結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

Word文檔可進(jìn)行編輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用摘要：建筑結(jié)構(gòu)得造價(jià)在建筑工程中占有較大得比例,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)得應(yīng)用能夠產(chǎn)生可觀得經(jīng)濟(jì)效益.建筑設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守“經(jīng)濟(jì)、適用、合理”得設(shè)計(jì)原則,精心設(shè)計(jì),應(yīng)用現(xiàn)代化科技手段,選擇合理得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)落低建筑工程造價(jià)并取得最大經(jīng)濟(jì)效益得目得.關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化技術(shù)1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法得應(yīng)用及實(shí)踐價(jià)值11結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法得應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法和技術(shù)得應(yīng)用具體體現(xiàn)在房屋工程結(jié)構(gòu)總體得優(yōu)化設(shè)計(jì)和房屋工程分部結(jié)構(gòu)得優(yōu)化設(shè)計(jì)兩方面.其中房屋工程分部結(jié)構(gòu)得優(yōu)化設(shè)計(jì)包括：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案得優(yōu)化設(shè)計(jì)、屋蓋系統(tǒng)方案得優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案得優(yōu)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)得優(yōu)化設(shè)計(jì).對(duì)以上幾個(gè)方面得優(yōu)化設(shè)計(jì)還包含選型、布置、受力分析、造價(jià)分析等內(nèi)容,并應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范和使用要求得前提下,結(jié)合具體工程得實(shí)際情況,圍繞其綜合經(jīng)濟(jì)效益得目標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).12結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法得實(shí)踐價(jià)值筆者認(rèn)為,在滿足建筑結(jié)構(gòu)長遠(yuǎn)效益得前提下,應(yīng)盡量減少建筑結(jié)構(gòu)得近期投資并提高建筑結(jié)構(gòu)得可靠度和合理性.wwwM與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比,采納設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)能夠使建筑工程造價(jià)落低5％～30％.優(yōu)化技術(shù)得實(shí)現(xiàn),能夠最合理得利用材料得性能,使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好得協(xié)調(diào),并具有建筑規(guī)范所規(guī)定得安全度.同時(shí),它還可為建筑整體性方案設(shè)計(jì)進(jìn)行合理得決策,優(yōu)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)得“適用、安全和經(jīng)濟(jì)”目標(biāo)得有效途徑.2民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性得關(guān)系21結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與用地得關(guān)系多層或高層住宅建筑中,總建筑面積是各層建筑面積得總和,層數(shù)越多,單位建筑面積所分?jǐn)偟梅课菡嫉孛娣e就越少.但隨著建筑層數(shù)得增加,房屋得總高度也增加,房屋之間得間距也必須增大.因此,用地得節(jié)約量并不隨建筑層數(shù)得增加而按同一比例遞增.22結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造價(jià)得關(guān)系建筑層數(shù)對(duì)單位建筑面積造價(jià)有直截了當(dāng)妨礙,但妨礙程度對(duì)各分部結(jié)構(gòu)卻是不同得.屋蓋部分,不管層數(shù)多少,都共用一個(gè)屋蓋,并不因?qū)訑?shù)增加而使屋蓋得投資增加.因此,屋蓋部分得單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而明顯下落.基礎(chǔ)部分,各層共用基礎(chǔ),隨著層數(shù)增加,基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)得荷載加大,必須加大基礎(chǔ)得承載力,盡管基礎(chǔ)部分得單位面積造價(jià)隨層數(shù)增加而有所落低,但不如屋蓋那樣顯著.