淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀與優(yōu)化方法

【摘要】現(xiàn)代化建筑施工行業(yè)中，施工技術(shù)十分關(guān)鍵，技這項技術(shù)的應(yīng)用將直接影響工程施工效果，要求施工單位必須掌握先進(jìn)的施工技術(shù)與機(jī)械設(shè)備，以此提高工程質(zhì)量。基于此，本文以房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計作為研究對象，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀，從優(yōu)化模型、基坑施工技術(shù)、節(jié)能設(shè)計闡述房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法。

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

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計將影響建筑物結(jié)構(gòu)質(zhì)量和房屋穩(wěn)定性，隨著建筑行業(yè)的繁榮發(fā)展，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有了新的要求。為了滿足這一需求，設(shè)計師就要不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，及時發(fā)現(xiàn)原有的結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，結(jié)合結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)設(shè)計的價值，為房屋建筑設(shè)計師提供參考依據(jù)，推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀

優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)時可以從以下幾方面入手：（1）安全性優(yōu)化。建筑的安全性最為重要，對房屋建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計時應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)帶來的安全隱患，同時計算優(yōu)化成本，爭取以最低的成本完成結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。（2）方案的優(yōu)化。設(shè)計人員應(yīng)全方位了解工程施工現(xiàn)狀，結(jié)合實際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使設(shè)計方案更加科學(xué)合理。（3）建筑子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。結(jié)合房屋建筑結(jié)構(gòu)需求，對建筑子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，關(guān)注細(xì)節(jié)部分，使建筑整體得到優(yōu)化設(shè)計。

分析當(dāng)前房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時面臨的主要問題，具體如下：（1）基礎(chǔ)設(shè)計問題。建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和基礎(chǔ)部分的設(shè)計聯(lián)系密切，建筑行業(yè)中部分設(shè)計師對房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計沒有投入過多關(guān)注，在設(shè)計中沒有對施工現(xiàn)場加以勘查，設(shè)計時只依照現(xiàn)有的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)部分的設(shè)計。這樣做很容易導(dǎo)致設(shè)計方案與實際情況不相符，甚至出現(xiàn)較大的誤差，進(jìn)而影響建筑施工質(zhì)量。（2）框架設(shè)計問題。房屋建筑框架設(shè)計主要分為橫向和縱向結(jié)構(gòu)設(shè)計，有的設(shè)計師只關(guān)注橫向框架設(shè)計，導(dǎo)致框架整體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。對于框架結(jié)構(gòu)來說，橫向與縱向的結(jié)構(gòu)設(shè)計就是框架內(nèi)水平方向和垂直方向的承載力，一旦任何一部分出現(xiàn)問題，框架承載力將會下降，建筑結(jié)構(gòu)也會失去穩(wěn)定性，甚至威脅到人們的生命安全[1]。

2、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方法

2.1建立合理的優(yōu)化模型

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要合理選擇計量。設(shè)計師應(yīng)對工程參數(shù)加以分析，明確這些參數(shù)的可變性和復(fù)雜性，可以從工程整體施工情況進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整。同時，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在使用時應(yīng)盡量選擇不會改變的參數(shù)，并更換不會給工程帶來影響的計量數(shù)據(jù)。建議設(shè)計師提前進(jìn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，降低自身工作量，緩解工作壓力，確認(rèn)函數(shù)目標(biāo)時應(yīng)確定結(jié)構(gòu)尺寸大小，做好房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的失效概率極端，盡可能節(jié)約施工成本。確定約束性條件，設(shè)計師應(yīng)在假定的約束性條件參數(shù)內(nèi)進(jìn)行參數(shù)對比，從而保證約束條件和實際工作相符合，為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計建立優(yōu)化模型[2]。

2.2優(yōu)化基坑施工技術(shù)與節(jié)能設(shè)計技術(shù)

工程基礎(chǔ)建設(shè)尤為重要，特別是基坑部分的施工技術(shù)，這將直接影響房屋建筑基礎(chǔ)建設(shè)成果。施工單位需要關(guān)注基坑施工技術(shù)，對基坑進(jìn)行一定的支護(hù)防護(hù)，并加以檢算，確保該工序與國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)后再展開下一環(huán)節(jié)的施工設(shè)計。可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下，各行業(yè)開始推行節(jié)能技術(shù)，特別是建筑行業(yè)領(lǐng)域，人們在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用節(jié)能設(shè)計技術(shù)，從而實現(xiàn)資源的高效配置。一般情況下，可以從材料的選擇和能源的利用方面入手，綜合施工預(yù)算，提高經(jīng)濟(jì)效益。合理選擇保溫材料進(jìn)行屋面結(jié)構(gòu)的節(jié)能設(shè)計，應(yīng)重視屋面板與防水層之間的材料，從材料的密度、外觀、吸水率與導(dǎo)熱系數(shù)角度出發(fā)，提高保溫材料的強度。設(shè)計房屋門窗時，應(yīng)按照窗戶不同朝向選擇最佳窗墻比，朝北的窗墻比不要超過20%，朝東的窗墻比最大是30%，和東、北方向想比較，西部和南部的窗墻比會比較大點，但是最大也不能超過35%。通過合適窗墻比的選擇，施工單位在保證房屋建筑質(zhì)量的同時讓項目資源的消耗進(jìn)一步的減少。這樣的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不僅可以節(jié)約能源，還能突出結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的科學(xué)性。

2.3建筑結(jié)構(gòu)的分段優(yōu)化和壽命優(yōu)化

近年來，建筑行業(yè)競爭日益激烈，人們越來越重視房屋結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，建筑結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)出多樣化特點。企業(yè)如何在競爭中提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，將是未來施工企業(yè)面臨的主要問題。項目使用年限之內(nèi)，各個環(huán)節(jié)都要擁有不同的設(shè)計方案，這些設(shè)計方案需要對各環(huán)節(jié)與各階段的實際情況加以闡述，因此可以通過分段優(yōu)化與壽命優(yōu)化的方式提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平。設(shè)計師可以結(jié)合不同階段的特點優(yōu)化設(shè)計方案，以此保證建筑結(jié)構(gòu)和工程項目的使用壽命達(dá)到最佳預(yù)期范圍，以滿足人們基本生活需要為前提，延長項目使用壽命，從而達(dá)到建筑工程經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。上文提到了關(guān)于建筑施工基坑部分的優(yōu)化，除此之外，還應(yīng)對建筑底部進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，例如剪力墻結(jié)構(gòu)。對剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化時應(yīng)確保剪力墻擁有足夠的高度值，高度值應(yīng)是底部兩層高度和嵌固部位的12.5%。如果需要在地下室頂板戶嵌固剪力墻，建議將地震情況考慮進(jìn)去，通過邊緣約束的方式避免地震對剪力墻結(jié)構(gòu)造成影響。

總結(jié)：

總而言之，現(xiàn)代化建筑施工中，房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計不僅可以為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與生態(tài)效益，還能提升建筑整體質(zhì)量。經(jīng)過不斷的優(yōu)化，人們的居住條件得以改善，與此同時，設(shè)計人員應(yīng)提升綜合素質(zhì)，強化責(zé)任意識，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取解決措施，從而保證房屋建筑施工工程的有序開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱志勇.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋建筑工程中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（15）：52.

[2]李向龍.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用[J].門窗，2019（06）：84-85.

作者簡介：

謝大成（1983-10），男，江西上饒，本科，工程師，結(jié)構(gòu)設(shè)計。