張維

摘 要：現(xiàn)階段，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計運用于房屋結(jié)構(gòu)設計不僅適應了人們對當下房屋品質(zhì)的要求，也滿足了人們?nèi)找嫣嵘姆课菥幼l件和周邊環(huán)境的需求。此外，對于房屋建造者來說，也滿足了其不斷引進新的結(jié)構(gòu)設計理念，滿足廣大消費者的偏好，達到房屋造價成本最低的要求。接下來本文將從結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的角度分析其在現(xiàn)階段房屋結(jié)構(gòu)設計中的運用問題。

關鍵詞：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計；房屋結(jié)構(gòu)設計；造價成本；運用分析

1 房屋結(jié)構(gòu)設計對工程造價的影響分析

工程造價的控制主要體現(xiàn)在房屋項目的投資決策、結(jié)構(gòu)設計以及項目實施三個階段中，其中房屋結(jié)構(gòu)設計是關鍵的一個階段。其設計的合理性與否將直接導致工程造價的高低。其原因主要表現(xiàn)在一是由于房屋建造者對于建造成本控制的理解具有很大的片面性，主觀認為實現(xiàn)工程造價控制只需要在預結(jié)算階段制定科學的方案即可，而忽略了成本控制理念的動態(tài)性特點，不能夠很好的融入對工程造價有效控制的措施，導致房屋結(jié)構(gòu)設計方案中的成本遠遠高于期初預算的成本；二是在缺乏對結(jié)構(gòu)設計方案是否具有現(xiàn)實可行性基礎上，盲目的對房屋的戶型進行簡單的預算，片面的認為項目經(jīng)濟成本的增加只是來源于項目開發(fā)技術方面的費用。

2 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計對造價控制的作用分析

合理、科學的房屋結(jié)構(gòu)設計將至始至終貫穿于工程項目的始末，對工程造價的影響不僅僅是一次或者兩次的。房屋結(jié)構(gòu)的設計除了需要通過成本的節(jié)約和建后的房屋銷售帶來一定量的經(jīng)濟流入以外，還需要充分發(fā)揮和實現(xiàn)房屋的功能使用上的需求。為此，在保障房屋質(zhì)量安全的基礎之上，房屋結(jié)構(gòu)設計還需要重點關注于項目效益的實現(xiàn)方面。具體而言，房屋結(jié)構(gòu)設計需要考慮導致諸如房屋的容積率、房屋的層高、棟距、墻體厚度等?？梢钥闯?，在房屋結(jié)構(gòu)設計的過程當中必須對其進行相關的優(yōu)化，通過先進技術的引導，設計一個內(nèi)容協(xié)調(diào)的建造模式，減低房屋的建造成本，使得房屋在經(jīng)濟、使用、安全上達到一個比較高的層次。

3 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的具體實施方案

3.1 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中高節(jié)能指標的選取

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中高節(jié)能類型的選取主要可以從剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)三個方面去考量。在剪力墻結(jié)構(gòu)上，主要適用于高層的建筑，并且是以混凝土技術作為依托。相對于短肢剪力墻而言，具有高抗震性且鋼筋使用量低的特點；框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點主要是空間布局靈活、建造成本較低，但是由于內(nèi)部柱形截面較大，不但妨礙了室內(nèi)家電的陳設，而且最大的問題在于抗震性能比較差；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)是一種混合的結(jié)構(gòu)，是在框架結(jié)構(gòu)中適當加入剪力墻的結(jié)構(gòu)設計方式，能夠適應不同方向上的作用力，是一種非常好的混合類型房屋設計結(jié)構(gòu)?？偠灾?，在面對選取什么樣的房屋結(jié)構(gòu)設計模式的時候，需要結(jié)合不同業(yè)主不同房屋需求特點，權(quán)衡造價的投資水平以及施工能力水平，進行系統(tǒng)全面的分析，而不是片面的最求工程造價成本的最低值而忽略房屋建造的科學方案。

3.2 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中信息技術的引進

房屋結(jié)構(gòu)設計在實踐中受到了來自于多方面的影響，因而不可能按照一種固定的方法模式進行一個簡單的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計。因此，本文認為的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計需要從其復雜性出發(fā)，研發(fā)一種經(jīng)濟、適用的參數(shù)定義優(yōu)化軟件進行設計，可以很大程度上降低設計者在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中投入的時間和精力。通過查詢現(xiàn)有的相關資料文獻，本文比較推薦的是TBCAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可以通過結(jié)構(gòu)方案的指導設計，促使策劃方案再人力、物力以及財力上達到一個最佳的優(yōu)化值，還可以融合房屋結(jié)構(gòu)方案設計、建模、分析、評估、反饋為一體，建立一個成本控制軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)對于信息上的優(yōu)化需要在兩個不同時段進行，第一個時段是對構(gòu)建強度上的優(yōu)化，主要的方式是不斷的調(diào)整鋼用量、構(gòu)建結(jié)構(gòu)的斷面大小，最終促使構(gòu)建的強度達到房屋建造價格的最小值；第二個時段是對建造材料的調(diào)整、分配，基本要求是使用最少的混凝土以滿足側(cè)向上的剛度需求。具體來說，以混凝土的使用量作為該時間段的目標函數(shù)，變量的選取則是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷面大小。

3.3 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中抗震設計的導入

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計中抗震設計的導入，主要還是針對于高層房屋建筑而言的。對于抗震結(jié)構(gòu)的設計，必須考慮占絕大部分房屋造價的高層建筑水平方向上承載力問題，其中的重點之重在于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。當房屋的建筑樓層增加時，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的單位造價水平也會因此出現(xiàn)大幅度的上升。為此，對于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)選擇的合理、科學，將直接形成一個造價優(yōu)勢。鑒于每一個房屋結(jié)構(gòu)設計在某種程度上或多或少又具有一定的抗震性，但是它們之間的抗震性效果卻是存在著極大的差異。對已一個房屋設計人員來說，在進行房屋結(jié)構(gòu)設計之前，需要全面的了解每一種房屋結(jié)構(gòu)設計模式的抗震性能以及各項經(jīng)濟指標，從整體上把握房屋建造的類型、房屋內(nèi)外的結(jié)構(gòu)體系框架、剛度的分布問題等等，要有針對性的對抗震性的薄弱環(huán)節(jié)給與控制，將房屋抗震性設計的造價成本降到最低。

4 結(jié)語

將結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化運用于房屋結(jié)構(gòu)設計中，不但可以降低工程總造價，節(jié)約建造中使用土地的成本，而且還可以提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性，提升房屋內(nèi)外受力能力以及增強建筑的經(jīng)濟性能。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計相比較，本文選取的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計在一定程度上可以大幅度的降低工程造價。在優(yōu)化方法的技術實現(xiàn)上面，可以合理的引進和選取最佳的材料性能，協(xié)調(diào)好建筑內(nèi)部每一個單元，達到建筑美觀、使用以及節(jié)省造價的目的。總之，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計運用于房屋結(jié)構(gòu)設計能夠很好的滿足人們對房屋質(zhì)量品質(zhì)、房屋居住條件和周邊環(huán)境的要求，也可以促使房屋開發(fā)商不斷的更新新的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方案，在滿足多樣化的消費者偏好的同時，實現(xiàn)經(jīng)濟利潤的最大化。

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