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時(shí)間：2023-08-03 09:19:23
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一、產(chǎn)生墻體裂縫的原因及防治對(duì)策
磚混結(jié)構(gòu)頂層墻體產(chǎn)生裂縫， 是由于屋面長(zhǎng)時(shí)間受陽(yáng)光輻射， 其溫度較墻體高出許多， 在炎熱的夏季， 屋面溫度是墻體溫度的兩倍左右， 且在相同溫度條件下， 鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)是磚砌體線膨脹系數(shù)的兩倍， 這就使屋蓋變形要比墻體大得多。屋蓋在變形過(guò)程中， 產(chǎn)生了很大的推力， 作用在墻體頂端的水平推力使墻體與屋蓋的接觸面受剪， 剪力與屋蓋.挑檐或女兒墻的垂直壓力， 構(gòu)成墻體雙向應(yīng)力。當(dāng)主拉應(yīng)力大于墻體抗拉強(qiáng)度時(shí)， 墻體就會(huì)出現(xiàn)裂縫。沿墻體分布的剪應(yīng)力大致為兩端最大， 中部為零。由于端部的正應(yīng)力較小， 其主拉應(yīng)力接近于剪應(yīng)力， 則可能引起斜裂縫， 在窗口， 門口處由于應(yīng)力集中， 易產(chǎn)生裂縫， 由于屋蓋對(duì)圈梁的推擠作用， 圈梁下的磚砌體易出現(xiàn)水平裂縫。
1.地基不均勻沉降裂縫。地基不均勻沉降裂縫的原因分析：地基是房屋荷載的最終承受者，其應(yīng)力受深度而擴(kuò)散，應(yīng)力中間大，向兩端逐漸減少。即使地基地層分布均勻，應(yīng)力分布卻不均勻，從而產(chǎn)生不均勻的沉降。當(dāng)沉降失去約束，某一處就會(huì)形成應(yīng)力集中，產(chǎn)生大于周邊的沉降，超過(guò)設(shè)計(jì)允許值范圍時(shí)，房屋就會(huì)出現(xiàn)裂縫。墻體裂縫產(chǎn)生與房屋長(zhǎng)高比有關(guān)，與地基的結(jié)構(gòu)構(gòu)成有關(guān)，與地質(zhì)受力應(yīng)力分布曲線有關(guān)，也與房屋高差和載荷差異密切相關(guān)。
地基不均勻沉降引起墻體裂縫的防治和控制。首先要加強(qiáng)地基勘測(cè)，對(duì)較弱不均勻地基進(jìn)行加固處理，對(duì)地基的處理要與上部結(jié)構(gòu)綜合考慮。常見(jiàn)的地下處理方式有：夯實(shí).打樁.換土等（如端承樁.摩擦樁.爆擴(kuò)樁等）。其次對(duì)上部建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)處理，如：改變建筑體型，簡(jiǎn)化建筑物平面，合理設(shè)置沉降縫。最后對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處理，加強(qiáng)房屋整體剛度（如增設(shè)圈梁.橫梁.采用箱形.筏式基礎(chǔ)等）以及采用柔性結(jié)構(gòu)，輕型結(jié)構(gòu)等。
2.溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫原因分析：熱脹冷縮是建筑材料固有的特性。房屋結(jié)構(gòu)受周圍環(huán)境溫度變化影響，會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮的變形，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到約束后，變形不能復(fù)位，則結(jié)構(gòu)必然會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力的數(shù)值上升到能使砌體結(jié)構(gòu)遭到損壞時(shí)，墻體就會(huì)產(chǎn)生裂縫。溫度應(yīng)力是墻體產(chǎn)生裂縫直接原因之一，而防止溫差裂縫就在于降低溫差，釋放應(yīng)力，使變形在一定范圍內(nèi)得到約束或釋放，以避免持續(xù)發(fā)展形成裂縫。
溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫控制措施。合理設(shè)置伸縮縫，將變形在一定程度內(nèi)自由釋放，以避免產(chǎn)生附加應(yīng)力；避免樓面錯(cuò)層和伸縮縫錯(cuò)位；加強(qiáng)屋面保溫.隔熱措施，采取蓄水屋面或種植屋面；油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和墻體隔離，并在女兒墻根部合適空隙，使其有自由伸縮的能力與余地；對(duì)女兒墻設(shè)構(gòu)造柱，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度，提高抗拉強(qiáng)度等技術(shù)措施。
3.砌體干縮裂縫。砌體干縮裂縫的原因分析：任何材料都有干縮濕脹的物理現(xiàn)象，不同材料的干濕變形值不同。普通混凝土砌塊，用干硬性混凝土機(jī)械振壓成型，水灰比小，水泥用量小，一般強(qiáng)度較高，干燥收縮值可控制在0.4毫米/米以內(nèi)；而輕集料混凝土砌塊和蒸壓加氣混凝土砌塊，由于采用的集料成分不同，砌塊的毛細(xì)孔不同，含水率與失水收縮值不同，干燥收縮值一般在0.26毫米/米至0.99毫米/米之間。
不同的砌體材料，它的干縮變形的值是各不相同的，不同工藝制作生產(chǎn)的砌塊材料，其砌塊的干燥收縮值的變化差異也較大。
砌體干縮裂縫的控制措施。為有效控制砌體干縮裂縫，可采取以下措施：一是在砌體材料的選擇方面，用于外墻的普通砌塊，密度不大于1300千克/立方米，干燥收縮值不大于0.3毫米/米，抗壓強(qiáng)度不小于7.5MPa；用于內(nèi)墻的普通砌塊，密度和干燥收縮值指標(biāo)同外墻要求，抗壓強(qiáng)度不小于5MPa。二是面積較大的墻體采用在墻體內(nèi)增設(shè)構(gòu)造梁柱的構(gòu)造措施。如墻體長(zhǎng)度超過(guò)5米，可在中間設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱；當(dāng)墻體高度超過(guò)3米（≤120厚墻）或4米（≥180厚墻）時(shí)，須在墻高中間處增設(shè)鋼筋混凝土圈梁。三是嚴(yán)格控制以膠凝材料為原料的砌塊的齡期，不足28天的不得進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。四是分別掌握各種砌塊上墻時(shí)的含水率。一般的小型砌塊含水率高，水分蒸發(fā)而引起的收縮值大。
4.施工操作不當(dāng)引起的裂縫
通過(guò)對(duì)出現(xiàn)裂縫的墻體進(jìn)行解剖分析，發(fā)現(xiàn)不少墻體裂縫的出現(xiàn)是由于施工操作不當(dāng)引起的，主要有：灰縫不飽滿，磚塊干砌.瞎縫；使用斷裂磚塊；磚塊早期受擾動(dòng)；接槎不合理；預(yù)留洞口填塞不嚴(yán)等。
控制措施：加強(qiáng)工人砌筑知識(shí)的教學(xué)培訓(xùn)工作，只有工人掌握了正確的砌筑方法，才能從根本上保證砌體的工程質(zhì)量；加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)正確指導(dǎo)，對(duì)砌筑分項(xiàng)工程制訂行之有效的技術(shù)保證措施，嚴(yán)格按施工規(guī)范和施工規(guī)程的有關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行施工，及時(shí)糾正操作不善的現(xiàn)象；認(rèn)真落實(shí)“自檢.互檢.交接檢”的三檢制度和“上道工序不合格不允許進(jìn)入下道施工工序”等制度，嚴(yán)把工程質(zhì)量關(guān)。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題分析
1.建筑物頂層端部剪應(yīng)力與溫差成正比， 與水平阻力系數(shù).材料彈性模量.建筑物長(zhǎng)度等呈線性關(guān)系。控制溫度應(yīng)力引起墻體裂縫的主要因素， 因此用伸縮縫作為控制裂縫的唯一方法是不全面的?？刂屏芽p應(yīng)綜合考慮有關(guān)因素， 采取行之有效的措施。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮強(qiáng)度計(jì)算.抗震結(jié)構(gòu)措施多。控制溫度應(yīng)力的措施少， 在住宅樓頂層端單元內(nèi).外縱墻出現(xiàn)裂縫較普遍， 不可否認(rèn)， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未采取措施或措施不力， 是形成墻體裂縫的重要因素之一。
2.磚混房屋長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)。規(guī)范規(guī)定總長(zhǎng)超過(guò) 50 m 應(yīng)設(shè)伸縮縫， 有的房屋超過(guò)較多而未設(shè)， 也未采取其它措施。
3.構(gòu)造柱是增強(qiáng)建筑物整體性， 抵抗地震作用的重要構(gòu)造措施， 過(guò)去不少設(shè)計(jì)， 構(gòu)造柱的設(shè)置只考慮符合抗震規(guī)范， 不考慮實(shí)際已存在的溫度應(yīng)力， 認(rèn)為溫度應(yīng)力在規(guī)范上未明確規(guī)定計(jì)算方法， 不考慮也不能算是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。
4.采用磚.砂漿強(qiáng)度等級(jí)， 越到頂層越低， 有些建筑物低部幾層采用 MU10 級(jí)磚.M5 級(jí)砂漿， 而到頂層則為 MU7.5 級(jí)磚.M 2. 5 級(jí)砂漿。設(shè)計(jì)人員習(xí)慣于從強(qiáng)度上考慮， 對(duì)溫度應(yīng)力引起的抗剪強(qiáng)度及變形則考慮較少
三、預(yù)防措施分析
中圖分類號(hào)：TU198 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
隨著人們物質(zhì)生活的不斷豐富，物質(zhì)享受質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，對(duì)于房屋質(zhì)量及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高。這就導(dǎo)致房屋建筑工程作業(yè)難度不斷加大，同時(shí)也對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求，因而為了確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足人們的要求，作為新時(shí)期背景下的房建設(shè)計(jì)企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)追求經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)，達(dá)到提高企業(yè)市場(chǎng)適應(yīng)力與競(jìng)爭(zhēng)力的目的?；诖?，本文正式結(jié)合這一背景和自身工作實(shí)踐提出了的以下幾點(diǎn)看法。
1.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化重要性
現(xiàn)階段，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)急速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活不斷豐富，物質(zhì)享受質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高，對(duì)于房屋質(zhì)量及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高。對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷優(yōu)化，能讓房屋結(jié)構(gòu)更美觀、適用、經(jīng)濟(jì)以及安全，這已經(jīng)成為當(dāng)前改善人們房屋居住條件的重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要就是根據(jù)工程實(shí)際情況，通過(guò)將工程成本的合理計(jì)劃作為重點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要就是利用建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)維護(hù)方案等階段，以此做出工程相關(guān)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，而后通過(guò)對(duì)各種不同變量參數(shù)及各種不同影響因素的綜合考慮，從而確定出最佳房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案[1]。
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化重要性主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，增強(qiáng)了建筑經(jīng)濟(jì)性，有利于抗震，節(jié)省裝修成本，增強(qiáng)了荷載能力，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)性能。第二，降低了工程總開(kāi)發(fā)成本，節(jié)約了占地面積，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能有效降低工程總開(kāi)發(fā)成本的四分之一左右，還能更加合理利用建筑施工材料，能讓建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)及不同建筑單元之間更協(xié)調(diào)，極大增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。
2.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化的內(nèi)涵
