談?wù)劮课萁Y構中建筑結構設計優(yōu)化方法

　　建筑結構設計優(yōu)化在房屋結構設計中有著(zhù)重要的影響。通過(guò)對房屋結構的優(yōu)化設計，可以使得建筑的功能與外形都得到科學(xué)的規劃與提升。

　　摘要：隨著(zhù)我國現代化城市建設步伐的加快，房屋建筑結構越來(lái)越復雜，功能也越來(lái)越多樣化。在現代房屋建筑結構設計中，不僅要考慮建筑結構的實(shí)用性與安全性，還要求房屋建筑整體的美觀(guān)性。這就要求設計師對房屋進(jìn)行優(yōu)化設計。本文筆者結合多年工作經(jīng)驗，主要闡述了房屋建筑結構設計中如何有效的進(jìn)行結構優(yōu)化。供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：房屋建筑;結構設計;優(yōu)化設計

　　引言

　　結構優(yōu)化的目標是使得房屋建筑的基本功能得到優(yōu)化，舒適度更符合人們的要求，同時(shí)確保其具有漂亮的外觀(guān)、優(yōu)良的質(zhì)量，優(yōu)化建筑所需資金的投入。建筑房屋結構設計改善主要是針對多種資源實(shí)施整合，例如空間資源、設備資源、原材料資源、經(jīng)濟資源等等有效的分配。此種優(yōu)化設計對于工程的造價(jià)有深遠的影響，預計與以往的工程項目相比可節約5~33%。因此，對于工程動(dòng)工之前，我們就要優(yōu)化建筑結構設計方案，根據工程實(shí)際情形，做到以實(shí)際為本，進(jìn)而更好的提升工程的經(jīng)濟性能和使用性能。

　　1房屋建筑結構設計優(yōu)化的重要意義

　　社會(huì )的發(fā)展促使人們的生活水平有了極大的提高，因此人們對房屋建筑的需求、品質(zhì)及多樣性的追求也越來(lái)越高，進(jìn)行房屋建筑結構設計上的優(yōu)化勢在必行。一方面這是為了滿(mǎn)足人們對于房屋的美觀(guān)要求與使用功能的要求，另一方面也是為了提高房屋建筑的經(jīng)濟價(jià)值與實(shí)用性，還可以通過(guò)合理的優(yōu)化設計降低建筑工程的成本，節約材料的使用，同時(shí)還可以增加房屋的穩定性、安全性，在有限資源的條件下使建筑的質(zhì)量、功能最優(yōu)化，并且大大減少了建筑所需要的資金投入，有效的促進(jìn)了建筑物周邊的生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。所以，合理優(yōu)化結構設計，可以提升房屋建筑的整體效益與社會(huì )效益。因此實(shí)施房屋建筑結構設計優(yōu)化是十分必要的。

　　2在房屋建筑結構設計優(yōu)化中的應注意的細節問(wèn)題實(shí)施

　　房屋建筑結構設計優(yōu)化的過(guò)程中還是有著(zhù)許多的注意事項的，因此對于這些問(wèn)題一定要有一個(gè)準確的了解。首先，在優(yōu)化設計的過(guò)程中，其宗旨與原則是一定要堅持的，一定要把控制建筑的質(zhì)量與安全放在第一位，只有房屋建筑的質(zhì)量與安全得到了保障，才可以使得進(jìn)一步的工作得以開(kāi)展，如果沒(méi)有這樣的一個(gè)前提保障，即使設計的外形與功能再美觀(guān)與多樣化但建筑本身仍然是個(gè)危險的工程，并不具有實(shí)用性，甚至還會(huì )影響到人們的生命財產(chǎn)安全。同時(shí)在房屋建筑的結構優(yōu)化中，一定要保障材料的選擇與施工技術(shù)的優(yōu)化。有時(shí)在施工的過(guò)程中一些建筑單位出于對成本的考慮，使用一些不科學(xué)的手段進(jìn)行成本控制，比如說(shuō)他們會(huì )通過(guò)降低工程的質(zhì)量標準、或者是采取減少建材的使用、減少對新型技術(shù)的使用等多種辦法。這樣一來(lái)雖然成本的得到了控制，經(jīng)濟利益也得到了提升，但是從長(cháng)遠的角度來(lái)考慮這無(wú)疑是一種百害無(wú)一利的辦法。因此，在房屋建筑結構設計的優(yōu)化中，把握建筑物的安全及實(shí)用的同時(shí)考慮經(jīng)濟的適用性，從建筑物的整體和組成構件出發(fā)，合理的對材料與施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，用有限的資金做出最優(yōu)的方案，實(shí)現經(jīng)濟和質(zhì)量的有效結合。

　　3建筑結構優(yōu)化設計方法在房屋結構結構設計中的具體應用

　　3.1房屋結構設計中的整體優(yōu)化與局部?jì)?yōu)化

　　房屋建筑是一項具有復雜性與層次性的工作，好的建筑應該是從建筑、結構、裝飾、給排水、電氣、暖通等各專(zhuān)業(yè)的優(yōu)化設計組合，而不僅僅是某個(gè)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行優(yōu)化設計。想要進(jìn)行結構上的優(yōu)化設計也要綜合考慮建筑的整體與局部的優(yōu)化設計。整體性?xún)?yōu)化需要最大程度的滿(mǎn)足建筑平面布置、內部空間使用及建筑立面的外形感官要求，也就是滿(mǎn)足提高建筑舒適度需求，因此在建筑方案設計初期就應加入結構優(yōu)化設計的考慮;局部?jì)?yōu)化設計比如建筑材料的選擇，局部構件的布置等等。從層次性的層面來(lái)分析，房屋建筑的整體的結構設計體系、房屋建筑的安裝體系、還有針對每個(gè)體系中的具體劃分的細節體系，都是屬于層次性角度的問(wèn)題。所以，想要實(shí)現房屋建筑結構優(yōu)化設計，就必須從整體的角度來(lái)考慮問(wèn)題，進(jìn)行整體與局部的優(yōu)化，這樣才可以進(jìn)一步的實(shí)現優(yōu)化設計在房屋建筑中的應用。

