葉珍麗

【摘要】社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)方面為人們生活水準(zhǔn)的提升提供了強(qiáng)有力的后盾。人們對(duì)于住房的功能性需求也隨著生活水平的持續(xù)改善而不斷提升，不限于對(duì)住房安全以及實(shí)用的基本需求，人們對(duì)經(jīng)濟(jì)性與審美等方面也提出了一定需求。作為設(shè)計(jì)藝術(shù)的一種，房屋建筑不但要考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還要考慮外觀這一因素。為了滿(mǎn)足人們對(duì)于建筑的新時(shí)代要求，設(shè)計(jì)師應(yīng)綜合考慮建筑設(shè)計(jì)的美觀、經(jīng)濟(jì)、安全、便捷度等要素，研究房屋結(jié)構(gòu)的改良設(shè)計(jì)方案。本論文主要研究了房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的具體運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；房屋結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

近些年來(lái)，土地制度也在隨著社會(huì)的高速發(fā)展而持續(xù)改善，土地價(jià)格隨著土地資源需求量的加大而在飛速上漲進(jìn)而緩解土地資源稀缺的局勢(shì)。這一資源背景不但給房產(chǎn)開(kāi)發(fā)工作造成了壓力，也在某種意義上給控制建筑成本帶來(lái)了一定影響。目前，人們對(duì)房屋建筑設(shè)計(jì)的需求也是日益提升，建筑質(zhì)量成了大部分社會(huì)公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心設(shè)計(jì)理念是在確保房屋美觀實(shí)用、經(jīng)濟(jì)安全的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)空間與資源的最優(yōu)配置與利用。接下來(lái)，我們將側(cè)重于介紹房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方式及其具體應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用方法

一個(gè)成功建筑務(wù)必是結(jié)構(gòu)與外觀設(shè)計(jì)的結(jié)晶，集實(shí)用與外觀于一體。在這當(dāng)中，設(shè)計(jì)工作的要點(diǎn)在于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其優(yōu)化設(shè)計(jì)則涵蓋了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、周?chē)o(hù)欄、頂蓋系統(tǒng)以及其他細(xì)節(jié)方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。在優(yōu)化設(shè)計(jì)階段，應(yīng)立足于房屋建筑的實(shí)情，考慮整體效應(yīng)，在確保設(shè)計(jì)與功能性要求相符的前提下，設(shè)置平面布置的規(guī)模。接下來(lái)就對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化模型及其詳細(xì)的優(yōu)化方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1.1設(shè)計(jì)模型

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)而言，其模型建設(shè)側(cè)重于挖掘那些關(guān)乎結(jié)構(gòu)最優(yōu)設(shè)計(jì)的具體參數(shù)，并提煉出與之有關(guān)的變量參數(shù)，構(gòu)建初步設(shè)計(jì)的函數(shù)模型。并訴諸于科學(xué)的計(jì)算方法，規(guī)劃出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方式。建立該模型的首要步驟在于選取設(shè)計(jì)變量，為了避免冗余的設(shè)計(jì)程度，分別應(yīng)將影響整體設(shè)計(jì)的核心因素、影響較小的變量視為設(shè)計(jì)變量、預(yù)定參數(shù)。接下來(lái)為了控制總成本，應(yīng)將與截面積有關(guān)的數(shù)據(jù)函數(shù)以及預(yù)定參數(shù)中的建筑切面尺寸表示出來(lái)。

1.2優(yōu)化計(jì)算方案

作為一種房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法是以可靠性為基礎(chǔ)的。其中存在較多的變量，并且數(shù)據(jù)也較為繁復(fù)。在計(jì)算方案規(guī)劃期間，往往習(xí)慣于將限制性問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)限定性問(wèn)題，Powell算法以及拉氏乘子法等算法是較為常見(jiàn)的優(yōu)化計(jì)算方案。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減小工程投入成本的同時(shí)，更能改善房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)配置，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)與社會(huì)成效。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法常被運(yùn)用于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的舊屋改造、內(nèi)部抗震以及前期設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。

