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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

中圖分類號：TB482.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

Abstract: with the development of economy, improve the people's living standard, the building structure design of building structure in the design optimization is one of the effective ways of China's construction enterprises to achieve sustainable development. The paper discussed the optimization design of building structure design of building structure.

Keywords: building structure design; structure design; optimization

1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述

由于建筑工程所涉及到的內(nèi)容非常豐富，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化所包含的內(nèi)容頁比較豐富，從總體上來看，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作包括對房屋總體結(jié)構(gòu)和分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化兩個(gè)大的內(nèi)容，其中，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建主結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面的具體內(nèi)容，第一，房屋基本結(jié)構(gòu)優(yōu)化內(nèi)容。第二，房屋頂部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。第三，房屋的維護(hù)結(jié)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)、細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)。第四，要以房屋建筑的基本功能要求和舒適性要求為基礎(chǔ)，對房屋建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)進(jìn)行控制，也就是要對“房屋的造價(jià)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)”。

之所以對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化是因?yàn)閮?yōu)化設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對有限的空間和資源進(jìn)行充分利用，提高各種設(shè)備和材料的使用效率，盡量使優(yōu)化結(jié)構(gòu)下所建筑的房屋能夠?qū)崿F(xiàn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、美觀。相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比能夠節(jié)省5%～33%的工程造價(jià)，因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要積極應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，以推動建筑工程企業(yè)的常遠(yuǎn)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。

2.常用的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)

常用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)有很多種，不同的優(yōu)化技術(shù)產(chǎn)生的實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果也是不同的，而由于各種優(yōu)化技術(shù)都具有自身的特征，對建筑工程的要求也不同，因此，在與房屋建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合時(shí)就需要對房屋建筑工程的實(shí)際狀況進(jìn)行分析，而基本優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用分為以下兩種。

2.1概念設(shè)計(jì)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

概念設(shè)計(jì)技術(shù)指的是“設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多種方案進(jìn)行分析并優(yōu)化選擇方案的過程”。概念設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)中主要應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)布置、房屋結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)處理、荷載量的確定、參數(shù)選擇等部分的設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員要對房屋施工方案進(jìn)行綜合分析，從中選擇出最佳的施工方案。

2.2概念設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

概念設(shè)計(jì)在房屋的建筑設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用主要目的在于提高房屋的抗震能力，應(yīng)用在房屋的抗震性設(shè)計(jì)當(dāng)中，如果房屋抗震性能差，在發(fā)生地震時(shí)則會造成重大的損失，因此，房屋建筑設(shè)計(jì)中的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。然而發(fā)生地震的隨意性是非常大的，不同地區(qū)的地震等級、破壞能力等都是不同的，這就給房屋建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)提出了更高的要求，相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算難度也非常大。概念設(shè)計(jì)是“綜合考慮決定抗震性能的各種因素和造價(jià)因素，選擇抗震性和經(jīng)濟(jì)性最強(qiáng)的方案?！币虼?，在房屋建筑設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用能夠大大提高房屋建筑的抗震能力。概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的主要思想是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，其實(shí)這種思想也是多途徑設(shè)防的思想，多途徑設(shè)防思想是指“在發(fā)生大地震時(shí)，先破壞房屋次要的結(jié)構(gòu)，消耗地震能量，盡量保證房屋的主體結(jié)構(gòu)不遭到破壞。”

3.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

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略是需要從不同的角度和方向來進(jìn)行的，比如可以從節(jié)能環(huán)保角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、從信息化自動化角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)等等，具體而言房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略大致有以下幾點(diǎn)。

3.1優(yōu)化選擇房屋建筑結(jié)構(gòu)類型

不同的形式的房屋建筑結(jié)構(gòu)類型是會產(chǎn)生不同的造價(jià)管理模式的，而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的結(jié)構(gòu)類型有如下幾種，第一，剪力墻結(jié)構(gòu)類型。該類型主要應(yīng)用于高層房屋建筑中，所依托的基礎(chǔ)為混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，該種優(yōu)化結(jié)構(gòu)類型同“短肢剪力墻”結(jié)構(gòu)類型相比就有抗震性能強(qiáng)、鋼筋材料使用數(shù)量較少等特征。第二，框架結(jié)構(gòu)類型。這種類型主要優(yōu)點(diǎn)在于開間大、靈活布局、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，但是該結(jié)構(gòu)類型也具有一定的缺點(diǎn)，柱的截面面積比較大，抗震能力相對較薄弱。第三，“框架—剪力墻”結(jié)構(gòu)類型。這種類型的結(jié)構(gòu)是對剪力墻和框架兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合，其能夠綜合以上兩種結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)布置比較合理，實(shí)際應(yīng)用能力也比較強(qiáng)，該結(jié)構(gòu)的最突出特點(diǎn)就是抗側(cè)力能力比較強(qiáng)。

綜上所述的三種房屋結(jié)構(gòu)類型，無論是哪種都會有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)類型選擇過程中一定要從建筑質(zhì)量和建筑成本兩個(gè)角度出發(fā)優(yōu)化選擇，對于建筑質(zhì)量一定要符合業(yè)主和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，而對于建筑成本控制來說，要對房屋建筑工程的投資水平和施工單位的實(shí)際施工能力等進(jìn)行分析和選擇，最好是實(shí)現(xiàn)利益均衡。

3.2積極應(yīng)用信息優(yōu)化技術(shù)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的變量比較多，房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化造成了一定的障礙，因此考慮到房屋建筑結(jié)構(gòu)中存在的各種復(fù)雜因素，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中就應(yīng)該積極應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)，比如應(yīng)用一些參數(shù)定義軟件，這樣就能夠有效的減少房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者的工作量，提高工作質(zhì)量和工作效率。

3.3節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是需要以綠色建筑理念為基礎(chǔ)，并積極應(yīng)用設(shè)計(jì)學(xué)中的方法。首先，優(yōu)化布局和表面形狀。布局就是指建筑的主要朝向，受到我國氣候條件的影響，為了保證房屋的陽光照射量的通風(fēng)良好，房屋的朝向盡量要朝南。表面形狀的優(yōu)化就是要保證所設(shè)計(jì)的房屋建筑外表面積不要接受冷風(fēng)的直接朝向，這樣就能夠減少熱能的消耗，起到節(jié)能效果。其次，維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。維護(hù)結(jié)構(gòu)主要指的就是門窗和屋頂，對于門窗而言，在房屋朝南的方向所設(shè)置的門窗要盡量要大和多，這樣能夠最大限度吸收陽光輻射，朝向北的就要減少門窗，防止熱量的流失，材料也要選擇保溫效果好的。屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)可以采用架空的方式或者是鋪設(shè)循環(huán)水管，夏天降溫冬天保暖。

4.結(jié)語

從以上的分析中我們看到了房屋建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是需要綜合進(jìn)行的，雖然本文簡單的提出了三點(diǎn)優(yōu)化策略，但是在實(shí)際應(yīng)用中，不同的房屋建筑工程特征所要求的優(yōu)化方式也是不同的，還需要設(shè)計(jì)人員在優(yōu)化設(shè)計(jì)之前對房屋建筑工程實(shí)際狀況進(jìn)行深入了解。

參考文獻(xiàn)

[1]翁維素.運(yùn)用系統(tǒng)思想，優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約目標(biāo)[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào).2008（03）.

[2]侯貫澤，劉樹堂，簡國威.工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法[J].鋼結(jié)構(gòu).2009（08）.

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關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu) 建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)優(yōu)化

1 引言

目前，隨著科學(xué)的發(fā)展房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)不斷發(fā)展，而房屋結(jié)構(gòu)中建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)市場越來越龐大。對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化后，能加強(qiáng)房屋的使用性，更有利于人民的居住，改善居住的環(huán)境。因此，要想在龐大的設(shè)計(jì)市場中脫穎而出，就需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，就需要引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，根據(jù)房屋所處的實(shí)際地理環(huán)境，選擇合適的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，爭取采用最低的造價(jià)來換取最大的經(jīng)濟(jì)效果。同時(shí)，房屋結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)優(yōu)化還能提高使用者的居住環(huán)境和水平。因此，對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是目前建筑的最重要的目標(biāo)。

2 目前的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

目前的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化還存在很多的缺陷，其中在優(yōu)化過程中，只重視建筑尺寸的優(yōu)化，在給予指定材料等建筑方面的要求后，優(yōu)化只在建筑的表面進(jìn)行，完全忽略了整體設(shè)計(jì)的優(yōu)化。而這種僅僅滿足尺寸方面的優(yōu)化對于整個(gè)建筑來說沒有任何意義。很多設(shè)計(jì)人員表明，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需要的是合理的方案和布局，其中，表面的尺寸完全可以依靠計(jì)算機(jī)計(jì)算精密的數(shù)據(jù)，在實(shí)際的構(gòu)建中符合數(shù)據(jù)就可以滿足了。而且還有另一個(gè)關(guān)鍵的缺陷，就是在目前的建筑結(jié)構(gòu)中，它的目標(biāo)還不能滿足建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的需要。在設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候計(jì)算出來的結(jié)果只是一種理想主義數(shù)據(jù)，實(shí)際在實(shí)際的情況中，由于限制因素和變量效果等的影響，很難將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用到實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中。很多時(shí)候，建筑的設(shè)計(jì)方案和布局結(jié)構(gòu)還是很不錯(cuò)的，但是就因?yàn)橛?jì)算方面的不足，導(dǎo)致沒有達(dá)到理想中的建筑結(jié)構(gòu)目標(biāo)。

3 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化理念

在對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的長期探討中，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化也有自己的理念。其中優(yōu)化設(shè)計(jì)理念包含四個(gè)方面。第一個(gè)方面是房屋建筑具有安全性能，建筑能夠反映人類的進(jìn)步文明程度，能夠保障人們各種工作的順利進(jìn)行，因此，對于建筑的安全性能有很高的要求。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)無論優(yōu)化到什么程度，都是需要建立在安全性能的前提之下，一旦一個(gè)建筑優(yōu)化的連安全性都保證不了，那么這個(gè)建筑就失去了存在的意義，甚至帶來很大的災(zāi)難。第二個(gè)方面是可用性，建筑在表現(xiàn)美觀的同時(shí)，設(shè)計(jì)優(yōu)化的主打理念還是建筑的可用性，功能要滿足使用者的要求，帶來舒適的感覺。第三個(gè)方面是建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化需要保護(hù)環(huán)境，我國在長期的發(fā)展中，人們對于保護(hù)環(huán)境的意識不高，造成我國目前環(huán)境的嚴(yán)重污染，因此，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，設(shè)計(jì)合理，采用環(huán)保的建筑材料，排水等具有污染性的系統(tǒng)要做好環(huán)保的防護(hù)工作。第四個(gè)方面是可用價(jià)值性，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化中，不能只顧眼前的利益，為了節(jié)約成本，而偷工減料，降低建筑的實(shí)際可用價(jià)值。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化理念的真正目標(biāo)是用最少的錢卻能打造出最有價(jià)值性的建筑。

