孫坤

（荊門市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 湖北 荊門 448000）

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)化

孫坤

（荊門市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 湖北 荊門 448000）

在當(dāng)今社會(huì)中隨著經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，建筑行業(yè)得到了快速的發(fā)展，人們對(duì)于建筑工程的要求也在變得更加的高，這樣一來(lái)在建筑工程領(lǐng)域中建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)發(fā)揮的作用也越來(lái)越顯著。為此對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)講對(duì)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性以及復(fù)雜性必須有一個(gè)明確、清晰的認(rèn)識(shí)，并不斷提升自身設(shè)計(jì)水平與專業(yè)能力，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的水平，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)建筑行業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展。本文首先闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的主要內(nèi)容以及重要作用，接著對(duì)優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及注意事項(xiàng)進(jìn)行了相關(guān)的論述。

建筑行業(yè)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)優(yōu)化

引言

在近些年以來(lái)，我國(guó)房屋建筑業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)在不斷的增加。如何在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中可持續(xù)、穩(wěn)步的發(fā)展以及在日漸嚴(yán)格的客戶需求和越來(lái)越昂貴的土地成本之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)是建筑企業(yè)所要達(dá)到的目標(biāo)之一，為此這就對(duì)建筑的相關(guān)設(shè)計(jì)人員提出了新的有關(guān)要求。從某一程度上來(lái)講，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理優(yōu)化可以為廣大民眾和建設(shè)單位帶來(lái)雙贏的局面。對(duì)于廣大民眾來(lái)講，滿足了人們對(duì)建筑的心理和物質(zhì)需求，提供其舒適良好的居住環(huán)境；對(duì)建設(shè)單位來(lái)講，在創(chuàng)造良好的品牌優(yōu)勢(shì)的同時(shí)帶來(lái)更大經(jīng)濟(jì)效益。

1　房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的主要內(nèi)容簡(jiǎn)介

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要想應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，首先對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容必須有所了解，其主要內(nèi)容為：在滿足建筑結(jié)構(gòu)使用功能以及設(shè)計(jì)要求的大前提之下，對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到的諸多問(wèn)題我們應(yīng)該進(jìn)行充分的考慮，并且在最為合理的經(jīng)濟(jì)情況下完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有關(guān)工作，這個(gè)過(guò)程也就是我們所謂的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程。其主要內(nèi)容包括對(duì)建筑構(gòu)件布置方式、建筑結(jié)構(gòu)受力情況以及建筑結(jié)構(gòu)選型等內(nèi)容進(jìn)行最優(yōu)化的設(shè)計(jì)和分析等。一般情況之下，主要有兩大部分內(nèi)容：①對(duì)房屋建筑的分部結(jié)構(gòu)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)和分析工作；②對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)和分析工作。同時(shí)還可以將第一部分的內(nèi)容進(jìn)行更加詳細(xì)的劃分，一般可以將其大致劃分為五部分，分別是下部基礎(chǔ)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、中部主體結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及上部屋蓋部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

2　在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用

2.1能夠減低工程造價(jià)

在建筑整體質(zhì)量得以保證的前提之下，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的施工成本還要給與足夠的重視，使得建筑質(zhì)量成本的最優(yōu)化得以實(shí)現(xiàn)，保證施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。就當(dāng)前我國(guó)的情況來(lái)講，有關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化后成本能夠降低10～30%，優(yōu)化設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)后，不僅能夠使得建筑原材料的性能得到充分發(fā)揮，還降低了建筑的施工成本，提高了其結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。

2.2能夠提升建筑的安全性

在設(shè)計(jì)優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程當(dāng)中，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性能以及整體性能是一項(xiàng)最為重要的原則，為此要想使得建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量有效地提高就必須要對(duì)原有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化，及時(shí)修整方案中存在的缺陷以及不足之處，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)受力不合理的相關(guān)問(wèn)題。

3　優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

3.1在房屋建筑結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

房屋建筑前期的設(shè)計(jì)方案直接影響著建筑項(xiàng)目成本的高低，如果結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)不包括在前期方案確定中，就很有可能導(dǎo)致初期設(shè)計(jì)方案中結(jié)構(gòu)的可行性和合理性出現(xiàn)偏差，從而增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本和設(shè)計(jì)的難度。

3.2加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)的運(yùn)用

建筑物的結(jié)構(gòu)布置方式具有選擇的多樣性，就算是同一建筑物結(jié)構(gòu)布置方案也存在著多種的結(jié)構(gòu)分析方法。在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景之下，數(shù)字化軟件能夠有效的解決設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案影響分析等難題，比如說(shuō)德梅隆和赫爾佐格設(shè)計(jì)的“鳥巢”就是建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的一個(gè)重大突破。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處理中要進(jìn)一步的加強(qiáng)計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，同時(shí)更需要工程設(shè)計(jì)人員在這方面加強(qiáng)自身的使用能力，掌握更多地計(jì)算機(jī)優(yōu)化方法，從而使得自己的設(shè)計(jì)更加的科學(xué)和合理。

