淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

摘 要：改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟水平的快速提升，我國房屋建筑行業(yè)也得到了較為迅速的發(fā)展。我國在房屋建筑方面投入的力度也在不斷加大，因此房屋用戶對于居住環(huán)境以及生活條件的要求也越來越高。在對新時代房屋建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，其最基本的要求就是結(jié)構(gòu)必須具備足夠的安全性、功能性以及耐久性，同時也要具備一定的經(jīng)濟性和美觀性。在建筑工程所有的施工成本中，建筑結(jié)構(gòu)造價所占比例是最大的。因此要保證所有功能特點的情況下，要想對房屋建筑進(jìn)行更合理的設(shè)計并最大限度降低工程的施工成本，我們就需要對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。本文便對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與經(jīng)濟的關(guān)系以及優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用三個方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析，從而詳細(xì)的分析了我國房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：房屋建筑工程，結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

要想在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，首先我們必須了解建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)容，其主要內(nèi)容為：在滿足設(shè)計要求以及建筑結(jié)構(gòu)使用功能的大前提下，我們應(yīng)充分考慮到設(shè)計過程中會遇到的諸多問題，并且在經(jīng)濟最為合理的情況完成結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。這個過程就是我們所說的優(yōu)化設(shè)計過程。其主要內(nèi)容包括對建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)選型、建筑結(jié)構(gòu)受力情況以及建筑構(gòu)件布置方式等內(nèi)容進(jìn)行最優(yōu)化的分析和設(shè)計等。通常情況下，主要有兩大部分內(nèi)容：首先是以房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體為設(shè)計對象所進(jìn)行的最優(yōu)化分析和設(shè)計工作；其次則是以房屋建筑的分部結(jié)構(gòu)為設(shè)計對象所進(jìn)行的最優(yōu)化分析和設(shè)計工作。并且還可以將第二部分內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的劃分，通常可以將其分為細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、中部主體結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化設(shè)計、上部屋蓋部分的優(yōu)化設(shè)計、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計以及下部基礎(chǔ)部分的優(yōu)化設(shè)計等內(nèi)容。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與經(jīng)濟的關(guān)系

2.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)的層數(shù)與用地面積之間的關(guān)系。如果只是對某一個建筑物進(jìn)行分析，建筑結(jié)構(gòu)隨著層數(shù)的增加其所用地面積是越來越少，但實際的情況卻是，當(dāng)房屋筑結(jié)構(gòu)層數(shù)增加時，建筑物高度也是隨之上升的，相鄰建筑物之間的間距就會增大，因此建筑物單位總建筑面積所使用土地面積就也是增加了。實際上建筑物的所需的總的用地面積與建筑物的層數(shù)并不存在著必然的關(guān)系的，所以在我們應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)時，就要協(xié)調(diào)好建筑物用地面積與建筑物層數(shù)之間的關(guān)系。

2.2 房屋建筑結(jié)構(gòu)的體型設(shè)計與經(jīng)濟之間的關(guān)系。在建筑物的總面積是相同的前提下，平面形狀為方形的或是圓形的它的周長就越長，并且前期所消耗的墻體面積越少，那么后期所需要裝修投入就也會越低。并且通過對比分析，我們發(fā)現(xiàn)平面形狀為方形的建筑物或是圓形的建筑物的內(nèi)部構(gòu)件的結(jié)構(gòu)都很穩(wěn)固，并且受力狀況也更加穩(wěn)定，所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，房屋建筑的平面形狀建議選擇方形的或是圓形的。

2.3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑設(shè)備之間的經(jīng)濟關(guān)系。在建造房屋建筑時是需要很多電氣設(shè)備材料以及給水排水管道的，隨著建筑的樓層數(shù)越來越多，所需要的給水排水管道就會越來越多，并且需要的電氣設(shè)備材料也就越多，那么整個工程的造價成本肯定就會大幅度的提高。

2.4 房屋建筑結(jié)構(gòu)分部結(jié)構(gòu)與建筑物層數(shù)間的關(guān)系。所有的房屋建筑物都是要共用一個屋蓋的，因此當(dāng)建筑物層數(shù)的逐層增加時，屋蓋部分的單位成本實際上是在逐步下降的。但是對于房屋建筑的基礎(chǔ)部分就不一樣了，即使也共用一個基礎(chǔ)部分，當(dāng)建筑物層數(shù)增加時，由于基礎(chǔ)部分所受的荷載越來越大，所以基礎(chǔ)部分就應(yīng)提高構(gòu)件的承載能力，因此基礎(chǔ)部分的設(shè)計成本也是隨之增加的。另外房屋建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的梁、柱、墻等承重構(gòu)件隨著建筑物層數(shù)的增加，其所要面對的實際情況十分復(fù)雜，設(shè)計時就必須多采取一些提高其實際承載能力的方法，這樣就會增加這些基礎(chǔ)構(gòu)件的實際設(shè)計成本。對于房屋建筑結(jié)構(gòu)中不同的分部部分，隨著建筑物層數(shù)的增加其施工的成本的變化情況也是有所不同的。

