房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究

鄭欣

摘要：科學(xué)技術(shù)水平的快速提升促進(jìn)了我國城市的現(xiàn)代化發(fā)展，很多城市內(nèi)部的基礎(chǔ)建設(shè)在不斷完善，提高了人們對住宅環(huán)境與舒適度的要求。所以，應(yīng)在房屋建筑工程的建設(shè)過程中，不斷對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提高房屋建筑的質(zhì)量，促進(jìn)我國房屋建筑行業(yè)的發(fā)展。論文主要闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體原則和作用，提出了房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：房屋建筑; 結(jié)構(gòu)設(shè)計; 優(yōu)化; 質(zhì)量;

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，城市化建設(shè)進(jìn)程也不斷加快，使人們提高了對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的要求，為了滿足人們對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本需求，不僅要確保房屋建筑使用的舒適度，還要凸顯房屋結(jié)構(gòu)性能的特點(diǎn)，以此提高人們的生活質(zhì)量，滿足人們對房屋建筑的需求，帶動整個房屋建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則

在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，必須對房屋建筑的原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的了解與認(rèn)識。通常情況下，必須在確保建筑安全性和功能性的基礎(chǔ)上，對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，制定更具有經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。同時，必須對房屋建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，選擇最優(yōu)設(shè)計方案，采取更加高質(zhì)量的優(yōu)化措施，實現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化目標(biāo)。

1.1 安全性設(shè)計原則

嚴(yán)格遵循安全設(shè)計原則進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，不僅僅可以有效降低房建工程施工需要花費(fèi)的資金成本，還能夠使房建工程的安全性得到有效提高，杜絕安全隱患，為人們的生命財產(chǎn)安全提供更為強(qiáng)有力的保障。

假如在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的時候，設(shè)計師只關(guān)注施工成本而忽視安全性要求的話，會有極大可能導(dǎo)致安全隱患的埋藏，甚至直接引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，威脅到人們的生命安全。所以，設(shè)計師在進(jìn)行房建結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的時候，必須嚴(yán)格遵守安全性原則。

1.2 功能性設(shè)計原則

通過科學(xué)合理的優(yōu)化設(shè)計可以將房屋建筑結(jié)構(gòu)的各項功能都更大程度的展現(xiàn)出來，為人們提供功能更為全面的工作生活空間。同時，隨著時代的快速發(fā)展，人們對房屋建筑的功能性要求也出現(xiàn)了極大程度的提高，只有嚴(yán)格按照功能性設(shè)計原則展開工作才可以有效提升用戶的滿意度。

1.3 經(jīng)濟(jì)性設(shè)計原則

通過對實際情況進(jìn)行分析可以看出，房建工程結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。并且隨著建筑規(guī)模的提升，所投入的資金量也越來越大，各種材料的使用量也隨之出現(xiàn)了顯著提高。要想更好的節(jié)約施工成本，設(shè)計人員必須嚴(yán)格按照經(jīng)濟(jì)性原則展開設(shè)計工作，選擇性價比更為優(yōu)秀的材料，這樣才可以在保證工程質(zhì)量不出現(xiàn)問題的同時，幫助施工企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的重要作用

對房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，不僅可以提高房屋建筑的質(zhì)量，還可以改善人們的生活質(zhì)量。具體而言，主要具有以下4個方面的作用：（1）通過對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，可以進(jìn)一步提高房屋建筑使用的安全性;（2）在合理完成房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計同時，可以全面提高建筑工程的施工效率，實現(xiàn)節(jié)約資源的目的，有效地降低施工成本;（3）在房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中，可以實現(xiàn)綠色節(jié)能設(shè)計，使建筑的建設(shè)和使用滿足環(huán)境保護(hù)的要求，與國家所提出的可持續(xù)發(fā)展策略相呼應(yīng)，以此推動我國建筑行業(yè)朝向更加環(huán)保、綠色、節(jié)能以及低消耗的方向發(fā)展;（4）在房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計后，可以對居民的安全做出保障，因為房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計更加重視房屋建筑的安全性，而且也會重點(diǎn)考慮居民的實際需求，進(jìn)而使設(shè)計方案更加完美，有效縮短施工周期，節(jié)省人力、財力以及物力的投入，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化

3.1 優(yōu)化房屋整體結(jié)構(gòu)體系

對于現(xiàn)代房屋建筑，其不僅功能性較強(qiáng)，而且造型也非常復(fù)雜。所以，優(yōu)化房屋建筑整體結(jié)構(gòu)體系時，要在滿足房屋建筑的功能性要求、規(guī)范要求以及造型要求的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)布局，有效降低工程造價。同時，房屋整體結(jié)構(gòu)體系也會直接影響工程造價，因此，應(yīng)加強(qiáng)對這方面工作的重視程度，結(jié)合房屋建筑的功能，合理對房屋結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化，以此提高房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的整體效果。

