孫坤

（荊門市規(guī)劃勘測設計研究院 湖北 荊門 448000）

房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用優(yōu)化

孫坤

（荊門市規(guī)劃勘測設計研究院 湖北 荊門 448000）

在當今社會中隨著經(jīng)濟的不斷進步，建筑行業(yè)得到了快速的發(fā)展，人們對于建筑工程的要求也在變得更加的高，這樣一來在建筑工程領域中建筑的結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)發(fā)揮的作用也越來越顯著。為此對于設計人員來講對房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的系統(tǒng)性以及復雜性必須有一個明確、清晰的認識，并不斷提升自身設計水平與專業(yè)能力，進一步提高結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)的水平，從而實現(xiàn)我國建筑行業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展。本文首先闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)中設計優(yōu)化技術(shù)的主要內(nèi)容以及重要作用，接著對優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用以及注意事項進行了相關的論述。

建筑行業(yè)；結(jié)構(gòu)設計；設計優(yōu)化

引言

在近些年以來，我國房屋建筑業(yè)之間的競爭在不斷的增加。如何在激烈的市場競爭中可持續(xù)、穩(wěn)步的發(fā)展以及在日漸嚴格的客戶需求和越來越昂貴的土地成本之間找到一個平衡點是建筑企業(yè)所要達到的目標之一，為此這就對建筑的相關設計人員提出了新的有關要求。從某一程度上來講，建筑結(jié)構(gòu)設計方案的合理優(yōu)化可以為廣大民眾和建設單位帶來雙贏的局面。對于廣大民眾來講，滿足了人們對建筑的心理和物質(zhì)需求，提供其舒適良好的居住環(huán)境；對建設單位來講，在創(chuàng)造良好的品牌優(yōu)勢的同時帶來更大經(jīng)濟效益。

1　房屋建筑結(jié)構(gòu)中設計優(yōu)化技術(shù)的主要內(nèi)容簡介

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中要想應用優(yōu)化技術(shù)，首先對于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的內(nèi)容必須有所了解，其主要內(nèi)容為：在滿足建筑結(jié)構(gòu)使用功能以及設計要求的大前提之下，對于設計過程中會遇到的諸多問題我們應該進行充分的考慮，并且在最為合理的經(jīng)濟情況下完成結(jié)構(gòu)設計的有關工作，這個過程也就是我們所謂的優(yōu)化設計過程。其主要內(nèi)容包括對建筑構(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)容進行最優(yōu)化的設計和分析等。一般情況之下，主要有兩大部分內(nèi)容：①對房屋建筑的分部結(jié)構(gòu)進行最優(yōu)化設計和分析工作；②對房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體進行最優(yōu)化設計和分析工作。同時還可以將第一部分的內(nèi)容進行更加詳細的劃分，一般可以將其大致劃分為五部分，分別是下部基礎部分的優(yōu)化設計、中部主體結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化設計、圍護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計、細部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計以及上部屋蓋部分的優(yōu)化設計等內(nèi)容。

2　在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)的作用

2.1能夠減低工程造價

在建筑整體質(zhì)量得以保證的前提之下，對于建筑結(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)化得以實現(xiàn)，保證施工企業(yè)的經(jīng)濟效益。就當前我國的情況來講，有關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，對建筑設計方案進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化后成本能夠降低10～30%，優(yōu)化設計建筑結(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)濟性。

2.2能夠提升建筑的安全性

在設計優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)過程當中，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性能以及整體性能是一項最為重要的原則，為此要想使得建筑結(jié)構(gòu)設計質(zhì)量有效地提高就必須要對原有的設計方案進行科學合理的優(yōu)化，及時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)受力不合理的相關問題。

3　優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用分析

3.1在房屋建筑結(jié)構(gòu)的前期設計中應用優(yōu)化技術(shù)

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

3.2加強數(shù)字技術(shù)的運用

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。在當今科學技術(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計參數(shù)和設計結(jié)構(gòu)方案影響分析等難題，比如說德梅隆和赫爾佐格設計的“鳥巢”就是建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的一個重大突破。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設計處理中要進一步的加強計算機軟件的應用，同時更需要工程設計人員在這方面加強自身的使用能力，掌握更多地計算機優(yōu)化方法，從而使得自己的設計更加的科學和合理。

