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

趙永臣 顏潭

通訊作者：趙永臣，1993年1月，男，漢，山東濟南人，現(xiàn)任山東大衛(wèi)國際建筑設(shè)計有限公司結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師，本科。研究方向：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。

摘 要：提高房屋結(jié)構(gòu)安全性能和空間利用率，能夠使房屋建筑更好地滿足居住者的需求，因此需要加強房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，需要對房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性加以重視，采用更加有效的方式進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，使房屋建筑結(jié)構(gòu)各方面技術(shù)都能夠協(xié)調(diào)發(fā)展，從而節(jié)約建筑成本，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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

一、引言

當(dāng)前建筑行業(yè)普遍出現(xiàn)的問題是技術(shù)使用不到位，使得房屋建筑設(shè)計過程中偶爾出現(xiàn)工作效率低下的情況，導(dǎo)致建造出來的房屋質(zhì)量不過關(guān)，得不到人們的認(rèn)可。面對這個問題，設(shè)計人員需要在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中優(yōu)化各項技術(shù)，遵循房屋建筑設(shè)計的原則，通過優(yōu)化技術(shù)解決設(shè)計過程中的內(nèi)部問題，將各項優(yōu)化技術(shù)運用到房屋建筑工程實踐中，提高房屋建筑的質(zhì)量。

二、探討優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

（一）能夠有效地提升建筑材料的利用效率

從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際操作來看，結(jié)構(gòu)性能良好的方案所使用的結(jié)構(gòu)材料并不一定是價格最高的，性價比高的材料也能夠發(fā)揮出最佳的結(jié)構(gòu)性能。這就要求設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要把提升材料利用率作為工作重點。設(shè)計人員要通過綜合應(yīng)用各種新型材料[1]。例如，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等新型的建筑材料，提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性和最終效果。同時，新型材料在許多方面有明顯的優(yōu)勢，如鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定性、抗壓強度、抗變形能力方面有明顯的優(yōu)勢。鋼管和混凝土材料的有機結(jié)合，能夠大大提升該材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過充分、高效的利用鋼管對混凝土的作用，使該結(jié)構(gòu)呈三向受壓的狀態(tài)，進(jìn)而顯著提升該材料結(jié)構(gòu)的抗壓強度。

相較于普通的鋼管結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土能夠在其自重和承載力保持一致的前提下，有效的節(jié)省將近一半的鋼材，能夠很好的簡化原本需要實施的焊接工序，減少工作人員的工作任務(wù)量。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)與混凝土相比，能夠減少將近一半的構(gòu)件截面面積，相應(yīng)的就減少一半左右的材料用量。能夠在有效的節(jié)省材料的同時，提升材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度，大大提升材料的利用率，在保障建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的同時，還能夠有效的控制工程項目成本，提升材料的利用率。

（二）能夠很好地推動建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性的提升

隨著高層建筑數(shù)量的增加，建筑墻體和柱的面積也在不斷的擴大，建筑結(jié)構(gòu)的自重不斷增大，各種管線鋪設(shè)的長度也越來越長。也就是說，如果建筑的層高降低，所使用的建筑材料也會相應(yīng)的減少，還能夠有效的提升建筑的抗震性。如果建筑的高度降低，兩棟建筑之間的日照距離也會相應(yīng)的發(fā)生改變，最終有效地減少用地面積[2]。如果建筑面積相同，采用接近于方形的形狀，相對地能夠減少房屋建筑外墻的周長系數(shù)，就能夠減少建筑基礎(chǔ)裝修和建筑內(nèi)表面和外表面的裝修，進(jìn)而有效地推動房屋建筑經(jīng)濟性的提升。合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，能夠從整體上節(jié)省房屋建筑工程造價，為建筑工程企業(yè)爭取更多的經(jīng)濟效益。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本思路

