周元君

廣州寶賢華瀚建筑工程設(shè)計(jì)有限公司

探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法

周元君

廣州寶賢華瀚建筑工程設(shè)計(jì)有限公司

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在房屋建筑物質(zhì)量與使用性能方面發(fā)揮著重要作用，是建筑工程中的關(guān)鍵施工階段。在實(shí)際的建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于沒(méi)有注重設(shè)計(jì)的科學(xué)性，就造成了諸多方面的質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)新方法的探析，對(duì)實(shí)際就有著指導(dǎo)作用。

建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)方法探究

前言

建筑房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性是保障建筑整體質(zhì)量的基礎(chǔ)，在這一環(huán)節(jié)就要能充分重視。通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)新方法探析，為我國(guó)今后的房屋建筑結(jié)構(gòu)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)提供合理性參考。

1　建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體步驟

1.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)選擇

設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先應(yīng)當(dāng)確定建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)函數(shù)，采取相應(yīng)方法對(duì)房屋建筑所能達(dá)到的安全標(biāo)準(zhǔn)以及面積參數(shù)進(jìn)行確定，再根據(jù)房屋建筑的工程材料情況，準(zhǔn)確計(jì)算房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的工程造價(jià)。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)計(jì)算出的幾種工程造價(jià)方式進(jìn)行判斷，盡量選擇工程造價(jià)最低的方案，以此實(shí)現(xiàn)控制房屋建筑結(jié)構(gòu)工程總造價(jià)的目的。

1.2房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的變量選擇

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)的正確選擇后，還應(yīng)該進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的變量選擇。變量選擇具體是指設(shè)計(jì)人員對(duì)可能會(huì)影響房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的因素進(jìn)行分析與研究，選擇其中影響程度最大的一個(gè)變量因素進(jìn)行計(jì)算與控制，以此達(dá)到變量選擇的實(shí)際效用。在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，正確選擇變量因素，直接影響到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容。

1.3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的約束條件選擇

通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)可靠度的優(yōu)化與創(chuàng)新，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中定量與約束條件內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)確判定，把約束條件都限定于房屋建筑結(jié)構(gòu)的工程標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，以此實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。例如，設(shè)計(jì)人員在對(duì)應(yīng)力、尺寸大小以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等因素的約束條件進(jìn)行判定的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以此提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的規(guī)范性與科學(xué)性，為之后的工程施工建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。

2　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化與創(chuàng)新的具體措施

2.1采用拓?fù)鋬?yōu)化的措施

通過(guò)對(duì)我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行探究，我國(guó)現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)急需進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化與創(chuàng)新，設(shè)計(jì)人員在實(shí)踐工作中應(yīng)采用拓?fù)鋬?yōu)化的措施，利用建筑結(jié)構(gòu)的剛度條件與理想化分布情況，有效提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確尋找到建筑結(jié)構(gòu)的理想化分布方式，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的剛度與其他屬性進(jìn)行分析，采用拓?fù)鋬?yōu)化的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，有效減小房屋建筑結(jié)構(gòu)的重量，使房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的性能顯著提升。設(shè)計(jì)人員在實(shí)踐工作中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到拓?fù)鋬?yōu)化方法優(yōu)勢(shì)，利用拓?fù)鋬?yōu)化方法使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦拍钚缘慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，有效提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的邏輯性，使設(shè)計(jì)人員在探究建筑結(jié)構(gòu)最優(yōu)化分布形式的過(guò)程中能夠更好地挖掘建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益，為住戶帶來(lái)更加舒適的感官體驗(yàn)。

2.2采用外形優(yōu)化的措施

現(xiàn)階段我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)急需進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化與創(chuàng)新，設(shè)計(jì)人員在實(shí)踐工作中應(yīng)采用外形優(yōu)化的措施，在固有截面優(yōu)化方法的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)框架與內(nèi)部形狀等情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與完善，進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在實(shí)踐工作中，首先應(yīng)了解與掌握房屋建筑的整體情況，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)初始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹２捎猛庑蝺?yōu)化的設(shè)計(jì)方式，應(yīng)該以房屋建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分建筑結(jié)構(gòu)的外形特征，在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要采用桿系結(jié)構(gòu)以及連續(xù)性結(jié)構(gòu)。其中，桿系結(jié)構(gòu)的外形設(shè)計(jì)，應(yīng)注重選取建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，將節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)作為設(shè)計(jì)變量，以此滿足外形優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。

2.3采用截面優(yōu)化的措施

房屋結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)是體現(xiàn)房屋建筑整體可靠性與安全性的重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)人員在處理房屋建筑截面的過(guò)程中，應(yīng)具體考慮到截面結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性，對(duì)截面部位進(jìn)行科學(xué)運(yùn)算，以此提高截面結(jié)構(gòu)的美觀性與穩(wěn)定性。在建筑設(shè)計(jì)的截面優(yōu)化過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格按照計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，提高運(yùn)算的準(zhǔn)確性，以此確保建筑物截面的穩(wěn)固性，提高建筑的使用壽命。

3　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用探究

第一，注重結(jié)構(gòu)優(yōu)化的層次性。將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用體現(xiàn)在多個(gè)方面，對(duì)整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面就要能注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的層次性以及復(fù)雜性。對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)的體系以及結(jié)構(gòu)體系和安裝設(shè)計(jì)體系的相關(guān)內(nèi)容得以重視，設(shè)計(jì)人員要能對(duì)下屬體系的優(yōu)化得以充分重視，將工程疊加的目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)。

第二，加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的剪力墻結(jié)構(gòu)布局。對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，就要能充分重視剪力墻的科學(xué)化布局，對(duì)剪力墻的質(zhì)量均勻度要得以充分保障，還要能注重樓層結(jié)構(gòu)中心和樓層平面剛度中心的有效結(jié)合。這樣就能夠?qū)︼L(fēng)力和地震等外部因素對(duì)其產(chǎn)生的影響。在房屋的類型上如果允許，就可通過(guò)對(duì)大開(kāi)間剪力墻構(gòu)造加以應(yīng)用，以及對(duì)墻肢長(zhǎng)實(shí)施增加措施，這對(duì)剪力墻的剛度就能得到有效保障。

第三，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注重設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用，就要能在協(xié)調(diào)性方面得以充分體現(xiàn)。將建筑結(jié)構(gòu)和整體平面間的配合緊密度要得到有效強(qiáng)化，在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的墻以及柱的布置過(guò)程中，就要能和房建平面功能實(shí)際需求得到有效保障，在房建的開(kāi)間以及進(jìn)深等方面要得以充分保障，在整體的房屋結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)要體現(xiàn)出簡(jiǎn)潔化，在每層的截面以及高度都要能得以充分保障。

第四，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化要充分重視。對(duì)圍護(hù)以及屋蓋系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這就要能夠?qū)Χ喾矫娴膬?nèi)容進(jìn)行考慮，在房屋結(jié)構(gòu)的選型以及布局和造價(jià)等各個(gè)層面都要加強(qiáng)理論的分析。在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能上滿足基礎(chǔ)上，通過(guò)豎直方向布置來(lái)讓豎直方向相應(yīng)承重構(gòu)件能得以貫通，在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上盡量保持對(duì)稱性等。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過(guò)程中，要采用行之有效的優(yōu)化方法，全面發(fā)揮房屋建筑的使用性能，并合理控制資金的投入程度。通過(guò)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法，可以切實(shí)提升建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，從而促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］許宗雨.探析房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用［J］.江西建材，2014.

［2］李大鵬.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化［J］.消費(fèi)導(dǎo)刊，2016（1）.