結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

吳比佳 陳闖

摘要：結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑質(zhì)量的第一步，也是保證建筑整體質(zhì)量的關(guān)鍵。它不僅關(guān)系到城鎮(zhèn)經(jīng)濟的發(fā)展，也關(guān)系到各地建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工的質(zhì)量，實施結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)和措施對建筑業(yè)的發(fā)展具有重要意義。在此基礎(chǔ)上，探討了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的意義和應(yīng)用，旨在完善結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計策略。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化;房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用

1建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計在實際工程中的意義

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計在房屋建筑工程和市政道路工程中都具有復(fù)雜性和多變性的特點。優(yōu)化結(jié)果的實現(xiàn)需要多學(xué)科的協(xié)調(diào)配合和共同努力。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的結(jié)果不僅關(guān)系到建筑的整體使用功能，而且關(guān)系到建筑的經(jīng)濟性。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化結(jié)果的出現(xiàn)，不僅保證了建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性，而且滿足了建筑外觀設(shè)計的需要。對于住宅建筑來說，結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化也要把實用性和人文關(guān)懷緊密結(jié)合起來，這對于提高人們的生活質(zhì)量，增強建筑的居住功能具有重要意義。目前，大多數(shù)開發(fā)商對建筑的外觀和造價比較重視，對結(jié)構(gòu)本身的荷載控制不準(zhǔn)確，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中存在諸多質(zhì)量隱患，施工安全事故更易發(fā)生。

2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義及設(shè)計中常見的問題

（1）上部結(jié)構(gòu)的潛在問題。在房屋結(jié)構(gòu)體系中，最重要的部分是上部結(jié)構(gòu)，包括梁、板、柱、墻等重要部分。然而，這些結(jié)構(gòu)存在許多潛在的問題。首先，一些框剪結(jié)構(gòu)中連梁的設(shè)計不太合理，主要原因是有關(guān)方面對其重視不夠，對實際施工順序認(rèn)識不足。其次，許多設(shè)計人員在進行樓板的計算和設(shè)計時往往忘記考慮樓板的實際受力狀態(tài)，沒有進行合理的分析，長期以來，樓板會因受力問題而出現(xiàn)非常明顯的裂縫。此外，上部結(jié)構(gòu)還會出現(xiàn)其他問題，需要設(shè)計師考慮。

（2）地基基礎(chǔ)設(shè)計問題。在實際的建筑設(shè)計過程中，設(shè)計人員經(jīng)常會遇到各種樓層的建筑和各種地質(zhì)遺跡，因此在進行設(shè)計工作之前，設(shè)計人員應(yīng)仔細觀察和分析。但在實際工作中，設(shè)計人員往往通過口頭報告或簡單地引用一些參考圖紙進行模仿，沒有進行詳細的比較和可行性研究，最終的設(shè)計結(jié)果達不到要求。同時，地基的設(shè)計往往會出現(xiàn)各種不合理的情況，并會帶來許多難以想象的經(jīng)濟損失。這樣，就不可能保證結(jié)構(gòu)和技術(shù)優(yōu)化帶來的經(jīng)濟優(yōu)勢。最后，設(shè)計人員往往忽視地基設(shè)計中的沉降問題，只能根據(jù)以往的經(jīng)驗考慮，造成各種嚴(yán)重后果，對房屋建筑的安全構(gòu)成一定的威脅，影響整體施工質(zhì)量。

3在房屋建筑結(jié)構(gòu)中開展優(yōu)化設(shè)計的對策

3.1制定合理的房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

進行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的方法有很多，設(shè)計工作應(yīng)根據(jù)實際情況進行。如果施工數(shù)據(jù)的獲取不是那么容易，我們就不能根據(jù)具體的施工數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，而是采用概念設(shè)計的方法來完成具體的設(shè)計工作。這種情況在建筑設(shè)計過程中經(jīng)常發(fā)生。需要設(shè)計人員根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的相應(yīng)特點，找到最適合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法，從而制定出合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。在應(yīng)力分析過程中，設(shè)計者應(yīng)明確不同材料在應(yīng)力中的變化，以便更有效地開展相應(yīng)的設(shè)計工作。在這種情況下，設(shè)計師的設(shè)計經(jīng)驗比計算機的數(shù)據(jù)處理更有效，因為通過對實際情況的合理把握，我們可以找到更好的解決問題的辦法，使設(shè)計師在專業(yè)設(shè)計過程中能夠提出更合理的方案。由此可見，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與設(shè)計者的專業(yè)素質(zhì)密切相關(guān)。只有充分重視建筑優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容，并具備相應(yīng)的經(jīng)驗、知識和能力，才能給出更合理的設(shè)計方案。

