蔡蕾

[摘 要]在變電站內(nèi)房屋結(jié)構(gòu)設計的過程中，在基本滿足建筑師設計意圖的基礎上，平面布置應盡量規(guī)則，對稱，盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產(chǎn)生太大的扭轉(zhuǎn)效應。利用結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的技術(shù)方法可以滿足建筑產(chǎn)品的品質(zhì)要求不斷提高的目的，實現(xiàn)了人們對于居住條件及生活環(huán)境的要求不斷提高的需求，同時，這也實現(xiàn)了建筑商不斷尋求新的手段來滿足顧客的需求，達到降低變電站內(nèi)房屋工程造價成本的目標。

[關(guān)鍵詞]變電站房屋結(jié)構(gòu)；設計優(yōu)化；應用

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）39-0357-01

1 結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化概述

1.1 意義

相較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計而言，結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化能夠大幅降低房屋建筑的工程造價，降低幅度甚至高達25%；結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化能夠充分發(fā)揮材料的性能，使房屋結(jié)構(gòu)各組成單元實現(xiàn)有機協(xié)調(diào)；結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化能夠為建筑整體性方案設計提供科學的決策?？偠灾?，結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的有效應用，能使房屋結(jié)構(gòu)設計更加適用，更加安全，更加經(jīng)濟，更加美觀，更加便于施工。

1.2 原則

結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的意義在于充分發(fā)揮材料性能，實現(xiàn)各構(gòu)件以及各設計專業(yè)的最佳配合。它不僅具備了傳統(tǒng)設計方案所要求的安全性，也充分體現(xiàn)了如今社會所提出的價值學及審美學特點。結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化是一個不斷提高結(jié)構(gòu)設計水平的過程。結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化過程中，不應該降低對結(jié)構(gòu)安全度及抗震性能的要求，而是使房屋建筑物在整體上更為協(xié)調(diào)，不僅實現(xiàn)成本方面的降低，還要實現(xiàn)安全方面的提高。

1.3 要點

1.3.1 遵循結(jié)構(gòu)設計規(guī)范

結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化給設計人員提出了較高的要求，既要求他們經(jīng)驗豐富，又要求他們熟悉并遵循相關(guān)的結(jié)構(gòu)設計規(guī)范。規(guī)范由于面向大眾工程，因而，在某些規(guī)定上會較為保守。另外，對于某些復雜結(jié)構(gòu)設計而言，有些規(guī)定并不安全。因此，在具體操作過程中，設計人員要予以判斷、把握和優(yōu)化，從而促進結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量的進一步提高。

1.3.2 加強各專業(yè)之間的協(xié)作

結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化是一個復雜而系統(tǒng)的工作，需要多專業(yè)密切協(xié)作。在房屋建筑建設過程中，建筑設計和結(jié)構(gòu)設計是兩個最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，二者有機結(jié)合，一方面能夠提高外觀效果，另一方面能夠降低工程造價。在某些建筑設計中，設計人員為了突出方案的新奇效果，至建筑基本力學規(guī)律于不顧，給后續(xù)的結(jié)構(gòu)設計造成了諸多困難。所以，只有加強各專業(yè)之間的協(xié)作，才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設計的合理化。

2 結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在變電站房屋結(jié)構(gòu)設計中的實際應用

2.1 前期設計環(huán)節(jié)

變電站房屋結(jié)構(gòu)的前期設計環(huán)節(jié)是影響變電站房屋經(jīng)濟性設計的重要方面，它會對項目的總投資資金造成影響。當前，在變電站房屋設計方面存在的普遍的問題便是在前期環(huán)節(jié)并沒有將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的方法應用其中，在設計前期并沒有考慮到結(jié)構(gòu)設計的科學性與合理性，甚至部分情況下，會對變電站房屋結(jié)構(gòu)設計造成負面影響。因此，必須在前期設計環(huán)節(jié)將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法應用其中，選擇較為合理、可行的結(jié)構(gòu)形式，策劃合理的設計方案，在設計初始時期保障設計的合理性，為整體設計創(chuàng)造較好的開端。