4 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

做任何事情有了目標(biāo)和理念之后，在實(shí)際操作中都要講究方法。因此，對于建筑結(jié)構(gòu)如此重要的事情也需要一套詳細(xì)的方案。

4.1 建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化方法

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要表現(xiàn)在房屋建筑的整體結(jié)構(gòu)上和房屋建筑的部分結(jié)構(gòu)倆部分的設(shè)計(jì)優(yōu)化。其中對于建筑的部分優(yōu)化有很多方面，例如屋頂?shù)膬?yōu)化，圍護(hù)的優(yōu)化等幾個(gè)方面。這些方面不僅僅需要建筑設(shè)計(jì)者運(yùn)用自己所學(xué)的精心設(shè)計(jì)，還得考慮到適用性能和造價(jià)等問題。在優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，還必須進(jìn)行實(shí)地的考察，結(jié)合實(shí)際情況對建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。對于建筑的整體性優(yōu)化來說，優(yōu)化好的建筑要確保整體牢固，如果發(fā)生突發(fā)狀況，能夠把損失降到最低或者沒有，這樣優(yōu)化出來的建筑是最好的。因此，在設(shè)計(jì)優(yōu)化整體的時(shí)候，需要能夠考慮各種可能出現(xiàn)的狀況。例如，地震是最容易出現(xiàn)的自然災(zāi)害，在構(gòu)建的時(shí)候就應(yīng)該提前在建筑中加入一些避免降低地震的措施。在房屋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建材料鋼筋是降低地震破壞力的主要材料，因此對于鋼筋與鋼筋的接頭距離應(yīng)該嚴(yán)格按照有關(guān)部門的規(guī)定構(gòu)建，這樣才能夠整體對建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

4.2 建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的細(xì)節(jié)方案

當(dāng)建筑的整體優(yōu)化方案確定以后，需要細(xì)致的對建筑的細(xì)節(jié)問題進(jìn)行研究。在建筑結(jié)構(gòu)的不同部位對于負(fù)載的要求不同，就算負(fù)載要求相同，但是因?yàn)樵谕徊课坏牟牧蠑?shù)據(jù)等各種參數(shù)也不相同，因此，就造成了對建筑細(xì)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法不同。而且在這些細(xì)節(jié)的問題中，很多實(shí)際的數(shù)據(jù)是不能通過計(jì)算機(jī)等機(jī)器計(jì)算的，完全需要的是人工計(jì)算，這就為細(xì)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)帶來了很多的難度。這就需要建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的工作人員能夠根據(jù)自己多年的經(jīng)驗(yàn)和積累的知識，快速準(zhǔn)確的計(jì)算細(xì)節(jié)優(yōu)化的各種數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)方法，結(jié)合我國本身自己具備的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出我國自己的建筑優(yōu)化方法。而且，在材料使用具體來說也屬于細(xì)節(jié)，在構(gòu)建之前應(yīng)該對材料的使用有一個(gè)大概的了解，不用的材料也要根據(jù)情況回收利用，節(jié)約建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的成本費(fèi)用。設(shè)計(jì)人員的自身素質(zhì)也要提高，目前我國的建筑水平還處于落后的階段，需要我們的設(shè)計(jì)人員多向國外學(xué)習(xí)，引進(jìn)他們的先進(jìn)水平和經(jīng)驗(yàn)，取其精華，取其糟粕。在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要注重均衡，無論是橫向還是縱向都需要倆邊平衡，具有美感。

5 總結(jié)

很多人都認(rèn)為建筑是固體藝術(shù)，建筑師的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法能夠賦予這個(gè)建筑物靈魂。因此，我們的設(shè)計(jì)師應(yīng)該對未知失誤勇于探索，積極創(chuàng)新，以自己最大的熱情投入到實(shí)際的建筑構(gòu)造中去。對建筑的優(yōu)化要根據(jù)實(shí)際情況作出探究，經(jīng)濟(jì)價(jià)格適用，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠符合使用者的要求。而且，設(shè)計(jì)師不論再怎么對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行創(chuàng)新和設(shè)計(jì)，都要在保證建筑安全性的前提之下。

參考文獻(xiàn)

[1]李飛.鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化探討.《城市建設(shè)理論研究（電子版）》.2013年6期

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關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；問題措施

中圖分類號：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用

對于房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，首先一點(diǎn)我們要知道，無論是一個(gè)民房還是一座高樓的最初的藍(lán)圖都是從一張畫稿開始的，這張圖稿不僅僅關(guān)乎的房子的好與壞，更關(guān)系到今后住戶的生活質(zhì)量。我們暫且不提自然災(zāi)害在當(dāng)今的重要性，單純從我們的住房質(zhì)量上講，我們就能不斷的發(fā)現(xiàn)，有些房子是值得買的有些房子住著也不放心。當(dāng)一個(gè)房子的地基設(shè)計(jì)的不牢固時(shí)那么就完全會影響整個(gè)房子的質(zhì)量，只要有一點(diǎn)點(diǎn)的小地震就會致使房屋嚴(yán)重?fù)u晃、有的甚至倒塌。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)然還包括房屋的各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，有的設(shè)計(jì)師將樓梯設(shè)計(jì)的非常不合理就會導(dǎo)致人們上下樓梯的時(shí)候非常累。打個(gè)比方說同樣是三層的樓，有的樓梯上的時(shí)候就不會太累，而有些就會累的人氣喘吁吁。對于房屋設(shè)計(jì)中除了地基還有另一大方面，那就是房屋框架。近些年來我國的樓房都采用的是框架式蓋房，然而框架與框架之間還是有本質(zhì)區(qū)別的。面對樓房的越來越高層，就會使設(shè)計(jì)師們都過分的關(guān)注房屋框架的縱向設(shè)計(jì)而忽略了房屋框架的橫向設(shè)計(jì)。再次提起房屋的防震功能，房屋框架的橫向設(shè)計(jì)就可以增加房屋防震的功能。因此在面對地球情況不穩(wěn)定的今天設(shè)計(jì)師們是否應(yīng)對這方面對多加考慮呢？房屋的建設(shè)初期是都需要對施工地點(diǎn)進(jìn)行勘探的，這樣的勘探就是對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)師頭腦中的一個(gè)空間的設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)基本上就能夠決定以后房屋設(shè)計(jì)出的成品的模樣了，因此房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師在對于施工地進(jìn)行勘探的時(shí)候一定要進(jìn)行周密的計(jì)劃，不能將頭腦中原有的想法強(qiáng)加于該地的設(shè)計(jì)中。然而當(dāng)設(shè)計(jì)師在勘探的過程中發(fā)現(xiàn)這個(gè)地方是絕對不可以進(jìn)行施工的時(shí)候一定要馬上與房地產(chǎn)商協(xié)調(diào)并提出一些有建設(shè)性的問題，只有這樣的工作才是對人們負(fù)責(zé)人的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者，也只有這樣才能夠?qū)⒎课萁Y(jié)構(gòu)真的設(shè)計(jì)成一個(gè)結(jié)實(shí)耐用的、對人們生命與財(cái)產(chǎn)負(fù)責(zé)認(rèn)的樓房。注重外觀新穎并不是錯(cuò)誤的想法，然而太過分的注重外表而不注重實(shí)際也必然是一個(gè)失敗的設(shè)計(jì)。從當(dāng)前的社會情況來看，想要成為一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師并不是一個(gè)難事而這個(gè)社會也并不缺少一個(gè)專業(yè)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，然而為什么在如今的社會中我國房屋的安全還是不能夠得到保證呢？首先從我國對房屋設(shè)計(jì)師的培訓(xùn)說起，我國房屋設(shè)計(jì)師應(yīng)接受一個(gè)整體的具有系統(tǒng)的培訓(xùn)才能夠上崗，如今我國應(yīng)屆設(shè)計(jì)學(xué)院畢業(yè)生非常的多，這也就導(dǎo)致一些公司為了節(jié)省一些雇傭費(fèi)而雇傭一些沒有任何設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的新手，然而并不是不讓企業(yè)錄用新人，而是企業(yè)應(yīng)對全社會負(fù)責(zé)任，對于剛接手新案子的新人來講他們首先應(yīng)該度過一個(gè)嚴(yán)格培訓(xùn)的適應(yīng)期，只有他們具備了豐富的社會經(jīng)驗(yàn)后才能夠采用上崗。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題及解決措施

(一)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的問題及解決措施

(1)樁基選擇不合理

對樁基施工的可行性、成樁質(zhì)量的可靠性及樁基施工對周圍環(huán)境的影響等方面考慮不夠充分，如一些高層建筑設(shè)計(jì)采用大直徑鉆孔灌注樁，樁尖需穿越6～8m的卵石層進(jìn)入中風(fēng)化巖1倍樁徑。

對于這一問題，我們按照房屋建筑項(xiàng)目的實(shí)際施工條件，樁尖穿越較厚的卵石層十分困難，成孔質(zhì)量也較難保證，根據(jù)附近相似地質(zhì)條件的工程經(jīng)驗(yàn)，以卵石層為持力層（無軟弱下臥層），并在樁端進(jìn)入卵石層一定深度后進(jìn)行樁底注漿，同樣能達(dá)到提高單樁承載力、減小樁基沉降的目的。

(2)單樁承載力計(jì)算有偏差

因成樁工藝不同，地基土對不同樁型的支承能力是不同的，即按規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單樁豎向承載力時(shí)，對于不同的樁型，各土層的極限側(cè)阻力和極限端阻力是不同的。有的工程地質(zhì)勘察報(bào)告僅提供了計(jì)算打入式預(yù)制樁的單樁承載力設(shè)計(jì)參數(shù)，而設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁，并直接引用地質(zhì)報(bào)告中的設(shè)計(jì)參數(shù)，使計(jì)算的單樁承載力出現(xiàn)偏差。

