房屋建筑結(jié)構設計中優(yōu)化技術應用探討

莧牧

摘 要：進入新時期后，建筑設計的整體水平已經(jīng)得到了提高，而居民也并非單純關注最基本的建筑物性能，而是更多關注了建筑物具備的安全性及美觀度。針對不同種類的房屋建筑，建筑設計模式也體現(xiàn)出差異性。具體在涉及到全方位的結(jié)構設計時，作為設計人員應當能夠更多側(cè)重于優(yōu)化設計，同時也要密切結(jié)合整個建筑物所處的地形與其他特征選擇合適的優(yōu)化設計措施。

關鍵詞：房屋建筑結(jié)構設計;優(yōu)化技術;應用

一、房屋結(jié)構設計中優(yōu)化技術的應用意義

我國經(jīng)濟水平在逐年增長，人們的生活水平也隨之得到了提升，人們對于房屋結(jié)構的設計與構造要求也有所提升，除了要求房屋建筑結(jié)構要滿足人們的基本生活需求之外，還要能夠滿足房屋的安全性能需求。因此在進行房屋建筑的建造時，首先要對房屋建筑結(jié)構進行優(yōu)化設計，運用相關的優(yōu)化技術提升房屋建筑結(jié)構的各項性能，確保房屋建筑的質(zhì)量符合人們的居住需求。近幾年來，我國國家權威機構對房屋建筑結(jié)構設計優(yōu)化技術的使用情況進行了調(diào)查統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)，在采用該技術之后的房屋建筑企業(yè)，他們在建造房屋建筑時，節(jié)約了大概1/3的經(jīng)濟成本，很多的房屋建筑企業(yè)他們將節(jié)約下來的這一部分經(jīng)濟成本投入到該項技術的研發(fā)和使用過程中，為房屋建筑企業(yè)在市場上爭得了一席之地。房屋建筑結(jié)構設計中優(yōu)化技術的使用，為房屋建筑企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟收益的同時，也為房屋建筑企業(yè)帶來了方闊的發(fā)展空間。隨著人們生活水平的不斷提升，人們對于建筑性能方面的要求也越來越高，傳統(tǒng)的房屋建筑結(jié)構設計方式已經(jīng)無法適應社會發(fā)展的需求了，需要在房屋建筑結(jié)構設計過程中計入優(yōu)化技術的使用，提高房屋建筑材料的科學配置與合理使用，以及加強相關的基礎設施構造，提高使用者的居住體驗。

二、建筑結(jié)構設計的優(yōu)化方法

（一）組建數(shù)學模型

數(shù)學模型的組建應基于建筑的預設數(shù)據(jù)資料，通過組建數(shù)學模型來分析建筑預設數(shù)據(jù)是否合理準確，繼而得出結(jié)構是否合理與科學，一旦出現(xiàn)任何問題，將對建筑預設數(shù)據(jù)進行合理的調(diào)整，直至符合要求。

（二）確保建筑結(jié)構的質(zhì)量與安全

建筑結(jié)構設計的優(yōu)化應在以保障建筑結(jié)構質(zhì)量與安全的前提下進行。建筑結(jié)構是否合理將直接影響到建筑的質(zhì)量和安全，因此，在設計優(yōu)化過程中應盡可能減少剛度中心和質(zhì)量中心的偏差，以避免建筑在水平力作用下發(fā)生較大的扭轉(zhuǎn)形變。此外，建筑結(jié)構應盡可能的保證平面上的對稱，且垂直方向的支撐結(jié)構的重心不允許出現(xiàn)偏差。

（三）結(jié)構數(shù)據(jù)分析

經(jīng)數(shù)學模型確立后，應合理運用算法和迭代控制方法來分析建筑結(jié)構的理論數(shù)據(jù)，以解決數(shù)學模型中存在的問題。此外，針對第二步驟中的建筑結(jié)構質(zhì)量與安全問題，經(jīng)部分數(shù)據(jù)分析后其存在問題的解決難度可能會加大，為此，必須嚴格要求設計人員采用最全面，最科學的優(yōu)化算法，以避免后期出現(xiàn)問題。

三、在房屋建筑結(jié)構優(yōu)化設計中使用優(yōu)化技術的措施

（一）建筑概念設計優(yōu)化技術

房屋建筑結(jié)構布置的過程中，每個設計師的建設設計的理念都不盡相同，在進行房屋建設的設計時要進行設計理念的更新工作。在其設計的過程中要從多角度的方面進行出發(fā)，在建筑材料、建筑標準和其他的設施參數(shù)的設計的基礎上進行綜合性的考慮的工作。房屋建筑結(jié)構的優(yōu)化設計的工作是為了達到房屋項目開發(fā)商和房屋使用者的綜合利益的提升的工作，在設計的過程中也可以計算機技術的綜合應用的工作，使其在綜合性的設計中進行性能的優(yōu)化。

