淺析建筑結構的優化設計

酒長旭

（身份證號：133022197009060117）

淺析建筑結構的優化設計

酒長旭

（身份證號：133022197009060117）

結合筆者多年的工作經驗和現在我國建筑行業發展的現狀，從不同的方面提出了建筑結構優化設計的技術措施。

結構方案；結構效應；舒適度；優化設計；強度；穩定性

1　加強對地基實地情況的調查和研究

這是建筑結構優化設計的重中之重。在任何設計開始之前都要進行實地情況的調查和研究這是毋庸置疑的。同樣在建筑結構優化設計時也要對地基的現場進行實際的研究和調查。主要內容包括現場的地形、地質、水文、周邊建筑等條件。調查后得到數據應及時進行整理和分析，提取出利弊因素，然后對優點加以應用和創新，對弊端進行改進克服，變弊端為有利因素。

2　加強樓板設計規范

樓板是建筑承受荷載力的主體因素，它的的主要作用在于首先需要承受豎向荷載同時要把荷載力傳給框架外和不同的柱上。所以，樓板平面內的荷載力、剛度、承載力、整體性對整個建筑結構來說也十分重要。隨著現代人對居住環境要求的提高，要求樓板隔音的人群越來越多，這就要求設計和施工人員為了滿足客源的要求，在進行結構設計時要能夠考慮到這一點，要求樓板具有很好的隔音效果。對于北方來說，現在很多樓層不設置暖氣設施，而是利用地面和樓板取熱，這就要求樓板和地面具有很好的蓄熱性和保溫性，在冬天集體取暖很方便、干凈，這樣就增加了地面的舒適覺。這在增加舒適度的同時也帶來了一定的危險，即對防火的要求有所提高，要符合相關防火規范的規定，有時還有考慮到居住人群特殊的要求。

3　使不規則建筑平面布置產生規則結構效應

因為不同建筑的功能需求是不一樣的，他們在外觀和體型、平面布置上就相差很多，甚至可以說是大相徑庭。一方面一些比較有規則建筑體型或者平面布置比較多的結構的建筑物，它們承受的荷載力一般比較少兒簡單，這樣就帶來了造價相對較低的結果。這樣是方便的，可是在實際實踐中，我們不可能為了達到結構規則的目的，去要求設計師在創作時把它作為前提條件。不過，可以達到的是在滿足使用功能的前提下，合理考慮荷載力。在同樣的條件下，如果樓層平面面積越大，那么其內部可分隔的空間就越多，這樣就有更多有利的條件做到規則的結構布置，從而保證建筑結構整體的穩定性和安全度。從專業角度來說，結構的荷載在傳遞路徑上應力求簡潔。總而言之，如果采用最直接、最簡單的傳力途徑，不僅可以節約結構構件，而且能夠減少結構的安全隱患，節約材料，節約成本，獲得可持續發展的可能。

4　建筑結構整體安全

現在我國一般情況下遵循的是建筑行業的設計規范：《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）。這里面有清晰地表達了建筑的抗震設計的標準：小震不壞，中震可修，大震不倒。這不僅僅是文件上要求的，而且是整個建筑結構所有構件要共同達到的目標。要達到上述要求，就要考慮到所有的建筑構件，不能落下任何一個。因為任何一個建筑構件的不正確或者不合理，就有可能導致整個建筑垮塌。所以，那哪怕一個工程中99%的構件在大震作用下不會被破壞，只要里面1%的構件被破壞，我們也認為這棟樓是不安全的。所以在進行結構設計時確保建筑安全的前提是保證每一個建筑構件的可靠性。這樣既達到了建筑結構安全的原則，由符合經濟耐久的總目標。

5　關注實際結構與計算模型不同

電腦可按照預定的程序進行計算，可是它不能很智能地分析數據。如果某一樓層的結構工程師想完全利用電腦進行結構分析的話，很容易出現一些看不到的隱患。現在利用的軟件中墻板構件是通過假設來實現的，可是在某種特定結構布局也會出現不符合假定條件的情況，因為完全依賴電腦進行計算是容易出現差錯的。因此，整體電算和局部構件都需要人工調整。所以，實際結構的受力狀態和計算模型是不完全一樣的，結構優化設計時應該注意到這一點的特殊性。

6　對不同構件采用不同的安全系數的結構優化設計原則

現澆鋼筋混凝土樓板具有很大的約束作用，可以在一定程度上提高樓蓋梁的承載能力，有時甚至能夠提高大1.5倍。我國現在使用的結構計算軟件不能精確地表現出這種約束作用。這與力學計算結果相比較的話，它的安全系數就要偏高。從過去和現在許多建筑垮塌事故的教訓可以知道，相對于計算本身出錯的概率來說，由于樓蓋或者樓蓋梁的施工問題而導致結構破壞的案例是非常少的。經過對近幾年發生的強大的破壞性地震中倒塌的房屋來看，倒塌的主要因素在于由于墻、柱等豎向構件遭到破壞之后，整棟樓隨之倒塌。在設計中，設計者很大情況下要保證建筑的整體安全，這樣就造成這樣一種結果：設計和施工中不分構件的實際承載能力，把所有構件的受力預計為相同的安全系數，從而帶來了安全隱患。

7　結束語

研究結構的優化設計不是僅僅研究結構本身，而且要包括建筑行業的各方面，例如結構方案、對基地的研究、提高建筑空間利用率、舒適度和經濟效益比等因素。所以，在分析建筑結構的優化設計時要科學地確定建筑結構優化設計的幾個基本方面，然后按照不同的部分各自研究是非常重要的。

[1]李新磊，王志鐠.關于高層建筑工程結構設計的綜合探討[J].民營科技，2012（5）：235.

[2]吳彩霞.高層建筑工程結構設計問題分析[J].中華民居，2012（6）：880.

[3]田瑤，劉戰平.建筑結構設計計算步驟探討[J].陜西建筑，2009（11）.

[4]雷春蕾，張書強.建筑結構設計的常見問題[J].技術與市場，2011（08）.

TU318

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1673-0038（2015）31-0038-01

2015-7-7