戴曉東

（合肥高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)城建設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥 230031）

我國建筑行業(yè)隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的融入發(fā)展，取得了一定的成績，建筑行業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要內(nèi)容。一些新的建筑結(jié)構(gòu)形式不斷出現(xiàn)，這些設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，豐富了房屋建筑的形式，在確保房屋居住性能的同時(shí)，也帶動(dòng)了房屋建筑的美觀性設(shè)計(jì)，能更好地滿足人們對(duì)房屋建筑的需求。在具體的房屋設(shè)計(jì)施工中，要結(jié)合當(dāng)前房屋設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，了解房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則，全方位思考，更好地滿足當(dāng)前人們對(duì)建筑行業(yè)發(fā)展的需求。

1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

1.1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的含義

房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是在原有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，針對(duì)房屋建筑的功能需求，分析房屋在實(shí)際的施工建設(shè)中的內(nèi)容，了解不同施工環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，并采用先進(jìn)的技術(shù)和手段，采取一定的措施，從而對(duì)房屋建筑的整體性加以優(yōu)化升級(jí)，最終完善整個(gè)房屋的整體結(jié)構(gòu)，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足其居住功能的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)[1]。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，要結(jié)合時(shí)代發(fā)展和人們對(duì)建筑的要求，革新建筑設(shè)計(jì)的理念，重視建筑審美，設(shè)計(jì)出集安全、美觀、舒適、環(huán)保等于一體的房屋設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)的過程中不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案，了解設(shè)計(jì)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，提升設(shè)計(jì)的能力，最終設(shè)計(jì)出更加科學(xué)的房屋建筑方案[2]。

1.2 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

分析當(dāng)前我國房屋建筑行業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，用地緊張現(xiàn)象更加凸顯，高層建筑及超高層建筑越來越普遍，且隨著科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，房屋建筑行業(yè)得到了很大程度的發(fā)展。為滿足當(dāng)前人們對(duì)房屋建筑的質(zhì)量及功能需求，在確保房屋建筑質(zhì)量的基礎(chǔ)上，優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，可在很大程度上能提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，從而降低工程建設(shè)的造價(jià)，更好地實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在提升房屋建筑質(zhì)量的同時(shí)，也能提升建筑設(shè)計(jì)的美觀性[3]。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題分析

2.1 水平承載力

房屋建筑設(shè)計(jì)中承載力是關(guān)鍵，建筑結(jié)構(gòu)的承載力無可替代，在房屋建筑出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí)，水平荷載力會(huì)起到關(guān)鍵性的作用，如在地震海嘯等自然災(zāi)害對(duì)建筑物產(chǎn)生侵蝕和破壞時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的水平荷載力能影響建筑的軸力，與建筑自重和上部結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的承載力不同[4]。尤其是在高層房屋建筑和超高層的房屋建筑，水平和豎直承載力掌握難度較大，但是需要注意的是，建筑物豎直承載力，荷載力在一定范圍內(nèi)是保持不變的， 因此，水平荷載力會(huì)受到外界因素的影響，大風(fēng)暴雪和地震等都會(huì)影響房屋建筑結(jié)構(gòu)水平荷載力。因此，水平荷載力對(duì)建筑的安全性有很重要的影響，一旦出現(xiàn)問題會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，威脅到人們的安全[5]。

2.2 房屋建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形

房屋建筑變形也會(huì)影響建筑物的整體性能，從建筑的整體結(jié)構(gòu)來講，豎向的承載力在一定范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生影響，但是如果外界的外力影響因素會(huì)影響到建筑的結(jié)構(gòu)問題，尤其是一些高層房屋建筑和超高層的房屋，如柱體所承受的外力超過自身能承受的荷載力時(shí)，可能引起結(jié)構(gòu)軸的變化、變形。如果建筑豎向的承載力發(fā)生變化，那么整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)變化，帶來一系列的連鎖反應(yīng)[6]。建筑變形后，會(huì)使得建筑橫梁之間的支撐力變小，最后影響到連續(xù)兩段支撐位置的負(fù)彎矩值上升。因此，要求建筑設(shè)計(jì)者要靈活設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑的構(gòu)件長度進(jìn)行修改，減少因結(jié)構(gòu)變形帶來的不好影響。

3 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體措施探討

房屋建筑設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，針對(duì)不同建筑的實(shí)際情況[7]在設(shè)計(jì)中需要遵循建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)原則，考慮施工中不同施工項(xiàng)目之間的關(guān)系，對(duì)不同層次的施工加以統(tǒng)籌，并考慮到建筑施工的不同特點(diǎn)，對(duì)整體的房屋建筑施工加以優(yōu)化，確保建筑施工質(zhì)量的同時(shí)，也能保證房屋建筑的安全性，美觀性，經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

3.1 科學(xué)構(gòu)建房屋建筑設(shè)計(jì)的模型

在房屋建筑工程施工中，建筑結(jié)構(gòu)的模型設(shè)計(jì)是當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題，在具體的設(shè)計(jì)中要考慮多方面的影響因素。

