房屋建筑設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用探索

劉憶菲

(身份證號碼：330521199108200044， 廣東 廣州 510000)

0 引言

房屋建筑設(shè)計(jì)是一門凝固的藝術(shù)，如果一個房屋建筑要達(dá)到精美絕倫的境界，首先它的設(shè)計(jì)師必須得要把房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和美觀設(shè)計(jì)相互結(jié)合到一起，才能完成這個藝術(shù)品。我們要將房屋建設(shè)進(jìn)行利益最大化，在有限的資源和有限的空間下發(fā)揮出最大的效果以及達(dá)到經(jīng)濟(jì)最大化，其實(shí)在房屋的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，要應(yīng)用優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的方法，來保證房屋建筑的造型優(yōu)美、雅觀，并且使得我們的房屋建筑既安全經(jīng)濟(jì)。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)合計(jì)的優(yōu)化方式以及理論體現(xiàn)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，我們除了要考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)的基本功能以及安全性外，我們還需對建筑自身的藝術(shù)美感進(jìn)行調(diào)整，這就是房屋建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化體現(xiàn)。對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化進(jìn)行探索解析中，我們發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的應(yīng)用中，房屋建筑設(shè)計(jì)主要從兩個方面體現(xiàn)，分別是分層優(yōu)化和總體的優(yōu)化。

在我們對房屋建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的同時(shí)，也要滿足其基本的設(shè)計(jì)要求，我們要盡可能的去減少建筑物在質(zhì)量和剛度兩個中心之間的差異，以保持房屋建筑的平面結(jié)構(gòu)規(guī)則性和對稱性，不然的話，一旦發(fā)生剛度的突變，房屋建筑就會在水平荷載的強(qiáng)作用下發(fā)生嚴(yán)重應(yīng)力集中的現(xiàn)象從而使房屋建筑的抗水平動力荷載作用力大大的減小，對此，為了降低我們的在設(shè)計(jì)和分析這兩個方面的難度，我們要減少轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的使用。總的來說，我們在房屋建筑設(shè)計(jì)的工程中要具體的問題具體對待分析，要綜合多方面的設(shè)計(jì)因素，來設(shè)計(jì)出讓人們滿意的建筑體系。

2 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化要點(diǎn)

2.1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，是需要建筑工程的每個環(huán)節(jié)相互配合協(xié)作，是相對比較復(fù)雜繁瑣的工作。對于我們的房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要是提高房屋建筑的外觀來完成，而在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)則是對房屋建筑的內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，只有二者的相互結(jié)合及協(xié)作，才能使其建筑造價(jià)降低，房屋的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用性大大的增高，實(shí)現(xiàn)所謂的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理化。

2.2 遵循房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范

在房屋建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的崗位中，是需要一些經(jīng)驗(yàn)豐富并且專業(yè)的設(shè)計(jì)研究人員來完成設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的過程中必須遵循結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的規(guī)范。當(dāng)然，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，是面向于所有建筑工程的，所以，我們在對建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要在遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下，結(jié)合建筑工程當(dāng)前的實(shí)際情況，進(jìn)行具體的問題具體分析，做出一個正確的結(jié)果判斷，再去進(jìn)行優(yōu)化房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就會大大提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的應(yīng)用

3.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的局部性和整體性

由于在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，存在一定的繁瑣性和層次性，因而在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的工程中，我們要切實(shí)的考慮到整體性和局部性這兩個方面，要針對繁瑣的細(xì)節(jié)地方，對房屋建筑的工程中每一個施工環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，當(dāng)然，在施工材料的用取，房屋建筑工作人員的錄用，工程建設(shè)基本構(gòu)件的選用等等，都是來保證設(shè)計(jì)方案的整體性的。在層次方面來看，層次因素主要是建筑結(jié)構(gòu)的安裝機(jī)制和整體的設(shè)計(jì)機(jī)制，在每一機(jī)制中都要具體的進(jìn)行規(guī)劃，所以在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)都是需要整體性來作為基礎(chǔ)的，在展開局部和整體的兩方面來進(jìn)行優(yōu)化，是可以直接實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化以及房屋建筑質(zhì)量的提高。

