房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)

楊帆

摘要：自改革開放以來，我國的經(jīng)濟水平呈現(xiàn)高速發(fā)展的趨勢，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，房屋作為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚囊蛩刂?，一直以來都受到廣泛關(guān)注，然而，現(xiàn)階段我國人口呈現(xiàn)發(fā)展的趨勢，土地資源有限，因此，合理地利用土地資源非常關(guān)鍵?？萍紩r代的到來，各種新型技術(shù)的出現(xiàn)簡化了房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計流程，由于我國結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)起步較晚，與發(fā)達國家相比還有一定差距，如何縮短與發(fā)達國家的差距非常關(guān)鍵，在房屋建筑的過程中，最大程度地對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化技術(shù)

引言

近些年來隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平也有了顯著地提高，那么自然的，人們對于自身所居住的環(huán)境也有了更高的要求。而在這樣的情況下，房屋建造者需要在保證房屋建筑具有所有功能特點的前提下，對于所建造的房屋建筑的結(jié)構(gòu)運用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)進行優(yōu)化，如此才能滿足人們對于自身所居住的房屋建筑的需求，并且也能夠在競爭日益激烈的建筑市場當中占得一席之地，提升自身企業(yè)的經(jīng)濟效益。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的必要性

1.1有利于降低工程造價

從工程造價角度來看，設(shè)計階段對工程總造價的影響占50%～70%。將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計環(huán)節(jié)，在滿足建筑安全性、實用性的前提下，盡可能地控制造價，可幫助建筑公司節(jié)省一筆可觀的費用。例如，房屋建筑層數(shù)與經(jīng)濟效益之間存在直接關(guān)系。層數(shù)越多，容納的住戶越多;但是為防止光線遮擋，隨著層數(shù)的增加，又須擴大樓間距。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，科學(xué)設(shè)計建筑層高，保證建筑公司經(jīng)濟效益的最大化。除此之外，依托建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，還可從縮短工程周期、節(jié)約建筑材料、合理配置人工與設(shè)備等方面，控制工程造價，避免資源、資金的浪費。

1.2有利于提升建筑安全

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是后續(xù)施工的重要依據(jù)，也是決定房屋建筑質(zhì)量安全的關(guān)鍵因素。因此，對于設(shè)計人員而言，須將安全擺在第一位。但由于建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化及功能需求的多樣化，給設(shè)計工作帶來了更大的壓力。設(shè)計人員既需要從整體上考慮建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性，又要從細節(jié)部位考慮功能的實用性。在這種情況下，借助BIM系統(tǒng)、ANSYS軟件等一系列先進技術(shù)，輔助建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的開展，可進一步提升建筑設(shè)計方案的安全性。例如，應(yīng)用BIM系統(tǒng)可達到“所見即所得”的效果，且在虛擬環(huán)境下生成建筑3D模型，方便設(shè)計人員及時發(fā)現(xiàn)問題，不斷進行優(yōu)化，使設(shè)計方案更加完善。

二、優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1構(gòu)建優(yōu)化模型

目前隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，可以通過建立優(yōu)化模型來對建筑的結(jié)構(gòu)起到優(yōu)化的效果。而想要構(gòu)建出優(yōu)化模型，就必須對建筑周圍的環(huán)境進行考察，再將實地考察得到的數(shù)據(jù)與原本的設(shè)計方案進行對比，然后對方案進行不斷地優(yōu)化與調(diào)整。對一些影響因素要進行綜合分析，可以運用BIM等技術(shù)，對建筑的相關(guān)參數(shù)以及數(shù)據(jù)進行分析，從而起到優(yōu)化設(shè)計方案的效果，提升設(shè)計的合理性。

2.2整體方案的優(yōu)化

在建筑方案進行設(shè)計時，需要考慮到當?shù)氐臍夂?、地形、政策等因素。如果其正式施工階段剛好處于雨季，那么就需要專門增加一些防水設(shè)計，進而減少雨水天氣對施工進度的影響。此外，通過對不同影響因素的分析，還可以對施工技術(shù)進行適當?shù)恼{(diào)整與優(yōu)化，在保證建筑質(zhì)量的同時，降低一些因素對施工進程的影響。

