探析建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展前景

張文強 白玉亭 褚福剛

1 濟寧市規(guī)劃設(shè)計研究院 山東 濟寧 272000

2 山東智嘉建設(shè)工程有限公司 山東 濟寧 272000

3 山東華圣瑞德市政工程有限公司 山東 濟寧 272000

一、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的意義

所謂建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化應(yīng)當是在原有基礎(chǔ)上引進更加先進的設(shè)計理念，同時從我國民生的實際情況出發(fā)，對建筑成本等進行合理控制，進而制定出經(jīng)濟效益大的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。尤其是我國這種人口多但人均資源又少的社會性質(zhì)，在城市化進程的推動下，老建筑改造、新建筑修起在結(jié)構(gòu)設(shè)計及其造價成本上也是一大重點。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是指對建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和層間結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)等方案以及一些細節(jié)性結(jié)構(gòu)的綜合優(yōu)化過程，而實時跟進施工現(xiàn)場并對其使用材料也是不可忽視的優(yōu)化重心之一。從成本控制的角度對細節(jié)性設(shè)計、整體工程設(shè)計方案等方面做好選型分析、受力分析及其造價分析，進而對房屋建筑制定出創(chuàng)新及改進優(yōu)化后、實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計上的最優(yōu)解。

二、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展理念

在房屋建筑主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計過程中，需要遵循一定的原則才能保證其設(shè)計方案以及優(yōu)化工程的正常開展，從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標。

首先，安全性原則無疑是建筑結(jié)構(gòu)中不容忽視的問題。建筑業(yè)上最忌諱的就是豆腐渣工程，那些悲劇的產(chǎn)生就是在建筑材料不合格以及工程進程中對結(jié)構(gòu)優(yōu)化時忽視了建筑安全性的問題；是以，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目的也在于保障房屋建筑能夠正常且安全的使用，同時在優(yōu)化后不會影響其他建筑結(jié)構(gòu)的正常使用。換言之，結(jié)構(gòu)優(yōu)化即是建筑結(jié)構(gòu)中技術(shù)上的碰撞與升華，如此才能形成安全系數(shù)可靠的結(jié)構(gòu)體系。

其次是高功能性原則，從“蝸居”“蟻族”等社會用語來看，漂泊一族對于房屋經(jīng)濟效用上已經(jīng)做到了住房的最大利用率。而從建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化這一方面來說，使房屋結(jié)構(gòu)的功能性更高就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化的另一個目標；因為功能性原則的優(yōu)化可以使得建筑結(jié)構(gòu)在其功能利用與房屋經(jīng)濟價值實現(xiàn)最大化的目的。除此之外，功能性優(yōu)化在建筑結(jié)構(gòu)的剛度、承載能力、關(guān)鍵承力部分等局部結(jié)構(gòu)上，根據(jù)計算結(jié)果對精細設(shè)計的方案進行復(fù)核或調(diào)整。通過功能性優(yōu)化，對建筑房屋在建成后的使用價值以及使用頻率上加重建筑經(jīng)濟效益。

第三個優(yōu)化原則即是綠色環(huán)保，在經(jīng)濟發(fā)展后針對環(huán)境與污染問題日益突出的今天，經(jīng)濟發(fā)展快帶來生活水平不斷提高的人們，除了對生活質(zhì)量規(guī)劃了更加嚴格的要求之外，對房屋結(jié)構(gòu)的建筑材料也都提倡對低碳材料的使用。是以，在進行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中除了要考慮建筑安全性與功能性問題時，還要注重房屋建筑結(jié)構(gòu)的綠色環(huán)保問題；從建筑環(huán)保與綠色的角度為住戶提供舒適且健康的居住環(huán)境，從而提高建筑結(jié)構(gòu)對于環(huán)境優(yōu)化的經(jīng)濟效益。

三、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容是對地基基礎(chǔ)的選擇、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)以及施工協(xié)調(diào)等方面的綜合優(yōu)化。因為建筑結(jié)構(gòu)的地基好壞決定了其建筑高度與是否存在安全隱患等，優(yōu)化設(shè)計地基基礎(chǔ)埋深與選型等內(nèi)容后才能選出最佳的樁基類型。而在施工進程中，混凝土結(jié)構(gòu)是抗震的影響因素，這是從自然因素與安全因素出發(fā)對建筑結(jié)構(gòu)的使用材料選擇；根據(jù)建筑樓層高度的結(jié)構(gòu)設(shè)計而采取相應(yīng)的抗震強度與建筑材料，混凝土作為最佳且使用最為廣泛的抗震材料，在優(yōu)化設(shè)計過程中還應(yīng)當考慮混凝土結(jié)構(gòu)在抗壓和鋼筋抗拉方面的性能，從而結(jié)合建筑規(guī)范與設(shè)計方案進行優(yōu)化措施。為了建筑工程更加良好的發(fā)展空間，未來的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當融進整體工程中，以提供更加優(yōu)質(zhì)的建筑服務(wù)；因為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師具備著整個建筑結(jié)構(gòu)相應(yīng)的策劃能力，其設(shè)計優(yōu)化意識與自覺開展優(yōu)化工作能夠為整體施工進度帶來可觀的工程便利與建筑效益。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容除了以上這些，還應(yīng)包括對專業(yè)優(yōu)化人才的培養(yǎng)。在當今時代，專業(yè)人才在任何領(lǐng)域都有提高整體質(zhì)量、優(yōu)化團隊工作的作用，從而使其工作進度實現(xiàn)事半功倍的效果，這一理論對于建筑優(yōu)化結(jié)構(gòu)人才及其工程一樣有效。建筑設(shè)計工作者在學(xué)習(xí)過程中不止要學(xué)習(xí)建筑學(xué)、藝術(shù)學(xué)和設(shè)計學(xué)等學(xué)科的理論知識，更重要的是將這些理論知識進行實踐時的經(jīng)驗所得，如此才能長成一名優(yōu)秀的建筑設(shè)計工作者，才能有能力對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計開展優(yōu)化工作。

四、結(jié)論

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是建筑工程中的重要組成部分，是對建筑工程質(zhì)量與安全等問題的最后把關(guān)程序。其工作的展開離不開穩(wěn)固、專業(yè)的建筑學(xué)素養(yǎng)與科學(xué)合理的設(shè)計方案，在城市化發(fā)展日益上升、國民對生活質(zhì)量要求安全與綠色健康的大環(huán)境下，建筑設(shè)計師更應(yīng)當以自身的知識素養(yǎng)對其設(shè)計方案進行不斷修改、優(yōu)化，實現(xiàn)建筑多樣化與提高房屋建筑經(jīng)濟效益的目標。