建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

任黽黽 方曉英

摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項綜合性較強的工作內(nèi)容，隨著建筑類型多元化的變化趨勢，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，也需要進行調(diào)整與改變，這對設(shè)計者的專業(yè)能力與創(chuàng)新能力有著較高的要求，設(shè)計時，需要結(jié)合建筑特征、建設(shè)環(huán)境以及業(yè)主需求為基點，進行科學(xué)的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法;應(yīng)用策略

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的必要性

目前，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得以廣泛應(yīng)用，為體現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的價值，應(yīng)準(zhǔn)確把握建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重點與步驟。設(shè)計人員需結(jié)合實際創(chuàng)建結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，根據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型組織調(diào)整工程設(shè)計，切實改善結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。同時，還應(yīng)高度重視結(jié)果分析，以結(jié)果分析的成果保障工程質(zhì)量，增大工程的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀

2.1 結(jié)構(gòu)選型科學(xué)性欠缺

房屋建筑的功能性固然重要，但也絕不能忽視其安全性。提升房屋建筑的安全水平，需要有關(guān)人員從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中著手，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。建筑工程的安全水平受到多個方面因素的影響，例如建筑結(jié)構(gòu)選型科學(xué)與否、使用材料是否符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求、建筑結(jié)構(gòu)的承載性是否符合標(biāo)準(zhǔn)，等等。然而現(xiàn)階段我國建筑行業(yè)存在明顯的基礎(chǔ)選型不合理的問題，房屋建筑承載性不能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，房屋建筑施工基礎(chǔ)差，后期建筑物發(fā)生不均勻沉降等等。這一系列問題隨之而來，最終引發(fā)嚴(yán)重的房屋建筑安全事故。

2.2 設(shè)計圖紙內(nèi)容不完善

資料圖紙的信息不清晰主要體現(xiàn)在這些方面，首先，圖紙資料的細(xì)節(jié)上存在問題，有關(guān)的信息說明不夠準(zhǔn)確和具體，具有含糊其辭的特點，這將會給施工工作產(chǎn)生不利影響。[1]比方說，測量部門不是統(tǒng)一的，數(shù)值的計算大大超過實際結(jié)果。其次，圖紙信息和實際的結(jié)構(gòu)情況不一樣，因為設(shè)計人員自身的問題，圖紙中的信息在設(shè)計的時候沒有將重要信息表達出來，或者是表達的信息不清晰和準(zhǔn)確。我們知道不精準(zhǔn)的圖紙信息將會影響施工工作的順利開展，還會加劇建設(shè)的經(jīng)費，從而出現(xiàn)一些安全問題，并產(chǎn)生不可預(yù)計的后果。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用要素

3.1 保證建材質(zhì)量

建材質(zhì)量決定著建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)固性，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作當(dāng)中，建材質(zhì)量的保證是前提要素，需要選擇優(yōu)質(zhì)材料，保證房屋建筑的各項性能。材料質(zhì)量會影響抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際質(zhì)量，通過保障建筑材料質(zhì)量的方式來提升抗震設(shè)計的水平。設(shè)計人員需要思考不同建筑材料對抗震性能造成的影響，通過全面考量方式制訂科學(xué)的抗震設(shè)計方案，確保通過建筑材料合理運用提高結(jié)構(gòu)強度的水平。重點分析不同類型建筑材料對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響，在分析建筑材料強度和剛度基礎(chǔ)上進行建筑材料的合理選擇，避免因為材料采購不科學(xué)導(dǎo)致的抗震設(shè)計效果較差的問題。這樣利于通過合理選擇建筑材料提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度，在明確抗震性能基礎(chǔ)上科學(xué)選擇施工材料，以此保障抗震設(shè)計能達到合理傳導(dǎo)和分散地震力的設(shè)計目標(biāo)。[2]

3.2 保證設(shè)計圖紙的完善性

圖紙的設(shè)計對于高層建筑工作來說有著重要意義，質(zhì)量較好的圖紙能夠幫助建筑企業(yè)順利開展施工工作，也可以在一定時間內(nèi)完成相應(yīng)工作，對施工工作的質(zhì)量有所保障。要做好圖紙的規(guī)范設(shè)計工作需要兩方合力，一方面，設(shè)計人員要走標(biāo)準(zhǔn)路徑來設(shè)計圖紙，比方說，對測量單位進行統(tǒng)一和規(guī)定，還要使用標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識方法。另一方面，一些施工部門務(wù)必做好圖紙設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和審核機制的優(yōu)化工作，及時檢查圖紙和內(nèi)容、追擊責(zé)任人，及時修改和完善，保證圖紙是清晰和準(zhǔn)確的。