2.3局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

除了對整體的方案進行優(yōu)化外，還應(yīng)該考慮到建筑結(jié)構(gòu)局部的性能優(yōu)化，因為局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化最終也會促進整體質(zhì)量的提升。而目前常用的局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化是剪力墻的設(shè)計，而剪力墻對于建筑整體的質(zhì)量往往也起著非常關(guān)鍵的作用。為了最大化地節(jié)省成本，在設(shè)計時需要將房屋的高度與其它相關(guān)的因素綜合進行考慮，從而保障剪力墻設(shè)計的高度。因此，局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與建筑整體的質(zhì)量效果往往是統(tǒng)一的，必須要予以重視。此外，剪力墻的質(zhì)量一定要滿足相關(guān)的要求，尤其要保證樓層的剛度中心點與其樓層結(jié)構(gòu)中心的重合，這樣在一定程度上就能減少風力以及地震對于高層建筑外部所帶來的壓力，如果有必要還可以專門設(shè)計大開間的剪力墻結(jié)構(gòu)，通過減少墻肢的數(shù)量，提升建筑整體的穩(wěn)定性。

2.4加強新技術(shù)的應(yīng)用

除了BIM技術(shù)外，還可以借助于計算機技術(shù)，而這些先進技術(shù)的應(yīng)用往往決定了優(yōu)化技術(shù)運用的效果。通過優(yōu)化設(shè)計可以對設(shè)計方案進行合理地改進，而如何控制改進的一些細節(jié)，則需要通過計算機技術(shù)對相關(guān)參數(shù)以及數(shù)據(jù)進行分析后才能得出，所以一定程度上也提升了優(yōu)化技術(shù)運用的準確性。

2.5優(yōu)化布局結(jié)構(gòu)

在對建筑進行設(shè)計時，確保布局結(jié)構(gòu)的合理性往往是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，而想要對其布局進行優(yōu)化，首先需要遵循先整體后局部的優(yōu)化原則。在這種布局原則的影響下，在確保其布局合理性的同時，也大大提升了建筑整體的美感。比如在對構(gòu)件進行設(shè)計時，必須要考慮與整體建筑效果的協(xié)調(diào)性，對每一個構(gòu)件的位置進行合理的布置，既確保了構(gòu)件功能的實現(xiàn)，也保證了建筑外觀整體的協(xié)調(diào)。在對樓道進行設(shè)計時，需要對樓道的應(yīng)力進行控制，通常其應(yīng)力點位于樓道的轉(zhuǎn)角處。對于這一位置的施工一定要選擇高強度的材料，這樣才能確保其承重能力。

2.6優(yōu)化地下室設(shè)計

如今許多城市正面臨著用地面積緊張的難題，因此對于建筑地下室的利用將會越來越被重視。在對地下室進行設(shè)計時，必須嚴格遵守相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，尤其要對其深度進行合理的控制，進而減少一定的土方工程量。而想要使地下室達到最大化的優(yōu)化效果，就必須對其周邊環(huán)境進行實地考察，對于其地質(zhì)狀況、水文特征、以及不同季節(jié)地下水分布的情況進行充分的了解。此外還要對其浮力作用進行計算，進而來確認底板配筋以及抗拔樁的設(shè)計。如果地下水的滲透力以及土方的壓力較大，則應(yīng)該增加墻體的配筋量，使其有足夠的抗壓能力。

2.7優(yōu)化施工技術(shù)

很多時候選擇合理的施工技術(shù)往往對于總體的工程建設(shè)能起到事半功倍的效果。因此在實際的施工過程中，對于一些技術(shù)的開展可以專門進行一些優(yōu)化。比如在進行基坑施工時，可以專門設(shè)置一些支護，提高其施工的質(zhì)量并保障過程的安全。此外對于一些施工技術(shù)的展開還要加強檢查，確保其操作符合施工的要求。

三、結(jié)束語

綜上所述，想要使房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)得到更有效的應(yīng)用，就必須充分考慮環(huán)保性、經(jīng)濟性、安全性、功能性、美觀性這些要求。在對結(jié)構(gòu)布局進行優(yōu)化時，需要遵循先整體后局部的優(yōu)化原則，只有這樣才能確保建筑設(shè)計的合理性。相信隨著設(shè)計人員專業(yè)水平的不斷提高、以及施工技術(shù)的不斷成熟，未來優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用將得到更多建筑施工企業(yè)的重視。

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