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化的內(nèi)涵就是通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的調(diào)整讓其與建筑美觀相互協(xié)調(diào)配合，從而建造出賞心悅目的建筑。當(dāng)前人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求就是美觀、適用、經(jīng)濟(jì)以及安全，而進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就能很好的滿足這一要求，讓建筑更形態(tài)更美觀、造型更優(yōu)美、結(jié)構(gòu)更安全、合理、經(jīng)濟(jì)，創(chuàng)造出最符合人們心中居住的房屋。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化主要包括房屋分部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和房屋結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)優(yōu)化兩方面。其中房屋分部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化又主要有：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化、結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化、屋蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。在實(shí)際進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，必須做到實(shí)事求是，結(jié)合房屋自身具有的特點(diǎn)及建筑工程實(shí)際情況，對(duì)其整體利益進(jìn)行全面綜合的考慮，從而制定出最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。房建設(shè)計(jì)人員進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，以此滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，并且確保設(shè)計(jì)的房屋平面布局是合理的、規(guī)則的，以便降低剛度與質(zhì)量之間的差異，從而最大程度降低房屋的水平荷載。與此同時(shí)，在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)。必須盡可能避免房屋縱向空間中出現(xiàn)轉(zhuǎn)換層，從而有效確保房屋的應(yīng)力不會(huì)集合在一起[2]。
2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是利用建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)維護(hù)方案等階段，通過(guò)對(duì)各種不同變量參數(shù)及各種不同影響因素的綜合考慮，選擇主要參數(shù)，以此建立工程相關(guān)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，最后采用有效的方法確定最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。進(jìn)行結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)的大致流程有：第一，合理選擇設(shè)計(jì)變量。一般情況下設(shè)計(jì)變量的選擇，主要是選擇對(duì)設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生極大影響的參數(shù)，而后把涉及參數(shù)根據(jù)具體作用進(jìn)行針對(duì)性地區(qū)分，對(duì)設(shè)計(jì)變量影響較低的參數(shù)一般作為預(yù)定參數(shù)，采取該方法能有效降低計(jì)算編程工作量。第二，科學(xué)確定目標(biāo)函數(shù)。通過(guò)對(duì)函數(shù)的應(yīng)用找出符合條件的最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。第三，正確確定約束條件。設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保確定的約束條件均達(dá)到相應(yīng)的規(guī)范要求。
2.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化計(jì)算方案
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化受較多因素影響和限制，所以計(jì)算方法也具有特殊性。這種特殊性使得設(shè)計(jì)人員在計(jì)算時(shí)，常常將其限制因素轉(zhuǎn)變成無(wú)限制因素。一般情況下，主要采用符合型算法、乘子算法、Powell優(yōu)化算法等計(jì)算方法。采用這些計(jì)算方法不僅方便而且精準(zhǔn)性高，只需利用計(jì)算機(jī)對(duì)這些計(jì)算方法進(jìn)行編程，就能得到最科學(xué)合理的最佳結(jié)論[3]。
3.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用
3.1概念設(shè)計(jì)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用
當(dāng)下的建筑設(shè)計(jì)中，能充分展示設(shè)計(jì)思想的重要因素就是概念設(shè)計(jì)，因而作為設(shè)計(jì)人員，在一個(gè)特定的空間內(nèi)，利用整體概念進(jìn)行總體設(shè)計(jì)方案的確定是設(shè)計(jì)工作中最為重要、關(guān)鍵的事情，并正確處理建筑中結(jié)構(gòu)與構(gòu)件、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。設(shè)計(jì)人員開(kāi)展概念設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須具備豐富的建筑經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，且經(jīng)驗(yàn)越豐富，設(shè)計(jì)作品就會(huì)更成功，這樣才能為概念設(shè)計(jì)工作的順利開(kāi)展與完成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于建筑結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜性，即使在一樣的設(shè)計(jì)方案中，其結(jié)構(gòu)組成設(shè)計(jì)也會(huì)具有較多變化，就算是已通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的建筑，其不同的分析方法也會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。且上述問(wèn)題無(wú)法利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行解決、完成，這就對(duì)相關(guān)工作人員提出了更高要求，要求其自行進(jìn)行判斷及處理。但是工作人員作出的判斷及處理必須基于遵循相關(guān)的規(guī)律為前提，而后結(jié)合自身工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及工程實(shí)際，得出最后的結(jié)果，這就是所謂的概念設(shè)計(jì)。
3.2概念設(shè)計(jì)的重要性
設(shè)計(jì)勘察是工程的核心，質(zhì)量的根源。只有優(yōu)秀的設(shè)計(jì)，才會(huì)有優(yōu)質(zhì)的工程。專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員必須具備豐富的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的設(shè)計(jì)理論，以便在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)工作時(shí)，能更為迅速、有效的選擇與確定結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)還應(yīng)與建筑工程人員相互交流、配合，共同確定建筑總體結(jié)構(gòu)體系，以便使設(shè)計(jì)方案概念更清晰、定性更正確，以從而為設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化及工程施工的順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
概念設(shè)計(jì)能幫助建筑結(jié)構(gòu)降低受自然和人為因素的影響程度。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)概念設(shè)計(jì)將面臨極多的問(wèn)題，因此，設(shè)計(jì)人員就必須充分考慮外力因素的影響，并將其納入設(shè)計(jì)內(nèi)容。外力因素中，地震是較為常見(jiàn)的，地震發(fā)生沒(méi)有規(guī)律，且破壞性極強(qiáng)，因而在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮地震的破壞性帶來(lái)的影響，并將其納入設(shè)計(jì)內(nèi)容中，從而采取針對(duì)性地抗震措施，并盡可能清除對(duì)抗震措施的實(shí)施帶來(lái)的不利因素[4]。
4.結(jié)語(yǔ)
總之，本文通過(guò)提出的幾點(diǎn)看法對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化進(jìn)行了分析與探討，具有非常重要的意義。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是當(dāng)前房建設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段，因此，作為新時(shí)期背景下的房建設(shè)計(jì)人員必須努力提高自身的綜合能力與素質(zhì)涵養(yǎng)，以便為房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而促進(jìn)企業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型，促進(jìn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，
【參考文獻(xiàn)】
[1]鄭智垚，樂(lè)肖軍.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，04：98.
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，人們已經(jīng)不僅僅關(guān)注建筑的實(shí)際使用性能，也開(kāi)始關(guān)注建筑的美觀性和科學(xué)性，改良建筑的結(jié)構(gòu)，對(duì)提高建筑的科學(xué)性與美觀性至關(guān)重要。目前，我國(guó)很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)都將建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為工作的重點(diǎn)。
一、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)
在確保建筑使用方便的前提下，將建筑的美觀性與藝術(shù)性完美整合，并且達(dá)到房屋最初建設(shè)目的的房屋設(shè)計(jì)方法被稱作房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法【1】。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，是一種能夠?qū)Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行選擇的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)人員可以科學(xué)的對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行多重設(shè)計(jì)，并最終選擇出理想的設(shè)計(jì)方案，確保房屋的安全性與美觀性。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是目前應(yīng)用較為廣泛的設(shè)計(jì)方法，與很多學(xué)科具有密切的聯(lián)系，很多設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)技術(shù)都能夠在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)當(dāng)中得到運(yùn)用【2】。利用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出的房屋建筑比其它建筑更加美觀、更加實(shí)用，并且能夠切實(shí)保障房屋使用者的安全。經(jīng)過(guò)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的房屋建筑更加耐用，可以為房屋使用者提供更多的方便。另外，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑可以節(jié)省大量經(jīng)濟(jì)成本，使房屋不再需要為不重要的設(shè)施消耗大量經(jīng)濟(jì)成本，切實(shí)減低房屋建設(shè)者的成本支出，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的房屋更加節(jié)能環(huán)保，使建筑使用者不再需要支出大量的能耗成本，也對(duì)國(guó)家的技能環(huán)保事業(yè)具有很強(qiáng)的促進(jìn)意義。因此，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是目前應(yīng)用廣泛且較為理想的建筑優(yōu)化方案。
二、建筑結(jié)構(gòu)中優(yōu)化設(shè)計(jì)方法運(yùn)用的重要性
