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

沈金果

【摘 要】建筑業(yè)是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，其重要性不言而喻。隨著我國市場經(jīng)濟的不斷完善，市場競爭力日益增大，建筑施工單位面臨著很大的挑戰(zhàn)。在此背景下，進一步完善建筑施工技術(shù)是非常有必要的。本文通過對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計進行論述，以分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用的必要性。

【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化方法

一、簡述建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化及其意義

建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的理論主要是從其不斷的實際應(yīng)用中提煉出來的。顧名思義，建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化就是對建筑房屋的整體結(jié)構(gòu)和分化結(jié)構(gòu)的設(shè)計進行優(yōu)化處理處理，確保整體結(jié)構(gòu)經(jīng)濟、實用、美觀、大方、安全，對每部分細節(jié)都要做到盡善盡美。這才能夠使得其設(shè)計產(chǎn)品在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作品中脫穎而出，才能夠使得其設(shè)計作品得到大眾和企業(yè)的認可。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中，主要包括結(jié)構(gòu)項目整體和項目具體分布結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化。項目整體結(jié)構(gòu)主要就是要考慮其整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計、建筑群體圍護結(jié)構(gòu)等等設(shè)計。而項目具體分布結(jié)構(gòu)則要考慮的是其房屋形體、內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布、剪力墻等受力結(jié)構(gòu)分布等等。

建筑設(shè)計師對于房屋結(jié)構(gòu)項目進行優(yōu)化處理也就是會對其作品的所有整體部分和細節(jié)部分進行精細琢磨，設(shè)計師們會廣泛調(diào)查參考市場設(shè)計作品，對其設(shè)計作品進行再三計算和研究，這對于建筑產(chǎn)品質(zhì)量而言，無疑有著極大的保障，因為設(shè)計師在對其作品精益求精的同時，也使得其對房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全和原材料等等元素都進行大量的演算和實踐，因此設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量是毋庸置疑的。

與此同時，對房屋結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，是大量運用了科學(xué)知識，這能夠充分運用其資源成本，使得其結(jié)構(gòu)既安全、美觀，又經(jīng)濟實用。而且通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的房屋結(jié)構(gòu)其質(zhì)量和成本都遠遠要優(yōu)于其他沒有運用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的。由此可見在現(xiàn)代建筑市場，運用優(yōu)化設(shè)計理念和方法是實現(xiàn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要手段，也是提高現(xiàn)代人們生活質(zhì)量，確保人們經(jīng)濟效益的重要途徑。

二、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的問題

社會體系中建筑物屬于一種藝術(shù)產(chǎn)品，建筑師設(shè)計一個合格、滿意的建筑物，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑物的結(jié)構(gòu)功能、配置和美觀性進行設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計在房屋建設(shè)中占據(jù)著非常重要的位置，同時對完善和充分發(fā)揮工程功能起到重要的價值。而科學(xué)合理的設(shè)計結(jié)構(gòu)功能主要取決于是否合理利用建筑資源，同時在建筑工程中也可以作為減少突發(fā)性損失的解決方法，所以，在建筑設(shè)計中應(yīng)當(dāng)根據(jù)結(jié)果設(shè)計分析整個建筑物的構(gòu)造，并對其應(yīng)當(dāng)注意的問題尋找合理化的解決對策，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要的價值。

1基礎(chǔ)工程的合理設(shè)計。

基礎(chǔ)工程配合和支撐是建筑結(jié)構(gòu)的前提條件，從建筑工程方面考慮，地基施工的質(zhì)量高低對建筑物的高低起著重要的作用。設(shè)計一份合理的基礎(chǔ)工程方案有助于增加整個基礎(chǔ)工程的功能性、耐久性，同時對于建筑設(shè)計結(jié)果的耐久性和適應(yīng)性也有著重要的指導(dǎo)意義。所以，選擇合理、實用、安全的基礎(chǔ)工程設(shè)計方案，同時針對地質(zhì)勘察資料中存在的不確定因素進行研究和探索，并找到一份科學(xué)合理的解決方法，對房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有重要的意義。

2鋼結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計。

鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)中占據(jù)非常重要的位置，通過減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板，提高面積使用率。在建筑結(jié)構(gòu)中將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強，具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、臺風(fēng)災(zāi)害的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)包括整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)，因此，構(gòu)件或框架的穩(wěn)定性成為設(shè)計的主要問題，在這種設(shè)計前提下，在選擇和應(yīng)用合理的構(gòu)件或框架之前必須對相關(guān)資料進行分析和研究，及時解決與設(shè)置有關(guān)的受力問題。對于提前解決與受力相關(guān)的問題，在結(jié)構(gòu)中很大程度上增加建筑的穩(wěn)定性，同時對抵抗地震問題也起到了一定的作用。

