房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性及優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討

蒙賢賢

身份證號(hào)：131124198802080229

【摘 要】在現(xiàn)代化的發(fā)展建設(shè)過(guò)程中，建筑房屋結(jié)構(gòu)需要得到進(jìn)一步的優(yōu)化，只有從經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)性兩個(gè)方面加以考量，才能讓房屋建筑結(jié)構(gòu)得到更好的發(fā)展，可以說(shuō)房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性之間具有十分密切的聯(lián)系，因此本文將對(duì)其進(jìn)行詳盡的敘述，通過(guò)三個(gè)不同的角度進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升。希望通過(guò)本文的論述能夠進(jìn)一步提高我國(guó)的建筑發(fā)展水平。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；經(jīng)濟(jì)性；優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

引言

隨著建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，建筑企業(yè)就需要不斷增強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，從施工技術(shù)、施工管理等方面著手，不斷的進(jìn)行的革新，建造出美觀安全的建筑，這樣才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。在建筑工程所有的施工成本中，建筑結(jié)構(gòu)造價(jià)所占比例是最大的。因此要保證所有功能特點(diǎn)的情況下，要想對(duì)房屋建筑進(jìn)行更合理的設(shè)計(jì)并最大限度降低工程的施工成本，我們就需要對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先應(yīng)該保證房屋自身具備一定的使用功能，同時(shí)還要符合安全設(shè)計(jì)的要求，這樣才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的要求，通常情況下，在對(duì)房屋進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)來(lái)確定設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以將其分為幾個(gè)不同的部分作為子結(jié)構(gòu)，子結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)行不斷的細(xì)分，例如主體結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等，通過(guò)對(duì)這些子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終就能實(shí)現(xiàn)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化發(fā)展，以滿足人們不斷提高的生活質(zhì)量要求。

二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)的處理關(guān)系

1.建筑用地面積與建筑物層數(shù)之間關(guān)系處理。

如果沒(méi)有綜合考量建筑物內(nèi)部光線質(zhì)量等因素綜合考量，單純基于建筑物層數(shù)和建筑用地關(guān)系考量，且建筑使用土地面積一定的條件下，隨著建筑層數(shù)增加，單位層數(shù)所使用的土地面積趨于減小。不過(guò)在實(shí)際建筑工程設(shè)計(jì)中卻并非如此，光線質(zhì)量不好的超高樓層，會(huì)導(dǎo)致購(gòu)置者購(gòu)買(mǎi)愿望的降低，甚至導(dǎo)致樓盤(pán)無(wú)人問(wèn)津，這樣必須適當(dāng)增加建筑物之間的間距才能滿足市場(chǎng)需求，因而博弈的結(jié)果就是：建筑物層數(shù)增加，其用地面積也就隨之增加。這就要求使用房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)層數(shù)與面積之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，而優(yōu)化設(shè)計(jì)方法一般是通過(guò)減小建筑物上部的面積來(lái)實(shí)現(xiàn)整體光照。

2.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)備之間經(jīng)濟(jì)關(guān)系處理。

在高層房屋建筑中，為滿足人們?nèi)粘Ｆ鹁由畹男枰?，?yīng)建造必要的給排水管道和電氣設(shè)備。而基于建筑物層數(shù)的增加，相應(yīng)地建筑設(shè)備也會(huì)隨之遞增。簡(jiǎn)言之，建筑設(shè)備隨著建筑物層數(shù)增加而增加。這就意味著建筑整體成本會(huì)提升。

3.建筑結(jié)構(gòu)外觀與經(jīng)濟(jì)關(guān)系處理。

在考慮建筑安全因素的前提之下，房屋建筑外觀設(shè)計(jì)一般設(shè)計(jì)為方形或圓形，這樣建筑物結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)始終處于一種穩(wěn)定的對(duì)稱狀態(tài)。假如將一定用地面積的方形房屋建筑外觀設(shè)計(jì)為圓形，由于圓形建筑物相對(duì)方形建筑物周長(zhǎng)小，因此建筑物墻體面積也會(huì)隨之變小。隨著建筑面積的減小，前期墻體投入成本和后期裝修成本都會(huì)降低。簡(jiǎn)言之，建筑結(jié)構(gòu)外觀設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)有著一定關(guān)聯(lián)。

