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

侯長(zhǎng)哲

摘 要：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法就是將房屋結(jié)構(gòu)的美觀、安全、使用功能和價(jià)值整合在一起，確保房屋建筑的實(shí)用性和價(jià)值。本文講述了建筑結(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。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法

引言

隨著社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展和人民生活質(zhì)量的不斷提高，房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也要具有實(shí)用性和價(jià)值。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的概述

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法是從理論上和經(jīng)驗(yàn)上針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)不斷地對(duì)比和分析，然后使整體的工程結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得優(yōu)化方案必須采取非常重視的態(tài)度，要控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得重點(diǎn)環(huán)節(jié)。例如盡量縮小質(zhì)量中心和剛度中心的差異以及建筑的平面結(jié)構(gòu)盡量對(duì)稱(chēng)與規(guī)則，在優(yōu)化中必須滿足這些條件才符合建筑設(shè)計(jì)的要求。另外建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法還要求在水平負(fù)荷作用力下不會(huì)導(dǎo)致房屋建筑發(fā)生很大的扭曲和變形。

二、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的重要性

依據(jù)我國(guó)的整體國(guó)情發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，在房屋建筑中將會(huì)已高層建筑為主。所以，無(wú)論怎樣減少資金的投入，只有保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合時(shí)代需求才是投資人員及建筑企業(yè)重視的事情。

所以在房屋建筑施工前，就要對(duì)房屋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，施工人員應(yīng)在確保建筑質(zhì)量安全的前提下對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行細(xì)致的分析，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)觀念和技術(shù)，才能對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行控制。如果一些企業(yè)過(guò)于追求工程進(jìn)度，就會(huì)導(dǎo)致房屋設(shè)計(jì)的效果造成影響。再加上設(shè)計(jì)人員缺乏工作經(jīng)驗(yàn)，過(guò)分關(guān)注建筑的部分項(xiàng)目，導(dǎo)致整體建筑的設(shè)計(jì)預(yù)算出現(xiàn)失誤和偏差，從而影響整體造價(jià)。

下圖表是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的前后對(duì)比：

通過(guò)對(duì)比，我們可以得知在房屋建筑優(yōu)化中，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要性。此外，在對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化中只有全面發(fā)揮機(jī)械設(shè)備和建筑的性能，才會(huì)具有更大的優(yōu)勢(shì)。在建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化可以降低工程造價(jià)的資金投入，才能為企業(yè)贏得更高的收益。只有對(duì)房屋結(jié)構(gòu)中的各個(gè)單元進(jìn)行有機(jī)整合，才能提高工程質(zhì)量，保證人們的居住安全。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法

（一）整體優(yōu)化和局部?jī)?yōu)化

在任何一個(gè)項(xiàng)目工程建設(shè)中，只有具備層次性和復(fù)雜性兩方面的特點(diǎn)。以層次性來(lái)看，包含了建筑的設(shè)計(jì)體系、結(jié)構(gòu)體系及安裝設(shè)計(jì)系等，每一個(gè)體系內(nèi)都包含了很多下屬體系。在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)各個(gè)下屬系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，才能將各個(gè)布局間的橫向關(guān)聯(lián)沖破，疊加工程。從復(fù)雜性來(lái)看，包含了很多建筑原料選取、零部件選取、結(jié)構(gòu)類(lèi)型選取等內(nèi)容。所以，對(duì)于任何一個(gè)房屋建筑，就應(yīng)當(dāng)從整體進(jìn)行優(yōu)化，才能真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

（二）壽命優(yōu)化和分階段優(yōu)化

每一個(gè)項(xiàng)目工程都會(huì)在限定的使用期中，所以每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)有很多種的設(shè)計(jì)方案，所以就需要在每個(gè)階段都進(jìn)行方案優(yōu)化。房屋設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)各個(gè)階段的性質(zhì)對(duì)優(yōu)化方法進(jìn)行確定，從而對(duì)整體工程的壽命進(jìn)行優(yōu)化，保證建筑的施工質(zhì)量，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

（三）樁基礎(chǔ)優(yōu)化

樁基礎(chǔ)可以對(duì)灌注樁以及預(yù)制樁兩種樁型。因?yàn)楣嘧对谑┕r(shí)質(zhì)量比較難控制，并且操作復(fù)雜，時(shí)間較長(zhǎng)。所以在沉降符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該用于預(yù)制樁進(jìn)行施工。在普通狀況下，伴隨著樁基的不斷深入，加上土壤對(duì)樁身的作用及摩擦也逐漸增大，所以應(yīng)該對(duì)預(yù)制樁的長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化。

（四）對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化

想要對(duì)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型建立以及優(yōu)化，首先應(yīng)當(dāng)合理布設(shè)剪力墻。要保證剪力墻的質(zhì)量均勻，使對(duì)稱(chēng)樓層的平面剛度中心點(diǎn)同樓層的結(jié)構(gòu)中心相結(jié)合，從而消減地震、風(fēng)力等外部荷載作用的扭轉(zhuǎn)影響。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中使用大開(kāi)間的剪力墻構(gòu)造，不但可以縮減墻肢的數(shù)量，還能保證剛度符合標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上降低混凝土的使用數(shù)量。

（五）結(jié)構(gòu)同建筑的協(xié)調(diào)優(yōu)化

在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量保證建筑的結(jié)構(gòu)同整體平面的配合緊密，從而實(shí)現(xiàn)造型美觀、結(jié)構(gòu)合理的效果。在進(jìn)行建筑樁及墻的布設(shè)時(shí)，應(yīng)該同房屋建筑平面的功能需求相一致，每個(gè)房間的進(jìn)深、開(kāi)間都應(yīng)該保持統(tǒng)一。建筑系統(tǒng)要盡可能簡(jiǎn)潔，不能出現(xiàn)錯(cuò)位情況，每一層的高度和面積都應(yīng)該相等。進(jìn)行樓梯和電梯的設(shè)計(jì)時(shí)，承重構(gòu)件應(yīng)盡可能選取高強(qiáng)建材，從而降低自重，選取質(zhì)量較輕的材料。

（六）結(jié)構(gòu)同排水的協(xié)調(diào)優(yōu)化

因?yàn)樵诮ㄖ械慕o排水專(zhuān)業(yè)房間包含了大量的機(jī)械設(shè)備，所以承受負(fù)荷載力也越少。所以要將水泵房設(shè)立在地下室中。由于給排水房間中的管道較多，粗細(xì)不一，所以應(yīng)該保證預(yù)留的孔徑尺寸，預(yù)埋的深度符合標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)樓板的穿孔位置進(jìn)行加固。如果管道貫穿房屋建筑的承重墻，應(yīng)該進(jìn)行加固維護(hù)。盡可能確保結(jié)構(gòu)的布設(shè)同管網(wǎng)體系相協(xié)調(diào)，預(yù)防管道繞柱或梁的情況。

結(jié)語(yǔ)：隨著對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，為我國(guó)房屋建筑帶來(lái)了很大的影響。由于設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是一個(gè)復(fù)雜的工程，所以在實(shí)際中必須進(jìn)行深入的了解和研究。

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（作者單位：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)建工設(shè)計(jì)研究院）