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房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用論文通過(guò)對(duì)建筑工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)處理，可以更好的實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、科學(xué)及合理的設(shè)計(jì)要求。
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用【1】
摘要： 本文在全面分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求與發(fā)展現(xiàn)狀的前提下，概述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則和具體措施，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析總結(jié)，對(duì)涉及現(xiàn)代技術(shù)手段的應(yīng)用技巧，譬如雙層鋼筋水泥的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用、公共空間的組合設(shè)計(jì)、無(wú)梁樓蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基礎(chǔ)施工的地基處理等等，形成全方位的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用模式，解決設(shè)計(jì)應(yīng)用中的重點(diǎn)、難點(diǎn)等實(shí)際問(wèn)題。
通過(guò)對(duì)建筑工程的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)處理，可以更好的實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、科學(xué)及合理的設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞： 房屋;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化;實(shí)踐應(yīng)用
0 引言
隨著經(jīng)濟(jì)多元化趨勢(shì)的不斷深入，在房屋建筑領(lǐng)域的發(fā)展空間中，對(duì)房屋建筑造型和建筑的整體功能有了全面的要求提升，不管是工業(yè)建筑還是民用的私人住宅建設(shè)等，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的藝術(shù)應(yīng)用和質(zhì)量把握成為了當(dāng)前著重考慮的因素，在全面構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性能的基礎(chǔ)上，尋求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用模式，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的本身設(shè)計(jì)有著重要的實(shí)際意義。
1 概述房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體觀念
1.1 精心選定設(shè)計(jì)方案 隨著建筑結(jié)構(gòu)形式的多樣化，在實(shí)際的建筑施工中，為了最大程度的滿足施工的需要，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始向著越來(lái)越裝拆簡(jiǎn)單、移動(dòng)方便、承載性能強(qiáng)、使用安全可靠、適用經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。
以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的腳手架為例，有落地腳手架、挑架、爬架等之分。
其中使用最普遍的腳手架是落地腳手架，它具有裝拆方便，搭設(shè)靈活，能適應(yīng)建筑平、立面變化等優(yōu)點(diǎn)，但是它的搭設(shè)高度受到一定的限制，并且因?yàn)樗哂兄苻D(zhuǎn)材料用量大，占用周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，很難滿足高層建筑施工的需求。
1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的類型應(yīng)用 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)點(diǎn)上，側(cè)重點(diǎn)就是關(guān)于質(zhì)量，比如抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關(guān)因素，同時(shí)還包括對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的詳細(xì)了解和掌握，在鋼筋水泥的質(zhì)量要求、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí)，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結(jié)構(gòu)的類型需要。
如混凝土的含堿量不得超過(guò)3kg/m3、地下水類型及標(biāo)高、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度、設(shè)計(jì)活荷載值、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、材料等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí)、材料性能、施工質(zhì)量的特別要求等，是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的要素。
2 分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體原則
2.1 經(jīng)濟(jì)性建設(shè)原則 優(yōu)化技術(shù)是指在滿足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的同時(shí)，最大程度的減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資，最大限度的提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。
