結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的運用

文/楊成博 吉林省林業(yè)勘察設(shè)計研究院 吉林長春 130022

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)概述

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化主要是指在房屋建筑的設(shè)計過程當(dāng)中，針對具體的房屋建筑所在的空間以及環(huán)境，從整體考慮建筑物應(yīng)該采取的設(shè)計結(jié)構(gòu)。另外，在房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計的前期，除了考慮其空間區(qū)位位置因素之外，還需要對該地區(qū)的已有建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行調(diào)研，充分了解該房屋建筑物所處的社會以及生活環(huán)境，從而才能在下一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，利用科學(xué)推理思維和手段，匹配上專業(yè)的建筑知識技能，在已有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，提高房屋建筑設(shè)計的外在美觀度和內(nèi)在舒適度，同時也在一定程度上降低資金和材料的消耗，從而達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)的要求。

2、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的步驟

2.1 建立結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化首要任務(wù)就是建立科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，主要是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要考慮到的影響因素，制定參數(shù)變量，根據(jù)計算機(jī)程序以及模型構(gòu)建編程進(jìn)行基本建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型的構(gòu)建。之后，確定目標(biāo)函數(shù)，就是根據(jù)程序計算找到最符合該建筑物的目標(biāo)函數(shù)，這是必不可少的一項工作，最后需要對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的一些阻礙因素進(jìn)行逐一考慮或甄選，例如：建筑物采用的材料、樓板的承受力、鋼架的支撐力等等，充分協(xié)調(diào)各項因素，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

2.2 設(shè)定優(yōu)化設(shè)計計算方案

經(jīng)過第一步建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的初步構(gòu)建，考慮各項參數(shù)和阻礙條件，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計合理化為基石，以保證房屋建筑結(jié)構(gòu)施工的正常運行為目標(biāo)，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中的阻礙因素進(jìn)行合理科學(xué)的轉(zhuǎn)化，爭取達(dá)到限制性最小的理想狀態(tài)，之后再通過科學(xué)的計算方式，最終確定需要采取的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。

2.3 程序設(shè)計

通過前兩部的模型構(gòu)建和方案計算，在確定需要進(jìn)行的方案之后，需要通過電子計算機(jī)將方案設(shè)計進(jìn)行導(dǎo)入，在經(jīng)過人工將方案進(jìn)行具體的編程優(yōu)化，從而確立完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化程序，以保證房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的科學(xué)性和合理性。

2.4 結(jié)果分析

結(jié)構(gòu)優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中最關(guān)鍵的一步就是結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果的分析，因為這一步的分析以及計算結(jié)果是否科學(xué)合理直接影響著后期的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。是結(jié)構(gòu)設(shè)計與具體施工過程之間的橋梁，為后期的施工進(jìn)行指導(dǎo)或指引，因此承擔(dān)著較大的分量。一旦出現(xiàn)問題，后期建筑過程中所消耗的人力、物力、財力等都會功虧一簣。所以，一定要加強(qiáng)對房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型的計算以及結(jié)果分析，充分考慮各方面因素，確定合理適宜，并具有可實施性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。

3、在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的具體應(yīng)用

3.1 在整體和局部上的優(yōu)化

在我國建筑設(shè)計上，主要分為兩個特點，一個是層次性特征，另一個是復(fù)雜性特征，層次性特征主要是在建筑結(jié)構(gòu)體系、還有就是建筑設(shè)計體系這幾個方面存在明顯的表現(xiàn)。復(fù)雜性主要是建筑材料和結(jié)構(gòu)類型方面，同時房屋建筑需要實施局部優(yōu)化操作, 所以我們在建筑設(shè)計上必須注重整體全面優(yōu)化工作的實施, 只有這樣, 才能夠確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化目標(biāo)的順利實現(xiàn)。

3.2 在壽命和分階段方面的優(yōu)化

在工程的施工和整個設(shè)計過程中，對于每個工程項目施工階段都存在很多可以選擇的設(shè)計方案，同時每一個階段都可以進(jìn)行優(yōu)化整合工作。在各個階段優(yōu)化的時候，相關(guān)工作人員都可以根據(jù)不同階段的施工性質(zhì)制定相關(guān)的優(yōu)化方案，這樣也可以最大限度的延長建筑的使用壽命。相關(guān)設(shè)計人員可以依據(jù)每階段的不同性質(zhì), 將優(yōu)化方案確定下來, 從而確保工程壽命得到一定的優(yōu)化。

3.3 對結(jié)構(gòu)與建筑保持協(xié)調(diào)優(yōu)化

在對建筑體進(jìn)行設(shè)計的時候，首先要保證平面設(shè)計和整體結(jié)構(gòu)的緊密配合，這樣既能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)的合理性，同時也能夠達(dá)到了造型美觀的目標(biāo)，在設(shè)計的同時保證建筑系統(tǒng)的簡潔性特征，不能在建筑物外墻建筑過程中出現(xiàn)錯位的現(xiàn)象，同時還要保證每一層截面的面積和高度達(dá)到一致。所以在建筑設(shè)計上和施工過程中對結(jié)構(gòu)和建筑協(xié)調(diào)性上進(jìn)行優(yōu)化是必然的。

3.4 對結(jié)構(gòu)與電氣保持協(xié)調(diào)方面的優(yōu)化

在施工過程中對區(qū)域電氣管線也要進(jìn)行合理的安裝， 如果以導(dǎo)線形式在金屬管的外部或者樓板處進(jìn)行安裝, 那么便需要在房屋外部預(yù)留出相應(yīng)的孔洞, 同樣也要保證墻體的厚度和寬度在同一狀態(tài)下。如果無法達(dá)到梁寬和墻體厚度相同效果, 便需要確保梁的側(cè)面和墻體一側(cè)保持齊平的狀態(tài), 從而保證管線不在墻體外裸露。

總結(jié)：

綜上所述，通過對房屋建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)概念的分析，從而使我真正認(rèn)識到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個多方面且繁雜的工程，關(guān)系到人們的生活質(zhì)量和生活環(huán)境，同時也提升了對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)心認(rèn)知感。結(jié)合實際工作經(jīng)驗，對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟以及過程進(jìn)行了詳細(xì)的描述，第一次將實踐操作付諸于理論知識，也是對實際工作過程的一個升華和凝華。最后對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體運用進(jìn)行了分析，從整體到局部，從設(shè)計到實施、從外到內(nèi)等對實際應(yīng)用工作進(jìn)行規(guī)劃的分析，從而能夠的指導(dǎo)房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計，更能促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷優(yōu)化。