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

林志輝

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，建筑項(xiàng)目在不斷增多，建筑行業(yè)得到了快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法也要隨著時(shí)代發(fā)展而不斷創(chuàng)新，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為一種集專業(yè)和藝術(shù)的設(shè)計(jì)形式，在保證了建筑物質(zhì)量的同時(shí)，使建筑物兼具美觀和安全，這樣才能使建筑物的價(jià)值真正體現(xiàn)。本文主要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，表現(xiàn)了提高建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)優(yōu)化 房屋結(jié)構(gòu)

時(shí)代的發(fā)展和變革在建筑物上有深刻體現(xiàn)，建筑物的設(shè)計(jì)風(fēng)格和樣式能夠反映地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，還能反映一個(gè)國(guó)家和民族特征，更能集中體現(xiàn)建筑行業(yè)的發(fā)展水平，可見，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響范圍非常廣，要想使建筑行業(yè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)單位在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)，就要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。很多建筑物不僅要求質(zhì)量，對(duì)外在的美觀程度和安全性也有較高的要求，因此，做好設(shè)計(jì)規(guī)劃，制定適合的建筑方案非常有必要。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

一個(gè)成功的建筑物必須兼顧美觀和安全，建筑設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)這些要素的重要手段。而建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括房屋的內(nèi)部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、房屋定層部位優(yōu)化、房屋外圍優(yōu)化等，這些部位的優(yōu)化需要考慮房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀況，設(shè)計(jì)更要符合整體效益，只有在滿足了建筑基本的需求功能以后，才能進(jìn)行平面布局和規(guī)劃，建筑物的質(zhì)量和建筑強(qiáng)度存在的差距減少，并且要能對(duì)承載的方向進(jìn)行權(quán)衡，其具體方法體現(xiàn)在：

（一）設(shè)計(jì)模型

建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型構(gòu)建能夠首先計(jì)算出建筑結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)，并且能提煉出相關(guān)變量的參數(shù)，由此建立起設(shè)計(jì)模型，這種模型是建立在函數(shù)基礎(chǔ)上的。規(guī)劃的方案是通過(guò)一些計(jì)算得出的。模型建立的首要步驟是確立設(shè)計(jì)的變量，這些變量可以作為建筑整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變量，其存在會(huì)直接影響到參數(shù)，能夠減少建筑設(shè)計(jì)時(shí)產(chǎn)生的多余工作量。另一方面，預(yù)定好的參數(shù)可以有效應(yīng)用到建筑橫面或者是切面的尺寸測(cè)量中，從而減少了費(fèi)用的支出。其次就要做好設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，最為重要的是設(shè)計(jì)約束條件。建筑約束條件包含了房屋的設(shè)計(jì)尺寸、設(shè)計(jì)規(guī)劃、建筑結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度、建筑預(yù)應(yīng)力相關(guān)參數(shù)變化、變形情況等。在對(duì)建筑進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，要能夠遵循一定的設(shè)計(jì)規(guī)則和方案要求，這樣是為了保證各項(xiàng)條件都能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（二）計(jì)算方案的優(yōu)化

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方案是一種基于房屋結(jié)構(gòu)的建筑設(shè)計(jì)方案。這種建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案中的變量非常多，并且計(jì)算的數(shù)據(jù)較為復(fù)雜。一般情況下，在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)會(huì)綜合考慮一些限制條件，將負(fù)責(zé)的慣性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為定性關(guān)系。在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)一般常使用的方法是乘積法。

二、建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在房屋結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)用方法

（一）前期設(shè)計(jì)階段

房屋結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)，主要是對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益、房屋結(jié)構(gòu)的整體布局以及材料的應(yīng)用進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)的過(guò)程。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在前期的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是非常重要的，能夠影響到房屋的整體經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的資金使用產(chǎn)生一定影響。在前期房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，并沒(méi)有應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，也不會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和規(guī)范性進(jìn)行考慮，由此，這些問(wèn)題會(huì)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成不好的影響。因此，在房屋結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)中，一定要將建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法加入其中，房屋結(jié)構(gòu)形式一定要具有科學(xué)性和可行性特征，并且能夠?qū)υO(shè)計(jì)方案綜合考慮，使建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)真正發(fā)揮自身作用。

（二）抗震理念的設(shè)計(jì)

