房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

張文濤

（山西華鼎建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西太原 030000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市建筑需求激增，同時(shí)伴隨人們物質(zhì)生活水平提高，對(duì)房屋的要求不再停留于“可以住”，而是更加全面考慮到房屋的舒適性、交通是否便利、房屋周邊設(shè)施是否齊全，如學(xué)校、醫(yī)院等等，甚至?xí)紤]到房屋是否會(huì)升值等多個(gè)方面。種種情況導(dǎo)致目前的建筑設(shè)計(jì)公司壓力也越來越大，需要設(shè)計(jì)公司做出建設(shè)性的改變，緊跟時(shí)代浪潮以迎合大眾的需求，才能在這個(gè)高速發(fā)展的社會(huì)環(huán)境中為建筑行業(yè)做出貢獻(xiàn)。

建筑工程的質(zhì)量問題是整個(gè)項(xiàng)目工程的重中之重，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在保障建筑工程質(zhì)量安全的前提下，對(duì)設(shè)計(jì)師的專業(yè)技能要求也十分嚴(yán)格。因此在保證房屋建筑舒適、合理、經(jīng)濟(jì)的前提下，對(duì)房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅可以嚴(yán)格保障房屋建筑的質(zhì)量安全問題，同時(shí)可以一定程度上節(jié)約成本。結(jié)合相關(guān)經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的房屋建筑數(shù)據(jù)可知，加強(qiáng)房屋的建筑結(jié)構(gòu)可以有效降低項(xiàng)目成本，同時(shí)可以大大增強(qiáng)房屋的功能性，使業(yè)主擁有舒適、安全并且功能性強(qiáng)的房屋。

因此我國(guó)目前的建筑設(shè)計(jì)師和業(yè)主不應(yīng)只關(guān)注房屋的美觀程度，在保證房屋質(zhì)量安全的前提下對(duì)房屋進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可以達(dá)到節(jié)約成本增強(qiáng)房屋使用性的目的，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看可以有效推進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)涵義及其優(yōu)化重要性

1.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涵義

當(dāng)今國(guó)內(nèi)的建筑環(huán)境十分復(fù)雜，在房屋建筑施工之前，應(yīng)當(dāng)萬分注意房屋初期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所謂房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是指相關(guān)專業(yè)人員最大限度利用自身的專業(yè)知識(shí)技按照業(yè)主的房屋需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到多方因素以保障設(shè)計(jì)方案可以順利實(shí)施，進(jìn)而在保障房屋建筑安全質(zhì)量的前提下滿足業(yè)主對(duì)房屋的需求[1]。

1.2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化特點(diǎn)

1.2.1 貼合實(shí)際項(xiàng)目工程

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化自然要從房屋實(shí)際建筑情況出發(fā)，設(shè)計(jì)師針對(duì)不同的房屋結(jié)構(gòu)及特殊情況針對(duì)性地提出優(yōu)化方案，科學(xué)地進(jìn)行房屋建筑優(yōu)化。此外，哪怕是相同的建筑結(jié)構(gòu)，因不同業(yè)主的需求、不同的建筑環(huán)境等都有可能產(chǎn)生相背離的優(yōu)化方案。

1.2.2 施工前期參與工程

對(duì)于房屋建筑設(shè)計(jì)，每一位設(shè)計(jì)師都有自己的風(fēng)格，這也是他們的招牌所在。有的設(shè)計(jì)師習(xí)慣設(shè)計(jì)好施工圖紙后進(jìn)行優(yōu)化，但是由于缺乏前期對(duì)工程的了解，無法起到一定的優(yōu)化作用，同時(shí)會(huì)本著“圖紙已經(jīng)做好，應(yīng)當(dāng)安全為上”的原則，會(huì)出現(xiàn)部分無用設(shè)計(jì)，導(dǎo)致材料正本增加的情況；有的設(shè)計(jì)師則習(xí)慣在初期就緊跟項(xiàng)目，了解其中的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以有效避免不必要的鋪張浪費(fèi)，而且能夠結(jié)合施工方案及時(shí)改進(jìn)自己的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，最大限度節(jié)約人力物力資源，避免重復(fù)勞動(dòng)的出現(xiàn)。

