張令超

【摘要】在本文中，筆者分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的內(nèi)涵及作用，并重點探討了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。希望本文能夠提出切實可行的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議，從而為我國建筑行業(yè)的未來發(fā)展提供新的方向。

【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計;設(shè)計優(yōu)化;作用;應(yīng)用

在過去，我國建筑行業(yè)更多追求的是質(zhì)量和速度，然而隨著我國經(jīng)濟和社會發(fā)展水平的不斷提升，人們對于生活品質(zhì)有了更深層的理解和需求，對于建筑物而言，人們要求其在滿足經(jīng)濟性、適用性、實用性的同時，兼具美觀性、環(huán)保性和智能性。這種新形勢下的新要求，給我國的建筑行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)，為此，只有不斷優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能保證建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的內(nèi)涵及重要作用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，就是指建筑設(shè)計師在進(jìn)行建筑圖紙設(shè)計時，會盡可能地縮減不必要的空間局限，并為業(yè)主留下更多的優(yōu)化整改空間，從而在提升資源利用率、實現(xiàn)工程效益最大化的同時，滿足人們對于美好生活的設(shè)計愿景，實現(xiàn)建筑物綜合性能的提升。

在建筑行業(yè)發(fā)展的新形勢下，做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，具有典型而現(xiàn)實的意義。首先，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化符合建筑行業(yè)的未來發(fā)展趨勢，能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物綜合性能的提升。以有效的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化原則和措施，確保建筑的安全性、適用性、美觀性和經(jīng)濟性，更能體現(xiàn)建筑物的“人性化”特征，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中會有意識地進(jìn)行“留白”空間的設(shè)計，因此能夠在實踐中不斷查找原有設(shè)計方案的不足和缺陷，為提升房屋結(jié)構(gòu)的合理性和安全性提供可能[1]。其次，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化符合建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以先進(jìn)的設(shè)計理念和設(shè)計技術(shù)指導(dǎo)工程行為，能夠顯著提升房屋建筑中材料、設(shè)備、人員的利用效率，實現(xiàn)對工程成本的有效控制，從而保證建筑質(zhì)量與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的具體內(nèi)容

2.1建筑工程方案設(shè)計

在明確工程建筑設(shè)計要求的前提下，建筑設(shè)計師需要對建筑結(jié)構(gòu)體系和建筑結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行合理的設(shè)計，保證其目標(biāo)與要求的一致性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建設(shè)資金的優(yōu)化統(tǒng)籌，對施工材料、施工條件、外部環(huán)境等進(jìn)行細(xì)致的勘察，從而確保提出一個最優(yōu)的設(shè)計方案。

2.2建筑工程基礎(chǔ)設(shè)計

我國幅員遼闊，地理特征差異大，因此在進(jìn)行建筑設(shè)計時，特別要關(guān)注的就是建筑工程的基礎(chǔ)設(shè)計，只有在對客觀情況進(jìn)行綜合分析之下得出的科學(xué)荷載力分布設(shè)計，才能為上部結(jié)構(gòu)設(shè)計提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，才能確保建筑物安全性、實用性、美觀性的實現(xiàn)。

2.3建筑工程簡圖設(shè)計

建筑工程簡圖設(shè)計是確保工程合理性的前提，以合理的方式進(jìn)行簡圖設(shè)計，對建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)安排，要求我們做好變量的選擇、目標(biāo)函數(shù)的確定以及約束條件的確定等步驟，以此實現(xiàn)對各項參數(shù)的嚴(yán)格控制，保證施工質(zhì)量、提高工程的經(jīng)濟性、避免各類施工隱患的出現(xiàn)[2]。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用

根據(jù)不同工程的不同要求和標(biāo)準(zhǔn)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法呈現(xiàn)出多種類型，比如截面優(yōu)化、分布優(yōu)化、種類優(yōu)化、外形優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化等等，根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計師可能選擇一種，也可能選擇多種方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，一般而言，選擇的優(yōu)化方法越多、越全面，那么難度系數(shù)和設(shè)計變量維數(shù)的要求也會更高[3]。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，常見建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法主要被應(yīng)用在以下幾個方面。

