房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討

劉云婷

摘? ? 要：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證建筑安全的基礎(chǔ)，因而與人們的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，這就對(duì)房屋設(shè)計(jì)師提出了嚴(yán)格的要求，需其準(zhǔn)守法則，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)計(jì)中存在的各類問題。作為一名優(yōu)秀設(shè)計(jì)人員應(yīng)能夠從所有設(shè)計(jì)中汲取經(jīng)驗(yàn)，提升自身的專業(yè)水準(zhǔn)，從而讓房屋有更高的建筑安全級(jí)數(shù)。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化技術(shù);應(yīng)用

1? 引言

隨著我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)革新的不停深化改革，導(dǎo)致建筑行業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激勵(lì)。基于這種情況，各大建筑企業(yè)想要提高在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，一定要把自身的設(shè)計(jì)和動(dòng)工工藝進(jìn)行不斷改良，以讓完工后的建筑物能夠滿足大眾對(duì)現(xiàn)代建筑的要求。建筑結(jié)構(gòu)作為建筑動(dòng)工中重要部分，設(shè)計(jì)者一定要重視對(duì)設(shè)計(jì)的優(yōu)化改良，同時(shí)做好對(duì)工程結(jié)構(gòu)的管理和控制，以提高工程的總體質(zhì)量。

2? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的概述和目的

2.1? 概述

房屋建筑在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是需要合理運(yùn)用有關(guān)技術(shù)，首先深入了解結(jié)構(gòu)改良設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，保證內(nèi)容可以滿足建筑結(jié)構(gòu)功能和需要。預(yù)判和設(shè)計(jì)過程中會(huì)出現(xiàn)的問題，同時(shí)確保經(jīng)濟(jì)利益得到保障的前提下。在此過程中，改良設(shè)計(jì)的內(nèi)容要給建筑結(jié)構(gòu)選好型，做好受力分析以及構(gòu)建的布局，并通過優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行分析。通常狀況中，主要內(nèi)容是：其一，利用房屋建筑的總體結(jié)構(gòu)，當(dāng)做是設(shè)計(jì)對(duì)象，對(duì)其加以優(yōu)化設(shè)計(jì);其二，把房屋分部結(jié)構(gòu)當(dāng)做是設(shè)計(jì)對(duì)象，加以優(yōu)化并進(jìn)行設(shè)計(jì);另外將第二部分內(nèi)容中可以細(xì)化，分解成細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體可以分為：圍護(hù)結(jié)構(gòu)、下部基礎(chǔ)、屋蓋部分、主體結(jié)構(gòu)等部位的改良設(shè)計(jì)。

2.2? 目的

將工程造價(jià)最大化減少、提升建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性是建筑結(jié)構(gòu)改良主要目標(biāo)。利用優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用，能夠節(jié)約四分之一的成本，將建筑資源的利用最大限度發(fā)揮，提升建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng) 的建筑結(jié)構(gòu)理念以不能滿足市場(chǎng)嚴(yán)峻的形勢(shì)，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用優(yōu)化技術(shù)，可以提高原料的利用率，把安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀加以調(diào)和，真正實(shí)現(xiàn)房屋建筑的綜合效益。所以所以建筑優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用十分重要[1]。

3? 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

（1）房屋建筑結(jié)構(gòu)中，上部結(jié)構(gòu)有：房梁、板、柱等，這類結(jié)構(gòu)都會(huì)存在一些問題：首先，本國(guó)的很多框剪結(jié)構(gòu)中有缺陷，部分企業(yè)不夠重視，對(duì)這方面的認(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足;其次，有關(guān)設(shè)計(jì)人員在樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，只進(jìn)行簡(jiǎn)單的雙向板作用根據(jù)計(jì)算，況且并未考慮對(duì)板的受力情況進(jìn)行分析，長(zhǎng)期當(dāng)樓板對(duì)一個(gè)反向作用的力太大且另一方向受力太小將會(huì)產(chǎn)生裂縫。最后，在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，會(huì)有承重柱栽面高度設(shè)計(jì)太小的問題。

（2）地基基礎(chǔ)存在問題。在真實(shí)的作業(yè)中，我們會(huì)遭遇各種各種問題，如無巖土工程，因此在工程正式開展前，需要工作人員對(duì)當(dāng)?shù)赝临|(zhì)進(jìn)行勘察，并撰寫報(bào)告，但在實(shí)際的工作總有資料不全的情況出現(xiàn)。設(shè)計(jì)人員單憑口和籠統(tǒng)的信息對(duì)附件參照物施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，將不能達(dá)到預(yù)期的效果。

另外地基的設(shè)計(jì)不合理，會(huì)對(duì)材料帶來一些不必要的浪費(fèi)。如：一綜合樓結(jié)構(gòu)是3～4層，柱和柱之間的間距為5.6mx5.7～7.5m。在設(shè)計(jì)時(shí)，若是選擇了直徑大的鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)是42m，像這樣的設(shè)計(jì)顯然是不合理的。另外，在換土墊設(shè)計(jì)過程中，知識(shí)憑借以往經(jīng)驗(yàn)去作業(yè)，這樣的方式不但有安全隱患，也不夠經(jīng)濟(jì)，直接影響房屋內(nèi)建筑的質(zhì)量[2]。

