)方面的設(shè)計(jì)指標(biāo)，尤其是對(duì)于經(jīng)濟(jì)性方面的指標(biāo)來(lái)說(shuō)，更是應(yīng)該加強(qiáng)控制和優(yōu)化，避免其建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果較大程度上超出了原有的預(yù)算值，影響其后續(xù)的使用，而隨著當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于美觀(guān)性指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化也已經(jīng)成為了極為重要的一個(gè)方面。

三、結(jié)語(yǔ)

篇5

關(guān)鍵詞：抗震概念設(shè)計(jì)基本原則 優(yōu)化準(zhǔn)則 構(gòu)造措施

Abstract: construction engineering structure seismic technology developing direction and trend of performance is based on the seismic design of base isolation, suppressing and earthquake-reduction and the structure control. These development trend from concept to implementation method mutual connection, and will be in construction engineering structure seismic performance bring big change and influence. And in the design of the building structure, the earthquake concept design is in many uncertain factors, in many irregular architecture design, commonly used is also the most effective design concept. Therefore, this requires engineering and technical personnel in building structural design process, we must make good use of the optimization of the anti-seismic concept design rules and the structure of the corresponding measures to ensure the rationality of the design of engineering and safety.

Keywords: anti-seismic concept design basic principles optimal criteria structural measures

中圖分類(lèi)號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

地震是危害最大的自然災(zāi)害之一。它是一種隨機(jī)的震動(dòng)，具有難于把握的復(fù)雜性和不確定性，就目前的預(yù)測(cè)地震技術(shù)，還不能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)到建筑物所遭遇地震的特性和參數(shù)。建筑工程在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，在結(jié)構(gòu)分析方面，由于不能充分考慮結(jié)構(gòu)的空間作用、結(jié)構(gòu)材料的非彈性性質(zhì)、材料時(shí)效、阻尼變化等多種因素，同時(shí)也存在著諸多的不確定性。因此，建筑工程抗震問(wèn)題必須立足于“概念設(shè)計(jì)”，而不能完全依賴(lài)“計(jì)算設(shè)計(jì)”來(lái)解決。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括理論設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)兩種。其中，理論設(shè)計(jì)是指結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)計(jì)算理論和規(guī)范，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算模型的假設(shè)及受力狀態(tài)的假定的前提下，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，得出數(shù)據(jù)式的結(jié)果，然后利用結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。而概念設(shè)計(jì)則是指設(shè)計(jì)人員從結(jié)構(gòu)的宏觀(guān)整體出發(fā)，用結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的觀(guān)點(diǎn)，著眼于結(jié)構(gòu)整體反應(yīng)，正確地解決總體方案、材料使用、分析計(jì)算、截面設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造等問(wèn)題，力求得到最為經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。在建筑設(shè)計(jì)的方案階段，從總體出發(fā)，采用概念設(shè)計(jì)的方法，能迅速、有效地對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行構(gòu)思、比較和選擇。這種方法雖有一定誤差，但概念清楚、定性準(zhǔn)確、手算簡(jiǎn)單快捷，能很快選擇出最佳方案，具有較好的經(jīng)濟(jì)、可靠性，同時(shí)也是施工圖設(shè)計(jì)階段判斷計(jì)算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)是否可行的主要依據(jù)。

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整體結(jié)構(gòu)能發(fā)揮消能減震的作用，并避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)敏感的薄弱部位。地震能量的聚散，如果只集中在某些薄弱部位，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)早被破壞。因此，目前各種抗震設(shè)計(jì)方法的前提之一就是假定整個(gè)結(jié)構(gòu)能發(fā)揮消能減震的作用。在此前提下才能以常見(jiàn)的小地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、構(gòu)件截面設(shè)計(jì)并輔以相應(yīng)的構(gòu)造措施，必要時(shí)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算，以達(dá)到罕遇大震作用下結(jié)構(gòu)也不會(huì)倒塌的目的。不論是現(xiàn)行的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》還是《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，都明確指出在各種建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)尤其是高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，抗震概念設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能起決定性作用，因此新規(guī)范（規(guī)程）均在相關(guān)條文中強(qiáng)調(diào)了建筑與結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的重要性，并要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在高層建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)特別重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)。

二、抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則及優(yōu)化準(zhǔn)則

建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的基本原則有以下幾個(gè)方面

（一）建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和勻稱(chēng)性。

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求，“建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，并應(yīng)具有良好的整體性；建筑的立面和豎向剖面布置宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度宜自下而上逐漸減小，避免抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變?！苯ㄖ矫鎽?yīng)采用規(guī)則的平面布置，對(duì)A、B 級(jí)高度建筑宜平面簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱(chēng)、減小偏心；均勻規(guī)則的平面布置，既可以使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的地震慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，又能使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量與剛度之間的偏心。結(jié)構(gòu)布置均勻、建筑平面規(guī)則。同時(shí)，又有利于防止薄弱的抗側(cè)力構(gòu)件過(guò)早出現(xiàn)破壞或倒塌的現(xiàn)象，使地震作用能在各抗側(cè)力構(gòu)件之間重新分布，增加結(jié)構(gòu)的贅余度數(shù)量，發(fā)揮整個(gè)結(jié)構(gòu)消能減震的作用。

（二）建筑結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力。

水平地震的作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能夠抵抗任意方向的地震作用。一般情況下，可使結(jié)構(gòu)沿平面上兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。結(jié)構(gòu)的抗震能力則是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及延性的綜合反映。結(jié)構(gòu)剛度的選擇既要減少地震作用的效應(yīng)，也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力?，F(xiàn)今的抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中并不考慮地震地面運(yùn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)分量，因而在概念設(shè)計(jì)中一定要注意提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。

建筑結(jié)構(gòu)的整體性原則

在建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對(duì)于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當(dāng)于水平隔板，它不僅聚集和傳遞慣性力到各個(gè)豎向抗側(cè)力構(gòu)件，而且要求這些構(gòu)件能協(xié)同承受地震作用，特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力構(gòu)件布置不均勻或布置復(fù)雜或抗側(cè)構(gòu)件水平變形特征不同時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使抗側(cè)力構(gòu)件能協(xié)同工作。

（四）建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化準(zhǔn)則

結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化準(zhǔn)則，即“四強(qiáng)四弱”?！皬?qiáng)柱弱梁”是指節(jié)點(diǎn)處柱端實(shí)際受彎承載力大于梁端實(shí)際受彎承載力；“強(qiáng)剪弱彎”是防止構(gòu)件剪切的破壞，要求桿件的受剪承載力高于受彎承載力；“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”是防止節(jié)點(diǎn)的破壞先于構(gòu)件；對(duì)于桿件截面而言，“強(qiáng)壓弱拉”是為避免桿件在彎曲時(shí)發(fā)生受壓混凝土破裂的脆性破壞，使受拉區(qū)鋼筋的承載力低于受壓區(qū)混凝土受壓承載力。

