房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

唐皞

摘 要：房屋建筑是現(xiàn)代城市中的重要空間，為居民的日常工作與生活創(chuàng)造室內(nèi)環(huán)境。在生活質(zhì)量不斷提升的背景環(huán)境下，對(duì)于房屋建筑的要求也日益提升，這就需要建筑工程設(shè)計(jì)人員，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，堅(jiān)守建筑設(shè)計(jì)基本原則，并在時(shí)代科技化背景環(huán)境下，利用行業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，對(duì)工作內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新管理，增強(qiáng)房物建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的實(shí)用價(jià)值。基于此，以下對(duì)房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化方法;應(yīng)用研究

從當(dāng)前形勢(shì)來(lái)看，建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大，建筑功能也更為多樣化，尤其是房屋建筑，應(yīng)當(dāng)在滿足人們基本需求的基礎(chǔ)上，保持經(jīng)濟(jì)性及美觀性，而房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)作為建筑工程的靈魂，更應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)階段為后續(xù)施工提供便利條件。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，功能性是其基本屬性。尤其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境高速發(fā)展的背景下，人們需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能性，作為正常生產(chǎn)生活的支撐條件。而在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還需建筑空間中的協(xié)調(diào)性、美觀性以及舒適性，形成完整的室內(nèi)環(huán)境。同時(shí)，由于房屋建筑的使用與居住需要，必須在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，重點(diǎn)關(guān)注建筑空間的安全性內(nèi)容。安全性設(shè)計(jì)內(nèi)容，不僅在建筑結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中起到關(guān)鍵作用，也會(huì)在房屋建筑投入使用的過(guò)程中，成為保證使用者生命財(cái)產(chǎn)安全的重要依據(jù)。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，材料選擇、用量分析、結(jié)構(gòu)科學(xué)性等內(nèi)容，都需要得到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的高度重視，并作為設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，進(jìn)行完善與優(yōu)化。另外，房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是指導(dǎo)工程項(xiàng)目施工的重要組成部分。在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的同時(shí)，需要從經(jīng)濟(jì)成本的角度對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估，并在合理優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)上，降低建設(shè)單位在成本投入中的消耗。這一內(nèi)容，在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)十分激烈的建筑行業(yè)中，顯得尤為重要，是保證建筑公司市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位良好發(fā)展的基礎(chǔ)。所以，必須在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上進(jìn)行調(diào)節(jié)，在控制成本的基礎(chǔ)上，對(duì)投入成本消耗與建筑使用節(jié)能性提供基礎(chǔ)保障條件。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化要點(diǎn)

（一）注重設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化要注重對(duì)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性的重視，若想加強(qiáng)建筑與房屋立體結(jié)構(gòu)與平面設(shè)計(jì)之前的關(guān)聯(lián)程度，促進(jìn)其緊密度的貼合，充分利用現(xiàn)有空間進(jìn)行有效利用，實(shí)現(xiàn)布局上的美觀，就要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的全局協(xié)同特性。在建筑結(jié)構(gòu)的墻體設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合居住用戶的實(shí)際生活需求，對(duì)墻體與立柱的位置進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)，以房屋的簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì)為主要核心思想，在各層面的高度調(diào)整與截面設(shè)計(jì)體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性。

（二）加強(qiáng)理論技術(shù)指導(dǎo)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行中，關(guān)鍵點(diǎn)在于提高相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)水平以及設(shè)計(jì)方式創(chuàng)新。應(yīng)用和掌握任何一門(mén)技術(shù)，都應(yīng)該是圍繞實(shí)踐和理論進(jìn)行分析的，優(yōu)化技術(shù)也不例外。目前，有很多房屋建筑設(shè)計(jì)人員都有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是他們所掌握的理論基礎(chǔ)仍比較匱乏，所以優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用中往往就會(huì)出現(xiàn)多方面問(wèn)題。總的來(lái)說(shuō)，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，可供選擇的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案很多，但是會(huì)有一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是最適合的。因此，需要用理論知識(shí)作指導(dǎo)，而有的問(wèn)題僅用計(jì)算機(jī)等信息方式仍無(wú)法解決，基于這一情況就要求在理論技術(shù)上多下功夫。

（三）注重優(yōu)化層次性

在建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)同時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際房屋建造需求進(jìn)行全方位的綜合考量，包括整體機(jī)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題中的復(fù)雜細(xì)節(jié)。在設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，要重視建筑的整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，從設(shè)計(jì)體系入手，實(shí)現(xiàn)建筑工程疊加設(shè)計(jì)的目的。實(shí)現(xiàn)建筑使用壽命的有效延長(zhǎng)，就要將建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行階段性的開(kāi)展，在保證房屋建筑質(zhì)量及安全的基礎(chǔ)上，最大程度地減少建筑企業(yè)投資成本，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。

