結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在變電站內(nèi)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

蔡蕾

[摘 要]在變電站內(nèi)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，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)。利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的技術(shù)方法可以滿足建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求不斷提高的目的，實(shí)現(xiàn)了人們對(duì)于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高的需求，同時(shí)，這也實(shí)現(xiàn)了建筑商不斷尋求新的手段來滿足顧客的需求，達(dá)到降低變電站內(nèi)房屋工程造價(jià)成本的目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]變電站房屋結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）39-0357-01

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述

1.1 意義

相較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠大幅降低房屋建筑的工程造價(jià)，降低幅度甚至高達(dá)25%；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠充分發(fā)揮材料的性能，使房屋結(jié)構(gòu)各組成單元實(shí)現(xiàn)有機(jī)協(xié)調(diào)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠?yàn)榻ㄖw性方案設(shè)計(jì)提供科學(xué)的決策?？偠灾Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效應(yīng)用，能使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加適用，更加安全，更加經(jīng)濟(jì)，更加美觀，更加便于施工。

1.2 原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義在于充分發(fā)揮材料性能，實(shí)現(xiàn)各構(gòu)件以及各設(shè)計(jì)專業(yè)的最佳配合。它不僅具備了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案所要求的安全性，也充分體現(xiàn)了如今社會(huì)所提出的價(jià)值學(xué)及審美學(xué)特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)不斷提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，不應(yīng)該降低對(duì)結(jié)構(gòu)安全度及抗震性能的要求，而是使房屋建筑物在整體上更為協(xié)調(diào)，不僅實(shí)現(xiàn)成本方面的降低，還要實(shí)現(xiàn)安全方面的提高。

1.3 要點(diǎn)

1.3.1 遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化給設(shè)計(jì)人員提出了較高的要求，既要求他們經(jīng)驗(yàn)豐富，又要求他們熟悉并遵循相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。規(guī)范由于面向大眾工程，因而，在某些規(guī)定上會(huì)較為保守。另外，對(duì)于某些復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，有些規(guī)定并不安全。因此，在具體操作過程中，設(shè)計(jì)人員要予以判斷、把握和優(yōu)化，從而促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

1.3.2 加強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)作

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，需要多專業(yè)密切協(xié)作。在房屋建筑建設(shè)過程中，建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是兩個(gè)最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，二者有機(jī)結(jié)合，一方面能夠提高外觀效果，另一方面能夠降低工程造價(jià)。在某些建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員為了突出方案的新奇效果，至建筑基本力學(xué)規(guī)律于不顧，給后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成了諸多困難。所以，只有加強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)作，才能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在變電站房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

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

2.2 抗震概念設(shè)計(jì)

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

2.3 變電站房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化設(shè)計(jì)

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

2.4 選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型

將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案應(yīng)用于變電站房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要是為了在降低工程造價(jià)的基礎(chǔ)上，提升房屋建成后的整體效益。因此，需要選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型。常規(guī)設(shè)計(jì)中主要有三種房屋結(jié)構(gòu)形式，分別為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)及框架與剪力墻融合的結(jié)構(gòu)模型。第一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能較高，且并不需要較多材料的選用，第二中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于其柱截面較大會(huì)影響房屋內(nèi)部家具的布置，而第三種結(jié)構(gòu)綜合適應(yīng)能力較強(qiáng)，抗震效果好，且抗測(cè)力效果較為明顯。三種結(jié)構(gòu)類型均有其自身存在的優(yōu)缺點(diǎn)，在選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案時(shí)同時(shí)需要從房屋實(shí)際需求出發(fā)，將造價(jià)與后期效益均納入考慮的范疇，據(jù)實(shí)際情況選擇最佳設(shè)計(jì)方案。

結(jié)束語

總之，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用于變電站房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要是為了達(dá)到降低工程總造價(jià)、提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性的目的。在變電站房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇最為合理、科學(xué)的建筑材料，在前期設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、下部地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最優(yōu)設(shè)計(jì)方法，不僅能夠使建筑物實(shí)現(xiàn)審美價(jià)值與功能性的統(tǒng)一，同時(shí)能夠從整體上節(jié)省變電站房屋工程建造成本，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，較好地迎合了當(dāng)前科學(xué)發(fā)展觀、可持續(xù)發(fā)展理念的要求。

參考文獻(xiàn)

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