談房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)應用

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摘要：隨著社會對房屋建筑需求量的轉(zhuǎn)變，房屋建筑不再是一味追求安全經(jīng)濟，而是對建筑物外觀、內(nèi)觀設計的明顯提高，促進了房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中優(yōu)化技術(shù)的快速發(fā)展?；诖耍疚膹乃膫€方面講述了常見的優(yōu)化技術(shù)及注意事項，為提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化質(zhì)量提供參考。

關鍵詞：房屋建筑；建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化技術(shù)

在城鄉(xiāng)一體化建設不斷推進的背景下，城市房屋建筑市場逐漸飽和，導致社會對房屋建筑需求量發(fā)生明顯改變，使得建筑行業(yè)競爭局勢更加激烈，為了確保建筑企業(yè)在競爭中不斷生存和發(fā)展，革新和優(yōu)化施工技術(shù)成為企業(yè)有利競爭的手段之一，不僅促進了建筑項目整體結(jié)構(gòu)的改進，而且提高了建筑生產(chǎn)效益，降低了成本[1]?；诖?，本文結(jié)合自身工作實踐經(jīng)歷，以房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化為研究對象，分析常見的優(yōu)化技術(shù)方法，為建筑行業(yè)施工技術(shù)的發(fā)展提供參考。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化的重要性

房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的合理程度不僅與房屋建筑的安全性息息相關，而且與建設成本、建筑物整體外貌、建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)等具有直接關系，在房屋建筑過程中占據(jù)重要地位。隨著現(xiàn)代化建筑理論的快速發(fā)展以及社會對建筑物需求理念的轉(zhuǎn)變，由單一的居住型逐漸向療養(yǎng)型、生活居住型、休閑型等多元化發(fā)展，這就使得建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)更加重要。因此，在熟練掌握基本建筑結(jié)構(gòu)設計理論的基礎上，展開建筑結(jié)構(gòu)多元化優(yōu)化設計逐漸成為當前建筑企業(yè)生存的有利因素。此外，在現(xiàn)代化建筑領域以高層建筑物、復雜建筑物為主體，尤其是對地下空間資源的利用程度越來越高，這就為建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)提出了更高的要求，才能提高建筑物的安全性能，有效降低建設成本。因此，發(fā)展房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

2常見房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)

2.1整體優(yōu)化與局部優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設計是一個復雜的過程，具有明顯的復雜性和層次性，尤其是現(xiàn)代化高層建筑物以及復雜建筑物，建筑結(jié)構(gòu)具有更加獨特的層次性?？傮w上，建筑結(jié)構(gòu)的層次性主要包括設計體系和結(jié)構(gòu)體系兩部分，前者主要體現(xiàn)在采用什么樣的建筑風格、建筑方式等方面，后者主要體現(xiàn)在不同風格系統(tǒng)下的建筑結(jié)構(gòu)方面。因此，對于建筑物層次性方面的優(yōu)化主要指的是設計過程中對建筑整體結(jié)構(gòu)下屬系統(tǒng)進行優(yōu)化，使得最終建筑結(jié)構(gòu)更加合理。房屋建筑物是復雜的，是由不同的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成的復雜體，包括承重系統(tǒng)、水電系統(tǒng)等多方面，因此在房屋建筑設計過程中無論哪一方面出現(xiàn)設計不合理，就會導致整個建筑結(jié)構(gòu)不合理，進而影響建筑的整體安全性能和美觀[2]。對于不同系統(tǒng)的設計進行局部優(yōu)化，不僅減少了大量的工作量，提高建筑物的安全性能，還能使得局部設計更加美觀、更加貼合整體設計。因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計過程中，一般采用整體優(yōu)化和局部優(yōu)化相結(jié)合的方式進行。

2.2樁基優(yōu)化

樁基是房屋建筑物的基礎，是建筑物主要的受力載體之一，對建筑物的安全性能至關重要。在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中常用的方法是預制樁。與灌注樁相比而言，預制樁的質(zhì)量更加容易控制，能夠獲得穩(wěn)定的預制樁產(chǎn)品，預制樁的施工流程也較灌注樁的施工流程簡單，更容易獲得性能穩(wěn)定的樁基；預制樁的施工周期遠小于灌注樁的施工周期，有效的縮短了房屋建筑周期，提高了生產(chǎn)效率。因此，在房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中要確保預制樁施工符合沉降標準，可以顯著的提高樁基安全性能。同時，在優(yōu)化預制樁結(jié)構(gòu)過程中應優(yōu)先選用長度較大的樁基進行優(yōu)化設計，目的在于確保預制樁與巖土體之間的摩擦力穩(wěn)定變化，即確保樁基的承載力在整體設計要求范圍內(nèi)。此外，樁基的受力結(jié)構(gòu)合理與否不僅影響房屋建筑物的安全性能，而且提高了地基不穩(wěn)定沉降概率。因此對預制樁的受力結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化處理，使得樁基的受力狀況更加均勻，可以有效的緩解地基不穩(wěn)定沉降問題，提高房屋建筑物的安全性。

