房屋結(jié)構設計中的建筑結(jié)構設計優(yōu)化

劉 輝

（陜西新達建筑設計咨詢有限公司，陜西 西安 710065）

房屋結(jié)構設計中的建筑結(jié)構設計優(yōu)化

劉 輝

（陜西新達建筑設計咨詢有限公司，陜西 西安 710065）

摘 要：一套完整的房屋建筑設計是美學和功能完美結(jié)合的產(chǎn)物，是建筑設計師的心血結(jié)晶。在經(jīng)過設計、施工、和驗收各個環(huán)節(jié)之后，建筑物投入使用，設計師們的作品就活生生的展現(xiàn)在了人們面前。隨著人們生活水平的不斷提高和大眾需求的提升，使得僅僅滿足功能上耐用、質(zhì)量有保證的房屋結(jié)構設計已經(jīng)不能符合人們的需要，而建筑結(jié)構設計優(yōu)化則在現(xiàn)今社會體現(xiàn)的尤為重要。本文通過對建筑結(jié)構設計優(yōu)化理論的簡單介紹，分析其重要性，并提出一些優(yōu)化措施，為今后的建筑結(jié)構設計優(yōu)化提供一些理論參考。

關鍵詞：房屋結(jié)構設計；建筑結(jié)構設計；優(yōu)化

評判一個建筑物是否合格的標準已經(jīng)從簡單的滿足質(zhì)量要求和美觀的需要，上升到現(xiàn)在的結(jié)構功能滿足人們的使用需求、美觀上滿足人們的審美需求、質(zhì)量得到保證，并且這三者還要有機結(jié)合找到一個平衡點，即功能上達到最大的發(fā)揮并保證美觀和質(zhì)量，基于此建筑結(jié)構設計優(yōu)化顯得越來越重要。良好的建筑結(jié)構優(yōu)化設計應該做到控制建筑成本、充分利用城市便捷資源、保證結(jié)構良好的使用性能、質(zhì)量并且美觀的和諧統(tǒng)一。理念、方式、技巧等的優(yōu)化都是房屋結(jié)構設計優(yōu)化技術的內(nèi)容。

1 建筑結(jié)構設計優(yōu)化的基本理論

房屋能夠保證人們?nèi)粘Ｉ畹墓δ苄枰?、不受風吹日曬的價值是房屋的功能價值，保證人們對于房屋審美上的要求，并且使得房屋和周圍環(huán)境以及房屋自身是一個協(xié)調(diào)的作品是美學價值，而房屋結(jié)構的功能價值和美學價值等指標是建筑結(jié)構設計人員在設計時應該綜合考慮的一些指標。一個優(yōu)秀的建筑結(jié)構設計師應該以建筑結(jié)構優(yōu)化設計理念為指導，在綜合考慮房屋結(jié)構的功能價值和美學價值的前提下，篩選出一套可以使得這些指標達到一個平衡點的最優(yōu)方案，從而設計出滿足建筑結(jié)構設計優(yōu)化要求的建筑。

應用更加先進的設計理念，通過更加科學合理的方式選擇設計方案，使得設計出的建筑結(jié)構各項指標都能達到最優(yōu)效果的設計方法，就是建筑結(jié)構設計優(yōu)化。各部分設計優(yōu)化和整體設計優(yōu)化都是建筑結(jié)構設計優(yōu)化的重要組成部分。由于建筑物是一個由各部分組合而成的整體，所以要使得設計的建筑物能夠成為一個經(jīng)過建筑結(jié)構設計優(yōu)化后的優(yōu)秀建筑設計作品，對于建筑結(jié)構的整體優(yōu)化顯得最為重要，因為這樣可以綜合各部分的特性，使得整體設計更加完善。同經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益也是結(jié)構設計優(yōu)化中要考慮到的一些方面。

對于建筑結(jié)構設計優(yōu)化的方案設計者應該秉承“沒有最好，只有更好”的理念，對于設計優(yōu)化方案的提出應該在保證房屋結(jié)構穩(wěn)定性不出現(xiàn)問題的情況下，勇于探索創(chuàng)新，以便能突破現(xiàn)有的障礙，提出更加優(yōu)秀的建筑結(jié)構設計優(yōu)化方案。對于房屋平面結(jié)構，應該保證設計合理、質(zhì)量過關，在受到較大的水平力作用時不會出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。同時，豎直貫通的房屋結(jié)構形式可以增加房屋對于豎向荷載的承受能力，保證結(jié)構的穩(wěn)定性。房屋轉(zhuǎn)換結(jié)構的設置不僅會造成材料的浪費，使得建造費用增加，不利于經(jīng)濟指標的控制，還會減弱房屋的荷載承載能力，使得橫向水平力過于集中，所以在設計時應盡量減少轉(zhuǎn)換結(jié)構的設置。漸進式的剛性程度設計可以有效保證房屋的整體抗壓性能，是整體結(jié)構設計優(yōu)化中值得提倡的一種方法。

