孫凱
武漢市燃?xì)鉄崃σ?guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 湖北武漢 430015
設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),為了保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性,需要運(yùn)用房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。同時(shí),通過對(duì)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用不僅能夠有效的增強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性,還可以避免在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力不合理的問題,從而使房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。
在實(shí)際的房屋建筑施工過程中,為實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑質(zhì)量的提升,對(duì)房屋建筑實(shí)用性、協(xié)調(diào)性以及美觀性的進(jìn)一步提高,施工企業(yè)必須要做好房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的深化工作,不斷的完善房屋建筑的各個(gè)方面,增強(qiáng)房屋建筑的安全性以及合理性,從而為業(yè)主提供更優(yōu)質(zhì)的房屋建筑。
通過對(duì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的了解可以看出,房屋建筑設(shè)計(jì)方案的成本在經(jīng)過房屋建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化之后可以實(shí)現(xiàn)大幅的降低,同時(shí)房屋建筑施工成本也能得到有效的控制。由此可見,在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)能夠有效的增強(qiáng)房屋建筑工程的經(jīng)濟(jì)性。
根據(jù)目前的土地可用規(guī)模,我國(guó)出現(xiàn)土地資源極為短缺的現(xiàn)象,因此,建筑領(lǐng)域的開發(fā)商需要在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的過程中,既要保證人們的居住面積不受到任何因素的影響,同時(shí)也要注意在開發(fā)的過程中,產(chǎn)生的土地資源被浪費(fèi)的現(xiàn)象。在過去的時(shí)間里,人們普遍地認(rèn)為建筑所涵蓋的土地面積就是所居住的地面面積,這種錯(cuò)誤的潛意識(shí)認(rèn)知要得到及時(shí)的整改,在實(shí)際的房屋建筑面積測(cè)量中,基本的居住面積往往會(huì)低于建筑的面積,而具體的面積差異,主要根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。所以,在對(duì)房屋的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)候,合理地利用土地的可用資源,實(shí)現(xiàn)建筑面積與居住面積無差異的目標(biāo),盡量控制土地資源的浪費(fèi),提高土地的可用資源利用[1]。
城市部分地區(qū)因?yàn)榘l(fā)展出現(xiàn)土地資源的昂貴和稀缺的現(xiàn)象,催生了建筑行業(yè)的高速發(fā)展,因此,建筑行業(yè)未來的發(fā)展重心,依然需要往超高層建筑的方向發(fā)展,而關(guān)于如何提高土地資源的可用率首先就需要增加建筑物的高層數(shù)量。而針對(duì)高層建筑的基本質(zhì)量要求,在提高建筑物的高度時(shí),需要開發(fā)堅(jiān)實(shí)的地基質(zhì)量,僅有穩(wěn)定的地基還不足以應(yīng)對(duì)超高層建筑的基本需要,對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理地優(yōu)化,才能夠保證超高層建筑物最基本的質(zhì)量要求。在對(duì)建筑物進(jìn)行增高的工程項(xiàng)目中,要對(duì)建筑所產(chǎn)生的成本有一定的了解,做好前后期的預(yù)算,因?yàn)榻ㄖ脑龈唔?xiàng)目一般耗資相對(duì)來說是比較高昂的,而這一系列所產(chǎn)生的后期改造主要是因房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不夠合理化而導(dǎo)致的,通過對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施能夠有效地解決目前的問題,推進(jìn)優(yōu)化技術(shù)的過程中,也要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)水平,有效地控制房屋的建筑成本以及合理地增加建筑物的層數(shù)。
建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)含量要求較高的專業(yè)性活動(dòng),因此設(shè)計(jì)人員只有充分結(jié)合建筑物的各項(xiàng)指標(biāo)以及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,才能選擇更為恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案,滿足優(yōu)化目標(biāo)。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化包括對(duì)房屋頂部、圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及屋內(nèi)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)房屋布局情況、受力以及價(jià)格等方面進(jìn)行設(shè)計(jì),探索能夠平衡買賣雙方利益的優(yōu)化方案[2]。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)首先要求房屋建筑的平面建造質(zhì)量與房屋剛性結(jié)構(gòu)基本一致,建筑的平面結(jié)構(gòu)盡量對(duì)稱,確保在水平荷載下建筑物的穩(wěn)定性,其次遵循漸進(jìn)原則,在豎直方向?qū)Ψ课莩兄亟Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),避免轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的使用,同時(shí)在優(yōu)化方案中加入對(duì)環(huán)境的保護(hù)措施,在保證房屋使用功能和安全性的基礎(chǔ)之上,盡可能地突出美感。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的本質(zhì)在于從變量中提取重要參數(shù),建筑工程往往涉及多個(gè)數(shù)值,這些數(shù)值通常是設(shè)計(jì)人員定稿的參考值,因此對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)首先是選擇變量,一個(gè)變化因素較小的數(shù)值參考指標(biāo)對(duì)于設(shè)計(jì)具有重要意義,能夠有效降低建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化和相關(guān)計(jì)算工作的難度,有利于設(shè)計(jì)師更快地找到設(shè)計(jì)目標(biāo)的數(shù)據(jù)組,從而選擇最佳設(shè)計(jì)方案。出于對(duì)房屋結(jié)構(gòu)耐久性的考慮,設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)結(jié)合房屋的尺寸、結(jié)構(gòu)、剛性和變形與裂隙限度等多個(gè)方面分析,確保各個(gè)條件都能滿足相關(guān)要求。其次,在設(shè)計(jì)時(shí),將房屋橫截面以及鋼筋的尺寸提前設(shè)定,設(shè)計(jì)人員需要找出符合事先設(shè)定值的函數(shù)組,做好目標(biāo)函數(shù)的確定及約束條件,才能最大程度地滿足設(shè)計(jì)要求,降低有關(guān)費(fèi)用。
