黃少鵬

（運(yùn)城市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 運(yùn)城 044000）

0 引言

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)工作受到廣泛關(guān)注。因此，如果對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和應(yīng)用，可以有效提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，更加滿(mǎn)足人們的生活和生產(chǎn)需求，這也是目前所有建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位都要考慮的問(wèn)題。

1 在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的必要性分析

從目前我國(guó)房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，房屋建設(shè)主要是超高層和高層住宅建筑，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮現(xiàn)代人的需求，并考慮時(shí)代的進(jìn)步。好的設(shè)計(jì)和成本的協(xié)調(diào)，如何減少資本投資已成為房地產(chǎn)行業(yè)的一大關(guān)注點(diǎn)。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了確保安全施工。即，綜合考慮各種因素，并使用現(xiàn)代設(shè)計(jì)概念和技術(shù)來(lái)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成本管理。眾所周知，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的研究，可以在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后將成本降低約15%。然而，實(shí)際上，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是困難的，主要是因?yàn)榇嬖谠S多限制因素和許多技術(shù)方法難以實(shí)施。例如，在住宅建筑中，一些公司對(duì)建筑的持續(xù)時(shí)間有很高的要求，以便盡快完成建筑；如果建筑發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)忽略它并繼續(xù)進(jìn)行。在建筑設(shè)計(jì)方面，由于缺乏現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，一些運(yùn)營(yíng)商無(wú)法優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。還有一些員工在設(shè)計(jì)中相對(duì)關(guān)注建筑物的某些部分，而相對(duì)忽略整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)，這會(huì)影響項(xiàng)目的總體成本。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師可以看到，必須考慮所有因素，并且必須結(jié)合施工技術(shù)，成本控制和利潤(rùn)改善的應(yīng)用，以確保設(shè)計(jì)的計(jì)劃可以使利潤(rùn)和質(zhì)量最大化。此外，在實(shí)施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的過(guò)程中，有必要充分考慮機(jī)械設(shè)備的作用和性能，并分析該技術(shù)方法與以前的建筑結(jié)構(gòu)相比的優(yōu)勢(shì)。這樣就可以大大降低整個(gè)項(xiàng)目的成本，并為企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)利益。此外，優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的適用性能并整合房屋結(jié)構(gòu)的各個(gè)單元對(duì)于提高建筑質(zhì)量和建筑安全性也具有重要意義。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

2.1 抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題

在現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意抗震的重要性，因?yàn)楸仨毚_保穩(wěn)定性，以便自然災(zāi)害不會(huì)對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，因?yàn)樗鼈兙哂胁煌母叨忍卣?，例如高層建筑設(shè)計(jì)。然而在該建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中并未進(jìn)行全面考慮，可能承重柱的橫截面太小，當(dāng)建筑物受到外力作用時(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，從而導(dǎo)致倒塌。此外，在抗震設(shè)計(jì)方面，國(guó)家明確定義了抗震等級(jí)，但在設(shè)計(jì)期間不應(yīng)將抗震等級(jí)視為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)。原因是建設(shè)項(xiàng)目和地理環(huán)境也不同，并且由于理論和現(xiàn)實(shí)不一致，潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)增加。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙不夠詳細(xì)

圖紙是建筑項(xiàng)目施工中最基本的元素之一，它也是建筑項(xiàng)目中必不可少的關(guān)鍵元素。整個(gè)施工過(guò)程的相關(guān)工作應(yīng)以圖紙為基礎(chǔ)。它必須設(shè)計(jì)科學(xué)、完整的建筑結(jié)構(gòu)圖，可以簡(jiǎn)化施工過(guò)程，并避免在后期進(jìn)行不必要的更改。但是一些建筑公司提供的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖不完整，圖紙的細(xì)節(jié)還不夠詳細(xì)。通常會(huì)出現(xiàn)諸如結(jié)構(gòu)類(lèi)型不清晰、抗震等級(jí)要求低以及墻壁材料不清晰之類(lèi)的問(wèn)題。另外，一些圖紙缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并且沒(méi)有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)繪制符號(hào)。這樣的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生很大的負(fù)面影響，甚至使場(chǎng)地的施工處于混亂狀態(tài)，最終導(dǎo)致施工安全事故。

