安利軍

（中外建工程設(shè)計(jì)與顧問有限公司山西分公司，山西 太原 030000）

0 引言

在實(shí)際開展房屋建筑工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，做好結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)工作的重要性不言而喻，若針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)發(fā)生偏差，那么一定會(huì)對(duì)最終房屋建筑的整體性與應(yīng)用效果產(chǎn)生不利影響。近年來，我國(guó)的建筑行業(yè)呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，在這樣的背景下，建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也得到了進(jìn)一步提高，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度也因此逐漸加大，很有可能會(huì)引起相應(yīng)的設(shè)計(jì)偏差，不利于保障建筑項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。所以，針對(duì)現(xiàn)階段的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足進(jìn)行深入探索，在此基礎(chǔ)上提出房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)策略，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則

1.1 “強(qiáng)剪弱彎”原則

現(xiàn)代化房屋建筑對(duì)于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的使用較為廣泛，在實(shí)際開展房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是需要考慮的核心要素，建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與建筑結(jié)構(gòu)中梁、柱的承重以及抗震能力等要素之間存在著密不可分的聯(lián)系，尤其是柱子，其在承接建筑結(jié)構(gòu)安全方面發(fā)揮著不容小覷的作用，如果其受到破壞，那么很有可能會(huì)造成房屋建筑的倒塌[1]，引發(fā)嚴(yán)重后果。針對(duì)彎曲破壞與剪切破壞而言，其是柱子較為常見的兩種破壞形式，通常由地震作用引起。柱子受到彎曲破壞很有可能會(huì)引起非線性變形，導(dǎo)致柱子強(qiáng)度與剛度大大降低，此種形式的破壞具有預(yù)兆性。而剪切性破壞不具備預(yù)兆性，由于柱子剛度與強(qiáng)度的嚴(yán)重退化，會(huì)使得柱子發(fā)生瞬間性破壞，產(chǎn)生嚴(yán)重危害。

因此在實(shí)踐工作中，應(yīng)該對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)給予足夠重視，要想提高建筑結(jié)構(gòu)延性，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)脆性破壞問題的有效規(guī)避，就一定要保證房屋建筑抗剪抗彎設(shè)計(jì)效果，堅(jiān)持“強(qiáng)剪弱彎”原則。采用提高房屋建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件延展性方式保證其抗剪承載力。

1.2 內(nèi)外環(huán)境協(xié)調(diào)原則

設(shè)計(jì)人員實(shí)際所開展的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該注重建筑體系內(nèi)外的整體性，在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中不僅應(yīng)該圍繞建筑自身結(jié)構(gòu)相關(guān)因素進(jìn)行綜合性考慮，同樣應(yīng)注重周圍環(huán)境因素有對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響的分析，在此基礎(chǔ)上開展合理化設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部環(huán)境的協(xié)調(diào)性。并且，還應(yīng)該注重對(duì)細(xì)節(jié)內(nèi)容的把控，包括建筑防水、防熱以及節(jié)能燈，合理配置相應(yīng)設(shè)備，對(duì)施工點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)性規(guī)劃，提高施工的安全性以及便捷性。

2 現(xiàn)階段房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不足

2.1 設(shè)計(jì)方案缺乏合理性

與傳統(tǒng)建筑相比，現(xiàn)代房屋建筑在規(guī)模以及空間跨度等方面都出現(xiàn)了較為明顯的變化。與此同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展大幅提高了人們的生活質(zhì)量，人們對(duì)房屋建筑提出了新的要求，使房屋建筑結(jié)構(gòu)、功能、材料使用等方面都出現(xiàn)了相應(yīng)的變化，在這樣的情況下，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性是非常有必要的。就現(xiàn)階段總體情況來看，當(dāng)前的房屋建筑設(shè)計(jì)方案通常缺乏足夠的合理性，具體體現(xiàn)在設(shè)計(jì)深度難以滿足實(shí)際需求。比如，在設(shè)計(jì)過程中并未結(jié)合建筑材料市場(chǎng)價(jià)格、承接單位資金以及項(xiàng)目建設(shè)效益等方面做出綜合性考慮，導(dǎo)致最終的設(shè)計(jì)方案和具體情況之間存在差異，不利于保障最終的建筑質(zhì)量。