通過(guò)采用優(yōu)化技術(shù)，材料的性能價(jià)值會(huì)得到最大化，建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元也會(huì)得到很好的協(xié)調(diào)，并且建筑規(guī)范所規(guī)定的安全度也會(huì)大大提高。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用 一般來(lái)說(shuō)在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)從以下五方面來(lái)考慮：適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、便于施工，而建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法的應(yīng)用不僅可以滿足建筑美觀、造型優(yōu)美的要求，也能夠有效增強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，它主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)量等方面。
其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)又包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面，可以說(shuō)優(yōu)化設(shè)計(jì)涉及建筑結(jié)構(gòu)的很多方面。
在實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注意很多的問(wèn)題，比如為了使建筑物不被水平荷載作用發(fā)生太大的扭轉(zhuǎn)，應(yīng)該在滿足設(shè)計(jì)意圖的同時(shí)，盡可能的使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異等。
3 探討房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用方式
3.1 框剪設(shè)計(jì)的整體思路 框剪結(jié)構(gòu)集框架結(jié)構(gòu)布局靈活、剪力墻結(jié)構(gòu)剛度較大的優(yōu)點(diǎn)于一身，使得該種結(jié)構(gòu)體系具有較好的延性和整體性。
目前框剪結(jié)構(gòu)已被廣泛的應(yīng)用于公用建筑、住宅等高層建筑中。
在這個(gè)結(jié)構(gòu)的剪力墻可以單獨(dú)設(shè)置，也可以利用一些其他的墻體，比如電梯井、樓梯間等，此外，這個(gè)結(jié)構(gòu)還可以有效的提高側(cè)向剛度。
在實(shí)際的建筑施工中，主要有剛性、剛?cè)�、柔性等不同的價(jià)值計(jì)算方法，一般來(lái)說(shuō)選用哪種計(jì)算方法會(huì)根據(jù)抗震質(zhì)量的不同來(lái)進(jìn)行合理的選擇，比如為了改善結(jié)構(gòu)的抗震性能，應(yīng)該注意場(chǎng)地的土質(zhì)類別，對(duì)不同土質(zhì)采取不同的加剪力墻等。
3.2 復(fù)合地基形成法的技術(shù)提升 通過(guò)對(duì)被加固土體填充相應(yīng)的材料，改變土體的結(jié)構(gòu)，使土體被增強(qiáng)或被置換形成一定的增強(qiáng)體，由增強(qiáng)體和周圍地基土的共同承載荷載，形成復(fù)合地基的一些地基處理方法。
在建筑施工中，根據(jù)特殊地質(zhì)條件對(duì)地基承載力的要求，而選用不同的處理方法達(dá)到相應(yīng)要求。
比如通過(guò)填充砂和石料深入土體，被置換或擠密，從而達(dá)到提高承載力的目的等。
3.3 多層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在多層鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，全面把握設(shè)計(jì)的主要點(diǎn)，分析梁柱以及剛接或者鉸接相連促成的承載重量體系，在依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和文件的前提下，全面把握設(shè)計(jì)圖紙的客觀需要，同時(shí)加強(qiáng)規(guī)范性施工和管理，讀懂并理解設(shè)計(jì)圖紙中的每一項(xiàng)內(nèi)容，達(dá)到按圖紙施工、依據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的目的，作好技術(shù)交底。
根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求，可以采用現(xiàn)澆式框剪設(shè)計(jì)，就是通過(guò)梁、柱、樓蓋的現(xiàn)澆鋼筋水泥混凝土結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，提升抗震能力，在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)中可以廣泛應(yīng)用;同時(shí)，還可以采用預(yù)制裝配式設(shè)計(jì)，就是指梁、柱、樓板均為預(yù)制，這樣可以減少工程的難度，提高工程的速度，但是，整體建筑質(zhì)量的性能不是很強(qiáng)，抗震效果、漏水系統(tǒng)等會(huì)有一定的偏差，可以結(jié)合地質(zhì)條件進(jìn)行考慮。
3.4 框架梁、柱箍筋間距的優(yōu)化 對(duì)不同抗震等級(jí)的框架梁，柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規(guī)定。
側(cè)重點(diǎn)就是關(guān)于質(zhì)量，比如抗震等級(jí)、人防等級(jí)、地基處理、承載能力、材料使用等一些相關(guān)因素，同時(shí)還包括對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的詳細(xì)了解和掌握，在鋼筋水泥的質(zhì)量要求、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)、砌體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等級(jí)，基本雪壓和基本風(fēng)壓，地面粗糙度等等一些基本建筑結(jié)構(gòu)的類型需要。
