房屋建筑結構設計中優(yōu)化技術應用探討

王宏宇

摘要： 在我國建筑工程中建筑施工技術是一項非常重要的技術，此項技術的使用能夠有效的影響到我國建筑工程的的發(fā)展，需要時刻保持建筑工程技術能夠有更好的發(fā)展，以便于促進我國的經濟增長。但是就目前建筑行業(yè)來看，建筑工程中還存在著一定的問題，對我國的經濟產生了一定的影響，基于此，本文針對于房屋建筑結構中使用的建筑技術相關嗎的優(yōu)化方法進行了探討，以供相關人員的參考，促進我國建筑行業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞： 房屋；建筑結構；設計；優(yōu)化；技術

建筑企業(yè)想要做大做強，就必須不斷提高自身水平和競爭力以滿足市場的不斷提高的要求。建筑結構設計作為影響建筑質量和成本的重要因素，建筑企業(yè)應對其予以極大的關注，激勵設計人員不斷推陳出新，使建筑的結構形式、安全性、舒適性等方面都得到提升，使人們獲得更好的居住體驗，從而提升企業(yè)的口碑和競爭力，推動企業(yè)的健康發(fā)展。

1 結構技術優(yōu)化的重要性

隨著我國城市進程的不斷加快，城市建筑用地越來越緊張，城市中高層建筑的數量不斷增多，高層建筑能夠環(huán)節(jié)城市用地緊張現狀，只有通過對高層建筑進行應用，才能在滿足現代社會經濟基礎上，實現對房屋建筑結構合理設計，并且能夠滿足人們對房屋建筑的具體需求，這也房屋建筑結構設計成為了人們關注的一項重點內容。建筑企業(yè)要想實現對房屋結構設計的合理優(yōu)化設計，應當在要求設計人員確保建筑工程的整體質量能夠達到人們要求的基礎上，對建筑設計方案進行系統(tǒng)分析與深入研究，并且應當將現代設計理念合理的應用到結構設計觀念中，同時，在該過程中，要對房屋建筑工程的造價進行控制。依據以往建筑工程的建設經驗來看，工作人員在房屋建筑工程設計期間，如果可以合理的將經濟利益與施工技術兩者有效的結合在一起，最終制定的設計方案則是科學的、合理的，能夠使建筑企業(yè)在獲取理想的經濟效益。為了實現這一目的，要求房屋建設過程中，充分發(fā)揮機械設備和建筑材料的性能，從而使兩者都能夠更好的為房屋建筑工程服務。此外，還要從實際出發(fā)，對房屋建筑結構的不同層次加以整合，使房屋建筑工程的整體質量能夠得到進一步提高，滿足人們的居住需求。

2 房屋建筑結構設計的優(yōu)化技術介紹

2.1 優(yōu)化設計模型

某種程度上，設計模型優(yōu)化是房屋建筑設計技術優(yōu)化的首要前提，因此要求設計人員能有效利用優(yōu)化技術提高建筑結構安全性，確保最終構建的優(yōu)化設計模型科學合理性。具體可從以下幾點步驟展開說明：（1）選擇恰當結構設計變量。設計人員在選擇設計模型變量時，需充分考慮到對房屋建筑有著影響作用的相關參數，借此明確變量。（2）明確目標函數。設計人員在構建房屋建筑結構優(yōu)化模型時，首先需進一步明確目標函數，借此提高房屋建筑結構優(yōu)化模型有效性，并且設計人員還可基于鋼筋截面尺寸大小選擇恰當目標函數，避免產生建筑企業(yè)資金成本的巨大消耗，幫助建筑企業(yè)實現經濟效益最大化。（3）提出約束條件。若想進一步提高房屋建筑結構整體安全穩(wěn)定性，往往提出約束條件是否合理非常重要，并且設計人員還要做好結構強度、數據分析等方面工作，便于更好開展優(yōu)化設計工作。

2.2 應用流程和設計方案優(yōu)化

對于房屋建筑結構設計優(yōu)化來說，應用流程設計和方案優(yōu)化設計是其包含的兩大重要環(huán)節(jié)，對房屋建筑結構整體優(yōu)化設計有著直接影響作用。具體如下：（1）設計人員在進行房屋建筑設計方案優(yōu)化時，需充分考慮到眾多可能產生因素，統(tǒng)籌全局，進而提出相對科學合理的優(yōu)化設計方案。例如：房屋建筑結構優(yōu)化設計中涉及到一些約束條件內容，所以設計人員可通過計算機技術來完成約束條件優(yōu)化工作，確保整體優(yōu)化設計方案具有精密性特點。（2）在開展房屋建筑應用流程優(yōu)化設計工作時，首先設計人員應先構建優(yōu)化設計模型，通過相對高效合理計算手段開展應用流程設計工作，從而更好凸顯房屋建筑結構優(yōu)化設計有效性。