2.2 缺乏對(duì)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的全面考慮

實(shí)際所開展的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含了分包項(xiàng)目技術(shù)控制、建筑構(gòu)造措施設(shè)計(jì)以及施工通病防范等多項(xiàng)內(nèi)容，然而在實(shí)踐工作中通常會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)考慮不全面等問題，未實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際之間的有效聯(lián)系，使得最終的設(shè)計(jì)圖完成效果難以達(dá)到預(yù)期，很有可能會(huì)導(dǎo)致工期延誤以及其他一些嚴(yán)重的施工錯(cuò)誤。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，房屋建筑模式也逐漸多樣化，一定程度豐富了結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型，尤其是構(gòu)件橫截面多樣化一定程度增加了施工難度。并且，建筑結(jié)構(gòu)形式的變化也很大程度增加了構(gòu)件的設(shè)計(jì)中的計(jì)算量。在這樣的情況下，若設(shè)計(jì)人員未展開施工調(diào)研，從而未結(jié)合具體施工狀況做出充分考慮，那么有可能會(huì)對(duì)施工的正常進(jìn)行造成限制。

2.3 地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性

近些年來高層建筑獲得了前所未有的發(fā)展，目前在建筑行業(yè)中占據(jù)較高地位。針對(duì)高層建筑而言，其地基與接觸會(huì)對(duì)建筑整體的穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生直接性影響，然而就目前來看，在設(shè)計(jì)過程中仍然存在以下4個(gè)方面問題：①設(shè)計(jì)中未圍繞地下水對(duì)底部地基穩(wěn)定性的影響方面進(jìn)行綜合性考慮。②針對(duì)自然地基的設(shè)計(jì)缺乏合理性，當(dāng)前階段的地基主要以混凝土地基為主，而大型邊坡振動(dòng)因素會(huì)對(duì)混凝土基礎(chǔ)質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較為深遠(yuǎn)影響，這便會(huì)大大降低地基的穩(wěn)定性。③地基類型的選擇缺乏合理性，很有可能會(huì)引起建筑物出現(xiàn)不均勻沉降問題[2]。④地下室板樓鋼筋的設(shè)計(jì)缺乏合理性，同樣會(huì)導(dǎo)致地下室底板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不能夠達(dá)到預(yù)期，此種情況的出現(xiàn)便很有可能會(huì)導(dǎo)致高層建筑物出現(xiàn)不均勻沉降。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的建議

3.1 構(gòu)建科學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化

模型構(gòu)建是保證房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)效果的一個(gè)重要前提，因此要想保證模型構(gòu)建的科學(xué)性，需要由專業(yè)人員開展房屋建筑結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建工作。在實(shí)際開展此環(huán)節(jié)工作過程中，在變量選擇控制方面，應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際建筑狀況，結(jié)合多方面因素進(jìn)行綜合性考慮，從而針對(duì)房屋建筑開展整體建模。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的擬定方面，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分明確容易對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響的因素，以此來針對(duì)方案展開全面分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行建筑模型的構(gòu)建，充分保障該模型的科學(xué)性。其中，工程參數(shù)作為非常重要的一項(xiàng)影響因素，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該進(jìn)行充分考慮，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)工程參數(shù)的控制給予足夠重視，確認(rèn)模型數(shù)據(jù)目標(biāo)，保證最終所構(gòu)建的建筑模型能夠和設(shè)計(jì)之間相符，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)偏差問題的有效控制。此外，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際開展房屋建筑模型構(gòu)建過程中，應(yīng)保證所使用設(shè)計(jì)函數(shù)的科學(xué)性，在不對(duì)建筑安全性產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)上，選用相應(yīng)的設(shè)計(jì)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)房屋建筑成本的有效控制，從而為企業(yè)效益提供有效保障。為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該深入進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)整體、房屋尺寸等相關(guān)要素的分析工作，將此作為基礎(chǔ)開展有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，充分提高建筑的安全性和穩(wěn)固性[3]。