三、抗震概念設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施

建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施有兩個(gè)方面：一是調(diào)整或限制構(gòu)件的荷載效應(yīng)，二是強(qiáng)制規(guī)定必要的結(jié)構(gòu)抗震措施。具體說(shuō)來(lái)，抗震概念設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施就是設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁和與框架柱及抗震墻相關(guān)的截面尺寸、軸壓比、配筋率、箍筋的要求等。比如，多層磚砌體房屋的抗震構(gòu)造措施主要是構(gòu)造柱、圈梁等，而在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，豎向抗側(cè)力構(gòu)件（如框架柱、抗震墻）的布置及與其相關(guān)的抗震措施。具體的構(gòu)造措施要求如下：

（1）構(gòu)造柱應(yīng)該設(shè)置在墻體的兩端或墻體的交接部位。它主要不是承擔(dān)豎向荷載的，而是抗擊剪力,抗震等橫向荷載的。近年來(lái)為了提高砌體結(jié)構(gòu)的承載能力或穩(wěn)定性，而又不增大截面尺寸，墻中的構(gòu)造體長(zhǎng)按需要設(shè)置在墻體的中間部位，圈梁的設(shè)置必須是封閉狀態(tài)。

（2）圈梁的設(shè)置應(yīng)該在裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋或木樓、屋蓋的磚房中，并且圈梁最好與預(yù)制板在同一標(biāo)高或緊靠板底，圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口應(yīng)上下搭接。

（3）一般情況下，抗震墻布置在豎向荷載較大處，平面形狀變化處以及樓梯間和電梯間。縱橫向抗震墻，宜合并布置為L(zhǎng)形、T形、工字形，使縱橫墻互為翼緣，從而提高其強(qiáng)度和剛度。抗震墻的間距不應(yīng)過(guò)大，以防止樓板在自身平面內(nèi)變形過(guò)大?？拐饓χg樓（屋）蓋的長(zhǎng)寬比應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。抗震墻的配筋率，抗震等級(jí)為一、二、三級(jí)應(yīng)≥0.25%，四級(jí)應(yīng)≥0.2%。鋼筋直徑≥8mm，同時(shí)≤墻厚/10，間距應(yīng)≤300mm。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)框架柱和抗震墻的截面尺寸、軸壓比、配筋率、箍筋等的規(guī)定是非常重要的抗震構(gòu)造措施。

以上幾項(xiàng)只是簡(jiǎn)單列舉了設(shè)計(jì)規(guī)范中結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施中的部分內(nèi)容，作為工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行建筑工程的抗震設(shè)計(jì)。

總之，作為土木工程技術(shù)人員在高層建筑的研究和工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)該從整體宏觀(guān)的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，把概念設(shè)計(jì)更好地運(yùn)用整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，綜合處理好建筑功能、技術(shù)、藝術(shù)、安全可靠性和經(jīng)濟(jì)合理等幾方面內(nèi)容，從而創(chuàng)作出更加安全、適用、經(jīng)濟(jì)美觀(guān)的建筑。

參考文獻(xiàn)：

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[2].陳龍洪.談概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾.2010.02

篇6

【關(guān)鍵字】：電力建筑；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的電力建筑工程建設(shè)也得到了快速的發(fā)展，在電力建筑工程項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)建筑功能和投資控制的一體化是工程建設(shè)的主要目標(biāo)，而在建筑工程投資中，建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)占據(jù)著較大的比重，建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)的控制關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)階段，同時(shí)，隨著我國(guó)節(jié)能環(huán)保觀(guān)念的提出和深化，人們對(duì)建筑環(huán)保性的要求也更高，電力建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)成為社會(huì)發(fā)展的必然要求。通過(guò)電力建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅能夠提高建筑安全可靠性，降低工程造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益，還能滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)的要求，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的統(tǒng)一。

一、電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

電力建筑建構(gòu)優(yōu)化即是將其合理化、科學(xué)化，優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種集多種學(xué)科和現(xiàn)論設(shè)計(jì)于一體的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，電力建筑是一個(gè)長(zhǎng)期性、復(fù)雜性的系統(tǒng)工程，將優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于電力建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，尋求最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案，是提高建筑經(jīng)濟(jì)性能和安全性能的有效措施和方法，在電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)遵循功能性、安全性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的原則。

1、功能性

建筑的功能是建筑價(jià)值最直接的體現(xiàn)，建筑是為人類(lèi)服務(wù)的，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的最中目的是提高其功能，滿(mǎn)足人們對(duì)建筑價(jià)值最大化的需求。變電站、發(fā)電廠(chǎng)等電力建筑最基本的功能是為建筑內(nèi)繼電保護(hù)、電氣設(shè)備等內(nèi)部設(shè)施提供安全的運(yùn)行環(huán)境，保障供電的安全可靠，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先考慮到電力建筑功能性的要求。

2、安全性

建筑的安全性對(duì)建筑來(lái)說(shuō)同樣十分重要，一座不具有安全性的建筑，不僅不能實(shí)現(xiàn)其功能，還會(huì)給人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)威脅，比起房屋建筑、辦公建筑等其他建筑，電力建筑由于其自身的特殊性，對(duì)安全性的要求也更高，因此，在電力建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，須著重考慮到建筑結(jié)構(gòu)的安全性。

3、環(huán)保性

隨著節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入，人們對(duì)建筑的要求也越來(lái)越高，除了要求其具備功能性和安全性的基本性能外，還要求建筑具有一定的生態(tài)性、環(huán)保性，電力建筑的節(jié)能環(huán)保性主要是在保證建筑安全性和功能性的基礎(chǔ)上，通過(guò)選用節(jié)能環(huán)保的材料、合理布置構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

4、經(jīng)濟(jì)性

提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)投資效益的最大化是投資的主要目標(biāo)，對(duì)電力建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)最直接的目的也即是控制建筑結(jié)構(gòu)工程造價(jià)，降低建筑建設(shè)成本，提高建筑的性?xún)r(jià)比，因而電力建筑的經(jīng)濟(jì)性也是電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中必須要考慮的因素之一。

二、電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)策

1、正確計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)

電力建筑一般都建立在遠(yuǎn)離市區(qū)的郊區(qū)，獨(dú)棟的建筑較多，建筑所在的環(huán)境較為惡劣，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全可靠性要求也更高，因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)首先對(duì)建筑所在的環(huán)境有一定的了解，通過(guò)實(shí)地勘察等掌握電力建筑所在地的氣候、地質(zhì)、地形等基本情況，選擇正確合理的計(jì)算參數(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。

