郝瑋

摘 要：隨著人們經(jīng)濟(jì)水平的提升和生活品味的提高，對(duì)于房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，有助于在保證房屋建筑的功能性、安全性和耐久性的同時(shí)，降低投資成本，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)性能。本文淺析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略。

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

1 引言

從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō)，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化不僅可以促進(jìn)建筑物造型、外觀(guān)以及功能的提升，同時(shí)還能有效提高結(jié)構(gòu)的受力性能，節(jié)省施工材料的同時(shí)，降低施工的成本。在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)需要采取適當(dāng)?shù)牟呗詫?duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證建筑物功能的基礎(chǔ)上，保證建筑物的各項(xiàng)性能和指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)提高建筑物的穩(wěn)定性和安全性。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化步驟

2.1 建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化需要首先從優(yōu)化模型的構(gòu)建入手，確保具體房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作具備明顯方向，對(duì)于各個(gè)具體設(shè)計(jì)參數(shù)能夠詳細(xì)掌握，如此也就能夠在后續(xù)通過(guò)科學(xué)的方法，結(jié)合具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行優(yōu)化完善。其中對(duì)于目標(biāo)函數(shù)的明確是比較重要的一環(huán)，應(yīng)該確保后續(xù)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作具備理想可行性效果。

2.2 落實(shí)計(jì)算程序

在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作落實(shí)中，其往往還需要重點(diǎn)從計(jì)算程序方面進(jìn)行不斷優(yōu)化，確保計(jì)算程序的落實(shí)能夠較為流暢可行，有效規(guī)避可能存在的明顯隱患威脅，保障相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范以及具體約束條件能夠得到較好呈現(xiàn)，最終提升整體房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化效果，對(duì)于各類(lèi)參數(shù)設(shè)計(jì)偏差進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

2.3 分析結(jié)果

對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的落實(shí)，其最終結(jié)果的有效分析同樣也需要引起高度關(guān)注，應(yīng)該確保相應(yīng)結(jié)果分析工作具備較強(qiáng)的實(shí)際效益，針對(duì)上述具體計(jì)算程序的落實(shí)進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，避免在任何環(huán)節(jié)中出現(xiàn)較為明顯的問(wèn)題矛盾，尤其是在關(guān)鍵指標(biāo)的協(xié)調(diào)性方面，更是需要進(jìn)行全面優(yōu)化評(píng)價(jià)，綜合提升設(shè)計(jì)方案應(yīng)用效能。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化策略

3.1 平面設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化

從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)的平面布置對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)方案、建筑物的功能以及成本等都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。針對(duì)建筑的平面布置進(jìn)行優(yōu)化和選擇也是非常重要的，在建筑平面設(shè)計(jì)中通過(guò)確定合適的平面方案就能確定平面的布局、軸網(wǎng)布置、樓層高度、房屋基本形式等的確定。在進(jìn)行平面設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化的過(guò)程中需要結(jié)合建筑的使用功能進(jìn)行充分考慮，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)和運(yùn)用的實(shí)際情況進(jìn)行充分的考慮和分析，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候不可能面面俱到，需要有一定的側(cè)重點(diǎn)。

3.2 注重整體和局部的協(xié)調(diào)優(yōu)化

對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的落實(shí)，從整體和局部的協(xié)調(diào)性入手進(jìn)行分析是比較重要的一個(gè)條件，需要確保相應(yīng)房屋建筑結(jié)構(gòu)能夠體現(xiàn)出更強(qiáng)的協(xié)調(diào)性效果，對(duì)于越來(lái)越復(fù)雜的房屋建筑結(jié)構(gòu)需要促使其體現(xiàn)出更強(qiáng)的層次性效果。比如對(duì)于當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用越來(lái)越繁雜的各類(lèi)材料和零部件，都需要給予詳細(xì)分析，保障整體房屋建筑結(jié)構(gòu)較為協(xié)調(diào)有序，注重設(shè)計(jì)方案的詳細(xì)探究?jī)?yōu)化。

3.3 注重結(jié)構(gòu)壽命優(yōu)化

房屋建筑作為一類(lèi)較為特殊的產(chǎn)品，應(yīng)該在具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作中關(guān)注后續(xù)房屋建筑的實(shí)際應(yīng)用效果，能夠促使其在結(jié)構(gòu)方面具備較強(qiáng)的承載力和耐久性，如此才能夠促使其在后續(xù)長(zhǎng)期應(yīng)用中具備較強(qiáng)的作用價(jià)值，盡量延長(zhǎng)房屋建筑的使用壽命。比如對(duì)于房屋建筑樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，就需要考慮到使用壽命，確保其能夠具備更強(qiáng)的穩(wěn)定性效果，避免在長(zhǎng)期應(yīng)用中存在受損威脅。

3.4 排水系統(tǒng)的優(yōu)化

在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中有一個(gè)非常關(guān)鍵的地方就是排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)直接關(guān)系著整個(gè)房屋建筑的整體質(zhì)量，它在人們的生活中占據(jù)非常關(guān)鍵的位置。相關(guān)工作人員在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候，一定要將排水系統(tǒng)考慮進(jìn)去，優(yōu)化排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。同時(shí)，在進(jìn)行設(shè)備的選擇的時(shí)候也要考慮到質(zhì)量要求，盡可能在保證質(zhì)量合格的情況下，選擇價(jià)格較低的設(shè)備。除此之外，還要注意排水管道的安裝問(wèn)題，要保證所保留的尺寸和管道的尺寸相符，同時(shí)注意排水管道一般是安裝在地下室中，還要進(jìn)行樓板的加固。