1.2.3 對(duì)設(shè)計(jì)師的建筑美學(xué)要求高

在當(dāng)今的社會(huì)環(huán)境下，業(yè)主對(duì)于建筑的美觀要求日益增長(zhǎng)，這就需要設(shè)計(jì)師不斷學(xué)習(xí)，提高自身的建筑美學(xué)素養(yǎng)以求在眾多設(shè)計(jì)師中脫穎而出。同時(shí)設(shè)計(jì)師在定下初期設(shè)計(jì)方案時(shí)就應(yīng)當(dāng)將最終結(jié)果案例展示給業(yè)主觀看，站在業(yè)主的角度思考問題，給業(yè)主呈現(xiàn)一個(gè)完美的家[2]。

1.3 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性

目前隨著我國(guó)不斷深化可持續(xù)發(fā)展的理念，房屋建筑行業(yè)也在不斷進(jìn)步。因此在進(jìn)行房屋設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)全面考慮問題，并且在房屋建筑完成之后也應(yīng)當(dāng)全方位地考慮各種因素加以改進(jìn)，使房屋保證安全質(zhì)量的前提下，達(dá)到業(yè)主美觀、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的要求。而業(yè)主的這些要求均可以通過優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的形式實(shí)現(xiàn)，因此可以看出房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化在當(dāng)今建筑行業(yè)中十分重要。同時(shí)隨著人們生活水平提高，對(duì)于房屋的需求也逐漸增長(zhǎng)，如質(zhì)量、規(guī)模等等，因此應(yīng)當(dāng)科學(xué)化地對(duì)房屋進(jìn)行建筑優(yōu)化，達(dá)到節(jié)約資源及符合業(yè)主需求的目的。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1 優(yōu)化技術(shù)在建筑安全方面的應(yīng)用

降低在使用過程中發(fā)生問題的概率。其中要點(diǎn)分為兩方面：

（1）為了順利保障建筑優(yōu)化工作的順利開展，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員充分考慮建筑施工過程中可能會(huì)遇到的各種不確定性因素，以保證最終建筑的安全質(zhì)量問題。同時(shí)對(duì)于各種突發(fā)情況，如火災(zāi)、地震等情況，應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑使用人群數(shù)量及消防通道的寬窄等問題，確保發(fā)生火災(zāi)、地震時(shí)最大限度減少人員傷亡。

（2）為了確保建筑安全性能，需要優(yōu)化技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)建筑的墻體進(jìn)行專業(yè)的安全性能分析，并針對(duì)大風(fēng)、雷電、暴雨等情況做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施[3]。

2.2 優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面的應(yīng)用

為了確保房屋建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，延長(zhǎng)房屋使用壽命，在對(duì)房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作時(shí)應(yīng)當(dāng)格外重視。那么房屋建筑優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定方面的應(yīng)用分為以下兩點(diǎn)：

（1）相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)工作時(shí)應(yīng)當(dāng)充分利用優(yōu)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，全方位考慮建筑的結(jié)構(gòu)問題、壽命問題等，并針對(duì)性地提出優(yōu)化方案，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。

（2）相關(guān)涉及人員應(yīng)當(dāng)充分分析建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定情況，并根據(jù)大風(fēng)、地震等自然災(zāi)害針對(duì)性地采取應(yīng)對(duì)措施，得到科學(xué)的房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，達(dá)到增強(qiáng)房屋建筑安全性、耐久性及美觀性的要求。

2.3 優(yōu)化技術(shù)在建筑空間架構(gòu)上的應(yīng)用

優(yōu)化技術(shù)在建筑空間架構(gòu)上的合理應(yīng)用對(duì)整體優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)也有著重要意義，要點(diǎn)包括：

（1）設(shè)計(jì)師利用建筑架構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，分析建筑所在地的地質(zhì)情況，并因地制宜地做出科學(xué)性的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)針對(duì)不同地勢(shì)應(yīng)作出不同的設(shè)計(jì)方案，如設(shè)置一些臺(tái)階等等，使最終房屋建筑的空間結(jié)構(gòu)符合實(shí)際地理情況，同時(shí)也可以有效地節(jié)約優(yōu)化成本，增強(qiáng)房屋使用性[4]。

（2）為了確保房屋建筑的良好空間架構(gòu)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中設(shè)計(jì)師需要結(jié)合優(yōu)化技術(shù)對(duì)房屋建筑整體進(jìn)行分析，處理好空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化中可能出現(xiàn)的問題，確保房屋建筑的順利使用。