如混凝土的含堿量不得超過(guò)3kg/m3、地下水類型及標(biāo)高、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位，地基液化，濕陷及其他不良地質(zhì)作用，地基土凍結(jié)深度、設(shè)計(jì)活荷載值、混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別、材料等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí)、材料性能、施工質(zhì)量的特別要求等，是在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮的要素。
4 結(jié)語(yǔ)
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)活，無(wú)論是從建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求出發(fā)還是建筑本身的特點(diǎn)出發(fā)，在充分考慮地質(zhì)條件、施工手段、技術(shù)應(yīng)用、質(zhì)量管理等綜合因素的基礎(chǔ)上，力求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際發(fā)展相融合，形成和諧性的發(fā)展模式，整體推進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)際施工的方法應(yīng)用相結(jié)合，更好的提升工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
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房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用【2】
【摘 要】近年來(lái)，由于土地價(jià)格市場(chǎng)的變化，不斷上漲的土地價(jià)格給開(kāi)發(fā)商的建筑總成本控制帶來(lái)了極大的壓力，同時(shí)，人們對(duì)于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高，相應(yīng)建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求也就不斷提高，這就讓開(kāi)發(fā)商不斷尋求新的手段滿足顧客需求，而降低工程造價(jià)就成為開(kāi)發(fā)商追求的直接目標(biāo)，這就需要我們利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法，提高有限空間、有限資源的最大化效果發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì); 技術(shù); 實(shí)踐
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)踐價(jià)值筆者認(rèn)為，在滿足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益的前提下，應(yīng)盡量減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠度和合理性。
與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，采用設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)可以使建筑工程造價(jià)降低5%～33%。
優(yōu)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，并具有建筑規(guī)范所規(guī)定的安全度。
同時(shí)，它還可為建筑整體性方案設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的決策，優(yōu)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的“適用、安全和經(jīng)濟(jì)”目標(biāo)的有效途徑。
2.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和便于施工五種效果，而建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法的應(yīng)用不但滿足了建筑美觀、造型優(yōu)美的要求又能使房屋結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)、合理。
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法主要體現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計(jì)量方面。
房屋工程分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
對(duì)以上幾個(gè)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)還包括選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容，在實(shí)施過(guò)程中，還應(yīng)該按照一切從實(shí)際出發(fā)的原則，結(jié)合具體工程的實(shí)際情況，圍繞房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)意圖后，盡量使平面布置規(guī)則，縮小剛度和質(zhì)量中心的差異，這樣水平荷載就不會(huì)使建筑物有太大的扭轉(zhuǎn)作用。
2.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中計(jì)算參數(shù)的優(yōu)化
所有的計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果，應(yīng)經(jīng)分析判斷確認(rèn)其合理、有效后方可用于工程設(shè)計(jì)。
通常情況下，計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果主要是結(jié)構(gòu)的自振周期、樓層地震剪力系數(shù)、樓層彈性層問(wèn)位移(包括最大位移與平均位移比)和彈塑性變形驗(yàn)算時(shí)樓層的彈塑性層間位移、樓層的側(cè)向剛度比、墻和柱的軸壓比、柱底內(nèi)力設(shè)計(jì)值、地震傾覆力矩與總地震傾覆力矩的比值及超筋超限信息等等。
