【摘要】本文以房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為研究對(duì)象，對(duì)其在時(shí)代科技化、智能化領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)化策略進(jìn)行分析。通過對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則的闡述，從數(shù)字技術(shù)、創(chuàng)新理念、細(xì)部結(jié)構(gòu)、仿真環(huán)境、數(shù)據(jù)模型這五個(gè)方面，細(xì)化論證房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化策略，為相關(guān)研究與應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；智能化；計(jì)算機(jī)技術(shù)

引言

房屋建筑是現(xiàn)代城市中的重要空間，為居民的日常工作與生活創(chuàng)造室內(nèi)環(huán)境。在生活質(zhì)量不斷提升的背景環(huán)境下，對(duì)于房屋建筑的要求也日益提升，這就需要建筑工程設(shè)計(jì)人員，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，堅(jiān)守建筑設(shè)計(jì)基本原則，并在時(shí)代科技化背景環(huán)境下，利用行業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢，對(duì)工作內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新管理，增強(qiáng)房物建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的實(shí)用價(jià)值。1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，功能性是其基本屬性。尤其在社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境高速發(fā)展的背景下，人們需要建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的功能性，作為正常生產(chǎn)生活的支撐條件。而在設(shè)計(jì)過程中，還需建筑空間中的協(xié)調(diào)性、美觀性以及舒適性，形成完整的室內(nèi)環(huán)境。同時(shí)，由于房屋建筑的使用與居住需要，必須在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，重點(diǎn)關(guān)注建筑空間的安全性內(nèi)容。安全性設(shè)計(jì)內(nèi)容，不僅在建筑結(jié)構(gòu)施工過程中起到關(guān)鍵作用，也會(huì)在房屋建筑投入使用的過程中，成為保證使用者生命財(cái)產(chǎn)安全的重要依據(jù)[1]。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，材料選擇、用量分析、結(jié)構(gòu)科學(xué)性等內(nèi)容，都需要得到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的高度重視，并作為設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，進(jìn)行完善與優(yōu)化。另外，房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是指導(dǎo)工程項(xiàng)目施工的重要組成部分。在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的同時(shí)，需要從經(jīng)濟(jì)成本的角度對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估，并在合理優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)上，降低建設(shè)單位在成本投入中的消耗。這一內(nèi)容，在當(dāng)前競爭十分激烈的建筑行業(yè)中，顯得尤為重要，是保證建筑公司市場競爭力的關(guān)鍵，也是實(shí)現(xiàn)建設(shè)單位良好發(fā)展的基礎(chǔ)。所以，必須在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上進(jìn)行調(diào)節(jié)，在控制成本的基礎(chǔ)上，對(duì)投入成本消耗與建筑使用節(jié)能性提供基礎(chǔ)保障條件。

2房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

2.1引入數(shù)字化技術(shù)手段房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容有較為悠久的歷史，在不同文化環(huán)境中形成了風(fēng)格各異功能明顯的建筑空間。在時(shí)代資訊條件與技術(shù)水平的影響下，通過交流與創(chuàng)新，形成了多種類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案[2]。在對(duì)特定建筑項(xiàng)目展開設(shè)計(jì)工作的過程中，可以嘗試通過數(shù)字化技術(shù)手段，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式的選擇與應(yīng)用。尤其是在數(shù)字化程序軟件的應(yīng)用中，對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)生了典型的積極影響，是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要途徑與關(guān)鍵手段。例如，北京奧運(yùn)會(huì)的主體育館“鳥巢”（如圖1所示），在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，其設(shè)計(jì)師赫爾左德、德梅隆引入了數(shù)字化的技術(shù)方法，通過計(jì)算機(jī)軟件程序與硬件系統(tǒng)的計(jì)算能力，對(duì)結(jié)構(gòu)中的細(xì)化參數(shù)進(jìn)行分析與計(jì)算，并在完成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)使用中的合理性作出全面的辯證分析，以此保證“鳥巢”在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，為其在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，增添了美觀表現(xiàn)效果，提高了應(yīng)用價(jià)值。對(duì)此，為了保證數(shù)字化技術(shù)手段的應(yīng)用條件，需對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)能力進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，使其能夠適應(yīng)計(jì)算機(jī)程序的使用，并在合理利用先進(jìn)輔助軟件程序的基礎(chǔ)上，保證設(shè)計(jì)內(nèi)容的科學(xué)性。

