房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化研究

羅文雅

(廣州博廈建筑設(shè)計研究院有限公司湘中分公司 湖南 邵陽 422000)

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化概念

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計是運用建筑學(xué)等相關(guān)的知識設(shè)計出合理的建筑結(jié)構(gòu)，滿足設(shè)計目標(biāo)和居住的要求，同時發(fā)揮建筑物的功能價值，這一結(jié)構(gòu)設(shè)計需要達到基本的抗溫度變化、遮擋風(fēng)雨，還要結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)搭配，外形具有基礎(chǔ)的美感效果。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，則是實際設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)過程中對設(shè)計理念進行創(chuàng)新，采用最佳的方式篩選出先進、科學(xué)的設(shè)計方案，使建筑結(jié)構(gòu)能夠在各個方面達到最有利的效果[1]。但要達到理想的優(yōu)化效果并不容易，其涉及到建筑結(jié)構(gòu)的各個部分，同時還需要在整個結(jié)構(gòu)上考慮，使得這兩部分都能夠達到標(biāo)準(zhǔn)，讓房屋建筑結(jié)構(gòu)的功能得到完善。從內(nèi)容上來說，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化包括了房屋外圍、房屋頂部、房屋細節(jié)結(jié)構(gòu)三大部分，并在大的部分上細分有受力研究、布局設(shè)置、價格衡量等要素。所以設(shè)計者必須具備較高的專業(yè)素質(zhì)，大膽創(chuàng)新，緊密結(jié)合建筑工程的真實狀況，以通過優(yōu)化實現(xiàn)房屋建筑的多元需求。

2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的重要性

2.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的意義

城市化進程加快，而我國用地更加緊張，為滿足現(xiàn)實要求，高層建筑越來越多，不斷地推動建筑行業(yè)快速發(fā)展。在其建設(shè)過程中，當(dāng)房屋結(jié)構(gòu)達到了質(zhì)量和功能需求時，對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計則可以發(fā)揮現(xiàn)實意義，科學(xué)的設(shè)計方案將會減少工程造價成本，增強建筑的美觀性，使得房屋建筑獲取更大經(jīng)濟效益。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計往往采用綜合性分析理論，融入了藝術(shù)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)以及審美學(xué)等多種科學(xué)知識，在這種結(jié)構(gòu)設(shè)計理念下，建筑使用性能得到拓展，整個結(jié)構(gòu)設(shè)計更加經(jīng)濟、合理且穩(wěn)定。相比于傳統(tǒng)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化后的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可以合理配置資源，提高能源和資源的節(jié)約利用效果，最大化利用房屋建筑空間，使得成本費用降低10%～20%。

2.2 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的注意事項

房屋建筑本身具有復(fù)雜性，對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，必須要特別重視關(guān)鍵事項，分析施工項目間的關(guān)系，并統(tǒng)籌不同層次的施工，因其具有特殊性，需要在整體上進行優(yōu)化，既要確保建筑結(jié)構(gòu)安全的同時，也要達到質(zhì)量、美觀、環(huán)保、經(jīng)濟等相關(guān)指標(biāo)。具體對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，首先要注意遵循安全性原則，以建筑工程可靠性、安全性為基礎(chǔ)條件，合理控制工程施工進度，以此為居住者提供安全保障；其次，在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對建筑工程施工技術(shù)、施工材料進行優(yōu)化，保障房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量達到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。很多建筑企業(yè)在優(yōu)化中過于強調(diào)成本節(jié)約目的，采用減少材料使用量、不應(yīng)用新型技術(shù)等手段，使得建筑成本控制在不合理的范圍，盡管短期會獲取一定利益，但會嚴重阻礙建筑企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。

