房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

李 鵬

（中國(guó)地質(zhì)工程集團(tuán)有限公司，北京 100093）

房屋建筑作為居民生活起居的重要依靠，其質(zhì)量也將直接影響到居民生活滿意度?，F(xiàn)階段，社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，使得人們對(duì)于房屋建筑功能屬性有了更高要求，通過(guò)對(duì)房屋建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于提升房屋建筑工程居住的舒適性，加快行業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極的意義。

1 房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1 美觀性

設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，其外部結(jié)構(gòu)構(gòu)造需要滿足業(yè)主的審美需求，前提是確保房屋建筑工程質(zhì)量屬性。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員需要參考業(yè)主提出的外觀設(shè)計(jì)要求，結(jié)合市場(chǎng)材料結(jié)構(gòu)，將其轉(zhuǎn)換為科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，從而在確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量基礎(chǔ)上，提高房屋建筑高層結(jié)構(gòu)美觀性[1]。

1.2 經(jīng)濟(jì)性

在建筑技術(shù)體系不斷成熟的背景下，房屋建筑工程規(guī)模也在擴(kuò)大，這也增加了施工單位的建設(shè)成本投入。在招投標(biāo)模式背景下，施工單位經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)空間也在縮小，因此，技術(shù)人員在對(duì)房屋建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮結(jié)構(gòu)本身的經(jīng)濟(jì)性。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)在滿足基礎(chǔ)建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程造價(jià)，從而有效控制結(jié)構(gòu)的應(yīng)用成本，提高施工單位經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 安全性

在任何工程建造設(shè)計(jì)過(guò)程中，安全性一直都是首要考慮內(nèi)容。部分施工單位有時(shí)會(huì)將側(cè)重點(diǎn)放在建筑結(jié)構(gòu)美觀度方面，這樣很有可能導(dǎo)致建筑施工安全問(wèn)題的發(fā)生。因此，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化過(guò)程中，不能忽略建筑結(jié)構(gòu)安全的重要性，在安全建造基礎(chǔ)上來(lái)提升建筑結(jié)構(gòu)綜合性能。

2 房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略

2.1 引入數(shù)字化技術(shù)手段

通過(guò)引入數(shù)字化技術(shù)手段，可以提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直觀性，加快問(wèn)題發(fā)現(xiàn)速度，從而起到優(yōu)化房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的作用。在城市房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，其設(shè)計(jì)內(nèi)容不僅需要滿足國(guó)家規(guī)定的建筑設(shè)計(jì)要求，而且還需要契合區(qū)域文化特征，從而為打造個(gè)性化文化城市奠定基礎(chǔ)。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以參考多種類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案[2]。在應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以將數(shù)據(jù)信息錄入到數(shù)字化程序軟件當(dāng)中，結(jié)合三維立體的展示效果，來(lái)確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要優(yōu)化的部位，同時(shí)結(jié)合專家系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)受力情況進(jìn)行分析，在確保結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)性能的基礎(chǔ)上，提高建筑結(jié)構(gòu)的美觀性。如“鳥(niǎo)巢”在設(shè)計(jì)過(guò)程中，就應(yīng)用了數(shù)字化技術(shù)，借助數(shù)字化技術(shù)對(duì)各項(xiàng)細(xì)化參數(shù)進(jìn)行不斷修正，同時(shí)借助系統(tǒng)軟件對(duì)修正后的參數(shù)信息進(jìn)行辯證，以此來(lái)逐步完善“鳥(niǎo)巢”的設(shè)計(jì)體系，從而起到優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的作用。

2.2 增加創(chuàng)新性設(shè)計(jì)理念

通過(guò)增加創(chuàng)新性設(shè)計(jì)理念，可以提升房屋建筑工程的個(gè)性化特征，提升居民生活環(huán)境的舒適性。在房屋建筑工程施工過(guò)程中，其施工穩(wěn)定性受到多方面因素影響，部分影響因素很難用具體的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行呈現(xiàn)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要從設(shè)計(jì)理念上進(jìn)行創(chuàng)新，使其可以對(duì)建筑工程的施工過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，從而確保整個(gè)施工項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員可以將計(jì)算機(jī)程序作為輔助工具，設(shè)計(jì)理念也需要向“以人為本”理念靠攏，使其可以形成新的人性化應(yīng)用體系，從而有效提升房屋建筑工程設(shè)計(jì)的合規(guī)性。參與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的人員需要具備較多的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這樣在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，能夠有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用深度，提高創(chuàng)新性設(shè)計(jì)內(nèi)容的實(shí)用價(jià)值。例如，在“水立方”的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新性研究，將ETFE膜材料作為主要的建筑材料之一，這也是“水立方”結(jié)構(gòu)外觀近似于水泡狀的原因，不僅增加了結(jié)構(gòu)本身的觀賞性，而且還提高了建筑結(jié)構(gòu)的個(gè)性化特征。

