摘要:為了滿足人們日益增長的住房需求，提高建筑企業(yè)的經濟效益，房屋建筑商越來越重視優(yōu)化房屋建筑結構設計，力求在保證建筑質量的基礎上，采用適當?shù)膬?yōu)化技術對房屋建筑結構進行優(yōu)化，以提高房屋建筑的經濟價值，促進建筑企業(yè)的不斷發(fā)展。本文主要針對房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術進行探討與分析。
關鍵詞:房屋建筑結構;設計;優(yōu)化技術
1房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術概述
房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術主要是指在保證房屋建筑質量的條件下，在盡量降低成本的條件下，通過優(yōu)化設計方案，完成房屋建筑的結構設計。對房屋建筑結構進行優(yōu)化設計，一般分為主體結構的優(yōu)化和子結構的優(yōu)化。從部分結構設計優(yōu)化方面來分，又分為上部屋頂結構設計、中部主體結構設計和下部基礎結構設計。此外還包括建筑結構選型、建筑結構受力設計、建筑結構的布置設計等內容�？傊苑课萁ㄖ闹黧w性結構為主，在保證設計滿足房屋建筑質量與安全的基礎上進行優(yōu)化。同時，要注重工程造價，這對建筑企業(yè)的經濟效益具有重要作用。不能盲目追求結構設計的優(yōu)化，要在合理的資金投入范圍內，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，要對房屋建筑結構進行科學分析，有針對性地進行。
2房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術的意義
在房屋建筑工程結構設計中，保證建筑工程的質量是關鍵。在保證安全與質量的基礎上，對建筑結構進行整體分析、考量，對相關數(shù)據(jù)信息進行綜合評價，找出結構設計上的不合理之處，或者在結構設計上尋求創(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構更加科學、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)的經濟效益，促進建筑工程的不斷發(fā)展。
3房屋建筑結構設計中的優(yōu)化技術應用具體分析
3．1房屋建筑基礎結構的優(yōu)化設計
在房屋建筑結構優(yōu)化設計中，首先就是地基的優(yōu)化設計。地基結構設計是整個結構設計的基礎，這是保證建筑工程順利進行設計與施工的關鍵。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，相關政策制度對地基結構設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，需要相關設計人員認真考察建筑區(qū)域的實際情況，同時結合建筑物的實際情況，科學、合理地制定地基結構設計方法，對此進行優(yōu)化設計，力求選擇造價最低、性能最好、結構設計最優(yōu)的方案進行施工。
3.2案例分析
對于地基基礎結構的優(yōu)化設計，首先，要科學地選擇合理的設計方案，如果是樁基礎，樁基類型要根據(jù)施工場地的具體地質條件來選擇，在保證設計質量的同時，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、東山路西側，方位示意見圖1，根據(jù)相鄰地塊已施工完基礎項目的判斷，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)地質提供的資料初步計算，判斷管樁和沖孔樁的經濟性。地質土層分別為:①雜填土，厚度1.5～3.60m;②粉質黏土，厚度0.60～6.50m;③淤泥，厚度4.50～10.20m;④含碎石粉質黏土，厚度0.80～5．10m;⑤粉質黏土，厚度1.20～14.40m;⑥淤泥質土，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構方案問題進行了優(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)建筑結構樓面采用梁板結構較多。2)本項目結構優(yōu)化做法。地下車庫一般頂板荷載較大，抗側力要求較低，設備管道較多，無梁樓蓋較之傳統(tǒng)的梁板結構體系具有建筑效果好、有效降低地下室層高、方便設備安裝等優(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)網格進行計算，我們對采用兩種結構方案的地庫頂板結構做了詳盡對比，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柱帽的無梁樓蓋結構最為經濟。在有消防車荷載作用下，梁板結構較無梁樓蓋結構節(jié)省10元/m2，在無消防車荷載作用下，梁板結構較無梁樓蓋結構造價高出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、降低豎向構件等成本，根據(jù)以往的經驗數(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，造價上較經濟，施工也較方便。施工完工后建筑效果較為美觀。
4結論
綜上所述，房屋建筑結構設計中應用優(yōu)化技術，是我國建筑行業(yè)快速發(fā)展的實際需要與具體要求。建筑設計人員要不斷提升自身的專業(yè)設計能力，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，對建筑結構進行優(yōu)化設計，不斷提高設計水平，促進建筑行業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻
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