2.3 基礎(chǔ)選型缺乏科學(xué)性

對(duì)于房屋建筑，毫無(wú)疑問(wèn)，所使用功能的重要性，但安全性也非常重要，建筑物的安全水平在很大程度上取決于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。建筑結(jié)構(gòu)的選擇是否科學(xué)、使用的材料是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求、承重性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)、抗震等級(jí)是否合理等，直接影響到建設(shè)項(xiàng)目的總體安全水平。由于目前的現(xiàn)象，我國(guó)的建筑業(yè)存在許多建筑物結(jié)構(gòu)選擇不合理的問(wèn)題，例如建筑物的低承載能力和不良的建筑地基，這可能導(dǎo)致后期建筑物的不均勻沉降，從而產(chǎn)生各種安全隱患。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

3.1 優(yōu)化計(jì)算方法

在建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的某些階段，首先必須準(zhǔn)確計(jì)算各種變量，有許多計(jì)算方法。在選擇一種計(jì)算方法時(shí)，您需要選擇一種簡(jiǎn)單而有效的計(jì)算，而不會(huì)引起煩瑣的工作，此外，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化必須滿(mǎn)足功能和使用的要求，以便相關(guān)的設(shè)計(jì)優(yōu)化參數(shù)同時(shí)高速運(yùn)行，并對(duì)最終設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化產(chǎn)生重大影響。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意優(yōu)化中程序的選擇。在對(duì)各種可變數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和仿真后，設(shè)計(jì)人員對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行匯總和研究，找出計(jì)劃的優(yōu)缺點(diǎn)，平衡各方參數(shù)，綜合經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)含量。要對(duì)設(shè)計(jì)特征的布局要求進(jìn)行全面研究，最后確定更加科學(xué)合理的參數(shù)優(yōu)化方案。

3.2 結(jié)構(gòu)縫科學(xué)設(shè)計(jì)

全面提高結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)水平可以確保房屋的穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)房屋的使用壽命。根據(jù)該地區(qū)的自然條件和地理因素，可以設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)接縫并提高房屋的安全性。結(jié)構(gòu)節(jié)的設(shè)計(jì)是保障家庭安全的關(guān)鍵，我們需要致力于結(jié)構(gòu)節(jié)的設(shè)計(jì)，對(duì)結(jié)構(gòu)節(jié)的設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)研究，提高設(shè)計(jì)水平和能力。因此，相關(guān)的建筑公司必須根據(jù)質(zhì)量提高綜合實(shí)力，以確保設(shè)計(jì)效果。因此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，公司必須全額投資，無(wú)法集中精力。為了有效地保證房屋的穩(wěn)定性，有必要保證房屋的質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)接縫的設(shè)計(jì)能力，并避免房屋建筑項(xiàng)目遭到破壞。相關(guān)設(shè)計(jì)師應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)為指導(dǎo)，深入施工現(xiàn)場(chǎng)，審查各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)查分析，了解工程量，并在獲取大量科學(xué)數(shù)據(jù)的前提下做好。結(jié)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計(jì)工作。例如，現(xiàn)澆板在當(dāng)前房屋中有許多應(yīng)用，在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮應(yīng)力問(wèn)題，并且必須首先分析現(xiàn)澆板的應(yīng)力面，以便設(shè)計(jì)條件可以充分掌握現(xiàn)澆板的結(jié)構(gòu)，需要合理地使用材料，管理有利的施工條件，并進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)的承載能力。通過(guò)合理布局結(jié)構(gòu)接縫，不斷優(yōu)化現(xiàn)澆板的設(shè)計(jì)思路，闡明設(shè)計(jì)目標(biāo)，確保間隙，并有效改善房屋，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 重視抗震設(shè)計(jì)

