摘要:為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L的住房需求，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益，房屋建筑商越來越重視優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，力求在保證建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上，采用適當?shù)膬?yōu)化技術(shù)對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，以提高房屋建筑的經(jīng)濟價值，促進建筑企業(yè)的不斷發(fā)展。本文主要針對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)進行探討與分析。
關(guān)鍵詞:房屋建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計;優(yōu)化技術(shù)
1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)概述
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)主要是指在保證房屋建筑質(zhì)量的條件下，在盡量降低成本的條件下，通過優(yōu)化設(shè)計方案，完成房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計。對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，一般分為主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。從部分結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方面來分，又分為上部屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計、中部主體結(jié)構(gòu)設(shè)計和下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計。此外還包括建筑結(jié)構(gòu)選型、建筑結(jié)構(gòu)受力設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)的布置設(shè)計等內(nèi)容�？傊�，要以房屋建筑的主體性結(jié)構(gòu)為主，在保證設(shè)計滿足房屋建筑質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化。同時，要注重工程造價，這對建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益具有重要作用。不能盲目追求結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，要在合理的資金投入范圍內(nèi)，既滿足房屋建筑的實際居住需求，又兼顧房屋的美觀程度。在優(yōu)化過程中，要對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行科學分析，有針對性地進行。
2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的意義
在房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，保證建筑工程的質(zhì)量是關(guān)鍵。在保證安全與質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對建筑結(jié)構(gòu)進行整體分析、考量，對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行綜合評價，找出結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不合理之處，或者在結(jié)構(gòu)設(shè)計上尋求創(chuàng)新，采取有效、有針對性的優(yōu)化措施，不僅能夠使房屋建筑的結(jié)構(gòu)更加科學、合理，在一定程度上還會降低施工成本，降低了整個工程的造價，有利于提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益，促進建筑工程的不斷發(fā)展。
3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用具體分析
3．1房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，首先就是地基的優(yōu)化設(shè)計。地基結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，這是保證建筑工程順利進行設(shè)計與施工的關(guān)鍵。特別是在建筑行業(yè)發(fā)展迅速的背景下，市場競爭越來越激烈，相關(guān)政策制度對地基結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也越來越高，為了保證建筑工程的性能，滿足人們的實際需求，需要相關(guān)設(shè)計人員認真考察建筑區(qū)域的實際情況，同時結(jié)合建筑物的實際情況，科學、合理地制定地基結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，對此進行優(yōu)化設(shè)計，力求選擇造價最低、性能最好、結(jié)構(gòu)設(shè)計最優(yōu)的方案進行施工。
