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

甘仕偉

摘要：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的優(yōu)化能夠使建筑工程具有更好的性能，并且有利于施工成本控制，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。在目前的建筑行業(yè)中，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈，為了能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得良好的發(fā)展，建筑企業(yè)需要在建筑工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，在保證建筑工程性能滿足使用要求的前提下，盡量降低施工成本，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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

引言

當(dāng)前，我國(guó)倡導(dǎo)全面、健康、可持續(xù)的發(fā)展模式，這就要求每一個(gè)建筑商在滿足建筑結(jié)構(gòu)長(zhǎng)遠(yuǎn)效益的前提下，盡最大可能的減少建筑結(jié)構(gòu)的近期投資。伴隨著我國(guó)住房需求的增大和城市集群建設(shè)步伐的加快，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注如何盡可能地減少投入的資金，實(shí)現(xiàn)時(shí)代發(fā)展的需求與房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最大化兼容。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

最大限度地運(yùn)用優(yōu)化技術(shù)，首先我們必須要對(duì)其中要優(yōu)化的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的分析，需要運(yùn)用優(yōu)化技術(shù)的主要有以下幾項(xiàng)內(nèi)容。進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮到結(jié)構(gòu)的性能和設(shè)計(jì)的安全性，還需要考慮到在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些潛在問(wèn)題，我們要選用低成本高效的方式完成這項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容。其主要內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面：第一個(gè)方面是要全面掌握整個(gè)房屋的具體構(gòu)造，在設(shè)計(jì)過(guò)程中找出最佳設(shè)計(jì)方式，對(duì)不完善的地方加以?xún)?yōu)化。第二個(gè)方面是要將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的子結(jié)構(gòu)與整理結(jié)構(gòu)分開(kāi)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在子結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)子結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的劃分，以此來(lái)使得子結(jié)構(gòu)得到全面的優(yōu)化。

二、關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性闡述

做好建筑構(gòu)件分類(lèi)工作，往往不同構(gòu)件在房屋建筑施工中的用途也是不同的，因此需根據(jù)房屋建筑施工規(guī)模來(lái)選擇合理構(gòu)件材料;嚴(yán)格遵循優(yōu)劣互補(bǔ)原則。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前設(shè)計(jì)人員需對(duì)建筑整體情況有一個(gè)細(xì)致考察，通過(guò)反復(fù)測(cè)量充分掌握建筑結(jié)構(gòu)軟硬程度，一旦建筑結(jié)構(gòu)較軟則非常容易出現(xiàn)變形隱患，并且在外力影響下還會(huì)受到嚴(yán)重破壞;層層設(shè)計(jì)原則。在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別是房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)工作時(shí)，需能?chē)?yán)格按照此原則實(shí)施操作確保房屋建筑工程安全性得到大幅度提升。新時(shí)代到來(lái)背景下，社會(huì)大眾對(duì)于房屋建筑質(zhì)量重視程度是越來(lái)越高，層出不窮的新技術(shù)新工藝也被廣泛應(yīng)用到建筑行業(yè)中，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的深入發(fā)展，更為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起到了十分積極作用。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

（一）整體優(yōu)化

結(jié)構(gòu)優(yōu)化包含整體構(gòu)造的優(yōu)化與部分構(gòu)造的優(yōu)化兩部分，它們之間相互依賴(lài)，缺一不可。在各部分設(shè)計(jì)工作中，優(yōu)化涉及到很多內(nèi)容，如模型設(shè)計(jì)優(yōu)化、受力構(gòu)件優(yōu)化，基礎(chǔ)優(yōu)化及圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、框架部分優(yōu)化。對(duì)此，需要設(shè)計(jì)人員充分運(yùn)用自身所學(xué)進(jìn)行深入的思索和分析，在不同的設(shè)計(jì)項(xiàng)目當(dāng)中，除了要保證適用性與安全性，還需要做好成本的控制。想要保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性，對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)做好實(shí)地考察與論證，盡量掌握齊全的資料，然后在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)條件予以充分考慮，為以后的優(yōu)化奠定良好基礎(chǔ)。例如，選材時(shí)，不僅要符合安全性需求，還應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際情況。當(dāng)建筑所在地區(qū)的地質(zhì)條件比較復(fù)雜時(shí)，作為設(shè)計(jì)人員，需要從實(shí)際情況入手，并結(jié)合地勘報(bào)告，進(jìn)行基礎(chǔ)方案的設(shè)計(jì)。只有這樣才能避免無(wú)謂問(wèn)題的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、保證安全的基本目標(biāo)。

