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

陳淅歌

天津天怡建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 天津 300073

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

當(dāng)前的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)的優(yōu)化內(nèi)容主要有建筑設(shè)計(jì)的布局方式以及建筑結(jié)構(gòu)的受力等相關(guān)問題的探討與分析研究，并且還需要首先保證建筑功能齊全，其次解決房屋建筑的風(fēng)格問題。在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要對于建筑的整體性問題進(jìn)行分析，并且還要同時將相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)放到考慮的因素之中。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的問題

2.1 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

當(dāng)代建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，年輕的工程師并不能對房屋建筑結(jié)構(gòu)做出準(zhǔn)確的判斷分析，這就使得房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有很大的片面性以及盲目性。并且房屋在建設(shè)過程中，施工工地的地基的調(diào)研的重要性往往被忽略，這就使得房屋建筑的安全性受到威脅[1]。并且在真實(shí)的實(shí)際建筑設(shè)計(jì)過程中，工程師不能很好的將房屋的準(zhǔn)確承重能力做出準(zhǔn)確的分析，也就造成了房屋的安全性無法保證。

2.2 房屋建筑結(jié)構(gòu)中存在的問題

2.2.1 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題

當(dāng)前的很多年輕的工程師對于房屋框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中往往重視橫向的框架設(shè)計(jì)而忽視縱向的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這就使得實(shí)際上承重力最大的垂直方向的合力并不能得到很好的承擔(dān)，這就讓房屋的安全性得不到保證。并且在房屋的抗震設(shè)計(jì)中，還要對兩個主軸進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，來提高房屋建筑的安全性。

2.2.2 構(gòu)造柱與承重柱的設(shè)計(jì)問題

承重柱的承重能力是構(gòu)造柱不能代替的，從作用來說，構(gòu)造柱是將房屋的豎向承載力分擔(dān)的結(jié)構(gòu)，并且構(gòu)造柱與房屋的面梁是僅僅相連的，這就將房屋的開裂的可能降低了，還可以將整個房屋的抗震能力提高。承重柱的作用是分擔(dān)房屋主體建筑的整體重量，但是，在實(shí)際建筑的時候，工程師還讓承重柱承擔(dān)了抗震承重的能力，讓構(gòu)造柱的受力更加集中，并且還形成了房屋建筑結(jié)構(gòu)中最薄弱的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)如果受到地震的影響就會讓構(gòu)造柱出現(xiàn)問題，并且嚴(yán)重還會導(dǎo)致房屋變形倒塌的問題。但是對于房屋建筑結(jié)構(gòu)的承重柱的結(jié)構(gòu)來說，房屋抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是由一定問題的，并且工程師還會為了降低施工過程中安全隱患出現(xiàn)的概率，還將梁柱的線剛度比提升了，并且將建筑梁柱用鉸支梁代替，還用更加精確嚴(yán)格的計(jì)算應(yīng)用其中[2]。

2.2.3 承重構(gòu)件設(shè)計(jì)問題

當(dāng)前的房屋建筑設(shè)計(jì)中的主要的設(shè)計(jì)部分是模板設(shè)計(jì)，并且樓板的存在讓房屋的屋面、樓面的荷載負(fù)重可以得到轉(zhuǎn)移，并且還保證了負(fù)重的合理性以及安全性。在施工過程中出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)師會采用更加便捷的方式來降低外界的壓力。同時，還存在著有效高度取值問題片面性的問題，并且建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部問題還存在受力情況被忽視的問題，這就使得房屋建筑結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)裂縫。

3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 重視概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的分析

房屋建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的工作原理是利用電腦對房屋的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，這種模擬工作只需要將初始的設(shè)計(jì)方案輸入其中，然后設(shè)定一定的約束條件，在約束條件的框架內(nèi)，通過改變其他的變量，來分析出最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作通常是以房屋結(jié)構(gòu)的安全性作為約束條件，也即建筑性能指標(biāo)。在確定性能指標(biāo)后，根據(jù)建筑所處的地理位置，抗震烈度、基本風(fēng)壓、建筑的平面布置、使用功能等已知條件，選擇合理的房屋結(jié)構(gòu)，如框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架核心筒、筒中筒等結(jié)構(gòu)體型。此外，根據(jù)實(shí)際情況考慮是否采用隔震、減震等設(shè)計(jì)手法，從而設(shè)計(jì)出更加符合建筑使用要求的房屋結(jié)構(gòu)類型。

3.2 應(yīng)重視具體構(gòu)件的設(shè)計(jì)優(yōu)化

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，具體構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計(jì)也十分重要。在選定結(jié)構(gòu)類型的基礎(chǔ)之上建立結(jié)構(gòu)模型，在滿足建筑安全的基礎(chǔ)之上合理選用計(jì)算參數(shù)，根據(jù)初步選用的參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)初算，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果對各個參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真地調(diào)整。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的構(gòu)件設(shè)計(jì)還可以參考減震隔震的原理，對一些受力體系進(jìn)行轉(zhuǎn)變，以達(dá)到合理經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。如在一些山地建筑中，地下室的設(shè)置往往會有一側(cè)的外墻填土較低或與外界相通，可設(shè)置一些地下排水設(shè)施來解決地下水的水位問題，從而降低地下室的建設(shè)成本[3]。但此技術(shù)的使用是有一定條件的，盲目使用可能會帶來不利影響，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮工程的條件再確定是否使用。

4 結(jié)語

隨著時代的發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)也在快速發(fā)展過程中，并且人們的生活水平也在日益提高。這導(dǎo)致了人們對于生活住房的要求也隨著提升，原來僅僅的基本要求已經(jīng)不能滿足人們，這就讓人們的關(guān)注不僅放在房屋的質(zhì)量還對房屋的美觀性有要求，并且居住周圍的環(huán)境也有了逐漸的提高[4]。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也就需要從此方面進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)，讓房屋建筑的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更能滿足人民對其的具體要求。本文將對此進(jìn)行相關(guān)問題的調(diào)查與分析，希望有所幫助。