結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘要】房屋建筑設(shè)計(jì)在當(dāng)下越來越受到人們的關(guān)注，隨著生活水平的提高，不管是小區(qū)樓房的建設(shè)還是農(nóng)村的房屋設(shè)計(jì)不僅僅是追求寬敞，美化或許是更加注重的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法以數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看相當(dāng)于是在某些約束條件下求目標(biāo)函數(shù)的極大值，利用這種思維方法，將其應(yīng)用在房屋的建筑上，以達(dá)到突出優(yōu)化房屋的某一性能結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是指在特定方向達(dá)到最優(yōu)結(jié)果，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為了使房屋的安全性、穩(wěn)固性、美化性及寬敞性達(dá)到極盡的體現(xiàn)，需要充分利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的內(nèi)涵并將其理論應(yīng)用在房屋建筑的實(shí)踐上，讓房屋建筑藝術(shù)達(dá)到更高的層次。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化方法；房屋建筑；應(yīng)用

結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是指在某些約定條件下，使得成本最低、剛度最大、重量最輕等方面的要求達(dá)到最大的優(yōu)化效果，其與數(shù)學(xué)中“線性規(guī)劃”問題十分相似，都是求某一方面的最值化。但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，會(huì)有太多的角度需要設(shè)計(jì)優(yōu)化，比如保證樓房的預(yù)防地震性能、如何打下最穩(wěn)固的地基、怎樣使砌的墻最堅(jiān)固等等建筑房屋方面的問題，為了使房屋建設(shè)達(dá)到國家的標(biāo)準(zhǔn)，必須需要合理的設(shè)計(jì)圖紙，為了達(dá)到先打城市化的要求，就必要的進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化使樓盤外觀更加美化，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就是一件十分有必要的措施。

1、房屋建筑結(jié)構(gòu)中采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重要性

隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化的步伐越來越快，人們的思想觀念也在逐漸城市化，導(dǎo)致人們更向往在城市工作與居住，使得國家地區(qū)的中心城市人口密集度在逐年增加。近年來，有限的城市區(qū)域與遞增的人口數(shù)量之間相互矛盾，使城市的建筑土地資源越來越緊缺，為了滿足人們的住房問題，建設(shè)高樓大廈是現(xiàn)代解決住房問題的基本策略。但是，對(duì)比舊時(shí)的房屋建筑，現(xiàn)代化的房屋建筑難度明顯增加，不僅考慮地理位置，還需要考慮高度及面向，是否擋光，是否符合地理位置的要求等等問題。

一系列的建筑設(shè)計(jì)問題。第一，需要要求建筑設(shè)計(jì)者考慮多方面的因素，考慮樓房的防震性能、是否堅(jiān)固、面向是否符合整座城市的結(jié)構(gòu)布局等一系列的設(shè)計(jì)問題，另外在實(shí)施階段，也要求高素質(zhì)的施工者，因?yàn)楝F(xiàn)代城市的建筑設(shè)計(jì)復(fù)雜度與難度都增加了很多，也就導(dǎo)致建筑時(shí)需要關(guān)注的細(xì)節(jié)更多。第二，建筑高樓大廈的工程項(xiàng)目十分巨大，不僅要考慮房屋的安全性，也需要考慮經(jīng)濟(jì)性，堅(jiān)固是一方面，以最經(jīng)濟(jì)節(jié)約的成本達(dá)到最大化的建筑設(shè)計(jì)成果，據(jù)估計(jì)，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法后采取的建筑設(shè)計(jì)所需額成本比沒有采用的建筑能夠節(jié)省大約10%-20%的建設(shè)費(fèi)用。第三，在建筑實(shí)施的過程中，工作的進(jìn)行并不是一帆風(fēng)順的，會(huì)受到很多不可控因素的影響。而有些工程為了趕工期，就會(huì)減少建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化這一步驟，沒有非常重視樓房的建筑質(zhì)量，最后的成果只能是“外強(qiáng)中干”，缺乏關(guān)鍵的部分。最后，對(duì)于建設(shè)施工人員本身，要么是因?yàn)楸旧韺?shí)力不足，不能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)施工項(xiàng)目采取優(yōu)化設(shè)計(jì)，還有就是“以偏概全”，重視部分建筑的建設(shè)，忽視了建筑的整體結(jié)構(gòu)，后果是不能夠?qū)こ逃泻侠淼念A(yù)期規(guī)劃，從而導(dǎo)致建筑成為“危房”。

運(yùn)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)行優(yōu)化的建筑設(shè)計(jì)，保證建筑的安全住宿，盡最大化的節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本、對(duì)工期有合理的規(guī)劃，為人們保證一個(gè)經(jīng)濟(jì)安全的房屋。

