建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

侯裕震

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法作為確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量科學(xué)合理的重要手段，理應(yīng)得到設(shè)計(jì)人員的高度重視。針對于此，主要立足于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化內(nèi)容，重點(diǎn)針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問題進(jìn)行研究與分析，以期可以給同行業(yè)人員提供一定的借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化方法;應(yīng)用研究;

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量效果往往可以視為衡量建筑工程使用壽命以及運(yùn)行質(zhì)量的重要指標(biāo)因素。結(jié)合近些年的發(fā)展情況來看，隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，行業(yè)內(nèi)部對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題予以了高度重視。要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法對內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行合理優(yōu)化與分析，避免出現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)問題。目前，為進(jìn)一步加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用力度，要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)該準(zhǔn)確立足于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化原則及理念要求，從多個方面針對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，以確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)得以順利達(dá)成。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化內(nèi)容的相關(guān)研究

1.1 基本內(nèi)涵

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化涉及到的內(nèi)容較多，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員針對房屋外觀以及功能等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理設(shè)計(jì)。其中重點(diǎn)針對結(jié)構(gòu)主體存在的弊端問題進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與優(yōu)化，以確保工程整體運(yùn)行安全。結(jié)合當(dāng)前設(shè)計(jì)情況來看，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)難以滿足當(dāng)前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中。

要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)該利用現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程，以確保房屋建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量得以達(dá)標(biāo)。根據(jù)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)反饋情況來看，所謂的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化可以理解為設(shè)計(jì)人員按照科學(xué)合理的設(shè)計(jì)原則，重點(diǎn)從房屋頂部、外圍以及細(xì)節(jié)等位置部分實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程。在此基礎(chǔ)上，針對布局設(shè)置以及受力研究等問題進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理設(shè)計(jì)，以確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn)。

1.2 設(shè)計(jì)優(yōu)化要求

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作明確要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從房屋整體結(jié)構(gòu)的安全性能與可靠性能方面進(jìn)行合理考慮。也就是說，盡量在滿足建筑外觀美觀性的同時，保障建筑主體結(jié)構(gòu)安全。結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)理論來看，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)比較側(cè)重于建筑工程整體與分層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分。其中，對于建筑整體設(shè)計(jì)工作而言，設(shè)計(jì)人員需要立足于平面結(jié)構(gòu)情況，按照規(guī)則性與對稱性原則要求，確保各層級結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果滿足規(guī)范要求。為進(jìn)一步確保建筑整體設(shè)計(jì)效果得以達(dá)到預(yù)期，建議設(shè)計(jì)人員可以堅(jiān)持按照建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法構(gòu)建合理的模型體系。需要注意的是，在變量問題的確定上，可以按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)確定目標(biāo)函數(shù)以及羅列約束條件等內(nèi)容。

1.3 設(shè)計(jì)優(yōu)化原則

關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化原則問題的研究與分析，我們基本上可以從優(yōu)劣互補(bǔ)原則以及分清主次原則方面進(jìn)行踐行應(yīng)用。其中，在優(yōu)劣互補(bǔ)原則的應(yīng)用方面，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照優(yōu)劣互補(bǔ)方式，重點(diǎn)針對建筑主體結(jié)構(gòu)的承載力問題進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，以防止變形問題出現(xiàn)。在分清主次原則的應(yīng)用方面，設(shè)計(jì)人員可以立足于各主體的協(xié)調(diào)運(yùn)行效果，進(jìn)行合理優(yōu)化與設(shè)計(jì)。需要注意的是，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該針對主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題進(jìn)行明確把握與分析，以確保結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)作效果得以達(dá)到預(yù)期。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究分析

2.1 前期設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)位置

對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作而言，在前期設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格按照建筑結(jié)構(gòu)，優(yōu)化方法以及相關(guān)原則實(shí)現(xiàn)規(guī)范化設(shè)計(jì)過程。其中重點(diǎn)加強(qiáng)對基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)力度，如樁基礎(chǔ)等。一般來說，樁基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)形式上主要以灌注樁與預(yù)制樁兩種形式為主。其中，對于灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，建議設(shè)計(jì)人員可以在裝基礎(chǔ)優(yōu)化過程中利用預(yù)制樁施工方法，減少施工程序以及隱患問題。