3.2案例分析
對于地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，首先，要科學地選擇合理的設(shè)計方案，如果是樁基礎(chǔ)，樁基類型要根據(jù)施工場地的具體地質(zhì)條件來選擇，在保證設(shè)計質(zhì)量的同時，盡量降低造價。對于樁端持力層進行仔細分析、比較，最后確定最佳的方案。3.2．1案例1某工程位于福州市晉安區(qū)鼓山鎮(zhèn)化工路北側(cè)、東山路西側(cè)，方位示意見圖1，根據(jù)相鄰地塊已施工完基礎(chǔ)項目的判斷，采用管樁的造價比沖孔樁的造價高。因此，前期慎重樁基選型極為重要，可以從以下幾方面綜合考慮。1)根據(jù)地質(zhì)提供的資料初步計算，判斷管樁和沖孔樁的經(jīng)濟性。地質(zhì)土層分別為:①雜填土，厚度1.5～3.60m;②粉質(zhì)黏土，厚度0.60～6.50m;③淤泥，厚度4.50～10.20m;④含碎石粉質(zhì)黏土，厚度0.80～5．10m;⑤粉質(zhì)黏土，厚度1.20～14.40m;⑥淤泥質(zhì)土，厚度2.20～7.80m;⑦卵石，厚度0.90～6.10m;⑧全風化花崗巖，厚度1.30～8.30m;⑨砂土狀強風化花崗巖，厚度1.90～29.60m;⑩以下為碎塊狀強風化巖及中風化巖。2)采用PHC500－125AB管樁(承載力特征值2400)，根據(jù)項目部提供的造價大概為145元/m，由于存在卵石層，管樁無法穿透，后期補樁30根，而且淤泥層厚度超8m，違反省標規(guī)定，因此，必須采用水泥土攪拌樁固化土層。見表1。2)采用800灌注樁(施工方式不討論)，持力層為中風化層，并使用后注漿工藝，且參考其他項目承載力特征值取5000，見表2～3。4)由于現(xiàn)場地面有較多的雜填土，地面上存在較厚的淤泥，管樁走機需采用地面處理，按工程部提供的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場換土的平均深度為2.5m，挖方的價格為70元/m3，磚碴回填為40元/m3，以5#的施工范圍(1500m2)計算，總費用為42萬元。5)從工期考慮，管樁施工日期為8月17日～11月12日，將近90天，灌注樁按照平均3天一根，5臺機，大概需要70天，時間也相近。綜上所述，152－65－27.4－42=17.6萬元，雖然管樁比灌注樁便宜，但是管樁在施工前，需要對場地進行處理，施工工期反而比灌注樁長了，考慮整個工程的貸款利息，采用灌注樁反而節(jié)約成本。3.2.2案例2天津市某項目對于高層地庫頂板結(jié)構(gòu)方案問題進行了優(yōu)化處理，減少地庫土建投資約15元/m2，造價經(jīng)濟，施工方便，效果美觀。1)天津地區(qū)一般做法。目前地下車庫設(shè)計中一般選用兩種樓蓋形式:梁板樓蓋和無梁樓蓋。梁板樓蓋體系簡單，計算軟件模擬度高，天津地區(qū)建筑結(jié)構(gòu)樓面采用梁板結(jié)構(gòu)較多。2)本項目結(jié)構(gòu)優(yōu)化做法。地下車庫一般頂板荷載較大，抗側(cè)力要求較低，設(shè)備管道較多，無梁樓蓋較之傳統(tǒng)的梁板結(jié)構(gòu)體系具有建筑效果好、有效降低地下室層高、方便設(shè)備安裝等優(yōu)點，非常適合采用無梁樓蓋作為地下車庫頂板。本項目施工圖開始前，選取標準5跨8．1×8．1(m)網(wǎng)格進行計算，我們對采用兩種結(jié)構(gòu)方案的地庫頂板結(jié)構(gòu)做了詳盡對比，見表4。3)成果。通過以上對比可以看出，若采用無梁樓蓋方案，則采用350mm板厚+700mm柱帽的無梁樓蓋結(jié)構(gòu)最為經(jīng)濟。在有消防車荷載作用下，梁板結(jié)構(gòu)較無梁樓蓋結(jié)構(gòu)節(jié)省10元/m2，在無消防車荷載作用下，梁板結(jié)構(gòu)較無梁樓蓋結(jié)構(gòu)造價高出10元/m2。但有消防車荷載的地庫所占面積比例較小，且采用無梁樓蓋方案，地庫層高可由3700減至3500，可減少土方開挖、降低豎向構(gòu)件等成本，根據(jù)以往的經(jīng)驗數(shù)據(jù)分析，如果地庫層高減少200mm，則可減少地庫土建投資約15元/m2。天津地區(qū)由于地下車庫內(nèi)采暖與通風排煙管道較多，且因嚴寒天氣給水、中水及采暖管路均需做保溫，管路較多及保溫厚度等因素對車庫的層高影響較大，通常天津地區(qū)地下車庫層高在3600mm以上，本項目無梁樓蓋方案層高為3500mm，在天津地區(qū)已達到較高水平。采用350mm板厚+350mm柱帽的無梁樓蓋方案，造價上較經(jīng)濟，施工也較方便。施工完工后建筑效果較為美觀。
4結(jié)論
綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，是我國建筑行業(yè)快速發(fā)展的實際需要與具體要求。建筑設(shè)計人員要不斷提升自身的專業(yè)設(shè)計能力，根據(jù)建筑工程的實際情況，有針對性地采用合理的優(yōu)化技術(shù)，對建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，不斷提高設(shè)計水平，促進建筑行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻
［1］徐凌云．探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用［J］．中國房地產(chǎn)業(yè)，2016，31(15):91－92．
［2］趙良恒．房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性及優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討［J］．建筑，2014，61(17):72－73．
