房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)探索

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【摘要】科學(xué)技術(shù)水平的快速提升促進(jìn)了我國(guó)城市的現(xiàn)代化發(fā)展，很多城市內(nèi)部的基礎(chǔ)建設(shè)在不斷完善，提高了人們對(duì)住宅環(huán)境與舒適度的要求。所以，應(yīng)在房屋建筑工程的建設(shè)過(guò)程中，不斷對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高房屋建筑的質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)房屋建筑行業(yè)的發(fā)展。論文主要闡述了房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的具體原則和作用，提出了房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略，以供參考。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；優(yōu)化；質(zhì)量

1引言

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，城市化建設(shè)進(jìn)程也不斷加快，使人們提高了對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量的要求，為了滿足人們對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本需求，不僅要確保房屋建筑使用的舒適度，還要凸顯房屋結(jié)構(gòu)性能的特點(diǎn)，以此提高人們的生活質(zhì)量，滿足人們對(duì)房屋建筑的需求，帶動(dòng)整個(gè)房屋建筑行業(yè)的發(fā)展。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則

在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)房屋建筑的原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的了解與認(rèn)識(shí)。通常情況下，必須在確保建筑安全性和功能性的基礎(chǔ)上，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，制定更具有經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性的房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。同時(shí)，必須對(duì)房屋建筑整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，采取更加高質(zhì)量的優(yōu)化措施，實(shí)現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化目標(biāo)。

3房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要作用

對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，不僅可以提高房屋建筑的質(zhì)量，還可以改善人們的生活質(zhì)量。具體而言，主要具有以下4個(gè)方面的作用：（1）通過(guò)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步提高房屋建筑使用的安全性；（2）在合理完成房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同時(shí)，可以全面提高建筑工程的施工效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源的目的，有效地降低施工成本；（3）在房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，可以實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能設(shè)計(jì)，使建筑的建設(shè)和使用滿足環(huán)境保護(hù)的要求，與國(guó)家所提出的可持續(xù)發(fā)展策略相呼應(yīng)，以此推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)朝向更加環(huán)保、綠色、節(jié)能以及低消耗的方向發(fā)展[1]；（4）在房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，可以對(duì)居民的安全做出保障，因?yàn)榉课萁Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)更加重視房屋建筑的安全性，而且也會(huì)重點(diǎn)考慮居民的實(shí)際需求，進(jìn)而使設(shè)計(jì)方案更加完美，有效縮短施工周期，節(jié)省人力、財(cái)力以及物力的投入，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

4.1優(yōu)化房屋整體結(jié)構(gòu)體系

對(duì)于現(xiàn)代房屋建筑，其不僅功能性較強(qiáng)，而且造型也非常復(fù)雜。所以，優(yōu)化房屋建筑整體結(jié)構(gòu)體系時(shí)，要在滿足房屋建筑的功能性要求、規(guī)范要求以及造型要求的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)布局，有效降低工程造價(jià)。同時(shí)，房屋整體結(jié)構(gòu)體系也會(huì)直接影響工程造價(jià)，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這方面工作的重視程度，結(jié)合房屋建筑的功能，合理對(duì)房屋結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化，以此提高房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的整體效果。4.2優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先建立房屋結(jié)構(gòu)模型，而后圍繞該模型，完成后續(xù)工作[2]。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的房屋建筑，模型優(yōu)化非常重要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)模型優(yōu)化能夠有效地將一些復(fù)雜的造型進(jìn)行簡(jiǎn)化，并利用結(jié)構(gòu)分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行工況分析，避免在方案實(shí)施時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

4.3變量的合理選擇與目標(biāo)函數(shù)的確定

通常情況下，選擇設(shè)計(jì)變量時(shí)，會(huì)選擇對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響比較大的參數(shù)，將影響較小的參數(shù)作為預(yù)定參數(shù)，以減少計(jì)算編程的工作量。另外，確定目標(biāo)函數(shù)時(shí)，應(yīng)利用函數(shù)尋找能夠滿足既定條件的最優(yōu)解，同時(shí)要確定約束條件。優(yōu)化設(shè)計(jì)房屋結(jié)構(gòu)可靠度的約束條件主要包括裂縫寬度約束、應(yīng)力約束、尺寸約束以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度約束等，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須確保各種約束條件都能夠滿足行業(yè)規(guī)范。

4.4優(yōu)化樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

樁基礎(chǔ)是整個(gè)建筑的根本。樁基礎(chǔ)的作用是承載整個(gè)建筑，并將自身承受的荷載傳遞到周圍的土層中。通常情況下，房屋建筑結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)有預(yù)制樁和灌注樁2種形式。對(duì)樁基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要指的是在確保施工質(zhì)量不受到影響的前提條件下，科學(xué)、合理地降低工程成本。對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)綜合考慮房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載與地質(zhì)條件，選擇最為合適的樁基礎(chǔ)類型。確定樁基礎(chǔ)的類型后，應(yīng)通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)提高樁基的承載力，比如，提高樁周圍土體的承載能力以及擴(kuò)大樁柱的尺寸等。布置樁基時(shí)，應(yīng)合理利用樁基材料的固有強(qiáng)度，確保樁基礎(chǔ)可以均勻受力。

4.5優(yōu)化地下室結(jié)構(gòu)

進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從2個(gè)方面進(jìn)行[3]：（1）應(yīng)在滿足房屋建筑使用要求的基礎(chǔ)上，合理降低地下室的層高，不僅可以有效降低房屋建筑施工中鋼筋、混凝土等材料的使用量，還可以減少施工過(guò)程中土方的挖掘量，進(jìn)而減少維護(hù)、維修等費(fèi)用的支出；（2）因?yàn)榈叵率医Y(jié)構(gòu)受到的地下水的浮力以及土壓力較大，需要使用大量的鋼筋，所以，設(shè)計(jì)工作人員在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際受力狀態(tài)進(jìn)行全面、細(xì)致的分析。在確保其能夠滿足規(guī)范計(jì)算的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)分段配筋，一般情況下，受力比較大的位置需要進(jìn)行局部加強(qiáng)。

4.6優(yōu)化室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，必須保證房屋建筑本身以及室內(nèi)結(jié)構(gòu)的合理性和美觀性。在這個(gè)過(guò)程中，務(wù)必確保剪力墻、結(jié)構(gòu)柱與建筑平面可以保持一致性，在確保結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，盡可能地減小剪力墻與結(jié)構(gòu)柱的截面尺寸。布置結(jié)構(gòu)梁時(shí)，應(yīng)盡量與建筑墻體保持同一寬度，如果結(jié)構(gòu)梁寬于建筑墻，應(yīng)將結(jié)構(gòu)向次要的空間內(nèi)偏移，如衛(wèi)生間、廚房等。

5結(jié)語(yǔ)

總而言之，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的今天，人們的生活質(zhì)量在不斷提高，同時(shí)也對(duì)房屋建筑提出了更高的要求。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，為了滿足人們對(duì)房屋建筑的要求，提高房屋建筑質(zhì)量，應(yīng)綜合性的考慮多方面內(nèi)容，體現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果，以此實(shí)現(xiàn)美觀化、安全化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。

【參考文獻(xiàn)】

【1】羅坤.房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)探析[J].河南建材,2019(6):246-247.

【2】溫亮.探析綠色建筑設(shè)計(jì)理念在房屋設(shè)計(jì)中的整合與應(yīng)用[J].居舍,2019(32):122.

【3】李偉霄.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用探討[J].建材與裝飾,2019(26):116-117.

作者：張瑞 單位：安徽水利開(kāi)發(fā)有限公司