黃麗鴻

摘要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求越來越高。我們需要在保證安全的前提下，對建筑環(huán)節(jié)進行不斷優(yōu)化，保證建筑安全、經(jīng)濟、適用。本文對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)和重要意義進行簡單介紹，并指出如何進行優(yōu)化，希望能為相關(guān)工作者提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化

一、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的理論體現(xiàn)

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要考慮的東西很多。不僅要考慮到建筑整體安全性和使用功能，還要盡可能完善設(shè)計，這就是我們通常所說的設(shè)計優(yōu)化。通過設(shè)計優(yōu)化，保證利用最為科學(xué)的方法，選擇出最佳設(shè)計方案，從而更好地完成預(yù)期目標(biāo)。從建筑理論上分析主要表現(xiàn)在房屋工程分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和房屋工程總體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計兩個部分。房屋工程結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化設(shè)計包括三部分，分別是屋蓋系統(tǒng)方案的優(yōu)化設(shè)計、圍護結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計和結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計。在分析的過程中還會涉及到受力分析、造價分析等。在設(shè)計的過程中，我們必須以實事求是，結(jié)合工程開展的實際情況，按照房屋建筑的經(jīng)濟效益目標(biāo)進行合理的優(yōu)化設(shè)計。

建筑工程師在設(shè)計的過程中，必須將安全放在第一位，在保證安全的基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)形式的創(chuàng)新。在設(shè)計的過程中，盡量保證平面布置的規(guī)則和對稱，減少質(zhì)量中心和剛度中心之間的差別，建筑物在水平荷載的作用下不會發(fā)生強烈的扭轉(zhuǎn)。我們在滿足房屋基本功能的情況下，還要保證豎向承重構(gòu)件向下是連通的，盡量避免使用轉(zhuǎn)換層從而減少設(shè)計上的難度。轉(zhuǎn)換層在使用的過程中容易導(dǎo)致應(yīng)力集中，不利于建筑整體的穩(wěn)定性。同時我們要掌握好豎向剛度的變化，盡量避免出現(xiàn)突變的情況，因為這樣容易導(dǎo)致用力集中，不利于建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平動力的荷載。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的現(xiàn)實意義

首先能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)計的優(yōu)化，保證建筑結(jié)構(gòu)整體功能的實現(xiàn)。我們在優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中需要對結(jié)構(gòu)造型、受力性能和結(jié)構(gòu)材料等方面進行優(yōu)化?？梢赃x擇那些圓形和方形的結(jié)構(gòu)從而保證結(jié)構(gòu)的受力性。通過使用優(yōu)化技術(shù)，保證工程開展的安全和經(jīng)濟。

其次還能夠節(jié)約建造的成本?？刂坪媒ㄖこ痰脑靸r能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟利益的最大化。事實表明，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠降低15%-30%的造價成本。隨著高層建筑的越來越多，這就對房屋結(jié)構(gòu)承載能力提出更高的要求，需要保證墻、梁和柱的承載能力和抗震能力。通過科學(xué)合理的設(shè)計，能夠確保結(jié)構(gòu)各項功能的實現(xiàn)，并且減少結(jié)構(gòu)所需材料，真正實現(xiàn)經(jīng)濟安全的目標(biāo)。

三、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

（一）設(shè)計結(jié)構(gòu)模型

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法基本可以分成三個階段：第一階段就是要選擇變量。一般情況下，設(shè)計人員是需要根據(jù)一些較為關(guān)鍵的數(shù)字來決定最后設(shè)計方案。比如工程的目標(biāo)參數(shù)包括房屋價格參數(shù)和預(yù)期產(chǎn)生的損失參數(shù)。當(dāng)設(shè)計工作者將那些有小幅度變動的參數(shù)作為參考指標(biāo)，就會降低設(shè)計和計算工作的難度，設(shè)計工作者能夠迅速準(zhǔn)確找到信息。第二階段是確定函數(shù)。設(shè)計工作者需要在很多相似程度很高的函數(shù)中選擇出與房屋橫截面和鋼筋尺寸匹配的函數(shù)，并對函數(shù)的各項性質(zhì)進行簡單分析，從而降低房屋建造的成本。第三階段是衡量條件。我們在建造房屋的過程中，必須考慮到房屋的穩(wěn)定性和功能性，考慮房屋尺寸、架構(gòu)穩(wěn)定性、架構(gòu)剛性以及變形限度等指標(biāo)，結(jié)合房屋建造的具體實際，對施工中的約束條件進行仔細分析，保證各項條件都符合最優(yōu)的要求。

（二）決定計算方法

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中不可避免的會遇到很多計算問題，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是個復(fù)雜的過程，需要考慮到多個變量和多種設(shè)計條件。在計算的過程中，需要考慮到各種附加的約束條件。只有經(jīng)過合理的轉(zhuǎn)化，才能更好地得到計算結(jié)果，設(shè)計人員需要根據(jù)實際的情況選擇出最佳計算方法，節(jié)約人力和物力。

（三）選擇最優(yōu)程序

在選擇完房屋結(jié)構(gòu)模型和計算方法之后，設(shè)計工作者就要選擇最優(yōu)程序。最優(yōu)程序的功能齊全，并且工作效率高，這種最優(yōu)程序在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。

（四）分析統(tǒng)計結(jié)論

在統(tǒng)計完相關(guān)的數(shù)據(jù)之后，就要對數(shù)據(jù)進行認真分析，找到設(shè)計方案之間的異同，從而選擇出最佳的設(shè)計方案。設(shè)計工作者必須總覽全局，對一些細節(jié)問題更要引起足夠的重視。房屋建造需要耗費大量的人力、物力和財力，只有縱觀全局，了解到各個環(huán)節(jié)的利弊關(guān)系，才能真正衡量好各個環(huán)節(jié)的利益，才能選擇出最優(yōu)方案。因此，設(shè)計工作者需要將節(jié)約成本和改進技術(shù)結(jié)合起來，在選擇方案的過程中，兼顧二者，才能真正發(fā)揮出房屋建筑的功能。

四、房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的注意事項

我們需要根據(jù)不同的建筑工程類型選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，通常包括剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和框架—剪力墻結(jié)構(gòu)三種類型。這三種不同的類型各具特點，因此在選擇的過程中需要考慮到房屋的實際使用功能以及工程中可利用的資產(chǎn)，在確保質(zhì)量的前提下選擇合理的投資方案，保證建筑工程利益的最大化。在高層建筑結(jié)構(gòu)中通常會使用剪力墻結(jié)構(gòu)，優(yōu)化時注意多遇地震下剪力墻結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值（1/1000）、軸壓比等限值?？蚣芙Y(jié)構(gòu)優(yōu)化時多遇地震下結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值（1/550），柱軸壓比限值、最小配筋率，注意這種方式不僅但是柱截面較大，注意柱角可能會對家具的擺放產(chǎn)生影響?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)優(yōu)化注意0.2V0調(diào)整、位移比控制、軸壓比控制等等。

五、小結(jié)

總之，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法的研究是一項綜合復(fù)雜的工作，我們需要在今后的工作中多加摸索，爭取用最少的資源實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的運用能夠更好的實現(xiàn)房屋的使用功能，能夠更好滿足人們的多樣化需要，極大改變了人們的生活，有著非常重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]常青.淺談房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的實際應(yīng)用[J].新材料新裝飾，2014，10（08）：88-89.