2、在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

2.1建筑前的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方案

建筑項(xiàng)目工程首先需要的是節(jié)約成本、合理及使用的方案圖紙，選擇利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是將建筑方案達(dá)到最優(yōu)化的途徑，按照最優(yōu)原則，盡可能的考慮到經(jīng)濟(jì)成本，選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系，考慮房屋建筑的工期、建筑過程中可能遇到的意外情況、房屋的結(jié)構(gòu)、美化原則等等方面，在設(shè)計(jì)圖紙方案之時(shí)充分利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法將方案最優(yōu)化。

2.2建筑過程中細(xì)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

“細(xì)節(jié)決定成敗”，無論在任何事情上，切勿“因小失大”，是否成功細(xì)節(jié)所占的比例很大。在建筑設(shè)計(jì)上尤其不能馬虎，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該十分注重細(xì)節(jié)的考慮，而結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法就可以將某一方面考慮到極致，將細(xì)部結(jié)構(gòu)重視起來。如在丈量尺寸上，數(shù)字測(cè)量的結(jié)果會(huì)經(jīng)常被使用，在測(cè)量及保存時(shí)切忌要精確，可能會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小數(shù)點(diǎn)的錯(cuò)誤導(dǎo)致整個(gè)計(jì)算項(xiàng)目的錯(cuò)誤。因此，在建筑的每一細(xì)節(jié)部分都不能馬虎大意，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法切實(shí)應(yīng)用在其中。

2.3抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)理念

建造房屋，尤其在當(dāng)代房屋的抗震性能是必須要嚴(yán)格保證的，現(xiàn)在建筑的不再是普通的房屋，而是高達(dá)幾十層的高樓大廈。在實(shí)際情況中，地震的發(fā)生具有很大的不確定性，而房屋建筑的數(shù)據(jù)指標(biāo)在實(shí)際的計(jì)算中會(huì)有很大的差別，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化理念，近乎可以給出確定性的房屋的抗震性能。考慮房屋的防震性能，換一種說法也是要求其穩(wěn)固性及堅(jiān)固性，在建筑過程中考慮到整體建造的硬度和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)最優(yōu)的建筑方案并采用優(yōu)良的建筑材料，讓所建成的房屋能夠切實(shí)保證了預(yù)防地震的能力。

2.4地基與砌墻體的優(yōu)化設(shè)計(jì)

打好基礎(chǔ)是關(guān)鍵，保證地基的實(shí)用性能也就保證了樓房整體的穩(wěn)固性。地基是建筑是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，是工程開始的初始階段，打地基之前要顧忌多方面的因素，不僅要考慮安全性、合理性、適用性，同時(shí)也要保證經(jīng)濟(jì)成本的最優(yōu)化。經(jīng)過實(shí)地的勘察，要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)計(jì)算出整體的實(shí)施方案，在要求最優(yōu)的地基效能之前。另外，實(shí)際建設(shè)房屋時(shí)，墻體的設(shè)計(jì)關(guān)乎到抗震安全性，如若發(fā)生地震，墻體的設(shè)計(jì)是否結(jié)構(gòu)優(yōu)化關(guān)乎人的生命安全，實(shí)際地震中躲避到角落是保證安全的措施，所以按照結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)砌墻方案是必要的。

小結(jié)：

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在各個(gè)方面都可以加以利用，以求使事物達(dá)到更加完善的結(jié)果。

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是具有重要的意義。現(xiàn)當(dāng)下時(shí)代發(fā)生了轉(zhuǎn)變，人們把房屋建筑看得更重要，運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法美化房屋外觀設(shè)計(jì)及內(nèi)部構(gòu)造是一個(gè)有效的途徑，是使房屋的價(jià)值更加優(yōu)越的方法。我們?cè)谶M(jìn)行工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除過考慮房屋的質(zhì)量及安全性之外，盡可能的將設(shè)計(jì)對(duì)象更加完美是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最終目的。無論在建筑房屋的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，地基、墻體及整體的外觀設(shè)計(jì)，不管是安全新還是美觀性，采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法將建筑的房屋達(dá)到最大的優(yōu)化是必要的措施行動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王博.新型野營房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝探究[J].黑龍江科技信息，2014.

[2]張潔.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中安全性問題的分析[J].黑龍江科技信息，2014.

作者簡(jiǎn)介：

史安朋，濱州正澤建筑設(shè)計(jì)有限公司；

于洋，山東大衛(wèi)國際建筑設(shè)計(jì)有限公司。