結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王志強(qiáng)

摘要：建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是保證建筑使用者獲得滿意居住和工作條件的重要工作，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是促進(jìn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作水平提高的重要方法，分析建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的具體運(yùn)用，對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）08-0218-01

引言

目前，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)。

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性

我國(guó)建筑行業(yè)飛速發(fā)展，高層建筑和超高層建筑越來(lái)越多，甲方更加關(guān)注如何用較少的資金，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的實(shí)用設(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)和實(shí)用的設(shè)計(jì)理念，對(duì)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)造價(jià)問(wèn)題進(jìn)行合理的控制。沒(méi)有結(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，所以無(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，在建筑施工時(shí)耗費(fèi)的資金要多出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(mǎi)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)可以為甲方節(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)，保證建筑使用年限，切實(shí)保證建筑購(gòu)買(mǎi)者和租賃者的根本利益。

2.結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題

2.1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(mén)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，切實(shí)保證樓梯和臺(tái)階能夠滿足使用且維護(hù)建筑使用者的安全。

2.2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(mén)的原材料質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)，對(duì)每一個(gè)購(gòu)買(mǎi)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。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

3.1房屋結(jié)構(gòu)抵抗地震的安全設(shè)計(jì)

房屋作為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的場(chǎng)所，首先一定要保證其安全性，做好房屋應(yīng)對(duì)地震的能力，提高房屋的建筑質(zhì)量。做好房屋建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)，為建筑結(jié)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)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)房屋產(chǎn)生影響作用的因素進(jìn)行充分地考慮，特別是對(duì)于不可預(yù)知的突發(fā)的災(zāi)害的影響，其中影響最大的是地震，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在對(duì)房屋進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要將地震災(zāi)害考慮在其中，并針對(duì)地震可能造成的危害進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高建筑物抵御地震災(zāi)害的能力，降低其損失，最大程度地保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。關(guān)于房屋的抗震設(shè)計(jì)主要涉及到兩方面：隔震設(shè)計(jì)及消能減震的設(shè)計(jì)，其中隔震設(shè)計(jì)是在房屋基礎(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，從而建筑物的自振周期會(huì)變得比之前長(zhǎng)，并且到達(dá)上部結(jié)構(gòu)的水平地震對(duì)此產(chǎn)生的影響也會(huì)相應(yīng)地降低，這樣之前預(yù)想的抗震要求就會(huì)得到滿足。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。

3.2房屋結(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。當(dāng)前，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。

3.3房屋結(jié)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。房屋建筑結(jié)構(gòu)多種多樣，利用數(shù)字技術(shù)模擬出建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，可以讓設(shè)計(jì)者和用戶更直觀地了解建筑結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，以滿足需求。同時(shí)，利用數(shù)字技術(shù)模擬設(shè)計(jì)的實(shí)際情況還可以根據(jù)實(shí)際用途進(jìn)行場(chǎng)景實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。

4.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)設(shè)計(jì)優(yōu)化，很大程度上豐富了建筑的使用性能，在保證安全的前提下，使房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加合理、美觀。