建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘要】近年來，隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，對房屋建筑的安全性、實(shí)用性、藝術(shù)性、美感性等方面的要求越來越高，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化就顯的非常重要，在今后的房屋建筑中有必要進(jìn)一步深化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，只有這樣，才能更好的滿足人們越來越高的房屋建筑需求。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化；優(yōu)化方法

【中圖分類號】TU318

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義

通過對我國人們居住現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)，高層建筑已經(jīng)成為日后建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢，由于高層建筑對房屋結(jié)構(gòu)要求更高，因此在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法具有一定的必要性。第一，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中能夠提高房屋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。建筑質(zhì)量是人們最關(guān)注的問題，也是建筑行業(yè)一直以來重點(diǎn)研究的問題，而在使用建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法時，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體分析，還能積極采用先進(jìn)的技術(shù)理念及設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化。第二，將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法合理應(yīng)用在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中能夠降低建筑施工單位成本。使用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，能夠更好的利用建筑工程中機(jī)械設(shè)備以及材料，從而使建筑工程相關(guān)部門投入的資金得到最大化的利用，在降低房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成本的同時，為建筑企業(yè)創(chuàng)造更高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法分析

2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型

建立房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型對房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化是設(shè)計(jì)師常用的優(yōu)化手段，在模型建立上可以分為3個步驟：一是選擇設(shè)計(jì)變量。在優(yōu)化過程中從房屋整體結(jié)構(gòu)上出發(fā)，對可能會影響房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的因素進(jìn)行分析，然后從中選擇合適的因素作為設(shè)計(jì)變量，排除其他因素的影響，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。這里所選擇的變量必須是對房屋結(jié)構(gòu)起著主要作用的參數(shù)，這樣建立起來的優(yōu)化模型才能夠?qū)⒎课萁Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的重點(diǎn)突出出來；二是對函數(shù)關(guān)系進(jìn)行確定。在選擇出相應(yīng)的變量之后，就需要根據(jù)設(shè)計(jì)需要來選擇相應(yīng)的函數(shù)來對房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行輔助運(yùn)算，計(jì)算出符合設(shè)計(jì)優(yōu)化條件的幾何尺寸、鋼筋截面積等，從而能夠有效控制房屋建筑的建設(shè)成本；三是對各項(xiàng)條件進(jìn)行衡量。在優(yōu)化過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)該對房屋建筑的穩(wěn)定性和耐用性進(jìn)行考慮，在符合設(shè)計(jì)和建設(shè)各項(xiàng)規(guī)范和要求基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，使所測量的各項(xiàng)條件都能夠在規(guī)范和要求之內(nèi)。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方案設(shè)定

對于房屋結(jié)構(gòu)的可靠性設(shè)計(jì)是優(yōu)化設(shè)計(jì)當(dāng)中的重要部分，但這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的變量較多，因而需要對優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方案進(jìn)行設(shè)定，將存在的約束條件轉(zhuǎn)變成沒有約束條件來進(jìn)行計(jì)算，在設(shè)計(jì)優(yōu)化過程中常用的有符合型法、拉氏乘子法等方法，設(shè)計(jì)人員在確定出計(jì)算方法之后，需要和上面所建立的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型進(jìn)行綜合考慮，從而保證所優(yōu)化出來的房屋建筑在各方面的功能都能夠正常進(jìn)行，從而使得房屋建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提升。

2.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)論分析

在對建筑房屋的各種優(yōu)化方案進(jìn)行分析之后，需要根據(jù)所有方案的情況和房屋建筑的實(shí)際需求來確定出最佳方案，在分析選擇過程中應(yīng)該聽從來自各方面的聲音和意見，對各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，從多個角度對優(yōu)化方案進(jìn)行分析，并且在判斷過程中尤其不能忽視細(xì)節(jié)問題，在選擇的時候應(yīng)該從技術(shù)角度出發(fā)，不斷用技術(shù)來提升優(yōu)化效果，也能夠不斷減少資金成本投入。

