房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計研究

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]一篇房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計研究范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的體現(xiàn)

1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程造價

在房屋建筑的建設(shè)過程中，建筑的層數(shù)與建筑面積對于工程造價有著直接影響，但影響程度會受到結(jié)構(gòu)差異而產(chǎn)生數(shù)值的變化。例如在屋蓋的設(shè)計當(dāng)中，屋蓋不會因?yàn)閷訑?shù)的變化而發(fā)生投資改變，但基礎(chǔ)部分的單位面積卻會因?yàn)閷訑?shù)的增加而發(fā)生轉(zhuǎn)變。所以，某些分部結(jié)構(gòu)的建筑造價會有明顯提升。另一方面，在當(dāng)前的房屋建設(shè)工程當(dāng)中，層數(shù)越多，單元建筑面積所分?jǐn)偟恼嫉孛娣e也會隨之下降，而層高與造價之間成正比例關(guān)系。考慮到房屋后期使用的功能與便捷程度，將單體建筑的平面形狀設(shè)為矩形也是常見手段。

1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計與投資成本

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是為了保障工程項(xiàng)目的合理性。按照相關(guān)研究數(shù)據(jù)的說明，建設(shè)工程成本的主要消耗受到工程設(shè)計質(zhì)量的影響，例如建筑維修、工程變更等都是產(chǎn)生費(fèi)用的主要原因。如果建筑設(shè)計考慮不到位，對于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計存在功能判斷失誤時，一旦出現(xiàn)工程質(zhì)量事故，必然導(dǎo)致成本控制失衡，安全隱患的出現(xiàn)必將帶來工程損失。

2結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)措施的重點(diǎn)

2.1地區(qū)差異

地區(qū)差異來源于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的影響因素，包括抗震等級、風(fēng)壓和地區(qū)規(guī)范等。由于高層建筑的抗震設(shè)防要求較高，尤其是某些地理位置特殊的區(qū)域，工程成本的控制工作也比一般地區(qū)的難度要更大，對于抗震措施的要求也更加明確[1]。而某些風(fēng)壓較大的地區(qū)，風(fēng)荷載對于高層建筑的影響同樣顯著。

2.2建筑類型分析

建筑類型分析可以從兩個方面展開，即建筑層數(shù)、建筑體型。建筑層數(shù)與層高的設(shè)計是為了保障建筑的品質(zhì)與功能，所以在層高方面的技術(shù)優(yōu)化需要考慮到不同的因素。特別是地下室的設(shè)計，應(yīng)綜合考慮基坑開挖的土石方工程量、抗浮設(shè)計成本與暖通設(shè)計等。以地下車庫為例，風(fēng)道下無噴淋，底層層高可以設(shè)計為3.5m。

3結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1結(jié)構(gòu)方案設(shè)計階段

在方案設(shè)計開始前，需要重點(diǎn)了解工程項(xiàng)目的使用性質(zhì)與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并判斷其建筑結(jié)構(gòu)方案是否在規(guī)范要求之內(nèi)。這一階段的結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作是基于對設(shè)計概念的掌握，選擇技術(shù)更加合理的結(jié)構(gòu)方案。在設(shè)計初期，結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)該有相應(yīng)的說明，對結(jié)構(gòu)體系選擇的合理性與經(jīng)濟(jì)性展開分析。例如對結(jié)構(gòu)材料的確定、抗震設(shè)計的相關(guān)要求、構(gòu)件間傳力關(guān)系的分析等，滿足合理性與可行性的要求。例如某高層建筑，高層住宅區(qū)域選擇的是剪力墻結(jié)構(gòu)，且底層配套沿街商鋪，設(shè)有地下停車場，在地下室建筑規(guī)模較大的前提下，需要對建筑方案與設(shè)備進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。具體分析，需要對設(shè)計方案進(jìn)行研究，先進(jìn)行項(xiàng)目區(qū)域的勘查工作。一般情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中會設(shè)置地下室防水板，并根據(jù)實(shí)際的要求來確定地下室結(jié)構(gòu)底板高度，保障其正常使用，因此，可以將地下室設(shè)置為無底板設(shè)計，取消傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的鋼筋混凝土底板，讓地表水不會在底板高度以上的范圍進(jìn)行聚集。為了保障結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的可行性，需要采用分析軟件進(jìn)行定量分析。另一方面，地下室頂板排水管在布置過程中應(yīng)該與地下室頂板屋頂保持統(tǒng)一方向與同一角度，減少覆土厚度，減少建筑找坡成本。在實(shí)際設(shè)計中，也應(yīng)考慮到十字梁系、斜交梁系、無梁樓蓋等多種情況。結(jié)構(gòu)方案設(shè)計階段的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用思路主要體現(xiàn)在對結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計上，包括對地下室頂板、底板和基礎(chǔ)的設(shè)置，這樣一來能夠保障建筑的基礎(chǔ)型式穩(wěn)定，降低基礎(chǔ)造價。