三、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法

造價在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中是一項最為重要的步驟，并且在整個工程中也是最為關(guān)鍵的問題。針對控制造價的高低應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的效果非常顯著，對于整個工程而言可以獲得非常滿意的經(jīng)濟效益[1]。所 以，在工作中，相關(guān)施工人員和設(shè)計工作人員應(yīng)當(dāng)以合理適用、經(jīng)濟科學(xué)的設(shè)計理念進行設(shè)計和實施，選用現(xiàn)代化的科技手段制定一個合理的建筑設(shè)計方案，從而達到建筑工作的條件和設(shè)計的要求，同時在一定程度上也使工程造價得到了控制，使工程實施經(jīng)濟效益最大化。

四、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)實踐中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)和方法是研究和討論房屋設(shè)計的主要課題之一，主要內(nèi)容是針對建筑工程項目中前期設(shè)計、整體設(shè)計和抗震設(shè)計所研究出的一項解決方法，實施這種結(jié)構(gòu)設(shè)計方法不但可以有效控制工程造價，也保留了功能性能的合理設(shè)計，對實現(xiàn)更大的經(jīng)濟利益具有重要的作用。

1前期設(shè)計優(yōu)化應(yīng)當(dāng)注意的問題

前期方案在結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須得到確定，從而明確設(shè)計方案的方向，并且確定后前期方案對建筑的總投資也會產(chǎn)生直接的影響。目前，在前期方案設(shè)計中設(shè)計者對階段結(jié)構(gòu)設(shè)計并未進行研究和分析，在進行進駐設(shè)計時大部分的設(shè)計者都會忽略設(shè)計的可行性和合理性，這也是房屋結(jié)構(gòu)中存在的常見問題[2]。

這種設(shè)計方案對建筑設(shè)計結(jié)果會產(chǎn)生很大的影響，同時也可能會增加基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計難度，從而增加建筑的總投資。相反，若在前期方案設(shè)計中設(shè)計者加強了對階段結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視，將其與實踐情況結(jié)合，制定合理的設(shè)計方案和結(jié)構(gòu)形式，則可以滿足不同類型的建筑物要求，也就為下一步驟的實施起到了良好的鋪墊作用。

2直覺設(shè)計優(yōu)化技術(shù)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對某個建筑方案在沒有相關(guān)數(shù)據(jù)信息的條件下，會使設(shè)計產(chǎn)生很多不確定因素，并且增加設(shè)計難度，根據(jù)類似建筑方法采用直覺設(shè)計，則會設(shè)計出不同的結(jié)構(gòu)布置設(shè)計發(fā)方案。建筑物在結(jié)構(gòu)布置確定的基礎(chǔ)上，若發(fā)生同種負載現(xiàn)象，也會早出各種分析的方法，同時，荷載、材料、設(shè)計參數(shù)的取值在分析過程中也不是一成不變的，處理建筑物細部的方法也有許多不同的手段，這些問題必須通過設(shè)計人員進行分析和探索，計算機還不能夠完全解決以上問題[3]。而對判斷各種想法的可行性，首先應(yīng)當(dāng)遵守一般的相關(guān)規(guī)律，再結(jié)合工程實踐經(jīng)驗進行設(shè)計，也就是直覺優(yōu)化技術(shù)。

3在建筑設(shè)計中概念設(shè)計處理的實際問題

在建筑設(shè)計中采用概念設(shè)計的主要原因是對建筑物設(shè)計中可能遇到的各種問題進行分析，針對的處理問題具有多樣性和不確定性，并且通過概念設(shè)計可以在最大程度上降低由于某種原因?qū)е陆ㄖY(jié)構(gòu)受到的破壞，或者避免建筑結(jié)構(gòu)受到破壞。在導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)受到破壞中地震是破壞性最大的不確定因素，所以，必須將抗震作用重點加入到建筑設(shè)計過程中，在各個設(shè)計方面都要增加抗震所示，應(yīng)當(dāng)避免對抗震產(chǎn)生不利影響的因素。在房屋結(jié)構(gòu)中減小地震的重要方法就是剛度勻稱和對稱，而在地震作用下延性設(shè)計對防治結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞具有重要的意義。

4建筑地下室層數(shù)的優(yōu)化

在設(shè)計過程中，若地下室層數(shù)與實際地下室層數(shù)不相符，則可能會造成彎矩設(shè)計值的增大系數(shù)乘錯位置，對筑基礎(chǔ)的抗震能力產(chǎn)生一定的影響。在設(shè)計過程中應(yīng)用概念設(shè)計，考慮到了上層結(jié)構(gòu)和地下室層數(shù)，并且在填寫信息時結(jié)合了實際情況，這樣可以同時推算出地基和基礎(chǔ)底板的縱向載荷，對抗震設(shè)計的計算具有重要的意

結(jié)束語

我們常說，建筑是凝固的藝術(shù)，好的建筑師總希望可以通過建筑來合理的表達本身設(shè)計意圖，希望擁有藝術(shù)性以及實用性能的美妙融合。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師們應(yīng)嚴格遵“安全、經(jīng)濟、合理”的設(shè)計理念，努力探索更合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，保證建筑工程取得良好的經(jīng)濟效益和質(zhì)量效益

參考文獻：

1、徐慧.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的常見問題分析[J].中華民居，2013.2.

2、張利民.房屋建筑工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012.10.

3、王也.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[J].中華民居，2013，（9）：81-82.