劉 輝

（陜西新達(dá)建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司，陜西 西安 710065）

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

劉 輝

（陜西新達(dá)建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司，陜西 西安 710065）

摘 要：一套完整的房屋建筑設(shè)計(jì)是美學(xué)和功能完美結(jié)合的產(chǎn)物，是建筑設(shè)計(jì)師的心血結(jié)晶。在經(jīng)過設(shè)計(jì)、施工、和驗(yàn)收各個(gè)環(huán)節(jié)之后，建筑物投入使用，設(shè)計(jì)師們的作品就活生生的展現(xiàn)在了人們面前。隨著人們生活水平的不斷提高和大眾需求的提升，使得僅僅滿足功能上耐用、質(zhì)量有保證的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)不能符合人們的需要，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化則在現(xiàn)今社會體現(xiàn)的尤為重要。本文通過對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理論的簡單介紹，分析其重要性，并提出一些優(yōu)化措施，為今后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供一些理論參考。

關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化

評判一個(gè)建筑物是否合格的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)從簡單的滿足質(zhì)量要求和美觀的需要，上升到現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)功能滿足人們的使用需求、美觀上滿足人們的審美需求、質(zhì)量得到保證，并且這三者還要有機(jī)結(jié)合找到一個(gè)平衡點(diǎn)，即功能上達(dá)到最大的發(fā)揮并保證美觀和質(zhì)量，基于此建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化顯得越來越重要。良好的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該做到控制建筑成本、充分利用城市便捷資源、保證結(jié)構(gòu)良好的使用性能、質(zhì)量并且美觀的和諧統(tǒng)一。理念、方式、技巧等的優(yōu)化都是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基本理論

房屋能夠保證人們?nèi)粘Ｉ畹墓δ苄枰⒉皇茱L(fēng)吹日曬的價(jià)值是房屋的功能價(jià)值，保證人們對于房屋審美上的要求，并且使得房屋和周圍環(huán)境以及房屋自身是一個(gè)協(xié)調(diào)的作品是美學(xué)價(jià)值，而房屋結(jié)構(gòu)的功能價(jià)值和美學(xué)價(jià)值等指標(biāo)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮的一些指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該以建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念為指導(dǎo)，在綜合考慮房屋結(jié)構(gòu)的功能價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的前提下，篩選出一套可以使得這些指標(biāo)達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)的最優(yōu)方案，從而設(shè)計(jì)出滿足建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化要求的建筑。

應(yīng)用更加先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，通過更加科學(xué)合理的方式選擇設(shè)計(jì)方案，使得設(shè)計(jì)出的建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)到最優(yōu)效果的設(shè)計(jì)方法，就是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。各部分設(shè)計(jì)優(yōu)化和整體設(shè)計(jì)優(yōu)化都是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要組成部分。由于建筑物是一個(gè)由各部分組合而成的整體，所以要使得設(shè)計(jì)的建筑物能夠成為一個(gè)經(jīng)過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化后的優(yōu)秀建筑設(shè)計(jì)作品，對于建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化顯得最為重要，因?yàn)檫@樣可以綜合各部分的特性，使得整體設(shè)計(jì)更加完善。同經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中要考慮到的一些方面。