目前建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析一般是借助計(jì)算機(jī)和相關(guān)的計(jì)算軟件來(lái)進(jìn)行的，計(jì)算機(jī)技術(shù)極大地方便了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析，但由于受到軟件本身可能存在的缺陷以及設(shè)計(jì)人員操作過(guò)程中的不規(guī)范等因素的影響，設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，不能盲目的依賴(lài)計(jì)算機(jī)技術(shù)，而應(yīng)該充分地了解和掌握相關(guān)的基本理論、軟件的應(yīng)用范圍等，選擇合理正確的計(jì)算模型，同時(shí)對(duì)輸入的數(shù)據(jù)等進(jìn)行核對(duì)，還需注意到實(shí)際的結(jié)構(gòu)與計(jì)算模型之間的差別，以保證抗震計(jì)算、混凝土受力計(jì)算等結(jié)構(gòu)計(jì)算的準(zhǔn)確。

2、合理布置建筑構(gòu)件

電力建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要有柱、梁、墻、樓板等，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理的配置，合理布置柱墻之間的間距；根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)選擇合理的梁與柱墻之間的連接方式；由于電力建筑多為底層建筑，可以通過(guò)布置常規(guī)梁來(lái)降低工程造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)性；在保證建筑安全性的前提下，一般不對(duì)樓板進(jìn)行加厚，以免增加結(jié)構(gòu)的重量和建材費(fèi)用。

3、提高建筑材料利用率

目前的電力建筑結(jié)構(gòu)通常使用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土是當(dāng)前主要使用的建筑材料，也是具有較好性能的建筑結(jié)構(gòu)材料，通過(guò)合理的配置能夠利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉和抗壓強(qiáng)度提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛性和延展性等性能，如結(jié)構(gòu)中以受壓為主的柱子可選用高標(biāo)號(hào)混凝土，來(lái)減小構(gòu)件截面，增加電力建筑的使用空間，以滿(mǎn)足放置變電設(shè)備的要求，合理地設(shè)計(jì)混凝土的配比，充分地發(fā)揮出鋼筋混凝土材料的性能，提高建筑材料的利用率，降低工程造價(jià)。

另外由于電力建筑需要豎向布置電纜，局部須開(kāi)較多的電纜槽，同時(shí)受溫度、雨雪的影響大，建筑易出產(chǎn)生裂縫，不僅影響到建筑的外觀(guān)，隨著時(shí)間的推移，還可能使鋼筋缺乏混凝土的保護(hù)發(fā)生銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)還可能造成建筑的坍塌，造成較大的損失，因此，在進(jìn)行電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)考慮到這一問(wèn)題，根據(jù)建筑所在地的環(huán)境、建筑的具體要求等合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、配置混凝土，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段做好質(zhì)量控制，以避免由于建筑設(shè)計(jì)失誤而影響建筑施工，造成經(jīng)濟(jì)損失。

三、結(jié)語(yǔ)：

電力建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的工程，其涉及到的知識(shí)內(nèi)容等范圍比較廣，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)遵循安全性、功能性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的原則，通過(guò)對(duì)電力建筑結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、材料等的合理設(shè)計(jì)來(lái)滿(mǎn)足電力建筑的要求，同時(shí)要遵循相關(guān)的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，以保證電力建筑的安全可靠，實(shí)現(xiàn)電力建筑工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)適用、節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化技術(shù);房屋建筑;經(jīng)濟(jì)性

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的背景下，人們對(duì)房屋建筑的要求越來(lái)越高，如何在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲取更大的份額，是每一個(gè)建筑企業(yè)必須思考的問(wèn)題，只有將房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)合理運(yùn)用在房屋建筑中，增加房屋美觀(guān)等價(jià)值，更好地滿(mǎn)足人們多層次的建筑需求，才能更好地促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。現(xiàn)代房屋設(shè)計(jì)理念不僅注重建筑本身的實(shí)用性，也要求房屋具有經(jīng)濟(jì)性、安全性、美觀(guān)性等多方面的價(jià)值。這種新型理念在很大程度上提升了房屋本身的穩(wěn)定性，在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，合理配置建筑工程的人力、物力資源，保障建筑質(zhì)量的前提下，節(jié)省工程原材料，為企業(yè)贏(yíng)取更大經(jīng)濟(jì)收益。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用優(yōu)化技術(shù)的重要性

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)設(shè)計(jì)者要求較高，需要其具備豐富的工程經(jīng)驗(yàn)、深厚理論基礎(chǔ)，能夠靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)質(zhì)內(nèi)涵，并結(jié)合科學(xué)的結(jié)構(gòu)分析方式，對(duì)房屋建筑的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整、改善，從而提升房屋建筑的質(zhì)量。在房屋建筑中加入合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，能有效保障房屋的實(shí)用功能、美觀(guān)功能。基于建筑公司的角度，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以科學(xué)控制工程成本，以最少的投資換取最大經(jīng)濟(jì)效益［1］。與傳統(tǒng)房屋建筑相比，結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠很好地穩(wěn)定房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大房屋內(nèi)部使用空間，在達(dá)到國(guó)家房屋建筑安全系數(shù)的同時(shí)，滿(mǎn)足人們對(duì)建筑舒適性的要求。要想優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)，施工人員一定要將保障建筑質(zhì)量安全作為前提與基礎(chǔ)，細(xì)致分析設(shè)計(jì)方案中的各個(gè)細(xì)節(jié)，并采用較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念與技術(shù)，控制好工程造價(jià)。從相關(guān)的數(shù)據(jù)反映情況來(lái)看，與沒(méi)有經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化的建筑相比較而言，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化之后，經(jīng)費(fèi)可以縮減8%－22%。然而，在實(shí)際的操作過(guò)程中，因?yàn)楸欢喾矫娴臈l件限制住了，要真正地施展起來(lái)，需面臨非常多的困難，而且也無(wú)法將其優(yōu)越性充分地發(fā)揮出來(lái)。在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以將建材的性能與機(jī)械設(shè)備的性能充分地發(fā)揮出來(lái)，這樣，與之前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比較而言，則更加具有優(yōu)勢(shì)。而且，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之后，工程造價(jià)的資金投入便能得到有效地降低，從而讓企業(yè)能夠贏(yíng)得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用優(yōu)化技術(shù)的具體途徑

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是單純的“節(jié)約成本”，而是設(shè)計(jì)者在運(yùn)用高科技產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)體系布置進(jìn)行優(yōu)化，從而增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性，延長(zhǎng)房屋的居住年限。

2．1確定合理的房屋設(shè)計(jì)方案

確定房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案前，必須先結(jié)合現(xiàn)代化房屋建筑要求，實(shí)地考察房屋建筑選址，根據(jù)其地質(zhì)條件、氣候條件等因素［2］，確定具體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。綜合考慮房屋建筑的采光間距、地基基礎(chǔ)、樓層高度等方面［3］，合理降低工程總預(yù)算。同時(shí)，需要仔細(xì)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的合理性，收集房屋建筑周邊環(huán)境參數(shù)，借用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，建立模擬的房屋三維立體模型［4］，并融入進(jìn)環(huán)境參數(shù)中，協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)予以改正，提高設(shè)計(jì)方案的可靠性。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工程量較大，需要經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，因此，設(shè)計(jì)師必須努力克服工程約束條件，減少計(jì)算過(guò)程的人為誤差，并通過(guò)建立多個(gè)模型，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，以功能完善、用途多的設(shè)計(jì)程序?yàn)榛A(chǔ)，確定最終的計(jì)算方案。

