房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及應(yīng)用探析

鄒明智

摘要：中國目前的建筑行業(yè)正處于快速發(fā)展的階段，同時(shí)人們的生活水平正在不斷提高，對建筑的質(zhì)量和安全也有了更高的要求。人們要求房屋建筑能夠兼具美感，能夠給人帶來精神上的享受，因此房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要。然而在很多房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上沒有充分考慮，導(dǎo)致房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏安全性和穩(wěn)定性，無法滿足居住者的要求。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，不僅要考慮房屋建筑實(shí)際的功能，還應(yīng)該考慮房屋建筑的美觀性，同時(shí)保證房屋建筑工程的質(zhì)量。因此，針對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討。

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

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也得到了改善，在此背景下，對于生活及居住的環(huán)境，也有了更嚴(yán)格的要求。在開展房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程中，設(shè)計(jì)人員需積極采用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，這樣房屋的舒適度不但可以得到提高，同時(shí)還能將人們的居住需求進(jìn)行全面的滿足。不僅如此，通過應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其還可在不影響房屋性能及質(zhì)量的前提下大幅度降低建設(shè)的成本，而這在很大程度上也可提高工程企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)建筑工程產(chǎn)業(yè)在我國更好的發(fā)展。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1細(xì)節(jié)處理缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對其中的細(xì)節(jié)加強(qiáng)重視。采用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，完成對房屋建筑工程細(xì)微部位的設(shè)計(jì)，從而把握房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的細(xì)節(jié)問題。因?yàn)檫@些細(xì)節(jié)問題不僅會對建筑功能產(chǎn)生影響，還會對建筑的安全性產(chǎn)生影響，所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)重視，例如，在開展設(shè)計(jì)工作的過程中，一些工作人員在設(shè)計(jì)過程中缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性導(dǎo)致預(yù)埋件與房屋建筑工程的整體結(jié)構(gòu)、房屋建筑工程的施工安裝相沖突，同時(shí)也使房屋建筑工程的建筑質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。

1.2結(jié)構(gòu)體系不太合理

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師重點(diǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)，高層建筑物的本身結(jié)構(gòu)與建筑材料、建設(shè)經(jīng)驗(yàn)密切關(guān)聯(lián)，比如在一些地震多發(fā)的地區(qū)就可以使用鋼結(jié)構(gòu)。當(dāng)前國內(nèi)大多數(shù)的建筑都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，但考慮到混凝土結(jié)構(gòu)自身的重力大，建筑師就要嚴(yán)格地控制好結(jié)構(gòu)體的側(cè)移和扭轉(zhuǎn)，進(jìn)一步考慮加大核心筒和外筒鋼度，建設(shè)加強(qiáng)層，來減少結(jié)構(gòu)體的側(cè)移。

1.3缺乏整體性

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的整體性對于房屋建筑業(yè)的整體發(fā)展具有十分重要的作用。目前，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏整體性，相關(guān)設(shè)計(jì)工作較為零散，這種情況會導(dǎo)致整個(gè)建筑工程施工缺乏目標(biāo)。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中經(jīng)常會因缺乏整體性而導(dǎo)致建筑工程在建筑施工的過程中出現(xiàn)很多問題，例如，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏整體性使建筑工程既不能夠與周圍的環(huán)境建立一種和諧的關(guān)系，也不能有效解決建筑工程與周邊環(huán)境之間的矛盾，進(jìn)而對環(huán)境的造成破壞。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

2.1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化技術(shù)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，要能夠充分把握整體與局部之間的關(guān)系，使房屋建筑的整體結(jié)構(gòu)同局部結(jié)構(gòu)相互融合、融為一體。房屋建筑局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)需要根據(jù)具體情況進(jìn)行，如屋頂?shù)姆缆?、遮陽功能，屋頂水系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)人員需要總結(jié)每一項(xiàng)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，使建筑局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到優(yōu)化，有效減少房屋建筑工程的成本。另外，設(shè)計(jì)人員還需要采用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對建筑工程現(xiàn)場進(jìn)行勘察，充分了解建筑現(xiàn)場施工條件，從而得出合理的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。例如：對建筑工程現(xiàn)場進(jìn)行勘察，能夠選擇出滿足房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的材料，從而更好地完成對建筑材料的采購;在房屋建筑工程施工的過程中遇到較為復(fù)雜的施工情況，設(shè)計(jì)人員能夠充分利用施工現(xiàn)場整體環(huán)境，設(shè)計(jì)出更為可行的施工方案，從而更好地減少施工成本，為建筑企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)