對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方案設(shè)計(jì)者應(yīng)該秉承“沒有最好，只有更好”的理念，對于設(shè)計(jì)優(yōu)化方案的提出應(yīng)該在保證房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不出現(xiàn)問題的情況下，勇于探索創(chuàng)新，以便能突破現(xiàn)有的障礙，提出更加優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。對于房屋平面結(jié)構(gòu)，應(yīng)該保證設(shè)計(jì)合理、質(zhì)量過關(guān)，在受到較大的水平力作用時(shí)不會出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。同時(shí)，豎直貫通的房屋結(jié)構(gòu)形式可以增加房屋對于豎向荷載的承受能力，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。房屋轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的設(shè)置不僅會造成材料的浪費(fèi)，使得建造費(fèi)用增加，不利于經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的控制，還會減弱房屋的荷載承載能力，使得橫向水平力過于集中，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的設(shè)置。漸進(jìn)式的剛性程度設(shè)計(jì)可以有效保證房屋的整體抗壓性能，是整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中值得提倡的一種方法。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是保證建筑物綜合效益最大化的一種有效途徑，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以使得建筑物在美學(xué)、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用性等等方面得到和諧的統(tǒng)一，不僅可以最大限度的利用資源，也可以在一定程度上保護(hù)環(huán)境，避免成本上不必要的浪費(fèi)。優(yōu)秀的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，可以大幅的減少投資成本，使得投資利用率大幅度提升；可以使得資源達(dá)到一個(gè)合理的配置和利用，避免浪費(fèi)；在保證結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)使得使用者得到更舒適的體驗(yàn)；同時(shí)還能夠使得房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)真正能達(dá)到科學(xué)、合理的目標(biāo)，成為真正意義上好的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作品。

3 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

3.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型。對于建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，房屋整體設(shè)計(jì)優(yōu)化起到了至關(guān)重要的作用，對于房屋的整體設(shè)計(jì)優(yōu)化我們應(yīng)按照以下三步進(jìn)行。第一步我們應(yīng)該對變量進(jìn)行合理的選擇。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)參考指標(biāo)的選擇不應(yīng)選擇變化幅度大或者影響因素較多的參數(shù)，這樣就可以更加科學(xué)合理并快速的找到最優(yōu)的參數(shù)取值。第二步我們應(yīng)該選擇最適合的函數(shù)，進(jìn)行輔助計(jì)算。在設(shè)計(jì)過程中會有很多可以計(jì)算預(yù)先設(shè)想的房屋橫截面尺寸和鋼筋尺寸面積的函數(shù)，而我們要做的就是對這些函數(shù)進(jìn)行篩選，從而找到最適合的一組函數(shù)，這樣起到控制成本、減少浪費(fèi)的目的。第三步是對于條件進(jìn)行衡量。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該以增加房屋結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性和耐久性為考慮前提，結(jié)合工程本身的具體情況，對比實(shí)際施工中和設(shè)計(jì)確定目標(biāo)的約束條件之間存在的差異，從而在設(shè)計(jì)時(shí)考慮進(jìn)去這些差異，設(shè)計(jì)出更加符合要求的最佳方案。

3.2 決定計(jì)算方法。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化更是將復(fù)雜的數(shù)據(jù)和條件進(jìn)行計(jì)算并找出最優(yōu)方案的過程，所以我們在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，找出可以將問題簡化的計(jì)算方法，這樣不僅可以節(jié)省時(shí)間更能保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.3 選擇最優(yōu)程序。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在經(jīng)過設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)模型和決定計(jì)算方法之后，就需要設(shè)計(jì)人員通過充分考慮工程實(shí)際情況和綜合以上兩步的具體情況下，就到了選擇具備功能完整、運(yùn)轉(zhuǎn)正常并且效率有保證的最優(yōu)程序的步奏，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中發(fā)揮著不可小覷的作用。

3.4 分析統(tǒng)計(jì)結(jié)論。設(shè)計(jì)人員通過對各類數(shù)據(jù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行詳盡的分析統(tǒng)計(jì)之后，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從中挑選出一套最為合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。綜合考慮的過程要詳盡分析各種方案的利弊，從大局出發(fā)，以整體利益作為考慮的出發(fā)點(diǎn)，這樣選出方案才能是更符合要求的最佳方案。

結(jié)語

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜而且必要的過程。本文首先簡單介紹了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基本理論，然后談?wù)撈湓诮ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的必要性，最后從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的模型、決定計(jì)算方法、選擇最優(yōu)程序、分析統(tǒng)計(jì)結(jié)論這四個(gè)方面對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提出了一些措施，為今后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化提供一些理論參考。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒俊.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J]. 科技傳播，2010 （10）.

[2]佟月強(qiáng)，郝明.試論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2012（04）.

中圖分類號：TU3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A