我國(guó)建筑行行業(yè)的飛速發(fā)簪，高層建筑和超高層建筑越來(lái)越多，施工單位更加關(guān)注如何用較少的資金，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足人們的基本需求。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)使用先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)秀的設(shè)計(jì)理念，對(duì)建筑工程進(jìn)行關(guān)系，并對(duì)造價(jià)問(wèn)題進(jìn)行合理的控制。沒(méi)有進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑，由于必須保證建筑的安全性能，無(wú)法很好地進(jìn)行成本控制工作。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，沒(méi)有進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑要比進(jìn)行過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑在設(shè)計(jì)方面的使用資金多出5%―8%；另外，沒(méi)有進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在很多不合理之處，美觀性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑。因此，越來(lái)越多的建筑使用者愿意購(gòu)買或租賃經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以為施工節(jié)省大量的原材料，并且科學(xué)的運(yùn)用新型原材料，在保證建筑質(zhì)量的同時(shí)，延長(zhǎng)建筑使用年限，切實(shí)保證建筑購(gòu)買者和租賃者的根本利益。
三.使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)注意的問(wèn)題
（一）確保建筑安全性
首先，建筑工程的安全性是最重要的問(wèn)題，無(wú)論建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有多少優(yōu)勢(shì)，保證安全這一基本原則不可動(dòng)搖。建筑是設(shè)計(jì)者務(wù)必將保證建筑施工者和使用者的安全作為工作的第一要素，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，不能隨意改動(dòng)建筑的承重設(shè)施，避免建筑承重性能不良造成建筑坍塌。建筑的墻體，必須符合科學(xué)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員不能為了使用方便隨意設(shè)計(jì)門窗，在建筑內(nèi)部樓梯和臺(tái)階的設(shè)計(jì)方面，不能僅僅為了美觀隨意更改樓梯和臺(tái)階的護(hù)欄，切實(shí)保證護(hù)欄起到維護(hù)建筑使用者安全的目的。
（二）材料質(zhì)量必須到達(dá)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法使建筑的設(shè)計(jì)者可以通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)節(jié)省一些施工原材料。但是，優(yōu)化設(shè)計(jì)的建筑使用的材料必須符合安全環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)，不能為了節(jié)省原材料成本，而使用劣質(zhì)施工材料。建筑的施工團(tuán)隊(duì)，需要組建專門的原材料質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)每一個(gè)購(gòu)買的原材料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，保證施工材料的質(zhì)量達(dá)到環(huán)保安全的標(biāo)準(zhǔn)，避免因結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)而導(dǎo)致原材料質(zhì)量問(wèn)題，影響建筑使用者的舒適性。
四、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體運(yùn)用
（一）房屋建筑防震安全結(jié)構(gòu)優(yōu)化
房屋建筑防震安全設(shè)計(jì)是房屋建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，安全是房屋使用者對(duì)房屋建筑的最基本要求，房屋建筑方針安全設(shè)計(jì)的水平也是決定房屋建筑質(zhì)量的重要因素。因此，房屋建筑防震安全結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，是房屋建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的重點(diǎn)。房屋建筑的設(shè)計(jì)者要進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須充分考慮房屋在使用過(guò)程中可能受到的外部環(huán)境影響，尤其是自然災(zāi)害的影響，地震災(zāi)害無(wú)疑是對(duì)房屋建筑威脅最大的自然災(zāi)害，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作者在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮房屋建筑的防震安全性能，要通過(guò)對(duì)房屋建筑機(jī)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)使房屋建筑具備更強(qiáng)的抗震能力。例如對(duì)于高烈度設(shè)防地區(qū)，建筑結(jié)構(gòu)采用隔震與消能減震設(shè)計(jì)是一種有效地減輕地震災(zāi)害的技術(shù)。隔震設(shè)計(jì)指在房屋基礎(chǔ)、底部或下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置由橡膠隔震支座和阻尼裝置等部件組成具有整體復(fù)位功能的隔震層，以延長(zhǎng)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的自振周期，減少輸入上部結(jié)構(gòu)的水平地震作用，達(dá)到預(yù)期防震要求。消能減震設(shè)計(jì)指在房屋結(jié)構(gòu)中設(shè)置消能器，通過(guò)效能器的相對(duì)變形和相對(duì)速度提供附加阻尼，以消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量，達(dá)到預(yù)期防震減震要求。
（二）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期優(yōu)化
在結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算中，計(jì)算各振型地震影響系數(shù)所采用的結(jié)構(gòu)自振周期應(yīng)考慮非承重墻體的剛度影響予以折減。當(dāng)非承重墻體為砌體墻時(shí)，高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算自振周期折減系數(shù)可按下列規(guī)定取值：框架結(jié)構(gòu)可取0.6～0.7；框架―剪力墻結(jié)構(gòu)可取0.7～0.8；框架―核心筒結(jié)構(gòu)可取0.8～0.9；剪力墻結(jié)構(gòu)可取0.8～1.0。對(duì)于其他結(jié)構(gòu)體系或采用其他非承重墻體時(shí)，可根據(jù)工程情況確定周期折減系數(shù)。建筑的墻體多為輕質(zhì)墻體，要按照使用的年限進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以達(dá)到提高建筑質(zhì)量的目的，要準(zhǔn)確的將折減系數(shù)進(jìn)行判斷，建筑的結(jié)構(gòu)計(jì)算周期要乘以折減系數(shù)，保證建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化符合建筑使用周期。
（三）房屋建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的數(shù)字技術(shù)運(yùn)用
房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程，采用高科技數(shù)字化技術(shù)能夠使房屋建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工作更加高效準(zhǔn)確。房屋建筑的結(jié)構(gòu)多種多樣，房屋的使用者擁有許多選擇，數(shù)字技術(shù)可以將房屋建筑結(jié)構(gòu)的示意圖清晰的展現(xiàn)在房屋建筑使用者面前供其選擇，使房屋建筑的使用者更加明確自己選擇的房屋建筑結(jié)構(gòu)，避免因?yàn)椴涣私夥课萁ㄖY(jié)構(gòu)而出現(xiàn)選擇錯(cuò)誤。例如，北京奧運(yùn)會(huì)的主場(chǎng)館鳥巢，就引用了數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，突破了傳統(tǒng)建筑的固有機(jī)構(gòu)，使嶄新的橢圓形建筑呈現(xiàn)在世人面前，為北京奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦提供了重要幫助。因此，加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的使用，使更加具有科技含量的技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中發(fā)揮更大作用，是當(dāng)前我國(guó)房屋建筑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)工作領(lǐng)域必須重視的問(wèn)題。
【結(jié)束語(yǔ)】隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)建筑行業(yè)獲得了巨大的發(fā)展。但是，傳統(tǒng)建筑的使用性能已經(jīng)越來(lái)越難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)建筑性能的要求，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的使用，很大程度上豐富了建筑的使用性能，在保證安全的前提下，使建筑內(nèi)部機(jī)構(gòu)更加合理，更加美觀，切實(shí)提高了建筑使用者的生活質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
2鋼材選用質(zhì)量等級(jí)和焊接質(zhì)量等級(jí)的選用問(wèn)題
國(guó)家頒布的關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)書中明確規(guī)定鋼材料的質(zhì)量等級(jí)必須要有正確的標(biāo)識(shí)，并且需要滿足焊接質(zhì)量等級(jí)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于選取的材料的質(zhì)量等級(jí)并沒(méi)有提供較為準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)，僅僅是標(biāo)明了鋼材使用材料的類別。因而需要對(duì)鋼材材料的質(zhì)量等級(jí)和焊接質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確的選用。首先，在鋼結(jié)構(gòu)的房屋建設(shè)過(guò)程中所選用的鋼材材料需要具備一定的抗壓力、負(fù)重性好以及可延伸性，同時(shí)還需要承受相當(dāng)強(qiáng)度的冷熱沖擊。根據(jù)實(shí)際的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，鋼材材料在選擇的時(shí)候要選用Q級(jí)以上的碳結(jié)構(gòu)鋼以及低合金高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)鋼，這樣就可以有效的保證保證鋼結(jié)構(gòu)的延伸性和韌性。除此之外，鋼材的焊接需要具備標(biāo)準(zhǔn)的碳含量證書，同時(shí)焊接質(zhì)量等級(jí)要高于二級(jí)。
3鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)性問(wèn)題
在鋼材料的防護(hù)過(guò)程中，防腐蝕和隔熱是其中非常重要的兩個(gè)方面。但是建筑工程師在應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中只注重對(duì)鋼材硬度和抗壓力度的強(qiáng)化，忽略了防腐蝕和隔熱的重要性。在相關(guān)的文件和制度中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕和隔熱并沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)，這些情況就導(dǎo)致房屋建設(shè)完成后由于外部環(huán)境的侵蝕和影響，在一定程度上減少了房屋的使用壽命。因而面對(duì)這樣的情況，相關(guān)部門需要制定和出臺(tái)相關(guān)的文件明確鋼材的抗腐蝕度，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)中埋入地下的部分需要進(jìn)行一定的包裝，提高鋼材的抗腐蝕性。除此之外，鋼材料在生產(chǎn)的時(shí)候要進(jìn)行相應(yīng)的耐火測(cè)試，以此作為采用有效防護(hù)措施的重要依據(jù)。
Abstract: with the China has in the comprehensive construction well-off society, be speeding up the whole social economic rapid development stage, people's standard of living quality will continue to ascend, living level will up the steps, improve the people's living life appropriate new demand, according to the practical experience for many years in the authors discussed in this paper. In the final analysis from three aspects detailed design optimization of building structure technology specific strategies, we hope that this paper for our country related parties or the significance of reference.