2.3 保證細(xì)化結(jié)構(gòu)完整性

通過(guò)保證細(xì)化結(jié)構(gòu)完整性，對(duì)于提高房屋建筑工程結(jié)構(gòu)安全性有著積極的意義。在房屋建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，安全性是重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，同時(shí)在此基礎(chǔ)上，還需要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量，延長(zhǎng)房屋建筑的使用壽命。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以將建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化處理，明確各個(gè)環(huán)節(jié)的施工要求、施工工序、施工人員配置等內(nèi)容，從而確保各個(gè)環(huán)節(jié)銜接的有序性。例如，設(shè)計(jì)人員在優(yōu)化混凝土樁結(jié)構(gòu)澆筑工藝時(shí)，首先，需要對(duì)作業(yè)區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)條件進(jìn)行了解，包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件、水文條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)風(fēng)化程度等，確定原作業(yè)區(qū)環(huán)境的承壓能力，以此為基礎(chǔ)來(lái)確定作業(yè)區(qū)樁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)條件。其次，對(duì)技術(shù)材料質(zhì)量、配比等情況進(jìn)行了解，確定樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承壓能力，并且需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的載荷進(jìn)行計(jì)算，以此為基礎(chǔ)來(lái)確定樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)信息，如結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)相對(duì)位置等。最后，明確設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，如對(duì)樁結(jié)構(gòu)成型過(guò)程中的裂縫問(wèn)題進(jìn)行關(guān)注，從而提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

2.4 適應(yīng)仿真性技術(shù)環(huán)境

通過(guò)適應(yīng)仿真性技術(shù)環(huán)境，能夠合理分析房屋建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用內(nèi)容，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的適用性。在仿真性技術(shù)構(gòu)建的擬態(tài)化數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)當(dāng)中，技術(shù)人員可以對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而構(gòu)建出具象化的建造模型，為了便于后續(xù)研究，可以對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行等比例縮放，在觀看細(xì)節(jié)內(nèi)容時(shí)，可以對(duì)比例尺進(jìn)行再次調(diào)整，從而提升數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，CAD屬于常用的應(yīng)用軟件，在此基礎(chǔ)之上，可以將其與智能程序進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使其形成SCAD技術(shù)（智能CAD技術(shù)）。在應(yīng)用過(guò)程中，技術(shù)人員可以借助智能系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)性分析，同時(shí)對(duì)所有信息內(nèi)容進(jìn)行擬態(tài)化管理，使房屋建筑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容可以更加完善，更加具備實(shí)際操作性。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，技術(shù)人員需要做好誤差控制管理工作，避免誤差累積的情況發(fā)生。

2.5 創(chuàng)建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型

通過(guò)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型，可以提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容的直觀性，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。首先，在建筑功能性的設(shè)計(jì)中，通過(guò)數(shù)據(jù)模型的建立，可以對(duì)使用條件進(jìn)行模擬，并在結(jié)構(gòu)科學(xué)性上作出分析與評(píng)估，以此保證建筑結(jié)構(gòu)的功能價(jià)值。其次，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，需對(duì)其安全條件負(fù)責(zé)，通過(guò)建立模型化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對(duì)使用過(guò)程中的結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行分析，在輸入一定外力影響數(shù)值的條件下，檢驗(yàn)建筑結(jié)構(gòu)在抗震、消防等各種災(zāi)害危險(xiǎn)問(wèn)題中的適應(yīng)性，并對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性作出評(píng)估，以此保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。最后，在建筑經(jīng)濟(jì)性的角度上，結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑材料、結(jié)構(gòu)組織形式等內(nèi)容，都需要消耗掉大量的建筑成本，是房屋項(xiàng)目的主要支出內(nèi)容。所以，需在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行優(yōu)化管理，以降低成本消耗。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，引入數(shù)字化技術(shù)手段，可以提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直觀性，增加創(chuàng)新性設(shè)計(jì)理念，可以提升房屋建筑工程的個(gè)性化特征，保證細(xì)化結(jié)構(gòu)完整性，可以提高房屋建筑工程結(jié)構(gòu)安全性，適應(yīng)仿真性技術(shù)環(huán)境，能夠合理分析房屋建筑設(shè)計(jì)的應(yīng)用內(nèi)容，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型，可以提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容的直觀性。通過(guò)采取相關(guān)性措施進(jìn)行房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)提高房屋建筑工程施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度有著積極的意義。