3.3 滿足綠色發(fā)展要求

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計工作當(dāng)中，在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的基礎(chǔ)上，還需要滿足綠色發(fā)展要求，設(shè)計者要遵從節(jié)能指標(biāo)，在區(qū)域功能規(guī)劃過程中，需要強調(diào)綠色新能源的使用能力。[3]這樣可以有效避免建筑運營過程中的能源浪費，控制能源使用成本。同時，節(jié)能原則也要求設(shè)計師根據(jù)綠色建筑所處的環(huán)境，將環(huán)境元素融入到綠色建筑的設(shè)計工作中，實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計的最優(yōu)化，從而有效地將建筑與周圍環(huán)境聯(lián)系起來，避免環(huán)境污染問題的發(fā)生。

4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用策略

4.1 建筑結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作當(dāng)中，模型優(yōu)化設(shè)計是其中的關(guān)鍵設(shè)計環(huán)節(jié)，需要對變量、計算函數(shù)及約束條件進行合理選擇。在優(yōu)化階段可使設(shè)計師在設(shè)計工作開展中更加順利。與此同時，在開展模型優(yōu)化設(shè)計時，要對不同變量的選擇方法也應(yīng)加以重視。在不同變量的選擇、設(shè)置中，不僅要考慮房屋建筑本身，還需與當(dāng)?shù)貙嶋H情況結(jié)合，合理分析可能影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的因素，并用預(yù)定參數(shù)表示此類因素，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中進行表現(xiàn)。不管此類因素屬于多元因素還是單一因素，設(shè)計人員均應(yīng)重視，尤其是部分因素在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中發(fā)揮著決定性作用，一旦選擇不合理，對設(shè)計結(jié)果會造成嚴(yán)重影響。[4]

4.2 排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

在房屋建筑給排水系統(tǒng)施工時需要用到許多設(shè)備，也需要大型機械的參與，在施工時應(yīng)確保設(shè)備有足夠的能力承擔(dān)高強荷載，所以應(yīng)當(dāng)把水泵放置在地下室。排水系統(tǒng)設(shè)備的荷載能力強、荷載強度大，房屋結(jié)構(gòu)與功能越復(fù)雜，需要建造的排水系統(tǒng)就越復(fù)雜。給排水系統(tǒng)管道具有粗細(xì)程度不一致、長度多樣等特點，要求設(shè)計師應(yīng)在宏觀的角度進行設(shè)計，精確計算每個位置所需鋪設(shè)管道的尺寸和長度。除此之外，為確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，應(yīng)盡可能防止管線從梁柱之間穿過的現(xiàn)象發(fā)生，若管道必須穿過承重墻，應(yīng)結(jié)合實際情況開展對承重墻的加固計算，保證墻體的穩(wěn)定性。

4.3 基礎(chǔ)工程設(shè)計應(yīng)用

建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，地基是十分重要的承載結(jié)構(gòu)，完善的地基結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計一方面可全方位保障結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性，另一方面也可降低工程造價。建筑物基礎(chǔ)在工程建設(shè)中扮演著重要角色，地基和基礎(chǔ)是房屋建筑的底盤，只有底盤扎得穩(wěn)，方可維護整體建筑的安全性與穩(wěn)定性。房屋基礎(chǔ)工程的造價對建筑工程總造價影響顯著，加強基礎(chǔ)工程優(yōu)化設(shè)計，可改善建筑工程的整體效果，防止不必要損耗的產(chǎn)生，節(jié)約工程造價。

4.4 剪刀墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

良好的剪刀墻結(jié)構(gòu)，能夠大大提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少事故問題產(chǎn)生的可能，提升建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)對自然災(zāi)害的能力，為人們創(chuàng)造更加安全的居住環(huán)境和生活環(huán)境。科學(xué)設(shè)計剪刀墻結(jié)構(gòu)，需要設(shè)計人員做好剪刀墻重量的均勻分布，要確保建筑平面的剛度和房屋建筑各層的結(jié)構(gòu)重點能夠保持一致。設(shè)計人員需要關(guān)注剪刀墻的承重，關(guān)注剪刀墻水平方向的相關(guān)問題，綜合考慮剪刀墻的角度平衡的問題。[5]在進行施工建設(shè)的過程中，設(shè)計人員還要結(jié)合項目建設(shè)的實際情況，綜合分析剪刀墻的承受能力，科學(xué)計算相關(guān)數(shù)據(jù)，明確工程項目的實際需要，盡可能的提升剪刀墻結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性。

結(jié)束語

總體而言，為了能夠保證建筑工程質(zhì)量，滿足建筑基礎(chǔ)性能要求，就需要重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，加強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，讓建筑結(jié)構(gòu)更加合理。良好的建筑結(jié)構(gòu)不僅可以提升建筑的整體建設(shè)質(zhì)量，而且還能夠延長建筑的使用期限，對建筑工程有著至關(guān)重要的影響。

參考文獻：

[1]何子興.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2021（08）：78-79.

[2]高志峰.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2021，6（14）：217-218.

[3]占麗金.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].中華建設(shè)，2021（07）：104-105.

[4]申曉寶.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2020（19）：29-30+33.

[5]高超.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].居舍，2020（24）：118-119.

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