房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用淺述

朱淼巖

摘 要：在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要積極應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)方法，對(duì)設(shè)計(jì)方案不斷進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。既要嚴(yán)格遵守相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，合理選擇結(jié)構(gòu)型式和布局安排，提高建筑基礎(chǔ)以及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，準(zhǔn)確確定相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)，并充分利用計(jì)算機(jī)以及專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件等來(lái)提高建模的精度，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)置，延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)的使用年限。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化技術(shù);應(yīng)用

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析

（一）優(yōu)化技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，建筑材料的不同性質(zhì)也影響著整體的質(zhì)量，除此之外，對(duì)于房屋的穩(wěn)定功能也會(huì)造成影響，從而影響人們的居住。因此，工作人員開(kāi)始進(jìn)行優(yōu)化技術(shù)時(shí)，所參與的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮到各個(gè)方面的細(xì)節(jié)問(wèn)題：①考到鋼本身的優(yōu)勢(shì)和不足處，鋼結(jié)構(gòu)相比于其他技術(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)具有明顯的改善效果，與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮到采用鋼結(jié)構(gòu)是否能夠真正的運(yùn)用到施工當(dāng)中去，設(shè)計(jì)人員也可以將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置為施工技的關(guān)鍵點(diǎn)。項(xiàng)目小組可以進(jìn)一步的分析討論是否能夠在建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中應(yīng)用的是否可行性;②可以利用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行構(gòu)造出房屋以及整體數(shù)據(jù)的模型，可以加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的判斷性，從而可以進(jìn)一步保障鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化情況，優(yōu)勝劣汰選更加合適的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠正常運(yùn)行。

（二）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

目前，大多數(shù)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中都依靠計(jì)算機(jī)軟件，它是有利有弊的，若是我們?cè)谶M(jìn)行優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中完全依靠計(jì)算機(jī)軟件，那么就會(huì)有一些問(wèn)題我們難以發(fā)現(xiàn)，因此，一定要讓設(shè)計(jì)人員和計(jì)算機(jī)二者相互配合，讓設(shè)計(jì)人員可以足夠的了解到計(jì)算機(jī)可以帶來(lái)的便利，有效的提升整體優(yōu)化技術(shù)的效率情況。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)時(shí)的材料一定要人工進(jìn)行選擇，選取質(zhì)量合格達(dá)到相關(guān)部門標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的材料，不能以次充好，避免后期因?yàn)椴牧铣霈F(xiàn)事故問(wèn)題。房屋建筑工程的前提條件就是要保證安全，才能夠保證房屋建筑工程的整體質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)也是起到至關(guān)重要的作用的，好的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)能夠有效的改善房屋建筑工程技術(shù)當(dāng)中存在的不足和問(wèn)題，并且進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該考慮到外界環(huán)境條件對(duì)于建筑本身所帶來(lái)的影響，盡量減少因外界環(huán)境因素導(dǎo)致工作無(wú)法操作的問(wèn)題。在進(jìn)行房屋建筑工程技術(shù)時(shí)，要考慮到房屋的抗震性，并且進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，進(jìn)行優(yōu)化技術(shù)從而提高房屋的抗震能力，設(shè)計(jì)人員可以將設(shè)計(jì)成兩邊對(duì)稱的形式，從而來(lái)增強(qiáng)房屋的穩(wěn)定性能，這種方不僅僅可以增強(qiáng)房屋的荷載力，還可以最大程度的減少建筑物的危險(xiǎn)截面，使建筑可以有效的提高抗震性能。

（三）積極應(yīng)用計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量將直接關(guān)系到建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，同時(shí)對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)的美觀性以及功能性的實(shí)現(xiàn)也具有十分重要的作用。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要積極應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)等信息技術(shù)來(lái)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。例如BIM技術(shù)等就可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬建模，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的受力情況等進(jìn)行準(zhǔn)確度分析。

1、準(zhǔn)確選擇設(shè)計(jì)參數(shù)

在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及專業(yè)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)準(zhǔn)確確定各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，例如施工場(chǎng)地類型、設(shè)計(jì)抗震等級(jí)等，這樣才能保證計(jì)算分析結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的。

2、優(yōu)化三維模型的構(gòu)建

此外，設(shè)計(jì)人員還要應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)來(lái)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的建模。優(yōu)化模型對(duì)于提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量具有十分重要的作用。

二、應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）優(yōu)化房屋建筑的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