房屋建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對于整體結(jié)構(gòu)的影響是非常大的，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是否合理會關(guān)系到房屋建筑的穩(wěn)定性與安全性。因此，進(jìn)行房屋建筑工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場的地質(zhì)條件選擇最為恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)結(jié)構(gòu)類型。比如，一些房屋建筑的筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，常常會面臨上下柱墩抗沖切情況，當(dāng)墩柱尺寸相同時(shí)，上柱墩可以滿足沖切需求，而下柱墩卻難以達(dá)到?jīng)_切標(biāo)準(zhǔn)，這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面的問題往往是由于上柱墩與沖切線之間存在相交的情況，而相同尺寸的下墩柱與沖切線不相交;上下墩柱選擇不合理，一旦在基礎(chǔ)施工過程中土方的開挖量相對較大時(shí)，往往需進(jìn)行下柱墩的科學(xué)設(shè)計(jì)。針對筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面的這一問題，應(yīng)結(jié)合具體的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各個(gè)細(xì)節(jié)的科學(xué)設(shè)計(jì)和調(diào)整。總之，任何的房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，專業(yè)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)加強(qiáng)對地基地質(zhì)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等方面的綜合分析，在最終的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案確定時(shí)，充分從結(jié)構(gòu)可靠性、施工成本和施工技術(shù)的角度出發(fā)優(yōu)化方案。比如，如果工程現(xiàn)場的承載力比較好，可以采用淺基礎(chǔ)，而工程現(xiàn)場地基承載力不足、土質(zhì)較差的情況下，需進(jìn)行地基加固處理，選用樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等，但無論采用的是哪種樁基礎(chǔ)，都要注意基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。

2.3對優(yōu)化模型進(jìn)行合理建立

在開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的過程中，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型及計(jì)算方案是極為重要的。所謂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，即是從眾多變量中選擇較為關(guān)鍵的參數(shù)，之后結(jié)合這些參數(shù)建立函數(shù)模型，并計(jì)算出最優(yōu)解。通常情況下，對模型的構(gòu)建可分為以下幾部分。首先，設(shè)計(jì)人員需要對設(shè)計(jì)變量進(jìn)行合理選擇，設(shè)計(jì)變量不但對模型的構(gòu)建起著至關(guān)重要的作用，同時(shí)也關(guān)系著對參數(shù)的選擇，設(shè)計(jì)人員通過對模型的設(shè)計(jì)變量進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，計(jì)算編程的工作量也會得到有效地降低。其次便是對目標(biāo)函數(shù)的明確，在這一過程中，設(shè)計(jì)人員需找到能滿足函數(shù)條件的最優(yōu)解，之后還需對約束條件進(jìn)行合理確定，其中就包括應(yīng)力、強(qiáng)度以及尺寸等數(shù)據(jù)條件。在落實(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的過程中，設(shè)計(jì)人員需確保這些約束條件可達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，這樣設(shè)計(jì)的相關(guān)需求也能得到有效的滿足。

2.4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用

在建筑物設(shè)計(jì)期間，結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)也比較關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是對建筑項(xiàng)目中的各個(gè)結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行深度地細(xì)化，在保證建筑物外觀同時(shí)，還要注重建筑物內(nèi)部功能的完善，注重整體建筑結(jié)構(gòu)體的穩(wěn)定性。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于建筑物項(xiàng)目有更強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，使用數(shù)字軟件能夠?qū)ㄖ飪?nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理，從而做出深度的分析，這也是當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，其規(guī)避了過去人工計(jì)算結(jié)果失誤率高的情況。最大程度上提高了建筑結(jié)構(gòu)體受力的平衡性，基于這種數(shù)字化技術(shù)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用，可以將建筑結(jié)構(gòu)體內(nèi)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行深度地分析，了解不同建筑結(jié)構(gòu)的受力情況。

結(jié)束語

總而言之，在開展房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程中，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法進(jìn)行的應(yīng)用是極為重要的。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的作用下，不論是房屋建筑的安全還是美觀都能得到優(yōu)化設(shè)計(jì)，而業(yè)主也可進(jìn)行更安全、舒適的居住。此外，通過對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的創(chuàng)新，其不但可以吸引更多的消費(fèi)者，還能將人們的居住需求進(jìn)行有效的滿足，而這在很大程度上也有利于建筑單位的可持續(xù)發(fā)展。

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