建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

陳　碩

（貴陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)院有限公司　貴州　貴陽(yáng)）

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

陳碩

（貴陽(yáng)市建筑設(shè)計(jì)院有限公司貴州貴陽(yáng)）

基于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，在實(shí)踐過程中必須從實(shí)際設(shè)計(jì)形式入手，確定有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方式。在本文中將以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋設(shè)計(jì)中的作用為基礎(chǔ)，結(jié)合建筑體系具體化要求，探究其實(shí)可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方式；房屋結(jié)構(gòu)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑市場(chǎng)取得了突出的發(fā)展成就，在實(shí)踐過程中需要做好結(jié)構(gòu)控制措施，及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)類型和控制形態(tài)進(jìn)行分析，滿足建筑體系的后續(xù)設(shè)計(jì)要求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式在結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)過程中占據(jù)重要的地位，為了保證房屋建筑的質(zhì)量安全性，需要減少資金投入，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)過程中，要求工作人員及時(shí)對(duì)規(guī)劃形式和布局體系進(jìn)行分析，結(jié)合施工形態(tài)的具體化要求，做好整體布局工作，進(jìn)而提升建筑質(zhì)量。

1　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法概述

1.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化內(nèi)涵

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法是從理論上和經(jīng)驗(yàn)上對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的，在后續(xù)實(shí)踐階段需要考慮到結(jié)構(gòu)形式和控制機(jī)制的要求，做好整體布局優(yōu)化工作，使建筑體系得到優(yōu)化。在系統(tǒng)后續(xù)審核過程中，工作人員必須對(duì)其引起重視，控制建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，盡量縮小建筑質(zhì)量中心，適應(yīng)剛度控制準(zhǔn)則的要求，滿足建筑體系的整體規(guī)劃布局。由于建筑結(jié)構(gòu)形式比較特殊，通過有效的布局形式能做好質(zhì)量評(píng)定工作，不斷提升建筑系統(tǒng)的荷載力。此外由于已有設(shè)計(jì)布局形式涉及到內(nèi)容比較多，不可使用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，必須使其適應(yīng)剛度控制形態(tài)的要求，要求剛度的變化必須是漸變的而不是突變的，否則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的應(yīng)力集中的情況，這不利于建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平方向的動(dòng)力載荷作用[1]。

1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的價(jià)值

房屋結(jié)構(gòu)布局形式比較特殊，在整體建設(shè)過程中必須結(jié)合實(shí)際情況，確定有效的優(yōu)化方式。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化布局能滿足建筑的實(shí)用性和美觀性的要求，能有效對(duì)工程造價(jià)進(jìn)行控制。此外對(duì)于建筑商淶水，其目的是以最小的資金獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，因此需要結(jié)合房屋現(xiàn)有布局體系的要求，制定有效的優(yōu)化措施。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和傳統(tǒng)的房屋建筑結(jié)構(gòu)存在一定的差異性，在實(shí)踐階段可以采用優(yōu)化布局形式，為了保證已有布局的有效性，需要明確安全系數(shù)，保證建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和有效性[2]。

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

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式本身具有實(shí)踐性和應(yīng)用性的特點(diǎn)，在后續(xù)建設(shè)過程中必須結(jié)合實(shí)際情況，做好控制工作，確定具體控制標(biāo)準(zhǔn)。以下將對(duì)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析：

2.1確定變量范圍

基于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式和控制形態(tài)的要求，在后續(xù)布局過程中，需要適當(dāng)選擇相應(yīng)的變量，根據(jù)現(xiàn)有房屋結(jié)構(gòu)類型和控制機(jī)制的要求，確定變量范圍。在實(shí)踐過程中要對(duì)房屋結(jié)構(gòu)類型有一定的了解，制定有效的約束值，將其作為房屋建設(shè)的重要依據(jù)。對(duì)于部分影響因素小或者變量不明確的因素，需要滿足參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的具體化要求，通過預(yù)定式參數(shù)確定計(jì)算變量體系。采用此類變量控制形式能減少編程的工作量，提升工作效率，適應(yīng)房屋結(jié)構(gòu)體系的具體化要求。目標(biāo)參數(shù)的確定對(duì)房屋結(jié)構(gòu)建設(shè)有重要的作用，必須找到符合預(yù)定條件的相應(yīng)尺寸的鋼筋截面面積，以及已經(jīng)失效的概率函數(shù)，減少工程造價(jià)[3]。

