房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析

陳伯偉

廊坊市雅泰建筑設(shè)計有限公司 河北廊坊 065000

1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化原則

整個房屋建筑設(shè)計優(yōu)化是一項技術(shù)含量很高的工作內(nèi)容，其相關(guān)設(shè)計人員既要充分對房屋建筑周邊的地理、水文參數(shù)有一個詳細(xì)了解，同時需要專業(yè)化、系統(tǒng)化的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計知識，在眾多設(shè)計優(yōu)化方案中選擇最佳、符合各項要求的方案，其中對房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化將涉及到如對建筑整體框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、房屋屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化、圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及屋內(nèi)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等，同時在設(shè)計優(yōu)化環(huán)節(jié)還要考慮房屋建筑的整體功能布局要求，對房屋受力性、穩(wěn)定性做全面性優(yōu)化，在保障質(zhì)量的同時，還需要在豎直方向?qū)Ψ课莩兄亟Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，避免轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的使用[1]。

2 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的策略

2.1 強(qiáng)化設(shè)計圖紙規(guī)范性

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙的作用不容小覷，可為后期建筑工程項目的施工建設(shè)提供必要參考。為此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計期間，應(yīng)強(qiáng)調(diào)設(shè)計圖紙的設(shè)計規(guī)范化與合理化，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙質(zhì)量達(dá)標(biāo)，以免引發(fā)設(shè)計質(zhì)量問題。另外，對于建筑結(jié)構(gòu)圖紙的設(shè)計應(yīng)遵循具體規(guī)定要求，參考項目建設(shè)具體狀況，將圖紙中不同類型的符號和數(shù)據(jù)等相關(guān)參數(shù)詳細(xì)標(biāo)識出來，特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的參數(shù)。作為設(shè)計工作人員應(yīng)強(qiáng)調(diào)設(shè)計圖紙設(shè)計的作用，在設(shè)計前了解項目具體情況，系統(tǒng)勘察項目場地環(huán)境與水文條件等相關(guān)資料，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙資料更全面更可靠，不應(yīng)僅依靠個人設(shè)計經(jīng)驗確定材料與結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，以免影響圖紙質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，完成設(shè)計圖紙設(shè)計工作后，設(shè)計工作人員應(yīng)嚴(yán)格校核圖紙準(zhǔn)確性，對設(shè)計圖紙不合理問題及時發(fā)現(xiàn)并糾正，以免出現(xiàn)不必要設(shè)計問題。

2.2 結(jié)合相關(guān)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作具體過程可通過建立結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型、計算方案選擇、程序創(chuàng)新及結(jié)果分析幾個方面進(jìn)行具體實施。

具體而言，在結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，可建立相關(guān)函數(shù)模型，以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的有效性[2]。對于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，可通過函數(shù)模型中分析其截面尺寸等參數(shù)，從而實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)施工成本的控制。此外，對于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，設(shè)計人員可從房屋的尺寸、結(jié)構(gòu)的牢固性等多方面加以考慮，從而實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化。

與此同時，設(shè)計單位應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作中的有效應(yīng)用。計算機(jī)技術(shù)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工作中，具有較多的優(yōu)勢，但同時也存在一定的缺陷，如存在無法對多方面的主客觀因素進(jìn)行充分考慮，人性化水平需進(jìn)一步提高等問題。

2.3 結(jié)構(gòu)計算模式的優(yōu)化研究

由于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容繁多，需要考慮的細(xì)節(jié)點具有一定難度，具有系統(tǒng)性與復(fù)雜性要求，所以為了保障數(shù)據(jù)的各方面科學(xué)完整，需要對相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行匯總，同時基于科學(xué)計算要求，利用計算機(jī)系統(tǒng)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)化整理與分析計算。在具體建造結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，需要對各種建造的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，處理的結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行綜合性研究與分析，并努力對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，確保優(yōu)化的數(shù)據(jù)不會對設(shè)計構(gòu)成影響，也不會帶來額外的約束條件。同時，為了更好地滿足房屋設(shè)計工作的實際要求，在設(shè)計優(yōu)化中，通常會采取多種建筑機(jī)構(gòu)的設(shè)計運算系統(tǒng)，這樣對同一個數(shù)據(jù)進(jìn)行更加精準(zhǔn)化處理，為后續(xù)的參數(shù)優(yōu)化提供更加精準(zhǔn)的理論參考[3]。

2.4 優(yōu)化抗震設(shè)計

設(shè)計建筑抗震結(jié)構(gòu)的時候，要保證數(shù)據(jù)計算的準(zhǔn)確，使得承重柱的橫截面積滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。為此，在施工建設(shè)前應(yīng)測驗預(yù)應(yīng)力，使其能夠承受特定范圍的外界作用力。在設(shè)計階段，要求支柱、橫梁和剪力墻處于平衡狀態(tài)，以免設(shè)計出現(xiàn)剛度過強(qiáng)的情況，同時要具備變形能力，能夠根據(jù)外力對承受能力加以調(diào)節(jié)，并保護(hù)剪力墻，使得建筑抗震能力不斷增強(qiáng)。同時，要根據(jù)國家規(guī)定要求設(shè)計抗震等級，因工程環(huán)境與外力影響，設(shè)計的抗震等級應(yīng)高于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，確保建筑在作用力下同樣具有延展性與承載能力。為此，設(shè)計人員在設(shè)計期間應(yīng)強(qiáng)調(diào)鋼筋結(jié)構(gòu)配比與混凝土間作用力，使得抗震安全更加有效。

2.5 房屋截面優(yōu)化研究

除了需要對房屋的整體外形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，還需要注重一些細(xì)節(jié)點的優(yōu)化，這樣才能保障房屋整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，這對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化同樣重要。所以設(shè)計者需要對整個建筑結(jié)構(gòu)的安全性加以綜合考慮，結(jié)合房屋設(shè)計需要，努力確保截面運算的完整性與科學(xué)性，同時在優(yōu)化調(diào)整中讓截面設(shè)計都符合設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。建筑截面的優(yōu)化設(shè)計不僅需要注重對數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性的把控，同時在操作時也需要保障界面的穩(wěn)定性，能夠確保建筑體整體建構(gòu)穩(wěn)固，提高建筑體的整體使用壽命。

3 結(jié)語

綜上所述，我國改革開放30年以來，建筑行業(yè)取得了卓越的發(fā)展進(jìn)步，所取得的成績有目共睹，在房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的應(yīng)用實踐中，設(shè)計單位應(yīng)根據(jù)不同房屋建筑工程的實際情況，即其建設(shè)目標(biāo)、結(jié)構(gòu)特點、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等方面，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化思想，引入概念設(shè)計理念，借助現(xiàn)代化計算機(jī)技術(shù)，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法及相關(guān)技術(shù)，促進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作的有效實現(xiàn)，推動結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作工程應(yīng)用，以提升房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性、適用性及經(jīng)濟(jì)性。