2.3房屋建筑上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

隨著城市現(xiàn)代化建設進程的不斷加快，城市可供建設用地的面積越來越少，導致城市高層建筑物越來越多。建筑物層數(shù)越多，對地基承載力要求越高，可能有誘發(fā)的地基不均勻沉降問題更加突出[3]。因此對房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化顯得尤為重要。在房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程中常表現(xiàn)為剪力墻的優(yōu)化過程，應注意以下幾個方面內(nèi)容：①在優(yōu)化過程中要確保剪力墻質(zhì)量的均勻程度，若優(yōu)化不合理導致剪力墻質(zhì)量不均勻，就會使得剪力墻不同位置的受力狀況存在明顯差異，在施工過程中可能導致局部剪力墻受力過大而破裂；②確保樓層平面剛度中心和結(jié)構(gòu)重心重合，若二者重合，則導致受力重心發(fā)生偏移，進而使得承重墻的受力不平衡，不僅容易造成不均勻沉降等問題，還容易造成承重墻局部受力過大引起承重墻局部破裂等現(xiàn)象；③盡可能的消減外載荷的扭轉(zhuǎn)作用，在房屋建筑上部結(jié)構(gòu)中不可避免的存在外載荷的影響，若外載荷量過大，則產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)作用更加強烈，容易影響或改變整體受力狀況。因此，在優(yōu)化過程中應結(jié)合房屋建筑結(jié)構(gòu)特征，選用大開間剪力墻，盡可能的增加墻肢數(shù)量，在確保建筑樓層平面剛度滿足設計要求的基礎上，盡可能的減少混凝土使用量。

2.4房屋建筑與建筑結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性優(yōu)化

對高層建筑物或者復雜建筑物來講，建筑物對建筑墻體和柱體的要求更高。因此在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中除了確保建筑墻體與柱體滿足相應行業(yè)標注規(guī)范外，還需對建筑與結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性進行優(yōu)化處理，在協(xié)調(diào)性優(yōu)化過程中應盡可能的使房屋的進深與開間保持一致性，不僅能夠提高建筑結(jié)構(gòu)設計的合理性，而且對建筑結(jié)構(gòu)的外觀、內(nèi)觀布局的美化直觀重要。在高層建筑結(jié)構(gòu)或者復雜建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中應盡可能的避免復雜結(jié)構(gòu)的使用，盡可能的降低復雜設計的使用率，不僅能夠提高建筑施工效率，而且能夠減少施工錯誤。此外，盡可能的使得樓層截面面積與樓層高度保持協(xié)調(diào)。對于樓梯與電梯來說是常用的公共通道，設計合理與否與居民的生活息息相關，在優(yōu)化過程中在確保建筑結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件強度和剛度滿足要求的基礎上對非承重構(gòu)件進行優(yōu)化處理，盡可能的選用輕質(zhì)材料。

2.5房屋建筑結(jié)構(gòu)與給排水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性優(yōu)化

給排水系統(tǒng)與居民的生活息息相關，包括廚房用水、浴室用水等系統(tǒng)，若給排水系統(tǒng)設計與建筑結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)，不僅影響房屋內(nèi)部美觀，而且對人們的生活產(chǎn)生較大的影響。因此，加強房屋建筑結(jié)構(gòu)與給排水系統(tǒng)協(xié)調(diào)性優(yōu)化直觀重要。建筑物的給排水系統(tǒng)需要較大的機械設備，但由于機械設備的載荷強度較大，因此一般將給排水系統(tǒng)中的機械設備設計在地下室內(nèi)。此外，給排水機械設備差異較大，主要表現(xiàn)在設施管道粗細不一，因此應對結(jié)構(gòu)中設計的孔徑位置、尺寸大小、預埋深度等進行優(yōu)化，增強穿孔位置的穩(wěn)定性等。

3結(jié)束語

綜上所述，房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中優(yōu)化技術(shù)是提高或改善建筑結(jié)構(gòu)的重要措施之一，也是建筑企業(yè)賴以生存的主要技術(shù)手段。在確保建筑物安全的基礎上，通過建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理盡可能的降低建筑成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。為了推動建筑結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化技術(shù)發(fā)展，本文從四個方面講述了常見的優(yōu)化技術(shù)方法和注意事項，為行業(yè)設計人員提供參考。

參考文獻

[1]周建華.房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的優(yōu)化技術(shù)分析[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2019（11）：187-188.

[2]陳哲.結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化方法在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].居業(yè)，2020（2）：36-37.

[3]王永勝.結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2020，47（3）：41-42.

作者：張四軍 單位：山東省方圓經(jīng)緯設計集團有限公司