結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

寧波杭州灣新區(qū)開發(fā)建設(shè)有限公司 浙江寧波 315336

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系

1.1 建筑層數(shù)和用地面積之間的關(guān)系

在實(shí)際工程中，隨著建筑物層數(shù)的不斷增加，其高度也會(huì)相應(yīng)增加，隨之帶來的是，相鄰建筑之間的距離也需增加，從而增加用地面積，即建筑物層數(shù)與用地面積之間具有一定的關(guān)系。因而，設(shè)計(jì)單位在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需盡可能的減少用地面積，增加建筑工程的層數(shù)，以此來降低建設(shè)成本，這同時(shí)也是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)[1]。

1.2 建筑體型和經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系

如果兩個(gè)房屋建筑工程的建筑面積相同，而其中一個(gè)工程的平面形狀呈圓形或圓形相對(duì)較多，其前期墻體所消耗的面積就會(huì)相對(duì)較小，成本上也就相對(duì)較低。經(jīng)過相關(guān)專家的研究發(fā)現(xiàn)，建筑構(gòu)件平面形狀呈方形或者圓形可具有良好的力學(xué)性能，同時(shí)可在很大程度上減少相關(guān)輔助材料和設(shè)備的使用。因此，設(shè)計(jì)單位在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，還需從建筑物的平面形狀等方面加以考慮和合理選擇，以降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 房屋建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備之間的關(guān)系

隨著現(xiàn)代房屋建筑工程高度的增加，其給排水管道和電氣設(shè)備的材料需求量也越來越大，房屋建筑工程的設(shè)計(jì)成本也會(huì)因此而提高。因此，設(shè)計(jì)單位在房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，可對(duì)這一方面加以合理考慮及具體應(yīng)用。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，需綜合分析建筑結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)備之間的關(guān)系，根據(jù)不同房屋建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。在保證建筑工程質(zhì)量的前提下，選擇一些性價(jià)比高的建筑結(jié)構(gòu)類型，合理配置相關(guān)建筑設(shè)備及材料，以此來降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工成本，并最終提高資金利用率。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

2.1 前期工作

結(jié)合設(shè)計(jì)工作實(shí)踐可知，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，需有效做好以下幾項(xiàng)前期工作：①設(shè)計(jì)人員需對(duì)具體的工程建設(shè)目標(biāo)、工程實(shí)際情況等方面進(jìn)行綜合分析，從而進(jìn)行初步方案設(shè)計(jì)及后期方案調(diào)整；②設(shè)計(jì)人員還需明確建筑工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，然后分析建筑材料、結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)荷載值的基本參數(shù)等，在此過程中，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行參數(shù)獲取和分析，以確保結(jié)果的直觀性和準(zhǔn)確性；③設(shè)計(jì)人員自身需具備較為充足的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并掌握當(dāng)前較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)知識(shí)及相關(guān)軟件程序編寫方法，從宏觀的角度對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和分析，從而可在正式開始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化之前，預(yù)防一些常見的設(shè)計(jì)質(zhì)量問題和通病的出現(xiàn)。關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化前期工作的幾項(xiàng)內(nèi)容，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)人員對(duì)工程項(xiàng)目特點(diǎn)的關(guān)注程度、投入程度及自身設(shè)計(jì)實(shí)踐儲(chǔ)備，以動(dòng)態(tài)的思維參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，及時(shí)、主動(dòng)介入，厘清思路，切實(shí)做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化前期工作，為后續(xù)進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化做好鋪墊性工作[2]。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的一些關(guān)鍵問題

對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，因房屋建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，其勢(shì)必會(huì)涉及到很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐，設(shè)計(jì)單位應(yīng)將工作重點(diǎn)放在對(duì)關(guān)鍵問題的設(shè)計(jì)優(yōu)化方面，即通過對(duì)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行分析和解決，并在房屋建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中加以清晰地體現(xiàn)?，F(xiàn)階段，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見的關(guān)鍵問題主要有建筑體型、結(jié)構(gòu)體系及剛度之間的平衡關(guān)系及抗震性能等方面，這些都需要設(shè)計(jì)單位對(duì)其進(jìn)行有效處理，以保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性。為了提升房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)單位需對(duì)房屋建筑的抗震性能這一關(guān)鍵問題進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。以異型柱框架為例，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，可做到以下幾點(diǎn)：①對(duì)整個(gè)異型柱的橫向柱肢、豎向柱肢的兩端，需要設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋；②采用對(duì)稱配筋，如果一排不能實(shí)現(xiàn)，可通過仿真軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；③對(duì)于L 型異型柱，柱底部鋼筋應(yīng)雙向共用。④進(jìn)行有效的抗震設(shè)計(jì)，這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重點(diǎn)。對(duì)于建筑體型、結(jié)構(gòu)體系與剛度三者之間的平衡關(guān)系這一關(guān)鍵問題，需認(rèn)真分析不同房屋建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，強(qiáng)化概念設(shè)計(jì)，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件或編制相關(guān)程序進(jìn)行系統(tǒng)、合理地分析。設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐，有效匯總、梳理分析結(jié)果，科學(xué)地進(jìn)行選擇和調(diào)整，從安全、適用、經(jīng)濟(jì)的角度解決這一關(guān)鍵問題。

2.3 結(jié)合相關(guān)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作具體過程可通過建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型、計(jì)算方案選擇、程序創(chuàng)新及結(jié)果分析幾個(gè)方面進(jìn)行具體實(shí)施。具體而言，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，可建立相關(guān)函數(shù)模型，以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效性。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可通過函數(shù)模型中分析其截面尺寸等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工成本的控制。此外，對(duì)于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，設(shè)計(jì)人員可從房屋的尺寸、結(jié)構(gòu)的牢固性等多方面加以考慮，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作中的有效應(yīng)用[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化將會(huì)是我國今后房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向，其可在很大程度上提升房屋建筑工程的應(yīng)用價(jià)值。在房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用實(shí)踐中，設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)不同房屋建筑工程的實(shí)際情況，即其建設(shè)目標(biāo)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等方面，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化思想，引入概念設(shè)計(jì)理念，借助現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及相關(guān)技術(shù)，促進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的有效實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作工程應(yīng)用，以提升房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性、適用性及經(jīng)濟(jì)性。