建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

韓娜娜 李強(qiáng)

摘要：現(xiàn)代人們對(duì)建筑的要求越來(lái)越高，不僅追求建筑物的美觀性，還要兼顧建筑物的實(shí)用性。因此，本文結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的含義，就其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的中應(yīng)用展開(kāi)了探討，并闡述了將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的相關(guān)事項(xiàng)，希望可以拓展建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的使用范圍奠定一定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；應(yīng)用

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法含義

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是指在滿足建筑房屋施工便利的前提下，充分利用審美學(xué)與藝術(shù)學(xué)的理論優(yōu)勢(shì)，將房屋的功能完美的體現(xiàn)出來(lái)，并實(shí)現(xiàn)節(jié)約建設(shè)成本的目的。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法能夠打破常規(guī)約束條件的束縛，力求以最合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案來(lái)提高整個(gè)房屋設(shè)計(jì)的效果。它的出現(xiàn)，使工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由以往被動(dòng)的安全校核轉(zhuǎn)化為積極主動(dòng)的選優(yōu)設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)--安全和經(jīng)濟(jì)提供了有效途徑。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法需要首先進(jìn)行正確的計(jì)算，對(duì)房屋設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行確定，提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性；然后選擇質(zhì)量高、價(jià)格低的材料，花最少的錢辦最多的事，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)約資本的目的。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法需遵循的原則

2.1舒適性原則

建筑房屋本來(lái)就是人們的生活和居住的重要場(chǎng)所，其最終的目的就是滿足用戶的各種需要。因此在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，應(yīng)遵循舒適性的原則。將用戶的需求放在房屋設(shè)計(jì)的第一位，廣泛的收集和總結(jié)各種用戶對(duì)房屋設(shè)計(jì)的不同的功能需求，盡可能提高房屋建筑的服務(wù)功能。比如采用大開(kāi)間的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置，以方便用戶日后對(duì)房屋進(jìn)行分隔和改造。

2.2經(jīng)濟(jì)性原則

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地和用戶的需求，確定房屋的層數(shù)、房屋設(shè)計(jì)的外觀形狀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造，并在滿足安全性和舒適性的前提下，采用最佳的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格規(guī)范房屋設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，最大程度的降低材料損失，提高資源的利用率，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的。

2.3綠色環(huán)保性原則

現(xiàn)代社會(huì)追求經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的和諧統(tǒng)一，在工程建設(shè)中引入了綠色建筑理念，并以綠色環(huán)保性原則作為各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要約束和規(guī)范條件。因此，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，應(yīng)始終遵循綠色環(huán)保的原則，選擇環(huán)保型設(shè)計(jì)和建設(shè)材料，將保護(hù)環(huán)境納入房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，提高設(shè)計(jì)人員的環(huán)保意識(shí)，突出環(huán)保設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綠色環(huán)保目標(biāo)，以促進(jìn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3、優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

3.1整體、局部?jī)?yōu)化

對(duì)一個(gè)房屋建筑項(xiàng)目而言，具備層次性、復(fù)雜性特點(diǎn)，其中，層次性一般包括設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)及安裝體系，每個(gè)體系都包含多個(gè)下屬體系，只有將各個(gè)下屬體系進(jìn)行合理的優(yōu)化，沖破各個(gè)布局的橫向關(guān)聯(lián)，疊加工程；對(duì)于建筑材料、零部件的選取、購(gòu)買及結(jié)構(gòu)類型的選取等具有一定的復(fù)雜性，因此，只有從整體和局部分別優(yōu)化，才能切實(shí)實(shí)現(xiàn)真正意義上的優(yōu)化。

3.2重視前期規(guī)劃

設(shè)計(jì)人員要參與到前期規(guī)劃中去，對(duì)工程的實(shí)際情況進(jìn)行全面的了解，有針對(duì)性的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和選擇，制定一個(gè)行之有效的設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)施工提供參考和依據(jù)。設(shè)計(jì)人員要重視前期的規(guī)劃，結(jié)合工程實(shí)際，并依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用的結(jié)構(gòu)布局不同，產(chǎn)生的效果就不同，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要將細(xì)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化同概念設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)的融合，貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)缺乏相應(yīng)數(shù)值的細(xì)部進(jìn)行有效的處理，采用概念設(shè)計(jì)法，將數(shù)值作為一種參考，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行有效把握，提高設(shè)計(jì)的效果。分階段優(yōu)化，該工程在限定的使用期限內(nèi)，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)定了多個(gè)方案，所以，在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)每個(gè)階段的方案都進(jìn)行了優(yōu)化，確保了工程質(zhì)量，有利于增加經(jīng)濟(jì)效益。

3.3對(duì)樁基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化

樁基礎(chǔ)：對(duì)于房屋建筑而言，樁基礎(chǔ)有兩種類型，其中，灌注樁在施工中的質(zhì)量不好控制，操作比較復(fù)雜，若沉降符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)行預(yù)制樁施工。為了避免土壤對(duì)樁身的摩擦，應(yīng)選取長(zhǎng)度較大的預(yù)制樁。上部結(jié)構(gòu)：對(duì)該工程上部結(jié)構(gòu)建立了模型，并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，將剪力墻進(jìn)行合理的布置，確保質(zhì)量均勻，將樓層剛度中心點(diǎn)重合于同樓層的結(jié)構(gòu)重心，減少外部荷載作用對(duì)建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)影響。剪力墻中的暗柱施工應(yīng)采用鋼筋建材，這時(shí)可采用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造，減少鋼筋的使用數(shù)量。

3.4協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)造型美觀、結(jié)構(gòu)合理的目標(biāo)，在設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)要和整體平面緊密配合。布設(shè)柱和墻的過(guò)程中，應(yīng)遵循房建平面功能，盡量保持一致，每個(gè)房間的開(kāi)間和進(jìn)深要保持統(tǒng)一，墻和柱不允許出現(xiàn)錯(cuò)位現(xiàn)象，每層的截面和高度要保持一致，不允許出現(xiàn)較大誤差；設(shè)計(jì)樓梯時(shí)，應(yīng)力應(yīng)集中在轉(zhuǎn)角區(qū)域，承重構(gòu)件必須是高強(qiáng)度建材，選擇材質(zhì)較輕的建筑構(gòu)件，降低自重，整體設(shè)計(jì)要保證剛心、重心等交疊，防止扭轉(zhuǎn)出現(xiàn)。電梯房存在很多孔洞，需進(jìn)行預(yù)埋的構(gòu)件較多，因此，要對(duì)電梯房的強(qiáng)度進(jìn)行單獨(dú)的計(jì)算，確保設(shè)計(jì)合理和施工安全。該建筑的給排水專用空間要涉及大量機(jī)械設(shè)備，荷載強(qiáng)度較大，因此，可以將水泵設(shè)置在地下室區(qū)域。由于給排水空間的管道多，粗細(xì)情況不盡相同，在設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)留孔徑深度及尺寸均要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，加固樓板的穿孔位置。盡量避免管道貫穿梁柱，若有貫穿的現(xiàn)象，就要進(jìn)行加固處理，并及時(shí)維護(hù)，使管道布設(shè)同管道體系相協(xié)調(diào)。

總之，只有進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化才能夠保證房屋建筑更加穩(wěn)定、質(zhì)量更高。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還能夠進(jìn)一步的降低成本，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)選型、運(yùn)用計(jì)算機(jī)優(yōu)化技術(shù)、進(jìn)行功能優(yōu)化等提升結(jié)構(gòu)，確保建筑功能性，提升整體效益。

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