為了解決這一問題，我們應(yīng)考慮到：樁基設(shè)計(jì)時(shí)不能直接按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單樁承載力或直接采用試樁提供的承載力數(shù)值，必須考慮上部未固結(jié)（或欠固結(jié)）土層在固結(jié)沉降過程中可能引起的樁側(cè)負(fù)摩阻力的影響。因而在驗(yàn)算樁身承載力時(shí)，必須考慮施工工藝系數(shù)ψc?；驑渡韷呵挠绊懀粚拱螛?，不能僅計(jì)算樁身承載力，還必須進(jìn)行樁身抗裂驗(yàn)算。

(三)框架柱配筋問題

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中框架柱的配筋率一般都較低，而設(shè)計(jì)過程中電算結(jié)果所顯示的又時(shí)常是構(gòu)造配筋，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中參考意義不大。在地震作用下，地震框架柱均會受到一定的危害，其中又以角柱所受的扭轉(zhuǎn)剪力最大，此外，角柱所受的雙向彎矩作用較大，而橫梁在工作狀態(tài)中又多為雙向偏心受力狀態(tài)，能夠發(fā)揮的約束作用有限，就造成角柱受震害威脅較大。

為了解決這一問題，我們在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)選擇最不利的情況進(jìn)行框架計(jì)算，在具體設(shè)計(jì)過程中計(jì)算配筋時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1）由于角柱和邊柱會在地震作用下產(chǎn)生偏心受拉，因而在實(shí)際設(shè)計(jì)中，柱內(nèi)縱筋的縱截面面積應(yīng)較電算結(jié)果大25%左右；2）框架柱的配筋應(yīng)相對于計(jì)算結(jié)果適當(dāng)擴(kuò)大一些，框架柱、角柱、邊柱和中柱一般相計(jì)算值分別放大1.2到1.6，1.4、1.3、1.2倍左右；3）為了提升框架柱的箍筋對混凝土的約束能力，應(yīng)采取井字形或者菱形的箍筋形式；4）當(dāng)柱的縱向鋼筋總配筋高于3%時(shí)一般采用直徑大于28mm，并焊接固定；5）由于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，配筋率電算過程通常未將地基的沉降和溫度應(yīng)力對配筋產(chǎn)生的影響考慮在內(nèi)，因而實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮到這些因素并適當(dāng)放大框架柱配筋。

(四)樓板剛度不夠

在一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中由于在建筑基本的機(jī)構(gòu)布置或者是結(jié)構(gòu)觀念缺乏相關(guān)措施的時(shí)候，就需要進(jìn)行樓板變形計(jì)算程序，雖然樓板變形計(jì)算程序從數(shù)學(xué)力學(xué)模型方面來講是成立的，而且在計(jì)算中的準(zhǔn)確度也是很高的，但是在實(shí)際的應(yīng)用中計(jì)算樓板變形程度還是有一定的困難，這樣就造成在樓板變形計(jì)算中的計(jì)算結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為了樓板變形計(jì)算結(jié)構(gòu)與實(shí)際的受力情況相一致，在設(shè)計(jì)中要將樓層設(shè)計(jì)為剛性樓面。所以在樓面設(shè)計(jì)方案的階段就要避免采用一些樓層大開洞、外伸翼塊太長等樓面出現(xiàn)變形的平面。在剛性樓面的設(shè)計(jì)中要選擇合適的結(jié)構(gòu)布置，同時(shí)要保證樓面結(jié)構(gòu)中的配筋數(shù)量要合適。在樓面剛度設(shè)計(jì)的過程中需要注意，如果建筑本身的原因的影響，導(dǎo)致樓面的不符合剛性樓板的要求，在設(shè)計(jì)的過程中可以通過提高聯(lián)系梁板或者是采用斜向配筋等方法使樓面平面滿足剛性樓板的假定，這樣才能保持樓板變形程序計(jì)算結(jié)果與建筑結(jié)構(gòu)的真實(shí)受壓情況相一致。

(五)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中懸挑梁的梁高不足

在建筑挑梁的設(shè)計(jì)中，往往設(shè)計(jì)者只重視對梁的傾覆和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，但是對梁撓度的計(jì)算往往沒有足夠的重視，一般比較常見的是對梁高的選用過小，這樣就會引起梁截面受壓區(qū)的應(yīng)力較大，在使用中梁截面就會產(chǎn)生變化，梁撓度也會不斷加大，導(dǎo)致梁板中裂縫的出現(xiàn)，而且梁高過小也會使得梁的延性減小，在受到豎向的地震時(shí)就容易遭受破壞。

在常規(guī)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以按照相關(guān)手冊上的計(jì)算方法進(jìn)行梁板的跨度計(jì)算，但是在一些特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行跨度計(jì)算，在扁梁結(jié)構(gòu)中，如果梁高與板厚差不多的時(shí)候，應(yīng)該將跨度計(jì)算長度取到梁中心，選取梁厚和梁中心的彎矩，取最大配筋值，這樣的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中跨度計(jì)算結(jié)果才是比較準(zhǔn)確的。

(六)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的其它問題

隨著多層建筑的增加，現(xiàn)代房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用框架結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目越來越多，除了上文中所提到的常見設(shè)計(jì)問題外，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：

首先，在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，高低跨之間不應(yīng)采用主樓設(shè)牛腿、地層屋面和閣樓梯梁擱在牛腿上的做法，也盡量避免用牛腿托梁的方式作為防震縫。這是由于在建筑物各個(gè)單元之間，尤其是高層和地層之間的受震害情況各有不同，如果采取以上設(shè)計(jì)方法很容易造成連接處拉斷、壓碎，嚴(yán)重威脅房屋建筑的穩(wěn)定性和安全性。因而，凡是房屋建筑設(shè)計(jì)中需要設(shè)縫，就應(yīng)確保縫分的徹底，而不需要設(shè)縫的情況下，就應(yīng)使其緊密連接，要絕對避免分的不徹底或連接不緊密的情況，否則很容易受震害破壞。

其次，由于一些房屋建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性或動能上的需要，有時(shí)需要框架梁外挑，

且梁下需設(shè)置鋼筋混凝土柱，這種設(shè)計(jì)中需要對混凝土柱的內(nèi)力和配筋進(jìn)行計(jì)算。而計(jì)算過程中許多設(shè)計(jì)人員對這種混凝土柱的了解不夠成分，將其作為構(gòu)造柱進(jìn)行設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算，同時(shí)也為按合理的方式對懸臂梁的配筋進(jìn)行計(jì)算，這樣一來極容易造成懸梁臂和混凝土柱的荷載力和承載力不足，嚴(yán)重威脅房屋建筑的結(jié)構(gòu)安全。對此，在房屋框架架構(gòu)整體計(jì)算中，應(yīng)將這種混凝土柱視為受壓構(gòu)件，將其作為豎向構(gòu)件進(jìn)行整體分析，將柱與梁端交接部位視為框架梁、柱節(jié)點(diǎn)，并將懸梁臂兩端的協(xié)調(diào)變形納入設(shè)計(jì)考慮范圍內(nèi)。

結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對所要施工的建筑的表達(dá),本文針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問題進(jìn)行探討，希望對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在進(jìn)行具體建筑設(shè)計(jì)中，能夠具備扎實(shí)的理論知識,再加上靈活創(chuàng)新的思維和嚴(yán)肅、認(rèn)真、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，保證設(shè)計(jì)工作高質(zhì)量的完成，為房屋建筑質(zhì)量提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]齊寶才,苑朋偉.談裝飾裝修房屋結(jié)構(gòu)拆改帶來的危害[J].科技資訊.2006(27)

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【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；房屋結(jié)構(gòu)；應(yīng)用方法

隨著我國居民生活水平的不斷提高，人們對居住環(huán)境和住房要求也越來越高，尤其是對房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外觀設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)都要求其既有美觀性又有舒適性。目前我國房屋的構(gòu)建過程比較固定化，由于不能依賴工廠或機(jī)器對結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，因此只能依賴于現(xiàn)場施工，從而對工期的計(jì)劃、房屋的設(shè)計(jì)存在一定的限制性。按照如此現(xiàn)狀，在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備時(shí)期時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮到建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法，便于提高現(xiàn)場施工的效率性，并且增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。對此，筆者認(rèn)為建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不容小覷。

1建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的必要性

全面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，有效實(shí)現(xiàn)對房屋建筑構(gòu)造的優(yōu)化作用，這一舉措不僅能靈活的把控好建筑成本，還能增強(qiáng)房屋的實(shí)際使用價(jià)值以及美觀度。從另一方面而言，建筑企業(yè)通常會以最小的投資換取最大的經(jīng)濟(jì)效益，這就要求了房屋建設(shè)時(shí)對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要做到合理性、安全性、實(shí)效性，把建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化法的優(yōu)勢體現(xiàn)的淋漓盡致。相比傳統(tǒng)的舊房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：第一，對房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性起到首要保障；第二，對房屋內(nèi)部所有的結(jié)構(gòu)組織能夠科學(xué)性的調(diào)整；第三，使材料的功能運(yùn)用更加科學(xué)性；第四，使項(xiàng)目成本比起以往能夠降低三分之一左右。

