談?wù)劮课萁Y(jié)構(gòu)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著重要的影響。通過(guò)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使得建筑的功能與外形都得到科學(xué)的規(guī)劃與提升。

　　摘要：隨著我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè)步伐的加快，房屋建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，功能也越來(lái)越多樣化。在現(xiàn)代房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不僅要考慮建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)用性與安全性，還要求房屋建筑整體的美觀性。這就要求設(shè)計(jì)師對(duì)房屋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，主要闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何有效的進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);優(yōu)化設(shè)計(jì)

　　引言

　　結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)是使得房屋建筑的基本功能得到優(yōu)化，舒適度更符合人們的要求，同時(shí)確保其具有漂亮的外觀、優(yōu)良的質(zhì)量，優(yōu)化建筑所需資金的投入。建筑房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善主要是針對(duì)多種資源實(shí)施整合，例如空間資源、設(shè)備資源、原材料資源、經(jīng)濟(jì)資源等等有效的分配。此種優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于工程的造價(jià)有深遠(yuǎn)的影響，預(yù)計(jì)與以往的工程項(xiàng)目相比可節(jié)約5~33%。因此，對(duì)于工程動(dòng)工之前，我們就要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，根據(jù)工程實(shí)際情形，做到以實(shí)際為本，進(jìn)而更好的提升工程的經(jīng)濟(jì)性能和使用性能。

　　1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要意義

　　社會(huì)的發(fā)展促使人們的生活水平有了極大的提高，因此人們對(duì)房屋建筑的需求、品質(zhì)及多樣性的追求也越來(lái)越高，進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的優(yōu)化勢(shì)在必行。一方面這是為了滿足人們對(duì)于房屋的美觀要求與使用功能的要求，另一方面也是為了提高房屋建筑的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與實(shí)用性，還可以通過(guò)合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)降低建筑工程的成本，節(jié)約材料的使用，同時(shí)還可以增加房屋的穩(wěn)定性、安全性，在有限資源的條件下使建筑的質(zhì)量、功能最優(yōu)化，并且大大減少了建筑所需要的資金投入，有效的促進(jìn)了建筑物周邊的生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。所以，合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以提升房屋建筑的整體效益與社會(huì)效益。因此實(shí)施房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是十分必要的。

　　2在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題實(shí)施

　　房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中還是有著許多的注意事項(xiàng)的，因此對(duì)于這些問(wèn)題一定要有一個(gè)準(zhǔn)確的了解。首先，在優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其宗旨與原則是一定要堅(jiān)持的，一定要把控制建筑的質(zhì)量與安全放在第一位，只有房屋建筑的質(zhì)量與安全得到了保障，才可以使得進(jìn)一步的工作得以開(kāi)展，如果沒(méi)有這樣的一個(gè)前提保障，即使設(shè)計(jì)的外形與功能再美觀與多樣化但建筑本身仍然是個(gè)危險(xiǎn)的工程，并不具有實(shí)用性，甚至還會(huì)影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)在房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，一定要保障材料的選擇與施工技術(shù)的優(yōu)化。有時(shí)在施工的過(guò)程中一些建筑單位出于對(duì)成本的考慮，使用一些不科學(xué)的手段進(jìn)行成本控制，比如說(shuō)他們會(huì)通過(guò)降低工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、或者是采取減少建材的使用、減少對(duì)新型技術(shù)的使用等多種辦法。這樣一來(lái)雖然成本的得到了控制，經(jīng)濟(jì)利益也得到了提升，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)考慮這無(wú)疑是一種百害無(wú)一利的辦法。因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化中，把握建筑物的安全及實(shí)用的同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)的適用性，從建筑物的整體和組成構(gòu)件出發(fā)，合理的對(duì)材料與施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，用有限的資金做出最優(yōu)的方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量的有效結(jié)合。

　　3建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在房屋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

　　3.1房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的整體優(yōu)化與局部?jī)?yōu)化

　　房屋建筑是一項(xiàng)具有復(fù)雜性與層次性的工作，好的建筑應(yīng)該是從建筑、結(jié)構(gòu)、裝飾、給排水、電氣、暖通等各專業(yè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)組合，而不僅僅是某個(gè)專業(yè)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。想要進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計(jì)也要綜合考慮建筑的整體與局部的優(yōu)化設(shè)計(jì)。整體性優(yōu)化需要最大程度的滿足建筑平面布置、內(nèi)部空間使用及建筑立面的外形感官要求，也就是滿足提高建筑舒適度需求，因此在建筑方案設(shè)計(jì)初期就應(yīng)加入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的考慮;局部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)比如建筑材料的選擇，局部構(gòu)件的布置等等。從層次性的層面來(lái)分析，房屋建筑的整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系、房屋建筑的安裝體系、還有針對(duì)每個(gè)體系中的具體劃分的細(xì)節(jié)體系，都是屬于層次性角度的問(wèn)題。所以，想要實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，就必須從整體的角度來(lái)考慮問(wèn)題，進(jìn)行整體與局部的優(yōu)化，這樣才可以進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)在房屋建筑中的應(yīng)用。

