盧琪源 淮安市廣廈建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用研究

盧琪源 淮安市廣廈建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，對提升房屋建筑的整體質(zhì)量及使用壽命有巨大幫助，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)收到人們的廣泛關(guān)注。本文先簡要分析了優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的及原則，然后具體探討了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，希望為相關(guān)工程項(xiàng)目提供一些有價值的參考。

房屋 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 優(yōu)化技術(shù)

引言

近幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)市場競爭越來越激烈。在激烈的市場環(huán)境下，建筑企業(yè)要想不斷提升自身的競爭力，就需要不斷改進(jìn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)，通過合理的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以保證建筑物滿足大眾的需求。作為建筑工程項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的主要是保證建筑結(jié)構(gòu)合理性，提升建筑工程的整體質(zhì)量。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的及原則

（一）房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的

在激烈的建筑行業(yè)市場競爭背景下，降低工程造價、提高建筑的整體質(zhì)量是提升建筑企業(yè)競爭力的重要手段。實(shí)際應(yīng)用中，優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用通常可以降低建筑工程大約25%的成本，這對提高建筑資源的利用率有巨大幫助，進(jìn)而提升建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用還強(qiáng)調(diào)應(yīng)用各種新工藝、新材料，充分挖掘材料的性能，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目整體質(zhì)量的提升。所以在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用優(yōu)化技術(shù)的作用是非常突出的。

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

1.安全性原則。房屋建筑是人類最基本的生存環(huán)境，人們?nèi)粘；顒訒r間大部分在房屋中[2]。所以，新時期在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，首先需要遵循的設(shè)計(jì)原則就是安全性原則，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全決策、設(shè)計(jì)，保證建筑內(nèi)部人員的生命及財(cái)產(chǎn)安全。

2.功能性原則。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需給人帶來安全、舒適以及優(yōu)質(zhì)的生活環(huán)境，所以在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，就需要在滿足建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及安全性的前提下，讓建筑具備一定的功能，以滿足使用者對房屋建筑的功能需求。

3.經(jīng)濟(jì)性原則。無論從建筑企業(yè)發(fā)展還是資源利用上講，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)都應(yīng)遵循經(jīng)濟(jì)性這一原則，在保證建筑安全性及功能性的前提下對投資成本進(jìn)行控制，對房屋建筑設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

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

（一）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

1.參數(shù)變量的合理選擇。房屋建筑設(shè)計(jì)過程，為保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)前，大量收集與工程設(shè)計(jì)相關(guān)的參數(shù)，將其作為變量[3]。比如常見的建筑目標(biāo)參數(shù)變量為價格、預(yù)期發(fā)生的損失等等。進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化中，需要設(shè)計(jì)人員分析變化的目標(biāo)參數(shù)對整個工程項(xiàng)目的影響，考慮變量對工程進(jìn)度以及工程質(zhì)量的影響。同時，在優(yōu)化分析的環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)選擇變幅比較小的參數(shù)作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，這樣可使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及變成工作的難度大大降低，同時還可以幫助設(shè)計(jì)人員更快找到目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.確定函數(shù)。房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，需要設(shè)計(jì)人員從多種相似函數(shù)中獲得目標(biāo)函數(shù)。比如在建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，要求設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)確定房屋橫截面的尺寸以及鋼筋尺寸的最合理函數(shù)，并且對該函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)分析，控制好鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的施工成本，提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。

3.條件衡量。一般情況下，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程，需要保證建筑的耐久性與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，就需要對房屋的尺寸、結(jié)構(gòu)剛性及架構(gòu)的穩(wěn)定性做充分的考量，同時還應(yīng)依據(jù)諸多的設(shè)計(jì)要求，對建筑施工條件進(jìn)行準(zhǔn)確衡量，同時比較施工中存在的各種約束條件及目標(biāo)，以保證設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)指標(biāo)可以滿足質(zhì)量提升的需求，進(jìn)而達(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)。

（二）房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化

在房屋建筑結(jié)構(gòu)中，地基是非常重要的內(nèi)容，在該結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，首先需事先確定地基結(jié)構(gòu)的最佳規(guī)劃，明確在進(jìn)行建筑地基設(shè)計(jì)時，需要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況，對地基進(jìn)行全面的勘測。其次是在具體的地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要遵循經(jīng)濟(jì)性原則，若地基設(shè)計(jì)基礎(chǔ)選擇為地樁，就需要根據(jù)建筑物整體受力情況，對不同材質(zhì)的地樁進(jìn)行考察，通過對比以便選擇出最佳設(shè)計(jì)方案。

（三）概念設(shè)計(jì)優(yōu)化

在現(xiàn)代房屋建筑設(shè)計(jì)中，需要充分應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[4]。具體設(shè)計(jì)過程，并不是一味的依賴計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，而是應(yīng)做到人工設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的有效融合，因?yàn)樵趯Ω黝惒牧系娜毕菀约皟?yōu)勢的考量上，采取人工選擇的方式更加合理。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)上，還需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合計(jì)算機(jī)分析與自身判斷，對具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行合理的分析，此外對計(jì)算機(jī)技術(shù)最終設(shè)計(jì)方案也應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)的分析與改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)合理運(yùn)用概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的目的。

（四）結(jié)構(gòu)材料的合理選擇

在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，選擇合理的結(jié)構(gòu)材料，能夠保證建筑結(jié)構(gòu)整體性能，提高建筑的質(zhì)量及安全性。所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的具體要求，選擇能夠充分發(fā)揮自身性能的材料，比如利用混凝土良好抗壓性能、鋼結(jié)構(gòu)良好抗拉性能，提高建筑的承載能力以及抗震能力。同時，使用合理的結(jié)構(gòu)材料還能夠有效建筑使用面積。比如建筑中部分框支剪力墻使用型鋼混凝土比普通鋼筋混凝土優(yōu)勢更突出，可以減少20%左右的截面，這樣就可以大大提升建筑內(nèi)部有效使用面積，提升建筑使用功能。

三、結(jié)語

總之，將優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠提升建筑工程的功能性、安全性以及耐久性，進(jìn)而提升建筑企業(yè)的行業(yè)競爭力。所以，在現(xiàn)代房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要充分應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，通過降低建筑工程成本與提高建筑質(zhì)量來促進(jìn)建筑行業(yè)的健康發(fā)展。

[1]范國興.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].雞西大學(xué)學(xué)報，2014，22（08）∶23-25.

[2]鐘裔龍.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的實(shí)際應(yīng)用[J].建筑知識，2015，8（12）∶23.

[3]高鑰，富源.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)用分析[J].門窗，2014，5（12）∶250.

[4]劉洪康.淺析房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的原則與方法[J].門窗，2014，25（12）∶285-286.