為了分析判斷計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果是否合理.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí).除了有合理的結(jié)構(gòu)方案、正確的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖外，正確填寫(xiě)抗震設(shè)防烈度和場(chǎng)地類別，合理選取電算程序總信息中的其他各項(xiàng)參數(shù)也是非常重要的，這些參數(shù)要按照電算程序軟件的有關(guān)規(guī)定設(shè)置.使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理。
2.2 建立科學(xué)合理設(shè)計(jì)模型
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是在各種影響變量中選擇主要參數(shù)，并建立函數(shù)模型，運(yùn)用科學(xué)合理的方法得出最優(yōu)解。
結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化建立模型的大致步驟如下：一是設(shè)計(jì)變量的合理選擇。
通常的設(shè)計(jì)變量選擇對(duì)設(shè)計(jì)要求影響較大的參數(shù)，將所涉及的參數(shù)按照各自的重要性區(qū)分，將對(duì)變化影響不大的參數(shù)定為預(yù)定參數(shù)，通過(guò)這種方法可減少很多計(jì)算編程的工作量。
二、目標(biāo)函數(shù)的確定。
使用函數(shù)找出滿足既定條件的最優(yōu)解。
最后，約束條件的確定。
房屋結(jié)構(gòu)可靠度優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件，包括了應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束、從正常時(shí)的極限狀態(tài)下彈性約束到終極狀態(tài)的彈塑性約束、從可靠指標(biāo)約束到確定性約束條件等。
設(shè)計(jì)中，要保證各約束條件必須符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。
3.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的幾大實(shí)踐應(yīng)用
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于實(shí)踐之中，是目前一個(gè)比較廣泛的課題，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)在前期參與。
因?yàn)榍捌诜桨傅拇_定直接影響建筑的總投資，而現(xiàn)在存在的普遍問(wèn)題就是前期方案階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不進(jìn)行參與，建筑師進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)大多并不考慮結(jié)構(gòu)的合理性以及它的可行性，但是建筑設(shè)計(jì)的結(jié)果卻直接對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成影響，某些方案可能會(huì)增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，并使得建筑的總投資提高。
如果在方案的初期，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)就能參與進(jìn)來(lái)，那么我們就能針對(duì)不同的建筑類別，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，合理的設(shè)計(jì)方案，獲得一個(gè)良好的開(kāi)端。
利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法在不改變適用性能的前提下達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用于項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)的各分部環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的效益。
3.1概念設(shè)計(jì)結(jié)合細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
概念設(shè)計(jì)應(yīng)用于沒(méi)有具體數(shù)值量化的情況，例如地震設(shè)防烈度，因?yàn)樗牟淮_定性，計(jì)算式難免與現(xiàn)實(shí)有較大的差異，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候就要采用概念設(shè)計(jì)的方法，把數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)。
設(shè)計(jì)過(guò)程中需要設(shè)計(jì)人員靈活的運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法，達(dá)到最佳的效果。
與宏觀把握相對(duì)應(yīng)的，設(shè)計(jì)的過(guò)程同時(shí)要注意對(duì)于細(xì)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。
注意鋼筋的選擇，I級(jí)鋼和冷軋帶肋鋼市場(chǎng)價(jià)格差不多，但是他們的極限抗拉力卻相差很大，所以在塑性滿足要求的情況下，現(xiàn)澆板的受力鋼筋就可選擇冷軋帶肋鋼筋。
在做里面設(shè)計(jì)的時(shí)候，外立面上的懸挑板及配筋，滿足基本的規(guī)范要求即可，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。
3.2地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化
地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化首先要選擇合適的方案，如果為樁基礎(chǔ)，那么要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件選擇樁基類型，盡量節(jié)省造價(jià)。
