■許宗雨 ■東華工程科技股份有限公司，安徽 合肥 230024

隨著我國(guó)人口的不斷增長(zhǎng)，一寸土地一寸金的情況在我國(guó)也一直持續(xù)著。土地價(jià)格的飛漲要求建設(shè)單位更加嚴(yán)格的控制建設(shè)成本，這也導(dǎo)致建筑行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，而優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建設(shè)單位實(shí)現(xiàn)低投入高回報(bào)的有效途徑之一。此外，隨著對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)行的一系列宏觀調(diào)控，國(guó)家要求建筑設(shè)計(jì)單位進(jìn)一步響應(yīng)國(guó)家的四節(jié)一環(huán)保要求，在保證建筑外形美觀合理的情況下，提高建筑的使用舒適度。優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，是每個(gè)建筑設(shè)計(jì)單位均需要面臨的問題之一，它是建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)的重要體現(xiàn)。本文主要闡述了房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的應(yīng)用。

1 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的重要性

在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，采用合理的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物的實(shí)際使用價(jià)值，還能夠很好地實(shí)現(xiàn)建筑物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值。此外，好的結(jié)構(gòu)方案還可以最大程度上減少建設(shè)單位的資本投入，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益，還可以保護(hù)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益與環(huán)保相結(jié)合的良好經(jīng)營(yíng)模式。因此，合理地使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)能夠更好地實(shí)現(xiàn)建筑物的綜合效益。建設(shè)單位開發(fā)建筑物的基本原則就是在最大程度的減少資本投入、建筑材料使用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑物的高質(zhì)量和長(zhǎng)期使用。況且建筑物只有在保證良好質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其美觀、耐用、新穎等特點(diǎn)，才能夠滿足不同人群的需要，為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。與傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案相比，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化模式可以降低建筑成本。其采用的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施可以有效地實(shí)現(xiàn)建筑施工中各個(gè)資源的合理配置，以及各項(xiàng)建筑材料的充分利用，并且協(xié)調(diào)好房間的布局，使得這些布局能夠有效的結(jié)合，共同發(fā)揮其使用功能。合理的利用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，在確保建筑物安全性能的前提下能夠充分的體現(xiàn)出其創(chuàng)新性。此外，這種技術(shù)還能夠幫助設(shè)計(jì)人員選擇最為合理的設(shè)計(jì)方式。

2 建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)意義

使用優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的方法，能夠使房屋在整體結(jié)構(gòu)上更加科學(xué)、合理。在實(shí)際的房屋施工建設(shè)中，房屋的層數(shù)對(duì)房屋的成本造價(jià)產(chǎn)生了直接的影響。在一般情況下建筑物的單位面積造價(jià)會(huì)隨著層數(shù)的增加而降低，但是在超過一定的層數(shù)之后(即超限建筑物)，房屋單位面積的造價(jià)反而會(huì)增加。因?yàn)殡S著建筑物樓層的增高，房屋中的承重墻和柱等結(jié)構(gòu)將會(huì)受到更多的荷載，房屋的穩(wěn)定性也將受到一定的影響。為了確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)建筑物的抗震性能以滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求，結(jié)構(gòu)形式將會(huì)發(fā)生大的變化，從而房屋的單位面積造價(jià)也會(huì)進(jìn)一步增加。想要在相同的用地面積內(nèi)，達(dá)到理想的房屋設(shè)計(jì)效果，提高建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)效益，就需要合理的控制建筑物的層數(shù)，并且確保房屋良好的設(shè)計(jì)效果。使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，還能夠在有限的用地面積內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大化的利用效果，促進(jìn)對(duì)建筑用地的合理使用。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以分為以下幾個(gè)階段:(1)是對(duì)變量的選擇。一般情況下，建筑師決定的最終建筑設(shè)計(jì)方案起到重要的作用，這些重要的建筑數(shù)值均可以作為變量供建筑設(shè)計(jì)人員進(jìn)行選擇。例如:工程參數(shù)的參考，包括對(duì)房屋價(jià)格的參考、對(duì)于其損失的參考等等。設(shè)計(jì)人員若能夠?qū)⒆兓容^小或考慮因素較少的參數(shù)作為設(shè)計(jì)的參考，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和編程難度將會(huì)大大降低，設(shè)計(jì)人員也能夠更快的找到最符合設(shè)計(jì)目標(biāo)的數(shù)據(jù)。(2)是對(duì)函數(shù)的確定。設(shè)計(jì)人員要選擇出最符合配筋率和房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的一組函數(shù)，進(jìn)而在最大程度上降低建設(shè)成本。(3)是對(duì)施工條件的衡量。想要進(jìn)一步確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，就需要從房屋的受力限度、變形限度、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸、結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的限度、房屋的結(jié)構(gòu)體系等方面考慮。在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該結(jié)合建筑使用方案和房屋的施工條件，分析出實(shí)際設(shè)計(jì)中存在的約束性條件，并且要確保解決這些約束性條件的方案要符合我國(guó)現(xiàn)行的規(guī)范規(guī)定，以保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)到最優(yōu)。

