房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用分析

何玉哲 中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司烏魯木齊分院

在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的北京下，人民對于住房質(zhì)量有了更高的要求。在此背景下，建筑企業(yè)的工作人員便需要充分的認(rèn)識到時(shí)代的發(fā)展變化和人民的需求變化對于相關(guān)工作產(chǎn)生的影響，從而更好的推動建筑項(xiàng)目的順利開展。在建筑項(xiàng)目開展的過程中，從業(yè)人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的工程需要，建立科學(xué)的管理舉措，對于其中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行不斷的優(yōu)化和調(diào)整，從而幫助企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑工程建設(shè)過程中的重要性

為了保證建筑工程的安全和穩(wěn)定，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在設(shè)計(jì)之前，需要詳細(xì)分析項(xiàng)目現(xiàn)場的地質(zhì)條件。水文條件能夠滿足建筑物的功能要求，建筑物的基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)，保證建筑物的安全穩(wěn)定。大型建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度更大。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告中的地質(zhì)勘察資料進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和可行性。為了保證建筑工程的順利施工，還應(yīng)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。原則上所有涉及設(shè)計(jì)內(nèi)容變更的問題都需要設(shè)計(jì)單位出具書面同意，建筑設(shè)計(jì)方案不得以施工現(xiàn)場實(shí)際情況為由進(jìn)行變更。但同時(shí)，在設(shè)計(jì)建筑和結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員也要了解施工單位的施工工藝和技術(shù)，設(shè)計(jì)圖紙要便于施工單位組織施工。有必要提前預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。為確保施工進(jìn)度和質(zhì)量，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)跟上工程進(jìn)度，降低設(shè)計(jì)，提供設(shè)計(jì)答案，審查設(shè)計(jì)變更，也提出了缺陷補(bǔ)救方案，這對促進(jìn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

（一）加強(qiáng)相應(yīng)的性能計(jì)算

第一，力的計(jì)算。目前很多建筑往往采用主樓與裙樓基礎(chǔ)一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要對主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)承載力深度和寬度進(jìn)行優(yōu)化和修正，基礎(chǔ)底部的荷載需要根據(jù)基礎(chǔ)兩側(cè)的超載進(jìn)行計(jì)算。如果超載寬度超過基礎(chǔ)寬度的2倍，那么為了計(jì)算有效性，超載情況可以換算成土層厚度作為基礎(chǔ)埋深；如果基礎(chǔ)兩側(cè)超載不平衡，應(yīng)取較小的。與一般土體相比，巖石地基具有更強(qiáng)的承載力，因此可以通過巖石地基荷載進(jìn)行試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，地基承載力特征值可根據(jù)飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值折減系數(shù)確定。第二，穩(wěn)定性計(jì)算。如果建筑物抗浮穩(wěn)定性不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以通過設(shè)置抗浮構(gòu)件和增加壓重來解決。如果整個(gè)建筑滿足抗浮穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，但局部抗浮不符合標(biāo)準(zhǔn)，則需要在這些位置增加結(jié)構(gòu)剛度。在安裝升降樁和其他組件的過程中，一旦發(fā)生位移，就會產(chǎn)生升力，并且升力會隨著位移的增加而增加。因此，為了避免基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的大位移，需要確保拔力值滿足位移控制條件。對于絕大部分房屋建筑來說，為了確定抗拔樁承載力特性值，可以通過單樁豎向抗拔載荷試驗(yàn)來確定。對于變形較為嚴(yán)格的建筑來說，同時(shí)需要實(shí)施必要的變形計(jì)算。但是，應(yīng)該注意的是，在使用地面替換墊設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還需要更改地面替換層的厚度。保證科學(xué)計(jì)算后的數(shù)據(jù)得承重力的準(zhǔn)確性、可行性、可靠性和安全性。最后在計(jì)算項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的承重力時(shí)，在最大程度上確保整體項(xiàng)目的安全。

（二）科學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)縫

房屋結(jié)構(gòu)間隙的設(shè)計(jì)是房屋的重點(diǎn)，結(jié)構(gòu)間隙設(shè)計(jì)水平的提高可以保證房屋的強(qiáng)度，剛度和穩(wěn)定性，增加房屋的空間。因此，必須結(jié)合自然條件，地理因素和施工技術(shù)來設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)間隙，使房屋的安全性得到改善。以質(zhì)量為基礎(chǔ)，提高綜合實(shí)力，確保設(shè)計(jì)效果。在當(dāng)前的設(shè)計(jì)運(yùn)營中，公司必須確保房屋質(zhì)量并提高設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)縫的能力，以有效地確保房屋的穩(wěn)定性并避免房屋建設(shè)項(xiàng)目的崩潰。相關(guān)設(shè)計(jì)師應(yīng)以現(xiàn)場為基礎(chǔ)，在項(xiàng)目現(xiàn)場查看各種深入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)的調(diào)查和分析，并在擁有大量建筑物的前提下捕獲建筑物的布局并設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。例如，某些學(xué)校存在高層圖書館和多層教學(xué)樓貼建的情況，這種設(shè)計(jì)就要綜合考慮兩棟建筑的地質(zhì)情況，對可能出現(xiàn)的不均勻沉降做出有效的措施，合理地設(shè)置結(jié)構(gòu)縫。根據(jù)項(xiàng)目的具體過程，合理使用材料，控制有利的建筑條件以及進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力，合理擴(kuò)大結(jié)構(gòu)縫以有效的提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。

（三）剪力墻厚度設(shè)計(jì)

剪力墻結(jié)構(gòu)墻厚設(shè)計(jì)與高層建筑穩(wěn)定性設(shè)計(jì)相統(tǒng)一，設(shè)計(jì)人員應(yīng)弄清切割壁的厚度要求，然后選擇合適的厚度。當(dāng)壁厚超過300 mm時(shí)，有必要在末端的中間安裝鋼筋，并沿壁的方向安裝夾具，以確保剪力墻的穩(wěn)定性和剛度以及強(qiáng)度要求。另外，為便于建筑物的后續(xù)施工，在設(shè)計(jì)壁厚時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)層高度的最小值選擇合適的剪力墻結(jié)構(gòu)厚度，確定結(jié)構(gòu)的厚度后，還應(yīng)弄清剪力墻結(jié)構(gòu)的支撐點(diǎn)。例如，支撐點(diǎn)可以是剪力墻與剪力墻的交點(diǎn)，以及剪力墻與樓板的交點(diǎn)等，以便滿足高層結(jié)構(gòu)的抗震要求，同時(shí)抗震設(shè)計(jì)必須來考慮建筑物層高的整體結(jié)構(gòu)。在地震頻率高的區(qū)域，還應(yīng)增加下部剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度，以改善整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，從而保證剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震效果。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著人類社會與文明的不斷發(fā)展，建筑多樣化正成為當(dāng)前建筑發(fā)展的趨勢，尤其是高層建筑多樣化。人們更加傾向于把其作為城市的地標(biāo)建筑來對待，由此可見高層建筑在人們心中的重要地位。進(jìn)一步提出優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)的對策，加快建筑行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)為進(jìn)一步促進(jìn)高層建筑安全性能的提高奠定理論基礎(chǔ)。