2建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體實(shí)施

2.1提升建筑結(jié)構(gòu)整體性的優(yōu)化方法房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的突破點(diǎn)首先是對房屋設(shè)計(jì)整體性的把握以及對房屋細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對目前房屋的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)到多個(gè)方面，其中包括圍欄、屋頂、門架等各個(gè)地方，這些地方不僅需要設(shè)計(jì)師頗心觀察和巧妙設(shè)計(jì)，還要同時(shí)注重它們的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)花費(fèi)的平衡性。在優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，對項(xiàng)目工程的實(shí)地勘察是必不可少的，依據(jù)實(shí)際情況酌情分析得出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。當(dāng)具有整體性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法靈活應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中時(shí)，既保障了房屋的整體牢固性和安全性，在某些突況下，又可以預(yù)制安全事故的發(fā)生，把具體損失較低到最低。就算沒有突況，建筑結(jié)構(gòu)整體性的優(yōu)化也應(yīng)事先思量出各種情況，例如地震自然現(xiàn)象，那么對房屋鋼筋結(jié)構(gòu)的要求就十分重要，因此，在鋼筋的選材和施工必須依照工程標(biāo)準(zhǔn)，如此一來才能使建筑實(shí)施設(shè)計(jì)做到整體性的優(yōu)化。2.2提升建筑結(jié)構(gòu)節(jié)能性的優(yōu)化方法。節(jié)能性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法是國家提出的構(gòu)建健康綠色家園的口號，以經(jīng)濟(jì)效應(yīng)性、優(yōu)化環(huán)境性等條件作為設(shè)計(jì)理念，靈活優(yōu)化房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。優(yōu)化方法主要有：第一，房屋的采光是非常重要的，為了使房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全面吸收到陽光和采暖，首先要做到對實(shí)際地理環(huán)境、氣候條件、城市規(guī)劃進(jìn)行核查，在了解其現(xiàn)狀情況后對其決定房屋的朝向，既保障了房屋能得到優(yōu)質(zhì)的采光，還形成了良好的通風(fēng)系統(tǒng)；第二，為保持房屋外形設(shè)計(jì)的美觀度，盡量避免房屋與寒風(fēng)形成直角的對立狀態(tài)，這樣一來便能有效的減低熱能量的散卻速度，間接性的達(dá)到高效節(jié)能的效果；第三，后期對房屋的維護(hù)都應(yīng)提前周詳考慮，尤其是屋頂、門窗等結(jié)構(gòu)就是關(guān)鍵表現(xiàn)，例如朝陽方向的窗戶設(shè)計(jì)一定要區(qū)域夠大，最大限度的保證陽光的充足性，背對陽光的一面要把控好窗戶的數(shù)量設(shè)計(jì)，預(yù)防屋內(nèi)熱量的散發(fā)。對于房屋屋頂結(jié)構(gòu)的要求一定要加裝循環(huán)水管的設(shè)計(jì)，營造出冬暖夏涼的舒適感。2.3提升建筑結(jié)構(gòu)選材的優(yōu)化設(shè)計(jì)。從控制工程成本的研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度、高韌性的建筑選材對降低工程成本是非常有效的。因?yàn)楦邚?qiáng)度、高韌性的建筑材料對結(jié)構(gòu)構(gòu)建的截面可以最大限度的降低，為其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)余留出更充足的空間。2.4提升建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。在建筑結(jié)構(gòu)的房屋設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)是房屋建設(shè)的主要單元，對其重視優(yōu)化設(shè)計(jì)是尤為關(guān)鍵的。在房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，按構(gòu)造形式可分為條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、滿堂基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)；按使用的材料分為：灰土基礎(chǔ)、磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)；按埋置深度可分為：淺基礎(chǔ)、深基礎(chǔ)。在滿足設(shè)計(jì)理念和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，根據(jù)不同類型的排查，因地制宜選取不同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這樣既維護(hù)了建筑結(jié)構(gòu)的合理性和安全性，又有效的減短了項(xiàng)目預(yù)期工期，從而降低人工成本和時(shí)間成本。

3總結(jié)

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有拙見的成效，不僅對建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益，還對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化研究起到了推動作用，使更多的研究者、開發(fā)商、企業(yè)家重視房屋建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

作者:高太勇 單位:山東省曲阜師范大學(xué)后勤管理處工程管理科

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【關(guān)鍵詞】 建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化

隨著業(yè)主對建筑物安全性、適用性提出越來越高的要求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化成為企業(yè)在激烈競爭中脫穎而出的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化必須通過反復(fù)推敲，結(jié)合力學(xué)等多門學(xué)科知識一起分析，確保數(shù)據(jù)與規(guī)范要求相一致，最終確定最佳方案。盡管目前設(shè)計(jì)單位眾多，而且多種設(shè)計(jì)軟件可供選擇，但是設(shè)計(jì)思想普遍保守，很難在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)并行的目標(biāo)，為了有效控制造價(jià)，促進(jìn)企業(yè)、國家發(fā)展，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)勢在必行。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其優(yōu)化的含義

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要從力學(xué)角度分析尺寸、剛度等是否符合構(gòu)造需求，通過這種設(shè)計(jì)得到的方案可以通過變量或者參數(shù)的形式展現(xiàn)出來，變量或者參數(shù)最終構(gòu)成目標(biāo)函數(shù)。通過傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到的是可行性設(shè)計(jì)，基本是基于安全角度確定的，但是并不是最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。下面根據(jù)兩個(gè)工程實(shí)例的數(shù)據(jù)分析，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的探討。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)量的優(yōu)劣取舍，得到最佳方案。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)例分析

2.1 實(shí)例一

廣東某化工有限公司-商業(yè)廣場，工程等級二級（地下2層，地上9層，多塔框剪，65162.8O）。該工程地下室超長，長邊約280米，短邊約30米，成功用不設(shè)變形縫設(shè)計(jì)解決了混凝土開裂和防水難題，但是工程經(jīng)濟(jì)性及使用空間的合理性卻遭受考驗(yàn)。地下室樓蓋選型對于控制工程造價(jià)有直接影響。通常樓蓋形式可以分為梁板式與無梁樓蓋兩大類，其中梁板式又分為雙向和單向，無梁樓蓋分為實(shí)習(xí)和空心。下面按柱距8.9mx8.9m的各種樓蓋結(jié)構(gòu)形式對比計(jì)算分析，并作出如下材料用量分析表：

最終本工程負(fù)一層樓蓋采用無梁樓蓋，主要考慮到地下室凈高及減少基坑開挖深度；地下室頂板樓蓋采用主次梁（單向板）樓蓋，主要考慮到造價(jià)最低及本工程地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固端，同時(shí)需滿足規(guī)范相關(guān)規(guī)定要求應(yīng)采用梁板式結(jié)構(gòu)。

總結(jié)： 1、從以上《材料用量分析表》中可以看出梁板式樓蓋中主次梁（單向板）結(jié)構(gòu)形式的單位面積造價(jià)最低，井字梁結(jié)構(gòu)形式的單位面積造價(jià)最高，十字梁結(jié)構(gòu)形式單位面積造價(jià)介于兩者之間； 2、主次梁樓蓋與無梁樓蓋單位面積用鋼筋量比較接近，但無梁樓蓋混凝土用量較多，使其單位面積造價(jià)高于主次梁樓蓋； 3、主次梁結(jié)構(gòu)形式由于其中一個(gè)方向框架梁梁高與次梁同高，設(shè)備管道可以垂直于次梁布置，這樣可以提高地下室凈高，無梁樓蓋考慮150mm操作空間其地下室凈高比主次梁結(jié)構(gòu)提高了100～200mm，但比主次梁結(jié)構(gòu)增加了近三分之一的重量，增加基礎(chǔ)造價(jià)； 4、無梁樓蓋施工簡潔、施工速度較快，模板簡單，能夠有效滿足工期要求，視覺美觀，無梁樓蓋由于自重較重，故對地下室抗浮有利； 5、當(dāng)?shù)叵率覍訑?shù)較多（3層以上）地質(zhì)條件較好時(shí)，結(jié)構(gòu)抗浮要求較高，可采用無梁樓蓋結(jié)構(gòu)形式增加結(jié)構(gòu)自重有效的抵抗水浮力以降低抗浮設(shè)計(jì)難度；當(dāng)?shù)叵率覍痈呤芟拗茣r(shí)采用無梁樓蓋或空心樓蓋結(jié)構(gòu)形式可較好的達(dá)到地下室凈高要求； 6、當(dāng)?shù)叵率覍訑?shù)較少（2層）抗浮水位較低時(shí)建議采用主次梁結(jié)構(gòu)形式，以減輕結(jié)構(gòu)重量； 7、對于地下室頂板，當(dāng)做為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端時(shí)，由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》6.1.14條：“地下室在地上結(jié)構(gòu)相關(guān)范圍的頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板式結(jié)構(gòu)，相關(guān)范圍以外的地下室頂板宜采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)”，故根據(jù)規(guī)范要求，建議采用主次梁（單向板）結(jié)構(gòu)或梁板加腋大板結(jié)構(gòu)。

以上結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性對比僅限于平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的對比，實(shí)際上整個(gè)地下室工程的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)充分考慮地下室層高、埋深、基坑的開挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)等各項(xiàng)工程的綜合造價(jià)。

2.2 實(shí)例二

廣東省韶關(guān)市某鎮(zhèn)政府辦公樓工程，建筑層數(shù)為四層，砌體結(jié)構(gòu)，并選用條形基礎(chǔ)，工程鋼筋用量如下表如示：

通過上表可以發(fā)現(xiàn)該工程總含鋼量為30.977kg/m2，該值偏高，因此可以通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在此環(huán)節(jié)控制造價(jià)。

工程中采用了鋼筋混凝土構(gòu)造柱，構(gòu)造柱能滿足抗震與抗剪要求，但不用承受豎向荷載。構(gòu)造柱大多設(shè)置于橫縱墻交線，也設(shè)置在墻轉(zhuǎn)角等處，為了使房屋穩(wěn)定性得到提升，構(gòu)造柱的尺寸較大。本工程位于六度區(qū)，構(gòu)造柱按照規(guī)定應(yīng)當(dāng)設(shè)置在電梯間四角、外墻四角和對應(yīng)轉(zhuǎn)角處、隔12m或單元橫墻與外縱墻交接處、樓梯間對應(yīng)的另一側(cè)內(nèi)橫墻與外縱墻交接處。本工程在規(guī)范中要求設(shè)置構(gòu)造柱以外的多個(gè)部位設(shè)置了構(gòu)造柱，為了控制造價(jià)可以將規(guī)范要求外的構(gòu)造柱去除。根據(jù)抗震規(guī)范，砌體結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造柱截面不得小于180mm×240mm。箍筋間距不超過250mm，并加大四角處布置構(gòu)造柱的截面。在本工程采用的構(gòu)造柱規(guī)格為360mm×240mm、240×480mm等，鋼筋直徑均為14mm。將鋼筋直徑改為12mm，并統(tǒng)一構(gòu)造柱規(guī)格為240mm×240mm，可以使鋼筋用量得到控制。