2.2制定有效的設(shè)計(jì)方案

在建筑結(jié)構(gòu)后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)有效的結(jié)構(gòu)體系能保證計(jì)算形式的有效性，在后續(xù)設(shè)計(jì)過程中要明確非線性設(shè)計(jì)形式的具體化要求，及時(shí)對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)有效的轉(zhuǎn)換。在方案設(shè)計(jì)過程中，必須掌握相關(guān)應(yīng)用程序，為了使其適應(yīng)已有控制標(biāo)準(zhǔn)的具體化要求，必須及時(shí)采用綜合性、科學(xué)性的應(yīng)用程序，保證已有設(shè)計(jì)方案的有序性。此外工作人員需要對(duì)影響因素進(jìn)行有效的分析，選擇最佳設(shè)計(jì)方案。方案的具體制作形式如圖1。

由于結(jié)構(gòu)方案類型比較特殊，在干預(yù)性設(shè)計(jì)過程中要考慮到經(jīng)濟(jì)因素，及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式進(jìn)行解析，使其適應(yīng)建筑機(jī)制的整體性要求。此外技術(shù)形式比較特殊，在進(jìn)行分析時(shí)，要同時(shí)考慮材料和設(shè)備的科學(xué)化配置，只有這樣才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

圖1　房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的制作流程圖

2.3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的局部?jī)?yōu)化

（1）排水系統(tǒng)的優(yōu)化

在房屋建筑結(jié)構(gòu)的后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)起到重要的作用，在后續(xù)布局調(diào)整階段，必須做好排水系統(tǒng)的布設(shè)工作。由于房屋建筑系統(tǒng)應(yīng)用到很多設(shè)備，受到荷載力的影響，要保證布局結(jié)構(gòu)的有效性和合理性。此外管道的預(yù)留尺寸和深度需要符合現(xiàn)有建設(shè)指標(biāo)的要求，做好加固控制措施。由于管線和橫梁具體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一致，要注意水平方向的控制工作，避免出現(xiàn)貫穿的情況。在管道設(shè)計(jì)過程中需要及時(shí)對(duì)墻體進(jìn)行加固，在整體布局階段考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和管道網(wǎng)的布局，避免出現(xiàn)繞梁的情況。

（2）電氣系統(tǒng)的優(yōu)化

電氣管線的布局對(duì)金屬結(jié)構(gòu)自身有重要的影響，在后續(xù)布局階段需要考慮到已有板墻和控制機(jī)制的要求，做好預(yù)留工作。由于現(xiàn)有的布局形式和控制結(jié)構(gòu)差異性比較大，需要做好管線的布局工作，在梁體上預(yù)留出適當(dāng)?shù)目锥矗ＷC梁體的寬度和墻體高度一致。如果在具體設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)不相同的情況，則必須保證墻體和梁體的一致性，在房屋建筑具體設(shè)計(jì)過程中，要做好電梯部分的設(shè)計(jì)工作，對(duì)電梯建筑系數(shù)進(jìn)行規(guī)劃，保證設(shè)計(jì)形式的合理性和安全性。

（3）整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

由于已有的結(jié)構(gòu)布局形式比較特殊，為了使其適應(yīng)建設(shè)形式的控制基準(zhǔn)，要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)制的具體化要求，結(jié)合不同設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和控制機(jī)制的要求，做好整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化工作。建筑本身的美觀性和結(jié)構(gòu)形式存在必然的聯(lián)系，必須保證墻體和支柱的有效性，避免出現(xiàn)錯(cuò)位的情況。在樓體設(shè)計(jì)階段，由于已有的受力結(jié)構(gòu)變化比較明顯，要選擇高強(qiáng)度的建筑材料，作為重要的承重結(jié)構(gòu)，保證重心、剛心的有效性，避免出現(xiàn)扭曲的情況。

