伴隨大家生活質(zhì)量的不斷上升,對(duì)房屋的要求也逐漸提升。房地產(chǎn)企業(yè)如果想于減少投資的前提之下達(dá)到大家的高要求,即應(yīng)當(dāng)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面持續(xù)進(jìn)行改良,盡可能地提升建筑空間和資源的使用率,以此達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性及適用性的目的。

1 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的作用

于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),既可以實(shí)現(xiàn)建筑的美學(xué)、實(shí)用及經(jīng)濟(jì)等多方面的價(jià)值,還可以減少項(xiàng)目投資、維護(hù)項(xiàng)目地點(diǎn)周邊的生態(tài)環(huán)境。所以,合理地采用此類結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),能夠達(dá)到建筑物的整體效益。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的為:于確保建筑物長久使用性能的前提下,盡可能地降低項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工投資,節(jié)省建材,且降低總體成本。

2 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的根本準(zhǔn)則

2.1確保結(jié)構(gòu)安全,具備科學(xué)的經(jīng)濟(jì)性

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵目的為達(dá)到結(jié)構(gòu)滿足的豎向和水平荷載的抵抗程度,讓它擁有極佳的變形性能,耗能減震水平與抗震承載水平。于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全耐用的先期目的的基礎(chǔ)之上,還要合理優(yōu)化,讓建筑物經(jīng)過科學(xué)的設(shè)計(jì),降低建材的損耗,獲得良好的經(jīng)濟(jì)性。

2.2提升建筑舒適程度,盡量實(shí)現(xiàn)建筑使用性能的原則

真正質(zhì)量優(yōu)良的建筑物,應(yīng)當(dāng)是從建筑、結(jié)構(gòu)、裝潢到給排水、暖通、空調(diào)、燃?xì)狻㈦姎獍惭b等每一環(huán)節(jié)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)組合。假設(shè)只有一個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)得好,是無法被當(dāng)成質(zhì)量優(yōu)良的建筑物的,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)亦包含其中。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)可以充分實(shí)現(xiàn)建筑平面布置、內(nèi)部空間高度及建筑立面之類實(shí)用性能與外觀感覺的條件。建筑物于開始使用以后,要讓使用者于工作與生活當(dāng)中感覺舒服,這方為建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)與立足點(diǎn)。所以,建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)包括結(jié)構(gòu)體系與構(gòu)件布置的科學(xué)合理,構(gòu)件與建材的正確選擇這些因素,從而提升建筑物開始使用以后的舒適程度,實(shí)現(xiàn)用戶的需要。

2.3美觀實(shí)用原則

目前,人們的生活水平越來越高,對(duì)居住的觀念也發(fā)生了極大的變化,不但應(yīng)當(dāng)保障房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用價(jià)值,堅(jiān)固性與安全性,還必須具有美感,只有在設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮到該原則,方可達(dá)到人們對(duì)外觀的要求。

3 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化途徑

本論文結(jié)合大量實(shí)踐與筆者多年以來的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的途徑,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)不斷加強(qiáng)剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)。剪力墻設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是連梁,所以需要特別重視聯(lián)肢墻的使用,聯(lián)肢墻系經(jīng)過連梁之間的各墻連接而成,把墻肢的約束條件增多了。這種設(shè)計(jì)不但可以實(shí)際提高房屋的抗震能力,還使墻體的各個(gè)部分得到了內(nèi)力增強(qiáng),雖然在施工實(shí)踐當(dāng)中會(huì)造成一定的建材損耗,但是其取得的成效亦十分顯著。另外,于設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候,還需要在保障結(jié)構(gòu)剛度及變形要求前提之下,站在經(jīng)濟(jì)和抗變形這些角度進(jìn)行全方位的考慮,這樣才能夠達(dá)到良好的效果。

(2)設(shè)計(jì)師需要重視細(xì)節(jié)的優(yōu)化。設(shè)計(jì)師在重視整體結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)的前提下,還應(yīng)當(dāng)重視細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。例如,在設(shè)計(jì)現(xiàn)澆板的時(shí)候,便可以將異形板劃分為方形板,這樣就可以使房屋均勻受力,避免以后出現(xiàn)斷裂的狀況。另外,在進(jìn)行建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)使用冷軋鋼筋當(dāng)做材料,這樣不僅可以提高房屋的抗震性能,還可以實(shí)際減少鋼筋的使用,降低成本。