該工程使用現(xiàn)澆板，在設(shè)計(jì)初期，多由經(jīng)驗(yàn)公式確定板厚，該板厚只作為暫定值，為了精確確定板厚，還需進(jìn)行裂縫和撓度驗(yàn)算，并逐漸降低板厚后反復(fù)驗(yàn)算，如果板厚降低后仍滿足設(shè)計(jì)要求，則優(yōu)化是可行的。本工程中4.1米開間房間板厚設(shè)計(jì)是130毫米，經(jīng)過撓度圖分析和裂縫分析，板厚設(shè)計(jì)偏保守，經(jīng)兩次降低板厚與驗(yàn)算，最終確定110毫米符合設(shè)計(jì)需求。本工程采用的現(xiàn)澆梁也有優(yōu)化空間，內(nèi)廊處的梁是多余的，而且主梁為跨度取值的1/10。該比例相對保守，根據(jù)本工程開間不大，結(jié)合考慮梁的經(jīng)濟(jì)配筋率主梁梁高取跨度1/12～1/15也可以滿足設(shè)計(jì)要求。降低部分圈梁高度，原圈梁高度為了配合建筑門窗統(tǒng)一為600mm，現(xiàn)降低東西向無窗及小窗墻體圈梁梁高。

基礎(chǔ)造價(jià)在工程總造價(jià)中比重大，埋深、尺寸等都直接影響總造價(jià)。由于基礎(chǔ)的影響因素眾多，所以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化的途徑更多，潛力更大。在以往的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化嘗試中，盲目增加基礎(chǔ)寬度及埋深都未取得良好效果，有時(shí)還適得其反。一般層數(shù)較低的工程條形基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)與磚基礎(chǔ)應(yīng)用都比較廣泛，本工程選擇鋼筋混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深1.70米。通過分析土層較為理想，基礎(chǔ)高度具有優(yōu)化空間?；A(chǔ)埋深偏高，而且施工現(xiàn)場地質(zhì)情況良好，基礎(chǔ)埋深設(shè)置為1.40米即可滿足設(shè)計(jì)需要，后經(jīng)地基土淺層平板載荷試驗(yàn)，承載力滿足要求。

經(jīng)過上述優(yōu)化，鋼筋使用量降低約21t。僅從鋼筋角度就已減少大量成本，因此可以說明建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在控制造價(jià)方面有突出作用?？偨Y(jié)上述優(yōu)化措施如下：合理確定構(gòu)造尺寸與鋼筋直徑；簡化梁板柱受力體系，省去不必要的梁設(shè)置；降低圈梁高度；合理選擇基礎(chǔ)形式及埋深。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的注意事項(xiàng)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化確實(shí)可以有效控制工程造價(jià)，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，但是具體實(shí)施過程中卻必須克服一些困難：施工單位為了加快工程進(jìn)度，沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行，從而無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)效果；部分設(shè)計(jì)人員工作經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，從而在設(shè)計(jì)時(shí)顧此失彼；將過多的精力與時(shí)間放在建筑局部的設(shè)計(jì)上，缺乏大局觀，對整體造價(jià)考慮過少；一味追求控制工程造價(jià)，使建筑物的安全性和耐久性得不到保證，實(shí)際施工過程中偷工減料現(xiàn)象嚴(yán)重。以上幾點(diǎn)都是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)際效果的重要因素，在設(shè)計(jì)過程中必須杜絕這些現(xiàn)象的發(fā)生。

4 小結(jié)

人類的資源不斷被消耗，如何提高資源利用率是每位建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須面對的問題。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是控制工程造價(jià)的重要手段，但是也不能在追求效率的同時(shí)忽略質(zhì)量，既省材又實(shí)用是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)遵循的重要原則。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]許宗雨.探析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用[J].江西建材，2014，（16）：36-37.

篇6

中圖分類號：TU758.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常見通?。豢刂?/p>

現(xiàn)代社會發(fā)展速度不斷加快，大量的工業(yè)建筑與民用建筑項(xiàng)目不斷的投入，使得房屋建筑的質(zhì)量問題受到了廣泛的關(guān)注。與此同時(shí)，人們生活水平的提高，對于自身居住環(huán)境提出了更多的要求，建筑設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新與多元性得到實(shí)現(xiàn)，就必須依賴與良好的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須要提高重視，設(shè)計(jì)人員要對于其中常見的問題進(jìn)行認(rèn)真的分析與審視，從而為工程質(zhì)量提供保證。如果在設(shè)計(jì)過程中，忽視房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，難以保證房屋結(jié)構(gòu)的合理、規(guī)范，未通過科學(xué)的計(jì)算就采用不同的設(shè)計(jì)方案，都可能會造成難以估量的損失。

1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見通病 

第一，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員對于相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的理解存在偏差，難以滿足實(shí)際設(shè)計(jì)規(guī)范，不能達(dá)到有關(guān)的技術(shù)要求。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果設(shè)計(jì)者不能正確的認(rèn)識到自身設(shè)計(jì)工作的重要性，對于結(jié)構(gòu)方案的選擇存在疏漏，沒有對于設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格的可行性分析，都會對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成一定的問題。另外，如果設(shè)計(jì)人員不能將設(shè)計(jì)與實(shí)際施工情況進(jìn)行結(jié)合，也會造成設(shè)計(jì)意圖難以實(shí)現(xiàn)、工程進(jìn)展受阻等問題的發(fā)生。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)編制中也存在一定的問題，對于工程通病也是重要的誘發(fā)因素之一。房屋設(shè)計(jì)的相關(guān)說明不夠清晰完善，對于施工質(zhì)量的控制等級、結(jié)構(gòu)合理性、混凝土耐久年限等沒有進(jìn)行明確的說明。相關(guān)的設(shè)計(jì)說明缺乏良好的針對性，對于施工中的重要環(huán)節(jié)沒有明確的文件進(jìn)行說明，例如如果于保護(hù)層的厚度沒有明確的標(biāo)明，施工人員在施工中就會自行的進(jìn)行判斷，從而造成對施工質(zhì)量的影響。另外，設(shè)計(jì)過程中，對于相關(guān)規(guī)范的了解不夠明確，部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，依然采用過時(shí)的規(guī)范，難以適應(yīng)新的施工需求。

第二，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)通病。房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在的問題，是房屋設(shè)計(jì)中的問題，也是造成房屋通病的重要原因。在設(shè)計(jì)時(shí)，如果不能保證基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的數(shù)值準(zhǔn)確并且合理，就會造成基礎(chǔ)地基出現(xiàn)質(zhì)量通病。一般來說，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的房屋主要采用獨(dú)立基礎(chǔ)或者樁基礎(chǔ)的地基模式，如果地基的受力范圍內(nèi)缺乏軟弱粘土層，就會造成抗震承載力出現(xiàn)偏差。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須要考慮外界因素的影響，并且保證基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)的合理性。如果基礎(chǔ)拉梁計(jì)算不合理，就會造成承重柱設(shè)計(jì)缺陷、構(gòu)造柱設(shè)計(jì)缺陷、構(gòu)造柱等相關(guān)問題的出現(xiàn)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)房屋設(shè)計(jì)意圖的重要基礎(chǔ)，必須要對于地基預(yù)埋、跨度值、拉梁、用鋼量等多方面進(jìn)行細(xì)致準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，從而保證整體工程的設(shè)計(jì)意圖得到良好的實(shí)現(xiàn)。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，也存在著地質(zhì)勘查報(bào)告不完善，施工圖設(shè)計(jì)過程缺乏全面的考慮的問題。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)關(guān)系到整體建筑的地基系統(tǒng)，是建筑安全的重要保證。在進(jìn)行軟弱地基處理處理時(shí)，如果不能應(yīng)用正確的施工方式，并且對于軟弱地基認(rèn)識不足，就會造成建筑承載力不足，工程出現(xiàn)質(zhì)量問題。

第三，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通病。在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，要盡量避免采用單跨框架的設(shè)計(jì)方式，并且控制好相鄰二層的剛度。在框架設(shè)計(jì)中，如果應(yīng)用樓電梯小井筒，就會造成框架地震承載力的降低。與此同時(shí)，如果進(jìn)行框架愛設(shè)計(jì)時(shí)，忽視填充墻的設(shè)計(jì)，就會造成整體結(jié)構(gòu)安全性下降。在進(jìn)行房屋抗震能力的設(shè)計(jì)時(shí)，目前相關(guān)抗震規(guī)范針對于房屋框架的縱軸與橫軸兩個(gè)方向提出了有關(guān)的設(shè)計(jì)要求，并且保證了對于地震作用力的有效承擔(dān)。在進(jìn)行房屋框架設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮縱橫框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。但是，部分設(shè)計(jì)者在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中，忽視縱向框架的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過程中縱筋配置不足。另外，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，也是造成建筑物梁板出現(xiàn)裂縫、連續(xù)梁設(shè)計(jì)缺陷、砌塊砌體施工質(zhì)量不合格等通病的重要原因。

2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見通病的控制措施

2.1提高設(shè)計(jì)者自身素質(zhì)

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者要不斷提高自身的責(zé)任心，并且對于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入的研究。目前，很多工程中的質(zhì)量通病，都是由于設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員考慮不周全，并且對于有關(guān)規(guī)范認(rèn)識不深刻所造成的。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要對于施工現(xiàn)場進(jìn)行熟悉與了解，提高設(shè)計(jì)方案的可行性，減少由于對實(shí)際施工環(huán)境了解不足，而造成設(shè)計(jì)方案難以實(shí)現(xiàn)的問題。設(shè)計(jì)人員自身要不斷的提高設(shè)計(jì)能力，積極參與各方面的培訓(xùn)工作，并且積極的將新的設(shè)計(jì)理念與施工工藝融入到設(shè)計(jì)當(dāng)中。設(shè)計(jì)者要深入到施工現(xiàn)場，對于設(shè)計(jì)中存在的不足進(jìn)行及時(shí)的解決，并且為日后設(shè)計(jì)方案的合理性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行提高，并且保證施工效率。

