房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

蔣家毅

摘要：隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)生活環(huán)境的要求也越來(lái)越高。建筑承包商為獲得最大的利益，以保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性為前提優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使建筑物在具有穩(wěn)定性和安全性的基礎(chǔ)上具有美觀(guān)性。建筑商通過(guò)美化建筑設(shè)計(jì)吸引更多消費(fèi)者，以獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：重要作用;房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，城市化建設(shè)進(jìn)程也不斷加快，使人們提高了對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求，為了滿(mǎn)足人們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本需求，不僅要確保房屋建筑使用的舒適度，還要凸顯房屋結(jié)構(gòu)性能的特點(diǎn)，以此提高人們的生活質(zhì)量，滿(mǎn)足人們對(duì)房屋建筑的需求，帶動(dòng)整個(gè)房屋建筑行業(yè)的發(fā)展。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則

在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)房屋建筑的原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的了解與認(rèn)識(shí)。通常情況下，必須在確保建筑安全性和功能性的基礎(chǔ)上，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，制定更具有經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。同時(shí)，必須對(duì)房屋建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，采取更加高質(zhì)量的優(yōu)化措施，實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化目標(biāo)。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要作用

目前，在現(xiàn)代房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都會(huì)對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，但這些改造都是建立在保證房屋質(zhì)量安全的情況下。優(yōu)化房屋建筑的基礎(chǔ)就是保證建筑物的質(zhì)量。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，降低原材料的消耗、節(jié)約資源、節(jié)約成本。并通過(guò)適當(dāng)?shù)母脑?，?shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕型化，滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。對(duì)建筑開(kāi)發(fā)商而言，必須對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，主要是從3點(diǎn)考慮。（1）優(yōu)化建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可提高建筑物的安全性。在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)的圖紙可能并不是特別完善，對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需要重新考慮建筑物的整體設(shè)計(jì)問(wèn)題，在找到有效優(yōu)化方案的同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的部分，如部分結(jié)構(gòu)的承載力不足、抗震性能不佳等，在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)可以對(duì)此做補(bǔ)充設(shè)計(jì)，提升建筑物的整體性能，使建筑物可以順利通過(guò)驗(yàn)收。（2）優(yōu)化建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可使其更加滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求，受消費(fèi)者喜愛(ài)，使建筑商獲得利益。經(jīng)過(guò)對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以讓建筑物更加穩(wěn)定安全，更具觀(guān)賞性，吸引消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)。經(jīng)過(guò)改造后的房屋功能性更強(qiáng)，只要做好功能分區(qū)設(shè)計(jì)，建筑房屋結(jié)構(gòu)的空間設(shè)計(jì)就會(huì)很好。（3）對(duì)房屋建筑架構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可幫助建筑商有效控制施工成本。通過(guò)實(shí)際建筑工地的大量數(shù)據(jù)分析可知，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可減少使用建筑材料，降低工程量。對(duì)于建筑商而言，節(jié)約工程量就可以盡快完工，節(jié)約人力成本和建材成本，達(dá)到有效控制建筑成本的目的，并幫助建筑開(kāi)發(fā)商在保證建筑物質(zhì)量完好的情況下提升經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，對(duì)房屋建筑實(shí)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以幫助企業(yè)塑造節(jié)能環(huán)保的經(jīng)營(yíng)理念，將節(jié)能環(huán)保帶到人民的生活中。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

（一）優(yōu)化房屋整體結(jié)構(gòu)體系

對(duì)于現(xiàn)代房屋建筑，其不僅功能性較強(qiáng)，而且造型也非常復(fù)雜。所以，優(yōu)化房屋建筑整體結(jié)構(gòu)體系時(shí)，要在滿(mǎn)足房屋建筑的功能性要求、規(guī)范要求以及造型要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)布局，有效降低工程造價(jià)。同時(shí)，房屋整體結(jié)構(gòu)體系也會(huì)直接影響工程造價(jià)，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這方面工作的重視程度，結(jié)合房屋建筑的功能，合理對(duì)房屋結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化，以此提高房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體效果。

