時間：2022-02-14 17:17:20
序論：在您撰寫房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu) 設(shè)計優(yōu)化技術(shù) 意義 問題 應(yīng)用
中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：
0 前言
眼下，我國正處于科技和經(jīng)濟飛速發(fā)展的時期，人們對居住條件及生活環(huán)境要求越來越高，而對建筑房屋進行優(yōu)化設(shè)計，使其結(jié)構(gòu)與美觀相互協(xié)調(diào)、同時適用、安全、經(jīng)濟以及便利是提高人們生活環(huán)境的關(guān)鍵因素。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)注重實際，以工程建設(shè)的基本狀況為出發(fā)點，以計劃成本為控制為中心來進行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，其內(nèi)容就是利用對建筑基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)、屋蓋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案以及圍護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案等環(huán)節(jié)，建立起一種關(guān)于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的模型，通過對各種不同的影響變量參數(shù)中的若干關(guān)鍵參數(shù)的科學計算，來制定建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。
1 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義
1.1結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以降低總造價。進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，多層住宅和高層住宅相比較，層數(shù)越多，總建筑面積增大，單位建筑面積占用的土地面積就越小，節(jié)約了用地成本，但建筑層數(shù)的增多，建筑總高度也會加大，樓與樓之間的間距也要加大，這時占用的土地節(jié)約量就不與建筑層數(shù)增加比例相同了。另如屋蓋部分，一棟樓只有一個屋蓋，并不會因為層數(shù)的增加而有所改變，它的成本下降會比較明顯。對于基礎(chǔ)部分而言，雖然也是各層共用的，但是層數(shù)增加，傳給基礎(chǔ)的荷載將會增大，我們需要增大基礎(chǔ)，這樣單位面積的造價有所降低，
但是卻沒有屋蓋的效果那樣明顯。
1.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可以提高建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法可以使建筑工程造價降低 6%- 34%。優(yōu)化方法的技術(shù)性實現(xiàn)，可以最合理的利用材料性能，使建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部各單元得到最好的協(xié)調(diào)，不僅可以實現(xiàn)建筑美觀、實用，而且在造價方面也有較大的節(jié)省，達到了建筑工程設(shè)計對適用、安全、經(jīng)濟、美觀和便于施工的一般要求。通過使用優(yōu)化設(shè)計手段，達到上述五個方面的最佳結(jié)合，符合現(xiàn)今建筑商對于建筑結(jié)構(gòu)的效益的需求，也符合市場可持續(xù)發(fā)展的需求。
2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的問題2.1從現(xiàn)在的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作來看，普遍缺少詳細的勘察地質(zhì)資料，只是簡單的依據(jù)相臨建筑的情況進行圖紙設(shè)計?？辈焓┕龅氐淖饔檬潜ＷC科學的進行地基基礎(chǔ)工作，并且達到最基本的安全保障。往往房屋設(shè)計工作人員只是把耐力數(shù)值控制到最小，就簡單認為房屋建筑結(jié)構(gòu)沒有問題了，這種技術(shù)問題為房屋埋下了安全隱患。在對較軟地基進行處理時，忽略了墊層換土設(shè)計，只是根據(jù)經(jīng)驗判斷處理。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，對于較軟地基存在的安全隱患沒有足夠認識，單純依據(jù)個人經(jīng)驗使用砂墊層強化承載力，對于其寬厚度缺乏精確計算，也造成了費用的浪費。
2.2在抗震房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中，施工設(shè)計人員普遍認為六度設(shè)防可以看成是沒有設(shè)防。為了方便受力分析，施工設(shè)計人員往往把柱體橫截面較小設(shè)計，增加梁線的剛度，將梁設(shè)計成為鉸支梁，柱體的抗壓能力設(shè)計成軸心抗壓。這種操作方法能夠方便分析房屋結(jié)構(gòu)的受力，但是針對整體的房屋結(jié)構(gòu)安全帶來了危險。忽視了梁與柱之間的彎矩約束，還有柱體的截面積較小，整個房屋結(jié)構(gòu)一旦受力，抗彎能力明顯不足，造成了梁底顯現(xiàn)裂縫。2.3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計承重能力時主要是通過樓板設(shè)計完成的，在房屋建筑時經(jīng)常將一些沒有承重能力的墻體安置在樓板山，之后還會這部分算在同等效果的荷載力范圍內(nèi)，樓板的配筋也會依據(jù)這個數(shù)據(jù)進行計算。除此之外，設(shè)計人員將立磚斜砌隔墻頂位置，造成樓板頂部出現(xiàn)裂縫。兩個方向同時產(chǎn)生彎矩的雙向板中的鋼筋是要疊放并且要保持縱橫方向，計算時應(yīng)該依據(jù)雙方向的高度。
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)實踐應(yīng)用是當前建筑業(yè)非常關(guān)注的一個課題，目的在通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)逐步改善房屋建筑的使用性能的基礎(chǔ)上，提高經(jīng)濟性，大力降低工程成本造價。主要應(yīng)用可以體現(xiàn)在以下幾個方面：
3.1房屋建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計中應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目的是追求適用、安全、經(jīng)濟、美觀以及便利施工，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計不但要求結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師有豐富的設(shè)計經(jīng)驗，也同時也要要對房屋建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的條文有較為詳細的了解，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的基礎(chǔ)上，能夠把自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案科學的融入到整個項目工程中。對于一些大面廣的工程中，某些條文規(guī)定不可避免的的偏于保守，同時，也有些條文對一些特殊、復雜工程的設(shè)計工程條文安全性不足。因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師在優(yōu)化設(shè)計中，應(yīng)該充分利用扎實專業(yè)知識與豐富的經(jīng)驗，對上述問題做出科學與正確的判斷，從而能夠把握設(shè)計，使設(shè)計成果逐步優(yōu)化，不斷創(chuàng)新。
3.2房屋結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃。房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動參前期工程規(guī)劃是實施結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的重點內(nèi)容。因為，在在實際施工中，房屋建筑結(jié)構(gòu)工程建筑師難以把握對結(jié)構(gòu)體系的受力的正確分析，相關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)工程師要積極主動地參與前期方案設(shè)計，幫助建筑師構(gòu)思與逐步創(chuàng)新，使整個建筑的優(yōu)化功能能夠全部體現(xiàn)出來。
3.3涉及到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的各個專業(yè)應(yīng)該相互協(xié)調(diào)與合作房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化是一個復雜性的系統(tǒng)工程，涉及到的專業(yè)也很廣，各個專業(yè)必須相互協(xié)調(diào)與配合。依據(jù)建筑學發(fā)展角度出發(fā)，現(xiàn)代建筑是綜合性產(chǎn)品，包括建筑、結(jié)構(gòu)以及設(shè)備等要素。因此，房屋建筑工程在工程實施中，應(yīng)該大力加強分工與合作，將各個構(gòu)成要素進行充分有機結(jié)合，為打造出完美的作品夯實基礎(chǔ)。在房屋建筑工程項目設(shè)計中，最重要的環(huán)節(jié)是建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計，只有將這兩個環(huán)節(jié)充分結(jié)合，房屋建筑工程的實用美觀大方效果才能充分體現(xiàn)，同時，房屋的建造結(jié)構(gòu)受力更趨向合理性，大大降低了成本，簡化了施工。但在建筑設(shè)計中，一些許建筑設(shè)計人員不遵循建筑的基本力學規(guī)律，過于注重設(shè)計方案創(chuàng)作的新奇性，導致這房屋建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一些后遺癥，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化必須通過強化各個專業(yè)的合作與協(xié)調(diào)，才能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)合理，成本降低。3.4房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計要將概念設(shè)計結(jié)合細部結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化。概念設(shè)計即是利用設(shè)計概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計過程的設(shè)計方法，是通過設(shè)計概念將設(shè)計者繁復的感性和瞬間思維上升到統(tǒng)一的理性思維從而完成整個設(shè)計。但是概念設(shè)計應(yīng)用于沒有具體數(shù)值量化的狀況時，計算式不可避免與實際出現(xiàn)較大的差異，譬如在地震設(shè)防烈度就沒與不確定性，計算式與實際差別較大，因此，房屋建筑結(jié)構(gòu)在優(yōu)化設(shè)計中，通過采用概念設(shè)計的方法，將數(shù)值作為輔助和參考的依據(jù)，同時設(shè)計人員在設(shè)計過程中還需靈活運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的方法。在整個設(shè)計過程中貫穿一種抗震設(shè)防的思想且以概念設(shè)計作為重點指導設(shè)計。同時在設(shè)計的過程中，注重優(yōu)化細部的結(jié)構(gòu)設(shè)計，譬如現(xiàn)澆板中的異形板拐角處易出現(xiàn)裂縫，可劃分為矩形板。在選擇鋼筋型號時，充分考慮其極限抗拉力等。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞：房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；優(yōu)化
中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A 文章編號：
Abstract: with the development of economy, improve the people's living standard, the building structure design of building structure in the design optimization is one of the effective ways of China's construction enterprises to achieve sustainable development. The paper discussed the optimization design of building structure design of building structure.