Keywords: structure design; Optimization technology; Housing design; Discusses application
中圖分類號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作。作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底，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。加深對(duì)當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與研究，以不斷提高自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，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。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在當(dāng)今房屋建筑工程中，是一項(xiàng)責(zé)任繁重、具有影響力的項(xiàng)目，房屋設(shè)計(jì)的優(yōu)化性比較重要，其設(shè)計(jì)的水平直接影響著建筑物的經(jīng)濟(jì)性、適用性和安全性。
1、房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
通常房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是利用適宜的方法和設(shè)計(jì)理念來(lái)滿足房屋建筑設(shè)計(jì)的需求，比如確定合理的布置、結(jié)構(gòu)形勢(shì)、構(gòu)件尺寸等。尤其是優(yōu)化設(shè)計(jì)基本的鋼筋混凝土房屋結(jié)構(gòu)體系，往往自整體布局與具體構(gòu)件兩個(gè)角度進(jìn)行分析、考慮。影響整體布局的關(guān)鍵因素是建筑
物的柱網(wǎng)尺寸、層高、體型、抗側(cè)力構(gòu)件位置等。具體構(gòu)件主要是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾面、布局、
鋼筋及混凝土的配筋構(gòu)造、強(qiáng)度等級(jí)。對(duì)于這兩大方面的因素，需要有專業(yè)的工程設(shè)計(jì)人員，
熟知構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)范并具有豐富設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而且善于分析與把握構(gòu)件受力特性及結(jié)構(gòu)，進(jìn)而選
取最相適宜的方法展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。
2、房屋優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性
依據(jù)我國(guó)的國(guó)情以及發(fā)展形勢(shì)，我國(guó)今后主要以建設(shè)高層住房為主。與此同時(shí)，投資者們也日益關(guān)注建設(shè)成本如何最低化，使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)建筑成本的最低化。若想實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的，工程設(shè)計(jì)人員首先以建筑的安全性為基礎(chǔ)，然后理性分析建筑方案，
融合與之相適宜的設(shè)計(jì)理念以及方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程造價(jià)的有效控制，以符合投資者的經(jīng)濟(jì)要求。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)比未進(jìn)行優(yōu)化的建筑節(jié)省了5%至30%的費(fèi)用。然而，在很多實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)中，其因?yàn)槭艿捷^多因素的制約而難以施展、發(fā)揮出其優(yōu)越性。比如，過(guò)度追求工程設(shè)計(jì)進(jìn)度，就會(huì)影響工程設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效果，一味地以滿足工程進(jìn)度為目標(biāo)；年輕的工程設(shè)計(jì)人員常受其專業(yè)素質(zhì)限制，難以理解其設(shè)計(jì)軟件，無(wú)法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化技術(shù)；也有一些工程設(shè)計(jì)人員過(guò)于關(guān)注建筑部分，忽視了建筑的整體方案，未能實(shí)現(xiàn)控制整體造價(jià)。由此可見(jiàn)，工程設(shè)計(jì)人員要將其技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，只有合理的設(shè)計(jì)方案才能確保實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益。
3、關(guān)于優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)中存在的問(wèn)題
3.1重視結(jié)構(gòu)尺寸，忽略結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)人員優(yōu)化建筑方案時(shí)，通常根據(jù)已給的幾何形狀、
材料、拓補(bǔ)等來(lái)規(guī)劃，以符合條件的構(gòu)件截面要求，而忽略了整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化性。其實(shí)形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)要比尺寸的優(yōu)化重要得多，單純的尺寸優(yōu)化不能滿足優(yōu)化結(jié)構(gòu)的需求。不少設(shè)計(jì)人員片面的認(rèn)為結(jié)構(gòu)方案和布置規(guī)劃經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)分析上部結(jié)構(gòu)，一旦構(gòu)件截面符合計(jì)算結(jié)構(gòu)的規(guī)定，那么對(duì)于地基部分，特別是軟地基部分，上部結(jié)構(gòu)重要性就變低了。所以設(shè)計(jì)人員時(shí)常對(duì)上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面沒(méi)有足夠的重視。
3.2優(yōu)化目標(biāo)不能完全符合工程的需求在實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，時(shí)常伴隨著很多難題，因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)工作中的約束條件較多、建筑功能的限制性較多、變量也多等一系列不確定因素，致使目標(biāo)函數(shù)僅能獲取相對(duì)的最優(yōu)解。當(dāng)今利用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)優(yōu)化截面，幾次間的試驗(yàn)根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。因此設(shè)計(jì)的進(jìn)度與時(shí)機(jī)都限制了優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)。雖然當(dāng)今不少建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及布置是較為合理的，而且它的構(gòu)件截面也適合常規(guī)尺寸，但是計(jì)算機(jī)軟件的分析工作依然是設(shè)計(jì)工作中薄弱一節(jié)。即使利用增大構(gòu)件截面的手段也無(wú)法得到有效改善，
相反地還增大了耗材的成本。
3.3離散變量問(wèn)題建筑物尺寸、型鋼規(guī)則型號(hào)、鋼筋等都是變量，傳統(tǒng)的梯度算法、對(duì)偶算法已經(jīng)不能滿足當(dāng)今的工程設(shè)計(jì)需要。當(dāng)前隨著問(wèn)題日益增多，引發(fā)了計(jì)算量劇增的組合性爆炸難題。
4、結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
4.1概念設(shè)計(jì)優(yōu)化與建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)每一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，都具有多種結(jié)構(gòu)及布局設(shè)計(jì)，即使建筑物的結(jié)構(gòu)布局已經(jīng)被確定，并且處于相同的荷載狀況，也依然有很多種分
析方法。建筑分析中的材料、設(shè)計(jì)參數(shù)、荷載取值等都不是固定不變的，處理建筑物的細(xì)節(jié)問(wèn)題也是要隨機(jī)應(yīng)變的，尤其是計(jì)算機(jī)軟件不能解決的問(wèn)題，更需要設(shè)計(jì)人員親自來(lái)做出分析判斷。概念設(shè)計(jì)意指設(shè)計(jì)者遵守房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的普遍規(guī)律，同時(shí)結(jié)合工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者對(duì)多個(gè)備選設(shè)計(jì)方案進(jìn)行篩選的工作環(huán)節(jié)。
4.2概念設(shè)計(jì)處理實(shí)際房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題處理概念設(shè)計(jì)問(wèn)題具有多種形式，但是所追求的共同目的是在任何外來(lái)影響下，建筑結(jié)構(gòu)都可以穩(wěn)固應(yīng)對(duì)或者僅是受到很低損害，這也是概念設(shè)計(jì)中要處理的基本實(shí)際狀況。由此可見(jiàn)，概念設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容即為將建筑物所可能遭到的各種破壞因素以及相應(yīng)的預(yù)防措施。比如地震災(zāi)害是最難以預(yù)防和解決的破壞性因素，
其嚴(yán)重的破壞性，已經(jīng)作為了概念設(shè)計(jì)中的重要課題。所以房屋結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)之時(shí)便要提前著手，做好房屋的抗震性能，以提升抗震性能為基礎(chǔ)，降低地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)危害的主要措施是確保建筑材料的剛度對(duì)稱且均勻，為了更好地防止地震引發(fā)房屋結(jié)構(gòu)的脆性破壞，可以實(shí)行延性設(shè)計(jì)進(jìn)行減緩；此外房屋結(jié)構(gòu)可以實(shí)行多道防御系統(tǒng)，幫助房屋建筑在遭受地震當(dāng)中分解地震的能量，減少損害度，以上這些抗震設(shè)計(jì)的思路均為概念設(shè)計(jì)的主要指導(dǎo)思想。
4.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)用性與藝術(shù)性結(jié)合建筑物其實(shí)就是建筑師的藝術(shù)品，建筑師在設(shè)計(jì)建筑物的時(shí)候，始終期望將自己的意圖表達(dá)得淋漓盡致，追求藝術(shù)性與實(shí)用性的最佳融合。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員首先要保證所涉及房屋建筑的安全性，然后對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改善，不斷完美，以全面體現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)師的美學(xué)意圖。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，滿足設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖是基本標(biāo)準(zhǔn)，平面布局須要精確對(duì)稱，有規(guī)則性，最大限度縮減質(zhì)量與剛度兩者之間的差異，
以避免建筑物因荷載作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。豎向布局應(yīng)以滿足房屋的功能為基礎(chǔ)，確保豎向承重構(gòu)件上下貫通，使用轉(zhuǎn)換層來(lái)降低設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)分析的難度與成本。此外，豎向布局剛度須要實(shí)行漸變，以避免應(yīng)力的過(guò)度集中現(xiàn)象，增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)抵抗水平動(dòng)力的荷載。
5、結(jié)語(yǔ)
工程造價(jià)在工程項(xiàng)目占有很大比例，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益，所以優(yōu)化設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)能夠卓有成效地減少工程造價(jià)成本。與此同時(shí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)要保障建筑的安全級(jí)別，合理化等，協(xié)調(diào)好技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩者之間的關(guān)系，切勿因重視節(jié)省成本，而忽視質(zhì)量或技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)整體目標(biāo)最優(yōu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員與工程師要分析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，利用精細(xì)高效的工作標(biāo)準(zhǔn)及要求來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的房屋結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施，主要還是通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論對(duì)存在許多缺陷或者不可計(jì)算性下手。 通過(guò)結(jié)構(gòu)方案的分析、模型參數(shù)的控制及施工圖中細(xì)節(jié)的把握。
【參考文獻(xiàn)】
［1］辛海虹 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程.2010(27).
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［3］王光遠(yuǎn) 工程結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)用方法[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2007.
［4］王磊 張伯林 鋼筋混凝土多層框架房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].煤炭工程
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(duì)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(guò)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(huì)使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用。豎直方向上應(yīng)避開(kāi)使用轉(zhuǎn)換層，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用及實(shí)踐價(jià)值
