（河北 石家莊 051530）

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計意義重大，一是大大提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性，房屋建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可節(jié)省材料，有利用抗震，減少內(nèi)外表面裝修，提高了其受力性能，增強了建筑的經(jīng)濟性能。二是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計大大降低了建筑工程的總成本造價。節(jié)約用地，大量資料表明，房屋建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠有效降低工程成本造價25%左右，同時結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)能夠?qū)κ┕げ牧系男阅芾酶雍侠砘?，能夠讓建筑工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部各個不同單元之間更加充分互相協(xié)調(diào)，提升了建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的問題

現(xiàn)代的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作是一個復雜的過程，關(guān)系著房屋建筑安全與否，是否經(jīng)濟和適用。在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中也會遇到一些問題。

(一)缺少詳細的勘察地質(zhì)資料

從現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作來看，普遍缺少詳細的勘察地質(zhì)資料，只是簡單的依據(jù)相臨建筑的情況進行圖紙設(shè)計?？辈焓┕龅氐淖饔檬潜ＷC科學的進行地基基礎(chǔ)工作，并且達到最基本的安全保障。往往房屋設(shè)計工作人員只是把耐力數(shù)值控制到最小，就簡單認為房屋建筑結(jié)構(gòu)沒有問題了，這種技術(shù)問題為房屋埋下了安全隱患。在對較軟地基進行處理時，忽略了墊層換土設(shè)計，只是根據(jù)經(jīng)驗判斷處理。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對于較軟地基存在的安全隱患沒有足夠認識，單純依據(jù)個人經(jīng)驗使用砂墊層強化承載力，對于其寬厚度缺乏精確計算，也造成了費用的浪費。

(二)構(gòu)造柱設(shè)計存在的問題

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的構(gòu)造柱可以設(shè)計為單一的受力柱，其橫截面與配筋必須達到規(guī)范的要求，如果房屋結(jié)構(gòu)包含防震功能，還必須要滿足防震要求。當構(gòu)造柱體被當做承重的主體應(yīng)用時，這就會使構(gòu)造柱體的受力提前了，從而限制了構(gòu)造柱體對房屋結(jié)構(gòu)的拉束功能的完全發(fā)揮，使整體房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計暗藏了安全危機。地圈梁通常會植入構(gòu)造柱體，這種情況下是不需要另外設(shè)置基礎(chǔ)的，可是當構(gòu)造柱體充當了承重主體時，柱底部基礎(chǔ)抗壓能力必然會出現(xiàn)超負荷現(xiàn)象，裂縫也就產(chǎn)生了。在實際施工當中，處于承重梁下的柱體應(yīng)當達到承重柱體的標準，假如承重梁的負載與跨度呈現(xiàn)最小狀態(tài)時，梁下也可以使用構(gòu)造柱體。這時候就要對構(gòu)造柱體的功能忽略不計，重新檢測墻體下半部分的抗壓強度，達到要求才能設(shè)計施工。

(三)抗震設(shè)計中存在的問題

在抗震房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員普遍認為六度設(shè)防可以看成是沒有設(shè)防。為了方便受力分析，設(shè)計人員往往把柱體橫截面較小設(shè)計，增加梁的線剛度，將梁設(shè)計成為鉸支梁，柱體的抗壓能力設(shè)計成軸心抗壓。這種操作方法能夠方便分析房屋結(jié)構(gòu)的受力，但是給整體的房屋結(jié)構(gòu)安全帶來了危險。忽視了梁與柱之間的彎矩約束，還有柱體的截面積較小，整個房屋結(jié)構(gòu)一旦受力，抗彎能力明顯不足，造成了梁底顯現(xiàn)裂縫。

(四)承重墻設(shè)計中存在的問題

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計承重能力時主要是通過樓板設(shè)計完成的，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中時經(jīng)常將一些沒有承重能力的墻體安置在樓板上，之后還會把這部分算在同等效果的荷載力范圍內(nèi)，樓板的配筋也會依據(jù)這個數(shù)據(jù)進行計算。除此之外，設(shè)計人員將立磚斜砌隔墻頂位置，造成樓板頂部出現(xiàn)裂縫。兩個方向同時產(chǎn)生彎矩的雙向板中的鋼筋是要疊放并且要保持縱橫方向，計算時應(yīng)該依據(jù)雙方向的跨度。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)

（一）房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的階段

第一階段是變量的選擇。通常情況下，對設(shè)計人員決定最終設(shè)計方案起到重要作用的參考數(shù)據(jù)，都可以作為變量供設(shè)計者進行選擇。如工程的目標參數(shù)包括房屋價格參數(shù)和預(yù)期產(chǎn)生的損失參數(shù)；工程的控制與約束參數(shù)包括表示房屋架構(gòu)可靠性能的參數(shù)等。如果房屋建筑的設(shè)計者以變化幅度較小或考慮因素較少的參數(shù)作為設(shè)計的參考指標，那么相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、編程和計算有關(guān)的工作難度將會降低，設(shè)計者也可以更好地找到符合優(yōu)化設(shè)計的參考數(shù)據(jù)。

第二階段是對相關(guān)函數(shù)的確定。設(shè)計者要根據(jù)事先設(shè)定的房屋橫截面尺寸和鋼筋尺寸面積的那一組函數(shù)，從眾多組相似的參考函數(shù)中進行合理科學的選取，并分析這組數(shù)據(jù)函數(shù)的相關(guān)各種性質(zhì)，從而最大限度的降低房屋建造的成本費用。

（二）房屋結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃

房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參與前期工程規(guī)劃是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點內(nèi)容。因為，在實際施工中，房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分析，相關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計，幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新，使整個建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來。

（三）房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要將概念設(shè)計結(jié)合細部結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化

概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法，是通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計。但是概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的狀況時，計算式不可避免與實際出現(xiàn)較大的差異，譬如在地震設(shè)防烈度就沒與不確定性，計算式與實際差別較大，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計中，通過采用概念設(shè)計的方法，將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)，同時設(shè)計人員在設(shè)計過程中還需靈活運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法。在整個設(shè)計過程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計作為重點指導設(shè)計。同時在設(shè)計的過程中，注重優(yōu)化細部的結(jié)構(gòu)設(shè)計，譬如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時，充分考慮其極限抗拉力等。