Keywords: building structure design; structure design; optimization
1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化概述
由于建筑工程所涉及到的內(nèi)容非常豐富，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化所包含的內(nèi)容頁比較豐富，從總體上來看，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化工作包括對房屋總體結(jié)構(gòu)和分部結(jié)構(gòu)優(yōu)化兩個大的內(nèi)容，其中，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建主結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要包括以下幾個方面的具體內(nèi)容，第一，房屋基本結(jié)構(gòu)優(yōu)化內(nèi)容。第二，房屋頂部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。第三，房屋的維護結(jié)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)、細節(jié)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計。第四，要以房屋建筑的基本功能要求和舒適性要求為基礎(chǔ)，對房屋建筑結(jié)構(gòu)的造價進行控制，也就是要對“房屋的造價進行最優(yōu)化設(shè)計”。
之所以對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化是因為優(yōu)化設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)對有限的空間和資源進行充分利用，提高各種設(shè)備和材料的使用效率，盡量使優(yōu)化結(jié)構(gòu)下所建筑的房屋能夠?qū)崿F(xiàn)安全、可靠、經(jīng)濟、美觀。相關(guān)研究統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計相比能夠節(jié)省5%～33%的工程造價，因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中要積極應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，以推動建筑工程企業(yè)的常遠發(fā)展，實現(xiàn)資源的充分利用。
2.常用的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)
常用的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)有很多種，不同的優(yōu)化技術(shù)產(chǎn)生的實際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果也是不同的，而由于各種優(yōu)化技術(shù)都具有自身的特征，對建筑工程的要求也不同，因此，在與房屋建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合時就需要對房屋建筑工程的實際狀況進行分析，而基本優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用分為以下兩種。
2.1概念設(shè)計在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
概念設(shè)計技術(shù)指的是“設(shè)計人員根據(jù)設(shè)計的一般規(guī)律和實踐經(jīng)驗，對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的多種方案進行分析并優(yōu)化選擇方案的過程”。概念設(shè)計技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)中主要應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)布置、房屋結(jié)構(gòu)的細節(jié)處理、荷載量的確定、參數(shù)選擇等部分的設(shè)計中，在進行概念設(shè)計過程中設(shè)計人員要對房屋施工方案進行綜合分析，從中選擇出最佳的施工方案。
2.2概念設(shè)計在建筑設(shè)計中的應(yīng)用
概念設(shè)計在房屋的建筑設(shè)計中進行應(yīng)用主要目的在于提高房屋的抗震能力，應(yīng)用在房屋的抗震性設(shè)計當中，如果房屋抗震性能差，在發(fā)生地震時則會造成重大的損失，因此，房屋建筑設(shè)計中的抗震優(yōu)化設(shè)計就顯得尤為重要。然而發(fā)生地震的隨意性是非常大的，不同地區(qū)的地震等級、破壞能力等都是不同的，這就給房屋建筑設(shè)計中的抗震設(shè)計提出了更高的要求，相關(guān)數(shù)據(jù)的計算難度也非常大。概念設(shè)計是“綜合考慮決定抗震性能的各種因素和造價因素，選擇抗震性和經(jīng)濟性最強的方案。”因此，在房屋建筑設(shè)計中的概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用能夠大大提高房屋建筑的抗震能力。概念設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中所應(yīng)用的主要思想是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，其實這種思想也是多途徑設(shè)防的思想，多途徑設(shè)防思想是指“在發(fā)生大地震時，先破壞房屋次要的結(jié)構(gòu)，消耗地震能量，盡量保證房屋的主體結(jié)構(gòu)不遭到破壞?！?/p>
3.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略是需要從不同的角度和方向來進行的，比如可以從節(jié)能環(huán)保角度進行優(yōu)化設(shè)計、從信息化自動化角度進行優(yōu)化設(shè)計等等，具體而言房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化策略大致有以下幾點。
3.1優(yōu)化選擇房屋建筑結(jié)構(gòu)類型
不同的形式的房屋建筑結(jié)構(gòu)類型是會產(chǎn)生不同的造價管理模式的，而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中常用的結(jié)構(gòu)類型有如下幾種，第一，剪力墻結(jié)構(gòu)類型。該類型主要應(yīng)用于高層房屋建筑中，所依托的基礎(chǔ)為混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，該種優(yōu)化結(jié)構(gòu)類型同“短肢剪力墻”結(jié)構(gòu)類型相比就有抗震性能強、鋼筋材料使用數(shù)量較少等特征。第二，框架結(jié)構(gòu)類型。這種類型主要優(yōu)點在于開間大、靈活布局、造價較低等優(yōu)點，但是該結(jié)構(gòu)類型也具有一定的缺點，柱的截面面積比較大，抗震能力相對較薄弱。第三，“框架—剪力墻”結(jié)構(gòu)類型。這種類型的結(jié)構(gòu)是對剪力墻和框架兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組合，其能夠綜合以上兩種結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)布置比較合理，實際應(yīng)用能力也比較強，該結(jié)構(gòu)的最突出特點就是抗側(cè)力能力比較強。
綜上所述的三種房屋結(jié)構(gòu)類型，無論是哪種都會有優(yōu)點和缺點，在進行結(jié)構(gòu)類型選擇過程中一定要從建筑質(zhì)量和建筑成本兩個角度出發(fā)優(yōu)化選擇，對于建筑質(zhì)量一定要符合業(yè)主和相關(guān)標準的要求，而對于建筑成本控制來說，要對房屋建筑工程的投資水平和施工單位的實際施工能力等進行分析和選擇，最好是實現(xiàn)利益均衡。
3.2積極應(yīng)用信息優(yōu)化技術(shù)
在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的變量比較多，房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化造成了一定的障礙，因此考慮到房屋建筑結(jié)構(gòu)中存在的各種復雜因素，在優(yōu)化設(shè)計中就應(yīng)該積極應(yīng)用先進的信息技術(shù)，比如應(yīng)用一些參數(shù)定義軟件，這樣就能夠有效的減少房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中設(shè)計者的工作量，提高工作質(zhì)量和工作效率。
3.3節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化
節(jié)能結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化是需要以綠色建筑理念為基礎(chǔ)，并積極應(yīng)用設(shè)計學中的方法。首先，優(yōu)化布局和表面形狀。布局就是指建筑的主要朝向，受到我國氣候條件的影響，為了保證房屋的陽光照射量的通風良好，房屋的朝向盡量要朝南。表面形狀的優(yōu)化就是要保證所設(shè)計的房屋建筑外表面積不要接受冷風的直接朝向，這樣就能夠減少熱能的消耗，起到節(jié)能效果。其次，維護結(jié)構(gòu)設(shè)計。維護結(jié)構(gòu)主要指的就是門窗和屋頂，對于門窗而言，在房屋朝南的方向所設(shè)置的門窗要盡量要大和多，這樣能夠最大限度吸收陽光輻射，朝向北的就要減少門窗，防止熱量的流失，材料也要選擇保溫效果好的。屋頂?shù)脑O(shè)計可以采用架空的方式或者是鋪設(shè)循環(huán)水管，夏天降溫冬天保暖。
4.結(jié)語
從以上的分析中我們看到了房屋建筑中結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化是需要綜合進行的，雖然本文簡單的提出了三點優(yōu)化策略，但是在實際應(yīng)用中，不同的房屋建筑工程特征所要求的優(yōu)化方式也是不同的，還需要設(shè)計人員在優(yōu)化設(shè)計之前對房屋建筑工程實際狀況進行深入了解。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】房屋結(jié)構(gòu)；設(shè)計優(yōu)化；設(shè)計方案；分析
