淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

許顯怡君

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活質(zhì)量的明顯提高，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的要求也越來(lái)越詳細(xì)，要求也在不斷地提高，基于這種情況，為了滿足人們的高水平生活，他們對(duì)房屋建筑的設(shè)計(jì)也會(huì)提出越來(lái)越高的要求。這在一定程度上會(huì)促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，使房屋建筑達(dá)到更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，才能夠更好地促使發(fā)展城市化。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用;優(yōu)化技術(shù)

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1.1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的背景與意義

隨著人口的不斷增加，用地緊張的問題越來(lái)越明顯，很多企業(yè)總是試圖尋找可以節(jié)約土地又可以滿足住房需求的辦法，都認(rèn)為樓房越高越可以省下用地面積，其實(shí)這個(gè)是錯(cuò)誤的觀念，在建筑過程中企業(yè)必須要考慮相鄰建筑之間的距離問題，尤其是是在高樓很多的地方，各樓之間必須要保證一定的距離，這樣才可以保證地面對(duì)樓層應(yīng)力的穩(wěn)定性，還要保證樓層間的采光性能，樓層越高樓與樓之間的間隙就應(yīng)該越大，因此要找到一個(gè)平衡點(diǎn)，合理利用地面面積取得最佳的建筑效果。

1.2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的原則

一是建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)必須要根據(jù)工程地設(shè)計(jì)與價(jià)值考慮，要盡可能地合理利用建筑材料地性能，要加強(qiáng)協(xié)調(diào)建筑構(gòu)件與部分地設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅符合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案地規(guī)范和安全準(zhǔn)則，還具備著一定的價(jià)值和審美性，進(jìn)一步的加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，可以更有效的協(xié)調(diào)建筑功能，將工程的造價(jià)降到最低。二是必須要以工程實(shí)際情況為依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、屋蓋結(jié)構(gòu)和維護(hù)結(jié)構(gòu)等方面，在這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中必須要以工程的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行施工，要加強(qiáng)關(guān)注工程進(jìn)度與發(fā)展，要適當(dāng)?shù)目刂乒こ痰脑靸r(jià)，才可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化符合設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)出滿足人們需要的設(shè)計(jì)方案，協(xié)調(diào)建筑美觀與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，才可以讓建筑美觀且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，同時(shí)還可以對(duì)人們居住的環(huán)境有所改善。

1.3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)變化與創(chuàng)新

一是加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)局部構(gòu)建的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。例如在設(shè)計(jì)現(xiàn)澆板的時(shí)候，要盡可能地將異形板劃分為矩形板，讓建筑更加合理地受力，還要避免拐角處出現(xiàn)裂縫。二是利用計(jì)算機(jī)建立建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)地模型，使用計(jì)算機(jī)來(lái)讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)化地目的。優(yōu)化設(shè)計(jì)大型復(fù)雜地建筑結(jié)構(gòu)的時(shí)候，利用計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)有著傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法無(wú)法比擬的精確程度與優(yōu)勢(shì)，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)的運(yùn)用，有效的利用計(jì)算機(jī)來(lái)優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題

2.1上部結(jié)構(gòu)存在的問題

我國(guó)的很多上部結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)內(nèi)做的并不是很好，有的是因?yàn)楣こ處煂?duì)其的重視程度不夠，有的則是因?yàn)橹R(shí)技術(shù)的局限性，認(rèn)知的不足，有的時(shí)候相關(guān)的技術(shù)人員在設(shè)計(jì)樓板時(shí)只是簡(jiǎn)單的將雙向板作用按照單向板的方法進(jìn)行計(jì)算，并沒有很全面的考慮到板的受力狀態(tài)，久而久之，樓板的一個(gè)方向就會(huì)因?yàn)槭芰^大而出現(xiàn)明顯的裂縫，所以務(wù)必要注意上部結(jié)構(gòu)存在的問題。

2.2工程師自身的問題

我在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，許多工程師并沒有對(duì)房屋建筑的場(chǎng)地進(jìn)行地質(zhì)情況的詳細(xì)現(xiàn)場(chǎng)勘察，都是根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的基礎(chǔ)資料以及以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行施工圖的設(shè)計(jì)，這存在著一定的盲目性和片面性。所以工程師要進(jìn)行實(shí)地考察，要準(zhǔn)確的計(jì)算出房屋主體的荷載打消，要對(duì)基礎(chǔ)承載能力進(jìn)行準(zhǔn)確的核算，這樣才可以保證施工后房屋的實(shí)際質(zhì)量，不出現(xiàn)“豆腐渣”工程。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的思路

3.1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的優(yōu)化

優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)必須要建立結(jié)構(gòu)模型。為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的科學(xué)性與高效性。在模型測(cè)試過程當(dāng)中一定要控制好各種參數(shù)的變化，并按照試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)選取好試驗(yàn)變量，為了提把起到?jīng)Q定性因素的幾組數(shù)據(jù)作為主要變量來(lái)研究。