2.1前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

對(duì)于房屋的經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)而言，房屋結(jié)構(gòu)的前期設(shè)計(jì)會(huì)給其帶來(lái)較為關(guān)鍵的影響。目前較為常見(jiàn)的問(wèn)題便是在前期環(huán)節(jié)未能應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)前期未能將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理與科學(xué)性考慮其中，甚至有時(shí)會(huì)給房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)不良影響。為此，在前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就應(yīng)運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

2.2抗震概念設(shè)計(jì)

不具備詳細(xì)數(shù)據(jù)參數(shù)指標(biāo)的抗震設(shè)計(jì)情形是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的核心應(yīng)用領(lǐng)域。在具體設(shè)計(jì)階段，為了達(dá)到最佳設(shè)計(jì)值，在設(shè)計(jì)中應(yīng)靈活運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。此外，在確保宏觀設(shè)計(jì)與要求相符的同時(shí)還應(yīng)重視結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。以選用現(xiàn)澆板為具體設(shè)計(jì)要求，如果異形板的拐角處易于出現(xiàn)斷裂情形，設(shè)計(jì)期間，應(yīng)將鋼筋的選擇范圍考慮進(jìn)去，在投入成本一定的情形下，選用有著較強(qiáng)極限拉力、塑性達(dá)標(biāo)的鋼筋材料。

2.3房屋基礎(chǔ)地基優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于地基這一房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心因素，為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，首先應(yīng)確保其地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得以最優(yōu)規(guī)劃。在建筑行業(yè)高速發(fā)展的形勢(shì)下，房屋地基設(shè)計(jì)對(duì)于地基的具體要求也隨著建筑成品的具體形式、作用而異。以房屋基礎(chǔ)地基為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)更應(yīng)當(dāng)立足于實(shí)際情形，對(duì)地基的實(shí)際勘測(cè)計(jì)劃進(jìn)行設(shè)定，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)依循節(jié)省工程造價(jià)的基本準(zhǔn)則，如果地基設(shè)計(jì)是以地樁為基準(zhǔn)的，則應(yīng)當(dāng)按照具體受力情形，針對(duì)多樣化材質(zhì)的地樁加以考察，選取最優(yōu)設(shè)計(jì)方法。

2.4選擇節(jié)能指標(biāo)較高的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型

在工程造價(jià)有所下降的前提下，改善房屋建成后的整體效益是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的核心目標(biāo)。為此，應(yīng)當(dāng)選取有著較高節(jié)能指標(biāo)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型。剪力墻、框架以及二者融合的結(jié)構(gòu)形式是較為常見(jiàn)的三類(lèi)房屋結(jié)構(gòu)形式。前者抗震性能較佳，并且無(wú)需選用過(guò)多的材料，第二種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型因?yàn)橛兄^大的柱截面，因此房屋內(nèi)部家具的布置情況也會(huì)受到一定影響，而后者有著較強(qiáng)的綜合適應(yīng)能力，并且有著較為良好的抗震效果以及較為顯著的抗測(cè)力成效。三類(lèi)結(jié)構(gòu)類(lèi)型都有自在存在的優(yōu)勢(shì)與弊端，在選取最佳設(shè)計(jì)方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)立足于房屋實(shí)際需求，綜合考慮后期效益以及成本造價(jià)這兩大要素，按照實(shí)際情況選取最優(yōu)設(shè)計(jì)方法。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，控制工程總造價(jià)成本、改善建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案的核心目標(biāo)。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，即前期、概念以及下部地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中運(yùn)用最佳設(shè)計(jì)方案，選取最為科學(xué)的建筑材料，不但能讓建筑物的功能性與審美價(jià)值完美地結(jié)合起來(lái)，并且也能全方位降低房屋工程的造價(jià)成本，與目前所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展觀以及科學(xué)發(fā)展觀相符，創(chuàng)造優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)效益。