房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用分析

趙恒

（泰安市精致施工圖審查有限公司，山東泰安 271000）

隨著房屋建筑行業(yè)的快速發(fā)展，綠色建筑的設(shè)計(jì)理念逐漸成為行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，為了滿足人們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求在綠色建筑的發(fā)展模式下開始應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)又提出新的要求，不僅是要求建筑結(jié)構(gòu)的安全性和功能性，還要融合時(shí)代的發(fā)展元素。為了保障建筑結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量，節(jié)省施工成本，還需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，提高施工質(zhì)量和效率，推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常是依據(jù)不同的要求設(shè)計(jì)出來的方案，利用專業(yè)的力學(xué)知識(shí)對(duì)方案進(jìn)行分析，保證其穩(wěn)定性，承載力度和剛度都符合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求[1]。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案一般會(huì)利用一些設(shè)計(jì)變量和給定的參數(shù)來表示。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)就是在結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計(jì)方案，所有的設(shè)計(jì)內(nèi)容符合相關(guān)的規(guī)范要求。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是安全性高。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是在滿足建筑設(shè)計(jì)要求的情況下，對(duì)各種方案進(jìn)行反復(fù)的調(diào)整，最終達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化效果。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是可以提高建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省施工成本。優(yōu)化后的設(shè)計(jì)不僅安全性高，而且結(jié)構(gòu)性和功能性更強(qiáng)[2]。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是在要求規(guī)范下對(duì)各種資源的合理設(shè)計(jì)，有效地控制了成本投入。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)存在的問題

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題

房屋基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，因?yàn)殛P(guān)系整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用年限。由于很多的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)缺乏重視，導(dǎo)致對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)施缺乏了解，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中沒有實(shí)地考察施工現(xiàn)場(chǎng)，而是通過相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)信息來完成基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)，最終導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差，嚴(yán)重降低施工質(zhì)量[3]。

2.2 框架設(shè)計(jì)問題

框架設(shè)計(jì)是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，框架設(shè)計(jì)主要包括橫向和縱向設(shè)計(jì)兩種，設(shè)計(jì)人員往往出現(xiàn)的問題是在設(shè)計(jì)框架時(shí)只重視橫向框架的設(shè)計(jì)，對(duì)縱向框架的設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)不足，從而降低最終的框架設(shè)計(jì)承載力。框架結(jié)構(gòu)的水平不僅需要橫向承載力還需要縱向的承載力，兩者平衡才能保證承載力的強(qiáng)度。在實(shí)際的框架設(shè)計(jì)中，如果忽視了其中一方可能會(huì)降低整個(gè)框架結(jié)構(gòu)承載力，嚴(yán)重降低房屋建設(shè)質(zhì)量。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求分析

3.1 綠色環(huán)保要求

隨著綠色可持續(xù)發(fā)展理念的提出，在房屋建筑上也逐漸向綠色建筑方向邁進(jìn)。從房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，為了滿足綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，不斷進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)減少對(duì)施工資源的浪費(fèi)，提高材料的利用率，設(shè)計(jì)綠色房屋建筑結(jié)構(gòu)，滿足環(huán)保建筑要求。

3.2 經(jīng)濟(jì)性要求

隨著房屋建筑行業(yè)的發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。經(jīng)濟(jì)要素是競(jìng)爭(zhēng)中的關(guān)鍵要素，在新的房屋建筑發(fā)展情勢(shì)下，經(jīng)濟(jì)要素在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用越來越重要[4]。為了更好地發(fā)揮優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的價(jià)值，還需要結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)，最大限度發(fā)揮建筑工程的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.3 安全性要求

房屋建筑最重要的就是建筑質(zhì)量，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，安全問題一直以來是各個(gè)建筑行業(yè)備受重視的問題。為了保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性還需要在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)把安全性作為設(shè)計(jì)的前提條件，提高房屋建筑的整體建設(shè)質(zhì)量。

4 優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要作用

4.1 有利于建筑物用地面積的優(yōu)化

我國是人口大國，因此對(duì)房屋的需求量較高，隨著房屋建筑行業(yè)的發(fā)展，用地問題也逐漸突出。在保證土地面積不變的基礎(chǔ)上，建筑層數(shù)就會(huì)增加，這樣層數(shù)上的面積使用率就會(huì)降低[5]。為了擴(kuò)大建筑物的占地面積，還需要房屋建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)利用優(yōu)化技術(shù)不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，選擇合適的設(shè)計(jì)方案，保障房屋建筑的質(zhì)量。