2.2加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)通病的控制

提高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水平，是保證房屋設(shè)計(jì)方案的高效、經(jīng)濟(jì)、安全的重要措施。目前，城市中房屋形式越來越多，不斷增長的設(shè)計(jì)需求，使得基礎(chǔ)設(shè)計(jì)面臨了一定的調(diào)整，需要不斷的進(jìn)行自身的提高與調(diào)整。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)房屋設(shè)計(jì)的安全與適用。設(shè)計(jì)者需要綜合考慮多方面的因素，進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并且對于整體建筑的荷載水平進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算與分析，將施工中的不同因素對于房屋結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行綜合性的分析。在進(jìn)行地耐力的設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格按照國家相關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。不同區(qū)域的土質(zhì)的承載力有所不同，并且地基預(yù)埋的深度等因素，都會對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力造成影響。如果基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不能保證合理性，就會造成建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度下降，產(chǎn)生一系列的安全隱患，出現(xiàn)房屋質(zhì)量通病的發(fā)生。在設(shè)計(jì)完成后，還要進(jìn)行靜荷試驗(yàn)，通過模型的計(jì)算，結(jié)合實(shí)際施工的經(jīng)驗(yàn)，對于設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，降低設(shè)計(jì)誤差，滿足基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的有關(guān)要求，為控制常見質(zhì)量通病做出保障。

2.3加強(qiáng)框架設(shè)計(jì)通病的控制

在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的框架設(shè)計(jì)中，需要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范，保證框架設(shè)計(jì)的科學(xué)性。首先，在進(jìn)行填充墻的設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮井筒墻壁厚度，分析其厚度對于整體框架結(jié)構(gòu)的影響，并且配備合理的鋼筋排列方式，最大限度的減小井筒。其次，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中，要考慮樓層的側(cè)向剛度比、電算的自振周期、振型參與質(zhì)量系數(shù)的呢過不同的指標(biāo)，最終得出合理的計(jì)算結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)配筋時(shí)，要保證配筋率，并且對于房屋結(jié)構(gòu)的抗震能力進(jìn)行保證，保證鋼筋連接部位的可延伸性，保證鋼筋的強(qiáng)度與質(zhì)量，提高整體框架的強(qiáng)度。

篇7

【關(guān)鍵詞】南方建筑；房屋結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問題；分析

引言

房屋結(jié)構(gòu)是指根據(jù)房屋的梁、柱、墻等主要承重構(gòu)件的建筑材料劃分類別，房屋設(shè)計(jì)是為人類生活與生產(chǎn)服務(wù)的各種民用與工業(yè)房屋的綜合性設(shè)計(jì)。根據(jù)選用的材料，配合周圍環(huán)境，在安全、適用、美觀和經(jīng)濟(jì)之間尋求合理的平衡。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。房屋設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備各專業(yè)的圖紙與說明書及其概算，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠和經(jīng)濟(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。

1房屋結(jié)構(gòu)的類型

現(xiàn)代的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括鋼結(jié)構(gòu)、鋼和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)這五種類型。其中，鋼結(jié)構(gòu)承重的主要結(jié)構(gòu)是用鋼材料建造的，包括懸索結(jié)構(gòu)。如鋼鐵廠房、大型體育場等。而鋼、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承重的主要結(jié)構(gòu)是用鋼、鋼筋混凝土建造。如本文中的南方某小區(qū)的房屋，里面的一部分梁柱就是采用鋼制構(gòu)架，一部分梁柱采用鋼筋混凝土構(gòu)架建造的。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)則是大模板現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)及使用滑模升板等先進(jìn)施工方法施工。磚木結(jié)構(gòu)承重的主要結(jié)構(gòu)是用磚、木材建造的，如果一幢房屋是木屋架、磚墻、木柱建造；房屋兩側(cè)（指一排或一幢下同）山墻和前沿橫墻厚度為一磚以上的為磚木一等；房屋兩側(cè)山墻為一磚以上，前沿橫墻厚度為半磚、板壁、假墻或其他單墻，廂房山墻厚度為一磚，廂房前沿墻和正房前沿墻不足一磚的為磚木二等；房屋兩側(cè)山墻以木架承重，用半磚墻或其他假墻填充，或者以磚墻、木屋架、瓦屋面、竹桁條組成的為磚木三等?；旌辖Y(jié)構(gòu)承重的主要結(jié)構(gòu)是用鋼筋混凝土和磚木建造；如一幢房屋的梁是鋼筋混凝土制成，以磚墻為承重墻，或者梁是木材制造，柱是鋼筋混凝土建造的。用預(yù)制鋼筋混凝土小梁薄板摟為混合二等，其他的為混合一等。

2當(dāng)前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問題

2.1房屋高寬比例不規(guī)范

一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者對以于非抗震設(shè)計(jì)，房屋高度、高寬比超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的限值，現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程給出了房屋的最大適用高度和高寬比限值。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，對于房屋高度、高寬比和體型復(fù)雜程度超過現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程的高層建筑，應(yīng)按超限高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前很多南方的房屋建筑，為了設(shè)計(jì)效率，忽略了梁柱間的剛結(jié)作用，即忽略了柱對消化酶的約束彎矩，加之以柱截面的配筋都較小，結(jié)構(gòu)一旦受力后，柱頂抗彎強(qiáng)度必然不足。某些高層建筑房屋高度超過最大適用高度或高寬比超出規(guī)定限值，甚至個(gè)別建筑高度和高寬比均超出規(guī)定限值。另一點(diǎn)不容忽視的問題是，房屋適用高度除與結(jié)構(gòu)體系類型及抗震設(shè)防烈度有關(guān)外，還與場地類別與結(jié)構(gòu)是否規(guī)則等因素有關(guān)，當(dāng)位于Ⅳ類場地或結(jié)構(gòu)平面與豎向布置不規(guī)則時(shí)，其最大適用高度應(yīng)適當(dāng)降低（一般降低20%）。

2.2房屋結(jié)構(gòu)布置不合理

一些南方房屋建筑因過分追求戶型設(shè)計(jì)的商業(yè)效果，樓層的結(jié)構(gòu)布置很不合理、不規(guī)則，導(dǎo)致到房屋的抗震能力十分薄弱。由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定，加之對結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的了解，有些設(shè)計(jì)人員往往對結(jié)構(gòu)規(guī)則性把握不準(zhǔn)確，梁高選用過小，引起梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過高，對結(jié)構(gòu)抗震十分不利的建筑。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算方便或因?qū)Π宓氖芰顟B(tài)認(rèn)識不足，簡單地將雙向板作單向板進(jìn)行計(jì)算。使到最終計(jì)算的結(jié)構(gòu)與實(shí)際房屋受力的大小出現(xiàn)誤差。使計(jì)算假定與實(shí)際受力狀態(tài)不符，導(dǎo)致一個(gè)方向配筋過大，而另一方向僅按構(gòu)造配，造成配筋嚴(yán)重不足，致使板出現(xiàn)裂縫。

2.3高層建筑梯板設(shè)計(jì)不穩(wěn)

南方房屋建筑普遍都是高層建筑，它們的梯板不堅(jiān)固、高層建筑帶有明顯薄弱層，又沒有采取有效的抗震加強(qiáng)措施，這很容易就會造成嚴(yán)重的房屋不穩(wěn)固、易倒塌的問題。由于缺乏規(guī)范依據(jù)及相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)定，加之對結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的了解，有些設(shè)計(jì)人員往往對結(jié)構(gòu)規(guī)則性把握不準(zhǔn)確，導(dǎo)致房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)缺乏規(guī)范性，使到房屋建筑的結(jié)構(gòu)抗震十分不利?，F(xiàn)在很多房屋建筑梯板寬度的設(shè)計(jì)不規(guī)范、合理，梯梁的位置上下不統(tǒng)一，這嚴(yán)重影響到房屋的整體結(jié)構(gòu)。

2.4樁間距過小

目前很多房屋結(jié)構(gòu)中的樁身鋼筋籠長度不足，對擠土灌注樁，樁身鋼筋籠長度沒有穿越軟弱土層的層底深度，不同承臺的樁間距過小，不滿足規(guī)范對樁的最小中心距的規(guī)定。特別是試樁、錨樁之間的間距，往往被設(shè)計(jì)人員忽視，這直接影響了試樁結(jié)果的正確性，嚴(yán)重影響到最終房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

2.5過分注重橫向框架的設(shè)計(jì)而忽視了縱向框架設(shè)計(jì)

由于現(xiàn)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對防震防雷的要求越來越高，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該要按照橫向框架和縱向框架進(jìn)行分別計(jì)算。但是目前南方有的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，欠缺對地震的縱向作用進(jìn)行考慮。各方向的抗側(cè)力構(gòu)件不能夠滿足防震的作用。他們單純是進(jìn)行了橫向的框架設(shè)計(jì)，導(dǎo)致到各個(gè)梁柱的節(jié)點(diǎn)和框架中的縱筋、箍筋的配置均無法滿足框架梁、柱的構(gòu)造要求。

3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的對策

3.1選用適合的結(jié)構(gòu)處理方式，注意梯梁、梯板寬度

一般在房屋的梯間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以選擇的處理方式有梁板式及折板式兩種。梁板式適用于建筑平面不規(guī)整的情況。梯梁要注意的是梁下凈高要滿足建筑的要求，梯梁的位置盡量使上下樓層的位置統(tǒng)一。梯板的寬度也要適合房屋的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)，要注意撓度的控制，局部不合適處可以采用折板樓梯，板配筋時(shí)應(yīng)有部分或全部的板負(fù)筋拉通以抵抗拉力。對于不能或不便設(shè)置溫度伸縮縫的超長結(jié)構(gòu)，除留設(shè)施工后澆帶外，還應(yīng)采取其它構(gòu)造加強(qiáng)措施。

3.2做好防震、抗風(fēng)的設(shè)計(jì)措施

房屋在使用條件下所產(chǎn)生的撓度、裂縫、振幅等都與房屋設(shè)計(jì)息息相關(guān)。由于中國地震區(qū)范圍較廣，而南方地區(qū)沿海又往往有強(qiáng)烈臺風(fēng)，所以抗風(fēng)和抗震是房屋特別是高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重點(diǎn)。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮房屋地基承載力， 據(jù)建筑平面布局設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻，對較長的墻開結(jié)構(gòu)洞將其分為聯(lián)肢墻，使各墻段的剛度均勻。由于抗震墻較多，可以構(gòu)成整體抗側(cè)力很強(qiáng)的體系，對較高建筑抗震特別有利。

3.3合理創(chuàng)新布置房屋格局

為保證房屋建筑的居住純度、提高房屋的居住水平，應(yīng)該在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的時(shí)候，科學(xué)合理地確定住宅的層數(shù)與層高，以做到節(jié)約土地和節(jié)省建房資金。同時(shí)，還應(yīng)該注重住宅的室內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量的適居性，安全性和舒適性，改進(jìn)和突破傳統(tǒng)落后的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，選擇堅(jiān)固耐用、施工簡便的新型住宅結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)好房屋使用的年限。

4結(jié)語

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作。它的施工需要嚴(yán)格監(jiān)控、謹(jǐn)慎進(jìn)行。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員， 必須要有高素質(zhì)和高技能，并且要兼?zhèn)湓鷮?shí)的理論知識功底，在設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)的同時(shí)要考慮到施工的難易程度。不斷學(xué)習(xí)知識既能，靈活創(chuàng)新地設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)，嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)施工的監(jiān)控工作。使設(shè)計(jì)的作品比現(xiàn)階段的其它建筑具有更高的水準(zhǔn)、更合理和更經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。

參考文獻(xiàn)：

[1]紀(jì)榮洋，王文可.潘可明.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)探討[J].低溫建筑技術(shù).2008（5）.