樁端持力層對(duì)灌注樁樁長(zhǎng)的選擇影響很大，應(yīng)多進(jìn)行比較以確定最合適的方案。
獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載取值的優(yōu)化。
鋼筋混凝土多層框架房屋多采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)鼗饕芰臃秶鷥?nèi)不存在軟弱粘性土層時(shí)，不超過(guò)8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋或荷載相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣�，一房，可不必進(jìn)行地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算。
但這些房屋在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)荷載的影響。
因此，在鋼筋混凝土多層框架房屋的整體計(jì)算分析中，必須輸入風(fēng)荷載，不能因?yàn)樵诘卣饏^(qū)高層建筑以外的一般建筑風(fēng)荷載不起控制作用就不輸入：另一種情況是.在設(shè)計(jì)獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，作用在基礎(chǔ)頂面上的外荷載柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值，只取軸力設(shè)計(jì)值和彎矩設(shè)計(jì)值，無(wú)剪力設(shè)計(jì)值，或者甚至只取軸力設(shè)計(jì)值。
以上兩種情況都會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸偏小，配筋偏少，影響基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的安全。
3.3框架梁、柱箍筋間距的優(yōu)化。
對(duì)不同抗震等級(jí)的框架梁，柱箍筋加密區(qū)的最小箍筋直徑和最大箍筋間距做了明確的規(guī)定。
根據(jù)這些規(guī)定.工程習(xí)慣上常取梁、柱箍筋加密區(qū)最大問(wèn)距為]00mm.非加密區(qū)箍筋最大問(wèn)距為200ram。
電算程序總信息中通常也內(nèi)定梁、柱箍筋加密區(qū)問(wèn)距為100mm，并以此為依據(jù)計(jì)算出加密區(qū)箍筋面積.由設(shè)計(jì)人員要據(jù)規(guī)范確定箍筋直徑和肢數(shù)。
但是.在程序內(nèi)定的條件下.當(dāng)框架梁的跨中部位有次梁或有較大的其他集中荷載作用卻僅配兩肢箍筋，此時(shí)可適當(dāng)增加箍筋直徑或加密箍筋間距。
對(duì)于框架柱，當(dāng)框架內(nèi)定柱加密區(qū)箍筋間距為100mm時(shí)。
在某些情況下.亦可能因非加密區(qū)箍筋問(wèn)距采用200mm引起配箍不足。
因此.我們也應(yīng)適當(dāng)增加箍筋直徑或加密箍筋間距。
這里需要指出的是，梁、柱箍筋非加密區(qū)配箍驗(yàn)算時(shí)可不考慮強(qiáng)剪弱彎的要求，即剪力設(shè)計(jì)值取加密區(qū)終點(diǎn)處外側(cè)的組合剪力設(shè)計(jì)值.并且不乘以剪力增大系數(shù)。
4.結(jié)束語(yǔ)
隨著人們對(duì)于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高，相應(yīng)建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求也就不斷提高，為了降低項(xiàng)目工程造價(jià)，這就需要我們利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方法，提高有限空間、有限資源的最大化效果發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用性和適用性的良好目標(biāo)。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用【3】
摘 要：隨著人們對(duì)物質(zhì)需求及市場(chǎng)價(jià)格的逐漸攀升，促使建筑的成本也在一定程度上得到提高，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施能夠改進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)，從而將資源得到最大程度的利用。
文章主要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法進(jìn)行分析，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。
關(guān)鍵詞：房屋建設(shè);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化
現(xiàn)如今，隨著我國(guó)土地價(jià)格的逐年增長(zhǎng)，這就對(duì)開(kāi)發(fā)商控制總建筑成本帶來(lái)了相應(yīng)的壓力，其次，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)居住條件的要求也逐步提升，房屋建筑不斷滿足人們的居住條件是未來(lái)的首要目標(biāo)，促使開(kāi)發(fā)商不斷的探索新技術(shù)，既能符合顧客的需求，又能使工程造價(jià)得到控制。
采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法能夠使有限的空間及資源得到最大程度的發(fā)揮，從而使房屋建筑工程逐漸實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化、適用性的發(fā)展。
1 房屋建筑施工中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化
滿足人們需求的建筑物要求主要指的是建筑的美觀及設(shè)計(jì)兩者間的相互作用的結(jié)果。
建筑結(jié)構(gòu)主要通過(guò)五方面進(jìn)行表現(xiàn)：適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀及方便施工。
