建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用探討

陳　碩

（貴陽市建筑設計院有限公司　貴州　貴陽）

建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用探討

陳碩

（貴陽市建筑設計院有限公司貴州貴陽）

基于房屋結(jié)構(gòu)設計的重要性，在實踐過程中必須從實際設計形式入手，確定有效的優(yōu)化設計方式。在本文中將以建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋設計中的作用為基礎，結(jié)合建筑體系具體化要求，探究其實可行的結(jié)構(gòu)設計方式。

建筑結(jié)構(gòu)設計；優(yōu)化方式；房屋結(jié)構(gòu)

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑市場取得了突出的發(fā)展成就，在實踐過程中需要做好結(jié)構(gòu)控制措施，及時對結(jié)構(gòu)類型和控制形態(tài)進行分析，滿足建筑體系的后續(xù)設計要求。建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方式在結(jié)構(gòu)具體設計過程中占據(jù)重要的地位，為了保證房屋建筑的質(zhì)量安全性，需要減少資金投入，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。在設計過程中，要求工作人員及時對規(guī)劃形式和布局體系進行分析，結(jié)合施工形態(tài)的具體化要求，做好整體布局工作，進而提升建筑質(zhì)量。

1　建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法概述

1.1建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化內(nèi)涵

建筑結(jié)構(gòu)的設計方法是從理論上和經(jīng)驗上對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化的，在后續(xù)實踐階段需要考慮到結(jié)構(gòu)形式和控制機制的要求，做好整體布局優(yōu)化工作，使建筑體系得到優(yōu)化。在系統(tǒng)后續(xù)審核過程中，工作人員必須對其引起重視，控制建筑結(jié)構(gòu)的設計要點，盡量縮小建筑質(zhì)量中心，適應剛度控制準則的要求，滿足建筑體系的整體規(guī)劃布局。由于建筑結(jié)構(gòu)形式比較特殊，通過有效的布局形式能做好質(zhì)量評定工作，不斷提升建筑系統(tǒng)的荷載力。此外由于已有設計布局形式涉及到內(nèi)容比較多，不可使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，必須使其適應剛度控制形態(tài)的要求，要求剛度的變化必須是漸變的而不是突變的，否則會出現(xiàn)嚴重的應力集中的情況，這不利于建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平方向的動力載荷作用[1]。

1.2建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法的價值

房屋結(jié)構(gòu)布局形式比較特殊，在整體建設過程中必須結(jié)合實際情況，確定有效的優(yōu)化方式。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化布局能滿足建筑的實用性和美觀性的要求，能有效對工程造價進行控制。此外對于建筑商淶水，其目的是以最小的資金獲取更多的經(jīng)濟效益，因此需要結(jié)合房屋現(xiàn)有布局體系的要求，制定有效的優(yōu)化措施。結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化和傳統(tǒng)的房屋建筑結(jié)構(gòu)存在一定的差異性，在實踐階段可以采用優(yōu)化布局形式，為了保證已有布局的有效性，需要明確安全系數(shù)，保證建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性和有效性[2]。

2　建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的具體應用

建筑結(jié)構(gòu)的設計形式本身具有實踐性和應用性的特點，在后續(xù)建設過程中必須結(jié)合實際情況，做好控制工作，確定具體控制標準。以下將對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的具體應用進行分析：

2.1確定變量范圍

基于建筑結(jié)構(gòu)設計形式和控制形態(tài)的要求，在后續(xù)布局過程中，需要適當選擇相應的變量，根據(jù)現(xiàn)有房屋結(jié)構(gòu)類型和控制機制的要求，確定變量范圍。在實踐過程中要對房屋結(jié)構(gòu)類型有一定的了解，制定有效的約束值，將其作為房屋建設的重要依據(jù)。對于部分影響因素小或者變量不明確的因素，需要滿足參數(shù)標準的具體化要求，通過預定式參數(shù)確定計算變量體系。采用此類變量控制形式能減少編程的工作量，提升工作效率，適應房屋結(jié)構(gòu)體系的具體化要求。目標參數(shù)的確定對房屋結(jié)構(gòu)建設有重要的作用，必須找到符合預定條件的相應尺寸的鋼筋截面面積，以及已經(jīng)失效的概率函數(shù)，減少工程造價[3]。

2.2制定有效的設計方案

在建筑結(jié)構(gòu)后續(xù)優(yōu)化設計階段，系統(tǒng)有效的結(jié)構(gòu)體系能保證計算形式的有效性，在后續(xù)設計過程中要明確非線性設計形式的具體化要求，及時對計算結(jié)構(gòu)進行分析，實現(xiàn)有效的轉(zhuǎn)換。在方案設計過程中，必須掌握相關(guān)應用程序，為了使其適應已有控制標準的具體化要求，必須及時采用綜合性、科學性的應用程序，保證已有設計方案的有序性。此外工作人員需要對影響因素進行有效的分析，選擇最佳設計方案。方案的具體制作形式如圖1。

由于結(jié)構(gòu)方案類型比較特殊，在干預性設計過程中要考慮到經(jīng)濟因素，及時對結(jié)構(gòu)設計模式進行解析，使其適應建筑機制的整體性要求。此外技術(shù)形式比較特殊，在進行分析時，要同時考慮材料和設備的科學化配置，只有這樣才能達到預期的目標。

