關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化分析

王冠通?陳超群

摘要：在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的今天，人們的生活質(zhì)量在不斷提高，同時(shí)也對(duì)房屋建筑提出了更高的要求。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，為了滿足人們對(duì)房屋建筑的要求，提高房屋建筑質(zhì)量，應(yīng)綜合性的考慮多方面內(nèi)容，體現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果，以此實(shí)現(xiàn)美觀化、安全化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。

關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);優(yōu)化

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

1.1 安全性設(shè)計(jì)原則

嚴(yán)格遵循安全設(shè)計(jì)原則進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅僅可以有效降低房建工程施工需要花費(fèi)的資金成本，還能夠使房建工程的安全性得到有效提高，杜絕安全隱患，為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供更為強(qiáng)有力的保障。假如在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)師只關(guān)注施工成本而忽視安全性要求的話，會(huì)有極大可能導(dǎo)致安全隱患的埋藏，甚至直接引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，威脅到人們的生命安全。所以，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行房建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須嚴(yán)格遵守安全性原則^[1]。

1.2 功能性設(shè)計(jì)原則

通過科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以將房屋建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)功能都更大程度的展現(xiàn)出來(lái)，為人們提供功能更為全面的工作生活空間。同時(shí)，隨著時(shí)代的快速發(fā)展，人們對(duì)房屋建筑的功能性要求也出現(xiàn)了極大程度的提高，只有嚴(yán)格按照功能性設(shè)計(jì)原則展開工作才可以有效提升用戶的滿意度。

1.3 經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)原則

通過對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析可以看出，房建工程結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。并且隨著建筑規(guī)模的提升，所投入的資金量也越來(lái)越大，各種材料的使用量也隨之出現(xiàn)了顯著提高。要想更好的節(jié)約施工成本，設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格按照經(jīng)濟(jì)性原則展開設(shè)計(jì)工作，選擇性價(jià)比更為優(yōu)秀的材料，這樣才可以在保證工程質(zhì)量不出現(xiàn)問題的同時(shí)，幫助施工企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用

2.1 提高房屋安全系數(shù)

建筑工程通常規(guī)模較大，尤其是隨著高層建筑的興起，建筑結(jié)構(gòu)的合理性關(guān)乎著建筑的穩(wěn)定性。在建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，要充分考慮到建筑的安全性能。一旦建筑因結(jié)果不穩(wěn)定發(fā)生安全事故，會(huì)造成嚴(yán)重的災(zāi)難，對(duì)使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的破壞。

2.2 優(yōu)化建筑的功能

在房屋建筑設(shè)計(jì)中，為了更好地提升工程的建設(shè)質(zhì)量，增強(qiáng)建筑的實(shí)用性、美觀性和協(xié)調(diào)性，需采取有效措施改進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理應(yīng)用設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)房屋建筑的多個(gè)部分予以適度的控制和調(diào)整，完善建筑結(jié)構(gòu)的性能，為住戶提供質(zhì)量更優(yōu)的住房。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)化存在的問題

3.1 房屋建筑傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問題

房屋建筑傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定問題，一般是根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求，制定出設(shè)計(jì)方案，然后設(shè)計(jì)人員根據(jù)其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為房屋建筑的堅(jiān)硬性和穩(wěn)定性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使其尺寸和大小滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)^[2]。這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以制定一些參數(shù)，要求設(shè)計(jì)根據(jù)方案要求改變而變化、調(diào)整。但是在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員一般是依靠自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成設(shè)計(jì)，確定設(shè)計(jì)方案，包括計(jì)算出建筑結(jié)構(gòu)的堅(jiān)硬性、剛度和承受力度等參數(shù)，計(jì)算結(jié)果不要求精準(zhǔn)，只要求在合適的范圍內(nèi)即可，因此，有時(shí)也可能出現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，這些都是傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的弊端，即使保證了一定的安全性能，但是并不是最優(yōu)方案，最優(yōu)方案需要在諸多的設(shè)計(jì)方案中找出最適合房屋建筑施工的方案。

3.2 房屋建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題

房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系著房屋建筑的穩(wěn)定性，由于一些設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中缺乏重視程度，沒有在施工之前做好現(xiàn)場(chǎng)勘察工作，僅依靠過去工作的經(jīng)驗(yàn)和歷史數(shù)據(jù)資料進(jìn)行房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得房屋建筑的設(shè)計(jì)實(shí)際情況與方案設(shè)計(jì)存在差距，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范，缺乏科學(xué)性，這就忽視了建筑工程的內(nèi)部質(zhì)量。

