芻議房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用

李姝樾

吉林東北亞國(guó)際工程技術(shù)集團(tuán)有限公司 吉林長(zhǎng)春 130000

隨著人們生活品質(zhì)的提升，房屋建筑工程的設(shè)計(jì)及建設(shè)要求也在不斷發(fā)生變化，對(duì)建筑實(shí)用性的要求更加嚴(yán)格，同時(shí)房屋建筑的美觀性以及安全性要求也逐漸提升。因此，在開展房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要考慮到當(dāng)前社會(huì)時(shí)代的要求，以及市場(chǎng)的需求，采用合適的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，以此提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)效性。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要作用

1.1 有利于房屋建筑工程造價(jià)的降低

當(dāng)前，高層房屋建筑的數(shù)量正在不斷增加，與普通的多層房屋建筑相比，高層房屋建筑的占地面積相對(duì)較小，占據(jù)空間比較大，這樣能夠在較大程度上減少高層房屋建筑的用地費(fèi)用。不過，隨著房屋建筑高度與層數(shù)的不斷增加，樓與樓之間的間距則需要不斷擴(kuò)大，其在擴(kuò)大的同時(shí)，也增加了土地的占用面積，這也會(huì)影響到建筑的造價(jià)。也因此，相關(guān)建筑企業(yè)在建設(shè)高層房屋建筑時(shí)，不能單純的追求建筑本身的高度，而忽視土地的節(jié)約量，需要對(duì)建筑的占地面積以及造價(jià)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)則能夠保證建筑占地面積與層高之間的合理比例，這樣也能夠?qū)崿F(xiàn)房屋建筑造價(jià)的有效降低[1]。

1.2 能夠有效保障房屋建筑的質(zhì)量

對(duì)于房屋結(jié)構(gòu)而言，其自身是整個(gè)房屋建筑工程的 “骨架”，若是整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不夠合理，就導(dǎo)致 “骨架” 的不穩(wěn)定，進(jìn)而影響到房屋建筑工程的質(zhì)量與安全。而采用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式，則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)設(shè)計(jì)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員會(huì)站在科學(xué)的角度，對(duì)房屋建筑的抗震等級(jí)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，同時(shí)也會(huì)對(duì)建筑地基基礎(chǔ)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并對(duì)梁柱、剛接以及鉸接的承載體系進(jìn)行不斷的優(yōu)化，使其能夠達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提升房屋建筑的整體質(zhì)量。另外，在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還會(huì)建筑結(jié)構(gòu)材料的實(shí)際特性，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、砌體結(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此提升房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保障房屋建筑的安全與質(zhì)量。

2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)模型優(yōu)化設(shè)計(jì)方式的應(yīng)用

在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要立足于各種影響變量的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理選擇，并以此為主要依據(jù)，建立相應(yīng)房屋建筑結(jié)構(gòu)函數(shù)模型，然后再利用這一模型進(jìn)行計(jì)算，借此實(shí)現(xiàn)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的有效優(yōu)化[2]。

首先，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)設(shè)計(jì)變量予以合理選擇，通常情況下，都選擇對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響的相關(guān)參數(shù)，并且還要結(jié)合參數(shù)的重要程度對(duì)其進(jìn)行科學(xué)區(qū)分；

其次，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的制約條件予以明確，這些條件大都包括應(yīng)力制約、尺寸制約以及裂縫寬度制約等，設(shè)計(jì)人員需要保證各制約條件能夠達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求；

最后，設(shè)計(jì)人員要對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案予以合理制定。在具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中，設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)出多個(gè)變量，同時(shí)還要根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的實(shí)際需求，設(shè)置相應(yīng)的制約條件，然后才能進(jìn)行計(jì)算方案設(shè)計(jì)。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)材料優(yōu)化設(shè)計(jì)方式的應(yīng)用

材料是房屋建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)成的核心，而相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，則需要加強(qiáng)對(duì)建筑材料的優(yōu)化。材料本身的重量會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的受力產(chǎn)生較大的影響，因此，設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，要盡量選用輕型材料。比如，在對(duì)填充墻、隔墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以選擇輕質(zhì)材料，借此降低建筑的自重及其含鋼量，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑成本的節(jié)約。

另外，混凝土材料的性價(jià)比相對(duì)較高，設(shè)計(jì)人員在對(duì)優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，則可以提升混凝土自身的強(qiáng)度，這樣則能夠減少鋼筋的使用數(shù)量。不過，混凝土強(qiáng)度等級(jí)的不斷提升，其裂縫問題也容易出現(xiàn)，因此，設(shè)計(jì)人員在優(yōu)化結(jié)構(gòu)材料時(shí)，需要根據(jù)不同房屋建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求，選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。比如，在面對(duì)房屋建筑梁板時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要選擇C30 級(jí)的混凝土；面對(duì)建筑墻柱時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要選擇C25 級(jí)的混凝土；面對(duì)一些非承重的建筑構(gòu)件時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要選擇C20 級(jí)的混凝土。一般來說，房屋建筑的樓層越高，其整體受力就會(huì)越小，基于此，在對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，需要遵循從下到上，逐漸減少這一設(shè)計(jì)原則，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性[3]。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

第一，在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，需要對(duì)房屋建筑的區(qū)域布置、規(guī)劃高度以及使用功能等多方面進(jìn)行綜合考慮，在確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量與安全的基礎(chǔ)上，提升結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟(jì)性。比如，與普通框架相比，異形柱框架的用鋼量相對(duì)較大，若是能夠滿足設(shè)計(jì)要求，則可選擇普通框架；

第二，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還需要建筑梁、柱、墻等結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力的合理性，同時(shí)還要降低相關(guān)構(gòu)件的用鋼量。若是建筑結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)相對(duì)較大，則樓蓋結(jié)構(gòu)的用鋼量也會(huì)隨之增大；若是建筑結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)比較小，則柱子的用鋼量則會(huì)增加。因此，在具體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)房屋建筑的實(shí)際建設(shè)要求，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過上述分析，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方法有效應(yīng)用到房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程之中，有利于提升房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性以及美觀性，保證房屋工程的建設(shè)質(zhì)量。因此，相關(guān)單位在開展房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的重視，并且還要對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念以及方式進(jìn)行不斷的更新，以此保障房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。