3 優(yōu)化方法的實際應用

3.1 優(yōu)化結構模型

對房屋進行整體結構的優(yōu)化設計，通常包括三個步驟：第一步，設計變量的選擇。設計變量的選擇主要以設計要求為依據，比如目標控制的相關參數等。而從設計的角度來看，一般選擇變化波動較小，或是根據局部的設計和結構要求就能夠滿足設計需求的參數。這種參數選擇方式能夠盡量減少設計和編程計算的工作量。第二步，目標函數確定。目標函數是設計工作的指導方向，尋找到滿足設計所需要的元素的一組方案，使工程投入費用降到最低。第三步，滿足約束條件。約束條件是一個建筑建設過程中必須始終滿足的對象，其內容包括結構的強度、應力、尺寸、變形、單元構建和結構體系等，在實際的設計工作中，要保證設計出來的結構，其各項約束條件都滿足目標的約束條件，也即符合規(guī)范的設計要求，從而做到最優(yōu)的設計?？拐鹨?guī)范GB50011-2010第3.6.6條明確規(guī)定，所有計算結果，應經分析判斷確認其合理、有效后方可用于工程設計。

3.2 整體和局部的優(yōu)化

任何一個建筑項目，都一定具備層次性和復雜性兩個特點。就層次性來講，它包括了建筑的設計體系、結構體系和安裝體系，這三個大體系之下又包括一個個小的下屬體系，在房屋結構的設計過程中，設計人員需要對下屬系統(tǒng)進行優(yōu)化，以打破多個布局之間的關聯作用，從而進行工程的疊加。就復雜性來講，它包括了選取結構類型、選取零部件和選取建筑材料等方面。從兩大特點綜合來看，在設計中放在第一位的都不是應該局部整體而是整體，這樣，才能夠達到最優(yōu)的優(yōu)化設計。

3.3 優(yōu)化建筑主體

建筑主體決定了房屋的安全性和可靠性。在房屋上部的結構設計中便應該首先建立模型并不斷進行優(yōu)化。過程的第一步是剪力墻的設置，保證其整體質量均勻，從而使剛度中心與結構中心重合，提高建筑對地震和大風的抵抗能力。在設計中，如果滿足條件，那么應盡可能地加大剪力墻的長度以減少剪力墻的數量，這樣有利于加強剪力墻的穩(wěn)定性同時降低混凝土的消耗。在剪力墻中一般會設置鋼材暗柱，如果剪力墻設計較大則可以相應地減少鋼筋的使用，從而降低成本。但如果建筑本身不滿足設置較大剪力墻的條件或是要求建筑具備較高的抗壓抗震能力，那么就不能進行較大剪力墻的設計。

3.4 優(yōu)化排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)所在的房間通常進行機械設備的存放，由于較大的荷載能力以及荷載強度，應該盡可能將排水系統(tǒng)建在低下室的房間中，根據國家的有關標準，設計管道的預留尺寸和預留深度，并對樓板鉆孔的位置進行加固。另外，對于水平走向的管線也需要加以考慮，查看其是否有穿過稱重墻稱重柱的現象，應極力避免這種現象的出現。如果因為各項綜合因素或考慮，無法避免管線穿過相關稱重件的時候，那么就需要對被穿的稱重件重新加固。

3.5 優(yōu)化節(jié)約設計

建筑的設計在除去建筑的安全性、功能性上，最主要的目的顯示為了降低工程建設的投入，從而提高房屋的建設效益，因此，控制工程的造價便是關鍵問題。在設計中通常以優(yōu)化結構的設計來降低造價。常規(guī)的房屋結構包括框架結構、剪力墻結構、框架和剪力墻結合的結構。這三種結構都存在各自的優(yōu)缺點，結構方案的設計中需要對這三種結構的優(yōu)缺進行深入的考量，結合實際的房屋需求，同時對造價和效益進行考慮，以設計出最節(jié)約的方案。

4 結束語

現階段房屋建筑結構設計工作的開展，基本上能夠對相關問題做出良好的解決，日后，應繼續(xù)在房屋建筑結構設計方面，做出深入的探討、分析，不斷的加強設計的可靠性、可行性。與此同時，要遵循新的理念，并不斷的融入到房屋建筑結構設計的體系當中，這樣才能創(chuàng)造出更高的價值。

參考文獻

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