4.建筑結(jié)構(gòu)分部部分與建筑物層數(shù)之間關(guān)系處理。

由于建筑物的公共屋蓋都是同一個(gè)，那么建筑層數(shù)越多，屋蓋部分的單位成本就會(huì)降低。但是對(duì)于房屋建筑的基礎(chǔ)部分就不一樣了，即使也共用一個(gè)基礎(chǔ)部分，當(dāng)建筑物層數(shù)增加時(shí)，由于基礎(chǔ)部分所受的荷載越來(lái)越大，所以基礎(chǔ)部分就應(yīng)提高構(gòu)件的承載能力，因此基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)成本也是隨之增加的。同理，房屋內(nèi)部的梁柱墻等共用部分構(gòu)件的承載力亦是隨著建筑物層數(shù)增加而使得設(shè)計(jì)成本增加，只是不同分部構(gòu)件的設(shè)計(jì)成本增加幅度有所區(qū)別而已。總之，建筑物屋蓋部分的設(shè)計(jì)成本隨著建筑物層數(shù)增加而降低，而建筑物基礎(chǔ)部分和內(nèi)部共用部分的設(shè)計(jì)成本則隨著建筑物層數(shù)增加而遞增。

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

1.重視結(jié)構(gòu)建造數(shù)字技術(shù)應(yīng)用。

對(duì)于建筑物的結(jié)構(gòu)布置方式而言，存在著多種選擇，即便是同一建筑物結(jié)構(gòu)布置方案也有多種結(jié)構(gòu)分析方法。進(jìn)一步講，基于不同的建筑物結(jié)構(gòu)分析方法，建筑物設(shè)計(jì)所選用的設(shè)計(jì)參數(shù)及其建筑材料等等都會(huì)不同程度地存在差異性。而隨著數(shù)字技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)模型和平面圖紙的取代，利用數(shù)字化軟件得以快速解決設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案和設(shè)計(jì)參數(shù)影響分析等難題，如赫爾佐格和德梅隆設(shè)計(jì)的“鳥(niǎo)巢”便是建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)的突破，由蓋里科技公司研發(fā)而成的DP軟件的鳥(niǎo)巢設(shè)計(jì)更是數(shù)字技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新。因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)處理需要大力依靠計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，設(shè)計(jì)人員要予以重視概念化設(shè)計(jì)。不過(guò)由于設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的不同，概念設(shè)計(jì)模式也會(huì)有所不同。因此，設(shè)計(jì)人員對(duì)于方案及設(shè)計(jì)參數(shù)的合理選擇，實(shí)質(zhì)上就是概念優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)過(guò)程。

2.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題的解決。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化目的主要是基于在設(shè)計(jì)規(guī)定年限內(nèi)實(shí)現(xiàn)建筑物的功能需求，并最大限度提高外部作用因素的抵抗能力和減少房屋建設(shè)成本。其中，外部作用因素之中，荷載作用時(shí)間、地點(diǎn)及強(qiáng)度都不可準(zhǔn)確預(yù)料的地震作用較為特殊，一旦發(fā)生能量等級(jí)高的地震作用時(shí)，建筑物破壞必然無(wú)疑。故而，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要充分考慮地震的荷載作用?；诮Y(jié)構(gòu)對(duì)稱的建筑物其荷載承受處于均勻狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)截面較少，并通過(guò)多道設(shè)防思想即通過(guò)次要構(gòu)件來(lái)保護(hù)主要構(gòu)件，來(lái)達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的明顯效果。

3.建筑結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化。

房間設(shè)計(jì)不但需要保證不影響建筑結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要確保和整體平面的配合。建筑柱及墻布置，需要和房屋建筑平面的基本功能需求相一致，統(tǒng)一各個(gè)房間進(jìn)深以及開(kāi)間大小。簡(jiǎn)化建筑系統(tǒng)，避免出現(xiàn)墻與柱錯(cuò)位的現(xiàn)象，保持每一層的高度和截面面積相同；進(jìn)行樓體或電梯設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要在一些應(yīng)力集中或受力方向較多的轉(zhuǎn)角區(qū)域進(jìn)行加固，采用承重能力較強(qiáng)的建筑材料，而在一些非承重構(gòu)建結(jié)構(gòu)中運(yùn)用材質(zhì)相對(duì)較輕的建筑材料，合理布局整體的建筑結(jié)構(gòu)，減輕其自重。

四、結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，房屋建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化，可以明顯提升建筑物的使用性能、安全性能等，而且能在滿足這些的基礎(chǔ)之上，提高建筑物的經(jīng)濟(jì)和美觀性。所以，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行的設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)于優(yōu)化技術(shù)應(yīng)該充分利用，這樣進(jìn)一步選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，最終達(dá)到在保質(zhì)保量基礎(chǔ)上降低工程成本的目業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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