（一）做好數(shù)據(jù)整理與建筑結(jié)構(gòu)規(guī)劃

房屋建筑綠色建筑設(shè)計活動開展之前，為保證建筑結(jié)構(gòu)整體的牢固程度、節(jié)能屬性，設(shè)計人員需要認(rèn)真做好設(shè)計數(shù)據(jù)的整理與規(guī)劃工作，用這種方式，為設(shè)計人員開展相關(guān)活動，提供方向性引導(dǎo)。具體來看，設(shè)計人員要進(jìn)行房屋建筑整體功能的分析，在分析過程中，將綠色建筑的理念融入分析活動之中，在此基礎(chǔ)上逐步完成房屋建筑的結(jié)構(gòu)內(nèi)部布局、配套設(shè)施等細(xì)化工作。完成上述工作后，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)充分遵循可行性原則，提前進(jìn)入施工區(qū)域，通過細(xì)致的勘察工作，進(jìn)行建筑設(shè)計模型的構(gòu)建。設(shè)計人員通過設(shè)計模型，可以進(jìn)一步強化房屋建筑內(nèi)部功能設(shè)計與外部環(huán)境之間的聯(lián)動關(guān)系，發(fā)揮房屋建筑綠色建筑的節(jié)能、舒適屬性。

（二）明確房屋建筑的功能標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計人員在梳理設(shè)計思路的過程中，往往需要明確房屋建筑的功能標(biāo)準(zhǔn)，通過功能分區(qū)，進(jìn)行區(qū)域性通風(fēng)、采光等設(shè)計方案的制定與調(diào)整。房屋建筑主要服務(wù)于日常性的辦公活動，為商業(yè)活動提供相應(yīng)的硬件支撐，這種明顯的服務(wù)型功能屬性，要求設(shè)計人員在綠色建筑設(shè)計過程中，注重提升房屋建筑的服務(wù)能力，針對使用者的實際情況，對采光、通風(fēng)等環(huán)境進(jìn)行必要的控制，以此形成舒適的辦公環(huán)境，為提升辦公效率提供支撐。同時出于使用成本的考量，設(shè)計人員需要強化節(jié)能性設(shè)計，減少房屋建筑運行過程中的能量損耗，控制使用成本。

四、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

（一）房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體優(yōu)化技術(shù)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的過程中，要能夠充分把握整體與局部之間的關(guān)系，使房屋建筑的整體結(jié)構(gòu)同局部結(jié)構(gòu)相互融合、融為一體。房屋建筑局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計需要根據(jù)具體情況進(jìn)行，如屋頂?shù)姆缆⒄陉柟δ埽蓓斔到y(tǒng)等。設(shè)計人員需要總結(jié)每一項工程項目的設(shè)計經(jīng)驗，使建筑局部結(jié)構(gòu)設(shè)計得到優(yōu)化，有效減少房屋建筑工程的成本[3]。另外，設(shè)計人員還需要采用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對建筑工程現(xiàn)場進(jìn)行勘察，充分了解建筑現(xiàn)場施工條件，從而得出合理的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案。例如，對建筑工程現(xiàn)場進(jìn)行勘察，能夠選擇出滿足房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的材料，從而更好地完成對建筑材料的采購;在房屋建筑工程施工的過程中遇到較為復(fù)雜的施工情況，設(shè)計人員能夠充分利用施工現(xiàn)場整體環(huán)境，設(shè)計出更為可行的施工方案，從而更好地減少施工成本，為建筑企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益。

（二）地基的優(yōu)化設(shè)計

地基設(shè)計是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)性內(nèi)容。在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要把地基的優(yōu)化設(shè)計作為設(shè)計工作的關(guān)鍵。在開展設(shè)計工作之前，設(shè)計人員需要詳細(xì)、全面地考量地基的實際情況，做好科學(xué)的地質(zhì)勘測，科學(xué)分析和計算地質(zhì)承受力，還要堅持安全性原則，有序、安全、高效地落實好項目安全實施。項目負(fù)責(zé)人要肩負(fù)好自身的職責(zé)，全面、細(xì)致地分析地基結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響因素，并以此為依據(jù)做出科學(xué)預(yù)案，綜合考慮各方面影響地基設(shè)計的風(fēng)險隱患，清晰、明確的梳理安全問題。在施工現(xiàn)場還要安裝防護(hù)設(shè)備。

