論房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中應用優(yōu)化技術(shù)

孫景華

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)的造價對建筑工程的成本有著密切的聯(lián)系，建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計可以實現(xiàn)可觀的經(jīng)濟效益。為此，建筑結(jié)構(gòu)設計人員在實際的協(xié)作中，應加強溝通，精心設計，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)設計方案，降低建筑工程的成本。

關鍵詞：房屋建筑；建筑結(jié)構(gòu)設計；應用；優(yōu)化技術(shù)

目前我國的經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)達到了一定的水平，人們對于居住環(huán)境的要求也隨之不斷增加，為了盡可能滿足人們對于居住的要求，國家也對建筑方面不斷加大投資。如何實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設計，保證結(jié)構(gòu)的功能性以及安全耐久性，同時最大限度節(jié)省建筑的占地面積以及追求經(jīng)濟性，是優(yōu)化設計的主要目標。進行房屋建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括進行整體房屋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計以及細部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計。計算機時代的降臨，以及計算機結(jié)合相關設計理論，實現(xiàn)了工程設計問題向數(shù)學計算問題的一種轉(zhuǎn)換。因此，對于相關計算機技術(shù)的掌握，也是實現(xiàn)最優(yōu)化設計的一種前提條件。

1.房屋建筑結(jié)構(gòu)中設計優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容

要想在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中應用優(yōu)化技術(shù)，首先我們必須了解建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的內(nèi)容，其主要內(nèi)容為：在滿足設計要求以及建筑結(jié)構(gòu)使用功能的大前提下，我們應充分考慮到設計過程中會遇到的諸多問題，并且在經(jīng)濟最為合理的情況完成結(jié)構(gòu)設計工作。這個過程就是我們所說的優(yōu)化設計過程。其主要內(nèi)容包括對建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)選型、建筑結(jié)構(gòu)受力情況以及建筑構(gòu)件布置方式等內(nèi)容進行最優(yōu)化的分析和設計等。通常情況下，主要有兩大部分內(nèi)容：首先是以房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體為設計對象所進行的最優(yōu)化分析和設計工作；其次則是以房屋建筑的分部結(jié)構(gòu)為設計對象所進行的最優(yōu)化分析和設計工作。并且還可以將第_部分內(nèi)容進行詳細的劃分，通?？梢詫⑵浞譃榧毑拷Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計、中部主體結(jié)構(gòu)部分的優(yōu)化設計、上部屋蓋部分的優(yōu)化設計、圍護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計以及下部基礎部分的優(yōu)化設計等內(nèi)容。

2.房屋建筑與經(jīng)濟性的關系

1）如何處理房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的層數(shù)與用地面積之問的關系。我們知道多層建筑與高層建筑，隨著層數(shù)的不斷增加，由于其使用的土地面積一定，因此，使得單位層數(shù)所使用的土地面積就會減小。但是實際的設計中并非如此，隨著建筑物層數(shù)的增加，建筑物的高度隨之增加，然而為了確保建筑物內(nèi)部的光線質(zhì)量，需要適當?shù)卦黾咏ㄖ镏畣柕膯柧啵绱司蜁黾咏ㄖ锏挠玫孛娣e。由此可見，建筑物的總建筑面積所使用的土地面積與建筑物層數(shù)之問的聯(lián)系不是一種必然性。因此就需要使用房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計來實現(xiàn)建筑物層數(shù)與建筑物的占地面積之問的關系進行協(xié)調(diào)。通常情況下，高層建筑物的優(yōu)化設計方法是通過減小上部的面積來實現(xiàn)建筑物整體光照的效果，這樣可以盡可能達到減小占地面積的效果，然而上部的建筑面積也會隨之相對減小。如何尋找兩者之問的相互協(xié)調(diào)點來實現(xiàn)這種平衡，是需要通過相關的優(yōu)化設計技術(shù)來實現(xiàn)的。

2）如何處理房屋建筑結(jié)構(gòu)設計與建筑設備之問的經(jīng)濟關系。建筑物為了更好地實現(xiàn)其使用功能就需要進行給排水管道以及電氣設備的建造。隨著建筑物層數(shù)的增加，所需要的給排水管道以及電氣設備都會出現(xiàn)遞增，這樣無疑會問接增大建筑設備的建造成本，對于房屋建筑的整體成本也會增加。

3）如何處理房屋建筑結(jié)構(gòu)的外觀與經(jīng)濟的關系。使用相同的建筑用地面積，若建筑平面形狀由方形改為圓形，可以使得建筑物的周長最小，那么所建造的建筑物墻體面積就會相對變小，因此，前期的墻體投入降低的同時后期的裝修成本也會隨之降低。除此之外，方形或者圓形形狀的建筑物結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)處于一種對稱狀態(tài)，使得結(jié)構(gòu)本身會更加穩(wěn)定安全。因此，大部分的房屋建筑物都是采用的方形或者是圓形的結(jié)構(gòu)形狀。

3.優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用

3.1重視概念設計優(yōu)化技術(shù)的分析

由于建筑物結(jié)構(gòu)布置方案的多樣性，對于同一個建筑方案，可以選擇小同的結(jié)構(gòu)布置方案；由于分析方法的小唯一性，對于已經(jīng)確定結(jié)構(gòu)布置方案的建筑物，在考慮相同荷載作用情況下可以選擇小同的分析方法；另外建筑物的設計選用的設計參數(shù)指標、取用的建筑材料、荷載標準值的取法也是小唯一的。以上部分的處理，無法直接依靠設計的軟件也就是計算機給出答案。這些部分的處理，需要依靠設計人員確定。然而小同的設計人員對以上部分的處理意見是小同的。為此處理這些問題就需要設計人員有一定的經(jīng)驗積累。經(jīng)驗越豐富的設計人員，在處理這些問題時，方案的選擇越靈活、判斷的過程越充分、做出的選擇越合理，越優(yōu)化。這就是我們所說的概念設計優(yōu)化過程。這說明，實現(xiàn)優(yōu)化設計要重視設計人員的經(jīng)驗積累。經(jīng)驗越豐富的設計人員，越能實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計。

3.2概念設計優(yōu)化要解決的是建筑設計中實際的復雜問題

房屋建筑結(jié)構(gòu)設計的主要目的是要保證所建造的建筑物的功能性、安全性，以及耐久性。能夠在規(guī)定的使用年限內(nèi)滿足各種功能的要求，同時做到最大限度的節(jié)約資金。

為此概念設計優(yōu)化的最終目標是希望所完成設計的建筑物能抵抗各種小期而遇的外部作用因素。在外部因素的作用下設計的這些建筑物小至于倒塌。因此，分析建筑物應對復雜的外部復雜環(huán)境因素成為概念優(yōu)化設計的重要內(nèi)容。在這些復雜環(huán)境因素中，以地震作用比較特殊。地震作用無法確定其發(fā)生的時問，地點，能量等級。

4.結(jié)語

通過以上的論述，我們對房屋建筑結(jié)構(gòu)中設計優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容、房屋建筑結(jié)構(gòu)設計與經(jīng)濟的關系以及優(yōu)化技術(shù)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設計中的應用情沉三個方而的內(nèi)容進行t詳細分析和探討。我們對房屋建筑結(jié)構(gòu)進行設計的根木目的就是要保證其具備足夠的安全性、功能性和耐久性，同時最大限度的降低其施工的成木，并延長其使用壽命，而建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設計就是一個有效的措施。因此設計人員在實際設計的過程中，應通力協(xié)作，大力的推廣和應用優(yōu)化技術(shù)，從而為房屋建筑結(jié)構(gòu)選擇最為經(jīng)濟合理的設計方案。

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