2．2優(yōu)化房屋建筑防震設(shè)計(jì)

建筑房屋的目的是為了讓人們更安全、舒適的入住，因此，在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)做好針對(duì)的防震設(shè)計(jì)，需要注意的是，防震設(shè)計(jì)屬于房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要組成部分，直接影響著房屋的質(zhì)量，設(shè)計(jì)者在優(yōu)化結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)充分考慮建筑外界環(huán)境因素，特別是工程區(qū)域自然災(zāi)害［5］，地震屬于我國(guó)常發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，在很大程度上威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，為保障房屋建筑的防震功能，應(yīng)預(yù)留充足防震安全設(shè)施空間，合理設(shè)置房屋上部的剪力墻，在抗震抗壓要求較高的工程區(qū)域，應(yīng)注意剪力墻面積，不宜過(guò)大。在橫向剛性的工程結(jié)構(gòu)中，隨著結(jié)構(gòu)分布狀態(tài)的改變，地震內(nèi)力的分布狀態(tài)也會(huì)隨之改變，結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)較大變化，在結(jié)構(gòu)的垂直方向容易出現(xiàn)薄弱層，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)造成不利影響;由于受到各種條件的限制，很難對(duì)主體地震進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，有時(shí)容易選擇不合理的地震分析模型，無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)地震危害，并做出應(yīng)對(duì)措施。根據(jù)我國(guó)建筑規(guī)范，通常認(rèn)為處理填充墻對(duì)工程結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度貢獻(xiàn)是一種減少振動(dòng)自然周期的行為。

2．3結(jié)構(gòu)優(yōu)化貫徹于房屋建筑過(guò)程

結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)主要目的是擴(kuò)大房屋建筑內(nèi)部使用空間，增強(qiáng)建筑使用價(jià)值的同時(shí)，節(jié)省工程各項(xiàng)開(kāi)支，因此必須將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)貫徹在整合房屋建筑過(guò)程，協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)與優(yōu)化技術(shù)的關(guān)系，將房屋排水系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化有機(jī)統(tǒng)一，在房屋施工前期，應(yīng)預(yù)留恰當(dāng)?shù)呐潘恢?，并根?jù)建筑內(nèi)部空間布置，優(yōu)化排水管的安裝，使其不破壞建筑的整體美感，避免排水管暴露在外的情況。設(shè)計(jì)房屋現(xiàn)澆板時(shí)，可以選擇矩形板，增加房屋受力面積，防止其拐角處出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題。購(gòu)進(jìn)先進(jìn)的原材料，如使用冷軋帶肋型鋼筋，在合理減少箍筋數(shù)量的同時(shí)，增強(qiáng)建筑防震性能。

3應(yīng)用優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)需注意的問(wèn)題

3．1協(xié)調(diào)房屋后期功能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的關(guān)系

使用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮到房屋后期使用功能，確保人們能夠舒心的入住，因此，在確定結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要結(jié)合房屋的實(shí)際環(huán)境，如在施工前，應(yīng)做好工程區(qū)域的噪音勘測(cè)工作，購(gòu)進(jìn)合理的隔音材料。建筑單位不能一味的節(jié)省工程開(kāi)支，從而降低工程質(zhì)量，這不僅達(dá)不到結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的，甚至?xí)o企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

3．2注意房屋建筑細(xì)節(jié)優(yōu)化

注重房屋建筑細(xì)節(jié)優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化與先進(jìn)軟件相連，更科學(xué)的得出相關(guān)數(shù)據(jù)，確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。如在優(yōu)化房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮到住戶(hù)實(shí)際情況，結(jié)合住戶(hù)需求，加入相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加房屋建筑的特色，更好地提高房屋建筑的實(shí)用性。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在房屋建筑結(jié)構(gòu)中合理運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)，有利于建設(shè)更安全、實(shí)用、美觀(guān)的房屋建筑，在運(yùn)用過(guò)程中，必須立足于房屋實(shí)際情況，綜合考慮工程造價(jià)、外界環(huán)境等方面的因素，科學(xué)的將優(yōu)化技術(shù)融入房屋結(jié)構(gòu)，更好地保障房屋建筑本身功能。隨著人們生活質(zhì)量的提升，越來(lái)越關(guān)注到房屋建筑的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)，因此，應(yīng)不斷加大對(duì)優(yōu)化技術(shù)的研究力度，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，結(jié)合人們多層次需求，創(chuàng)新房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，控制好建筑過(guò)程的工程支出，協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益之間的關(guān)系，建設(shè)兼具使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值于一身的房屋。

作者:潘麗彬 單位:山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院工程設(shè)計(jì)中心

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篇8

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言：

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們的生活理念發(fā)生了巨大的變化。作為人們工作生活的場(chǎng)所，房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也成為人們關(guān)心的話(huà)題。在現(xiàn)代消費(fèi)觀(guān)念的影響下，房屋不再僅僅是供人居住辦公，遮風(fēng)擋雨的場(chǎng)所，同時(shí)還被賦予了滿(mǎn)足人們審美觀(guān)念的新功能。當(dāng)前，除了最基本使用功能外，建筑正在被開(kāi)發(fā)出越來(lái)越多的新用途，同時(shí)也是人們實(shí)現(xiàn)審美追求，提高生活格調(diào)重要途徑。建筑設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)房屋時(shí)，不僅要考慮房屋的使用功能，更要從美學(xué)角度考慮更多的內(nèi)容。只有二者協(xié)調(diào)統(tǒng)一，完美結(jié)合，同時(shí)滿(mǎn)足使用者在使用功能和審美要求上的雙重要求，才能成為受人青睞的建筑佳品。房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容非常廣泛，其根本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)功能完善、質(zhì)量可靠、符合人們審美情趣的設(shè)計(jì)方案。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，需要持之以恒的長(zhǎng)期學(xué)習(xí)和實(shí)踐，需要汲取其它優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案的菁華，取長(zhǎng)補(bǔ)短，融會(huì)貫通，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，充分利用空間資源，最大程度地滿(mǎn)足房屋使用者的實(shí)際需要。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法理論

在對(duì)工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅要對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象基礎(chǔ)性的是用功能進(jìn)行合理有效的考慮，還要對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的美觀(guān)程度進(jìn)行有效的考慮。這也是工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的問(wèn)題所在，簡(jiǎn)而言之就是使用科學(xué)的方法和語(yǔ)言把所有可能設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行集中，從而找到能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)目標(biāo)又能讓人滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)方案。

