淺析房屋建筑設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的應(yīng)用

賈春亮

【摘要】隨著當(dāng)前我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展以及人們生活水平的不斷提升，人們對于建筑物要求的提升更進(jìn)一步促使房屋建筑表現(xiàn)出了較強(qiáng)的應(yīng)用價值效果，圍繞著這種房屋建筑工程項(xiàng)目的具體施工建設(shè)而言，其結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計必然是比較核心的一個環(huán)節(jié)。房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要想表現(xiàn)出較為理想的積極作用效果，必須要進(jìn)行不斷優(yōu)化設(shè)計，促使其能夠在各個指標(biāo)方面滿足需求，避免出現(xiàn)任何錯亂偏差問題，這也就體現(xiàn)出了結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的必要性價值。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的概況和優(yōu)點(diǎn)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化指的是通過將房屋建筑材料本身的性能發(fā)揮出來，再把建筑施工的方便性考慮進(jìn)去，同時，還要把建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與審美學(xué)、藝術(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)術(shù)有效地結(jié)合在一起，形成一種結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，它包括房屋功能和建設(shè)目的的全部內(nèi)容，然后再重新對所有預(yù)想的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化選擇，所選的方案一定要符合安全適用、美觀大方、高質(zhì)量等相關(guān)條件，這樣才能讓設(shè)計方案更具有經(jīng)濟(jì)性，方便施工。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：（1）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法涉及多種學(xué)科而且聯(lián)合性比較廣闊；（2）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化具有較強(qiáng)的美觀性；（3）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化可以在確保高質(zhì)量的情況下保證較高的安全性；（4）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法在應(yīng)用時實(shí)用性比較強(qiáng)；（5）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案在實(shí)施時可起到節(jié)能、環(huán)保的作用，而且它有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性；（6）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法有利于房屋建設(shè)的施工管理，并且具有較強(qiáng)的科學(xué)性；（7）設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，通常會在保證設(shè)計安全的基礎(chǔ)上，大膽嘗試新結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此它具有較高的創(chuàng)新性。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方式在房屋建筑設(shè)計中的體現(xiàn)

根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計形式和指標(biāo)要求，建筑在設(shè)計上具備相對應(yīng)的層次性和復(fù)雜性，從層次性角度而言，包含建筑的整體設(shè)計體系，結(jié)構(gòu)相關(guān)關(guān)系、安裝體系等，要按照布局要求進(jìn)行應(yīng)用。以下將對結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方式在房屋建筑設(shè)計中的體現(xiàn)進(jìn)行分析。

1、進(jìn)行整體和局部優(yōu)化

建筑在設(shè)計方面，要重視層次化和復(fù)雜性特點(diǎn)，按照設(shè)計要求進(jìn)行應(yīng)用。從層次化角度而言，包含建筑設(shè)計基本要求，每個單獨(dú)的設(shè)計涉及到很多下屬體系，在對房屋進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須對個體系統(tǒng)進(jìn)行分析，考慮到關(guān)聯(lián)橫向性要求，對于復(fù)雜系統(tǒng)來說，需要慎重選建筑材料，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中，需要從整體角度入手，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。

2、實(shí)現(xiàn)階段性設(shè)計

建筑中的樁基分為灌注樁和預(yù)制樁等，在后續(xù)設(shè)計過程中，時間比較長，如果沉降符合標(biāo)準(zhǔn)要求，需要提前加入預(yù)制樁施工，減少相對應(yīng)工序。需要注意的是，伴隨著樁基不斷加深，土壤本身對樁機(jī)的摩擦逐漸擴(kuò)大，需要選擇比較長的預(yù)制樁。

3、樁基礎(chǔ)具體優(yōu)化

在工程的使用年限內(nèi)，對于不同設(shè)計階段要進(jìn)行相對應(yīng)的優(yōu)化。房屋的設(shè)計者考慮到各個階段的特點(diǎn)，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。對于房屋建筑的上部結(jié)構(gòu)需要建立相對應(yīng)的模型，以剪力墻設(shè)定為主，必須保證剪力墻整體質(zhì)量是均勻的，進(jìn)而保證樓層中平面和剛度重合于整層樓結(jié)構(gòu)中心，避免受到地震或者風(fēng)力等因素破壞。此外剪力墻的暗樁是拿一般性鋼材鑄造而成的，如果應(yīng)用比較大的剪力墻可以減少相對鋼筋使用數(shù)量，降低成本。樁基礎(chǔ)優(yōu)化流程如圖1：

剪力墻的暗樁是一般性的鋼材，為了減少相對應(yīng)的成本，如果建筑本身不具備相對應(yīng)的條件，抗壓要求比較高，不得不構(gòu)造過大的剪力墻。

4、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建筑優(yōu)化保持一致

對于建筑結(jié)構(gòu)本身而言，為了體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的整體性和緊密性，需要考慮到建筑系統(tǒng)美觀性要求，對結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行分析。對于建筑系統(tǒng)本身而言，墻體和支柱不能出現(xiàn)錯位的現(xiàn)象，高度和截面必須相通。例如在樓體設(shè)計階段，自身受力比較多，根據(jù)轉(zhuǎn)角區(qū)域設(shè)定要求，對于整體來說，要選擇高強(qiáng)度的材料作為基礎(chǔ)，降低自重，將重心、剛心和質(zhì)心等交疊重合，避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序圖如圖2：

5、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和排水系統(tǒng)保持一致

在房屋建筑排水系統(tǒng)設(shè)計過程中，由于荷載強(qiáng)度比較大，需要將其設(shè)置在地下室，保證管道預(yù)留尺寸一致，根據(jù)預(yù)留深度以及設(shè)定要求，注意水平方向管線設(shè)定要求，降低不良現(xiàn)象的發(fā)生幾率。如果管道在建設(shè)階段穿越承重墻，要及時對墻體進(jìn)行加固，在整體上保證結(jié)構(gòu)的設(shè)置和管道網(wǎng)協(xié)調(diào)，避免出現(xiàn)繞柱或者繞梁的現(xiàn)象。

6、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和電氣優(yōu)化保持一致

電氣管線的安裝以導(dǎo)線的形式存在的，在外部或者墻體以及樓板設(shè)定過程中，要重視安裝程序，如果存在不合理安裝的現(xiàn)象，則可能給預(yù)制的結(jié)構(gòu)施工造成影響，因此需要注意的是為了保證管線穿過梁體，提前在梁體上預(yù)留相對應(yīng)的孔洞，保證梁體寬度和相對應(yīng)的墻體寬度一致。如果出現(xiàn)不相同的情況，要保證墻體的一面和梁體的一面對齊，不能漏在墻體表面。在整個房屋建筑設(shè)計階段，電梯部分會存在很多空洞，埋下的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件比較多，設(shè)計者要單獨(dú)對電梯部分進(jìn)行分析和極端，保證合計的安全性和合理性。

結(jié)束語：

設(shè)計人員在對房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計過程中，應(yīng)該從建筑房屋的實(shí)際情況出發(fā)，對其進(jìn)行深入研究，分析當(dāng)前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中存在的不足，并有針對性地應(yīng)用相應(yīng)的設(shè)計優(yōu)化手段和優(yōu)化方案，在不斷提升房屋建筑優(yōu)化水平的同時縮短設(shè)計的周期，控制房屋建筑的造價成本，從而能夠在設(shè)計階段將建筑房屋的經(jīng)濟(jì)、社會效益最大化發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)：

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