3.2對上部建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計

在設(shè)計過程中，建筑物上部結(jié)構(gòu)容易受到剪力的影響，因此可以更科學(xué)地保證樓板的幾何中心高于建筑設(shè)計的位置，從而使建筑質(zhì)量得到充分保證。根據(jù)實際情況，剪力墻的設(shè)計可以使剪力墻的尺寸和數(shù)量滿足建筑功能的需要，從而促進建筑材料的有效利用，使之更加美觀。在進行上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計之前，必須對建筑物周圍環(huán)境進行有效的調(diào)查，然后通過嚴(yán)格的調(diào)查工作，加強結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中的環(huán)保和安全防范的落實，從而有效地開展相應(yīng)的優(yōu)化工作。

3.3房屋建筑細節(jié)的優(yōu)化

隨著市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑業(yè)也在蓬勃發(fā)展，但其市場競爭也日趨激烈?，F(xiàn)階段，很多企業(yè)從細節(jié)入手，提高建筑的質(zhì)量和美感，從而吸引消費者的青睞?；诖?，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，還應(yīng)注意細節(jié)優(yōu)化。根據(jù)客戶的要求，我們應(yīng)該對建筑的一些細節(jié)進行優(yōu)化和細化。例如，在空調(diào)面板的設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)客戶的需要進行設(shè)計，確保設(shè)計的空調(diào)面板能夠為空調(diào)的安裝和維護提供方便的條件，并保證其能夠滿足建筑安全性能的要求。比如在陽臺設(shè)計上，我們還需要考慮到客戶的需求來進行設(shè)計。如果有很多居民和復(fù)雜的構(gòu)件，就需要考慮幼兒的安全，陽臺的高度設(shè)計為1.2米，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中有很多小細節(jié)。設(shè)計師應(yīng)充分考慮這些細節(jié)，為顧客提供更多的便利。在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，設(shè)計人員還應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況進行設(shè)計，并適當(dāng)采取一些節(jié)能設(shè)計措施，如考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蚝吞鞖鈼l件，優(yōu)化居室的采光條件，以減少采光時間以及耗電量。

3.4排水管道系統(tǒng)的優(yōu)化

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法，也可以對排水管道系統(tǒng)進行優(yōu)化。排水系統(tǒng)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分，具有高度的復(fù)雜性。進行設(shè)計時應(yīng)充分考慮實際情況。特別是穿墻管道的設(shè)計，應(yīng)本著方便施工的原則，提前預(yù)留管道碰撞檢測的空間，做好預(yù)埋孔的標(biāo)記，以便施工方在施工過程中提前預(yù)埋，避免返工。對于需要穿過承重墻的排水管道，應(yīng)進行周邊加固，以保證承重墻的穩(wěn)定。在排水管道的優(yōu)化設(shè)計中，應(yīng)考慮施工問題，避免柱周管道問題。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，BIM技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用越來越廣泛。BIM技術(shù)還可以應(yīng)用于排水管道的優(yōu)化設(shè)計中，進行碰撞檢測，保證排水管道與建筑物的協(xié)調(diào)，提高排水管道優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量。

結(jié)束語

綜上所述，在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的具體應(yīng)用中，可以通過充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)總體設(shè)計優(yōu)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中的作用和截面設(shè)計優(yōu)化在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化中的作用來實現(xiàn)優(yōu)化。在混凝土發(fā)展過程中，需要確定和選擇設(shè)計變量，改變約束優(yōu)化的無約束問題的發(fā)展方向，根據(jù)具體問題分析具體措施，改進荷載設(shè)計優(yōu)化、計算周期設(shè)計和鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。本文旨在從多個角度分析住宅建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的優(yōu)缺點，制定更加科學(xué)合理的方法，以提高住宅建筑的整體性。

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（作者單位：1.沈陽遠大鋁業(yè)工程有限公司;2.沈陽遠大鋁業(yè)工程有限公司）