1引言
根據(jù)我國的房屋建設(shè)成本構(gòu)成分析，土建成本占有很大的比重。土建成本很大程度上取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員對設(shè)計理念和科學設(shè)計的合理把握。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)嚴格遵守建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中“安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、方便施工”的原則，精心設(shè)計出令建設(shè)單位滿意的作品。現(xiàn)代建筑科技成果的應(yīng)用可以降低項目成本，實現(xiàn)經(jīng)濟效益。采用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)比較選擇出合理的設(shè)計方案更進一步降低了項目總開支，而且正發(fā)揮著越來越重要的作用。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)可以使設(shè)計者從被動分析轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃釉O(shè)計。與傳統(tǒng)設(shè)計相比，采用優(yōu)化設(shè)計技術(shù)可以降低土建造價的10%～30%。優(yōu)化設(shè)計技術(shù)可以使建筑材料的性能得到最合理利用，使房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到最佳協(xié)調(diào)，使設(shè)計理念得到最大限度展現(xiàn)。同時，還可以對總體設(shè)計方案中存在的薄弱環(huán)節(jié)做出合理的預估。優(yōu)化設(shè)計技術(shù)是實現(xiàn)設(shè)計目標的有效途徑。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的方法及應(yīng)用
2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的方法。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計是結(jié)構(gòu)工程與運籌學、經(jīng)濟學與管理科學的綜合應(yīng)用。一名優(yōu)秀的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計師在達到設(shè)計目標過程中，努力協(xié)調(diào)各方面條件的制約，以期找到最佳的解決方案，即優(yōu)化設(shè)計。從20世紀初開始直到20世紀60年代，不斷有人嘗試做一些優(yōu)化設(shè)計方面的系統(tǒng)研究，但效果不是很明顯，主要原因是受限于數(shù)學力學計算手段的效率低下。從20世紀60年代開始，電子計算機在土木工程領(lǐng)域逐步得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是計算理論的不斷完善和設(shè)計軟件的快速發(fā)展，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的快速發(fā)展提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，仿生學方法的發(fā)展為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了借鑒意義，有限元分析軟件的發(fā)展為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了可靠的計算手段。一般而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)主要包括直觀優(yōu)化、準則法優(yōu)化、數(shù)學規(guī)劃優(yōu)化、仿生學優(yōu)化、系統(tǒng)優(yōu)化、模糊優(yōu)化、灰色優(yōu)化、自動優(yōu)化、智能優(yōu)化等方法。
2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。在各種房屋類型中，結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用在住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中體現(xiàn)最為明顯。住宅結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計包括結(jié)構(gòu)體系方案的優(yōu)化設(shè)計、豎向承重構(gòu)件布置的優(yōu)化設(shè)計、圍護方案的優(yōu)化設(shè)計、樓蓋結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)化設(shè)計等內(nèi)容。結(jié)構(gòu)體系選擇框架結(jié)構(gòu)還是剪力墻結(jié)構(gòu)、豎向承重構(gòu)件的布置合理與否、圍護方案采用空心磚砌體還是輕質(zhì)隔墻材料、樓蓋方案采用現(xiàn)澆式還是裝配整體式等不同方案的選擇直接導致設(shè)計目標的各項指標有很大的差別。房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計通過比較選擇各種設(shè)計方案，力求項目綜合經(jīng)濟效益最大化。
3房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)體系構(gòu)成理論分析
狹義上的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化通常是指直觀優(yōu)化，它是工程經(jīng)濟學中的一個論點。直觀優(yōu)化又分為選擇性優(yōu)化和直覺判斷性優(yōu)化。前者是根據(jù)有限的幾個選項，設(shè)計師經(jīng)過初步分析，結(jié)合設(shè)計指標選擇最優(yōu)的解決方法；后者是根據(jù)設(shè)計師的經(jīng)驗和直覺知識判斷和選擇的優(yōu)化分析方法。直觀優(yōu)化方法是一種重要而簡單的方法，但它依賴于設(shè)計者直觀知識的普遍性、邏輯判斷能力和豐富的設(shè)計經(jīng)驗。結(jié)構(gòu)分析計算軟件在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的廣泛應(yīng)用，將設(shè)計師從枯燥乏味的力學公式中解放出來。隨著現(xiàn)代建筑的體量越來越大，樓層越來越多，優(yōu)化設(shè)計可以大幅度減少項目總開支，避免不必要的浪費。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計過程中，應(yīng)在理論知識和實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，注重概念設(shè)計，充分了解各種方案的優(yōu)缺點，從中優(yōu)選最經(jīng)濟合理的設(shè)計方案。所謂的概念設(shè)計，是指在特定的建筑空間和環(huán)境條件下，用概念性近似計算方法從宏觀上把握結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，迅速有效地選擇與建筑功能需求相協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)體系方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的核心指導思想是提高結(jié)構(gòu)布置方案的合理性，避免不必要的浪費。但這并不意味著剪力墻結(jié)構(gòu)一定比框架結(jié)構(gòu)好，也不意味著房屋豎向承重構(gòu)件越少越好。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化首先要滿足一個前提條件，那就是安全要求。脫離了安全要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化都是偽命題。在眾多影響房屋結(jié)構(gòu)安全的因素中，地震是一種突發(fā)式的自然災(zāi)害，能瞬間給人們的生命財產(chǎn)造成嚴重的危害，因而規(guī)范規(guī)定房屋必須進行抗震設(shè)計。滿足了安全要求后，結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的目標就很明確了：把項目土建成本壓縮到最低。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計人員水平的參次不齊，即使對于同一個確定的設(shè)計方案，各個結(jié)構(gòu)設(shè)計人員完成的設(shè)計方案的土建造價也有差別，更別說不同的設(shè)計方案了。這時，就需要房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計人員利用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理論對項目各種設(shè)計方案仔細斟酌，不斷進行橫向和縱向上的比較選擇，優(yōu)選出一個令各方都滿意的好作品。
4結(jié)語
本文對結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的方法和應(yīng)用進行了介紹，同時對結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)體系構(gòu)成進行了一定程度的理論分析。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合項目的實際情況，運用結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)對項目設(shè)計方案進行優(yōu)化，避免不必要的浪費，降低項目土建成本。
參考文獻
[1]黃襄云，周福霖，金建敏，羅學海.多層隔震與非隔震框剪結(jié)構(gòu)振動臺對比試驗研究[J].建筑結(jié)構(gòu).2007（08）.