2 建筑結(jié)構設計優(yōu)化的重要性

房屋結(jié)構設計優(yōu)化是保證建筑物綜合效益最大化的一種有效途徑，通過結(jié)構設計優(yōu)化可以使得建筑物在美學、經(jīng)濟和實用性等等方面得到和諧的統(tǒng)一，不僅可以最大限度的利用資源，也可以在一定程度上保護環(huán)境，避免成本上不必要的浪費。優(yōu)秀的建筑結(jié)構設計優(yōu)化方案，可以大幅的減少投資成本，使得投資利用率大幅度提升；可以使得資源達到一個合理的配置和利用，避免浪費；在保證結(jié)構安全性的同時使得使用者得到更舒適的體驗；同時還能夠使得房屋結(jié)構設計真正能達到科學、合理的目標，成為真正意義上好的房屋結(jié)構設計作品。

3 房屋結(jié)構設計中的建筑結(jié)構設計優(yōu)化措施

3.1 設計結(jié)構模型。對于建筑物的結(jié)構設計優(yōu)化，房屋整體設計優(yōu)化起到了至關重要的作用，對于房屋的整體設計優(yōu)化我們應按照以下三步進行。第一步我們應該對變量進行合理的選擇。設計師在設計時參考指標的選擇不應選擇變化幅度大或者影響因素較多的參數(shù)，這樣就可以更加科學合理并快速的找到最優(yōu)的參數(shù)取值。第二步我們應該選擇最適合的函數(shù)，進行輔助計算。在設計過程中會有很多可以計算預先設想的房屋橫截面尺寸和鋼筋尺寸面積的函數(shù)，而我們要做的就是對這些函數(shù)進行篩選，從而找到最適合的一組函數(shù)，這樣起到控制成本、減少浪費的目的。第三步是對于條件進行衡量。設計人員應該以增加房屋結(jié)構本身的穩(wěn)定性和耐久性為考慮前提，結(jié)合工程本身的具體情況，對比實際施工中和設計確定目標的約束條件之間存在的差異，從而在設計時考慮進去這些差異，設計出更加符合要求的最佳方案。

3.2 決定計算方法。房屋結(jié)構設計是一個復雜的過程，而建筑結(jié)構設計優(yōu)化更是將復雜的數(shù)據(jù)和條件進行計算并找出最優(yōu)方案的過程，所以我們在設計計算時應根據(jù)工程實際情況，找出可以將問題簡化的計算方法，這樣不僅可以節(jié)省時間更能保證計算結(jié)果的準確性。

3.3 選擇最優(yōu)程序。建筑結(jié)構設計優(yōu)化在經(jīng)過設計房屋結(jié)構模型和決定計算方法之后，就需要設計人員通過充分考慮工程實際情況和綜合以上兩步的具體情況下，就到了選擇具備功能完整、運轉(zhuǎn)正常并且效率有保證的最優(yōu)程序的步奏，其在結(jié)構設計優(yōu)化過程中發(fā)揮著不可小覷的作用。

3.4 分析統(tǒng)計結(jié)論。設計人員通過對各類數(shù)據(jù)的計算結(jié)果進行詳盡的分析統(tǒng)計之后，綜合考慮各種方案的優(yōu)缺點，從中挑選出一套最為合適的結(jié)構設計優(yōu)化方案。綜合考慮的過程要詳盡分析各種方案的利弊，從大局出發(fā)，以整體利益作為考慮的出發(fā)點，這樣選出方案才能是更符合要求的最佳方案。

結(jié)語

房屋結(jié)構設計中的建筑結(jié)構設計優(yōu)化是一個復雜而且必要的過程。本文首先簡單介紹了建筑結(jié)構設計優(yōu)化的基本理論，然后談論其在建筑結(jié)構設計中的必要性，最后從設計結(jié)構的模型、決定計算方法、選擇最優(yōu)程序、分析統(tǒng)計結(jié)論這四個方面對建筑結(jié)構設計優(yōu)化提出了一些措施，為今后的建筑結(jié)構設計優(yōu)化提供一些理論參考。

參考文獻

[1]鄒俊.建筑結(jié)構設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構設計中的現(xiàn)實應用[J]. 科技傳播，2010 （10）.

[2]佟月強，郝明.試論結(jié)構設計優(yōu)化技術及在房屋結(jié)構設計中的應用[J].科技與企業(yè)，2012（04）.

中圖分類號：TU3

文獻標識碼：A