（三）優(yōu)化剪刀墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度和抗震性能，有關(guān)單位需要高度重視剪刀墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計，高效、廣泛地應(yīng)用剪刀墻。良好的剪刀墻結(jié)構(gòu)，能夠大大提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少事故問題產(chǎn)生的可能，提升建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)對自然災(zāi)害的能力，為人們創(chuàng)造更加安全的居住環(huán)境和生活環(huán)境。科學(xué)設(shè)計剪刀墻結(jié)構(gòu)，需要設(shè)計人員做好剪刀墻重量的均勻分布，要確保建筑平面的剛度和房屋建筑各層的結(jié)構(gòu)重點能夠保持一致。設(shè)計人員需要關(guān)注剪刀墻的承重，關(guān)注剪刀墻水平方向的相關(guān)問題，綜合考慮剪刀墻的角度平衡的問題。在進(jìn)行施工建設(shè)的過程中，設(shè)計人員還要結(jié)合項目建設(shè)的實際情況，綜合分析剪刀墻的承受能力，科學(xué)計算相關(guān)數(shù)據(jù)，明確工程項目的實際需要，盡可能的提升剪刀墻結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性。

（四）節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中要堅持綠色可持續(xù)發(fā)展理念，相關(guān)設(shè)計人員要具備良好的專業(yè)素養(yǎng)。優(yōu)化方法包括以下幾個方面。

1.房屋建筑所處的地理環(huán)境對房屋建筑整體質(zhì)量效果具有重要影響，因此在設(shè)計過程中應(yīng)該加強重視。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化之前，對房屋建筑所處地理位置、氣候條件以及所在城市進(jìn)行調(diào)查，選擇有效的方式完成對房屋建筑朝向、采光、采暖等設(shè)計工作，以確保良好的房屋居住環(huán)境[4]。

2.要統(tǒng)籌兼顧，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中兼顧美觀和功能，即在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中要考慮房屋建筑的美觀效果和各方面功能，使房屋建筑能夠同周圍景物結(jié)合，從而能采取更加有效的方式使房屋建筑實現(xiàn)高效的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。

3.要采取優(yōu)化措施，完善房屋建筑的維護(hù)工作。在開展房屋建筑屋頂、門、窗等設(shè)計的過程中，應(yīng)該充分考慮采光、熱量散失等因素，從而充分為居住者營造良好的居住環(huán)境。在房屋建筑維護(hù)工作過程中，需從細(xì)節(jié)出發(fā)，充分考慮房屋建筑在使用過程中可能會出現(xiàn)的問題，采用更有效的方法加強對房屋建筑的維護(hù)，延長房屋建筑的使用壽命。

五、結(jié)束語

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中，不管是優(yōu)化施工技術(shù)還是管理技術(shù)，都對建筑的結(jié)構(gòu)有很大的影響，優(yōu)秀的技術(shù)代表著高質(zhì)量、高水準(zhǔn)，而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相當(dāng)于打造房屋的骨架，任何的失誤都會造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果。所以相關(guān)部門需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中不斷創(chuàng)新和完善各方面技術(shù)，讓建造出來的房屋能夠滿足人們心中的需求，在滿足建筑結(jié)構(gòu)安全、實用的基礎(chǔ)上，更好地體現(xiàn)出房屋建筑的價值，為我國房屋建筑行業(yè)增添一份力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊悅.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材， 2020，（05）：92-93.

[2]張瑞.房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計， 2020，（06）：5-6.

[3]羅智武.探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用[J].建材與裝飾， 2020（03）：99-100.

[4]葉菁.探析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的優(yōu)化技術(shù)運用[J].居舍， 2019（09）：79.