對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案從理論上進(jìn)行分析，主要體現(xiàn)在房屋設(shè)計(jì)的工程上面，其中包括房屋工程結(jié)構(gòu)總體優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋結(jié)構(gòu)工程局部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。對(duì)房屋整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)又包括房頂系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案優(yōu)化以及結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。建筑師在保證設(shè)計(jì)安全的前提之后，就應(yīng)該要對(duì)房屋設(shè)計(jì)勇敢的去創(chuàng)新和挑戰(zhàn)，從而設(shè)計(jì)出獨(dú)特美觀(guān)的房屋設(shè)計(jì)。但是在創(chuàng)新的時(shí)候應(yīng)該要注意盡量規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，使質(zhì)量中心和剛度中心盡可能的縮小，從而使得建筑的荷載能力進(jìn)一步的提高。在豎向的設(shè)計(jì)方面應(yīng)該注意盡可能的不用要使用轉(zhuǎn)換層，從而減少結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)困難，可以大程度的減少建造經(jīng)濟(jì)，而且還能夠增加荷載強(qiáng)度。

二、對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的重要性

在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，采用合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的實(shí)際使用價(jià)值，還能夠很好地實(shí)現(xiàn)建筑物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值。此外，好的結(jié)構(gòu)方案還可以最大程度上減少建設(shè)單位的資本投入，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，還可以保護(hù)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保相結(jié)合的良好經(jīng)營(yíng)模式。因此，合理地使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠更好地實(shí)現(xiàn)建筑物的綜合效益。建設(shè)單位開(kāi)發(fā)建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑物的高質(zhì)量和長(zhǎng)期使用。況且建筑物只有在保證良好質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其美觀(guān)、耐用、新穎等特點(diǎn)，才能夠滿(mǎn)足不同人群的需要，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案相比，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模式可以降低建筑成本。其采用的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施可以有效地實(shí)現(xiàn)建筑施工中各個(gè)資源的合理配置，以及各項(xiàng)建筑材料的充分利用，并且協(xié)調(diào)好房間的布局，使得這些布局能夠有效的結(jié)合，共同發(fā)揮其使用功能。合理的利用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，在確保建筑物安全性能的前提下能夠充分的體現(xiàn)出其創(chuàng)新性。此外，這種技術(shù)還能夠幫助設(shè)計(jì)人員選擇最為合理的設(shè)計(jì)方式。

三、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)意義

使用優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的方法，能夠使房屋在整體結(jié)構(gòu)上更加科學(xué)、合理。在實(shí)際的房屋施工建設(shè)中，房屋的層數(shù)對(duì)房屋的成本造價(jià)產(chǎn)生了直接的影響。在一般情況下建筑物的單位面積造價(jià)會(huì)隨著層數(shù)的增加而降低，但是在超過(guò)一定的層數(shù)之后(即超限建筑物)，房屋單位面積的造價(jià)反而會(huì)增加。因?yàn)殡S著建筑物樓層的增高，房屋中的承重墻和柱等結(jié)構(gòu)將會(huì)受到更多的荷載，房屋的穩(wěn)定性也將受到一定的影響。為了確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)建筑物的抗震性能以滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范的要求，結(jié)構(gòu)形式將會(huì)發(fā)生大的變化，從而房屋的單位面積造價(jià)也會(huì)進(jìn)一步增加。想要在相同的用地面積內(nèi)，達(dá)到理想的房屋設(shè)計(jì)效果，提高建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)效益，就需要合理的控制建筑物的層數(shù)，并且確保房屋良好的設(shè)計(jì)效果。使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，還能夠在有限的用地面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大化的利用效果，促進(jìn)對(duì)建筑用地的合理使用。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅能夠降低工程投入成本，同樣可以做到使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)配置，體現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。通常來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法一般應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗震設(shè)計(jì)、舊房屋的整體改造等方面。

（1）前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

房屋結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是影響房屋經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的重要方面，它會(huì)對(duì)項(xiàng)目的總投資資金造成影響。當(dāng)前，在房屋設(shè)計(jì)方面存在的普遍的問(wèn)題便是在前期環(huán)節(jié)并沒(méi)有將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法應(yīng)用其中，在設(shè)計(jì)前期并沒(méi)有考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，甚至部分情況下，會(huì)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成負(fù)面影響。因此，必須在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用其中，選擇較為合理、可行的結(jié)構(gòu)形式，策劃合理的設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)初始時(shí)期保障設(shè)計(jì)的合理性，為整體設(shè)計(jì)創(chuàng)造較好的開(kāi)端。

（2）上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

想要對(duì)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型建立及優(yōu)化，首先應(yīng)合理布設(shè)剪力墻。保證剪力墻的質(zhì)量均勻，使對(duì)稱(chēng)樓層的平面剛度中心點(diǎn)同樓層的結(jié)構(gòu)重心相重合，從而削減地震、風(fēng)力等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。假如房屋類(lèi)型允許，盡可能應(yīng)用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造，同時(shí)增加剪力墻的墻肢長(zhǎng)，這樣，不但可以縮減墻肢的數(shù)量，同時(shí)還能夠在保證剛度符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上降低混凝土使用數(shù)量。另外，因?yàn)榧袅χ械陌抵话銘?yīng)用鋼筋建材，如果應(yīng)用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造能夠縮減鋼筋的使用該數(shù)量。然而，假如建筑所在地區(qū)的地質(zhì)情況較差，而建筑對(duì)抗震性能的要求較高，那么，就不應(yīng)采用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造。

（3）房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化設(shè)計(jì)

房屋地基作為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，為達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，首先需要確保其地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)規(guī)劃。隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，房屋地基設(shè)計(jì)也正根據(jù)其建筑成品的功能、具體形態(tài)不同，其對(duì)地基的具體標(biāo)準(zhǔn)要求也存在著強(qiáng)弱差異，基于房屋基礎(chǔ)地基設(shè)計(jì)更需要從其實(shí)際情況出發(fā)，設(shè)定好地基實(shí)際勘測(cè)計(jì)劃，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，秉承節(jié)省工程造價(jià)的原則，若地基設(shè)計(jì)主要以地樁為基礎(chǔ)，則需要根據(jù)實(shí)際受力情況，對(duì)不同材質(zhì)的地樁進(jìn)行考察，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。

（4）抗震概念設(shè)計(jì)

