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

楊志堅(jiān)

【摘要】針對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用，做了簡單的論述。開展房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，若想達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證房屋建設(shè)的質(zhì)量，需要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，能夠提高設(shè)計(jì)水平。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)質(zhì)量

現(xiàn)階段，房屋建筑建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，對建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，有了更高的要求。經(jīng)過不斷優(yōu)化調(diào)整，能夠節(jié)約建設(shè)造價(jià)，科學(xué)合理的縮短房屋建設(shè)工期。基于此，加強(qiáng)此課題的研究，提出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法運(yùn)用的策略，提高建筑功能，包括安全度和抗震性等，有著必要性。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的必要性

從經(jīng)濟(jì)性角度來說，做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，對保證建筑工程建設(shè)效益，有著積極的作用。以某工程為例，總計(jì)6幢高層建筑，總面積為13萬m²。針對樁基、墻厚、地下室外墻等，經(jīng)過工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化后，獲得不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益，具體情況如表1所示。粗略計(jì)算，通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，同原設(shè)計(jì)相比，節(jié)省了600萬元左右。基于此，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有著必要性。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用的作用

2.1保障建筑的安全性

在進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，最重要的是保障建筑安全。安全性保障是房屋建筑性能的核心部分，能夠促使建筑正常運(yùn)用。為確保建筑的安全性，在設(shè)計(jì)時(shí)多通過建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，改善建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高建房屋結(jié)構(gòu)的安全性，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的可靠性。從抗震性角度來說，優(yōu)化設(shè)計(jì)后，可提高建筑的抗震性。

2.2提升建筑的美觀性

從房屋建筑市場需求角度來說，人們對建筑藝術(shù)，有了新的追求，使得美觀性成為建筑設(shè)計(jì)把控的重點(diǎn)。因?yàn)榉课萁ㄖY(jié)構(gòu)特點(diǎn)，直接影響著建筑外形情況，因此基于美觀性需求，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，完善房屋結(jié)構(gòu)，能夠凸顯出建筑的藝術(shù)美。在空間結(jié)構(gòu)方面，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，能夠增強(qiáng)建筑的視覺效果。

2.3提升建筑的經(jīng)濟(jì)適用性

從房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容角度來說，為保障建筑施工有效開展，需要做好經(jīng)濟(jì)適用性的把控。在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，從經(jīng)濟(jì)性角度，做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案可行性分析，預(yù)估房屋建筑施工的成本，分析是否可以有效開展房屋建筑建設(shè)。從實(shí)際效果角度出發(fā)，能夠優(yōu)化資金浪費(fèi)問題，增強(qiáng)房屋建筑建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。基于此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要按照優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟，做好房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性把控，保障建筑設(shè)計(jì)的可行性。

3、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)中的具體應(yīng)用

3.1做好整體和局部的優(yōu)化

應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，要做好整體和局部的優(yōu)化。從建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)特點(diǎn)角度出發(fā)，考慮到建筑設(shè)計(jì)的復(fù)雜性與層次性，除了合理選擇零部件、材料、結(jié)構(gòu)類型外，還需要做好建筑設(shè)計(jì)體系優(yōu)化，包括建筑結(jié)構(gòu)體系和安裝設(shè)計(jì)體系等。開展房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)各體系，做好全面優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化的意義。以某建筑為例，結(jié)構(gòu)總高度為90.30m，總計(jì)26層，其中地上24層，抗震性設(shè)計(jì)按照七度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，結(jié)構(gòu)形式選擇框架核心筒體系。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，堅(jiān)持局部和整體優(yōu)化原則，對樓層樓蓋體系、核心筒尺寸、墻厚、平板式閥基厚度等，進(jìn)行了細(xì)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得建筑結(jié)構(gòu)自重減少了約38885kN，增加了豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及基礎(chǔ)的安全性，增強(qiáng)了建筑的抗震性能。

3.2壽命和分階段的優(yōu)化

建筑具有使用壽命，在固定的年限中，每個(gè)房屋建筑工程項(xiàng)目環(huán)節(jié)，有著各類可選擇的設(shè)計(jì)方案。簡單來說，在工程的每個(gè)階段都可以開展優(yōu)化。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合項(xiàng)目所處的階段，來確定房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，延長建筑工程壽命。通過壽命優(yōu)化和分階段優(yōu)化，不僅能夠保障建筑的質(zhì)量，還能夠增強(qiáng)建筑工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，利用BIM軟件，通過構(gòu)建建筑模型的方式，借助軟件功能，對房屋建筑進(jìn)行壽命分析，進(jìn)而調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，在保障建筑壽命的同時(shí)，最大限度上實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)各體系的優(yōu)化組合。值得一提的是，在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，依托BIM技術(shù)，模擬建筑運(yùn)行，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)所存在的問題，采取解決措施，將設(shè)計(jì)問題及時(shí)消滅，進(jìn)而保障設(shè)計(jì)質(zhì)量。從實(shí)際應(yīng)用效果來看，通過協(xié)同設(shè)計(jì)，增強(qiáng)各專業(yè)之間的配合力度，能夠提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3.3做好協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)

首先，協(xié)調(diào)優(yōu)化結(jié)構(gòu)和建筑。開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要保證建筑整體平面與結(jié)構(gòu)的緊密配合，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)，達(dá)到美觀效果。對于建筑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要注重簡潔，避免發(fā)生墻柱錯(cuò)位情況，保證每個(gè)樓層的截面面積與高度都相通。

其次，協(xié)調(diào)優(yōu)化結(jié)構(gòu)與排水。在建筑內(nèi)設(shè)置給排水房，需要注重位置的選擇，將水泵房，盡量布置在建筑地下室。考慮到給排水建筑內(nèi)的管道輻射復(fù)雜，并且管道長度和粗細(xì)不同，因此要預(yù)留尺寸與深度。

最后，做好結(jié)構(gòu)和電氣的優(yōu)化。導(dǎo)線若貫穿建筑結(jié)構(gòu)梁體，需在梁預(yù)制之前留下孔洞，并且保證墻體厚度與梁寬相同。若難以保證建筑梁寬度和墻體厚度保持一致，則要保證梁側(cè)面和建筑墻體某側(cè)保持齊平，避免管線暴露在外。對于電梯房的設(shè)計(jì)，要做好強(qiáng)度計(jì)算分析，合理調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，保證施工的質(zhì)量與安全。

結(jié)語：

綜上所述，應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，開展房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅能夠提高建筑的美觀性，同時(shí)還能夠保證建筑的質(zhì)量和建設(shè)效益。在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)：做好壽命和分階段的優(yōu)化；做好整體和局部的優(yōu)化。