淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

肖敏王韜

（1.中外建工程設(shè)計(jì)與顧問(wèn)有限公司山西分公司 山西省太原市 030000 2.江西五方建筑設(shè)計(jì)有限公司 江西贛州 431000）

引言

自21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)和文化都得到了快速的發(fā)展，各種新興產(chǎn)業(yè)在政府的推動(dòng)下快速崛起，對(duì)原有的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形成了猛烈的沖擊。建筑企業(yè)要想在這種新的市場(chǎng)環(huán)境下依然保證其優(yōu)勢(shì)的發(fā)展地位，在確保工程質(zhì)量的大前提下，必須要繼續(xù)優(yōu)化建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使房屋建筑更經(jīng)濟(jì)化、高效化。

1 民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系及作用分析

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與用地的關(guān)系

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的建筑施工材料和技術(shù)也得到了有效的發(fā)展，建筑物的層數(shù)和高度也不斷的在刷新。但是，為了建筑空間的采光、通風(fēng)和地面交通的要求，相鄰建筑之間的距離也越來(lái)越大。地區(qū)發(fā)展差異較大導(dǎo)致人員的過(guò)度集中，造成的建筑用地缺乏等問(wèn)題并沒(méi)有得到有效的解決。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與造價(jià)的關(guān)系

社會(huì)發(fā)展對(duì)于建筑物的功能要求越來(lái)越高，造價(jià)也有了相應(yīng)的增加。尤其是高層建筑甚至于超高層建筑的發(fā)展，在緩解了用地緊張的同時(shí)，卻極大程度的增加了整個(gè)工程造價(jià)。對(duì)于樓板部分，不承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載，建筑物高度的增加對(duì)其造價(jià)的影響不大。但是對(duì)于建筑基礎(chǔ)部分，建筑物高度的增加會(huì)極大的增加底部構(gòu)件所需要承受的荷載，為了保證整個(gè)建筑的穩(wěn)定性和安全性，就必須增加地基的承載能力，增大承載強(qiáng)度。柱、剪力墻等承重構(gòu)件，為整個(gè)建筑的支撐起著至關(guān)重要的作用，也會(huì)因?yàn)楦叨鹊脑黾佣鴮?duì)抗震能力、抗風(fēng)荷載等有著比較高的要求，都會(huì)增加整個(gè)建筑工程的造價(jià)。

1.3 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要作用分析

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，會(huì)給施工過(guò)程帶來(lái)極大的便利和成本的節(jié)約。首先，技術(shù)的優(yōu)化可以使建筑主體的受力與傳遞更加科學(xué)，能有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力，較小的成本得到更安全的性能。而且，優(yōu)化技術(shù)可以對(duì)以往施工過(guò)程中存在的不足之處和難以突破的點(diǎn)進(jìn)行新技術(shù)的嘗試，結(jié)合實(shí)踐數(shù)據(jù)研究、創(chuàng)新出一些更優(yōu)良的方案，使建造過(guò)程和建筑物可能存在的安全隱患都能得到很好的解決。優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用在整個(gè)建筑過(guò)程中都有著非常重要的意義，在保證建筑結(jié)構(gòu)本身的安全性和穩(wěn)定性的同時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的簡(jiǎn)化，建筑材料的節(jié)省甚至新型材料的應(yīng)用，施工過(guò)程中人力物力的節(jié)省等都有很大的改觀，能有效的降低建筑物造價(jià)，使建筑業(yè)的發(fā)展更科學(xué)，更經(jīng)濟(jì)。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的思路

2.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的優(yōu)化

建立更科學(xué)的結(jié)構(gòu)模型是優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步，也是最關(guān)鍵的一步。利用科學(xué)的發(fā)展，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)函數(shù)和物理受力，建立一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)模型。在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，嚴(yán)格控制各種參數(shù)的變化，對(duì)于試驗(yàn)變量的選取，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，選取對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能起決定性因素的幾組數(shù)據(jù)作為主要變量進(jìn)行重點(diǎn)研究。對(duì)結(jié)果影響不明顯的可適當(dāng)減少工作量，將主要精力放在對(duì)重點(diǎn)部分的突破上，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的建立能高效、科學(xué)的進(jìn)行。

