砖混结构房屋设计方法探析

砖混结构房屋设计方法探析

结构设计优化是一个复杂而系统的工程，需要相关人员通力合作，采用正确的结构设计优化方法，并应用到具体实践中去，从而最大限度体现结构优化的价值，提高结构安全度和抗震性的同时，有效降低工程造价。本文重点研究了如何对砖混结构房屋的结构设计进行优化，同时分析了结构设计优化理论在房屋结构设计中的合理性评估，具有一定的实践指导意义。

标签：砖混结构；房屋；设计方法

1.引言

近年来，随着城市建设的不断发展，城市用地面积越来越紧张，这就导致了城市土地的价格不断上涨，给房地产开发商带来了巨大的压力。另外，由于人民生活水平的不断提高，对于建筑物的要求也越来越高。房地产开发商要想在降低工程造价的基础上满足人们的高需求，就需要在建筑结构设计过程中不断优化结构，尽量提高建筑空间与资源的利用价值，从而实现经济性、实用性和适用性的目标。砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙、附壁柱等采用砖或砌块砌筑，砖混结构的主要承重结构是粘土砖，所以砖的形状及强度就决定了房屋的强度。因此，对砖混结构的房屋进行优化设计，能够充分发挥材料的性能，使房屋结构各组成单元实现有机协调，能够大幅降低房屋建筑的工程造价。总而言之，结构设计优化的有效应用，能使房屋结构设计更加适用，更加安全，更加经济，更加美观，更加便于施工。

2.砖混结构设计优化方法

2.1 选择节能指标较高的砖混结构类型

2.1.1剪力墙结构

该种结构形式一般适用于高层建筑，是混凝土结构技术规程的进一步延伸。相较短肢剪力墙而言，该种结构形式拥有更高的抗震级别，另外，在构造钢筋使用数量方面也较少；

2.1.2框架结构

这种结构不仅具有大开间的特点，而且具有布局灵活的优势，还具有造价成本较低的优点，其缺点是抗震能力不强，由于柱截面较大，容易形成的柱角等凸出，给家具布置带来了诸多不便；

2.1.3框架一剪力墙结构

该种结构是指将一定数量的剪力墙有机地融入到框架结构中。该种结构合理

大方，具有较强的适用能力，可以承受各种不同的变形压力，经实践证明是一种抗侧力较好的结构[1]。

2.2 砖混结构设计信息优化技术

由于在实际房屋建筑结构的设计过程中，会受到很多外界条件的影响，同时房屋结构设计本身也具有复杂性，所以我们需要研发出一种既简单又实用的参数定义优化软件，而不再采用单一的方法。目前，房屋结构优化领域较为常用的系统是TBCAD系统，这种系统既可以减轻设计者的工作压力，又能够节省精力和时间，现在应用的非常广泛。TBCAD系统是一种控制软件，对结构方案的设计进行一定的指导作用，是集设计方案、建模、分析、资源配置、评估于一体的软件，充分的实现了人力、物力和财力之间的最优化配置。通常，对系统的信息进行优化分为两步，首先要对材料进行分配和调整，实现最优化的配置，例如对混凝土的用量进行配置，如何使用最少量的混凝土，就能够实现侧向刚度的最低要求？在这个步骤中，系统的目标函数是混凝土的使用量，而结构构件的断面大小则被视作设计的变量；其次，对各个构件的强度进行优化。为了实现只相对较少的结构造价便可满足构件的强度要求这样的条件，通过对构件结构的断面大小以及钢的用量进行适当调整，便可以实现。

2.3 砖混功能结构的优化设计内容

结构抗震的经济化优化设计，通常针对高层房屋建筑展开。在高层建筑结构总体造价中，水平荷载结构造价占了非常大的一个比例，所以，在抗震结构设计中，造价控制的关键之处在于抗侧力结构的设计。值得注意的是，当建筑物层高增加之后，抗侧力结构的造价也会随之增加。所以，设计人员对房屋的结构进行设计时，应该针对抗侧力结构展開优化设计，从而确保造价方面的优势。优化的原则就是既要设计好房屋的体型、结构体系以及房屋的刚度分布，还要针对抗震的薄弱环节展开一系列的抗震构造改善措施，这就需要设计者详细并深入了解各个房屋结构模式的抗震性能以及经济指标，尽可能地降低抗震结构优化设计的实际成本[2]。

2.4加强各专业之间的协作

砖混结构设计优化是一个复杂而系统的工作，需要多专业密切协作。在房屋建筑建设过程中，建筑设计和结构设计是两个最为关键的环节，二者有机结合，一方面能够提高外观效果，另一方面能够降低工程造价。在某些建筑设计中，设计人员为了突出方案的新奇效果，至建筑基本力学规律于不顾，给后续的结构设计造成了诸多困难。所以，只有加强各专业之间的协作，才能实现结构设计的合理化。

3.合理性评估

房屋建筑工程的设计方案，从总体角度分析，包括各种各样、种类繁多的结构设计和布置。当房屋结构被确定之后，即便载荷相同，也仍旧有诸多不同类型

的分析方案可供选择。另外，在具体的分析过程中，不管是设计载荷、材料，还是参数的取值都有可能发生一定的变化。房屋建筑工程在细部处理方面也存在很多差异。上述这些问题仅仅凭借计算机设计优化是难以有效解决的，需要人工辅助分析，对各项设计及相关数据取值进行合理性的评估，当然在评估过程中，应遵循结构优化设计的内在规律，更为稳妥的做法是结合工程设计施工经验有目的、有步骤地实施判断。由此可见，概念优化设计具有两层含义，一是设计师从若干备选方案中择取最优，二是对既定的方案进行修饰美化[3]。

4.结语

砖混结构是指小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。砖混结构的设计计算性不是很强，主要的是概念设计和构遣设计。本文通过大量的实际工作与理论联系，找到理论和实际相结合的一个切入点，通过对砖混结构的分析，结合砖混结构的特点从设计者的角度提出了砖混结构房屋结构的优化设计措施，同时分析了结构设计优化理论在房屋结构设计中的合理性评估，具有一定的实践意义。

参考文献

[1] 张文朝，孔露露.房屋结构设计中结构设计优化技术的应用[J].中国城市经济.2011，（14）.

[2]汪树玉.结构优化设计的现状与进展[J].基建优化，2007.

[3] 佟月强，郝明.试论结构设计优化技术及在房屋结构设计中的应用[J].