關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的探討

孫雨澤

（上海陸譽(yù)工程設(shè)計(jì)管理有限公司， 上海 200000）

0 引言

建筑企業(yè)想要做大做強(qiáng)，就必須不斷提高自身水平和競(jìng)爭(zhēng)力以滿足市場(chǎng)的不斷提高的要求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為影響建筑質(zhì)量和成本的重要因素，建筑企業(yè)應(yīng)對(duì)其予以極大的關(guān)注，激勵(lì)設(shè)計(jì)人員不斷推陳出新，使建筑的結(jié)構(gòu)形式、安全性、舒適性等方面都得到提升，使人們獲得更好的居住體驗(yàn)，從而提升企業(yè)的口碑和競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)企業(yè)的健康發(fā)展。

1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的作用

1.1 提高房屋建筑的安全性

房屋建筑的安全性是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要考慮因素。隨著我國建筑行業(yè)相關(guān)規(guī)范的不斷完善及建筑結(jié)構(gòu)受力分析軟件的應(yīng)用，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了可靠的技術(shù)支持。在對(duì)建筑的建筑成本、美觀度、舒適度等方面進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，都需要及時(shí)對(duì)不滿足安全要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修正和優(yōu)化，將確保安全性作為前提。

1.2 降低工程造價(jià)

利潤是企業(yè)生存和發(fā)展不可缺少的條件，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑的工程造價(jià)，如果一味追求安全性，使建筑很多結(jié)構(gòu)的安全性能遠(yuǎn)高于需要值，都會(huì)導(dǎo)致在建設(shè)過程中消耗更多的費(fèi)用。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在保證安全的基礎(chǔ)上，還要通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，使建筑結(jié)構(gòu)的分布和形式更合理，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)的性能，有效減低建筑成本，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過優(yōu)化可以使建筑的成本較初始設(shè)計(jì)降低約20%。

1.3 提高了房屋建筑的經(jīng)濟(jì)性

房屋建筑不僅僅用于居住，房屋的采光能力、采暖、水壓、電梯等因素會(huì)極大影響人們的居住體驗(yàn)，也就直接影響了人們的購買欲望。這也是當(dāng)前不少樓盤銷售狀況不達(dá)預(yù)期的重要原因之一。當(dāng)前企業(yè)購地成本較大，為了盡可能獲得最大利潤，往往忽視一些人們注重的因素，使樓房盡可能密集、樓層盡可能多，然而如果因此居住不舒適，這反而會(huì)使樓盤的經(jīng)濟(jì)性降低。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮多種因素，使樓層層數(shù)、樓盤占地面積、土地利用率等通過不斷優(yōu)化達(dá)到最優(yōu)，使土地資源為企業(yè)創(chuàng)造出最大的效益。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，可以分為結(jié)構(gòu)總體的優(yōu)化和房屋分部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從建筑的宏觀角度進(jìn)行總體優(yōu)化，可以使土地資源的利用率最優(yōu)化，房屋分布結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以細(xì)分為房屋的基礎(chǔ)部分、主體結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)、圍護(hù)及結(jié)構(gòu)細(xì)部部分，具體到建筑結(jié)構(gòu)的形式、材料、布置方式、受力、成本等。從發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的不足之處或不斷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的子結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)通過合理的布局和選型等手段，更加充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的性能，在確保建筑的安全性的基礎(chǔ)上，降低建筑的工程造價(jià)。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的使用

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化首先應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行優(yōu)化，主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，合理選擇變量，為了降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，提升優(yōu)化效果，變量的選擇十分重要，通常可以確定的參考數(shù)據(jù)的方案作為設(shè)計(jì)人員可選擇的變量，體現(xiàn)安全性和可靠性的參數(shù)定為可控參數(shù)，再對(duì)不涉及因素或小幅變化參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以更順利地得出優(yōu)化結(jié)果，有利于提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。第二，選擇合適的函數(shù)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有很多需要進(jìn)行核算的數(shù)據(jù)，針對(duì)這些數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員要借助鋼筋橫截面計(jì)算函數(shù)，挑選適合實(shí)際工程需要的函數(shù)運(yùn)用，盡可能的降低施工成本，減少不必要的浪費(fèi)。第三，制定標(biāo)準(zhǔn)要求。房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，關(guān)系著建筑的安全和穩(wěn)定，影響著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的尺寸、框架剛性等嚴(yán)格把關(guān)，保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。在進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際要求進(jìn)行細(xì)致分析，達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的形成

