淺論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在居住性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用

陶愷

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和全面建成小康社會(huì)的實(shí)現(xiàn)，人們對住房的要求越來越高，不僅要求安全實(shí)用，還要求舒適美觀。在這種形勢下，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，并在房屋施工中發(fā)揮著越來越大的作用。本文首先論述了對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性，既保障經(jīng)濟(jì)效益，符合行業(yè)要求;然后從安全、美觀、經(jīng)濟(jì)三方面分別分析了優(yōu)化方法的特征;接下來結(jié)合實(shí)際闡明了優(yōu)化設(shè)計(jì)的五個(gè)主要工作內(nèi)容，最后結(jié)合實(shí)際提出了可行的發(fā)展建議。本文為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的發(fā)展提供了理論參考。

關(guān)鍵詞：居住性結(jié)構(gòu);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化方法

引言：自我國實(shí)行改革開放以來，人民生活水平顯著提高，基本溫飽得到滿足后，人們開始追求更高質(zhì)量的物質(zhì)和精神生活，我國也在致力于全面小康社會(huì)的建設(shè)。人們對住房的要求也有了很大變化，原本房屋只是一個(gè)可以居住的建筑，安全即可，而現(xiàn)在不但要求安全，還要求樣式美觀，環(huán)境優(yōu)雅。在這種形勢下，為了既滿足人們的期望，又不會(huì)給整體施工帶來較大的麻煩，就需要對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)。當(dāng)前，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展成為一門完善的學(xué)科，受重視程度逐年提高。

一、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

（一）保障建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)過歷年來對傳統(tǒng)房屋設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的比較研究，以及對建筑設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析，發(fā)現(xiàn)科學(xué)性、規(guī)范性的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案可以使結(jié)構(gòu)內(nèi)部中每個(gè)部分都得到合理協(xié)調(diào)，并且充分利用建筑資源，最大限度地減少建筑材料的消耗及其浪費(fèi)問題，可以減少成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）符合當(dāng)今建筑行業(yè)的要求

隨著時(shí)代的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對物質(zhì)文化的需求越來越高，其中對建筑結(jié)構(gòu)的要求更是逐年提升，不再只要求能遮風(fēng)擋雨，還要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面在美觀的同時(shí)還要能充分利用房屋的每一處角落。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在保證經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，合理分配每一寸空間，實(shí)現(xiàn)空間利用最大化，同時(shí)還能夠使建筑呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可同時(shí)滿足人們對美觀性和實(shí)用性提出的要求。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法特征分析

（一）安全性

對建筑來說最基本的一項(xiàng)要求就是安全。安全性得不到保障，會(huì)給建筑物的使用帶來隱患，嚴(yán)重威脅人們的財(cái)產(chǎn)安全和生命安全。因此，設(shè)計(jì)者在對房屋進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須把安全放在第一位，在保證安全的基礎(chǔ)上，再考慮下一步的優(yōu)化調(diào)整，萬不可一味追求美觀，而弱化安全性能的設(shè)計(jì)。例如在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)設(shè)計(jì)太多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，施工難度越大，并且由于受力復(fù)雜，可能對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響，威脅到施工者和居民的人身安全。

（二）美觀度

在保證安全性之后，下一步要考慮建筑物結(jié)構(gòu)的美觀程度。當(dāng)前人們對住房的要求已不僅僅是能夠遮風(fēng)擋雨，還要具有一定的觀賞性，結(jié)構(gòu)要美觀，環(huán)境要宜人。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者不但要遵從大眾審美，還要兼顧少數(shù)人對美的要求，并適度融入一些時(shí)尚元素和地域文化，基于原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行適度創(chuàng)新，使新的元素與房屋本身的結(jié)構(gòu)美感融為一體，建造既有美感，又能體現(xiàn)創(chuàng)新性的現(xiàn)代化房屋。

（三）經(jīng)濟(jì)實(shí)用性

建筑施工過程中，開發(fā)商必須考慮施工成本，盡可能節(jié)省施工開支，進(jìn)而降低售價(jià)，更容易賣出。因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，必須將建筑成本考慮在內(nèi)，并不是說建筑材料越貴越好，施工設(shè)備越先進(jìn)越好，而是要綜合考慮前期投入與后期收入的比例關(guān)系。例如，設(shè)計(jì)者應(yīng)結(jié)合不同人群的經(jīng)濟(jì)條件來確定，最終設(shè)計(jì)方案，而大多數(shù)人往往經(jīng)濟(jì)條件一般，所以在設(shè)計(jì)過程中，不能一味追求高調(diào)奢華，應(yīng)以簡約大氣為主，在確保安全性的前提下，盡量選用價(jià)格便宜的材料，以此來節(jié)約建造成本，并可適當(dāng)降低售價(jià)，方可吸引多數(shù)人民購買。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的主要內(nèi)容

