建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化解析

代亞?wèn)| 徐亞?wèn)|

摘要：本文通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的類型以及原則進(jìn)行闡述，分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題，從而探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的具體措施。

關(guān)鍵詞：建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化措施

現(xiàn)階段來(lái)看，人們對(duì)于建筑有了更高的要求，包括建筑的規(guī)模、功能、內(nèi)部設(shè)備以及外觀等多個(gè)方面，在要求質(zhì)量的同時(shí)，還要保證經(jīng)濟(jì)效益上的穩(wěn)定，這對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)有著一定的難度。在科學(xué)技術(shù)以及全球一體化的發(fā)展情況下，已經(jīng)有一些新型施工工藝以及材料應(yīng)用到建筑工程中，并且起到了一定的作用，與過(guò)去的建筑相比，現(xiàn)階段的建筑工程已經(jīng)逐漸向智能化與自動(dòng)化發(fā)展，許多機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，大幅度的提高了施工的工作效率，降低成本上的投入，解決施工過(guò)程中的難題，但是與此同時(shí)，建筑市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也在逐步提高，在這種環(huán)境背景下，人們對(duì)于建筑有了新的要求，包括質(zhì)量、功能和外觀等多個(gè)方面，這就需要相關(guān)人員做好施工前的勘測(cè)以及設(shè)計(jì)，尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，如何滿足消費(fèi)者的需求，找到過(guò)程中存在的問(wèn)題，并且做好優(yōu)化設(shè)計(jì)是現(xiàn)階段工作人員的主要研究方向。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的分類

在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以分為上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)兩種，在具體的操作過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)具體的類型對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分類，可以分為以下幾方面：1.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。框架結(jié)構(gòu)是由建筑中的梁和柱共同組成的組裝結(jié)構(gòu)，從而承擔(dān)房屋中的全部荷載。對(duì)于現(xiàn)階段的建筑工程來(lái)說(shuō)，一些高層建筑或者工業(yè)建筑在形式上有著一定的復(fù)雜性，普通的磚墻已經(jīng)不能滿足荷載過(guò)程中的要求，所以采用框架作為其中的承重結(jié)構(gòu)。1.2剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。剪力墻結(jié)構(gòu)就是通過(guò)鋼筋混凝土的墻板代替框架結(jié)構(gòu)中的梁柱，從而提高建筑內(nèi)部的荷載能力，并且控制結(jié)構(gòu)過(guò)程中的平衡作用力，這種方式已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于建筑中，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著一定的作用。1.3筒中筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。筒中筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一種，是由心腹筒、框筒以及桁架筒構(gòu)成，通過(guò)不同筒結(jié)構(gòu)中的內(nèi)外作用力從而抵抗建筑中的水平承重力。1.4砌體結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)就是指在建筑中通過(guò)磚墻來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的整體承重，構(gòu)造柱以及橫梁和樓板大多采用混凝土的結(jié)構(gòu)形式，砌體結(jié)構(gòu)也被稱為是混合結(jié)構(gòu)，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了不同的材料設(shè)計(jì)，大多應(yīng)用于多層或者低層的建筑過(guò)程中。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的原則

2.1保證合理的結(jié)構(gòu)性能。在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該從建筑的整體性出發(fā)，明確建筑結(jié)構(gòu)的基本性能，對(duì)于一個(gè)工程來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該同時(shí)注意它的剛性強(qiáng)度以及柔性強(qiáng)度，要根據(jù)工程的具體信息以及應(yīng)用功能進(jìn)行判斷，對(duì)于有些建筑來(lái)說(shuō)，如果剛性強(qiáng)度過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致建筑在變形能力上的問(wèn)題，從而會(huì)導(dǎo)致它的荷載重量變大，引起對(duì)建筑的局部損壞。但是如果柔性過(guò)強(qiáng)的話也會(huì)由于結(jié)構(gòu)上的變化導(dǎo)致不能承受原有的荷載，甚至?xí)鸾ㄖw上的坍塌，因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師要找到其中的關(guān)鍵點(diǎn)，達(dá)到剛?cè)岵?jì)的目的，著力于建筑的整體來(lái)進(jìn)行構(gòu)思，尋找合理的建筑結(jié)構(gòu)體系。2.2保證結(jié)構(gòu)體系的安全性。在建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)過(guò)程中，保證建筑的安全性是設(shè)計(jì)的主要原則，也是建筑施工中的重點(diǎn)管理內(nèi)容，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該注意對(duì)建筑性能上的加固，設(shè)置不同的安全防線，保證構(gòu)件在安裝過(guò)程中的穩(wěn)定性，不能因?yàn)槔碚撋峡蚣芙Y(jié)構(gòu)的承重能力是大于砌體結(jié)構(gòu)的，就盲目的進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的選擇，還是應(yīng)該從建筑的環(huán)境等方面出發(fā)，考慮到自然災(zāi)害對(duì)它的影響，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以設(shè)置多道防線，因?yàn)樵谝?guī)劃與設(shè)計(jì)建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，絕對(duì)安全的設(shè)計(jì)構(gòu)件和過(guò)程是不存在的，只有通過(guò)多種安全防護(hù)措施的建立才能降低危險(xiǎn)發(fā)生的可能性，這樣經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間，還能使建筑盡量保持原有的整體結(jié)構(gòu)。2.3保證設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)。現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，建筑在功能和規(guī)模上都有了一定的提升，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中多了很多復(fù)雜的工作，在不同項(xiàng)目設(shè)計(jì)中可能會(huì)出現(xiàn)交叉現(xiàn)象的存在，這時(shí)候設(shè)計(jì)師就要注意工作中的重點(diǎn)內(nèi)容，明確什么部分才是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要承重，從結(jié)構(gòu)的安全性去考慮，有的放矢的來(lái)確定不同構(gòu)件的設(shè)計(jì)位置，從而減少施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的損失，分清設(shè)計(jì)過(guò)程中的主次，協(xié)調(diào)好設(shè)計(jì)過(guò)程中互相之間的關(guān)系，把好質(zhì)量關(guān)卡，從重點(diǎn)內(nèi)容出發(fā)進(jìn)行著重考慮。2.4保證設(shè)計(jì)過(guò)程中的高效性。對(duì)于結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，它屬于建筑的一部分，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需要注意它的高效性，要從建筑工程的整體來(lái)思考問(wèn)題，明確結(jié)構(gòu)施工圖紙與計(jì)算過(guò)程中準(zhǔn)確性的同時(shí)，還要保證它們的速度，在相關(guān)圖表制作的過(guò)程中，可以通過(guò)借助一些先進(jìn)技術(shù)來(lái)提高它的計(jì)算效率，從而保證土木建筑的工程進(jìn)度，做到設(shè)計(jì)過(guò)程中準(zhǔn)確性以及速度上的有效平衡。