(3)善于運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)達(dá),計(jì)算機(jī)已經(jīng)廣泛地在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面發(fā)揮作用。通過建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合,設(shè)計(jì)者經(jīng)過計(jì)算機(jī)仿真的設(shè)計(jì)優(yōu)化方式給建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了很多新的創(chuàng)意。建筑設(shè)計(jì)者能夠利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形成各種容易分析的模型,并通過計(jì)算機(jī)的優(yōu)化計(jì)算,為設(shè)計(jì)者提供精確的數(shù)字,最后完成建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化?？梢哉f計(jì)算機(jī)科技的使用把建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)這個(gè)建筑問題變成了一項(xiàng)數(shù)學(xué)問題。

(4)確保并提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。目前,在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域當(dāng)中有不少問題,比方設(shè)計(jì)粗糙、標(biāo)注不夠全面、違法相關(guān)規(guī)定等等,在開工之前,這些問題都應(yīng)當(dāng)予以解決,因此,對(duì)設(shè)計(jì)者的要求也相對(duì)較高,必須具備相對(duì)較高的專業(yè)和職業(yè)水平。設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)經(jīng)常接受各種專業(yè)教育,使自身的專業(yè)及職業(yè)水平都得以提升,在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,能夠擺正態(tài)度,使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平獲得提升。在選擇設(shè)計(jì)方案的過程當(dāng)中,必須嚴(yán)格審查設(shè)計(jì)方案的相關(guān)材料,如此不但可以從本質(zhì)方面保障整個(gè)建筑的質(zhì)量和安全,還能夠使建筑結(jié)構(gòu)具備比較高的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

(5)建筑結(jié)構(gòu)模型的優(yōu)化。建筑結(jié)構(gòu)的好與壞,設(shè)計(jì)到國計(jì)民生的方方面面,和人民群眾的實(shí)際生活聯(lián)系緊密,因此,在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)模型的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的優(yōu)化,保障房屋的所有細(xì)節(jié)都能夠得到合理的優(yōu)化,比方圍護(hù)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)體系等等,使建筑物具備良好的承重能力。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)模型的時(shí)候,一定要把經(jīng)濟(jì)性與安全性原則放在第一位,此外,應(yīng)當(dāng)盡量增加經(jīng)濟(jì)收益,必須使建筑結(jié)構(gòu)的成本切實(shí)降低。

(6)提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性。目前,自然災(zāi)害頻繁出現(xiàn),而多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)缺乏相關(guān)的抗震設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的狀況普遍存在。因此,優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),才能保障建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),選擇的建筑結(jié)構(gòu)必須具備合理性。目前,鋼結(jié)構(gòu)的使用較為廣泛,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)具備工程進(jìn)度快、分量較輕、強(qiáng)度較強(qiáng)之類優(yōu)點(diǎn),與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性能的提高相適應(yīng)。

4 案例分析

在使用上述優(yōu)化原理對(duì)龍湖微電園項(xiàng)目L35地塊初步設(shè)計(jì)的時(shí)候,將建筑地點(diǎn)的水文地質(zhì)、溫濕度、風(fēng)向風(fēng)速及降水量之類因素進(jìn)行了全部研究,并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。包括:

(1)建筑基礎(chǔ)拉梁設(shè)計(jì)優(yōu)化,針對(duì)樓層較少,設(shè)計(jì)較大基礎(chǔ)拉梁,保障建筑抗震結(jié)構(gòu)、拉梁正負(fù)彎矩及建筑上部混凝土框架相一致。

(2)基礎(chǔ)荷載設(shè)計(jì)優(yōu)化,由于本項(xiàng)目樓層不高,于做出優(yōu)化的時(shí)候,僅需考慮風(fēng)荷載問題。

(3)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,運(yùn)用準(zhǔn)則法,利用遞推公式,最后得到優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

(4)計(jì)算周期設(shè)計(jì)優(yōu)化,對(duì)房屋結(jié)構(gòu)計(jì)算周期做出一定的折減,例如填充墻砌體是輕質(zhì)型,那么折減系數(shù)維持于零點(diǎn)七至零點(diǎn)八以內(nèi);而填充墻砌體是重質(zhì)型,那么它的折減系數(shù)維持于零點(diǎn)六至零點(diǎn)七以內(nèi)。

5 結(jié)束語

總的來說,不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不但可以真正提高建筑的功能性、安全性及穩(wěn)定性,還可以充分滿足人們對(duì)觀感的需求。所以,作為當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員,我們?cè)陂_展設(shè)計(jì)工作時(shí),要不斷創(chuàng)新思路、創(chuàng)新方法、合理設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的工作當(dāng)中,不但可以提高建筑的功能性、安全性及經(jīng)久耐用的屬性,還可以在滿足人們對(duì)一切性能需求的前提之下,提高建筑的觀感美與經(jīng)濟(jì)效益。

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作者：陳天虎 中機(jī)中聯(lián)工程有限公司建筑三院