朱育萱

（九江市建筑設(shè)計院）

近年來，建筑行業(yè)市場逐漸呈現(xiàn)出競爭加劇的狀態(tài)，在這樣的背景下，各個建筑企業(yè)要想獲得更好的發(fā)展，就需要從質(zhì)量上“下手”，在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段采用先進的技術(shù)、施工工藝等，建造出質(zhì)量更高、更加符合現(xiàn)代人類要求的建筑。因此，設(shè)計師必須要先意識到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的積極作用，然后在在設(shè)計中對結(jié)構(gòu)進行不斷優(yōu)化，切實提高房屋建筑的質(zhì)量。

1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的作用

1.1 提高房屋建筑的安全性

為了提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，需要對原先的設(shè)計方案進行適當?shù)男拚瑢⑵渲写嬖诘牟蛔阒庍M行優(yōu)化，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的整體性和安全性。根據(jù)我國一些已經(jīng)建成的項目數(shù)據(jù)顯示，在對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行合理優(yōu)化后，其建筑的總成本要比原來的方案低很多，且建筑的舒適度、使用效果明顯提升，同時，房屋建筑的安全性能也得到了一定的提升。

1.2 降低工程造價

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅要考慮到建筑整體的安全性，同時也要注重結(jié)構(gòu)施工過程中產(chǎn)生的工程成本，以保證建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用優(yōu)化技術(shù)，不僅提高了建筑的經(jīng)濟性，同時也讓建筑材料充分發(fā)揮自身性能，有效降低成本，能夠降低成本約20%左右[1]。

1.3 提高了房屋建筑的經(jīng)濟性

房屋建筑的快速擴展，使得占地面積逐漸擴大、樓層高度逐漸增加，這樣就會出現(xiàn)光線問題，很多樓層的采光并不好，使得大量已經(jīng)建成的房屋空置，使得樓盤的經(jīng)濟性降低。而在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中采取優(yōu)化技術(shù)，能夠從根本上解決上述問題，不僅能夠平衡樓層的層數(shù)，同時也能夠?qū)潜P的占地面積、土地利用率等進行有效的協(xié)調(diào)和規(guī)劃，在保證采光正常的前提下，最大限度縮小占地面積，達到節(jié)約土地資源的效果。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 設(shè)計前分析工作的優(yōu)化

在對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，設(shè)計師應(yīng)當要基于實際情況商討出多種設(shè)計方案。在此過程中，相關(guān)分析工作的準確性十分重要，如：對建筑材料、建筑設(shè)備、建筑負荷值、建筑基本設(shè)計參數(shù)等，這些方面所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)非常繁多，且整理起來十分繁瑣，使得人力計算存在一定缺陷，且單純地計算機計算也難以得到標準答案。因此，為了保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加符合實際，應(yīng)當要在設(shè)計之前要求經(jīng)驗較為豐富的設(shè)計師科學地使用計算機技術(shù)進行綜合分析，由于經(jīng)驗豐富的設(shè)計師對設(shè)計技巧、方式、重點環(huán)節(jié)、薄弱環(huán)節(jié)等都非常清晰，因此，這些設(shè)計師能夠站在宏觀角度對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計[2]。該種方式能夠避免一些設(shè)計通病、質(zhì)量差的情況出現(xiàn)，設(shè)計方案將會更具有靈活性、科學合理性。