3.2 房屋建筑鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

直到現(xiàn)在，現(xiàn)代的房屋建筑中鋼筋混凝土的應(yīng)用是最為廣泛的，在大部分房屋建筑的施工過程中都會來選擇鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)形式的，所以從中不難發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的鋼筋混凝土進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。將優(yōu)化準(zhǔn)則用到鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中去，可以讓建筑結(jié)構(gòu)截面作為優(yōu)化的基礎(chǔ)，再用單元法進(jìn)行其設(shè)計(jì)，從而對房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體進(jìn)行分析和分解，將所有的建筑構(gòu)件進(jìn)行全面的優(yōu)化處理，使其保證計(jì)算公式的精準(zhǔn)性和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架的優(yōu)化。

3.3 其他配套專業(yè)及房屋建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)優(yōu)化

在我們的任何工程中，如若讓建筑電氣的管線沿著地板中的金屬管或是墻壁來進(jìn)行安裝，這樣務(wù)必會使對預(yù)測結(jié)構(gòu)的有一些障礙，所以我們在安裝時(shí)必須確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要保留一定的梁管孔道，這樣就能確定了墻壁的厚度及光束的寬度。除了與配套專業(yè)配合協(xié)調(diào)好，建筑和結(jié)構(gòu)專業(yè)本身也需要協(xié)調(diào)與配合，例如如果建筑物的墻壁厚度和建筑物的梁寬在結(jié)構(gòu)上不一致，我們就必須保證梁的一側(cè)和墻壁的側(cè)面要齊平，因?yàn)橹挥羞@樣我們才能有效的能夠保證管線不會裸露在墻的外側(cè)。

3.4 建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和建筑優(yōu)化

在我們房屋建筑優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們要率先保證建筑整體的結(jié)構(gòu)和平面的相互融合，從而才能實(shí)現(xiàn)建筑的外形和其結(jié)構(gòu)的有效結(jié)合。當(dāng)然，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí)，我們也要嚴(yán)格的遵循最簡潔的建筑原則，目前，房屋的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程極為復(fù)雜，大部分轉(zhuǎn)交結(jié)合的部位承受性太低，需要穩(wěn)固加強(qiáng)，在這個現(xiàn)實(shí)的要求下，就需要對轉(zhuǎn)交不問進(jìn)一步的加大其承受能力，在這個優(yōu)化的過程中，我們要增強(qiáng)施工材料的硬度，用強(qiáng)硬度高的施工材料來進(jìn)行工程建設(shè)。在此外，我們還要盡最大程度的來保證建筑結(jié)構(gòu)的整體重心和整體的鋼心及質(zhì)心之間要有交疊的準(zhǔn)確性，以防止局面扭轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)。

3.5 房屋建筑設(shè)計(jì)優(yōu)化的計(jì)算方案

房屋建筑結(jié)構(gòu)是基于可靠度的設(shè)計(jì)優(yōu)化問題，是一個比較多約束非線性的問題和較為復(fù)雜多變的優(yōu)化問題，在這些計(jì)算的過程中，我們要及時(shí)的將問題轉(zhuǎn)化來求解，要將有約束的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束的優(yōu)化問題，可以運(yùn)用相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法來進(jìn)行計(jì)算，如：powell、拉氏乘子法、復(fù)合形法等等。

4 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)中的重要作用

在目前，建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)化技術(shù)是能夠提升城市建筑的藝術(shù)美學(xué)及應(yīng)用價(jià)值等，但也同時(shí)能夠有效的控制建筑工程成本，及城市建筑周邊的生態(tài)環(huán)境。所以，合理的運(yùn)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法就能為實(shí)現(xiàn)綜合效益的最大化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，在我們城市的實(shí)際建筑工程中，相比于傳統(tǒng)的單一專業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)化方式，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化能使我們的房屋建造成本有效的下降，采用這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的技巧，我們還能將資源合理配置化，將現(xiàn)有的資源更大化的去利用，更好的去實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)，由此可見，在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中去融入結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化是勢在必行的。

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑物的外形美觀和住房安全方便都是人們所關(guān)心的焦點(diǎn)，而對于開放商來說，房屋建筑的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性最為重要。因此這些要求的變化都使得我們要改變以往的陳舊設(shè)計(jì)方案，創(chuàng)新研究出新的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，我們還要用科學(xué)的、有實(shí)效的方式來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣會使得城市建筑美觀大方、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在很大的程度上降低了資金的投入，使得我們的利益最大化，更好地促進(jìn)我們的建筑行業(yè)的發(fā)展。

[1]范國興.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)用研究[J].雞西大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，(08）：23-25.

[2]景毅.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)中的運(yùn)用分析[J].科技資訊，2014，(27)：36.