3.2結(jié)構(gòu)初設(shè)階段

結(jié)構(gòu)初設(shè)階段是在結(jié)構(gòu)布置的工作結(jié)束后，如截面合理性與經(jīng)濟(jì)性滿足要求進(jìn)行的相關(guān)工作，在概念設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行計算與分析。具體來看，應(yīng)該按照建筑結(jié)構(gòu)的要求來對基礎(chǔ)選型、地基形式、結(jié)構(gòu)特殊處理等工程進(jìn)行相關(guān)要求。而這一階段的結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)際上是對結(jié)構(gòu)設(shè)置的優(yōu)化，確定混凝土強(qiáng)度等級，在符合受力狀態(tài)的前提下進(jìn)行模擬計算。例如對于建筑物的地下室設(shè)計，需要結(jié)合長期區(qū)域周邊的自然環(huán)境、基坑深度和地下水情況來設(shè)置合理的基坑開挖模式與隔水措施。該階段的技術(shù)使用模式需要結(jié)合多項(xiàng)學(xué)科的要求，進(jìn)行專業(yè)配合，確定結(jié)構(gòu)初設(shè)的具體形式。

3.3施工圖設(shè)計階段

施工圖的設(shè)計階段需要根據(jù)設(shè)計文件的要求來進(jìn)行，并且需要具備合格的巖土勘探報告，文件內(nèi)容也應(yīng)該按照深度規(guī)定的資料要求進(jìn)行調(diào)整。由于計算前的數(shù)據(jù)可能會進(jìn)行調(diào)整，所以在細(xì)節(jié)方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化需要重點(diǎn)關(guān)注。例如整體建模方面就需要在符合結(jié)構(gòu)邊界條件的基礎(chǔ)上來正確確定結(jié)構(gòu)傳力關(guān)系，然后確定結(jié)構(gòu)的合理性，按照計算分析的結(jié)果來實(shí)現(xiàn)對平面和豎向面的規(guī)則性控制。在結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面，也應(yīng)考慮到鋼筋的最大、最小直徑與間距、配筋率、配箍率、不合理區(qū)域的局部結(jié)構(gòu)調(diào)整等。例如某商業(yè)中心地塊呈長方形，其中有兩棟150m左右的高樓與五層大底盤裙房，地下室在頂板和負(fù)一層之間有局部夾層存在，均為A級高度現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。由于裙房的整體結(jié)構(gòu)較長，正負(fù)零以上將裙樓分隔成為了不同的單元，具備抗震性能。從工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用來看，由于裙房結(jié)構(gòu)自重荷載小于水浮力荷載，所以抗拔樁應(yīng)該進(jìn)行合理設(shè)置，并考慮到底板受力情況。綜合比較過后，裙房與地下室考慮采用泥漿護(hù)壁機(jī)械先對灌注樁進(jìn)行鉆孔，然后以周圍環(huán)境為參考，合理設(shè)計樁長，并進(jìn)行地下室抗浮設(shè)計。

4結(jié)語

結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑工程中將發(fā)揮重要的作用，而相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)該重視概念設(shè)計理念與價值工程方案，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化布置。在滿足建筑功能的前提下，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代化的技術(shù)手段來進(jìn)行合理規(guī)劃，降低工程造價，獲取經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)建筑的安全性與經(jīng)濟(jì)性保障的最終目標(biāo)。在未來的相關(guān)工作中，還應(yīng)該總結(jié)建設(shè)性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)優(yōu)化技術(shù)的合理利用，在技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行操作性的合理分析，保障工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)投入回報。

參考文獻(xiàn)

[1]曲浩.淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2013（8）：167-167.

作者:朱占期 單位:長沙市建筑設(shè)計院有限責(zé)任公司