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和技術(shù)的應(yīng)用具體體現(xiàn)在房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)兩方面。其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(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(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包含選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，并應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和使用要求的前提下，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，圍繞其綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)踐價(jià)值筆者認(rèn)為，在滿足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益的前提下，應(yīng)盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，采用設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以使建筑工程造價(jià)降低5%～30%。優(yōu)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，并具有建筑規(guī)范所規(guī)定的安全度。同時(shí)，它還可為建筑整體性方案設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的決策，優(yōu)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的“適用、安全和經(jīng)濟(jì)”目標(biāo)的有效途徑。
三、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與用地的關(guān)系多層或高層住宅建筑中，總建筑面積是各層建筑面積的總和，層數(shù)越多，單位建筑面積所分?jǐn)偟姆课菡嫉孛娣e就越少。但隨著建筑層數(shù)的增加，房屋的總高度也增加，房屋之間的間距也必須增大。因此，用地的節(jié)約量并不隨建筑層數(shù)的增加而按同一比例遞增。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造價(jià)的關(guān)系建筑層數(shù)對(duì)單位建筑面積造價(jià)有直接影響，但影響程度對(duì)各分部結(jié)構(gòu)卻是不同的。屋蓋部分，不管層數(shù)多少，都共用一個(gè)屋蓋，并不因?qū)訑?shù)增加而使屋蓋的投資增加。因此，屋蓋部分的單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而明顯下降?；A(chǔ)部分，各層共用基礎(chǔ)，隨著層數(shù)增加，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載加大，必須加大基礎(chǔ)的承載力，雖然基礎(chǔ)部分的單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而有所降低，但不如屋蓋那樣顯著。承重結(jié)構(gòu)，如墻、柱、梁等，隨層數(shù)增加而要增強(qiáng)承載能力和抗震能力，這些分部結(jié)構(gòu)的單位建筑造價(jià)將有所提高。
3、高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系住宅的層高直接影響住宅的造價(jià)，因?yàn)閷痈咴黾?，墻體面積和柱體積增加，并增加結(jié)構(gòu)的自重，會(huì)增加基礎(chǔ)和柱的承載力，并使水衛(wèi)和電氣的管線加長(zhǎng)。降低層高，可節(jié)省材料、節(jié)約能源，有利于抗震，節(jié)省造價(jià)。同時(shí)，除降低層高可以減少住宅建筑總高度，縮小建筑之間的日照距離，所以降低層高能也取得節(jié)約用地的效果。
在相同建筑面積時(shí)，住宅建筑平面形狀不同，住宅的外墻周長(zhǎng)系數(shù)也不相同。顯然平面形狀越接近方形或圓形，外墻周長(zhǎng)系數(shù)越小，外墻砌體、基礎(chǔ)、內(nèi)外表面裝修等也隨之減少，并且受力性能好，造價(jià)會(huì)降低?？紤]到住宅的使用功能和方便性，通常單體住宅建筑的平面形狀多為矩形。
四、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)中的應(yīng)用
1、直覺(jué)優(yōu)化（概念設(shè)計(jì)優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
對(duì)于同一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中。
2、概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題
概念設(shè)計(jì)所要處理的問(wèn)題多種多樣。但可以肯定的是希望通過(guò)概念設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或?qū)⑵茐某潭冉抵磷畹?。因此，分析如何?yīng)付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應(yīng)盡量避免。剛度均勻、對(duì)稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段。
五、結(jié)語(yǔ)
建筑是凝固的藝術(shù)，建筑師總是希望通過(guò)建筑物表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，力求藝術(shù)性和實(shí)用性的完美結(jié)合。結(jié)構(gòu)師在保證安全性的前提下，當(dāng)然應(yīng)該敢于挑戰(zhàn)新的結(jié)構(gòu)形式，使建筑師的意圖得以實(shí)現(xiàn)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，在基本滿足建筑師設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上，平面布置應(yīng)盡量規(guī)則，對(duì)稱，盡量縮小質(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產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構(gòu)件上下貫通；能不使用轉(zhuǎn)換層的就應(yīng)避免使用，以減小結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上的困難，另外也不經(jīng)濟(jì)，還容易造成應(yīng)力集中；豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這對(duì)結(jié)構(gòu)抵抗水平動(dòng)力荷載是十分不利的。
參考文獻(xiàn)
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隨著時(shí)代的發(fā)展，人們的生活水平得到了顯著的提高。人們對(duì)房屋建筑的設(shè)計(jì)要求提出了新的要求。各種新型房屋設(shè)計(jì)被人們使用，但也間接的降低了房屋的整體可靠性。為了使房屋達(dá)到美觀與質(zhì)量并重，需要設(shè)計(jì)師們不斷對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新充實(shí)。本文著重對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行探析，提出淺薄的見(jiàn)解。
1地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)分析
往往在建設(shè)多層房屋時(shí)，沒(méi)有地質(zhì)詳勘報(bào)告，常根據(jù)相關(guān)建設(shè)單位口頭或參照周邊建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)而進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。實(shí)際上地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證準(zhǔn)確合理，安全適用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格結(jié)合地質(zhì)勘察資料，將多方面的因素進(jìn)行考察制定基礎(chǔ)類型與上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，僅參照局限的數(shù)據(jù)是不全面的，也不能保證安全，不能盲目通過(guò)降低耐力容許值而滿足設(shè)計(jì)需要。對(duì)軟弱地基應(yīng)進(jìn)行換土墊層的方式進(jìn)行處理，而目前多數(shù)的房屋設(shè)計(jì)未進(jìn)行換土墊層設(shè)計(jì)，僅憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理。一些設(shè)計(jì)者對(duì)于地基是否軟弱的危害認(rèn)識(shí)較低，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)對(duì)地基進(jìn)行墊砂，提高地基的承載力，沒(méi)有合理的進(jìn)行墊層的寬度與厚度的計(jì)算，使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既不安全也不經(jīng)濟(jì)。民用的建筑中柱梁以及基礎(chǔ)的負(fù)荷沒(méi)有正確的按照規(guī)范乘以折減系數(shù)。在進(jìn)行民用多層建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，一些設(shè)計(jì)人員進(jìn)行梁、柱及基礎(chǔ)負(fù)荷的計(jì)算，未能嚴(yán)格按照現(xiàn)行的規(guī)范荷載乘以折減系數(shù)，其計(jì)算出了荷載值準(zhǔn)確度較低。
2磚混結(jié)構(gòu)房屋采用構(gòu)造柱進(jìn)行承重
磚混結(jié)構(gòu)運(yùn)用在房屋設(shè)計(jì)中，不僅能夠有效的將墻體的抗震能力進(jìn)行提高，也能使構(gòu)造樁與圄梁有效聯(lián)接在一起，形成對(duì)砌體的約束，這樣有利于限制墻體裂縫，提高豎向承載力，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體抗震性的提高有重要作用。在當(dāng)前建筑業(yè)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，構(gòu)造柱被用于承載柱使用，而這種做法帶來(lái)了以下幾點(diǎn)問(wèn)題：一是將構(gòu)造柱作為承重柱后，將使其提前受力，
這對(duì)構(gòu)造柱對(duì)拉結(jié)力和約束力具有較大的影響，若房屋結(jié)構(gòu)受到地震作用，將在構(gòu)造柱處形成集中應(yīng)力，首先出現(xiàn)損壞。這樣使構(gòu)造柱不僅失去了本身應(yīng)有的作用，也成為了房屋建筑中較為薄弱的部位。二是構(gòu)造柱通常源于地圈梁中，沒(méi)有設(shè)置其他基礎(chǔ)，將構(gòu)造柱兼作承重柱后，使柱底基礎(chǔ)的抗沖切、抗彎部的承壓強(qiáng)度不能達(dá)到規(guī)范要求。柱底基礎(chǔ)若出現(xiàn)沖切或局部承壓出現(xiàn)破損，將使房屋結(jié)構(gòu)整體的可靠性降低。筆者建議承重大梁下的柱子，應(yīng)結(jié)合承重柱進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)。若梁上荷載及跨度不大時(shí)，可將構(gòu)造柱置于梁下，但此時(shí)必須按不考慮構(gòu)造柱作用來(lái)驗(yàn)算下墻體的局部承壓和抗彎強(qiáng)度對(duì)墻體的局部承壓及抗彎強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。在驗(yàn)算無(wú)誤后，再將構(gòu)造柱正式置于梁下[1]。
3承重柱截面高度設(shè)計(jì)不合理
這種問(wèn)題往往出現(xiàn)在六度抗震設(shè)防區(qū)。一些設(shè)計(jì)師對(duì)于六度設(shè)防存在誤解，認(rèn)為就是不設(shè)防，為了使受力分析方便快捷，他們故意將柱子的截面高度設(shè)計(jì)偏小，將梁柱的線剛度比增大。將梁簡(jiǎn)化成鉸支梁，將柱根據(jù)軸心受壓進(jìn)行計(jì)算。這類做法雖然將結(jié)構(gòu)受力分析進(jìn)行了簡(jiǎn)化，但大大增加了房屋結(jié)構(gòu)的安全隱患。這類做法將梁柱間的剛結(jié)作用忽略了，且柱截面的配筋較小，在結(jié)構(gòu)受力后，柱頂?shù)目箯潖?qiáng)度較低，進(jìn)而導(dǎo)致柱子從梁底周圍出現(xiàn)水平裂縫。這樣直接降低了房屋的耐久度，也將引起用戶的恐慌。這樣的結(jié)構(gòu)在地震作用下將極易倒塌。違背了當(dāng)前的強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)規(guī)范。
4框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)忽略縱向框架的設(shè)計(jì)
在當(dāng)前的房屋抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中，要求水平地震作用應(yīng)采取兩個(gè)方向分別計(jì)算，不同方面的地震作用應(yīng)結(jié)合該方向的抗側(cè)力構(gòu)件進(jìn)行承擔(dān)。在相關(guān)規(guī)定中，框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)將縱向框架與橫向框架同等重視。而在實(shí)際工作中，一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者將縱向框架按照普通的連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)致梁柱的節(jié)點(diǎn)及框架中的縱筋、箍筋的配置不能符合框架構(gòu)造的設(shè)計(jì)要求。由于沒(méi)有將地震的縱向作用考慮到設(shè)計(jì)中。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，往往出現(xiàn)梁的支座負(fù)筋、跨中縱筋及箍筋等不滿足相關(guān)要求[2]。
5懸挑梁的梁高選擇不合理
設(shè)計(jì)者在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往對(duì)梁手撓度的驗(yàn)算頗為輕視，而片面的重視對(duì)梁的強(qiáng)充及傾覆進(jìn)行驗(yàn)算。梁高選擇過(guò)低，將使梁截面的受壓區(qū)應(yīng)力過(guò)大，在正常的情況下，梁截面受壓區(qū)將呈非線性的徐變。梁撓度也將隨時(shí)間的推移而變大。挑梁一旦出現(xiàn)變形將使梁板產(chǎn)生裂縫，裂縫寬度將隨著挑梁變形的回大而加寬，嚴(yán)重影響的房屋的正常使用。根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，這種挑梁的變形在后期將使梁支座截面上部的受拉區(qū)出現(xiàn)較大的豎向裂縫，受支座周圍受拉區(qū)也將出現(xiàn)豎向裂縫。受到支座周圍剪彎作用的影響，豎向裂縫會(huì)逐漸發(fā)展成斜裂縫，此時(shí)梁幾乎被完全損壞。在為托墻挑梁時(shí)，梁過(guò)強(qiáng)的撓度將使梁上境況體在梁支座周圍出現(xiàn)裂縫。裂縫在梁支座處不斷斜向發(fā)展，越靠上裂縫越寬。挑梁的截面過(guò)小將降低整體抗震性能。懸挑結(jié)構(gòu)對(duì)豎向地震極為敏感。梁高小時(shí)截面相對(duì)受壓區(qū)高度較高，降低了梁的延性，以致在豎向地震的作用下極易發(fā)生脆性破壞，使結(jié)構(gòu)失去承載力。
6連續(xù)梁按照單梁進(jìn)行設(shè)計(jì)
這種設(shè)計(jì)常用于陽(yáng)臺(tái)邊梁的設(shè)計(jì)。由于邊梁上荷重較低，設(shè)計(jì)師往往對(duì)其不重視，為了使受力分析方便，往往將應(yīng)設(shè)計(jì)為連續(xù)梁的梁按照單簡(jiǎn)支梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，以致梁在支座處上部負(fù)筋設(shè)置量較少。這樣極易導(dǎo)致梁在支座周圍上方受拉區(qū)產(chǎn)生豎向裂縫，進(jìn)而引起梁上部欄板出現(xiàn)豎向裂縫。在環(huán)境溫度產(chǎn)生變化時(shí)，梁端柱或挑梁將約束梁的伸縮，梁內(nèi)出現(xiàn)收縮應(yīng)力，該收縮應(yīng)力又將作用于已生成的梁上裂縫中，導(dǎo)致梁的支座周邊沿著梁截面產(chǎn)生更多裂縫，使梁的承載力不能滿足安全，使房屋的使用安全性遭到破壞。
7樓板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題分析