【關(guān)鍵詞】磚混房屋；結(jié)構(gòu)設(shè)計；溫度裂縫；防裂措施
一、產(chǎn)生墻體裂縫的原因及防治對策
磚混結(jié)構(gòu)頂層墻體產(chǎn)生裂縫， 是由于屋面長時間受陽光輻射， 其溫度較墻體高出許多， 在炎熱的夏季， 屋面溫度是墻體溫度的兩倍左右， 且在相同溫度條件下， 鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)是磚砌體線膨脹系數(shù)的兩倍， 這就使屋蓋變形要比墻體大得多。屋蓋在變形過程中， 產(chǎn)生了很大的推力， 作用在墻體頂端的水平推力使墻體與屋蓋的接觸面受剪， 剪力與屋蓋.挑檐或女兒墻的垂直壓力， 構(gòu)成墻體雙向應(yīng)力。當主拉應(yīng)力大于墻體抗拉強度時， 墻體就會出現(xiàn)裂縫。沿墻體分布的剪應(yīng)力大致為兩端最大， 中部為零。由于端部的正應(yīng)力較小， 其主拉應(yīng)力接近于剪應(yīng)力， 則可能引起斜裂縫， 在窗口， 門口處由于應(yīng)力集中， 易產(chǎn)生裂縫， 由于屋蓋對圈梁的推擠作用， 圈梁下的磚砌體易出現(xiàn)水平裂縫。
1.地基不均勻沉降裂縫。地基不均勻沉降裂縫的原因分析：地基是房屋荷載的最終承受者，其應(yīng)力受深度而擴散，應(yīng)力中間大，向兩端逐漸減少。即使地基地層分布均勻，應(yīng)力分布卻不均勻，從而產(chǎn)生不均勻的沉降。當沉降失去約束，某一處就會形成應(yīng)力集中，產(chǎn)生大于周邊的沉降，超過設(shè)計允許值范圍時，房屋就會出現(xiàn)裂縫。墻體裂縫產(chǎn)生與房屋長高比有關(guān)，與地基的結(jié)構(gòu)構(gòu)成有關(guān)，與地質(zhì)受力應(yīng)力分布曲線有關(guān)，也與房屋高差和載荷差異密切相關(guān)。
地基不均勻沉降引起墻體裂縫的防治和控制。首先要加強地基勘測，對較弱不均勻地基進行加固處理，對地基的處理要與上部結(jié)構(gòu)綜合考慮。常見的地下處理方式有：夯實.打樁.換土等（如端承樁.摩擦樁.爆擴樁等）。其次對上部建筑進行設(shè)計處理，如：改變建筑體型，簡化建筑物平面，合理設(shè)置沉降縫。最后對上部結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計處理，加強房屋整體剛度（如增設(shè)圈梁.橫梁.采用箱形.筏式基礎(chǔ)等）以及采用柔性結(jié)構(gòu)，輕型結(jié)構(gòu)等。
2.溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫原因分析：熱脹冷縮是建筑材料固有的特性。房屋結(jié)構(gòu)受周圍環(huán)境溫度變化影響，會產(chǎn)生熱脹冷縮的變形，當結(jié)構(gòu)受到約束后，變形不能復位，則結(jié)構(gòu)必然會產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當溫度應(yīng)力的數(shù)值上升到能使砌體結(jié)構(gòu)遭到損壞時，墻體就會產(chǎn)生裂縫。溫度應(yīng)力是墻體產(chǎn)生裂縫直接原因之一，而防止溫差裂縫就在于降低溫差，釋放應(yīng)力，使變形在一定范圍內(nèi)得到約束或釋放，以避免持續(xù)發(fā)展形成裂縫。
溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫控制措施。合理設(shè)置伸縮縫，將變形在一定程度內(nèi)自由釋放，以避免產(chǎn)生附加應(yīng)力；避免樓面錯層和伸縮縫錯位；加強屋面保溫.隔熱措施，采取蓄水屋面或種植屋面；油氈夾滑石粉或鐵皮將屋面板和墻體隔離，并在女兒墻根部合適空隙，使其有自由伸縮的能力與余地；對女兒墻設(shè)構(gòu)造柱，加強結(jié)構(gòu)剛度，提高抗拉強度等技術(shù)措施。
3.砌體干縮裂縫。砌體干縮裂縫的原因分析：任何材料都有干縮濕脹的物理現(xiàn)象，不同材料的干濕變形值不同。普通混凝土砌塊，用干硬性混凝土機械振壓成型，水灰比小，水泥用量小，一般強度較高，干燥收縮值可控制在0.4毫米/米以內(nèi)；而輕集料混凝土砌塊和蒸壓加氣混凝土砌塊，由于采用的集料成分不同，砌塊的毛細孔不同，含水率與失水收縮值不同，干燥收縮值一般在0.26毫米/米至0.99毫米/米之間。
不同的砌體材料，它的干縮變形的值是各不相同的，不同工藝制作生產(chǎn)的砌塊材料，其砌塊的干燥收縮值的變化差異也較大。
砌體干縮裂縫的控制措施。為有效控制砌體干縮裂縫，可采取以下措施：一是在砌體材料的選擇方面，用于外墻的普通砌塊，密度不大于1300千克/立方米，干燥收縮值不大于0.3毫米/米，抗壓強度不小于7.5MPa；用于內(nèi)墻的普通砌塊，密度和干燥收縮值指標同外墻要求，抗壓強度不小于5MPa。二是面積較大的墻體采用在墻體內(nèi)增設(shè)構(gòu)造梁柱的構(gòu)造措施。如墻體長度超過5米，可在中間設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱；當墻體高度超過3米（≤120厚墻）或4米（≥180厚墻）時，須在墻高中間處增設(shè)鋼筋混凝土圈梁。三是嚴格控制以膠凝材料為原料的砌塊的齡期，不足28天的不得進入施工現(xiàn)場。四是分別掌握各種砌塊上墻時的含水率。一般的小型砌塊含水率高，水分蒸發(fā)而引起的收縮值大。
4.施工操作不當引起的裂縫
通過對出現(xiàn)裂縫的墻體進行解剖分析，發(fā)現(xiàn)不少墻體裂縫的出現(xiàn)是由于施工操作不當引起的，主要有：灰縫不飽滿，磚塊干砌.瞎縫；使用斷裂磚塊；磚塊早期受擾動；接槎不合理；預留洞口填塞不嚴等。
控制措施：加強工人砌筑知識的教學培訓工作，只有工人掌握了正確的砌筑方法，才能從根本上保證砌體的工程質(zhì)量；加強施工現(xiàn)場正確指導，對砌筑分項工程制訂行之有效的技術(shù)保證措施，嚴格按施工規(guī)范和施工規(guī)程的有關(guān)規(guī)定要求進行施工，及時糾正操作不善的現(xiàn)象；認真落實“自檢.互檢.交接檢”的三檢制度和“上道工序不合格不允許進入下道施工工序”等制度，嚴把工程質(zhì)量關(guān)。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題分析
1.建筑物頂層端部剪應(yīng)力與溫差成正比， 與水平阻力系數(shù).材料彈性模量.建筑物長度等呈線性關(guān)系?？刂茰囟葢?yīng)力引起墻體裂縫的主要因素， 因此用伸縮縫作為控制裂縫的唯一方法是不全面的。控制裂縫應(yīng)綜合考慮有關(guān)因素， 采取行之有效的措施。結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮強度計算.抗震結(jié)構(gòu)措施多?？刂茰囟葢?yīng)力的措施少， 在住宅樓頂層端單元內(nèi).外縱墻出現(xiàn)裂縫較普遍， 不可否認， 結(jié)構(gòu)設(shè)計未采取措施或措施不力， 是形成墻體裂縫的重要因素之一。
2.磚混房屋長度過長。規(guī)范規(guī)定總長超過 50 m 應(yīng)設(shè)伸縮縫， 有的房屋超過較多而未設(shè)， 也未采取其它措施。
3.構(gòu)造柱是增強建筑物整體性， 抵抗地震作用的重要構(gòu)造措施， 過去不少設(shè)計， 構(gòu)造柱的設(shè)置只考慮符合抗震規(guī)范， 不考慮實際已存在的溫度應(yīng)力， 認為溫度應(yīng)力在規(guī)范上未明確規(guī)定計算方法， 不考慮也不能算是設(shè)計錯誤。
