論房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用

周俊

南通同創(chuàng)建筑設(shè)計(jì)有限公司 江蘇 南通 226600

我國城市化進(jìn)程的不斷加快，促使諸多房屋建筑工程項(xiàng)目相繼投入到建設(shè)中。同時(shí)社會(huì)大眾生活質(zhì)量的提升，對(duì)房屋建筑工程也提出了更高的要求。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)房屋建筑工程的最終使用功能和使用效果有決定性影響，但在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，由于各方面因素的影響，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果不可避免地會(huì)存在一些不足之處，這就要求設(shè)計(jì)人員必須采取一定的優(yōu)化技術(shù)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，以獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的對(duì)象

1.1 建筑層數(shù)與分部部分

房屋建筑結(jié)構(gòu)的分部部分支撐和承載著建筑物主體部分的絕大部分負(fù)荷，并且其所承載的負(fù)荷會(huì)隨著建筑物層數(shù)的增加而不斷加大。為充分確保房屋建筑的安全性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)高度關(guān)注分部部件的實(shí)際質(zhì)量，這會(huì)相應(yīng)增加房屋建筑建設(shè)的成本支出。所以，在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的過程中，設(shè)計(jì)人員必須綜合考慮建筑物的層數(shù)以及各分部部件的承載能力，不但要降低房屋建筑建設(shè)成本，還要充分保證房屋建筑的安全。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)施設(shè)備

房屋建筑工程建設(shè)過程中，電力設(shè)備以及排水管道等建筑設(shè)施設(shè)備的安裝是必不可少的。尤其是高層建筑，其所需建筑設(shè)施設(shè)備的數(shù)量也更多，高層建筑層數(shù)的增加，其所付出的建設(shè)成本就會(huì)相應(yīng)增高。

1.3 造型設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)性

在房屋建筑面積一樣的情況下，圓形建筑結(jié)構(gòu)或方形建筑結(jié)構(gòu)能夠最大程度地利用建筑空間，同時(shí)還能將房屋建筑的墻體部分以及設(shè)施設(shè)備的安裝成本有效降低，并且建筑內(nèi)部構(gòu)件的受力狀況也更加穩(wěn)定[1]。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的具體應(yīng)用措施

2.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型

從整體上優(yōu)化房屋建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包含科學(xué)選擇設(shè)計(jì)變量、合理確定目標(biāo)數(shù)據(jù)以及有效明確相關(guān)要求等。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)化，其目的是從房屋建筑具體施工情況出發(fā)，預(yù)先設(shè)定設(shè)計(jì)方案中的相關(guān)參數(shù)，然后確定最佳目標(biāo)數(shù)據(jù)，最后明確制定房屋建筑施工要求，以此達(dá)到優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的目的。

2.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方式

在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的過程中，很多數(shù)據(jù)的變量十分復(fù)雜，并且存在大量的約束條件。這就要求設(shè)計(jì)人員在具體計(jì)算時(shí)，必須優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。設(shè)計(jì)人員可采用Powell計(jì)算法或復(fù)合形法等多種現(xiàn)代計(jì)算方法，把較為復(fù)雜的約束條件下的優(yōu)化轉(zhuǎn)變?yōu)闆]有約束條件的優(yōu)化，不斷加大研究深度，以保證建筑設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況一致，從而為房屋建筑施工提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2.3 制定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算流程

制定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算流程是指以計(jì)算方法方案以及建筑結(jié)構(gòu)模型兩個(gè)方面的優(yōu)化工作為基礎(chǔ)，制定功能多、數(shù)據(jù)全以及運(yùn)算快的綜合性計(jì)算流程，以有效減少設(shè)計(jì)人員的任務(wù)量，從而提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作效率。

2.4 優(yōu)化細(xì)部設(shè)計(jì)

在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將細(xì)部?jī)?yōu)化與概念設(shè)計(jì)有效結(jié)合起來，應(yīng)實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)用效果。所以，一定要深刻認(rèn)知到細(xì)部?jī)?yōu)化的重要作用。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要高度關(guān)注防震強(qiáng)度等具體數(shù)值的變化，這部分?jǐn)?shù)值在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中會(huì)出現(xiàn)較大差異。

細(xì)部設(shè)計(jì)優(yōu)化可從下面幾點(diǎn)著手：第一點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)澆板的應(yīng)用設(shè)計(jì)工作，例如對(duì)異形板拐角裂縫的處理和控制。第二點(diǎn)，合理選擇鋼筋材料，應(yīng)立足于房屋建筑工程實(shí)際要求，選擇拉抗力較強(qiáng)并且結(jié)合合適的鋼筋材料。第三點(diǎn)，在設(shè)計(jì)外立面時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)奶舭搴团浣?。這些優(yōu)化措施的應(yīng)用，不僅能滿足房屋建筑施工的基本要求，還能保證房屋建筑的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

2.5 優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，建筑基地基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化也是非常重要的優(yōu)化內(nèi)容。在具體的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作中，第一步就是要制定合理的優(yōu)化方案，若房屋建筑地基采用的是樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件選擇合適的樁基類別，盡可能減少基礎(chǔ)工程造價(jià)。樁端持力層在很大程度上決定了樁的長度[2]。

2.6 綜合分析

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，必須對(duì)房屋建筑的用途、藝術(shù)形式及其與周邊環(huán)境的結(jié)合狀況等多個(gè)方面進(jìn)行綜合分析。在對(duì)這些繁多因素綜合分析的基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃房屋建筑布局、合理組合房屋建筑空間與平面，有效處理房屋建筑立面，選擇最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式，預(yù)定最佳環(huán)境條件，從而達(dá)到優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化需要注意的事項(xiàng)

3.1 合理選用設(shè)計(jì)人員

對(duì)于同一個(gè)房屋建筑工程建設(shè)方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式的不同，其最終的實(shí)現(xiàn)效果也存在一定差異。在選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式過程中，主要靠設(shè)計(jì)人員來選取設(shè)計(jì)參數(shù)以及分析方法。所以，經(jīng)驗(yàn)更加豐富的設(shè)計(jì)人員，其考慮問題也更加全面，設(shè)計(jì)人員的選用會(huì)對(duì)最終設(shè)計(jì)方案有決定性影響。

3.2 重視前期參與

前期方案對(duì)房屋建筑工程資金投入總量有至關(guān)重要的影響，但不少建筑設(shè)計(jì)人員并未重視前期參與方面，從而導(dǎo)致房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在一定問題，最終影響到設(shè)計(jì)結(jié)果和后續(xù)施工。所以房屋建筑設(shè)計(jì)人員一定要高度重視前期參與，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可行性，減小設(shè)計(jì)難度，降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本，從而制定出最佳設(shè)計(jì)方案，為房屋建筑工程施工提供有效指導(dǎo)[3]。

4 結(jié)束語

總之，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升，以及建筑結(jié)構(gòu)最佳設(shè)計(jì)效果的實(shí)現(xiàn)，都有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，設(shè)計(jì)人員必須充分了解房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的內(nèi)容，從建筑結(jié)構(gòu)模型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算方案、細(xì)部?jī)?yōu)化等多個(gè)方面著手，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行全方位優(yōu)化，從而促使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)化。