2.2增加創(chuàng)新性設(shè)計(jì)理念房屋建筑項(xiàng)目的施工階段中，有些具體內(nèi)容無法用數(shù)據(jù)信息進(jìn)行表達(dá)，而為了保證此類內(nèi)容能夠正常的在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中構(gòu)建出來，需要在設(shè)計(jì)內(nèi)容上，通過理念思想的內(nèi)容表達(dá)，對(duì)工程施工工作形成指導(dǎo)。方法上，需借助信息化時(shí)代的背景優(yōu)勢，將計(jì)算機(jī)程序作為輔助建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效工具，并在與設(shè)計(jì)師工作經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，形成人性化的設(shè)計(jì)判斷，并最終達(dá)到開發(fā)創(chuàng)新的效果。實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用中，需以建設(shè)條件為基礎(chǔ)，在熟練掌握電腦程序軟件的基礎(chǔ)上，增加其在設(shè)計(jì)中的功能應(yīng)用深度。由此，使計(jì)算機(jī)程序軟件的應(yīng)用條件能夠適應(yīng)設(shè)計(jì)師的應(yīng)用需要，并在構(gòu)成最終設(shè)計(jì)方案時(shí)，可充分表達(dá)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。從設(shè)計(jì)師的角度出發(fā)，其經(jīng)驗(yàn)豐富程度，會(huì)對(duì)創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)內(nèi)容產(chǎn)生明顯的影響。擁有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師，可以在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，更好地對(duì)數(shù)據(jù)條件進(jìn)行分析與判斷，并從中整理出精確的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為創(chuàng)新型的設(shè)計(jì)工作提供指導(dǎo)。例如，在“水立方”的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師在對(duì)ETFE膜材料的了解下，發(fā)揮其特性優(yōu)勢，并在構(gòu)筑建筑空間的過程中，形成了外形近似于水泡的建筑結(jié)構(gòu)。在這種創(chuàng)新型設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，使國家游泳中心展現(xiàn)出了獨(dú)具特色的建筑形式（如圖2所示），增加觀賞性的同時(shí)，發(fā)揮出了創(chuàng)新理念的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.3保證細(xì)化結(jié)構(gòu)完整性房屋建筑的安全性，是設(shè)計(jì)工作的核心內(nèi)容，在保證安全的基礎(chǔ)上，還需盡可能地提升家住空間的耐久性，并在保證設(shè)計(jì)耐久度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的工作目標(biāo)。尤其在細(xì)節(jié)化內(nèi)容的控制上，對(duì)于此類內(nèi)容的設(shè)計(jì)工作，直接影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與連接狀態(tài)。例如，在對(duì)建筑現(xiàn)澆板進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的過程中，需對(duì)現(xiàn)澆板的受力條件進(jìn)行分析，然后再具體確認(rèn)現(xiàn)澆板的設(shè)計(jì)條件[3]。通過對(duì)其材料、質(zhì)量等內(nèi)容，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的載荷亨能力進(jìn)行確認(rèn)，就可以在達(dá)到現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)優(yōu)化的目標(biāo)，并重點(diǎn)對(duì)其中可能發(fā)生的拐角縫隙問題進(jìn)行預(yù)防，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而在細(xì)化執(zhí)行方案的應(yīng)用上，也需要通過設(shè)計(jì)作出調(diào)整，并保證建筑項(xiàng)目的建設(shè)的科學(xué)性。例如，在對(duì)建筑項(xiàng)目的地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)管理的工作中，需對(duì)樁基礎(chǔ)的技術(shù)方案進(jìn)行合理性選擇。在確定基礎(chǔ)地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，分析主體建筑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用特性，并對(duì)各種樁基礎(chǔ)施工方案的可行性作出分析，判斷每種施工方式在當(dāng)前建設(shè)條件下的科學(xué)性。以此，不僅可以找出灌注樁等技術(shù)條件的局限性，也能在最優(yōu)化經(jīng)濟(jì)條件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)堅(jiān)實(shí)設(shè)計(jì)價(jià)值。