承重結(jié)構(gòu),如墻、柱、梁等,隨層數(shù)增加而要增強(qiáng)承載能力和抗震能力,這些分部結(jié)構(gòu)得單位建筑造價(jià)將有所提高.23高層住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性得關(guān)系住宅得層高直截了當(dāng)妨礙住宅得造價(jià),因?yàn)閷痈咴黾?墻風(fēng)光積和柱體積增加,并增加結(jié)構(gòu)得自重,會(huì)增加基礎(chǔ)和柱得承載力,并使水衛(wèi)和電氣得管線加長.落低層高,可節(jié)約材料、節(jié)約能源,有利于抗震,節(jié)約造價(jià).同時(shí),除落低層高能夠減少住宅建筑總高度,縮小建筑之間得日照距離,因此落低層高能也取得節(jié)約用地得效果.在相同建筑面積時(shí),住宅建筑平面形狀不同,住宅得外墻周長系數(shù)也不相同.顯然平面形狀越接近方形或圓形,外墻周長系數(shù)越小,外墻砌體、基礎(chǔ)、內(nèi)外表面裝修等也隨之減少,同時(shí)受力性能好,造價(jià)會(huì)落低.考慮到住宅得使用功能和方便性,通常單體住宅建筑得平面形狀多為矩形.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中得應(yīng)用31直覺優(yōu)化（概念設(shè)計(jì)優(yōu)化）技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)于同一建筑方案,能夠有許多不同得結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)；確定了結(jié)構(gòu)布置得建筑物,即使在同種荷載情況下也存在不同得分析方法；分析過程中設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、荷載得取值也不是惟一得：建筑物細(xì)部得處理更是不盡相同,這些咨詢題是計(jì)算機(jī)無法完全解決得,都需要設(shè)計(jì)人員自己作出推斷.而推斷只能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得一般規(guī)律指導(dǎo)下,依照工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,這便是前面所講得概念設(shè)計(jì).因此,概念設(shè)計(jì)存在于設(shè)計(jì)師對(duì)多種備選方案進(jìn)行選擇得過程中.32概念設(shè)計(jì)處理得實(shí)際建筑設(shè)計(jì)咨詢題概念設(shè)計(jì)所要處理得咨詢題多種多樣.但能夠確信得是盼望通過概念設(shè)計(jì),建筑結(jié)構(gòu)能在各種不期而遇得外部作用下不受破壞,或?qū)⑵茐某潭嚷渲磷畹?因此,分析如何應(yīng)付建筑物可能遭遇得各種不確定因素成為概念設(shè)計(jì)得重要內(nèi)容.其中,地震作用最為難以琢磨,破壞性也最大.故而,建筑設(shè)計(jì)過程中就應(yīng)該未雨綢繆,從計(jì)算及構(gòu)造等各個(gè)方面都要采取一些有助于提高抗震能力得措施,不利于抗震得作法則應(yīng)盡量幸免.剛度均勻、對(duì)稱是減小地震在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生不利妨礙得重要手段；延性設(shè)計(jì)則能有效地防止結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生脆性破壞；多道設(shè)防思想能使建筑在特大地震作用下次要得構(gòu)件先破壞,消耗一部分地震能量.這些抗震設(shè)防思想在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)該作為概念設(shè)計(jì)得重要指導(dǎo)思想.4結(jié)語建筑是凝固得藝術(shù),建筑師總是盼望通過建筑物表達(dá)自己得設(shè)計(jì)意圖,力求藝術(shù)性和有用性得完美結(jié)合.結(jié)構(gòu)師在保證安全性得前提下,所以應(yīng)該敢于挑戰(zhàn)新得結(jié)構(gòu)形式,使建筑師得意圖得以實(shí)現(xiàn).在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得過程中,在差不多滿足建筑師設(shè)計(jì)意圖得基礎(chǔ)上,平面布置應(yīng)盡量規(guī)則,對(duì)稱,盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心得差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大得扭轉(zhuǎn)效應(yīng).豎向布置上,在滿足功能要求得前提下,盡量使豎向承重構(gòu)件上下貫穿；能不使用轉(zhuǎn)換層得就應(yīng)幸免使用,以減小結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)上得困難,另外也不經(jīng)濟(jì),還容易造成應(yīng)力集中；豎向剛度最好不要突變,而要漸變,否則突變處在水平荷載作用下會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)峻得應(yīng)力集中現(xiàn)象,這對(duì)結(jié)構(gòu)抵抗水平動(dòng)力荷載是十分不利得.參考文獻(xiàn)：[1]張炳華土建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[m]上海：同濟(jì)大學(xué)出版社,2008：34-36[2]汪樹