（二）優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型

對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先建立房屋結(jié)構(gòu)模型，而后圍繞該模型，完成后續(xù)工作。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的房屋建筑，模型優(yōu)化非常重要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)模型優(yōu)化能夠有效地將一些復(fù)雜的造型進(jìn)行簡(jiǎn)化，并利用結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行工況分析，避免在方案實(shí)施時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

（三）變量的合理選擇與目標(biāo)函數(shù)的確定

通常情況下，選擇設(shè)計(jì)變量時(shí)，會(huì)選擇對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響比較大的參數(shù)，將影響較小的參數(shù)作為預(yù)定參數(shù)，以減少計(jì)算編程的工作量。另外，確定目標(biāo)函數(shù)時(shí)，應(yīng)利用函數(shù)尋找能夠滿(mǎn)足既定條件的最優(yōu)解，同時(shí)要確定約束條件。優(yōu)化設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)可靠度的約束條件主要包括裂縫寬度約束、應(yīng)力約束、尺寸約束以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束等，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須確保各種約束條件都能夠滿(mǎn)足行業(yè)規(guī)范。

（四）優(yōu)化樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

樁基礎(chǔ)是整個(gè)建筑的根本。樁基礎(chǔ)的作用是承載整個(gè)建筑，并將自身承受的荷載傳遞到周?chē)耐翆又?。通常情況下，房屋建筑結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)有預(yù)制樁和灌注樁2種形式。對(duì)樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要指的是在確保施工質(zhì)量不受到影響的前提條件下，科學(xué)、合理地降低工程成本。對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載與地質(zhì)條件，選擇最為合適的樁基礎(chǔ)類(lèi)型。確定樁基礎(chǔ)的類(lèi)型后，應(yīng)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高樁基的承載力，比如，提高樁周?chē)馏w的承載能力以及擴(kuò)大樁柱的尺寸等。布置樁基時(shí)，應(yīng)合理利用樁基材料的固有強(qiáng)度，確保樁基礎(chǔ)可以均勻受力。

（五）優(yōu)化地下室結(jié)構(gòu)

進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從2個(gè)方面進(jìn)行：（1）應(yīng)在滿(mǎn)足房屋建筑使用要求的基礎(chǔ)上，合理降低地下室的層高，不僅可以有效降低房屋建筑施工中鋼筋、混凝土等材料的使用量，還可以減少施工過(guò)程中土方的挖掘量，進(jìn)而減少維護(hù)、維修等費(fèi)用的支出;（2）因?yàn)榈叵率医Y(jié)構(gòu)受到的地下水的浮力以及土壓力較大，需要使用大量的鋼筋，所以，設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際受力狀態(tài)進(jìn)行全面、細(xì)致的分析。在確保其能夠滿(mǎn)足規(guī)范計(jì)算的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)分段配筋，一般情況下，受力比較大的位置需要進(jìn)行局部加強(qiáng)。

（六）優(yōu)化室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，必須保證房屋建筑本身以及室內(nèi)結(jié)構(gòu)的合理性和美觀(guān)性。在這個(gè)過(guò)程中，務(wù)必確保剪力墻、結(jié)構(gòu)柱與建筑平面可以保持一致性，在確保結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，盡可能地減小剪力墻與結(jié)構(gòu)柱的截面尺寸。布置結(jié)構(gòu)梁時(shí)，應(yīng)盡量與建筑墻體保持同一寬度，如果結(jié)構(gòu)梁寬于建筑墻，應(yīng)將結(jié)構(gòu)向次要的空間內(nèi)偏移，如衛(wèi)生間、廚房等。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著人們對(duì)生活環(huán)境要求的提高，建筑開(kāi)發(fā)商出于利益的考慮，積極在房屋建筑結(jié)構(gòu)中進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化處理。對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以提高居住環(huán)境的舒適度和美觀(guān)性。建筑設(shè)計(jì)人員可以完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，優(yōu)化建筑物的主體部分，提高建筑物的美觀(guān)性和實(shí)用性，為人們的生活提供更多便利。

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