王建森

【摘 要】 隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時也帶動了我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也得到了很大的提升，并且對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也更高，那么就必須要將結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用。在具體的實踐過程中，需要結(jié)合工程具體情況，選擇科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)，提升房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】 房屋結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化技術(shù)

前言：

在建筑工程造價中，房屋建筑結(jié)構(gòu)作為其關(guān)鍵的組成部分，在實際實踐的過程中，可以科學(xué)合理的使用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)，從而可以有效的產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，相關(guān)的設(shè)計部門和工作人員就需要將經(jīng)濟(jì)、適用、合理的原則給貫徹落實下去，科學(xué)設(shè)計，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段給應(yīng)用過來，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案合理選擇，這樣建筑工程造價成本就可以得到降低，經(jīng)濟(jì)效益可以達(dá)到最大化。

1.結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的意義

傳統(tǒng)建筑設(shè)計和施工中，較為注重的是房屋居住功能的體現(xiàn)，而在社會快速發(fā)展的同時，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化必須引起建筑施工單位的重視，這關(guān)系到工程的建設(shè)能否滿足市場需求，與房屋工程建設(shè)的發(fā)展聯(lián)系密切。對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行必要的優(yōu)化，在對于房屋結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計中的應(yīng)用意義重大，不僅能夠滿足了建筑的實用與美觀，而且還可以有效地對工程造價進(jìn)行控制。對于建筑商來說，其當(dāng)然希望用最少的投資，而獲得最大的收益，然而又必須對建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和傳統(tǒng)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行比較我們可以發(fā)現(xiàn)：運用設(shè)計優(yōu)化的技術(shù)能夠降低建筑的工程造價。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)能夠使得建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每個單元都得到最佳的協(xié)調(diào)，并可以對材料的性能進(jìn)行最合理的利用。這樣不僅能夠保證相關(guān)規(guī)定的安全系數(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性與實用性。

2.對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化的重要性

在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，采用合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的實際使用價值，還能夠很好地實現(xiàn)建筑物的經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)保價值。此外，好的結(jié)構(gòu)方案還可以最大程度上減少建設(shè)單位的資本投入，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，還可以保護(hù)建筑施工現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保相結(jié)合的良好經(jīng)營模式。因此，合理地使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠更好地實現(xiàn)建筑物的綜合效益。建設(shè)單位開發(fā)建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)建筑物的高質(zhì)量和長期使用。況且建筑物只有在保證良好質(zhì)量的基礎(chǔ)上實現(xiàn)其美觀、耐用、新穎等特點，才能夠滿足不同人群的需要，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)利益。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案相比，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模式可以降低建筑成本。其采用的設(shè)計優(yōu)化措施可以有效地實現(xiàn)建筑施工中各個資源的合理配置，以及各項建筑材料的充分利用，并且協(xié)調(diào)好房間的布局，使得這些布局能夠有效的結(jié)合，共同發(fā)揮其使用功能。合理的利用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，在確保建筑物安全性能的前提下能夠充分的體現(xiàn)出其創(chuàng)新性。此外，這種技術(shù)還能夠幫助設(shè)計人員選擇最為合理的設(shè)計方式。

3.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技的應(yīng)用

3.1、結(jié)構(gòu)設(shè)計模型的優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以分為以下幾個階段：（1）是對變量的選擇。一般情況下，建筑師決定的最終建筑設(shè)計方案起到重要的作用，這些重要的建筑數(shù)值均可以作為變量供建筑設(shè)計人員進(jìn)行選擇。例如：工程參數(shù)的參考，包括對房屋價格的參考"對于其損失的參考等等。設(shè)計人員若能夠?qū)⒆兓容^小或考慮因素較少的參數(shù)作為設(shè)計的參考，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計和編程難度將會大大降低，設(shè)計人員也能夠更快的找到最符合設(shè)計目標(biāo)的數(shù)據(jù)。（2）是對函數(shù)的確定。設(shè)計人員要選擇出最符合配筋率和房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的一組函數(shù)，進(jìn)而在最大程度上降低建設(shè)成本。（3）是對施工條件的衡量。想要進(jìn)一步確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就需要從房屋的受力限度、變形限度、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸、結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的限度、房屋的結(jié)構(gòu)體系等方面考慮。在實際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計師應(yīng)該結(jié)合建筑使用方案和房屋的施工條件，分析出實際設(shè)計中存在的約束性條件，并且要確保解決這些約束性條件的方案要符合我國現(xiàn)行的規(guī)范規(guī)定，以保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計結(jié)果達(dá)到最優(yōu)。

