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

王金保

摘 要：經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展促使人們的生活條件越來(lái)越好，人們的居住需求日益提升，進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在保證結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，還要注意房屋建筑的美化程度和實(shí)用價(jià)值。本文以?xún)?yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的內(nèi)容為引，闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，就優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

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

近年來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的經(jīng)濟(jì)水平越來(lái)越高，各種建筑類(lèi)型也越來(lái)越多，但是最多的還是民用建筑。在其建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是其中重點(diǎn)之一。目前，單一的居住條件已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，所以建筑行業(yè)需要與時(shí)俱進(jìn)。優(yōu)化技術(shù)能夠?yàn)榻ㄖ陌踩€(wěn)定提供優(yōu)質(zhì)保障，能夠體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性在建筑中的具體價(jià)值。將信息技術(shù)融入優(yōu)化技術(shù)當(dāng)中，不僅加強(qiáng)了優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，也是優(yōu)化技術(shù)在未來(lái)發(fā)展的主要途徑。

1 優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容

探索優(yōu)化設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中的流程，能夠有助于分析優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定方案，然后進(jìn)行各方面的計(jì)算。實(shí)際上這種計(jì)算是起一種校核及驗(yàn)算的作用，僅僅證實(shí)了原方案的可行性。但是，往往由于時(shí)間的限制工作量大等原因，方案比較這一個(gè)環(huán)節(jié)受到很大的限制。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是所有參與計(jì)算的量必須以常量出現(xiàn)，用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的術(shù)語(yǔ)來(lái)講，是“可行的”而未必是“最優(yōu)的”，而遇到經(jīng)驗(yàn)不足或遇到新型結(jié)構(gòu)時(shí)，這樣的設(shè)計(jì)一般是“可行的”設(shè)計(jì)。民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大影響著其再建筑過(guò)程中的成本造價(jià)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用可以節(jié)約成本，從根本上產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。民用建筑的設(shè)計(jì)部門(mén)和設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守"經(jīng)濟(jì)、合理"等原則，應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)合適的房屋建筑方案，實(shí)現(xiàn)降低工程造價(jià)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。

2 經(jīng)濟(jì)性與房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)系

2.1 結(jié)構(gòu)層數(shù)與占地面積

建筑的層數(shù)越高，建筑的占地面積就會(huì)越小，這是我們一貫的認(rèn)識(shí)。但是實(shí)際則不然，建筑高度與建筑層數(shù)成正比，層數(shù)如果增加，其高度自然會(huì)上升，如果考慮到光線(xiàn)問(wèn)題，兩個(gè)建筑物之間的距離就會(huì)越來(lái)越大，其占地面積也會(huì)隨之增大。從以上情況可以看出，占地面積和層數(shù)并不能決定一個(gè)建筑的總體面積，而優(yōu)化技術(shù)能夠解決建筑層數(shù)和建筑面積產(chǎn)生的矛盾，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)起到了優(yōu)化的作用。優(yōu)化設(shè)計(jì)以打壓建筑頂層的方式使光線(xiàn)射入建筑，這種做法雖然提高了空間效率，但是建筑頂層的面積卻降低了很多。二者能否互相協(xié)作、共同發(fā)展，是業(yè)內(nèi)人士急需解決的一個(gè)問(wèn)題。

2.2 建筑物層數(shù)與構(gòu)成部分

不管建筑再高，也只有一個(gè)屋頂，所以建筑層數(shù)在提高的同時(shí)，屋頂所投入的成本也會(huì)有所下降。而建筑物存在的基礎(chǔ)和屋頂在成本上有著較大的差異性，建筑的基礎(chǔ)只有一個(gè)并且是固定的，如果建筑物高度有所上升，建筑基礎(chǔ)承受的壓力就會(huì)越來(lái)越大，在一定壓力下建筑基礎(chǔ)會(huì)受到不同程度的損壞，所以必須采取措施加強(qiáng)建筑基礎(chǔ)部位的承重能力，在材料和設(shè)計(jì)上需要改變，因此便會(huì)提高成本投入。所以說(shuō)，建筑越高，建筑基礎(chǔ)部位的成本就越大。與建筑基礎(chǔ)部位相同，承重墻起到支撐房屋的作用，如果建筑的高度增加，那么承重墻的壓力也會(huì)隨之增加，墻體內(nèi)部就會(huì)需要適當(dāng)?shù)男薷?，也?huì)導(dǎo)致成本變高。需要注意的是，每一種構(gòu)成部位的成本變化是有所區(qū)別的。

2.3 建筑設(shè)備與建筑結(jié)構(gòu)

建筑的主要目的就是為了正常生活，而水、電、煤氣以及相關(guān)資源都是生活的必需品，所以排水設(shè)施、電氣設(shè)施以及煤氣管道成為了制約建筑作用的重要因素。如果建筑增加高度，排水、電氣設(shè)施和煤氣管道的材料消耗也會(huì)隨之增加，不僅使建筑設(shè)備的成本大幅上升，建筑物也會(huì)受其影響從而加大成本投入。一個(gè)好的消防設(shè)計(jì)方案能夠給投資商帶來(lái)3%～15%的經(jīng)濟(jì)效益和更安全的建筑作品