3.3重視概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)

在當(dāng)今社會(huì)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展為生產(chǎn)以及生活帶來(lái)了眾多的方便，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)也是如此，但是只單純的來(lái)依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算有時(shí)候是不能夠獲取到最準(zhǔn)確的答案，比如在建筑材料的選擇、荷載標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的算法以及設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面，就還需要通過(guò)設(shè)計(jì)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行相關(guān)的確定。通過(guò)優(yōu)化電腦軟件產(chǎn)生的設(shè)計(jì)，使得實(shí)際建筑情況與最終方案相吻合。通常情況下，遇到這些相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)越豐富，判斷過(guò)程也越充分，從而所確定的方案也越靈活。這種優(yōu)化技術(shù)的關(guān)鍵所在就是設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)積累。為此，在平時(shí)工作中建筑設(shè)計(jì)人員需要不斷的加強(qiáng)自身對(duì)經(jīng)驗(yàn)的積累，并有意識(shí)的將概念優(yōu)化和數(shù)字技術(shù)運(yùn)用進(jìn)行有效的結(jié)合。

3.4加強(qiáng)房屋建筑防震安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最基本要求就是安全，同時(shí)安全也是衡量其質(zhì)量好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。在使用房屋中，常常會(huì)遇到較多不可抗拒的外力因素，特別是最沒有規(guī)律可循的地震，為此房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分的考慮到地震荷載作用，通過(guò)對(duì)構(gòu)造或設(shè)計(jì)等層面采取科學(xué)合理的有效措施來(lái)使得建筑物抗震能力得到提高。當(dāng)前對(duì)于建筑物的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，可以說(shuō)是有一些比較有效的設(shè)計(jì)方案，如采用延性建筑房屋結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)對(duì)稱的建筑物，這樣的話荷載承受處于均勻狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)截面比較少，建筑物的延性較大；利用多道設(shè)防思想也就是說(shuō)利用次要構(gòu)件來(lái)保護(hù)主要構(gòu)件，從而能夠使得建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的要求得到滿足。

4　應(yīng)用房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)

4.1應(yīng)用房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)需注意到前期的參與

方案的前期確定會(huì)對(duì)建筑項(xiàng)目的總成本產(chǎn)生直接的影響，然而當(dāng)前所存在的一個(gè)普遍問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)并不能夠真正的參與到前期方案確定中，從而就會(huì)使得在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員常常對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的可行性和合理性給予忽視，使所得到的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果直接影響到結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的困難度增加，同時(shí)也使得房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本得到相應(yīng)的增加。為此設(shè)計(jì)人員應(yīng)融入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案當(dāng)中，選擇合理的設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)形式，節(jié)約成本。

4.2應(yīng)用房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)需注重細(xì)部的優(yōu)化

（1）應(yīng)用房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)除了要注重整體設(shè)計(jì)，同時(shí)也對(duì)于結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的精細(xì)設(shè)計(jì)也應(yīng)該進(jìn)一步的加強(qiáng)。比如對(duì)于矩形板塊的現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)要盡量的進(jìn)行劃分，這樣既可以防止拐角出現(xiàn)裂縫，同時(shí)也可以使現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)的受力合理。

（2）隨著結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，在優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體過(guò)程中，實(shí)際上優(yōu)化設(shè)計(jì)已逐步的轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題。為此，有關(guān)的工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷的加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析水平。

5　結(jié)束語(yǔ)

在房屋建筑方面，人們對(duì)其不僅僅要求具有一定的適用性與安全性，而且還要求建筑具有經(jīng)濟(jì)性和美觀。然而在具體的實(shí)際設(shè)計(jì)建筑物結(jié)構(gòu)時(shí)，只有考慮到施工的方便性，在規(guī)定好的時(shí)間內(nèi)才能夠有效完成工作。但是在當(dāng)今競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的背景之下，建筑企業(yè)要想擁有他們自己的一席之地就要對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)不斷的進(jìn)行完善，這樣才能夠在滿足民眾對(duì)房屋的美觀、穩(wěn)定、安全功能要求基礎(chǔ)上，來(lái)使得他們的心理需求得到相應(yīng)的滿足，同時(shí)也能夠在最大程度上節(jié)約建筑成本，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到增加，創(chuàng)造品牌效應(yīng)，從而增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)房屋建筑行業(yè)更快更好的發(fā)展。

[1]劉妍.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問(wèn)題與解決對(duì)策[J].四川水泥，2014，12：294+306.

[2]歐松濤.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)[J].四川水泥，2015，04：165.

[3]趙良恒.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性及優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討[J].建筑，2014，17：62～63.

TU318

A

1673-0038（2015）36-0055-02

2015-8-19

孫坤（1982-），男，工程師，本科，主要從事房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。