淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)

楊錦濤

（山西亨瑞建筑設(shè)計研究院(有限公司)，山西 太原 030000）

改革開放后，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們也越來越重視居住環(huán)境，房屋一方面要具備安全性和耐久性，另一方面還需滿足人們的審美需求。故而提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的綜合水平具有十分積極的現(xiàn)實意義。

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

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)全面了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點內(nèi)容，加強建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。且認真分析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不足，并采取科學(xué)有效的應(yīng)對措施，以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義

2.1 增大空間利用率，實現(xiàn)建筑節(jié)能

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采取有效的設(shè)計策略可增大建筑空間的利用率，降低材料和能源消耗，推動社會的可持續(xù)發(fā)展。如確定建筑層高的過程中，科學(xué)選擇樓蓋結(jié)構(gòu)體系，可控制樓層的層高，進而降低墻體材料損耗，控制工程造價。

2.2 降低工程造價，增大工程效益

工程結(jié)構(gòu)造價在工程總造價中所占比重較大。因此在工程造價控制中，務(wù)必嚴格控制結(jié)構(gòu)成本。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，合理利用材料的性能優(yōu)勢可加強對構(gòu)件的質(zhì)量管控，進而降低工程建設(shè)成本。

2.3 加強結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計者不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計，可加強結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性與合理性，這一方面可以有效增大建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，另一方面還可增強建筑的經(jīng)濟性，使其充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，進而推動現(xiàn)代化建設(shè)的持續(xù)前行。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用分析

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在諸多領(lǐng)域均得以廣泛應(yīng)用，以下筆者就將對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的應(yīng)用予以簡要分析。

3.1 整體與局部優(yōu)化設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜性較強，因此在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需全面考量安裝、結(jié)構(gòu)和設(shè)計等多個系統(tǒng)之間的關(guān)系，以該類系統(tǒng)有關(guān)的體系為前提完成設(shè)計優(yōu)化工作。與此同時，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，使用的施工配件和材料種類較多，數(shù)量較大，這就要求相關(guān)工作人員按照要求完成房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而保證房屋結(jié)構(gòu)的科學(xué)性及合理性。

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計期間，設(shè)計人員務(wù)必高度重視計算方案和計算模型的優(yōu)化設(shè)計工作。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計是在變量中提取重要的參數(shù)，以此為前提構(gòu)建函數(shù)模型，進而不斷優(yōu)化和改進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。建模時，設(shè)計人員需確保其滿足函數(shù)條件，并在多次調(diào)整中求得最優(yōu)解，以此確定目標函數(shù)。再者，設(shè)計人員要明確建筑構(gòu)件的強度、尺寸、應(yīng)力及彈塑性等約束條件，確保約束條件可滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求。

3.2 上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

上部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員主要是對剪力墻結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)加以控制。在剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計期間，設(shè)計人員需要充分考慮建筑平面的形心以及結(jié)構(gòu)重心，二者應(yīng)處于同一位置，以確保平面分布滿足設(shè)計要求。此外，設(shè)計人員應(yīng)當采取多種措施優(yōu)化建筑空間設(shè)計，重視結(jié)構(gòu)計算，保證建筑墻體與剪力墻墻體高度重合。

在構(gòu)造柱和墻垛長度設(shè)計中，設(shè)計人員務(wù)必嚴格遵循設(shè)計規(guī)范，強化設(shè)計的效果，這也是提高建筑層高，優(yōu)化層數(shù)設(shè)計水平的重要前提。在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，設(shè)計人員應(yīng)采取多種措施加強結(jié)構(gòu)計算的準確性，最大程度的完善柱距與柱網(wǎng)設(shè)計。設(shè)計時還可采取減小中部剛度或增大兩側(cè)剛度的方式，來增強建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3.3 細部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

房屋細部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，要求設(shè)計人員仔細核對多種數(shù)據(jù)指標，有效控制誤差，且加強房屋結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的科學(xué)性及有效性，合理利用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施，完善建筑結(jié)構(gòu)細部設(shè)計，以增大結(jié)構(gòu)安全系數(shù)，減少結(jié)構(gòu)裂縫和斷裂問題，進而徹底改進房屋建筑結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的質(zhì)量，最終建設(shè)出滿足設(shè)計要求的房屋建筑。

3.4 房屋結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性優(yōu)化設(shè)計

在建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性的優(yōu)化設(shè)計中，設(shè)計人員需采取有效措施協(xié)調(diào)不同平面之間的關(guān)系，同時重視結(jié)構(gòu)設(shè)計中的整體效果，優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能，將其優(yōu)勢充分體現(xiàn)于建筑外觀。在墻柱結(jié)構(gòu)布置中，建筑平面功能優(yōu)化十分關(guān)鍵，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)面展現(xiàn)了建筑的各項性能?？梢哉f，房屋建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性的優(yōu)化設(shè)計也是房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的重點內(nèi)容，設(shè)計人員必須加大對房屋結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性優(yōu)化設(shè)計的重視度。

3.5 確定最優(yōu)設(shè)計方案

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，設(shè)計人員需充分考慮影響設(shè)計的主要因素。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容較多且十分復(fù)雜，加之房屋建筑工程施工中需要消耗大量的財力、物力及人力，而優(yōu)化設(shè)計則可有效優(yōu)化資源配置，降低工程建設(shè)的成本，確保工程設(shè)計施工可充分滿足建筑設(shè)計和施工的規(guī)范及要求。所以在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，要協(xié)調(diào)設(shè)計的經(jīng)濟性和協(xié)調(diào)性，正確處理二者之間的矛盾和沖突，利用先進的科學(xué)技術(shù)控制工程的建設(shè)成本。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計一方面可有效控制工程成本，增大工程的經(jīng)濟效益，另一方面還可保證工程結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，從而增強工程企業(yè)的市場競爭力，促進建筑企業(yè)的健康發(fā)展。故而為更好地應(yīng)對市場競爭，建筑企業(yè)需要不斷發(fā)展和創(chuàng)新，既要滿足人們對建筑性能的各項要求，又要以技術(shù)優(yōu)勢推動建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，以此全面發(fā)揮出建筑在社會生活中的作用與價值，滿足大眾住房需求。