（二）房屋建筑安全結(jié)構設計

安全性問題是各行各業(yè)的發(fā)展的首要要求，作為與人們的生產(chǎn)、生活息息相關的房屋建造結(jié)構設計的過程中更是如此，在目前的房屋建造結(jié)構設計中最為重要的就是安全性問題，這與房屋建造結(jié)構設計的質(zhì)量和使用的壽命息息相關。一方面，在進行房屋建造結(jié)構設計的過程中，會受到外界因素的影響，在減震、防水的方面要進行相關的工作，因此在進行施工的過程中應該注重施工之前的實地的勘察工作，有助于在施工的過程中進行安全穩(wěn)定性更好地施工方案的確定工作。另一方面，在房屋建造結(jié)構設計的過程中，建筑物自身的穩(wěn)定性和安全性就存在了一定的缺陷，因為在進行建筑設計的過程中，不僅僅要在建筑物的美觀性、使用上進行考慮，安全穩(wěn)定的相關的工作也是不能忽略的。房屋的安全性除了在面對著自然災害的方面的不可抗力因素的安全性處理的過程，面對著暴雨、地震等自然災害的侵襲要在自然結(jié)構上有著一定的抵抗的能力。另外對于人為的承重等方面的優(yōu)化的設計中，也要充分的考慮使用過程中所面臨的不安全的因素，使得在房屋的使用的過程中保證著安全性能。在進行設計和安全材料的使用的過程中要做好監(jiān)督和管理的工作，使其在工作中發(fā)揮更好的作用。

（三）優(yōu)化建筑主體

建筑主體是決定房屋質(zhì)量和安全的主要因素。針對房屋上部的結(jié)構設計應在建立模型的基礎上開展優(yōu)化設計，其步驟為剪力墻的設置。在保證剪力墻整體質(zhì)量均勻的基礎上，將剛度中心與結(jié)構中心重合，盡可能的提高建筑物的抗震能力和抗風能力。在條件允許的情況下，可采用延長剪力墻長度的方式來減少剪力墻的數(shù)量，從而有效提高剪力墻的穩(wěn)定性并減少混凝土的使用量。鋼材暗柱是剪力墻建設中的主要材料，剪力墻設計得越大，其相應的鋼筋使用量將會有所減少，從而降低建設成本。

（四）優(yōu)化排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)應盡可能的避免承受較大的荷載力和荷載強度，為此，應將其建在地下室的房間內(nèi)，根據(jù)國家相關標準要求設計，對管道的預留尺寸和深度進行設計，并加固樓板經(jīng)鉆孔的位置。此外，還應合理考慮水平走向管線的設計，盡可能的避免出現(xiàn)穿過承重墻和承重柱的情況。

（五）優(yōu)化房屋建筑結(jié)構中的地下室設計

目前很多高層房屋建筑都擁有地下室，而地下室的結(jié)構設計也是對建筑結(jié)構設計方案進行技術優(yōu)化的主要環(huán)節(jié)之一。在應用優(yōu)化技術設計建筑的地下室結(jié)構時，應嚴格遵守結(jié)構設計規(guī)范，對地下室層高進行合理的控制，從而達到降低土方工程量，節(jié)約鋼筋混凝土等資源，減少施工以及后期維護管理成本的目的。在進行地下室結(jié)構設計時，設計人員還要充分了解施工區(qū)域的水文地質(zhì)條件，并準確計算分析地下室的浮力作用，從而合理進行底板配筋以及抗拔樁的設置。當?shù)叵滤哂休^大浮力，且土體壓力較大時，設計人員應相應的增加底板和側(cè)墻結(jié)構的配筋量。在配筋設計中應采用分段設置的方式，并根據(jù)受力的實際情況來設置通長筋，優(yōu)化地下水結(jié)構的配筋率設計。

四、結(jié)語

綜上所述，房屋建筑結(jié)構的優(yōu)化設計的工作是在房屋建造的過程中十分重要的一項工作，在平衡用戶的需求和開發(fā)商的經(jīng)濟的利益的方面發(fā)揮著重要的作用。在實際的工作的過程中要進行結(jié)構的優(yōu)化和設計人員的工作能力的提升，以使得建筑結(jié)構的科學性進行更好地提升。在優(yōu)化技術的科學使用上，可以降低投入的成本，使得在建筑材料使用中節(jié)約成本提升安全的質(zhì)量。

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