　　3.2對(duì)于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

　　現(xiàn)在的工業(yè)及多層民用建筑，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)是一種很重要的建筑形式，所以進(jìn)行鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化是十分必要的。對(duì)于一些鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的建筑，可以針對(duì)不同構(gòu)件采用不同的安全系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)從以往出現(xiàn)的垮塌事故工程進(jìn)行事故原因調(diào)查及分析可知，僅由樓蓋或樓蓋梁?jiǎn)栴}導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)整體破壞的工程實(shí)例極少，大多是由于墻、柱等豎向構(gòu)件破壞而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體垮塌，或由結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)造成結(jié)構(gòu)破壞;而且現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的約束作用可以在很大程度上提高樓蓋梁的承載能力，因此在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，可以根據(jù)不同構(gòu)件在結(jié)構(gòu)中的重要性及實(shí)際承載能力，采用不同的安全系數(shù)，保證豎向構(gòu)件、獨(dú)立構(gòu)件及靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全系數(shù)，適當(dāng)調(diào)整樓板和樓蓋梁的約束和控制參數(shù)，這樣調(diào)整既可以降低工程造價(jià)，又可以滿足結(jié)構(gòu)的安全度，達(dá)到合理優(yōu)化的目的。

　　3.3房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建筑優(yōu)化

　　在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中，進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中想要實(shí)現(xiàn)房屋的外形和結(jié)構(gòu)的合理的融合，就要做到建筑的整體平面和整體結(jié)構(gòu)的配合。而想要使得房屋建筑的整體平面和整體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)緊密配合，具體的表現(xiàn)首先就是要保證房屋建筑的簡(jiǎn)潔原則，簡(jiǎn)潔、有規(guī)則的建筑體型和平面布置，能夠保證結(jié)構(gòu)傳力簡(jiǎn)單，因而造價(jià)相對(duì)可以較低。同時(shí)房屋建筑是一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程，因?yàn)楦鞣N原因會(huì)有不同的使用功能需求，因此建筑體型和平面布置也會(huì)多種多樣，不可能因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)要求規(guī)則而對(duì)建筑師的創(chuàng)作提出完全限制要求。這就要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足不同使用功能及建筑造型的前提下，通過(guò)對(duì)剪力墻、柱等構(gòu)件的合理布置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使不規(guī)則的建筑造型和平面布置產(chǎn)生規(guī)則的結(jié)構(gòu)效應(yīng)，從而使建筑外形及平面布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的完美統(tǒng)一。

　　3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　優(yōu)化模型及計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，最首要的問(wèn)題是計(jì)算模型的建立，根據(jù)實(shí)際工程的結(jié)構(gòu)特性設(shè)定合理的計(jì)算模型和計(jì)算參數(shù)，并且有目的的控制和調(diào)整約束參數(shù)。針對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系，可調(diào)整和控制的約束參數(shù)有不同。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中僅局部加強(qiáng)就能滿足參數(shù)設(shè)計(jì)要求時(shí)可在計(jì)算過(guò)程中弱化此參數(shù)，從而到達(dá)降低工程造價(jià)的目的;如果計(jì)算參數(shù)為控制參數(shù)或約束參數(shù)，則應(yīng)按規(guī)范要求取值，從而保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性。在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)中，考慮到不同建筑物的復(fù)雜性帶來(lái)的變量多、約束條件多且非線性等因素，在計(jì)算過(guò)程中，可以先將有約束的優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物約束條件進(jìn)行計(jì)算，待結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件斷面和參數(shù)設(shè)計(jì)完成后，然后在初步計(jì)算方案上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，比較相同工程的不同計(jì)算結(jié)果后，對(duì)工程進(jìn)行綜合分析，最終確定最合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。在房屋建筑的優(yōu)化中電梯也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，一般的情況下電梯部分有著較多的空洞，其下的建筑構(gòu)件也是很多的，這樣就要求我們要對(duì)電梯的部分進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)。這也是實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要組成部分。

　　3.5優(yōu)化房屋建筑的壽命

　　房屋建筑是一項(xiàng)重大的工程，往往有著工期長(zhǎng)，使用期也同樣長(zhǎng)的特點(diǎn)。想要保住房屋建筑可以在要求的使用年限中保持使用，就要對(duì)其使用的壽命進(jìn)行優(yōu)化，這樣的優(yōu)化的進(jìn)行主要是根據(jù)每一個(gè)建筑階段的特點(diǎn)和實(shí)際的建筑結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化方式上的確定，以達(dá)到對(duì)房屋建筑本身的使用壽命的優(yōu)化。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　總而言之，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著重要的影響。通過(guò)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使得建筑的功能與外形都得到科學(xué)的規(guī)劃與提升。而且對(duì)于控制建筑的質(zhì)量與成本、材料的消耗上都有著重要的影響。不僅滿足了人們對(duì)于房屋的功能與質(zhì)量的要求，同時(shí)對(duì)于提升人們的審美情趣，降低工程造價(jià)，提高企業(yè)的收益都是十分重要的。

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