房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中優(yōu)化技術應用探討

鄭波波

（河北 邯鄲 057150）

隨著我國改革開放的不斷深入，社會經(jīng)濟水平不僅得到了明顯提升，同時科學技術水平也呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，人們在追求物質(zhì)生活之余也越來越重視對精神世界的追求，尤其是在住房的選擇上，對于廣大人民群眾而言，房屋不僅是一個簡單的居住空間，而是更加關注房屋的質(zhì)量是否有保證以及房屋內(nèi)外的設計是否美觀，故而地產(chǎn)商為了迎合社會公眾的上述需求必須要對房屋建筑加大投入，然而追求經(jīng)濟效益最大化作為他們的終極目標，成本超出預算必然會為建造者的最終收益帶來消極影響，因此對房屋建筑設計中最耗費人力、物力資源的結(jié)構(gòu)設計上應該更加傾向通過技術的優(yōu)化應用來降低房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的造價，以確保房屋建筑能實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時保證廣大消費者在房屋質(zhì)量與美觀性方面的需求。并且隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，加之改革開放程度也逐漸深入，建筑行業(yè)處于這種環(huán)境背景中，其要想得到更好的發(fā)展，必須將建筑結(jié)構(gòu)設計先進技術應用到建筑行業(yè)中，并對現(xiàn)有的施工方式和施工工藝加以創(chuàng)新和完善，最終利用這種方式，為現(xiàn)代化建筑增添更多的美觀和功能。對于建筑設計工程施工而言，其所具備的作用十分明顯，從設計人員角度分析，需要提高對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計工作的重視程度，并對設計過程中加以控制，這樣不僅能為項目整體施工進度提供保障，同時也能將建筑項目整體施工質(zhì)量提升上來，并保證施工成本最小化，最終實現(xiàn)了建筑企業(yè)經(jīng)濟效益。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術應用的主要內(nèi)容

隨著我國市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑行業(yè)的競爭愈加激烈，在此背景下，建筑企業(yè)要想在這激烈的競爭中留有一席之地，必須要將客戶需求和造價控制進行有效銜接，并找出最佳的銜接點，這樣不但能達到客戶提出的種種需求，同時還能提升自身經(jīng)濟效益。此外，在建筑造價中，房屋建筑結(jié)構(gòu)設計占據(jù)著至關重要的作用，不僅如此，建筑結(jié)構(gòu)設計也對建筑企業(yè)的收益大小起著決定性作用，所以，各個建筑企業(yè)和單位為了實現(xiàn)雙贏的局面就越來越關注對房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的技術優(yōu)化[1]。然而，要想實現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計就必須要全面了解房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體設計，只有這樣才能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)設計、施工流程等方面做到心中有數(shù)，才能對建筑結(jié)構(gòu)設計作出較為客觀地判斷，并對其中的問題進行分析總結(jié)，找到其中存在的問題，并提出相應的優(yōu)化方案，并保證方案的科學性與可實施性。對于建筑結(jié)構(gòu)設計技術優(yōu)化而言，其中涵蓋的內(nèi)容較廣，房屋建筑主體結(jié)構(gòu)與子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化作為其中的主要內(nèi)容，其主要原因在于房屋建筑的框架受到房屋主體結(jié)構(gòu)的影響，一旦房屋主體結(jié)構(gòu)設計存在問題，就會導致整個建筑的安全系數(shù)降低，由此可見要想提升建筑的安全性就必須要對房屋主體結(jié)構(gòu)技術進行優(yōu)化，同時要想保證主體結(jié)構(gòu)的安全性、協(xié)調(diào)性以及平穩(wěn)性就必須要及時優(yōu)化房屋子結(jié)構(gòu)。此外，房屋建筑結(jié)構(gòu)的類型選擇、房屋建筑的受理情況分析、房屋建筑內(nèi)部與外部各個部件的布置情況、屋頂設計方案以及圍欄等配套基礎結(jié)構(gòu)的設計都是可以進行技術優(yōu)化的重要內(nèi)容和環(huán)節(jié)。

二、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計的意義

今年，我國進行了規(guī)模宏大的基礎工程建設，取得巨大成就的同時也造成了極大的資源浪費。優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設計能夠節(jié)約資源、提高經(jīng)濟效益，這是在滿足現(xiàn)行規(guī)范要求、保證結(jié)構(gòu)安全和建筑功能需求的前提下，通過科學的計算、合理的結(jié)構(gòu)布置及適量的構(gòu)造措施，來達到充分發(fā)揮材料性能、合理提高建筑的經(jīng)濟性能的目的。根據(jù)數(shù)據(jù)表明結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計能夠有效地降低建筑工程的成本造價，而且還能更為合理地使用建筑材料，讓不同建設單位的建筑工程結(jié)構(gòu)更為協(xié)調(diào)一致，促進建設工程中結(jié)構(gòu)設計的健康發(fā)展。

三、結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術的運用

（一）植入概念性設計理念.

