建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)與優(yōu)化方案闡釋

文/何磊磊，杭州千城建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)與優(yōu)化方案闡釋

文/何磊磊，杭州千城建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

近些年,人們的生活水平在不斷提高,對(duì)于建筑物的要求也更高。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)無法滿足人們對(duì)建筑外觀和功能等方面的需求。除了傳統(tǒng)的住宅建筑以外,新型的公共建筑、玻璃幕墻建筑等新的建筑涌現(xiàn),這對(duì)建筑設(shè)計(jì)師提出了更高的要求,設(shè)計(jì)師需要不斷探索建筑、結(jié)構(gòu),采取科學(xué)措施優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),提升建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化水平,從而更好的服務(wù)于施工。筆者根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),主要探究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)優(yōu)化策略,供大家參考和借鑒。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化策略

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化作業(yè)從某種意義上來講是一項(xiàng)專業(yè)性比較強(qiáng)的作業(yè)，它不僅僅要能夠真實(shí)體現(xiàn)出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可操作性，還要能夠?qū)φ麄€(gè)建筑施工作業(yè)進(jìn)行全面的評(píng)估。優(yōu)化主要體現(xiàn)在對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)以及成本、圖紙規(guī)劃方案、戶型設(shè)計(jì)、建筑風(fēng)格等方面的優(yōu)化。這就要求建筑施工設(shè)計(jì)人員要能夠明確每一個(gè)階段對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化目標(biāo)，從而減少成本的使用，合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化不僅僅可以大大提高工作效率，還能在很大程度上保證質(zhì)量，延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命。在當(dāng)前我國(guó)大力提倡市場(chǎng)效益最大化的前提下，建筑行業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得較好的發(fā)展，就必須在施工作業(yè)前了解房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性。良好的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)于整個(gè)建筑施工材料的有效發(fā)揮有著積極的重要作用。同時(shí)合理的設(shè)計(jì)優(yōu)化還能改善人們的居住環(huán)境，提升生活質(zhì)量的舒適度。此外，還能減少資金的使用，最重要的是優(yōu)化設(shè)計(jì)是為了更好地的適應(yīng)時(shí)代社會(huì)發(fā)展的需要。

2 基于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的原則介紹

2.1 保證建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的功能性原則

功能性的有效發(fā)揮對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言是極為重要的。功能性主要體現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)的使用以及建筑完成后對(duì)于使用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。某些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在功能上的有效發(fā)揮可以提高建筑結(jié)構(gòu)的使用率，如銀行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就必須考慮到建筑結(jié)構(gòu)的安全性以及確保安全通道的有效發(fā)揮，其次還要考慮到承載力的問題，因銀行的特殊性要求所使用的建筑材料必須能夠承受一定的荷載力，進(jìn)而功能性才能發(fā)揮。

2.2 綠色環(huán)保的優(yōu)化原則

隨著人們生活質(zhì)量的逐漸提高，人們對(duì)于建筑環(huán)保材料的使用也越來越重視，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中能夠?qū)h(huán)保材料融入其中對(duì)于提高建筑質(zhì)量有著重要意義。從某種意義上來講可以減少對(duì)于環(huán)境的破壞，還能確保人們居住時(shí)的自身安全，減少了材料的二次污染。

2.3 充分考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性原則

安全性是每一項(xiàng)施工作業(yè)必須考慮的首要問題，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，更是如此。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性是就每一個(gè)環(huán)節(jié)而言，每個(gè)構(gòu)件在設(shè)計(jì)中都必須充分考到在實(shí)際施工操作中的可靠性，能夠與實(shí)際施工作業(yè)相結(jié)合，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能在實(shí)踐中付之于應(yīng)用，那么也就失去了原本的意義。既不會(huì)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)浪費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化方案策略