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化涉及多項(xiàng)復(fù)雜的變量,計(jì)算方法也很多,在演算過程中需要根據(jù)需求盡量選擇簡(jiǎn)便的運(yùn)算方法,才能提高設(shè)計(jì)師的工作效率,避免不必要的精力耗費(fèi)。此外,功能與用途齊全且運(yùn)轉(zhuǎn)高效的設(shè)計(jì)程序在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化上能夠發(fā)揮重要作用,因此設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)程序選擇的重視度。在各種數(shù)據(jù)計(jì)算之后,設(shè)計(jì)師需要認(rèn)真分析統(tǒng)計(jì)結(jié)論,找到設(shè)計(jì)方案間的共通點(diǎn)與差異,綜合衡量后確定最佳方案。房屋建筑投資成本較高,涉及的利益成員也較多,因此設(shè)計(jì)師在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)還需要結(jié)合工程效益以及技術(shù)含量等條件多角度思考,避免出現(xiàn)顧此失彼的情況。
由于房屋建筑工程項(xiàng)目具有明顯的層次性以及復(fù)雜性特征,所以在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)運(yùn)用優(yōu)化技術(shù)時(shí),需要將其層次性特征納入分析的范疇中,注重對(duì)整體、局部的合理優(yōu)化。而房屋建筑工程的層次性主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、安裝三個(gè)體系,而這三個(gè)體系又包含了更多的下屬體系。因此,相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)這些因素進(jìn)行綜合性的分析及優(yōu)化,突破布局的橫向關(guān)聯(lián)和疊加工程,分別從整體和局部?jī)蓚€(gè)方面對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,避免對(duì)建筑的使用材料、選擇零部件以及選擇結(jié)構(gòu)類型等方面產(chǎn)生更為復(fù)雜的影響,確保設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的積極作用能夠得到充分的發(fā)揮。
房屋建筑工程施工設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)具體的施工環(huán)境和實(shí)際的施工要求進(jìn)行深入的認(rèn)識(shí)和了解,以便于結(jié)合房屋建筑工程施工方案對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行更為合理的設(shè)計(jì),從而推動(dòng)建筑施工的有序進(jìn)行。同時(shí),設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí),需要結(jié)合之前了解到的實(shí)際情況和具體要求,根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)針對(duì)不同的工程機(jī)構(gòu)布局要求設(shè)計(jì)出不同的效果,并將細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化與概念設(shè)計(jì)有效的結(jié)合起來[3],落實(shí)到設(shè)計(jì)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)之中。而對(duì)于缺少相應(yīng)數(shù)值的細(xì)部處理可以采用概念設(shè)計(jì)來進(jìn)行,以實(shí)現(xiàn)對(duì)方案設(shè)計(jì)效果的進(jìn)一步提升。
在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的合理性以及適用性,確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠與房屋結(jié)構(gòu)整體平面具有較高的融合性,促使兩者之間處于一個(gè)緊密的配合狀態(tài)。設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)中的柱和墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),確保柱面和墻面的協(xié)調(diào)性,避免出現(xiàn)柱與墻的錯(cuò)位問題,促使兩者之間具有較強(qiáng)的一致性,同時(shí),還應(yīng)該注重房間開間進(jìn)深的統(tǒng)一性,避免樓層的截面與高度出現(xiàn)明顯的差異。此外,還需要注重對(duì)樓梯方面的設(shè)計(jì)優(yōu)化。由于高強(qiáng)度建材較為輕便,致使其作用力會(huì)集中在轉(zhuǎn)角區(qū)域。因此,房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在對(duì)樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),在采用高強(qiáng)度建材的同時(shí),還應(yīng)該避免剛心、重心偏移出現(xiàn)扭曲的問題,以確保剛心、重心的交疊。
在房屋建筑施工的過程中,有些情況無法運(yùn)用詳細(xì)數(shù)據(jù)展開施工,這種情況就可以嵌入概念設(shè)計(jì)。采用概念性的設(shè)計(jì)作為房屋的建筑方案,采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的方法,根據(jù)析方法的多樣性,確定結(jié)構(gòu)的布局。而建筑結(jié)構(gòu)布局的多樣性,相對(duì)的施工方案則可以選擇不同的結(jié)構(gòu)布局??紤]相同的荷載條件再選擇不同的分析辦法、設(shè)計(jì)參數(shù)與建筑材料。
房屋建筑不斷地優(yōu)化設(shè)計(jì)是勢(shì)在必行的,房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化有利于保障建筑的安全利用,可以很好的保障人們的生命、財(cái)產(chǎn)的安全。因此,相關(guān)企業(yè)與工作人員必須在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中樹立主人翁的意識(shí),要切實(shí)的提高自身責(zé)任的危機(jī)感,不斷的適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,要充分解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的問題,為人們的生活提供有力的保障。總而言之,房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者們應(yīng)該要不斷的進(jìn)行工程的實(shí)踐。