3.1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是決定建筑物質(zhì)量和壽命的關(guān)鍵，因此也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的核心內(nèi)容，從建筑物的整體規(guī)劃和使用功能出發(fā)，結(jié)合地質(zhì)勘查結(jié)果進(jìn)行綜合分析，找出二者之間的最佳契合點，并結(jié)合建筑周邊人文形態(tài)、建筑成本造價以及建筑物的美學(xué)價值進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，以此確定出最合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工方案，從而為后續(xù)施工中的各項設(shè)計優(yōu)化實現(xiàn)打下良好的基礎(chǔ)。就目前而言，我國常見的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)有預(yù)制樁施工技術(shù)和灌注樁施工技術(shù)，在設(shè)計時應(yīng)結(jié)合地形特征、施工水平、成本投入選擇合適的施工方式以及合理的工程參數(shù)。

3.2建筑主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)是整個工程主體的重要組成部分，也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中的重點環(huán)節(jié)，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，一定要注意做好樓層高度與寬度的整體控制，并優(yōu)化梁與柱的分配。首先，在我國房屋建筑發(fā)展趨向高層化的今天，任何一項工程的設(shè)計都必須堅持實事求是的原則，只有綜合考量基礎(chǔ)承載力、房屋使用壽命以及質(zhì)量保障指標(biāo)以及外來風(fēng)險評估結(jié)果，才能確保樓層高度合理，房屋符合建筑安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，要對建筑物的高度寬度比值進(jìn)行合理結(jié)構(gòu)優(yōu)化，保證樓層剛度的中心點集中于整體結(jié)構(gòu)的中心;同時對內(nèi)部梁、柱進(jìn)行優(yōu)化分布，可以以大開間的方式減少剪力墻數(shù)量，加大剪力墻長度，從而在保證工程質(zhì)量、減少工程成本的前提下，為業(yè)主提供更多的發(fā)揮空間。

3.3整體性與局部性兼具的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化

所謂整體性，就是從建筑物的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計體系、安裝體系等多個要素進(jìn)行考量，在對單個要素的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，確保各個體系之間不會發(fā)生橫向沖突，從而取得疊加效益的最大化。而局部性，就是對建筑工程全過程中所需要使用到的材料、設(shè)備、人員進(jìn)行調(diào)整、統(tǒng)籌的過程，使每一個生產(chǎn)要素都能達(dá)到最佳狀態(tài)，從而為最終建筑結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化提供有效支撐。

3.4節(jié)能指標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

在建筑物環(huán)保性能要求日漸提升的今天，對建筑節(jié)能指標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化具有了時代性意義。在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，要格外重視做好電氣管線以及輸水管線的設(shè)計工作，并使之與建筑結(jié)構(gòu)框架、墻體相結(jié)合，做好預(yù)設(shè)性方案，從而保證預(yù)留孔洞與管線敷設(shè)的數(shù)量和指標(biāo)要求相一致，使管線呈現(xiàn)出流暢感和合理性。此外，還要重視做好建筑朝向設(shè)計以及室內(nèi)布局設(shè)計，從而使建筑能夠更多地利用自然太陽能、風(fēng)能進(jìn)行室內(nèi)溫度、濕度的調(diào)節(jié)，減少暖通空調(diào)的使用頻率。

結(jié)語：

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計能夠有效地提升房屋建筑的安全性、實用性、經(jīng)濟性和美觀性，是未來我國建筑行業(yè)發(fā)展的大勢所趨。建筑設(shè)計師必須不斷提高自身設(shè)計水平，全面分析優(yōu)化措施，積極進(jìn)行業(yè)務(wù)創(chuàng)新，只有這樣才能促進(jìn)建筑行業(yè)更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李珍珍，翟孟強，王雙建.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計淺析[J].裝飾裝修天地，2019，（14）：123.

[2]趙子清.淺議高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)方案設(shè)計與優(yōu)化[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2019，（20）：125.

[3]王娜娜.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2019，（20）：160，162.