圖1　房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的制作流程圖

2.3房屋結(jié)構(gòu)設計的局部優(yōu)化

（1）排水系統(tǒng)的優(yōu)化

在房屋建筑結(jié)構(gòu)的后續(xù)優(yōu)化設計過程中，排水設計系統(tǒng)起到重要的作用，在后續(xù)布局調(diào)整階段，必須做好排水系統(tǒng)的布設工作。由于房屋建筑系統(tǒng)應用到很多設備，受到荷載力的影響，要保證布局結(jié)構(gòu)的有效性和合理性。此外管道的預留尺寸和深度需要符合現(xiàn)有建設指標的要求，做好加固控制措施。由于管線和橫梁具體設計標準不一致，要注意水平方向的控制工作，避免出現(xiàn)貫穿的情況。在管道設計過程中需要及時對墻體進行加固，在整體布局階段考慮到結(jié)構(gòu)設計和管道網(wǎng)的布局，避免出現(xiàn)繞梁的情況。

（2）電氣系統(tǒng)的優(yōu)化

電氣管線的布局對金屬結(jié)構(gòu)自身有重要的影響，在后續(xù)布局階段需要考慮到已有板墻和控制機制的要求，做好預留工作。由于現(xiàn)有的布局形式和控制結(jié)構(gòu)差異性比較大，需要做好管線的布局工作，在梁體上預留出適當?shù)目锥矗ＷC梁體的寬度和墻體高度一致。如果在具體設計過程中出現(xiàn)不相同的情況，則必須保證墻體和梁體的一致性，在房屋建筑具體設計過程中，要做好電梯部分的設計工作，對電梯建筑系數(shù)進行規(guī)劃，保證設計形式的合理性和安全性。

（3）整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

由于已有的結(jié)構(gòu)布局形式比較特殊，為了使其適應建設形式的控制基準，要滿足結(jié)構(gòu)設計機制的具體化要求，結(jié)合不同設計準則和控制機制的要求，做好整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作。建筑本身的美觀性和結(jié)構(gòu)形式存在必然的聯(lián)系，必須保證墻體和支柱的有效性，避免出現(xiàn)錯位的情況。在樓體設計階段，由于已有的受力結(jié)構(gòu)變化比較明顯，要選擇高強度的建筑材料，作為重要的承重結(jié)構(gòu)，保證重心、剛心的有效性，避免出現(xiàn)扭曲的情況。

（4）平面系統(tǒng)的優(yōu)化

房屋建設形式比較復雜，需要及時對不同的結(jié)構(gòu)類型和應用基準進行分析，結(jié)合造型和布局形態(tài)的要求，做好建筑墻體的布設工作。建筑系統(tǒng)自身必須保證簡潔，每個房間的設計必須統(tǒng)一。平面布局形式比較特殊，工作人員要根據(jù)平面施工形態(tài)的具體化要求，采取優(yōu)化設計的方式，實現(xiàn)布局結(jié)構(gòu)的有效性和有序性。

2.4確定后期優(yōu)化布局形式

在房屋后期布局和設計過程中，基于影響因素的多樣性，工作人員要了解房屋建筑形式的整體化要求，明確具體案例。不同的項目在限定的使用過程中，可以制定多種設計方案，在不同的設計階段采用不同的優(yōu)化方案。房屋設計人員要根據(jù)不同階段的性質(zhì)采取有效的優(yōu)化方法，實現(xiàn)對整體工程的有效控制，保證建筑的施工質(zhì)量，進而提升企業(yè)經(jīng)濟效益[4]。

3　房屋結(jié)構(gòu)設計中結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法的應用趨勢

房屋結(jié)構(gòu)的設計影響因素比較多，需要設定有效的優(yōu)化措施，結(jié)合房屋已有控制結(jié)構(gòu)和布局形態(tài)的要求，做好階段性控制工作。以下將對房屋結(jié)構(gòu)設計中結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法的應用趨勢進行分析：

3.1技術(shù)性

技術(shù)體系是房屋設計的重要基礎，在實踐過程中必須使其適應已有控制布局形態(tài)的要求，并將具體的技術(shù)控制體系落實到實處，發(fā)揮結(jié)構(gòu)設計的最大化作用。工作人員必須掌握具體的技術(shù)形式，不斷提升自身工作能力，保證結(jié)構(gòu)布局的有序性。

3.2階段性

房屋結(jié)構(gòu)設計是個整體，在實踐過程中需要做好階段性布局控制工作，在不同的施工階段采用不同的設計方式。此外結(jié)構(gòu)布局分為多個附屬結(jié)構(gòu)，在階段性設計過程中要做好原材料的選取、結(jié)構(gòu)類型劃分等工作，真正實現(xiàn)設計優(yōu)化。

3.3約束性

由于現(xiàn)有的施工形式存在比較明顯的差異性，在布局過程中必須制定有效的約束機制，對已有的控制形態(tài)進行分析，使其適應結(jié)構(gòu)設計的要求。工作人員要根據(jù)現(xiàn)有約束體系的具體要求，做好約束工作，在全面進行建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的基礎上，提升和保證房屋整體結(jié)構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4　結(jié)束語

針對房屋結(jié)構(gòu)設計的重要性，在后續(xù)施工過程中必須結(jié)合實際情況，確定建筑系統(tǒng)的功能參數(shù)。工作人員要從當前設計現(xiàn)狀入手，展開全面有效的設計形式，此外在房屋整體布局過程中，必須重視建筑結(jié)構(gòu)工作形式的優(yōu)化建設，不斷提升房屋結(jié)構(gòu)強度和性能。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計方法有很多，必須從實際情況入手，提前制定有效的設計方案，發(fā)揮已有設計形式的最大化作用，使其適應房屋結(jié)構(gòu)的建設要求，進而達到理想的設計標準。

[1]鄒俊，張美玉.建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的現(xiàn)實應用[J].科技傳播，2011，12（01）：56～58.

[2]孫有果.結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設計中的具體應用探討[J].科技致富向?qū)В?011，13（01）：129～130.

[3]王也.建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].中華民居，2013，14（01）：256～258.

[4]萬年春.淺論建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].城市建設理論研究，2012，14（01）：69～70.

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