建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

趙寶洋 趙忠強

摘要：21世紀的中國，是信息化極度發(fā)展的時代，也是建筑行業(yè)十分發(fā)達的時代。城鎮(zhèn)化的發(fā)展使得建筑領(lǐng)域成為我國很多地區(qū)非常重要的支撐產(chǎn)業(yè)。與此同時，隨著人們物質(zhì)生活水平的提升，人們對建筑功能的需求從過去簡答的居住、使用提升至美觀性、舒適性，特別是在高房價的驅(qū)動下，人們“寸土寸金”的意識非常強烈?；诖?，建筑行業(yè)內(nèi)部為不斷滿足人們空間優(yōu)化的需求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方面始終不遺余力在超越。本文中，筆者重點分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法，就其實際應(yīng)用問題展開分析。

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

當(dāng)前，在高房價的驅(qū)動下，建筑工程的經(jīng)濟性、美觀性、安全性成為人們對于建筑的基本訴求。為不斷滿足和適應(yīng)人們結(jié)構(gòu)優(yōu)化的訴求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法被不斷打磨和應(yīng)用。設(shè)計人員在具體的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，要充分結(jié)合建筑自身所處的周圍環(huán)境、市場環(huán)境等，進而實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和合理性，從而贏得客戶，占領(lǐng)市場。

一、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要性分析

在建筑設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計是保證整體穩(wěn)定的前提條件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是提高建筑物整體價值的有效途徑，在滿足人們多樣化需求的基礎(chǔ)上，還能夠節(jié)約成本費用，降低工程造價。對于建筑企業(yè)來講，在保證建筑結(jié)構(gòu)長遠效益得以實現(xiàn)的前提下，降低建筑結(jié)構(gòu)的成本費用是企業(yè)經(jīng)濟效益最大化的必經(jīng)之路，只有這樣才能實現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。相比于傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過科學(xué)的優(yōu)化方法能夠降低施工造價15%左右資金消耗。做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計能夠充分發(fā)揮材料的性能和效益價值，協(xié)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部單元，提搞建筑物的安全性。由此可見，做好建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是實現(xiàn)建筑物安全、經(jīng)濟的有效方法。

二、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化要點分析

首先，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中應(yīng)該堅持以人為本的原則，能夠從居民的使用需求與居住需求出發(fā)，這樣才能在保證建筑物具備所應(yīng)有的基礎(chǔ)性能。其次，充分考慮投資建設(shè)，結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化不僅要考慮整體的安全，還要在此基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)投資問題，能夠提高資金的使用效率，在滿足質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上節(jié)約開支，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化發(fā)展。另外，嚴格遵守設(shè)計的各項標準原則，在進行房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的時候應(yīng)該選派經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員進行設(shè)計，并且保證設(shè)計過程的規(guī)范性、標準性，需要注意的是，我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范具有片面性，其中一些規(guī)范可能不符合房屋建筑的實際情況，這就需要設(shè)計人員根據(jù)項目特點，具體分析，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的合理性。與此同時，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是一項復(fù)雜的工作內(nèi)容，主要是為了提供房屋結(jié)構(gòu)的安全性與合理性展開的一些措施手段，在實際工作中，需要將結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計相互結(jié)合起來，從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性。最后，建筑設(shè)計的創(chuàng)新，當(dāng)前我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計處于止步不前的狀態(tài)，如果想推動建筑業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，積極研究與創(chuàng)新是唯一途徑，創(chuàng)新對我國各行業(yè)來講都是一個經(jīng)久不衰的話題，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)該注重創(chuàng)新，把握當(dāng)前時代發(fā)展潮流，盡量展現(xiàn)現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所具有的優(yōu)勢特點，實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的高效果。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

（一）房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化分析

如果要保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)合理，必須嚴格按照設(shè)計標準和實際情況展開優(yōu)化設(shè)計，只有這樣才能避免其中的疏忽與實務(wù)，提高設(shè)計的實用性、有效性，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以從以下幾方面人手：首先，重視建筑模型的優(yōu)化設(shè)計，當(dāng)前信息技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)成熟，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中重視建筑模型的優(yōu)化，能夠保證建筑相關(guān)設(shè)計的完整與安全。在優(yōu)化設(shè)計前需要對建筑相關(guān)數(shù)據(jù)進行研究，開展大量的分析、研究工作，采用建筑模型能提高工作效率，降低設(shè)計失誤問題，通過對參數(shù)優(yōu)化與相關(guān)數(shù)據(jù)的整理，對整個工程造價進行分析、預(yù)算、控制管理，為后續(xù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的執(zhí)行提供參考。其次，制定結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化流程，通過函數(shù)確定模塊達到最終的優(yōu)化效果，在進行優(yōu)化設(shè)計的過程中，設(shè)計人員通過選擇合理的函數(shù)，采用科學(xué)的計算方法，對房屋鋼筋尺寸、橫截面積等進行優(yōu)化選擇。為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊的優(yōu)化，讓建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、安全，采用多想指標加以約束分析，考慮建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、受力限度進行計算，在施工中采用科學(xué)方法加以約束，保證達到最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。

