房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計分析

李 鵬

（中國地質(zhì)工程集團有限公司，北京 100093）

房屋建筑作為居民生活起居的重要依靠，其質(zhì)量也將直接影響到居民生活滿意度。現(xiàn)階段，社會經(jīng)濟水平不斷提升，使得人們對于房屋建筑功能屬性有了更高要求，通過對房屋建筑工程結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，對于提升房屋建筑工程居住的舒適性，加快行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展有著積極的意義。

1 房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要點

1.1 美觀性

設(shè)計人員在對房屋建筑工程結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計時，其外部結(jié)構(gòu)構(gòu)造需要滿足業(yè)主的審美需求，前提是確保房屋建筑工程質(zhì)量屬性。在實際應(yīng)用中，設(shè)計人員需要參考業(yè)主提出的外觀設(shè)計要求，結(jié)合市場材料結(jié)構(gòu)，將其轉(zhuǎn)換為科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，從而在確保建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量基礎(chǔ)上，提高房屋建筑高層結(jié)構(gòu)美觀性[1]。

1.2 經(jīng)濟性

在建筑技術(shù)體系不斷成熟的背景下，房屋建筑工程規(guī)模也在擴大，這也增加了施工單位的建設(shè)成本投入。在招投標(biāo)模式背景下，施工單位經(jīng)濟利潤空間也在縮小，因此，技術(shù)人員在對房屋建筑工程結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計時，需要充分考慮結(jié)構(gòu)本身的經(jīng)濟性。在實際設(shè)計過程中，技術(shù)人員應(yīng)在滿足基礎(chǔ)建設(shè)需求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)減少結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程造價，從而有效控制結(jié)構(gòu)的應(yīng)用成本，提高施工單位經(jīng)濟效益。

1.3 安全性

在任何工程建造設(shè)計過程中，安全性一直都是首要考慮內(nèi)容。部分施工單位有時會將側(cè)重點放在建筑結(jié)構(gòu)美觀度方面，這樣很有可能導(dǎo)致建筑施工安全問題的發(fā)生。因此，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，不能忽略建筑結(jié)構(gòu)安全的重要性，在安全建造基礎(chǔ)上來提升建筑結(jié)構(gòu)綜合性能。

2 房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計策略

2.1 引入數(shù)字化技術(shù)手段

通過引入數(shù)字化技術(shù)手段，可以提升結(jié)構(gòu)設(shè)計直觀性，加快問題發(fā)現(xiàn)速度，從而起到優(yōu)化房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的作用。在城市房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，其設(shè)計內(nèi)容不僅需要滿足國家規(guī)定的建筑設(shè)計要求，而且還需要契合區(qū)域文化特征，從而為打造個性化文化城市奠定基礎(chǔ)。在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，可以參考多種類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案[2]。在應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，可以將數(shù)據(jù)信息錄入到數(shù)字化程序軟件當(dāng)中，結(jié)合三維立體的展示效果，來確定結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要優(yōu)化的部位，同時結(jié)合專家系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)受力情況進行分析，在確保結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)性能的基礎(chǔ)上，提高建筑結(jié)構(gòu)的美觀性。如“鳥巢”在設(shè)計過程中，就應(yīng)用了數(shù)字化技術(shù)，借助數(shù)字化技術(shù)對各項細化參數(shù)進行不斷修正，同時借助系統(tǒng)軟件對修正后的參數(shù)信息進行辯證，以此來逐步完善“鳥巢”的設(shè)計體系，從而起到優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的作用。

2.2 增加創(chuàng)新性設(shè)計理念

通過增加創(chuàng)新性設(shè)計理念，可以提升房屋建筑工程的個性化特征，提升居民生活環(huán)境的舒適性。在房屋建筑工程施工過程中，其施工穩(wěn)定性受到多方面因素影響，部分影響因素很難用具體的數(shù)據(jù)信息進行呈現(xiàn)。在實際應(yīng)用過程中，設(shè)計人員需要從設(shè)計理念上進行創(chuàng)新，使其可以對建筑工程的施工過程進行指導(dǎo)，從而確保整個施工項目推進過程的穩(wěn)定性。在實際應(yīng)用中，設(shè)計人員可以將計算機程序作為輔助工具，設(shè)計理念也需要向“以人為本”理念靠攏，使其可以形成新的人性化應(yīng)用體系，從而有效提升房屋建筑工程設(shè)計的合規(guī)性。參與創(chuàng)新設(shè)計的人員需要具備較多的設(shè)計經(jīng)驗，這樣在實際設(shè)計的過程中，能夠有效提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的應(yīng)用深度，提高創(chuàng)新性設(shè)計內(nèi)容的實用價值。例如，在“水立方”的設(shè)計過程中，設(shè)計人員突破傳統(tǒng)設(shè)計理念，對設(shè)計內(nèi)容進行創(chuàng)新性研究，將ETFE膜材料作為主要的建筑材料之一，這也是“水立方”結(jié)構(gòu)外觀近似于水泡狀的原因，不僅增加了結(jié)構(gòu)本身的觀賞性，而且還提高了建筑結(jié)構(gòu)的個性化特征。