2.2 房屋建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算方案的優(yōu)化

優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算方案是建立好結(jié)構(gòu)模型之后的一項(xiàng)重要的任務(wù)。一直以來(lái)，各種條件的限制和變量的改變都影響著結(jié)構(gòu)優(yōu)化的計(jì)算方案選擇。運(yùn)用數(shù)學(xué)分析，在原有的計(jì)算方案之上，對(duì)這些因素進(jìn)行著重實(shí)踐和分析，研究出一套最優(yōu)良的方案，將其對(duì)結(jié)果的影響降到最低，借助計(jì)算機(jī)等先進(jìn)科學(xué)對(duì)實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行運(yùn)算和編寫(xiě)，得到房屋建筑結(jié)構(gòu)的最佳計(jì)算方案。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 下部地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

地基的處理是一個(gè)建筑的根本，建筑本身所有的重量都會(huì)通過(guò)地基傳遞給大地，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)的房屋建筑的地基處理都是采用樁基礎(chǔ)，然而，所處環(huán)境的不同地質(zhì)條件也存在著較大差異，優(yōu)化技術(shù)就必須根據(jù)環(huán)境選擇最佳的方案，以保證地下基礎(chǔ)可以安全承載整個(gè)建筑自重。而且，地基中常用的灌注樁處理也會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)條件受到較多限制，往往在施工過(guò)程中會(huì)遇到各種狀況，在眾多方案當(dāng)中選擇一套最高效最科學(xué)的解決方法，既能保證工程質(zhì)量又節(jié)約了成本，充分顯示出房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在實(shí)際中的作用。

3.2 前期勘測(cè)

現(xiàn)在我國(guó)進(jìn)行的大部分項(xiàng)目中，工程的前期勘察工作與后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作之間不能得到有效的溝通，信息不能共享，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在后期施工過(guò)程中達(dá)不到預(yù)期的效果甚至根本無(wú)法實(shí)施，無(wú)疑增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的難度，直接影響整個(gè)工程的造價(jià)。此時(shí)，如果可以讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員參與到前期勘察工作，對(duì)于建筑物各方面情況都有一個(gè)整體的把握，結(jié)合實(shí)際再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。前期勘察優(yōu)化技術(shù)的使用可以有效的增強(qiáng)設(shè)計(jì)結(jié)果的可行性。

3.3 系統(tǒng)優(yōu)化

對(duì)于建筑系統(tǒng)的優(yōu)化不可獨(dú)立進(jìn)行，否則優(yōu)化結(jié)果極有可能與建筑概念設(shè)計(jì)產(chǎn)生沖突，對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化效果也會(huì)大打折扣，所以在系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程中，保證兩者完美的結(jié)合是非常重要的。比如在高層建筑的防風(fēng)設(shè)計(jì)中，各種影響因素錯(cuò)綜復(fù)雜，不定性非常大。這時(shí)，根據(jù)環(huán)境高度等因素通過(guò)實(shí)踐得出一個(gè)參數(shù)作為理論參考，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，保證整個(gè)建筑的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)于建筑的要求越來(lái)越多樣化，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用可以使建筑在安全、實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)上更能適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的要求。建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的優(yōu)化推進(jìn)建筑方式和建筑材料的創(chuàng)新與發(fā)展，促進(jìn)新的建筑材料更環(huán)保，更符合可持續(xù)發(fā)展的要求。技術(shù)的優(yōu)化可以帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，也可以有效的降低建造成本，使建筑業(yè)可以更健康持續(xù)的發(fā)展。

[1]李能能，董斌.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討[J].建筑設(shè)計(jì)管理，2013（12）：73～75.

[2]杜小娟.分析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材，2017（5）：14.

[3]廖海龍.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用之我見(jiàn)[J].低碳世界，2016（31）：137～138.