建筑結構設計優(yōu)化方法在房屋結構設計中的應用

齊建民

摘 要：房屋結構設計是將房屋結構的美觀、安全、使用等功能和價值統(tǒng)一在一起的創(chuàng)造性工作，不僅可以起到提升房屋結構實用性的作用，而且也具有確保房屋整體質量的功能。利用建筑結構設計優(yōu)化方法可以有效優(yōu)化房屋結構設計的主要環(huán)節(jié)，該研究就是立足于建筑結構設計優(yōu)化方法的實際應用，展開了更好進行房屋結構設計工作的研討，在說明建筑結構設計優(yōu)化方法應用價值的前提下，提供了房屋結構設計應用建筑結構設計優(yōu)化方法的具體措施。

關鍵詞：建筑結構設計 優(yōu)化方法 房屋結構設計 前期設計 細部結構 基礎結構

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0073-01

在社會持續(xù)發(fā)展和生活質量不斷提升的背景下，人們對房屋建筑的要求正在從實用性轉化為安全性和功能性，這給房屋設計提出了更高的要求，如何開展房屋結構設計工作，如何更好地控制和管理房屋結構設計工作成為當務之急。當前建筑結構設計優(yōu)化方法成為行業(yè)驗證和優(yōu)化房屋結構設計的主要方法，有了建筑結構設計優(yōu)化方法作為基礎，房屋結構設計工作的經濟性和功能性就有了保障，以建筑結構設計優(yōu)化方法的應用為平臺，房屋結構在安全、實用等環(huán)節(jié)就有了根本的保證。所以，在房屋結構設計工作中應該推行建筑結構設計優(yōu)化方法的應用，從房屋結構的前期設計、細部結構設計、基礎結構設計等重點環(huán)節(jié)出發(fā)，更好地發(fā)揮建筑結構設計優(yōu)化方法的優(yōu)勢，建立起房屋結構的驗證、計算和控制新體系。

1 建筑結構設計優(yōu)化方法的概述

建筑結構設計優(yōu)化方法是從理論上和經驗上對建筑結構設計進行優(yōu)化，以建筑結構設計優(yōu)化的方法進行建筑結構的分析和認知，使建筑工程結構得到總體的優(yōu)化，是建筑設計以及建筑工程分部得到結構優(yōu)化和設計完善。對于建筑結構設計優(yōu)化方法行業(yè)應該采取重視的態(tài)度，要控制建筑結構設計的重點環(huán)節(jié)，例如：應該盡量縮小質量中心和剛度中心的差異以及建筑的平面結構盡量對稱與規(guī)則，合格的建筑結構設計必須滿足這些基本的要求，這樣的建筑結構設計意圖才能夠通過優(yōu)化的評定。此外，建筑結構設計優(yōu)化方法要求在水平荷載作用下建筑物不會產生很大的扭轉效應。必須在滿足建筑相應的功能條件下，在豎直方向布置盡量讓豎直方向的相應的承重構件上下貫通。在結構設計中，為了減少結構設計與分析上的難度以及經濟性，我們應該盡量避免使用轉換層結構。對豎直方向的剛度也有著相應的要求，要求剛度的變化必須是漸變的而不是突變的，否則在剛度突變的地方會出現(xiàn)嚴重的應力集中，這不利于建筑結構抵抗水平方向的動力載荷作用。

2 建筑結構設計優(yōu)化方法的重要價值

對建筑結構的設計進行必要的優(yōu)化，在對于房屋結構相關的設計中的應用意義重大，不僅能夠滿足了建筑的實用與美觀，而且還可以有效地對工程造價進行控制。對于建筑商來說，其當然希望用最少的投資，而獲得最大的收益，然而又必須對建筑結構的科學性、可靠性以及安全性做出保證，這必然要求對結構設計進行優(yōu)化。結構設計優(yōu)化和傳統(tǒng)房屋結構設計進行比較我們可以發(fā)現(xiàn)：運用設計優(yōu)化的技術能夠降低建筑的工程造價（6%～35%）。結構設計優(yōu)化技術能夠使得建筑結構內部的每個單元都得到最佳的協(xié)調，并可以對材料的性能進行最合理的利用。這樣不僅能夠保證相關規(guī)定的安全系數(shù)，還能夠實現(xiàn)對建筑結構設計的經濟性與實用性。

3 房屋結構設計中應用建筑結構設計優(yōu)化方法的要點

建筑結構設計優(yōu)化方法具有實踐性和應用性的特點，在房屋結構設計中建筑結構設計優(yōu)化方法的應用主要集中在如下一些主要環(huán)節(jié)。

3.1 前期設計環(huán)節(jié)建筑結構設計優(yōu)化方法的應用

房屋設計前期應該注意應用建筑結構設計優(yōu)化方法，以此來控制房屋的結構，并做到對設計工程造價的優(yōu)化。在房屋設計前期，方案、規(guī)劃和計劃處于初始階段，全面應用建筑結構設計優(yōu)化方法可以顯示出房屋結構設計中結構的忽略部分，可以使隱蔽的風險和隱患得以暴露，這有利于優(yōu)化房屋結構的設計形式，也有利于更高設計方案和計劃，取得經濟、效率、效益等多方面的效果和收獲。

3.2 房屋細部結構設計環(huán)節(jié)建筑結構設計優(yōu)化方法的應用

房屋細部結構決定著房屋整體結構的質量與穩(wěn)定性，在房屋結構設計時期由于沒有具體的實物和真實的數(shù)據，很容易在房屋細部結構計算中產生誤差，在各種不確定因素的影響下，導致房屋細部結構設計出現(xiàn)重大的偏差，不但容易造成房屋細部結構設計問題，而且也給房屋整體結構帶來風險。因此，應該利用建筑結構設計優(yōu)化方法對房屋細部結構展開全面地控制，使房屋細部結構設計得到不斷優(yōu)化，最終形成最佳的房屋細部結構設計效果，避免細部開裂、錯位、斷裂等問題的出現(xiàn)，全面提升房屋細部結構設計的安全性、經濟性。

3.3 房屋基礎結構設計環(huán)節(jié)建筑結構設計優(yōu)化方法的應用

房屋基礎結構直接關系到房屋結構的整體功能和穩(wěn)定，因此在基礎結構設計環(huán)節(jié)中要全面應用建筑結構設計優(yōu)化方法，對地基地質、樁基類型、基礎結構等方面的設計進行全面地控制，合理確定樁基工程的形式，把握樁身長度和直徑，優(yōu)化基礎結構的方案，確定基礎結構、施工技術和資金投入的平衡點，在全面進行建筑結構設計優(yōu)化的基礎上，提升和保證房屋整體結構強度、結構穩(wěn)定性。

4 結語

房屋結構是決定房屋建設質量、房屋工程性能的基礎性參數(shù)，對房屋結構設計工作展開全面優(yōu)化是設計工作的基本要求，同時也是工程領域的重要工作。采用建筑結構設計優(yōu)化的方法針對房屋結構進行演算、重構和優(yōu)化，是建筑結構設計優(yōu)化方法應用的主要方面，應該重視建筑結構設計優(yōu)化方法的使用，建立建筑結構設計優(yōu)化工作的體系，構建建筑結構設計優(yōu)化方法應用的結構，全面提升房屋結構的強度與性能，做到對房屋結構設計工作的有效加強。

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