　　3.2對于鋼筋混凝土框架結構設計優(yōu)化

　　現在的工業(yè)及多層民用建筑，采用鋼筋混凝土框架結構是一種很重要的建筑形式，所以進(jìn)行鋼筋混凝土框架結構設計的優(yōu)化是十分必要的。對于一些鋼筋混凝土框架結構體系的建筑，可以針對不同構件采用不同的安全系數進(jìn)行優(yōu)化設計從以往出現的垮塌事故工程進(jìn)行事故原因調查及分析可知，僅由樓蓋或樓蓋梁?jiǎn)?wèn)題導致的結構整體破壞的工程實(shí)例極少，大多是由于墻、柱等豎向構件破壞而導致結構整體垮塌，或由結構整體失穩造成結構破壞;而且現澆鋼筋混凝土樓板的約束作用可以在很大程度上提高樓蓋梁的承載能力，因此在框架結構設計優(yōu)化過(guò)程中，可以根據不同構件在結構中的重要性及實(shí)際承載能力，采用不同的安全系數，保證豎向構件、獨立構件及靜定結構構件的安全系數，適當調整樓板和樓蓋梁的約束和控制參數，這樣調整既可以降低工程造價(jià)，又可以滿(mǎn)足結構的安全度，達到合理優(yōu)化的目的。

　　3.3房屋建筑的結構優(yōu)化和建筑優(yōu)化

　　在房屋建筑的結構設計優(yōu)化中，進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中想要實(shí)現房屋的外形和結構的合理的融合，就要做到建筑的整體平面和整體結構的配合。而想要使得房屋建筑的整體平面和整體結構實(shí)現緊密配合，具體的表現首先就是要保證房屋建筑的簡(jiǎn)潔原則，簡(jiǎn)潔、有規則的建筑體型和平面布置，能夠保證結構傳力簡(jiǎn)單，因而造價(jià)相對可以較低。同時(shí)房屋建筑是一個(gè)復雜的設計過(guò)程，因為各種原因會(huì )有不同的使用功能需求，因此建筑體型和平面布置也會(huì )多種多樣，不可能因為結構要求規則而對建筑師的創(chuàng )作提出完全限制要求。這就要求結構設計在滿(mǎn)足不同使用功能及建筑造型的前提下，通過(guò)對剪力墻、柱等構件的合理布置進(jìn)行優(yōu)化設計，使不規則的建筑造型和平面布置產(chǎn)生規則的結構效應，從而使建筑外形及平面布置與結構設計達到經(jīng)濟合理的完美統一。

　　3.4結構設計

　　優(yōu)化模型及計算結構設計過(guò)程中，最首要的問(wèn)題是計算模型的建立，根據實(shí)際工程的結構特性設定合理的計算模型和計算參數，并且有目的的控制和調整約束參數。針對不同的結構體系，可調整和控制的約束參數有不同。如果結構設計中僅局部加強就能滿(mǎn)足參數設計要求時(shí)可在計算過(guò)程中弱化此參數，從而到達降低工程造價(jià)的目的;如果計算參數為控制參數或約束參數，則應按規范要求取值，從而保證結構設計的安全性和穩定性。在實(shí)際工程的設計中，考慮到不同建筑物的復雜性帶來(lái)的變量多、約束條件多且非線(xiàn)性等因素，在計算過(guò)程中，可以先將有約束的優(yōu)化問(wèn)題轉化為物約束條件進(jìn)行計算，待結構選型、構件斷面和參數設計完成后，然后在初步計算方案上進(jìn)行優(yōu)化設計，比較相同工程的不同計算結果后，對工程進(jìn)行綜合分析，最終確定最合理的結構設計優(yōu)化方案。在房屋建筑的優(yōu)化中電梯也是一個(gè)重要的環(huán)節，一般的情況下電梯部分有著(zhù)較多的空洞，其下的建筑構件也是很多的，這樣就要求我們要對電梯的部分進(jìn)行單獨的設計。這也是實(shí)現房屋建筑結構設計優(yōu)化的重要組成部分。

　　3.5優(yōu)化房屋建筑的壽命

　　房屋建筑是一項重大的工程，往往有著(zhù)工期長(cháng)，使用期也同樣長(cháng)的特點(diǎn)。想要保住房屋建筑可以在要求的使用年限中保持使用，就要對其使用的壽命進(jìn)行優(yōu)化，這樣的優(yōu)化的進(jìn)行主要是根據每一個(gè)建筑階段的特點(diǎn)和實(shí)際的建筑結果進(jìn)行優(yōu)化方式上的確定，以達到對房屋建筑本身的使用壽命的優(yōu)化。

　　4結束語(yǔ)

　　總而言之，建筑結構設計優(yōu)化在房屋結構設計中有著(zhù)重要的影響。通過(guò)對房屋結構的優(yōu)化設計，可以使得建筑的功能與外形都得到科學(xué)的規劃與提升。而且對于控制建筑的質(zhì)量與成本、材料的消耗上都有著(zhù)重要的影響。不僅滿(mǎn)足了人們對于房屋的功能與質(zhì)量的要求，同時(shí)對于提升人們的審美情趣，降低工程造價(jià)，提高企業(yè)的收益都是十分重要的。

　　參考文獻

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