（二）重視前期規(guī)劃

房屋建筑工程施工設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)具體的施工環(huán)境和實(shí)際的施工要求進(jìn)行深入的認(rèn)識(shí)和了解，以便于結(jié)合房屋建筑工程施工方案對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為合理的設(shè)計(jì)，從而推動(dòng)建筑施工的有序進(jìn)行。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，需要結(jié)合之前了解到的實(shí)際情況和具體要求，根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)針對(duì)不同的工程機(jī)構(gòu)布局要求設(shè)計(jì)出不同的效果，并將細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化與概念設(shè)計(jì)有效的結(jié)合起來(lái)，落實(shí)到設(shè)計(jì)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。而對(duì)于缺少相應(yīng)數(shù)值的細(xì)部處理可以采用概念設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)對(duì)方案設(shè)計(jì)效果的進(jìn)一步提升。

（三）房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

鋼結(jié)構(gòu)是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必然存在的一項(xiàng)內(nèi)容，主要是保證房屋建筑工程的安全性和穩(wěn)定性，那么具體的設(shè)計(jì)優(yōu)化內(nèi)容如下：一是在房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的工程中，一定將新的設(shè)計(jì)技術(shù)，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)相對(duì)比，并且對(duì)兩者存的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)進(jìn)行總結(jié)，這樣可以保證設(shè)計(jì)優(yōu)化具有一定的針對(duì)性，避免設(shè)計(jì)中產(chǎn)生不必要的誤差。二是鋼結(jié)構(gòu)主要是以鋼筋材料為主，因此在房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，鋼筋材料的質(zhì)量是非常重要的，一定要對(duì)鋼筋材料進(jìn)行全面的檢驗(yàn)，只有檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，才能正式的進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。另外，在設(shè)計(jì)優(yōu)化中，對(duì)鋼筋材料的放置也要進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離水源，主要是避免鋼筋材料發(fā)生腐蝕、生銹的現(xiàn)象，保證了工程的施工質(zhì)量。三是根據(jù)房屋建筑工程的使用年限，設(shè)計(jì)目標(biāo)，以及實(shí)際情況等方面，對(duì)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新的規(guī)劃，并且對(duì)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的深化，提升各個(gè)結(jié)構(gòu)的承載力。另外，在設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，可以利用現(xiàn)澆的設(shè)計(jì)方式，保證結(jié)構(gòu)受力的合理性，從而實(shí)現(xiàn)房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的預(yù)期目標(biāo)。

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

不論何時(shí)何地，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最基本要求就是其安全性能。在房屋日常使用過(guò)程中，往往會(huì)遇到諸多不可抗拒的外力因素，特別是沒(méi)有規(guī)律可循的地震。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須充分考慮房屋的安全性，采取合理的措施，提升其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或是構(gòu)造等層面的抗震性能。我國(guó)在建筑業(yè)的發(fā)展歷程中，在抗震設(shè)計(jì)方面，積累了一套較為有效的設(shè)計(jì)方案。比如，確保建筑物結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性、采用延性建筑房屋結(jié)構(gòu)等。將這些經(jīng)過(guò)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)方案充分應(yīng)用到建筑物結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中具有極其重要的意義。

（五）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)與細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)用于某些無(wú)法精確計(jì)算的部位，會(huì)采用一些約定俗成的方法，比如某某構(gòu)件做多大就可以了，沒(méi)有理論計(jì)算的依據(jù)，這樣的規(guī)定和設(shè)計(jì)會(huì)有一定的不確定性。對(duì)于地震的設(shè)防烈度來(lái)講，由于也具有不確定性，因此在優(yōu)化計(jì)算時(shí)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果可能會(huì)與現(xiàn)實(shí)中有較大的差異，因此對(duì)于這種情況需要設(shè)計(jì)人員靈活地運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法考慮多方面因素進(jìn)行計(jì)算與研究，以達(dá)到最切合實(shí)際的效果。另外在優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中也要特別注意細(xì)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如在設(shè)計(jì)中要注意異形板拐角處容易出現(xiàn)斜向裂縫，則可以加一道過(guò)梁，將其分割為幾塊矩形板，在設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮到材料的選擇，比如在選擇配筋時(shí)，Ⅰ級(jí)鋼與冷軋帶肋鋼筋極限抗拉能力相差較大，但是市場(chǎng)價(jià)格是差不多的，所以當(dāng)計(jì)算結(jié)果表明塑性滿足要求的時(shí)候，現(xiàn)澆板內(nèi)的受力鋼筋可以選擇冷軋帶肋鋼筋，在做內(nèi)部的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇選跳板的配筋時(shí)，只要能夠滿足規(guī)范的規(guī)定即可，達(dá)到在保證安全的情況下，節(jié)省建設(shè)費(fèi)用的目的。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，建筑物的結(jié)構(gòu)是建筑的靈魂所在，是建筑設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，既要求設(shè)計(jì)人員不斷深化專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)、加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，也要求與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)不斷得到優(yōu)化。通過(guò)科學(xué)的技術(shù)手段對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，不僅可以提高建筑物的安全性、可靠性和美觀性，還可以有效的減少建材消耗，提高空間利用率，降低建設(shè)成本。但是降低成本必須以保證質(zhì)量為前提，否則就違背了建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的初衷。

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