然而，在建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用上不僅能夠確保建筑結(jié)構(gòu)的美觀、而且又能提升房屋建筑的安全、經(jīng)濟(jì)且合理。
并在一定程度上促使建筑行業(yè)得到發(fā)展。
在房屋建筑方面，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法主要體現(xiàn)在以下幾方面：房屋工程分部機(jī)構(gòu)的優(yōu)化及房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化。
房屋建筑施工分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要是指，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化及結(jié)構(gòu)細(xì)部的設(shè)計(jì)優(yōu)化。
其次，還包括對(duì)選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等方面的優(yōu)化。
在對(duì)房建工程能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照從實(shí)際出發(fā)的原則進(jìn)行實(shí)施，確保其能夠滿足工程自身的發(fā)展?fàn)顩r，并對(duì)房屋建筑的綜合經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使其能夠滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，盡可能的將平面進(jìn)行布置規(guī)劃，促使剛度及質(zhì)量中心間的差異降低。
有效的使水平荷載現(xiàn)象造成建筑物扭轉(zhuǎn)的作用得到改善。
在豎直的方向應(yīng)避免采用轉(zhuǎn)換層，促使應(yīng)力集中現(xiàn)象得到改善。
�、俳Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的分析。
在各種對(duì)變量受到影響的過(guò)程中選出最為關(guān)鍵的參數(shù)，并構(gòu)建函數(shù)模型，結(jié)合科學(xué)有效的方法進(jìn)行分析。
其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體優(yōu)化分析主要采用以下方法：首先，對(duì)設(shè)計(jì)變量的正確選擇。
正常情況下，在對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)采用影響相對(duì)較大的參數(shù)，使涉及到的參數(shù)能夠按其重要性進(jìn)行明確的劃分，將變化影響不大的參數(shù)劃分為預(yù)定參數(shù)，通過(guò)此類措施可以將設(shè)計(jì)編程中預(yù)測(cè)工作量進(jìn)行控制。
其次，對(duì)目標(biāo)函數(shù)的確定。
利用函數(shù)來(lái)挑選出符合條件的最優(yōu)解。
然后，對(duì)條件的確定進(jìn)行約束。
在房屋施工中其結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件主要包含以下幾部分內(nèi)容：應(yīng)力約束、裂縫寬度約束、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束、尺寸約束等，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)確保各類約束條件能夠符合現(xiàn)有規(guī)范的相關(guān)要求。
�、诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的計(jì)算。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一個(gè)非線性的優(yōu)化問(wèn)題，主要通過(guò)多個(gè)變量及多個(gè)約束條件表現(xiàn)出來(lái)。
在對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使原有的約束條件轉(zhuǎn)化為無(wú)約束條件來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
常采用的方法主要有：拉氏乘子法、符合型法及Powell等。
在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行制定以后，需要對(duì)運(yùn)算程序進(jìn)行編制，能夠促使計(jì)算出的結(jié)果符合最優(yōu)效果。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑施工中的應(yīng)用
在我國(guó)房屋建筑施工過(guò)程中，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法得到施工單位的廣泛關(guān)注。
在對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的使用中，不改變使用性能的前提下能夠促使工程造價(jià)得到一定程度的降低，給施工企業(yè)發(fā)展帶來(lái)應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)主要在整體的設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)、房屋改造、抗震性能等環(huán)節(jié)得到應(yīng)用，使其效益發(fā)揮到最大化。
應(yīng)嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及實(shí)踐進(jìn)行施工，應(yīng)注重以下幾個(gè)問(wèn)題：
�、俳Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化前期的注意事項(xiàng)。
在對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行施工之前，其方案的選擇直接對(duì)建筑的總投資造成一定的影響。
在現(xiàn)如今，房屋建筑施工中存在的普遍問(wèn)題則是在實(shí)際方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期根本無(wú)法進(jìn)行參與，設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)忽略結(jié)構(gòu)的合理性及可行性，在一定程度上使建筑設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)有的影響。