3.2、概念設(shè)計

概念設(shè)計是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中常用到的一種方法，可以通過設(shè)計人員的經(jīng)驗來選擇靈活的設(shè)計方案。對于已經(jīng)確定結(jié)構(gòu)布置的房屋，會在考慮相同荷載作用的情況下選擇不同的分析方法。房屋建筑的設(shè)計選用的設(shè)計參數(shù)指標(biāo)、選擇用的建筑材料和荷載標(biāo)準(zhǔn)值得去法等都有很大的不確定性，在實際工程過程中，會出現(xiàn)與現(xiàn)實不符合的情況。這些因素的影響性可以通過設(shè)計人員來判定。經(jīng)驗豐富的房屋建筑設(shè)計人員，可以根據(jù)自身的經(jīng)驗和以往的數(shù)據(jù)作為參考，對房屋建筑的情況進(jìn)行全面綜合的考慮，然后做出合理正確的判斷。把工程中“人”的靈活性和智能型發(fā)揮的淋漓盡致。房屋建筑結(jié)構(gòu)中概念優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵點是設(shè)計人員的理論知識和實踐知識，理論知識和實踐知識越豐富的設(shè)計人員越能夠?qū)崿F(xiàn)對房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。房屋概念優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵在于設(shè)計人員的經(jīng)驗積累，經(jīng)驗越豐富的設(shè)計人員，就越能實現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。

3.3、優(yōu)化住宅設(shè)計

在對住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要想做到最優(yōu)的設(shè)計，最主要應(yīng)該要有一個最好的設(shè)計優(yōu)化的方案，在工程前期的規(guī)劃中工作人員應(yīng)該積極的對其進(jìn)行參與，對工程設(shè)計的實際情況展開充分的了解，有針對性的對建筑結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的選擇和規(guī)劃，從而達(dá)到客觀上的需求，這樣能夠更進(jìn)一步的形成合理、科學(xué)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，同時也能夠為建筑工程施工做出有效的指導(dǎo)。只有一個比較好的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，才能夠?qū)?yōu)化設(shè)計的效果和質(zhì)量進(jìn)行有效的保障。相反，如果設(shè)計人員在工程施工的前期沒有投入到實際情況的設(shè)計中去，盲目的更具自身的經(jīng)驗對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，就會因為各個方面的原因使得建筑結(jié)構(gòu)體系荷載能力不恰當(dāng)，使得建筑成本增加和建筑的安全性得不到保障。

3.4、上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

要想模型建立與優(yōu)化房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)，首先就要對剪力墻進(jìn)行合理的布設(shè)，對剪力墻的質(zhì)量均勻予以有效保證。這樣，樓層的結(jié)構(gòu)重心便能同樓層的平面剛度中心點實現(xiàn)重合，從而有效地削減了風(fēng)力以及地震等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。如果房屋的類型允許的話，那么可以盡量使用大開間的剪力墻構(gòu)造，并對剪力墻的墻肢長進(jìn)行增加。這樣做，不僅可以有效地對墻肢的數(shù)量進(jìn)行縮減，還可以確保剛度能夠與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，并以此作為前提與基礎(chǔ)，有效地降低混凝土的使用數(shù)量。此外，因為剪力墻中的暗柱通常采用的都是鋼筋建材，通過大開間的剪力墻構(gòu)造應(yīng)用，是可以有效縮減鋼筋的使用數(shù)量。

3.5、排水系統(tǒng)的優(yōu)化

在房屋建筑中排水系統(tǒng)的專用房間里有著很多的機(jī)械設(shè)備，對于荷載能力"荷載強(qiáng)度較大。所以要將其設(shè)置在地下室，而且保證管道的預(yù)留尺寸與預(yù)留深度要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，對于樓板本身的鉆孔位置要加固。另外，要注意水平方向的管線可能會貫穿柱或梁的情況，要盡可能降低這種現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)率。如果管道在建設(shè)時穿過了承重墻，就必須對墻體進(jìn)行加固。在整體上盡可能地保證結(jié)構(gòu)的設(shè)置與管道網(wǎng)相協(xié)調(diào)，預(yù)防管道出現(xiàn)繞柱或繞梁的現(xiàn)象。

4.結(jié)束語

綜上所述可以看出，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)在發(fā)展的過程中面臨了激烈的市場競爭，要想在激烈的市場競爭中占有一席之位，除了需要保證建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量和安全，還必須要實現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性的原則，從而最大限度的擴(kuò)大建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益。針對這種情況，就需要將結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中；相關(guān)的工作人員需要不斷努力，提升自己的專業(yè)素質(zhì)和綜合水平，總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗，以便設(shè)計出更好更安全的房屋建筑。

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