3.1 對(duì)建筑總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化

某些地區(qū)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的同時(shí)必須考慮到地域問題，自然環(huán)境的外在因素也是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的主要因素。有些地區(qū)夏季高溫多雨，冬季又溫和少雨，而且在整體設(shè)計(jì)過程中還要考慮到每棟建筑樓房之間的距離。不易太近也不易太遠(yuǎn)這樣都會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的使用，而且會(huì)浪費(fèi)整體的建筑結(jié)構(gòu)資源，所以作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者要從大局出發(fā)，掌握好主體設(shè)計(jì)方向，這樣才能設(shè)計(jì)出符合實(shí)際發(fā)展需要的樓房。

3.2 對(duì)建筑平面設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化

建筑的平面設(shè)計(jì)方案不同，建筑的合理使用性以及建筑成本的需求量也會(huì)不同。因此在多個(gè)建筑平面設(shè)計(jì)方案中選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案非常重要，要確定建筑的平面布局、柱網(wǎng)間距到樓層數(shù)、層高、建筑物的高度和房屋的基本類型等，同時(shí)房屋開間大小和進(jìn)深也會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生影響。如果建筑房屋的性能相同，一般設(shè)計(jì)方案和最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的就會(huì)成本不同，因此在優(yōu)化設(shè)計(jì)方案時(shí)要根據(jù)具體情況選擇側(cè)重點(diǎn)。

3.3 對(duì)選擇的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的優(yōu)化

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型時(shí)，要對(duì)于整體建筑結(jié)構(gòu)的用途、高度、功能、周邊環(huán)境、抗震性等多方面因素進(jìn)行合理的把握，因地制宜地選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。一般高層建筑常用的結(jié)構(gòu)體系為：框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)。在選擇了對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系以后，就要針對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行合理的優(yōu)化，如剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)需考慮連梁的優(yōu)化設(shè)計(jì)。連梁的剛度增大必將使得結(jié)構(gòu)的地震作用也增大，這樣連梁和墻肢分配內(nèi)力也相應(yīng)增大，此時(shí)必須增大構(gòu)件的配筋量，顯然這一設(shè)計(jì)結(jié)果必然會(huì)造成材料的浪費(fèi)。因此，在住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下不宜采用大剛度的窗下墻作為連梁，而宜將連梁設(shè)計(jì)成為截面、剛度較小的弱連梁。另外一種情況，在滿足結(jié)構(gòu)剛度與變形要求時(shí)，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)角度與抗力、變形方面綜合考慮，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件。剪力墻數(shù)量越多，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度愈大，相應(yīng)結(jié)構(gòu)位移會(huì)減小，但是結(jié)構(gòu)地震力會(huì)隨抗側(cè)力剛度增大而加大，對(duì)結(jié)構(gòu)的造價(jià)控制不利。

3.4 注重結(jié)構(gòu)的細(xì)部?jī)?yōu)化

在建筑施工作業(yè)中不免會(huì)因施工內(nèi)部細(xì)節(jié)處設(shè)計(jì)的不合理性而影響建筑施工作業(yè)質(zhì)量。從某種角度來講，細(xì)節(jié)將決定于整個(gè)建筑施工質(zhì)量的好壞。尤其是針對(duì)施工作業(yè)中拐角處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因拐角處的施工難度系數(shù)相對(duì)比較大，所采用的建筑材料也比較特殊，為保證質(zhì)量就需要選擇較好的施工作業(yè)材料及優(yōu)化內(nèi)部的細(xì)節(jié)來滿足其質(zhì)量要求。

3.5 在建筑材料的選擇上進(jìn)行優(yōu)化

市場(chǎng)上出現(xiàn)了較多的綠色環(huán)保材料，這對(duì)于建筑施工作業(yè)而言是一種機(jī)遇，對(duì)于設(shè)計(jì)師而言也是一種挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就不得不改變?cè)械脑O(shè)計(jì)思路，將新材料的使用運(yùn)用到建筑施工作業(yè)中，從而減少對(duì)環(huán)境的破壞，利于建筑材料的合理使用。

4 結(jié)束語

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出美觀、實(shí)用的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)將建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)納入到系統(tǒng)化的研究范疇中。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)日益重要。因此，當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需要不斷在優(yōu)化方式上加大研究力度，力求不斷創(chuàng)新出更加實(shí)用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

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[3]陳國(guó)友.試述高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化[J].信息化建設(shè).2016(01)