2.2 主體上部結(jié)構(gòu)

房屋建筑結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作作為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系的重要內(nèi)容，要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)該針對剪力墻結(jié)構(gòu)位置進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化。條件允許的情況下，設(shè)計(jì)人員可以針對剪力墻結(jié)構(gòu)位置進(jìn)行優(yōu)化處理。如利用大開間設(shè)計(jì)方法加強(qiáng)墻肢長度，進(jìn)一步減少混凝土使用量。但是需要注意的是，如果房屋建筑存在局限問題，就無法利用上述方法進(jìn)行實(shí)踐操作。最好可以立足于房屋建筑結(jié)構(gòu)整體表現(xiàn)形式，選擇合適的方法進(jìn)行優(yōu)化處理。

2.3 局部位置

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)該站立在整體角度上對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該按照從局部到整體的設(shè)計(jì)原則，深化落實(shí)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容。結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來看，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該先從局部被指的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面入手，可以從電氣設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)以及精細(xì)化設(shè)計(jì)方面進(jìn)行準(zhǔn)確貫徹與落實(shí)。

需要注意的是，在電氣設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，設(shè)計(jì)人員可以從線路鋪設(shè)方面進(jìn)行全方位優(yōu)化處理。在整體安全考慮方面，可適當(dāng)針對各個結(jié)構(gòu)的牢固性程度進(jìn)行有效處理。如可以增設(shè)安全保護(hù)措施，加強(qiáng)各個結(jié)構(gòu)的牢固性程度。在精細(xì)化設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員可以立足于多個細(xì)節(jié)層次進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理設(shè)計(jì)。如可適當(dāng)增強(qiáng)懸挑梁梁高選用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，以確保細(xì)節(jié)位置牢固程度。

2.4 抗震結(jié)構(gòu)

抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)基本上可以視為確保房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性能良好的重要手段。一般來說，如果房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性能表現(xiàn)不過關(guān)，就會對房屋建筑結(jié)構(gòu)整體使用質(zhì)量造成不利影響。針對于此，在實(shí)行抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作時，設(shè)計(jì)人員可以按照該區(qū)域地震發(fā)生頻率以及等級要求，落實(shí)相關(guān)的優(yōu)化處理工作。如設(shè)計(jì)人員可以利用準(zhǔn)測法針對房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及尺寸問題進(jìn)行優(yōu)化處理，或者可以根據(jù)結(jié)構(gòu)截面大小表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對荷載數(shù)值的分析過程。

除此之外，設(shè)計(jì)人員可以立足結(jié)構(gòu)整體抗傾覆驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)，對房屋主體結(jié)構(gòu)運(yùn)行情況進(jìn)行全方位研究與分析。一般來說，結(jié)構(gòu)整體抗傾覆基本上可以視為衡量結(jié)構(gòu)主體安全與否的重要指標(biāo)因素。如下圖所示，某工程地震零應(yīng)力區(qū)數(shù)值超過限制數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，可能會對主體結(jié)構(gòu)運(yùn)行安全造成不利影響。為及時規(guī)避安全隱患問題出現(xiàn)，建議結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以利用加底盤或者基礎(chǔ)外伸寬度的方法進(jìn)行有效解決。

結(jié)論

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量效果基本上可以視為衡量房屋建筑工程整體質(zhì)量的重要因素。要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)該承擔(dān)起自身的主體責(zé)任，重點(diǎn)針對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作涉及到的要點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行合理貫徹與落實(shí)。其中，重點(diǎn)加強(qiáng)對基礎(chǔ)部分以及局部優(yōu)化等位置的設(shè)計(jì)力度，以確保房屋各個主體結(jié)構(gòu)與整體之間得以保持良好的協(xié)調(diào)運(yùn)作關(guān)系。

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