2.3 保證細化結(jié)構(gòu)完整性

通過保證細化結(jié)構(gòu)完整性，對于提高房屋建筑工程結(jié)構(gòu)安全性有著積極的意義。在房屋建筑工程設(shè)計過程中，安全性是重點考慮的內(nèi)容，同時在此基礎(chǔ)上，還需要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，延長房屋建筑的使用壽命。因此，在實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員可以將建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容進行細化處理，明確各個環(huán)節(jié)的施工要求、施工工序、施工人員配置等內(nèi)容，從而確保各個環(huán)節(jié)銜接的有序性。例如，設(shè)計人員在優(yōu)化混凝土樁結(jié)構(gòu)澆筑工藝時，首先，需要對作業(yè)區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)條件進行了解，包括地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件、水文條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)風(fēng)化程度等，確定原作業(yè)區(qū)環(huán)境的承壓能力，以此為基礎(chǔ)來確定作業(yè)區(qū)樁結(jié)構(gòu)的設(shè)計條件。其次，對技術(shù)材料質(zhì)量、配比等情況進行了解，確定樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承壓能力，并且需要對建筑結(jié)構(gòu)的載荷進行計算，以此為基礎(chǔ)來確定樁結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)參數(shù)信息，如結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)構(gòu)強度、結(jié)構(gòu)相對位置等。最后，明確設(shè)計過程中需要重點關(guān)注的問題，如對樁結(jié)構(gòu)成型過程中的裂縫問題進行關(guān)注，從而提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性。

2.4 適應(yīng)仿真性技術(shù)環(huán)境

通過適應(yīng)仿真性技術(shù)環(huán)境，能夠合理分析房屋建筑設(shè)計的應(yīng)用內(nèi)容，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的適用性。在仿真性技術(shù)構(gòu)建的擬態(tài)化數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)當(dāng)中，技術(shù)人員可以對設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，從而構(gòu)建出具象化的建造模型，為了便于后續(xù)研究，可以對結(jié)構(gòu)進行等比例縮放，在觀看細節(jié)內(nèi)容時，可以對比例尺進行再次調(diào)整，從而提升數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準確性。目前在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，CAD屬于常用的應(yīng)用軟件，在此基礎(chǔ)之上，可以將其與智能程序進行關(guān)聯(lián)，使其形成SCAD技術(shù)（智能CAD技術(shù)）。在應(yīng)用過程中，技術(shù)人員可以借助智能系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進行科學(xué)性分析，同時對所有信息內(nèi)容進行擬態(tài)化管理，使房屋建筑工程的設(shè)計內(nèi)容可以更加完善，更加具備實際操作性。在實際設(shè)計過程中，技術(shù)人員需要做好誤差控制管理工作，避免誤差累積的情況發(fā)生。

2.5 創(chuàng)建結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)模型

通過創(chuàng)建結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)模型，可以提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容的直觀性，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計奠定堅實的基礎(chǔ)。首先，在建筑功能性的設(shè)計中，通過數(shù)據(jù)模型的建立，可以對使用條件進行模擬，并在結(jié)構(gòu)科學(xué)性上作出分析與評估，以此保證建筑結(jié)構(gòu)的功能價值。其次，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，需對其安全條件負責(zé)，通過建立模型化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對使用過程中的結(jié)構(gòu)合理性進行分析，在輸入一定外力影響數(shù)值的條件下，檢驗建筑結(jié)構(gòu)在抗震、消防等各種災(zāi)害危險問題中的適應(yīng)性，并對結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性作出評估，以此保證設(shè)計的科學(xué)性。最后，在建筑經(jīng)濟性的角度上，結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑材料、結(jié)構(gòu)組織形式等內(nèi)容，都需要消耗掉大量的建筑成本，是房屋項目的主要支出內(nèi)容。所以，需在設(shè)計過程中進行優(yōu)化管理，以降低成本消耗。

3 結(jié)語

綜上所述，引入數(shù)字化技術(shù)手段，可以提升結(jié)構(gòu)設(shè)計的直觀性，增加創(chuàng)新性設(shè)計理念，可以提升房屋建筑工程的個性化特征，保證細化結(jié)構(gòu)完整性，可以提高房屋建筑工程結(jié)構(gòu)安全性，適應(yīng)仿真性技術(shù)環(huán)境，能夠合理分析房屋建筑設(shè)計的應(yīng)用內(nèi)容，創(chuàng)建結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)模型，可以提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容的直觀性。通過采取相關(guān)性措施進行房屋建筑工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對提高房屋建筑工程施工質(zhì)量，加快施工進度有著積極的意義。