在開展建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該保證建筑地下面積使用的合理性，對(duì)空間進(jìn)行合理分配，設(shè)計(jì)多個(gè)方案，包括單層地下室方案以及多層地下室方案等，在此基礎(chǔ)上對(duì)各方案展開對(duì)比分析。除此之外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該在地下室建筑成本的控制方面給予足夠重視，在開展模型構(gòu)建過程中，應(yīng)該對(duì)土方運(yùn)輸以及開挖成本進(jìn)行綜合性考慮，實(shí)現(xiàn)水壓力影響的有效控制。使標(biāo)高能夠控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，有利于保證底板和抗拔板設(shè)計(jì)效果。實(shí)踐工作中，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該保證層高設(shè)計(jì)的合理性，在滿足使用凈高的前提下，做好層高的控制工作。合理減小層高除了可以有效減小豎向構(gòu)件體積長(zhǎng)度之外，還可以實(shí)現(xiàn)外裝以及建設(shè)成本的節(jié)約，設(shè)計(jì)方案是模型構(gòu)建過程中非常重要的一項(xiàng)要素，保證其設(shè)計(jì)的全面性同樣是實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中的重要環(huán)節(jié)。對(duì)此，針對(duì)方案進(jìn)行深入研究是非常有必要的，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)現(xiàn)有方案展開全面分析，確認(rèn)其中的不足，在此基礎(chǔ)上開展方案設(shè)計(jì)的優(yōu)化，最終構(gòu)建合理完善的建筑模型。此過程中分析的重點(diǎn)內(nèi)容主要有環(huán)境因素、經(jīng)濟(jì)成本以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，在具體工作中實(shí)現(xiàn)各方面影響因素的統(tǒng)籌規(guī)劃，從而充分保障所構(gòu)建模型與實(shí)際相符。

地基和框架建設(shè)是房屋建筑模型中非常具有基礎(chǔ)性的內(nèi)容，保證此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，有利于進(jìn)一步提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全性。此方面設(shè)計(jì)中，地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的一項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，地基在房屋建筑承載方面所發(fā)揮作用不容小覷，地基穩(wěn)固性會(huì)對(duì)建筑整體質(zhì)量產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，因此在實(shí)際開展地基設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要想保證地基穩(wěn)定性，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)開展調(diào)研，通過了解現(xiàn)場(chǎng)具體情況，并展開深入分析，結(jié)合各方面影響因素進(jìn)行綜合性考慮，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問題的準(zhǔn)確分析以及判斷，并落實(shí)相應(yīng)的防護(hù)手段。框架結(jié)構(gòu)主要能夠劃分成橫向與縱向兩個(gè)方面，實(shí)際工作中應(yīng)對(duì)這兩個(gè)方面質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。

在進(jìn)行房屋模型構(gòu)建過程中，應(yīng)該積極堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性、安全性以及功能性原則。其中的經(jīng)濟(jì)性具體來說就是對(duì)建筑施工成本進(jìn)行合理控制，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中應(yīng)該圍繞相關(guān)影響因素做出綜合性分析，實(shí)現(xiàn)資金的合理分配，在保證房屋建筑質(zhì)量的前提下，盡量提高建筑建設(shè)效益。安全性原則主要是房屋建筑模型的設(shè)計(jì)，應(yīng)注重安全性方面的考慮，提高建筑結(jié)構(gòu)整體安全性。功能性主要是現(xiàn)階段人員對(duì)房屋建筑便捷性方面提出了更高的要求，功能性涉及建筑的美觀性能和使用性能，強(qiáng)調(diào)建筑能夠帶給人們更好的視覺體驗(yàn)和使用體驗(yàn)。

