試述房屋結(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

盧思淼

摘要：隨著我國近年來房屋建筑規(guī)模的日益加大，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性越來越突出。本文主要從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的意義、應(yīng)用步驟和相關(guān)應(yīng)用三個(gè)層面進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);函數(shù)模型;剪力墻

目前，建筑居住用途已經(jīng)不能滿足大眾的基礎(chǔ)要求。時(shí)代的快速發(fā)展，人們?cè)絹碓街匾暯ㄖ拿烙^和安全，對(duì)建筑的實(shí)際性能要求也越來越高。基于以上要求的變化，要求我們不斷改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既能達(dá)到美學(xué)和實(shí)用要求，又能將預(yù)算知促控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的效益最大化，提升整個(gè)建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的意義

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法旨在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)各種性能的設(shè)計(jì)方法。其功能能夠讓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)一直將重心放在實(shí)用性和預(yù)算兩個(gè)方面，不注重建筑的外觀和環(huán)保性能。傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法重在提升整個(gè)建筑的可行性和效益性。與傳統(tǒng)方法相比，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法采用更加科學(xué)的方法，將審美價(jià)值和生態(tài)效益納入了設(shè)計(jì)范圍。例如，現(xiàn)代房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將全面計(jì)算自然采光，采用全陰天、全日照等標(biāo)準(zhǔn)模型設(shè)計(jì)建筑采光結(jié)構(gòu)，從而提高建筑節(jié)能價(jià)值。利用光線對(duì)眼睛的刺激，優(yōu)化建筑物的亮度設(shè)計(jì)，提高建筑物的舒適度。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用步驟

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有兩個(gè)主要層面，涵蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外部設(shè)計(jì)。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和外部設(shè)計(jì)可以很大程度上反映建筑的高質(zhì)量性能。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其中的核心組成環(huán)節(jié)，對(duì)建筑的整體質(zhì)量有著關(guān)鍵性作用。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要注重建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、主體結(jié)構(gòu)和抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以保證建筑結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化，還要外觀符合房屋結(jié)構(gòu)的基本要求。在具體操作時(shí)還要符合對(duì)應(yīng)的步驟。要將其應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，必須制定出符合建筑結(jié)構(gòu)工程特點(diǎn)的具體步驟。根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)案例得知，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)有主要幾個(gè)核心的步驟。下面做一個(gè)系統(tǒng)介紹，從各個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析。

（一）設(shè)計(jì)函數(shù)模型優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)函數(shù)模型是一項(xiàng)基本工作。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)函數(shù)模型的設(shè)計(jì)可以為后續(xù)設(shè)計(jì)工作打下一個(gè)扎實(shí)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)函數(shù)模型優(yōu)化的第一步，核心在于找出房屋結(jié)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，按照房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，提取相關(guān)變量。影響總體設(shè)計(jì)的主要因素是設(shè)計(jì)函數(shù)模型中的主要變量，對(duì)總體設(shè)計(jì)影響較小的變量作為預(yù)定參數(shù)。

（二）計(jì)算方案優(yōu)化

優(yōu)化計(jì)算方案可以提高計(jì)算參數(shù)的準(zhǔn)確性。計(jì)算方案優(yōu)化的重點(diǎn)核心是處理復(fù)雜變量，利用信息處理技術(shù)處理復(fù)雜數(shù)據(jù)。在實(shí)際房屋結(jié)構(gòu)中，計(jì)算方案優(yōu)化會(huì)產(chǎn)生各種難點(diǎn)，比如過限制性問題。這時(shí)限制性問題通常轉(zhuǎn)化為無限定性問題