2.4 優(yōu)化技術(shù)在建筑細(xì)節(jié)及概念設(shè)計(jì)方向的應(yīng)用

在對(duì)建筑細(xì)節(jié)及概念設(shè)計(jì)反向進(jìn)行分析的過程中可以參考的數(shù)據(jù)較少，使設(shè)計(jì)難度增大，進(jìn)而會(huì)影響到整體房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的效果。對(duì)于這種情況，應(yīng)當(dāng)將優(yōu)化技術(shù)與建筑細(xì)節(jié)分析與概念設(shè)計(jì)相結(jié)合，可以使設(shè)計(jì)人員有效結(jié)合自身過往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及豐富的建筑理論知識(shí)，從而進(jìn)行科學(xué)化的房屋建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到提高建筑設(shè)計(jì)水平的目的。

2.5 優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)模型方面的應(yīng)用

優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)模型主要包含確定目標(biāo)數(shù)據(jù)及科學(xué)選擇設(shè)計(jì)變量等等，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)模型的目的在于從房屋建筑的實(shí)際施工情況出發(fā)，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)方案中的參數(shù)分析出最佳數(shù)據(jù)，最后結(jié)合房屋建筑施工的要求，進(jìn)而優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)模型。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

3.1 局部、整體的優(yōu)化

如今的房屋建筑要求和水平逐漸提高，具有層次性和復(fù)雜性。其中層次性包括設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、安裝三個(gè)方面，這三個(gè)方面所關(guān)聯(lián)的體系眾多，所以合理安排這些相關(guān)體系才能保證房屋建筑過程中材料選購(gòu)、結(jié)構(gòu)類型使用等方面不受影響，總結(jié)來說當(dāng)今房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中真正的意義在于對(duì)局部及整體的合理優(yōu)化。

3.2 重視項(xiàng)目初期規(guī)劃

設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在項(xiàng)目規(guī)劃初期時(shí)就參與其中，有利于房屋建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，通過對(duì)初期項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查分析，制定出一套科學(xué)的房屋建筑優(yōu)化方案，為房屋建筑施工打下良好的基礎(chǔ)。此外，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行房建筑方案優(yōu)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合過往施工經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)情況，根據(jù)實(shí)際需要針對(duì)性地做出不同的方案，并將其應(yīng)用到整體項(xiàng)目工程中，針對(duì)其中部分漏洞予以填補(bǔ)[5]。

3.3 優(yōu)化對(duì)樁基礎(chǔ)

灌注樁在房屋建筑施工中是十分不易掌握的一個(gè)因素，針對(duì)對(duì)樁基礎(chǔ)來說，選擇長(zhǎng)的預(yù)制樁可以有效減少對(duì)土地壓力及樁身的摩擦，同時(shí)優(yōu)化灌注樁的上部結(jié)構(gòu)建模，保證房屋建筑的剛層中心與其同樓層重心結(jié)合，減少外部原因?qū)Ψ课萁ㄖ挠绊憽?/p>

3.4 協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)應(yīng)當(dāng)首先確保房屋的建構(gòu)合理性及美觀性，保證房屋的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與平面架構(gòu)能夠緊密貼合。此外，設(shè)計(jì)人員在優(yōu)化墻體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)以保證房屋整體架構(gòu)使用功能一致為主，保證房間開間進(jìn)深統(tǒng)一，樓層之間的高度應(yīng)當(dāng)保持一致不應(yīng)有過大誤差。同時(shí)對(duì)樓梯設(shè)計(jì)一定要選擇高強(qiáng)度抗壓的建筑材料，因其材質(zhì)輕重量低的特性才會(huì)使樓梯應(yīng)力集中在拐角處，同時(shí)設(shè)計(jì)人員也要保證重心與鋼芯相互交合重疊，避免扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，房屋建筑優(yōu)化技術(shù)在如今的建筑行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，可以得到有效的房屋建筑優(yōu)化方案，作為后續(xù)施工科學(xué)的理論指導(dǎo)，并提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因此在未來展開針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的研究時(shí)，應(yīng)當(dāng)全方位考慮優(yōu)化基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，以此提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性、舒適性、美觀性。此外對(duì)房屋建筑優(yōu)化技術(shù)也應(yīng)大力推廣，盡可能地保證控制房屋建造中成本同時(shí)，最大限度滿足業(yè)主需求。