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要應(yīng)用于無(wú)具體數(shù)據(jù)參數(shù)指標(biāo)的抗震設(shè)計(jì)情況。將抗震設(shè)防烈度作為設(shè)計(jì)案例，正是由于其發(fā)生具有較大的不確定性，實(shí)際計(jì)算情況通常會(huì)與預(yù)定設(shè)計(jì)情況產(chǎn)生差異，因此需要采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)方案。將以往的數(shù)據(jù)作為輔助考察依據(jù)，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法靈活運(yùn)用于設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到最佳設(shè)計(jì)值。另外，在保障宏觀(guān)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求的同時(shí)還需要注重結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。將房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)中現(xiàn)澆板的選用作為具體設(shè)計(jì)要求，若其異形板在拐角末端較易產(chǎn)生斷裂情況，設(shè)計(jì)時(shí)則需要考慮鋼筋選擇的范圍，在投入成本相當(dāng)?shù)那闆r下，選用極限拉力較強(qiáng)、能夠滿(mǎn)足塑性要求的鋼筋材料。若現(xiàn)行規(guī)劃的現(xiàn)澆板所選用的材質(zhì)是在受力方面有較強(qiáng)功能的，此時(shí)為保障塑性要求，則可選擇冷軋帶肋式的鋼筋材料。保障在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，現(xiàn)澆板外部里面的配置鋼筋材料能夠滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體條件，不僅能夠?yàn)榻ㄖ踩O(shè)計(jì)提供保障，同樣也可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性控制的目的。

（5）對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)論進(jìn)行分析

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行了各種計(jì)算之后，要對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真的分析，并且找出各個(gè)設(shè)計(jì)方案中不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，并且結(jié)合總體的設(shè)計(jì)情況和進(jìn)展選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)論分析的時(shí)候，要注意不要遺漏一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。房屋的建設(shè)與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)耗時(shí)長(zhǎng)、成本高的項(xiàng)目，它不僅涉及到建設(shè)單位的利益，也涉及到了房屋使用者的利益，設(shè)計(jì)人員在把握細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上，要注意從宏觀(guān)上把握住當(dāng)事人的利益，這樣才能夠有效的節(jié)約建設(shè)成本，進(jìn)一步優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員不僅要避免追求片面的利益，還應(yīng)該避免為了追求設(shè)計(jì)創(chuàng)新而忽略了建筑實(shí)際情況。

（6）設(shè)計(jì)優(yōu)化的范圍

在對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，要求相關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格的遵守相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，不僅僅能夠?qū)υO(shè)計(jì)規(guī)范中的條例進(jìn)行充分的了解，還要借個(gè)工程周邊環(huán)境的實(shí)際對(duì)建筑進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。與此同時(shí)還應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的不足之處做出有效的改變，比如:安全性比較差、要求過(guò)于寬松等等，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況適當(dāng)?shù)南嘟Y(jié)合，從而在實(shí)際的情況下保證建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的效果。

五、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以有效的達(dá)到降低工程總造價(jià)、提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性的目的。在保障房屋安全和使用質(zhì)量的前提下，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得房屋結(jié)構(gòu)在整體上達(dá)到安全、舒適和經(jīng)濟(jì)的目的。除去對(duì)房屋實(shí)用性及安全性的要求外，同時(shí)能夠從整體上節(jié)省房屋工程建造成本，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，較好地迎合了當(dāng)前科學(xué)發(fā)展觀(guān)、可持續(xù)發(fā)展理念的要求。

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篇9

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土建筑；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)布置，科學(xué)的計(jì)算論證，采取一定的措施來(lái)達(dá)到合理節(jié)約工程造價(jià)的一種設(shè)計(jì)方法。文章主要以?xún)?yōu)化結(jié)構(gòu)方案及其構(gòu)造措施入手，結(jié)合某鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化工程，對(duì)鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述。

1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案

結(jié)構(gòu)方案是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)中貫徹國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，采取正確的結(jié)構(gòu)方案，是保證工程質(zhì)量，提高工程效益的有力保障。

1) 結(jié)構(gòu)工程師與建筑師商討，共同確定最優(yōu)建筑方案。首先在建筑工程的設(shè)計(jì)階段，結(jié)構(gòu)工程師憑借自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，擁有的對(duì)結(jié)構(gòu)體系功能及其受力、變形特性的整體概念和判斷力，用概念設(shè)計(jì)的方法明確結(jié)構(gòu)總體系同分體系之間的最佳受力特征分析，達(dá)到使建筑平面結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度中心、建筑平面形心、建筑物質(zhì)量中心重合，可以有效減少建筑扭轉(zhuǎn)的影響，此外建筑立面要盡可能避免剛度突變和結(jié)構(gòu)不連續(xù)，體型要規(guī)則、均勻，建筑物總高度滿(mǎn)足適用最大高度的規(guī)范要求。

2) 力使結(jié)構(gòu)受力與傳力途徑簡(jiǎn)潔、明確，傳力途徑過(guò)于復(fù)雜會(huì)出現(xiàn)多次轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，這不僅會(huì)增加造價(jià)，還容易引起計(jì)算錯(cuò)誤而埋下安全隱患。而簡(jiǎn)單、直接的傳力途徑，可以減少中間傳遞的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，減少結(jié)構(gòu)的安全風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)構(gòu)受力明確，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

3) 結(jié)構(gòu)工程師在建筑設(shè)計(jì)中要尤其注意規(guī)范，規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的各項(xiàng)規(guī)定，雖然正確的結(jié)構(gòu)計(jì)算是設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，但設(shè)計(jì)中不能僅僅依賴(lài)于計(jì)算，還必須非常重視概念設(shè)計(jì)。

2 合理的構(gòu)造措施

構(gòu)造措施作為計(jì)算假定的保證或作為計(jì)算中忽略某個(gè)因素或某項(xiàng)內(nèi)容的補(bǔ)充，與結(jié)構(gòu)計(jì)算相似。按構(gòu)造要求設(shè)計(jì)時(shí)，一般只需滿(mǎn)足規(guī)范的最低要求。如梁箍筋加密的問(wèn)題，梁的一側(cè)是框架柱，另一側(cè)是梁及梁的一側(cè)垂直搭在剪力墻上，而另一側(cè)搭在梁上，這種梁僅僅是作為支撐樓板用的普通梁，不像框架梁那樣耗能，因此不需要箍筋加密，應(yīng)在位于梁下部或梁截面高度范圍內(nèi)的集中荷載區(qū)域設(shè)置附加橫向鋼筋，并優(yōu)先設(shè)置附加箍筋，此外當(dāng)次梁放在主梁上面及梁上起柱時(shí)，主梁不必設(shè)置附加橫向鋼筋。當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)中存在部分短肢剪力墻時(shí)，只需對(duì)短肢剪力墻的抗震等級(jí)提高一級(jí)而不需提高整體的抗震等級(jí)，分布筋、拉結(jié)筋、架立筋等起輔助作用的鋼筋等級(jí)為一級(jí)或二級(jí)。