3 優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用情況

3.1 重視概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的分析工作。在選擇房屋建筑物的結(jié)構(gòu)布置方案時，我們是有很多方案可以選擇的，即使是同一個房屋建筑的方案，我們也是有不同的結(jié)構(gòu)布置方案供選擇。因此分析方法的不是唯一的，在我們分析已經(jīng)確定了的結(jié)構(gòu)布置方案時，如果建筑物所受荷載是相同的，那么就可以選擇不同的分析方法的，當(dāng)然不僅僅分析方法是不唯一的，同時在建筑物設(shè)計的過程中所選擇的建筑材料、設(shè)計參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、荷載標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的算法等內(nèi)容也可以是不唯一的。以上這些內(nèi)容，單純的依靠計算機進(jìn)行計算是無法獲得最準(zhǔn)確的答案的，因此這部分內(nèi)容是需要設(shè)計人員來確定的。通常情況下，經(jīng)驗更為豐富的設(shè)計人員在面對這些問題時，由于他們有過類似的設(shè)計經(jīng)驗，所以他們判斷的過程也更加充分，確定的方案也更加靈活，所以他們最終做出的選擇也是最為科學(xué)合理的，而這個過程實際上就是我們所說的概念設(shè)計的優(yōu)化過程。因此在應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)的過程中，我們應(yīng)更加的重視對設(shè)計人員經(jīng)驗積累的工作，越是設(shè)計經(jīng)驗豐富的設(shè)計人員，他們就越能夠?qū)崿F(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。

3.2 進(jìn)行概念設(shè)計優(yōu)化就是要解決房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的復(fù)雜問題。在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中，我們的最終目的就是要保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的耐久性、功能性和安全性，另外還要盡可能的延長結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的使用壽命，同時降低工程的施工成本。房屋建筑在施工以及投入使用后，是會遇到很多不可抗拒的外力因素的，因此我們進(jìn)行概念設(shè)計優(yōu)化工作就是要保證房屋建筑在面對這些外力因素時是不會倒塌的。而概念優(yōu)化設(shè)計的最重要的內(nèi)容實際上就是要詳細(xì)的分析建筑物怎樣才能應(yīng)對好外部的復(fù)雜的各種環(huán)境因素，其中地震的作用是最為復(fù)雜也是最為強大的環(huán)境因素。通常在地震來臨時，我們很難及時的預(yù)測其發(fā)生的時間、地點以及其能量等級等內(nèi)容，地震活動也無法參照過去所發(fā)生的例子，所以當(dāng)?shù)卣鸹顒觼砼R時，它對建筑將會造成非常嚴(yán)重的損害。因此我們必須考慮到建筑物是會受到地震的作用的，要避免地震活動對房屋建筑造成巨大的損害。所以我們在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)選擇最為科學(xué)合理的抗震設(shè)計方案，設(shè)計中我們應(yīng)多采用多道設(shè)防思想，所謂的多道設(shè)防思想就是指在地震活動到來時，建筑物首先受到破壞的應(yīng)是次要構(gòu)件，這樣就能夠有效的消耗一部分地震能量，從而起到保護(hù)主要構(gòu)件的作用；還應(yīng)選擇剛度對稱均勻的建筑布置方案，因為這樣能充分的提高房屋建筑抗震能力；同時還要遵循延性設(shè)計理念，從而有效的避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性破壞的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

通過以上的論述，我們對房屋建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與經(jīng)濟的關(guān)系以及優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用情況三個方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)分析和探討。我們對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的根本目的就是要保證其具備足夠的安全性、功能性和耐久性，同時最大限度的降低其施工的成本，并延長其使用壽命，而建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計就是一個有效的措施。因此設(shè)計人員在實際設(shè)計的過程中，應(yīng)通力協(xié)作，大力的推廣和應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)，從而為房屋建筑結(jié)構(gòu)選擇最為經(jīng)濟合理的設(shè)計方案。

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