2.2 設(shè)計中復(fù)雜問題的優(yōu)化

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，有很多復(fù)雜問題存在，如：房屋形體、結(jié)構(gòu)體系以及剛度分布之間達成平衡；抗震性能；關(guān)鍵點控制等。由此可見，房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不僅與內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)，同時也與外界環(huán)境有著直接的關(guān)系。由于篇幅有限，下面只對抗震性能的優(yōu)化進行介紹。近年來，我國地震頻發(fā)，這就對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。為了降低地震對房屋產(chǎn)生較大的影響，設(shè)計師應(yīng)當要在設(shè)計中更加側(cè)重于抗震方案的設(shè)計，比如：在抗震方案中主要采取“多道設(shè)防”的方法，當?shù)卣饋硪u時，能夠讓房屋的次要建筑抵消掉一部分能量；當強震來襲時，主要構(gòu)件抵擋能量波。此外，設(shè)計師也應(yīng)當要注重構(gòu)件剛度的均勻性，保持各個構(gòu)件剛度的均勻性能夠在一定程度上提高房屋建筑的抗震能力。這就要求在購置構(gòu)件的過程中要選擇性價比較高的建筑材料，確保質(zhì)量滿足基本需求[3]。

2.3 相關(guān)參數(shù)及條件的優(yōu)化

在對房屋建筑設(shè)計的過程中，設(shè)計師往往會在很多函數(shù)中獲得標準的目標函數(shù)，該環(huán)節(jié)是必然環(huán)節(jié)，也是提高房屋建筑安全的重要環(huán)節(jié)。比如：在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案中，設(shè)計師通常會選擇與既定的房屋橫截面尺寸和鋼筋尺寸面積最為符合的函數(shù)，并在對函數(shù)性質(zhì)展開細致分析的基礎(chǔ)上，嚴格控制鋼結(jié)構(gòu)的施工成本。此外，為了保證房屋的穩(wěn)定性和耐久性，在設(shè)計時應(yīng)當要對房屋的尺寸、結(jié)構(gòu)剛性、架構(gòu)的穩(wěn)定性等因素進行綜合考慮，然后對施工條件進行衡量，分析其中存在的約束性條件，保證設(shè)計方案能夠滿足質(zhì)量要求。表1所展示的為H型鋼的計算底稿。

表1

2.4 計算機優(yōu)化技術(shù)的使用

如今，每個行業(yè)都離不開計算機的支持，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用計算機技術(shù)來作為支持，能夠方便人們展開相關(guān)計算，達到更好的優(yōu)化設(shè)計效果。實際上，房屋結(jié)構(gòu)會受到很多變量條件的影響和約束，無法通過單一的方式來對房屋結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和優(yōu)化，因此，需要利用到“人機結(jié)合”的方式，通過計算機技術(shù)來優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。比如：采用GAMS軟件來提升設(shè)計的效率，優(yōu)化設(shè)計過程和結(jié)果。該軟件在處理建模問題的時候能夠通過自然、簡潔的方式來展開處理，同時能夠讓用戶自由更改公式，使用起來非常方便[4]。

在使用計算機技術(shù)的過程中，雖然計算機能夠帶來極大方便，但是其對結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化還是存在著一定的缺陷，比如：數(shù)據(jù)本身的計算并不會考慮到各種更客觀因素的影響，同時也不會對突發(fā)情況作出應(yīng)急處理，這些情況的發(fā)生依然需要設(shè)計師發(fā)揮自身的主觀能動性，對一些較為敏感的問題（如：房屋建筑的抗壓性、抗震性、承重性等）進行綜合考慮，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)固、安全和可靠。

3 結(jié)束語

總之，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的使用是現(xiàn)代化建筑發(fā)展的必然，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中使用各種優(yōu)化技術(shù)，不僅能夠提高建筑的安全性、穩(wěn)固性、可靠性，同時也能夠提高房屋建筑的經(jīng)濟性。因此，為了提高房屋建筑的設(shè)計質(zhì)量，設(shè)計師應(yīng)當更多地采用優(yōu)化技術(shù)，提高建筑的各項性能。

[1]李春艷.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討[J].建材與裝飾，2017（26）：127.

[2]田永超，孫艷偉.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（03）：72.

[3]王璇，王 磊.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討[J].工業(yè)設(shè)計，2015（05）：73～74.

[4]李能能，董斌.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討[J].建筑設(shè)計管理，2013，30（12）：73～75.