房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用淺述

朱淼巖

摘 要：在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，設(shè)計人員要積極應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)方法，對設(shè)計方案不斷進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。既要嚴(yán)格遵守相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，合理選擇結(jié)構(gòu)型式和布局安排，提高建筑基礎(chǔ)以及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性，準(zhǔn)確確定相關(guān)的設(shè)計參數(shù)，并充分利用計算機以及專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件等來提高建模的精度，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)置，延長建筑結(jié)構(gòu)的使用年限。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;優(yōu)化技術(shù);應(yīng)用

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析

（一）優(yōu)化技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)是建筑設(shè)計當(dāng)中最重要的一個環(huán)節(jié)，建筑材料的不同性質(zhì)也影響著整體的質(zhì)量，除此之外，對于房屋的穩(wěn)定功能也會造成影響，從而影響人們的居住。因此，工作人員開始進(jìn)行優(yōu)化技術(shù)時，所參與的設(shè)計人員應(yīng)該考慮到各個方面的細(xì)節(jié)問題：①考到鋼本身的優(yōu)勢和不足處，鋼結(jié)構(gòu)相比于其他技術(shù)結(jié)構(gòu)來說具有明顯的改善效果，與此同時，設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計時就應(yīng)該考慮到采用鋼結(jié)構(gòu)是否能夠真正的運用到施工當(dāng)中去，設(shè)計人員也可以將鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置為施工技的關(guān)鍵點。項目小組可以進(jìn)一步的分析討論是否能夠在建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中應(yīng)用的是否可行性;②可以利用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，利用計算機進(jìn)行構(gòu)造出房屋以及整體數(shù)據(jù)的模型，可以加強設(shè)計人員的判斷性，從而可以進(jìn)一步保障鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化情況，優(yōu)勝劣汰選更加合適的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計能夠正常運行。

（二）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中對概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

目前，大多數(shù)房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中都依靠計算機軟件，它是有利有弊的，若是我們在進(jìn)行優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用過程中完全依靠計算機軟件，那么就會有一些問題我們難以發(fā)現(xiàn)，因此，一定要讓設(shè)計人員和計算機二者相互配合，讓設(shè)計人員可以足夠的了解到計算機可以帶來的便利，有效的提升整體優(yōu)化技術(shù)的效率情況。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)時的材料一定要人工進(jìn)行選擇，選取質(zhì)量合格達(dá)到相關(guān)部門標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的材料，不能以次充好，避免后期因為材料出現(xiàn)事故問題。房屋建筑工程的前提條件就是要保證安全，才能夠保證房屋建筑工程的整體質(zhì)量問題。對于房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計人員的設(shè)計理念和技術(shù)也是起到至關(guān)重要的作用的，好的設(shè)計理念和技術(shù)能夠有效的改善房屋建筑工程技術(shù)當(dāng)中存在的不足和問題，并且進(jìn)行設(shè)計時還應(yīng)該考慮到外界環(huán)境條件對于建筑本身所帶來的影響，盡量減少因外界環(huán)境因素導(dǎo)致工作無法操作的問題。在進(jìn)行房屋建筑工程技術(shù)時，要考慮到房屋的抗震性，并且進(jìn)行合理的設(shè)計，進(jìn)行優(yōu)化技術(shù)從而提高房屋的抗震能力，設(shè)計人員可以將設(shè)計成兩邊對稱的形式，從而來增強房屋的穩(wěn)定性能，這種方不僅僅可以增強房屋的荷載力，還可以最大程度的減少建筑物的危險截面，使建筑可以有效的提高抗震性能。

（三）積極應(yīng)用計算機等信息技術(shù)優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平和質(zhì)量將直接關(guān)系到建筑工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，同時對于房屋結(jié)構(gòu)的美觀性以及功能性的實現(xiàn)也具有十分重要的作用。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員要積極應(yīng)用先進(jìn)的計算機等信息技術(shù)來優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。例如BIM技術(shù)等就可以對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬建模，并對建筑結(jié)構(gòu)的受力情況等進(jìn)行準(zhǔn)確度分析。

1、準(zhǔn)確選擇設(shè)計參數(shù)

在應(yīng)用計算機技術(shù)以及專業(yè)設(shè)計軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化時，設(shè)計人員首先應(yīng)準(zhǔn)確確定各項設(shè)計參數(shù)，例如施工場地類型、設(shè)計抗震等級等，這樣才能保證計算分析結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計方案的目的。

2、優(yōu)化三維模型的構(gòu)建

此外，設(shè)計人員還要應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)來優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的建模。優(yōu)化模型對于提高結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量具有十分重要的作用。

二、應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）優(yōu)化房屋建筑的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計