篇8

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TB482文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

依據(jù)設(shè)計(jì)的要求，把力學(xué)概念與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，讓參與計(jì)算的量部分可以以變量部分出現(xiàn)，進(jìn)而形成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案域，運(yùn)用數(shù)學(xué)手段，在域中找到可以滿足要求的結(jié)構(gòu)優(yōu)化最佳設(shè)計(jì)方案。由此可見，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅可以提高整體設(shè)計(jì)水量及設(shè)計(jì)質(zhì)量，還可縮短設(shè)計(jì)周期，從而降低整體工程造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)及社會效益。房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包括選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，在實(shí)施過程中，不僅要按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則，更應(yīng)該結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在滿足設(shè)計(jì)要求后，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量縮小剛度、質(zhì)量中心的差異使平面布置規(guī)則，水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用。為降低應(yīng)力集中，豎直方向上應(yīng)避開使用轉(zhuǎn)換層。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)以力學(xué)理論和數(shù)學(xué)規(guī)劃理論為理論基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為工具，對建筑結(jié)構(gòu)涉及到的各個(gè)變量進(jìn)行尋找優(yōu)化決策的先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，其本質(zhì)就是求極值問題。（1）優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。建立正確合理的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，基于正確的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型是得到正確優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)。例如，在優(yōu)化模型中，數(shù)學(xué)模型中的等式約束個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)小于設(shè)計(jì)變量的個(gè)數(shù)，這樣才能求得最優(yōu)解。（2）優(yōu)化數(shù)學(xué)算法和優(yōu)化迭代控制。對于建立的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，雖然可用的優(yōu)化算法有多種，但是采用不同的優(yōu)化算法所得到的優(yōu)化效果和所花費(fèi)的求解時(shí)間會有差別。所以，快速、有效的數(shù)學(xué)優(yōu)化算法也是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。（3）結(jié)構(gòu)分析方法。絕大多數(shù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題難以采用解析法求解，而是采用數(shù)值法的方法。數(shù)值解的尋優(yōu)實(shí)際上是一個(gè)優(yōu)化迭代過程，而每次優(yōu)化迭代都需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。實(shí)現(xiàn)以上提到的關(guān)鍵技術(shù)需要經(jīng)過建立可靠的優(yōu)化模型，然后采用適當(dāng)?shù)膬?yōu)化算法進(jìn)行求解。這其中選擇計(jì)算簡便且正確率高的優(yōu)化算法顯得尤為重要。

二、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系

第一點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和用地之間的關(guān)系。在多層或者高層的民用建筑中，我們常說的總建筑的面積具體講是每層的建筑面積之和，如果層數(shù)越多，那么單位建筑的面積分?jǐn)偟恼嫉孛娣e相應(yīng)的就會越小。然而隨著層數(shù)日益變多，總體住宅高度也會不斷上升，隨之屋子間的距離也相應(yīng)的變大。通過這一闡述我們了解到，用地節(jié)約的多少并不會根據(jù)建筑樓層增加而按一定的約數(shù)變高。

第二點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和造價(jià)之間的關(guān)系。一般建筑的樓層會在一定程度上影響到單位建筑的面積，但對每部分的結(jié)構(gòu)來講，具體的影響程度是不一樣的。在屋蓋的區(qū)域，無論有多少層，都統(tǒng)一使用統(tǒng)一相同的房屋蓋。它跟層數(shù)增加無關(guān)，所以對屋蓋的資金投入也不會加大。因此，屋蓋處的單位面積資金投入會根據(jù)層數(shù)的不斷上升而表現(xiàn)出很明顯的降低。在建筑的基礎(chǔ)處，每層都共同使用一個(gè)基礎(chǔ)，因此隨著層數(shù)不斷增加，相應(yīng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承受的荷重就會增加，因此我們必須要增加基本的荷載力?；A(chǔ)地區(qū)的單位開銷雖然會根據(jù)層數(shù)的增加而呈現(xiàn)出降低的意思，但是這種意思并不像屋蓋那樣如此明顯。一些承重體，比如墻、梁或者柱等，會隨著層數(shù)的不斷增加而不斷地增加荷載能力以及抗震能力等，相應(yīng)的這些分部的單位房屋造價(jià)會有一定的提升。

第三點(diǎn)，高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。一般而言，住宅層數(shù)高矮將本質(zhì)的影響住宅開銷，其根本原因乃是伴隨層高不斷上升，墻體面積和柱體積也會慢慢上升，而且會加大結(jié)構(gòu)自重，進(jìn)而還會增加柱以及基礎(chǔ)承受荷載力，于是讓電氣以及水衛(wèi)的管線同比例變長。如果將層高降低，那么可以有效地節(jié)省材料物資，而且還可以節(jié)約能源等，對于抗震非常有利，能最大程度的節(jié)約金錢輸出。另一方面，減少層高不但可以降低房屋的高矮，有效地縮小建筑和建筑間日照的距離，所以降低層高也在一定程度上對于節(jié)約土地資源有很大的作用。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

結(jié)構(gòu)方案的建立過程即工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。伴隨急速更新發(fā)展的計(jì)算機(jī)硬、軟件產(chǎn)業(yè)，憑借計(jì)算機(jī)、力學(xué)、數(shù)學(xué)一系列方法，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做到最優(yōu)化技術(shù)推廣。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)原則和過程是相同的，不同之處在于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)缺少安全、經(jīng)濟(jì)性作為衡量準(zhǔn)則。最優(yōu)設(shè)計(jì)則是在安全、經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則基礎(chǔ)之上，利用計(jì)算機(jī)作為輔助技術(shù)，非常便利地實(shí)現(xiàn)了分析計(jì)算、設(shè)計(jì)、出效果圖等整套程序的自動化，大大提升了設(shè)計(jì)整體效果及質(zhì)量。為了達(dá)到降低工程造價(jià)之目地，在不更改使用性能的基礎(chǔ)之上，就要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)。由此可見結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)是較為寬廣的課題之一。它不僅應(yīng)用于項(xiàng)目的前期、整體、抗震設(shè)計(jì)，在舊房改造期間的各個(gè)環(huán)境均有廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在應(yīng)用實(shí)踐中應(yīng)注意的問題如下：

1前期方案設(shè)計(jì)期間將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化參與其中

建筑方案設(shè)計(jì)前期如有一個(gè)優(yōu)秀的、合理的設(shè)計(jì)方案，并參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，就會爭取到非常優(yōu)秀的開端。但目前在前期設(shè)計(jì)方案中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化參與其中的并不多，如果能對建筑類別有所針對，并進(jìn)行合理選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，將降低建筑的總投資成本，因此在建筑方案設(shè)計(jì)初期應(yīng)注意建筑方案的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，考慮結(jié)構(gòu)的合理及可行性。

2概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)主要作用于無具體數(shù)值量化現(xiàn)象，比如無確定性的地震設(shè)防烈度，現(xiàn)實(shí)難免與計(jì)算式存在區(qū)別，那么設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取概念設(shè)計(jì)方法，使數(shù)值成為輔助及參考根據(jù)。為達(dá)到最佳優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該靈活運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。與宏觀把握相對應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過程同時(shí)要注意對于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角方向容易出現(xiàn)的裂縫，可歸結(jié)為矩形板。鋼筋選擇時(shí)應(yīng)注意：I級鋼和冷軋帶肋鋼市場價(jià)格差不多，但是他們的極限抗拉力相差卻相當(dāng)大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設(shè)計(jì)的時(shí)候，外立面上的懸挑板及配筋，應(yīng)在滿足基本規(guī)范要求之上，以達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)之目的。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化―――下部地基基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)類型的選擇，要依據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條選擇最為合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，以降低工程總造價(jià)為目的。例如對灌注樁樁長的選擇影響較大的樁端持力層的選擇，要多進(jìn)行比較，最終確定最為合適的方案。

總之，建筑是凝固的藝術(shù)，好的建筑師總希望可以通過建筑來合理的表達(dá)本身設(shè)計(jì)意圖，希望擁有藝術(shù)性以及實(shí)用性能的美妙融合。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們應(yīng)嚴(yán)格遵“安全、經(jīng)濟(jì)、合理”的設(shè)計(jì)理念，努力探索更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，保證建筑工程取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和質(zhì)量效益。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 優(yōu)化方法 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號： TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

建筑是一項(xiàng)關(guān)于凝固的藝術(shù)，一個(gè)建筑要達(dá)到精美的效果，設(shè)計(jì)師需要把其美觀設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來。為實(shí)現(xiàn)在有限的空間、有限的資源的情況下，發(fā)揮出最大效果，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要采取適用、經(jīng)濟(jì)、安全、便于施工和美觀這五種效果措施。而在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以滿足這一要求，保證建筑美觀、造型優(yōu)美，同時(shí)又能夠便于房屋的施工，使房屋安全、經(jīng)濟(jì)、適用，從而真正成為“經(jīng)濟(jì)適用”房。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的理論基礎(chǔ)

在進(jìn)行工程項(xiàng)目和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，需要考慮的因素很多，最終目的是要在保證設(shè)計(jì)對象基本適用功能和安全可靠性的情況下，把設(shè)計(jì)對象設(shè)計(jì)到最好的程度。這就涉及到工程和結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的問題。用科學(xué)的語言來描述就是：利用確定的數(shù)學(xué)方法，在所有可能的設(shè)計(jì)方案的集合中，搜索到能夠滿足預(yù)定目標(biāo)的、最令人滿意的方案。