4.采用磚.砂漿強度等級， 越到頂層越低， 有些建筑物低部幾層采用 MU10 級磚.M5 級砂漿， 而到頂層則為 MU7.5 級磚.M 2. 5 級砂漿。設(shè)計人員習慣于從強度上考慮， 對溫度應(yīng)力引起的抗剪強度及變形則考慮較少
三、預防措施分析
1.為增強外縱墻及內(nèi)縱墻的抗剪及抗拉能力， 控制裂縫出現(xiàn)， 外縱墻厚度宜采取 37mm， 內(nèi)縱墻厚度宜采取 240mm。增加墻的厚度后， 圈梁和構(gòu)造柱仍占一磚墻厚， 使圈梁.構(gòu)造柱不暴露在大氣中， 有利于控制溫度應(yīng)力引起的墻體裂縫。在房屋端部一間的內(nèi)縱墻盡量不開高窗， 如非設(shè)不可， 亦宜使窗口盡量減小， 房屋的長高比不宜太大， 以保證房屋的整體剛度， 并使長度控制在溫度變形允許長度之內(nèi)。為減少屋蓋與墻體的溫差， 可在屋面上增設(shè)架空隔熱板， 其減小溫度應(yīng)力的效果十分明顯。
【關(guān)鍵詞】建筑工程；房屋結(jié)構(gòu)，設(shè)計優(yōu)化
中圖分類號：TU198 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著人們物質(zhì)生活的不斷豐富，物質(zhì)享受質(zhì)量標準的不斷提高，對于房屋質(zhì)量及結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也越來越高。這就導致房屋建筑工程作業(yè)難度不斷加大，同時也對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計工作提出了更高的要求，因而為了確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足人們的要求，作為新時期背景下的房建設(shè)計企業(yè)必須加強對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計進行不斷優(yōu)化，從而實現(xiàn)企業(yè)追求經(jīng)濟效益最大化的目標，達到提高企業(yè)市場適應(yīng)力與競爭力的目的?；诖?，本文正式結(jié)合這一背景和自身工作實踐提出了的以下幾點看法。
1.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化重要性
現(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟急速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活不斷豐富，物質(zhì)享受質(zhì)量標準也在不斷提高，對于房屋質(zhì)量及結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也越來越高。對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計進行不斷優(yōu)化，能讓房屋結(jié)構(gòu)更美觀、適用、經(jīng)濟以及安全，這已經(jīng)成為當前改善人們房屋居住條件的重要手段。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化主要就是根據(jù)工程實際情況，通過將工程成本的合理計劃作為重點進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，主要就是利用建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)維護方案等階段，以此做出工程相關(guān)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型，而后通過對各種不同變量參數(shù)及各種不同影響因素的綜合考慮，從而確定出最佳房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案[1]。
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化重要性主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，增強了建筑經(jīng)濟性，有利于抗震，節(jié)省裝修成本，增強了荷載能力，提高了企業(yè)經(jīng)濟性能。第二，降低了工程總開發(fā)成本，節(jié)約了占地面積，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，進行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能有效降低工程總開發(fā)成本的四分之一左右，還能更加合理利用建筑施工材料，能讓建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)及不同建筑單元之間更協(xié)調(diào)，極大增強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性。
2.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化的內(nèi)涵
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化的內(nèi)涵就是通過對結(jié)構(gòu)設(shè)計的調(diào)整讓其與建筑美觀相互協(xié)調(diào)配合，從而建造出賞心悅目的建筑。當前人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求就是美觀、適用、經(jīng)濟以及安全，而進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化就能很好的滿足這一要求，讓建筑更形態(tài)更美觀、造型更優(yōu)美、結(jié)構(gòu)更安全、合理、經(jīng)濟，創(chuàng)造出最符合人們心中居住的房屋。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化主要包括房屋分部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和房屋結(jié)構(gòu)總體設(shè)計優(yōu)化兩方面。其中房屋分部結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化又主要有：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的優(yōu)化、結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的優(yōu)化、屋蓋系統(tǒng)設(shè)計方案的優(yōu)化、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的優(yōu)化。在實際進行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化時，必須做到實事求是，結(jié)合房屋自身具有的特點及建筑工程實際情況，對其整體利益進行全面綜合的考慮，從而制定出最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。房建設(shè)計人員進行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)選擇最優(yōu)設(shè)計方案，以此滿足設(shè)計目標，并且確保設(shè)計的房屋平面布局是合理的、規(guī)則的，以便降低剛度與質(zhì)量之間的差異，從而最大程度降低房屋的水平荷載。與此同時，在進行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時。必須盡可能避免房屋縱向空間中出現(xiàn)轉(zhuǎn)換層，從而有效確保房屋的應(yīng)力不會集合在一起[2]。
