房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用研究

文/徐麗娟　山東省壽光市建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司　山東壽光　262700

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用研究

文/徐麗娟山東省壽光市建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司山東壽光262700

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過程中，要采用行之有效的優(yōu)化方法，全面發(fā)揮房屋建筑的使用性能，并合理控制資金的投入程度。與此同時(shí)，還要提高房屋建筑的使用質(zhì)量，降低對(duì)周圍環(huán)境的影響程度，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)成本的合理降低，屬于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的主要目標(biāo)。通過對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，可以切實(shí)提升建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，從而促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法；應(yīng)用

1、引言

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅需要扎實(shí)的理論知識(shí)功底，還需要設(shè)計(jì)人員要從每一個(gè)基本的構(gòu)件算起，在工作中應(yīng)及時(shí)總結(jié)工作中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，從而促進(jìn)建筑工程質(zhì)量的不斷提高。

2、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的現(xiàn)實(shí)意義

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，需要以其使用性能的全面發(fā)揮為基礎(chǔ)，將審美學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)與藝術(shù)學(xué)等理論適當(dāng)融入在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念中。切實(shí)考慮建設(shè)目標(biāo)與建筑使用性能的發(fā)揮，制定相對(duì)合理的設(shè)計(jì)規(guī)劃，并保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃的合理性、經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性、安全性。在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的過程中，采用完善的優(yōu)化措施，充分發(fā)揮房屋建筑的使用性能、經(jīng)濟(jì)性能與安全性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建筑成本的最大化節(jié)約，構(gòu)建環(huán)境友好型社會(huì)，有利于加大對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)力度。相對(duì)于傳統(tǒng)模式下的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃來說，優(yōu)化后的設(shè)計(jì)規(guī)劃，可以對(duì)不同資源進(jìn)行科學(xué)合理的配置，保證對(duì)資源、能源的節(jié)約利用。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑內(nèi)部空間的最大化利用，并降低10％到20％左右的成本費(fèi)用。

通過優(yōu)化設(shè)計(jì)規(guī)劃的實(shí)施，可以實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性與合理性。在現(xiàn)代化城市飛速建設(shè)發(fā)展的背景下，城市人口開始出現(xiàn)大幅度的增加，為有效緩解這一現(xiàn)狀，房屋建筑開始順應(yīng)高層與超高層建筑的建設(shè)趨勢(shì)，對(duì)工程成本產(chǎn)生直接影響。通常來說，房屋建筑層數(shù)的不斷增加，會(huì)相應(yīng)降低其單位面積的造價(jià)成本；但是，一旦房屋建筑層數(shù)得不到合理控制，則會(huì)增加單位面積的造價(jià)成本。在這一建設(shè)方向下，要求建筑設(shè)計(jì)人員要在有限的建設(shè)面積內(nèi)，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，并合理控制房屋建筑的高度，在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源的節(jié)約應(yīng)用。

3、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)際應(yīng)用

3.1鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法

目前，鋼筋混凝土在現(xiàn)代房屋建筑中的應(yīng)用較為廣泛，大多數(shù)房屋建筑在施工過程中都會(huì)選用鋼筋混凝土建筑的方式。所以不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化存在一定現(xiàn)實(shí)意義。將準(zhǔn)則法應(yīng)用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過程中，以建筑結(jié)構(gòu)的截面為基礎(chǔ)，借助于有限單元法的優(yōu)勢(shì)，對(duì)房屋整體建筑結(jié)構(gòu)展開分析與分解工作，全面優(yōu)化所有的建筑構(gòu)件，保證公式計(jì)算的精準(zhǔn)性，以及房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架的優(yōu)化。

3.2梁的設(shè)計(jì)選用

在梁設(shè)計(jì)中，梁撓度是一個(gè)易被設(shè)計(jì)人員遺忘的值。正常情況下，時(shí)間越長(zhǎng)，梁撓度會(huì)越大。由于受力的挑梁變形而使得梁板產(chǎn)生裂縫，再加上列縫因挑梁的變化而加劇改變，繼而導(dǎo)致房屋無法居住。這種情況發(fā)展到后期時(shí)，因挑梁的截面面積太小，在強(qiáng)大的地震壓力下不堪一擊。豎向地震的作用力特別偏愛懸挑結(jié)構(gòu)。梁高小，截面相對(duì)受壓區(qū)的高度就大，梁的延性就小，在豎向地震作用下容易出現(xiàn)脆性破壞，致使倒塌。常在設(shè)計(jì)邊梁時(shí)，有的設(shè)計(jì)人員會(huì)為了方便受力分析，因?yàn)槠湄?fù)荷小而直接忽略，所以常常將連續(xù)梁設(shè)計(jì)成單跨簡(jiǎn)支梁，使得梁在支座出上部負(fù)筋配備量縮減。由此又會(huì)在受拉區(qū)產(chǎn)生裂縫，繼而在梁上部欄板出現(xiàn)豎向裂縫。而邊梁一般在陽(yáng)臺(tái)設(shè)計(jì)的較多，通常是暴露在戶外，所受的溫度影響也大。當(dāng)周圍溫度改變時(shí)，梁的伸縮會(huì)被挑梁約束，產(chǎn)生收縮應(yīng)力，并直接作用于之前裂縫，從而造成裂縫貫穿梁面，使其承載力降低，同時(shí)降低了安全性能。

3.3承重柱截面設(shè)計(jì)

在對(duì)建筑工程的特殊位置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，建筑設(shè)計(jì)人員需要對(duì)承重柱截面進(jìn)行分析。承重柱截面的大小關(guān)系著建筑的承受能力，因此，建筑設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)承重柱截面大小的時(shí)候要考慮建筑實(shí)際的承載力。同時(shí)，需要詳細(xì)設(shè)計(jì)建筑工程的施工方案，并且把建筑承重能力規(guī)劃與建筑施工方案落實(shí)到實(shí)處。如果這個(gè)過程不能得到落實(shí)，在建筑的施工過程中會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)計(jì)的問題，建筑質(zhì)量也得不到保障。因此，只有對(duì)建筑工程進(jìn)行全面的規(guī)劃，才能保證建筑工程全面順利地開展。

3.4建筑的高寬比

建筑的高寬比嚴(yán)重影響建筑的整體剛度、承載力和穩(wěn)定性能，因此，建筑的高寬比設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有舉足輕重的地位。建筑的高寬比設(shè)計(jì)是在實(shí)際的操作中積累完成的，需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，只有明確規(guī)定建筑的高寬比與高度等參數(shù)，才能對(duì)建筑的高寬比進(jìn)行限制，提高建筑工程的施工質(zhì)量。但是，在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)中，一些建筑設(shè)計(jì)師對(duì)建筑高寬比參數(shù)控制不嚴(yán)格，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)多種嚴(yán)重問題。在整個(gè)建筑施工過程中，設(shè)計(jì)人員要規(guī)劃，給予施工人員多方面支持，保障建筑工程的順利進(jìn)行。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)是非常重要的，我國(guó)房屋建筑的結(jié)構(gòu)應(yīng)確保安全和功能、耐久性，有效的控制施工中的成本問題，同時(shí)需要保證建筑所使用的壽命。在設(shè)計(jì)的過程相關(guān)的工作人員需要團(tuán)結(jié)協(xié)作共同完成并完善優(yōu)化技術(shù)，有效的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)保證房屋建筑的結(jié)構(gòu)可以選擇最佳、經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。

［1］沈汝偉.對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討［J］.煤炭技術(shù)，2014，（04）∶242-244.

［2］陳耀.高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析探討［J］.福建建材，2014，（04）∶36-37+39.