王國(guó)強(qiáng)

摘 要：在我國(guó)進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，人們對(duì)生活質(zhì)量在不斷的提高，對(duì)于房屋建筑的要求也在不斷的提高。在這樣的環(huán)境之下，市場(chǎng)體制也發(fā)生了很大程度的改變，得到了相應(yīng)的完善，我國(guó)相關(guān)的房屋建筑工程相關(guān)行業(yè)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有效的助力。在相關(guān)建筑工程行業(yè)取得進(jìn)步的同時(shí)，應(yīng)該怎樣正確有效的進(jìn)行房屋建筑構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化與處理，是房屋建筑發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，也是房屋建筑相關(guān)企業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。房屋建筑相關(guān)企業(yè)在面對(duì)如此激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)應(yīng)該如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化與處理，使房屋建筑能得到進(jìn)一步的發(fā)展，使其能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，是當(dāng)下時(shí)期房屋建筑企業(yè)最應(yīng)該探討的問(wèn)題。本文就對(duì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的分析，提高優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);優(yōu)化技術(shù)

現(xiàn)如今，我國(guó)的建筑規(guī)模明顯擴(kuò)大，人們對(duì)建筑的性能也提出了更高的要求。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)有利于工程后期建設(shè)的順利開展，因此應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際不斷改進(jìn)工程設(shè)計(jì)方案，最大限度地發(fā)揮其作用與價(jià)值。高質(zhì)量的建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠提高工程布局的科學(xué)性，降低工程建設(shè)的成本，保障工程的建設(shè)質(zhì)量。

一、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，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)。

二、應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）優(yōu)化房屋建筑的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要積極應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，首先對(duì)房屋建筑的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，然后還要注重細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而全面提高建筑造型的美觀性以及結(jié)構(gòu)布局的合理性。在設(shè)置結(jié)構(gòu)件時(shí)，要與平面的整體布局相協(xié)調(diào)，并根據(jù)其平面的設(shè)計(jì)功能來(lái)確定墻柱構(gòu)件的布設(shè)位置。在結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)中應(yīng)首先提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，在此基礎(chǔ)上可以將剪力墻和結(jié)構(gòu)柱的截面面積減小。如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要將結(jié)構(gòu)梁加寬的，設(shè)計(jì)人員可以采取偏心向房屋的廚衛(wèi)空間等次要空間的方式來(lái)進(jìn)行處理設(shè)計(jì)。而在設(shè)計(jì)房屋建筑的樓梯時(shí)，由于應(yīng)力主要集中于轉(zhuǎn)角位置，因此應(yīng)采用強(qiáng)度較高的建筑材料來(lái)進(jìn)行承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)電梯房時(shí)，由于其需要進(jìn)行多種構(gòu)件的預(yù)埋，且需要進(jìn)行大量孔洞的預(yù)留設(shè)置，因此在設(shè)計(jì)中既要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)確定孔洞的預(yù)留深度以及直徑等參數(shù)，同時(shí)要對(duì)樓板穿孔處進(jìn)行加固，而且要盡可能避免梁柱被管道貫穿。此外隨著人們對(duì)房屋建筑美觀性要求的不斷提高，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意盡量不采取將梁設(shè)置在房屋建筑的廳堂頂部的設(shè)計(jì)方案，如果受客觀條件限制必須將梁設(shè)置在廳堂時(shí)，則應(yīng)采取降低梁高等方式來(lái)進(jìn)行優(yōu)化處理。

（二）優(yōu)選設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)人員要篩選最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過(guò)多層次的設(shè)計(jì)對(duì)比，選出與整個(gè)建筑物相適應(yīng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案并詳細(xì)分析當(dāng)前現(xiàn)有的各項(xiàng)數(shù)值。要靈活配置設(shè)計(jì)人員現(xiàn)有的物力、人力與財(cái)力資源，優(yōu)選設(shè)計(jì)方案。以上設(shè)計(jì)舉措有助于從源頭杜絕過(guò)高的資金消耗和其他成本耗費(fèi)。建筑企業(yè)正在面對(duì)激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，因此在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員不應(yīng)單純關(guān)注成本的降低，同時(shí)還需關(guān)注最根本的建筑物安全。近些年來(lái)，建筑企業(yè)正在嘗試引進(jìn)新型的建筑設(shè)計(jì)模式，通過(guò)引進(jìn)全新技術(shù)手段來(lái)顯著降低綜合性的設(shè)計(jì)成本、減少材料損耗，并且提升建筑設(shè)計(jì)能夠達(dá)到的整體水準(zhǔn)。如針對(duì)層數(shù)較多的高層建筑物，在設(shè)計(jì)時(shí)就要全面關(guān)注建筑造價(jià)、節(jié)約土地等要素。在統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)的前提下，運(yùn)用靈活性的設(shè)計(jì)手段改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（三）數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用