2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化就是利用建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)維護方案等階段，通過對各種不同變量參數(shù)及各種不同影響因素的綜合考慮，選擇主要參數(shù)，以此建立工程相關(guān)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模型，最后采用有效的方法確定最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。進行結(jié)構(gòu)總體設(shè)計優(yōu)化時的大致流程有：第一，合理選擇設(shè)計變量。一般情況下設(shè)計變量的選擇，主要是選擇對設(shè)計要求產(chǎn)生極大影響的參數(shù)，而后把涉及參數(shù)根據(jù)具體作用進行針對性地區(qū)分，對設(shè)計變量影響較低的參數(shù)一般作為預定參數(shù)，采取該方法能有效降低計算編程工作量。第二，科學確定目標函數(shù)。通過對函數(shù)的應(yīng)用找出符合條件的最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案。第三，正確確定約束條件。設(shè)計時，必須確保確定的約束條件均達到相應(yīng)的規(guī)范要求。
2.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算方案
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化受較多因素影響和限制，所以計算方法也具有特殊性。這種特殊性使得設(shè)計人員在計算時，常常將其限制因素轉(zhuǎn)變成無限制因素。一般情況下，主要采用符合型算法、乘子算法、Powell優(yōu)化算法等計算方法。采用這些計算方法不僅方便而且精準性高，只需利用計算機對這些計算方法進行編程，就能得到最科學合理的最佳結(jié)論[3]。
3.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用
3.1概念設(shè)計在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的應(yīng)用
當下的建筑設(shè)計中，能充分展示設(shè)計思想的重要因素就是概念設(shè)計，因而作為設(shè)計人員，在一個特定的空間內(nèi)，利用整體概念進行總體設(shè)計方案的確定是設(shè)計工作中最為重要、關(guān)鍵的事情，并正確處理建筑中結(jié)構(gòu)與構(gòu)件、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)間的關(guān)系。設(shè)計人員開展概念設(shè)計工作時，必須具備豐富的建筑經(jīng)驗基礎(chǔ)，且經(jīng)驗越豐富，設(shè)計作品就會更成功，這樣才能為概念設(shè)計工作的順利開展與完成奠定堅實的基礎(chǔ)。由于建筑結(jié)構(gòu)組成的復雜性，即使在一樣的設(shè)計方案中，其結(jié)構(gòu)組成設(shè)計也會具有較多變化，就算是已通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計確定的建筑，其不同的分析方法也會出現(xiàn)不同的結(jié)果。且上述問題無法利用計算機進行解決、完成，這就對相關(guān)工作人員提出了更高要求，要求其自行進行判斷及處理。但是工作人員作出的判斷及處理必須基于遵循相關(guān)的規(guī)律為前提，而后結(jié)合自身工作實踐經(jīng)驗及工程實際，得出最后的結(jié)果，這就是所謂的概念設(shè)計。
3.2概念設(shè)計的重要性
設(shè)計勘察是工程的核心，質(zhì)量的根源。只有優(yōu)秀的設(shè)計，才會有優(yōu)質(zhì)的工程。專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員必須具備豐富的工作實踐經(jīng)驗和專業(yè)的設(shè)計理論，以便在進行概念設(shè)計工作時，能更為迅速、有效的選擇與確定結(jié)構(gòu)體系，同時還應(yīng)與建筑工程人員相互交流、配合，共同確定建筑總體結(jié)構(gòu)體系，以便使設(shè)計方案概念更清晰、定性更正確，以從而為設(shè)計方案的最優(yōu)化及工程施工的順利進行奠定堅實的基礎(chǔ)。
概念設(shè)計能幫助建筑結(jié)構(gòu)降低受自然和人為因素的影響程度。為了實現(xiàn)這一目標概念設(shè)計將面臨極多的問題，因此，設(shè)計人員就必須充分考慮外力因素的影響，并將其納入設(shè)計內(nèi)容。外力因素中，地震是較為常見的，地震發(fā)生沒有規(guī)律，且破壞性極強，因而在設(shè)計時必須充分考慮地震的破壞性帶來的影響，并將其納入設(shè)計內(nèi)容中，從而采取針對性地抗震措施，并盡可能清除對抗震措施的實施帶來的不利因素[4]。
4.結(jié)語
總之，本文通過提出的幾點看法對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化進行了分析與探討，具有非常重要的意義。優(yōu)化房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計是當前房建設(shè)計企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，提高企業(yè)市場競爭力的有效手段，因此，作為新時期背景下的房建設(shè)計人員必須努力提高自身的綜合能力與素質(zhì)涵養(yǎng)，以便為房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化工作的順利進行奠定堅實的基礎(chǔ)，從而促進企業(yè)升級和轉(zhuǎn)型，促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，
【參考文獻】
[1]鄭智垚，樂肖軍.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計技術(shù)與其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，04：98.
[2]張文朝，孔露露.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用[J].中國城市經(jīng)濟，2011，14：179.
