導(dǎo)語(yǔ)：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法與應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)代房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可在原有設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，以綜合提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性、適用性和經(jīng)濟(jì)性。本文綜合考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)安全、適用及經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，并以異型柱框架為例，簡(jiǎn)要探析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及其應(yīng)用，為房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；異型柱框架

房屋建筑是人們生產(chǎn)和生活的重要場(chǎng)所，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作受到普遍關(guān)注。因而，若對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化并加以應(yīng)用，可有效提升其設(shè)計(jì)質(zhì)量，進(jìn)一步滿(mǎn)足人們的生活和生產(chǎn)需求，這同時(shí)也是當(dāng)前所有的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。本文根據(jù)房屋建筑工程的特點(diǎn)，從其與經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系出發(fā)，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐，探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化相關(guān)方法，同時(shí)基于某一實(shí)際工程案例，淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的實(shí)際應(yīng)用，以驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的實(shí)踐效果，體現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及其應(yīng)用的實(shí)際價(jià)值。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系

設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，首先需平衡房屋建筑結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，這是其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。對(duì)于房屋建筑，其建設(shè)成本與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之間有著很大的關(guān)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理、優(yōu)化，將直接決定實(shí)際造價(jià)。因此，在對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化之前，有必要從建筑層數(shù)和用地面積、建筑體型和經(jīng)濟(jì)以及房屋建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備三個(gè)方面之間的關(guān)系加以分析，從而為后續(xù)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作做好前提工作。1.1建筑層數(shù)和用地面積之間的關(guān)系。在實(shí)際工程中，隨著建筑物層數(shù)的不斷增加，其高度也會(huì)相應(yīng)增加，隨之帶來(lái)的是，相鄰建筑之間的距離也需增加，從而增加用地面積，即建筑物層數(shù)與用地面積之間具有一定的關(guān)系。因而，設(shè)計(jì)單位在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需盡可能的減少用地面積，增加建筑工程的層數(shù)，以此來(lái)降低建設(shè)成本，這同時(shí)也是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。1.2建筑體型和經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系。如果兩個(gè)房屋建筑工程的建筑面積相同，而其中一個(gè)工程的平面形狀呈圓形或圓形相對(duì)較多，其前期墻體所消耗的面積就會(huì)相對(duì)較小，成本上也就相對(duì)較低。經(jīng)過(guò)相關(guān)專(zhuān)家的研究發(fā)現(xiàn)，建筑構(gòu)件平面形狀呈方形或者圓形可具有良好的力學(xué)性能，同時(shí)可在很大程度上減少相關(guān)輔助材料和設(shè)備的使用。因此，設(shè)計(jì)單位在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中，還需從建筑物的平面形狀等方面加以考慮和合理選擇，以降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的成本，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。1.3房屋建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)備之間的關(guān)系。隨著現(xiàn)代房屋建筑工程高度的增加，其給排水管道和電氣設(shè)備的材料需求量也越來(lái)越大，房屋建筑工程的設(shè)計(jì)成本也會(huì)因此而提高。因此，設(shè)計(jì)單位在房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，可對(duì)這一方面加以合理考慮及具體應(yīng)用。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，需綜合分析建筑結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)備之間的關(guān)系，根據(jù)不同房屋建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)工程實(shí)際情況，選擇設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。在保證建筑工程質(zhì)量的前提下，選擇一些性?xún)r(jià)比高的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型，合理配置相關(guān)建筑設(shè)備及材料，以此來(lái)降低建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工成本，并最終提高資金利用率。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

