論房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

王曉瑜 鄧志勇

摘要： 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活有了更高的水平，對(duì)任何事物都有了更高的要求，尤其是對(duì)房屋建筑的安全、功能及耐久性要求越來(lái)越高。因此，在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該重視優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)討論，供以后工作者參考。

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

0引言

目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，使人們對(duì)居住的環(huán)境有了更高的要求，為了不斷滿足人們對(duì)居住條件的要求，國(guó)家也對(duì)建筑方面給予了重視，加大了投資。如何實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)的功能性以及安全性、耐久性等，同時(shí)也要考慮建筑占地面積以及追求的經(jīng)濟(jì)性，是優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目的。

1房屋中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容首先要遵循設(shè)計(jì)規(guī)范以及滿足建設(shè)方的使用要求為前提，充分考慮房屋建筑設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際情況，還要綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素，我們把這個(gè)過(guò)程稱之為優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)側(cè)重于對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件的布置方式、以及結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析。從大的方面可以分成兩部分：一部分是以結(jié)構(gòu)總體為對(duì)象的優(yōu)化設(shè)計(jì)；另一部分是以房屋分部結(jié)構(gòu)為對(duì)象的優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)部分又可以細(xì)分為

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、下部基礎(chǔ)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、中間部分主體結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、上部屋蓋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系

2.1 房屋建筑層數(shù)與用地面積的關(guān)系。如果對(duì)一個(gè)建筑物來(lái)分析，建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)增加其面積越來(lái)越少，但實(shí)際情況是，當(dāng)房屋建筑結(jié)構(gòu)層數(shù)的數(shù)目增加時(shí)，建筑高度也隨著上升，相鄰建筑物之間的間距將增加，所以建設(shè)單位的總建筑面積也將增加土地使用面積。實(shí)際上總面積和所需的建筑物的建筑不一定相關(guān)的存在的層的數(shù)量，因此，當(dāng)我們采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù)，它是必要的，以協(xié)調(diào)土地面積與建筑物層數(shù)之間的關(guān)系。

2.2優(yōu)化建筑物結(jié)構(gòu)分部部分與層數(shù)之間的關(guān)系

如何實(shí)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)分部部分和建筑物之間的層數(shù)關(guān)系是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。對(duì)于同一個(gè)建筑物來(lái)說(shuō)，可以使用一個(gè)建筑屋蓋，這樣可以降低單位設(shè)計(jì)的成本。從建筑物的基礎(chǔ)部分來(lái)看，又有一些不同，這是因?yàn)榻ㄖ锏幕A(chǔ)部分是共有的，隨著建筑物層數(shù)的不斷增加，基礎(chǔ)部分承受的荷載也在不斷的增加，所以在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該考慮的是如何提高基礎(chǔ)構(gòu)件的承載能力，以及如何控制基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)成本，畢竟，隨著建筑物層數(shù)的增多，基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)成本也是成正比增多的。

2.3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)備之間的經(jīng)濟(jì)關(guān)系。

建筑物為了更好地實(shí)現(xiàn)其使用功能就需要進(jìn)行給排水管道以及電氣設(shè)備的建造。隨著建筑物層數(shù)的增加，所需要的給排水管道以及電氣設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)遞增，這樣無(wú)疑會(huì)間接增大建筑設(shè)備的建造成本，對(duì)于房屋建筑的整體成本也會(huì)增加。

3 優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 重視概念設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的分析

由于建筑結(jié)構(gòu)的方案的多樣性，對(duì)于同一施工方案，可以選擇不同的結(jié)構(gòu)布置方案；由于分析方法的多樣性，建筑物的結(jié)構(gòu)安排已確定的方案，考慮到相同的情況下，負(fù)載可以選擇不同的分析方法；建筑設(shè)計(jì)參數(shù)選定指標(biāo)另一個(gè)仿真設(shè)計(jì)，獲得建材，加載標(biāo)準(zhǔn)值不是唯一的。比設(shè)計(jì)不能依靠電腦軟件的一部分處理更是一個(gè)直接的答案。這些部分處理需要依靠設(shè)計(jì)師OK。然而，上述設(shè)計(jì)人員處理部分不同的看法是不同的。要做到這一點(diǎn)，你需要處理這些問(wèn)題設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)有一定的積累。較有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員在處理這些問(wèn)題時(shí)，更靈活的選擇，更充分地確定進(jìn)程做出更合理的選擇，更優(yōu)化。這就是我們所說(shuō)的概念設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程。這表明，以達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)應(yīng)注意經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師的積累。越是經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師可以優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