3.5 房屋結(jié)構(gòu)外套框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

房屋結(jié)構(gòu)平面框架的優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)多次及高次超靜定問(wèn)題，框架荷載使用條件是不變的設(shè)計(jì)因素，因此優(yōu)化設(shè)計(jì)上也就剩下梁柱桿件截面尺寸為變量，因此可以通過(guò)調(diào)整相應(yīng)的截面尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。房屋基本框架中，任何一個(gè)梁柱截面積的尺寸發(fā)生改變，都會(huì)影響整個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，然而這種影響僅僅只針對(duì)桿件附近內(nèi)力影響較大的情況。在每次優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于單個(gè)構(gòu)建截面尺寸發(fā)生改變的情況，往往需要重新計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力，這樣必然會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間。為此，在實(shí)際的操作中，就可以近似假定桿件截面尺寸的改變不會(huì)影響到框架內(nèi)力的重新分布，但是需要注意的是這個(gè)假定只能夠在一次優(yōu)化中使用，全部桿件優(yōu)化有獲得新的方案就需要放棄假定，對(duì)內(nèi)力進(jìn)行重新分析，這樣才能夠逐漸獲得最優(yōu)的方案，之后將最優(yōu)方案借助常規(guī)框架計(jì)算進(jìn)行一次分析即可。

3.6 結(jié)構(gòu)的細(xì)部?jī)?yōu)化

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅需要注重整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)還應(yīng)該加強(qiáng)結(jié)構(gòu)局部構(gòu)建的優(yōu)化設(shè)計(jì)。例如，在進(jìn)行異形板的劃分時(shí)可以盡量將其劃分成為矩形板，不僅使得整個(gè)受力更加合理，也避免在拐角的位置出現(xiàn)裂縫。還有就是在對(duì)于底部的框架抗震墻，由于箍筋配箍量較大，一般選用的鋼筋可以是帶肋鋼筋來(lái)作為箍筋，不僅可以有效減少箍筋的數(shù)量和直徑，同時(shí)還有效降低了整個(gè)工程的造價(jià)，提高了施工的便捷程度和質(zhì)量。對(duì)于柱結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件，為了減少其界面尺寸可以采用該強(qiáng)度的混凝土材料，對(duì)于水平構(gòu)件在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提下可以選擇降低混凝土的標(biāo)號(hào)，達(dá)到節(jié)省成本的目的。

3.7 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)合

建筑物的設(shè)計(jì)通常從結(jié)構(gòu)的布置開(kāi)始展開(kāi)，只有定了結(jié)構(gòu)布置之后，才能結(jié)合相應(yīng)的負(fù)荷要求來(lái)確定具體的參數(shù)、材料的要求，這些數(shù)據(jù)分析不僅要借助于計(jì)算機(jī)，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合人工的測(cè)量和計(jì)算，經(jīng)過(guò)大量的測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，才能做出最科學(xué)的判斷。這就要求相關(guān)的技術(shù)工作人員，要樹(shù)立積極工作、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，不斷提高自我的專(zhuān)業(yè)水平，在一定的技術(shù)的支持下，盡可能對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都做到詳細(xì)的記錄和分析，不忽視每一個(gè)環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)的記錄，為以后的設(shè)計(jì)或者突發(fā)事故的處理，提供各項(xiàng)數(shù)據(jù)的可靠參考。

3.8 在節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上優(yōu)化建筑

在建筑節(jié)能上，對(duì)于一個(gè)房屋來(lái)說(shuō)需具備好的采光性，這不僅是建筑標(biāo)準(zhǔn)和消費(fèi)者的需求，也是在節(jié)能方面優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則，首先，在項(xiàng)目施工上要根據(jù)該地區(qū)的地理位置和規(guī)劃需求來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑物的朝向；南北通透、合理的陽(yáng)光照射是保障房屋使用度上的一個(gè)具備條件，在美觀(guān)上而言，也是避免因?yàn)樘鞖獾挠绊憣?dǎo)致垂直現(xiàn)象，審美的效果就會(huì)大打折扣。另一層意義就是采光好的地段，節(jié)能方面的效果也是無(wú)可質(zhì)疑的，從而降低熱量的損耗；同時(shí)于建筑門(mén)窗來(lái)說(shuō)，可以直接面對(duì)陽(yáng)光的一面，在整個(gè)空氣面積上就會(huì)不斷的擴(kuò)大，整個(gè)視覺(jué)感和審美觀(guān)也有不一樣的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)于房屋的整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、穩(wěn)固性、安全性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等都是非常重要的，它所涉及到的東西也是非常的多、領(lǐng)域也非常廣泛，對(duì)于設(shè)計(jì)師的能力要求非常高。為了滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者要綜合考慮所有可能涉及到的因素，設(shè)計(jì)出一個(gè)科學(xué)合理、綜合效益良好的方案。同時(shí)，還要盡最大限度在滿(mǎn)足上述要求之后，做到一定程度上的技術(shù)創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1] 范國(guó)興.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)中的應(yīng)用研究[J].雞西大學(xué)學(xué)報(bào)，2017（8）：23～25.