2.2 抗震概念設計

在變電站房屋結(jié)構(gòu)設計中，建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法主要應用于無具體數(shù)據(jù)參數(shù)指標的抗震設計情況。將抗震設防烈度作為設計案例，正是由于其發(fā)生具有較大的不確定性，實際計算情況通常會與預定設計情況產(chǎn)生差異，因此需要采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中的概念設計方案。將以往的數(shù)據(jù)作為輔助考察依據(jù)，在具體設計過程中，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方法靈活運用于設計中，以期達到最佳設計值。另外，在保障宏觀設計滿足要求的同時還需要注重結(jié)構(gòu)細節(jié)的設計。將變電站房屋結(jié)構(gòu)設計細節(jié)中現(xiàn)澆板的選用作為具體設計要求，若其異形板在拐角末端較易產(chǎn)生斷裂情況，設計時則需要考慮鋼筋選擇的范圍，在投入成本相當?shù)那闆r下，選用極限拉力較強、能夠滿足塑性要求的鋼筋材料。若現(xiàn)行規(guī)劃的現(xiàn)澆板所選用的材質(zhì)是在受力方面有較強功能的，此時為保障塑性要求，則可選擇冷軋帶肋式的鋼筋材料。保障在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計時，現(xiàn)澆板外部里面的配置鋼筋材料能夠滿足結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體條件，不僅能夠為建筑安全設計提供保障，同樣也可以達到經(jīng)濟性控制的目的。

2.3 變電站房屋基礎地基優(yōu)化設計

變電站房屋地基作為其結(jié)構(gòu)設計的關(guān)鍵，為達到優(yōu)化設計的目的，首先需要確保其地基結(jié)構(gòu)設計的最優(yōu)規(guī)劃。隨著變電站建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，變電站房屋地基設計也正根據(jù)其建筑成品的功能、具體形態(tài)不同，其對地基的具體標準要求也存在著強弱差異，基于變電站房屋基礎地基設計更需要從其實際情況出發(fā)，設定好地基實際勘測計劃，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計時，秉承節(jié)省工程造價的原則，若地基設計主要以地樁為基礎，則需要根據(jù)實際受力情況，對不同材質(zhì)的地樁進行考察，選擇最佳的設計方案。

2.4 選擇節(jié)能指標較高的結(jié)構(gòu)設計類型

將建筑結(jié)構(gòu)設計方案應用于變電站房屋結(jié)構(gòu)設計中主要是為了在降低工程造價的基礎上，提升房屋建成后的整體效益。因此，需要選擇節(jié)能指標較高的結(jié)構(gòu)設計類型。常規(guī)設計中主要有三種房屋結(jié)構(gòu)形式，分別為短肢剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)及框架與剪力墻融合的結(jié)構(gòu)模型。第一種結(jié)構(gòu)設計的抗震性能較高，且并不需要較多材料的選用，第二中結(jié)構(gòu)設計由于其柱截面較大會影響房屋內(nèi)部家具的布置，而第三種結(jié)構(gòu)綜合適應能力較強，抗震效果好，且抗測力效果較為明顯。三種結(jié)構(gòu)類型均有其自身存在的優(yōu)缺點，在選擇最優(yōu)設計方案時同時需要從房屋實際需求出發(fā)，將造價與后期效益均納入考慮的范疇，據(jù)實際情況選擇最佳設計方案。

結(jié)束語

總之，將建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應用于變電站房屋結(jié)構(gòu)設計中，主要是為了達到降低工程總造價、提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性的目的。在變電站房屋結(jié)構(gòu)設計中，選擇最為合理、科學的建筑材料，在前期設計、概念設計、下部地基基礎設計中應用最優(yōu)設計方法，不僅能夠使建筑物實現(xiàn)審美價值與功能性的統(tǒng)一，同時能夠從整體上節(jié)省變電站房屋工程建造成本，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟、社會效益，較好地迎合了當前科學發(fā)展觀、可持續(xù)發(fā)展理念的要求。

參考文獻

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