建筑结构形式在小城市的优化

当建筑专业处在进行项目方案设计阶段的时候，结构专业就要主动介入，因为建筑的每一个使用功能都会决定着结构工程师所要选择的结构形式，而结构形式的选择就是一个项目具体化的关键一步。以我所居住的六度区城市为例，住宅类建筑主要以多层和80米以下的高层为主，多层结构中多采用多层砖砌体房屋和底部框架-抗震墙砌体房屋两种形式，而高层结构中多会采用框架结构，剪力墙结构和部分框支抗震墙结构。多层结构多以构造措施来实现其结构的抗震性能要求，而多层结构在六度区的小城市的应用又是非常的普遍，所以在这些地区，多层结构的成本控制的方法就相对单一些，地上部分主要以构造柱的多少来影响其整个经济因素。而地下部分由于地质条件的不同就会有所区别。底部框架-抗震墙砌体房屋这种多层结构型式，虽然解决了多层建筑底层大开间的实际使用问题，但是单从它的受力性能上考虑个人认为并不适合在地震区使用，材料性能和抗震理论对这类结构的解释和理解都不是很明确，理论依据上也很少能从资料上查到。对于十到十一层的小高层住宅，短肢剪力墙是不错的选择，既能满足住宅的使用功能要求，又能适度的减少剪力墙墙肢的长度，节省混凝土和钢筋的用量，如果在布置上再规则一些，优化的初步结果就会很明显。


充分了解本地区的地震设防类别及对规范的熟知程度，以便在规范的允许范围内对结构进行优化设计


对于这类小城市而言，投资者的投资规模相对来说不是很大，一个单体超过10万平方米的更是少见，这是基于城市的消费主体和经济状况来决定的。所以在结构设计阶段就需要设计人员对本地区的消费人群和经济情况有一个初步的了解，因为这类地区的消费人群对价格因素是最敏感的。而结构设计时的优化设计就是一个前期控制成本的最有效的因素。结构类型的选择决定了主体结构的主要成本来源，而正确的结构类型的选择会使成本降低大概6%左右。对于一般结构工程师来说，在做结构建模设计时，第一想到的应该是安全性和适用性，很少会把经济因素直接引入到整个结构设计的全过程中，他们会直接在建筑图上进行结构布置，以满足建筑的使用性和舒适性，而在这个阶段中，会有一部分结构工程师会遵从如何布置简单如何做的行为方式。从事结构设计的人员可能都知道，结构布置越简单、受力方式越明确，对结构的安全性上越会有保障，这样也是对设计者的自我保护。然而当我们把侧重点都放在了这些地方的时候，我们也就忽略了整个结构优化的经济性，而正是这个经济性的因素会将部分成本传导到销售终端。这就会出现我们时常听到购买者抱怨“房子挺好就是太贵了”。


着重理解规范中的表述及用词


结构设计规范是结构设计者的设计依据，它约束着结构设计师对建筑物或者构筑物在设计时的技术要求。但是设计规范却并不是束缚设计师的作品表现力的紧箍咒。尤其是对处于抗震设防烈度是六度的小城市而言，规范对各个结构类型所表述的文字和语句都有很大的个人理解空间，而这个理解空间也正是需要设计师自己去充分的发掘和总结，在总结和理解的过程中适时调整着结构模型，从而达到结构优化设计的目的。即使同为六度设防也要结合城市的实际地理位置和地震加速度来正确判断各结构形式所需要的构造措施。构造措施对于一个建筑物的结构来说至关重要，它是一种对结构受力的概念理解，因为在很多时候，计算机模拟的地震状态往往和实际是有一定差距的，这就要求设计师在对自己的作品进行设计的时候要时刻把握着概念设计的要领。而各个部位的构造措施也是影响经济指标的一个因素。符合规范的最低要求却又不过多的增加不必要的构造，这也是一种设计手段。


正确的荷载输入方式和材料强度的恰当选择


荷载的输入是对结构承载力的直接影响，抗震概念的引入对荷载的要求也并不单单表现在承载力方面，所以在进行荷载输入时，精确的计算荷载数值是必不可少的，但是在线荷和面荷的等效转换时，就会无形中放大或缩小荷载对结构某个部位的影响，这就需要设计者通过自己的判断和以往的经验来进行调整。材料对于整个结构而言，并不是强度越高其结构安全性和承载力就越强。一味的追求高强材料也是在无形的增加经济成本，性能越高，经济代价越大，但是却不一定能在实践中发挥出它的全部性能甚至少部分性能。含钢量是我们判断经济成本就简单的计算方法，也是最直观的数据，所以设计者需要从多个方面的选择和计算中调整出一个较优的方案。综上所述，设计并不单纯的是将建筑的意图变为现实，而是要在实现目的的基础上把握外在环境和内在环境的影响，从何实现一个相对较平衡的“结合体”。不同的设计人员对结构概念、规范等都有着个人的不同理解，相互之间的沟通交流学习，也是保证建筑结构在安全的基础下获得良好经济效益的基础。优化设计后的成本节约已经成为设计行业里的一项重要的竞争手段，也是对设计者技术水平的一种更高要求。


更多关于建筑行业独家信息，敬请实时关注鲁班乐标微信号。





关注手机鲁班乐标（m./），实时了解建筑行业最新动态。