3.2 建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際性復(fù)雜問(wèn)題對(duì)策

建筑物設(shè)計(jì)的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)房屋本身的安全問(wèn)題以及房屋的使用功能，同時(shí)也要求房屋具有一定的耐久性能。可以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以使建筑物在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)最大限度的減少成本并且實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。所謂的概念化設(shè)計(jì)，主要指的是如何通過(guò)優(yōu)化建筑物的結(jié)構(gòu)，從而提高建筑物抵抗外部能力，并且建筑的結(jié)構(gòu)耐久性和功能性即使受到外部因素影響的時(shí)候也不會(huì)有所改變。所以對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最核心內(nèi)容在于如何在復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境下實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，如地震這樣的復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境，人類對(duì)于它的荷載以及作用的時(shí)間的長(zhǎng)短都不能進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，無(wú)法掌握其規(guī)律，因此地震一直被認(rèn)為是人類毀滅性災(zāi)難的自然災(zāi)害。

4 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用需注意的事項(xiàng)

1）建筑物結(jié)構(gòu)前期設(shè)計(jì)需考慮優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)于建筑項(xiàng)目本身的建筑成本來(lái)說(shuō)，前期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是非常重要的。如果在前期不能達(dá)到對(duì)房屋的優(yōu)化設(shè)計(jì)，存在合理性及可行性問(wèn)題，便很容易埋下隱患，影響后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，及增加結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本，因此，在建筑物進(jìn)行前期設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)該深入考慮方案的合理性，為后期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做好鋪墊，才能完成合理完整的建物。

2）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)細(xì)部的優(yōu)化工作。對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，一定要重視房屋建筑的分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作。中國(guó)有句老話叫“千里之堤毀于蟻穴”，說(shuō)的就是重視細(xì)節(jié)的道理，主體結(jié)構(gòu)構(gòu)建好了，但是如果局部位置出現(xiàn)問(wèn)題，將危及整座建筑物，結(jié)構(gòu)細(xì)部的優(yōu)化工作包括了結(jié)構(gòu)細(xì)部的設(shè)計(jì)工作，如平時(shí)我們工作中給常見(jiàn)的矩形現(xiàn)澆板做設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其先做分析，避免在拐角處有裂縫，這都是細(xì)節(jié)，但如果不注意，引起的后果將不堪設(shè)想。另外，如今已

不再是過(guò)去手繪稿的年代了，計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透了我們的工作，設(shè)計(jì)人員需要與時(shí)俱進(jìn)，了解計(jì)算機(jī)的工作性能，將設(shè)計(jì)理論通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件輸出，既節(jié)省了時(shí)間，也方便修改，但如何將計(jì)算機(jī)與設(shè)計(jì)理論完美結(jié)合，設(shè)計(jì)或優(yōu)化我們的結(jié)構(gòu)方案，還需設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)學(xué)習(xí)。

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的在于實(shí)現(xiàn)建筑物的功能性與安全性，同時(shí)，盡可能保證建筑物的耐久性，在滿足房屋建筑的以上功能的同時(shí)，最大限度節(jié)約建筑成本是設(shè)計(jì)者的目標(biāo)。那么，就需要對(duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)使用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，這樣可以盡可能保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與可行性。與此同時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論也逐漸與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，工程實(shí)踐的問(wèn)題更多地轉(zhuǎn)化成為一種數(shù)學(xué)最優(yōu)解的計(jì)算問(wèn)題，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)更多地掌握計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，才能發(fā)揮計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的論述，我們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系以及優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情沉三個(gè)方而的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)分析和探討。我們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的根木目的就是要保證其具備足夠的安全性、功能性和耐久性，同時(shí)最大限度的降低其施工的成木，并延長(zhǎng)其使用壽命，而建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)就是一個(gè)有效的措施。因此設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)通力協(xié)作，大力的推廣和應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，從而為房屋建筑結(jié)構(gòu)選擇最為經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。

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