房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

葉年新

鐘山縣建筑設(shè)計(jì)室 廣西賀州 542699

建筑企業(yè)只有不斷的增強(qiáng)自身競爭力，才能在面臨國家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的現(xiàn)代市場經(jīng)濟(jì)形勢下謀求持續(xù)發(fā)展。在這種形式下，建筑企業(yè)目前越來越重視房屋建筑的質(zhì)量問題。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使房屋建筑質(zhì)量明顯得到提高。本文從優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和技術(shù)特點(diǎn)入手，詳細(xì)闡述了優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，為后期工作提供了必要參考。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化指的是通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來提高工程質(zhì)量。通常來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化包含著繁雜的內(nèi)容，具體包含房屋總體結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及房屋分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化這兩大部分。進(jìn)一步細(xì)化建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可以將其分為以下部分：一是優(yōu)化房屋基本結(jié)構(gòu)；二是優(yōu)化房屋的頂部結(jié)構(gòu)；三是對房屋結(jié)構(gòu)的維護(hù)，重點(diǎn)優(yōu)化總體結(jié)構(gòu)以及細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)；四是將工作的根本出發(fā)點(diǎn)定為房屋舒適度的提高，調(diào)控房屋建筑結(jié)構(gòu)的造價(jià)。簡而言之，就是控制和優(yōu)化工程的造價(jià)。

2 優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的作用

優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用，主要有兩個(gè)方面的作用，分別是保證房屋建筑安全、降低房屋建筑成本。下面分別進(jìn)行詳細(xì)論述。首先，優(yōu)化設(shè)計(jì)有利于房屋建筑安全性、美觀性和功能性[1]。應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)可以對房屋結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行前期校核，避免不合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，提高了房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性，與此同時(shí)，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)還可以彌補(bǔ)設(shè)計(jì)中的不足，提高設(shè)計(jì)的美觀性，更好的保障房屋建筑的各項(xiàng)功能的良好結(jié)合。其次，優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的技術(shù)有利于降低房屋建筑成本。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既要滿足基本的功能性、安全性、美觀性的同時(shí)，還要考慮它的經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)來優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)，可以減少材料浪費(fèi)，提高利用率，降低材料成本；與此同時(shí)采用優(yōu)化技術(shù)還可以縮短房屋建筑工期，減少人力成本和時(shí)間成本。

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

3.1 結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化

（1）設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有大量的設(shè)計(jì)參數(shù)需要選擇，參數(shù)選取的合理性，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化的重要步驟，對于設(shè)計(jì)人員來講，也是一個(gè)技術(shù)處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在參數(shù)計(jì)算選擇中，可能有個(gè)別的構(gòu)件算不過、側(cè)向位移算不過，或者是抗震性能指標(biāo)算不過等情況，但如果在設(shè)計(jì)中合理采用優(yōu)化技術(shù)，就可以快速的找到目標(biāo)點(diǎn)，使設(shè)計(jì)效率和科學(xué)性得到大大提升，而且又節(jié)約了工程造價(jià)成本。（2）設(shè)計(jì)函數(shù)的優(yōu)化。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要對相似的多個(gè)設(shè)計(jì)函數(shù)做出科學(xué)的分析和總結(jié)，從而獲得最終所需的目標(biāo)函數(shù)并對此進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。（3）比較施工條件。在設(shè)計(jì)中要結(jié)合各種現(xiàn)場施工條件，并對此展開優(yōu)勢和缺點(diǎn)不足分析，在滿足相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)的最佳化，從而保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

3.2 設(shè)計(jì)模型的優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步需要建立合理的結(jié)構(gòu)模型，后續(xù)設(shè)計(jì)工作圍繞相應(yīng)的模型體系來開展，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化第一步就是結(jié)構(gòu)模型的優(yōu)化。模型優(yōu)化在造型復(fù)雜的建筑上的體現(xiàn)尤為明顯，如何將復(fù)雜的造型簡單化，并最終在結(jié)構(gòu)分析軟件中體現(xiàn)為結(jié)構(gòu)構(gòu)件。合理的結(jié)構(gòu)模型是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，如果結(jié)構(gòu)模型使用錯(cuò)誤，必然使得計(jì)算結(jié)果出錯(cuò)，而由電腦輸出的計(jì)算數(shù)據(jù)更加具有隱蔽性和欺騙性。

3.3 計(jì)算參數(shù)的正確選取

是實(shí)際設(shè)計(jì)工作中要對結(jié)構(gòu)模型給出的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析判斷，在確認(rèn)合理有效后，才能用于實(shí)際設(shè)計(jì)。為分析判斷計(jì)算結(jié)果是否合理，除了合理的結(jié)構(gòu)方案、正確的計(jì)算假定外，正確填寫抗震設(shè)防烈度、場地類別，合理選取計(jì)算程序中的各項(xiàng)參數(shù)十分重要。計(jì)算參數(shù)的選取除滿足國家規(guī)范外，還需特別注意地方規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定[2]。

3.4 利用計(jì)算機(jī)以及其他數(shù)字信息技術(shù)

由于新技術(shù)成果不斷出現(xiàn)，已經(jīng)徹底改變了人們的生產(chǎn)和生活，同時(shí)也積極影響著房屋建筑行業(yè)。而計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)能提供給房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化更多的幫助，例如：為了檢測結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相應(yīng)改動(dòng)所取得的成果是否令人滿意，就可以利用數(shù)據(jù)模型模擬。如，建筑工程中為了提高施工質(zhì)量，應(yīng)用的BIM技術(shù)就利用了該原理。計(jì)算機(jī)技術(shù)既可以優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還可以分析和模擬結(jié)構(gòu)承受力、施工材料的配比數(shù)據(jù)等，設(shè)計(jì)人員將所得的數(shù)據(jù)與自身經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，最后得到一個(gè)有效的優(yōu)化成果。所以說要想合理的把優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中去，就要先學(xué)習(xí)和了解計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，這對提高優(yōu)化工作質(zhì)量具有重要意義。

3.5 地下室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

在建筑物的結(jié)構(gòu)施工成本中，地下室結(jié)構(gòu)施工占比很大。優(yōu)化地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對控制項(xiàng)目結(jié)構(gòu)成本意義重大[3]。地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化需注意以下兩點(diǎn)：（1）控制層高，滿足建筑使用要求的前提下，盡量減小地下室層高。不僅可以減少混凝土及鋼筋用量，還能減少施工土方開挖量，降低維護(hù)費(fèi)用。地下水豐富的地區(qū)，水浮力是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不可忽視的重要因素，水浮力起控制作用時(shí)，減小地下室層高能減少抗拔樁數(shù)量，降低底板配筋。（2）地下室結(jié)構(gòu)土壓力、水浮力較大，側(cè)墻及底板抵抗外力所需配筋用量也很大，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)詳細(xì)分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)。滿足規(guī)范計(jì)算的條件下，做到分段配筋，受力較小部位配置較小的通長鋼筋，受力較大的部位做到局部附加。

4 結(jié)語

總而言之，本文對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的作用、應(yīng)用內(nèi)容、應(yīng)用要點(diǎn)和具體應(yīng)用進(jìn)行了論述，通過這些論述，認(rèn)識(shí)到合理應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的必要性。隨著科技的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)人員更應(yīng)該注重優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，以便在將來的設(shè)計(jì)中更好的進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高建筑性能、降低建筑成本，為我國建筑行業(yè)更上一層樓打下良好的基礎(chǔ)。