在房屋建筑施工過程中，一些無法用詳細數(shù)據(jù)展開施工的情況則需要嵌入概念設計理念，對不同的結(jié)構(gòu)設計采用不同的分析方法，確定結(jié)構(gòu)設計根據(jù)材料的不同、參數(shù)不同而進行不同角度的分析。分析的方法是多樣性的，然后再進行擇優(yōu)，從中得出最好的設計方案[2]。而對于已經(jīng)確定好的結(jié)局布置需要從不同的角度分析整體結(jié)構(gòu)櫥架的陌生情況，并且對于不同的建筑材料、設計參數(shù)標準進行多組合的形式搭配，最終實現(xiàn)經(jīng)濟價值與安全程度都達到最優(yōu)的組合。

（二）結(jié)構(gòu)工程師要參與建筑方案規(guī)劃

在建筑方案階段，結(jié)構(gòu)布置的合理性往往被忽視，而結(jié)構(gòu)設計是在建筑設計之后進行的，受建筑設計的制約，往往要犧牲－定的經(jīng)濟性或者安全儲備來實現(xiàn)建筑設計的要求。這就建議結(jié)構(gòu)工程師能在方案階段參與進去，力保在滿足建筑功能及外觀需求的前提下，使建筑物盡可能地平面規(guī)則、豎向剛度連續(xù)。建筑結(jié)構(gòu)工程師需要積極參與到早期的項目計劃中，對于整體的項目進行全面地了解，否則在實際的建筑中，建筑師很難正確地分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，幫助建筑師做好創(chuàng)新，使建筑的功能優(yōu)化全面展現(xiàn)。

（三）對整體以及局部實施優(yōu)化

對于建筑項目而言，一般都具備層次性以及復雜性等特點，其中涵蓋了建筑過程中零部件的選擇、原材料的選擇以及結(jié)構(gòu)內(nèi)容等方面的選擇等，此外還包括了建筑過程中所涉及的設計體系、安全體系以及結(jié)構(gòu)體系等多個方面，其中以上所有體系中還包括了諸多附屬體系。要先實現(xiàn)優(yōu)化設計就必須要多以上所有體系的內(nèi)容以及細節(jié)進行完善與優(yōu)化，做到從整體到局部。

（四）分階段實施優(yōu)化

在指定的使用期限內(nèi)，任何項目工程都具備諸多可以選擇的方案，也就是說，任何環(huán)節(jié)都能夠?qū)嵤┑姆桨高M行優(yōu)化和完善。因此，相關工作人員應根據(jù)實際情況來明確最終的方案，由此不但能使總體工程的使用壽命增長，同時還能確保建筑的施工質(zhì)量，致使企業(yè)經(jīng)濟效益最大化。

（五）對基礎方案實施優(yōu)化

對于基礎投資而言，在總投資當中的占比一般為30%左右，如果所選擇的基礎方案具備合理性，就能夠最大程度上控制建筑工程造價，由此可見基礎方案的選擇對造價起到重要的影響。此外，在進行基礎方案設計時要結(jié)合當?shù)氐刭|(zhì)情況特點，設計出多種基礎方案，然后選取最有力的基礎方式。

（六）對上部結(jié)構(gòu)實施優(yōu)化

現(xiàn)階段，要想不斷優(yōu)化房屋建設的上部結(jié)構(gòu)，應先將剪力墻進行合理布置，在此需要注意的是，剪力墻的質(zhì)量必須要達到最佳，這樣才能使結(jié)構(gòu)的中心點和對稱樓層的平面剛度中心點保持一致，以此來減少各種荷載作用的影響，比如地震和外部風力等。此外，相關工作人員還應利用剪力墻的優(yōu)勢進行溝通，同時將墻肢長增加，這樣不但能減少混凝土的使用數(shù)量，還能確保剛度的基礎，減少墻肢的數(shù)量。

