房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法的應用探討

何若彤

摘 要：伴隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑市場的競爭力也逐漸增強。為了確保企業(yè)能夠在激烈的競爭中占有一席之地，為業(yè)主建設(shè)出性能安全、外觀良好的房屋建筑，相關(guān)施工企業(yè)就應對施工設(shè)計及方法進行深入研究。本文主要對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應用進行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化設(shè)計

1 各類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用分析

1.1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計分析

從樁型的角度而言灌注樁以及預制樁是樁基礎(chǔ)主要包括的兩類。因為成樁的整個過程中較難把握灌注樁的質(zhì)量，同時其施工的周期同預制樁相較而言更長，所以滿足基礎(chǔ)總重、上部承載以及沉降控制基礎(chǔ)上應將預制樁盡量使用。且因為通常的情況下基礎(chǔ)深度不斷增加的同時，相關(guān)地基土對于樁端阻力與樁身側(cè)摩阻力亦出現(xiàn)不斷增大的現(xiàn)象，所以選樁時應盡可能的選取長度較大的那些；從樁位的角度而言，要想減少鋼筋用量與基礎(chǔ)底板的厚度應將軸線樁盡量采用，亦在剪力墻下盡量的對其進行布置。

1.2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計分析

建立與優(yōu)化上部結(jié)構(gòu)的模型首先應布置適宜的剪力墻，且將應將剪力墻的平面具有對稱以及均勻分布的特點、有機結(jié)合樓層結(jié)構(gòu)的重心以及樓層平面的剛度中心等原則有效遵循，進而將風荷載的作用下以及水平地震下扭轉(zhuǎn)效應盡量減少；如果建筑房型是允許的那么應將大開間的剪力墻的結(jié)構(gòu)形式優(yōu)先采用，且將剪力墻的墻肢長度適當加長，這樣可將剪力墻的墻肢總數(shù)減少，亦在樓層的側(cè)向具有相同剛度時可將剪力墻混凝土的用量大大減少。與此同時因為暗樁是剪力墻的結(jié)構(gòu)中采用最多鋼筋的部位，在采取大開間的剪力墻后可在較大程度上將暗樁中鋼筋用量減少；然而如果建筑物處在較差的地質(zhì)條件中，且建筑對于抗震亦有更高要求，那么應盡量的避免對大開間的剪力墻類結(jié)構(gòu)進行采取；確定好墻柱之后跨高比在5以內(nèi)的連梁高度通常采取窗頂以及樓層間高度。若跨高比在5以上，具有較大跨度的那些框架梁高度應采取跨度1/12；建筑樓板的厚度應同相應規(guī)定相滿足，且將樓層層高與層數(shù)準確輸入，進而可對每個樓層對應荷載進行正確計算；有效確定構(gòu)件后就要進行人工的修改以及干預如梁端的鉸接設(shè)置與框支梁柱的定義、風荷載、混凝土的容量等相關(guān)參數(shù)與定義，使計算模型匹配于實際建筑；最后要電算設(shè)計結(jié)果，且對電算結(jié)果所具有的合理性進行分析。

1.3 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)以及給排水的調(diào)優(yōu)化設(shè)計分析

因為給排水的專用房間內(nèi)具有設(shè)備基礎(chǔ)與設(shè)備存在，同其他房間相較而言其具有更大荷載。所以應在半地下室亦或地下室內(nèi)盡量設(shè)置水泵間；由于給排水的房間內(nèi)具有粗細不均且數(shù)量眾多的管道，所以預埋件以及預留孔洞的位置與尺寸應較為準確，且有效加強樓板孔的局部。且對于水平管道將梁柱穿過的現(xiàn)象要盡量避免；在管道將承重墻穿過時應將加固措施有效采取；為了避免管道繞梁以及繞柱的現(xiàn)象發(fā)生要確保結(jié)構(gòu)布置將良好條件創(chuàng)造給管網(wǎng)系統(tǒng)；在建筑內(nèi)尤其為高層的建筑內(nèi)布置空調(diào)設(shè)備時應同衛(wèi)生間、樓梯以及電梯等布置于核心區(qū)域內(nèi)，所以進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中應將該類房間內(nèi)的樓面負荷重點考慮，以免此類房間內(nèi)因為管道較多而導致超載現(xiàn)象發(fā)生。

