房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用

王超

沈陽(yáng)城市測(cè)繪有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

近些年，人們對(duì)生活質(zhì)量和居住條件的要求不斷提升，相應(yīng)地，對(duì)建筑工程的綜合品質(zhì)也提出了更高的要求。與此同時(shí)，國(guó)家也出臺(tái)了相關(guān)政策呼吁建筑的節(jié)能化、高效化發(fā)展，這就要求建筑企業(yè)積極運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，使有限的空間與資源的價(jià)值得到最大化發(fā)揮，進(jìn)而促進(jìn)建筑工程實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，這對(duì)我國(guó)整個(gè)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展來(lái)說(shuō)也是大有好處的。

1 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義研究

1.1 優(yōu)化整體建筑結(jié)構(gòu)

通過(guò)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以提升整體建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量，使得建筑結(jié)構(gòu)兼具美麗外表與實(shí)用內(nèi)在。一般房屋建筑主要功能為生活場(chǎng)所，其基本功能包括居住、使用等，同時(shí)房屋建筑作為重要建筑物，還需要具備一定審美性，需要符合大眾審美，而要想確保房屋建筑對(duì)大眾具有足夠吸引力，就需要同時(shí)滿足以上兩點(diǎn)。但在實(shí)際的房屋建筑過(guò)程中，常常會(huì)偏重于其中一點(diǎn)，大多數(shù)情況建筑設(shè)計(jì)人員會(huì)放棄外形，選擇確保建筑基本使用功能，在一定程度上降低了建筑綜合效益。針對(duì)此種情況，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方式，找到建筑外形與內(nèi)在的平衡點(diǎn)，提升建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，全面滿足用戶需求，促進(jìn)建筑行業(yè)良性發(fā)展。

1.2 有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性

建筑的層高越高，其墻體面積和柱體積也會(huì)相應(yīng)地增加，進(jìn)而致使結(jié)構(gòu)的自重增大，各類(lèi)水電管線也會(huì)加長(zhǎng)。反之，若層高較低，便可大大節(jié)省材料，同時(shí)也能增強(qiáng)建筑的抗震性能，與此同時(shí)，建筑的總高度也會(huì)隨之下降，兩棟建筑之間的日照距離也會(huì)因此而縮短，這就間接節(jié)省了用地面積。在建筑面積相同的條件下，若選擇圓形或接近于方形的平面形狀，建筑外墻的周長(zhǎng)系數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)較小，與此同時(shí)，建筑基礎(chǔ)以及內(nèi)外表面裝修也會(huì)隨之減少，這樣就能有效提高建筑的經(jīng)濟(jì)性能。從以往的工程實(shí)踐中可以看出，采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可使建筑工程的總造價(jià)降低6%-30%，從而使整個(gè)建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。

2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用

2.1 科學(xué)構(gòu)建房屋建筑設(shè)計(jì)的模型

在具體的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，需要精準(zhǔn)科學(xué)化的對(duì)房主建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模型建構(gòu)。首先，就是需要科學(xué)選擇變量。變量就是在房屋建筑設(shè)計(jì)中可以用來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化的參數(shù)值，通常而言在設(shè)計(jì)優(yōu)化前需要整體性分析建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能，認(rèn)真了解需要優(yōu)化的內(nèi)容點(diǎn)以及關(guān)鍵點(diǎn)，從而對(duì)整體的設(shè)計(jì)方案能有全面的掌握認(rèn)識(shí)，同時(shí)也要考慮建筑建設(shè)中其他因素的影響。從具體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化環(huán)節(jié)來(lái)看，特別是相關(guān)工程涉及到的細(xì)節(jié)參數(shù)，需要作為優(yōu)化的理論依據(jù)，在選擇最佳方案時(shí)在其中做合理的取舍，參考房屋工程建設(shè)的參數(shù)，明確數(shù)據(jù)目標(biāo)，最大限度降低對(duì)建筑的直接性影響，同時(shí)降低設(shè)計(jì)優(yōu)化所帶來(lái)的偏差;然后是科學(xué)化選擇優(yōu)化函數(shù)，在以實(shí)用性跟穩(wěn)定性的前提下，既要做好成本控制，同時(shí)對(duì)房屋整體結(jié)構(gòu)、尺寸、用料等進(jìn)行合理選擇，保障穩(wěn)定，再結(jié)合具體施工的條件，最終合理施工。