3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的施工方面

為滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)承載力的需求,當(dāng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中柱與梁板選擇不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土?xí)r，施工規(guī)范規(guī)定柱的施工縫宜留設(shè)在梁底標(biāo)高以下20mm～30mm處,其原則是施工縫宜留在結(jié)構(gòu)受力小且便于施工的位置。施工時(shí),為方便柱身混凝土的下料與振搗,在梁內(nèi)鋼筋未綁扎之前進(jìn)行澆注。按施工規(guī)范的要求,當(dāng)梁柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同時(shí),節(jié)點(diǎn)處應(yīng)按“強(qiáng)柱弱梁”的原則。在實(shí)際施工中,施工班組制定合理的節(jié)點(diǎn)保證措施,監(jiān)理人員加強(qiáng)對(duì)澆注質(zhì)量的監(jiān)管和提高整體結(jié)構(gòu)的抗震性能十分重要。

4.建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面

在建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中,要綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)情況以及水位、使用功能、上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型、施工條件和相鄰建筑的相互影響,以保證建筑物滿(mǎn)足規(guī)范要求的沉降量或傾斜值等,。另外還要注意相鄰地下建筑物及各類(lèi)地下設(shè)施的位置,以保證施工的安全。

5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)例

某鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)建筑由四層裙樓和A、B兩棟高層建筑組成，A樓高74.2m，20層，B樓高88.3m，30層，地下兩層為停車(chē)庫(kù)和設(shè)備用房，房屋平面布置為不規(guī)則形狀，總建筑面積約5.4萬(wàn)m2。

5.1設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則

通過(guò)大量計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)分析，在滿(mǎn)足現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范及規(guī)定的前提下，遵循保證結(jié)構(gòu)的安全性及合理的剛度，對(duì)通過(guò)對(duì)可減小的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行有效的核減等措施來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

5.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

高層框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中，重點(diǎn)是是水平荷載作用下，框架和剪力墻內(nèi)力分配設(shè)計(jì)問(wèn)題，其中剪力墻的數(shù)量及設(shè)計(jì)位置是關(guān)鍵。

5.3鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個(gè)漸進(jìn)的尋優(yōu)過(guò)程。首先對(duì)結(jié)構(gòu)整體內(nèi)力進(jìn)行分析，然后根據(jù)梁柱各構(gòu)件的控制內(nèi)力進(jìn)行截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，計(jì)算出滿(mǎn)足荷載效應(yīng)要求的各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何特征的配筋量的優(yōu)化結(jié)果，在此基礎(chǔ)上導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)的幾何特征和荷載特征的變化，優(yōu)化結(jié)構(gòu)在現(xiàn)荷載作用下內(nèi)力分布特征發(fā)生變化，各控制截面的控制內(nèi)力也發(fā)生相應(yīng)變化，根據(jù)這些變化進(jìn)行下一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

5.4框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則究其根本就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則，利用一次完成的結(jié)構(gòu)件，優(yōu)化各個(gè)構(gòu)件，可以節(jié)約投資并使結(jié)構(gòu)受力更加合理。

5.5基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

(1) 依據(jù)地質(zhì)勘查資料，分別設(shè)計(jì)主樓和裙樓的基礎(chǔ)，主樓采用筏板基礎(chǔ)，裙樓采用獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底板要按照經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果設(shè)置。例如在地下室基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)工作中，初步設(shè)計(jì)中地下室基礎(chǔ)計(jì)劃全部采用筏板基礎(chǔ)，經(jīng)審核計(jì)算，為達(dá)到節(jié)約鋼筋、混凝土的目的提出純地下室基礎(chǔ)部分采用獨(dú)立基礎(chǔ)加抗浮底板及抗浮錨桿的做法，這種方案可以有效保證結(jié)構(gòu)的安全，施工簡(jiǎn)便。因此對(duì)純地下室基礎(chǔ)采用獨(dú)立基礎(chǔ)加抗浮錨桿、底板方式設(shè)計(jì)。

(2) 對(duì)地下室有防水要求的基礎(chǔ)底板，裂縫寬度控制在0.2mm左右；地下室頂板及外墻，荷載取值要準(zhǔn)確、可根據(jù)實(shí)際情況選用荷載。

(3) 作為塔樓的嵌固端，地下室的頂板不宜太薄，根據(jù)覆土薄厚情況，采用十字梁井字梁。

5.5樓板優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)樓板要預(yù)埋管道的要求，樓板較薄時(shí)施工容易造成裂縫，因此樓板設(shè)計(jì)時(shí)采用彈性假定而非塑性假定來(lái)計(jì)算樓板厚度及配筋的折減，最小配筋率取0.2和0.45ft/fy中較大值相同板厚時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)低、鋼筋強(qiáng)度大時(shí)，最小配筋率低，故優(yōu)先采用三級(jí)筋，板中抗裂鋼筋最小配筋率為0.1%，不用或少用大跨厚板。

5.6優(yōu)化設(shè)計(jì)效果

高層建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題是一個(gè)非常復(fù)雜的工程難題，同時(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)對(duì)節(jié)約工程投資具有重大意義。為驗(yàn)證設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效性，分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步方案，根據(jù)工程所在地的市場(chǎng)價(jià)格推算本工程的優(yōu)化節(jié)約了鋼筋65t，節(jié)約資金約32萬(wàn)元。

6.結(jié)語(yǔ)

文章從鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用出發(fā)，總結(jié)出了鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，符合當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展的需要，具有一定的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)科學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，針對(duì)每一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其建筑特點(diǎn)，使結(jié)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件受力均衡，同時(shí)要求技術(shù)應(yīng)用合理、結(jié)構(gòu)整體安全可靠，充分發(fā)揮每個(gè)構(gòu)件的最大作用。只有這樣才能實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終目的，以便更好地服務(wù)于我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇10

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、房屋建筑領(lǐng)域結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性

我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀表明，房屋建筑在以后的日子里將會(huì)以高層或是超高層為主。如何減少資金的投入而且還得保證結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)符合百姓的要求成為相關(guān)人士以及建筑企業(yè)重視的事情。

如果相關(guān)企業(yè)要想對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)方應(yīng)該在保證質(zhì)量合格的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行系統(tǒng)化分析，應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)理念與設(shè)計(jì)觀(guān)念對(duì)工程建筑進(jìn)行總體的管理，從而合理地控制建筑工程的造價(jià)問(wèn)題。事實(shí)表明，如果設(shè)計(jì)者能將施工的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益做到緊密相連，規(guī)劃出科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，就可以保證建筑企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟(jì)收益。

因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)優(yōu)化能夠更加全面地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備以及建筑材料的性能，與以往的設(shè)計(jì)相比較會(huì)更具有優(yōu)勢(shì)。而且進(jìn)行合理優(yōu)化時(shí)能夠降低相應(yīng)的造價(jià)投入，為企業(yè)的整體獲取更大化的利益。同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化還能將房屋結(jié)構(gòu)的層次進(jìn)行系統(tǒng)性的結(jié)合，加強(qiáng)房屋質(zhì)量的提高，更大程度地保證居民的居住安全。由此看來(lái)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化是提高居民居住安全、為企業(yè)創(chuàng)造最大利益的重要方式之一。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系

