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1、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
【摘要】房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠保證房屋的質(zhì)量,同時(shí)還能夠提高房屋空間的利用率。在這樣的結(jié)構(gòu)環(huán)境中生活,能夠讓人感到舒心,從而提高人民的生活水平,不斷滿足當(dāng)前人們房屋居住環(huán)境的需求,同時(shí)也能夠保證我國(guó)建筑事業(yè)的進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu);建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的根本理論房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),是一項(xiàng)技術(shù)含量很高的專(zhuān)業(yè)性活動(dòng)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行具體房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)兼顧建筑物的各種性能指標(biāo),包括使用價(jià)值指標(biāo)、美學(xué)價(jià)值指標(biāo)等。建筑物的功能價(jià)值,指的是建筑物作為人們
2、的日常住所所必須具有的遮擋風(fēng)雨、抗溫度變化等根本功能;建筑物的審美價(jià)值,指的是建筑物的外形要美觀、結(jié)構(gòu)搭配要協(xié)調(diào),從而給人以美的享受。設(shè)計(jì)者不僅要考慮到房屋的根本性能,還要考慮到房屋的結(jié)構(gòu)搭配以及美學(xué)價(jià)值的大小。在這樣的設(shè)計(jì)理念指引下,設(shè)計(jì)者就要從擬定的多種方案中選擇一種最正確的方案,以實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合目標(biāo)。我們可以將這個(gè)方案篩選過(guò)程用科學(xué)化方式加以表達(dá):運(yùn)用建筑學(xué)和相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí),在許多種設(shè)計(jì)方案中,選擇一種與設(shè)計(jì)目標(biāo)最相符的、最能表達(dá)居住者需要的設(shè)計(jì)方案。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,指的是在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí),要改革設(shè)計(jì)理念,應(yīng)用科學(xué)、先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案篩選方式,選擇出在各方面都能到達(dá)最正確效果的設(shè)計(jì)
3、方法。建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,要將建筑物的各個(gè)局部完美組合在一起,使建筑物發(fā)揮最正確的功能,并不是一件容易的事情。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,具體包括建筑物中各個(gè)局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,以及建筑物整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在這兩個(gè)局部中,建筑物整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化顯得更為重要,因?yàn)檎w是各個(gè)局部的綜合,在完善房屋功能方面發(fā)揮著更大的作用。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,設(shè)計(jì)者要平衡房屋使用者和建造者的利益,充分考慮房屋建筑工作者的意見(jiàn):在滿足建筑物建造者需求的根底上,尋求新式的房屋結(jié)構(gòu)布局方法。具體而言,房屋的平面結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)平整,表達(dá)出建筑物的對(duì)稱(chēng)美,并盡量減小平面建造質(zhì)量與房屋剛性結(jié)構(gòu)要求之間的差異,使得房屋在承受較大的
4、水平方向作用力時(shí),不至于發(fā)生結(jié)構(gòu)性的扭曲;在滿足居住者使用要求的根底上,設(shè)計(jì)者應(yīng)將房屋的承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成豎直貫穿的形式,以便增強(qiáng)房屋對(duì)豎直方向壓力的承受能力;盡量不更換房屋原有的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。
二、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化在房屋建筑中的重要作用根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)開(kāi)展趨勢(shì)以及建筑房屋多元化的開(kāi)展趨勢(shì),現(xiàn)在很多的建筑房屋都為高層結(jié)構(gòu)有的地區(qū)還有很多的超高層建筑結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種特殊的建筑構(gòu)造,為了使建筑單位的資金得以有效利用,不斷減少建筑本錢(qián)就要對(duì)房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,同時(shí)這也是建筑企業(yè)以及投資人員最為關(guān)注的問(wèn)題。要想使房屋的結(jié)構(gòu)得以?xún)?yōu)化,施工人員一定要重視對(duì)建筑物的質(zhì)量監(jiān)管力度,并要將保障建筑質(zhì)量平安作
5、為施工的前提與根底,對(duì)于設(shè)計(jì)方案中的各個(gè)細(xì)節(jié)要進(jìn)行詳細(xì)的分析和優(yōu)化,施工單位還要不斷的對(duì)建筑的整體結(jié)構(gòu)通過(guò)采用較為先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念與技術(shù)使整體的設(shè)計(jì)得以?xún)?yōu)化,以實(shí)現(xiàn)控制工程造價(jià)的目的。從相關(guān)的數(shù)據(jù)反映情況來(lái)看,與沒(méi)有經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化的建筑相比擬而言,對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化之后,經(jīng)費(fèi)可以大大縮減。但是,在實(shí)際的操作過(guò)程中,因?yàn)楸欢喾矫娴臈l件限制住了,進(jìn)行優(yōu)化的各項(xiàng)方法就難以開(kāi)展,需面臨非常多的困難,而且也無(wú)法將其優(yōu)越性充分地發(fā)揮出來(lái)。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過(guò)程中,要使開(kāi)展施工的各項(xiàng)建筑材料以及施工的設(shè)備的功能和性能得以充分地發(fā)揮,而在開(kāi)展這項(xiàng)工作中,與建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相比,那么更加具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),
6、此外,在進(jìn)行了建筑的設(shè)計(jì)優(yōu)化以后,建筑單位的施工造價(jià)也能實(shí)現(xiàn)有效地降低,因此,就會(huì)使企業(yè)獲取到更多的經(jīng)濟(jì)效益。此外,在進(jìn)行了優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之后,還能使房屋結(jié)構(gòu)中各個(gè)單元實(shí)現(xiàn)的有機(jī)整合,使建筑的整體質(zhì)量得以提升,對(duì)人們的居住平安給予了重要保障。因此,要想對(duì)房屋結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的適用性與更好的經(jīng)濟(jì)性,優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),是一條行之有效且非常重要的途徑。