2.4適應(yīng)仿真性技術(shù)環(huán)境計(jì)算機(jī)技術(shù)中，帶有擬態(tài)化的仿真性內(nèi)容，可以很好地適應(yīng)房屋建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用內(nèi)容。在擬態(tài)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，能夠模擬設(shè)計(jì)中的參數(shù)與內(nèi)容，形成具象化的圖像形式，并通過對(duì)比例尺的調(diào)整，分析建筑材料在配重與負(fù)荷條件下的強(qiáng)度水平，以此對(duì)實(shí)際工程建設(shè)形成指導(dǎo)。例如，CAD技術(shù)在形成數(shù)據(jù)化圖形的過程中，有很強(qiáng)的指導(dǎo)性，并能夠在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮出較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值（如圖3所示）。而在當(dāng)前技術(shù)條件的發(fā)展基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的CAD技術(shù)與計(jì)算機(jī)中的AI智能程序進(jìn)行結(jié)合，形成了新型的SCAD技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容又被稱作智能CAD技術(shù)，利用AI智能化計(jì)算模式，幫助傳統(tǒng)CAD技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)決策分析。尤其在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬態(tài)化管理的工作中，可以發(fā)揮出較強(qiáng)的應(yīng)用性。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，可以通過智能系統(tǒng)，減少設(shè)計(jì)人員在操作CAD技術(shù)時(shí)的工作量，并高效率、精確化的完成項(xiàng)目處理，并以此形成仿真性的擬態(tài)化數(shù)據(jù)信息，在減少設(shè)計(jì)誤差的同時(shí)，更加精確的對(duì)施工與管理工作形成指導(dǎo)，發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的先導(dǎo)性。

2.5創(chuàng)建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型技術(shù)是時(shí)代技術(shù)科技的前沿，在推廣應(yīng)用中，可以被房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用，并在使用過程中，針對(duì)設(shè)計(jì)工作的基本原則展開優(yōu)化，保證建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。首先，在建筑功能性的設(shè)計(jì)中，通過數(shù)據(jù)模型的建立，可以對(duì)使用條件進(jìn)行模擬，并在結(jié)構(gòu)科學(xué)性上作出分析與評(píng)估，以此保證建筑結(jié)構(gòu)的功能價(jià)值。其次房屋建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)其使用過程中的安全性有著直接影響，是關(guān)乎居住者生命財(cái)產(chǎn)安全的重要內(nèi)容。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，需對(duì)其安全條件負(fù)責(zé)，通過建立模型化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對(duì)使用過程中的結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行分析，在輸入一定外力影響數(shù)值的條件下，檢驗(yàn)建筑結(jié)構(gòu)在抗震、消防等各種災(zāi)害危險(xiǎn)問題中的適應(yīng)性，并對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性作出評(píng)估，以此保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性。最后，在建筑經(jīng)濟(jì)性的角度上，結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑材料、結(jié)構(gòu)組織形式等內(nèi)容，都需要消耗掉大量的建筑成本，是房屋項(xiàng)目的主要支出內(nèi)容。所以，需在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行優(yōu)化管理，以降低成本消耗。例如，在現(xiàn)階段的建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行分析，不僅可以在材料選擇上，對(duì)每個(gè)工程成本構(gòu)成要素作出評(píng)價(jià)，還能在網(wǎng)絡(luò)化、大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)指導(dǎo)中，對(duì)材料在市場環(huán)境中的實(shí)時(shí)價(jià)格作出衡量，并根據(jù)成本預(yù)算、建設(shè)質(zhì)量的內(nèi)容對(duì)其作出調(diào)整，以此強(qiáng)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性。

3總結(jié)

綜上，房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，是構(gòu)成房屋主體的關(guān)鍵，必須得到崗位工作人員的高度重視。在開展設(shè)計(jì)工作時(shí)，從基本原則理念出發(fā)，通過鞏固功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性三點(diǎn)基本原則，對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。并在時(shí)代先進(jìn)技術(shù)與理念的引導(dǎo)下，形成系統(tǒng)化的使用空間，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工作價(jià)值。