房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是一道非常復(fù)雜的工序。高科技數(shù)字化技術(shù)的使用可以提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，使房屋建筑結(jié)構(gòu)更加的多樣化，為房屋的使用者提供更多的選擇。數(shù)字技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)的示意圖的演示，為使用者提供選擇的依據(jù)，使房屋建筑的使用者更加清楚自己選擇的房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，避免因?yàn)椴涣私夥课萁ㄖY(jié)構(gòu)而發(fā)生不必要的沖突。例如在北京奧運(yùn)會(huì)的主場(chǎng)館鳥巢的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就使用進(jìn)了數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，突破了以往傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的禁錮，將建筑結(jié)構(gòu)以嶄新的面貌展示在了人們的眼前。

（四）梁板柱配筋優(yōu)化設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要有清晰的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念，結(jié)構(gòu)體系受力要清晰，傳力路徑要簡(jiǎn)單明確。這樣才能對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的把握游刃有余，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的梁板柱施工圖配筋等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少鋼筋用量。比如在樓板配筋施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，板底配筋在滿足計(jì)算要求，同時(shí)滿足裂縫和撓度的要求下，可以按照實(shí)際計(jì)算值來(lái)進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)，而不是簡(jiǎn)單的采用生成的板配筋。再比如在四級(jí)剪力墻結(jié)構(gòu)中，其他部位的構(gòu)造邊緣構(gòu)件，在滿足計(jì)算要求和構(gòu)造要求的情況下，構(gòu)造邊緣構(gòu)件的豎向鋼筋，固定鋼筋按規(guī)范采取直徑為12的鋼筋，中間的鋼筋也可以采用直徑為10的鋼筋，從而節(jié)省含鋼量，節(jié)省造價(jià)。

（五）完善設(shè)計(jì)模型

完善設(shè)計(jì)模型對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有十分重要的作用。設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要科學(xué)應(yīng)用多種先進(jìn)技術(shù)，有效保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性，加強(qiáng)設(shè)計(jì)模型的科學(xué)性。首先，可結(jié)合實(shí)際選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變量。設(shè)計(jì)人員需根據(jù)房屋建筑的重要和關(guān)鍵參數(shù)，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中的主要變量。其次，選擇設(shè)計(jì)模型變量的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在模型設(shè)計(jì)中確定目標(biāo)函數(shù)，使其可更好地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中。另外，設(shè)計(jì)人員要以鋼筋截面尺寸為主要參數(shù)選擇目標(biāo)函數(shù)，有效控制工程建設(shè)的成本，避免工程成本消耗過(guò)大，進(jìn)而影響工程的經(jīng)濟(jì)效益。最后，結(jié)合實(shí)際合理確定約束條件。約束條件的合理性和全面性直接影響了建筑結(jié)構(gòu)的整體性和安全性。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員需采取有效措施確定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，做好數(shù)據(jù)分析工作，真正實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

（六）優(yōu)化房屋建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是房屋建筑設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用來(lái)合理選擇房屋建筑的具體基礎(chǔ)型式。目前在房屋建筑中主要有預(yù)制樁以及灌注樁這兩大類樁基礎(chǔ)型式，在設(shè)計(jì)中要對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)的重量以及地基的承載能力等進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算分析，并選擇相應(yīng)的樁型結(jié)構(gòu)。在確定號(hào)樁基礎(chǔ)類型后，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對(duì)根據(jù)土體的承載性能等來(lái)設(shè)定單樁的尺寸規(guī)格、布樁密度等，并優(yōu)化樁身的強(qiáng)度以及端部的載荷性能，并確保樁基礎(chǔ)的受力均勻一直，從而實(shí)現(xiàn)提高樁基礎(chǔ)整理受力性能的設(shè)計(jì)目的。

三、結(jié)束語(yǔ)

目前，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在嘗試靈活運(yùn)用多種多樣的設(shè)計(jì)手段與設(shè)計(jì)方式，優(yōu)化現(xiàn)有的房屋結(jié)構(gòu)。在該領(lǐng)域的未來(lái)實(shí)踐中，作為設(shè)計(jì)人員仍需著眼于歸納與房屋設(shè)計(jì)有關(guān)的珍貴經(jīng)驗(yàn)，遵照因地制宜的基本思路優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)，保障整個(gè)建筑物能夠達(dá)到的最優(yōu)安全性、舒適性及美觀性。

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