3.3 框架設(shè)計(jì)問題

在建筑結(jié)構(gòu)中，框架設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以分為橫向設(shè)計(jì)與縱向設(shè)計(jì)，這兩種設(shè)計(jì)同樣重要，但一些設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)忽略其中一種設(shè)計(jì)，使得建筑的框架結(jié)構(gòu)承載力不足，重力不穩(wěn)，尤其是當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，將會(huì)使房屋建筑承受較大的壓力，使得整個(gè)房屋建筑失去穩(wěn)定性，從而危害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

4 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

4.1 優(yōu)化房屋整體結(jié)構(gòu)體系

對(duì)于現(xiàn)代房屋建筑，其不僅功能性較強(qiáng)，而且造型也非常復(fù)雜。所以，優(yōu)化房屋建筑整體結(jié)構(gòu)體系時(shí)，要在滿足房屋建筑的功能性要求、規(guī)范要求以及造型要求的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)布局，有效降低工程造價(jià)。同時(shí)，房屋整體結(jié)構(gòu)體系也會(huì)直接影響工程造價(jià)，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這方面工作的重視程度，結(jié)合房屋建筑的功能，合理對(duì)房屋結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化，以此提高房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體效果。

4.2 優(yōu)化樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

樁基礎(chǔ)是整個(gè)建筑的根本。樁基礎(chǔ)的作用是承載整個(gè)建筑，并將自身承受的荷載傳遞到周圍的土層中。通常情況下，房屋建筑結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)有預(yù)制樁和灌注樁2種形式。對(duì)樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要指的是在確保施工質(zhì)量不受到影響的前提條件下，科學(xué)、合理地降低工程成本。對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載與地質(zhì)條件，選擇最為合適的樁基礎(chǔ)類型。確定樁基礎(chǔ)的類型后，應(yīng)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)提高樁基的承載力，比如，提高樁周圍土體的承載能力以及擴(kuò)大樁柱的尺寸等。布置樁基時(shí)，應(yīng)合理利用樁基材料的固有強(qiáng)度，確保樁基礎(chǔ)可以均勻受力。

4.3 優(yōu)化地下室結(jié)構(gòu)

進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從2個(gè)方面進(jìn)行：（1）應(yīng)在滿足房屋建筑使用要求的基礎(chǔ)上，合理降低地下室的層高，不僅可以有效降低房屋建筑施工中鋼筋、混凝土等材料的使用量，還可以減少施工過程中土方的挖掘量，進(jìn)而減少維護(hù)、維修等費(fèi)用的支出;（2）因?yàn)榈叵率医Y(jié)構(gòu)受到的地下水的浮力以及土壓力較大，需要使用大量的鋼筋，所以，設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際受力狀態(tài)進(jìn)行全面、細(xì)致的分析。在確保其能夠滿足規(guī)范計(jì)算的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)分段配筋，一般情況下，受力比較大的位置需要進(jìn)行局部加強(qiáng)。

4.4 優(yōu)化計(jì)算方案

在當(dāng)前這個(gè)新的發(fā)展時(shí)代，要想更加高效的完成房屋建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，提升優(yōu)化結(jié)果的科學(xué)性。設(shè)計(jì)師應(yīng)該以建筑結(jié)構(gòu)的可靠性為基礎(chǔ)，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)里面存在的非線性、約束性優(yōu)化問題以及對(duì)應(yīng)的變量參數(shù)進(jìn)行全面的考量分析，從而順利完成無(wú)約束以及約束優(yōu)化問題的轉(zhuǎn)化工作^[3]。除此之外，設(shè)計(jì)人員該應(yīng)該綜合考慮工程實(shí)際情況選擇更為科學(xué)合理的計(jì)算方法，進(jìn)而使計(jì)算結(jié)果的精確度得到更大程度提升，為設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作提供更為真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持。

4.5 防震安全結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

近幾年來(lái)，地質(zhì)災(zāi)害問題頻繁發(fā)生，這些災(zāi)害問題無(wú)時(shí)不刻都在威脅著人們的人身財(cái)產(chǎn)安全，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須有足夠安全儲(chǔ)備，要通過房屋建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)加強(qiáng)房屋建筑的抗震能力。目前，通過抗震，減震，隔震來(lái)保障結(jié)構(gòu)的安全。所以，在房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的承重墻設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)者首小要盡可能將承重墻均勻的分布在建筑內(nèi)部。保障房屋在受到地質(zhì)災(zāi)害的侵襲時(shí)，各個(gè)承重墻可以承受住壓力，在任何一種體系中房屋建筑均滿足其使用狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

房屋建筑規(guī)模越大，施工涉及到的技術(shù)越復(fù)雜、難度越大，為了保障施工的順利開展，要積極應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，有效應(yīng)對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的各類問題，全面提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，從而促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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