3.2 合理使用計(jì)算，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化

現(xiàn)代化房屋建筑結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)復(fù)雜性，其中涉及較多的難以計(jì)算的數(shù)據(jù)，就需要依靠信息化計(jì)算程序的支持。因此，在實(shí)際使用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過程中，應(yīng)該保證所使用處理手段和程序的合理性，保證此過程中所使用的計(jì)算數(shù)據(jù)擁有足夠的時(shí)效性。為了保證數(shù)據(jù)計(jì)算和處理的有效性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)信息化處理數(shù)據(jù)和計(jì)算數(shù)據(jù)方法有一個(gè)充分的了解與把握，在實(shí)踐工作中能夠多次進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算和演示，實(shí)現(xiàn)最終數(shù)據(jù)結(jié)果誤差情況的有效控制，為建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的高效開展提供保障。除此之外，設(shè)計(jì)人員還在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，還應(yīng)該充分明確數(shù)據(jù)所發(fā)生變化和數(shù)據(jù)結(jié)果方面存在的差異，針對(duì)各數(shù)據(jù)和結(jié)果開展全面的對(duì)比分析，在此基礎(chǔ)上選擇最佳數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中。設(shè)計(jì)人員實(shí)際所開展的房屋設(shè)計(jì)優(yōu)化工作，應(yīng)充分明確建筑結(jié)構(gòu)的特征，針對(duì)各種類型建筑結(jié)構(gòu)開展的數(shù)據(jù)計(jì)算工作，應(yīng)該選用更適宜的計(jì)算以及處理方法。對(duì)于房屋設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑實(shí)際情況，對(duì)各計(jì)算方法展開相應(yīng)的對(duì)比，最終確認(rèn)最適宜的計(jì)算模式，在此過程中還應(yīng)該注重對(duì)計(jì)算成本的有效控制[4]。保證數(shù)據(jù)計(jì)算的合理性，提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)性，使建筑結(jié)構(gòu)使用效益能夠得到全面提升。近年來，我國(guó)的信息技術(shù)呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，在這樣的背景下，信息技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的融合程度也越來越高，在實(shí)踐設(shè)計(jì)中通過對(duì)信息化技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分利用，推動(dòng)了建筑行業(yè)的高速發(fā)展。在實(shí)際開展建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，合理使用相應(yīng)的程序以及軟件，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)的利用，明確影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)因素，在此基礎(chǔ)上提高建筑材料優(yōu)化設(shè)計(jì)效果。

3.3 提高抗震能力，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力同樣是其中應(yīng)該重點(diǎn)考慮的一項(xiàng)內(nèi)容。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)整體開展優(yōu)化，注重其抗震能力的提高，保證其結(jié)構(gòu)安全性能夠滿足實(shí)際需求。首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)給予足夠重視。梁柱設(shè)計(jì)是影響建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的一個(gè)重要要素，若梁柱存在設(shè)計(jì)缺陷，那么其使用期間便有可能會(huì)出現(xiàn)變形，大大降低建筑安全性，容易引發(fā)相應(yīng)的事故。因此，在開展房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該實(shí)現(xiàn)對(duì)抗震手段的合理有效應(yīng)用，比如，在實(shí)踐工作中根據(jù)建筑特點(diǎn)，采用破壞機(jī)制等方法，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能滿足實(shí)際要求。其次，針對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件開展的設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員能夠針對(duì)市面上所有的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能展開相應(yīng)的分析對(duì)比，確認(rèn)各非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量和變形性能，從其中選擇質(zhì)量能夠滿足建筑標(biāo)準(zhǔn)要求的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的優(yōu)化與完善。除此之外，針對(duì)房屋建筑主體結(jié)構(gòu)開展的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證具有足夠的科學(xué)性與合理性。此方面設(shè)計(jì)的有效性，有利于大幅提高建筑的抗震性能，在實(shí)際開展設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)堅(jiān)持結(jié)構(gòu)豎向均勻性原則，選用單一化種類材料，提高建筑的簡(jiǎn)潔性。為了進(jìn)一步提高房屋建筑的抗震能力，還應(yīng)該在建筑承重墻方面的設(shè)計(jì)給予足夠重視，在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間中進(jìn)行承重墻的均勻性分布，通過落實(shí)該舉措，在遇到地震災(zāi)害的情況下，承重墻便能夠承擔(dān)建筑結(jié)構(gòu)的一部分壓力，從而有效避免建筑墻體壓力集中于一側(cè)，有效避免房屋坍塌事故的發(fā)生[5]，從整體生提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。實(shí)踐工作中，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)房屋建筑的抗震性能開展相應(yīng)的模擬試驗(yàn)，通過多次開展試驗(yàn)，對(duì)其中所包含數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)以及分析，明確其中的不足，在此基礎(chǔ)上及時(shí)展開相應(yīng)的優(yōu)化與完善。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化效果，有利于更好地滿足現(xiàn)階段人們對(duì)建筑各方面提出的要求。因此，實(shí)踐工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合多方面因素進(jìn)行綜合性考慮，采用構(gòu)建模型、信息化手段應(yīng)用以及抗震性能優(yōu)化等措施，在保證房屋建筑結(jié)構(gòu)安全性的前提下，實(shí)現(xiàn)建筑功能豐富化，優(yōu)化各方面資源的配置，實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約，以此來為建筑企業(yè)創(chuàng)造更為可觀的經(jīng)濟(jì)效益，這對(duì)于推動(dòng)房屋建筑行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展來說意義重大。