建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及應(yīng)用探討

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及應(yīng)用探討

Summary：建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是我國建筑領(lǐng)域設(shè)計(jì)階段非常重要的一項(xiàng)工作，結(jié)構(gòu)優(yōu)化能夠提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性，是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必不可少的。文章對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題進(jìn)行分析，探討結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法措施。Keys：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；結(jié)構(gòu)優(yōu)化引言在房屋建筑工程項(xiàng)目建設(shè)中，切實(shí)做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)極為必要，如果房屋建筑結(jié)構(gòu)方面出現(xiàn)偏差問題，則必然會嚴(yán)重影響到后續(xù)房屋建筑的整體構(gòu)建以及應(yīng)用效果。伴隨著當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的不斷提升，相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度同樣也正在不斷加大，極容易在多個方面出現(xiàn)偏差問題，而任何細(xì)微偏差問題都很可能帶來不利危害和影響?；诖?，在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中加強(qiáng)重視程度至關(guān)重要，要求從多個角度入手予以嚴(yán)格把關(guān)控制。1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義首先，有效節(jié)約建筑成本。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,既能夠緩解資金壓力,節(jié)約資源成本,也能夠在有限的條件下提高建筑質(zhì)量,充分發(fā)揮出資源的最大價(jià)值,提高建筑空間的利用率,滿足人們對建筑居住性、舒適性與實(shí)用性的要求。此外,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上遵循一定的經(jīng)濟(jì)發(fā)展原理,能夠?qū)崿F(xiàn)資金、土地資源以及空間利用的最大化,有利于節(jié)約建筑成本,從而促進(jìn)建筑行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展以及社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。其次，有利于提高建筑的安全性。建筑的安全性是建筑工程建設(shè)的重中之重,關(guān)系著建筑施工人員和住戶的生命安全。通過建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化,設(shè)計(jì)人員能夠有效把握建筑結(jié)構(gòu)的整體性,保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,從而保障建筑的整體安全,避免安全事故的發(fā)生。另外，有利于改善建筑功能。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們的消費(fèi)水平不斷提高,生活水平也不斷改善,對于建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量也提出了更高的要求。加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,有利于設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段對設(shè)計(jì)方案中雙方爭議點(diǎn)進(jìn)行改善與優(yōu)化,例如,對房間內(nèi)的墻壁、房梁、門窗的位置進(jìn)行合理布置,以方便住戶后期的改造,保持美觀性與實(shí)用性的有機(jī)結(jié)合,有效改善建筑功能,使建筑內(nèi)部的各方面設(shè)計(jì)達(dá)到協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。此外,建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),能夠促進(jìn)綠色建筑的發(fā)展。設(shè)計(jì)人員可通過對整體布局的優(yōu)化來改善建筑功能,使功能單一的建筑變成具有多種功能的建筑,從而在保證建筑舒適性的同時,又能體現(xiàn)設(shè)計(jì)美感與綠色理念。2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常見問題分析2.1地基問題通常情況下，地基施工主要涉及地質(zhì)、設(shè)計(jì)參數(shù)等內(nèi)容。首先，在地基建設(shè)過程中，部分設(shè)計(jì)人員過于信賴報(bào)告而未進(jìn)行實(shí)地勘查，或者受客觀條件的限制而缺少地質(zhì)勘查報(bào)告的支持，甚至有個別設(shè)計(jì)人員直接參考其他工程的地基標(biāo)準(zhǔn)，并且只根據(jù)自己掌握的信息來開展房屋建筑設(shè)計(jì)工作。這種不注重細(xì)節(jié)、敷衍了事的做法通常會給房屋建筑的后續(xù)建設(shè)和使用埋下安全隱患。其次，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常會涉及耐力容許值的問題，部分設(shè)計(jì)人員沒有經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)，以為耐力容許值越小，房屋建筑的結(jié)構(gòu)就會越穩(wěn)定，因而他們往往會降低設(shè)計(jì)圖紙上的耐力容許值。但實(shí)際上房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性除了與耐力容許值有關(guān)以外，還與土質(zhì)力學(xué)指標(biāo)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、地下水的物理和化學(xué)性質(zhì)等有關(guān)。最后，少數(shù)地區(qū)的地質(zhì)條件較差，在修建房屋之前，施工單位一般會采用換土墊層法來加固地基。但在施工現(xiàn)場，由于缺乏科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，部分施工單位只能憑借以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工。如此一來，雖然地基的穩(wěn)固性有所提高，但是其承載力卻十分有限。