3 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略

3.1 構(gòu)建科學(xué)的房屋建筑設(shè)計模型

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模型是極其重要的問題，所以要綜合分析，由專業(yè)人員來完成。首先，要針對房屋建筑實際情況選擇科學(xué)的變量。通常來說，設(shè)計人員分析建筑設(shè)計方案后會全方位的認識，在這一基礎(chǔ)上同時考慮其他相關(guān)因素的影響。其中存在一些關(guān)鍵性的工程參數(shù)，設(shè)計者要將其作為重要的依據(jù)。這要求合理選擇，將房屋工程建設(shè)中的參數(shù)作為一種參考，從而確定合理的數(shù)據(jù)目標(biāo)，使得建筑結(jié)構(gòu)中的偏差保持在最小范圍內(nèi)[3]。其次，合理選擇建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計函數(shù)，在保障房屋建筑結(jié)構(gòu)達到實用和安全的前提下，通過函數(shù)的選擇來控制房屋建筑成本，以減輕建筑工程企業(yè)的負擔(dān)。最后，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者要充分考慮建筑施工的條件，詳細了解房屋建筑整體的結(jié)構(gòu)體系、房屋構(gòu)建的尺寸，在整體上保證房屋建筑的穩(wěn)固性。綜合而言，科學(xué)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計模式需要明確使用目標(biāo)，與施工條件相結(jié)合，探索與設(shè)計有關(guān)的各個因素，從而按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)展開設(shè)計，解決存在的各項難題，優(yōu)化形成最終的設(shè)計方案。

3.2 選擇最佳的房屋建筑計算模式

一項房屋建筑工程往往會涉及多種內(nèi)容，建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)計中會牽涉各種計算程序，要對其進行優(yōu)化，需要計算處理各種建造數(shù)據(jù)。所以，房屋建筑設(shè)計者需要在數(shù)據(jù)計算過程中對結(jié)果進行優(yōu)化，分析不附加約束條件的問題。首先，在設(shè)計優(yōu)化過程中，要明確建筑結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和特征，不同種類的建筑結(jié)構(gòu)往往要采用差異化的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方法；其次，各個房屋建筑計算模式在有缺點上并不相同，所以要考慮房屋建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)的實際要求，最終確定可靠、優(yōu)質(zhì)的計算模式，降低建筑工程設(shè)計成本。以此提升設(shè)計的實用性，使得工程程序得到優(yōu)化，讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)應(yīng)用的效益

3.3 對房屋建筑外形和截面進行優(yōu)化

建筑行業(yè)隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步逐步有了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，這也促使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，既實現(xiàn)安全、質(zhì)量等基礎(chǔ)性要求，同時要滿足大眾對建筑的多元化需求，在視覺和審美上提高價值。即注重對建筑外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化，同時調(diào)整內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和形狀，在建筑整體結(jié)構(gòu)上達到更優(yōu)質(zhì)的表現(xiàn)，促使房屋建筑結(jié)構(gòu)發(fā)揮更大價值；在實際優(yōu)化設(shè)計中要以建筑物現(xiàn)實情況為基礎(chǔ)，明確具體的標(biāo)準(zhǔn)要求，在確定初步設(shè)計方案后再與各個方面的因素結(jié)合，借助建筑結(jié)構(gòu)外形優(yōu)化設(shè)計方法對其進行修改。要注意的是，外形結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中需要遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)，比如稈系外形結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不能忽視建筑物結(jié)構(gòu)的節(jié)點坐標(biāo)，使其作為設(shè)計優(yōu)化的關(guān)鍵因素，從而保證優(yōu)化設(shè)計后的建筑外形結(jié)構(gòu)能夠全面符合客觀要求。除此之外，細節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計影響建筑的穩(wěn)定性和安全性，這需要設(shè)計者準(zhǔn)確運算截面數(shù)據(jù)，保證截面的穩(wěn)定性，使其設(shè)計達到相應(yīng)的指標(biāo)，從而延長建筑使用壽命。

4 結(jié)語

房屋建筑設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是采用最佳設(shè)計理念，對建筑結(jié)構(gòu)各個部分進行優(yōu)化設(shè)計，以發(fā)揮最佳的功能，這不僅可以合理分配資源，控制造價成本，同時可以讓房屋價值得到拓展，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益以及環(huán)境效益。但房屋建筑結(jié)構(gòu)本身復(fù)雜，必須要滿足基礎(chǔ)的指標(biāo)，要對其設(shè)計進行優(yōu)化，須遵循結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全的原則，進而才能探索新的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案。在這一過程中需要完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計模型，選擇合理的計算方式，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)外形和截面，綜合分基礎(chǔ)上形成創(chuàng)新且科學(xué)的房屋結(jié)構(gòu)分布方法，提升我國房屋結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代化發(fā)展水平。