首先對(duì)房屋建筑的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，然后還要注重細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而全面提高建筑造型的美觀性以及結(jié)構(gòu)布局的合理性。在設(shè)置結(jié)構(gòu)件時(shí)，要與平面的整體布局相協(xié)調(diào)，并根據(jù)其平面的設(shè)計(jì)功能來(lái)確定墻柱構(gòu)件的布設(shè)位置。在結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)中應(yīng)首先提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，在此基礎(chǔ)上可以將剪力墻和結(jié)構(gòu)柱的截面面積減小，并根據(jù)建筑墻體的寬度來(lái)這只結(jié)構(gòu)量。如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要將結(jié)構(gòu)梁加寬的，設(shè)計(jì)人員可以采取偏心向房屋的廚衛(wèi)空間等次要空間的方式來(lái)進(jìn)行處理設(shè)計(jì)。而在設(shè)計(jì)房屋建筑的樓梯時(shí)，由于應(yīng)力主要集中于轉(zhuǎn)角位置，因此應(yīng)采用強(qiáng)度較高的建筑材料來(lái)進(jìn)行承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)電梯房時(shí)，由于其需要進(jìn)行多種構(gòu)件的預(yù)埋，且需要進(jìn)行大量孔洞的預(yù)留設(shè)置，因此在設(shè)計(jì)中既要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)確定孔洞的預(yù)留深度以及直徑等參數(shù)，同時(shí)要對(duì)樓板穿孔處進(jìn)行加固，而且要盡可能避免梁柱被管道貫穿。此外隨著人們對(duì)房屋建筑美觀性要求的不斷提高，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意盡量不采取將梁設(shè)置在房屋建筑的廳堂頂部的設(shè)計(jì)方案，如果受客觀條件限制必須將梁設(shè)置在廳堂時(shí)，則應(yīng)采取降低梁高等方式來(lái)進(jìn)行優(yōu)化處理。

（二）優(yōu)化房屋建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用來(lái)合理選擇房屋建筑的具體基礎(chǔ)型式。目前在房屋建筑中主要有預(yù)制樁以及灌注樁這兩大類樁基礎(chǔ)型式，在設(shè)計(jì)中要對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的重量以及地基的承載能力等進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算分析，并選擇相應(yīng)的樁型結(jié)構(gòu)。在確定號(hào)樁基礎(chǔ)類型后，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對(duì)根據(jù)土體的承載性能等來(lái)設(shè)定單樁的尺寸規(guī)格、布樁密度等，并優(yōu)化樁身的強(qiáng)度以及端部的載荷性能，并確保樁基礎(chǔ)的受力均勻一直，從而實(shí)現(xiàn)提高樁基礎(chǔ)整理受力性能的設(shè)計(jì)目的。

（三）優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)中的地下室設(shè)計(jì)

在應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)設(shè)計(jì)建筑的地下室結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)地下室層高進(jìn)行合理的控制，從而達(dá)到降低土方工程量，節(jié)約鋼筋混凝土等資源，減少施工以及后期維護(hù)管理成本的目的。在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要充分了解施工區(qū)域的水文地質(zhì)條件，并準(zhǔn)確計(jì)算分析地下室的浮力作用，從而合理進(jìn)行底板配筋以及抗拔樁的設(shè)置。當(dāng)?shù)叵滤哂休^大浮力，且土體壓力較大時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)相應(yīng)的增加底板和側(cè)墻結(jié)構(gòu)的配筋量。在配筋設(shè)計(jì)中應(yīng)采用分段設(shè)置的方式，并根據(jù)受力的實(shí)際情況來(lái)設(shè)置通長(zhǎng)筋，優(yōu)化地下水結(jié)構(gòu)的配筋率設(shè)計(jì)。

（四）優(yōu)化房屋建筑的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇。設(shè)計(jì)中應(yīng)充分結(jié)合房屋建筑的實(shí)際功能需要來(lái)確定房屋結(jié)構(gòu)造型，一般來(lái)說(shuō)為了提高房屋建筑的抗震性能和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)型式來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的空間以及平面布局，以減少不規(guī)則結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的不確定性因素。同時(shí)要在保障建筑結(jié)構(gòu)合理性的基礎(chǔ)上，盡量減少成本投入，提高設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性。

（五）優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的輔助性設(shè)計(jì)

在房屋建筑中存在大量的管線設(shè)施，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也需要應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)來(lái)合理選擇預(yù)留管線位置，這需要設(shè)計(jì)人員與相關(guān)的專業(yè)加強(qiáng)溝通，并根據(jù)暖通以及給排水專業(yè)的要求來(lái)確定結(jié)構(gòu)梁的寬度、高度以及承載能力等。

三、結(jié)語(yǔ)

總而言之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過(guò)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用不僅能夠有效提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和準(zhǔn)確性，為后續(xù)的施工建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)，并為建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固提供更加可靠的保障;同時(shí)也能夠降低房屋建筑的施工成本，改善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，從而為工程項(xiàng)目創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各種優(yōu)化技術(shù)的學(xué)習(xí)，并熟練掌握計(jì)算機(jī)等先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，不斷提高設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳德源.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)探討[J].江西建材，2016（21）：120-121.