3、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中優(yōu)化方法的應(yīng)用

3.1 建筑和結(jié)構(gòu)優(yōu)化

一是對建筑的整體和局部進(jìn)行優(yōu)化。房屋建筑本身在設(shè)計(jì)過程中具備一定的層次性和復(fù)雜性，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行優(yōu)化的過程中，既要從房屋建筑的整體上進(jìn)行優(yōu)化，又要注重局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，加強(qiáng)各個優(yōu)化部分之間的聯(lián)系，使得各個部分的優(yōu)化結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)疊加，實(shí)現(xiàn)1+1>2的效果，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行優(yōu)化過程中應(yīng)該注重整體優(yōu)化效果的體現(xiàn)，而不是在一個或幾個局部上進(jìn)行糾結(jié)，這樣才能夠?qū)⒎课萁ㄖ膬?yōu)化效果充分表現(xiàn)出來。二是注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行優(yōu)化過程中，應(yīng)該注意建筑當(dāng)中各個立體結(jié)構(gòu)和整體平面之間的協(xié)調(diào)配合，在保證房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)造型外觀進(jìn)行維持。在墻面、主體的優(yōu)化布置上，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合房屋建筑實(shí)際需求，對建筑當(dāng)中的空間、進(jìn)深進(jìn)行規(guī)劃，從而保證房屋結(jié)構(gòu)的整潔化。三是對樁基礎(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化。在房屋建筑當(dāng)中樁基礎(chǔ)一般有兩種，其中灌注樁的施工比較難把握，因而在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的時候，如果施工現(xiàn)場和房屋工程是符合沉降標(biāo)準(zhǔn)的，可以將灌注樁換成預(yù)制樁，從而有效降低樁基礎(chǔ)的施工難度，縮短施工周期。

3.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化過程中不僅要建立優(yōu)化模型，而且還要有針對性地進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，設(shè)置合理剪力墻，對框架合理間距進(jìn)行控制，在剪力墻的設(shè)置上必須各個質(zhì)量都是均勻的，這樣所建設(shè)起來的樓層平面剛度中心才能夠和整體結(jié)構(gòu)中心重合，能夠有效提升房屋建筑的穩(wěn)定性，減少風(fēng)力或是地質(zhì)運(yùn)動對建筑造成的破壞。在房屋建筑施工過程中，設(shè)計(jì)人員在建筑布局允許的情況下可以設(shè)計(jì)大開間剪力墻，加長剪力墻的墻肢長度、減少墻肢數(shù)量，這樣能夠減少在房屋建筑施工當(dāng)中投入的混凝土。另外，布置較長剪力墻的同時可以減少邊緣構(gòu)件的數(shù)量，從而減少鋼筋數(shù)量。這樣能夠有效降低施工成本，但剪力墻還是要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.3 房屋建筑結(jié)構(gòu)類型上以節(jié)能為主

隨著現(xiàn)代建筑理念不斷發(fā)生變化，在對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)的時候需要從節(jié)能環(huán)保的角度進(jìn)行考慮，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該充分結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況，選擇最適合的設(shè)計(jì)方式，在滿足用戶需求的基礎(chǔ)上最大限度地控制房屋建筑工程成本，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中不要局限于一種單一的優(yōu)化方法，可以充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，對設(shè)計(jì)當(dāng)中涉及的各類參數(shù)進(jìn)行確定，并且綜合應(yīng)用多種優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅能夠提升建筑房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化效果，而且還能夠節(jié)省設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上所花費(fèi)的時間，不斷提升工作效率。

結(jié)語：

總之，我們應(yīng)該從建筑房屋的實(shí)際情況出發(fā)，對其進(jìn)行深入研究，分析當(dāng)前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的不足，并有針對性地應(yīng)用相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化手段和優(yōu)化方案，在不斷提升房屋建筑優(yōu)化水平的同時縮短設(shè)計(jì)的周期，控制房屋建筑的造價成本，從而能夠在設(shè)計(jì)階段將建筑房屋的經(jīng)濟(jì)、社會效益最大化發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)：

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