[關(guān)鍵詞]房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑結(jié)構(gòu)；優(yōu)化設(shè)計
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0261-01
1 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理論內(nèi)容
房屋建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化實際上就是通過設(shè)計實現(xiàn)房屋最大化利用率，促使其功能充分發(fā)揮，在保證建筑穩(wěn)定的前提下，將建筑結(jié)構(gòu)進行有機結(jié)合，使其既獨立，又能夠相互聯(lián)系成為一個整體，這也就是說明優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，也就是整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，它與以往的結(jié)果設(shè)計相比具有一定的顯像優(yōu)勢，它不僅能夠保證促使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，更能在滿足社會實際需求的同時，體現(xiàn)設(shè)計美感，將設(shè)計中的現(xiàn)代元素融入建筑結(jié)構(gòu)中，這樣房屋建筑就既能保證質(zhì)量，又能體現(xiàn)美觀性。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的主要作用
2.1 降低建筑成本
將結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計對比發(fā)現(xiàn)，前者不僅在成本方面取得顯著改善，還在質(zhì)量層面獲得顯著效果。對于高樓層和多層樓層，在實際建設(shè)過程，其中樓層越高，則層數(shù)也越多，且樓層面積越大所對應(yīng)的占地面積卻不太大，顯著縮減了工程成本，但所面臨的難度下述較高，除應(yīng)權(quán)衡樓層距離，也應(yīng)思量房屋承重。而多樓層用戶無需考量這一問題，占地面積相對偏廣。同時，建筑成本的提升表明建筑面積出現(xiàn)了不必要的浪費。從這兩者進行考量，建筑商一般價位傾向高樓層方案，既節(jié)約成本還提高利益，進而對房屋結(jié)構(gòu)提出了全新的要求。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的呈現(xiàn)
著手房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計活動時，除應(yīng)思量房屋的主要作用和基本安全，也應(yīng)保證房屋外觀理想和美觀。在房屋設(shè)計優(yōu)化中，最主要的問題便在這里，借助最直觀方案美化房屋，且安全可靠。而這對房屋設(shè)計師也提出較高的要求，在確保建筑可靠的基礎(chǔ)上，從視覺上呈現(xiàn)出一種美感，為此，在具體的設(shè)計工作中，設(shè)計師需積極創(chuàng)新，依托平面設(shè)計圖融入一些新穎的想法，讓平面盡可能做到整齊與可靠性，全面縮小質(zhì)量中心和剛度中心之間的差異，以此來讓建筑基于高承壓作用也不會出現(xiàn)扭曲形。
3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法需遵循的原則
3.1 舒適性原則
建筑房屋本來就是人們的生活和居住的重要場所，其最終的目的就是滿足用戶的各種需要。因此在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，應(yīng)遵循舒適性的原則。將用戶的需求放在房屋設(shè)計的第一位，廣泛的收集和總結(jié)各種用戶對房屋設(shè)計的不同的功能需求，盡可能提高房屋建筑的服務(wù)功能。比如采用大開間的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置，以方便用戶日后對房屋進行分隔和改造。
3.2 經(jīng)濟性原則
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計要根據(jù)建設(shè)場地和用戶的需求，確定房屋的層數(shù)、房屋設(shè)計的外觀形狀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造，并在滿足安全性和舒適性的前提下，采用最佳的結(jié)構(gòu)體系設(shè)計方案，嚴格規(guī)范房屋設(shè)計的相關(guān)標準，最大程度的降低材料損失，提高資源的利用率，以實現(xiàn)節(jié)約成本的目的。
3.3 綠色環(huán)保性原則
現(xiàn)代社會追求經(jīng)濟建設(shè)與環(huán)境保護的和諧統(tǒng)一，在工程建設(shè)中引入了綠色建筑理念，并以綠色環(huán)保性原則作為各個行業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要約束和規(guī)范條件。因此，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法，應(yīng)始終遵循綠色環(huán)保的原則，選擇環(huán)保型設(shè)計和建設(shè)材料，將保護環(huán)境納入房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中，提高設(shè)計人員的環(huán)保意識，突出環(huán)保設(shè)計的重點，最終實現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的綠色環(huán)保目標，以促進房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展。
4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用
4.1 房屋設(shè)計中的應(yīng)用
在進行房屋建設(shè)之前，需要根據(jù)建設(shè)的需要對相關(guān)要素和內(nèi)容進行優(yōu)化，比如對設(shè)計工程造價的優(yōu)化，房屋建設(shè)需要耗費大量的材料和資金，利用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方案，綜合考慮房屋建設(shè)的各種影響因素，并確定相對標準的設(shè)計要素指標，嚴格控制房屋設(shè)計中的成本，最大程度的降低房屋建設(shè)投資，為建設(shè)企業(yè)贏得更豐厚的經(jīng)濟和社會效益。
4.2 在房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
在房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計中引入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理念，對各種數(shù)據(jù)指標進行計算核對，降低或者是避免誤差的存在，提高房屋結(jié)構(gòu)細部設(shè)計的有效性。利用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法對房屋結(jié)構(gòu)細部設(shè)計進行指導和規(guī)范，以降低房屋細部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫以及斷裂情況的發(fā)生幾率，全面提升房屋細部結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性和安全性，切實保障整個房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
4.3 在房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用
樁基是房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分，對于提高房屋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有重要的作用。將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法應(yīng)用于樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以合理選擇樁基的類型、長度以及施工技術(shù)工藝等內(nèi)容。對房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的各種影響因素和內(nèi)容進行全面的控制，切實保證房屋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學性。
4.4 在房屋上部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用
房屋的上部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，尤其是以剪力墻為主體結(jié)構(gòu)的房屋的上部結(jié)構(gòu)進行設(shè)計優(yōu)化時，需要合理的布設(shè)剪力墻，確保剪力墻的質(zhì)量。因此需將對稱樓層的平面剛度中心點與樓層的結(jié)構(gòu)重心相重合，以此來削弱地震及風力等外界作用對房屋上部結(jié)構(gòu)的影響。并且為了滿足用戶日后的房屋內(nèi)部空間改造的需求，盡可能應(yīng)用大開間的剪力墻構(gòu)造，增加剪力墻的強肢長度，以達到減少剪力墻數(shù)量和混凝土使用量的目的。
4.5 房屋結(jié)構(gòu)階段性優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用
房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項系統(tǒng)性的工作，在不同的階段其結(jié)構(gòu)設(shè)計具有不同的特點。因此，在應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法時，應(yīng)切實考慮到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計階段的差異性，正確處理技術(shù)與經(jīng)濟的對立統(tǒng)一，結(jié)合當下的情況對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，以實現(xiàn)延長房屋壽命、提高經(jīng)濟效益的目的。
5 結(jié)語
總結(jié)全文可以得知，其對于房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用是無法取代的。因此，選擇合理的優(yōu)化方案能夠保證房屋建設(shè)在達到相關(guān)建設(shè)標準要求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)經(jīng)濟最大化。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化是一個相對復雜的概念，只有不斷的加強研究和分析才能夠更好的實現(xiàn)其在現(xiàn)實生活中的運用。文章在對建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程以及問題等多方面分析角度下，希望能夠給相關(guān)的設(shè)計人員帶來一定思考和啟發(fā)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案設(shè)計，實現(xiàn)房屋建造的安全性以及穩(wěn)定性。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用
1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化概述