2.2 提高建筑抗風(fēng)荷載作用的能力

為了使高層建筑抗風(fēng)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的牢固性符合要求，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分做好以下工作：①優(yōu)化基礎(chǔ)，只有高層建筑的基礎(chǔ)部分穩(wěn)定性較強(qiáng)，才能保證高層建筑上部分結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。因此，明確混凝土的級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)成為高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)最基本的工作。應(yīng)盡可能購(gòu)買(mǎi)高級(jí)配的砂石，增加基礎(chǔ)持力層厚度，加設(shè)抗拔的錨桿構(gòu)件，加強(qiáng)基礎(chǔ)的牢固性。②通過(guò)改變建筑的輪廓設(shè)計(jì)、投影面積和高度，改變區(qū)域建筑布局，以及種植綠植等改變風(fēng)荷載的強(qiáng)度和方向等，削弱風(fēng)荷載對(duì)建筑的作用。

2.3 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

房屋建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)建筑本身結(jié)構(gòu)位置關(guān)系，可以分為建筑外結(jié)構(gòu)與建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)，建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)即所有處于建筑內(nèi)部的建筑結(jié)構(gòu)。由于建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)主要分布在建筑內(nèi)部，大多數(shù)建筑設(shè)計(jì)人員往往會(huì)忽視內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，使得建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化質(zhì)量提升空間受限。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以充分關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)計(jì)的優(yōu)化，從施工的每一個(gè)細(xì)節(jié)之處優(yōu)化建筑，提升建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化質(zhì)量。同時(shí)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方面，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要充分考量不同設(shè)計(jì)方案所需要的施工量，盡可能地從多角度分析每一個(gè)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.4 加強(qiáng)消防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，建筑使用者的人身安全與財(cái)產(chǎn)安全會(huì)受到嚴(yán)重的威脅。為此，必須重視高層建筑的防火設(shè)計(jì)。首先，應(yīng)合理設(shè)計(jì)防火間距。設(shè)計(jì)人員需要依照相關(guān)規(guī)定準(zhǔn)確測(cè)量建筑物間的實(shí)際距離，需要注意的是，相鄰兩建筑之間的最佳防火間距應(yīng)按建筑外墻間的最小距離進(jìn)行計(jì)算，若外墻包含凸出的易燃構(gòu)件，應(yīng)從該構(gòu)件外緣算起。另外，還必須設(shè)計(jì)安全疏散通道。通常情況下，需要盡可能多地設(shè)計(jì)幾條便于人們疏散的安全通道。為加速煙霧擴(kuò)散，安全疏散通道必須設(shè)計(jì)防煙區(qū)。對(duì)此，設(shè)計(jì)人員可以采取分割式設(shè)計(jì)，以有效控制火勢(shì)與煙霧的蔓延速度。

3 結(jié)語(yǔ)

社會(huì)現(xiàn)代化的今天，人們對(duì)于房屋建筑的功能、設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高，如何有效提高房屋的住房品質(zhì)與安全性要求，就需要從設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量檢測(cè)各個(gè)層面入手，努力對(duì)建筑施工的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，才能有效提高建筑的品質(zhì)與性能。對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化要注重設(shè)計(jì)要求的規(guī)范性，既要保障其具備良好的力學(xué)性能，同時(shí)對(duì)于其外觀、室內(nèi)布局.建筑風(fēng)格、截面優(yōu)化設(shè)計(jì)同樣提出了很高的要求，從而為客戶提供優(yōu)質(zhì)、滿意的住房，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。