導語：房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法與應用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：房屋建筑結(jié)構(gòu)設計是否合理直接關(guān)系到房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和經(jīng)濟性。現(xiàn)代房屋建筑結(jié)構(gòu)設計可在原有設計理念的基礎上進行設計優(yōu)化，以綜合提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的安全性、適用性和經(jīng)濟性。本文綜合考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)安全、適用及經(jīng)濟效益之間的關(guān)系，并以異型柱框架為例，簡要探析房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法及其應用，為房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設計提供參考。

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu)；設計優(yōu)化；異型柱框架

房屋建筑是人們生產(chǎn)和生活的重要場所，其結(jié)構(gòu)設計工作受到普遍關(guān)注。因而，若對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行設計優(yōu)化并加以應用，可有效提升其設計質(zhì)量，進一步滿足人們的生活和生產(chǎn)需求，這同時也是當前所有的房屋建筑結(jié)構(gòu)設計單位需要重點考慮的問題。本文根據(jù)房屋建筑工程的特點，從其與經(jīng)濟效益之間的關(guān)系出發(fā)，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)設計實踐，探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化相關(guān)方法，同時基于某一實際工程案例，淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的實際應用，以驗證結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的實踐效果，體現(xiàn)房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法及其應用的實際價值。

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

設計單位在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化時，首先需平衡房屋建筑結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟效益之間的關(guān)系，這是其進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)應用的基礎。對于房屋建筑，其建設成本與結(jié)構(gòu)設計之間有著很大的關(guān)系，結(jié)構(gòu)設計是否合理、優(yōu)化，將直接決定實際造價。因此，在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行設計優(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)濟以及房屋建筑結(jié)構(gòu)和設備三個方面之間的關(guān)系加以分析，從而為后續(xù)的房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(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。在實際工程中，隨著建筑物層數(shù)的不斷增加，其高度也會相應增加，隨之帶來的是，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，設計單位在實際工程結(jié)構(gòu)設計過程中，需盡可能的減少用地面積，增加建筑工程的層數(shù)，以此來降低建設成本，這同時也是房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化設計的重點。1.2建筑體型和經(jīng)濟性之間的關(guān)系。如果兩個房屋建筑工程的建筑面積相同，而其中一個工程的平面形狀呈圓形或圓形相對較多，其前期墻體所消耗的面積就會相對較小，成本上也就相對較低。經(jīng)過相關(guān)專家的研究發(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性能，同時可在很大程度上減少相關(guān)輔助材料和設備的使用。因此，設計單位在對建筑結(jié)構(gòu)進行設計優(yōu)化的過程中，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)設計的成本，從而提高經(jīng)濟效益。1.3房屋建筑結(jié)構(gòu)和設備之間的關(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備的材料需求量也越來越大，房屋建筑工程的設計成本也會因此而提高。因此，設計單位在房屋建筑結(jié)構(gòu)進行設計優(yōu)化時，可對這一方面加以合理考慮及具體應用。設計單位在進行房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化時，需綜合分析建筑結(jié)構(gòu)和建筑設備之間的關(guān)系，根據(jù)不同房屋建筑結(jié)構(gòu)的特點，根據(jù)工程實際情況，選擇設計優(yōu)化方法。在保證建筑工程質(zhì)量的前提下，選擇一些性價比高的建筑結(jié)構(gòu)類型，合理配置相關(guān)建筑設備及材料，以此來降低建筑結(jié)構(gòu)設計及施工成本，并最終提高資金利用率。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法