（三）結(jié)果分析優(yōu)化

結(jié)果分析作為房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中最為關(guān)鍵的步驟。貫穿房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，特別計(jì)算過程一定會(huì)使用到計(jì)算機(jī)。結(jié)果分析就是通過計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)來進(jìn)行科學(xué)的分析。根據(jù)分析結(jié)果，擬定出房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)際解決方案。在獲得建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的分析結(jié)果和方案后，清楚了解房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，在實(shí)施設(shè)計(jì)與具體作業(yè)的中，會(huì)伴隨著投入和相關(guān)人力的增大，使其效益最大化。同時(shí)，項(xiàng)目主管工程師應(yīng)掌握好房屋建設(shè)與經(jīng)濟(jì)效益兩者的均衡，對(duì)于高新技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該在優(yōu)化方案中具有相對(duì)大的比例，從而降低預(yù)算支出。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的深入應(yīng)用

（一）房屋建筑主體上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與科學(xué)的建筑模型息息相關(guān)，建筑模型的主體結(jié)構(gòu)是建筑主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要參考。建筑上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化一定要反映在建筑模式中。建筑上部結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是指優(yōu)化剪力墻的設(shè)置，保證使用正規(guī)安全的剪力墻材料，并且剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要均勻，從而確保樓層的重心安全穩(wěn)固，提高建筑主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)承載能力。

（二）房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

地基設(shè)計(jì)作為建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的核心要點(diǎn)，建筑結(jié)構(gòu)影響建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性，需要特別重視。建筑地基結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)遵守安全第一的準(zhǔn)則，勘察施工地質(zhì)和類型，并據(jù)此制定建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)人員應(yīng)事先了解和勘察施工地質(zhì)，按照建筑的形狀和功能確定建筑基礎(chǔ)的強(qiáng)度，并根據(jù)具體情況優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

（三）房屋建筑結(jié)構(gòu)剛度的優(yōu)化設(shè)計(jì)

建筑材料的含鋼量將直接影響建筑結(jié)構(gòu)的剛度。在擬定建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)盡量選用含鋼量高的建筑材料，以保證建筑質(zhì)量。在各種地理因素下，選擇建筑材料時(shí)，應(yīng)按照地質(zhì)條件確定建筑物的剛度要求。在這個(gè)基礎(chǔ)上，應(yīng)該購買具有針對(duì)性的建筑材料。低剛度的建筑結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)鋼含量稍低的建筑材料。相反，一定要嚴(yán)格的選擇含鋼量高的建筑材料，唯有這樣才能使得剛度設(shè)計(jì)獲得最優(yōu)化。

（四）杭震概念優(yōu)化設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法中有一種重要的設(shè)計(jì)方法，可以應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)，即概念設(shè)計(jì)。正常來說，抗震性能設(shè)計(jì)是缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)作為依據(jù)的，因此對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)?？拐鹪O(shè)計(jì)在沒有具體項(xiàng)目的參照下，需要采用概念設(shè)計(jì)的概念和方法，并利用以往的數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)具體的抗震結(jié)構(gòu)?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)方法需要同其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法相互結(jié)合，以提升抗震設(shè)計(jì)整體效益。

（五）結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)

房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要注重所有的細(xì)節(jié)，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。建筑結(jié)構(gòu)施工時(shí)用到功能大量的現(xiàn)澆板。結(jié)構(gòu)拐角處的異形板容易斷裂。設(shè)計(jì)人員需要雜相關(guān)方案中，應(yīng)在設(shè)計(jì)方案中清晰的羅列出鋼筋的選用標(biāo)準(zhǔn)，一般來說，鋼筋材料具有很強(qiáng)的極限張力，達(dá)到塑性要求。當(dāng)選定的加固材料處于良好的應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，有必要進(jìn)一步滿足加固材料的塑性要求，并選擇合適的加固材料。除現(xiàn)澆板外，整個(gè)施工細(xì)節(jié)一定要遵循優(yōu)化原則。在該方案中，一定要讓施工人員依照相關(guān)流程進(jìn)行施工作業(yè)。

四、結(jié)語

綜上所述，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極為復(fù)雜的工程項(xiàng)目，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法在房屋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以在很大程度上提升房屋建筑的穩(wěn)定性，從而確保工程質(zhì)量。建筑企業(yè)一定要做好相關(guān)技術(shù)優(yōu)化，采用科學(xué)的技術(shù)的手段，為我國的建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

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