板在房屋建筑中是主要的承載構(gòu)件，板將樓面及屋面的荷載轉(zhuǎn)移給周邊的墻或梁?？茖W(xué)的樓板設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到梁、墻、柱等構(gòu)件的安全問(wèn)題。若整體設(shè)計(jì)考慮不周，將導(dǎo)致設(shè)計(jì)不合理，甚至還將導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。樓板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：一是設(shè)計(jì)師為了計(jì)算方便或?qū)τ诎宓氖芰顟B(tài)缺少認(rèn)識(shí)，將雙向板按照單向板進(jìn)行計(jì)算。使計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的受力相差甚大，以致于板一邊的配筋過(guò)大，另一邊的根據(jù)構(gòu)造配筋，使配筋嚴(yán)重不足不合理，最后導(dǎo)致板上出現(xiàn)裂縫。二是板承受線荷載時(shí)的彎矩計(jì)算問(wèn)題。在民用房屋中，往往在樓板上設(shè)計(jì)一些非承載隔墻，需要在樓板設(shè)計(jì)中將該部分的線荷載轉(zhuǎn)化為等效的均布荷載，進(jìn)而進(jìn)行配筋計(jì)算。而一些設(shè)計(jì)師錯(cuò)誤的將隔墻的總荷載加在板的總面積之上，導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算。三是雙向板的有效高度取值較大。雙向板將在兩個(gè)方向產(chǎn)生彎矩，因此雙向板跨中應(yīng)縱橫疊放彎矩鋼筋，并對(duì)兩個(gè)方向的各自有效高度進(jìn)行分別計(jì)算。而一些設(shè)計(jì)師將兩個(gè)方向的有效高度進(jìn)行一致配筋計(jì)算，導(dǎo)致有效高度取值不合理，配筋降低，使房屋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量隱患[3]。
8結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合多方面的因素，認(rèn)真的對(duì)每一個(gè)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，相關(guān)設(shè)計(jì)師應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合上文所述觀點(diǎn)，將重視房屋設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，嚴(yán)格約束自身，提高專業(yè)水平，不忽視設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，進(jìn)而使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到保證。
參考文獻(xiàn)：
2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)中的操作步驟
2.1創(chuàng)建優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模型
首先需要科學(xué)、合理地設(shè)計(jì)變量。一般情況下，主要的變量是對(duì)建筑本身結(jié)構(gòu)造成影響的重要參數(shù)。對(duì)于部分由局部性有關(guān)要素就可以使設(shè)計(jì)要求得到滿足或者變化范圍很小、影響也較小的參數(shù)，通?？刹捎妙A(yù)定參數(shù)加以表示，不僅可以使計(jì)算數(shù)量與設(shè)計(jì)數(shù)量減少，而且有關(guān)的編程工作量也會(huì)減少，有助于工作效率的提升。其次，要確定目標(biāo)函數(shù)。在優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，為減少整體的工程造價(jià)，需要找到失效的概率函數(shù)與尺寸符合預(yù)定條件的鋼筋截面積。最后，要合理確定約束條件。
2.2合理優(yōu)化設(shè)計(jì)有關(guān)的方案
將可靠度作為優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)時(shí)，一般約束條件較多，還可能出現(xiàn)非有關(guān)的非線性問(wèn)題，因此在計(jì)算過(guò)程中，需要學(xué)會(huì)適當(dāng)轉(zhuǎn)換，將有約束的優(yōu)化向無(wú)約束轉(zhuǎn)化，可采用拉氏乘子法等計(jì)算。
2.3相關(guān)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)
無(wú)論是將可靠度作為優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，還是運(yùn)用有關(guān)的計(jì)算方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了有效達(dá)到相應(yīng)的效果，都要將這些因素編纂為具有科學(xué)性、綜合性、功能全面、運(yùn)算速度較快的應(yīng)用程度，從而高效、全面地實(shí)施整個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
2.4綜合分析結(jié)果
得到相關(guān)計(jì)算結(jié)果后，需要分析與比較其必要性，進(jìn)而選出最適合的設(shè)計(jì)方案。進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行全面考慮，多角度分析相應(yīng)的問(wèn)題，確保所選設(shè)計(jì)方案的合理性，增強(qiáng)房屋建筑整體的實(shí)用性、安全性和美觀性，與此同時(shí)還不會(huì)導(dǎo)致工程的資金投入增加。優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)要求我們同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)節(jié)約與施工技術(shù)要求，做到全面考慮，科學(xué)配置，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)。
3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)中的具體應(yīng)用
3.1房屋建筑的局部性和整體性優(yōu)化
建筑結(jié)構(gòu)通常都具有復(fù)雜性與層次性的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)需要分別考慮建筑的安裝體系。結(jié)構(gòu)相關(guān)體系和整體設(shè)計(jì)體系等，其中每一個(gè)體系又會(huì)延伸出若干個(gè)下屬體系，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)房屋時(shí)需要優(yōu)化下屬系統(tǒng)，將橫向關(guān)聯(lián)性沖破，達(dá)到疊加工程的效果；在復(fù)雜性方面，涉及到建筑零部件、材料等的選擇，需要從整體著手，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。
3.2階段性優(yōu)化、建筑壽命與樁基礎(chǔ)的優(yōu)化
當(dāng)建筑工程未超過(guò)使用年限時(shí)，房屋設(shè)計(jì)者需要根據(jù)不同階段特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況確定優(yōu)化方式，實(shí)施階段性優(yōu)化，延長(zhǎng)建筑的整體壽命，在確保建筑質(zhì)量的同時(shí)還能增加經(jīng)濟(jì)效益。預(yù)制樁與灌注樁都屬于建筑樁基礎(chǔ)，在整體施工時(shí)，后者的操作技巧復(fù)雜，質(zhì)量控制難度較大，耗時(shí)較長(zhǎng)，所以在滿足沉降標(biāo)準(zhǔn)的情況下，可與預(yù)制樁施工相結(jié)合，使工序減少。需要注意的是，在樁基逐漸加深會(huì)增大土壤對(duì)樁基的摩擦力，所以一定要采用長(zhǎng)度足夠的預(yù)制樁。
3.3良好協(xié)調(diào)建筑優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
在優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)建筑整體平面和整體結(jié)構(gòu)緊密配合的效果。打造簡(jiǎn)潔的建筑系統(tǒng)，支柱和墻體不可發(fā)生錯(cuò)位等情況，截面面積和高度要相同。設(shè)計(jì)樓體時(shí)，由于轉(zhuǎn)角區(qū)域自身受力較多，所以需要將承重材料選為高強(qiáng)建材，起到降低自重的效果。確保建筑整體的質(zhì)心、剛心和重心正確交疊，避免發(fā)生扭轉(zhuǎn)。
3.4良好協(xié)調(diào)排水系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
專門用來(lái)管理排水系統(tǒng)的房間中機(jī)械設(shè)備很多，有較大的荷載強(qiáng)度與荷載能力。因此最好在地下室放置這些設(shè)備，確保管道預(yù)留深度，預(yù)留尺寸和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)相符合，加固樓板的鉆孔位置。注意避免梁或柱被水平方向的管線貫穿，妥善加固有管道穿過(guò)的墻體，協(xié)調(diào)好管道網(wǎng)與結(jié)構(gòu)設(shè)置，避免管道繞梁或繞柱。
3.5良好協(xié)調(diào)電氣優(yōu)化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
在樓板、墻體等地方或金屬管體外部以導(dǎo)線的形式安裝電器管線，會(huì)增加預(yù)制結(jié)構(gòu)施工的難度。因此，若想在梁體中穿過(guò)管線，需要提前將相應(yīng)的孔洞預(yù)留在梁體上，確保梁體寬度等于有關(guān)墻體的[3]寬度。設(shè)計(jì)者需要單獨(dú)分析和計(jì)算電梯部分的建筑，提高設(shè)計(jì)的安全性及合理性，保證施工質(zhì)量。
1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性
如今，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市建筑土地資源越來(lái)越緊缺，因此高層或超高層住房將成為城市住宅的發(fā)展方向，相較于傳統(tǒng)的建筑模式，高層建筑等新型建筑的建設(shè)具有更大的難度，這就要求相關(guān)的施工建設(shè)人員應(yīng)該重視房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題，在減少資金投入的同時(shí)，進(jìn)行細(xì)致的建筑設(shè)計(jì)方案規(guī)劃，運(yùn)用新技術(shù)和新理念，建設(shè)出既安全又經(jīng)濟(jì)的建筑。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出合理的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少建設(shè)資金投入，與沒(méi)有進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的建筑相比采用優(yōu)化法進(jìn)行優(yōu)化后的建筑能夠節(jié)省10%～20%的建設(shè)費(fèi)用。不過(guò)，在實(shí)際的施工建設(shè)過(guò)程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)施往往不是一帆風(fēng)順的，可能因?yàn)槎喾矫娴南拗贫y以進(jìn)行。首先，很多施工單位都會(huì)因?yàn)橼s工程進(jìn)度，而不顧施工質(zhì)量，對(duì)于房屋設(shè)計(jì)的缺陷不予及時(shí)的優(yōu)化處理，而對(duì)最后的建筑質(zhì)量造成影響。其次，還有一些施工建設(shè)人員自身經(jīng)驗(yàn)不足、專業(yè)素質(zhì)不高，無(wú)法進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化。最后，還因?yàn)橐恍┦┕そㄔO(shè)人員和設(shè)計(jì)人員只注重建筑的部分建設(shè)，而忽視建筑的整體設(shè)計(jì)，不能準(zhǔn)確的制定工程預(yù)案，影響建筑整體的造價(jià)。對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠合理的規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)，減少工程資金投入，房屋結(jié)構(gòu)各個(gè)方面整合起來(lái)，能夠保證建筑質(zhì)量，為人們提供經(jīng)濟(jì)安全的住房。
2 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
2.1 分階段優(yōu)化與壽命優(yōu)化。在限定時(shí)間內(nèi)，每一個(gè)項(xiàng)目工程都有使用的期限，而且在每一個(gè)環(huán)節(jié)中，都可以設(shè)計(jì)出多種方案以供參考與挑選。也就是說(shuō)，在每個(gè)階段，都可以對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員可在確定優(yōu)化方法的時(shí)候，可以將各個(gè)階段的性質(zhì)作為依據(jù)，從而優(yōu)化整體工程的壽命，并對(duì)建筑的施工質(zhì)量予以保障，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益能夠有所增加。
2.2 局部?jī)?yōu)化與整體優(yōu)化。復(fù)雜性與層次性是任何一個(gè)項(xiàng)目建筑設(shè)計(jì)都具備的兩大特點(diǎn)。從復(fù)雜性方面來(lái)看，其主要包括零部件的選取、建筑原材料的選取以及結(jié)構(gòu)類型的選取等內(nèi)容。從層次性方面來(lái)看，其主要包括建筑的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)體系以及安裝設(shè)計(jì)體系等，而在每一個(gè)體系之內(nèi)又包括了很多個(gè)下屬體系。在設(shè)計(jì)房屋建筑的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該優(yōu)化各個(gè)下屬的系統(tǒng)，沖破各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)，對(duì)工程進(jìn)行疊加。因此，在建筑任何房屋的時(shí)候，優(yōu)化的著眼點(diǎn)都應(yīng)該是整體而非局部。只有這樣，才能達(dá)到真正設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。
2.3 優(yōu)化上部結(jié)構(gòu)。要想模型建立與優(yōu)化房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)，首先就要對(duì)剪力墻進(jìn)行合理的布設(shè)，對(duì)剪力墻的質(zhì)量均勻予以有效保證。這樣，樓層的結(jié)構(gòu)重心便能同樓層的平面剛度中心點(diǎn)實(shí)現(xiàn)重合，從而有效地削減了風(fēng)力以及地震等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。如果房屋的類型允許的話，那么可以盡量使用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造，并對(duì)剪力墻的墻肢長(zhǎng)進(jìn)行增加。這樣做，不僅可以有效地對(duì)墻肢的數(shù)量進(jìn)行縮減，還可以確保剛度能夠與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，并以此作為前提與基礎(chǔ)，有效地降低混凝土的使用數(shù)量。
3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體措施
3.1 地基是建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。對(duì)建筑物的穩(wěn)定性起著決定性的作用。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的地基設(shè)計(jì)時(shí)，要因地制宜，具體情況具體分析。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)地基的設(shè)計(jì)優(yōu)化首先是要選擇合理的優(yōu)化方案，如果是基礎(chǔ)較深，那么就需要對(duì)擬建工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行全面仔細(xì)的勘察，然后再綜合其他現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的各種因素進(jìn)行基礎(chǔ)選型及埋深等設(shè)計(jì)。
