房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用

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【摘要】建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計是改善房屋建筑使用功能的重要舉措。論文介紹了建筑整體和局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、上部結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、排水管道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以及建筑節(jié)能結(jié)構(gòu)的設(shè)計等方面的內(nèi)容，基于建筑理論與實(shí)際情況，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化進(jìn)行分析，并指出其對現(xiàn)代生活的重要意義，并對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的實(shí)際應(yīng)用提出合理建議與指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化方案

1引言

在建筑行業(yè)日益發(fā)展的今天，除了保證建筑使用的安全性，還要考慮建筑的美觀性和實(shí)用性，以及施工時的可行性以及施工成本，對設(shè)計人員提出了很高的要求。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的重要性

2.1保障建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)過歷年來對傳統(tǒng)房屋設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的比較研究，以及對建筑設(shè)計經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析，發(fā)現(xiàn)科學(xué)性、規(guī)范性的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案可以使結(jié)構(gòu)內(nèi)部中每個部分都得到合理協(xié)調(diào)，并且充分利用建筑資源，最大限度地減少建筑材料的消耗及其浪費(fèi)問題，可以減少成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2符合當(dāng)今建筑行業(yè)的要求

時展的進(jìn)步和人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要，使人們對建筑行業(yè)的要求不斷提高，并希望在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方面予以空間最大化的利用。房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以使建筑材料達(dá)到最大的利用，使建筑空間更為合理，同時可以滿足建筑的多元化需求。建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法被使用后，可以滿足對建筑外觀性和實(shí)用性的雙重要求。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化措施

3.1科學(xué)制訂設(shè)計方案

結(jié)構(gòu)選型在房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化中占據(jù)著重要地位。制訂方案之前需要做好前期準(zhǔn)備工作，實(shí)地勘察施工現(xiàn)場，根據(jù)建筑現(xiàn)場的客觀條件和資源統(tǒng)籌安排建筑工序，按照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建筑方案設(shè)計。嚴(yán)格根據(jù)質(zhì)量要求選擇建筑材料和機(jī)械設(shè)備，以保障質(zhì)量為前提條件進(jìn)行造價控制并優(yōu)化設(shè)計方案。

3.2進(jìn)行方案比選

制訂出不同的設(shè)計方案后，必須對其進(jìn)行整理與分析，以選擇最合適的方案。而在這個過程中，需要對各種影響因素進(jìn)行不同方面的考量與分析。設(shè)計方案合理與否，不僅取決于建筑的美觀性和安全性，還要考慮其是否可以節(jié)約資源。因此，在這個過程中，設(shè)計者要把節(jié)約資源與建筑設(shè)計相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的綠色設(shè)計。

4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的主要內(nèi)容

4.1建筑整體和局部的優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計包括整體設(shè)計和局部設(shè)計，通過建筑整體結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠讓建筑空間得到更為合理的利用。比如，在對房屋建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計時，更多的是需要考慮其整體承重和質(zhì)量需要，而在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計方面則更需要在選材、使用等方面予以深度考量，使建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到質(zhì)量和需要的雙重滿足。

4.2建筑上部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化需要首先分析剪力墻的受力是否平均，可以適當(dāng)加大剪力墻的長度，減少墻肢的個數(shù)，從而在保證安全合理的同時，增加房間的使用面積，減少建筑材料的使用，不僅節(jié)約成本，又能符合建筑對安全性的要求[1]。另外，應(yīng)充分考慮剪力墻底部的優(yōu)化設(shè)計，保證剪力墻底部加強(qiáng)部位的高度，使剪力墻具備較強(qiáng)的抗震性能。樓層的平面幾何中心和剛度中心應(yīng)重合，以提高建筑的穩(wěn)定性與剛度，最終保證建筑的建設(shè)質(zhì)量和使用安全。

4.3地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

地下部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分，在房屋的使用過程中發(fā)揮著重要作用。為了帶給人們更為舒適的居住感受，做好地下結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計非常重要。進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量合理布置地下室柱網(wǎng)跨度和主次梁的布置方式，可以將上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位埋入地下室頂板中，這樣可以使地下室空間得以擴(kuò)大，有利于人們對地下室的空間利用，還可以通過降低地下室層高的方式進(jìn)行多層地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使地下室層級和面積增加，增強(qiáng)其使用性能。

4.4抗震結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

為了使房屋建筑使用質(zhì)量得到提升，并有效避免地震等災(zāi)害對建筑產(chǎn)生嚴(yán)重影響，做好抗震設(shè)計是結(jié)構(gòu)優(yōu)化不可忽視的重點(diǎn)。抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中，應(yīng)盡量采用對稱設(shè)計，如果房屋建筑結(jié)構(gòu)為不對稱設(shè)計，則需要保持建筑結(jié)構(gòu)平面布置的剛心和質(zhì)心重合。另外，需要設(shè)置多道抗震防線，例如，采用“強(qiáng)柱弱梁”延性框架結(jié)構(gòu)，在水平地震波的作用下，梁結(jié)構(gòu)先于柱結(jié)構(gòu)屈服，因此，可以利用梁的變形消耗地震對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的作用力，使框架柱作為保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的第二道防線繼續(xù)發(fā)揮對結(jié)構(gòu)的支撐作用，從而提高整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

4.5排水管道的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中還需要對排水管道系統(tǒng)予以優(yōu)化設(shè)計，考慮排水管道為房屋結(jié)構(gòu)的重要組成部分，加之其復(fù)雜程度較高，需要從實(shí)際應(yīng)用入手做好排水管道系統(tǒng)的優(yōu)化。尤其很多管道為穿墻管道，需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計中做好預(yù)埋空間的預(yù)留，在空間設(shè)計過程中要注意避免管道碰撞，并做好預(yù)埋空洞標(biāo)記，這樣可以在結(jié)構(gòu)施工過程中避免操作失誤。如果排水管道穿越承重墻，還需要做好承重墻的加固，避免管道施工對建筑工程質(zhì)量的影響[2]。

4.6優(yōu)化建筑節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了貫徹綠色發(fā)展理念，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要以節(jié)能為基礎(chǔ)，從各個設(shè)計環(huán)節(jié)完善當(dāng)前的建筑設(shè)計方案。此外，為了保證建筑的舒適性，必須考慮建筑物的通風(fēng)和日照條件。比如，可以通過南北通透戶型設(shè)計的方式實(shí)現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的通風(fēng)。通過交錯空間設(shè)計的方式將陽光引入其他房屋房間，從而使房屋空間的光照符合使用要求。

5結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化不僅使建筑及相關(guān)企業(yè)具有競爭優(yōu)勢，還能減少建筑材料的成本，并提高房屋建筑的安全性和美觀性，同時滿足房屋用戶的不同要求，發(fā)揮建筑的各種功能。通過建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化、整體和局部的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、上部結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)的完善設(shè)計、抗震結(jié)構(gòu)的改良、排水管道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以及建筑節(jié)能結(jié)構(gòu)的設(shè)計等措施則使房屋建筑結(jié)構(gòu)得以更科學(xué)的優(yōu)化，提升房屋建筑的舒適性，并且對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化已成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要發(fā)展趨勢，相關(guān)研究人員需要對建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法進(jìn)行研究，提出建設(shè)性的意見與建議，讓房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更具創(chuàng)新性，順應(yīng)市場發(fā)展，滿足各方面的需求。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉松.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究,2016(20):21-22.

【2】齊建民.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技資訊,2015,13(11):73.

作者：張凱月 單位：廊坊師范學(xué)院