（一）房屋建筑結(jié)構(gòu)的層數(shù)與用地面積之間的關(guān)系

如果只是對(duì)某一個(gè)建筑物進(jìn)行分析，建筑結(jié)構(gòu)隨著層數(shù)的增加其所用地面積是越來(lái)越少，但實(shí)際的情況卻是，當(dāng)房屋筑結(jié)構(gòu)層數(shù)增加時(shí)，建筑物高度也是隨之上升的，相鄰建筑物之間的間距就會(huì)增大，因此建筑物單位總建筑面積所使用土地面積就也是增加了。實(shí)際上建筑物的所需的總的用地面積與建筑物的層數(shù)并不存在著必然的關(guān)系的，所以在我們應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)時(shí)，就要協(xié)調(diào)好建筑物用地面積與建筑物層數(shù)之間的關(guān)系。

（二）房屋建筑結(jié)構(gòu)的體型設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系

在建筑物的總面積是相同的前提下，平面形狀為方形的或是圓形的它的周長(zhǎng)就越長(zhǎng)，并且前期所消耗的墻體面積越少，那么后期所需要裝修投入就也會(huì)越低。并且通過(guò)對(duì)比分析，我們發(fā)現(xiàn)平面形狀為方形的建筑物或是圓形的建筑物的內(nèi)部構(gòu)件的結(jié)構(gòu)都很穩(wěn)固，并且受力狀況也更加穩(wěn)定，所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，房屋建筑的平面形狀建議選擇方形的或是圓形的。

（三）房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)備之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系

在建造房屋建筑時(shí)是需要很多電氣設(shè)備材料以及給水排水管道的，隨著建筑的樓層數(shù)越來(lái)越多，所需要的給水排水管道就會(huì)越來(lái)越多，并且需要的電氣設(shè)備材料也就越多，那么整個(gè)工程的造價(jià)成本肯定就會(huì)大幅度的提高。

三、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化在房屋建設(shè)應(yīng)用上的具體步驟

（一）創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型

1、合理化、科學(xué)化選擇設(shè)計(jì)的變量

在選擇相應(yīng)的變量的時(shí)候，我們主要是將影響建筑本身結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)作為變量。例如嚴(yán)格控制目標(biāo)的相關(guān)參數(shù)值（建筑損失的期望值 c2、建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)值 c1）、建筑約束控制的相關(guān)參數(shù)值（建筑結(jié)構(gòu)的相對(duì)可靠度 ps）等。對(duì)于一些影響并不是太大的、變化范圍很小或者由局部性相關(guān)要素就能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的一部分參數(shù)，我們一般是通過(guò)預(yù)定式參數(shù)進(jìn)行表示，這樣一來(lái)就能減少我們相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)量與計(jì)算數(shù)量，還可以相應(yīng)的減少編程的工作量，進(jìn)而提升工作效率。

2、確定相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須找到一組符合預(yù)定條件的相應(yīng)尺寸的鋼筋截面面積，以及已經(jīng)失效的概率函數(shù)，這樣能使建筑工程的整體造價(jià)達(dá)到最少。

3、科學(xué)化的確定約束條件

對(duì)于結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，我們要保證結(jié)構(gòu)整體的可靠性，科學(xué)化地確定與優(yōu)化設(shè)計(jì)方面息息相關(guān)的約束條件。而約束條件主要指的是建筑裂縫的寬度約束、建筑本身的強(qiáng)度約束、尺寸大小的約束、構(gòu)件的相關(guān)約束、結(jié)構(gòu)體系相關(guān)約束等約束條件。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)之時(shí)，要對(duì)目標(biāo)性質(zhì)的約束條件與實(shí)際性質(zhì)的約束條件進(jìn)行科學(xué)化的比較與分析，要保證每一個(gè)相關(guān)的約束條件都滿(mǎn)足整個(gè)建筑工程的要求，實(shí)現(xiàn)效果最佳化的設(shè)計(jì)。

（二）科學(xué)設(shè)定優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)方案

依據(jù)可靠度而開(kāi)始進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化通常都具有很多約束條件，有時(shí)會(huì)遇到非線(xiàn)性的相關(guān)優(yōu)化問(wèn)題。所以在相應(yīng)的計(jì)算中，會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，將有約束的優(yōu)化轉(zhuǎn)化成無(wú)約束的優(yōu)化，而相關(guān)的計(jì)算、方式有拉式乘子法、powell 法等。

（三）設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)用程序

依據(jù)可靠度而開(kāi)始進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化基本模型，以及在設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用的相應(yīng)的計(jì)算方式，為了可以更好地實(shí)現(xiàn)其效果，能夠?qū)⑦@些編纂成一個(gè)運(yùn)算速度較快而且功能全面的綜合性、科學(xué)性的應(yīng)用程序。這樣能使整個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)更加全面地、有效率地進(jìn)行實(shí)施。

（四）綜合結(jié)果分析

在得出一定的計(jì)算結(jié)果之后要對(duì)其進(jìn)行一個(gè)必要性的分析和比較，然后再折中選擇一個(gè)效果最佳的設(shè)計(jì)方案。在分析的過(guò)程中，我們務(wù)必要全面考慮相關(guān)的問(wèn)題，而且對(duì)相應(yīng)的問(wèn)題要多角度分析。這一步在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的，選擇一個(gè)合理的設(shè)計(jì)方案能夠保證房屋建筑整體的美觀(guān)感、安全性以及實(shí)用合理性，同時(shí)還能影響工程整體施工的資金投入。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)優(yōu)化，我們要確定一點(diǎn)，不能只強(qiáng)調(diào)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)節(jié)約而忽略對(duì)建筑技術(shù)的要求；同樣也不能僅僅強(qiáng)調(diào)技術(shù)的要求而忽略經(jīng)濟(jì)節(jié)約的要求，單一的考慮永遠(yuǎn)是不正確的，而且都是對(duì)建筑整體影響較為巨大的。所以，在進(jìn)行分析時(shí)，要同時(shí)考慮二者的科學(xué)化配置，只有這樣才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的措施

（一）房屋結(jié)構(gòu)工程師要積極主動(dòng)參前期工程規(guī)劃

房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動(dòng)參前期工程規(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)椋谠趯?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)。

（二）房屋建筑結(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

概念設(shè)計(jì)即是利用設(shè)計(jì)概念并以其為主線(xiàn)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)，充分考慮其極限抗拉力等。

（三）房屋結(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)

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，譬如屬于樁基礎(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)地的條件因素進(jìn)行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計(jì)，選擇樁基類(lèi)型，最大程度的節(jié)省造價(jià)。

結(jié)語(yǔ)

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)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。

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