3.3重視概念設計優(yōu)化技術(shù)

在當今社會中，計算機技術(shù)的快速發(fā)展為生產(chǎn)以及生活帶來了眾多的方便，對于建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計也是如此，但是只單純的來依靠計算機進行有關的計算有時候是不能夠獲取到最準確的答案，比如在建筑材料的選擇、荷載標準數(shù)值的算法以及設計參數(shù)標準等方面，就還需要通過設計人員根據(jù)經(jīng)驗來進行相關的確定。通過優(yōu)化電腦軟件產(chǎn)生的設計，使得實際建筑情況與最終方案相吻合。通常情況下，遇到這些相關的問題時，設計人員的經(jīng)驗越豐富，判斷過程也越充分，從而所確定的方案也越靈活。這種優(yōu)化技術(shù)的關鍵所在就是設計人員的經(jīng)驗積累。為此，在平時工作中建筑設計人員需要不斷的加強自身對經(jīng)驗的積累，并有意識的將概念優(yōu)化和數(shù)字技術(shù)運用進行有效的結(jié)合。

3.4加強房屋建筑防震安全結(jié)構(gòu)設計

房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的最基本要求就是安全，同時安全也是衡量其質(zhì)量好壞的一個重要指標。在使用房屋中，常常會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)設計時應該充分的考慮到地震荷載作用，通過對構(gòu)造或設計等層面采取科學合理的有效措施來使得建筑物抗震能力得到提高。當前對于建筑物的結(jié)構(gòu)抗震設計，可以說是有一些比較有效的設計方案，如采用延性建筑房屋結(jié)構(gòu)；設計成結(jié)構(gòu)對稱的建筑物，這樣的話荷載承受處于均勻狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的危險截面比較少，建筑物的延性較大；利用多道設防思想也就是說利用次要構(gòu)件來保護主要構(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　應用房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)時的注意事項

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

方案的前期確定會對建筑項目的總成本產(chǎn)生直接的影響，然而當前所存在的一個普遍問題就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計技術(shù)并不能夠真正的參與到前期方案確定中，從而就會使得在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設計過程當中，相關設計人員常常對于建筑結(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)設計結(jié)果直接影響到結(jié)構(gòu)的設計，進而結(jié)構(gòu)設計的困難度增加，同時也使得房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的成本得到相應的增加。為此設計人員應融入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計方案當中，選擇合理的設計方案和結(jié)構(gòu)形式，節(jié)約成本。

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

（1）應用房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)除了要注重整體設計，同時也對于結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的精細設計也應該進一步的加強。比如對于矩形板塊的現(xiàn)澆板設計要盡量的進行劃分，這樣既可以防止拐角出現(xiàn)裂縫，同時也可以使現(xiàn)澆板設計的受力合理。

（2）隨著結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計理論以及計算機技術(shù)的結(jié)合，在優(yōu)化設計的具體過程中，實際上優(yōu)化設計已逐步的轉(zhuǎn)化為一個數(shù)學問題。為此，有關的工程設計人員應該不斷的加強計算機技術(shù)的優(yōu)化設計分析水平。

5　結(jié)束語

在房屋建筑方面，人們對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)濟性和美觀。然而在具體的實際設計建筑物結(jié)構(gòu)時，只有考慮到施工的方便性，在規(guī)定好的時間內(nèi)才能夠有效完成工作。但是在當今競爭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其結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)不斷的進行完善，這樣才能夠在滿足民眾對房屋的美觀、穩(wěn)定、安全功能要求基礎上，來使得他們的心理需求得到相應的滿足，同時也能夠在最大程度上節(jié)約建筑成本，使得企業(yè)的經(jīng)濟效益得到增加，創(chuàng)造品牌效應，從而增加企業(yè)的競爭力，促進房屋建筑行業(yè)更快更好的發(fā)展。

[1]劉妍.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的常見問題與解決對策[J].四川水泥，2014，12：294+306.

[2]歐松濤.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中如何應用優(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)設計的經(jīng)濟性及優(yōu)化技術(shù)應用探討[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)設計工作。