論房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

周俊

南通同創(chuàng)建筑設(shè)計有限公司 江蘇 南通 226600

我國城市化進程的不斷加快，促使諸多房屋建筑工程項目相繼投入到建設(shè)中。同時社會大眾生活質(zhì)量的提升，對房屋建筑工程也提出了更高的要求。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對房屋建筑工程的最終使用功能和使用效果有決定性影響，但在實際設(shè)計過程中，由于各方面因素的影響，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果不可避免地會存在一些不足之處，這就要求設(shè)計人員必須采取一定的優(yōu)化技術(shù)對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，以獲得最優(yōu)設(shè)計方案。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的對象

1.1 建筑層數(shù)與分部部分

房屋建筑結(jié)構(gòu)的分部部分支撐和承載著建筑物主體部分的絕大部分負荷，并且其所承載的負荷會隨著建筑物層數(shù)的增加而不斷加大。為充分確保房屋建筑的安全性，設(shè)計人員應(yīng)高度關(guān)注分部部件的實際質(zhì)量，這會相應(yīng)增加房屋建筑建設(shè)的成本支出。所以，在設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)的過程中，設(shè)計人員必須綜合考慮建筑物的層數(shù)以及各分部部件的承載能力，不但要降低房屋建筑建設(shè)成本，還要充分保證房屋建筑的安全。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑設(shè)施設(shè)備

房屋建筑工程建設(shè)過程中，電力設(shè)備以及排水管道等建筑設(shè)施設(shè)備的安裝是必不可少的。尤其是高層建筑，其所需建筑設(shè)施設(shè)備的數(shù)量也更多，高層建筑層數(shù)的增加，其所付出的建設(shè)成本就會相應(yīng)增高。

1.3 造型設(shè)計與經(jīng)濟性

在房屋建筑面積一樣的情況下，圓形建筑結(jié)構(gòu)或方形建筑結(jié)構(gòu)能夠最大程度地利用建筑空間，同時還能將房屋建筑的墻體部分以及設(shè)施設(shè)備的安裝成本有效降低，并且建筑內(nèi)部構(gòu)件的受力狀況也更加穩(wěn)定[1]。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的具體應(yīng)用措施

2.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型

從整體上優(yōu)化房屋建筑架構(gòu)設(shè)計，主要內(nèi)容包含科學(xué)選擇設(shè)計變量、合理確定目標數(shù)據(jù)以及有效明確相關(guān)要求等。對建筑結(jié)構(gòu)模型進行優(yōu)化，其目的是從房屋建筑具體施工情況出發(fā)，預(yù)先設(shè)定設(shè)計方案中的相關(guān)參數(shù)，然后確定最佳目標數(shù)據(jù)，最后明確制定房屋建筑施工要求，以此達到優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型的目的。

2.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方式

在設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)的過程中，很多數(shù)據(jù)的變量十分復(fù)雜，并且存在大量的約束條件。這就要求設(shè)計人員在具體計算時，必須優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方法。設(shè)計人員可采用Powell計算法或復(fù)合形法等多種現(xiàn)代計算方法，把較為復(fù)雜的約束條件下的優(yōu)化轉(zhuǎn)變?yōu)闆]有約束條件的優(yōu)化，不斷加大研究深度，以保證建筑設(shè)計計算結(jié)果與實際情況一致，從而為房屋建筑施工提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2.3 制定結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化計算流程

制定結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化計算流程是指以計算方法方案以及建筑結(jié)構(gòu)模型兩個方面的優(yōu)化工作為基礎(chǔ)，制定功能多、數(shù)據(jù)全以及運算快的綜合性計算流程，以有效減少設(shè)計人員的任務(wù)量，從而提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作效率。

2.4 優(yōu)化細部設(shè)計

在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)將細部優(yōu)化與概念設(shè)計有效結(jié)合起來，應(yīng)實現(xiàn)良好的應(yīng)用效果。所以，一定要深刻認知到細部優(yōu)化的重要作用。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要高度關(guān)注防震強度等具體數(shù)值的變化，這部分數(shù)值在實際設(shè)計過程中會出現(xiàn)較大差異。

細部設(shè)計優(yōu)化可從下面幾點著手：第一點，加強對現(xiàn)澆板的應(yīng)用設(shè)計工作，例如對異形板拐角裂縫的處理和控制。第二點，合理選擇鋼筋材料，應(yīng)立足于房屋建筑工程實際要求，選擇拉抗力較強并且結(jié)合合適的鋼筋材料。第三點，在設(shè)計外立面時，應(yīng)選擇適當?shù)奶舭搴团浣?。這些優(yōu)化措施的應(yīng)用，不僅能滿足房屋建筑施工的基本要求，還能保證房屋建筑的安全性與經(jīng)濟性。

2.5 優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，建筑基地基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化也是非常重要的優(yōu)化內(nèi)容。在具體的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作中，第一步就是要制定合理的優(yōu)化方案，若房屋建筑地基采用的是樁基礎(chǔ)，設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件選擇合適的樁基類別，盡可能減少基礎(chǔ)工程造價。樁端持力層在很大程度上決定了樁的長度[2]。

2.6 綜合分析

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，必須對房屋建筑的用途、藝術(shù)形式及其與周邊環(huán)境的結(jié)合狀況等多個方面進行綜合分析。在對這些繁多因素綜合分析的基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃房屋建筑布局、合理組合房屋建筑空間與平面，有效處理房屋建筑立面，選擇最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式，預(yù)定最佳環(huán)境條件，從而達到優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化需要注意的事項

3.1 合理選用設(shè)計人員

對于同一個房屋建筑工程建設(shè)方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計方式的不同，其最終的實現(xiàn)效果也存在一定差異。在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計方式過程中，主要靠設(shè)計人員來選取設(shè)計參數(shù)以及分析方法。所以，經(jīng)驗更加豐富的設(shè)計人員，其考慮問題也更加全面，設(shè)計人員的選用會對最終設(shè)計方案有決定性影響。

3.2 重視前期參與

前期方案對房屋建筑工程資金投入總量有至關(guān)重要的影響，但不少建筑設(shè)計人員并未重視前期參與方面，從而導(dǎo)致房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在一定問題，最終影響到設(shè)計結(jié)果和后續(xù)施工。所以房屋建筑設(shè)計人員一定要高度重視前期參與，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性，減小設(shè)計難度，降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計成本，從而制定出最佳設(shè)計方案，為房屋建筑工程施工提供有效指導(dǎo)[3]。

4 結(jié)束語

總之，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的提升，以及建筑結(jié)構(gòu)最佳設(shè)計效果的實現(xiàn)，都有著十分重要的現(xiàn)實意義。因此，設(shè)計人員必須充分了解房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的內(nèi)容，從建筑結(jié)構(gòu)模型、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化計算方案、細部優(yōu)化等多個方面著手，對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行全方位優(yōu)化，從而促使結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的最優(yōu)化。