鈕怡琤

摘要：近年來(lái)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展越來(lái)越迅速，建筑行業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的不斷優(yōu)化、進(jìn)步。進(jìn)入新時(shí)期后，建筑設(shè)計(jì)的整體水平已經(jīng)得到了提高，而居民也并非單純關(guān)注最基本的建筑物性能，而是更多關(guān)注了建筑物具備的安全性及美觀度。針對(duì)不同種類(lèi)的房屋建筑，建筑設(shè)計(jì)模式也體現(xiàn)出差異性。具體在涉及到全方位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)能夠更多側(cè)重于優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)也要密切結(jié)合整個(gè)建筑物所處的地形與其他特征選擇合適的優(yōu)化設(shè)計(jì)措施。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化方法;房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);應(yīng)用

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的在于充分提高房屋空間的利用率以及房屋的經(jīng)濟(jì)效益。隨著建筑行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的不斷加大，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案的構(gòu)建是建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。本文通過(guò)分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法，闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，有利于提高房屋建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，為建筑物帶來(lái)美觀性。不僅如此，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化還能合理控制工程造價(jià)，為建設(shè)單位帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。一般情況下，建設(shè)單位常以最佳施工造價(jià)獲得經(jīng)濟(jì)收益，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提高房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為人們居住帶來(lái)舒適度與安全感。應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案可以讓建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)相互統(tǒng)一，無(wú)論是房屋上部結(jié)構(gòu)，還是基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)，各結(jié)構(gòu)之間都能夠?qū)崿F(xiàn)平衡，提高施工原材料利用效率，合理配置資源，滿(mǎn)足人們對(duì)建筑物與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的日常需求。由此可見(jiàn)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化已經(jīng)成為未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2 優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的宗旨與目標(biāo)

1）安全性。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)并非單純局限于節(jié)約建材、降低成本，同時(shí)更要關(guān)注整體性的房屋架構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)整體房屋結(jié)構(gòu)關(guān)鍵的就在于保障房屋建筑應(yīng)有的安全性。反之，設(shè)計(jì)人員如果忽視了房屋建筑的安全度，就會(huì)出現(xiàn)墻體開(kāi)裂或其他隱患與風(fēng)險(xiǎn)。不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還將會(huì)傷害到居民的居住安全。在全面保障安全性的前提下，才能夠考慮建筑物的經(jīng)濟(jì)性。2）可用性。建筑結(jié)構(gòu)具備可用性的關(guān)鍵在于保證建筑物應(yīng)有的美觀度、堅(jiān)固性以及安全度。進(jìn)入新時(shí)期后，建筑企業(yè)必須能夠應(yīng)對(duì)激烈競(jìng)爭(zhēng)，運(yùn)用靈活的舉措來(lái)提升項(xiàng)目建設(shè)的整體效益。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，設(shè)計(jì)人員要兼顧設(shè)計(jì)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，不能單純追逐利潤(rùn)卻忽視了核心性的房屋建筑質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員有必要因地制宜引進(jìn)全新的設(shè)計(jì)材料，運(yùn)用新型的建筑材料來(lái)保障建筑穩(wěn)定性與堅(jiān)固性，提升建筑的綜合質(zhì)量。

3 優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體的優(yōu)化方法

3.1 基礎(chǔ)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，地基屬于建筑物承載部分，加強(qiáng)對(duì)地基結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，既可以保證結(jié)構(gòu)的安全可靠，又能節(jié)約造價(jià)。建筑物的基礎(chǔ)尤為重要，所謂萬(wàn)丈高樓平地起，地基與基礎(chǔ)是一棟房屋的“腳”，只有“腳”站的穩(wěn)，才能保證整棟建筑物的安全可靠。房屋的基礎(chǔ)工程的造價(jià)占整個(gè)建筑物總造價(jià)，所以說(shuō)對(duì)基礎(chǔ)工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)房屋的優(yōu)化設(shè)計(jì)起到舉足輕重的效果。一般地勘報(bào)告會(huì)根據(jù)本工程的特點(diǎn)，層數(shù)，房屋高度，豎向構(gòu)件的內(nèi)力，以及結(jié)合場(chǎng)地土層特征，水文地質(zhì)條件及鄰近工地建筑經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合施工周期，地下水對(duì)基礎(chǔ)的影響，工程造價(jià)的影響，綜合考慮基礎(chǔ)形式。