從建筑理論上分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法可以得知，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一是房屋工程部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，其二是房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)。后者的優(yōu)化設(shè)計(jì)包括 ：屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。穿插其中的 ，還包含選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等項(xiàng)目 ，在實(shí)施過程中 ，應(yīng)遵循一定的原則，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，從實(shí)際出發(fā)，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)安全被保證的情況下，建筑師應(yīng)開拓創(chuàng)新，挑戰(zhàn)新的結(jié)構(gòu)形式。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，建筑師的設(shè)計(jì)意圖應(yīng)能夠得到基本滿足，應(yīng)設(shè)置盡量符合規(guī)則的平面布局，使其對稱；同時(shí)縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異，使建筑物在水平荷載作用下不致于產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在豎直方向的布置上，應(yīng)確保在滿足功能要求的情況下，盡最大可能貫通豎向的承重構(gòu)件；為使結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的難度不致于太大，減少不必要的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，使應(yīng)力分散，轉(zhuǎn)化層應(yīng)盡可能少地使用；豎直方向的剛度要漸變，而不要突變，如若不然，在水平荷載作用下，突變處會產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這是非常不利于結(jié)構(gòu)抵抗水平動力荷載的。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的意義所在

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以起到非常好的效果，這不僅可以使房屋看起來更加美觀，用起來更加實(shí)在，而且也能夠節(jié)省大量的造價(jià)，起到良好的效果。幾乎每一個(gè)建筑商都希望，在建筑結(jié)構(gòu)的長遠(yuǎn)效益得到滿足的情況下，應(yīng)盡可能地降低建筑結(jié)構(gòu)的近期投資，與此同時(shí)，保障建筑物結(jié)構(gòu)的可靠性和科學(xué)性。只有這樣，才能順利實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，得到更多、更大的經(jīng)濟(jì)效益。

采用設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法與采用傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法相比優(yōu)點(diǎn)是十分明顯的，它可以使建筑工程造價(jià)得到大幅度降低，降幅達(dá)到35%。要實(shí)現(xiàn)優(yōu)化方法的技術(shù)性問題，材料的性能要合理利用起來，爭取協(xié)調(diào)好建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各單元，達(dá)到建筑規(guī)范所規(guī)定的安全水平。同時(shí)，優(yōu)化方法的技術(shù)性實(shí)現(xiàn)還可以合理決策建筑整體性方案設(shè)計(jì)，它可以有效實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的步驟

（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分以按 3 個(gè)步驟進(jìn)行。首先 ，選擇設(shè)計(jì)變量。一般把對設(shè)計(jì)要求起主要影響作用的參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量 ，如目標(biāo)控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)造價(jià) C1 和損失期望 C2）和約束控制參數(shù)（結(jié)構(gòu)的可靠度 PS）；而將那些對設(shè)計(jì)要求來講 ，變化范圍不大或是根據(jù)結(jié)構(gòu)要求或局部性的設(shè)計(jì)考慮就能滿足設(shè)計(jì)要求的參數(shù)等作為預(yù)定參數(shù) ，這可以大大減少設(shè)計(jì)、計(jì)算和編制程序的工作量 ；其次 ，確定目標(biāo)函數(shù)。尋求一組滿足預(yù)定條件的截面幾何尺寸和鋼筋截面積以及失效概率 ，從而使總費(fèi)用最小 ；第三 ，確定約束條件。房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件 ，則包括尺寸約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、應(yīng)力約束、變形約束、裂縫寬度約束、構(gòu)件單元約束、結(jié)構(gòu)體系約束、從正常使用極限狀態(tài)下的彈性約束到最終極限狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。在設(shè)計(jì)中 ，要使結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于實(shí)際房屋結(jié)構(gòu)工程 ，則是路房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)際的約束條件與目標(biāo)約束條件相比較 ，保證各約束條件都符合現(xiàn)行規(guī)范的要求 ，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)。

（二）設(shè)定優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案

房屋結(jié)構(gòu)基于可靠度的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題屬于比較復(fù)雜的多變量、多約束非線性優(yōu)化問題，一般情況下，在計(jì)算過程中，應(yīng)轉(zhuǎn)化問題求解，即將有約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束問題。可以利用起來的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法有復(fù)合形法、拉氏乘子法、Powell 法等。

（三）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)

根據(jù)基于可靠度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型和選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法，編制功能齊全、運(yùn)算速度快的綜合程序。

（四）結(jié)果分析

對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析 ，確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

在上述步驟的執(zhí)行過程中，涉及的問題包括多個(gè)方面，所以要全方位、多角度地考慮。這主要是因?yàn)榻ㄔO(shè)投資這項(xiàng)工程的耗資非常大，涉及到的情況非常多，所以，總法則和考慮必須綜合進(jìn)行，不能片面地追求資金的節(jié)約而不顧設(shè)計(jì)的優(yōu)化作用。技術(shù)與經(jīng)濟(jì)之間存在一對矛盾，要能夠正確處理，因?yàn)樗强刂仆顿Y中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。因此，在設(shè)計(jì)中片面強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)節(jié)約是不正確的，應(yīng)滿足技術(shù)上的相應(yīng)要求，使項(xiàng)目達(dá)到相應(yīng)的功能傾向，與此同時(shí)，要反對重視技術(shù)，輕經(jīng)濟(jì)、設(shè)計(jì)保守浪費(fèi)的現(xiàn)象。

總而言之，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究涉及面廣泛，具有十分復(fù)雜的特點(diǎn)，是一項(xiàng)綜合決策問題。適用、經(jīng)濟(jì)、安全、便于施工和美觀是建筑工程設(shè)計(jì)優(yōu)化追求的五種效果，而這五個(gè)方面的側(cè)重點(diǎn)各不相同，相互之間又存在一些矛盾的地方，一個(gè)優(yōu)秀設(shè)計(jì)的出現(xiàn)往往是這五個(gè)方面的最佳結(jié)合。所以，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程中，應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐探索，降低經(jīng)濟(jì)成本，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化，從而在保證經(jīng)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本和達(dá)到美觀要求的情況下合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)技術(shù)；工程造價(jià)

Abstract: in recent years, due to the change of the market price for the land, land prices rising to a developer building total cost control to a great pressure, and at the same time, people for a living conditions and the living environment of the constantly increasing demand, the corresponding construction products and constantly improve the quality requirements, which lets developers seeking for new means to satisfy the customer demand, and reduce the cost of project will become developers the pursuit of the direct target, this needs we use structure design optimization design method, enhances the limited space, limited resources to maximize the effects play, realize the economization, practicability and applicability of the good goals.

Keywords: structure design; Design technology; Project cost

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

賞心悅目的建筑是建筑的美觀與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相互協(xié)調(diào)密切配合的結(jié)果。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工五種效果，而建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法的應(yīng)用不但滿足了建筑美觀、造型優(yōu)美的要求又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理，成為實(shí)際意義上的“經(jīng)濟(jì)適用”房。從建筑上分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，它主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)量方面。

房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包括選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，在實(shí)施過程中，還應(yīng)該按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣水平荷載就不會使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用。豎直方向上應(yīng)避開使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。

（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，并建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)合理的方法得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化建立模型的大致步驟如下：一是設(shè)計(jì)變量的合理選擇。通常的設(shè)計(jì)變量選擇對設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過這種方法可減少很多計(jì)算編程的工作量。二、目標(biāo)函數(shù)的確定。使用函數(shù)找出滿足既定條件的最優(yōu)解。最后，約束條件的確定。房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、從正常時(shí)的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。設(shè)計(jì)中，要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。

（2）結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)多個(gè)變量、多個(gè)約束條件，屬于一個(gè)非線性的優(yōu)化問題，設(shè)定計(jì)算方案時(shí)，常將有約束條件轉(zhuǎn)變?yōu)闊o約束條件來計(jì)算。常用的方法有拉氏乘子法、符合型法、Powell等。完成計(jì)算方案的設(shè)定后只需編制相應(yīng)適用的運(yùn)算程序即可得到我們的最終優(yōu)化結(jié)果。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，是目前一個(gè)比較廣泛的課題，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)，舊房改造，抗震設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益。在按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法及模型進(jìn)行實(shí)踐的過程中，要注意下面的幾個(gè)問題。

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)注意前期參與

因?yàn)榍捌诜桨傅拇_定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并使得建筑的總投資提高。如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來，那么我們就能針對不同的建筑類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開端。

（2）概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。設(shè)計(jì)過程中需要設(shè)計(jì)人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。

與宏觀把握相對應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過程同時(shí)要注意對于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。注意鋼筋的選擇，I級鋼和冷軋帶肋鋼市場價(jià)格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。在做里面設(shè)計(jì)的時(shí)候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規(guī)范要求即可，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。

（3）下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價(jià)。樁端持力層對灌注樁樁長的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。

三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)意義

（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)降低總造價(jià)

進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，多層住宅和高層住宅相比較，層數(shù)越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用的土地面積就越小，節(jié)約了用地成本，但建筑層數(shù)的增多，建筑總高度也會加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時(shí)占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了。另如屋蓋部分，一棟樓只有一個(gè)屋蓋，并不會因?yàn)閷訑?shù)的增加而有所改變，它的成本下降會比較明顯。對于基礎(chǔ)部分而言，雖然也是各層共用的，但是層數(shù)增加，傳給基礎(chǔ)的荷載將會增大，我們需要增大基礎(chǔ)，這樣單位面積的造價(jià)有所降低，但是卻沒有屋蓋的效果那樣明顯。

（2）進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性

建筑的層高增加，由于墻體面積和柱體積增加，結(jié)構(gòu)的自重會增加，基礎(chǔ)和柱的承載力相應(yīng)增加，水衛(wèi)和電氣的管線會加長；相反降低層高，可節(jié)省材料，有利用抗震，同時(shí)建筑的總高度減小，兩建筑之間的日照距離就會減小，間接的節(jié)約了用地。建筑面積相同，建筑使用不同的平面形狀時(shí)，它的外墻周長也就會不同，這樣當(dāng)選擇圓形或是越接近于方形時(shí)，外墻周長系數(shù)就越小，基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外表面裝修都隨之減少，同時(shí)其受力性能也得到提高，增強(qiáng)了建筑的經(jīng)濟(jì)性能。