3.2 優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計模型

對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)先建立房屋結(jié)構(gòu)模型，而后圍繞該模型，完成后續(xù)工作。對于一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的房屋建筑，模型優(yōu)化非常重要，因為通過模型優(yōu)化能夠有效地將一些復(fù)雜的造型進(jìn)行簡化，并利用結(jié)構(gòu)分析軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行工況分析，避免在方案實施時發(fā)現(xiàn)問題。

3.3 變量的合理選擇與目標(biāo)函數(shù)的確定

通常情況下，選擇設(shè)計變量時，會選擇對設(shè)計產(chǎn)生影響比較大的參數(shù)，將影響較小的參數(shù)作為預(yù)定參數(shù)，以減少計算編程的工作量。另外，確定目標(biāo)函數(shù)時，應(yīng)利用函數(shù)尋找能夠滿足既定條件的最優(yōu)解，同時要確定約束條件。優(yōu)化設(shè)計房屋結(jié)構(gòu)可靠度的約束條件主要包括裂縫寬度約束、應(yīng)力約束、尺寸約束以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束等，在實際設(shè)計過程中，必須確保各種約束條件都能夠滿足行業(yè)規(guī)范。

3.4 優(yōu)化樁基礎(chǔ)設(shè)計

樁基礎(chǔ)是整個建筑的根本。樁基礎(chǔ)的作用是承載整個建筑，并將自身承受的荷載傳遞到周圍的土層中。通常情況下，房屋建筑結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)有預(yù)制樁和灌注樁2種形式。對樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計，主要指的是在確保施工質(zhì)量不受到影響的前提條件下，科學(xué)、合理地降低工程成本。

對樁基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)綜合考慮房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載與地質(zhì)條件，選擇最為合適的樁基礎(chǔ)類型。確定樁基礎(chǔ)的類型后，應(yīng)通過優(yōu)化設(shè)計提高樁基的承載力，比如，提高樁周圍土體的承載能力以及擴(kuò)大樁柱的尺寸等。布置樁基時，應(yīng)合理利用樁基材料的固有強(qiáng)度，確保樁基礎(chǔ)可以均勻受力。

3.5 優(yōu)化地下室結(jié)構(gòu)

進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計時，應(yīng)從2個方面進(jìn)行：（1）應(yīng)在滿足房屋建筑使用要求的基礎(chǔ)上，合理降低地下室的層高，不僅可以有效降低房屋建筑施工中鋼筋、混凝土等材料的使用量，還可以減少施工過程中土方的挖掘量，進(jìn)而減少維護(hù)、維修等費(fèi)用的支出;（2）因為地下室結(jié)構(gòu)受到的地下水的浮力以及土壓力較大，需要使用大量的鋼筋，所以，設(shè)計工作人員在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時，需要對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際受力狀態(tài)進(jìn)行全面、細(xì)致的分析。在確保其能夠滿足規(guī)范計算的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)分段配筋，一般情況下，受力比較大的位置需要進(jìn)行局部加強(qiáng)。

3.6 優(yōu)化室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，必須保證房屋建筑本身以及室內(nèi)結(jié)構(gòu)的合理性和美觀性。在這個過程中，務(wù)必確保剪力墻、結(jié)構(gòu)柱與建筑平面可以保持一致性，在確保結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，盡可能地減小剪力墻與結(jié)構(gòu)柱的截面尺寸。布置結(jié)構(gòu)梁時，應(yīng)盡量與建筑墻體保持同一寬度，如果結(jié)構(gòu)梁寬于建筑墻，應(yīng)將結(jié)構(gòu)向次要的空間內(nèi)偏移，如衛(wèi)生間、廚房等。

4 結(jié)語

總而言之，在經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展的今天，人們的生活質(zhì)量在不斷提高，同時也對房屋建筑提出了更高的要求。在這種背景下，要想切實完成優(yōu)化工作，得出更加符合人們審美需求的設(shè)計，建筑設(shè)計師必須要跟上時代發(fā)展的腳步，綜合考慮業(yè)主的實際需要按照優(yōu)化設(shè)計原則展開工作，并要求施工企業(yè)嚴(yán)格按照方案進(jìn)行工程施工，這樣才可以將設(shè)計方案的作用與價值充分發(fā)揮出來，從而為后續(xù)工程施工的順利展開打下更堅實的基礎(chǔ)，進(jìn)而為人們提供更為優(yōu)秀的工作生活環(huán)境。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中，為了滿足人們對房屋建筑的要求，提高房屋建筑質(zhì)量，應(yīng)綜合性的考慮多方面內(nèi)容，體現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的效果，以此實現(xiàn)美觀化、安全化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。

參考文獻(xiàn)

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