3.2房屋建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算方案的優(yōu)化

對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化有利于提高設(shè)計(jì)模型的科學(xué)性與高效性。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化當(dāng)中影響房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的因素有很多。所以，利用數(shù)學(xué)分析模式對(duì)原有的計(jì)算方案當(dāng)中的不良因素進(jìn)行分析與實(shí)踐，制定出一套完善的計(jì)算方案，不僅可以把影響房屋建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的失誤率降到最低，而且還能夠提高房屋建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算方案的科學(xué)性與合理性。

4 優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

以一套36層建筑為例（含地下一層），這個(gè)項(xiàng)目采用的是鋼結(jié)構(gòu)框架剪力墻，那么通過綜合考慮，確定用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并借助計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，對(duì)該建筑的每個(gè)施工階段和施工環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，方案經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅降低了工程造價(jià)而且還促進(jìn)了工程經(jīng)濟(jì)效益的提升。

4.1整體、局部?jī)?yōu)化

房屋建筑工程具有層次性與復(fù)雜性的特點(diǎn)。其中，層次性包括三個(gè)體系即，設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)與安裝。這三個(gè)體系所涵蓋的下屬體系較多，所以合理優(yōu)化這些下屬體系，打破布局的橫向關(guān)聯(lián)與疊加工程，才不會(huì)對(duì)建筑在材料使用、零部件選擇以及使用何種結(jié)構(gòu)類型等產(chǎn)生較為復(fù)雜的影響，也就是說(shuō)分別從整體與布局對(duì)房屋建筑進(jìn)行優(yōu)化，才是優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用的真正意義。

4.2重視前期規(guī)劃

施工設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)深入到對(duì)方案設(shè)計(jì)的前期規(guī)劃當(dāng)中，通過對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的考察與了解，科學(xué)合理的制定好工程施工方案，進(jìn)而為房屋建筑工程施工的順利進(jìn)行提供有價(jià)值的參考和依據(jù)。

4.3 對(duì)樁基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化

就樁基礎(chǔ)來(lái)講，灌注樁在房屋建筑施工當(dāng)中是很難控制的。選擇長(zhǎng)度的大預(yù)制樁，可以減少土壤對(duì)樁身的摩擦力。在放置預(yù)制樁前先把設(shè)計(jì)好的預(yù)制樁中心點(diǎn)位的坐標(biāo)用相關(guān)的一起投放到施工場(chǎng)地當(dāng)中，其流程為;核對(duì)坐標(biāo)、架設(shè)儀器、輸入坐標(biāo)、放點(diǎn)。然后，對(duì)樁基礎(chǔ)及其上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，首先對(duì)灌注樁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模優(yōu)化，合理布置剪力墻，確保樓層剛度中心與同樓層重心結(jié)構(gòu)的重合，以此來(lái)減少外部荷載作用對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)造成的影響。

4.4 協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)

首先，施工設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以房屋建筑結(jié)構(gòu)合理、造型典雅為原則，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與房屋建筑結(jié)構(gòu)整體平面能夠保持一個(gè)緊密配合的狀態(tài)。其次，設(shè)計(jì)人員在對(duì)柱與墻進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免柱與墻出現(xiàn)錯(cuò)位問題，要保證房建平面功能的一致性，保證房間開間進(jìn)深的統(tǒng)一，每個(gè)樓層的截面與高度要達(dá)成一致不有明顯的誤差。第三，在對(duì)樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，樓梯承重構(gòu)件材料一定要選擇使用高強(qiáng)度的建材材料，因?yàn)楦邚?qiáng)度建材材料材質(zhì)輕便，重量偏低，所以樓梯應(yīng)力會(huì)集中在轉(zhuǎn)角區(qū)域，對(duì)此設(shè)計(jì)人員在對(duì)樓梯進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)要保證鋼芯、重心的交疊避免其出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。另外，電梯房當(dāng)中會(huì)有很多孔洞，所以電梯房需要預(yù)埋的構(gòu)件會(huì)比較多，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行預(yù)埋構(gòu)件時(shí)，應(yīng)對(duì)電梯房所能夠承受的強(qiáng)度要進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，為設(shè)計(jì)人員更好的設(shè)計(jì)電梯房提供準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)。第四，房屋建筑給排水所占用的空間是很大的并且是專用的，在這個(gè)專用空間當(dāng)中不僅會(huì)涉及到大量的機(jī)械設(shè)備包括管線管道而且也會(huì)承受較大的載荷強(qiáng)度。

5 結(jié)論

隨著人們生活水平進(jìn)一步提高，人們對(duì)房屋結(jié)構(gòu)提出更高的要求，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中積極應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，能有效滿足人們對(duì)房屋建筑的基本需求，并賦予房屋建筑更完善的功能.因此筆者結(jié)合自身工作實(shí)踐，就房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用談?wù)剛€(gè)人的一些看法，僅供參考.

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