其余方案的選用在一定程度上會(huì)使設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的難度得到一定程度的增加，從而使建筑的總投資得到增加。
當(dāng)方案設(shè)計(jì)處于初期階段時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)劃根本無(wú)法參與進(jìn)來(lái)，要求我們結(jié)合不同種類的建筑物，采用有效的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行施工，合理有效的設(shè)計(jì)方案是房屋建設(shè)施工的一個(gè)良好開(kāi)始。
�、诟拍钤O(shè)計(jì)與細(xì)部結(jié)構(gòu)相互結(jié)合。
概念設(shè)計(jì)主要在沒(méi)有具體數(shù)值量化的作用下進(jìn)行使用，例如地震設(shè)防烈度。
由于其自身具備不確定性，從而使設(shè)計(jì)形式與現(xiàn)實(shí)存在著較大的差異，在設(shè)計(jì)時(shí)通常采用概念設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行，將數(shù)值作為輔助及參考的重要依據(jù)。
要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)采用靈活的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能夠達(dá)到最佳效果。
同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格對(duì)細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，例如當(dāng)現(xiàn)澆板中異形板的位置處發(fā)生裂縫，可以將其劃分為矩形板。
應(yīng)做好對(duì)鋼筋的選擇，在現(xiàn)今市場(chǎng)中，I級(jí)鋼筋與冷軋帶肋鋼筋兩者間的價(jià)格大致相同，相比而言，兩者之間其自身存在的極限抗拉力度相差較大，因此，在確保塑性滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆板受力鋼筋進(jìn)行選擇時(shí)，可優(yōu)先采用冷軋帶肋鋼筋進(jìn)行使用。
在對(duì)內(nèi)部進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保外立面的懸挑板與鋼筋能夠滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，最終使房屋施工達(dá)到安全且合理的效果。
�、蹖�(duì)下部地基的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在對(duì)地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)選用合適的方案進(jìn)行，若其地基為樁基礎(chǔ)，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)狀況進(jìn)行分析，采用的樁基類型必須符合安全且降低造價(jià)。
樁端持力層影響著灌注樁的樁長(zhǎng)，并采用對(duì)比的方式進(jìn)行選擇，采用合適的方案進(jìn)行施工。
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑施工中的作用
�、俅偈狗拷ㄊ┕ぶ锌傇靸r(jià)得到有效的降低。
多層住宅與高層住宅相比，其層數(shù)較多、總建筑面積過(guò)大，單位面積內(nèi)占用的土地面積相對(duì)較小，能夠使用低成本進(jìn)行控制。
另外，隨著房屋建筑層數(shù)的逐漸增多，建筑高度也在相應(yīng)增加，從而導(dǎo)致樓與樓之間的間距擴(kuò)大，促使土地節(jié)約效率降低。
在對(duì)高層建筑進(jìn)行施工時(shí)，其每棟樓都會(huì)設(shè)置一個(gè)蓋層，蓋層的設(shè)置不會(huì)隨著樓層的變化而改變，所以其施工成本也不會(huì)增加。
在房屋建筑中的基礎(chǔ)部分，雖然也存在各層共用的現(xiàn)象，但是隨著建筑層數(shù)的增長(zhǎng)，對(duì)基礎(chǔ)的荷載作用得到增強(qiáng)，因此需要增大基礎(chǔ)來(lái)滿足其承載力度。
�、谔嵘ㄖY(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性能。
隨著建筑層數(shù)的不斷增加，會(huì)使墻體的面積、柱體的體積、結(jié)構(gòu)的自重、基礎(chǔ)與柱梁的承載力度都得到增加;反之，通過(guò)對(duì)建筑樓層進(jìn)行控制，不僅能節(jié)省施工材料、增強(qiáng)抗震性能，還能是樓與樓間的日照距離就相應(yīng)減小，使用地得到有效的節(jié)約。
當(dāng)建筑面積相同時(shí)，建筑物自身采用不同平面形狀，其外墻的周長(zhǎng)也會(huì)大不相同。
在建筑物是圓形或類似方形的時(shí)候，其外墻間的周常系數(shù)也相對(duì)較小，從而使基礎(chǔ)、外墻砌體、內(nèi)外裝修等面積也得到一定程度的減少，使其建筑物的受力性能得到提升，促使建筑的經(jīng)濟(jì)性能得到增強(qiáng)。
4 結(jié) 語(yǔ)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，其應(yīng)用能夠促使建筑工程的造價(jià)得到有效的降低，優(yōu)化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)能夠?qū)⑹┕げ牧系男阅艿玫胶侠淼睦�，合理的協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元間，不僅確保建筑的適用性及美觀，而且大大的節(jié)省了施工造價(jià)，從而使建筑工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠滿足居民的適用、安全、經(jīng)濟(jì)等需求，符合現(xiàn)今市場(chǎng)的發(fā)展要求。
參考文獻(xiàn)：
[1] 鄒俊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J].科技傳播，2010，(19).
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