結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

張維

摘 要：現(xiàn)階段，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅適應(yīng)了人們對(duì)當(dāng)下房屋品質(zhì)的要求，也滿足了人們?nèi)找嫣嵘姆课菥幼l件和周邊環(huán)境的需求。此外，對(duì)于房屋建造者來說，也滿足了其不斷引進(jìn)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，滿足廣大消費(fèi)者的偏好，達(dá)到房屋造價(jià)成本最低的要求。接下來本文將從結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的角度分析其在現(xiàn)階段房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用問題。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；造價(jià)成本；運(yùn)用分析

1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)工程造價(jià)的影響分析

工程造價(jià)的控制主要體現(xiàn)在房屋項(xiàng)目的投資決策、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及項(xiàng)目實(shí)施三個(gè)階段中，其中房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的一個(gè)階段。其設(shè)計(jì)的合理性與否將直接導(dǎo)致工程造價(jià)的高低。其原因主要表現(xiàn)在一是由于房屋建造者對(duì)于建造成本控制的理解具有很大的片面性，主觀認(rèn)為實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)控制只需要在預(yù)結(jié)算階段制定科學(xué)的方案即可，而忽略了成本控制理念的動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)，不能夠很好的融入對(duì)工程造價(jià)有效控制的措施，導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于期初預(yù)算的成本；二是在缺乏對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是否具有現(xiàn)實(shí)可行性基礎(chǔ)上，盲目的對(duì)房屋的戶型進(jìn)行簡單的預(yù)算，片面的認(rèn)為項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)成本的增加只是來源于項(xiàng)目開發(fā)技術(shù)方面的費(fèi)用。

2 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)造價(jià)控制的作用分析

合理、科學(xué)的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將至始至終貫穿于工程項(xiàng)目的始末，對(duì)工程造價(jià)的影響不僅僅是一次或者兩次的。房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)除了需要通過成本的節(jié)約和建后的房屋銷售帶來一定量的經(jīng)濟(jì)流入以外，還需要充分發(fā)揮和實(shí)現(xiàn)房屋的功能使用上的需求。為此，在保障房屋質(zhì)量安全的基礎(chǔ)之上，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還需要重點(diǎn)關(guān)注于項(xiàng)目效益的實(shí)現(xiàn)方面。具體而言，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮導(dǎo)致諸如房屋的容積率、房屋的層高、棟距、墻體厚度等。可以看出，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中必須對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化，通過先進(jìn)技術(shù)的引導(dǎo)，設(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)容協(xié)調(diào)的建造模式，減低房屋的建造成本，使得房屋在經(jīng)濟(jì)、使用、安全上達(dá)到一個(gè)比較高的層次。

3 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體實(shí)施方案

3.1 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中高節(jié)能指標(biāo)的選取

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中高節(jié)能類型的選取主要可以從剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)三個(gè)方面去考量。在剪力墻結(jié)構(gòu)上，主要適用于高層的建筑，并且是以混凝土技術(shù)作為依托。相對(duì)于短肢剪力墻而言，具有高抗震性且鋼筋使用量低的特點(diǎn)；框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)主要是空間布局靈活、建造成本較低，但是由于內(nèi)部柱形截面較大，不但妨礙了室內(nèi)家電的陳設(shè)，而且最大的問題在于抗震性能比較差；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)是一種混合的結(jié)構(gòu)，是在框架結(jié)構(gòu)中適當(dāng)加入剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，能夠適應(yīng)不同方向上的作用力，是一種非常好的混合類型房屋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。總而言之，在面對(duì)選取什么樣的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式的時(shí)候，需要結(jié)合不同業(yè)主不同房屋需求特點(diǎn)，權(quán)衡造價(jià)的投資水平以及施工能力水平，進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，而不是片面的最求工程造價(jià)成本的最低值而忽略房屋建造的科學(xué)方案。

3.2 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中信息技術(shù)的引進(jìn)

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)踐中受到了來自于多方面的影響，因而不可能按照一種固定的方法模式進(jìn)行一個(gè)簡單的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此，本文認(rèn)為的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需要從其復(fù)雜性出發(fā)，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、適用的參數(shù)定義優(yōu)化軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以很大程度上降低設(shè)計(jì)者在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中投入的時(shí)間和精力。通過查詢現(xiàn)有的相關(guān)資料文獻(xiàn)，本文比較推薦的是TBCAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可以通過結(jié)構(gòu)方案的指導(dǎo)設(shè)計(jì)，促使策劃方案再人力、物力以及財(cái)力上達(dá)到一個(gè)最佳的優(yōu)化值，還可以融合房屋結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、建模、分析、評(píng)估、反饋為一體，建立一個(gè)成本控制軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)于信息上的優(yōu)化需要在兩個(gè)不同時(shí)段進(jìn)行，第一個(gè)時(shí)段是對(duì)構(gòu)建強(qiáng)度上的優(yōu)化，主要的方式是不斷的調(diào)整鋼用量、構(gòu)建結(jié)構(gòu)的斷面大小，最終促使構(gòu)建的強(qiáng)度達(dá)到房屋建造價(jià)格的最小值；第二個(gè)時(shí)段是對(duì)建造材料的調(diào)整、分配，基本要求是使用最少的混凝土以滿足側(cè)向上的剛度需求。具體來說，以混凝土的使用量作為該時(shí)間段的目標(biāo)函數(shù)，變量的選取則是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷面大小。

3.3 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的導(dǎo)入

房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的導(dǎo)入，主要還是針對(duì)于高層房屋建筑而言的。對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，必須考慮占絕大部分房屋造價(jià)的高層建筑水平方向上承載力問題，其中的重點(diǎn)之重在于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。當(dāng)房屋的建筑樓層增加時(shí)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的單位造價(jià)水平也會(huì)因此出現(xiàn)大幅度的上升。為此，對(duì)于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)選擇的合理、科學(xué)，將直接形成一個(gè)造價(jià)優(yōu)勢。鑒于每一個(gè)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在某種程度上或多或少又具有一定的抗震性，但是它們之間的抗震性效果卻是存在著極大的差異。對(duì)已一個(gè)房屋設(shè)計(jì)人員來說，在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，需要全面的了解每一種房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式的抗震性能以及各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從整體上把握房屋建造的類型、房屋內(nèi)外的結(jié)構(gòu)體系框架、剛度的分布問題等等，要有針對(duì)性的對(duì)抗震性的薄弱環(huán)節(jié)給與控制，將房屋抗震性設(shè)計(jì)的造價(jià)成本降到最低。

4 結(jié)語

將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化運(yùn)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不但可以降低工程總造價(jià)，節(jié)約建造中使用土地的成本，而且還可以提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，提升房屋內(nèi)外受力能力以及增強(qiáng)建筑的經(jīng)濟(jì)性能。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比較，本文選取的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在一定程度上可以大幅度的降低工程造價(jià)。在優(yōu)化方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)上面，可以合理的引進(jìn)和選取最佳的材料性能，協(xié)調(diào)好建筑內(nèi)部每一個(gè)單元，達(dá)到建筑美觀、使用以及節(jié)省造價(jià)的目的。總之，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠很好的滿足人們對(duì)房屋質(zhì)量品質(zhì)、房屋居住條件和周邊環(huán)境的要求，也可以促使房屋開發(fā)商不斷的更新新的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在滿足多樣化的消費(fèi)者偏好的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利潤的最大化。

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