1.4 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑以及結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計分析

在設(shè)計的過程中要密切配合建筑結(jié)構(gòu)以及建筑平面，進而將美觀實用以及結(jié)構(gòu)合理的目標有效實現(xiàn)。布置建筑墻柱應同建筑物中平面功能的要求相滿足；為了實現(xiàn)構(gòu)件的標準化應盡量的統(tǒng)一各個房間的開間進深；而建筑體系在保證盡量簡單的同時墻柱應較難出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，且截面的面積不應具有明顯變化發(fā)生，與樓層內(nèi)的標高之間盡量的維持一致，亦不可對夾層結(jié)構(gòu)進行設(shè)置；在應力集中亦或者受力復雜的那些轉(zhuǎn)角部位不可布置樓梯與電梯，應將輕質(zhì)材料盡量使用在非承重的構(gòu)件中，而為了減輕結(jié)構(gòu)的自重對承重構(gòu)件進行選用時可將高強材料有效選取。規(guī)則且簡單是建筑整體的布置中應遵循的原則，且為了避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)效應要盡量使建筑的剛心以及質(zhì)心重疊在一起。

1.5 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計分析

對軸線樁進行采取的前提下應將條形承臺盡量選用。如果建筑物不具備地下室，那么應對條形的承臺梁進行布置；如果有地下室那么應將水底板以及條形的承臺梁有效采取；若如果建筑具有較低高度，那么承臺梁高就可等同于地下室中止水板的厚度；如果建筑具有較高高度，那么應該依據(jù)計算來確定梁高。通常止水板荷載取值應依據(jù)上部結(jié)構(gòu)的總重中20%同水浮力的和以及上部結(jié)構(gòu)的總重中30%當中更大的部分來計算。然而當前部分人覺得該值要以最不利的水位來對水浮力進行考慮。

1.6 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)以及電氣之間調(diào)優(yōu)化設(shè)計分析

若電氣管線易導線形式安裝于金屬管外部亦或者樓板以及墻體處，有可能使預制結(jié)構(gòu)具有較為困難的施工。因此若管線貫穿了建筑梁在梁預制的時候應將孔洞事先留下，與此同時保證墻體厚度同梁寬度一樣。若無法保證一樣，那么應確保墻體一側(cè)的平面相齊于梁側(cè)平面，進而確保管線不會在墻體的外面裸露。絕大部分房屋的建筑內(nèi)部電梯房具有較多空洞包含在里面，亦具有較多預埋構(gòu)件。因此應單獨計算電梯房所具有的強度，進而確保設(shè)計合理的同時對施工質(zhì)量的安全進行有效保證。

1.7 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中整體優(yōu)化以及局部優(yōu)化設(shè)計分析

層次性以及復雜性這兩類系統(tǒng)性設(shè)計特點為所有建筑項目設(shè)計中皆包含的部分。進行設(shè)計的整個過程中若優(yōu)化每一個子系統(tǒng)亦或者分系統(tǒng)，那么實際上是將局部之間橫向的聯(lián)系隔斷，疊加起來而形成的那個工程并非具有最優(yōu)化的整體。

2 總結(jié)

經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，不同的行業(yè)在發(fā)展的過程中，也逐漸優(yōu)化，利于我國的現(xiàn)代化的發(fā)展和建設(shè)。建筑行業(yè)的不斷優(yōu)化，改革。所有的改變都是為了滿足人們的生活水平的要求，同時我國的建筑行業(yè)也面領(lǐng)著嚴峻的一些考驗，比如隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，面領(lǐng)著國際企業(yè)和單位的沖擊，資源的物價上漲等等。但是，有挑戰(zhàn)就有發(fā)展上升的空間，相信我國的建筑行業(yè)會抓住機遇，迅速發(fā)展。

參考文獻 ：

[1] 王玲玲.試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用[J].低碳世界，2017（32）：164～165.

[2] 王志強.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應用[J].建筑建材裝飾，2017（8）.