4.2 有利于優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)備之間的關(guān)系

房屋建筑離不開各種設(shè)備的使用，設(shè)備是房屋的重要組成要素。隨著房屋建筑樓層的增加對(duì)各種排水管道和電力系統(tǒng)等設(shè)備的使用數(shù)量也會(huì)不斷上升，設(shè)備的增加會(huì)提高建筑成本，為了控制成本的投入，可以使用優(yōu)化技術(shù)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，不僅能節(jié)省更多的成本，還能優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)備之間的關(guān)系。

4.3 有利于優(yōu)化建筑層數(shù)之間的關(guān)系

很多建筑物普遍存在的問題是在一棟樓中各個(gè)樓層共同分?jǐn)偨ㄖ杀荆退闶菢菍拥臄?shù)目發(fā)生改變了，但屋頂?shù)某杀静粫?huì)改變，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的建設(shè)情況增加樓層數(shù)量，降低整體的成本投入[6]。應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，可以在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)樓層和各種成本進(jìn)行綜合的考慮設(shè)計(jì)，優(yōu)化建筑層數(shù)之間的關(guān)系，從而降低整體建筑的成本，提高房屋建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用

5.1 構(gòu)建科學(xué)的優(yōu)化模型

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)建筑質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量還需要構(gòu)建優(yōu)化模型，保證模型的科學(xué)性和合理性。構(gòu)建科學(xué)的優(yōu)化模型需要對(duì)整個(gè)施工環(huán)境進(jìn)行實(shí)地勘察，對(duì)比勘察結(jié)果與設(shè)計(jì)計(jì)劃，然后進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。在具體的分析過程中要綜合分析可能產(chǎn)生影響的因素，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供保障。另外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)還需要參考各種數(shù)據(jù)，以穩(wěn)定性和安全性作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心，保證設(shè)計(jì)方案的可靠性，為房屋建筑施工提供保障。

5.2 整體設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮各種因素，天氣、地形等。天氣因素會(huì)影響施工進(jìn)程，為此在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)可以增加防水設(shè)計(jì)，避免對(duì)整體的方案造成影響。另外，對(duì)可能造成影響的因素可以應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到優(yōu)化效果，保證房屋的建筑質(zhì)量。

5.3 優(yōu)化局部結(jié)構(gòu)性能

在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)還需要加強(qiáng)建筑整體的性能與局部性能，兩者之間是相互相成的，有著必然的關(guān)聯(lián)。在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中最重要的就是剪力墻的設(shè)計(jì)，主要是因?yàn)殛P(guān)系著整個(gè)施工的質(zhì)量，為了盡可能控制成本，在設(shè)計(jì)中要對(duì)建筑房屋的高度以及實(shí)際的建筑情況進(jìn)行全面考慮，保證剪力墻的設(shè)計(jì)高度[7]。只有優(yōu)化局部結(jié)構(gòu)的性能，才能最大限度保障整體建筑質(zhì)量。

5.4 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中離不開先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量還需要應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)。優(yōu)化技術(shù)可以對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的分析并提出改進(jìn)方案，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以準(zhǔn)確計(jì)算各種參數(shù)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化可以對(duì)設(shè)計(jì)中的不足之處進(jìn)行調(diào)整，保證設(shè)計(jì)方案的合理性和準(zhǔn)確性。

5.5 基坑施工技術(shù)的優(yōu)化

基坑施工技術(shù)在房屋建筑中的作用非常大，重視基坑施工技術(shù)的應(yīng)用可以保障建筑的施工質(zhì)量[8]。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以優(yōu)化基坑施工技術(shù)，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)際的施工中離不開基坑施工技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化后的技術(shù)不僅能保障建設(shè)質(zhì)量，還能保障房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)性等功能。

5.6 加強(qiáng)剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)

剪力墻在房屋建筑結(jié)構(gòu)中的作用就是底部支柱，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)剪力墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)[9]。在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)值得注意的是保證剪力墻的高度，高度設(shè)計(jì)一般是底部兩層高度與嵌固部位的12%左右。另外，需要重視的是在地下室頂板處增加剪力墻的嵌固設(shè)計(jì)，主要是為了避免出現(xiàn)強(qiáng)烈晃動(dòng)時(shí)對(duì)其他層造成破壞。

6 結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)房屋建筑的要求也逐漸升高，建筑行業(yè)的發(fā)展迅速，但是質(zhì)量問題也引起了重視。為了保證房屋建筑的質(zhì)量，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)不僅能加強(qiáng)房屋建筑的穩(wěn)定性和安全性還能節(jié)省建筑成本，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用逐漸成熟，推動(dòng)房屋建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。