1.1意義
相較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠大幅降低房屋建筑的工程造價，降低幅度甚至高達25%；結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠充分發(fā)揮材料的性能，使房屋結(jié)構(gòu)各組成單元實現(xiàn)有機協(xié)調(diào)；結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠為建筑整體性方案設(shè)計提供科學的決策?？偠灾Y(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的有效應(yīng)用，能使房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計更加適用，更加安全，更加經(jīng)濟，更加美觀，更加便于施工。
1.2原則
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的意義在于充分發(fā)揮材料性能，實現(xiàn)各構(gòu)件以及各設(shè)計專業(yè)的最佳配合。它不僅具備了傳統(tǒng)設(shè)計方案所要求的安全性，也充分體現(xiàn)了如今社會所提出的價值學及審美學特點。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是一個不斷提高結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的過程。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化過程中，不應(yīng)該降低對結(jié)構(gòu)安全度及抗震性能的要求，而是使房屋建筑物在整體上更為協(xié)調(diào)，不僅實現(xiàn)成本方面的降低，還要實現(xiàn)安全方面的提高。
1.3要點
1.3.1遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化給設(shè)計人員提出了較高的要求，既要求他們經(jīng)驗豐富，又要求他們熟悉并遵循相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。規(guī)范由于面向大眾工程，因而，在某些規(guī)定上會較為保守。另外，對于某些復雜結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，有些規(guī)定并不安全。因此，在具體操作過程中，設(shè)計人員要予以判斷、把握和優(yōu)化，從而促進結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的進一步提高。
1.3.2加強各專業(yè)之間的協(xié)作
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是一個復雜而系統(tǒng)的工作，需要多專業(yè)密切協(xié)作。在房屋建筑建設(shè)過程中，建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計是兩個最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，二者有機結(jié)合，一方面能夠提高外觀效果，另一方面能夠降低工程造價。在某些建筑設(shè)計中，設(shè)計人員為了突出方案的新奇效果，至建筑基本力學規(guī)律于不顧，給后續(xù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計造成了諸多困難。所以，只有加強各專業(yè)之間的協(xié)作，才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理化。
2.房屋結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計的措施
對房屋結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，其目的在于合理降低工程造價的成本費用，同時為房屋的落成后的總體經(jīng)濟效益提供基礎(chǔ)條件，結(jié)合實踐設(shè)計經(jīng)驗，筆者提出了以下三點優(yōu)化措施。
2.1 選擇節(jié)能指標較高的結(jié)構(gòu)類型
選擇不同的房屋結(jié)構(gòu)形式，也就相當于選擇了不同工程造價的建設(shè)模式，最為常見的結(jié)構(gòu)設(shè)計模式有如下三種：1）剪力墻結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)形式一般適用于高層建筑，是混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的進一步延伸。相較短肢剪力墻而言，該種結(jié)構(gòu)形式擁有更高的抗震級別，另外，在構(gòu)造鋼筋使用數(shù)量方面也較少；2）框架結(jié)構(gòu)。不僅具有大開間的特點，而且具有布局靈活的優(yōu)勢，還具有造價成本較低的優(yōu)點，其缺點是抗震能力不強，由于柱截面較大，容易形成的柱角等凸出，給家具布置帶來了諸多不便；3）框架一剪力墻結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)是指將一定數(shù)量的剪力墻有機地融入到框架結(jié)構(gòu)中。該種結(jié)構(gòu)合理大方，具有較強的適用能力，可以承受各種不同的變形壓力，經(jīng)實踐證明是一種抗側(cè)力較好的結(jié)構(gòu)。
上述三種結(jié)構(gòu)模式各具優(yōu)缺點，所以，在選擇結(jié)構(gòu)模式的過程中，不可以片面地認為所謂科學合理的方案指的是造價最低的方案，除此之外，應(yīng)根據(jù)房屋業(yè)主的具體需求，還有建設(shè)單位的投資水平以及施工能力等各方面條件對結(jié)構(gòu)類型的選用展開綜合分析，追求將投資與收益之間的最佳平衡，換而言之，以工程客觀條件為依據(jù)，選擇最為合適的結(jié)構(gòu)模式。
2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計信息優(yōu)化技術(shù)
對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，將會受到多種設(shè)計變量條件的影響，所以，采用單一的方法對結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行優(yōu)化，是很難做到的?？紤]到房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計本身所具有的復雜性，需要研發(fā)一種既簡單又實用的參數(shù)定義優(yōu)化軟件，從而減輕設(shè)計者進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時的工作壓力，以實現(xiàn)精力及時間的節(jié)省。目前，房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域較為常用的系統(tǒng)是TBCAD系統(tǒng)。該種系統(tǒng)是針對結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、建模、 分析以及評估等步驟為一體的成本控制軟件系統(tǒng)。該種系統(tǒng)能夠?qū)Y(jié)構(gòu)方案設(shè)計進行一定的指導，幫助方案在實現(xiàn)人力、物力以及財力等各項資源的最優(yōu)配置。系統(tǒng)的信息通常被分成兩個時間段進行優(yōu)化，第一個時間段是通過對材料的分配調(diào)整，利用最少的混凝土用量以達到側(cè)向剛度的最低要求，該時間段中，系統(tǒng)的目標函數(shù)是混凝土的使用量，而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的斷面大小則被視作設(shè)計的變量。 第二個時間段將會對構(gòu)件的強度進行優(yōu)化，通過對構(gòu)件結(jié)構(gòu)的斷面大小以及鋼用量的適當調(diào)整，只需要相對較少的結(jié)構(gòu)造價便可實現(xiàn)構(gòu)件的強度要求。
2.3 各種功能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容
結(jié)構(gòu)抗震的經(jīng)濟化設(shè)計，通常針對高層房屋建筑展開。在高層建筑結(jié)構(gòu)總體造價中，水平荷載結(jié)構(gòu)造價占了非常大的一個比例，所以，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，造價控制的關(guān)鍵之處在于抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的設(shè)計。值得注意的是，當建筑物層高增加之后，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的造價也會隨之增加。所以，應(yīng)該針對抗側(cè)力結(jié)構(gòu)展開優(yōu)化設(shè)計，從而確保造價方面的優(yōu)勢。上文已經(jīng)對常見結(jié)構(gòu)形式進行了一定闡述，雖然每種結(jié)構(gòu)形式都具備一定的抗震性能，但所達到的經(jīng)濟效果卻存在很大的差異。所以，設(shè)計人員對房屋結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，應(yīng)該深入了解并掌握各種結(jié)構(gòu)模式的抗震性能以及經(jīng)濟指標，既要把握好房屋的體型，也要把握好房屋的結(jié)構(gòu)體系，還要把握好房屋的剛度分布等，針對抗震的薄弱環(huán)節(jié)展開一系列的抗震構(gòu)造改善措施，盡可能地降低抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際成本。
3.結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化理論在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的合理性評估
房屋建筑工程的設(shè)計方案，從總體角度分析，包括各種各樣、種類繁多的結(jié)構(gòu)設(shè)計和布置。當房屋結(jié)構(gòu)被確定之后，即便載荷相同，也仍舊有諸多不同類型的分析方案可供選擇。另外，在具體的分析過程中，不管是設(shè)計載荷、材料，還是參數(shù)的取值都有可能發(fā)生一定的變化。房屋建筑工程在細部處理方面也存在很多差異。上述這些問題僅僅憑借計算機設(shè)計優(yōu)化是難以有效解決的，需要人工輔助分析，對各項設(shè)計及相關(guān)數(shù)據(jù)取值進行合理性的評估，當然在評估過程中，應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的內(nèi)在規(guī)律，更為穩(wěn)妥的做法是結(jié)合工程設(shè)計施工經(jīng)驗有目的、有步驟地實施判斷。由此可見，概念優(yōu)化設(shè)計具有兩層含義，一是設(shè)計師從若干備選方案中擇取最優(yōu)，二是對既定的方案進行修飾美化[7]。
4.結(jié)語
結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化是一個復雜而系統(tǒng)的工程，需要相關(guān)人員通力合作，采用正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法，并應(yīng)用到具體實踐中去，從而最大限度體現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的價值，提高結(jié)構(gòu)安全度和抗震性的同時，有效降低工程造價。
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