段風(fēng)開(kāi)

摘要：在建筑工程的成本中建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)占有較大的比例。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。為此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的協(xié)作中，應(yīng)加強(qiáng)溝通，精心設(shè)計(jì)。應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。降低建筑工程的成本。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用；優(yōu)化技術(shù)

前 言

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，在建筑方面的投入不斷增加，同時(shí)為了滿足人們居住條件及生活環(huán)境要求的愿望。建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求在于建造的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的功能性、安全性、耐久性。同時(shí)還要求具有一定的經(jīng)濟(jì)性、美觀性和便于后期施工等幾個(gè)方面的特點(diǎn)。而本文所講的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是在滿足以上基本要求下作的更進(jìn)一步、更為合理地建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使建造的建筑工程不僅能夠滿足造型美觀、結(jié)構(gòu)安全以及經(jīng)濟(jì)合理等方面的實(shí)際意義，能夠?yàn)閺V大民眾提供一個(gè)良好的生活居住環(huán)境。

一、房屋中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容由房屋結(jié)構(gòu)總體的的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及房屋分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)兩部分組成。其中房屋分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)又包括有：基礎(chǔ)部分的結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、主體部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)細(xì)部部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)以上方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包含有結(jié)構(gòu)的選型、結(jié)構(gòu)的布置方式、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力分析、成本控制等內(nèi)容。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)首先應(yīng)是在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范以及使用要求前提下，結(jié)合房屋建筑設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，圍繞其經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系

1.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層數(shù)與用地的關(guān)系 ：在 多層或高層住宅建筑中，房屋建筑的總建筑面積是各層建筑面積的總和。如果層數(shù)越多，單位總建筑面積所分?jǐn)偟恼嫉孛娣e就越少。但是隨著層數(shù)的增加，房屋的總高度也隨之增加，房屋與房屋之間的間距也必須增大。因此，房屋建筑的用地節(jié)約量與建筑層數(shù)的增加量并不按正比例遞增。

2.房屋建筑結(jié)構(gòu)的分部設(shè)計(jì)與造價(jià)成本的關(guān)系 ：建筑層數(shù)對(duì)單位建筑面積造價(jià)的成本有直接影響，但影響程度對(duì)各分部結(jié)構(gòu)卻是不同的。屋蓋部分，由于建筑物共用一個(gè)屋蓋，所以這部分設(shè)計(jì)并不因?qū)訑?shù)增加而使屋蓋的成本增加。反之，屋蓋部分的單位面積造價(jià)成本隨建筑物層數(shù)的增加而明顯下降?；A(chǔ)部分，建筑物各層共用基礎(chǔ)部分，隨著層數(shù)增加，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分受到的荷載加大，必須加大基礎(chǔ)的承載力，提高基礎(chǔ)部分的造價(jià)成本。雖然基礎(chǔ)部分的單位面積造價(jià)成本隨層數(shù)增加而有一定程度的降低，但是不如屋蓋成本下降那樣顯著。承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件，墻、柱、梁等構(gòu)件，隨層數(shù)增加而需要增強(qiáng)其承載能力和抗震能力，從而使這部分分部結(jié)構(gòu)的單位建筑造價(jià)成本有所提高。

3.高層房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系： 房屋的層高直接影響房屋的造價(jià)，隨著層數(shù)的增加，墻體面積和柱體積增加，會(huì)增加結(jié)構(gòu)的自重，同時(shí)需要提高基礎(chǔ)和柱的承載力，并且給排水管線以及電氣設(shè)備管線需加長(zhǎng)。降低建筑物的層高，不僅可以節(jié)省材料、節(jié)約能源，更有利于建筑的抗震，節(jié)省造價(jià)成本。降低層高同時(shí)可以減少建筑總高度，縮小建筑物之間的日照距離，可以有效的節(jié)約用地。

4.房屋建筑結(jié)構(gòu)的體型設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系： 在相同建筑面積的情況下，平面形狀不同的建筑，外墻周長(zhǎng)系數(shù)也不相同。平面形狀越接近方形或圓形，外墻周長(zhǎng)系數(shù)越小。外墻使用的砌體、內(nèi)外表面裝修材料用量減少，受力性能穩(wěn)定，會(huì)降低造價(jià)成本。通常單體建筑的平面形狀選擇矩形。

三、優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

對(duì)于同一建筑方案，可以有許多種不同的結(jié)構(gòu)布置方案設(shè)計(jì)；對(duì)于已經(jīng)確定了結(jié)構(gòu)布置方案的建筑物，假使在同類荷載作用情況下也有不同的分析方法；不同的設(shè)計(jì)人員在分析過(guò)程中選用的設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載的取值標(biāo)準(zhǔn)也是不惟一的；對(duì)建筑細(xì)部的處理不同的設(shè)計(jì)人員更是不盡相同，這些問(wèn)題是計(jì)算機(jī)無(wú)法完全解決的，需要依靠設(shè)計(jì)人員作出判斷。而做出這些判斷，設(shè)計(jì)人員需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般規(guī)律指導(dǎo)下，參考工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這便是前面所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)。

2.概念設(shè)計(jì)優(yōu)化要處理的是實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中的復(fù)雜問(wèn)題

概念設(shè)計(jì)優(yōu)化所要處理的問(wèn)題是復(fù)雜的。但概念設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是希望通過(guò)選用概念設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)能抵抗各種不期而遇的外部作用因素，在外部因素的作用下不受破壞，或是將破壞程度降至最低。因此，分析如何應(yīng)對(duì)建筑物可能遭遇的各種不確定的復(fù)雜因素成為概念設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。這些不確定性因素中，以地震作用比較常見(jiàn)，活動(dòng)沒(méi)有規(guī)律，最為復(fù)雜，破壞性也最大。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該充分的考慮到地震作用，采取一些有效的抗震措施，盡量避免一些不利于抗震措施實(shí)施的舉措。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用需注意的事項(xiàng)

1.房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用需注意到前期的參與

前期方案的確定會(huì)直接影響建筑項(xiàng)目的總成本，而目前普遍存在前期方案確定中結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)并不參與其中，以致相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)不注意建筑結(jié)構(gòu)的合理性和可行性，這樣的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成直接的影響，，增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的困難度，并且增加了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本。

2.注重細(xì)部?jī)?yōu)化

2.1 在注重整體設(shè)計(jì)的同時(shí)，也應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的精細(xì)設(shè)計(jì)。比如現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)中盡量劃分矩形板塊，這樣既達(dá)到合理受力的目的，也避免出現(xiàn)拐角裂縫。

2.2 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的結(jié)合，在具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際上已由一個(gè)工程實(shí)踐問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題。因此，工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)自身基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析。

五、結(jié)束語(yǔ)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是要保證所建造的建筑物的功能性、安全性，以及耐久性。能夠在規(guī)定的使用年限內(nèi)滿足各種功能的要求，同時(shí)做到最大限度的節(jié)約資金。在建筑工程的成本中建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)占有較大的比例。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。為此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的協(xié)作中，應(yīng)加強(qiáng)溝通，精心設(shè)計(jì)。應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。降低建筑工程的成本。

參考文獻(xiàn)：

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