3.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用通常分為以下步驟。（1）選擇設(shè)計(jì)變量。設(shè)計(jì)變量通常是根據(jù)設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行選擇的。然而，從設(shè)計(jì)角度分析，通常情況下選擇變化浮動(dòng)不大，或是按照局部設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)要求就能符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)。此類(lèi)參數(shù)選擇方法能最大程度的減少設(shè)計(jì)和編程計(jì)算的工作量。（2）確定目標(biāo)函數(shù)。設(shè)計(jì)工作必須以目標(biāo)函數(shù)為指導(dǎo)方向來(lái)進(jìn)行，尋求出能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求元素的一組方案，盡可能的降低建設(shè)成本。（3）滿(mǎn)足約束條件。房屋建筑施工過(guò)程中必須滿(mǎn)足約束條件，主要包括有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)盈利，結(jié)構(gòu)尺寸，結(jié)構(gòu)變形，單元構(gòu)建和結(jié)構(gòu)體系等，實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的約束條件符合目標(biāo)的約束條件，也就是說(shuō)滿(mǎn)足規(guī)范的設(shè)計(jì)要求，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的所有計(jì)算成果均需對(duì)其合理性和有效性進(jìn)行判斷，在符合標(biāo)準(zhǔn)要求后才可用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)。

3.3 空間布局優(yōu)化

空間布局設(shè)計(jì)在建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其復(fù)雜性和層次性較強(qiáng)，在設(shè)計(jì)中需要考慮采光、朝向和空間布局等多個(gè)要素。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中其體系的多樣性較強(qiáng)，如結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)體系和安裝體系等。且不同體系均設(shè)有分支，所以，空間布局優(yōu)化設(shè)計(jì)也具有顯著的系統(tǒng)性。設(shè)計(jì)人員要不斷增強(qiáng)自身的設(shè)計(jì)意識(shí)，注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)細(xì)節(jié)的把控，并在設(shè)計(jì)優(yōu)化中合理選擇結(jié)構(gòu)材料，科學(xué)布置工程結(jié)構(gòu)，密切各方配合，以此增大房屋建筑機(jī)構(gòu)的承載力，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，切實(shí)貫徹我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定完成房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，嚴(yán)格控制參數(shù)誤差，同時(shí)，在空間規(guī)劃設(shè)計(jì)中，充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的采光。在選擇建筑結(jié)構(gòu)朝向的過(guò)程中，要以南北朝向?yàn)槭走x，這一方面可以完善建筑的采光效果，另一方面也能減少資源消耗。如工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，為更好地加強(qiáng)工程的采光效果，可采用南北設(shè)計(jì)方式，進(jìn)而減少照明消耗，改善居住環(huán)境。

3.4 優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

現(xiàn)如今，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展進(jìn)程日益加快，建筑行業(yè)發(fā)展中對(duì)工程建設(shè)進(jìn)度的要求也更為嚴(yán)格。而為加快工程建設(shè)的速度，建筑企業(yè)會(huì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在較短的時(shí)間內(nèi)編制并上交設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)的時(shí)間不夠充裕，而且部分設(shè)計(jì)人員不重視技術(shù)優(yōu)化，最終影響了設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性。另外，在工程施工中還會(huì)出現(xiàn)諸多問(wèn)題，在改進(jìn)這些問(wèn)題時(shí)也會(huì)拖延工期，浪費(fèi)大量的資源和資金，繼而增大工程造價(jià)，影響工程的施工質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，要求工作人員結(jié)合工程工期的要求合理安排工程設(shè)計(jì)和施工，并采取有效措施不斷優(yōu)化和完善工程技術(shù)。在工程建設(shè)和施工前，應(yīng)仔細(xì)核查工程設(shè)計(jì)方案，注重設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理性，這樣就能夠避免工程施工中修改細(xì)節(jié)，也可避免工程返工重建，從而降低工程造價(jià)，加快工程進(jìn)度，縮短工程的工期。再者，為了優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的性能，降低工程造價(jià)，還需在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不斷優(yōu)化工程技術(shù)。在方案設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)大力落實(shí)優(yōu)化技術(shù)策略，更加關(guān)注工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，同時(shí)合理估算工程施工中多個(gè)結(jié)構(gòu)的造價(jià)估算環(huán)節(jié)，從而有效控制和降低工程施工成本，為企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著人們生活水平的不斷提升，人們對(duì)房屋質(zhì)量和功能也有了更高的需求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用能充分保證房屋建筑的功能和安全，同時(shí)也利于提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低建設(shè)成本。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化方案的選擇應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，選用最符合房屋使用者需求的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在滿(mǎn)足消費(fèi)者需求的同時(shí)促進(jìn)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]齊建民.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[J].科技資訊，2015，13（11）：73.

[2]王鵬.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)中的實(shí)際應(yīng)用分析[J].中國(guó)建材科技，2014，23（4）：162-163.

[3]范國(guó)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(bào)，2014，14（8）：23-25.

[4]周漢杰.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[J].中華民居（下旬刊），2014（1）：117.