4? 優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1? 局部性和整體性的優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)一般有復(fù)雜性和層次性的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)需要將建筑的安裝體系考慮到。結(jié)構(gòu)的有關(guān)體系與整體設(shè)計(jì)體系等方面。之中每一個(gè)體系又會(huì)分為幾個(gè)下屬分支，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中應(yīng)該將下屬系統(tǒng)進(jìn)行改良，把橫向關(guān)聯(lián)突破，起到疊加的成果：在復(fù)雜性上，涉及了建筑零件、材料等，應(yīng)該從總體入手，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)。

4.2? 階段性優(yōu)化

在建筑工程沒有超出年限時(shí)，房屋設(shè)計(jì)者需要根據(jù)不同時(shí)期的特征，結(jié)合工程實(shí)際情況來決定優(yōu)化的方法，實(shí)行階段性優(yōu)化，延長(zhǎng)建筑物的使用期限，基于保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上增加經(jīng)濟(jì)利益。對(duì)預(yù)制樁和灌注樁進(jìn)行動(dòng)工過程中，由于灌注樁較為復(fù)雜，質(zhì)量控制難度很高，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，因此，當(dāng)滿足了沉降標(biāo)準(zhǔn)的情況中，可以與預(yù)制樁相融合起來，從而將工序最大化減少，從而可以采用長(zhǎng)度適合的預(yù)制樁。

4.3? 協(xié)助建筑優(yōu)化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，需要讓將建筑的總體平面以及整體結(jié)構(gòu)密切結(jié)合再一起。制造出簡(jiǎn)潔的建筑體型，同時(shí)保持支柱和墻體不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位的情況，讓截面的面積與高度保持一致。在對(duì)樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，因轉(zhuǎn)角區(qū)域受力很多，需要選取具有很高強(qiáng)的材料作為用于承受重量材料，以便有降低自重的效果。保證建筑質(zhì)心、剛心和重心的交疊正確，防止有扭轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)。

4.4? 在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

在房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)匯總，必須將建筑材料質(zhì)量在結(jié)構(gòu)性能的影響考慮到。在進(jìn)行優(yōu)化中，需要設(shè)計(jì)人員從下列幾點(diǎn)進(jìn)行思考：鋼結(jié)構(gòu)在這次工程中的優(yōu)勢(shì)有哪些;鋼結(jié)構(gòu)在項(xiàng)目中的具體內(nèi)容，其中有的優(yōu)化項(xiàng)目;按照可能存在的優(yōu)化項(xiàng)目，給出關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的討論，且利用頭腦風(fēng)暴，議論采取哪種措施更為可行;依靠計(jì)算機(jī)和新媒介，探討技術(shù)的可行性，同時(shí)生成技術(shù)模型;對(duì)模型進(jìn)行分析，評(píng)斷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在動(dòng)工中的應(yīng)用成果;生成房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化報(bào)告，提出適宜的技術(shù)對(duì)策。

4.5? 計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，在我們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦蝎@得了廣泛使用，計(jì)算機(jī)處理了人力很難做到的事情。當(dāng)前因?yàn)楦餍懈鳂I(yè)都不能離開計(jì)算機(jī)，因其高效性和準(zhǔn)確性，在房屋修建的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化改良的作用。計(jì)算機(jī)可以將人腦難以快速計(jì)算的數(shù)據(jù)，及時(shí)且準(zhǔn)確給出優(yōu)化效果。并且有模擬作用，給設(shè)計(jì)和造價(jià)人員更為清楚認(rèn)識(shí)優(yōu)化的作用。

4.6? 節(jié)能和細(xì)部設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用

（1）對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改良的作用是建立在減低造價(jià)的基礎(chǔ)上的，再去提升整體的效益。為此需從能源利用上探討，可以選用節(jié)能系數(shù)高的結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)方案。房屋結(jié)構(gòu)一般有3中形式：第一，是短肢剪力墻粘結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很好的抗震性，因此使用的材料不普遍;第二，是框架結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)柱截面很大，可以直接影響房屋的布局設(shè)計(jì);第三種是框架和剪力相結(jié)合的構(gòu)造，具有很好的綜合使用能力，抗?fàn)幒涂箓?cè)效果較好[3]。所以在選用優(yōu)化方案時(shí)應(yīng)該權(quán)衡這三種不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，依據(jù)房屋實(shí)際狀況考慮建筑造價(jià)和真實(shí)效益，之后選擇出最適合的房屋建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)方案。

（2）房屋細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。細(xì)部的設(shè)計(jì)直接決定了房屋建筑的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)階段因?yàn)闆]有可以參考的實(shí)際數(shù)據(jù)，極易導(dǎo)致設(shè)計(jì)與結(jié)果產(chǎn)生差離[4]。這是由于設(shè)計(jì)師在眾多不確定因素中，受到了干擾，并未作出正確判斷。若是出現(xiàn)了這樣的狀況，房屋建筑質(zhì)量不然不能保證，同時(shí)隨之而來的是各種不可部門的損失。

5? 結(jié)束語

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化改良一方面提升了建筑的安全性、使用性以及多功能的需，另一方面增加了建筑的美觀效果。因此設(shè)計(jì)人員要把優(yōu)化技術(shù)充分利用到房屋建筑設(shè)計(jì)中，綜合選用設(shè)計(jì)方案，從而起到降低成本的效果?？茖W(xué)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，使得設(shè)計(jì)需要結(jié)合直覺優(yōu)化技術(shù)，增加建筑體的結(jié)構(gòu)的安全性，讓經(jīng)濟(jì)利益最大化。

參考文獻(xiàn)：

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