（四）建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化

在設(shè)計(jì)時(shí)，將主要目標(biāo)定為結(jié)構(gòu)合理、造型美觀，布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件要緊密結(jié)合著整體平面。柱和墻的布設(shè)過(guò)程中，要盡可能保持一致性，遵循房建平面功能，避免出現(xiàn)墻和柱的錯(cuò)位現(xiàn)象;樓梯設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)角區(qū)域集中應(yīng)力，作為承重構(gòu)件的建材都是高強(qiáng)度的，建筑構(gòu)件材質(zhì)較輕，避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。此外，電梯房的孔洞比較多，也要預(yù)埋很多構(gòu)件。為此，首先要注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留孔徑深度及尺寸是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，還要牢固樓板的穿孔位置。除上述之外，還要杜絕發(fā)生管道貫穿梁柱的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)貫穿現(xiàn)象，那么要采取的對(duì)策就是加固處理，并協(xié)調(diào)好管道布設(shè)與管道體系。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的積極對(duì)策

（一）結(jié)構(gòu)整體及局部?jī)?yōu)化

現(xiàn)代房屋建筑工程中的細(xì)化項(xiàng)目逐漸增多，這就使設(shè)計(jì)內(nèi)容更為豐富，因此，設(shè)計(jì)也就逐漸呈現(xiàn)出了全面性及層次性特點(diǎn)。首先，房屋建筑工程施工階段所需的建筑材料及結(jié)構(gòu)部件都屬于其涵蓋范疇，尤其是選用指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注;其次，房屋建筑工程中的體系類型較為多樣，在各個(gè)體系下又分為不同的下級(jí)體系，因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員不僅需要對(duì)大體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，還不能忽視下屬的體系，只有逐個(gè)優(yōu)化，才能創(chuàng)造層層相互疊加的建筑工程，以確保設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到最佳。

（二）采取截面優(yōu)化的方法

采取截面優(yōu)化的方法，建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)是體現(xiàn)建筑整體的可靠性和安全性，設(shè)計(jì)者在對(duì)房屋建筑截面進(jìn)行處理的時(shí)候，一定要將截面本身的安全可靠性考慮充分，借助有限元計(jì)算設(shè)計(jì)變量的應(yīng)力特征以及結(jié)構(gòu)位移，借助信息化設(shè)備對(duì)于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算和統(tǒng)計(jì)，結(jié)合得出的數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)確判斷出截面結(jié)構(gòu)的調(diào)整區(qū)域，并且對(duì)區(qū)域內(nèi)部的建筑截面優(yōu)化設(shè)計(jì)，保障截面的穩(wěn)固性，延長(zhǎng)建筑工程的使用時(shí)間。

（三）上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

首先，在對(duì)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)中的剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將側(cè)重點(diǎn)放在平面形心及結(jié)構(gòu)中心上，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行研究分析，提升二者的契合度，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在明確房屋建筑施工要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，盡可能地優(yōu)化建筑空間，促使設(shè)計(jì)內(nèi)容更為全面、合理，以此為基準(zhǔn)，使用與之對(duì)應(yīng)的計(jì)算方式對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確計(jì)算，促使建筑墻體與剪力墻體相一致;其次，在對(duì)磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將承重墻納入重點(diǎn)優(yōu)化范疇，將錯(cuò)洞及大洞口作為分析指標(biāo)，合理規(guī)避安全事故。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)參照成熟的建筑工藝技術(shù)對(duì)構(gòu)造柱及墻垛的對(duì)應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為后續(xù)層高的優(yōu)化設(shè)計(jì)夯實(shí)基礎(chǔ)。

（四）采用拓?fù)鋬?yōu)化的方式

當(dāng)前很多建筑工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步優(yōu)化，需要不斷創(chuàng)新。設(shè)計(jì)者在優(yōu)化工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該尋找建筑結(jié)構(gòu)相對(duì)理想的分布方式，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的剛度以及其他屬性進(jìn)行分析，借助拓?fù)鋬?yōu)化的設(shè)計(jì)措施，將建筑結(jié)構(gòu)的重量科學(xué)的減小，保障建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)性能得以顯著提升。設(shè)計(jì)者在實(shí)踐工作中必須要明確拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，借助拓?fù)鋬?yōu)化的方法，使得建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦拍钚缘慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防范，將房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的邏輯性提升，挖掘建筑結(jié)構(gòu)本身的經(jīng)濟(jì)效益，為業(yè)主提供更加舒適的感官體驗(yàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)于房屋建筑的設(shè)計(jì)工作而言至關(guān)重要。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要兼顧建筑的生活實(shí)用性與視覺(jué)美觀性，應(yīng)在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的多樣化需求。

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