（七）結(jié)構(gòu)同建筑的協(xié)調(diào)優(yōu)化

工作人員在設計過程中，為達到結(jié)構(gòu)合理、造型美觀的目標，應最大限度地確保建筑整體結(jié)構(gòu)的配合度，同時在設計期間，還要確保其與功能需求的標準不出現(xiàn)偏差，也就是說，所有房間的標準不能夠出現(xiàn)任何差異，應保持一致，不僅如此，其還要確保層與層之間的高度與截面積保持一致，建筑系統(tǒng)的墻和柱保持整齊性。此外，相關工作人員在設計電梯類或樓梯時，還應對受力方向較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域加以注重，同時為減輕重量，工作者應采用高強的建材來作為承重的構(gòu)件。

四、建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術應用中的注意事項

（一）結(jié)構(gòu)設計結(jié)果的優(yōu)化

對于結(jié)構(gòu)優(yōu)化而言，通常被視為一種審查工作，審查內(nèi)容主要包括建筑設備以及建筑結(jié)構(gòu)等專業(yè)設計的相關文檔，在審查過程中如果發(fā)現(xiàn)文檔中存在問題要及時與設計企業(yè)交流溝通，經(jīng)過溝通后做出最終優(yōu)化意見的確定，對大程度上保證結(jié)構(gòu)設計結(jié)果優(yōu)化的科學性與合理性，同時要確保優(yōu)化的可實施性。

（二）過程優(yōu)化

在總體工作期間，結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一項核心內(nèi)容，但該項內(nèi)容經(jīng)常受到多方面因素的影響，比如時間、前期方案等，導致優(yōu)化工作在工作期間落實不到位[3]。對此，要想將此類問題有效解決，相關工作人員應在項目設計最初明確應對方案，并做好相關督促、檢查工作。

（三）提高施工人員的專業(yè)化

對于建筑施工項目中的施工人員而言，通常人員素質(zhì)與專業(yè)性普遍不高，要想提升施工人員的專業(yè)性就必須要結(jié)合施工人員的特點以及不足制定相應的培訓內(nèi)容定期開展專業(yè)技能方面的培訓，總根本上提升施工人員專業(yè)方面的技能以及綜合素養(yǎng)。此外，在培訓結(jié)束后要對施工人員進行考核，檢驗施工人員的專業(yè)水平，從而從根本上保證專業(yè)技術的提升。

（四）結(jié)合科學技術

對于現(xiàn)階段建筑而言，科學技術的使用以及得到了普及，在進行結(jié)構(gòu)設計的過程中就使用到了計算機軟件技術，他能夠提升結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的時間與過程，同時使計算結(jié)果更加準確。同時使得建筑結(jié)構(gòu)設計過程中的安全性得到了有效保證，在實施設計過程中認為設計中如果存在缺陷，可以通過計算機軟件進行排查并提出更為合理的優(yōu)化方案，以此來確保建筑結(jié)構(gòu)的可實施性。

結(jié)語

綜上所述，生活質(zhì)量的提高讓消費者更加注重對房屋經(jīng)濟性與美觀性的追求，其中房屋建筑結(jié)構(gòu)設計對于房屋建筑成本的影響較大，因此對房屋建筑進行優(yōu)化技術應用能在保證房屋建筑高質(zhì)量的基礎上滿足消費者的各種需求，進而達到實現(xiàn)經(jīng)濟效益與滿足客戶需求的完美結(jié)合，而且除了.上述優(yōu)化途徑之外，設計人員對細節(jié)以及微小部件的技術優(yōu)化同樣不可忽視，因為細節(jié)的忽視同樣會給房屋建筑的整體設計產(chǎn)生消極影響。然而，房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的技術應用優(yōu)化并不是沒有限制或者標準的，在對房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化中建筑商不能為了最大程度地降低造價而無限制的對相關的設計進行改變，相關設計單位及其工作人員必須樹立正確的技術優(yōu)化理念，必須通過科學合理的方式優(yōu)化技術應用，從而實現(xiàn)節(jié)約造價成本以及最大程度保證房屋建筑的居住安全和質(zhì)量。因此在今后的房屋建筑結(jié)構(gòu)設計技術優(yōu)化的過程中要對建筑結(jié)構(gòu)的設計多角度進行分析，綜合考慮各種影響因素以及實現(xiàn)人力與技術的平衡。