（一）建筑整體和局部的優(yōu)化

為了讓房屋整體空間得到合理且充分的利用，必須從整體結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)兩方面進(jìn)行優(yōu)化。比如，在對房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，主要應(yīng)考慮其受力情況和承載能力，確保房屋安全性;而在進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化時(shí)，則需要從布局是否合理、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度以及選材經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行考慮，這樣才能夠滿足人們對房屋多重性能的要求。

（二）建筑上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，最主要的就是要確保剪力墻均勻受力，為了保證安全性，同時(shí)又節(jié)省建筑材料，擴(kuò)大使用面積，可以減少墻肢的數(shù)量，增加剪力墻的長度，這樣既滿足安全性要求，又滿足美觀性和經(jīng)濟(jì)性要求。同時(shí)，剪力墻底部的優(yōu)化設(shè)計(jì)同樣十分重要，必須確保墻底的加強(qiáng)段具有足夠的高度，以提高其抗震能力。此外，為了保證建筑整體的剛度和強(qiáng)度，必須要使建筑的剛度中心和幾何中心位于同一位置，最終保證建筑的建設(shè)質(zhì)量和使用安全。

（三）地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

地下部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在房屋的使用過程中發(fā)揮著重要作用。為了帶給人們更為舒適的居住感受，做好地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)非常重要。進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量合理布置地下室柱網(wǎng)跨度和主次梁的布置方式，可以將上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位埋入地下室頂板中，這樣可以使地下室空間得以擴(kuò)大，有利于人們對地下室的空間利用，還可以通過降低地下室層高的方式進(jìn)行多層地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使地下室層級和面積增加，增強(qiáng)其使用性能。

（四）抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

為了使房屋建筑使用質(zhì)量得到提升，并有效避免地震等災(zāi)害對建筑產(chǎn)生嚴(yán)重影響，做好抗震設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)優(yōu)化不可忽視的重點(diǎn)。抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量采用對稱設(shè)計(jì)，如果房屋建筑結(jié)構(gòu)為不對稱設(shè)計(jì)，則需要保持建筑結(jié)構(gòu)平面布置的剛心和質(zhì)心重合。另外，需要設(shè)置多道抗震防線，例如，采用“強(qiáng)柱弱梁”延性框架結(jié)構(gòu)，在水平地震波的作用下，梁結(jié)構(gòu)先于柱結(jié)構(gòu)屈服，因此，可以利用梁的變形消耗地震對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的作用力，使框架柱作為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的第二道防線繼續(xù)發(fā)揮對結(jié)構(gòu)的支撐作用，從而提高整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

（五）排水管道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中還需要對排水管道系統(tǒng)予以優(yōu)化設(shè)計(jì)，考慮排水管道為房屋結(jié)構(gòu)的重要組成部分，加之其復(fù)雜程度較高，需要從實(shí)際應(yīng)用入手做好排水管道系統(tǒng)的優(yōu)化。尤其很多管道為穿墻管道，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中做好預(yù)埋空間的預(yù)留，在空間設(shè)計(jì)過程中要注意避免管道碰撞，并做好預(yù)埋空洞標(biāo)記，這樣可以在結(jié)構(gòu)施工過程中避免操作失誤。如果排水管道穿越承重墻，還需要做好承重墻的加固，避免管道施工對建筑工程質(zhì)量的影響。

四、結(jié)束語

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)行業(yè)應(yīng)不斷創(chuàng)新理念，與時(shí)代形勢相結(jié)合，在滿足人們需求的同時(shí)，順應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)符合綠色發(fā)展理念，確保在建筑施工過程中，保持低碳，清潔，高效，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。房屋建筑不應(yīng)破壞原有地勢結(jié)構(gòu)，而應(yīng)順應(yīng)自然，在不同地段實(shí)施不同的優(yōu)化方案，借助自然的力量，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。

參考文獻(xiàn)

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大慶市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院