現(xiàn)代建筑房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

徐健

摘? ? 要：隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，使得房建工程項(xiàng)目規(guī)模日益增大，我國(guó)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已有了全新的認(rèn)識(shí)，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式已無(wú)法滿足現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)需求。在房屋建筑中應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)，特別對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，是必不可少的重要環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)不僅可以滿足房屋建筑的經(jīng)濟(jì)適用，還是完善房屋結(jié)構(gòu)質(zhì)量的必要保證。

關(guān)鍵詞：建筑房屋結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì);應(yīng)用

1? 引言

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，我們國(guó)家的建筑行業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。因而，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化和整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，不僅僅需要建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)工程師能夠準(zhǔn)確的使用結(jié)構(gòu)的分析軟件，還包括選擇最佳的整體建筑結(jié)構(gòu)體系，就需要挖掘建筑的基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)的內(nèi)在邏輯。并且能夠充分的使用科學(xué)的方法理論和手段，能夠減少工程造價(jià)，使建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化裝修的性能貫穿于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化裝修設(shè)計(jì)過(guò)程，包括實(shí)施過(guò)程，從而才能夠體現(xiàn)出設(shè)計(jì)優(yōu)化的價(jià)值。使得建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化滿足市場(chǎng)需求，這些都是急需要解決的問(wèn)題，筆者做出了深刻的思考。

2? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概念

現(xiàn)階段，人們的生活水平和質(zhì)量大幅上升，針對(duì)房屋建筑的設(shè)計(jì)要求上也有了新的標(biāo)準(zhǔn)，不再追求安全性能和美觀，在現(xiàn)代的住宅建筑選擇過(guò)程中，最重要的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)就是房屋的美觀性，為此，進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑的設(shè)計(jì)人員就需要將建筑的美觀性加以重視，另外，在建筑設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要和四周環(huán)境進(jìn)行有機(jī)的融合，要將當(dāng)?shù)氐奶厣o建筑物采取優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能建設(shè)出符合人們需求和標(biāo)準(zhǔn)的房屋。采取施工的過(guò)程中，要將建筑的安全性作為首要任務(wù)，不僅建筑物要美觀，同時(shí)還要使用先進(jìn)的技術(shù)，發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的想象力，讓建筑設(shè)計(jì)更加符合居民的需求。針對(duì)建筑工程，工程在投資上都是很大的，為此，資金的應(yīng)用就是工程中最需要重視的一個(gè)問(wèn)題，要將建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案采取優(yōu)化，要保障建筑安全的基礎(chǔ)上，讓建筑有美觀，有功能性，才能從整體將工程的成本進(jìn)行降低，建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益才能實(shí)現(xiàn)。

3? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的要點(diǎn)

3.1? 設(shè)計(jì)優(yōu)化的局部性和整體性

由于在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，存在一定的繁瑣性和層次性，因而在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要切實(shí)考慮到整體性和局部性這兩個(gè)方面，要針對(duì)繁瑣的細(xì)節(jié)，對(duì)房屋建筑的每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。當(dāng)然，在建筑材料的用取，設(shè)計(jì)人員的選用，建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的確定等等，都是用來(lái)保證房屋建筑設(shè)計(jì)方案的整體性。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都是需要以整體目標(biāo)來(lái)作為基礎(chǔ)，然后逐步展開(kāi)，從局部和整體的兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理以及房屋建筑質(zhì)量的提高。

3.2? 建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

到目前為止，現(xiàn)代的房屋建筑結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用最為廣泛，而且在新設(shè)計(jì)的大多數(shù)房屋建筑中也都會(huì)選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。所以，從中不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。將優(yōu)化準(zhǔn)則應(yīng)用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中去，可以讓建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面作為優(yōu)化的基礎(chǔ)，再應(yīng)用單元法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行分析與分解，將所有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行全面的優(yōu)化處理，使其保證對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化。

3.3? 房屋結(jié)構(gòu)與建筑、設(shè)備專業(yè)的協(xié)調(diào)優(yōu)化

在房屋建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，我們要率先保證整體的結(jié)構(gòu)和建筑平面的相互融合，從而實(shí)現(xiàn)建筑和結(jié)構(gòu)的有效結(jié)合。當(dāng)然，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí)，我們也要嚴(yán)格遵循最簡(jiǎn)潔的建筑原則。目前，好多建筑功能要求房屋底部一層或幾層為大空間結(jié)構(gòu)，因此常常需要采用轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式，這時(shí)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就較為復(fù)雜，大多數(shù)的轉(zhuǎn)換部位承受荷載能力較低，需要穩(wěn)固加強(qiáng)，在這個(gè)現(xiàn)實(shí)的要求下，就需要對(duì)轉(zhuǎn)換部位進(jìn)一步加強(qiáng)承受荷載的能力，在優(yōu)化的過(guò)程中，我們要增強(qiáng)結(jié)構(gòu)受力，用強(qiáng)度較高的建筑材料來(lái)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。除此之外，我們還要盡最大可能來(lái)保證建筑結(jié)構(gòu)的整體重心和整體剛心之間要有交疊的準(zhǔn)確性，以防止結(jié)構(gòu)局部扭轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)。

4? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體措施

4.1? 完善設(shè)計(jì)理念

開(kāi)展對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮在施工過(guò)程中，可能會(huì)對(duì)房屋造成影響的內(nèi)部以及外部等各種環(huán)境影響因素，完善對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)劃。通常情況下，對(duì)房屋制定設(shè)計(jì)方案的重要依據(jù)就是結(jié)構(gòu)的可靠度，然而結(jié)構(gòu)的可靠度很容易受到多種因素的限制和影響，從而造成設(shè)計(jì)工作的工作量大幅上升。依靠拉氏乘子等有關(guān)的操作方法，能有效的轉(zhuǎn)化其中的各種數(shù)據(jù)，從而有效轉(zhuǎn)化實(shí)際設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中會(huì)涉及各種約束性因素，將其變?yōu)榉羌s束性因素，這樣可以有效提升設(shè)計(jì)方案的工作效率。同時(shí)，由于房屋的建筑材料以及數(shù)據(jù)參數(shù)有著多變的特性，特別是在分析房屋的受力過(guò)程中，需要不停地變換各種建筑材料以及設(shè)計(jì)參數(shù)，因此需要設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合遇到的種種情況，采取有針對(duì)性的處理措施。并且設(shè)計(jì)人員要根據(jù)房屋的實(shí)際情況，全方位、多角度地進(jìn)行分析，比如房屋的安全性能、外觀、成本支出以及使用功能等多個(gè)方面。因此，設(shè)計(jì)人員還要積極采用有針對(duì)性的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.2? 結(jié)構(gòu)形式的合理選擇

進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)過(guò)程中，最重要的就是結(jié)構(gòu)的選型。進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型過(guò)程中，要將建筑物中的穩(wěn)定性、用途、功能等方面采取重視，選擇結(jié)構(gòu)形式中要做到因地制宜。針對(duì)高層建筑，通常情況下結(jié)構(gòu)形式主要有：剪力墻結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)，礦架結(jié)構(gòu)等。在結(jié)構(gòu)形式上存在很多的不同，為此，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案上也會(huì)有不同，例如，剪力墻結(jié)構(gòu)，采取優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中要針對(duì)連梁采取優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓連梁的界面剛度有所增大將結(jié)構(gòu)的抗震性能有所提升，因?yàn)閯偠葧?huì)增加，連梁采取分配過(guò)程中就會(huì)導(dǎo)致婉拒出現(xiàn)增大，導(dǎo)致構(gòu)件的配筋量就會(huì)無(wú)形中增加，為此，使用這種方式就會(huì)導(dǎo)致材料出現(xiàn)大量的浪費(fèi)。若此時(shí)使用剪力墻結(jié)構(gòu)，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度出現(xiàn)增大，結(jié)構(gòu)的位移就會(huì)下降，地震作用就會(huì)有所增加，給這個(gè)結(jié)構(gòu)的造價(jià)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。

4.3? 通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅需要注意整體功能，對(duì)于部分局部細(xì)節(jié)需要更加注意，例如對(duì)于現(xiàn)澆板進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)現(xiàn)澆板進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，若將現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)為矩形，則能夠有效解決因拐角而產(chǎn)生的裂縫問(wèn)題，并且穩(wěn)定性也能得到較大的提高。這部分的細(xì)節(jié)優(yōu)化對(duì)整體房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化有較大的提升。

5? 結(jié)語(yǔ)

人們對(duì)于整體房屋的優(yōu)化設(shè)計(jì)的需求急劇上升，它是一種結(jié)合實(shí)際，用設(shè)計(jì)理論和概念并且能夠以概念為主線去貫穿整體設(shè)計(jì)過(guò)程的設(shè)計(jì)方法，它是能夠通過(guò)整體設(shè)計(jì)理念然后將理論和實(shí)踐結(jié)合在一起，將感性和理性結(jié)合在一起去完成整個(gè)設(shè)計(jì)。房屋建筑其具有眾多的設(shè)計(jì)理念，優(yōu)化這種方案不但能夠節(jié)省其建筑成本，而且能夠便利于施工操作的進(jìn)行，同時(shí)也可以滿足人民群眾對(duì)于房屋建筑的整體功能的剛性需求，同時(shí)面臨很多挑戰(zhàn)。那么在今后的建設(shè)里我們需要大膽的進(jìn)行探索，不斷地進(jìn)步，積極進(jìn)取，積極地借鑒實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的可操作性。

參考文獻(xiàn)：

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