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的形成是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有建立起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，才能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化。簡而言之，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是建筑結(jié)構(gòu)的框架，建筑設(shè)計(jì)人員要根據(jù)投資方對(duì)房屋建筑的需求和使用性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立起一個(gè)籠統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型，展現(xiàn)出房屋建筑的概況。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以借助最新的軟件工具進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖，通過各種軟件的應(yīng)用，可以讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加鮮明，信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效果更佳明顯。在有了清晰的結(jié)構(gòu)框架后，才可以完善細(xì)節(jié)處的設(shè)計(jì)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加豐富和細(xì)化。

3.3 概念設(shè)計(jì)的有效優(yōu)化

概念設(shè)計(jì)是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)新的設(shè)計(jì)模式，這種設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于較為特殊的建筑結(jié)構(gòu)體，充分融入人們的思想，為設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造無限的創(chuàng)意空間。通過這種概念設(shè)計(jì)，可以將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的問題大膽的進(jìn)行嘗試，從而尋求最佳的設(shè)計(jì)思路。在一些特殊對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體中，概念設(shè)計(jì)可以有效的節(jié)約技術(shù)成本，提升建筑的可行性。同時(shí)，概念設(shè)計(jì)為進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)，讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加簡單和順暢。

4 優(yōu)化技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

4.1 在項(xiàng)目展開的各個(gè)環(huán)節(jié)中充分參與

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是工程施工的依據(jù)，關(guān)系著項(xiàng)目的整體進(jìn)程。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要融入到工程項(xiàng)目的每個(gè)階段，深入的研究每個(gè)階段遇到的問題，并積極的與工程項(xiàng)目的相關(guān)施工方進(jìn)行探討，積極的參與問題的解決和處理中，最終制定出可行性的解決方案，保證工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不能單純的為了追求建筑設(shè)計(jì)的前端性和創(chuàng)新性，不考慮后期施工的實(shí)際情況，造成施工階段困難重重，也給工程項(xiàng)目的質(zhì)量帶來隱患，影響工程的經(jīng)濟(jì)利益。

4.2 做好設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化工作

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段是承前啟后的階段，在工程項(xiàng)目中有著重要作用。做好此環(huán)節(jié)的優(yōu)化工作，可以提高工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量水平，提高經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)人員在項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，解決房屋建筑建設(shè)過程中的各種問題的階段，例如，在進(jìn)行高層建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如何解決高度帶來的各種施工和技術(shù)上困難，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。在通過優(yōu)化技術(shù)分析這些問題時(shí)，形成不同的處理方案，再進(jìn)行比較選擇，最終挑選出最優(yōu)的解決辦法。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，可以幫助設(shè)計(jì)人員提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中可能遇到的問題，并形成對(duì)應(yīng)的解決策略，保證工程高質(zhì)量、順利的進(jìn)行。

4.3 充分利用新的技術(shù)工具

隨著電子信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各種應(yīng)用軟件為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了極大的便利，提高了設(shè)計(jì)的水平。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，概念設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都是由復(fù)雜的信息數(shù)據(jù)組成，將數(shù)據(jù)和形式精準(zhǔn)的展現(xiàn)在一個(gè)結(jié)構(gòu)模型中，這就需要借助先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行操作。信息數(shù)據(jù)通過設(shè)計(jì)軟件的轉(zhuǎn)化，結(jié)構(gòu)更加形象，數(shù)據(jù)參數(shù)的運(yùn)算更加準(zhǔn)確，問題的處理會(huì)變得相對(duì)直觀和簡單，有利于設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)更好的解決方案。

5 結(jié)語

隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求越來越高，同時(shí)，工程項(xiàng)目的技術(shù)和施工難度逐漸增大。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要通過優(yōu)化技術(shù)不斷的對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行完善。設(shè)計(jì)人員要注重自身素質(zhì)的培養(yǎng)，運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且加強(qiáng)與施工人員的溝通與交流，將優(yōu)化技術(shù)完全應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去，從而更好的解決問題，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平。

[1]徐巍.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容與存在問題探析[J].中國住宅設(shè)施，2017（04）.

[2]楊德鵬.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（32）