在這種情況下，后續(xù)施工過程很有可能出現(xiàn)歪樓、地基下沉等現(xiàn)象，對施工人員的安全造成威脅。2.2抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題我國處于環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震活動相對較為頻繁，可以說我國是地震的重災(zāi)區(qū)，因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面尤其要注意建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置的抗震性能，減少地震對我國建筑尤其是人身安全造成的危害。數(shù)據(jù)顯示，每年我國因地震造成的死亡人數(shù)約占全球地震死亡人數(shù)的一半，由此可見，地震給我國帶來的危害不容小覷，導(dǎo)致的房屋損害、倒塌現(xiàn)象比比皆是。因此，如何建造出抗震性能較好的建筑是當(dāng)前建筑行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。2.3消防設(shè)計(jì)有待加強(qiáng)大部分建筑內(nèi)都會有地下車庫，車庫內(nèi)存在很多車輛，車輛內(nèi)含有大量汽油，如果火勢蔓延到地下車庫，很容易發(fā)生爆炸。在進(jìn)行消防設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員沒有在高層建筑內(nèi)設(shè)置足夠的消防設(shè)施，當(dāng)危險(xiǎn)來臨時，無法利用消防設(shè)施滅火。另外，消防逃生通道的設(shè)計(jì)位置比較隱蔽，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，人們無法快速逃離。因此，高層建筑的消防設(shè)計(jì)水平提升工作，是設(shè)計(jì)人員首要解決的問題。3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略3.1優(yōu)化地基設(shè)計(jì)地基是保障房屋建筑順利建成的關(guān)鍵，因此，設(shè)計(jì)人員必須做好地基數(shù)據(jù)收集和實(shí)地勘察等工作。首先，設(shè)計(jì)人員必須了解地基的性質(zhì)。對此，設(shè)計(jì)人員需要對施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和地面受力狀況等進(jìn)行實(shí)地勘察和數(shù)據(jù)采集，并在此基礎(chǔ)上出具勘察報(bào)告，從而準(zhǔn)確判斷該地區(qū)是否適合建造房屋。其次，設(shè)計(jì)人員需要使用符合建筑要求的勘察設(shè)備，并做好相關(guān)記錄，以便對勘察結(jié)果進(jìn)行審核，從而確?？辈旃ぷ魅f無一失。最后，地基設(shè)計(jì)必須遵循協(xié)調(diào)性原則。在地基設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員必須考慮其他建筑對本建筑的影響以及本建筑是否可以融入周邊環(huán)境，從而在降低本建筑對周邊建筑和環(huán)境的影響的同時，避免周圍建筑和環(huán)境對本建筑的穩(wěn)定性造成不利影響。3.2抗震性能優(yōu)化應(yīng)用抗震性能是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)的一種基本性能要求?；诟邔踊炷两ㄖこ痰膶?shí)際情況，選擇合適的抗震性能分析方法來進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，不僅能夠?qū)Ω邔踊炷凉こ痰慕Y(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化，還能夠在保證建筑抗震性能達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的同時，提高建筑整體的經(jīng)濟(jì)效益。從整個建筑結(jié)構(gòu)體系入手，為了形成良好的設(shè)計(jì)優(yōu)化效果，設(shè)計(jì)人員除了考慮到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性外，還應(yīng)該圍繞整體結(jié)構(gòu)抗震性能嚴(yán)格把關(guān)，明確影響結(jié)構(gòu)抗震性能的各個因素，以形成更為理想的抗震性能保障效果。設(shè)計(jì)人員可以借助一些先進(jìn)軟件予以綜合分析，比如BIM技術(shù)不僅僅可以輔助設(shè)計(jì)人員評估各個結(jié)構(gòu)位置的抗震效果，還能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)算分析，進(jìn)而有效處理各個故障點(diǎn)，降低優(yōu)化難度。3.3強(qiáng)化消防設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員要做好規(guī)劃工作，在建筑物內(nèi)要設(shè)置防火分區(qū)，當(dāng)火災(zāi)出現(xiàn)時，能夠更好地防止火勢蔓延。在進(jìn)行高層建筑設(shè)計(jì)時，要將防火性較強(qiáng)的材料運(yùn)用到高層建筑當(dāng)中，并在每個區(qū)域內(nèi)安裝感應(yīng)式防火卷簾門，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，卷簾門會受到感應(yīng)，及時關(guān)門，防止火勢蔓延。在設(shè)計(jì)防火卷簾門時，要注意卷簾門要緊貼墻壁房梁，二者之間不能存在空隙，否則火勢會蔓延到其他區(qū)域。防火卷簾門在一定程度上能夠減緩火勢蔓延的速度，能夠?yàn)橄廊藛T爭取到更多的救援時間。設(shè)計(jì)人員要在建筑內(nèi)設(shè)計(jì)排煙管道，火災(zāi)發(fā)生時，會產(chǎn)生大量的濃煙。為了防止居民吸入大量的濃煙，設(shè)計(jì)人員要做好排煙設(shè)計(jì)工作，將排煙通道放置在墻體上方，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，人們能夠快速找到排煙通道并打開。在設(shè)計(jì)建筑墻體時，設(shè)計(jì)人員要按照防火規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保墻體的防火性能達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)語綜上所述，隨著現(xiàn)代建筑對質(zhì)量要求的提高，結(jié)構(gòu)更趨向于復(fù)雜化，功能更加多樣化，為了保證質(zhì)量安全和功能實(shí)現(xiàn)，必須在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，針對當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的諸多問題，在設(shè)計(jì)中還要強(qiáng)化地基基礎(chǔ)、抗震、主體結(jié)構(gòu)等多方面的優(yōu)化分析，從而提升建筑結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。Reference[1]李迎