可以采取三種措施來(lái)滿(mǎn)足高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震要求：①根據(jù)高層建筑的結(jié)構(gòu)特征，合理放置抗側(cè)向力分量和水平分量。高層建筑的內(nèi)部合理布置，以在水平方向上形成應(yīng)力分布系統(tǒng)，并提高高層建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的連續(xù)性和均勻性；②提高基礎(chǔ)的抗震能力?？梢栽黾痈邔咏ㄖ袠痘纳疃龋蕴岣呓ㄖ锏目箖A覆性和地基的穩(wěn)定性；③它優(yōu)化了建筑物的承重結(jié)構(gòu)，并采用了框架剪力墻結(jié)構(gòu)。在地震災(zāi)難中，可以首先吸收從下層結(jié)構(gòu)傳遞來(lái)的地震能量來(lái)破壞剪力墻?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可以繼續(xù)支撐上部結(jié)構(gòu)，形成抗地震的第二道防線(xiàn)，從而有效減少建筑物被破壞。另外，有必要適當(dāng)提高高層建筑物內(nèi)的墻壁和樓板的剛度，以有效地防止建筑物運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。

4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的有效運(yùn)用

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，有必要將最佳的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)充分融合，以利用計(jì)算機(jī)的性能來(lái)改善最佳設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)。例如，在模型構(gòu)建過(guò)程中，可以基于BIM 技術(shù)在三個(gè)維度上構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)，并且可以使用該模型來(lái)確定相關(guān)的建筑人員如何有效匹配。BIM 技術(shù)可以處理相關(guān)數(shù)據(jù)，生成可變的三維模型，并完成最佳的家居設(shè)計(jì)。使用數(shù)據(jù)確定物料混合并完成優(yōu)化。此外，可以使用計(jì)算機(jī)測(cè)量材料和承重應(yīng)力之間的關(guān)系，以?xún)?yōu)化計(jì)劃數(shù)據(jù)，以確保有效模擬房屋的整體結(jié)構(gòu)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)生成的電子統(tǒng)計(jì)圖可以防止后續(xù)項(xiàng)目的損失或損壞。有關(guān)承包商可以在施工過(guò)程中按照施工圖紙中的全部說(shuō)明進(jìn)行操作，將其保存在電話(huà)中并找到最佳的匹配點(diǎn)。電子建筑圖紙會(huì)根據(jù)項(xiàng)目的意外情況隨時(shí)間變化，從而確保其功能的正確性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)施工人員應(yīng)根據(jù)施工圖的有效性和實(shí)用性進(jìn)行綜合觀察，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行綜合推廣，減少相關(guān)設(shè)計(jì)偏差，并完成有效價(jià)值的提高。

4.2 房屋建筑結(jié)構(gòu)的模型設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

在初始建設(shè)和生產(chǎn)中丟失的數(shù)據(jù)參數(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的目標(biāo)參數(shù)，房屋價(jià)格參數(shù)以及建筑設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)可靠性參數(shù)等都是變量的重要指標(biāo)。另外，有必要綜合考慮影響房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的因素，并將其反映在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型中。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員將使用考慮因素少、變化少的數(shù)據(jù)指標(biāo)作為關(guān)鍵指標(biāo)，這將大大減少建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用的難度，并減少工作的難度。如果被拒絕，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師可以設(shè)計(jì)出最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。另外，設(shè)計(jì)特征是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師確定相關(guān)設(shè)計(jì)特征的主要關(guān)注點(diǎn)。設(shè)計(jì)師在許多功能中需要選擇一組最適合房屋建筑結(jié)構(gòu)尺寸和橫截面積的功能指標(biāo)，并分析每組功能的特征。最后，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特征，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者必須執(zhí)行房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及外觀房屋平面圖，房屋結(jié)構(gòu)的剛度，房屋的局部強(qiáng)度，房屋的整體結(jié)構(gòu)等。研究和研究房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各種條件。實(shí)際上，有必要考慮房屋建筑的實(shí)際情況，分析和比較約束對(duì)象的條件，以便將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)更好地應(yīng)用于房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。

5 結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將是未來(lái)韓國(guó)房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，這將大大提高房屋建筑工程的應(yīng)用價(jià)值。在住宅建設(shè)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)用實(shí)踐中，設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)各種住宅建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際情況，即建設(shè)目標(biāo)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工情況，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化思想，引入概念設(shè)計(jì)思想。借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法及相關(guān)技術(shù)，如經(jīng)濟(jì)條件等，促進(jìn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化工作的應(yīng)用，提高安全性，家庭建筑工程結(jié)構(gòu)的適用性和經(jīng)濟(jì)性。