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

王海永

摘 要： 房屋質(zhì)量一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，在我國(guó)人口密集高的情況下，房屋建筑的質(zhì)量問(wèn)題影響范圍更加廣泛，嚴(yán)重威脅到周邊百姓的生命和財(cái)產(chǎn)安全。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用優(yōu)化技術(shù)，能夠在保證工程質(zhì)量的前提下，降低施工成本，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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

【中圖分類號(hào)】TU318 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）21-0041-01

1 房屋建筑與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系

房屋建筑的安全性與經(jīng)濟(jì)性呈負(fù)相關(guān)，如果想要提高房屋建筑的安全性和穩(wěn)定性，就要使用更好的材料，更先進(jìn)復(fù)雜的工藝和更加優(yōu)秀的工人和設(shè)備，這都極大地提升了成本，經(jīng)濟(jì)性將大打折扣。對(duì)于房屋建筑來(lái)講，安全性永遠(yuǎn)需要排在第一位。劣質(zhì)的房屋建筑不僅僅威脅到周邊的人群的生命和財(cái)產(chǎn)安全，還給社會(huì)帶來(lái)了不穩(wěn)定因素。在建筑行業(yè)高速發(fā)展的今天，樓房的高度越來(lái)越高，建筑速度也越來(lái)越快，房屋安全造成的影響和破壞力也更加難以估量。因此，施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益雖然重要，但是絕不能降低建筑的安全性，在保證安全性的基礎(chǔ)上再進(jìn)行優(yōu)化以提高經(jīng)濟(jì)性。

2 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

2.1 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(duì)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(guò)改變其他的變量，來(lái)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。

2.2 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(guò)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(duì)各個(gè)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(duì)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(huì)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(lái)解決地下水的水位問(wèn)題，從而降低地下室的建設(shè)成本。但此技術(shù)的使用是有一定條件的，盲目使用可能會(huì)帶來(lái)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。

2.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體步驟

2.3.1 方案階段優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）根據(jù)建筑功能、建筑高度、設(shè)防烈度及風(fēng)荷載情況等條件確定結(jié)構(gòu)體系。

（2）查看地勘報(bào)告、安評(píng)報(bào)告是否滿足設(shè)計(jì)需要，提出優(yōu)化方案。

（3）初步確定基礎(chǔ)選型，確定地下室及地上結(jié)構(gòu)是否需設(shè)置伸縮縫或防震縫。

（4）確定地下室柱網(wǎng)、地下室層高，基本確定地下室各層的樓蓋選型。

（5）確定上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的布置。

（6）對(duì)于影響使用功能及降低品質(zhì)的建筑布置提出合理意見(jiàn)，并反饋給相關(guān)部門(mén)。

（7）對(duì)項(xiàng)目各部分的結(jié)構(gòu)體系（非常規(guī)部分）進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，給出結(jié)論及提供具體建議。

2.3.2 擴(kuò)初階段優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）確定基礎(chǔ)選型、地下室樓蓋選型及其合理性與經(jīng)濟(jì)性，確定上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置。

（2）確定建筑材料的使用（混凝土標(biāo)號(hào)、鋼筋強(qiáng)度等級(jí)及砌體填充墻的材料）。

（3）對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算模型進(jìn)行優(yōu)化，做好優(yōu)化記錄并形成報(bào)告。

2.3.3 施工圖設(shè)計(jì)階段服務(wù)流程

（1）制訂項(xiàng)目各部分結(jié)構(gòu)統(tǒng)一技術(shù)措施（用于指導(dǎo)施工圖設(shè)計(jì)）。

（2）組織公司結(jié)構(gòu)技術(shù)力量解決施工圖設(shè)計(jì)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)技術(shù)問(wèn)題。

（3）減少施工圖“錯(cuò)、漏、碰、缺”問(wèn)題，減少不必要的施工返工，減小施工管理強(qiáng)度，降低造價(jià)及縮短工期。

（4）確保工程材料用量及總結(jié)構(gòu)造價(jià)降到最低。

（5）確保房屋質(zhì)量滿足國(guó)家規(guī)范及地方要求，并通過(guò)施工圖審查。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中注意的問(wèn)題

（1）重視度不夠。良好的通風(fēng)效果既能提高房屋建筑的舒適度，又有利于強(qiáng)化房屋建筑的功能性。房屋建筑設(shè)計(jì)工效的展其實(shí)也有賴于房屋建筑是否具有較好的通風(fēng)性，但在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多設(shè)計(jì)人員沒(méi)有關(guān)注到這一點(diǎn)，其重心大都放在了最大限度地優(yōu)化房屋的使用面積，并確保房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性與美觀性，對(duì)房屋建筑的綠色環(huán)保性能關(guān)注得不夠。即便是意識(shí)到了要凸顯綠色節(jié)能環(huán)保性能，但也只是在原先的設(shè)計(jì)圖稿上做輕微的調(diào)整、改動(dòng)而已，這顯然不足以將綠色節(jié)能措施落到實(shí)處，更不能實(shí)現(xiàn)合理利用資源的目的。

（2）節(jié)能技術(shù)有其滯后性。設(shè)計(jì)人員需要擁有較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)水平與技術(shù)能力，才能使最終設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑結(jié)構(gòu)更具科學(xué)、合理性。可是在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，部分設(shè)計(jì)人員的綠色環(huán)保節(jié)能意識(shí)還有所欠缺，沒(méi)有順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求、及時(shí)掌握與節(jié)能相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用方法。因此，在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，大部分設(shè)計(jì)者就直接套用已有的模板，未能將設(shè)計(jì)方案與房屋建筑的實(shí)際環(huán)境與條件等方面做有機(jī)融合。所以，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員也必須準(zhǔn)確掌握與之相關(guān)的節(jié)能知識(shí)，并在借鑒他人經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)自我創(chuàng)新，將先進(jìn)的節(jié)能理念、技術(shù)與整個(gè)設(shè)計(jì)合理地融合，使房建工程真正達(dá)到節(jié)能環(huán)保效果。

（3）材料應(yīng)用缺乏科學(xué)性。房建工程中需要用到諸多建筑材料，而房建工程整體質(zhì)量與安全性如何也取決于建材的科學(xué)使用。當(dāng)前很多房建工程運(yùn)用的金屬材料大多置放于自然環(huán)境中，且放置的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，金屬易出現(xiàn)生銹腐蝕的情況，若未經(jīng)妥當(dāng)處理就將其運(yùn)用到建筑工程中，會(huì)導(dǎo)致房屋使用中出現(xiàn)滲漏等現(xiàn)象，并影響建材的使用率，繼而造成嚴(yán)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重要組成部分，都應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)人員的重視。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于設(shè)計(jì)單位而言，為了適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，就需要提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，引入概念優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證房屋建筑質(zhì)量的前提下節(jié)省成本。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中引入優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠提升設(shè)計(jì)單位的競(jìng)爭(zhēng)力，在復(fù)雜多變的市場(chǎng)環(huán)境中站穩(wěn)腳跟，更好地服務(wù)于我國(guó)的建筑行業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉瑞曉.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（2）：56-57.