首先對房屋建筑的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，然后還要注重細(xì)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，從而全面提高建筑造型的美觀性以及結(jié)構(gòu)布局的合理性。在設(shè)置結(jié)構(gòu)件時，要與平面的整體布局相協(xié)調(diào)，并根據(jù)其平面的設(shè)計功能來確定墻柱構(gòu)件的布設(shè)位置。在結(jié)構(gòu)布局設(shè)計中應(yīng)首先提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，在此基礎(chǔ)上可以將剪力墻和結(jié)構(gòu)柱的截面面積減小，并根據(jù)建筑墻體的寬度來這只結(jié)構(gòu)量。如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要將結(jié)構(gòu)梁加寬的，設(shè)計人員可以采取偏心向房屋的廚衛(wèi)空間等次要空間的方式來進(jìn)行處理設(shè)計。而在設(shè)計房屋建筑的樓梯時，由于應(yīng)力主要集中于轉(zhuǎn)角位置，因此應(yīng)采用強度較高的建筑材料來進(jìn)行承重構(gòu)件的設(shè)計。同時，在設(shè)計電梯房時，由于其需要進(jìn)行多種構(gòu)件的預(yù)埋，且需要進(jìn)行大量孔洞的預(yù)留設(shè)置，因此在設(shè)計中既要嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范來確定孔洞的預(yù)留深度以及直徑等參數(shù)，同時要對樓板穿孔處進(jìn)行加固，而且要盡可能避免梁柱被管道貫穿。此外隨著人們對房屋建筑美觀性要求的不斷提高，設(shè)計人員應(yīng)注意盡量不采取將梁設(shè)置在房屋建筑的廳堂頂部的設(shè)計方案，如果受客觀條件限制必須將梁設(shè)置在廳堂時，則應(yīng)采取降低梁高等方式來進(jìn)行優(yōu)化處理。

（二）優(yōu)化房屋建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計

設(shè)計人員可以通過優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用來合理選擇房屋建筑的具體基礎(chǔ)型式。目前在房屋建筑中主要有預(yù)制樁以及灌注樁這兩大類樁基礎(chǔ)型式，在設(shè)計中要對建筑上部結(jié)構(gòu)的重量以及地基的承載能力等進(jìn)行準(zhǔn)確的計算分析，并選擇相應(yīng)的樁型結(jié)構(gòu)。在確定號樁基礎(chǔ)類型后，設(shè)計人員還應(yīng)對根據(jù)土體的承載性能等來設(shè)定單樁的尺寸規(guī)格、布樁密度等，并優(yōu)化樁身的強度以及端部的載荷性能，并確保樁基礎(chǔ)的受力均勻一直，從而實現(xiàn)提高樁基礎(chǔ)整理受力性能的設(shè)計目的。

（三）優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)中的地下室設(shè)計

在應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)設(shè)計建筑的地下室結(jié)構(gòu)時，應(yīng)嚴(yán)格遵守結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，對地下室層高進(jìn)行合理的控制，從而達(dá)到降低土方工程量，節(jié)約鋼筋混凝土等資源，減少施工以及后期維護(hù)管理成本的目的。在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計人員還要充分了解施工區(qū)域的水文地質(zhì)條件，并準(zhǔn)確計算分析地下室的浮力作用，從而合理進(jìn)行底板配筋以及抗拔樁的設(shè)置。當(dāng)?shù)叵滤哂休^大浮力，且土體壓力較大時，設(shè)計人員應(yīng)相應(yīng)的增加底板和側(cè)墻結(jié)構(gòu)的配筋量。在配筋設(shè)計中應(yīng)采用分段設(shè)置的方式，并根據(jù)受力的實際情況來設(shè)置通長筋，優(yōu)化地下水結(jié)構(gòu)的配筋率設(shè)計。

（四）優(yōu)化房屋建筑的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計

設(shè)計人員在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以通過應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇。設(shè)計中應(yīng)充分結(jié)合房屋建筑的實際功能需要來確定房屋結(jié)構(gòu)造型，一般來說為了提高房屋建筑的抗震性能和穩(wěn)定性，設(shè)計人員應(yīng)盡量采用規(guī)則結(jié)構(gòu)型式來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的空間以及平面布局，以減少不規(guī)則結(jié)構(gòu)所帶來的不確定性因素。同時要在保障建筑結(jié)構(gòu)合理性的基礎(chǔ)上，盡量減少成本投入，提高設(shè)計方案的經(jīng)濟性。

（五）優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的輔助性設(shè)計

在房屋建筑中存在大量的管線設(shè)施，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也需要應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)來合理選擇預(yù)留管線位置，這需要設(shè)計人員與相關(guān)的專業(yè)加強溝通，并根據(jù)暖通以及給排水專業(yè)的要求來確定結(jié)構(gòu)梁的寬度、高度以及承載能力等。

三、結(jié)語

總而言之，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通過優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用不僅能夠有效提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和準(zhǔn)確性，為后續(xù)的施工建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)，并為建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固提供更加可靠的保障;同時也能夠降低房屋建筑的施工成本，改善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性，從而為工程項目創(chuàng)造更大的經(jīng)濟價值。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)加強對各種優(yōu)化技術(shù)的學(xué)習(xí)，并熟練掌握計算機等先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，不斷提高設(shè)計水平和質(zhì)量，推動我國建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳德源.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)化技術(shù)探討[J].江西建材，2016（21）：120-121.