（4）平面系統(tǒng)的優(yōu)化

房屋建設(shè)形式比較復(fù)雜，需要及時(shí)對(duì)不同的結(jié)構(gòu)類型和應(yīng)用基準(zhǔn)進(jìn)行分析，結(jié)合造型和布局形態(tài)的要求，做好建筑墻體的布設(shè)工作。建筑系統(tǒng)自身必須保證簡(jiǎn)潔，每個(gè)房間的設(shè)計(jì)必須統(tǒng)一。平面布局形式比較特殊，工作人員要根據(jù)平面施工形態(tài)的具體化要求，采取優(yōu)化設(shè)計(jì)的方式，實(shí)現(xiàn)布局結(jié)構(gòu)的有效性和有序性。

2.4確定后期優(yōu)化布局形式

在房屋后期布局和設(shè)計(jì)過程中，基于影響因素的多樣性，工作人員要了解房屋建筑形式的整體化要求，明確具體案例。不同的項(xiàng)目在限定的使用過程中，可以制定多種設(shè)計(jì)方案，在不同的設(shè)計(jì)階段采用不同的優(yōu)化方案。房屋設(shè)計(jì)人員要根據(jù)不同階段的性質(zhì)采取有效的優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體工程的有效控制，保證建筑的施工質(zhì)量，進(jìn)而提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益[4]。

3　房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用趨勢(shì)

房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)影響因素比較多，需要設(shè)定有效的優(yōu)化措施，結(jié)合房屋已有控制結(jié)構(gòu)和布局形態(tài)的要求，做好階段性控制工作。以下將對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用趨勢(shì)進(jìn)行分析：

3.1技術(shù)性

技術(shù)體系是房屋設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，在實(shí)踐過程中必須使其適應(yīng)已有控制布局形態(tài)的要求，并將具體的技術(shù)控制體系落實(shí)到實(shí)處，發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最大化作用。工作人員必須掌握具體的技術(shù)形式，不斷提升自身工作能力，保證結(jié)構(gòu)布局的有序性。

3.2階段性

房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)整體，在實(shí)踐過程中需要做好階段性布局控制工作，在不同的施工階段采用不同的設(shè)計(jì)方式。此外結(jié)構(gòu)布局分為多個(gè)附屬結(jié)構(gòu)，在階段性設(shè)計(jì)過程中要做好原材料的選取、結(jié)構(gòu)類型劃分等工作，真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

3.3約束性

由于現(xiàn)有的施工形式存在比較明顯的差異性，在布局過程中必須制定有效的約束機(jī)制，對(duì)已有的控制形態(tài)進(jìn)行分析，使其適應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。工作人員要根據(jù)現(xiàn)有約束體系的具體要求，做好約束工作，在全面進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提升和保證房屋整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4　結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，在后續(xù)施工過程中必須結(jié)合實(shí)際情況，確定建筑系統(tǒng)的功能參數(shù)。工作人員要從當(dāng)前設(shè)計(jì)現(xiàn)狀入手，展開全面有效的設(shè)計(jì)形式，此外在房屋整體布局過程中，必須重視建筑結(jié)構(gòu)工作形式的優(yōu)化建設(shè)，不斷提升房屋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和性能。建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有很多，必須從實(shí)際情況入手，提前制定有效的設(shè)計(jì)方案，發(fā)揮已有設(shè)計(jì)形式的最大化作用，使其適應(yīng)房屋結(jié)構(gòu)的建設(shè)要求，進(jìn)而達(dá)到理想的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

[1]鄒俊，張美玉.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[J].科技傳播，2011，12（01）：56～58.

[2]孫有果.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用探討[J].科技致富向?qū)В?011，13（01）：129～130.

[3]王也.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中華民居，2013，14（01）：256～258.

[4]萬(wàn)年春.淺論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2012，14（01）：69～70.

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1673-0038（2015）44-0087-02

2015-10-14