（二）壽命與分段的優(yōu)化

對于建筑工程來講，建筑使用壽命是保證整體效益的最好證明，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，各環(huán)節(jié)都有不同的設(shè)計方法提高建筑使用壽命，通過對設(shè)計、施工的多方面考慮，選擇合理的設(shè)計方案能夠保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化和完善。在這種環(huán)境下，設(shè)計人員應(yīng)該從不同階段人手，了解結(jié)構(gòu)的特點和性質(zhì)，選取科學(xué)優(yōu)化方法，保證建筑使用壽命的延長，這樣不僅有助于工程質(zhì)量的提高，還能夠促進企業(yè)經(jīng)濟效益、社會效益的全面發(fā)展。

（三）建筑地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

基礎(chǔ)設(shè)計是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分，作為建筑基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場條件選擇合適的解決方案。比如：根據(jù)建筑所在地的實際情況選擇樁基類型，盡可能的降低成本費用，通過對樁端支護厚度合理的選擇樁長，制定出多種優(yōu)化方案展開對比，選擇最佳設(shè)計。又比如：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中原本采用樁筏基基礎(chǔ)，通過對其進行優(yōu)化設(shè)計，樁筏基礎(chǔ)更改為樁基礎(chǔ)，在滿足質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，降低施工難度和成本費用。在這部分優(yōu)化的時候，設(shè)計人員必須展開準確的計算，能夠?qū)傮w沉降和不均勻沉降加以分析。根據(jù)實際情況，為了滿足地質(zhì)條件、沉降條件、地基承載力等要求，選擇經(jīng)濟性更高的樁基礎(chǔ)，節(jié)省了施工時間和成本費用，是一個不錯的選擇。

（四）信息技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計

為了實現(xiàn)對房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化實際，在現(xiàn)代化的建筑工程技術(shù)中使用了大量的信息技術(shù)。隨著信息技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，其對于整個社會的影響力比較大，尤其是建筑工程的設(shè)計工作中。信息技術(shù)的應(yīng)用會涉及到很多參數(shù)定義的計算機軟件，這些軟件的使用，能夠提高對建筑施工材料的優(yōu)化配備，使用盡量少的施工材料沒完成建筑結(jié)構(gòu)的最佳優(yōu)化設(shè)計，從而實現(xiàn)節(jié)約、優(yōu)化的設(shè)計目標?，F(xiàn)如今我國信息技術(shù)在建筑工程設(shè)計中的使用已經(jīng)非常的普遍，并且這一技術(shù)的使用大大的提高了工作的效率。如果想實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計對各個構(gòu)件強度的優(yōu)化，可以對構(gòu)建中的剛才了進行合理的調(diào)整。從而實現(xiàn)質(zhì)量與造價之間的權(quán)衡。

（五）對剪力墻進行合理分配與布局

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中剪力墻主要位于建筑的樓層之間，其對于建筑結(jié)構(gòu)的影響是不言而喻的，在房屋上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，我們主要以剪力墻為主進行優(yōu)化設(shè)計，在具體設(shè)計中應(yīng)該充分重視結(jié)構(gòu)與樓層之間的關(guān)系，考慮房間大小與具體布局，不僅要考慮建筑功能，還要關(guān)注系統(tǒng)性的分布是否合理，可以適當(dāng)減少剪力墻的數(shù)量，采用大開間剪力墻結(jié)構(gòu)。

四、結(jié)語

綜上所述，在社會進步發(fā)展下，建筑領(lǐng)域面臨諸多的機遇與挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法已經(jīng)不能滿足人們多樣化的需求，隨著各種新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用，對建筑設(shè)計也提出更高的要求，設(shè)計人員必須去其糟粕取其精華，轉(zhuǎn)變固有設(shè)計方式的不足，吸取以往的成功經(jīng)驗，提高建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化水平，實現(xiàn)現(xiàn)代化的創(chuàng)新設(shè)計。在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中需要注意的是，我們要結(jié)合實際情況展開設(shè)計，這樣才能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效性、安全性，從而推動建筑行業(yè)的健康發(fā)展。