3工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

對(duì)于現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，人們對(duì)于建筑質(zhì)量的要求是非常高的，而且還是在保證建筑功能的前提下，這對(duì)于建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)也就提出了更高的要求，在這種情況下，需要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，找到合理的優(yōu)化方式，從而提高土木建筑的市場(chǎng)價(jià)值。3.1地基設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題。地基設(shè)計(jì)是土木建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的基礎(chǔ)，對(duì)于結(jié)構(gòu)的安全以及穩(wěn)定有著重要的作用，隨著建筑承重能力的提高，在地基設(shè)計(jì)過(guò)程中也有了很多方面的壓力。這也就導(dǎo)致在地基設(shè)計(jì)中，存在一些原則上的問(wèn)題。3.2抗震設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題。在現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于它的高度有著不同的特點(diǎn)，而且從城市發(fā)展來(lái)看，房屋建筑逐漸朝著高層建筑發(fā)展，在這種情況下，為了進(jìn)一步提高建筑的穩(wěn)定性，避免自然災(zāi)害對(duì)建筑結(jié)構(gòu)上的影響，應(yīng)該加強(qiáng)抗震方面的設(shè)計(jì)。現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，在抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，仍然存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下方面。3.3結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)施工圖是建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是承重構(gòu)件布置上的主要依據(jù)，在結(jié)構(gòu)施工圖中，對(duì)于建筑的材料以及規(guī)格等方面都有著標(biāo)準(zhǔn)的劃分。在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的過(guò)程中，目前存在的主要問(wèn)題在于基礎(chǔ)平面圖的繪制以及工程計(jì)算等方面的問(wèn)題。

4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

4.1地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化。在建筑的地基設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)部門的工作人員需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，根據(jù)相應(yīng)的地質(zhì)報(bào)告以及工程的主要信息，來(lái)確定在施工過(guò)程中建筑物的自重以及外界施加的壓力，從而確定它的荷載范圍，由專業(yè)的工作人員進(jìn)行底面積的測(cè)繪以及計(jì)算，保證地基設(shè)計(jì)過(guò)程中的穩(wěn)定性，避免由于外界壓力導(dǎo)致沉降不均勻的現(xiàn)象發(fā)生。其次，還應(yīng)該考慮在設(shè)計(jì)過(guò)程中的施工技術(shù)以及材料，以具體的工程為準(zhǔn)，選擇合適的地基處理技術(shù)，通常來(lái)說(shuō)包括獨(dú)立地基、淺地基以及深地基和樁基等，在材料的選擇中，也要保證材料的強(qiáng)度等級(jí)，確定它的主要性能，保證在施工過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)可能用到的鋼筋進(jìn)行計(jì)算，從地基的內(nèi)部預(yù)應(yīng)力進(jìn)行考慮。4.2抗震設(shè)計(jì)中的優(yōu)化。在建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該注意設(shè)計(jì)過(guò)程中計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保證承重柱中橫截面積達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，在施工之前要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力方面的測(cè)驗(yàn)，保證它可以承受住一定范圍的外界作用力。4.3結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)中的優(yōu)化。在結(jié)構(gòu)圖紙的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師需要從圖紙的應(yīng)用角度來(lái)進(jìn)行考慮，保證設(shè)計(jì)圖紙的完整性，準(zhǔn)確性以及靈活性。4.4加強(qiáng)工作人員的管理。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的工作人員來(lái)說(shuō)，也要進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化措施。5結(jié)語(yǔ)

總而言之，人們對(duì)于土木工程中的建筑質(zhì)量有了更高層次的要求，這也需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的優(yōu)化，從基本的設(shè)計(jì)原則出發(fā)，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題，從地基設(shè)計(jì)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)以及抗震設(shè)計(jì)等多個(gè)方面做好優(yōu)化措施，加強(qiáng)員工的管理，從而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程的整體水平。

參考文獻(xiàn)

[1]辛路.土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化分析[J].居舍，2019（7）：110，117.

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