3.2 確定合理的計(jì)算程序

設(shè)計(jì)師在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要用到很多設(shè)計(jì)程序，而建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的本質(zhì)就是進(jìn)行一個(gè)復(fù)雜繁瑣的計(jì)算過程。設(shè)計(jì)人員在對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算的時(shí)候，要注意將附加約束條件轉(zhuǎn)換成不帶約束的條件，這樣就更容易地得到更為精確的結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果。此外，還要優(yōu)化許多建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)模式，因?yàn)檫@些模式有利有弊，所以設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際的施工情況來(lái)選擇最合適的計(jì)算方案。

3.3 選擇最優(yōu)的程序

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)好房屋的結(jié)構(gòu)模型，且選擇了最為合適的計(jì)算方法后，就可以進(jìn)入選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)程序的環(huán)節(jié)。對(duì)最優(yōu)設(shè)計(jì)程序的選擇需要具備以下幾個(gè)條件:具備完整的功能、程序運(yùn)轉(zhuǎn)較高以及程序用途齊全。

3.4 對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)論進(jìn)行分析

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行了各種計(jì)算之后，要對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行認(rèn)真的分析，并且找出各個(gè)設(shè)計(jì)方案中不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，并且結(jié)合總體的設(shè)計(jì)情況和進(jìn)展選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)論分析的時(shí)候，要注意不要遺漏一些細(xì)節(jié)問題。房屋的建設(shè)與設(shè)計(jì)是一項(xiàng)耗時(shí)長(zhǎng)、成本高的項(xiàng)目，它不僅涉及到建設(shè)單位的利益，也涉及到了房屋使用者的利益，設(shè)計(jì)人員在把握細(xì)節(jié)的基礎(chǔ)上，要注意從宏觀上把握住當(dāng)事人的利益，這樣才能夠有效的節(jié)約建設(shè)成本，進(jìn)一步優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員不僅要避免追求片面的利益，還應(yīng)該避免為了追求設(shè)計(jì)創(chuàng)新而忽略了建筑實(shí)際情況。

3.5 積極應(yīng)用信息優(yōu)化技術(shù)

由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一些比較復(fù)雜的工程，需要的資料也比較多，這為建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來(lái)了一定的難度。這時(shí)設(shè)計(jì)人員就需要利用先進(jìn)的信息化技術(shù)對(duì)建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。例如，合理的利用一些參數(shù)定義的軟件，這樣就可以大大減小設(shè)計(jì)人員的工作量，提高其工作效率和工作質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)在目前我國(guó)的建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中有著極大的發(fā)展前景和良好的應(yīng)用價(jià)值。將這種優(yōu)化模式充分地應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以在建筑土地價(jià)格飛漲的今天，以最低的建設(shè)成本實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的要求。在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，可以有效地控制建筑物的工程造價(jià)，使得房屋的建設(shè)成本實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)化。設(shè)計(jì)人員可以通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得房屋結(jié)構(gòu)在整體上達(dá)到安全、舒適和經(jīng)濟(jì)的目的。這種建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化模式，不僅為建設(shè)單位帶來(lái)了比較客觀的經(jīng)濟(jì)利益，還能夠?yàn)閺V大住戶提供更多的戶型選擇，進(jìn)而有效地節(jié)約了建筑用地，值得廣大設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步地創(chuàng)新與實(shí)踐。

［1］張英迪.試析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.科技與企業(yè)，2012(22).

［2］吳雪峰.淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.科技風(fēng)，2011(07).

［3］胡天水.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化［J］.中華民居(下旬刊)，2013(04).

［4］冷新義.試析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.門窗，2013(05).