3.2 砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。磚砌體在房屋建筑結(jié)構(gòu)中主要擔(dān)負(fù)著抵抗側(cè)向位移和承重的作用，它的布置方式較為多變，但是在躍層結(jié)構(gòu)或表現(xiàn)出過(guò)大的受力結(jié)構(gòu)中卻并不適宜。通常應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行以下方面的優(yōu)化，優(yōu)化平立面結(jié)構(gòu)，保證建筑形體的規(guī)則性，抗側(cè)力構(gòu)件平面布置宜規(guī)則對(duì)稱，側(cè)向剛度沿豎向宜均勻變化。縱向抗震墻體在建筑整體中，必須保證有三條以上，合理規(guī)劃門窗的開(kāi)口規(guī)格，一般要將寬度控制在2m或2m以下，這樣的設(shè)計(jì)有利于增加建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。
3.3 建筑底部剪力墻的設(shè)計(jì)優(yōu)化。處于房屋建筑底部位置的框架剪力墻因?yàn)榫哂胸Q直方向抵抗側(cè)力部件的不連續(xù)性，所以就增加了受力出現(xiàn)不平衡狀況的因素。也就因此而增加了對(duì)建筑平面的要求。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡最大可能將承重墻放置于框架梁之上，如果受到具體條件限制而只能放置于次梁時(shí)，就必須要將主梁與框架梁的鋼筋配置適度增大，使放置承重墻的樓板厚度增加。
3.4 剪力墻的設(shè)計(jì)優(yōu)化。對(duì)剪力墻進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其中連梁是最為重要的環(huán)節(jié)。如果將連梁的剮度增加，就一會(huì)產(chǎn)生增加建筑結(jié)構(gòu)地震作用的情況，同時(shí)也就造成了連梁與墻肢的內(nèi)部受力分配大幅度增加，這樣就應(yīng)該將此處構(gòu)件的鋼筋配置適度增加，從而使建筑材料受到不必要的浪費(fèi)。所以，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)該選擇將大剛度窗下墻當(dāng)做連梁的設(shè)計(jì)。應(yīng)該選擇的設(shè)計(jì)方式應(yīng)該是把連梁設(shè)計(jì)成剛度與截面較小的弱連梁，并且在達(dá)到結(jié)構(gòu)的剛度與變形程度要求的條件下，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)與變形能力等多方面思考，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理的布置。一般來(lái)說(shuō)，剪力墻設(shè)計(jì)越多，建筑結(jié)構(gòu)也就具有更大的抗側(cè)力，從而減少建筑結(jié)構(gòu)的位移，卻導(dǎo)致了地震力的增大?；谝陨系目紤]，進(jìn)行剪力墻的設(shè)計(jì)時(shí)必須要掌握對(duì)稱和分散與均勻的基本理念，以水平位移限度為準(zhǔn)控制剪力墻的數(shù)目。
3.5 房屋建筑結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)優(yōu)化。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，不但要關(guān)注整體設(shè)計(jì)，也應(yīng)該對(duì)各個(gè)細(xì)部結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)給予重視，比如進(jìn)行現(xiàn)澆板的設(shè)計(jì)時(shí)，為了達(dá)到去除拐角裂縫與結(jié)構(gòu)受力均勻的目的就需要將異形板劃分為矩形板。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)底部的框架抗震墻的鋼筋配置通常較大，如果在材料選用上使用冷軋帶肋鋼筋則能夠適當(dāng)減少鋼筋配置，從而更加便于施工和達(dá)到控制工程造價(jià)的目的。在有關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化方面，也可以增加對(duì)現(xiàn)代化高科技的利用。
4 結(jié)語(yǔ)
總而言之，利用對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，可以保證建筑自身的功能，并且對(duì)工程資金投入進(jìn)行控制。另外，建筑企業(yè)及開(kāi)發(fā)商不應(yīng)過(guò)于重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益，利用縮減建材、降低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、削弱技術(shù)性能等方法來(lái)追求利益，并且也不可以一味的關(guān)注技術(shù)而忽視經(jīng)濟(jì)效益。房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化其最終的目的在于保證建筑的功能、提高建筑的質(zhì)量、提升環(huán)保性能，增加企業(yè)收益。為了完成這一任務(wù)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷提高自身水平，緊跟時(shí)代步伐，勇于開(kāi)拓創(chuàng)新，為人民的居住及生活提供安全保障。因此，對(duì)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)用進(jìn)行談?wù)撌侵档孟嚓P(guān)工作人員深入思考的事情。
隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)內(nèi)部之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，建筑企業(yè)必須要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，提高房屋建設(shè)的水平。在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境下，房屋建設(shè)的水平不僅體現(xiàn)在房屋的質(zhì)量上，同時(shí)還包括房屋的舒適性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性等。因此，必須要在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)。本文將從介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用入手，介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的方法，分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。
1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用
在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)具有一定的作用，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以提升建筑的安全性。應(yīng)用優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的不足和缺陷，從而提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和安全性。而且，應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的受力性進(jìn)行更加全面的分析，從而確保房屋使用過(guò)程的安全性；第二，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以降低工程的造價(jià)。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以將工程的成本降到原來(lái)的70%，從而大大節(jié)約了房屋工程建設(shè)的成本。此外，應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)還可以提高原材料的性能，減少材料的浪費(fèi)，提高房屋建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的方法
無(wú)論是在房屋建筑總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是分部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中都可以采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。但在應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的過(guò)程中應(yīng)根據(jù)房屋建筑的實(shí)際情況而定。下文將具體介紹一下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的方法。首先，要建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就是指將人們的居住需求以數(shù)學(xué)的方式表達(dá)出來(lái)，然后對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行整理和分析，再結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況建立數(shù)學(xué)模型，最終求出數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解。因此，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)最為關(guān)鍵的一步就是建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型。在建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型時(shí)也應(yīng)遵守一定的原則。第一，要合理選擇設(shè)計(jì)變量。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)變量的選取是十分重要的，將直接關(guān)系到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。因此，設(shè)計(jì)人員必須要重視這項(xiàng)工作。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)變量對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響將其分成不同的類別，確定其中的預(yù)定參數(shù)，從而使得整個(gè)計(jì)算流程變得比較簡(jiǎn)單；第二，要確定目標(biāo)函數(shù)。確定目標(biāo)函數(shù)的目的是為了找到最優(yōu)解；第三，要明確約束條件。不同的房屋建筑的具體約束條件是不同的。但總體來(lái)說(shuō)，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的約束條件主要包括強(qiáng)度、應(yīng)力、尺寸等。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)現(xiàn)行的房屋建筑設(shè)計(jì)規(guī)范確定約束條件。其次，要確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案應(yīng)包括兩方面的內(nèi)容，一是整體結(jié)構(gòu)的布局，二是細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在進(jìn)行房屋整體結(jié)構(gòu)布局的過(guò)程中應(yīng)盡量簡(jiǎn)單一點(diǎn)。因?yàn)?，越是?fù)雜的結(jié)構(gòu)需要的投入越多。而且，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)需要多次傳力，會(huì)影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化涉及到的內(nèi)容比較多，不同的部位對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的影響也是不同的。但在所有的細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化過(guò)程中最為重要的部位是構(gòu)件截面。構(gòu)件截面的選取將影響到房屋結(jié)構(gòu)使用的安全性和其它部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。例如，豎向構(gòu)件在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇合理的軸壓比。如果軸壓比選擇不合理將會(huì)影響配筋的使用。又如，在進(jìn)行梁截面設(shè)計(jì)時(shí)，如果截面設(shè)計(jì)的過(guò)大則會(huì)縮小房屋建筑內(nèi)部的使用空間。如果截面過(guò)小則會(huì)增加使用的配筋，從而增加房屋工程的總成本。
3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用
現(xiàn)在，隨著城市居住人口的不斷增多，城市住房壓力越來(lái)越大。在這種情況下，房屋建筑主要以高層建筑為主。相比于普通的房屋建筑來(lái)說(shuō)，高層建筑的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)更加符合人們的居住要求。下文將具體介紹一下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。首先，要優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)范。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須要先了解和房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的規(guī)范，明確其中的條例和規(guī)定。同時(shí)，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中還應(yīng)結(jié)合房屋的實(shí)際情況將這些規(guī)范應(yīng)用其中，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和規(guī)范性。此外，設(shè)計(jì)人員在遵守規(guī)范的同時(shí)還應(yīng)結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況對(duì)規(guī)范進(jìn)行修改，即要將規(guī)范中一些過(guò)于寬松的條款舍棄，按照房屋建筑的實(shí)際情況而定，從而確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)性。其次，要參與房屋工程前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，設(shè)計(jì)人員必須要參與房屋建筑工程前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)。一方面，是要對(duì)房屋建筑工程進(jìn)行全面地了解，掌握一手的數(shù)據(jù)資料。另一方面是要從全局的角度出發(fā)進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性，這樣才能為以后的施工提供科學(xué)的指導(dǎo)。如果設(shè)計(jì)人員不參與房屋建筑工程前期規(guī)劃設(shè)計(jì)，則無(wú)法準(zhǔn)確地判斷工程結(jié)構(gòu)的受力情況，同時(shí)也無(wú)法有效控制設(shè)計(jì)的質(zhì)量和成本。這種脫離房屋工程建筑實(shí)際的設(shè)計(jì)方案不可能是最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，即無(wú)法充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用。最后，要進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。對(duì)于同一個(gè)房屋建筑工程來(lái)說(shuō)，在施工條件基本相同的情況下，采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生的設(shè)計(jì)效果是完全不同的，需要的工程投入也是完全不同的。因此，在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要重視細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中還應(yīng)考慮到概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中如果缺少相應(yīng)的數(shù)據(jù)，就必須要通過(guò)概念設(shè)計(jì)的方法來(lái)處理細(xì)節(jié)。例如，在進(jìn)行地震設(shè)防烈度設(shè)計(jì)時(shí)就不能單純依靠量化的方法，而是應(yīng)采用概念設(shè)計(jì)的方法，將所有已知的參數(shù)作為參考，對(duì)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行合理地處理，從而確保結(jié)構(gòu)的防震等級(jí)符合相關(guān)的要求。