首先，要科學(xué)選擇變量。一般來講，在房屋建筑設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)者要認(rèn)真分析了解設(shè)計(jì)方案，對(duì)整體的設(shè)計(jì)方案能有全面的掌握認(rèn)識(shí)，同時(shí)也要考慮建筑建設(shè)中其他因素的影響[8]。從房屋建筑的實(shí)際來看，其中一些關(guān)鍵的工程參數(shù)，要將其作為重要的依據(jù)，設(shè)計(jì)者需要進(jìn)行合理的選擇，參考房屋工程建設(shè)的參數(shù)，明確數(shù)據(jù)目標(biāo)，減少建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的偏差；其次，要確定設(shè)計(jì)的函數(shù)，在確保房屋建筑安全性和實(shí)用性的基礎(chǔ)上，如果要有效控制房屋建筑的成本，設(shè)計(jì)人員需要合理選擇函數(shù)；最后，設(shè)計(jì)中要考慮房屋建筑施工的條件，對(duì)設(shè)計(jì)者來講，需要整體了解房屋構(gòu)件的尺寸、結(jié)構(gòu)體系，才能最終確保房屋建筑的穩(wěn)定性。實(shí)際的房屋建筑設(shè)計(jì)中，要具體分析房屋建筑使用的目的，結(jié)合施工條件，了解影響設(shè)計(jì)的相關(guān)因素，根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決設(shè)計(jì)中的難題，最終得出優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。

3.2 房屋建筑計(jì)算模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

房屋建筑結(jié)構(gòu)體系所涉及的內(nèi)容比較多，系統(tǒng)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)內(nèi)部關(guān)系到各種計(jì)算程序，在建造結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)各種建造的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理[9]。房屋建筑數(shù)據(jù)計(jì)算過程中，設(shè)計(jì)者要確保計(jì)算結(jié)果的優(yōu)化，就需要進(jìn)行不附帶約束條件問題的分析。要更好地滿足房屋設(shè)計(jì)工作的實(shí)際要求，在設(shè)計(jì)優(yōu)化中，針對(duì)不同的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)用不同的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算模式，并對(duì)不同計(jì)算方法和模式的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)加以分析，結(jié)合當(dāng)前房屋建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的要求，選用最優(yōu)化的計(jì)算模式，從而有效減少工程設(shè)計(jì)的成本，確保設(shè)計(jì)的實(shí)用性，優(yōu)化工程程序，提升施工設(shè)計(jì)的效益[10]。

3.3 房屋外形優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，我國在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也不斷進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，為更好地滿足人們的審美和視覺要求，設(shè)計(jì)者在房屋設(shè)計(jì)優(yōu)化中需要重視外形設(shè)計(jì)的優(yōu)化，在原有優(yōu)化措施的基礎(chǔ)上，科學(xué)調(diào)整建筑內(nèi)部的形狀和結(jié)構(gòu)，提升設(shè)計(jì)的完整性，確保建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

在具體的設(shè)計(jì)中，要結(jié)合建筑物的實(shí)際情況，了解設(shè)計(jì)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，先制定初步的設(shè)計(jì)方案，并參考多方面因素對(duì)其加以修改，應(yīng)用外形優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，根據(jù)建筑標(biāo)準(zhǔn)和外形結(jié)構(gòu)的特征，進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中還要應(yīng)用連續(xù)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和稈系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，如稈系形式的外形設(shè)計(jì)中，要重視建筑物結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，將其作為設(shè)計(jì)的重要因素，確保外形優(yōu)化設(shè)計(jì)的每一項(xiàng)都能符合要求。

3.4 房屋截面優(yōu)化

對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)來講，結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑的安全性穩(wěn)定性有很大的影響，設(shè)計(jì)者需要對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性加以綜合考慮，保證截面運(yùn)算的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，確保截面設(shè)計(jì)每項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求。在建筑截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要對(duì)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性加以重視，根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，完成整個(gè)操作，確保截面的穩(wěn)定性，延長建筑使用的壽命。

3.5 優(yōu)化房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

房屋結(jié)構(gòu)造價(jià)中，基礎(chǔ)造價(jià)所占的比重比較大，影響整個(gè)工程造價(jià)。因此，在建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，要重視對(duì)建筑基礎(chǔ)類型的選擇，一般來講，針對(duì)地質(zhì)條件相對(duì)比較好的地區(qū)，低層房屋建筑可以采用淺埋天然基礎(chǔ)，高層房屋建筑一般應(yīng)用樁基礎(chǔ)，能更好地控制房屋地基的沉降問題。對(duì)深埋獨(dú)立地下室，可以采用補(bǔ)償式的基礎(chǔ)。地下室設(shè)計(jì)要對(duì)地下室的基礎(chǔ)樣式、底板的結(jié)構(gòu)，圍護(hù)、側(cè)墻等進(jìn)行設(shè)計(jì)，在確保使用性的基礎(chǔ)上，更好地控制工程造價(jià)。因地質(zhì)情況會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)形式，因此，設(shè)計(jì)者在具體的房屋設(shè)計(jì)中，所選擇的基礎(chǔ)形式不能一成不變，要因地制宜，根據(jù)房屋建筑所在地的條件，建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性等，結(jié)合技術(shù)條件，科學(xué)選擇基礎(chǔ)形式，降低工程造價(jià)。

4 結(jié)語

綜上所述，在實(shí)際的房屋建筑中，要在保證建筑安全性和實(shí)用性功能的同時(shí)，還要確保整體造型的美觀，控制房屋工程造價(jià)，因此要遵循建筑設(shè)計(jì)的規(guī)律，重視建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。重視房屋建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)模型的研究，計(jì)算模式、外形、截面等設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，提升設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平，提升整個(gè)房屋建筑的設(shè)計(jì)水平，從而帶動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展。