三、房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的措施房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的目的是降低工程造價(jià)本錢(qián)費(fèi)用,并為房屋的建成后的經(jīng)濟(jì)效益提供根底條件,根據(jù)實(shí)踐的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),我提出以下的優(yōu)化措施。1、選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)類(lèi)型房屋結(jié)構(gòu)形式的選擇,意味著選擇不同工程造價(jià)的建
7、設(shè)模式,常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式有如下三種。短肢剪力墻結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)形式常見(jiàn)于高層建筑,以混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程為依托,這種結(jié)構(gòu)形式相對(duì)于剪力墻的抗震級(jí)別要高,比起剪力墻,構(gòu)造鋼筋使用數(shù)量不多??蚣芙Y(jié)構(gòu),具有大開(kāi)間、布局靈活性強(qiáng)和造價(jià)本錢(qián)低的優(yōu)點(diǎn),但這種結(jié)構(gòu)抗震能力弱,柱截面較大,形成的柱角凸出部位會(huì)阻礙家具的布置??蚣塄D剪力墻結(jié)構(gòu),即在框架結(jié)構(gòu)中合理進(jìn)行一定數(shù)量剪力墻的布置,這種結(jié)構(gòu)合理,適用能力強(qiáng),而且能夠應(yīng)對(duì)各種不同的變形壓力,是一種抗側(cè)力較好的結(jié)構(gòu)。以上的三種結(jié)構(gòu)模式各具優(yōu)缺點(diǎn),但我們?cè)谶x擇結(jié)構(gòu)模式時(shí),不能單方面的認(rèn)為造價(jià)最低的方案就是最科學(xué)合理的方案,而是要結(jié)合房屋業(yè)主的功能需求,以及建設(shè)單位
8、的投資水平和施工能力等方面的因素進(jìn)行結(jié)構(gòu)類(lèi)型的綜合分析,將投資與收益進(jìn)行平衡優(yōu)化,根據(jù)工程條件的客觀實(shí)際情況選擇最適宜的結(jié)構(gòu)模式。2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息優(yōu)化技術(shù)由于房屋建筑結(jié)構(gòu)受到設(shè)計(jì)變量等條件的約束,很難用單一的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。因此應(yīng)開(kāi)發(fā)一種更為實(shí)用方便的參數(shù)定義優(yōu)化軟件,減少設(shè)計(jì)者在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的精力和時(shí)間。我較為推崇的是TBCAD系統(tǒng),這種系統(tǒng)是針對(duì)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、建模、分析、評(píng)估等為一體的本錢(qián)控制軟件系統(tǒng),該可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)方案的指導(dǎo)設(shè)計(jì),使得方案的人力、物力和財(cái)力資源等趨于最優(yōu)狀態(tài)。系統(tǒng)的信息分為兩個(gè)時(shí)間段進(jìn)行優(yōu)化,第一個(gè)時(shí)間段是通過(guò)對(duì)材料的分配調(diào)整,使用最少的混凝土用量滿足側(cè)向剛度的要求,系統(tǒng)在
9、這個(gè)時(shí)間段的目標(biāo)函數(shù)是混凝土的使用量,而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷面大小那么是設(shè)計(jì)的變量。第二個(gè)時(shí)間段是對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度的優(yōu)化,通過(guò)對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)的斷面大小以及鋼用量的調(diào)整,使得構(gòu)件的強(qiáng)度要求實(shí)現(xiàn)只需較少的結(jié)構(gòu)造價(jià)。3、各種功能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)抗震的經(jīng)濟(jì)化設(shè)計(jì),主要針對(duì)高層的房屋建筑,高層建筑的水平荷載結(jié)構(gòu)造價(jià)占所有結(jié)構(gòu)的大局部,在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,抗側(cè)力結(jié)構(gòu)是造價(jià)控制的重點(diǎn)。尤其是在建筑物層高增加之后,抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的造價(jià)也會(huì)隨之增加。因此,抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行合理選用,以便形成造價(jià)優(yōu)勢(shì)。此外設(shè)計(jì)人員對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要充分了解各種結(jié)構(gòu)模式的抗震性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo),把握好房屋的體型、結(jié)構(gòu)的體系以及剛度的分布等,通過(guò)抗震構(gòu)
10、造措施對(duì)抗震的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行改善,將抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的本錢(qián)降到最低。
結(jié)束語(yǔ)綜上所述,建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是一個(gè)復(fù)雜的綜合決策問(wèn)題,其根本原那么需要確保建筑的適用、平安、美觀、經(jīng)濟(jì)及在施工過(guò)程中需要確保施工的便捷性。這五個(gè)方面在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中各有所重,并且之間存在著矛盾,一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)是在五個(gè)方面的最正確結(jié)合,只有在實(shí)踐中不斷的探索,才會(huì)使建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的水平得到進(jìn)一步提高。參考文獻(xiàn):【1】翁維素.運(yùn)用系統(tǒng)思想優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)約目標(biāo)[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2021,10:9-10.【2】胡天水.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化[J]中國(guó)居民,2021,10:23-24.【3】張愛(ài)民.建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J]科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2021,9:21-23.