抗震条件下生态节能钢混住宅建筑结构优化设计探讨

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1、抗震条件下生态节能钢混住宅建筑结构优化设计探讨　　中图分类号：TU22　　文献标识码：A：16749944（2016）08014903　　1引言　　在当前城镇化快速发展的背景下，钢混住宅建筑在城乡居住建筑中的占据着最大的比重，而在全国范围内推广建设生态节能建筑也已成为必然的大趋势。我国作为多地震国家，可在抗震条件下结合生态节能的特点，达到优化设计的目的。所谓“优化设计”是指研究问题和寻求解决问题的最优方案，“最优”两字应理解为在给定条件下得到尽可能满意的结果[1]。而探索构建符合我国国情的钢混住宅建筑结构优化设计综合评价指标体系，是该类住宅方案优化设计的前提，具有重要的理论意

2、义，并可带来可观的社会、经济、环境效益。　　笔者以系统设计法为工具，在生态化理念指导下，进行了实地调研，应用层次分析法（AHP）构建了钢混住宅建筑结构优化设计综合评价指标体系，直观地体现了优化设计的准则，并具有很强的可操作性（图1）。以期研究成果能对城乡钢混住宅建筑结构的优化设计理论作出贡献，并可供全国同行们参考、借鉴。　　2抗震条件下生态节能钢混住宅建筑结构优化设计综合评价指标体系的建立　　本综合评价指标体系分三层，如图1。　　2.1总目标层　　总目标层为抗震条件下生态节能钢混住宅建筑结构优化设计综合评价，从建筑结构优化设计的角度出发，以节约能源、有效利用资源的方式，建设抗

3、震性能优越、与环境生态相容性高的钢混住宅建筑，达到人及建筑与环境共生共荣、永续发展。总目标坚持前瞻性和可操作性的有机统一，既要立足当前实际，使目标具有可行性，措施具有可操作性，又要充分考虑发展的需要，使规划设计方案具有一定的超前性。　　2.2子目标层　　2.2.1建筑结构设计　　在结构设计能够实现抗震和生态节能目标的前提下，评价住宅建筑结构设计是否遵循经济、适用、安全、美观的设计准则，结构设计时应充分考虑建筑功能的完善性和可改造性，提高施工便利性，结合当地地理、地质、气候条件，尽可能做到节能、节地，降低建筑全寿命周期投资费用，尽可能采用高质量材料，选用有利于抗震减灾的平、立面

4、布置方式和结构体系，保证建筑的安全性[2]。注重对当地建筑特色的继承和保护，体现建筑设计的地域性和时代性。　　2.2.2建材使用　　评价建筑材料是否符合兼顾生态性、经济性的指标：是否充分考虑材料的本地性、易得性，鼓励因地制宜地尽量选用本地的、运输便利的材料作为建筑的营造原料；是否在条件允许的情况下，利用3R建材作为建筑材料；是否合理使用长寿命材料和环保节能的新材料。　　2.3准则层及下辖的基本指标层　　2.3.1经济　　评价建筑是否能在设计与建造中，因地制宜、就地取材，做到尽量节省劳动力，节约建筑材料和资金；是否有周密的计划与核算，重视经济规律，讲究经济效益；房屋的设计使用要

5、求和技术措施是否与相应的造价、建筑标准统一起来。　　（1）节能节地的结构选型。评价建筑的结构形式对建筑节能、节地的影响。一般基于建筑形体、几何形式展开，通过结构选型的优化设计，增加可使用空间；合理控制住宅体型，实现土地资源的集约有效利用；结构形式应有利于改善住宅围护结构的热工性能和室内外物理环境，增加建筑对可再生能源的利用，以达到节能的目的[4]。　　（2）与当地地理、地质、气候的适应性。评价建筑与当地自然环境的适应性问题，由于不同地区所处的纬度不同，在太阳辐射量、温度、湿度、季节周期及地理、地质条件上存在明显差异，为满足建筑经济性要求、节约造价，建筑的布局以及功能组织、空间

6、形式、构造等方面应合理利用当地地理、地质、气候等有利条件[5]。　　（3）全寿命费用。包括一次性造价与维护费用等。评价建筑在全寿命周期过程中，能否合理运用新型生态环保技术和管理方法，从全寿命周期角度出发研究建筑成本与回报。　　（4）施工便利性。评价建筑设计在施工中是否有较好的可操作性，在施工方式上能有较大的可选择空间，显著缩短结构施工周期，使建筑能更早地投入使用，带来可观的经济效益。　　2.3.2适用性　　评价在保证结构安全的基础上，建筑结构对建筑功能、设备与设施正常运行的影响。　　（1）功能完善性。评价建筑是否满足用户的使用需求，包括：空间布局是否具有明确的功能分区；空间组

7、合、划分时是否以主要空间为核心，次要空间的安排是否有利于主要空间功能的发挥；空间的联系与隔离是否合理。　　（2）室内空间的可改造性。评价在保证建筑使用过程中在对主要结构部件、设备管井等尽可能减少改动的前提下，充分利用住宅实体空间功能变化的内在潜力。这种潜力是能在明确的住宅空间格局中，在一定的程度上适应不同居住者或居住群体的各自需求。同一空间格局应具有适应多种使用功能并扩展其用途的能力，例如住宅在适应居住的同时，延展出的诸如个体型办公或小型商务的功效，而无须将住宅空间布局结构调整与改变以适应其功能变化，从