在房屋結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮很多實(shí)際問(wèn)題，不能只對(duì)質(zhì)量和環(huán)保方面的理念進(jìn)行考慮，要使設(shè)計(jì)具有一定的安全性特征。很多的建筑結(jié)構(gòu)在面對(duì)強(qiáng)烈地震時(shí)都不具備抵抗能力，因此，為了使建筑物的使用壽命提高，確保住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全就要做好抗震理念設(shè)計(jì)。可以將抗震的強(qiáng)度作為建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)方案，因?yàn)榈卣鸬漠a(chǎn)生具有不確定性，由此會(huì)產(chǎn)生實(shí)際計(jì)算結(jié)果與先前的預(yù)定設(shè)計(jì)存在偏差，因此，選擇適宜的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案突出抗震理念是非常重要的。可以將先前的數(shù)據(jù)作為輔助的考察數(shù)據(jù)，在面對(duì)具體的設(shè)計(jì)時(shí)，要將建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)加入到抗震性能的理念中，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)目的。還有一方面，要能夠滿足建筑結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)處的設(shè)計(jì)目標(biāo)。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的拐角處或者是板材容易斷裂的部位優(yōu)先設(shè)計(jì)，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋、混凝土等全面考慮，在投入了建筑成本以后，優(yōu)先考慮建筑結(jié)構(gòu)的可塑性和抗拉性。如果先前的建筑規(guī)劃中的材料有較強(qiáng)的受力功能，那么，為了實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部?jī)?yōu)化，可以采用冷軋帶或者是強(qiáng)度大的鋼筋作為優(yōu)化的材料。這樣可以有效確保建筑安全性，并能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。

（三）房屋的基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

房屋地基的穩(wěn)固是建筑結(jié)構(gòu)發(fā)揮一切功能的前提，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)就要考慮到建筑結(jié)構(gòu)地基規(guī)劃方法。很多房屋出現(xiàn)坍塌或者穩(wěn)固性低都是因?yàn)榉课莼A(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)不足造成的，地基的設(shè)計(jì)一般都是以實(shí)現(xiàn)建筑的穩(wěn)定性為最終目標(biāo)，是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最重要的內(nèi)容。伴隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，地基的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了很多形式和方法，這就造成了建筑地基在形態(tài)上和質(zhì)量上存在一定的差別。因此，在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況，并做好建筑地基的勘測(cè)工作，必須在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)按照一定的建筑原則，可以以地樁作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，結(jié)合地基的實(shí)際受力狀況，對(duì)不同的地樁采取不同的考察方法，由此選擇出不同的設(shè)計(jì)方案。

（四）多選擇節(jié)能效果好的結(jié)構(gòu)類型

隨著人們環(huán)保理念的增強(qiáng)，節(jié)能型的房屋建筑結(jié)構(gòu)類型成為未來(lái)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。為了最大限度的降低工程造價(jià)的成本，實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化目標(biāo)，就要在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。在對(duì)節(jié)能效果較好的設(shè)計(jì)類型進(jìn)行選擇時(shí)，要考慮到房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。一般，常規(guī)形式的設(shè)計(jì)要考慮到以下三種情況，分別是剪力墻結(jié)構(gòu)、框架式結(jié)構(gòu)以及剪力墻和框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合的形式。剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)類型具有一定的抗震性，并且應(yīng)用的建筑材料較多，但是框架式的房屋結(jié)構(gòu)類型其建筑截面非常大，會(huì)對(duì)家具的整體布局產(chǎn)生一定影響。最后一種兩者相結(jié)合的房屋結(jié)構(gòu)類型具有非常好的抗震性，并且抗測(cè)力也非常好。這幾種方法各自有各自的特點(diǎn)，要從房屋結(jié)構(gòu)的實(shí)際出發(fā)選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方法這樣才能既節(jié)省資金，又能達(dá)到最優(yōu)效果。

結(jié)語(yǔ)：

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以有效的應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，并且為了實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化，使質(zhì)量和安全都能夠保證，就要綜合考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)的方法，將建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以在一定程度上降低工程造價(jià)成本、提高建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，建筑材料的選擇、概念設(shè)計(jì)以及地基設(shè)計(jì)都要綜合考慮建筑的實(shí)際審美效果和實(shí)用性功能，既要使房屋建筑成本降低，也要實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展的理念。

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