4結(jié)論
總之，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)是十分合理的，未來(lái)隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將會(huì)愈加凸顯。因此，人們必須要重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，將其廣泛應(yīng)用于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性、經(jīng)濟(jì)性和美觀性。
參考文獻(xiàn)
一、引言
針對(duì)建筑進(jìn)行評(píng)價(jià)的指標(biāo)比較多，同樣的，針對(duì)建筑性能評(píng)價(jià)的指標(biāo)也多種多樣。一般的來(lái)講合格的、高質(zhì)量的建筑，外觀應(yīng)當(dāng)是美觀且大氣，同時(shí)整個(gè)房屋建筑的基本結(jié)構(gòu)完整、質(zhì)量上乘，所使用的材料也相當(dāng)考究。針對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量好壞、水平高低進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)于整個(gè)建筑功能性的發(fā)揮以及整個(gè)建筑的后期使用均有著巨大的意義。所以，有必要針對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論進(jìn)行優(yōu)化和改良，以現(xiàn)代化的審美標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水準(zhǔn)，促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)和相關(guān)設(shè)計(jì)行業(yè)的不斷發(fā)展。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基本理論
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的專業(yè)性活動(dòng)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行具體房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)兼顧建筑物的各種性能指標(biāo)，包括使用價(jià)值指標(biāo)、美學(xué)價(jià)值指標(biāo)等。建筑物的功能價(jià)值，指的是建筑物作為人們的日常住所必須具有的遮擋風(fēng)雨、抗溫度變化等基本功能；建筑物的審美價(jià)值，指的是建筑物的外形要美觀、結(jié)構(gòu)搭配要協(xié)調(diào)，從而給人以美的享受。設(shè)計(jì)者不僅要考慮到房屋的基本性能，還要考慮到房屋的結(jié)構(gòu)搭配以及美學(xué)價(jià)值的大小。在這樣的設(shè)計(jì)理念指引下，設(shè)計(jì)者就要從擬定的多種方案中選擇一種最佳方案，以實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合目標(biāo)。我們可以將這個(gè)方案篩選過(guò)程用科學(xué)化方式加以表達(dá)，運(yùn)用建筑學(xué)和相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，在許多種設(shè)計(jì)方案中，選擇一種與設(shè)計(jì)目標(biāo)最相符的、最能體現(xiàn)居住著需要的設(shè)計(jì)方案。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，指的是在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要改革設(shè)計(jì)理念，應(yīng)用科學(xué)、先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案篩選方式，選擇出在各方面都能達(dá)到最佳效果的設(shè)計(jì)方法。建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，要將建筑物的各個(gè)部分完美組合在一起，使建筑物發(fā)揮最佳的功能，并不是一件容易的事情。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，具體包括建筑區(qū)中各個(gè)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以及建筑物整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在這兩個(gè)部分中，建筑區(qū)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化顯得更為重要，因?yàn)檎w是各個(gè)部分的綜合，在完善房屋高性能方面發(fā)揮著更大的作用。具體來(lái)說(shuō)，建筑物整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化包括房屋頂部設(shè)計(jì)的優(yōu)化、房屋設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以及房屋細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。在這三個(gè)大部分中，還可以細(xì)分出型號(hào)選擇、布局設(shè)置、受力研究、價(jià)格衡量等較小的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者還要緊密結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況，努力實(shí)現(xiàn)房屋建造的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。
在確保房屋結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定的前提下，設(shè)計(jì)者要大膽創(chuàng)新，敢于探索新型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者要平衡房屋使用者和建造者的利益，充分考慮房屋建筑工作者的意見(jiàn)；在滿足建筑物建造者需求的基礎(chǔ)上，尋求新式的房屋結(jié)構(gòu)布局方法。
具體而言，房屋的平面結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)憑證，體現(xiàn)出建筑物的對(duì)稱美，并盡量減小平面建造質(zhì)量與房屋剛性結(jié)構(gòu)要求之間的差異，使得房屋在承受較大的水平方向作用力時(shí)，不至于發(fā)生結(jié)構(gòu)性的扭曲；在滿足居住著使用要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者應(yīng)將房屋的承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成豎直貫通的形式，以便增強(qiáng)房屋對(duì)豎直方向壓力的承受能力；盡量不更換房屋原有的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。因?yàn)橐坏└鼡Q這些結(jié)構(gòu)，就會(huì)消耗大量的建筑原料，不符合房屋建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性的要求，還不比較容易造成外來(lái)壓力集中于某一個(gè)承受點(diǎn)上的現(xiàn)象；豎直方向的剛性程度設(shè)計(jì)要遵循漸變規(guī)律，避免剛性結(jié)構(gòu)角度的突然改變。否則，角度突變的部位在受到強(qiáng)烈的水平壓力時(shí)，不容易轉(zhuǎn)移壓力，這對(duì)于房屋整體抗壓性能的提升是很不利的。
三、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法概述
在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，造價(jià)是極為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是整個(gè)工程中比例極為重大的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的選用對(duì)于造價(jià)控制極為關(guān)鍵，可以產(chǎn)生客觀的經(jīng)濟(jì)效益。為此，建筑設(shè)計(jì)部門和有關(guān)工作人員在工作中必須要遵守經(jīng)濟(jì)、適用、合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)原則，精心設(shè)計(jì)，采取科學(xué)的現(xiàn)代化技術(shù)手段制定出能夠滿足建設(shè)設(shè)計(jì)、工作要求的設(shè)計(jì)方案，從而實(shí)現(xiàn)降低工程造價(jià)、取得工程最大經(jīng)濟(jì)效益的目的。
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)分析
在剛從事建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了考慮到設(shè)計(jì)對(duì)象的基本使用功能以及安全可靠性之外，還應(yīng)當(dāng)在工作中考慮到將它作為設(shè)計(jì)對(duì)象來(lái)進(jìn)行分析，使得其盡可能的達(dá)到完美。這就是工程和結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化問(wèn)題，是一個(gè)用科學(xué)的語(yǔ)言來(lái)描述的問(wèn)題。對(duì)于利用確定的數(shù)學(xué)方法，在所能的設(shè)計(jì)方案的集合中搜索出可以讓人滿足、達(dá)到預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的方案。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法從建筑理論上進(jìn)行分析，主要是體現(xiàn)房屋工程分布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)不同的方面。其中房屋結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)則是一個(gè)涵蓋了房屋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、房屋選型設(shè)計(jì)、房屋布置、房屋受力分析以及地面工程等多個(gè)環(huán)節(jié)的復(fù)雜工作。而局部設(shè)計(jì)主要是指對(duì)房屋某一部位和分項(xiàng)工程進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)的結(jié)果。
2.房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義
就一個(gè)建筑工程項(xiàng)目而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用不僅可以達(dá)到降低工程造價(jià)、提高工程效率的效果，而且對(duì)于實(shí)現(xiàn)房屋的美觀性、實(shí)用性以及室內(nèi)空間的個(gè)性化布置有著重要的意義。在建筑市場(chǎng)上，每一個(gè)單位和企業(yè)都希望工程在滿足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益的基礎(chǔ)上，最大限度的減少和降低建筑結(jié)構(gòu)的近期投資，同時(shí)保證建筑物的節(jié)后可靠性、科學(xué)性，也只有這樣，才能夠在工作中實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展以及更多的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。
四、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)中的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和技術(shù)使用于實(shí)踐之中的一個(gè)廣泛課題，是建筑工程項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)等多個(gè)部分環(huán)節(jié)組成，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法不改變使用性能的前提降低工程造價(jià)，已取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化前注重事項(xiàng)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，前提方案時(shí)明確設(shè)計(jì)方案目標(biāo)的前提，前期方案的確定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問(wèn)題就是前期方案階段機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，設(shè)計(jì)者進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多不考慮結(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(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)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(lái)，那么我們就能針對(duì)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(kāi)端。
2.直覺(jué)優(yōu)化（概念設(shè)計(jì)優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
直覺(jué)設(shè)計(jì)用于沒(méi)有具體數(shù)量的情況下，由于不確定性和計(jì)算難度大等差異，在對(duì)于統(tǒng)一建筑方案，可以有許多不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過(guò)程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值也不是唯一的；建筑物細(xì)部的處理更是不盡相同，這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)法完全解決的，都需要設(shè)計(jì)人員自己作出判斷。而判斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一半規(guī)律指導(dǎo)下，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，這便是前面所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)。因此，概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇的過(guò)程中。
3.概念設(shè)計(jì)處理的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題
概念設(shè)計(jì)所要處理的問(wèn)題是不確定的，多種多樣的，例如一些抗震能力。但可以肯定的是希望通過(guò)概念設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或是破壞程度降至最低。因此，分析如何應(yīng)付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)該未雨綢繆，從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的做法則應(yīng)盡量避免。剛度均勻、對(duì)稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利影響的重要手段；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，只有合理地選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，不但可以滿足相應(yīng)的技術(shù)要求，還能節(jié)約工程成本，因此在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，合理的設(shè)計(jì)方案極其重要。但是建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，且具有很強(qiáng)的綜合性，因此必須深入研究對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法。
參考文獻(xiàn)：