房屋建筑具有結(jié)構(gòu)復雜等特點，因而，對其進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化也將是一個復雜的過程。設計單位在對結(jié)構(gòu)進行設計優(yōu)化時，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上，形成可靠、有效的設計優(yōu)化方法。本文基于房屋建筑結(jié)構(gòu)特點，結(jié)構(gòu)工程設計實際，從結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化前期工作、結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化中一些關(guān)鍵問題及結(jié)合參數(shù)進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化三個方面進行分析，以導出結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計思路，在實際工程結(jié)構(gòu)設計過程中，可結(jié)合具體房屋建筑結(jié)構(gòu)特點，形成切實可行的結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法，應用于結(jié)構(gòu)設計工作實踐。2.1前期工作。結(jié)合設計工作實踐可知，對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行設計優(yōu)化，需有效做好以下幾項前期工作：1、設計人員需對具體的工程建設目標、工程實際情況等方面進行綜合分析，從而進行初步方案設計及后期方案調(diào)整；2、設計人員還需明確建筑工程設計的關(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，在此過程中，設計人員可以結(jié)合計算機信息技術(shù)進行參數(shù)獲取和分析，以確保結(jié)果的直觀性和準確性；3、設計人員自身需具備較為充足的設計經(jīng)驗，并掌握當前較為先進的計算機知識及相關(guān)軟件程序編寫方法，從宏觀的角度對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行規(guī)劃和分析，從而可在正式開始結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化之前，預防一些常見的設計質(zhì)量問題和通病的出現(xiàn)[1]。關(guān)于結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化前期工作的幾項內(nèi)容，關(guān)鍵在于設計人員對工程項目特點的關(guān)注程度、投入程度及自身設計實踐儲備，以動態(tài)的思維參與結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作，及時、主動介入，厘清思路，切實做好結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化前期工作，為后續(xù)進一步的結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化做好鋪墊性工作。2.2結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化中的一些關(guān)鍵問題。對于房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作，因房屋建筑結(jié)構(gòu)的復雜性，其勢必會涉及到很多結(jié)構(gòu)設計問題[2]。根據(jù)結(jié)構(gòu)設計實踐，設計單位應將工作重點放在對關(guān)鍵問題的設計優(yōu)化方面，即通過對關(guān)鍵的設計問題進行分析和解決，并在房屋建筑結(jié)構(gòu)方案設計中加以清晰地體現(xiàn)。現(xiàn)階段，房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中常見的關(guān)鍵問題主要有建筑體型、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，這些都需要設計單位對其進行有效處理，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，設計單位需對房屋建筑的抗震性能這一關(guān)鍵問題進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化。以異型柱框架為例，設計單位在進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化時，可做到以下幾點[3]：1、對整個異型柱的橫向柱肢、豎向柱肢的兩端，需要設置一定數(shù)量的鋼筋；2、采用對稱配筋，如果一排不能實現(xiàn)，可通過仿真軟件進行優(yōu)化設計；3、對于L型異型柱，柱底部鋼筋應雙向共用。4、進行有效的抗震設計，這也是結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的重點。對于建筑體型、結(jié)構(gòu)體系與剛度三者之間的平衡關(guān)系這一關(guān)鍵問題，需認真分析不同房屋建筑結(jié)構(gòu)特點，強化概念設計，借助現(xiàn)代計算機軟件或編制相關(guān)程序進行系統(tǒng)、合理地分析。設計人員應結(jié)合設計實踐，有效匯總、梳理分析結(jié)果，科學地進行選擇和調(diào)整，從安全、適用、經(jīng)濟的角度解決這一關(guān)鍵問題。2.3結(jié)合相關(guān)參數(shù)進行結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化。房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作具體過程可通過建立結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化模型、計算方案選擇、程序創(chuàng)新及結(jié)果分析幾個方面進行具體實施[4]。具體而言，在結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化時，可建立相關(guān)函數(shù)模型，以提高結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的有效性。對于鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計，可通過函數(shù)模型中分析其截面尺寸等參數(shù)，從而實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)施工成本的控制。此外，對于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，設計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，從而實現(xiàn)設計優(yōu)化。與此同時，設計單位應加強現(xiàn)代計算機技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作中的有效應用。計算機技術(shù)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計工作中，具有較多的優(yōu)勢，但同時也存在一定的缺陷，如存在無法對多方面的主客觀因素進行充分考慮，人性化水平需進一步提高等問題。

3工程案例應用

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)設計優(yōu)化過程中，設計人員對工程施工現(xiàn)場的實際條件和業(yè)主的具體要求進行綜合考慮，在此基礎上科學選擇結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法，同時在結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的過程中應用了相關(guān)現(xiàn)代計算機技術(shù)，促進了設計優(yōu)化措施的有效落實。3.2前期參與。在前期階段，設計單位首先對工程項目的施工條件以及施工要求進行了詳細分析，然后在結(jié)構(gòu)形式上進行整體性選擇，以確保工程項目的經(jīng)濟性；其次，設計單位注重加強設計人員與施工人員之間的溝通和交流，并聽取一線施工人員對房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的相關(guān)建議，確保結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化措施切實可行。3.3概念分析。在結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化過程中，設計單位注重明確不同的房屋建筑布局對設計效果的影響，即將結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化、概念設計以及建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)三者之間的關(guān)系進行充分融合，并將其貫穿于整個房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化過程中。以房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性能分析為例，如果僅僅對其進行簡單的數(shù)據(jù)分析及公式計算，其結(jié)果將很難對工程結(jié)構(gòu)的整體性能進行反饋，若將概念設計的思想引入到設計優(yōu)化中，設計人員則可根據(jù)相關(guān)概念，解決建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設計的關(guān)鍵問題，從而提升房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的整體質(zhì)量。3.4設計優(yōu)化經(jīng)濟效益分析。通過結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化，商業(yè)綜合體結(jié)構(gòu)整體性能得到明顯改善，工程造價比預期降低20%左右，達到了較好的結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)應用效果[5]。不同房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)特點、施工條件等方面存在著差異，其結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的思路和方法選擇將有所不同，建設成本的控制及經(jīng)濟效益也會所差異，這一點需要根據(jù)工程實際加以綜合考慮和目標制定。

綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化將會是我國今后房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設計領域的重點發(fā)展方向，其可在很大程度上提升房屋建筑工程的應用價值。在房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的應用實踐中，設計單位應根據(jù)不同房屋建筑工程的實際情況，即其建設目標、結(jié)構(gòu)特點、施工條件、經(jīng)濟條件等方面，強化結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化思想，引入概念設計理念，借助現(xiàn)代化計算機技術(shù)，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法及相關(guān)技術(shù)，促進房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作的有效實現(xiàn)，推動結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化工作工程應用，以提升房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性、適用性及經(jīng)濟性。

參考文獻

[1]楊純?nèi)A.房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中優(yōu)化技術(shù)應用分析[J].建材與裝飾,2019(21):122.

[2]韋緯嬌.建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用探討[J].中國住宅設施，2020（03）:43,63.

[3]周暉.以異型柱框架為例淺淡房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)應用[J].綠色環(huán)保建材,2019(05):72,75.

[4]郭睿.建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（03）：93.

[5]孫廣.高層建筑結(jié)構(gòu)設計及優(yōu)化方法探析[J].安徽建筑,2018(04):68,239.

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