房屋建筑具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，因而，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化也將是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。設(shè)計(jì)單位在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，需在綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、使用及美觀等方面的基礎(chǔ)上，形成可靠、有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。本文基于房屋建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)實(shí)際，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化前期工作、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中一些關(guān)鍵問(wèn)題及結(jié)合參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化三個(gè)方面進(jìn)行分析，以導(dǎo)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可結(jié)合具體房屋建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，形成切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作實(shí)踐。2.1前期工作。結(jié)合設(shè)計(jì)工作實(shí)踐可知，對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，需有效做好以下幾項(xiàng)前期工作：1、設(shè)計(jì)人員需對(duì)具體的工程建設(shè)目標(biāo)、工程實(shí)際情況等方面進(jìn)行綜合分析，從而進(jìn)行初步方案設(shè)計(jì)及后期方案調(diào)整；2、設(shè)計(jì)人員還需明確建筑工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，然后分析建筑材料、結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)荷載值的基本參數(shù)等，在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)進(jìn)行參數(shù)獲取和分析，以確保結(jié)果的直觀性和準(zhǔn)確性；3、設(shè)計(jì)人員自身需具備較為充足的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并掌握當(dāng)前較為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)知識(shí)及相關(guān)軟件程序編寫(xiě)方法，從宏觀的角度對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃和分析，從而可在正式開(kāi)始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化之前，預(yù)防一些常見(jiàn)的設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題和通病的出現(xiàn)[1]。關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化前期工作的幾項(xiàng)內(nèi)容，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)人員對(duì)工程項(xiàng)目特點(diǎn)的關(guān)注程度、投入程度及自身設(shè)計(jì)實(shí)踐儲(chǔ)備，以動(dòng)態(tài)的思維參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，及時(shí)、主動(dòng)介入，厘清思路，切實(shí)做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化前期工作，為后續(xù)進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化做好鋪墊性工作。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的一些關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，因房屋建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，其勢(shì)必會(huì)涉及到很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題[2]。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐，設(shè)計(jì)單位應(yīng)將工作重點(diǎn)放在對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題的設(shè)計(jì)優(yōu)化方面，即通過(guò)對(duì)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行分析和解決，并在房屋建筑結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中加以清晰地體現(xiàn)?，F(xiàn)階段，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題主要有建筑體型、結(jié)構(gòu)體系及剛度之間的平衡關(guān)系及抗震性能等方面，這些都需要設(shè)計(jì)單位對(duì)其進(jìn)行有效處理，以保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性。為了提升房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)單位需對(duì)房屋建筑的抗震性能這一關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。以異型柱框架為例，設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，可做到以下幾點(diǎn)[3]：1、對(duì)整個(gè)異型柱的橫向柱肢、豎向柱肢的兩端，需要設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋；2、采用對(duì)稱(chēng)配筋，如果一排不能實(shí)現(xiàn)，可通過(guò)仿真軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；3、對(duì)于L型異型柱，柱底部鋼筋應(yīng)雙向共用。4、進(jìn)行有效的抗震設(shè)計(jì)，這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重點(diǎn)。對(duì)于建筑體型、結(jié)構(gòu)體系與剛度三者之間的平衡關(guān)系這一關(guān)鍵問(wèn)題，需認(rèn)真分析不同房屋建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，強(qiáng)化概念設(shè)計(jì)，借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件或編制相關(guān)程序進(jìn)行系統(tǒng)、合理地分析。設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)踐，有效匯總、梳理分析結(jié)果，科學(xué)地進(jìn)行選擇和調(diào)整，從安全、適用、經(jīng)濟(jì)的角度解決這一關(guān)鍵問(wèn)題。2.3結(jié)合相關(guān)參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作具體過(guò)程可通過(guò)建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型、計(jì)算方案選擇、程序創(chuàng)新及結(jié)果分析幾個(gè)方面進(jìn)行具體實(shí)施[4]。具體而言，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，可建立相關(guān)函數(shù)模型，以提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效性。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可通過(guò)函數(shù)模型中分析其截面尺寸等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工成本的控制。此外，對(duì)于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，設(shè)計(jì)人員可從房屋的尺寸、結(jié)構(gòu)的牢固性等多方面加以考慮，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)單位應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作中的有效應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作中，具有較多的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一定的缺陷，如存在無(wú)法對(duì)多方面的主客觀因素進(jìn)行充分考慮，人性化水平需進(jìn)一步提高等問(wèn)題。

3工程案例應(yīng)用

3.1案例介紹。某商業(yè)綜合體，地下3層，地上6層，結(jié)構(gòu)形式為異型柱框架。在本商業(yè)綜合體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件和業(yè)主的具體要求進(jìn)行綜合考慮，在此基礎(chǔ)上科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中應(yīng)用了相關(guān)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，促進(jìn)了設(shè)計(jì)優(yōu)化措施的有效落實(shí)。3.2前期參與。在前期階段，設(shè)計(jì)單位首先對(duì)工程項(xiàng)目的施工條件以及施工要求進(jìn)行了詳細(xì)分析，然后在結(jié)構(gòu)形式上進(jìn)行整體性選擇，以確保工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性；其次，設(shè)計(jì)單位注重加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員與施工人員之間的溝通和交流，并聽(tīng)取一線(xiàn)施工人員對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的相關(guān)建議，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施切實(shí)可行。3.3概念分析。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位注重明確不同的房屋建筑布局對(duì)設(shè)計(jì)效果的影響，即將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、概念設(shè)計(jì)以及建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)三者之間的關(guān)系進(jìn)行充分融合，并將其貫穿于整個(gè)房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程中。以房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性能分析為例，如果僅僅對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析及公式計(jì)算，其結(jié)果將很難對(duì)工程結(jié)構(gòu)的整體性能進(jìn)行反饋，若將概念設(shè)計(jì)的思想引入到設(shè)計(jì)優(yōu)化中，設(shè)計(jì)人員則可根據(jù)相關(guān)概念，解決建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，從而提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。3.4設(shè)計(jì)優(yōu)化經(jīng)濟(jì)效益分析。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，商業(yè)綜合體結(jié)構(gòu)整體性能得到明顯改善，工程造價(jià)比預(yù)期降低20%左右，達(dá)到了較好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用效果[5]。不同房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件等方面存在著差異，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的思路和方法選擇將有所不同，建設(shè)成本的控制及經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)所差異，這一點(diǎn)需要根據(jù)工程實(shí)際加以綜合考慮和目標(biāo)制定。

綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化將會(huì)是我國(guó)今后房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向，其可在很大程度上提升房屋建筑工程的應(yīng)用價(jià)值。在房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用實(shí)踐中，設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)不同房屋建筑工程的實(shí)際情況，即其建設(shè)目標(biāo)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等方面，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化思想，引入概念設(shè)計(jì)理念，借助現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及相關(guān)技術(shù)，促進(jìn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的有效實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作工程應(yīng)用，以提升房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性、適用性及經(jīng)濟(jì)性。

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作者:杜定發(fā) 單位:江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院南京分院