2.4 建筑外觀與經(jīng)濟(jì)性

保證建筑面積固定的情況下，為使建筑周長(zhǎng)滿(mǎn)足精簡(jiǎn)和實(shí)用的效果，需要將體型系數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，建筑的形狀進(jìn)行適當(dāng)改變，這種方案使得施工初期墻體的成本投入大幅下降，施工后期的裝修也會(huì)達(dá)到成本降低的效果。經(jīng)過(guò)比較我們可以看出，不管是方形建筑還是圓形建筑，二者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都十分堅(jiān)實(shí)并且穩(wěn)定，其承重能力也比較高，所以我國(guó)建筑設(shè)計(jì)師多數(shù)采用方形或是圓形的結(jié)構(gòu)用來(lái)設(shè)計(jì)整個(gè)建筑。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

3.1 優(yōu)化技術(shù)中的概念設(shè)計(jì)

對(duì)房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方案是十分重要的。建設(shè)項(xiàng)目前期的設(shè)計(jì)影響整個(gè)項(xiàng)目工程建安投資的80%以上當(dāng)前。隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，大量的設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)于人們眼中，對(duì)同一種建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，由于方案的多樣性，致使人們的選擇空間十分廣泛。同樣道理應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)布置當(dāng)中，結(jié)構(gòu)布置并非是單一的，了解、深入某個(gè)建筑也有著各種各樣的方式，所以每個(gè)建筑的設(shè)計(jì)方向和設(shè)計(jì)理念都是不同的，相關(guān)的施工材料和施工制度也存在著一定的差異。雖然信息技術(shù)的應(yīng)用使建筑結(jié)構(gòu)的樣式千變?nèi)f化，但是概念設(shè)計(jì)才是設(shè)計(jì)師一直追求的目標(biāo)；而每個(gè)設(shè)計(jì)師的工作年齡不同，所積累的工作經(jīng)驗(yàn)不同，所做出的設(shè)計(jì)樣式也是不盡相同的，所以如何理解概念設(shè)計(jì)、怎樣實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)，每一個(gè)設(shè)計(jì)師心中都有自己的答案。所以為了解決以上問(wèn)題，建筑設(shè)計(jì)師在面對(duì)不同方案時(shí)需要仔細(xì)斟酌其中的內(nèi)容，并對(duì)其做出準(zhǔn)確的選擇，這種過(guò)程體現(xiàn)出概念設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化并非一朝一夕能夠完成，它是基于設(shè)計(jì)師多年的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)而來(lái)的。工作時(shí)間越長(zhǎng)、實(shí)踐經(jīng)歷越多的設(shè)計(jì)師，對(duì)設(shè)計(jì)方案的選擇也就更加得心應(yīng)手，從而使建筑結(jié)構(gòu)能夠按照優(yōu)化方向進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 概念設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

安全、穩(wěn)定，耐久是一個(gè)建筑的最基本要求，也是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。建筑也是有壽命的，如果某個(gè)建筑能夠在設(shè)計(jì)時(shí)節(jié)省了不必要的成本消耗，并且在壽命結(jié)束前實(shí)現(xiàn)了諸多的利用價(jià)值，這樣的房屋建筑結(jié)構(gòu)便是優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)物。通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行概念優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用，能夠提高建筑的抗壓能力，使建筑本身的功能不受外來(lái)因素影響而降低，保證了建筑的安全性、穩(wěn)定性及耐久性。由于日本是海嘯和地震多發(fā)地區(qū)，設(shè)計(jì)師將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，使建筑的抗干擾能力大幅提升，在面對(duì)自然災(zāi)害時(shí)體現(xiàn)出應(yīng)有的價(jià)值。從我國(guó)來(lái)看，我國(guó)部分地區(qū)時(shí)常遭受地震侵害，地震能夠體現(xiàn)出一種不同尋常的作用，因?yàn)榈卣馃o(wú)論在何時(shí)何地都有可能發(fā)生，并且它的強(qiáng)度也無(wú)法預(yù)知，由此可見(jiàn)，無(wú)法掌握地震頻率，如果再發(fā)生類(lèi)似“5.12”大地震的情況時(shí)，不僅使建筑受到嚴(yán)重?fù)p壞，也會(huì)涉及到生命財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題。所以，進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須將地震的詳細(xì)情況考慮在內(nèi)，盡量降低由地震帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，保證生命安全。我國(guó)設(shè)計(jì)師在建筑抗震方面提出了許多科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)措施，一般來(lái)說(shuō)，如果建筑結(jié)構(gòu)的承受能力十分平均，建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的容錯(cuò)率較高，并且建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定因素較少，這樣的建筑其抗震結(jié)構(gòu)必然是十分優(yōu)秀的，并且當(dāng)高強(qiáng)度、高等級(jí)的地震來(lái)襲時(shí)，建筑的次要部位先受力，從而保護(hù)了建筑的主要部位。該設(shè)計(jì)理念便是優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的典型代表，這種設(shè)計(jì)方式大大提高了建筑的安全性和穩(wěn)定性，為人們的工作、學(xué)習(xí)、生活提供了安全保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用做出主要陳述，對(duì)優(yōu)化技術(shù)的概念、意義以及作用有了深刻的了解。房屋是人類(lèi)居住的必備條件，房屋建筑的安全、穩(wěn)定、耐久直接關(guān)系到人類(lèi)的正常生活水平，優(yōu)化技術(shù)不僅降低了施工成本，延長(zhǎng)了房屋建筑的使用周期，也是我國(guó)建筑行業(yè)步入現(xiàn)代化、與時(shí)俱進(jìn)的重要手段。

參考文獻(xiàn)

[1]楊能.論房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)[J].低碳世界，2015（31）：120-121.

[2]董鵬，隋海榮.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)[J].文摘版：工程技術(shù)，2015（20）：57-57.

[3]甘桂其，聶鳳玲.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2015（2）：496-496.